B 세포 유형, 항원 인식 및 활성화


B 세포 유형, 항원 인식 및 활성화


B 세포에 대한 포괄적인 가이드!

B 세포란 무엇인가?

B세포는 항체를 생성하는 백혈구의 일종이다(Eibel et al., 2014). B 세포는 적응 면역 체계의 필수적인 구성 요소이다. B 세포는 골수의 조혈 줄기세포로부터 생성되어 그들이 그들의 이펙터 기능을 수행하는 감염 부위로 이동한다(Chaplin, 2010).

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B 셀 개요

B 세포와 T 세포의 차이점은 무엇인가요?

림프구는 B 세포와 T 세포의 두 가지 범주로 나눌 수 있다. 그것들은 둘 다 면역 체계의 중요한 구성 요소이며, 이것이 그들이 서로 소통해야 하는 이유이다.

면역학적 반응을 일으키는 것과 관련된 두 종류의 면역 세포는 B 세포와 T 세포이다. 둘 사이의 주요 차이점은 T세포는 감염된 세포의 외부에서만 바이러스 항원을 검출할 수 있는 반면, B세포는 바이러스에 감염된 세포의 표면 항원만을 식별할 수 있다는 것이다.

B 세포는 어떻게 활성화되나요?

세균이 몸에 들어가면, 그들은 세포 표면에 그들의 기계의 흔적을 남긴다. 항원은 박테리아와 같은 침입성 유기체가 몸에 들어올 때 세포의 외부에 나타나는 그들의 기계의 일부이다. B 세포가 항원을 감지하고 식별할 때, 그들은 활성화된다.

B 세포는 표면에 B 세포 수용체(BCR)를 가지고 있으며, 이러한 BCR은 특정 항원에 결합한다.

B 세포는 항원을 어떻게 인식하나요?

B 세포는 그들의 표면에 있는 항원의 모양으로 감염원을 인식한다. 단일 B세포의 후손인 세포들은 동일한 항체들을 생산하고 그들의 형성을 이끈 침입자와 항원들을 기억한다. 이 기억력은 B 세포가 원래 항원에 대항하는 항체를 생산하여 면역 체계를 두 번째 공격으로부터 보호한다는 것을 의미한다.

B 세포는 T 세포와 대조적으로 항체를 생성한다. 이것들은 신체에 해를 끼칠 수 있는 이물질을 방어하기 위해 면역 체계에 의해 생산되는 Y자 단백질이다. B 세포 수용체(BCR)는 B 세포의 표면에서 발견되며 특정 단백질에 결합할 수 있다.

B 세포가 항원과 마주치면 항원에 결합하는 항체를 생성한다. 그들은 또한 추가적인 면역 체계 구성 요소를 끌어들이기 위해 B 세포에 의한 사이토카인의 방출을 촉발한다. 또한 항원을 T세포에 노출시키고, T세포 수용체(TCR)를 사용하여 인식한다. T세포는 항원을 제거한다.

B 세포는 항원을 어떻게 인식하나요?

B 세포는 항원의 항원 형태를 통해 병원체를 식별할 수 있다. B 세포의 발달은 단일 B 세포에서 비롯되었고 그것과 동일한 항체를 생성했다. 이 기억력은 B 세포가 초기 항원을 파괴하는 항체를 생성하여 면역 체계에 대한 미래의 공격으로부터 보호한다는 것을 의미한다.

B 셀 유형

전이 B 세포

미성숙한 B 세포와 성숙한 B 세포 사이의 연결은 과도기 B 세포에 의해 만들어진다. 그들은 질병으로부터 여러분을 보호하기 위해 많은 것을 할 수 없지만, 골수와 2차 림프 조직 사이를 이동할 수 있습니다. 이 기간 동안, 그들은 숙주에게 적대적인 자가 항체를 만들지 않도록 하기 위해 검사를 받는다.

네이브 B 세포

플라즈마 세포가 되기 위한 다음 단계는 순진한 B 세포가 등장할 때이다. B 림프구는 골수나 2차 림프관에서 성숙하며 활성화될 때까지 순진한 혈구로 남아 있다.

성숙한 B 세포가 B 세포 수용체에 특이적인 항원 제시 세포에 노출되면 활성화된다. 순진한 B 세포는 활성화된 후 플라즈마 B 세포 또는 메모리 B 세포로 변형될 수 있다. 신생아 세포는 감염을 공격하지 않고, 대신 T 세포나 항원 제시 세포(APC)를 기다린다.

B 세포는 과학자들이 면역 체계에 대해 더 많이 배우는 것을 돕는 생화학 물질을 사용하여 검사되고, 활성화되고, 영향을 받을 수 있다. 그들은 다른 세포들과 구별되는 조절 식별자를 가지고 있어서 그것들을 골라낼 수 있다. Nk1+CD19+, CD27-, CD38은 순박한 B 세포를 위한 신호 분자이다.

다양한 유형의 B 셀에 대한 도식

메모리 B 셀

기억 B 세포는 체내에서 장기 면역이 발달하기 위해 필요한 B 림프구의 일종이다. 이 세포들은 감염이 치유된 후에도 순환에 지속된다. 기억 B 세포는 호스트가 미래에 같은 항원에 다시 노출되면 T 세포에 의해 촉발될 때 빠르게 활성화될 수 있다.

메모리 B 세포에서 항체가 향상되기 전에 면역 시스템이 영구적인 질병을 일으킬 수 있다.메모리 B 세포는 CD27+, CD27+, CD38-마크를 가지고 있습니다.하나의 생체 마커만, 과학자들은 CD27 마커에 다양한 매니큐어를 분리할 수 있습니다.

혈장 B 세포

혈장 B 세포로도 알려진 이펙터 B 세포는 매우 큰 소포체(ER)를 가진 큰 세포이다. ER은 단백질 합성과 수송에 관여한다. 혈장 세포는 이 구성 때문에 항원 특이 항체를 많이 만들 수 있다.

감염 시 혈장 세포는 신호 화학 물질을 생성하여 T세포 신호에 반응한다. 그들은 질병이 패배하거나 근절될 때까지 그 질병과 싸우기 위해 항체를 계속 생산한다. 혈장 세포는 만성 염증 부위에서 자주 발견된다.

혈장 B 세포는 메모리 B 세포와 유사하지만 CD38+ 바이오마커를 가지고 있다. 이 마커는 표적화하기 어렵기 때문에, FACS와 플로우 사이토미터를 사용하여 혈장 B 세포를 자주 분류한다.

세 개의 다른 레이저로, 과학자들은 높은 처리량으로 세 개의 분리된 세포 유형(순수, 기억, 그리고 플라즈마)을 동시에 감지할 수 있다. 이 기술은 FACS로 B 세포를 하위 유형으로 분류하기 전에 먼저 B 세포에 대한 샘플을 용출(BACS와 같은 샘플 준비 방법 사용)함으로써 효과를 크게 향상시킬 수 있다.

B 세포와 적응 면역 체계

B 세포는 항체의 생성을 매개하는 적응 면역 림프구의 한 종류이다. 항체 생산 외에도 B 세포는 전문적인 항원 제시 세포로도 작용할 수 있다. B 세포는 고유 항원에 결합할 수 있는 고유 B 세포 수용체(BCR)를 발현한다. 인간의 BCR은 수백만 개의 형태를 취할 수 있으며, 따라서 그룹으로서 B 세포는 그들이 마주칠 수 있는 많은 다른 유형의 항원에 결합할 수 있다. B 세포는 일반적으로 림프 기관에 존재하며, BCR/항원 상호작용 또는 도우미 T 세포의 도움으로 활성화될 수 있다.

나이브 B 세포가 그것의 관련 항원과 적절한 공동 자극 인자를 만나면, 그것은 증식하고 분화하기 시작한다. B 세포는 항체를 즉시 생산하기 시작하는 혈장 B 세포 또는 항원으로부터 지속적인 보호를 제공하는 기억 B 세포로 분화할 수 있다.

면역 체계는 감염에 대한 신체의 주요 방어 수단이다. 제 기능을 하기 위해서는, 면역 체계가 바이러스와 박테리아를 포함한 병원체와 건강하지 않거나 감염된 세포와 같은 무한한 매개체를 탐지하고 보호할 수 있어야 한다. 이를 위해서는 특정 기능을 수행하기 위한 다양한 셀이 필요하다. 아래 기사에서는 B 세포의 기능과 발달을 포함하여 B 세포의 개요에 대해 논의할 것이다.

B 셀 표면 마커

차별화 및 개발

 

B 세포 화학 택스

B 셀 표면 마커

B 세포에 의해 생성된 항체

B 세포는 항체 또는 면역 글로불린 분자를 생성한다. 항체는 항원에 대해 신체를 조사하는 수용체와 비교될 수 있다. 이들은 무거운 사슬과 가벼운 사슬로 구성된 4사슬 V형 단백질이다. 무거운 사슬은 IgG, IgA, IgM, IgD, IgE의 5가지 유형으로 세분될 수 있다. 광쇄는 가변적이며 다수의 다른 항원을 인식한다. 다양한 항원을 인식할 수 있는 다양한 단편을 생성하는 데 도움이 되는 재조합 현상을 겪는다(Schroeder & Cavacini, 2010).

일단 항원이 지정된 항체에 결합하면, 그들은 다양한 효과를 유도한다. 이것들은 항체 의존적 세포 독성, 병원체로부터 수용체 중 하나에 분자 패턴의 상보적 활성화 또는 부착을 포함한다. B 세포는 또한 T 세포의 분화와 증식을 자극하면서 감염 부위로 세포를 모집할 수 있는 사이토카인을 생산할 수 있다(LeBien & Tedder, 2008).

표면 결합 항체와 가용성 항체가 있는 B 세포의 사진. (Bailey, 2020년 촬영)

B 세포와 적응 면역 체계

발달하는 동안, B 세포는 골수에서 두 가지 다른 유형의 선택을 받는다. 여기에는 긍정적인 선택과 부정적인 선택이 포함됩니다. 양성 선택은 어떤 세포가 효과적인 B 세포 수용체를 가지고 있는지를 결정하고, 그들의 리간드에 효과적으로 결합할 수 없는 세포에 세포사를 유도한다. 음성 선택은 어떤 B 세포가 자기 항원에 결합하는지를 결정하고, 따라서 그 세포들이 네 가지 운명, 즉 클론 삭제, 수용체 편집, 알레르기 또는 무지 중 하나를 겪게 한다. 이러한 음의 선택은 B세포가 골수 내 자가항원에 결합하는 것을 방지하기 위한 중추내성의 과정에 도움이 된다(Pieper et al., 2013).

발달하는 동안, B 세포는 골수에서 두 가지 다른 유형의 선택을 받는다. 여기에는 긍정적인 선택과 부정적인 선택이 포함됩니다. 양성 선택은 어떤 세포가 효과적인 B 세포 수용체를 가지고 있는지를 결정하고, 그들의 리간드에 효과적으로 결합할 수 없는 세포에 세포사를 유도한다. 음성 선택은 어떤 B 세포가 자기 항원에 결합하는지를 결정하고, 따라서 그 세포들이 네 가지 운명, 즉 클론 삭제, 수용체 편집, 알레르기 또는 무지 중 하나를 겪게 한다. 이러한 음의 선택은 B세포가 골수 내 자가항원에 결합하는 것을 방지하기 위한 중추내성의 과정에 도움이 된다(Pieper et al., 2013).

B 세포의 활성화는 비장과 림프절과 같은 2차 림프 기관에서 일어난다. B 세포의 활성화는 B 세포 수용체가 수용성 또는 막 결합 항원에 결합할 때 일어난다(Pierce, 2009). 또한, B 세포는 무장된 도우미 T 세포 또는 다른 미생물 성분과 같은 전문적인 항원 제시 세포로부터의 보조 신호를 필요로 한다. 무장된 도우미 T 세포는 특정 항원에 의해 활성화된 세포이므로 B 세포의 활성화와 분화를 일으킬 수 있다. 또한, B 세포는 CD19/CD21/CD81 중 하나로 구성된 공동 수용체를 표면에 가지고 있으며, 이들은 항원에 대한 B 세포의 반응성을 향상시키는 역할을 한다(Pierce, 2009).

일단 B 세포가 항체 의존적 세포 독성과 같은 항원 인식에 기초하여 기능을 수행하면, 그들은 기억 B 세포가 될 수 있다. 이러한 세포들은 이전에 숙주에서 감염을 일으킨 항원을 인식하므로, 항원이 신체를 재감염시킬 때 숙주는 이러한 세포들을 구비하여 침입한 병원체를 즉시 인식하고 죽인다(Eibel et al., 2014).

B 셀의 PD-1 발현


PD-1(프로그램된 세포사 단백질 1)은 T 세포에서 가장 흔하게 발현되지만, B 세포와 같은 다른 유형의 세포에서도 관찰될 수 있다. 그러나 B 세포에서 PD-1의 발현은 T 세포에서 볼 수 있는 것보다 낮은 경향이 있다.

B 세포는 PD-1 발현을 항체 생성을 제어하는 도구로 사용하고 내성 환경을 배양하는 것으로 입증되었다. PD-1은 APC 및 기타 면역 세포와 같은 여러 세포 유형에서 발견될 수 있는 파트너 리간드 PD-L1과 상호 작용한다. 이러한 분자 간의 협력은 B 세포의 활성화를 억제하고 항체 형성을 억제함으로써 면역학적 내구성이 가능한 분위기를 만들어낸다.

연구들은 또한 B 세포에 대한 PD-1 발현이 전신성 홍반성 루푸스(SLE) 및 류마티스 관절염(RA)과 같은 특정 자가 면역 질환에서 상향 조절될 수 있다고 제안했다. 이는 PD-1이 이러한 질병에서 면역 활성화와 내성 사이의 균형을 조절하는 역할을 할 수 있음을 시사한다.

일반적으로, B 세포에 대한 PD-1 발현율은 T 세포에 비해 낮지만, 여전히 면역 체계를 조절하고 면역 내성을 자극하는 데 엄청난 영향을 미칠 수 있다. PD-1이 B 세포 활성에 어떤 영향을 미치는지, 그리고 많은 질병에 대한 기여를 이해하기 위해서는 추가적인 연구가 필요하다.

B 세포 & 사이토카인

사이토카인 생산자 대상

대식세포, 수지상세포, 내피세포

T 도우미 세포, B 세포 및 다양한 다른 조직

TH1 세포

T 도우미, 세포독성 T 세포 및 NK 세포

T 도우미/세포독성 세포 및 NK 세포

조혈 및 mast구

TH2 세포, mast 세포, NK 세포

B 세포, T 세포, mast cells, macrophages

TH2 세포, mast 세포

호산구

Macrophages, TH2 세포

혈장 세포, B 세포

골수, 흉선

Neutrophils

TH2 세포

T 도우미 세포, mast cells, 호산구

TH2 세포

Macrophages, 항원 제시 세포

골수

B세포 전구물질 및 기타

Macrophages, B 세포

세포독성 T세포, NK세포, LAK세포

T 도우미 셀

Macrophages, B 세포

세포독성 T세포

T 도우미 세포

조혈 및 비조혈 계통 세포

T 세포, NK 세포

백혈구

B 세포, T 세포, NK 세포

섬유아세포

B 세포, T 세포, NK 세포

Th1 세포, 세포독성 T 세포 NK 세포

Macrophages

Macrophages

종양 세포, 다형 핵 백혈구, 대식세포

T세포

종양 세포, 호중구, macrophages

참조

  • Eibel, H., Kraus, H., Sic, H., Kienzler, A.K., and Rizzi, M. (2014) B cell biology: an overview. Curr Allergy Asthma Rep 14: 434.
  • LeBien, T.W., and Tedder, T.F. (2008) B lymphocytes: how they develop and function. Blood 112: 1570-1580.
  • Pieper, K., Grimbacher, B., and Eibel, H. (2013) B-cell biology and development. J Allergy Clin Immunol 131: 959-971.
  • Pierce, S.K. (2009) Understanding B cell activation: from single molecule tracking, through Tolls, to stalking memory in malaria. Immunol Res 43: 85-97.
  • Schroeder, H.W., Jr., and Cavacini, L. (2010) Structure and function of immunoglobulins. J Allergy Clin Immunol 125: S41-52.

Written by Rithika Suresh

Rithika Suresh completed her undergraduate degree in Biotechnology in Anna University before completing her masters in Biotechnology at University College Dublin.

추가 리소스



13th Jun 2023 @2022년 4월 12일, 글쓴이 Sean Mac Fhearraigh PhD

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