커뮤니티 > 미생물이야기



미생물이야기 적혈구, 골수성, 림프성, 거핵 세포 등의 혈구간세포(幹細胞, Stem cell)들은 난황낭으로부터 태아의 간, 골수, 비장으로 이동된다.
2013-08-08 16:20:48
이엠생명과학연구원

임파구

 

  모든 적혈구, 골수성, 림프성, 거핵 세포 등의 혈구간세포(幹細胞, Stem cell)들은 난황낭으로부터 태아의 간, 골수, 비장으로 이동된다. 이 부위에서 일부 림프성 간세포는 흉선으로 이동한 후 분화되어 T (Thymus) 임파구를 생성하게 된다. 다른 림프구 간세포는 동물의 종류에 따라 새는 파브리시우스낭(Bursa of Fabricus)에 존재하게 되고 사람과 포유동물에서는 태아 간, 골수 또는 장관내의 림프성 조직으로 이동되며 이 부위에서 낭이나 골수유도세포인 B (Bursa- or Bone marrow) 임파구로 분화된다. 항원의 자극에 의해 T와 B 림프구가 증식되며 형태적 변화를 갖게 된다. 즉 T 임파구 간세포는 항원 자극으로 림프구 아세포로 분화되어 세포매개성 면역반응에 관여하고, B 임파구는 형질세포(Plasma cell)로 분화되어 체액성 항체 생성에 관여하게 된다(그림). B와 T 임파구이외에도 null cell (무표지세포), natural killer (NK) cell (자연살세포), 대식세포(Macrophage)등도 면역반응에 관여한다.

그림 1

 

I. T 임파구

     T 세포는 골수에서 기원하고 흉선에서 성숙하면서 T세포 특징의 일부를 획득한다. 그 후, T 세포는 림프액과 혈류를 통해 림프절과 비장으로 이동된다. 흉선의 세망내피세포에서 생성되는 흉선 호르몬(Thymosin)은 T 세포의 성숙 단계에 관여하며 이 호르몬은 흉선 결핍 환자의 치료에 유용한 것으로 밝혀졌다. 흉관(胸管)에 존재하는 림프구의 약 90%와 말초혈액내의 70-80%의 임파구는 T 세포이다. T 세포의 평균 반감기는 2.2년으로 매우 길며 일부 T cell은 20년이상 생존하기도 한다. 반대로 B세포로 평균 반감기는 3일로 매우 짧다.

 

(1) T 세포의 종류   

    1) T-helper cell

       T-helper (Th) cell은 항원에 대한 항체 생성시 B 세포의 도움을 필요로 한다. Th cell은 세포 표면의 특이 수용체로 항원을 농축하게 된다. 이 수용체는 항원의 운반체 부분에 결합되고, 항원-수용체 복합체는 대식세포(Macrophage)에 의해 인식된 후 항체 형성 제시(Presenting) 세포로 전환된다. 대식세포에 인식되지 않는 항원들은 Th 세포가 관여하지 않는다. Th cell은 세포 매개 면역반응에도 작용한다. 예를 들어, Th 세포는 이식편대 숙주반응(GVHR, Graft versus host reaction)에서 GVH 반응성 T세포와 협동으로 면역반응을 일으킨다. Th cell과의 반응이 있기 위해서는 T 세포의 증식이나 림프구 배양시 세포독성 T 세포의 생성이 필요하다. 사람의 Th cell은 말초 혈액 T림프구의 40-60%를 차지한다.  

 

    2) 세포독성 T 세포(Cytotoxic T lymphocyte)

       세포독성 T 세포(Tcx)는 T-effector cell이라고도 하며 세포성 면역반응시 살세포로 작용한다. 이 세포는 특정 항원이나 항원을 갖고 있는 표적 세포와 결합하여 파괴시키는 고도의 특이적인 수용체를 갖고 있다. 또한 세포독성 T 세포는 대식 세포가 종양 세포를 파괴하는데 관여한다. 즉, 세포독성 T 세포는 이식조직, 종양세포, 바이러스 감염성 숙주세포나 다른 감염원에 감염된 세포 형태와 같이 외부항원을 갖고 있는 세포를 표적으로 한다. 세포독성 T 세포는 외부 항원과 조직적합성 항원의 두 가지 인식 경로를 통하여 세포를 파괴할 수 있다.

 

    3) T 억제 세포(T suppressor cell)

       T 억제 세포(Ts)는 체액성 면역이나 세포매개성 면역반응 때 활성화되는 몇가지 실험으로부터 그 존재가 규명되었다. 즉, 흉선절제술은 Th cell이 없이도 B 세포 반응을 촉진시키며 이 과정에 Ts 세포가 관여함이 증명되었다. 다른 실험에서 T 세포는 다량의 항원에 대하여 항원 관용(Antigen tolerance) 현상이 발생됨이 발견되었다. Ts 세포가 어떤 기전에 의해 면역반응을 억제하는지는 정확히 밝혀지진 않았으나, Ts 세포에 의해 생성된 용해성 인자가 관여할 것으로 생각된다. Ts 세포는 통상적으로 B 세포를 자극하기 위해 요구되는 항원량보다도 훨씬 적은 양에서도 반응한다. 또한 Ts 세포는 B 세포, Th 세포, 지연성 과민반응에 관여하는 T 세포와 대식세포에도 작용한다.

 

    4) T 지연성 과민반응 세포(T-delayed hypersensitivity cell)

       T 지연성 과민반응(Tdh) 세포는 주로 쥐에서 연구되었으며 사람에서의 역할은 알려진 바가 많지 않다. Tdh 세포는 특이 항원에 대하여 반응하며 과민반응에 관여하는 이주 억제 인자(MIF, Migration inhibition factor), 대식세포화학주성물질(Macrophage chemotaxin)등과 같은 lymphokine (림포킨)을 생성하는 세포이다.

 

    5) T 증폭 세포(T-amplifier cell)

        T 증폭(Ta) 세포는 비교적 최근에 밝혀졌으며 Th, Ts, B 세포의 정상 기능을 증가시키는 역할을 한다.

 

 

II. B 임파구

    B 세포는 항체 생성의 전구 세포이다. 골수의 B 세포 계열의 간세포는 pre-B 세포의 근원이다. Pre-B 세포는 세포질내에서 IgM을 합성한다. 그러나 세포밖으로 면역글로불린을 분비하지 않는다. 골수의 pre-B 세포는 림프절과 비장으로 이동한 후 세포질의 일부가 없어지면서 pre-B세포보다 크기가 작은 미성숙 B 세포로 분화되며 대부분의 세포 표면에는 IgD가 표지자로 나타난다. 미성숙 B 세포(Immature B cell)는 세포 표면의 C1q, C3b, C3d, C4b 등의 보체 수용체와 IgG Fc 수용체로 확인할 수 있다. 또한 이 단계의 미성숙 B 세포는 I-A 또는 I-E 단백질이 존재한다. 미성숙 B세포는 특이 항원에 노출된 후 성숙 B 세포로 분화되며 항원에 특이적인 항체를 형성하게 된다. 동시에 항체형성기능이 가장 활발한 형질세포로 분화된다. 말초혈액에서 순환 림프구의 약 20-30 %와 편도선과 비장의 림프구 중 약 50%는 B 세포이다. B 세포는 합성 면역글로불린의 종류에 따라 B  (IgM), B  (IgG), B  (IgA), B  (IgD)와 B (IgE)로 분류할 수 있으며 light chain 종류와 heavy chain 아형으로 세분화된다. 각각의 B 세포는 주로 한가지 종류의 면역글로불린을 합성하지만 항원에 다시 노출되거나 Th 또는 Ta 세포의 영향으로 IgM을 생성하던 B 세포가 IgG를 형성하는 B 세포로 바뀔 수 있다.

    BB세포 표면의 면역글로불린은 항원에 대한 특이적인 수용체로서 작용한다. B세포 표면 위의 면역글로불린의 분포는 일정한 위치가 없이 불규칙하게 분포되어 있으며, 항원이 붙게 되면 세포표면의 면역글로불린이 항원 부위로 몰리게 되어 하나의 덩어리로 뭉치게 된 후 항원과 면역글로불린 결합체가 세포내로 이동된다. 이러한 과정을 lymphocyte capping (림프구 캡형성 현상)이라 한다. 림프구 캡형성 현상은 B 세포에 특징적이고 T 세포에서는 발견되지 않는다. 림프구 캡형성 현상은 B 세포가 특이 면역글로불린(Monoclonal antibody)을 다량 생산하는 형질 세포로 분화하게 하며, 항원에 대한 기억을 갖게 되어 항원의 재노출시 인식하는 기능을 한다. 또한, B 세포의 형질 세포로의 전환은 다클론 항체(Polyclonal antibody) 생성을 자극하는 mitogens (분열촉진인자)에 의해 유도될 수 있다. 다클론 항체 생성을 유발하는 mitogens는 항원 특이성과는 상관없이 모든 B 세포를 자극하며, 항원과 동일한 방식으로 B 세포의 세포질막 변성을 일으킨다. 가장 흔히 사용되는 B 세포 mitogen은 그람음성세균의 세포벽 추출 물질인 lipopolysaccharide (LPS)이다. LPS는 somatic 또는 O 항원으로 작용하거나 내독소(Endotoxin)의 기능을 하는 물질로서 LPS의 지방 성분 부위가 분열촉진을 활성화시킨다. Staphylococcus aureus의 세포벽에 존재하는 protein A는 항원과는 다른 기전으로 B세포 표면의 면역글로불린과 결합하지만 B 세포의 mitogen으로 작용할 수 있다. B 세포 분화의 마지막 단계는 형질 세포이다. 형질 세포는 형태학적, 기능적으로 다른 세포와 쉽게 감별된다. 형질 세포의 크기는 작은 림프구 정도이며 일부는 직경이 20 μm에 근접한다. 형질 세포의 핵은 가장자리에 치우쳐져 있으며 염색질이 진하게 뭉쳐져 마치 마차바퀴(Cartwheel)와 같은 형태를 보이고, 세포질은 ribosome이 풍부한 조면내형질세망(粗面內形質細胞)구조로 되어 있다. Ribosome에는 RNA의 양이 많으므로 호염기성으로 염색되며 이 부위에서 messenger RNA가 부착되어 면역글로불린이 합성된다. 핵주변부위는 조면내형질세망 구조가 적기 때문에 호염기성이 약하여 perinuclear halo의 모양을 보인다(그림 2, 3, 4).  

 
그림 2

 
그림 3


그림 4. Plasma cell의 미세구조

 

III. 무표지 세포(Null cell, Killer cell, K cell)

    세포매개성 면역반응에서 면역글로불린 수용체로 작용하는 세포임에도 불구하고, 대식구나 T 세포 또는 B 세포가 아닌 세포독성 세포가 발견되었으며, 이 세포를 null cell(무표지 세포)이라 하고 흔히 killer (K) cell (살세포, 殺細胞)로 표현한다. 살세포는 IgG Fc 수용체를 갖고 있으며 실험실내에서 항체로 둘러싸인 표적세포를 파괴하는 기능을 한다. 살세포는 항체 의존성 세포독성세포(Antibody-dependent cytotoxic cells, ADCC)이므로 특정 항체가 붙어 있지 않는 표적세포는 파괴할 수 없으며, 세포독성 T세포처럼 주조직적합성 복합체(Major histocompatibility complex)에 제한받지 않는다. 세포 매개성 면역반응에서 살세포의  역할은 분명하지 않지만, 자가면역질환에서 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다.

 

 

IV. 자연살해세포(Natural killer cell, NK cell)

    비면역화된 사람의 말초혈액내 임파구 또는 비면역화된 쥐의 비장에는 몇가지 표적 세포에 세포독성이 있는 임파구가 존재한다. 이 세포는 null cell처럼 B 세포나 T 세포 표지자를 갖고 있지 않으며 대식세포와 같은 탐식능이 없으나 광범위한 세포독성력 때문에 자연살해세포로 분류된다. 자연살해세포는 종양세포와 바이러스에 감염된 세포에 대한 1차 방어역할을 하며, 표적세포의 종류에 상관없이 종양 세포에 자발적인 세포독성을 나타내는 면역감시기능을 담당한다. 자연살해세포의 표적 세포의 공격은 gangliosides에 의해 저지되는 점으로 보아 이 물질이 자연살해세포의 자연 수용체로 생각된다.




대전광역시 유성구 문지동 KAIST문지캠퍼스강의동L605호 대표이사:(원장)서범구 사업자번호:314-86-01479
전화번호:1800-0250 팩스번호:07074559748 관리자이메일:puom9@naver.com
이엠생명과학연구원. All Rights Reserved