B세포의 형질 세포로 되는 과정, 항체의 역할

 

 

항원 수용체가 항체가 되는 과정

 

B세포가 만드는 항체는 외부로부터의 세균이나 바이러스 등의 감염에 대하여 그 물질을 인식하고 그것을 특이적으로 결합하여 제거하는데 기여합니다. 이 과정은 주로 혈액 및 림프액과 같은 체액 내에서 일어나다 하여 체액 면역이라고 합니다. 즉, B세포가 항체를 생성하고 분비하면, 항체는 혈액 순환을 통해 목표물인 항원을 찾아 결합하고 소멸시킵니다. 

 

B세포 표면에 존재하는 B세포 항원 수용체(BCR: B cell receptor) 항원을 인식하고 항체를 생성하기 위한 신호를 전달합니다. B세포가 항원과 상호 작용할 때, B세포 수용체는 항원에 특이적으로 결합하여 B세포를 활성화 시키고 항체 생산을 촉진합니다. 하나의 B세포는 하나의 항원만 대응할 수 있는 항원 수용체를 가지고 있습니다. 자연계에 존재하는 다양한 항원에 대응하기 위해서는 B세포 항원 수용체의 레퍼토리도 방대해야 합니다. B세포는 유전자 재조합을 통해 수용체의 다양성을 확보합니다. 이 과정을 통해 생성된 다양한 항체들은 자연계에 존재하는 다양한 병원체, 이물질, 그리고 외부로부터 침입한 항원에 대응할 수 있습니다. 그래서 B세포의 레퍼토리가 다양할 수록 면역 시스템은 다양한 위협에 대해 방어를 할 수 있습니다.

 

B세포는 다음 과정을 통해 면역 반응을 완성 시킵니다.

 

1. B세포 항원 수용체는 항체(면역 글로불린) 그 자체 입니다. 그 자체로 항체를 가지고 있습니다. 항체는 외부로부터 침입한 병원균과 이물질을 인식하여 소멸하는데 사용됩니다. 항체는 B세포의 표면에 있는 수용체로 외부의 항원과 특이적으로 결합하여 인지하고 반응합니다.

 

2. B세포가 특정한 항원에 노출되면 해당 항원에 특이적으로 반응하는 B세포만이 성숙하고 분화하여 증식합니다. 이 과정은 주로 림프 조직에서 일어납니다. 림프 조직은 림프절, 비장 등을 포함합니다. 이러한 과정에서 B세포는 해당 항원에 대해 더 높은 반응성을 보이게 됩니다.

 

3. B세포는 성숙하고 분화되면서 세포막 표면에 있던 항체를 분비형으로 변경합니다. 

 

4. 성숙하고 분화한 B세포는 최종적으로 형질 세포로 분화합니다. 이 형질 세포는 항체를 대량으로 합성하고 분비하여 체액내에 방출합니다.이러한 항체는 외부로부터의 병원체나 이물질을 제거하는데 사용됩니다.

 

 

 

B세포는 항원을 어떻게 인식하는가?

 

B세포는 항체라는 분자를 통해 항원을 인식합니다. 항체는 Y자 모양을 가지고 있는데, 이 중 Y자 모양의 끝 부분이 항원 결합 부위입니다. 이 부위와 항원 수용체(항체)가 결합함으로 항원을 인식하게 됩니다. 항체의 기본 구조는 Y자 모양의 두개의 H(Heavy)사슬과 두개의 L(Light)사슬의 가변부(V영역)가 항원 결합 부위 입니다.  이 중 H 사슬은 항체의 중심에 위치하고 있으며, L 사슬은 H사슬의 측면에 위치하고 있습니다. 

 

항체의 항원 결합 부위는 가변부(V 영역)입니다. 이 V 영역은 H 사슬과 L사슬이 만나는 부분에 해당합니다. V 영역은 항체의 다양성을 결정짓는 부분으로, 각각의 항체에 대해 개별적으로 결합할 수 있는 구조를 제공합니다. 항원 결합부위는 단백질로 이루어진 입체구조이며 항원의 일부 입체 구조와 열쇠와 열쇠구멍처럼 서로 일치하여 결합하는 구조로 되어 있습니다.

 

B세포는 항원 수용체(항체)의 항원 결합 부위에 항원이 결합함으로써 항원을 인식하게 됩니다. 항체의 기본 구조에서 알 수 있듯 Y자 모양의 H사슬과 L사슬의 가변부(V영역)가 항원 결합부위 입니다.

항원 결합 부위는 단백질로 이루어진 입체 구조이며 항원의 일부 입체 구조와 열쇠와 열쇠구멍처럼 합치하는 관계에 있습니다.

 

항원이 항체에 결합하면, 이 신호가 B 세포 내부로 전달 됩니다. 이는 항원-항체 복합체가 B 세포 표면의 특정 수용체와 상호작용하여 세포 내 신호 전달 경로를 활성화합니다. 이 신호는 B 세포를 활성화 시키고, 이후에 증식과 분화를 유도합니다. 증식과 분화는 항원에 특이적으로 반응하는 B세포만이 이루어집니다. 그러나 이 증식과 분화는 B세포 단독으로 이루어지는것이 아니라 보조 T세포(헬퍼 T세포)의 도움이 필요합니다. 보조 T 세포(헬퍼 T 세포)는 B 세포와 상호 작용하여 B 세포의 증식과 분화를 조절하고 지원합니다.

 

 

 

B세포의 증식과 분화를 돕는 T세포

 

B세포는 항원 수용체와는 별도로 그 표면에 주조직 적합 항원( Major Histocompatibility Complex) 클래스 2분자를 가지고 있습니다. 항원 수용체에 항원이 결합하면 B세포 표면에 구멍이 생기며 해당 항원을 세포 내부로 유입시킵니다. 유입된 항원은 세포 내 소기관인 리소좀에서 작은 조각(항원 펩타이드)으로 분해 됩니다. 이렇게 분해된 항원 조각은 MHC클래스2 분자에 끼어넣어 세포 표면에 제시됩니다. 이 과정은 항원의 세포 외부에서의 존재를 다른 세포에게 알리는 것입니다. 보조 T세포가 가지는 T세포 항원 수용체(TCR)는 B세포의 경우와 달리 항원을 직접적으로 인식하지 않습니다. 대신에 TCR은 MHC 분자와 함께 제시되는 항원 조각을 감지합니다. B 세포의 MHC 분자에 제시된 항원 조각을 감지한 보조T세포는 이에 반응하여 면역 반응을 조절하고 B 세포의 활동을 지원합니다.  즉 T세포는 항원 그 자체가 아니라 항원 제시 세포(대식 세포, 수지상 세포 등)의 표면에 있는 MHC 분자와 그 분자에 끼워진 항원 단백질 조각(펩타이드)을 인식하는 것입니다.

 

항원을 제시하는 세포로부터 항원을 공부한 보조 T세포는 특정 B세포를 인식합니다.이는 특정 항원에 반응하는 B세포만을 골라내기 위함입니다. 보조 T 세포의 TCR(T 세포 수용체)는 해당 B 세포의 표면에 있는 MHC 분자와 거기에 끼워진 항원 펩타이드를 감지합니다. 보조 T세포는 이러한 인식과정을 통해 활성화되고, 이에 반응하여 사이토카인을 분비합니다. 이 사이토카인은 B세포의 증식과 분화를 촉진하는 역할을 합니다.