면역계를 구성하는 세포에 대하여(1)

병원체로부터 성공적인 면역반응 유도는 다양한 세포 간 상호작용에 의해 나타납니다. 병원체에 대한 최초의 방어작용을 선천면역세포에 의해 시작하고, 감염 사실을 림프구에 전달하는 항원전달세포, 적응면역계를 관장하고 이후 감염에 대비하는 기억세포를 생성하는 림프구 등 면역계를 구성하는 기관과 조직은 체내 여러 곳에 위치하며 제 역할을 수행합니다.

면역계를 구성하는 세포

1. 조혈줄기세포

다양한 혈액세포로 분화할 수 있는 능력을 가지고, 골수 내 존재하는 50,000개 세포 한개 당 1개 미만으로 존재합니다. 병원체의 침입이 없는 상황에서는 항상성상황(homeostatic condition)으로 대부분의 조혈줄기세포가 휴지상태로 존재합니다. 조혈줄기세포가 분역하여 딸세포를 생산하고, 이 딸세포의 일부는 모세포의 특징(자기재생증 등)을 유지하고 있으며, 일부 딸세포는 특정 혈액세포계로 가까워진 전주ㅊ세포로 분화합니다. 병원체로부터 감염되어 조혈의 필요성이 증가하면 조혈줄기세포는 빠른 속도로 증식합니다. 

 

2. 조혈과정: 조혈줄기세포가 성숙한 혈액세포로 분화하는 과정

분화가 유도된 조혈줄기세포는 공통 림프계 전구세포(common lymphoid progenitor cell, CLP) 또는 공통 골수계 전구세포(common myeloid progenitor cell, CMP) 로 분화합니다. CMP는 적혈구계, 단핵구, 과립구, 골수계로 분화될 수 있으며, CLP는 B림프구, T림프구, 자연살패세포(NK세포)를 생성합니다. 선천면역계에 골수계 세포와 NK세포가 해당하며, 감염 등에 반응하는 최초의 세포입니다. 림프구는 적응면역계에 속하고, 항원 특이적인 면역반응과 면역기억에 관여합니다.

3. 골수계 세포: 감염에 반응하는 최초의 세포

공통 골수계 전구세포에서 유래하는 적혈구계, 백혈구(과립고, 단핵구, 포식세포, 일부 수지상세포를 포함하는 골수계 세포)가 해당합니다. 이들은 림프계 세포에게 병원체의 존재 또는 감염여부를 알리는 역할을 합니다.

 

4. 과립구

과립구(granulocytes)는 면역반응의 초기부터 작용합니다. 이는 호중구, 호산구, 비만세포 및 호염구로 나누어지는 백혈구입니다. 모든 과립구는 병원체와 접촉 후 분비할 수 있는 과립을 포함하고 있습니다. 이 중 일부는 병원체에 직접 영향을 주고, 일부는 림프구, 백혈구 등의 활동을 조절하는 역할을 합니다. 

 

5. 골수계 항원전달세포 

골수계 항원전달세포는 포식세포인 단핵구, 큰포식세포, 수지상세포로 분화할 수 있고, 이는 항원전달세포(antigen presenting cell, APC)로 작용할 수 있습니다. 이 세포들은 감염 부위에서 병원체와 직접 접촉한 후 T림프구와 교류하는 항원 전달을 수행하기 때문에 선천면역계와 적응면역계를 연결하는 중요한 역할을 수행합니다. 포식작용으로 병원체를 포획하고, 다른 면역 세포들을 불러옵니다. 또한 병원체 단백질을 분해하고 이 분해한 항원을 세포막에 presentation합니다. 수지상세포(dendritic cell)은 naive T림프구에 항원을 전달하고 활성화하는데 중요한 역할을 합니다. 큰포식세포와 호중구는 병원체와 손상된 체내 세포를 제거하는 역할을 합니다. 

단핵구(monocyte)는 큰포식세포와 수지상세포를 포함해 다양한 포식세포로 분화하는 다양한 종류의 세포를 말합니다. 전체 백혈구의 약 5~10%를 차지합니다. 

 

6. 적혈구계 세포

적혈구계 세포, 적혈구(erythrocytes, red lood cells)는 공통 골수계전구세포로부터 유래됩니다. 다량의 헤모글로빈을 포함하며, 혈관을 타고 이동하면서 주변 세포와 조직에 산소를 공급합니다.

 

7. 거대핵세포

거대핵세포(megakaryocytes)는 골수에서 머무르는 큰 골수계 세포로 수천 개의 혈소판으로 분화합니다. 매우작은 세포 또는 세포 조각들로 혈관을 군환하면서 혈액 응고 작용에 관여하는 것이 혈소판의 역할입니다. 

 

8. 림프계 세포: 적응면역반응을 조절

림프구는 적응면역에서 가장 핵심적인 역할을 담당합니다. 림프구는 백혈구의 20~40%, 림프내 세포의 99% 를 차지합니다. 림프구는 기능과 모양에 따라 크게 B림프구, T림프구, NK세포로 구분할 수 있습니다. 

B림프구와 T림프구는 현미경으로 구분하기 어렵기 때문에 면역세포의 표면에 발현하는 분화표지분자군(cluster of differentiation, CD)단백질로 구분할 수 있습니다. T림프구 수용체 신호 전달 요소인 CD3, MHC 분자에 결합하는 분자로 신호전달 요소인 CD4, 항원전달세포 B7 분자의 수용체인 CD28 emddms T림프구에 발현합니다. 신호 전달 요소인 CD19, IgG 항체의 Fc 수용체인 CD32(Fc gamma RII), CD40 등은 B림프구에 발현합니다. 

B림프구와 T림프구는 CD외에 각각의 항원 특이적 수용체인 BCR, TCR를 표면에 발현하고 있습니다.