B세포의 자가 면역 관용, 항체의 구조

 

 

자가 면역 관용( 자신의 정상적인 세포에 반응하는 B세포를 파괴)

B세포 표면에는 다양한 B세포 항원 수용체(B cell receptor, BCR)를 가지고 있습니다. B세포 항원 수용체는 인체 외부의 항원뿐만 아니라 자기에 대해 특이적으로 면역 반응을 유발할 수 있는 수용체도 만들게 됩니다. 그러나 실제로 자가 면역 반응을 유발하는 B세포는 존재하지 않습니다. 왜냐하면 생체는 자가 면역 관용을 유지하기 위해 자가 반응성 B세포를 미성숙 시기에 제거하는 기전을 갖추고 있기 때문입니다. 이러한 자가 면역 관용 시스템은 B세포가 자기 분자에 반응하는 것을 방지하고, 자가 면역 질환의 발병을 방지하는데 중요한 역할을 합니다. 이 원리를 면역에서 자가 면역 관용이라 부릅니다.

 

자가 면역 관용에 대해 정리하자면, 면역 시스템이 자신의 정상 세포와 조직을 공격하는 것을 방지하기 위한 시스템으로 자가 면역 질환을 발병을 방지하고 면역 시스템의 균형을 유지하는데 아주 중요한 역할을 하는 체계라 말할 수 있습니다.

 

 

골수에서 중추 자가 면역 관용

자가 면역 관용은 면역 시스템이 자신의 정상적인 세포와 조직을 공격하는 것을 방지하기 위한 중요한 기전으로,중추성 자가 면역 관용은 주로 미성숙한 B 세포나 T 세포의 발달 과정에서 발생합니다. 골수에서 미성숙한 B세포가 자가 항원을 인식하는 수용체 (B cell receptor, BCR)을 발현할 때, 시스템은 이를 감지하고 세포의 자멸인 아폽토시스(세포 자멸)를 유발하여 해당 클론을 소실시킵니다. 이는 자가 면역 관용의 중요한 과정입니다.

 

미성숙한 B세포는 재차 유전자 재구성을 통해 자가 항원에 대응하지 않는 다른 형태의 BCR을 발현할 수 있습니다. 이러한 BCR은 자가 항원에 반응하지 않으므로 자가 면역 관용을 유지하는데 중요합니다. 뿐만 아니라 미성숙 B세포가 가용성 자가 항원(예: 혈액 속 단백질 등)을 인식하는 BCR을 발현한 미성숙 B세포는 해당 항원에 대한 반응을 억제합니다. 즉, 항체가 이러한 자가 항원에 반응하지 않는 '무반응(anergy)' 상태가 됩니다. 즉, 항원에 항체가 결합하지 않은 상태가 됩니다.

 

그러나 미성숙한 B세포가 가용성 자가 항원(예: 혈액 속 단백질 등)에 반응할 수 있는 BCR을 발현할 때, 이 BCR은 자가 항원에 대해 결합이 약한 저친화성(결합이 약함)을 보입니다. 이러한 저친화성 BCR을 발현한 미성숙한 B 세포는 성숙한 말초로 이동합니다. 이는 골수에서 성숙 B세포가 생성된 후에, 말초에 이동하여 기능을 발휘하는 과정을 의미합니다.

미성숙 B세포가 말초로 이동하더라도, 해당 BCR은 자가 항원에 대해 저친화성을 유지합니다. 따라서 자가 항원이 존재하더라도, 이러한 BCR과의 결합이 약해서 해당 세포가 활성화되지 않습니다. 이러한 과정은 골수 내에서 일어나는데. 이를 중추성 자가 면역 관용이라고 합니다.

 

 

림프절에서 일어나는 말초성 자가 면역 관용

 

그런데 만약 골수 안에서 자가 면역 관용을 회피한 자가 반응성 BCR을 가진 B 세포가 생성되고 이들이 성숙해지고 말초로 이동하면 문제가 발생합니다. 일반적으로 림프절에서 B세포는 T세포 영역을 지나다가 그 영역에서 항원과 만나면 활성화 되어 B세포 소포로 이동하여 다양한 면역 반응을 조절하게 됩니다. 그러나 자가 항원에 반응하는 B 세포는 이러한 과정에서 문제가 발생합니다. 왜냐하면 자가 항원에 반응하는 보조 T세포가 존재하지 않기 때문에 이들 B세포는 T 세포 영역에서 나오지 못합니다. 

 

이러한 상황에서 자가 항원에 반응하는 B세포는 생존에 필요한 신호를 보조 T세포(헬퍼 T세포)로부터 받지 못합니다. 따라서 이들 B세포는 아폽토시스를 일으켜 제거됩니다. 아폽토시스는 세포 자멸 과정으로, 해당 세포가 산화스트레스나 다른 요인에 의해 사멸됩니다. 이러한 과정은 림프절에서 발생하므로 말초성 자가 면역 관용이라고 부릅니다,

 

 

항체의 구조

Y자 모양의 항체

면역 글로불린 (Ig: immunoglobulin) 또는 항체는 B세포가 생산하는 당단백질로, 우리 몸의 체액성 면역에서 중요한 역할을 을 합니다. 이 항체는 병원체나 다른 외부 항원에 특이적으로 결합하여 그들을 무력화 시키고 제거함으로써 면역 시스템의 기능을 강화합니다. 또한 항체는 옵소닌 작용을 통해 호중구나 대식세포와 같은 다른 면역 세포들이 병원체를 쉽게 잡아먹을 수 있도록 도와줍니다. 여기서 옵소닌 작용이란 세균, 바이러스 등 외래 항원에 항체와 도움체가 결합하여 대식세포와 호중구 등 식세포가 잘 흡수하도록 만드는 작용을 말합니다.

 

항체 lg 분자는 당단백로 이루어져 있습니다. 이 항체의 기본적인 구조는 폴리펩타이드 사슬로 이루어진 두 개의 긴 H사슬 (heavy chain)과 두 개의 짧은  L 사슬 (Light chain)로 구성되어 있습니다. 이 사슬들은 디설파이드 결합으로 서로 결합되어 Y자 모양을 이루고 있습니다. 이 중 H 사슬은 불변부 (Constant region: C영역)라 불리는 부분과 가변부 (Variable: V 영역)를 포함하고 있습니다. 가변부는 항체의 다양성을 결정짓는 부분으로, 이 부분에서는 항체가 특정 항원에 결합하는데 필요한 다양한 변형이 일어납니다. 이것은 유전 재조합과 다양한 변형을 통해 이루어집니다. 그래서 항체는 다양한 항원에 특이적으로 반응할 수 있는 다양성을 갖추고 있습니다. 이러한 다양성은 면역 시스템이 무수히 많고 다양한 병원체나 외부 이물질에 대해 대응할 수 있는 중요한 기능이라 볼 수 있습니다.