주조직 적합 항원과 보조 T 세포, 킬러 T 세포

 

 

자기와 비자기를 식별하는 막 단백질

 

면역 반응에서 자기와 비자기를 식별하는 것은 주조직 적합 항원 유전 복합체 (MHC: Major Histocompatibility Complex)입니다. MHC는 우리 세포의 표면에 존재하는 단백질입니다. 이 단백질은 마치 이름표처럼 우리의 세포를 식별하는 역할을 합니다. 장기를 이식하거나 수혈을 할 때, 수혈된 또는 이식받은 장기가 자신의 것이 아니라 '타인'의 것이기 때문에 우리의 면역 시스템은 거부 반응을 일으킬 수 있습니다.

 

이 MHC는 우리가 거부 반응을 일으키는 항원의 특이성을 결정하는데 중요한 역할을 합니다. 즉, 우리가 받아들일 수 있는 것과 거부해야 하는 것을 판별하는데 도움을 주는 유전자 입니다. MHC는 멘델의 법칙에 따라 유전되며, 사람을 포함하여 여러 동물들의 염색체 일부에 존재합니다. 사람의 경우, 이 MHC는 주조직 적합 항원(histocompatibility locus antigen, HLA)이라고 불립니다. 이것은 백혈구의 세포 표면에 존재하는 항원을 의미합니다. 이것은 우리 각자를 식별하는데 도움을 주는 중요한 단백질로 백혈구뿐 아니라 전신의 세포에 존재합니다.

 

 

 

클래스 1 분자, 클래스 2 분자

 

MHC(Major Histocompatibility Complex) 분자는 클래스1과 클래스 2로 나뉩니다. 이 두 분자는 면역 시스템에서 자기와 비자기를 식별하는 데 관여하며, 각각 기능적으로 다른 종류의 T 세포인 보조 T세포(핼퍼 T세포)와 세포 독성 T세포(킬러 T세포)에 항원을 제시합니다.

 

클래스 1분자는 모든 장기의 세포 표면에 존재합니다. 이 분자들은 강력한 동종 항원을 표시합니다. 즉, 자신의 세포에서 발생한 항원을 보여주는 역할을 합니다. 이러한 특징으로 자기와 비자기의 객체를 식별하는데 사용됩니다. 즉, 우리의 면역 시스템은 클래스 1 분자를 통해 자신의 세포와 외부의 비자기 세포를 구별합니다. 또한 킬러 T 세포가 활동할 때, 이 분자들은 표적 분자가 됩니다. 즉, 킬러 T 세포는 클래스 1 분자를 탐지하여 비자기 세포를 파괴하는 데 사용됩니다.

 

클래스 2분자는 대식세포나 수지상세포 같은 항원 제시 세포에 특징적으로 발현됩니다. 외부 항원(세균, 바이러스 등)이 항원 제시 세포에 의해 처리되면, 항원 조각인 펩타이드 클래스 2 분자와 함께 제시됩니다. 이러한 펩타이드와 함께 클래스 2 분자가 제시되면, 보조 T 세포의 항원 수용체가 이를 인식하여 면역 반응을 유도하는 데 사용됩니다. 즉, 클래스 2 분자는 외부의 항원을 보조 T 세포에 제시함으로써 면역 반응을 조절하는데 중요한 역할을 합니다.

 

면역 시스템의 주요한 두 가지 축이 있는데 바로 세포성 면역과 체액성 면역 입니다. 세포성 면역(Cellular Immunity)은 세포들이 직접적으로 외래 병원균을 탐지하고 파괴하는 과정을 의미합니다. 일반적으로 활동하는 세포는 킬러 T세포, NK세포, 매크로파지, 헬퍼 T세포 등이 이에 해당합니다.  

체액성 면역(Humoral Immunity)은 체액(림프액, 혈장 등) 내에 존재하는 항체를 통해 외래 병원체와 상호작용하고 파괴하는데 관여합니다. 일반적으로 항체를 만들어 항원에 대응하는 B세포가 이에 해당합니다.

 

세포성 면역을 담당하는 T세포는 항원을 인식하는 방법이 체액성 면역을 담당하는 B세포와 다릅니다. B 세포는 항원을 직접 인식하는 능력을 가진 B 세포 항원 수용체(B Cell receptor , BCR)를 표면에 가지고 있습니다. 이 BCR은 항원과 직접 상호 작용하여 B세포의 활성화 및 항체 생산을 유도합니다. 

 

하지만 T세포는 항원을 직접 인식하지 못합니다. 대신 T세포는 외부의 항원(바이러스,세균 등)에 대해 직접적으로 감지하고 이를 면역 반응에 참여시키는 B 세포 같은 '항원 제시 세포가 내미는 MHC 분자와 항원 펩타이드를 동시에 인식합니다. MHC 분자는 항원 펩타이드를 세포 표면에 표시하는 역할을 하며, 항원을 제시하는 세포에 특이적으로 발현됩니다.

 

 

 

MHC클래스 2와 헬퍼 T세포(보조 T세포)

 

MHC 분자는 MHC 클래스 1분자와 MHC 클래스 2 분자로 구분됩니다. 외부 침입자나 항원은 주로 MHC 클래스 2 분자를 통해 인식됩니다. 외래 항원이 대식세포나 수지상세포와 같은 항원 제시 세포에 흡수되면, 항원은 세포 내에서 소화되어 작은 펩타이드 조각으로 분해됩니다. 

항원 펩타이드는 세포 내에 있는 MHC 클래스 2 분자의 홈에 결합합니다. 이 때, MHC 클래스 2 분자는 항원 펩타이드를 안정적으로 보존하여 세포막 표면으로 운반됩니다.

세포막 표면에 항원 펩타이드와 MHC 클래스 2 분자가 결합된 복합체가 형성되면, CD4 분자를 가진 보조 T 세포가 이를 감지합니다. 이때 보조 T 세포의 T세포 수용체가 세포막 표면의 자기 MHC 분자와 항원 펩타이드의 복합체를 인식하여 반응을 시작합니다.

보조 T 세포는 이 복합체를 인식한 후 사이토카인과 같은 신호 분자를 분비하여 면역 반응을 촉진합니다. 이러한 신호 분자는 다른 면역 세포들의 활성화와 항원에 대한 특이적인 면역 반응을 조절하는 데 중요한 역할을 합니다.

 

 

 

MHC 클래스 1 와 킬러 T 세포(세포 독성 T 세포)

 

세포 독성 T세포(킬러 T 세포)는 MHC 클래스 1 분자를 통해 세포 막의 항원 펩타이드를 인식하여 감염된 세포를 파괴하는 역할을 합니다. 킬러 T 세포에는 CD8이라는 표면 단백질이 존재합니다.

CD8은 킬러 T 세포의 식별을 위한 단백질로 세포 막의 MHC 클래스 1 분자와 결합하여 인식과정을 진행합니다. CD8 단백질이 MHC 클래스 1 분자와 결합하면, 킬러 T 세포는 세포 막의 항원을 감지하고 감염된 세포를 파괴하게 됩니다.