27. B 세포의 활성화

항원 인식과 항원에 의한 B 세포의 활성화

체액성 면역반응에서, B 림프구는 항원에 의하여 활성화되며, 그 항원을 제거하는 항체를 분비합니다. 단백질 및 비단백질 항원 모두가 항체 반응을 유도할 수 있습니다. 항원 특이적 B 림프구의 활성화는 성숙한 B 세포의 항원 수용체인 막형 Ig 분자(미감작 B 세포의 IgM과 IgD)에 항원이 결합함으로써 시작됩니다. 막형 Ig와 결합하고 있는 신호 전달 분자인 Ig α와 Ig β는 항원이 Ig에 결합하면 신호를 전달하며, 신호들이 연쇄반응이 일어나 전사인자들의 활성화와 여러 유전자의 발현을 유도합니다. B 세포의 활성화에는 항원 이외의 제2신호가 필요하며, 이는 보체 단백질이 제공합니다. 보체계는 항원과 결합한 항체 분자에 결합함으로써 활성화되거나, 항체 없이 직접 다당류와 미생물 표면에 결합함으로써 활성화되는 일군의 혈장 단백질로 구성되어 있습니다. 그러므로 미생물은 직접적으로 자연 면역반응 중에 또는 항체와 결합한 이후에 보체계를 활성화시킬 수 있습니다. 보체가 활성화되면 보체 단백질이 분해되는데, 이때 C3d 단백질이 계속 미생물 표면에 결합되어 있습니다. B 림프구는 CR2라는 C3d 수용체를 발현합니다. C3d와 항원 또는 C3d와 항원-항체 복합체가 B 세포에 결합할 수 있습니다. CR2는 다른 두 개의 막단백질, CD19 및 CD81과 복합체로 존재하는데, CD19는 여러 신호 전달경로를 활성화시키면서 B 세포 반응을 매우 증가시킵니다.

단백질 항원에 대한 보조 T 림프구-의존성 항체 반응의 기전

단백질 항원에 대한 항체 반응이 일어나기 위해서는 항원에 특이적인 CD4+ 보조 T 세포가 필요합니다. 보조 T 림프구는 B 세포의 클론성 증식, 동형전환, 친화력 성숙 및 기억 B 세포로의 분화를 자극합니다. 특이적 B 세포와 T 세포는 말초 림프 기관에서 단백질 항원을 인식하며, 여기에서 활성화된 세포들은 이 기관 내에서 한곳에 모여 체액성 면역반응을 유발합니다. 단백질 항원에 대한 보조 T 세포-의존성 B 세포 반응에는 초기에 림프 기관의 T 세포 지역에서 미감작 T 세포가 활성화되고, 림프 소포에서 B 세포가 활성화되는 것이 필요합니다. 활성화된 림프구는 서로를 향하여 이동하여 소포의 경계부에서 만나는데 여기에서 B 세포는 보조 T 세포에 항원을 제시합니다. 항원 특이적 B 림프구는 변성되지 않은 항원이 막형 Ig 분자에 결합하면, 이를 세포 내로 들여와 엔도솜 소포에서 처리한 후, 항원 펩타이드 조각을 class Ⅱ MHC 분자와 결합된 복합체 형태로 세포 표면에 제시합니다. 따라서 단백질 항원에 대한 체액성 면역반응에서는 B 림프구 자체가 APC로 기능합니다. B 세포 표면에 제시된 펩타이드-MHC 복합체는 항원 특이적 CD4+ 보조 T 림프구에 의해 인식됩니다. 활성화된 보조 T 세포는 B 세포의 CD40과 결합하는 CD40 배위자(CD40L)를 발현하고, B 세포의 수용체에 결합하는 사이토카인을 분비합니다. CD40와 사이토카인은 함께 작용하여, B 세포가 증식하고 항체를 생산하는 세포로 분화하도록 자극합니다. CD40L과 사이토카인을 포함하는 보조 T 세포의 신호는 B 세포에서 전환 재조합 과정에 의한 동형전환을 유도함으로써, 여러 Ig 동형이 생산되도록 합니다. 서로 다른 동형들은 각기 다른 작동 기전을 매개합니다. 종자 중심은 활성화된 B 세포가 소포 내로 이동하여 증식함에 따라 비장과 림프절의 소포 내에 형성됩니다. 친화력 성숙과 기억 B 세포 생산을 포함한 T 세포 의존성 항체 반응의 후기 사건들은 종자 중심 내에서 일어납니다. 친화력 성숙은 T-의존 체액성 반응이 진행됨에 따라 특정 항원에 대한 항체의 친화력이 증가하는 과정이며, 이는 Ig 중쇄와 경쇄에 체세포 과돌연변이가 일어나고, 이어서 고친화력 항체를 발현하여 종자 중심에서 FDC가 제시하는 항원에 결합하는 B 세포가 선택적으로 생존하게 됨으로써 일어납니다. 종자 중심 B 세포의 자손 세포의 일부는 항체를 생산하는 세포로 분화하여 2차 림프 기관의 소포 밖 부위와 골수로 이동합니다. 다른 후손 세포는 기억세포가 되어 장기간 생존하며 림프절과 비장 사이를 계속 재순환하다가, 항원에 다시 노출되었을 때 고친화력 항체를 생산하는 세포로 분화함으로써 빠르게 반응합니다.

T 세포-비의존성 항원에 대한 항체 반응

T1(가슴샘-비의존성) 항원은 보조 T 림프구 없이도 체액성 면역반응을 유발하는 비단백질 항원입니다. 다당류, 당지질, 핵산을 포함하는 많은 T1 항원은 다가이며, 다수의 B 세포 막형 Ig 분자를 교차 결합시키고, 보체를 활성화함으로써 T 세포의 도움 없이 B 세포를 활성화시킬 수 있습니다. T1 항원에 의해서 유도되는 항체 반응에서는 중쇄 동형전환이 없거나 제한적이고, 친화력 성숙 및 기억 B 세포 생산이 일어나지 않습니다. 이는 이러한 특징들은 보조 T 세포를 필요로 하며, 비단백질 항원은 보조 T 세포를 활성화시키지 않기 때문입니다.

항체 되먹임: Fc 수용체에 의한 체액성 면역반응의 조절

항체 되먹임은 항체가 충분히 생산되고 수용성 항원-항체 복합체가 존재할 때 체액성 면역반응이 음성 조절을 받는 기전입니다. B 세포 막형 Ig와 IgG Fc 부위에 대한 B 세포 수용체인 FcγRⅡB는 항원-항체 복합체에 의해서 집락화됩니다. 이에 의해 FcγRⅡB의 세포질 영역을 통한 억제 신호 연쇄반응이 활성화되어 B 세포 활성화가 종료됩니다.