꼬슬꼬슬 Convergence !!

  림프구(lymphocytes)는 면역계 구성하는 주요한 세포로 T cell과 B cell, NK cell 이 있습니다.

  항원의 침입을 인식하여 (antigen recognition) 활성화되어 항원을 제거하는 작용(effector cells)을 하며 이 때 림프구는 특정 항원과 특이적으로 반응(antigen specific) 합니다.
  특이적 반응은 세포 표면의 항원 수용체(cell surface antigen receptor)에 의해 결정 됩니다.

림프구는 골수에서 혈구줄기세포가 분화되어 만들어집니다.
림프구의 분화와 기능으로 나눠서 알아보겠습니다.


■ 림프구의 분화
  
  골수에서 아직 성숙되지 못해 항원을 인식할 수 없는 림프구를 navie, resting 또는 virgin lymphocytes라고 부르기도 하며 일반적으로 small lymphocytes 라고 부릅니다. 이 미성숙한 small lymphocytes는 세포질보다 핵이 잘 발달된 약 8~10㎛ 정도의 둥근 세포입니다. 
  small lymphocytes 휴지기 상태로 DNA의 복제나 세포 분열이 일어나지 않는 G0 상태의 세포로 이 것들은 항원을 만나지 못하면 며칠에서 몇 주 내에 죽게 됩니다. 우리 몸에서는 실제로 수 많은 림프구들이 사라지고 또 새로 만들어지기 때문에 그 평형상태를 유지합니다. 구지 또 군대와 비교하자면 훈련소에서 일정 과정을 통과하지 못하는 훈련병은 귀가 조치 되는 것과 비교할 수 있겠네요. 하지만  다음 기수를 통해서 귀가 조치된 수 만큼이 채워 지겠죠.
  림프구가 항원을 인식하면 활성화 되는데 small lymphocytes 에서 변화하여 cell cycle의 G1 단계로 들어가 세포가 성장하고 세포질이 많아지며 전사와 복제가 증가하고 결국 세포 분열을 하게 됩니다. 이런 현상을 아세포전환(blast transformation) 이라고 하며 이렇게 전환된 세포를 림프아세포(lymphoblast)라고 부릅니다.
 

  위 과정을 통해 특정한 항원과 반응하는 림프구의 수가 늘어나게 되고, 이들 중 일부는 작용세포(effector cell)로 일부는 기억세포(memory cell)로 전환되어 적응면역반응의 특성이 나타나게됩니다. 음.. 자신의 특기에 맞는 병과로 분화 되는군요.

■ 림프구의 종류와 기능

  아래 세가지 림프구 모두 골수의 전구세포가 분화 성숙되어 만들어진 세포입니다.

◆B 림프구 (B cell, B lymphocytes)
  골수에서 만들어지며
  항체를 생산해서 체액성 면역에 관여합니다.

◆T 림프구 (T cell, T lymphocytes)
  골수의 전구세포가 흉선(thymus)에서 성숙되어 만들어 집니다.
  면역 반응을 조절 (조력 T 림프구 : helper T lymphocytes, 조절 T 림프구 : regulatory T lymphocytes)
  하기 때문에 면역 반응에서 중요한 세포이며
  직접 세포를 파괴하는 작용(세포독성 T 림프구 : cytotoxic T lymphocytes : CTL)
  을 나타내기 나타내기 때문에 세포 매개성 면역 반응에서 중요합니다.

◆자연 살해 세포 (NK cell : natural killer cell)
  골수에서 만들어지며
  선천 면역 반응에서 암세포나 바이러스에 감연된 세포를 죽이는 기능을 합니다.
  (CTL과 유사합니다.)
  세포 안에 과립성 구조물이 있어서 큰과립성림프구(large granular lymphocyte)라고도 불립니다.

T 림프구나 NK cell이 근접전을 한다면 B림프구는 항체를 통해 원거리에서 적을 제압한다고 볼 수도 있을까요??

  림프구들은 서로 모양이 비슷하기 때문에 현미경으로는 구별이 힘듭니다. 마치 아래 군인들 처럼 말이죠 다들 같은 옷을 입고 있네요. 이들 각각을 확인 하는 방법은 소속과 이름을 묻거나 군번을 물어보는 것이겠죠? 그래서 림프구의 세포 표면에 있는 막 단백질에 대한 항체를 이용하여 막 단백질의 종류를 조사하는 방법으로 각각을 구분합니다.

  면역세포들이 세포 표면에 가지고 있는 표면의 분자 구조인 표현형 marker를 일반적으로 CD(cluster of differentiation : 분화집단)이라고 부릅니다. 
  군대에서 부대 마크로 각각 부대를 구분하듯이 CD분자들 중에는 세포의 집단마다 공통적으로 나타나는 것이 있어 세포 집단을 구분하는데 이용됩니다. 그 예로 CD3라는 분자는 T림프구에 공통적으로 있기 때문에 이를 이용하여 T림프구를 구분합니다. 즉, 같은 계열의 세포들이 같은 종류의 CD분자를 가지므로 세포의 계통을 확인하는데 유용한 것입니다.
  한편 부대 마크는 같지만 중대가 다른 경우도 있겠죠? 혹은 병과가 다르거나?  같은 세포 집단이라 하더라도 나타나는 CD분자의 종류는 세포의 분화 단계나 활성화 단계에 따라 다를 수 있어서 적절한 CD분자를 이용하면 세포의 분화 및 성숙 단계를 구분할 수 있습니다 그 예로 CD4와 CD8을 이용하면 T 림프구를 두가지 그룹(helper T cell, CTL)으로 구분할 수 있습니다.

면역계(Immune System)는 면역 기능에 관여하는 세포나 조직이 모여서 이루어진 하나의 체계를 말합니다.
이런 면역계는 림프구(lymphocyte)와 보조세포(accessory cells) 그리고 이들이 모여 만들어진 림프조직(lymphoid tissues)들로 이루어져 있습니다.

면역 세포들은 림프와 혈액을 통해 순환하기 때문에 중추 신경계를 제외한 우리 몸의 거의 모든 조직에서 발견됩니다. 특히 림프조직에 집중적으로 분포하며 이 림프 조직은 면역 세포들 간의 상호작용이 유기적으로 일어날 수 있는 구조로 이루어져 있습니다. 항원이 침입하면 림프 조직에서 림프구가 항원을 인식하여 그 항원을 제거할 수 있는 림프구가 활성화되도록 합니다. 림프구의 활성화는 항원 침입에 의해 림프구가 증식하여 수가 늘고 분화하여 특정 항원 제거에 필요한 기능을 얻게되는 과정으로 나타나며 이를 통해 효과적으로 항원을 제거하게 됩니다. 그리고 면역 세포들은 계속해서 새로 만들어지고 죽어나가는 과정을 거쳐서 항상 건강한 면역세포를 만들어낼 수 있도록 합니다. 지금까지 설명한 특성들에 의해 적은 수의 림프구를 가지고도 효과적인 면역 반응이 가능해집니다.

각각의 림프구와 보조세포들 그리고 림프조직에 대해 알아보기 전에 혈구 생성 과정에 대해 알아보겠습니다.


■ 혈구 생성 과정 (hematopoiesis)

  백혈구를 포함한 모든 혈구(blood cells)는 hematopoeitic stem cell (HSC) 이라는 전구 세포로부터 만들어지며 이 과정을 혈구 생성 과정이라고 합니다. 혈구 전구 세포는 골수에 위치하고 있어 bone marrow hematopoeitic stem cell 이라 불리며 살아있는 동안 다른 혈구로 전환되며 계속 재생산(self renewal)됩니다. 또 골수의 전구 세포가 다양한 혈구 세포로 전환된다는 의미에서 pluripotent stem cell 이라고도 부릅니다.

  혈구 생성은 임신 초기의 태아에서는  배아의 난황에서 일어나고 3개월 후의 태아는 간에서 이루어 지다가 비장에서 나타납니다. 임신 말기의 태아부터 골수에서 골수전구세포가 평생 혈구를 생산하게 됩니다.

  골수의 전구 세포는 전체 골수 세포의 0.01% 이하 정도로 적은 수이며 이들 중 일부가 혈구 생성과정에 필요한 것으로 알려져 있습니다. 실제 골수 이식에서 전구 세포의 0.015%만 있어도 원래의 혈구생성 체계를 다시 충진할 수 있는 정도로 골수 전구 세포의 재생 능력이 좋으며 이를 이용해서 골수 이식을 가능한 것입니다.

  일단 혈구 생성 과정에 들어간 전구 세포는 progeniotor cell로 분화되어 다시는 전구세포로 돌아가지 못하게 되며 스스로 재생되지 못합니다. progenitor cell에는 lymphoid progenitor cell과 myeloid progenitor cell이 있으며, lymphoid progenitor cell은 다시 B cell, T cell, NK cell (Natural Killer cell)로 분화하고 myeloid progenitor cell은 적혈구(RBC), 과립구, 대식세포, mast cell, megakaryocytes 등의 세포로 분화합니다.

  골수 전구 세포는 그물 모양으로 배열된 stromal cell 이라는 기질 세포의 작용으로 증식하고 분화하는데 이 stromal cell이 혈구의 증식과 분화에 필요한 세포 상호 작용을 제공함과 함께 증식 중인 혈구들을 위한 cytokine과 같은 성장 인자를 제공합니다.

  이와 같이 분화 성숙된 혈구들은 말초 혈액에서 일정기간 활동하다가 더 이상 쓸모가 없어지면 죽어 없어지고 계속해서 골수의 전구 세포로부터 다시 만들어 집니다. 다시 말하면 말초 혈액에서 항원에 의해 활성화 되어 면역 반응을 유도한 결과로 항원을 없애게 되면 그 항원을 없애는 면역 세포들도 없어진다는 것입니다. 비유하자면 전쟁 중에 적국의 비행기를 모두 격추시킨다면 대공포대를 유지할 이유가 없어져 버리는 것과 비슷하다고 생각하시면 쉬울 것 같네요.

  이렇게 필요 없어진 새포들은 세포 자살(apoptosis)을 통해 사라지게 되는데 이 과정을 계획된 세포의 죽음(programmed cell death) 이라고 표현합니다. 이런 세포 자살은 혈액의 혈구 수를 일정하게 유지하는 데에도 중요하지만, 필요 없는 면역 반응을 사라지게 하는 의미도 있습니다.
  apoptosis가 일어나는 모습을 보면 세포가 안으로 수축하면서 외부와의 단절을 유지한 상태로 죽는 것을 볼 수 있는데요. 이것은 종양 세포 등을 죽여야하는 것에 대해 생각하면 이해가 되실 것 같습니다. 잘못된 물질이나 정보가(항원으로 작용할  수 있는 것들??) 외부로 나가는 걸 막기 위해서라는 설명을 들을 적이 있는 것 같군요.

  혈구가 죽어 없어지는 것과 새로 만들어지는 것은 균형을 이루고 있으며 이로 인해 건강한 사람은 혈액 중에 일정한 수의 혈구를 가지고 있는 것입니다.