[내재면역] "NK 세포의 면역 조절과 바이러스 감염 대응 메커니즘"

NK cells are able to recognize self and non-self. - 출처:  Development of bispecific antibodies to retarget NK cell-mediated cytotoxicity

 

1. 학습 목표

NK 세포의 역할과 특징, 활성화 및 면역 체계와의 협력에 초점을 두어, 바이러스 감염에 대한 면역 반응을 이해하고 인식하는 것입니다.

 

2. 핵심 내용

1. NK 세포는 초기 내면 면역에서 세포 내 감염에 대한 조기 방어를 담당하는 림프구로, 바이러스 감염에 응답하여 세포독성과 싸이토카인 분비를 통해 제어합니다.
2.  NK 세포는 염증 싸이토카인에 의해 활성화되고, IFN-γ 분비로 대식세포를 활성화시켜 양성되먹임 체계를 형성하여 바이러스 제거를 도와줍니다. 
3. NK 세포의 초기 IFN-γ 분비는 적응면역의 활성화를 촉진하여 감염을 효과적으로 통제하는 역할을 합니다.

 

3. 본문 내용

“NK 세포는 세포 내 감염에 대한 초기 방어를 제공한다.”

자연살해세포(natural killer cell, NK cell)는 내재면역반응에서 작용하는 살해 림프구입니다. 이들은 혈액에 있는 림프구의 5~25%를 차지하며 세포질에 크기가 더 크고 잘 발달한 독성 과립을 포함하고 있는 면에서 순환 B세포 및 T 세포와는 구별됩니다. 맨 처음 NK세포를 발견 했을 때 대과립 림프구라 불렀으며 이들은 세포 내 감염에 대한 내재면역을 제공하고 염증 싸이토카인에 반응하여 혈류로부터 감염조직으로 이동합니다. NK 세포가 결핌된 환자는 특히 헤르페스바이러스와 같은 지속적인 바이러스 감염으로 고통을 받습니다. 이런 환자는 정상적인 적응면역반응을 할 수 있어도 항바이러스 약제의 도움 없이는 바이러스를 제거할 수 없습니다. 이렇게 드문 환자의 증상으로 바이러스 감영의 제어에서 NK세포의 중요성이 입증되며, 어떻게 NK 세포 반응이 적응면역에서의 세포독성 T세포 반응을 보조하는지 알 수 있습니다. NK 세포는 세포 살해와 싸이토카인의 분비라는 두 종류의 효과 기능이 있습니다. 이 기능은 병원체의 종류에 따라 다른 방법으로 이용됩니다. NK 세포는 대체로 적응면역반응에서의 독성 T 세포의 기능과 비슷한 기능을 내재면역반응에서 나타낸다고 예측할 수 있습니다.

 

혈액에서 신선하게 분리된 NK세포는 염증 싸이토카인이 없을 때 특정 유형의 표적세포를 죽일 수 있다는 것이 실험을 통해 확인되었습니다. 이런 기본적인 수준의 세포독성은 바이러스 감염에 반응하여 생성된 IFN-α와 IFN-β에 노출되면 20~100배 증가합니다. 또한 제 1형 인터페론은 NK세포의 증식을 유도합니다. NK 세포는 특히 이 세포를 표적으로 하는 IL-12와 TNF-α에 의해서도 활성화됩니다. TNF-α와 IL-12는 둘 다 다양한 감염의 초기에 대식세포와 수지상세포에 의해 생성됩니다. 이 네가지 싸이토카인의 활성은 바이러스 감염 초기 단계에서 활성화된 NK 세포를 제공함으로써 감염을 종료시키거나 세포독성 CD8 T 세포반응의 발달에 필요한 시간 동안 감염을 제어하는 역할을 합니다.

 

IFN-α와 IFN-β를 이용한 NK 세포의 자극은 세포의 독성 기능을 발달시키지만, IL-12가 NK 세포를 자극하면 싸이토카인이 생산되도록 합니다. NK 세포에 의해 분비되는 주요 싸이토카인은 제 2형 인터페론이라고도 불리는 IFN-γ이며 구조와 기능면에서 제 1형 인터페론과 무관합니다. IFN-γ의 주요 기능은 대식세포를 활성화시키는 것입니다. 대식세포의 IL-12 분비와 NK 세포의 IFN-γ분비는 감염조직 내에서의 두 가지 세포의 활성화를 증가시키는 양성되먹임 체계를 형성합니다. NK 세포와 수지상세포 사이의 상호작용도 상호 활성화 또는 수지상세포의 사멸을 유도할 수 있습니다. 이런 사건은 수지상세포가 2차림프기관으로의 이주나 이주할 시점에 영향을 주어 적응면역반응을 개시하는 데 영향을 미칩니다. 감염 초기 단계에, NK 세포는 IFN-γ 주된 생산 세포이며, 대식세포로 하여금 T 세포를 활성화 시켜 적응면역을 개시하는 싸이토카인을 분비하게 합니다. 효과 T 세포가 생성되고 감염부위로 들어가면 그들은 IFN-γ와 세포매개 세포독성의 주요 공급원이 됩니다. 효과 T 세포가 도착하면서 NK 세포 기능은 세포독성 T 세포에 의해 생성된 억제 싸이토카인인 IL-10에 의해 사라집니다.

 

4. 정리

이 글은 자연킬러 (NK) 세포와 그 기능, 특히 NKG2D 수용체를 중심으로 한 NK 세포의 활성화 메커니즘에 대한 설명입니다. NK 세포는 크기가 크고 독성 효과분자로 가득 찬 세포로, 부분적으로 활성화된 상태로 혈액을 순환하여 빠르게 감염에 대응합니다. 이 글에서 언급된 주요 내용은 다음과 같습니다:

 

NK 세포의 특징:

• 크기가 크며 세포질 과립에 독성 효과분자들을 가지고 있습니다.
• 활성화되지 않은 상태로 혈액을 순환하면서 빠르게 감염에 대응합니다.

NK 세포의 수용체:

• NK 세포는 유전자 재배열에 의해 생성된 표면 수용체를 발현하지 않습니다.
• 주로 면역글로불린-유사 수용체와 렉틴-유사 수용체로 나뉨니다.

NK 세포 수용체의 리간드:

• 리간드는 다양하며, 주로 감염, 종양, 외상 등으로 인해 세포 표면 단백질의 발현 변화가 생깁니다.
• 건강한 세포와 상호 작용 시 억제 수용체와 활성 수용체에 영향을 미쳐 조절됩니다.
• 감염된 세포에 결합하면 바이러스 공격을 촉진합니다.

NKG2D를 통한 활성화:

• NKG2D는 스트레스에 반응하여 생산되는 B 세포 수용체 MIC-A와 MIC-B 리간드에 결합하는 활성화된 렉틴 유사 NK 세포 수용체입니다.
• MIC-A와 MIC-B는 창자 상피에서 주로 발현되지만 감염, 손상, 종양 등에서 증가합니다.
• NKG2D 수용체와의 결합으로 NK 세포의 세포독성과 싸이토카인 방출을 유도합니다.

NK 세포의 다양성:

• 각 NK 세포는 다양한 조합의 수용체를 발현하여 NK 세포군의 이질성을 부여합니다.
• 다른 내재면역 세포도 다양한 조합의 수용체를 발현하여 병원체에 대한 반응 레퍼토리를 제공합니다.

 

참고문헌- 면역학 3판, 라이프사이언스