15강. 면역학(immunology)
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1. 동물의 면역계 개요 [본문]
2. 선천성 면역 [본문]
3. 후천성 면역 : 항원과 림프구, MHC [본문]
4. 면역반응 개요 [본문]
5. 후천성 면역 : T 림프구 [본문]
6. 후천성면역 : B 림프구 [본문]
7. T 세포 vs B 세포 [본문]
8. 면역계 현상 [본문]
a. 미세세포 독성 실험
1. 동물의 면역계 개요 [목차]
⑴ 선천성 면역(비특이적 면역) : 모든 동물이 보유
① 소수의 수용체군을 이용하여 특정 병원균의 그룹에 ‘공통’으로 존재하는 특징을 인식함
② 신속하게 반응이 일어남
○ 백혈구의 작용순서 : NK cell → 호중구 → 단핵구 → T 림프구
○ 인터페론, 면역글로불린이 NK cell보다 더 빠르게 작용
③ 종류 : 장벽 방어, 내부 방어
○ 장벽 방어 (1st line) : 피부, 점막, 분비액, 정상 플로라
○ 내부 방어 (2nd line) : 식세포, 자연살생세포, 항외래 분자 단백질, 염증반응, 보체
⑵ 후천성 면역(적응면역, 특이적 면역, 획득면역) : 척추동물만 해당
① 광대한 다양성을 가진 수용체를 이용하여 특정 병원균의 아주 특이적인 특징을 인식함
② 천천히 반응이 일어남
③ 면역기억 : 후천성 반응은 느리므로 1차 면역 반응 이후 기억세포가 생겨 반응의 크기와 속도를 증대
○ 1차 면역 반응 : 특정 항원에 대해 처음으로 노출된 경우
○ 2차 면역 반응 : 특정 항원에 대해 두 번째로 노출된 경우
④ 종류 : 세포성 면역, 체액성 면역
○ 세포성 면역 : 세포독성 T 림프구가 체세포를 감염한 외래 분자에 대응
○ 체액성 면역 : 항체가 체액을 감염한 외래 분자에 대응
⑶ 능동면역과 수동면역
① 능동면역 = 후천적 면역
○ 감염물질에 의해 자연적으로 형성되거나 백신접종을 통해 형성된 면역
○ 백신 : 전염병에 대하여 인공적으로 면역기능을 활성화시키기 위해 생체에 투여하는 항원의 일종
○ 예 : 세균독소, 사멸세균, 미생물 성분, 비병원성 미생물 등
② 수동면역
○ 특정 감염원에 면역된 개인으로부터 면역되지 않는 개인에게 항체나 세포를 전달함으로서 형성되는 면역
○ 예 1. IgG : 태반을 통해 태아에게 전달
○ 예 2. IgA : 모유를 통해 신생아에게 전달
○ 예 3. 적아세포증 방지를 위한 항 D 항체 투여
⑷ 사이토카인 : 면역반응을 조절하는 화학물질
① 인터루킨(interleukin)
○ IL-1
○ 대식세포가 분비하여 Th1을 활성화
○ 프로스타글란딘(PG)이라고도 함
○ IL-1β : pro-inflammatory chemokine
○ IL-2
○ Th1이 IFN-γ, TNF-β와 함께 분비하여 Tc를 활성화
○ CD4+ T lymphocyte marker
○ 백혈구를 조절함
○ IL-3
○ 골수 줄기세포와 비만세포의 증식을 자극
○ IL-4
○ Th0를 Th2(체액성 면역 관여)로 분화
○ Th2가 B 림프구와 상호 분비하여 상호 활성화
○ 부가적으로 IgE 항체 생성 촉진
○ Tc 활성화
○ inflammatory marker로 쓰임
○ IL-5
○ Th2가 IL-4와 함께 B 림프구를 활성화시키기 위해 분비
○ Tc 활성화
○ 부가적으로 호산구의 분화를 촉진하고 호산구의 케모카인으로 작용
○ IL-6
○ Th2가 IL-4와 함께 B 림프구를 활성화시키기 위해 분비
○ T 림프구 활성화
○ macrophage marker
○ pro-inflammatory cytokine
○ anti-IL6R : tocilizumab (Actemra)
○ IL-8
○ pro-inflammatory chemokine
○ 호중구를 끌어들임
○ 마우스나 랫에서는 존재하지 않음
○ IL-10
○ Th2가 IL-4와 함께 B 림프구를 활성화시키기 위해 분비
○ anti-inflammatory marker / chemokine
○ TGF-β1과 함께 Treg 조절에 중요하게 관여
○ IL-12
○ IFN-γ와 함께 Th0를 Th1으로 분화
○ Th1 : 세포성 면역 관여
○ dendritic cell marker, macrophage marker
○ IL-17A
○ M1 대식세포 분화에 관여
○ IL-23
○ TH17 분화에 중요하게 관여
② TNF(tumor necrosis factor)
○ TNF-α
○ 혈관 투과성을 높여 염증반응을 야기함
○ NK cell marker
○ proinflammatory cytokine
○ inflammatory response marker
○ anti-TNF-α antibody : adalimumab (Humira), etanercept, infliximab, golimumab, certolizumab
○ TNF-β
③ 인터페론(interferon, IFN)
○ IFN-α : pDC, 대식세포, 백혈구 등에 의해 분비되어 T 림프구, 자연살상세포 활성화
○ IFN-β-1a : 다발성 경화증을 치료하는 데 사용되는 사이토카인
○ IFN-γ : 대식세포를 활성화. CD8+ T cell marker
④ CD(clusters of differentiation)
○ 면역세포의 셀 타입 마커로 사용할 수 있음
⑤ GM-CSF : 호중구, 호산구 단핵구, 대식세포의 증식과 분화 촉진
⑥ C 단백질 (C-reactive protein; CRP)
○ 간에서 유래하는 acute-phase protein
○ 대식세포와 T 림프구에 의해 분비되는 IL-6에 의해 C 단백질의 분비가 증가함
○ C 단백질이 적을수록 예후가 양호함 (출처 : Circulation. 1999; 100:1958-1963)
⑦ MPO(myeloperoxidase)
○ 병원체에 대한 방어작용을 수행
⑧ 기타 사이토카인
2. 선천성 면역 [목차]
⑴ 방어벽 : 외부방어
① 피부, 곤충의 외골격, 내장 상피 : 1차적인 선천성 방어벽
○ 병원체와 함께 이탈
○ 피부 : 낮은 pH로 미생물 억제, 피부의 샘에서 세균의 생장 지연 화학물질 분비
② 정상 플로라(정상 세포총, normal flora)
○ 병원체들과 서식지와 영양분을 경쟁하므로 선천성 방어에 기여
○ 병원체에 독성이 있는 물질 분비
○ 예 : 대장에 우점종인 대장균
③ 점액물질
○ 점액은 병원체를 가둠
○ 리소자임 : 병원체에 독성이 있는 물질로 눈물, 코점액, 침 등에 포함
○ 땀샘, 기름샘의 분비물은 산성 pH를 가짐
○ 점액 배출(재채기, 기침) : 공기 중의 외래 분자를 점액으로 포획 → 섬모운동에 의해 호흡관을 통해 배출
④ 소화기관 : 위(염산, 단백질 분해 효소), 소장(세균들이 밀집, 쓸개즙), 대장(대변과 함께 제거)
⑵ 세포성 선천성 방어
① 체내로 침투한 병원균은 식세포 활성을 소유한 백혈구에 의해 제거
② 식세포의 종류
○ 호염기성 : 히스타민 분비, T 림프구분화 촉진
○ 호산성 : 항체로 도말된 기생충 죽임
○ 호중성 : 항체로 도말된 병원체 죽임
○ 비만세포 : 손상당할 때 히스타민 분비
○ 단핵구(대식세포로 분화)
○ 대식세포 : 오래된 세포 제거, 외래 분자 소화, 백혈구 생산 자극, T 림프구 활성화
○ 수지상세포 : 식세포 작용 후 림프절로 이동하여 항원제시. T 림프구에게 항원제공
③ 대식세포의 종류
○ 분류 1. 기능에 따른 분류
○ 1-1. M1 대식세포(M1 macrophage, clasically activated macrophage)
○ 염증성 세포(inflammatory cell) : 세포 사멸에 관여. anti-tumoral
○ 연장인자(eloncation factor) : 장축과 단축의 비가 1 근처
○ M1 타입을 유도하는 사이토카인 : TLR, TNF-α, IFN-γ, CSF2, LPS, STAT1, IRF5, IL-17A
○ M1 타입이 분비하는 사이토카인 : IL-6, IL-8, IL-23p40, TNF-α, IL-1β, IL-12p70, IL-12p40, IFN-γ
○ M1 타입의 유전자 마커 : HLA-DR, CD11c, CD86, iNOS, pSTAT1, IL-12, MHC-II, CD80, 27E10, CCL2, S100A8, S100A9
○ 1-2. M2 대식세포(M2 macrophage, alternatively activated macrophage)
○ 항염증성 세포(anti-inflammatory cell) : 세포 치료에 관여. pro-tumoral
○ 연장인자(elongation factor) : 장축과 단축의 비가 큼
○ M2 타입을 유도하는 사이토카인 : IL-4, IL-10, IL-13, TGF-β, PGE2, STAT3, STAT6, IRF4
○ M2 타입이 분비하는 사이토카인 : IL-10
○ M2 타입의 유전자 마커 : CD68, CD163, CD204, CD206, VEGF, cMAF, ARG1, YM1, CCL20, CCL22, 1IDO1
○ TAM(tumor associated macrophage)의 대부분은 M2 macrophage
○ 분류 2. 조직에 따른 분류
○ 쿠퍼 성상세포(Kupffer cell)
○ 간 모세혈관 안에 있는 대식세포
○ 내재적 면역인 RES(reticuloendothelial system)와 관련
○ 혈관 내에 위치한 대식세포는 쿠퍼 세포가 유일함
○ splenocyte : 지라(spleen)에 위치
○ BMDM(bone-marrow-derived macrophage) : 뼈에 위치
○ dust cell : 폐에 위치
○ microglial cell : 뇌에 위치
○ TAM(tumor-associated macrophage)
| M1-like TAM |
M2-like TAM |
||
| immune activation (Th1 and NK) | TNF-α, NO, IL-23, IFN-γ, MHC class II, IL-1β, CXCL10 | angiogenesis | VEGF, FGF, CXCL8, Tie2, hypoxia |
| phagocytosis of tumor cells | EMT(epithelial mesenchymal transition) | TGF-β | |
| apoptosis of tumor cells | TNF-α, FasL | immune suppression (Treg or Th2) | PD-1, PD-L1, IL-10, TGF-β, IDO 1/2, arginase |
| tissue damage | ROS, iNOS | tissue remodeling metastasis | MMPs, uPAR, cathepsins |
| maturation of APC | IL-12 | tumoral growth factors | EGF, FGF, TGF-β, PDGF |
Table. 1. M1-like TAM과 M2-like TAM
④ 식세포에 의한 병원균 인식·제거 과정
○ TLR의 종류
○ TLR-1 : multiple triacyl lipopeptide
○ TLR-2 : lipoteichoid acid. 내재적 면역을 활성화
○ TLR-3 : 바이러스가 가지고 있는 dsRNA 인식
○ TLR-4 : 그람음성균이 가지고 있는 LPS(lipopolysaccharide) 인식
○ TLR-5 : 원핵생물 편모의 단위체인 플라젤린(flagellin) 인식
○ TLR-6 : multiple diacyl lipopeptide
○ TLR-7 : single-stranded RNA
○ TLR-8 : small synthetic compound, single-stranded RNA
○ TLR-9 : 메틸화되지 않은 CG 서열(CpG DNA)과 oligodeoxynucleotide DNA 인식
○ 1st. 식세포는 TLR(toll 유사 수용체, toll-like receptor)에 결합된 외래 분자를 흡입 (식세포작용)
○ 2nd. TLR과 항원이 결합하면 염증반응과 관련된 사이토키닌이 분비
○ 3rd. 병원균을 포함하는 식포와 리소좀이 융합
○ 4th. 리소좀의 독성가스(아질산 등), 병원균 성분 분해효소(라이소자임 등)에 의해 식포 속의 외래 분자 제거
○ 5th. 병원균 잔재는 세포외배출을 통해 배출
⑤ 자연살상세포(NK cell, natural killer cell)
○ MHC class Ⅰ이 발현 안 되는 세포를 인식하여 제거
○ MHC class Ⅰ 발현수준이 낮은 병든 세포, 암세포, 바이러스 감염세포 제거
○ MHC class Ⅰ 발현수준이 낮은 암세포는 증식 능력이 높음
○ MHC class Ⅰ 발현수준이 높은 암세포는 세포독성 T세포에 의해 살상
○ 살상 능력 : CTL > NK cell
○ ADCC(antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity), IgG, 퍼포린, 그렌자임과 관련이 있음
○ 인터페론 α, β에 의해 활성화된 NK cell은 인터페론 γ 분비
⑶ 내부 방어시스템 : 헤모구(곤충의 면역세포)
① 식세포 활성, 항외래 분자 펩티드(곰팡이, 세균 타깃) 합성 및 분비
② 페놀옥시다아제 효소 소유 → 페놀이 중합체 형성 → 기생충이나 상처조직에 침투 → 기생충이 다른 부위로 전파 억제
③ 병원균의 종류에 따라 차별적인 면역반응이 일어남
○ 예. 초파리 : 붉은 빵 곰팡이 감염 → 곰팡이 세포벽 일부와 곤충의 인식단백질의 결합 → Toll 수용체 활성화 → 특정 항 외래 분자 펩티드 유도 및 분비
○ 그람음성균에만 존재하는 LPS(lipopolysaccharide)도 Toll 수용체의 표적이 됨
⑷ 항외래 분자 단백질
① 보체단백질(complement) : 척추동물의 혈액에 존재하는 20여 종의 항외래 단백질군. 간에서 생성
○ 메커니즘 : 세 종류가 있으나 모두 유사하게 MAC(membrane attack complex)를 형성
○ 종류 1. classical pathway
○ 종류 2. lectin-mannose pathway
○ 종류 3. alternative pathway
○ 기능 1. 중화반응(neutralization) : 항원이 숙주세포로 침투하지 못하게 함. 항원의 공격을 무력화
○ 기능 2. 옵소닌화(opsonization) : 노출된 항체의 Fc 부위와 식세포의 Fc 수용체가 결합하여 식세포 작용 촉진
○ IgG가 관여
○ 항체의존성 세포 매개성 세포독성(ADCC)을 통해 세포 사멸
○ 항원 표면이 소수성일수록 옵소닌의 흡착량이 많아짐 → RES(reticuloendothelial system)에 의해 걸러내어 짐
○ (주석) 옵소닌화는 aggregation과 비슷함
○ 기능 3. 식세포 유도 : 보체단백질에 대한 주화성, 모세혈관 투과성 증대, 혈관 이완
○ 기능 4. 호중구, 호염기구, 비만세포의 과립(예 : 히스타민) 분비 유도
○ 기능 5. 보체계 : IgG, IgM이 보체계를 활성화하여 보체는 MAC를 형성하고 공격복합체(C5b ~ C9) 형성
○ 이를 CDC(complement-dependent cytotoxicity)라고도 함
○ 보체계 활성화는 C1q, C1r, C1s 등에 의해 이루어짐
○ 5-1. 퍼포린(perforin)
○ 표적세포의 세포막에 구멍을 내는 분자
○ 암세포는 T세포가 분비한 퍼포린에 의해 세포막에 형성된 구멍을 ESCRT 복합체로 수리할 수 있음
○ 5-2. 그렌자임(granzyme)
○ 단백질 분해효소의 일종으로 세포 내 섭취를 통하여 감염세포 내로 유입
○ 표적세포 내에 아톱토시스를 유도하여 핵과 세포질을 조각냄
○ 기능 6. 항체 활성화
○ 기능 7. 항체 중 IgG, IgM은 보체단백질 활성화
② 인터페론 : 선천성 항바이러스 단백질
○ 인터페론 α : 백혈구에서 생산, 자연살상세포 활성화
○ 인터페론 β : 섬유아세포에서 생산, 대식세포, 자연살상세포 활성화
○ IFN-β-1a : 다발성 경화증을 치료하는 데 사용되는 사이토카인
○ 인터페론 α, β
○ 1st. 세포가 바이러스에 감염
○ 2nd. 주위 세포에 인터페론 분비
○ 3rd. 인터페론이 바이러스 저항성 단백질 생성신호로 작용하여 주위 세포에서 바이러스 증식 억제
○ 인터페론 γ : 면역림프구에서 생산, 세포독성 T 세포, 대식세포 활성화
○ 대식세포 활성화 → 디펜신 분비 및 식세포 활성 증가 → 외래 분자 제거
○ CD8+ T cell marker
③ 키닌(kinin) : 혈관확장을 일으키는 강력한 펩티드
⑸ 염증반응
① 반응순서
○ 1st. 조직(주로 표피조직) 손상
○ 2nd. 비만세포에서 히스타민 분비, 활성화된 대식세포에서 PG(pyrogen) 분비
○ 3rd. 히스타민의 작용 : 모세혈관 확장, 혈관투과성 증진, 상처부위로 혈류흐름 증가 (보체단백질 유입↑), 평활근 이완
○ 4th. 프로스타글란딘 : 염증반응(열 발생), 점막 형성, 두통 야기, 혈액 응고, 평활근 수축 (여성 자궁수축)
○ 프로스타글란딘은 거의 모든 세포에서 만들어짐
○ 분자 구조가 불안정하여 국소조절자로 작용
○ cyclooxigenase → 아라키론산 활성화 → 프로스타글란딘 활성화
○ 아스피린 : cyclooxigenase 억제 → 프로스타글란딘 억제
○ 아스피린은 비스테로이드 소염제(NSAID) 중 가장 대표적
○ 아스피린 순작용 : 해열진통, 심장발작 예방, 혈전용해제
○ 아스피린 부작용 : 위궤양(점막 형성 관련), 수술 중 지혈이 안 돼 사망하는 경우, 위장 출혈, 뇌출혈
○ 5th. 더 많은 식세포 유인, 호중구와 대식세포에 의해 외래 분자 제거
○ 6th. 고름(백혈구, 세균의 시체) 축적 (식세포가 고름을 잡아먹기도 함)
○ 7th. 염증 증상(발열, 홍조, 부종) 약화
○ T 세포 활성 촉진
○ 세포 내 화학반응 촉진
○ 혈장의 철분 농도를 감소시켜 박테리아 생장 억제
○ 8th. 상처 회복
② 전신염증반응
○ 내막염, 충수염 : 손상된 세포, 감염 미생물에서 골수에 호중구 생산을 증가시키는 물질 분비
○ 열 발생 : 병원균 독소 → 대식세포가 PG 분비 → 시상하부 설정점↑ → 세균 증식 지연 및 체세포 대사 증진
○ 패혈증 : 심한 고열, 저혈압 상태(∵ 혈관팽창) → 죽음
3. 후천성 면역:항원과 림프구, MHC [목차]
⑴ 항원(antigen) : 림프구에 의해 특이적으로 인식되고 면역반응을 유발하는 외래분자들
① 항원 결정소(에피톱, epitope) : 면역 반응을 유발하는 항원의 단편
○ 하나의 항원에는 여러 에피톱이 존재
○ 반대로 항원과 결합하는 항체 결합부위를 파라토프(paratope)라고 함
○ 특정 항원에 대해서 여러 종류의 항체 생성(다클론항체) ↔ 단일클론항체
② 조건
○ 크기 : 1,000 Da 이하에서는 면역반응이 거의 일어나지 않음
○ 항원 특이성 : 자기 분자와 유사한 분자는 선별과정에 의해 림프구가 인식하지 못함
○ 항원 분해와 제시 과정 적합성 (예 : D-아미노산)
③ 분류 1
○ 내부 항원 : 바이러스, cancer-specific antigen 등. MHC class Ⅰ에 의해 식별
○ 외부 항원 : 박테리아, 기생충 등. MHC class Ⅱ에 의해 식별
④ 분류 2
○ 단백질 항원 : T 세포 의존적(MHC class Ⅰ과 관련). 2차 면역 가능. 항원성과 면역원성 보유
○ 비단백질 항원 : T 세포 비의존적. 항체와만 반응. 항원성만 보유
⑤ 합텐 vs 보강제
○ 합텐
○ 체내 단백질과 부착하여 항원성(체액성 면역성)을 제공하는 유기물
○ 체액성 면역은 일으키지만 세포성 면역은 일으키지 못함
○ 항체 매개성 과민반응 유발
○ 예 : 페니실린, 아스피린, 디니트로페놀
○ 보강제 : 체액성 면역과 세포성 면역을 모두 일으킬 수 있음
⑵ 림프구 생성 : 「(난황 주머니의 줄기세포) → (태아의 간)」 → 골수의 조혈모세포 → 림프계모세포 → 각종 림프구
① 참고로 「 」는 발생 중에 일어나는 과정
② 자연살상세포 : 감염 세포 또는 암세포 공격 및 용해
○ 암세포 살상력은 Tc가 더 강함
③ B세포(B cells) : 형질세포 및 기억세포로 분화
○ 형질세포(plasma cells) : 항체 분비
④ 세포독성 T 림프구 (Tc, T cytotoxic lymphocytes) : 감염 세포 치사
⑤ 보조 T 림프구(Th, T helper lymphocytes) : 다른 림프구의 활성 보조
⑥ 조절 T 림프구(Treg, T regulatory lymphocyte) : 다른 림프구의 활성 조절
⑶ 림프기관 : 적혈구, 알부민은 림프기관으로 유입되지 않음
① 1차 림프기관 : 림프구의 수용체가 붙는 장소
○ 흉선(가슴샘, thymus) : T 림프구는 골수에서 생성되고 흉선으로 이동 후 성숙
○ T 림프구의 어원은 thymus의 이니셜
○ 골수(bone marrow) : 림프구 생산, B 림프구는 골수에서 생성되고 골수에서 성숙
○ B 림프구의 어원은 bone marrow의 이니셜
○ 태아의 간
② 2차 림프기관 : 림프구가 항원을 만나는 장소, 세포 저장·이물질 여과·감염시 염증반응
○ 비장(spleen)
○ 편도선(adenoid)
○ 충수(appendix)
○ 기타 림프관, 림프절(lymph node) : 조직의 항원을 반응
③ 림프절의 구조
○ 유입 림프관, 유출 림프관, 배중심, 부피질영역
○ 림프절에서 T세포는 주로 배중심에 위치함
○ 활성화된 B세포는 부피질영역에서 형질세포로 분화함
④ 비장(spleen) : 가장 큰 림프절
○ 특징
○ 혈액을 저장하고 정제함
○ 고농도의 림프구와 항체가 존재
○ 성숙 림프구가 집합하는 장소
○ 전신성 감염에 반응
○ trabecule로 나눠진 여러 구획
○ 수질은 안쪽의 백색수질과 비교적 바깥쪽의 적색수질로 나뉨
○ 백색수질과 적색수질의 경계부분에 marginal zone이 있음
○ 적색수질(red pulp; RP)
○ 대식세포(오래된 적혈구 분해), 적혈구, 소수의 림프구 존재
○ 적혈구가 있어서 빨갛게 보임
○ H&E 염색에서 분홍색으로 나타남 (∵ 핵의 개수 ↓)
○ 백색수질(white pulp; WP)
○ B cell, T cell 등이 많음
○ 측부혈관림프양막(PALS, periarteriolar lymphoid sheath) : 주로 T 림프구가 존재, 동맥 주변을 둘러쌈
○ H&E 염색에서 보라색으로 나타냄 (∵ 핵의 개수 ↑)
○ 1st. 비장동맥으로 항원과 림프구 유입
○ 2nd. 변연부로 이동
○ 3rd. 항원을 변연부에서 수지상 세포가 섭식
○ 4th. PALS로 이동해서 T 세포에게 제시
○ 5th. Th cell 활성화
○ 6th. B cell과 함께 1차 여포로 이동
○ 7th. B cell이 중심부에서 성장하면 2차 여포로 분화
○ 변연부(marginal zone; MZ) : 림프구와 대식세포 존재
⑷ 주조직적합성 복합체(MHC, major histocompatibility complex)
① 세포막에 존재하는 당단백질로 말단에 임의의 펩티드를 부착할 수 있어 항원 제시를 수행
○ 주의 : 지질과 탄수화물은 MHC에 제시할 수 없음
② MHC class Ⅰ
○ 적혈구를 제외한 모든 세포가 제시
○ 분해된 세포단백질 조각을 가지고 세포막으로 이동하여 Tc 세포에게 항원제시
○ 정상 시 : 자기 펩티드를 항원제시
○ 감염 시 : 비자기 펩티드(항원)도 항원제시 → 세포가 감염되었음을 인식(항원 인식)
○ 비자기 펩티드를 제시하는 경우 : 암세포, 바이러스
③ MHC class Ⅱ
○ 식세포 활성이 있는 항원제시세포가 제시
○ 항원제시세포(APC, antigen presenting cell) : B 세포, 대식세포, 수지상세포
○ B 세포 : BCR과 특이적인 한 종류의 항원을 MHC class Ⅱ에 제시. Th2로부터 활성화
○ 대식세포, 단핵구 : 항원을 세포내 섭취. 여러 종류의 항원을 MHC class Ⅱ에 제시할 수 있음. Th1을 활성화
○ 수지상세포 : 세균 특이적 분자를 인식하면 이동성이 증가하여 림프절로 이동. T 림프구의 음성선택 시 항원제시. Th, Tc 활성화
○ 흉선 외피세포(thymic epithelial cell)
○ 그 밖에도 활성 T 세포, 미성숙 hematoblast, 일부 상피세포, 일부 암세포에서 HLA class Ⅱ가 존재함
○ 리소좀에서 분해된 항원 제공을 Th 세포에게 제공
○ 비자기 펩티드를 제시하는 경우 : 박테리아, 기생충
④ MHC class Ⅲ
○ 항원-항체 복합체와 작용하여 외래 세포를 용혈시키는 보체시스템의 단백질 중 일부
⑤ MHC 다형성(MHC polymorphism)
○ 인간 MHC 유전자 : 인체 백혈구 항원(HLA) 그룹, 6번 염색체 상에 위치, 공동우성 발현
○ HLA(human leukocyte antigen)라고도 함
○ MHC class Ⅰ : HLA-A, HLA-B, HLA-C
○ MHC class Ⅱ : HLA-DR, HLA-DP, HLA-DQ
○ 쥐 MHC 유전자 : H-2 그룹
○ MHC class Ⅰ : H-2-K, H-2-D, H-2-L
○ MHC class Ⅱ : H-2-IA, H-2-IE
○ 각 MHC 좌위에 수백 개 이상의 대립유전자가 있으므로 일란성 쌍둥이를 제외하고는 MHC 조합이 일치할 수 없음
○ MHC 제한에 따른 T 림프구 증식 실험
○ 성숙한 적혈구에는 HLA 항원이 존재하지 않음
○ 수혈할 때 MHC를 고려하지 않아도 되는 이유
⑸ MHC class Ⅰ 항원제시 메커니즘
① 1st. 일반세포가 내부 항원(예 : 바이러스, 암세포)을 프로테아좀에 의해 절편화
○ 9 ~ 15개의 아미노산 가닥으로 분해
② 2nd. 조면소포체에서 MHC class Ⅰ 생성
③ 3rd. 항원이 TAP(transporter associated with antigen processing)를 통과하여 세포질에서 조면소포체로 이동
④ 4th. 조면소포체에서 펩티드-MHC 결합이 일어남
⑤ 5th. MHC class Ⅰ에 항원이 제시된 채로 세포막에서 발현
⑥ 6th. CD8+ T 세포에 의해 인지됨
⑹ MHC class Ⅱ 항원제시 메커니즘
① 1st. 항원제시세포가 외부 항원(예 : 박테리아, 기생충)을 흡수
○ 대식세포 : 음세포작용
○ B세포 : 수용체 매개 내포작용
② 2nd. 외부 항원은 엔도리소좀에 의해 절편화
○ 12 ~ 15개의 아미노산 가닥으로 분해
③ 3rd. 조면소포체에서 MHC class Ⅱ 생성
④ 4th. 항원 절편 소낭에 MHC class Ⅱ 소낭이 합쳐져 엔도좀 소낭(리소좀의 일종) 형성
⑤ 5th. 엔도좀 소낭에 펩티드-MHC 결합이 일어남
⑥ 6th. MHC class Ⅱ에 항원이 제시된 채로 세포막에서 발현
⑦ 7th. CD4+ T 세포에 의해 인지됨
Figure. 5. MHC class Ⅰ 및 MHC class Ⅱ 항원제시 메커니즘
⑺ cross-presentation : 에피톱이 MHC class Ⅱ로 가야 하는데 MHC class Ⅰ으로 가는 현상
4. 면역반응 개요 [목차]
⑴ 1st. 항원 1차 노출
⑵ 2nd. 대식세포가 항원을 섭취한 뒤 MHC class Ⅱ 항원제시 → Th1 활성화
⑶ 3rd. B 림프구가 항원을 섭취한 뒤 MHC class Ⅱ 항원제시 → Th2 활성화
⑷ 4th. 수지상 세포가 항원을 섭취한 뒤 MHC class Ⅱ 항원제시 → Tc 활성화
⑸ 5th. Th1이 추가로 Tc를 활성화 → MHC class Ⅰ 항원인식으로 감염세포 식별 뒤 사멸
⑹ 6th. Th2는 다시 B 림프구를 활성화
⑺ 7th. 활성화된 B 림프구는 항체 생산
⑻ 8th. 항원 2차 노출
⑼ 9th. 기억세포를 거치므로 빠르게 진행됨
① Tc cell은 대식세포로부터 활성화된 기억 Th1이나 수지상 세포나 MHC class Ⅰ 항원제시 감염세포의 활성화 신호를 받자마다 세포성 면역반응 진행
○ ⑵ ~ ⑻에서는 기술되지 않았으나 Tc cell은 MHC class Ⅰ 항원제시 감염세포로부터도 활성화 신호를 받음
② B 림프구의 경우 기억 B 림프구가 항원과 결합하자마자 형질세포로 분화 (별도의 신호 불필요)
5. 후천성 면역 : T 림프구 (T cells, T lymphocytes) [목차]
⑴ TCR(T cell receptor) : T 림프구의 수용체, T 림프구의 막에 존재하여 MHC에 결합된 항원 펩티드 인식
① 형태 : I 자 모양
② 4차 구조 : α 사슬과 β 사슬이 이황화결합
③ 항원 결합 부위 : 1개, 항원의 1차 구조 인식
○ MHC 분자와 결합된 단백질 항원의 아미노산 서열을 인식
○ 1차 구조를 인식하기 때문에 TCR은 열·pH에 강함
④ TCR은 CD 단백질과 협동해야 제시된 항원 인식이 가능
⑤ 「TCR + CD3 + CD247」 : 신호전달 체계 작동
⑥ 「TCR + CD3 + CD247」 + CD8 : MHCⅠ을 인식하는 보조단백질군
⑦ 「TCR + CD3 + CD247」 + CD4 : MHCⅡ을 인식하는 보조단백질군
⑵ 1st. 생성 : 골수에서 T cell 전구체 생성, 태아의 경우 간에서 생성
① CD4-, CD8-, TCR-
⑶ 2nd. T cell 전구체는 흉선 피질로 이동
⑷ 3rd. 분화 : 흉선 피질에서 T cell 전구체가 immature naive T cell과 immature γδ T cell로 분화
① 3rd - 1st. RAG 유전자 발현 : 1회성
○ RAG 유전자는 T 세포와 B 세포에서만 발현되는 유전자
○ RAG(recombination activation gene) : 재조합 신호서열(RSS, recombination signal sequence)을 인식하는 재조합 효소
② 3rd - 2nd. 1차 분화 : T cell 전구체 (CD4-, CD8-, TCR-) → immature naive T cell 전구체 + immature γδ T cell
○ immature naive T cell 전구체 : CD4-, CD8-, TCR αβ-
○ immature γδ T cell : CD4-, CD8-, TCR γδ+
③ 3rd - 3rd. immature naive T cell 전구체 → immature naive T cell (CD4+, CD8+, TCR αβ low)(이중양성)
④ 3rd - 4th. 2차 분화
○ 3rd - 4th - 1st. immature naive T cell : CD4+, CD8+, TCR αβ low → CD4+, CD8+, TCR αβ
○ 3rd - 4th - 2nd. immature γδ T cell : 추가적으로 분화
⑸ 4th. 1차 클론소실 : 양성선택(positive selection), 흉선 피질에서 일어남
① 4th - 1st. 흉선 상피세포가 제시한 자신의 MHC와 self peptide에 결합하지 못한 클론 사멸
○ self를 강하게 인식하더라도 일단 MHC 결합 능력 자체를 평가
○ MHC 형 : MHC에는 다양한 타입이 있으며, 타입이 다른 비자기 MHC 상에 제시된 항원은 인식할 수 없음
○ 장기이식 시 면역거부 현상은 MHC 형과 Th와 관련
② 4th - 2nd. MHC class Ⅱ와 결합한 immature naive T cell은 Th cell로 결정 (예 : CD4의 퇴화 결정)
○ immature naive Th cell : CD4+, CD8+, TCR αβ
③ 4th - 3rd. MHC class Ⅰ과 결합한 immature naive T cell은 Tc cell로 결정 (예 : CD8의 퇴화 결정)
○ immature naive Tc cell : CD4+, CD8+, TCR αβ
④ immature naive Th cell과 immature naive Tc cell의 비율은 2 : 1 정도
⑹ 5th. 양성선택을 거친 mature naive Th와 mature naive Tc는 흉선 수질로 이동
⑺ 6th. 2차 클론소실 : 음성선택(negative selection), 흉선 수질에서 일어남
① 6th - 1st. 수지상세포가 MHC class Ⅱ에 제시한 self peptide를 강하게 인식시 세포자살 유도
② 6th - 2nd. self, nonself 구분 : 음성선택을 거친 immature naive Th와 immature naive Tc는 모두 비자기만 반응
③ 음성선택이 정상적으로 일어나지 않으면 자가면역 질환
⑻ 7th. 성숙 : 흉선 수질에서 최종 성숙이 진행
① 7th - 1st. immature naive Th cell → mature naive Th cell
○ immature naive Th cell : CD4+, CD8+, TCR αβ
○ mature naive Th cell : CD4+, CD8-, TCR αβ
② 7th - 2nd. immature naive Tc cell → mature naive Tc cell
○ immature naive Tc cell : CD4+, CD8+, TCR αβ
○ mature naive Tc cell : CD4-, CD8+, TCR αβ
③ 7th - 3rd. immature γδ cell → mature γδ cell
○ γδ cell의 selection 기작은 구체적으로 밝혀지지 않음
④ 팁. 애써 성숙시키고 클론소실이 일어나면 에너지가 낭비되므로, 성숙은 가장 마지막 단계
⑼ 8th. mature T cell은 림프절로 이동
① mature naive Th cell은 Th0 상태로 림프절로 이동
⑽ 보조 T 림프구(helper T cell)
① 림프절에서 수지상 세포가 naive Th를 활성화
② helper T cell : 약 5 종류, 수지상세포가 삼킨 항원 종류에 따라 naive Th의 type을 결정하는 사이토카인 분비
○ helper T cell 0 (Th0)
○ IL-12나 IFN-γ에 의해 Th1으로 분화 : IL-2, 인터페론 γ 분비, 세포성 면역과 관련
○ IL-4에 의해 Th2로 분화 : IL-4 분비, 체액성 면역과 관련
○ helper T cell 1 (Th1) : CD4+ / CD25-
○ T-bet은 Th1 분화에 필수적임
○ IL-2, IL-10, IFN-γ, TNF-β 분비
○ 1단계. 대식세포에 작용 : Th1이 대식세포의 항원제시 인식
○ 2단계. 상호작용 : 대식세포는 IL-1으로 Th1 활성화, Th1은 IL-2, IFN-γ로 자가활성화 및 대식세포 활성화
○ 3단계. 활성화된 대식세포는 활성산소를 생성하여 세균 제거
○ Tc에 작용 : Th1이 Tc의 항원제시 인식 → IL-2, 인터페론 γ로 naive Tc를 활성화
○ helper T cell 2 (Th2) : CD4+ / CD25-
○ IL-4, IL-5, IL-6, IL-13 분비
○ 1단계. B cell에 작용 : Th1이 mature naive B cell의 항원제시 인식
○ 2단계. IL-4로 B cell을 형질세포로 활성화, B cell도 IL-4로 Th2 활성화
○ suppressor T lymphocytes (T regulator lymphocyte) : CD4+ / CD25+
○ 기능 1. 과도한 면역 반응 억제
○ 기능 2. 림프구 발달과정에서 제거되지 않은 자기공격 림프구 억제, 비정상인 경우 자가면역질환
○ 억제 사이토카인 분비, 항원이 제거되면 모든 형질세포를 불활성화
○ 보조 T 림프구가 분비하는 사이토카인은 후천성 면역에도 기여
○ 예 : 단핵구를 대식세포로 분화
○ 예 : 호중구의 식세포 활성 증진
③ 항원제시세포가 제시한 항원을 인식하면 Th는 자기 자신에게 작용하는 사이토카인을 분비하여 세포분열 시작 (클론선택)
○ 대부분 : 효과세포(effector cell)로 직접 면역반응에 참가
○ 일부 : 기억세포(memory cell)로 같은 항원에 재노출 시 신속하고 강력한 반응 야기
○ 하나의 보조 T 림프구로부터 유도된 기억세포는 모두 같은 TCR을 가짐
④ 기억세포는 약간의 사이토카인만으로도 활성화되기 때문에 대식세포, B림프구가 Th 기억세포를 활성화할 수 있음
⑾ 세포독성 T 림프구(CTL, cytotoxic T lymphocyte, killer T cell)
① 림프절에서 수지상 세포와 Th1이 naive Tc 활성화 → 세포성 면역
② 1st. Th1이 내보내는 사이토카인(예 : IL-2)가 Tc를 최종 활성화
○ 1st - 1st. naive Tc는 professional APC(주로 수지상세포)의 MHC class Ⅰ에 제시된 항원과 TCR이 결합
○ 1st - 2nd. 추가로 APC의 세포막 표면의 CD80(B7-1) 또는 CD86(B7-2)와 Tc cell 표면의 CD28이 결합
○ 1st - 3rd. Th1이 내보내는 사이토카인은 CD80 또는 CD86와 협력하여 naive Tc를 활성화
○ 사이토카인 : 인터페론 γ, IL-2, 종양괴사인자(TLF-β)
○ (참고) 감염된 APC도 항원을 MHC class Ⅰ에 제시하지만 위와 같은 기작이 없으므로 활성화된 Tc가 제거
③ 2nd. 활성화된 Tc는 세포분열을 통해 대부분은 효과세포, 일부는 기억세포가 됨 (클론선택)
④ 3rd. 효과세포는 MHC class Ⅰ으로부터 외부항원임을 인식(항원 인식)
⑤ 4th. Tc는 그 표적에게 결합한 채로 세포자살 유도, 세포사멸(퍼포린·그렌자임)
○ Fas : 세포막 수용체, FasL(Fas ligand)가 Fas에 결합 시 세포자살 유도
○ 문제 유형 : Fas 메커니즘과 세포사멸 메커니즘이 모두 억제되어야 Tc의 기능 억제
⑥ 5th. 같은 항원에 재노출 시 수명이 긴 기억세포가 신속하고 강력한 반응 야기
○ 하나의 세포독성 T 림프구로부터 유도된 기억세포는 모두 같은 TCR을 가짐
⑿ 조절 T 림프구(Treg, regulatory T lymphocyte)
① CD4와 CD25를 발현
② Treg이 있으면 항체의 생산량이 줄어듦
③ 극심한 자가면역항체가 생성되는 경우를 대비한 생명보호기작이라고 할 수 있음
⒀ MHC 제한에 따른 T 림프구 증식 실험
| 골수 이식 | 수지상세포의 MHC 형 | T 림프구 증식 여부 | |
| 공여 생쥐의 MHC 형 | 수여 생쥐의 MHC 형 | ||
| a × b | a | a | 증식함 |
| b | 증식 안 함 | ||
| a × b | b | a | 증식 안 함 |
| b | 증식함 | ||
| a | b | a | 증식 안 함 |
| b | 증식 안 함 | ||
Table. 2. MHC 제한에 따른 T 림프구 증식 실험
① 과정
○ 1st. 골수 수여 생쥐에 방사선을 조사하여 모든 림프구와 골수세포 제거
○ 2nd. 골수 수여 생쥐에게 골수세포 이식한 지 3개월 후 항원 주입
○ 3rd. 골수 수여 생쥐에게 항원 면역
○ 4th. 골수 수여 생쥐로부터 분리한 T 림프구를 제3의 생쥐로부터 분리한 수지상세포와 함께 배양
○ 5th. 배양액에 해당 항원을 넣고 T 림프구의 증식 여부 관찰
② 해석
○ a × b 골수를 이식받은 경우 a형 MHC 발현 T 림프구와 b형 MHC 발현 T 림프구가 존재
○ a형 골수를 이식받은 경우 a형 MHC 발현 T 림프구 존재
○ a형 수여 생쥐의 흉선상피 세포에는 a형 MHC만 발현
○ 양성선택 : a형 수여 생쥐의 경우 a형 MHC만 발현하는 T 림프구만 살림
○ 성숙 : a형 T 림프구는 a형 MHC를 발현하는 수지상세포를 만나야 성숙이 이루어짐
○ 정상 a형 MHC 발현 생쥐는 a형 상피세포와 a형 수지상세포를 발현
○ 정상 a × b형 MHC 발현 생쥐는 a형, b형 상피세포와 a형, b형 수지상세포를 발현
○ 새로운 MHC형을 인지한 경우 외부 항원으로 취급하고 면역공격
6. 후천성면역 : B 림프구 (B cell; B lymphocyte) [목차]
⑴ BCR(B cell receptor) : B 림프구의 수용체
⑵ 항체(antibody) : BCR이 분리된 형태
① 형태 : Y 자 모양, 150 kDa, 10 nm
② 구성 : 무거운 사슬(중쇄, H, heavy chain) 2개 + 가벼운 사슬(경쇄, L, light chain) 2개
③ 4차 구조 : 사슬 간, 사슬 내 이황화 결합
④ 열 저항 : 항체는 일반적으로 56 ℃에서의 고온에도 충분히 안정 (보체는 그렇지 않음)
⑤ N 말단과 C 말단
○ N 말단 : 가변영역 혹은 Fab(fragment of antigen binding)
○ C 말단 : 불변영역 혹은 Fc(fragment of crystalizaiton). 아미노산 차이가 작고 찬 곳에 두면 결정화
○ 가변영역 중 항원과 결합하는 부분은 CDR(complementarity determining region)
○ 한 개의 항체는 2개의 Fab와 1개의 Fc가 이황화결합으로 연결돼 있음
○ C 말단은 대식세포와 결합할 수 있음
⑥ 항원 결합 부위 : 가변(V) 영역으로 항체 다양성의 핵심, 항원 결합 부위가 2개, 항원의 3차 구조 인식
○ BCR은 항원의 3차 구조를 인식하므로 열·pH에 약함
○ 항원-항체 간 결합력 : 비공유결합으로 약한 결합
⑦ 생물학적 기능부위 : 면역기능(보체 반응, 식균작용 등)과 관련된 일정(C) 영역
⑧ 중쇄 C 영역의 종류에 따라 항체의 종류를 분류
⑨ 항체의 enzymatic digestion
○ pepsin digestion : F(ab')2 1개
○ mercaptoethanol reduction : H chain 2개 + L chain 2개
○ papain digestion : Fab 2개 + Fc 1개. Fab, Fc 각각 50 kDa 정도
⑩ 역사
○ 1890년 베링이 디프테리아 접종 흰쥐 실험을 통해 최초로 발견
○ 혈청을 전기영동하면 알부민, α 글로불린, β 글로불린보다 (-) 극쪽에 나타나므로 γ 글로불린(γ-globulin)으로 명칭
○ 면역작용을 나타내는 글로불린이라는 의미에서 면역 글로불린(immunoglobulin)이라고도 함
⑶ 1st. 생성 : 골수(bone marrow)에서 pro-B-cell이 생성
① 1st - 1st. 조혈모 세포 → 림프양 세포
② 1st - 2nd. 림프양 세포 → pro-B-cell : H 사슬 유전자의 부분 재조합
⑷ 2nd. 유전자 재조합(체성 재조합)
① 항체 다양성 : 인간의 유전자(30,000개)는 항체 다양성을 설명할 수 없음
② 유전자 재조합 : 가변부위 항체 유전자에서 잘라 잇는 과정을 통해 새로운 DNA를 얻는 과정
③ 2nd - 1st. RAG 유전자 : 유전자 재조합을 위한 단백질을 생성
○ RAG(recombination activation gene) : 재조합 신호서열(RSS, recombination signal sequence) 인식 재조합 효소
④ 2nd - 2nd. 중쇄 유전자 재조합 : 유전자 재조합은 중쇄에서 먼저 발생. V, D, J, C 분절의 조합
○ 2nd - 2nd - 1st. D-J-Cμ-Cδ-Cε-Cγ-Cα DNA → V-D-J-Cμ-Cδ-Cε-Cγ-Cα DNA
○ 2nd - 2nd - 2nd. 전사 : V-D-J-Cμ-Cδ-Cε-Cγ-Cα DNA → V-D-J-Cμ-Cδ-Cε-Cγ-Cα mRNA
○ 2nd - 2nd - 3rd. 대체 스플라이싱 : V-D-J-Cμ-Cδ-Cε-Cγ-Cα mRNA → V-D-J-C mRNA
○ 대체 스플라이싱이 무작위적인 건 아니므로 아래 그림 예시에서 n × 30 × 6 가지가 가능
⑤ 2nd - 3rd. 경쇄 유전자 재조합 : V, J, C 분절의 조합
○ 2nd - 3rd - 1st. 전사 : V-J-C1-···-Cn DNA → V-J-C1-···-Cn mRNA
○ 2nd - 3rd - 2nd. 대체 스플라이싱 : V-J-C1-···-Cn mRNA → V-J-C mRNA
○ 아래 그림 예시에서 n × 6 가지가 가능
○ L 사슬에는 κ 또는 λ를 지니며 두 유형을 함께 가질 수는 없음
⑥ 2nd - 4th. 재조합 과정에서 DNA 첨가가 일어남
○ 중사슬 : P 부위와 N 부위 DNA 첨가가 일어남
○ 경사슬 : P 부위만 DNA 첨가가 일어남
⑦ 2nd - 5th. 1회의 유전자 재조합 후 Rag 유전자 비활성화
⑸ 3th. pro-B-cell → pre-B-cell : H 사슬 유전자의 재조합 완성
① pro-B-cell에서 유전자 재조합을 완료하면 미완성 BCR을 막에 발현
⑹ 4th. pre-B-cell → immature naive(미성숙한 미경험) B cell : L 사슬 유전자의 재조합
① pre-B-cell의 미완성 BCR 대신 IgM이 발현되며 immature naive B cell이 됨
⑺ 5th. immature naive B cell → mature naive B cell(성숙한 미경험)
① 5th - 1st. 대체 스플라이싱 : 중쇄 mRNA에 기존에 포함되던 Cμ 대신 Cδ가 포함되도록 대체 스플라이싱
② 5th - 2nd. 기존 IgM 옆에 IgD가 추가로 발현
⑻ 6th. 음성 선택(negative selection) = 클론 소실
① 골수에서 자기(self) 펩티드를 항원으로 인식하는 mature naive B cell 제거
② 클론 사멸 : 해당 클론을 사멸
③ 클론 무감작 : 해당 클론의 수용체를 무능화
⑼ 7th. 음성 선택을 거친 mature naive B cell은 골수를 빠져나와 비장과 림프절로 이동
① BCR이 적은 B-1 subtype은 골수에 남아 있고, BCR이 많은 B-2 subtype이 비장으로 이동
② B-2 subtype 중 비장에 계속 남아 있는 분화 형태를 marginla B-cell이라고 함
③ B-2 subtype 중 비장을 떠나 림프절로 이동하는 분화하는 형태를 follicular B-cell이라고 함
④ 팁. 음성 선택 후 림프절 이동을 암기!
⑽ 8th. 1차 클론 확장(clone expansion) : mature naive B cell → 형질세포(plasma cell) + 기억세포(memory cell)
① 메커니즘 1. 선 항원접촉 T 림프구 의존성 활성화
Figure. 9. 선 항원접촉 T 림프구 의존성 활성화
○ Ⅰ - 8th - 1st. mature naive B cell의 IgD가 항원 인식 → 수용체 매개 세포내 섭취
○ Ⅰ - 8th - 2nd. 외부 항원은 리소좀에 의해 절편화, 1차 구조로 바뀜
○ Ⅰ - 8th - 3rd. 조면소포체에서 MHC class Ⅱ 생성
○ Ⅰ - 8th - 4th. 항원 절편 소낭과 MHC class Ⅱ 소낭이 합쳐진 뒤 항원 절편이 MHC class Ⅱ에 결합
○ Ⅰ - 8th - 5th. 항원 제시
○ Ⅰ - 8th - 6th. mature Th2가 외부 항원임을 인지하면 사이토카인 IL-4를 분비
○ Ⅰ - 8th - 7th. 클론선택 : IL-4는 mature naive B cell을 활성화하여 급격히 세포분열 진행
○ Ⅰ - 9th. mature naive B cell 대부분은 형질세포, 일부는 기억세포가 됨
② 메커니즘 2. 후 항원접촉 T 림프구 의존성 활성화
○ Ⅱ - 8th - 1st. mature Th2가 Mechanism Ⅰ에서 분비한 IL-4가 mature naive B cell 활성화
○ Ⅱ - 8th - 2nd. 활성화된 mature naive B cell의 IgD가 외부 항원과 결합
○ Ⅱ - 8th - 3rd. 클론선택 : 활성화된 mature naive B cell은 급격히 세포분열 진행
○ Ⅱ - 9th. mature naive B cell 대부분은 형질세포, 일부는 기억세포가 됨
③ 메커니즘 3. T 림프구 비의존성 활성화
○ Ⅲ - 8th - 1st. mature naive B cell의 IgM이 외부 항원과 결합
○ 예 1. 외래 다당류
○ 예 2. unmethylated CpG DNA : PAMP(pathogen-associated molecular pattern). 미생물 ↑. 척추동물 ↓
○ 예 3. 나노 입자 : ABC(accelerated blood clearance)는 BALB/c nu/nu 마우스 (T cell deficient)에서는 관찰되지만 BALB/c SCID(T cell & B cell deficient)에서는 관찰되지 않음
○ Ⅲ - 8th - 2nd. IgM 분비 : 1차 면역반응에서 가장 먼저 분비되는 항체, 2차 면역반응에서 관여하지 않음
○ mature naive B cell은 막형 IgM만 생성 → 분비형 IgM 분비
○ 막형 IgM mRNA : s 부위가 제거되고 M1M2가 번역 시 주로 소수성 아미노산이 나타나 중심에 막관통 부위 형성
○ 분비형 IgM mRNA : 첫 번째 AAUAAA 서열이 인식되면서 절단되고 친수성의 s 부위가 번역됨
○ 분비형 IgM mRNA는 막관통 부위나 세포질 부위가 없어서 더 짧고 분비형이 됨
○ 특징
○ 1일 이내로 빠름 : T 림프구 의존성 활성화의 경우 수 일 정도 소요됨
○ 기억세포가 형성되지 않음
○ 생성된 항체가 T 림프구 의존성 활성화 시보다 친화성, 다양성 등이 떨어짐
⑾ 9th - 1st. 중쇄 동형전환(class switching, isotope switching) : 2차 유전자 재조합
① 9th - 1st - 1st. 체성 재조합 : B cell의 항체 유전자 불변부위 부분에서 결손이 일어남
○ 보다 구체적으로 클래스 전환시 유전자 재조합으로 Cμ, Cδ 부위가 제거됨
○ 유전자 결손으로 막관통 부위나 세포질 부위가 짧아져서 항체가 분비형이 됨
② 9th - 1st - 2nd. 기존 B cell의 세포막에 있던 IgM이 장소에 따라 IgG, IgA, IgE로 변화
○ IFNγ는 IgG가 되도록 하고 TGFβ는 IgA가 되도록 함
③ 9th - 1st - 3rd. B cell은 형질세포로 기능. 항체가 보다 특화돼 있으므로 항원-항체 결합력 증가
○ (참고) 항원 결합 부위는 불변
④ 9th - 1st - 4th. 형질세포는 수일 내 사멸
⑤ 중쇄 동형전환에는 AICDA 유전자 등이 관여
⑿ 9th - 2nd. 체성 과변이(somatic hypermutation)
① 9th - 2nd - 1st. mature naive B cell 중 일부 세포에서 중쇄·경쇄 DNA의 가변영역에 점 돌연변이 발생
② 9th - 2nd - 2nd. 항원-항체 결합력이 증가, 기억세포로 기능
③ 9th - 2nd - 3rd. 기억세포는 수 년 ~ 수십 년간 생존
⒀ 10th. 2차 면역 : 동일한 항원이 두 번째로 노출된 경우
① 10th - 1st. 기억세포의 BCR이 항원과 결합하자마자 급격한 세포분열 후 대부분 형질세포로 분화
② 10th - 2nd. 2차 면역은 1차 면역보다 상당히 빠르므로 Th가 거의 관여하지 않음
③ 10th - 3rd. 2차 면역에 참가한 기억세포가 3차, 4차 면역에도 참가하면서 면역력이 더 강화됨
○ 3차, 4차 면역에 참가 시 체성 과변이 축적으로 인해 항체-항원 친화도가 더 강화됨
⒁ 형질세포와 기억세포
① 형질세포(효과세포) : 분비형
○ 항체를 분비하여 체액성 면역을 수행
○ 일종의 수용성 BCR인 항체를 분비, 세포막에 BCR이 소량
○ 분비된 항체는 면역반응을 유도한 동일 항원에만 특이적
○ 항체 생산을 많이 하기 위해 조면소포체가 많이 발현
② 기억세포 : 부착형
⒂ 항체의 종류
① IgM : μ-중사슬, 부착형
○ 5량체에서 각 단량체끼리는 J 사슬로 연결
○ 1차 면역 반응 전 : B 세포막에 결합한 단량체 항원 수용체로 발현
○ 1차 면역 : 형질세포에서 5량체로 분비, 큰 항원과 결합 (그 후 혈액 내 농도는 떨어짐)
○ 1차 면역반응에서 가장 먼저 배출되는 항체
○ 보체 반응, 식세포 활성화, 응집반응, 중화반응에 가장 효과적
○ ABO식 혈액형 항체
② IgD : δ-중사슬, 부착형
○ 단량체
○ 항원에 노출된 적이 없는 미경험 B세포 표면에 존재
○ 항원자극에 의한 B세포의 증식 및 분화과정(클론선택)에서 항원수용체로 작동
③ IgG : γ-중사슬, 분비형
○ 단량체
○ 혈장에 유리 : 순환 항체의 약 80%
○ 1, 2차 면역반응에서 가장 풍부한 항체 : 다른 분비형 항체에 비해 비교적 장기간 생존하기 때문
○ 태반면역 : 태반을 통과하는 유일한 항체로서 태아에 수동면역 부여
○ 항원의 중화 및 응집반응 촉진, 보체 반응, 대식세포 활성화, 옵소닌화
○ IgG1, IgG2, IgG3, IgG4로 세분화
④ IgA : α-중사슬, 분비형
○ 2량체 : 각 단량체끼리는 J 사슬(J-chain)로 연결
○ 주요 분비성 항체 : 침, 눈물, 호흡기관, 소화관의 점막, 모유
○ 혈장 : 단량체로 발견
○ 분비물(침, 눈물, 젖, 기관지) : 2량체(또는 4량체)로 발견
○ 항원의 응집 및 중화를 통하여 점막 표면 보호
○ 모유를 통해 수동면역 부여
○ IgA1, IgA2로 세분화
⑤ IgE : ε-중사슬, 분비형
○ 단량체
○ 피부, 위장관 및 호흡관 내면 : 형질세포에 의해 분비
○ 혈청에 매우 낮은 농도로 존재
○ 알레르기 반응, 기생충 면역에 관여
○ 항체 매개성 과민반응(즉시형 과민반응) : 건초열(hay fever), 천식, 발진, 아나필락시스 쇼크
⑥ 종합
| IgM | IgG | IgA | IgD | IgE | |
| 함량 | 5-10 % | 80 % | 10-15 % | 1 % | 극소량 |
| 반감기(일) | 5 | 7-23 | 5-6 | 2-8 | 1-5 |
| 분자량(M) | 900,000 | 150,000 | 160,000 | 180,000 | 190,000 |
| 형태 | 1, 5량체 | 단량체 | 1~4량체 | 단량체 | 단량체 |
| 보체 활성 | ++ | + | |||
| 면역반응 | 1차 반응 | 2차 반응 |
Table. 3. 항체의 종류
⒃ 항체에 의한 항원제거 기작
① 옵소닌화 : 항원에 달라붙어(꼬리표 역할) 식세포(호중구과 대식세포)의 식세포 활성이 높아짐
○ 이때 IgG가 가장 대표적으로 관여함
○ ADCC(antibody-dependent cellular cytotoxicity)
○ 옵소닌화로 인해 Tc와 NK cell 등에 의해 인식됨
○ IgG 항체가 결합한 항원은 대식세포, 단핵구, NK cell에 의해 보다 쉽게 살해당함
○ FcγRII, FcγRIII 등이 관여함
○ ADCP(antibody-dependent cellular phagocytosis)
○ (참고) CDC(complement-dependent cytotoxicity)
② 중화작용 : 항원에 결합함으로써 항원이 숙주세포에 침투하지 못하게 중화. 항원의 공격을 무력화
③ 응집반응 및 침전반응
○ 응집반응(agglutination) : 항원에 항체가 많이 달라붙게 되면 clump를 형성. 결국 phagocytosis의 타겟이 됨
○ 침전반응(precipitation) : 항원에 항체가 많이 달라붙게 되면 무거워져서 가라앉기도 함
④ 보체계 활성화와 구멍 형성
○ CDC(complement-dependent cytotoxicity)라고도 함
○ 1st. 항체는 외래 세포 표면에 있는 항원과 결합하여 보체계를 활성화
○ 항체에 항원과 결합할 Fab와 보체계와 결합할 Fc가 모두 있어야 보체계 활성화 가능
○ 2nd. 보체계가 활성화되면, 막공격복합체가 형성되어 외래세포의 세포막에 구멍을 냄
○ 3rd. 막의 구멍으로 물과 이온이 세포 내로 유입되어 세포는 부풀고 내용물이 새어나가 결국 죽게 됨
⒄ 다클론항체와 단일클론항체
① 다클론항체
○ 여러 종류의 항체를 생산하는 B 림프구들의 집합
○ (참고) 한 B 림프구가 여러 항체를 생산하는 게 아니라 각기 다른 항체를 생산하는 림프구들이 모여 있다는 의미
② 단일클론항체
○ 단일 종류의 항체를 생산하는 B 림프구들의 집합
○ 1st. SC(spleen cell)을 추출 : B 림프구가 존재
○ 2nd. 하이브리도마 생성 : 불멸세포인 골수종 세포(myeloma cell; MC)를 융합
○ 3rd. 하이브리도마는 줄기세포가 되어 번식함 : 하이브리도마의 수가 늘어나면서 단일 종류의 항체를 대량 생산
○ 4th. HAT(hypoxanthine-aminopterin\x02thymidine) medium에 배양하여 살아있는 세포를 추출
○ SC가 분비하는 효소인 HGPRT(hypoxanthine-guanine phosphoribosyl transferase)가 있어야 생존 가능
○ 5th. 예상 결과
○ case 1. SC, SC-SC : die naturally in culture
○ case 2. MC, MC-MC : die in selective HAT medium
○ case 3. heterokaryotic hybrid(SC-MC) : survive in HAT culture medium
○ 3-1. non produce
○ 3-2. non-specific Ab producer
○ 3-3. specific Ab producer
⒅ 항체 약제
① 특징 1. 항체 약제는 혈중에 오래 돌기 때문에 가끔씩 처방해 줘도 됨
② 특징 2. 항체는 그 자체로 큰 편이기 때문에 일반적으로 일부분만을 약제로 사용함
○ Fab (50 kDa)
○ F(ab')2 (100 kDa)
○ monospecific Fab2 (100 kDa)
○ bispecific Fab2 (100 kDa)
○ trispecific Fab2 (150 kDa)
○ monovalent IgG (75 kDa)
○ scFv (25 kDa)
○ bispecific diabody (50 kDa)
○ trispecific triabody (75 kDa)
○ scFv-Fc (100 kDa)
○ minibody (75-80 kDa)
○ IgNAR (175 kDa)
○ v-NAR (15 kDa)
○ hcIgG (75 kDa)
○ VhH (15 kDa)
○ VH
○ scFv-CH
○ scFab
○ scFv-zipper
○ cf. IgG (150 kDa)
③ 명명법 : prefix + antibody target + antibody source + suffix
○ 예 1. Opdivo : nivo + l + u + mab
○ 예 2. Keytruda : pembro + li + zu + mab
④ antibody target
○ bone : -o(s)-
○ cardiovascular : -c(i)-
○ immuno-modulating : -li- or -l-
○ inteleukin : -k(l)-
○ tumor : -t(u)-
○ virus : -v(l)-
⑤ antibody source
○ humanization : 항체 약제가 사람 체내에서 면역반응을 유발하지 않도록 humanization을 해야 함
○ humanization의 종류
○ fully human (100% human) : -u-, -su-
○ murine (0% human) : -o-. 사람에서 항원으로 작용할 수 있음
○ rat (0% human) : -a-
○ chimeric (65% human) : -xi-
○ humanized (＞ 90% human) : -zu-
○ humanization 방법
○ phage display
○ transgenic mouse
⑥ suffix
○ -mab : monoclonal antibody
○ -nib : tyrosine kinase inhibitor (예 : Lazertinib)
○ -cel : cell therapy (예 : Tisagenlecleucel)
⑧ 주요 항체 donor : abcam, cell signaling, thermo, santa cruz, Creative Biolabs
7. T 세포 vs B 세포 [목차]
⑴ naive T cell은 비교적 매끈하지만 naive B cell의 표면은 거침(∵ BCR ↑)
⑵ 항원수용체 다양성 기작
| T 세포 | B 세포 | |
| 가변영역 조합 (V-region assembly) |
일어남 (유전자 재조합) |
일어남 (유전자 재조합) |
| 연결다양성 (junctional diversity) |
일어남 (α 사슬과 β 사슬의 연결) |
일어남 (중쇄와 경쇄의 연결) |
| 대체 스플라이싱 (alternative splicing) |
일어나지 않음 | 일어남 (IgM → IgG) |
| 중쇄 동형전환 (class switch recombination) |
일어나지 않음 | 일어남 (2차 유전자 재조합) |
| 체성과변이 (somatic hypermutation) |
일어나지 않음 | 일어남 (점돌연변이) |
Table. 4. 항원수용체 다양성 기작 비교
① 항체를 만드는 데 관여하는 유전자 : 20,000개
② B세포와 T세포의 DNA 재배열로 수백만 ~ 1억 개의 항원수용체와 항체를 만들 수 있음
8. 면역계 현상 [목차]
⑴ 활성 1. 감염성 질환
① 바이러스성 질환 등
② 백신 : B cell의 기억세포 형성
⑵ 활성 2. 적아세포증
① Rh식 혈액형 : 단백질 항원 면역기억세포를 형성하며, IgG 항체도 생성
② RN(+) 형의 경우 D 항원을 가지고 있으며 항 D 항체를 생성하지 않음
③ 모체가 Rh(-)형인 경우 : 초기에 D 항원과 항 D 항체를 가지고 있지 않음
○ 첫째 아이가 Rh(+)형인 경우 : 출산 시 작은 상처를 통해 태아의 혈액이 산모와 섞이면서 산모에게 Rh 항원에 대한 항체 생성
○ 둘째 아이도 Rh(+)형인 경우 : 엄마의 IgG가 태반을 통과하여 태아의 적혈구를 용혈
○ 7개월 즈음과 출산 직후에 항 D 항체를 투여하면 면역기억세포 형성을 막을 수 있음
○ 항 D 항체가 대신 면역반응을 수행하므로 산모에게 항체가 생성되지 않음
○ 로감이 대표적인 항 D 항체
④ (주의 개념) ABO식 혈액형 : 다당류 항원
○ 다당류이므로 면역기억세포를 형성하지 않으며, IgM 항체만 생성
○ IgM은 태반을 통과하지 못하므로 혈액형이 다른 태아를 임신해도 해를 주지 않음
○ 항 A 항체, 항 B 항체는 각각 A 항원, B 항원이 없는 자가 유사한 세균에 감염되었을 때 생성되는 항체임
⑶ 활성 3. 면역거부(immune rejection)
① 이식면역학
○ 동종 이식 거부 반응의 특이성과 기억력
○ A의 조직을 B에 최초 이식 시 거부반응이 일어났다고 가정
○ A의 조직을 B에 2차 이식 시 1번째 이식보다 더 빨리 거부반응이 일어남
○ C의 조직을 B에 이식하면 B는 C에 대한 1차 면역반응 → A와 C를 다르게 인식
○ CD4 T 세포가 이식 거부반응에 중요한 역할
○ 동종이식의 성공률은 항원 유사성(조직 적합성)에 달려 있음, MHC 유전자가 그 중 가장 관련이 깊음
② 장기이식
○ 수혜자의 Th cell과 Tc cell이 이식된 장기를 공격하는 현상
○ MHC형이 다른 장기를 항원으로 인식
○ 골, 힘줄, 인대, 연골, 정맥, 피부, 각막은 면역거부가 비교적 덜함
○ 형제 간 장기이식 성공률 = 동일한 6번 염색체를 가질 확률 = 25 % ≫ 부모-자식 간 장기이식 성공률
○ 일반적으로 수혜자에게 cyclosporin과 같은 면역억제제를 처리 후 장기이식
○ MHC형이 같더라도 성이 다르면 SRY의 특정 단백질(예 : smyc)이 항원으로 작용하여 면역거부 가능
○ 미세세포 독성 실험(microcytotoxicity test)
③ 골수이식
○ 이식편대 숙주반응 : 공여자의 골수에 있었거나 새로 생성된 Th cell과 Tc cell이 수혜자의 장기를 공격
○ 대부분 환자가 이식편대 숙주반응을 겪으며, 30-50 %가 심각한 호소
○ 이식편대 숙주반응으로 인해 골수를 전처리, 즉 방사선 조사하여 림프구를 제거한 뒤 이식하기도 함
⑷ 활성 4. 면역 과민반응
① 종류 1. type I hypersensitivity
○ IgE-mediated
○ 비만세포(mast cell), PBB(peripheral blood basophil) 등이 관여함
○ 증상 : allergic rhinitis ~ anaphylaxis
② 1-1. 알레르기(allergy) : 급성형 과민반응, 기생충 면역과 상당히 유사
○ 1st. 알레르겐에 의한 최초 노출 → IgE 생성 및 Fc 부위가 비만세포·호염기구·호산구 수용체에 결합
○ 알레르겐(allergen) : 알레르기 유발원, 음식·꽃가루, 곤충독 등
○ 2nd. 동일 알레르겐에 2차 노출 → 비만세포·호염기구·호산구에 부착된 IgE가 알레르겐을 인식 및 결합
○ 3rd. 알레르기 결합 IgE 간 결합
○ IgE 이량체화가 있어야 알레르기 반응 가능
○ 항-IgE 수용체 항체도 두 항원결합부위가 동시에 IgE 수용체에 신호를 보내므로 알레르기 반응 가능
○ 4th. 비만세포의 탈과립화 현상 유도 → 비만세포로부터 히스타민, 세로토닌, 류코트리엔 등을 과다분비
○ 히스타민 : 기관지 평활근 수축, 혈관 평활근 이완 (혈관투과성 증대)
○ 칼슘 이온 유입이 있어야 탈과립화가 가능하므로 저칼슘혈증에서 알레르기 반응은 억제됨
○ 5th. 알레르기 증상(예 : 홍조, 천식, 염증반응)이 나타남
○ 치료제. 에피네프린 : 알레르기 치료제, 떨어진 혈압 상승, 기도 이완
③ 1-2. 지연성 과민반응 : 항원에 접촉한 후 몇 시간이 지나 나타나는 반응
○ 1st. 항원 침입
○ 예 : 폐결핵균이 폐를 감염시킨 경우
○ 2nd. 대식세포와 Th1의 상호활성화 : 오래 걸리는 반응
○ 3rd. Th1이 Tc 활성화
○ 4th. Tc의 과활성
○ 치료제. 코리티코스테로이드
④ 1-3. 항체 매개성 과민반응 : 아나필락시스 쇼크(anaphylatic shock)
○ IgE가 대표적으로 관여
○ 1st. 항원성을 제공하는 유기물질 (예 : 페니실린, 아스피린)이 혈액 내 유입
○ 2nd. 유기물질에 대한 항체 증가
○ 3rd. 2차 혈액 내 유입시 전신 알레르기 반응
○ 4th. 전신에 걸쳐 혈관 투과성 증대 및 평활근 이완 → 혈액이 조직으로 유출 가속화하여 혈압 감소
○ 5th. 급성 쇼크반응
○ 6th. 평활근 이완의 보상작용으로 다른 평활근 수축 → 기도 평활근 수축 → 호흡곤란
○ 예 : 페니실린
○ 페니실린은 β-락탐 고리를 가짐
○ β-락탐 고리는 비단백질로 면역원성이 없으나 체대 단백질과 공유결합하여 합텐 형성
○ 합텐은 알레르기 반응을 유발할 수 있음
⑤ 종류 2. type II hypersensitivity : non-IgE-mediated
⑥ 2-1. 보체 침전 과민반응(complement activation-related pseudoallergy; CARPA)
○ 메커니즘 : 면역 복합체 → 보체 활성화 → 기저막에 침전. IgE는 관여하지 않음
○ 과민반응의 77%
○ 예 : RCM(radiocontrast media), 리포좀, 미셀, 택솔에서의 Cremophor EL (CrEL)
⑦ type I hypersensitivity와 type II hypersensitivity의 비교
Table. 5. type I hypersensitivity와 type II hypersensitivity의 비교
⑸ 활성 5. 자가면역질환(autoimmune disease) : 클론소실이 제대로 일어나지 않아 자기 항원에 대한 면역반응이 일어나는 경우
① 전신홍반성 낭창
○ DNA, 핵단백질에 대한 항체 소유, 염증반응 유발, 항체를 과량 생산 하는 B세포 소유
② 류마티스성 관절염 (류머티즘)
○ 발병 : CTLA4(T 림프구가 자기항원과 반응하는 것을 억제하는 단백질) 활성이 낮아서 self를 인식하는 T 림프구가 관절 속으로 들어가 염증 초래
③ 다발성 근경화증 (multiple sclerosis)
○ 발병 : T 림프구가 신경축삭을 감싸고 있는 미엘린을 공격(탈수초성 질환)
○ 증상 : 피로, 안면 및 사지 마비, 성기능 장애, 평형감각 이상, 현기증, 우울증 등 수반
④ 중증 근무력증(myasthenia gravis)
○ 발병 : 골격근 아세틸콜린 수용체에 항체가 생성 → 근수축 억제 → 근육 퇴화
⑤ Ⅰ형 당뇨병(인슐린 의존성 당뇨병) : Tc가 이자의 베타세포를 공격
⑥ 히시모토 갑상선염 : T 림프구가 갑상샘 세포를 공격
⑦ 길랑-바레 증후군 : 말단부터 경직
⑧ 루푸스 병(systemic lupus erythematosus)
⑨ 실험적 자가면역성 뇌척수염(EAE, experimental autoimmune encephalomyelitis)
○ 가장 잘 연구된 자가면역 동물 모델
○ T 림프구만으로도 다발성 근경화증 등 유발 가능
⑩ 무감마글로불린혈증
⑹ 억제 1. 면역결핍증
① 선천성 면역 결핍증
○ 면역계의 유전적이거나 발달 과정상의 장애
○ 예 : 중증복합면역결핍증(SCID) → 선천적으로 림프구 손상 → 치료 : 골수에 유전자 삽입
② 후천성 면역 결핍증
○ 화학물질, 생리물질에 노출되어 살아가면서 발생
○ 예 : 호지킨 병(림프계 손상 암), AIDS(acquired immune deficiency syndrome)
③ 면역결핍 마우스
○ SCID 마우스 : rag 유전자 결핍 마우스
○ nude 마우스 : 흉선 결핍 마우스
⑺ 억제 2. 면역 관용(immune tolerance)
① 아네르기(anergy) : 알레르기의 반대 개념
② 면역 고갈(immune exhaustion) : 지속적인 면역 작용으로 면역 기능이 감퇴하는 것
○ 장점 : 자가 면역 질환으로부터 보호할 수 있음
○ 단점 : 지속적인 항원 노출 상황에서 제대로 대응하지 못함
③ 면역 세포 노화(senescence)
④ 면역학적 면제(immunological previlege)
○ 밀착연접을 통한 면역세포 유입 방지, 면역세포 제거
○ 예 : 안구, 고환, 뇌
⑻ 억제 3. 면역계 회피
① 항원변이 : 에피톱 발현 변화
○ 예 1. 수면병 기생충 : 표면단백질을 무작위로 바꿈
○ 예 2. 독감바이러스, RNA 바이러스 (돌연변이율 높음)
○ HIV 역전사효소는 착오가 나기 쉬움
② 잠복
○ 숙주의 면역 방어 시스템을 자극하지 않고, 불활성 상태로 숨어 지내는 현상
○ 바이러스 DNA가 핵 내에 독립적으로 또는 숙주 유전체에 삽입되어 존재
○ 활성화 조건 : 숙주가 살기 힘든 조건, 바이러스가 전파되기 좋은 조건
○ 예. 단순포진 바이러스 (herpes simplex virus) : DNA virus
○ 제 1형(경구 바이러스) : 주로 입술, 얼굴 및 눈에 감염
○ 제 2형(생식기 바이러스) : 주로 성기의 바깥부분과 항문주위에 감염
○ 감각뉴런에 잠복 : 감각뉴런은 MHC class Ⅰ 발현량이 적어 항원제시가 비효율적
③ AIDS(후천성 면역결핍증) : HIV 바이러스의 면역계 공격
○ HIV 바이러스
○ 원인 : HIV에 의한 면역 결핍의 원인
○ HIV 감염 T4 세포의 MHC class Ⅰ 변이로 항원표출 이상
○ HIV 감염 대식세포의 MHC class Ⅱ 변이로 항원 표출 이상
○ HIV 감염 보조 T 세포의 수용체 이상으로 항원 인지 실패 → 보조 T 림프구의 제 기능 상실 → 다른 질병에 대한 기회감염 발생
○ 발병
○ 정액, 혈액, 질액 및 드물게 젖과 같은 체액의 접촉을 통해서만 전염
○ 초기 : HIV는 초기에는 혈액과 조직에 있는 대식세포, 보조 T 림프구, 수지상세포에 주로 감염
○ 후기 : 대식세포, 보조 T 림프구, 수지상세포에 의해 주요 림프절로 바이러스가 전달
○ 경과
○ 1단계. 감염 : 바이러스의 수준이 절정에 달하지만 면역계에 의해서 억제, 독감 유사한 증상
○ 보조 T 세포 high, 항체 increasing, 바이러스 1회의 pulse 그래프를 그림
○ 2단계. 무자각증상 : 혈액에는 바이러스가 거의 없음, 사람은 외형적으로 건강
○ 3단계. AIDS : 바이러스 수준이 증가하고 CD4+ T cell 수준이 감소, 기회감염이 발생
○ 보조 T 세포 감소, 항체 감소, 바이러스 증가
○ 1st. 림프절 부종
○ 2nd. 포진, 피부 및 구강에 세균, 곰팡이 감염
○ 3rd. 카포시 육종
○ 4th. 결핵
○ 5th. 폐렴
○ 6th. 림프종
○ 7th. 세포거대바이러스 감염
○ 치료제 : AZT(azidothymidine)
○ 3' 말단이 아자이드기(azide functional group). 즉, -N3기
○ 한 번 AZT가 역전사 과정에 참가하면 더이상의 사슬 인장이 불가능하기 때문에 역전사 과정이 차단됨
○ 이론적으로 역전사 과정을 사용하는 모든 RNA 바이러스를 치료할 수 있음
○ (주석) AZT가 경쟁적 저해제처럼 작용하는 듯
○ (주석) AZT는 RNA-dep DNA polymerase를 타켓팅하기 때문에 일반 세포에서는 크게 문제되지 않음
○ 치료제 : Crixsivan (AIDS 치료제로 쓰이는 HIV protease 저해제 중 하나)
○ HIV 백신은 1987년부터 개발됐지만 아직까지 승인받은 것은 없음
입력: 2015.07.23 11:23
수정: 2019.05.10 21:54
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