신경면역학: CNS의 면역체계
신경면역학이란 무엇입니까?
CNS의 면역 세포
면역 세포의 CNS 진입 및 퇴출 경로:
이전에는 CNS에는 림프관이 부족하고 면역이 특권적인 것으로 간주되었습니다. 그러나 최근의 발견은 이러한 개념에 도전했습니다. 뇌척수액(CSF) 유래 면역 세포와 체액을 운반하는 림프관이 경막동에서 발견되었습니다. 또한, 허혈성 뇌졸중과 같은 상태에서 CNS로의 면역 세포 진입을 위한 대체 경로가 관찰되었습니다. 전염증성 gdT 세포는 인터루킨-17(IL-17)을 분비하고 연수막을 통해 허혈성 뇌로 들어가는 것으로 밝혀졌으며, 호중구는 뇌졸중 후 혈액뇌장벽(BBB)의 파괴를 통해 모집됩니다. 뇌졸중이나 척수 손상과 같은 특정 상황에서 유익한 단핵구가 맥락막 신경총을 통해 모집되기 때문에 면역 세포 진입 경로는 침윤 세포의 항염증 상태에 의해 영향을 받는 것으로 보입니다.
조직 상주 대식세포 및 제2형 선천 림프 세포:
항상성과 질병 중에 CNS에 침투하는 면역 세포 외에도 CNS에는 미세아교세포, 혈관주위 대식세포 및 수막 대식세포를 포함한 다양한 조직 상주 대식세포가 있습니다. 이러한 특화된 대식세포는 배아 발달 동안 난황낭에서 유래하며 CNS 면역 감시 및 조직 항상성에 중추적인 역할을 합니다.
더욱이, 수막강에는 제2형 선천 림프 세포(ILC2) 집단이 포함되어 있는 것으로 밝혀졌습니다. 이러한 ILC2는 손상 후 IL-33 의존 방식으로 2형 사이토카인을 생성하여 조직 복구를 중재하는 데 있어 그 중요성이 입증되었습니다. 이러한 발견은 CNS 내의 면역 특권에 대한 전통적인 개념에 도전하며, 이는 면역 세포가 CNS 실질 및 그 경계에 존재하며 선천성 면역 반응과 적응성 면역 반응 모두에 참여한다는 것을 나타냅니다. 이러한 면역 특권은 염증성 질환 중에 손상되기 쉽습니다.
CNS에 있는 면역 세포의 효과기 기능:
면역 세포가 CNS에 접근하면 효과기 기능을 발휘하여 신경면역 반응에 영향을 미칩니다. 상주 대식세포인 소교세포(Microglia)는 중추신경계 내에서 일차 면역 파수꾼 역할을 하며 미세환경을 조사하고 변화에 신속하게 반응합니다. 그들은 그들이 만나는 신호에 따라 신경보호적 표현형이나 전염증성 표현형을 채택할 수 있습니다.
활성화되면 면역 세포는 면역 반응에 필수적인 신호 분자인 사이토카인을 분비합니다. 인터루킨(예: IL-6, IL-1β), 인터페론(예: IFN-γ) 및 종양 괴사 인자-알파(TNF-α)와 같은 사이토카인은 CNS 내에서 면역 반응을 조절하는 데 중요한 역할을 합니다. 이러한 사이토카인은 염증과 조직 손상을 촉진하거나 조직 복구 및 염증 해소에 기여할 수 있습니다. 전염증성 사이토카인과 항염증성 사이토카인 사이의 균형은 CNS 면역 반응의 결과를 결정하는 데 중요합니다.
혈액뇌장벽과 신경면역학
혈액뇌장벽(BBB)은 순환계와 CNS 사이의 특수한 반투과성 인터페이스입니다. 단단히 밀봉된 내피 세포, 혈관 주위 세포 및 성상 세포 발 돌기로 구성된 BBB는 혈류에서 뇌로의 물질 통과를 제한하여 잠재적인 유해 물질로부터 뇌를 보호합니다.
신경면역학의 맥락에서 BBB는 CNS 내에서 면역 반응을 조절하는 데 중추적인 역할을 합니다. 적절한 뇌 기능에 필요한 필수 영양소와 분자의 유입을 선택적으로 허용하는 동시에 전신 순환에서 병원체, 독소 및 면역 세포의 유입을 방지합니다. 엄격하게 규제되는 이 장벽은 CNS의 면역 특권을 유지하는 데 적극적으로 기여합니다.
보호 기능에도 불구하고 BBB는 다양한 신경염증 상태에서 손상될 수 있습니다. CNS 손상, 감염 또는 자가면역 질환에 반응하여 면역 세포는 BBB를 뚫고 CNS에 침투하여 신경염증 및 추가 조직 손상을 일으킬 수 있습니다.
신경면역체계와 염증
신경면역체계와 복잡하게 연결된 신경염증은 CNS 질환에서 중요한 역할을 합니다. CNS가 위협이나 부상을 당하면 소교세포 및 성상교세포와 같은 상주 면역 세포의 활성화와 손상된 혈액뇌장벽을 통한 말초 면역 세포의 침투를 포함하는 면역 반응이 촉발됩니다. 활성화된 면역 세포에서 방출되는 전염증성 사이토카인은 면역 세포 모집을 더욱 촉진하여 염증 반응을 강화시킵니다.
염증은 조직 복구 및 병원체 제거를 위한 보호 메커니즘 역할을 하는 반면, 통제되지 않거나 만성 염증은 유해한 영향을 초래하여 신경 조직을 손상시키고 탈수초화 및 신경변성을 유발할 수 있습니다. 다발성 경화증(MS)은 CNS 반응성 T 세포와 미엘린 및 축삭 단백질을 표적으로 하는 자가항체에 의해 유발되는 신경염증을 예시하며, 이는 만성 염증 및 탈수초화를 초래합니다. 그러나 특수한 면역 세포 하위 집합과 항염증 신호도 면역 반응을 조절하여 조직 복구 및 재생을 촉진할 수 있으므로 염증은 미묘한 과정입니다.
질병의 신경면역체계
신경면역체계 및 MS
MS는 자가 항원, 특히 CNS의 미엘린 단백질에 대한 조절되지 않은 면역 반응으로 인해 발생합니다. 중추적인 사건은 CNS 반응성 T 세포의 활성화와 관련이 있습니다. 이 과정은 자가반응성 T 세포가 항원 제시 세포(APC)가 제시하는 미엘린 항원에 대해 준비가 되어 있는 말초에서 시작됩니다. 말초 내성 메커니즘을 벗어나 이러한 활성화된 T 세포는 CNS에 침투하여 BBB를 위반합니다.
CNS 내에서 이러한 CNS 반응성 T 세포는 상주 APC가 제공하는 수초 항원을 인식하고 상호 작용하여 지속적인 염증 및 탈수초화에 기여합니다. 인터루킨-17(IL-17) 및 인터페론 감마(IFN-γ)와 같은 전염증성 사이토카인의 분비는 면역 반응을 증폭시키고 대식세포 및 B 세포와 같은 다른 면역 세포를 모집합니다. 대식세포는 미엘린을 식균하도록 활성화되어 MS에서 볼 수 있는 특징적인 탈수초화 및 축삭 손상을 유발합니다.
CNS 내의 염증 및 조직 손상의 자가 영속 주기는 MS 병변의 형성 및 영향을 받은 개인의 신경학적 결함의 발현으로 최고조에 이릅니다.
신경면역체계와 알츠하이머병
진행성 신경퇴행성 질환인 알츠하이머병(AD)은 신경면역체계와 CNS 사이의 복잡한 상호작용을 수반합니다. 염증은 AD 발병에 중요한 역할을 하며, 소교세포와 같은 상주 면역 세포와 말초의 침윤 면역 세포 모두 신경염증 반응에 기여합니다.
AD에서는 뇌의 미세아교세포가 활성화되어 인터루킨-1 베타(IL-1β) 및 종양괴사인자-알파(TNF-α)와 같은 염증성 사이토카인을 방출하여 신경염증을 악화시킵니다. 뇌의 만성 염증은 아밀로이드-베타 플라크의 축적과 AD 병리의 특징인 신경섬유매듭의 형성으로 이어질 수 있습니다.
또한, AD의 면역 반응은 T 세포와 B 세포가 뇌에 침투하여 신경염증에 기여한다는 증거가 있는 적응성 면역 체계와도 관련될 수 있습니다. 알츠하이머병에서 면역 체계와 CNS 사이의 복잡한 상호 작용은 염증 반응을 조절하고 잠재적으로 질병 진행을 늦추는 것을 목표로 하는 유망한 치료 수단인 면역 조절 요법의 잠재력을 강조합니다.
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