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면역 MHC #
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MHC #

개념 #

주조직 적합성 복합체(MHC, Major Histocompatibility complex)는 면역반응의 대상 물질을 항원(antigen)으로 인식시키는 매개자 역할을 한다. 이름에서 알 수 있듯 이 단백질은 단핵구(monocyte)와 같은 항원표출 세포(antigen presenting cell)에의해 분해된 병원체의 단백질과 복합체를 이루어 세포표면으로 이동하게 된다. 이러한 MHC-항원 결정기(epitope) 복합체는 세포 표면에 위치하여 특정 단백질 조각을 세포 표면으로 노출 시켜 T 세포, 자연살해 세포(Natural killer cell)이 인식하게 한다(그림1).

Image <그림1. 주조직 적합성 복합체(MHC) 출처:http://www.macmillanhighered.com>

MHC는 특히 이차면역반응(secondary immune response)와 관련되어 있다. 면역세포가 특정 단백질을 선택적으로 인식함으로써 자가면역에 의한 개체 손실을 막는 중요한 역할도 수행한다. 또 그 특성에 따라 1형(Type 1) MHC와 2형(Type 2)으로 구분되며 이때 작용하는 유전자 역시 차이가 있다.

1형 MHC (MHC class 1) #

1형 MHC는 대부분의 유핵세포(nucleus cell)에 존재한다. 외부 단백질 조각(non-self peptide)과 결합하여 세포 표면에 존재하면 세포독성 T 림프구(cytotoxic T cell)의 수용체(receptor)가 이를 인식하여 빠른 면역작용이 일어나게 된다(그림 2).

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<그림2. MHC class 1 모식도 출처:WikiPedia>

관련 단백질 #

MHC는 하나의 유전자에서 기인한 단백질이 아니 서로 다른 단백질이 결합하여 형성되는 복합체이다. 크게 HLA(Human leukocyte antigen)와 베타 마이크로글로불린(beta-microglobulin)과 heterodimer를 이룬다. 각각 alph-chain, beta-chain으로 불리기도 한다. HLA의 경우 HLA-A, -B, -C, -E, -F, -G, -K, -L 형태가 존재한다. 모두 사람의 6번 염색체 21좌위에 존재한다(그림3).

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<그림3. 사람 염색체 6번과 MHC class I 유전자 출처:WikiPedia>

특히 HLA 단백질은 수 개의 아미노산으로 이루어져 있으며 변이가 일어나기 쉽다는 특징이 있다. 베타 2 마이크로글로불린(B2M)은 또 다른 1형 MHC 구성 단백질이다. alpha-chain과 달리 세포 표면을 관통하는 transmembrane 도메인이 존재하지 않는다.

2형 MHC (MHC class 2) #

2형 MHC는 수지상세포(dendritic cell), 식균세포(phagocyte), B 림프구 등 특정 세포에서 발현되는 특징이 있다.

관련 단백질 #

역시 4개의 HLA(alpha-chain)로 구성돼있다. a(그림4)

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<그림4. MHC class 2 모식도 출처:WikiPedia>

그림에서 볼 수 있듯 각각 2개씩의 alpha-chain과 beta-chain으로 구성되어 있으며 각 각의 chain에 해당하는 유전자는 표1과 같다.

Alpha Beta
HLA-DO HLA-DOA HLA-DOB
HLA-DP HLA-DPA1 HLA-DPB1
HLA-DQ HLA-DQA1, HLA-DQA2 HLA-DQB1, HLA-DQB2
HLA-DR HLA-DRA HLA-DRB1, HLA-DRB3, HLA-DRB4, HLA-DRB5

<표1. 2형 MHC 유전자>

2형 MHC의 HLA 유전자 역시 사람의 6번 염색체 상에 존재한다.

기능 #

1형 MHC는 세포 안에서 프로테아좀(proteasome)에 의해 분해된 항원 단백질의 일부와 결합하여 세포표면으로 표출시킨다. 이를 통해 MHC 단백질은 세포강(cytosol)에 존재하며 복합체를 이루어 이동하게 된다는 사실을 알 수 있다. 2형 MHC는 세포 내부가 아닌 외인성 단백질을 직접 노출 시킨다. 일단 표출된 MHC-항원 복합체는 세포독성 T 세포의 수용체인 CD 단백질 등과 결합하여 하위 신호전달 및 T 세포의 활성화를 유도한다.

HLA 단백질과 조직거부반응 #

조직거부반응은 외부에서 유입된 조직 혹은 단백질을 항원으로 받아들여 면역작용이 일어나는 현상이다. 앞서 대부분의 동물세포는 MHC를 가지고 있고 이들은 공여자의 조직을 자신의 조직으로 받아들일 것이냐 아니냐를 결정하는 중요한 요인이다. 앞서 아주 짧은 단백질인 HLA를 항원으로 인식하였을 때 T 림프구의 공격을 받게 된다. 따라서 조직 공여자와 수용자(acceptor)간 HLA 항원 인식 여부의 판단은 동종 간 장기이식의 첫 단추라고 할 수 있다.

출처 #

1 http://www.macmillanhighered.com/BrainHoney/Resource/6716/digital_first_content/trunk/test/hillis2e/hillis2e_ch39_6.html

2 WikiPedia

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