B 세포 유형, 항원 인식 및 활성화

B 세포 유형, 항원 인식 및 활성화

소개
면역 체계의 필수 구성 요소인 B 세포는 병원균과 감염된 세포로부터 신체를 방어하는 데 중추적인 역할을 합니다. 이 기사에서는 B 세포, 그 기능 및 발달에 대한 개요를 제공합니다.
주요 시사점
B 세포는 항체를 생성하고 적응 면역 체계에 중요한 백혈구입니다.
그들은 병원체와 감염된 세포의 항원을 인식하여 활성화됩니다.
B 세포는 즉각적인 항체 생산을 위한 형질 세포와 장기 면역을 위한 기억 세포로 분화할 수 있습니다.
B 세포란 무엇입니까?
B 세포는 항체를 생성하는 백혈구의 일종입니다(Eibel et al., 2014). B 세포는 적응 면역 체계의 필수 구성 요소입니다. B 세포는 골수의 조혈 줄기 세포에서 생산되어 감염 부위로 이동하여 효과기 기능을 수행합니다(Chaplin, 2010).
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B셀 개요

B 세포와 T 세포의 차이점은 무엇입니까?

림프구는 B세포와 T세포의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 둘 다 면역 체계의 중요한 구성 요소이므로 서로 소통해야 합니다.
면역학적 반응을 생성하는 데 관여하는 두 가지 유형의 면역 세포는 B 세포와 T 세포입니다. 둘 사이의 주요 차이점은 T 세포는 감염된 세포 외부의 바이러스 항원만 감지할 수 있는 반면, B 세포는 바이러스에 감염된 세포의 표면 항원만 식별할 수 있다는 것입니다.

B세포는 어떻게 활성화되나요?

세균이 몸에 들어오면 세포 표면에 기계의 흔적을 남깁니다. 항원은 박테리아와 같은 침입성 유기체가 신체에 들어올 때 세포 외부에 나타나는 기계 조각입니다. B 세포는 항원을 감지하고 식별하면 활성화됩니다.
B 세포는 표면에 B 세포 수용체(BCR)를 가지고 있으며 이 BCR은 특정 항원과 결합합니다.

B세포는 항원을 어떻게 인식하는가?

B 세포는 표면에 있는 항원의 모양으로 감염 물질을 인식합니다. 단일 B 세포의 후손인 세포는 동일한 항체를 생산하고 항체 형성을 이끈 침입자와 항원을 기억합니다. 이 기억은 B 세포가 원래 항원에 대응하는 항체를 생성하여 두 번째 공격으로부터 면역 체계를 보호한다는 것을 의미합니다.
B 세포는 T 세포와 달리 항체를 생산합니다. 이는 신체에 해를 끼칠 수 있는 이물질로부터 방어하기 위해 면역 체계에서 생성되는 Y자 모양의 단백질입니다. B 세포 수용체(BCR)는 B 세포 표면에서 발견되며 특정 단백질에 결합할 수 있게 해줍니다.
B 세포는 항원을 만나면 이에 결합하는 항체를 생성합니다. 또한 추가적인 면역 체계 구성 요소를 끌어들이기 위해 B 세포의 사이토카인 방출을 촉발합니다. 그들은 또한 T 세포 수용체(TCR)를 사용하여 인식하는 T 세포에 항원을 노출시킵니다. T 세포는 항원을 제거합니다.

B 세포의 주요 기능은 무엇입니까?

B 세포는 항원의 항원 형태를 통해 병원체를 식별할 수 있습니다. B 세포 발달은 단일 B 세포에서 시작되었으며 동일한 항체를 생성했습니다. 이 기억은 B 세포가 초기 항원을 파괴하는 항체를 생산하여 면역 체계에 대한 향후 공격으로부터 보호한다는 것을 의미합니다.

B 세포 유형

과도기 B 세포

미성숙 B 세포와 성숙한 B 세포 사이의 연결은 전이 B 세포에 의해 이루어집니다. 그들은 질병으로부터 당신을 보호하기 위해 많은 일을 할 수 없지만 골수와 이차 림프 ​​조직 사이를 이동할 수 있습니다. 이 기간 동안 숙주에게 적대적인 자가항체를 생성하지 않는지 확인하기 위한 검사를 받게 됩니다.

순진한 B 세포

형질 세포가 되는 다음 단계는 순수 B 세포가 나타나는 때입니다. B 림프구는 골수 또는 2차 림프 기관에서 성숙되며, 활성화될 때까지 순수 혈액 세포로 남아 있습니다.
성숙한 B 세포가 B 세포 수용체에 특이적인 항원 제시 세포에 노출되면 활성화됩니다. 순수 B 세포는 활성화된 후 혈장 B 세포 또는 기억 B 세포로 변형될 수 있습니다. 순진한 세포는 감염을 공격하지 않습니다. 대신 T 세포나 항원 제시 세포(APC)를 기다립니다.
B 세포는 과학자들이 면역 체계에 대해 더 많이 알 수 있도록 돕는 생화학 물질을 사용하여 검사, 활성화 및 영향을 미칠 수 있습니다. 이들은 다른 세포보다 뚜렷한 규제 식별자를 갖고 있어 선별이 가능합니다. Nk1+CD19+, CD27– 및 CD38–은 순수 B 세포에 대한 신호 분자입니다.

메모리 B 셀

기억 B 세포는 신체에서 장기간 면역이 발달하는 데 필요한 B 림프구의 일종입니다. 이 세포는 감염이 치료된 후에도 순환계에 남아 있습니다. 기억 B 세포는 숙주가 향후 동일한 항원에 다시 노출될 경우 T 세포에 의해 유발될 때 빠르게 활성화될 수 있습니다.
기억 B 세포의 향상된 항체를 통해 면역체계는 종종 지속적인 질병이 명백해지기 전에 이를 퇴치할 수 있습니다. 메모리 B 셀에는 CD19+, CD27+ 및 CD38 마커가 있습니다. CD27 마커의 다양한 발현 덕분에 과학자들은 단 하나의 바이오마커를 사용하여 기억 세포와 순수 세포를 분리할 수 있습니다.

혈장 B 세포

혈장 B 세포라고도 알려진 효과기 B 세포는 매우 큰 소포체(ER)를 가진 큰 세포입니다. ER은 단백질 합성과 수송에 관여합니다. 형질세포는 이러한 구성으로 인해 항원에 특이적인 항체를 많이 만들 수 있습니다.
감염 중에 형질 세포는 신호 화학 물질을 생성하여 T 세포 신호에 반응합니다. 그들은 질병이 퇴치되거나 근절될 때까지 질병과 싸우기 위해 계속해서 항체를 생산합니다. 혈장 세포는 만성 염증 부위에서 흔히 발견됩니다.
혈장 B 세포는 기억 B 세포와 유사하지만 CD38+ 바이오마커를 가지고 있습니다. 이 마커는 표적화하기 어렵기 때문에 혈장 B 세포는 FACS 및 유세포 분석기를 사용하여 자주 분류됩니다.
과학자들은 세 가지 서로 다른 레이저를 사용하여 높은 처리량으로 세 가지 별도의 세포 유형(나이브, 메모리 및 플라즈마)을 동시에 감지할 수 있습니다. 이 기술의 효율성은 FACS를 사용하여 B 세포의 하위 유형으로 분류하기 전에 B 세포에 대한 샘플을 먼저 용출(BACS와 같은 샘플 준비 방법 사용)함으로써 크게 향상될 수 있습니다.

B 세포 및 적응 면역 체계

B 세포는 항체 생산을 중재하는 일종의 적응성 면역 림프구입니다. 항체 생산 외에도 B 세포는 전문적인 항원 제시 세포 역할도 할 수 있습니다. B 세포는 독특한 항원에 결합할 수 있는 독특한 B 세포 수용체(BCR)를 발현합니다. 인간 BCR은 수백만 가지 형태를 취할 수 있으므로 B 세포 그룹은 접할 수 있는 다양한 유형의 항원에 결합할 수 있지만 각 개별 B 세포는 하나의 항원에만 특이적입니다. B 세포는 일반적으로 림프 기관에 존재하며 직접적인 BCR/항원 상호 작용이나 보조 T 세포의 도움으로 활성화될 수 있습니다.
원시 B 세포가 동족 항원과 적절한 보조자극 인자를 만나면 증식하고 분화하기 시작합니다. B 세포는 즉시 항체 생산을 시작하는 혈장 B 세포 또는 항원으로부터 지속적인 보호를 제공하는 기억 B 세포로 분화될 수 있습니다.
면역 체계는 감염에 대한 신체의 주요 방어 체계입니다. 제대로 기능하기 위해서는 면역체계가 바이러스, 박테리아 등 병원체와 건강에 해롭거나 감염된 세포 등 무한한 병원체를 탐지하고 보호할 수 있어야 합니다. 이를 위해서는 특정 기능을 수행하는 다양한 세포가 필요합니다. 아래 기사에서는 B 세포의 기능과 발달을 포함하여 B 세포의 개요를 논의할 것입니다.

B 세포 표면 마커

활성화

차별화 및 개발

혈장 B 세포 마커

B 세포 주화성

관련 자료

B 세포가 생산하는 항체

B 세포는 항체 또는 면역글로불린 분자를 생산합니다. 항체는 신체에서 항원을 조사하는 수용체와 비교할 수 있습니다. 그들은 중쇄와 경쇄로 구성된 4개의 사슬로 구성된 V자형 단백질입니다. 중쇄는 IgG, IgA, IgM, IgD, IgE의 5가지 유형으로 세분화될 수 있습니다. 경쇄는 가변적이며 다양한 항원을 인식합니다. 이는 다양한 항원을 인식할 수 있는 다양한 단편을 생성하는 데 도움이 되는 재조합 이벤트를 겪습니다(Schroeder & Cavacini, 2010).
항원이 지정된 항체에 결합하면 다양한 효과를 유도합니다. 여기에는 항체 의존성 세포 독성, 보체 활성화 또는 병원체의 분자 패턴이 수용체 중 하나에 부착되는 현상이 포함됩니다. B 세포는 또한 T 세포의 분화와 증식을 자극하면서 감염 부위로 세포를 모집할 수 있는 사이토카인을 생산할 수 있습니다(LeBien & Tedder, 2008).
표면 결합 항체와 수용성 항체가 있는 B 세포의 사진. (베일리에서 발췌, 2020)

B 세포 개발

발달 과정에서 B 세포는 골수에서 두 가지 다른 유형의 선택을 거칩니다. 여기에는 긍정적인 선택과 부정적인 선택이 포함됩니다. 양성 선택은 어떤 세포가 효과적인 B 세포 수용체를 가지고 있는지 결정하고 리간드에 효과적으로 결합할 수 없는 세포에서 세포 사멸을 유도합니다. 음성 선택은 어떤 B 세포가 자기 항원에 결합하는지 결정하여 해당 세포가 클론 결실, 수용체 편집, 무반응 또는 무지의 네 가지 운명 중 하나를 겪게 합니다. 이러한 음성 선택은 B 세포가 골수에서 자가 항원에 결합하는 것을 방지하는 중추 관용 과정에 도움이 됩니다(Pieper et al., 2013).
이 선택 과정에 따라 B 세포는 발달을 완료해야 합니다. 선택 후 B 세포는 비장으로 이동하여 T1 B 세포에서 T2 B 세포로 전환됩니다. T2 B 세포는 변연부 B 세포와 성숙한 B 세포로 구분됩니다. 그러면 이들은 naive B 세포 또는 성숙한 B 세포가 됩니다(Pieper et al., 2013).
B 세포 활성화는 비장 및 림프절과 같은 2차 림프 기관에서 발생합니다. B 세포 활성화는 B 세포 수용체가 가용성 또는 막 결합 항원과 결합할 때 발생합니다(Pierce, 2009). 또한 B 세포는 무장 보조 T 세포 또는 기타 미생물 성분과 같은 전문적인 항원 제시 세포의 보조 신호를 필요로 합니다. 무장 보조 T 세포는 특정 항원에 의해 활성화되어 B 세포의 활성화 및 분화를 일으킬 수 있는 세포입니다. 더욱이, B 세포는 표면에 CD19/CD21/CD81로 구성된 공동 수용체를 갖고 있으며 이는 항원에 대한 B 세포 반응성을 향상시키는 역할을 합니다(Pierce, 2009).
B 세포가 항체 의존성 세포 독성 등 항원 인식을 기반으로 기능을 수행하면 기억 B 세포가 될 수 있습니다. 이들 세포는 이전에 숙주에서 감염을 일으킨 항원을 인식하므로, 항원이 신체에 다시 감염되면 숙주는 침입한 병원체를 즉시 인식하고 사멸시키는 이러한 세포를 갖추고 있다(Eibel et al., 2014).

B 세포에서의 PD-1 발현

PD-1(프로그램화된 세포 사멸 단백질 1)은 T 세포에서 가장 일반적으로 발현되지만 B 세포와 같은 다른 유형의 세포에서도 관찰될 수 있습니다. 그러나 B 세포에서 PD-1의 발현은 T 세포에서 나타나는 것보다 낮은 경향이 있습니다.
B 세포는 PD-1 발현을 항체 생산을 제어하고 내성 환경을 조성하기 위한 도구로 사용하는 것으로 입증되었습니다. PD-1은 APC 및 기타 면역 세포와 같은 여러 세포 유형에서 발견될 수 있는 파트너 리간드인 PD-L1과 상호작용합니다. B 세포의 활성화를 억제하고 항체 형성을 약화시킴으로써 분자 간의 이러한 협력은 면역학적 내구성이 가능한 분위기를 조성합니다.
연구에서는 또한 B 세포의 PD-1 발현이 전신홍반루푸스(SLE) 및 류마티스 관절염(RA)과 같은 특정 자가면역 질환에서 상향조절될 수 있다고 제안했습니다. 이는 PD-1이 이들 질병에서 면역 활성화와 내성 사이의 균형을 조절하는 역할을 할 수 있음을 시사합니다.
일반적으로 B 세포의 PD-1 발현율은 T 세포에 비해 낮습니다. 그러나 면역 체계를 조절하고 면역 관용을 자극하는 데에는 여전히 엄청난 영향을 미칠 수 있습니다. PD-1이 B 세포 활동에 어떻게 영향을 미치는지, 그리고 많은 질병에 미치는 영향을 이해하려면 추가 연구가 수행되어야 합니다.

B 세포 및 사이토카인

사이토카인
생산자
목표
대식세포, 수지상세포, 내피세포
T 보조 세포와 B 세포 및 기타 다양한 조직
TH1 세포
T 헬퍼, 세포독성 T 세포 및 NK 세포
T 보조/세포독성 세포 및 NK 세포
조혈 및 비만 세포
TH2세포, 비만세포, NK세포
B세포, T세포, 비만세포, 대식세포
TH2 세포, 비만세포
호산구
대식세포, TH2 세포
형질세포, B세포
골수, 흉선
호중구
TH2 세포
T 보조 세포, 비만 세포, 호산구
TH2 세포
대식세포, 항원 제시 세포
골수
B 세포 전구 세포 및 기타
대식세포, B세포
세포독성 T 세포, NK 및 LAK 세포
T 헬퍼 세포
대식세포, B세포
세포독성 T 세포
T 보조 세포
조혈 및 비조혈 계통 세포
T세포, NK세포
백혈구
B세포, T세포, NK세포
섬유아세포
B세포, T세포, NK세포
Th1 세포, 세포독성 T 세포 NK 세포
대식세포
대식세포
종양 세포, 다형핵 백혈구, 대식세포
T 세포
종양 세포, 호중구, 대식세포

참고자료

Eibel, H., Kraus, H., Sic, H., Kienzler, A.K. 및 Rizzi, M. (2014) B 세포 생물학: 개요. Curr 알레르기 천식 담당자 14: 434.
LeBien, T.W. 및 Tedder, T.F. (2008) B 림프구: 어떻게 발달하고 기능하는지. 블러드 112: 1570-1580.
Pieper, K., Grimbacher, B. 및 Eibel, H. (2013) B 세포 생물학 및 개발. J Allergy Clin Immunol 131: 959-971.
피어스, SK (2009) B 세포 활성화 이해: 단일 분자 추적부터 Tolls를 통한 말라리아 기억 스토킹까지. Immunol Res 43: 85-97.
Schroeder, H.W., Jr. 및 Cavacini, L. (2010) 면역글로불린의 구조 및 기능. J Allergy Clin Immunol 125: S41-52.
15th Aug 2024 Sana Riaz

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