면역 개요
선천성 면역(= 내재 면역 = 비특이적 면역 = 1차 방어 작용)은 병원체를 기억하지 않고 즉각 반응하는 면역 체계이며,
식세포와 NK 세포가 작용하고 보체에 의해 도움을 받습니다.
후천성 면역(= 적응 면역 = 특이적 면역 = 2차 방어 작용)은 병원체를 기억하여 반응하는 면역 체계이며,
B 림프구와 T 림프구가 작용하고 항체에 의해 도움을 받습니다.
면역에 관여하는 세포
혈구는 면역에 관여하는 줄기 세포가 분화하여 만들어진 세포들이며 다음과 같습니다.
골수계에는 다음과 같은 세포들이 있습니다.
- 호중구는 식세포 작용을 하며, 핵이 1개지만 여러 개로 보입니다. (백혈구 중 60%)
- 호산구는 과민 반응을 발생시킵니다. (백혈구 중 2%)
- 호염구는 히스타민(혈관 확장시킴)을 분비합니다. (백혈구 중 1% 미만)
- 단핵구는 대식세포(MΦ, 식세포 작용을 함)나 수지상세포로 분화합니다. (백혈구 중 5%)
- 수지상 세포는 항원을 T 세포에 제시합니다.
- 비만 세포는 히스타민을 분비합니다.
림프계에는 다음과 같은 세포들이 있으며, 묶어서 림프구로 부릅니다. (백혈구 중 30%)
- NK 세포(자연살해세포)는 IFN(인터페론)에 의해 활성화되며, 바이러스에 감염된 MHC I이 없는 세포를 공격합니다.
- B 림프구(B 세포)는 항체를 생산하는 세포나 기억 세포로 분화합니다.
- T 림프구(T 세포)는 백혈구 활성화(Th, 보조 T 세포) 및 바이러스에 감염된 세포를 공격(Tc, 세포독성 T 세포)합니다.
+ 1차 림프 기관은 수용체를 부착하는 장소로, B 림프구는 골수, T 림프구는 흉선입니다. (생성은 둘 다 골수)
+ 2차 림프 기관은 항원을 만나 활성화되는 장소로, 림프절, 비장이 있습니다.
+ 비과립구는 단핵구, 대식세포, 림프구가 해당하며 그 외의 세포는 모두 과립구입니다.
면역에 관여하는 단백질
B 림프구와 T 림프구는 각각 (항원의 인식 부위인) 에피토프에 결합할 수 있는 수용체들을 가지고 있습니다.
BCR(B Cell Receptor)은 단백질 3차 구조가 항원을 인식하므로 열과 pH 변화에 약합니다.
TCR(T Cell Receptor)은 MHC에 의해 제시된 항원을 인식하고, 열과 pH 변화에 강합니다.
+ 수용체에 있는 이황화결합은 세포의 조면소포체에서 형성되고, TCR이 BCR보다 많습니다.
MHC는 다른 세포에 항원을 제시하고, 자기 세포 인식용으로 사용됩니다.
- MHC I는 핵이 있는 세포에 존재하며, 내재성 항원을 T 세포에 제시합니다. (CD8과 결합하여 Th가 됨)
- MHC II는 APC(항원제시세포 : B 세포, 대식 세포, 수지상 세포)에만 있으며,
외래성 항원을 B 세포나 보조 T 세포에 제시합니다. (CD4와 결합하여 Tc가 됨)
보체는 면역 작용을 보조하는 혈장 단백질로, 식세포를 유도(식세포에 의해 인식)하거나, IgG의 인식을 도와줍니다.
TLR(Toll-Like Receptor)은 선천성 면역에서 신호 전달 경로를 활성화시키는 수용체 단백질입니다.
- TLR3은 dsRNA 인식, TLR4는 LPS(= 그람음성균) 인식, TLR5는 플라젤린(= 편모) 인식, TLR9는 CpG 인식을 합니다.
사이토카인은 면역 세포가 분비하는 단백질을 통틀어서 가리키는 말입니다.
- IL-1은 T 세포를 활성화시키고, B 세포를 증식시킵니다.
- IL-4는 T 세포의 분화를 촉진하고, B 세포의 항체를 분비형 항체로 만들어줍니다.
- IFN-α/β는 NK 세포를 활성화시키는 신호로 작용합니다.
- IFN-γ는 Tc 세포를 활성화시키고, B 림프구의 기억세포를 분비시킵니다.
선천성 면역
선천성 면역은 기계적 장벽과 화학적 장벽 두 가지로 방어합니다.
ex ) 기계적 장벽의 예시로 디네인이 결핍되면 만성 기관지염에 걸립니다.
아래는 모두 화학적 장벽에 해당하는 메커니즘입니다.
염증 반응은 다음과 같은 과정으로 진행됩니다.
항원이 침입하면 (림프를 타고 온) B 림프구가 항체(IgG)를 방출합니다.
항체에 의해 형성된 면역 복합체는 보체를 활성화시켜 비만세포를 터뜨리게하여 히스타민을 방출시킵니다.
그러면 식세포가 히스타민을 혈관으로 유출시켜 면역 반응을 활성화시키는 것입니다.
옵소닌화는 활성화된 보체가 세포에 붙어 식세포 작용을 유도하는 것입니다.
ADCC(항체 매개성 세포 독성 작용)은 NK 세포의 IgG 수용체로 항원을 인식하여 공격하는 기작입니다.
이 때 NK 세포의 억제 수용체인 MHC I 단백질을 인식하면 공격을 비활성합니다.
+ 세균은 TLR5에 인식되지 않기 위해 플라젤린을 만들지 않기도 합니다.
+ 바이러스는 NK 세포에 의해 공격받지 않기 위해 MHC I을 발현시키기도 합니다.
후천성 면역 : 체액성 면역 반응
체액성 면역 반응은 B 세포의 작용으로 전신에 항체가 퍼지는 반응입니다.
림프구 성숙 과정은 1차 림프 기관에서 림프구에 항체를 부착하는 과정으로, 다음과 같습니다.
가변 영역 조합은 항체의 가변 영역의 여러 유전자들이 무작위로 재조합되는 과정입니다.
중사슬은 다양한 V, D, J 유전자들 중에서 무작위로 재조합이 발생하여 부착되고,
경사슬은 다양한 V, J 유전자들 중에서 무작위로 재조합이 발생하여 부착됩니다. (= 미성숙 림프구)
연결 다양성은 B 림프구 항체의 중사슬과 경사슬, T 림프구 항체의 α 사슬과 β 사슬의 다양한 조합을 말합니다.
그 다음 IgM 항체를 먼저 부착하고, 이후 IgD 항체를 부착합니다. (= 성숙 림프구)
성숙 림프구가 골수 밖으로 방출될 때 자기 항원을 인식하는 림프구는 예정사 시킵니다.
친화도 성숙은 중사슬의 가변 부위를 구성하는 유전자에서 나타납니다.
B 림프구의 항원에 대한 반응은 다음과 같은 과정으로 일어납니다.
림프절에서 B 세포들이 다양한 IgD 항체를 준비하고 있습니다.
3차 구조의 항원이 들어오면 수용체 매개 내포 작용 이후 리소좀에 들어가 1차 구조가 됩니다.
동시에 조면소포체에서 MHC II를 만들어 골지체를 거쳐 소낭으로 수송합니다.
리소좀 소낭에서 보내진 MHC II에 결합된 1차 구조의 항원이 세포 밖으로 제시됩니다.
이후 Th2에 의한 IL-4의 작용으로 결합이 일어난 항체의 B 림프구는 증폭되고,
클래스 변환(부착형 항체 IgM/D가 분비형 항체 IgA/G/E로 변환되는 과정)이 발생합니다.
+ 중쇄 불변 부위의 유전자 결실 후 재조합으로 변화가 발생하며, 조면 소포체가 증가합니다.
+ IgA는 점막 근처 림프절, IgG는 혈액 근처 림프절, IgE는 조직 근처 림프절에서 형성됩니다.
전신 체액에서 항체들은 다음과 같은 역할을 합니다.
IgM는 (J-chain으로 연결된) 5량체이며, MAC(막공격복합체)를 형성합니다. (중화, 응집, 보체 활성 수행)
IgD는 BCR을 구성합니다.
IgA는 혈장에서는 단량체로, 점막에서는 (J-chain으로 연결된) 이량체로 존재합니다. (중화, 응집 수행)
IgG는 단량체이며, 옵소닌화와 ADCC를 단독으로 수행합니다. (중화, 응집, 보체 활성도 수행)
IgE는 알레르기를 유발합니다.
후천성 면역 : 세포성 면역 반응
세포성 면역 반응은 T 세포의 작용으로 조직 내에서 직접 공격하는 반응입니다.
T 림프구 성숙 과정은 B 림프구 성숙 과정과 거의 동일하며, 흉선에서 CD8과 CD4를 부착합니다.
흉선 피질 상피 세포에서는 양성/음성 선택이 일어납니다.
(물론 유전자 재조합과 대립 유전자 배제도 동일하게 발생합니다.)
양성 선택은 MHC I을 인식하면 CD8를 선택(Tc가 됨), MHC II를 인식하면 CD4를 선택(Th가 됨)하는 것입니다.
음성 선택은 자기 항원을 인식하거나 MHC와의 결합이 지나치게 강하면 예정사시키는 것입니다. (자가면역질환 회피)
Tc(세포 독성 T 세포)는 세포에 구멍을 뚫는 퍼포린, 분해하는 그랜자임으로 감염 세포를 공격합니다.
Th(보조 T 세포)는 Th1 또는 Th2 세포로 분화하여 다른 세포의 활성을 돕습니다. (위의 그림 다시 가져옴)
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