질량분석기를 이용한 immunopeptidome 방법 구축

Abstract

암 면역요법 중 펩타이드 기반 암 치료 백신은 종양 면역 요법의 효과적인 치료법 중 하나로 주목받고 있다. 이 면역 요법은 세포독성CD8+ T 세포 반응을 매개하는 MHC class I에 제시된 펩타이드에 의존한다. 이때, 사람의 MHC를 HLA라고 한다. HLA가 제시하는 펩타이드 전체는 세포 또는 조직에서의 HLA ligandome으로 지칭되며, 종양에서는 immunopeptidome으로 불린다. 이 세포 표면 단백질은 자기 세포와 비자기 세포를 구별하고 비 자기 구성요소를 제거하는 면역 체계를 활성화시킨다. 이러한 T 세포 기반 면역치료 시 암 특이적 항원 중 개별환자의 암세포에 의해 제시되는 항원을 찾아내는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 LC-MS/MS를 이용해 HLA class I이 제시하는 펩타이드를 동정했다. 실험에 사용된 세포는 인체 전이성 유방암세포주인 MDA-MB-231 세포와, B 림프구 세포주인 amos 세포였다. LC-MS/MS 데이터 처리 시 PEAKS studio 소프트웨어를 이용해 펩타이드 동정을 진행했다. 분석은 데이터베이스를 Homo sapiens로 설정한 Database search(DB search)와 데이터베이스가 없는 상태로 분석한 De novo로 진행했다. 첫 번째로, 분석장비에 따른 펩타이드 동정 수를 비교했다. 그 결과, Q-TOF 장비에 비해 Orbitrap 장비에서 펩타이드가 더 많이 동정되었다. 따라서 이후 실험은 모두 Orbitrap으로 진행했다. 두 번째로, 세포 수에 따른 동정 수를 비교했다. 두 가지 세포 모두 세포 수가 증가할수록 DB search 및 Denovo로 동정한 펩타이드 수가 증가했다. 세 번째로, 실험 시 사용한 비드및 항체의 양에 따라 비교했다. Ramos 세포에서는 비드 및 항체의 양이 증가함에 따라 펩타이드 동정 수가 증가했으나, MDA-MB-231 세포에서는 비드 및 항체의 양이 증가했을 때 De novo 동정 수만 더 증가했다. 각 세포에서 동정된 펩타이드의 길이별 분포를 보면 모두 9mer에서 가장 많은 펩타이드가 동정되었고, 뒤이어 8 mer 또는 10mer에서 많은 펩타이드가 동정되었다. 상대적으로 11 및 12 mer에서 동정된 펩타이드 수는 적게 검출되었다. 마지막으로, 두 세포에서 동정된 펩타이드와 HLA class I과의 결합력을 측정했다. 이때, IEDB에서 동정된 펩타이드는 제외시켰다. 그 결과 Ramos 세포에 비해 MDA-MB-231 세포에서 강한 결합을 지닌 펩타이드가 더 많이 검출되었고, Ramos 세포에서는 HLA-A*03:01에서 결합력이 강한 펩타이드가 가장 많았다. 반면에 MDA-MB-231 세포에서는 각 아형에 따라 펩타이드 분포가 비교적 고르게 검출되었다. 이렇게 강한 결합을 가진 펩타이드를 TAA로 선별했다.