41장 면역계.

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1 41장 면역계

2 면역계; 침입자들과 그들이 생산한 해로운 물질로부터 몸을 보호하도록 기능하는 기관의 조직과 세포들로 구성

3 1차 방어선 표피는 1차 방어선의 역할 사람의 몸은 피부와 점막으로 덮혀 있어 효과적으로 외부의 침입자를 차단
케라틴으로 되어 있어 박테리아와 같은 침입자에 대해 저항성이 있음 땀샘이나 지방샘에서 분비되는 지방산은 일부 박테리아에 대한 독성을 가짐

4 척추동물의 몸은 소화기관, 호흡기관, 생식기관 등이 관속의 관 구조로 되어있어 몸과 격리됨
호흡기관은 점액을 분비하여 많은 미생물을 붙잡고 섬모운동을 통해 쓸어내는 작업 위로 들어간 대부분의 생물은 강산인 염산으로 인해 죽게 됨 눈물 등의 분비액은 항박테리아 효소인 리소자임을 분비; 세포벽의 화학결합을 끊고 분해 요관은 소변으로 쓸어내는 작용을 통해 박테리아로부터 보호

5 큰창자에 사는 대장균 같은 세균은 가능한 모든 양분을 먹어 침입자들을 굶어 죽게 함
질에 사는 무해한 박테리아는 젖산을 분비하여 다른 생명체들을 죽임 장기간 항생제를 복용하면 이로운 미생물까지 죽일 수 있음

6 2차 방어- 비특이적 방어와 특이적 방어 침입자는 피부 침투에 대한 효과적인 극복을 통해 점차 체내 침입이 용이
1차 방어선에 대한 결함으로 2차 방어선을 구축 2차 방어에는 비특이적 방어와 특이적 방어 비특이적 방어는 직접적이고 즉각적이며 화학물질과 특정한 백혈구를 사용 특이적 반응은 좀 더 복잡하고 방어물질들이 준비되는데 일정한 시간이 소요됨 두 방어는 모두 화학적 양상과 세포적 양상을 가짐

7 비특이적 화학 방어 침입을 당한 세포가 침입자를 죽이거나 침입 속도를 저지하는 화학물질을 분비
화학적 방어에 사용되는 4가지 주요 물질 히스타민 (Histamine) 피부에 염증이 생기고 감염이 되면 빨갛게 부풀어 오르는 현상을 일으키는 물질 외부 침입시, 혈액량 늘리고 모세혈관의 투과성을 높여 여러 방어물질들이 빨리 도달하게 함 항히스타민제는 이러한 반응을 감소시킴

8 키닌 (Kinin) 히스타민과 같이 혈액순환을 활발하게 하고 모세혈관의 투과성을 촉진시킴 식세포인 백혈구를 유인 신경말단에 작용하여 통증을 유발하여 상처가 완치될 때까지 똑같은 상처를 내지 못하게 함

9 보체 (Complement) 면역계의 여러 물질들과 직접 혹은 간접적인 보완 작용을 하는 약 20가지의 혈장단백질 이 단백질들은 연쇄적으로 작용하면서 효과를 증폭시킴 보체는 세균의 표면을 둘러싼 후 식세포 막에 있는 C3b 수용체라는 특정한 인식부위와 결합 식세포로 하여금 세균을 분해하게 함  옵소닌작용 (opsonization) 이러한 인식부위는 면역계의 다른 작용에도 중요한 역할 보체는 세균의 지질막을 뚫어서 물이 흘러들어가 세포가 터지도록 직접 침입자를 죽임

10 인터페론 (Interferon) 바이러스의 침입을 받은 세포에서 분비되어 생체 내의 세포들을 자극하여 침입에 대해 저항 바이러스의 침입을 받지 않은 세포들의 표면에 붙어 그들을 보호 바이러스의 외피단백질 합성을 차단시키고 염증반응과 면역반응을 촉진시킴 현재 재조합 기술을 이용하여 인공적으로 대량 생산 단백질합성과 생장을 억제하는 측면에서 암치료에 적용되었으나 희귀한 백혈병을 제외하고 아직 성공하지 못함

11 비특이적 세포 방어 백혈구가 침입자를 공격하는 것 백혈구는 적혈구와 더불어 적색골수에서 생산
5가지 종류의 백혈구가 면역반응에 관여 산성백혈구, 중성백혈구, 단핵구; 식세포로 침입자를 삼킨 후 분해 염기성백혈구; 염증반응에 중요 림프구; 비특이적 방어와 세포적 방어에 사용

12 식세포 (Phagocyte) 산성백혈구, 중성백혈구, 단핵구 간, 신장, 폐, 모세혈관, 지라, 림프절 등에 있고 뇌 및 혈액에도 존재 상처입은 세포들이 분비하는 키닌 및 보체 등의 화학물질에 의해 감염된 장소로 식세포 유도 때때로 침입 박테리아들이 직접 유도물질을 분비 빠른 시간 내에 많은 식세포들이 상처 부위로 모여들어 박테리아와 망가진 세포 조각들을 삼킴 삼켜진 물질들은 액포 속에 들어가고 액포 내 리소좀과 결합하여 침입자들을 분해 많은 식세포들은 그러한 과정에서 죽고 잔해는 고름 (pus)가 됨

13 산성백혈구는 약한 식세포작용을 하며 화학적 방어물질이 침입자를 싸고 있는 장소로 모임
기생충을 공격하여 죽임, 특히 약하고 연한 몸을 가지고 있는 유충의 체벽을 공격 중성백혈구는 골수에서 하루에 1000억 개 정도 생성되는 식세포 침입 부위에 맨먼저 도착하여 적극적이고 강력하게 싸우는 백혈구 단 며칠 밖에 살지 못하고 침입자와의 싸움에서 대다수가 죽는 소모성 백혈구 단핵구는 중성백혈구에 뒤이어 도착해 침입자와 싸우는 백혈구 상처부위에 도착하면 커다란 대식세포 (macrophage)로 자람 침입세포와 세포 조각을 제거하는 일, 특성 방어, 일차 면역반응에 중요

14 자연킬러세포 (Natural killer cell)
NK세포는 림프구군에서 유래된 세포로 림프구가 특성 방어를 할 수 있는 기능을 가짐 이들은 비특이성 방어만 수행 몸 내부를 돌며 모든 종류의 세포와 접촉 암세포나 바이러스를 보유하고 있는 세포들을 만나면 즉시 공격하여 죽임 병든 세포 또한 공격하는데 이들의 작용에 문제가 생기면 암의 발달과 확산을 야기 함

15 특성 세포적, 화학적 방어 특성 방어란 면역반응 (immune response)
특정 침입자에 대한 특정한 방어 능력이 갖추어지기 때문에 반응이 일어나는 시간이 오래 걸림 5세기경 그리스인들은 역병에 회복된 사람은 다시 그 병에 걸리지 않음을 관찰 수두나 이하선염을 앓은 사람은 다시 똑같은 병에 걸리지 않음 몸은 그 침입자에 대해 알게 되고 그 특정 침입자에 대한 방어 기작을 만들어 내기 때문

16 림프조직과 림프구 림프구는 초기 태아기 때 적색골수에서 생성되는 백혈구 림프구가 모여있는 부위는 림프조직
림프조직은 1차 림프조직과 2차 림프조직으로 나뉨 1차 림프조직은 흉선과 적색골수에 존재 2차 림프조직은 지라, 림프절, 편도선 림프구는 1차 림프조직에서 발생하고 성숙 성숙한 림프구는 2차 림프조직에서 작용을 시작

17 B림프구와 T림프구 면역반응에 관여하는 림프구는 B세포와 T세포

18 체액성 반응과 세포성 반응 B세포는 항체를 분비하는 체액성 반응, 일부는 기억세포 (memory cell)로 활동
기억세포는 면역성을 오래 지속시키는 역할을 함, 다시 감염되었을 때 즉시 반응이 가능 특성 화학적 방어인 항체 분비 현상이 체액성 반응 T세포는 바이러스나 발암성 물질 등에게 침범된 세포들에 직접 작용하는 세포성 반응 일부 T세포는 B세포를 활성화시킴 일부 T세포는 면역작용을 억제 B세포와 같이 기억세포 역할 수행

19 항체와 체액성 반응 항체 (antibody) 혹은 면역글로불린 (immunoglobulin)은 B세포에서 생산되는 특수한 단백질 외부에서 들어온 항원 (antigen)이라는 이물질에 대한 반응으로 생성 항원 혹은 면역원 (immunogen)은 단백질, 핵산, 탄수화물 등이며 분자량은 5000 이상인 것 유리된 분자나 바이러스나 박테리아 같은 생명체의 표면에 붙어 있는 분자 항원결정소 (antigenic determinant); 항원에서 항체에 결합하여 반응을 자극하는 특수한 부위 항원에는 여러 개의 항원결정소가 있을 수 있으나 각 항원결정소는 각기 다른 항체 형성 유도

20 항체의 구조 항체는 4개의 폴리펩티드도 됨 2개의 길다란 H사슬 (heavy chain)과 2개의 짧은 L사슬 (light chain) 이황결합으로 서로 연결되어 Y자 모양을 함 변이부; 각 사슬 말단에 위치, 항원을 찾아 결합하는 부위로 그 아미노산 서열은 항체마다 다름 불변부; 변이부 밑에 같은 부류에 속하는 항체들 끼리의 서열이 똑같은 부위

21 포유류의 항체는 불변부의 특성에 따라 IgG, IgA, IgM, IgD, IgE의 5가지로 나뉨
각 부류는 면역반응에서 서로 다른 기능을 함 IgG는 외부 침입세포를 용해시키는 것을 도와 줌 IgA는 침입세포가 생체 내의 세포와 결합하지 않도록 막는 일 어떤 부류의 항체는 B세포에 결합된 형태와 자유로이 떠다니는 형태를 모두 포함 IgM 항체는 커다란 5개의 Y복합체로서 혈류 속에 떠다님 결합된 형태는 1개의 Y로서 IgD 항체와 마찬가지로 B세포의 원형질막에 존재 결합된 항체는 B세포가 항원을 인식하는데 중요한 역할

22 항체와 항원의 상호작용 (1) 항체 한 분자가 여러 개의 항원들과 결합하고 다발을 형성, 식세포에 쉽게 노출되도록 함
(2) 보체계를 자극시켜 침입세포에 구멍을 뚫고 삼투압에 의해 물이 들어가 침입세포가 터트림 (3) 옵소닌작용 항원 표면에는 항원의 성질을 나타내는 부위가 많이 존재 각 부위들은 수많은 항원결정소를 갖고 있기 때문에 수많은 항체가 한 항원에 결합하여 둘러쌈 항체의 변이부가 침입세포 표면과 결합하고 항체의 줄기를 이루는 불변부는 바깥쪽을 향함 항체의 불변부 줄기인 Fc부위는 식세포의 Fc수용체와 결합 식세포로 하여금 침입세포를 삼켜 분해하게 함

23 체액성 반응에서 B세포는 두 가지 요소에 의존 (1) 항원 인지 능력 (2) T세포와의 협력 B세포는 T세포의 도움없이는 기능을 발휘할 수 없음 T세포는 B세포의 면역활동을 도와주는 것 이외에 세포성 반응에도 관여

24 림프구와 세포의 인식 식세포는 림프구와 달리 외부 침입자의 종류와 상관없이 비특이적으로 작용하는 방어체
림프구는 항원-항체의 반응에 의해 특이적으로 작용하는 방어체 발생 과정에서 각 림프구는 한 종류의 항원만을 인식하도록 프로그램됨 림프구 전체로 보면 수백 만 종류의 항원에 대항할 수 있음 B세포가 수많은 항원을 인식할 수 있는 능력은?

25 MHC와 자체인식 일란성 쌍둥이가 아닌 이상 우리는 화학적으로 각기 독특한 존재
각자마다 세포 표면에 조금씩 다른 단백질들을 지니고 있음 기관이식 수술 시, 거부반응은 면역계가 이식된 세포를 외부세포로 간주하기 때문 세포 표면의 이러한 차이는 유전적으로 개체에는 각각 개인적인 특징을 이루는 단백질이 존재 사람의 경우 6번 염색체에 존재하는 수백 개의 유전자들이 이러한 단백질을 생성 이 유전자들을 주조직 적합성 복합체 (major hitocompatibility complex, MHC)라 함

26 사람의 MHC는 I종, II종, III종으로 나뉨
I종과 II종은 MHC단백질 (MHC protein)이라는 세포 표면 단백질을 만듦 두 단백질 종은 구조가 서로 다르며 복잡한 림프구 상호작용에서 각기 특정한 역할을 수행 태아 발생시 각 세포들은 I종 또는 II종의 MHC 단백질로 표지되기 때문에 이들 MHC 단백질에 의해 T세포는 모든 세포가 자기 자신의 것인지 아닌지를 인식 T세포의 막에는 I종 또는 II종의 단백질을 인식할 수 있는 T세포 수용체를 가짐 T세포가 자신의 세포를 공격하지 않는 것은 세포표면에 두 개의 결합부위가 있기 때문 T세포에는 MHC단백질을 인식하는 부위와 항원을 인식하는 수용체가 같이 존재 자기 자신의 세포라는 것과 항원을 동시에 인식하는 경우에만 공격함

27 이중 수용체와 MHC 제한 T세포가 흉선에서 성숙될 때 T세포는 그 표면에 조금씩 다른 수용체를 지님
I종 MHC와 결합할 것인지 II종 MHC와 결합할 것인지 결정 (MHC 제한) I종 MHC와 결합하는 수용체를 갖고 있는 T세포는 세포독성 T세포 II종 MHC와 결합하는 T세포는 보조 T세포 생체 내에 있는 거의 모든 세포는 I종 MHC단백질을 만듦 대식세포, B세포, 일부 T세포 만이 II종 MHC단백질을 만듦

28 T세포가 자기 자신과 외부 침입자를 어떻게 구별할 것인가?
이 수용체는 I종 MHC나 II종 MHC를 인식 세포가 성숙함에 따라 베타 폴리펩티드는 자신의 MHC 단백질을 인식 감마 폴리펩티드는 새로 만들어진 알파 폴리펩티드로 대치 알파 폴리펩티드는 특정 항원을 인식하는 수용체가 됨 처녀 T세포; 이중 수용체의 발달을 완성한 T림프구 I종이나 II종 MHC단백질을 인식하는 베타 폴리펩티드와 항원 인식하는 알파 폴리펩티드 가짐

29 B세포 수용체 B세포 표면에 항원과 작용하는 수용체를 가짐 이들은 IgM과 IgD에서 유래하는 항체
T세포의 알파 단위처럼 B세포 표면에 있는 항체의 변이부도 다양하게 유전적으로 결정 항원에 의해 활성화될 수 있는 성숙한 B세포를 처녀 B세포라 함 항원에 대항하여 항체를 생산

30 클론선택과 1차 면역반응 외부 침입자가 들어오면 그 특정 항원에 대한 B세포와 T세포를 많이 만들어내는 1차 면역반응
클론선택; 많은 림프구 중에서 필요한 림프구들만을 선택하여 빠른 속도로 발달시키는 과정 2가지 방식으로 클론선택이 나타남 (1) 항원에 의하여 B세포가 직접 활성화되는 것 (2) 면역반응에 관련된 세포들 사이의 정교한 상호조절 작용에 의한 것 (2)는 감염 초기에 단핵구로부터 생성되는 1차 방어자인 대식세포의 활성화로 시작

31 경보 발령-항원제공 대식세포 대식세포가 하는 역할은 침입 생물, 세포 부스러기, 일부 유리된 항원들을 삼킴
리소좀 내 효소를 통해 파괴하는 동시에 항원에 대한 정보를 수집 처녀 림프구 중에서 그 정보에 적절한 세포를 찾아 자극하는 것 대식세포는 처녀 T세포에게 항원을 넘겨주는 일을 함 항원을 자신의 표면에 있는 MHC I종이나 II종 단백질에 붙인 후 여러 종류의 T세포들과 접촉 항원을 인식할 수 있는 수용체를 가진 T세포를 만나면 1차 면역반응을 시작 항원제공 대식세포; T세포에 정보를 전달하는 대식세포 T세포는 유리된 항원을 인식하지 못하기 때문에 1차 면역반응에서 대식세포 역할 중요 항원의 정보를 받은 T세포는 클론이 됨

32 경보의 분산-자극된 T세포 대식세포에 붙은 항원과 맞는 T세포를 만나면 T세포와 항원을 가진 대식세포는 단단히 결합함
대식세포는 T세포들이 계속 분열할 수 있도록 촉진하는 인터루킨I (interleukin I)을 분비 세포독성 T세포, 보조 T세포, 기억 T세포들은 각각 지속적으로 세포분열 침입자를 물리치는 일에 대한 중요한 2가지 (1) 정확한 클론선택 과정 (2) 엄청난 숫자의 림프구 생성 거대한 숫자는 증폭 작용에 의해 이루어지며 숫자가 증가함에 따라 세포분열이 더욱 자극됨

33 세포독성 T세포가 감염된 세포를 죽임 세포독성 T세포는 세포적 반응을 하도록 특수화됨
세포표면에 있는 이중 수용체를 사용해 정상적인 세포들을 공격하기 시작 항원이 없으면 그냥 지나치지만 세포 표면에 바이러스가 있다면 MHC단백질과 항원이 모두 들어맞아 바이러스가 증식하기 전에 병든 세포를 재빨리 용해시켜 죽임 세포독성 T세포는 원형질막에 구멍을 내어 물이 들어가 세포가 터지도록 함 NK세포도 암세포를 공격할 때 이런 방법을 사용 세포독성 T세포는 식세포로 하여금 그 부분을 청소하게 하고 다른 곳으로 순찰 세포독성 T세포는 암세포도 공격하여 죽임 전이; 일부 암세포는 그런 림프구로부터 도망쳐 제2의 종양을 만들기도 함

34 보조 T세포가 B세포를 활성화시킴 보조 T세포는 T세포 클론을 자극시킬 뿐아니라 일부 B세포도 선택하여 활성화시킴
항체는 유리 항원, 바이러스 외막에 있는 항원, 세균이나 균류 같은 세포의 표면에 있는 항원 등 항원의 종류에 제한을 받지 않음 B세포의 역할은 T세포에 비해 넓음 B세포의 작용이 시작되려면 먼저 처녀 B세포가 활성화되어 커다란 클론이 형성되어야 함 B세포의 활성은 T세포와 다름 처녀 B세포의 표면에 있는 항체가 그에 맞는 항원을 만나 대식세포와 유사한 방법으로 수용체를 형성 활성화된 B세포는 같은 항원에 의해 활성화된 T세포 표면 수용체와 결합 보조 T세포가 인터루킨I을 분비하여 B세포의 분열을 촉진 T세포의 클론 형성처럼 B세포 숫자도 스스로 계속 증폭

35 B세포의 공격 전략 B세포의 클론이 커지면서 형질세포와 기억 B세포가 나타남
수명이 짧은 형질세포는 살아있는 동안 엄청난 양의 항체를 생산하고 분비 각 세포는 1초에 약 2000개의 항체를 만들어 냄 B세포의 클론은 항원에 대한 특이성을 갖는 항체만을 분비 각 항원이 여러 개의 항원결정소를 갖고 있기 때문에 여러 개의 B세포가 활성화됨 중요한 표면 항체는 IgM과 IgD이지만 형질세포는 둘 외에도 IgG, IgA, IgE 등의 항체도 만듦 여러 종류의 항체를 생성함으로써 한 항원에 대한 공격이 더욱 다양해질 수 있음 항체에 의해 둘러싸인 항원은 식세포에 의해 삼켜져 파괴됨 항원과 항체의 반응은 보체를 자극하여 효율적인 옵소닌작용 과정도 가능하게 함

36 항원의 B세포 활성화 처녀 B세포는 보조 T세포의 도움 없이도 활성화될 수 있음
지다당류 (lipopolysaccharides), 단백질인 플라젤린, 덱스트란, 일부 D-아미노산 사슬 등은 박테리아와 결합되어 있는 항원 일단 활성화되면 선택된 B세포들은 항체를 분비하는 형질세포클론을 형성

37 억제 T세포 위험이 지난 후의 면역반응의 정지 억제 T세포가 면역작용이 더 이상 진행되지 않도록 조절
처녀 B세포나 처녀 T세포의 활성화를 억제하는 것으로 생각됨 활성화된 T세포나 B세포는 수명이 제한되어 있어 처녀 세포들의 활성화를 막으면 활동적인 림프구의 수가 제한되고 결국 면역반응이 쇠퇴함 억제 T세포는 항원의 양이 줄어드는 것으로 행동을 개시

38 1차 면역반응의 요약 우리의 몸은 매우 다양한 처녀 B세포와 T세포를 가지고 있어서 어떤 종류의 항원이든지 식별하고 대항할 수 있음 대식세포는 그들의 I종 혹은 II종 MHC 표면단백질을 통해 항원과 결합하여 항원을 제공하는 세포로서의 역할을 수행 세포독성 T세포와 보조 T세포와 결합하고 클론 형성을 자극하는 인터루킨I을 분비 세포독성 T세포는 침입을 받은 체내 세포를 공격하여 죽임으로써 세포성 반응을 수행

39 B세포는 자신과 맞는 항원을 찾아내어 II종 MHC 단백질을 가지고 수용체를 형성
단백질은 보조 T세포 위에 있는 수용체와 들어맞음 이때, 인터루킨I이 분비되고 항체를 분비하는 B세포 클론이 자라면서 체액성 반응을 수행 항체가 항원을 둘러싸면 보체를 활성화시키고 그들은 옵소닌작용을 도움 억제 T세포는 1차 면역반응을 중지시킴

40 처녀 기억세포와 2차 면역반응 처음으로 침입자에 공격당했을 때는 이에 대한 반응이 상당히 천천히 진행됨
대항하는 대식세포와 림프구가 활성화되기까지 상당한 시간이 걸리기 때문 침입자를 제거하기까지는 많은 시간이 걸리고 몸도 많이 약해짐 대신 기억 B세포와 T세포에 2차 면역반응이라는 능력이 주어짐 기억세포는 이전에 우리 몸에 들어왔던 특정한 항원을 인식하는 능력이 있음 활성화된 B세포와 T세포의 수명이 짧은 반면 기억세포의 수명은 수십 년 우리 몸은 전에 경험한 침입자가 들어오면 처음보다 훨씬 빨리 대응할 수 있음 선택된 기억 B세포와 T세포가 몇 차례 세포분열후 생성된 활성화된 림프구들이 침입자를 제거

41 능동면역과 수동면역 백신작용 (vaccination)은 2차 면역반응을 인위적으로 빨리 일으키는 것
인위적인 능동면역에 의해 1차 면역반응의 대부분이 생략됨 백신은 약화되거나 죽은 병원소 인체에 해가 없으나 항원성을 가지고 있기 때문에 우리 몸이 1차 면역반응을 일으킴 짧은 반응기 동안 기억세포가 만들어져 같은 항원이 침입해 올 때 2차 면역반응에 의해 쉽게 물리칠 수 있게 함

42 이미 병원균이 몸 안에 침입해 들어와 있거나 백신이 없을 때는 침입한 병원균에 대한 항체가 들어 있는 항혈청을 주사
그러한 항체는 동일한 병원균에 노출되었던 동물에게서 얻으며 주입된 항체는 침입자의 항원과 대응해 싸움 이때는 면역계가 활성화되지 않으므로 수동면역이라 함 광견병 바이러스에 대한 치료도 이러한 수동면역에 의존 항체는 수명이 짧기 때문에 면역반응도 순간적이고 오래 지속되지 못함

43 림프구의 다양성 모든 척추동물들은 어떠한 항원에 대해서도 항체를 만들 수 있음
악어의 헤모글로빈을 토끼에 주사하면 토끼는 악어 헤모글로빈에 대한 항체를 수백 종류 만듦 사람의 몸에는 수백만 또는 수억 개의 항원에 대한 항체를 만들 만큼 많은 유전자는 없음 무수한 종류의 항체를 만들기 위해서 어떤 유전자들은 유전자 재배열이라는 방법을 이용 유전자 재배열이란 DNA 단편들이 서로 잘라지고 재조합되어 엄청난 종류 (약 180억 개)의 항체를 만드는 과정

44 B세포가 성숙하는 동안 DNA는 새로운 변이부 유전자를 만들기 위해 영구적으로 재배열
항체의 다양성은 항체 단백질이 만들어진 후에 단백질 내에서도 일어남 T세포의 다양성도 항체의 다양성과 비슷한 방법으로 생겨날 것이라 추측

45 단일클론 항체 항체를 만드는 전통적인 방법은 알려진 항원을 아주 소량 실험 동물에게 주입
시간이 경과한 후 혈액을 채취해 항체를 분리해 내는 것 도입된 항원은 여러 항원결정소를 가지고 있기 때문에 한 항원은 여러 종류의 B세포 계열을 활성화시킬 수 있고 항체는 수백 개가 될 수 있음 순수한 항체를 분리하여 원하는 방향으로 사용할 필요성

46 단일클론 항체를 만드는 방법 (1) 특정 항원을 생쥐에 주사한 후 항체를 생성하기 시작할 때 생쥐의 지라를 잘라냄 (2) 잘라낸 지라에는 원하는 항체를 생산하는 B세포를 포함한 B세포를 얻을 수 있음 (3) 항체를 뽑기 위해서는 많은 B세포들이 필요하나 B세포는 조직배양이 어려움 (4) 종양을 가진 생쥐에서 뽑아낸 골수종 세포와 융합시켜 하이브리도마 (hybridoma)를 만듦 (5) 수많은 하이브리도마가 만들어 짐 (6) 만들어낸 항체의 종류에 따라 분리하고 원하는 세포만을 배양해서 단일클론 항체를 만듦 단일클론 항체는 매우 유용하게 사용됨 방사성 물질이나 형광물질을 붙여 항원의 위치를 찾는데 사용 융막호르몬의 존재를 가려내 임신 여부를 검사하는데 사용 바이러스나 박테리아에 의한 질병의 진단에도 사용 약을 체내의 적정 장소에 도달하도록 하는데도 사용

47 면역계가 잘못되는 경우 항체의 다양성, 놀랄 만한 특이성과 정확성이 있으나 완전하지는 않음
면역성이 없는 아이는 무균 상태의 플라스틱 기구 속에서 면역계가 제 기능을 할 때까지 키움 면역계가 자기 자신을 공격하거나 면역 기능이 저하되는 문제

48 자가면역-자신을 공격함 자신의 단백질이나 조직을 이물질이라 생각하고 공격할 수 있음
이러한 반응을 자가면역 혹은 자가면역병이라 함 그러한 질병에는 관절염, 신장염, 류머티즘열, 전신성 홍반성루프스, 여러 가지 호르몬 이상, 당뇨병의 일부 형태, 정신분열증 등 자가면역이 일어나는 이유 중에 하나는 감염 때문

49 자신의 단백질과 유사한 항원에 대해 항체를 만들어 공격할 때, 항체들이 자신의 조직과도 교차반응을 하게 되어 심각한 자가면역 반응이 일어남
예) 패혈성인두염을 일으키는 박테리아는 연쇄상구균 목구멍이 감염되면 항체가 만들어짐 항체는 목 이외의 조직도 공격할 수 있어 주로 신장이나 심장의 판막이 그 공격 대상이 되어 때로는 치사에 이르기도 함

50 후천성면역결핍증 (AIDS) 1981년 심각성에 자각
주로 미국의 해안가에 있는 도시에 살며 혈관을 약화시키고 피부에 자주색 반점이 나타나는 희귀한 암인 카포지육종이나 뉴모시스티스폐렴을 앓음 입에 특이한 균류 감염을 들 수 있는데 이것은 혀에 긁어낼 수 없는 흐릿한 막이 생기는 현상 1982년 후천성면역결핍증 (acquired immune deficiency syndrome, AIDS)이라 명명 모든 경우가 동성연애를 하는 젊은 청년이라고 밝혀졌음 이후에 정상적인 성생활을 하는 사람들, 정맥주사를 맞는 약물중독자들, 수혈을 받은 사람들과 그들의 성교 상대, 감염된 부모에게서 태어난 어린이들에게서 발견

51 1984년 에이즈의 원인인 레트로바이러스가 발견 사람면역결핍바이러스 (human immunodeficiency virus, HIV) HIV는 여러 세포에 침입할 수 있지만 특히 보조 T세포를 공격 감염이 진행됨에 따라 림프구 수가 감소하고 B세포의 활동 저하 항체의 활동 없으면 몸은 다른 모든 감염에 대해 무기력하게 됨 에이즈에 걸린 사람은 대개 3년 내에 죽게됨 에이즈바이러스는 표적세포에 붙어 원형질막을 뚫고 세포 안으로 들어감 보호막을 벗고 한 가닥의 RNA를 두 개 복사해서 역전사효소와 함께 방출 이 효소는 RNA를 두 가닥으로 된 DNA로 전환시켜 숙주의 염색체 안으로 삽입 바이러스의 게놈은 숙주의 염색체와 함께 복제되면서 몇 년 동안이나 불활성 상태로 있음 활동적이 되어 바이러스 단백질을 전사하고 유전자를 복제, 새로운 많은 바이러스를 조립 세포가 터지면서 감염성 요소는 또 다른 세포를 감염시키고 때로는 새로운 숙주로 전해짐

52 에이즈바이러스는 외막에 있는 당단백질을 보조 T세포의 원형질막에 있는 CD4라는 세포 표면 단백질에 결합시킴
CD4는 T세포, 대식세포, 일부 B세포, 십이지장, 결장, 일부 피부세포, 뇌의 대식세포와 신경교세포에도 존재 HIV의 침입을 받은 세포들은 모두 CD4 단백질을 갖는다는 공통점 CD4에 결합하는 단일클론 항체를 환자에 주입하려는 시도 많은 양의 CD4를 주입해 바이러스에 결합시켜 바이러스가 목표 세포에 붙지 못하게 하는 시도 아직 성공을 거두지 못하고 있음 HIV는 돌연변이를 자주 일으켜 의학적 연구에 많은 어려움을 주고 있음

53 유일한 에이즈 치료법은 항바이러스제인 AZT (azidothymidine)
AZT는 RNA를 DNA로 전환시키는 역전사효소의 작용을 방해하는데 AZT가 DNA 사슬에 삽입 역전사는 정지되고 바이러스의 생활사는 중단이 됨 AZT의 효과는 일시적일 뿐만 아니라 부작용도 가짐 세계보건기구는 현재 약 500만 명이 에이즈바이러스에 감염되었다고 추정

54 에이즈의 진행 에이즈균이 활동을 시작한 경우는 보균자 100명당 한 명 정도
이러한 환자들은 카포지육종, 뉴모시스티스폐렴이나 그 외의 희귀한 질병들로 인해 입원 다른 환자들에서는 체중감소, 림프절이 부푸는 현상, 만성적인 감기나 다른 바이러스 감염들, 피로, 설사 등의 초기 증상 에이즈는 10년 또는 그 이상의 잠복기를 거쳐 발병 첫 1년 동안은 바이러스가 갑자기 빠른 속도로 증식하지만 면역계가 적절히 반응함으로써 바이러스의 수가 줄어듦 그 후 5년간 면역계는 성공적으로 감염을 통제 9~10년째에 갑자기 효율성이 떨어지기 시작 이 시기는 면역반응을 활성화시키고 조정하는 보조 T세포가 갑자기 소멸되는 시기와 일치 보조 T세포의 감소는 에이즈바이러스 수의 증가 이때부터 환자는 죽음에 이르는 2차 감염에 시달림

55 에이즈의 전파 94%의 HIV는 정맥과 혈액을 통해 전달
정맥주사를 맞는 약물중독자들의 경우에는 오염된 주사바늘을 통해 전파 수혈도 감염의 원인이 됨 HIV가 태반을 통과했거나 모유로부터 전염될 가능성이 있어 신생아와 어린이가 감염됨

56 다른 동물에 있어서의 면역성 비특이적이고 아메바성 식세포 작용
무척추동물에서는 어떤 단백질이 먼저 침입 미생물을 둘러싸서 식새포 작용을 용이하게 함 이식거부는 해면동물이나 무척추동물에서 일어남 일부 환형동물은 척추동물의 B세포나 T세포와 유사한 세포반응을 포함 면역 기억도 보임