초록 배경 크론병(Crohn’s disease, CD)의 병인은 면역세포와 장(腸) 조직 간의 복잡한 상호작용을 포함한다. 본 연구에서는 단일세포 수준에서 CD8 효과 T 세포(Teff)의 이질성과 CD 염증에서의 역할을 조사하였다. 방법 T 세포를 CD 환자 15명의 혈액, 염증이 있는 장 조직, 염증이 없는 장 조직에서 분리하였다. 단일세포 RNA 염기서열분석(single-cell RNA sequencing), TCR 염기서열분석(TCR sequencing), 공간 전사체학(spatial transcriptomics)을 이들 시료의 부분집합에 대해 다양한 조합으로 수행하여 세포 구성을 포괄적으로 분석하였다. 결과 CD8 T 세포 41,699개에 대한 분석을 통해 두 가지 주요 CD8 Teff 하위집단을 확인하였다. 첫째는 과립효소 B( granzyme B, GZMB)+ Teff 세포로, 주로 혈액에서 관찰되며 높은 세포독성 잠재력을 보였다. 둘째는 과립효소 K(granzyme K, GZMK)+ Teff 세포로, 장 조직에서 더 풍부하게 존재하며 상대적으로 낮은 세포독성 잠재력을 보였다. 장 내에서 GZMK+ 및 GZMB+ Teff 세포는 서로 뚜렷한 전사 프로파일을 나타냈다. GZMB+ Teff 세포는 KLF2 및 그 표적 유전자, 즉 조직 유출(tissue egress) 표지자인 S1PR1 및 S1PR5의 발현이 더 높았는데, 이는 순환(circulation) 성향을 시사한다. 반대로 GZMK+ Teff 세포는 유출 관련 유전자 발현이 감소된 조직 정주(tissue residency) 시그니처를 보였고, AP-1 전사인자(FOS, FOSB, JUN)의 발현이 증가하였다. TCR 클론형(clonotype) 분석에서는 GZMK+ Teff 세포의 상당한 클론 확장과, CD8+ 조직 정주 기억 T 세포(Tissue-resident memory T, Trm)와의 높은 클론 중복(clonal overlap)을 확인하였다. 세포-세포 상호작용(cell-cell communication) 분석에서는 GZMK+ Teff 세포가 CXCR3/CXCL9,-10 축을 통해 골수계(myeloid) 세포와 상호작용함을 보여주었고, 이는 공간 전사체학으로 확인되었다. GZMK+ Teff 세포의 이질성을 더 깊게 탐색한 결과, 각각 고유한 기능적 특성을 갖는 세 가지 서로 다른 하위집단을 확인하였다. 첫째, 높은 수준의 PRF1, GNLY, GZMB를 발현하는 세포독성(cytotoxic) GZMK+ 세포이다. 둘째, T 세포 줄기성(stemness)의 핵심 조절자인 TCF7을 발현하는 줄기유사(stem-like) GZMK+ 세포이다. 셋째, 장기 체류(long-term tissue residence)를 시사하는 높은 CXCR6 발현을 보이는 Trm 유사(Trm-like) GZMK+ 세포이다. 특히 Trm-like GZMK+ T 세포는 전염증성 사이토카인(IFNG, TNF)의 수준이 더 높아, 장 염증에서의 잠재적 역할을 시사하였다. 결론 본 연구는 CD 환자에서 혈액과 장 조직의 CD8 Teff 세포가 전사 수준에서 이질적임을 보여준다. 또한 골수계 세포와의 상호작용을 통해 국소 염증에 기여할 수 있는 장 유래 GZMK+ CD8 Teff 세포를 확인하였다. 이러한 결과는 CD 병인에 대한 새로운 통찰을 제공하며, 조직 특이적 면역반응을 조절하는 표적 치료의 개발에 도움이 될 수 있다.

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