세포표면항원무리
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1. 개요
세포표면항원무리(CD)는 백혈구 표면 분자의 항원결정기를 분류하기 위해 고안된 명명 체계로, 1982년 파리에서 열린 국제 워크숍에서 처음 제시되었다. 이 체계는 단일클론항체를 이용하여 세포 표면에 있는 분자를 특정하며, CD 번호와 함께 세포 집단의 특성을 나타내는 데 사용된다. CD 체계는 면역표현형에서 세포 표지자로 활용되어 세포를 정의하고, 면역 기능과 세포를 연관 짓는 데 기여한다. CD4, CD8, CD34, CD20 등은 임상적으로 활용되며, CD 분자는 항원 인지, 성장 인자 수용체 작용, 면역 조절 등 다양한 생리학적 기능을 수행한다.
세포표면항원무리(CD) 명명체계는 1982년 파리에서 열린 제1회 사람 백혈구 분화 항원(HLDA) 국제 워크숍에서 제시되어 정립되었다.[36][37][4][5] 이 체계는 전 세계 연구실에서 생성한 단일클론항체를 이용하여 백혈구 표면 분자의 항원결정기(epitope영어)를 분류하기 위해 고안되었다. 이후 다른 유형의 세포에도 적용되어 370개 이상의 세포표면항원무리와 아형이 밝혀졌다.[6]
1975년 쾰러와 밀스타인이 단일클론 항체 제작 방법을 확립하면서 CD 명명 체계의 기반이 마련되었다.[25] 1970년대 말부터 1980년대 초반에 많은 단일클론 항체가 확립되었고, 백혈구 표면에 존재하며 백혈구 기능이나 분화의 마커가 되는 분자가 다수 동정되었다. 그러나 같은 항원에 대해 연구자에 따라 다른 이름이 붙는 등 명명이 혼란스러워짐에 따라, 1982년 파리에서 제1회 사람 백혈구 분화 항원(HLDA) 국제 워크숍이 개최되었다. 이 회의에서 여러 시설에서 단일클론 항체를 평가하고, 항체 인식 항원의 상동성을 클러스터 분석으로 군별하여, 동일 항원에 대한 항체군에 동일한 CD 번호를 할당하였다.[26] 제1회 회의에서는 약 140종류의 항체에서 CD1~CD15의 15종류의 CD가 결정되었다.[23]
CD 체계는 일반적으로 면역표현형에서 세포 표지자로 이용되어 세포의 표면에 있는 분자에 따라 세포를 정의할 수 있게 한다. 세포 표지자는 특정한 면역 기능과 세포를 연관지을 때 사용한다. 단 하나의 세포표면항원무리를 이용하여 세포 집단을 정의하는 것은 드물지만, 여러 표지자를 결합하여 면역계 내에서 매우 구체적으로 세포를 정의할 수 있다.
2. 명명 체계
표면 분자가 두 개의 특정한 단일클론항체와 결합하면 CD 번호가 할당된다. 특성이 잘 밝혀지지 않았거나 하나의 단일클론항체에만 결합하는 분자는 임시로 "w"를 붙여 표기한다(예: CDw186).[6]
세포 집단에서 특정 CD 분자 발현 유무는 '+', '-' 기호로 표시한다(예: CD34+, CD31-).[8] 이는 줄기세포의 전형적인 특징으로, 완전히 분화한 내피세포와는 반대되는 특성이다. 세포 집단은 CD 발현 변산도를 나타내는 hi, mid, low 등으로 정의되기도 한다.[8]
CD 번호는 워크숍에서 결정된 순서대로 부여되었으며, 번호 자체에는 특별한 의미가 없다. 여러 종류의 분자가 존재하는 것이 밝혀지면서 CD1a~CD1d와 같이 가지 번호를 붙이기 시작했다.[28]
3. 역사
이후 HLDA 워크숍은 2~4년에 한 번씩 개최되어, 많은 CD 번호를 결정했다. 초기에는 백혈구 표면 항원 분류를 목적으로 했으나, 이후 적혈구, 혈소판, 혈관 내피세포, 섬유아세포 등 다양한 세포 표면 분자로 범위가 확장되었다. 이에 따라 2004년 HLDA 위원회는 워크숍의 목적을 인간 세포 분화 항원(HCDM) 연구·분류로 변경하고,[27] 2006년부터 워크숍 명칭을 HCDM 워크숍으로 변경했다.워크숍 도시 연도 CD 할당 참고 문헌 I 파리 1982 1-15 [9] II 보스턴 1984 16-26 [10] III 옥스퍼드 1986 27-45 [11] IV 빈 1989 46-78 [12] V 보스턴 1993 79-130 [13] VI 고베 1996 131-166 [14] VII 해로게이트 2000 167-247 [15] VIII 애들레이드 2004 248-339 [16] IX 바르셀로나 2010 340-364 [17] X 울릉공 2014 365-371
3. 1. HLDA 및 HCDM 워크숍
4. 면역표현형
CD 분자는 유세포분석을 포함하여 세포를 분류하는 다양한 기법에서 이용된다.세포 유형 CD 표지자 줄기세포 CD34+, CD31-, CD117 모든 백혈구 무리 CD45+ 과립구 CD45+, CD11b, CD15+, CD24+, CD114+, CD182+[39] 단핵구 CD45+, CD14+, CD114+, CD11a, CD11b, CD91+,[39] CD16+[40] T 림프구 CD45+, CD3+ 보조 T 세포 CD45+, CD3+, CD4+ 조절 T 세포 CD4, CD25, FOXP3(전사 인자) 세포독성 T 세포 CD45+, CD3+, CD8+ B 림프구 CD45+, CD19+ 혹은 CD45+, CD20+, CD24+, CD38, CD22 혈소판 CD45+, CD61+ 자연살해세포 CD16+, CD56+, CD3-, CD31, CD30, CD38
흔히 언급되는 CD 분자는 CD4와 CD8로, 각각 보조 T 세포와 세포독성 T 세포의 표지자이다. 각 T 세포의 세포표면항원무리는 CD3+와 조합으로 정의된다. 다른 백혈구 중에 CD4와 CD8을 발현하는 세포가 있기 때문이다. 예를 들어 대식세포는 CD4를 낮은 수준으로 발현하고, 수지상세포는 CD8을 높은 수준으로 발현한다. 인간 면역결핍 바이러스(HIV)는 보조 T 세포의 표면에 있는 CD4와 케모카인 수용체에 결합하여 세포 내로 들어가고, CD4+ 보조 T 세포를 파괴한다. 따라서 혈액에 있는 CD4 및 CD8 T 세포 비율을 이용하여 HIV 감염 진행 정도를 파악할 수 있다.
4. 1. 주요 CD 표지자와 세포 유형
CD 번호 | 별칭 | 주요 발현 세포 | 기능 |
---|---|---|---|
CD1d | R3 | APC | MHC 클래스 I 유사 분자. 당지질과 인지질을 제시하여 NKT를 활성화한다. |
CD4 | T4 | T | MHC 클래스 II 인식, HIV가 감염될 때의 표적 분자 |
CD8α | T8 | T, 골수계 DC | MHC 클래스 I 인식 |
CD20 | B1 | B, 여포성 DC | 성숙 B세포 마커, 리툭시맙의 표적 분자 |
CD34 | 조혈 줄기 세포 | 조혈 줄기 세포 마커 | |
CD80 | B7.1, CD28L, CTLA-4L | 성숙 DC, MΦ | T 세포 활성화의 공동 자극 분자, DC의 성숙 마커 |
CD86 | B7.2 | 활성화 DC, MΦ | T 세포 활성화의 공동 자극 분자, DC의 성숙 마커 |
CD133 | 조혈 줄기 세포 | 조혈 줄기 세포 마커 | |
CD134 | OX40 | 활성화 T | T 세포의 공동 자극 분자 |
CD152 | CTLA-4 | 조절 T 세포 | 면역 관문 마커 |
4. 2. 임상적 응용
CD4와 CD8은 각각 보조 T 세포와 세포독성 T 세포의 표지자로 활용되며, HIV 감염 진행 정도를 파악하는 데 사용된다. CD34는 조혈모세포의 표지자로, 백혈병 등 혈액 질환 진단 및 치료에 중요한 역할을 한다. CD20은 B 림프구의 표지자로, 류마티스 관절염 등의 자가면역질환 치료제 개발에 활용되었다.5. 생리학적 기능
CD 분자는 백혈구를 정의하는 데 매우 유용할 뿐만 아니라, 대부분 중요한 기능을 담당한다. CD4와 CD8은 항원 인지에 필수적이다. CD135 등 다른 세포표면항원무리는 성장인자에 대한 세포 표면 수용체로 작용한다.
최근, CD47이 대식세포에 대한 항탐식 신호를 가지고 자연 살해 세포(NK 세포)를 억제한다는 사실이 밝혀졌다. 이는 CD47을 면역 거부를 약화시키는 잠재적인 표적으로 적용할 수 있게 하였다.
CD 번호 | 별칭 | 주요 발현 세포 | 기능 |
---|---|---|---|
CD1d | R3 | APC | MHC 클래스 I 유사 분자. 당지질과 인지질을 제시하여 NKT를 활성화한다. |
CD4 | T4 | T | MHC 클래스 II 인식, HIV가 감염될 때의 표적 분자 |
CD8α | T8 | T, 골수계 DC | MHC 클래스 I 인식 |
CD20 | B1 | B, 여포성 DC | 성숙 B세포 마커, 리툭시맙의 표적 분자 |
CD34 | 조혈 줄기 세포 | 조혈 줄기 세포 마커 | |
CD80 | B7.1, CD28L, CTLA-4L | 성숙 DC, MΦ | T 세포 활성화의 공동 자극 분자, DC의 성숙 마커 |
CD86 | B7.2 | 활성화 DC, MΦ | T 세포 활성화의 공동 자극 분자, DC의 성숙 마커 |
CD133 | 조혈 줄기 세포 | 조혈 줄기 세포 마커 | |
CD134 | OX40 | 활성화 T | T 세포의 공동 자극 분자 |
CD152 | CTLA-4 | 조절 T 세포 | 면역 관문 마커 |
최근에는 CD152(CTLA-4)등 특정 CD 분자들을 표적으로 하여 면역 반응을 조절하는 면역항암제가 개발 및 활용되고있다.
참조
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