경구백신은 기존 주사백신과 다르게 점막면역반응을 활성화시켜 수인성 질병 원인균의 주된 감염부위인 점막에서 초도에 방어를 할 수 있기에 백신 개발에 있어 그 중요성과 필요성이 인정되어 왔다. 그러나 항원 단백질로 구성된 경구백신의 경우 소화 장관을 통과하면서 체내 효소에 의해 분해되거나, 소장상피세포에서의 낮은 흡수율 등으로 인해 주사백신보다 면역유도 효율이 낮다는 점은 극복해야 할 난관중의 하나였다.
서울대학교 농생명공학부 최윤재/조종수 교수 연구팀은 경구투여한 백신이 소장상피에서 항원을 포집하는 M세포로 통과되는 효율이 낮다는 점에 착안하여, mRANKL(receptor activator of nuclear factor NF-κB ligand) molecule을 주입하여 소장상피세포 중 M세포의 개수를 증가시킴으로써 항원의 흡수효율개선을 통한 경구백신의 면역유도 효율증진을 검정하여 세계적 학술지인 Biomaterials (해당분야 상위 2.6%)에 최근호 (2016년 Volume 84)를 통해 발표(Systemic administration of RANKL overcomes the bottleneck of oral vaccine delivery through microfold cells in ileum)하였다.
이번 연구는 최근 점막면역학분야에서 세계적인 이슈인 RANKL을 재조합방법으로 생산한 후에 복강으로 주입하여 소장 상피세포가 M 세포로 분화되도록 유도하고, 창자간막림프절(MLN:mesentric lymph node)과 비장의 항원포집세포(수지상세포, 대식세포)의 수를 증진시킨 것을 검증하였다. 소장에서 항원을 포집하여 항원의 정보를 면역세포에게 전달하는 역할을 하는 M 세포의 개수를 효율적으로 증진시킨 후 항원을 pH-sensitive하고 점막점착성을 갖는 고분자미립자에 담지하여 경구로 투여하여 면역반응을 유도하면 M세포에 의해 항원이 포집되는 효율이 증진될 뿐만 아니라 소화장관에서 항원 특이적인 항체와 혈중 항체가가 증진되는 것을 검증하였다.
이 연구는 세계적으로 처음으로 RANKL을 투여하여 소장의 M세포 개수를 증진시킨 후 경구로 면역을 시켜 효율적인 점막면역을 유도한 사례이다. 위 연구를 통해 기존의 경구백신의 병목이었던 항원의 흡수효율이 낮은 문제점을 획기적으로 개선함으로써 괄목할만한 기술적 진보를 이루었으며, 경구백신 개발에 있어 대한민국이 선도적인 기술을 보유할 수 있게 되었다.