기억 B세포

3. 2차 면역 반응

1차 면역 반응 과정에서 생성된 기억 B 세포는 항원결정기에 더 좋은 반응성을 가지며, 더 빠르게 증식할 수 있다. 따라서 2차 면역 반응에서는 더 많은 수의 항체가 생성된다.^[3]

각각의 클론은 한 종류의 항원결합부를 가지며 기억 세포는 오랜 기간 동안 살 수 있으므로, 면역 반응에 "기억"을 전해 줄 수 있다.

이 원리를 이용한 것이 백신 접종이다. 1차 면역 반응 동안 생성된 기억 B 세포는 첫 번째 노출 시 관여된 항원에 특이적이며, 2차 반응에서 항원 또는 유사 항원에 특이적인 기억 B 세포가 반응한다.^[3] 기억 B 세포가 특정 항원을 다시 만나면 증식하여 형질 세포로 분화하고, 이어서 항원에 반응하여 제거한다.^[3] 이 시점에서 형질 세포로 분화하지 않은 기억 B 세포는 배 중심에 다시 들어가 클래스 전환 또는 체세포 과돌연변이를 거쳐 친화성 성숙을 더 할 수 있다.^[3] 기억 B 세포가 형질 세포로 분화하는 것은 순수 B 세포의 분화보다 훨씬 빠르며, 이를 통해 기억 B 세포는 보다 효율적인 2차 면역 반응을 생성할 수 있다.^[4] 기억 B 세포 반응의 효율성과 축적은 백신 및 추가접종(부스터 샷)의 기초이다.^[4][3]

4. 기억 B 세포의 활성화 및 분화

기억 B 세포는 1차 면역 반응 과정에서 생성되어 항원에 더 좋은 반응성을 가지며 빠르게 증식할 수 있다. 이는 2차 면역 반응에서 더 많은 항체 생성을 가능하게 한다.^[26] 각 클론은 한 종류의 항원결합부를 가지며, 기억 B 세포는 오랜 기간 생존하여 면역 반응의 "기억"을 유지한다. 이러한 원리가 백신 접종에 이용된다.

기억 B 세포의 활성화 및 분화는 크게 T 세포 의존적 기전과 T 세포 비의존적 기전으로 나눌 수 있다.
T 세포 의존적 기전:순수 B 세포는 2차 림프 기관(예: 비장, 림프절)에서 항원을 제시하는 여포 보조 T 세포(T_FH)에 의해 활성화된다.^[3] B 세포는 항원을 내부화하고 분해하여 주요 조직 적합성 복합체(MHCII) 분자에 제시하며, T_FH 세포는 이를 인지하여 CD40 리간드(CD40L)를 발현하고 사이토카인을 분비하여 B 세포 증식 및 면역글로불린 클래스 스위칭을 유도한다.^[7][8]

활성화된 B 세포는 발현된 전사 인자에 따라 형질 세포, 배 중심 B 세포 또는 기억 B 세포로 분화한다. Bcl-6을 발현한 활성화된 B 세포는 B 세포 여포로 들어가 배 중심 반응을 겪는다.^[7] 배 중심 내에서 B 세포는 증식을 겪은 후, B 세포 수용체(BCR)의 유전자 코딩 영역에서 체성 과돌연변이를 겪고, 친화성 성숙 과정을 통해 항원에 대한 친화성이 높은 B 세포 클론이 선택된다.^[3][9] 친화성이 충분히 높지 않거나 자가 반응성 B 세포는 세포 사멸을 통해 제거된다.^[6]
T 세포 비의존적 기전:모든 B 세포가 체세포 과돌연변이를 겪는 것은 아니다. 클래스 전환 재조합을 거치지 않은 IgM⁺ 기억 B 세포는 배중심과는 독립적으로 기억 B 세포가 생성될 수 있음을 보여준다.

기억 B 세포로의 분화 과정은 아직 완전히 이해되지 않았지만, 전사 인자 NF-κB와 사이토카인 IL-24 등이 관여한다는 가설이 있다.^[11][3]

4. 1. T 세포 의존적 기전

4. 2. T 세포 비의존적 기전

4. 3. 기억 B 세포로의 분화 과정

5. 기억 B 세포의 수명

기억 B 세포는 수십 년 동안 생존할 수 있으며, 이는 동일한 항원에 여러 번 노출되어도 반응할 수 있는 능력을 부여한다.^[3] 이러한 장기 생존은 다른 B 세포 아집단보다 기억 B 세포에서 더 높게 발현되는 특정 항-세포자멸 유전자(세포사멸 억제 유전자)의 결과로 추정된다.^[6] 또한, 기억 B 세포는 장기간 생존하기 위해 항원이나 T 세포와 지속적인 상호 작용을 할 필요가 없다.^[4]

개별 기억 B 세포의 수명은 아직 명확하게 정의되지 않았지만, 장기 면역에서 중요한 역할을 한다는 것은 사실이다. B 세포 수용체(BCR) 형질전환 시스템(분비된 Ig가 없는 H 사슬 형질전환 마우스 모델로, Ag를 포함하는 면역 복합체를 침착시키지 않았음)을 사용한 한 연구에서 기억 B 세포의 수가 면역 후 약 8~20주 동안 일정하게 유지되는 것으로 나타났다. 또한, 세포를 브로모데옥시우리딘으로 생체 내에서 처리하는 실험을 통해 기억 B 세포의 반감기가 8~10주 사이로 추정되었다.^[15] 마우스의 다른 실험에서는 기억 B 세포의 수명이 여포성 순수 B 세포의 수명보다 최소 9배 더 긴 것으로 나타났다.^[16]

6. 기억 B 세포의 마커

기억 B 세포는 일반적으로 세포 표면 마커인 CD27로 구분되지만, 일부 하위 집단은 CD27을 발현하지 않는다. CD27이 없는 기억 B 세포는 대개 소진된 B 세포이거나 HIV, 루푸스, 류마티스 관절염과 같은 특정 자가면역 질환과 관련이 있다.^[46]

B 세포는 일반적으로 클래스 스위칭을 거치기 때문에 다양한 면역글로불린 분자를 발현할 수 있다.

• IgM: IgM을 발현하는 기억 B 세포는 편도, 파이에르판, 림프절에서 집중적으로 발견된다. 이 기억 B 세포 하위 집단은 2차 면역 반응 동안 증식하고 배 중심에 다시 들어갈 가능성이 더 높다.^[46]
• IgG: IgG를 발현하는 기억 B 세포는 일반적으로 형질 세포로 분화한다.^[46]
• IgE: IgE를 발현하는 기억 B 세포는 건강한 개인에게서 매우 드물다. 이는 IgE를 발현하는 B 세포가 기억 B 세포보다는 형질 세포로 더 자주 분화하기 때문에 발생할 수 있다.^[46]
• IgD만: IgD만 발현하는 기억 B 세포는 매우 드물다. IgD만 있는 B 세포는 편도에서 집중적으로 발견된다.^[46]

7. 기억 B 세포의 아집단

기억 B 세포는 여러 하위 집단으로 나뉜다. 여기에는 배 중심 비의존적 기억 B 세포, T 세포 비의존적 기억 B 세포 (B1 세포), T-bet 기억 B 세포 등이 있다.^[4]

7. 1. 배 중심 비의존적 기억 B 세포

7. 2. T 세포 비의존적 기억 B 세포 (B1 세포)

7. 3. T-bet 기억 B 세포

8. 백신과 면역 기억

백신은 면역 기억의 개념에 기반한다. 비병원성 항원을 유기체에 예방적으로 주입하면 신체가 지속적인 면역 기억을 생성할 수 있다. 항원 주입은 항체 반응을 유발하고, 이어서 기억 B 세포가 생성된다. 이러한 기억 B 세포는 항원 감염 시 즉시 재활성화되어 유기체를 질병으로부터 효과적으로 보호할 수 있다.^[22]

장수 형질 세포와 기억 B 세포는 대부분의 백신에서 유도되는 장기적인 체액성 면역을 담당한다. 천연두 백신(DryVax) 접종 후 기억 B 세포의 수명을 관찰하기 위해 실험이 수행되었다. 천연두는 근절되었기 때문에 재자극이 없는 상태에서 천연두에 대한 면역 기억이 기억 B 세포의 수명을 이해하는 유용한 벤치마크가 되기 때문이다. 연구 결과에 따르면 특정 기억 B 세포는 수십 년 동안 유지되어, 강력한 초기 항원 노출 후 B 세포 구획에서 면역 기억이 오래 지속됨을 나타냈다.^[23]

참조

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