면역세포치료를 이해하기 위해서는 아주 크게 나눈다면 T 세포치료제, NK 세포치료제를 들 수 있습니다. 면역학이라는 것이 워낙이 복잡하고 이해했다가도 돌아서면 잃어버리기 일쑤인 개념들이 많아서 기회가 될 때마다 단편적이나마 적어놓으려 합니다.
많은 부분을 유튜브 강의를 참고했고, 추가정보를 더 업데이트하려고 합니다.
일단, T cell receptor, T 세포 수용체에 대해서 간단히 정리해보고자 합니다.
TCR과 BCR의 상동성
T 세포 수용체 (TCR)와 B 세포 수용체(BCR, 면역글로불린, Immunoglobulin, Ig, 또는 항체)를 각각 비교해서 이야기할 때 그 오리진이 비슷하다는 것을 알게 됩니다. 그 상동성이 많다는 것인데요. 둘 다 항원에 결합하는 부위가 비슷한 상동성을 가졌습니다. Ig 항체와 다른 점은 항체는 세포 밖을 돌아다니는 수용성 (soluble) 단백질이고, TCR 은 세포막에 있는 불용성 수용체라는 것입니다. 그림에서와 같이 T cell 막에 꽂혀 있는 TCR 은 탄수화물 부착지점이 4군데 보이지만 (파란색 동그라미 4개), 항체에는 두 군데가 보입니다.
두 수용체에서 유전적으로 상동 관계가 있는 구조를 같은 색으로 표시한 것이 보입니다. 같은 노란색 구조와 같은 초록색 구조가 서로 상동입니다. TCR의 알파 사슬(노란색) 은 BCR, 즉 항체의 경쇄, 베타 사슬(초록색) 은 BCR, 즉 항체의 중쇄와 상동입니다.
다양한 BCR b세포 수용체 메커니즘의 다양성에 관해 이야기할 때 이러한 모든 것들이 여전히 T세포에서 일어나는 일에 적용되지만 T 세포에서 일어나지 않는 유일한 일은 체세포 과돌연변이 (somatic hypermutation)입니다. T세포 수용체에서는 과돌연변이는 없지만 다른 모든 것들은 일어납니다. juctional diversity, somatic recombination, splicing 기전 등등.
여기서 특히 주목할 점은 알파 사슬에 대한 그림을 보십시오. 상당히 많은 J segment 가 있습니다. 61개나 있습니다. 그래서 rearrangement 할 때 선택지가 아주 많습니다. (그리고 베타의 경우 D 세그먼트가 있습니다. 베타는 중쇄와 상동이니까요.) 알파는 경쇄와 상동이어서 V만 있지만 J 영역이 많이 있어서 선택할 수 있는 유전자 부분이 훨씬 더 많습니다. 따라서 일반적으로 B 세포 수용체 구조보다 T세포 구조에 더 많은 변화가 있을 것으로 보입니다.
Immunoglobulin의 중쇄(H), 경쇄(kapha+lammda)와 TCR의 beta, alpha 사슬 비교
Variable segments:
(1) 알파베타 TCR에서는 BCR의 Immunogloblulin (Ig ) 보다 좀 더 다양합니다. TCR의 beta는 52개, Ig의 중쇄는 40개죠. 그러나 알파는 조금 덜 다양합니다.
Diversity segments:
Ig 가 더 다양합니다. Ig 중쇄는 24, TCR beta 사슬은 2개로 보입니다.
TCR의 beta에서는 D segment 가 가끔 3개 프레임에서 읽히지만, Ig에서는 거의 그런 일이 없습니다. 그래서 이와 관련 Joining segment 도 더 많습니다.
Joining Segments:
alpha 사슬에 자그마치 61개나 있습니다.
전체적으로 보았을 때, 다양한 항원을 인식하는 우리 면역체계의 항원 인식 부위의 다양성은 매우 크다는 점입니다. BCR, 즉 immunoglobulin 의 다양성이 ~5x 10 ^13 으로 알려져 있어 그 다양성이 매우 큰 것 같지만 이것은 근사치에 불과하며 실제로는 더 클겁니다. 하지만 TCR 의 경우 면역글로불린보다 변이 측면에서 10만배 정도 훨씬 더 큽니다.
TCR 구조
위 그림은 TCR 구조입니다. 맨 위에 항원 인식 부분이 있어 항원 결합을 합니다. 이 부위는 알파 및 베타 사슬로 이루어집니다. IgA 및 IG D 면역글로불린 처럼 비슷한 기능을 가진 cd3 분자도 있는데, 이 것들은 신호 전달을 합니다. 다른 점 중 하나는 이것이 B세포 수용체 보다 조금 더 복잡하다는 것입니다. B 세포에서는 분자 하나만 있으면 모든 것이 가능하지만 T 세포에서는 CD3 T세포 수용체 복합체가 총체적으로 함께 기능해야 합니다.
항원이 항원결합부위에 결합하면 CD3뿐만 아니라 알파 베타 사슬 밑의 구조까지 변화를 일으킵니다. 그것이 theta 하위 단위로 전달되고, 더 광범위한 많은 신호전달 과정이 일어나 T세포 수용체에서 보내는 신호를 보내는 데 관여하는 분자가 더 많아지고 T세포 수용체에서 핵으로 전달되어 활성화되는 과정 사이에 더 많은 과정이 관여합니다. 더 정확하고 더 미세한 튜닝이 가능하기 때문에 더 정확한 신호를 보낼 수 있습니다. 신호를 더 많이 미세 조정하고 제어할 수 있습니다.
CD3 를 구성하는 분자들은 알파 사슬에 E와 D가, 베타 사슬에 G와 E가 붙습니다. 이 모든 서브유니트를 통털어 CD 3 T cell complex 라고 합니다.
TCR 감마 델타 사슬
감마 및 델타 사슬로 알려진 또 다른 유형의 T 세포 수용체가 있고, 아직 그 기능이 온전히 밝혀지지 않았습니다. 이들은
알파와 베타보다 조금 더 conserved 되어 있습니다. 이들은 조직 공간(주로 피부)에서 실제로 널리 퍼져 있지만 실제로 혈류를 순환 하고 림프관을 순환하는 하는 것은 다소간 알파와 베타와 비슷한 것 같아도 매우 다른 기능을 가지고 있으며 더 conserved 되어 있기 때문에 변동성이 훨씬 적습니다. 구조 측면에서 변동성이 적다고 추측합니다.
요약
TCR 구조와 기능은 베타 사슬과 알파 사슬로 만들어지는 두 가지로 요약됩니다. 이 녀석들은 B 세포 수용체의 수용체와 상동성을 가지고 있습니다. 따라서 베타 사슬은 중쇄과 상동성이 있다고 생각하면 됩니다. 알파 사슬의 경우 이것은 경쇄와 상동 입니다.
베타 사슬과 알파사슬 모두 두 부분 C 말단과 N 말단이 있습니다.
C 카르복시 말단:
conserved 되어 있습니다. 이것이 제가 기억하는 방식입니다. 베타사슬의 C 말단에는 단 두 개의 C 유전자가 있습니다. 알파사슬에는 1개의 유전자만 있습니다.
중쇄에는 V 세그먼트, J 세그먼트 및 D 세그먼트가 모두 역할을 합니다(베타 사슬).
다양한 구조의 재조합 과정 각각에 대한 게놈의 전체 크기 이들 각각에 대한 유전자 구조의 전체 크기는 B 세포의 전체 크기보다 크므로 선택할 유전자의 양이 더 많다면 더 많은 양의 변형을 갖게 될 것입니다.
N 말단:
가변영역을 구성합니다.
가변영역은 항원결합 부위를 가지고 있고 각각에 대해 동일한 3개의 HyperVariable Loops가 있으며 이는 베타 체인뿐만 아니라 알파 체인에도 적용됩니다.
알파 사슬에도 마찬가지 N 말단이 동일하게 있습니다. 여기에도 각각 고유한 가변 도메인이 있고 3개의 하이퍼 변수 루프가 필요합니다.
베타와 알파 사슬이 모두 결합하여 T 세포 수용체를 구성하지만 이 물질이 cd3 분자와 상호 작용할 때 TCR complex 라고 부르게 됩니다. 이것이 TCR cd3 복합체입니다.
세 가지 모두가 함께 모여 있는 것을 보여주는 작은 다이어그램입니다. 이것은
cd3 분자는 엡실론, 감마 델타와 또 다른 엡실론으로 구성됩니다.
다른 하나도 이것에 중요한 역할을 하며 델타 사슬입니다.
그래서 이 두 가지가 모두 작용하게 되고 둘 다 신호 전달과 전달에 역할을 합니다.
참고할 곳
https://tbb.bio.uu.nl/immbio/sheets/ch52012HandsOut.pdf
https://www2.nau.edu/~fpm/immunology/documents/Chapter09.pdf
'B. 기술 투자를 위한 요즘 바이오 공부' 카테고리의 다른 글
| JPM 기간 중 4개 인수 소식 중 하나. GSK의 Aiolos bio 인수 (항 TSLA 항체 보유사) (0) | 2024.01.11 |
|---|---|
| 정맥주사로 투입하는 지질 유화제 (Lipid emulsion) 영양 수액 (1) | 2023.12.12 |
| 허기의 과학 (Starvation Metabolism) (2) | 2023.12.07 |
| 지방산이란? (0) | 2023.12.04 |
| MCT오일 속 중쇄지방산( Medium-Chain Fatty Acids, MCFAs) (1) | 2023.12.04 |
