IL-1 beta는 바이러스 감염시 강력한 염증을 유발하는 사이토카인이다. IL-1b의 생산은 NF-KB에 의존적인 IL1b의 전사와 이어지는 inflammasome에 의한 pro-IL-1b의 처리 과정에 의해 면밀히 조절된다. 독일 Technische Universitat Munchen의 Jurgen Ruland 박사 연구팀은 RNA 바이러스가 유도하는 염증 반응에서 RNA helicase인 RIG-I의 2중적인 역할에 대해 보고하고 있다 (nature Immunology,2010 11(1):63). RIG-I이 매개하는 NF-kB의 활성화는 신호전달 어댑터인 MAVS와 어댑터 CARD9와 Bcl-10의 복합체를 요구하지만 RIG-I은 또한 어댑터 ASC와 상호작용하여 MAVS, CARD9과 Nod와 같은 수용체 단백질인 NLRP3와는 독립적인 기작을 통해 Caspase-1에 의존적인 inflammasome의 활성화를 개시한다. 이번 연구 결과는 CARD9-Bcl-10 분자를 RIG-I에 의존적인 염증 반응에서 필수적인 요소로 동정해 냈고 RIG-I을 특정 RNA 바이러스들에 반응하여 inflammasome을 활성화시킬 수 있는 센서로 규명해 냈다.

바이러스 감염은 고등 생명체에 지속적인 위협이 되고 선천성 면역 시스템에 의한 바이러스의 초기 인지는 숙주의 방어에 핵심적인 역할을 수행한다. 동물의 항바이러스 면역은 바이러스 핵산과 같이 특정 병원체와 연관된 분자 패턴을 인지하는 패턴인지 수용체들에 의해 개시된다. 바이러스 RNA나 DNA를 인지하고 난 후 패턴인지 수용체는 타입 I 인터페론과 염증 사이토카인들의 생산을 자극하는 신호전달 기작들을 활성화시켜 바이러스 제거를 위한 면역 반응을 유도하고 바이러스 감염의 임상적 증세를 유도한다. 바이러스의 핵산 인지 수용체들은 TLRs, HIV 200 계열 단백질인 AIM2와 RIG-I과 Mda5를 포함한다.

IL-1b의 생산은 NF-KB에 의존하는 Pro-IL-1b의 새로운 합성 이외에 Caspase-1활성화를 자극하는 2차 신호가 필요하다. Caspose I은 Pro-IL-1b를 절단하여 성숙하고 활성화된 IL-1b를 생산하는 작용을 수행한다. 다양한 자극에 반응하여 Caspase I의 활성화는 Inflammasomes이라 불리는 세포질 단백질 복합체에 의존한다. Inflammasomes는 다양한 센서와 관련 어댑터 단백질들로 구성되어 있다. 이중 가장 잘 알려진 것은 NLRP3 (NALP3 라고도 불림) inflammasome으로 DNA와 RNA 바이러스를 포함하는 다양한 자극에 반응하여 어댑터 ASC (또는 Pycard)를 통해 간접적으로 Caspase-1을 활성화시킨다. 그러나 이러한 다양한 자극들에 반응하여 상대적으로 특정하지 않은 NLRP3 inflammasome을 활성화시키는 분자 기작은 밝혀지지 않고 있다.

연구팀은 RIG-I이 특정 RNA 바이러스들에 반응하여 NF-KB에 의존적인 pro-IL-1b의 생산과 inflammasome의 활성화를 동시에 자극하는 2중적인 센서의 기능을 밝혀냈다. 이러한 과정에서 RIG-I은 CARD9-Bcl-10 복합 분자를 통해 NF-KB를 활성화시키고 ASC를 자극하여 NLRP3에 독립적인 방식으로 inflammasome을 활성화시킨다. 이번 연구 결과는 RNA 바이러스를 인지하고 염증 반응을 유도하는 선천성 면역 활성화 기작에 관여하는 연구에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.