"CD4 T 세포의 역할, B 세포 형질세포로의 분화를 통한 항체 생산 촉진"

1. 학습 목표

면역 시스템의 핵심 개념 및 항체 반응의 흐름에 대한 이해를 증진하고, 백신 디자인의 중요성을 인지하는 것입니다.

2. 핵심 내용

1. 면역에서 T 세포는 다양한 기능 수행하고, B 세포는 주로 항체 생성을 합니다.
2. 항체는 병원체 결합으로 감염 차단 및 파괴에 기여합니다.
3. B 세포는 미경험 상태에서 활성화되어 박테리아와 결합 후 항체를 생산합니다.
4. CD4 T 세포는 미경험 B 세포와 상호작용하여 항체 생산을 도웁니다.
5. T 세포와 B 세포는 동일한 항원에 대한 특이성을 가져야 하며, 이는 강력한 항체 반응을 유도하는데 중요합니다.

 

3. 본문 내용

“효과 CD4 T 세포는 B 세포가 항체를 생산하는 형질세포로 되는 것을 돕는다.”

T 세포는 적응면역반응에서 다양한 기능을 가지고 있지만, B 세포는 항체 생산이라고 하는 한 가지 목적만을 가지고 있습니다. 이것은 B 세포가 항원 수용체로 사용하는 면역글로불린 분자의 수용성 형태입니다. 병원체에 의한 B 세포의 활성은 B 세포의 증식과 형질세포(plasma cell)라 불리는 전문화된 항체 공장으로의 분화를 유도합니다. 감염의 위치에 따라 항체는 순환 또는 점막 표면으로 전달됩니다. 그곳에서 항체는 병원체에 단단히 결합하여 병원체가 몸 전체로 퍼지는 것을 막습니다. 항체가 인플루엔자 바이러스에 결합하여 바이러스가 사람세포에 감염되는 것을 방지하는 것과 같이 때로는 항체의 결합만으로도 이러한 목적을 달성하기에 충분한 경우도 있습니다. 하지만, 항체는 종종 대식세포 또는 다른 효과세포에 의한 병원체 파괴의 표적으로 작용합니다.

 

비록 모든 화학구조에 대한 항체가 만들어질 수 있지만 가장 유용한 항체는 살아 있는 병원체의 외부에 끈질기게 결합할 수 있는 것입니다. 이들 항체가 인식한 항원은 병원체의 바깥표면을 이루는 거대분자 구조의 일부분입니다. 이것은 B 세포와 T 세포 수용체가 인식하는 항원의 기본적인 차이점과 상보성을 강조하고 있습니다. T 세포 수용체가 병원체 단백질이 분해된 조각인 아미노산의 서열을 인식하는 반면에 유용한 항체는 완전한 생물학적 거대분자의 표면인자를 인식하는 것입니다.

 

수지상세포가 감염조직으로부터 림프절로 이동할 때 이들은 감염물질을 함께 운반합니다. 박테리아와 바이러스 입자도 림프를 통해 유입 림프절로 운반됩니다. 림프절에 있는 완전한 병원체 또는 병원체 단백질은 이곳에서 혈액으로부터 림프절로 들어온 순환하는 B 세포의 항원 수용체와 작용할 수 있습니다. 아직 자신의 항원과 만나지 않은 B 세포를 미경험 B 세포(native B cell)라 합니다. 예를 들어 박테리아 표면의 항원에 특이적인 수용체를 가지고 있는 미경험 B 세포는 박테리아와 결합하여 림프절에 머물 것이며 반면에 다른 수용체를 가진 B 세포는 유출 림프를 통해 떠날 것입니다. 박테리아와 B 세포 수용체의 결합은 수용체 매개 세포내섭취(receptor-mediated endocytosis)라 불리는 과정을 유도합니다. 박테리아는 이 과정을 통해 잡아 먹혀 B 세포의 세포질내로 이입된 소포로 전달되면 그곳에서 죽은 뒤 분해됩니다. 잡혀 들어온 병원체 단백질 유래 펩티드는 세포 내로 이입된 소포에서 MHC class II 분자와 결합한 후 B 세포 표면으로 전달됩니다. 따라서 B 세포는 CD4 T 세포에 대한 항원제시세포로 작용할 수 있습니다. 이것은 B 세포가 항체생산 세포로 분화하는 데 중요한 과정입니다.

 

일반적으로 항원의 인식만으로는 미경험 B 세포를 분화시켜 항체를 생산하게 만드는데 불충분합니다. 이것을 위해서는 동일한 항원으로 활성화된 협력 CD4 T 세포의 도움이 필요합니다. 우리의 예에서 림프절은 이미 수지상세포 표면의 박테리아 펩티드와 MHC class II 분자 복합체에 의해 활성화된 협력 CD4 T 세포 클론을 가지고 있을 것입니다. 동일한 박테리아를 잡아먹어 분해 시킨 B 세포 표면에서도 동일한 펩티드: MHC class II 복합체가 존재합니다. 정확한 특이성의 수용체를 갖고 있는 협력 CD4 T 세포는 따라서 이들 복합체를 통해 B 세포와 결합할 수 있습니다. 이러한 상호작용은 협력 CD4 T 세포로 하여금 싸이토카인을 분비하게 하고 이것은 항원에 결합한 B 세포 수용체 자체로부터의 신호와 함께 B 세포의 증식과 형질세포로의 분화를 도웁니다.

항체 반응에서의 세포 사이의 상호 협력을 지배하는 기본 원칙은 상호작용하는 T 세포와 B 세포는 모두 반드시 동일한 항원의 동일한 또는 서로 다른 부위에 대해 특이성을 가져야 한다는 것입니다. 일반적으로 강력한 항체 반응을 목표로 하는 백신 디자인에서는 적절한 B 세포 활성에 필요한 강력한 CD4 T 세포 반응을 자극할 단백질 서열을 백신에 포함시키는 것이 가장 중요합니다.

 

 

4. 정리

T 세포와 B 세포의 역할 및 상호작용, 항체의 생성 및 작용 등에 대해 간략하게 설명하겠습니다.

 

T 세포와 B 세포의 역할:

• T 세포는 다양한 기능을 가지며 적응면역반응에서 중요한 역할을 합니다.
• B 세포는 주로 항체 생산을 담당하며, 항체는 병원체의 외부 표면에 결합하여 병원체의 감염을 막는 역할을 합니다.
• B 세포는 전문화된 형질세포인 플라스마 세포로 분화하여 항체를 대량으로 생산합니다.

 항체의 작용 방식:

• 항체는 병원체에 결합하여 몸 전체로의 퍼짐을 막거나, 바이러스의 감염을 방지하는 역할을 합니다.
• 항체는 종종 대식세포나 다른 효과세포에 의해 병원체를 파괴하는 표적으로 작용할 수 있습니다.

B 세포의 활성화와 항체 생산:

• 림프절에서 미경험 B 세포는 병원체에 특이적인 수용체를 가진 상태로 활성화됩니다.
• 활성화된 B 세포는 협력 CD4 T 세포와 상호작용하여 항체 생산에 필요한 시그널을 받습니다.

CD4 T 세포와 B 세포의 상호작용:

• 동일한 항원으로 활성화된 CD4 T 세포는 미경험 B 세포와 상호작용하여 항체 생산을 촉진합니다.
• 이 상호작용은 싸이토카인 분비를 통해 B 세포의 증식과 형질세포로의 분화를 도울 수 있습니다.

백신 디자인의 중요성:

• 강력한 항체 반응을 유도하기 위해서는 백신 디자인에서 적절한 B 세포 및 CD4 T 세포의 반응을 자극하는 단백질 서열이 중요합니다.

이러한 면역학적 원리는 백신 개발 및 면역 조절에 대한 중요한 기초를 제공합니다.

 

 

참고문헌- 면역학 3판, 라이프사이언스