면역세포의 중추 림프조직 '흉선과 골수'

면역 세포는 어디에서 자라고 성숙하는가?

 

면역 시스템을 작동하는 주요 구성 요소 중 하나인 림프구는 크게 B세포와 T세포로 나눌 수 있습니다. B세포는 인체 내로 침입한 항원에 반응하여 항체를 생산합니다. T세포에는 각기 다양한 기능을 하는 세포가 있는데, 크게 B세포를 활성화하여 항체 생산을 촉진하고 기능을 향상 시키는 보조 T세포와 종양 세포나 감염된 세포를 파괴하여 면역 시스템이 병원균이나 종양 세포와 싸울 때 중요한 역할을 하는 세포 독성 T 세포(킬러 T 세포)의 두 그룹으로 나눌 수 있습니다. 

 

림프구는 면역 시스템의 중추적인 요소로서 외부 병원균에 대한 방어 기능을 강화하고 병원균과 싸우는데 기여를 합니다. 그렇다면 중요한 림프구는 어디에서 생겨나 분화하고 성숙하는 것일까요?

림프구의 생성은 모든 혈액 세포와 마찬가지로 조혈(hematopoiesis)이 이루어지는 골수에서 주로 발생합니다. 조혈은 모든 혈액 세포를 생성하는데, 대표적으로 적혈구, 백혈구, 혈소판 등이 있습니다.  골수에서 태어난 림프구계 전구세포는 흉선을 거쳐 T세포가 되고, B세포는 골수에서 태어난 뒤 골수 내에서 성숙합니다. B세포는 rhftn(Bone marrow)에서, T세포는 흉선(thymus)에서 유래하기에 첫 글자를 따서 B세포, T세포라고 부릅니다. 

 

림프구들이 생성되고 성숙하는 곳을 중추 림프 조직이라 하며, 이는 림프구의 생성과 성숙에 중요한 역할을 합니다. 골수와 림프를 중추 림프 조직이라고 부릅니다. 림프 조직을 나온 림프구는 혈관과 림프관을 따라 전신에 걸쳐 순환하며 면역 반응에 참여합니다.

 

중추 림프 조직

림프구의 발생 및 성숙은 계통 줄기세포에서부터 시작되며, 그 후에 세포 분화 및 성숙 과정을 거쳐 림프구가 형성됩니다. 미성숙 림프구(T세포, B세포)는 성숙하지 않는 상태의 림프구를 말하며, 이러한 세포들은 면역 시스템에서 완전한 역할을 수행할 수 없는 상태에 있는 것입니다. 이러한 미성숙 세포들이 분화 및 성숙 과정을 거친 후에야 항원과 특이적으로 반응할 수 있는 항원 수용체를 획득하고 면역 시스템의 주요 일꾼으로서의 역할을 하게 되는 것입니다. 이러한 성숙과 분화의 장을 거치는 곳을 중추 림프 조직이라 하며, 그 과정은 우리 인체 내에서 크게 두 곳에 이루어지는데, 바로 그곳이 골수와 흉선입니다.

 

흉선은 T세포의 훈련소

흉선(thymus)은 면역 시스템에서 중요한 역할을 하는 장기 중 하나로, 가슴 안에 위치하며, 흉골의 뒤, 심장 앞에 위치하고 있습니다. 좌우 소엽으로 쌍둥이 모양을 하고 있으며, 소엽은 피질과 속질로 나뉩니다. 흉선은 신체의 성장과 발달이 완료된 후에 크기가 최대에 이르며, 성장기에는 체중의 약 1% 정도를 차지하나 80대에는 2분 1 정도로 그 크기가 줄어듭니다. 그래서 나이가 들어갈수록 흉선의 크기가 감소하고 T세포의 성숙에 영향을 주기 때문에 노인의 감염증 발병률이 젊은 시절보다 높아지는 것입니다.

 

T세포의 발생과 분화 성숙과정을 살펴보면, 골수에서 생성된 미성숙 T세포들은 흉선으로 이동하여 거기에서 성숙 단계를 거칩니다. 이러한 T세포들은 흉선의 특정 구조인 피질영역으로 이입됩니다. 피질의 상피세포가 형성하는 그물눈 속에는 기능적으로 미성숙하여 면역 반응을 갖추지 못한 림프구가 다수 존재합니다. 흉선의 피질의 미성숙한 T세포는 자가면역의 위험을 줄이기 위한 선택과정을 거치며 안전한 세포들만이 생존하고 성숙합니다. 이러한 성숙된 T세포들은 흉선을 떠나서 혈액 및 림프액을 타고 전신에 분포되어 면역에 참여하게 됩니다.

 

흉선의 속질에는 수는 적으나 성숙 단계에 있는 림프구가 존재하며, 이들은 완전한 면역 기능을 갖춘 T세포로서 말초조직으로 나갑니다. 속질에서는 성숙한 T세포 외에도 대식세포 수지상세포 등 항원 제시 능력을 가진 세포도 확인할 수 있습니다.

 

흉선에서 T세포는 항원(antigen)을 특이적으로 인식하기 위해 T세포 수용체(T cell receptor, TCR)를 획득하고 천문학적인 다양성에 대응할 수 있도록 선택과정(훈련)을 받고 있습니다.  여기서 다양성이란 다양한 외부 병원체에 대응할 수 있는 능력으로 T세포의 TCR(T 세포 수용체)은 발생 초기에 다양한 변이가 발생하여 생성됩니다. 이러한 다양성은 각각의 T 세포가 다양한 종류의 항원을 특이적으로 인식할 수 있도록 합니다. 또한 이 과정에서 T세포는 자가면역을 방지하고 안전한 세포들만이 성숙하여 흉선을 떠날 수 있는 자격이 주어집니다. 만약 흉선에서 T세포가 선택과정(훈련)을 통과하지 못한다면즉, 안전한 세포로 선택되지 못한다면, T세포는 흉선 안에서 사멸되어 밖으로 나가지 못합니다. 이는 자가면역 질환을 예방하고 면역 시스템의 정상적인 기능을 유지하기 위해 중요한 과정입니다.

 

 

골수는 B세포의 발생과 성숙이 일어나는 장기

 

혈액 세포들을 생성하고 발달하는 과정을 조혈(hematopoiesis)이라 합니다. 이러한 조혈이 이루어지는 곳이 바로 골수입니다. 백혈구, 림프구, 적혈구 등은 모두 골수의 조혈모 세포에서 만들어집니다, 

B세포의 성숙과정은 골수에서 일어나며, 골수 내 줄기세포에서 프리 B 세포(pre-B cell)에서 성숙 B 세포(mature B cell)로의 발달과정을 거칩니다.

 

조혈기능을 하는 뼈는 모든 뼈에 존재하는 것이 아니라 흉골, 늑골, 척추, 골반뼈 등 주로 체간의 중심부에 있는 골격에 존재합니다. 대퇴골 등의 긴 뼈는 출생 후 얼마간의 조혈 기능을 하지만 20~30대로 넘어가는 시기에 대퇴골도 조혈 기능을 잃고 차츰 그 부위가 지방조직으로 바뀌어 황색으로 보이는 황색 골수가 많아지게 됩니다. 그러나 척추뼈와 흉골 등 몸통 중심축의 뼈들은 나이가 들어도 적혈구와 백혈구의 조혈 기능이 왕성하여 여전히 붉은색을 띠는 적색 골수 상태를 유지하게 됩니다.