[적응면역] "적응면역의 기본 과정: 수지상세포와 T 세포의 상호작용"

수지상 세포 -출처: http://m.biospectator.com/view/news_view.php?varAtcId=1634

1. 학습목표

적응면역의 원리를 이해하여 면역 시스템이 외부 병원체에 어떻게 대응하는지 알아봅시다.

 

2. 핵심내용

면역 시스템은 적응면역을 통해 병원체에 대응합니다.

감염 시, 수지상세포가 병원체를 림프조직으로 운반하고, 여기서 특정 T세포가 활성화됩니다.

T세포는 수지상세포가 제시하는 병원체 펩티드를 특이적으로 인식합니다.

이후, 효과 T세포로 분화하여 적응면역 반응을 시작합니다.

T세포의 수용체는 병원체 단백질의 펩티드를 감지하며, 항원처리 과정을 통해 특이적이고 다양한 면역 반응이 가능해집니다.

 

3. 본문내용

“적응면역반응은 2차림프조직에서 항원을 지닌 수지상세포와 T 세포에 의해 시작된다.”

적응면역은 전신에 퍼져 있는 특화된 림프조직과 기관에서 시작됩니다. 이러한 기관으로는 림프절, 비장의 백색속질 및 장의 페이어스패치 등이 있습니다. 이들 조직은 모두 병원체 특이 T세포 및 B 세포와 병원체 유래 항원과의 만남을 촉진하며, 또한 항원에 의해 활성화된 림프구의 활성과 효과세포로의 분화도 촉진하는 유사한 미세구조와 순환을 가지고 있습니다.

 

적응면역반응의 첫 번째 단계는 감염부위의 병원체가 수지상세포에 의해 가장 가까이에 있는 림프조직으로 운반되는 것입니다. 여기에서는 피부의 감염된 상처를 예로 사용하였습니다. 수지상세포(dendritic cell)는 발생학적으로 대식세포와 연관된 식작용을 하는 림프구의 일종으로 대식세포와 같이 조직에 존재하며 감염물질의 섭취와 분해를 위해 특화되어 있습니다. 그러나 대식세포와는 다르게 수지상세포는 감염이 발생하면 이동성 세포로 분화되어 박테리아와 그 항원을 감염부위를 흐르는 림프를 통해 2차림프조직으로 운반합니다. 피부 상처의 경우 이 림프조직은 가장 가까이에 있는 림프절이 됩니다. 수지상세포는 내재면역과 적응면역반응의 활성 사이를 연결하는 주요한 고리 역할을 합니다. 수지상세포, 자연살해세포 및 내재면역의 다른 세포들 사이의 상호작용으로 일어나는 내재면역반응이 감염을 조절할 수 없는 상황이 되면 수지상세포의 분화와 이동이 일어납니다.

 

적응면역반응이 두 번째 단계를 항원을 가지고 있는 수지상세포가 병원체 특이 항원을 인식하는 수용체를 가지고 있는 소수의 T 세포 집단을 만나 활성화시키는 것입니다. 수지상세포는 2차림프조직으로 들어가 T 세포 영역에 자리합니다. 그곳에서 수지상세포는 혈액으로부터 림프절로 들어오는 순환하는 T 세포의 수용체를 검사할 수 있습니다. 이 세포들은 아직 그들의 항원을 만나지 않았기 때문에 미경험 T 세포(naïve T cell)라 불립니다. 거의 대부분의 미경험 T 세포의 수용체는 수지상세포에 의해 제시되는 박테리아 항원을 인식하지 못하고, 이들 T 세포는 순환을 계속하여 유출 림프관을 통해 림프절을 떠납니다. 박테리아 항원에 특이적인 수용체를 가지고 있는 일부의 T 세포는 수지상세포 표면에 있는 항원에 결합하여 수지상세포와 접촉한 상태로 머뭅니다. T 세포는 이 상태에서 활성화되어 분열과 효과 T 세포로의 분화가 일어납니다. B 세포 활성화를 돕는데 효과 T 세포가 거의 언제나 필요하기 때문에 T 세포 활성은 대부분의 적응면역반응에서 중요한 첫 번째 단계입니다.

 

“T 세포 수용체는 병원체 단백질의 분해된 조각을 인식한다.”

대식세포와 호중구의 식작용 수용체와 같은 대부분의 내재면역 수용체와는 다르게 T 세포 수용체는 병원체 표면에 있는 거대분자의 원래의 구조를 인식하지 않습니다. 결과적으로 T 세포 수용체는 병원체와 직접 작용하지 않습니다. T 세포 수용체가 인식하는 항원은 약 8~25개의 아미노산을 갖는 짧은 펩티드입니다. 이 펩티드는 병원체 단백질이 분해되어 만들어진 것입니다. 펩티드 인식방법은 강력하고 특이적인 T 세포 반응을 만드는 일을 간단하게 해주었습니다. 첫 번째, 이것은 한 종류의 거대분자인 단백질에 집중하고, 두 번째는 단백질의 복잡한 3차구조를 무시하고 1차구조의 짧은 선형 요소를 표적으로 하기 때문입니다. 전형적인 단백질로부터 다양한 항원 펩티드가 만들어질 수 있으며 T 세포 집단 내에서의 T 세포 수용체 다양성 덕분에 모든 병원체에 대한 특이적이며 적응력 있는 T 세포 반응이 가능하게 되었습니다.

 

T 세포 항원이 될 펩티드는 감염부위에서 2차림프조직으로 들어온 병원체를 가지고 있는 수지상세포에 의해 만들어집니다. 이 세포는 정상적으로는 잘못 접히거나 더 이상 필요 없게 된 수지상세포의 단백질을 분해하는 데 사용되는 단백질 분해효소를 이용하거나 우리 몸의 다른 세포에서 만들어져 수지상세포가 잡아먹은 단백질을 분해하는 데 사용되는 단백질분해효소를 이용하여 병원체 단백질을 분해합니다. 이 기작에 의한 병원체 유해 항원 펩티드의 생산을 항원처리(antigen processing)이라고 합니다.

 

4. 정리

전체적으로 적응면역반응의 기본적인 원리와 단계를 설명하고 있습니다.

면역 시스템의 기관과 특화된 림프조직:

림프절, 비장의 백색속질, 장의 페이어스패치 등이 적응면역의 기관이며, 이들은 병원체 특이 T세포 및 B세포와 만남을 촉진합니다.

적응면역반응의 첫 번째 단계:

감염 부위의 병원체가 수지상세포에 의해 가장 가까이에 있는 림프조직으로 운반됩니다.

수지상세포는 감염물질의 섭취와 분해를 위해 특화되어 있으며, 감염이 발생하면 이동성 세포로 분화되어 2차림프조직으로 이동합니다.

수지상세포의 분화와 이동은 내재면역과 적응면역반응 간의 연결 고리 역할을 합니다.

적응면역반응의 두 번째 단계:

수지상세포가 병원체 특이 항원을 인식하는 수용체를 가진 T세포를 만나 활성화시킵니다.

미경험 T세포는 항원을 만나지 않은 상태로 림프절을 떠납니다.

특정 항원을 인식하는 T세포는 수지상세포와 접촉하여 활성화되고 효과 T세포로 분화합니다.

T세포 수용체의 작용:

T세포 수용체는 병원체 단백질의 분해된 조각을 인식합니다.

이 수용체는 단백질의 원래 구조가 아닌, 8~25개의 아미노산을 갖는 짧은 펩티드를 인식합니다.

T세포 수용체의 다양성은 모든 병원체에 대한 특이적이고 적응력 있는 반응을 가능케 합니다.

항원처리 (Antigen Processing):

병원체 유해 항원 펩티드의 생산 과정을 항원처리라고 합니다.

수지상세포가 병원체를 분해하고 펩티드를 생산하여 T세포에 제시합니다.

이러한 프로세스는 면역 시스템이 외부 병원체에 특이적이고 효과적으로 대응할 수 있도록 하는 중요한 메커니즘을 제공합니다.

 

 

참고문헌- 면역학 3판, 라이프사이언스