괴사와 세포 사멸

괴사는 세포막 완전성 상실, 세포 내용물 유출, 그리고 수반되는 염증 반응을 특징으로 하는 세포 사멸의 한 형태입니다. 고전적으로는 심각한 손상에 뒤따르는 우발적이고 비조절적인 사멸로 간주되었으나, 이제는 동일한 형태를 가지면서도 정의된 분자 경로를 통해 진행되는 괴사성 세포 사멸(necroptosis)과 같은 조절된 변이형을 포함하는 것으로 인식되고 있습니다. 괴사는 염증성 후유증과 조직 내 형태학적 패턴에 의해 세포자멸사(apoptosis)와 구별됩니다.

Definition

괴사는 세포막 파열, 세포 내 내용물 방출, 그리고 결과적인 염증 반응을 특징으로 하는 세포 사멸의 한 유형으로, 심각한 손상으로 인한 우발적(비조절적) 사멸과 괴사성 세포 사멸(necroptosis)과 같은 조절된 괴사 경로를 모두 포함합니다.

Scope

이 주제는 괴사의 형태학, 주요 조직 패턴(응고성, 액화성, 치즈성, 지방, 섬유소양, 괴저성), 우발적 괴사와 조절된 괴사의 구별, 그리고 가장 잘 특성화된 조절된 괴사 경로인 괴사성 세포 사멸(necroptosis)을 다룹니다. 괴사와 세포자멸사를 대조하지만, 세포자멸사의 상세한 기전은 관련 주제에서 다룹니다.

Core questions

• 괴사는 형태학적으로나 면역학적으로 세포자멸사와 어떻게 다른가요?
• 어떤 조직 괴사 패턴이 존재하며, 그것들은 무엇을 의미하나요?
• 괴사는 항상 비조절적인가요, 아니면 프로그램된 경로일 수도 있나요?
• 괴사는 세포 내용물 방출을 통해 어떻게 염증을 유발하나요?

Key concepts

• 세포막 완전성 상실
• 응고성 괴사
• 액화성 괴사
• 치즈성 괴사
• 지방, 섬유소양, 괴저성 괴사
• 괴사성 세포 사멸(조절된 괴사)
• 손상 관련 분자 패턴 및 염증

Mechanisms

우발적 괴사에서는 심각한 손상이 ATP를 고갈시키고 막 및 소기관의 완전성을 압도하여 세포가 팽창하고 파열됩니다. 손상 관련 분자 패턴(damage-associated molecular patterns)을 포함한 세포 내 내용물이 주변으로 유출되면 염증 세포를 유인하게 되는데, 이는 면역학적으로 침묵하는 과정인 세포자멸사와 괴사를 구별하는 특징입니다. 형태학적 패턴은 조직과 원인에 따라 달라집니다. 응고성 괴사는 허혈 후 고형 장기의 구조를 보존하고, 액화성 괴사는 뇌와 농양에서 조직을 용해시키며, 치즈성 괴사는 결핵의 전형적인 치즈 같은 병변을 생성하고, 지방, 섬유소양, 괴저성 패턴은 특정 상황을 반영합니다. 괴사성 세포 사멸(necroptosis)은 수용체 상호작용 단백질 키나아제(RIPK1 및 RIPK3)와 유사 키나아제 MLKL을 통해 실행되는 조절된 형태로, 이는 세포막의 투과성을 증가시켜 유전적 제어 하에 괴사성 형태를 생성합니다.

Clinical relevance

조직에서 괴사 패턴을 인식하는 것은 질병 과정을 국소화하고 특성화하는 데 도움이 됩니다. 예를 들어, 응고성 괴사는 경색을 나타내고, 치즈성 괴사는 육아종성 감염을 시사하며, 액화성 괴사는 농양 또는 뇌경색을 시사합니다. 이 항목은 참고를 위해 이러한 패턴을 설명하며, 진단 기준이나 관리 지침을 제공하지 않습니다.

Evidence & guidelines

괴사의 분자 분류 및 조절된 변이형은 세포 사멸 명명 위원회(Nomenclature Committee on Cell Death)의 전문가 합의에 의해 확립되었으며, 고전적인 조직 패턴은 표준 병리학 참고 문헌에 성문화되어 있습니다.

History

괴사는 오랫동안 치명적인 손상 후 세포의 무질서한 파괴로 형태학적으로 정의되었으며, 1972년 세포자멸사가 특성화된 후에는 세포자멸사와 대조되었습니다. 2000년대와 2010년대에 일부 괴사가 유전적으로 프로그램되어 있다는 사실(RIPK3 및 MLKL에 의해 실행되는 괴사성 세포 사멸(necroptosis))이 발견되면서 모든 괴사가 우발적이라는 가정이 뒤집혔고, 조절된 세포 사멸과 우발적 세포 사멸을 구별하는 업데이트된 명명법이 촉발되었습니다.

Debates

생체 내 괴사 중 조절된 괴사와 우발적 괴사의 비율은 어느 정도인가요?

괴사성 세포 사멸(necroptosis) 및 기타 조절된 괴사 경로의 인지는 질병에서 관찰되는 괴사가 수동적인 붕괴보다는 조절 가능한 프로그램된 경로를 반영하는 경우가 얼마나 되는지에 대한 의문을 제기했으며, 이 균형은 손상과 조직에 따라 다르며 계속 연구 중입니다.

Key figures

• Guido Kroemer
• Peter Vandenabeele
• Douglas Green

Seminal works

• galluzzi-2018-nomenclature
• pasparakis-vandenabeele-2015

Frequently asked questions

괴사는 왜 염증을 유발하지만 세포자멸사는 보통 그렇지 않나요?

괴사는 세포막을 파열시키고 세포 내 내용물을 방출하는데, 여기에는 면역 체계에 위험 신호로 작용하는 분자들이 포함됩니다. 반면 세포자멸사는 세포를 막으로 둘러싸인 소체로 포장하여 내용물을 흘리지 않고 제거됩니다.

괴사성 세포 사멸(necroptosis)은 괴사와 동일한가요?

괴사성 세포 사멸(necroptosis)은 괴사성 형태를 생성하지만, 특정 키나아제(RIPK1, RIPK3)와 이펙터 MLKL에 의해 구동되는 조절된 경로이므로, 압도적인 손상으로 인한 우발적 괴사라기보다는 프로그램된 하위 유형입니다.