요 윗그림의 세포들이 어떻게 만들어지는가에 대한 설명이다. 각 세포의 설명 자체는 면역계/세포를 참조하자.
1. 개요
2. 선천면역
innate immunity윗 그림 오른쪽에 해당하는 미엘로이드 계열의 비만세포와 백혈구군, 단핵구군들이 담당하며 왼쪽의 림포이드 계열에서도 킬러 세포가 담당한다.
2.1. 비만세포
mast cell. 해당 문서 참고.2.2. 호염구
basophil. 해당 문서 참고.2.3. 호산구
eosinophil. 해당 문서 참고.2.4. 호중구
neutrophil. 해당 문서 참고.2.5. 대식세포
macrophage. 해당 문서 참고.2.6. 수지상세포
dendritic cell. 해당 문서 참고.2.7. 단핵구
monocyte. 해당 문서 참고.2.8. NK세포
natural killer cell. 해당 문서 참고.3. 후천면역
adaptive immunity윗 그림 왼쪽에 있는 B 세포와 T 세포에 해당한다. 모든 혈액세포가 그렇듯이, 일단은 골수 속의 전구 세포(hematopoietic stem cell)에서 시작한다.
3.1. 후천면역에서의 다양성 확보 방법
면역 반응은 이론상 무한한 수의 항원에 대응가능하며, 이제까지 없었던 물질에 대한 반응도 가능하다. 이는 후천면역에 주요한 역할을 하는 T 세포 수용체와 항체를 만드는 방법이 유전자 상에 미리 결정되어 있는 것이 아닌 만드는 방법의 방법이 유전자 상에 있기 때문에 가능하다. 이것을 설명하느라 별의별 가설이 다 나왔었는데, 이 기전을 완전히 밝혀낸 도네가와 스스무(利根川進)가 1987년 노벨상을 수상했다.간단히 설명하면, T 세포나 B 세포가 분화하는 단계에서 T 세포 수용체 또는 항체를 만드는 유전자의 주요한 부분[1]이 짜깁기가 된다는 것이다. 이러한 짜기 방법 더하기 돌연변이까지 하면[2], 그야말로 무한한 가능성의 단백질 구조가 나올 수 있게 된다.
자세한 기전은 V(D)J 재조합 문서 참조.
3.2. T 세포
T cell progenitor - Th cell/Tc cell3.2.1. 분화 개시
골수 속에 존재하는 전구 세포가, 우선 하나 아래 내려온 림포이드 전구세포가 되어 흉선으로 이동하여 분화를 개시한다. 흉선에서는 우선 double negative selection이라고 부르는 걸러내기 과정을 개시한다. 이 과정에서 T 세포 표면에 존재하는 T 세포 수용체[3]의 구조가 이상한 놈, 그리고 자기 자신(이라고 간주되는)을 인식하는 TCR을 가진 놈을 걸러내게 되며 이 과정은 흉선 안에 있는 표피세포/수지상세포/대식세포와 T 전구 세포 간의 상호작용을 통해 일어난다.이때 재미있는 것이, 우선 일을 해야 하니까 주 조직적합성 복합체MHC와는 일단 상호작용을 해야 살아남는데, 또 그렇다고 해서 너무 세게 상호작용을 하거나 자기 자신의 몸속에 있는 분자를 항원으로 제시하는 MHC와 상호작용을 하는 놈은 죽인다.[4] 이 과정은 T 전구세포 표면의 TCR과 표피세포/수지상세포/대식세포 표면의 MHC 간 상호작용을 통해 일어나는 T 전구세포 내의 분화 기작에 의해 통제되는데, 상호작용을 통한 신호가 안들어와도(그러니까 표피세포를 인식 못하는 놈들) 또는 너무 세게 들어와도(대식세포나 수지상세포의 자기를 인식하는 놈들) 다 세포자살로 가며, 1/4 이상의 T 전구세포가 이 과정에서 사라진다. 원시적이라고 생각될수도 있지만 이게 의외로 효과적이다.
3.2.2. 세포독성 T 세포 / 조력 T 세포 / 조절 T세포
흉선에서의 성숙 과정에서 살아남은 T세포들 중 특정 T세포가 어떤 것에 반응하냐에 따라 역할이 다른 T세포로 성숙하게 된다.만약 미성숙 T세포가 CD4 신호를 강하게 받아들이기 되면 CD4 수용체를 표면에 잔뜩 발현되어 있는 T 세포, 그러니까 조력 T 세포(Th)로 성숙되고 CD8 신호를 받아들이면 세포독성 T 세포(Tc)로 성숙하게 되며 AIRE라는 항원에 반응하면 조절 T세포(Treg)로 성숙된다.
이렇게 각각의 역할을 부여받게 된 T세포들은 림프절 같은 곳에 모여서 신호가 올 때까지 대기하게 된다.
3.2.3. 임무 개시
만들어진 후 대기 상태인 Th 세포와 Tc 세포는 대식세포 또는 수지상세포가 방출한 사이토카인을 인식하면 활성화됨과 동시에 사이토카인이 방출된 곳으로 모여서 역할을 수행하게 된다. 일반적으로 수천배로 분화하여 대응하게 되며 이때 풀려나는 Th 세포가 후천면역반응의 주요 통제탑으로 작동하게 된다.3.2.4. 기억 T세포
면역 반응에서 수천배로 분화하게 된 T세포들은 이후 더 이상의 면역 자극이 없을 경우 세포자살로 사라진다. 하지만 일부 T세포는 기억 T세포로 분화되어 같은 항원이 다시 들어올 경우를 대비하여 오랫동안 생존하게 된다. 같은 항원이 침입할 경우 활성화되어 첫 침입 때보다 더 빠르게 대응할 수 있다. 기억 T세포에는 기억 세포독성 T 세포와 기억 조력 T 세포가 있다.3.3. B 세포
B cell progenitor - plasma cell항체를 생산하는 세포로 활성화 시 항체를 생산하여 방출하는 형질세포(Plasma Cell)와 기억 B세포로 나뉘어 분열하게 된다.
3.4. 기억 B세포
T세포와 마찬가지로 B세포도 역시 일부는 기억 B세포로 분화되어 오랫동안(적어도 년 단위, 개중에는 죽을때까지) 몸 안에 남아있게 된다. 백신의 목표도 역시 일부러 약화되거나 비활성화된 항원을 몸 안에 집어넣어 항체를 생산하게 만들고 활성화 시 특정 항원에 대한 항체를 생산할 수 있는 기억 B세포를 오랫동안 남겨두는 것.4. 백혈병
면역세포의 성숙이 제대로 이뤄지지 않아 생기는 질병이다. 자세한 내용은 해당 문서 참고.
[1]
헤비 체인과 라이트 체인의 V region, D region, J region
[2]
재미있는 부분이, 이 유전자 부분이 활성화된 경우 해당 유전자 부위에서는 돌연변이 복구 기능이 작동하지 않는다.
[3]
줄여서 TCR이라고 부른다. 항체와 거의 똑같은데 세포막에 붙어있는 놈이다.
[4]
T세포가 자기자신의 몸속 분자에 반응해서 면역반응을 일으키는 것이 바로 자가면역으로, 대표적으로는 류머티스 관절염이나 일부 당뇨병이 자가면역에 의해 일어난다.