면역 이야기
면역 ; T 세포
작성자 닥터코리아 조회수 7316【 T 세포 】
T CELL의 모양
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효과 T 세포는 태생 초기에 흉선에서 만들어지며, 항원에 의해 확장되어 처녀 말초 T 세포가 말초 림프기관에 주로 존재하는 기억 T 세포로 전환되어 일생 동안 유지되는 것이 다른 면역 효과세포와 다르다.
성숙 T 림프구는 말초혈액 림프구의 70-80%를 차지하며, 흉선 림프구의 90%, 림프절 세포의 30-40%, 비장 림프세포의 20-30%를 차지한다.
림프절에서 T 세포는 배중심(germinal center)의 B 세포주위를 감싸는 깊은 부피질역에 존재하며 비장에서는 백색 펄프의 혈관주위에 존재한다.
Helper T Cell의 활성화 활동
T 세포는 바이러스 감염세포나 외부세포를 용해하는 능력을 가진 세포독성 세포로 성숙하는 T 세포 분획이 있어 세포면역의 주된 효과 세포이다.
T 세포는 세포간의 직접접촉을 통하여 또는 림포킨의 분비를 통하여 T와 B 림프구 및 단구를 통제하는 세포이다.
T 세포는 골수에서 적혈구계 세포의 성숙에도 관여한다.
사람의 T 세포에는 T 세포의 흉선내 성숙단계를 나타내는 세포표면 단백이 있으며, 이들 분자가 특이 T 세포기능을 중개하거나 항진하는 역할을 하는 것이다.
사이토킨들은 T 세포의 증식과 분화 과정에 관여하는 물질이다.
T 세포계의 가장 초기세포는 CD34+ pro-T 세포이다.
즉 T 세포 수용체 유전자의 재배열도 없고 표현도 없는 세포로서 태아간, 난황낭, 신생아 골수에서 찾아 볼 수 있다.
흉선에서는, CD7+ T 전구세포의 세포질에서 T 세포 수용체 관련분자의 CD3 복합체 성분의 합성이 시작된다.
CD7+, CD2+, cCD3+ T 전구세포에서는 T 세포 수용체(TCR)의 유전자 재배열이 시작되어 TCR 쇄나 TCR 쇄를 표현하는 2개의 T 세포계열로 나누어진다.
TCR쇄를 가진 T 세포는 말초혈액, 림프절, 비장에 있는 말초 T 세포의 주종을 이루며, 결국 CD4+나 CD8+ 세포로 분화한다.
TCR를 가진 세포는 소수군으로 혈액내를 순환하며, 아직 기능에 대해서는 충분히 알지 못하지만 상피표면에서의 면역감시와 mycobacterium균에 대한 세포방어에 관여한다고 생각된다.
미성숙 흉선피질세포는 CD1 CD4, CD8를 표현하는데, 기능이 성숙됨에 따라 CD1의 표현은 점차 없어지며, T 세포 분획항원인 CD4와 CD8을 각기 표현하는 세포로 된다.
성숙 CD4+, TCRαβ+ 세포는 B 세포의 분화와 CD8+ 세포독성 T 세포 증식을 유도하고, 여러 림포킨을 생산하며, 적혈구의 성숙단계에도 관여한다.
CD4+ 세포분획은 세포독성 효과세포로 작용하며, 항원표현세포에 있는 MHC classII 분자와 물리적으로 연관되어 있는 외부 펩티드항원 조각을 인식한다.
CD8+ TCRαβ 세포 B 세포의 항체합성을 억제하거나 세포독성 효과세포로 작용하며, MHC class I 분자와 연관된 펩티드 항원조각들을 인식한다.
T 세포 성숙단계는 임상질환과 연계지을 수 있다.
〔 T 세포의 항원인식 〕
T 세포 항원수용체는 αβ쇄나 γδ쇄가 5개의 CD3분획(γ,δ,ε,ζ,η)과 비공유 결합으로 연결된 heterodimer구조의 항원결합부위를 가진 분자 복합체이다.
CD3 ζ쇄는 이황화결합의 homodimer(CD3-ζ2)이거나 heterodimer(한 개의 ζ쇄와 한 개의 η쇄로 구성)이다.
TCRαβ또는 TCRγδ분자들은 CD3 분자들과 연관을 맺어 T 세포 표면막 안으로 삽입되어지므로 TCRα는 TCRβ와 짝을 이루고, TCRγ는 TCRδ와 짝을 짓는다.
TCRα와 β또는 γ와 δ분자들이 모여 TCR 항원결합부위를 형성하므로 CD3 복합체의 분자들은 결국 T 세포 수용체를 통하여 T 세포의 활성신호를 전달하는 역할을 하는 것이다.
β,γ와 δ T 세포 항원수용체 분자들은 면역글로부린의 중쇄나 경쇄와 구조적 유사성이 있고 아미노산 배열도 많은 부분이 동일하다.
따라서 면역세포의 기능에 관여하는 다른 여러 분자들(MHC class I, II, CD2, CD4, CD8 등)처럼 면역글로부린 유전자 상과에 속한다.
TCRβ와 δ쇄는 V(variable) D(diversity), J(joining), C(constant)로 명명된 4개의 부위로 되어있다.
TCRαf1 와 γ쇄는 V, J, 그리고 C 부위로 구성되어 있다.
T 세포 항원수용체의 분자들은 결국 C(일정부위)와 V(다양부위)를 가지며, 이들 분자의 α, β, γ, δ 쇄를 관장하는 유전자는 T 세포가 성숙하는 과정동안에 재배열을 일으켜 완성된 분자의 합성이 끝난다.
α, β, γ, δ 유전자의 다양부위 요소들은 배세포에서는 분리되어 있는데, T 림프구의 흉선내 분화동안 DNA의 재배열과 삭제에 의해 서로 근접된다.
TCR 다양성은 TCR유전자 재배열동안 형성되는 V-J 또는 V-D-J 조합이 대단히 많기 때문에 생기는 것이다.
흉선에서 T 세포가 성숙하는 동안에 많은 자가반응 T 세포가 제거되고, 필요한 항원반응 T 세포의 증식이 항진되며, 필요없는 TCR을 가진 T세포를 죽도록 하는 일련의 선택과정을 거쳐 항원반응 T세포의 목록이 생기게 된다.
T 세포는 자기 단백이나 탄수화물, 지방 항원을 인식하지 못하고, 항원표현세포에서 생산한 단백항원의 조각인 짧은 펩티드(아미노산 약 9-13개)만을 인식한다.
외부항원은 거식세포나 수지상세포와 같은 항원표현세포에서 세포내 이입(endocytosis)을 통해 획득하거나(내부항원 표현 통로) 외부에서 직접 침입함(감염균등, 외부항원 표현 통로)에 의해 얻어진다.
항원표현세포는 외부단백을 파괴시켜 MHC분자 표면에 있는 MHC class I이나 class II 항원인식부위에 펩티드 조각으로 잠겨 있게 한다.
그곳에서 외부 펩티드조각은 반응 T 세포의 TCRαβ 또는 TCRγδ쇄와 결합한다.
CD4분자는 접착제의 역할을 하며 MHC class II(DR. DQ. DP) 분자들과 직접 결합하여 TCR과 펩티드 항원의 연결을 안정되게 한다
CD8 분자는 MHC class I(A,B,C) 분자와의 직접결합에 의해 TCR과 항원의 연결을 안정시킨다.
TCR αβ수용체는 MHC class I이나 II 분자에 있는 펩티드 항원을 인식한다고 알려져 있지만, 최근의 자료에 의하면 TCRγ δ수용체도 MHC분자가 아닌 CD1과 같은 다른 분자와 결합한다고 한다.
외부항원는 항원표현세포에서 파괴되어 펩티드조각으로서 MHC Class I 또는 II 분자와 연결되어 나타나는 것처럼 내인성 자기단백도 항원표현세포에서 파괴되어 자기 펩티드조각으로서 MHC class I 이나 II 분자와 연관되어 T 세포에 주어진다.
말초 림프계에서는 자기단백 조각을 인식할 수 있는 T 세포가 존재하지만 정상적으로는 무반응(anergic)을 보이고, 자가항원 자극에도 무반응이다.
성숙 T 세포의 특이반응은 주로 태생기와 생후 초기에 흉선에서 결정된다.
외부항원을 인식하고(positive selection 양성선택) 자가반응 T 세포를 제거하기 위한(negative selection, 음성선택) T 세포 목록을 만드는 데는 흉선에서 흉선 상피세포와 흉선 거식세포에 있는자기 펩티드의 인식이 중요하다.
미성숙 흉선 피질세포가 표면 TCR을 표현하기 시작함에 따라 자가반응 흉선세포는 파괴되며(negative selection), 자가 MHC항원과 연관하여 외부항원 펩티드를 인식할 수 있는 TCR을 가진 흉선세포는 활성되어 성숙한다(positive selection. 양성선택).
그리고 자가 MHC항원과 결합을 못하는 TCR을 가진 흉선세포는 사멸한다(no selection).
양성선택된 성숙 흉선세포는 보조 T 세포나 MHC class II제한 세포독성 T 세포로 되는 CD4+ 세포이거나 MHC class I제한 세포독성 T 세포인 CD8+ 세포이다.
T 세포가 MHC class I 또는 class II제한을 받는다는 것은 'T 세포는 T 세포 선택시기에 흉선 미세환경에 의해 표현된 것과 같은 MHC항원의 항원인식부위에 항원 펩티드조각이 있을 때만 이것을 면역원으로서 인식한다' 는 것을 의미한다.
일단 외부 펩티드가 자가 MHC class I이나 II 분자와 연관되어 성숙 T 세포 TCR에 붙게 되면 CD54-CD11/CD18이나 CD58/CD2같은 비항원 특이 부착 리간드 쌍의 결합은 항진되어 MHC펩티드-TCR 결합을 안정시킨다.
TCR-MHC 결합이 안정되면 CD4나 CD8분자(p56-lck)와 CD3 분자(P59-fyn)에 연관된 tyrosine kinases를 통하여 활성신호가 T 세포내로 전파된다.
또한 항원표현세포에 있는 B7/BBl분자가 CD28에 붙으면 T 세포 사이토킨(IL-2. IL-4)의 mRNA가 안정된다.
T 세포 활성은 이와같은 과정을 거친다.
T 세포 활성의 통제를 위하여는 CD45분자의 세포질 내 tyrosine phosphatase 부위가 세포내 tyrosine kinases인p56-lck와 pp59-fyn의 활성을 조절하는 것이다.
이러한 분자적 생화학적 과정이 정상 T 세포의 항원인식과 활성에 필요한 것이다.
〔 T 세포 발달에서의 초항원 〕
일반항원은 T 세포 10,000개당 1개 이하의 세포를 활성할 수 있는 반면 초항원이란 말초혈액 T 세포의 20% 이상을 한꺼번에 활성화할 수 있는 단백분자를 말한다.
T 세포 초항원에는 staphylococcal enterotoxin. 기타 세균 생산물들 그리고 retroviral proteins 등이 속한다.
일반항원은 αβ heterodimer의 있는 MHC class I 또는 II 분자들과 결합하며, TCRαf1 와 β쇄의 다양부위를 통하여 T 세포와 결합하는 것이다.
반면에 초항원은 TCRβ 쇄와 MHC class II의 β 쇄에 직접 결합하며, 결합부위는 일반항원의 결합부위와 다르다.
또한 D. J, V쇄와 상관없이 Vβ 유전자에 의거하여 T 세포를 활성한다
사람말초혈액 T 세포의 초항원 자극은 포도상구균에 의한 toxic shocksyndrome이 총은 임상 예이며 T 세포 사이토킨의 다량 생산을 초래한다.
