"T 세포와 MHC 분자의 항원 제시 및 이식 면역학"

T 세포 -출처: 위키백과

1. 학습 목표

1. T 세포와 MHC 분자 간의 상호작용을 이해하고, 특히 이 상호작용이 항원 제시 및 면역 응답에 어떻게 영향을 미치는지 이해하는 것입니다.
2. 더불어 MHC 다형성이 이식 면역학에서 어떤 역할을 하는지 이해하고, 이를 통해 면역계와 면역학의 기본 원리에 대한 지식을 확장하는 것이 학습 목표일 것입니다.

2. 핵심 내용

1. T 세포는 사람 세포 표면의 펩티드 항원을 감지하여 항원제시세포를 형성합니다. 
2. 이 과정에서 MHC 분자의 다양성이 중요하며, 이는 이식 면역에서 핵심 역할을 합니다. 
3. MHC 형이 수혜자와 공여자에서 다를 경우 면역반응이 발생할 수 있으며, 이는 장기 이식이나 조직 이식 시 고려해야 할 중요한 측면입니다.

 

3. 본문 내용

“T 세포 수용체는 사람세포 표면분자에 결합되어 있는 펩티드 항원을 인식한다.”

항원 펩티드가 T 세포에서 감지되기 위해서는 먼저 수지상세포 내에서 만들어진 펩티드가 T 세포 수용체에 도달해야 합니다. 이를 위해 펩티드는 특정 단백질에 결합하여 세포 표면으로 운반됩니다. 수지상세포 내부에서는 병원체 유래 펩티드가 MHC 분자(major histocompatibility complex molecule)에 결합하게 되는데, 이는 특정 유전자에 의해 부호화된 당단백질입니다. 각 MHC 분자는 하나의 펩티드에 결합하며, 이 펩티드:MHC 복합체는 세포 표면으로 이동합니다.

이 복합체는 T 세포 수용체의 리간드 역할을 하게 되며, 안정된 상태에서 펩티드가 MHC 분자에 선형으로 뻗어 있어 T 세포 수용체의 특정 부위와 상호작용합니다. 이러한 상호작용을 통해 MHC 분자는 T 세포에게 항원을 제시합니다. 표면에 펩티드:MHC 복합체를 가진 세포는 항원제시세포로 알려지며, 수지상세포는 미경험 T 세포를 활성화시켜 1차 T 세포 반응을 시작하는데 중요한 역할을 합니다.

세포 내에 있는 바이러스 항원은 단백질분해효소에 의해 펩타이드로 분해되어 소포체 안에서 MHC (MHC class 1) 와 결합 후 골지체를 통해 세포막 외부에 제시된다. -출처: 김명호, https://horizon.kias.re.kr/16283/

 

펩티드와 MHC 분자 간의 상호작용에 있어서, 일부 특이적인 T 세포 수용체는 특정 펩티드에 반응하는 반면, 특정 MHC 분자는 다양한 펩티드와 결합할 수 있습니다. 그러나 이 결합되는 펩티드들은 일정한 길이와 특정 특징을 갖추고 있습니다. 따라서 병원체 단백질 파괴로 생성된 펩티드 중 매우 일부만이 MHC 분자를 통해 T 세포 수용체에 제시되어 항원으로 작용합니다.

항원제시의 효율을 높이기 위해, 수지상세포는 다양한 특이성을 갖는 서로 다른 형태의 MHC 분자를 발현합니다. 각 MHC 분자는 분리된 유전자에 의해 부호화되며, 이들의 다양성은 사람 집단 내에서 발생하는 다양한 유전적 변이체 또는 대립형질(allele)에 의해 유지됩니다. 대부분의 사람들은 MHC 유전자에 대해 이형접합체(heterozygote)이며, 이는 각 MHC 유전자가 2개의 서로 다른 대립형질을 가진다는 것을 의미합니다.

이렇게 다양한 대립형질은 수지상세포가 다양한 펩티드를 제시할 수 있게 하며, 특히 동형접합체를 가진 사람보다 더 많은 다양성을 제공합니다. 이 다양성을 다형성(polymorphism)이라고 하며, MHC 유전자는 높은 다형성을 가진 유전자 중 가장 잘 알려진 예시 중 하나입니다.

 

MHC 다형성은 조직형의 기초가 되며, 이것이 이식된 장기가 거부되는 주된 이유 중 하나입니다. 수혜자와 공여자의 MHC 형이 서로 다를 때, 수혜자의 면역 시스템은 공여자의 MHC 분자를 '외부 물질'로 간주하고 이에 대한 강력한 면역반응을 일으킵니다.

 

이것은 주조직적합복합체라 불리는 MHC에서 나오는 현상으로, 이 현상을 이해하기 위해 MHC가 발견되었습니다. 주조직적합복합체는 이식에서 조직의 적합성을 결정하는 유전자의 복합체를 의미합니다. 따라서 이현상은 이식 수술에서 수혜자와 공여자의 MHC 형이 다를 경우에 발생할 수 있는 중요한 고려사항 중 하나입니다.

이러한 MHC 관련 이슈는 이식 면역학의 핵심이며, 현대 의학에서 장기 이식이나 조직 이식을 다룰 때 고려되어야 할 중요한 측면 중 하나입니다.

4. 정리

T 세포와 항원 인식:

• T 세포는 세포 표면분자에 결합된 펩티드 항원을 감지합니다.
• 펩티드는 수지상세포 내에서 만들어지고, MHC 분자에 결합한 후 세포 표면으로 이동합니다.

MHC 분자와 펩티드:MHC 복합체:

• MHC 분자는 특정 유전자에 암호화된 당단백질로, 수지상세포 내에서 펩티드와 결합합니다.
• 펩티드:MHC 복합체는 T 세포 수용체의 리간드 역할을 하며, 항원을 제시하는데 중요합니다.

T 세포와 항원제시세포:

• 항원을 제시하는 세포는 펩티드:MHC 복합체를 가지며, 미경험 T 세포를 활성화하여 T 세포 반응을 시작합니다.

MHC 다형성:

• MHC 분자는 다양한 형태를 가지며, 이는 다양한 펩티드를 제시할 수 있게 합니다.
• 사람들은 대부분 MHC 유전자에 대해 이형접합체이며, 이는 다양성을 유지하는 중요한 역할을 합니다.

MHC와 이식 면역학:

• MHC 다형성은 조직적합성을 결정하며, 이식에서 주요 이슈 중 하나입니다.
• 수혜자와 공여자의 MHC 형이 다를 경우 면역반응이 발생할 수 있어, 이를 고려하는 것이 중요합니다.
• 이러한 개념은 면역계의 핵심을 이해하고, 장기 이식 및 조직 이식과 관련된 의학적인 측면에서 중요한 역할을 합니다.

 

참고문헌- 면역학 3판, 라이프사이언스