Transcript 체액성면역

1. Introduction to the Immune
Immunology is the science that encompasses the body's defense
mechanisms and the ways in which we can stimulate
these defenses to reduce the threat of disease.
* 어원; Immunology---- 라틴어의 Immunis에서 유래
무거운짐 또는 세금으로부터의 해방
세균 또는 virus의 감염으로부터 피한다 또는 예방한다
1. 면역에대한 현대적개념
면역 ; 외부로부터 침입하는 미생물, 동종의 조직이나 체내에 생긴 불필요한
산물등과 특이하게 반응하여 항체를 만들며, 이것을 배제하여 그 개체
의 항상성을 유지하는 현상
* 면역이란 생체가 자기와 비자기를 식별하는 기구이며
면역반응이란 비자기를 항원으로 인식하고 특이하게 항체를 산생하여
이에 대처 하여 처리하는 연쇄적 반응
2. 생체방어기구
선천적 저항성 ; 비감수성
세균학적인자 ; 상피조직
자연저항성
고유의저항성 ; 세균성인자 ; 탐식세포
액성인자 ; lysozyme
기능적인자 ; 독물질의 분해 배제
생체방어기구
특이면역:
체액성면역 ; 항체
세포성면역
획득저항성
비특이적저항성
염증
인터페론
1) 두 가지 형태의 면역 반응
ㄱ) 자연면역 (natural immunity) 또는 기존면역 (innate immunity)
: 외부로부터 항원이 들어오면 즉시 반응하는 면역체계
: 미생물이 침입에 대한 일차적 방어체계
ㄴ) 획득면역 (acquired immunity) 또는 특이적면역 (specific immunity)
: 항원이 들어오면 유도되어 반응하는 면역체계
: 미생물의 침입에 대한 이차적인 방어체계
2) 자연면역
: 항원에 상관 없이 언제나 존재하며, 활성을 가짐
: 다양한 종류의 항원과 반응
-비특이적 면역반응
3) 자연 면역 요소
ㄱ) 피부나 점막과 같은 해부학적 장애물
ㄴ) 눈물의 lysozyme이나 위의 염산과 같은 화학적 방어체계
ㄷ) 자연면역 세포
: 식균세포 (phagocytes)
: 자연살해세포 (natural killer cell)
ㄹ) 자연면역 단백질
: 보체 (complement)
: 자연면역 세포가 분비하는 cytokine
4) 획득면역
: 항원의 유입에 의해 유도되며
: 항원을 구별할 수 있는 능력이 있다
- 특정한 항원과 반응 (특이적 면역)
: 항원의 유입의 횟수가 증가할 수록 그 반응이 커진다 (기억반응)
- 백신
5) 획득 면역 반응의 종류
ㄱ) 세포매개성 면역반응 (cell mediated immunity)
: 세포가 직접적으로 획득면역반응을 수행하는 과정
: T 임프구
ㄴ) 체액성 면역반응 (humoral immunity)
: 세포가 만들어낸 단백질이 획득면역반응을 수행하는 과정
: 항체 (antibody)
세포성면역반응 과 체액성면역반응
6) 획득면역반응의 특성
ㄱ) 특이성 (specificity)
: 원칙적으로 자신의 생성을 유도한 항원과만 반응
: 림프구 클론
ㄴ) 다양성 (diversity)
: 수 많은 물질에 대해 반응
: 림프구 클론의 다양성 (레파토리)
ㄷ) 기억 (memory)
: 항원에 대한 노출의 횟수가 증가할수록 반응의 속도와 강도가 증가한다
ㄹ) 자가조절기능
: 항원에 의해 유도되며, 항원이 사라지게 되면 없어진다.
ㅁ) 자신과 남의 구별
7) 획득면역반응의 유도
ㄱ) 항원의 유입에 의해 유도 : 능동 면역 (active immunization)
ㄴ) adoptive transfer
: 항원에 대해 면역반응이 없는 숙주에 항체나 임프구를 이식
: 수동 면역 (passive immunity)
8) 항원에 의한 면역반응의 유도 과정 (획득면역과정)
: 항원을 인식하고 (recognition)
: 그 결과 임파구의 활성화가 나타나며 (activation)
: 항원이 제거되는 과정 (effect)
8) 획득면역과정 - 항원 인식 단계 (cognitive phase)
: B 임프구나 T 임프구 표면에 있는 특이적 항원수용체에 의한 항원 인식
: B 임프구 항원 수용체 - 면역글로부린 (immunoglobulin, Ig, 항체)
: T 임프구 항원 수용체 - T 세포 수용체 (T cell receptor, TCR)
8) 획득면역과정 - 활성화 단계 (activation phase)
: 항원 인식에의해 임프구의 증식과 분화가 일어나는 단계
: B 임프구의 플라즈마 세포로의 분화 - 항체 생산
: T 임프구의 활성화 - 면역반응의 조절
8) 획득면역과정 - 작용 단계 (effector phase)
: 면역반응 결과 생성된 것들이 항원을 제거하는 단계
: 항체
: 세포독성 T 임프구에 의한 항원의 파괴
9) 획득면역반응과 클론 선택 이론 (clonal selection theory)
: Burnet
: 획득면역의 다양성과 특이성은 항원이 임프구를 선택하여 활성화시켜 유도
Frank Macfarlane Burnet 1899-1985
9) 클론 선택 이론 - T and B cell repertoire
: 각각의 림프구는 한가지 항원과만 반응 – 림프구 클론
: 다양한 종류의 임프구 클론들이 항원이 들어오기 전에도 이미 존재
- T and B cell repertoire
: 항원은 자신과 반응하는 항원수용체를 가진 임프구만을 선택하여 활성화
- B 임프구에 의한 항체의 생산
- T 임프구에 의한 면역반응
세포간 상호작용
2. The Lymphoid System
* The tissues of the lymphoid system may be classified on the basis
of their roles in generating lymphocytes,
in regulating the production of lymphocytes, and
in providing a suitable environment for the interaction
between antigen and antigen-sensitive cells
1 Sources of Lymphoid Cells
Spleen
Payer's ------> Lymph nodes
patches
Omentum --> Yolk sac --> Fetal liver ----> Bone marrow
Bursa ------> Bone marrow
Thymus -------------------> Tonsils, etc.
Source of lympnocytes
Sites of regulation of
lymphocyte development
Sites of lymphocyte-antigen
interaction
그림 1) 임프관과 임프조직
임프관은 온몸에 배열되어 있으며, 오른쪽
대임프관 (right lymphatic duct)와 흉관
(thoracic duct)을 통하여 대정맥과 합쳐지
며, 심장의 혈액과 합류하게된다. 훙선과 골
수이외에는 모두 이차면역기관들이다.
* 면역조직 (림프조직)
중추림프조직 (제1차 면역조직) ; primary lymphoid organs
간세포에서 면역적격세포에 대한 분화의 장으로 (항원 자극 과
무관)
말초림프조직 (제2차 면역조직) ; secondary lymphoid organs
항체산생의 장 (항원자극의 정도에 따라)
Comparison of Primary and Secondary Lymphoid Organs
----------------------------------------------------------------Primary Lymphoid Organ
Secnodary Lymphoid Organ
-----------------------------------------------------------------Origin
Ectoendodermal junction or
Mesoderm
endoderm
Time of development
Early in embryonic life
Later in fetal life
Persistence
Involutes after puberty
Persists through adult life
Effect of removal
Loss of lymphocytes
Loss of immune responses
Response to antigen
Unresponsive
Examples
No effect or only minor
consequneces
Fully reactive
Thymus; bursa: some
Spleen; lymph nodes
Peyer's patches; skin
-------------------------------------------------------------------
2 Primary Lymphoid Organs
Thymus
. pale, lobulated organ found in the anterior mediastinal space
. structure
. Function
, Neonatal Thymectomy
, Adult Thymectomy
, Thymic Hormones
Skin
. promote T-cell maturation
Bursa of Fabricius
포유류에 있어서의 낭상동유사조직
. 충수 (appendices), peyer판 등 장관에서 볼 수 있는 임파장치
----- gut associated lymphoid tissue (GALT)
편도등 기도의 점막아래
----- bronchus associated lymphoid tissue (BALT)
사람 포함 모든 포유류의 낭상동기관
1) 흉선 (thymus)
• anterior mediastinum에 있는 두개의 잎 (엽, lobe) 모양의 기관
: 각 lobe는 작은 잎 (소엽, lobule)로 구성
• 각각의 lobule은 바깥쪽의 cortex (피질)와 안쪽의 medulla (수질)로 구성
: T cell을 생산하는 기관
1-1) 흉선은 흉선임프구와 기타 세포로 구성
• 흉선 임프구 (흉선세포, thymocytes)
: T 임프구 전구세포 (T cell precursor)
• 기타세포
: dendritic cell, epithelial cell과 macrophage
: thymocytes에 MHC를 보여줌 (MHC presentation)
- T임프구의 선택 (selection)
1-2) 흉선에서 흉선세포의 선택
• 골수의 줄기세포 중 Pro-T cell은 정맥을 통하여 흉선안으로 들어가
thymocyte로 전환
• 흉선세포는 피질에서 수질로 이동하는 동안 기타 세포들과 접촉하게
되면서 성숙된 T cell로 전환
: MHC에 대한 선택
: thymus education
3 Secondary Lymphoid Organs
* mesoderm late in fetal life
* antigenic stimulation
poorly developed in germ-free animals
* spleen, the lymph nodes, bone marrow, peyer's patches
I) Lymph node
II) 비장 (spleen)
III) 골수 (bone marrow)
1) 골수 (bone marrow)
• 골수의 수질 (red marrow)에는 스폰지 상태의 망상구조가 존재
: 지방세포와 근원세포 (stem cell)가 존재
• 혈구의 생산 (hematopoiesis)
: 면역세포를 포함한 모든 혈액의 세포를 생산
2) 임프절 (lymph node)
• 조직의 임프관 중간에 위치
: 상피조직, 점막조직, 결체조직 등
• 조직사이로 들어온 항원을 처리
2-1) 임프절의 구조
• capsule로 둘러싸여 있는 임프조직으로 림프관 (lymphatic)으로 연결
• primary follicle, germinal center
• interfollicular area
: T cell area
: B cell area
3) 비장 (spleen)
• 왼쪽 상복부에 있는 붉은색의 capsule으로 둘러싸인 기관
: 세동맥주위의 임프계 (periarteriolar lymphoid tissue)
• 혈액으로 침투한 항원에대한 면역반응
7) 기타 임프 조직
• 점막면역계 (mucosal immune system)
: 소장의 Peyer's patch
: 맹장 (appendix)의 lymphoid follicle
: 인후 (pharynx)의 tonsil
• 표피면역계 (cutaneous immune system)
• 비정상적 임프 조직 (ectopic lymphoid system)
: 관절염 환자의 관절에 형성된 lymphoid follicle
4 Lymphocyte Circulation
* 복강, 흉관내의 임파장치---- 흉관 --- 경부의 정맥
* 임파절 --- 수출임파로 --- 흉관--- 핏속--- 후모세관세정맥
(임파절, peyer판) --- 임파조직실질
* spleen
림프구 -- 모세동맥 -- white pulp -- red pulp -- 비장정맥에서 제거
1) 임프의 순환
: 작은 임프관으로 부터, thoracic duct와 right lymphatic trunk로 모여져
: 임프는 다시 대정맥을 통하여, 심장으로 들어간다
: 동맥을 거쳐, 모세혈관을 통하여, 조직으로 들어가고, 임프관으로 순환
5 Lymphocyte trapping
* Lymph node에 Ag침입 --- lymphocyte trapping --- swell
* trapping process
Ag + macrophage --- 생물학적으로 활성있는 factor방출
--- lymphocyte 운동에 영향
* Ag 있는곳에 Ag-sensitive lymphocyte를 모이게 하여
면역반응효과 증가시킨다.
* 24시간 후
lymph node가 trapped cell방출 ---- 약 7일동안 세포방출증가
방출세포 ---- Ab 생성세포, memory cell
2) 항원의 이동
• 장이나 조직 사이로 침투한 항원은
: 모세 임프관을 거쳐, 임프절로 들어가
: 면역반응이 일어난 후 림프관으로 순환
• 혈액을 통하여 침투한 항원은
: 비장 동맥을 통하여 비장으로 들어오고
: 면역반응이 일어난 후 비장 정맥을 통하여 순환
3) 임프구 순환
• 효과적인 항원의 감지와 적절한 면역 반응을 위하여 림프구도 이동한다
: 혈관의 임프구는 세정맥 내피세포 사이를 통하여 조직으로 이동
- high endothelial venule에서 통과
• 그 후, 임프구는 조직에 머물거나 다시 순환된다
3-1) 순환중인 임프구의 귀환
• 림프구는 혈관에서 임프조직으로 이동하기도 한다
: lymphocytes homing
• 임프구 표면에 있는 임프구귀환수용체 (lymphocyte homing receptor)
와 임프조직에 있는 HEV의 vascular addressin의 상호작용
3. Cells involved in the Immune Response
The Lymphoid System
1. Lymphocytes
* 1010 lymphocyte
109 new lymphocytes ---- bone marrow, thymus
* small, spherical cells ( 7 - 15 μm in diameter)
large round nucleus
a thin rim of cytoplasm containing some mitochondria
free ribosomes
small golgi apparatus
* surface ---- smooth or many small projection
These differences are variable and probably reflect
changes in the activity of each lymphocyte.
* lymphocytes must be defined in operational terms
. surface receptors
. cell-surface antigens
. their ontogeny
. their enzymes
. their response to mitogens
혈구생성 계보도
혈구의 분화는 단계적으로
일어나며, 일단 분화된 혈
구는 다시 되돌아가지 않는
다.
위쪽에 자연살해세포 (NK
cell), B cell, T cell 등의 임
프구가 그려져 있으며,
아래에는 각종 과립구
(granulocytes)와 대식세포
(macrophages), mast cell,
혈소판 (platelets), 적혈구
(erythrocytes) 등이 그려져
있다.
보라색으로 쓰여진 글들은
이 과정에 관여하는
cytokine들을 표시하고 있
다. 화살표의 관계는 서로
이전세포와 이후세포의 관
계를 그린 것이다.
임프구의 모양
작은 임프구는 아세포에 비하여 그 직경이 반정도 밖에 안되며,
핵이 큰 특징을 가진다. 아세포에서는 세포질이 발달되어 있음을 볼 수 있다.
plasm cell은 B cell이 항원에 의하여 활성화되어 만들어진 B cell blast로서,
항체를 생산한다.
5. 과립구 (granulocytes)
• 세포질에 과립이 많이 있는 백혈구 (granular leukocytes, WBC)
: 염증반응의 작용세포 (inflammatory cell)
: 미생물이나 죽은 세포를 제거
• 골수의 전구세포가 골수에서 분화 성숙
: 호중구, 호염구, 호산구
5-1) 호중구 (neutrophil)
• 여러개의 자루모양 (multilobed)의 형태가 일정하지 않은 핵
: polymorphonuclear (PMN) leukocyte
• 자연면역의 주요한 식균세포
: 급성 염증 반응의 주요한 백혈구
• 항체반응에서 작용 세포 (식균작용증진, opsonization)
5-2) 호산구 (eosinophil)
• 기생충에 대한 면역에 중요 : 기생충 살해
• 알러지 반응의 작용세포
5-3) 호염구 (basophil)
• 높은 친화력의 IgE receptor를 가지고 있는 세포
• 알러지 반응을 시작하게 하는 세포
: 급성과민반응 (immediate type hypersensitivity, allergy)
6) 수지상세포 (dendritic cell)
• 세포 돌기 (dendrite)를 가지고 있는 세포
• 전문적인 항원제시세포
: MHC의 발현
• 골수의 전구세포가 골수에서 분화 성숙
3) 임프구 (lymphocytes)
• 골수의 전구세포가 성숙되어 만들어진다
• 항원을 만나기 전의 임프구 (resting lymphocytes)
: 작은 임프구 (small lymphocytes)
: 커다란 핵을 가진 8-10μm정도 크기의 세포
• 항원에 의하여 활성화 (activated lymphocytes)
: 증식 및 분화
3-1) 세가지의 임프구
• B 임프구 (B lymphocytes) : 항체의 생산
• T 임프구 (T lymphocytes)
: 흉선 (thymus)에서 성숙
: 면역 반응의 조절 및 작용
- helper T cell (도와주는 T 임프구)
- cytotoxic T cell (세포독성 T 임프구)
- regulatory T cell (조절 T 임프구)
• 자연 살해 세포 (natural killer cell, NK cell )
: 자연 면역 임프구
: 암세포나 바이러스에 감염된 세포 살해
3-2) 임프구는 모양이 서로 유사
• 세포 표면에 있는 표면단백질을 이용하여 구별 : 표현형 marker
• cluster of differentiation (CD) : 림프구의 종류 및 분화단계,
활성화 정도
3-3) blast transformation (아세포전환)
• 임프구는 항원에 의해 활성화될 때, 모양이 변하면서 분열한다
: 항원은 resting lymphocyte를 cell cycle의 G1 단계로 들어가게 한다
: 세포가 커지고, 세포질이 많아지며, 전사가 증가되고, 분열하게 된다
• blast transformation의 결과 림프구는 증식하고 분화한다
: 작용세포의 분화
: 기억세포로의 전환
3-4) 림프구 활성화와 항원의 역할
• 각각의 항원은 항원과 반응하는 일부의 림프구만을 활성화
: mono- or oligo- clonal activator
• polyclonal activator
: lectins 또는 super antigen
: conA, Staphycoccal enterotoxins, LPS
2 T and B Lymphocytes
* T cells
. maturation within the thymus
. accumulate within the paracortical zone of lymph nodes
in the periarteriolar lymphoid sheath of the spleen
in the interfollicular areas of the Peyer's patches
. long lived cells (6 months - 10 years) in human
. predominant circulating lymphocyte (80%)
. recirculate through the high endothelial venules
of the lymph node paracortex and the lymphatic circulation.
. B cells
. originate in the bone marrow
process in intestinal lymphoid tissue
migrate to the thymus-independent regions
. lymph follicles
. medulla of lymph nodes
. follicles within the Peyer's patches and spleen
. marginal zone of the white pulp of the spleen
. variable life-span
5 - 7 weeks in mice
. Null cell
. small proportion of circulating blood lymphocytes
. large granular lymphocytes with an extensive cytoplasm
and cytoplasmic granules
. natural killer cells
4. Myeloid cell series (골수 세포계)
혈액의 과립백혈구 (과립구)를 포함한 세포계이며 골수에서 발생한다.
즉 골수세포가 성숙하여 중호성, 산호성 및 염기호성 골수세포로되고
이들이 다시 성숙하여 각각 중호성, 산호성 및 염기호성형의 과립구로 된다.
그다음 순환혈관계로 방출되어 정상혈액의 상재성분으로 되는 것이다.
이와같은 성숙과정을 골수조혈(myelopoiesis)이라한다. 림프구는 포함안됨.
* Mononuclear phagocyte system (단핵성 식세포계)
식세포계의 성숙기능형은 대식세포이다.
이용어는 현재 부정확하다고 인정되는 세망내피계 (RES) 대신으로
도입되었다.
모든 단핵성 식세포는 골수의 전단핵구 (promonocyte)로부터의
공동기원을 가졌고
또한 식작용과 입자물질의 소화라는 공동기능을 가졌다.
기간세포(stem cell) ; 골수내
전단핵세포 (promonocyte) ; 골수내
단핵구 (monocyte) ; 혈액내
대식세포 (macrophage)
자유대식세포 (free m.)
폐포대식세포 (alveolar m.)
복막세포 (peritomeal m.)
육아종 (granuloma m.)
고정대식세포 (fixed m. Kupper cells)
파골세포 (Osteoclasts)
미교세포 (microglia)
고정대식세포 (금속친화세포)
자유대식세포 (임파와 타조직내)
---- metalophilic cells(임파계조직 고정대식세포 (대부분의조직내)
---- 조직구 (histiocytes)
4) 단핵 식균 세포 (mononuclear phagocytes)
• 대표적인 보조세포
: 식균 작용 (phagocytosis)
: 항원제시세포
• 면역계의 망상내피계 (reticuloendothelial system)를 구성
: 임프기관의 reticular cell
4-1) macrophage의 성숙
• 혈구줄기세포가 골수에서 분화 성숙
: 주변혈액 (peripheral blood)의 단구 (monocytes)
: 조직의 대식세포 (macrophage 또는 histiocyte)
- 중추신경계의 microglial cell
- 간의 Kupper's cell
- 허파의 alveolar macrophages
• T cell에 의해 활성화
: activated macrophage
4-2) 자연면역반응에서 macrophage의 기능
• 미생물, 항원, 죽은 조직, 적혈구등을 식균작용으로 파괴
• 자연면역 cytokine을 생산
: 염증 반응을 촉진)와 혈관내피세포의 성장인자를 생산
• 조직 치유의 기능
: 섬유아세포 성장인자
4) 획득면역반응에서 macrophage의 기능
• 항원을 T cell에 보여준다 (antigen presentation)
: 항원 peptide와 mhc complex 형성 (antigen processing)
• T cell의 활성화를 촉진하는 cytokine을 분비
• 세포매개성 면역반응의 작용세포
: 지연성과민반응의 activated macrophage
• 체액성 면역반응의 작용세포
: 식균작용증진 (opsonization)
II) Mononuclear phagocytic cell
* reticuloendothelial system (RES)
mononuclear-phagocytic system
* macrophage
4. Antigen Recognition
I
Essential Features of Antigens
* 항원이란 어떤물질이 이종동물의 피하나 혈관을 통해 체내에
들어왔을때 체내에서 이종물질에 대응하는 특이항체를 생성할 수
있는 성질
(Antigenicity;항원성, Immunogenicity;면역원성)
또 자기가 생성시킨 그특이항체와 생체나 체외에서 반응할 수 있는
이종 단백 (Reactivity;반응성)이라고 정의한다.
2 Factors that Influence Antigenecity
* molar mass ; 클수록 좋은항원
큰항원-- hemocyanin (Mr 6,700,000)
작은항원-- p-azobenzene-arsonate trityrosine(Mr 750)
* complexity ; 복잡할 수 록 좋은항원
simple repetitive polysaccharide lipopolysaccharide
lipid, carbohydrate,nucleic acid serum protein
* structural stability
* degradability ; 분해능
* foreignness ; 이종일수록 좋다.
3 Epitopes
* 항원의 특이성을 결정하는 항원고유의 화학구조에 기인하는
분자표면의 입체적유형
* 항원결정기 (antigen determinant group)
* immunodominant (면역우위성)
* Mr 5,000 당 하나의 epitopes
4 Haptene (in Greek "haptein" means to grasp or fasten)
* 그것자체는 생체내 항원성을 갖지않고 단백질등의담체(carrier) 분자와
결합하여 비로서 항체생산을 일으킬수 있는 분자
5 Protein Epitopes
* protein folding---- specificity
* Antigens must be ingested and processed by macrophages
in
order to provoke an immune resopnse
6 Immune Responses to Haptens and Carriers
* carrier effects
7 Cross-Reactivity
* 어떤항체가 특이적으로 그의 항체생산을 자극하지않는
어떤항원과 결합하는 반응
* cross reacting antigen (교차반응항원)
다른항원과의 응답에서 생산된 항체와 반응할 수 있는 항원.
두개의 항원이 결정기를 공유하거나 아니면 그 항원결정기가
동일하지는 않으나 입체화학적으로 매우유사하여 어느 한쪽에
대한 항체와 반응하기 때문에 교차반응이 일어난다
* the relatively avirulent Proteus vulgaris (strain X19) and
the highly dangerous Rickettsia typhi
* Phylogenetic relationships
# Bacterial Antigens
. cell wall, the capsule, the pili and the flagella
# Virus Antigens
. capsid, capsomeres
# Cell-Surface Antigens
# Autoantigen ( 자가항원)
정상체성분 항원이며 자가면역병때는 이에대하여 같은 개체내의 임파
계조직에 의한 면역응답이 일어난다
# 항원의 분류
. 이종항원( Hetero antigen)
, 완전항원 (complete antigen)
, 불완전항원 (incomplete antigen)
. 이호성항원 (Heterophil or Forssman antigen)
. 동종항원 (Alloantigen : blood group substances)
8 Some Specific Groups of Antigens
1 단백질 항원
순수단백질 ; 미생물체단백, 혈청단백,세균독소, 호르몬
복합단백질 ; 핵산단백, 지단백, 당단백
2 다당류항원
. 세균의 협막성분, 혈액형물질
. 공통항원
3 지질항원
. haptene + protein carrier
. poor antigen---- wide distribution, relative simplicity,structural
instability
4 핵산
. poor antigen--- simplicity, flexibility, rapid degradation
. immunogenic carrier
9 Adjuvants (보조물질)
* 항원과 함께 혼합해서 생체에 투여하면 항체의 생산을 증강하는 물질
* 항원을 혼합하여 주사하면
항체생산 기간이 길어지고 소량의 항원으로 항체가 생산되며 항원성이 극히낮은
물질이나 항원성이없는 동종단백에 대해서도 항체가 생산되는 경우가 있다.
10 Antigen binding Sites
I) Chemical Basis of Antigen-Antibody Binding
* 항원항체반응은 nonspecific interaction
* 분자간의 접근경우에만 힘의의미
이온결합, 수소결합 ; F 는 1/d2 에 비례
Q+ QF = -------ε d2
소수성, 분자간인력 ; F 는 1/d7 에 비례
Aα
F = ------d7
* 접촉면이 커야한다
* Hydrophobic
* Hydrogen bond
* Electrostatic bond
* Van der Waals force
II) Strength of Binding Between Antigen and Antibody
* Measurement of Binding Strength
. reversible reaction
Ag + Ab ↔ AgAb
. mass action equation
K = [ AbAg] / [Ab] [Ag]
. [AbAg] = [Ab]
[Agc] ; free-epitope concentration
K = 1 / [Agc]
K will be equal to the reciprocal of the concentration of free
epitopes when half the antibody-binding sites are occupied.
. How to Measure Antibody Affinity
[H] ; univalent hapten
K = [AbH] / [Ab][H]
K = b / AF . C
( b = the concentration of bound hapten,
AF = the concentration of uncomplexed
antibody-binding sites,
c = the concentration of free hapten at equilibrium )
AF = (nAT - b)
K = b / (nAT - b) c
( n = the number of binding sites on an antibody molecule
AT = the total concentration of antibody in the system)
K = b/AT / (cnAT/AT) - (cb/AT)
b/AT = r ------- K = r / cn – cr
r/c = -Kr + Kn
. Another way
F0 = -RT In K
. Affinity Labeling
. Antibody Heterogeneity
. Affinity Maturation
11 Lymphocyte surface antigens
* B cell surface antigens
- 세포밖의 Ag에의해 B cell, T cell 구별
- Ig M, D > G, A, E
- class II MHC antigens ( Ia in mice, D in human)
. Mouse B-cell Antigens
class II MHC Ag (Ia), Lyb-1,2,3,4,and 5
. Ia Ag
. MHC (H-2)의 I region ; I-A, I-E
. Ia protein on all B cell, macrophages,
dendritic and langerhans cells,
sperm certain T cells (most notably dividing T cells)
. Less than 1% of normal T cells are Ia+, but after exposure
to a mitogen, such as PHA, up to 70% become Ia+.
. Lyb Ag
. mature B cell
. Human B-cell Antigens
. Cell-membrane Ig, class II MHC Ag,
Epstein-Barr virus (CD21) receptors
mouse erythrocyte receptors
. B cell ---- plasma cells
two plasma cell -specific Ag , PC1, PC2로 발달
* Human T-cell Ag
. The identification of human lymphocyte subsets
; the availability of a range of monoclonal antibodies that
recognize cell surface antigens
. CD1,2,3 (Clusters of Differentiation)
. 초기 T-cell ; CD9, CD10
성숙시 ; CD9 잃고, CD4,6,8 요구, 다시 둘로 쪼개짐
CD4+, CD8- ; helper cell 55-65%
CD4-, CD8+ ; suppressor cell 20-30%
. CD8 ; Mr 32,000 homodimer, suppressor or
cytotoxic cells 의 Ag인식
CD4 ; single, Ig-like chain ; Ig-superfamily에 속한다
HIV (human immunodeficiency virus) receptor
CD3 ; Mr 30,000 .
Integral part of the T-cell Ag receptors
CD2 ; Mr 55,000 .
receptor for sheep erythrocytes
. T-cell activated -- generate class II MHC Ag
; interleukin 2 receptor
* other lymphocyte antigen
- G1X
. thymocytes
some mouse leukemia viruses
- Leu -5
. Ab against what block E rosetting
. CD2 와 homologous
- TCR ( Ti)
. T cell antigen recepter
- Tac
. interleukin 2 receptor
12 The Helper T-Cell Responses
Antigen Presentation
The T-Cell Antigen Receptors
Antigen Recognition
Each T cell possesses about 50,000 to 100,000 identical receptors
for antigen.
These receptors are called TCRs
. T-cell clone ; only one type of TCR
. cell membrane-associated protein complexes
. TCRs are not secreted into body fluids
. The antigen binding components ; glycoprotein heterodimers
. Two major classes of TCR
. TCRs in blood T cell ; γ and δ (1-3%)
; α and β
These TCR heterodimers are always membrane bound and
always associated with additional glycoproteins, either with
CD3 and CD4 or with CD3 and CD8.
The CD3 glycoproteins ; signal transduction
CD4 and CD8 ; coreceptors that help the Tcells
bind to antigen-presenting cells
The Accessory Moleules
. CD3
. two dimers ; γ-ε ; TCR β .
δ-ε ; TCR α
. 66 kDa
. N-terminal extracellular domain
a transmembrane domain
a cytoplasmic domain
. When the TCR complex is being asembled on the endoplasmic
reticulum of the T cell, it is transiently associated with a 28-kD
a protein called CD3w (omega)
. CD4 and CD8
. CD4 ; single-chain glycoprotein of 55 kDa.
CD8 ; disulfide-linked heterodimer of a 34-jDa subunit
. About 65% of human circulating T cells ; CD4 ,
the remaining 30% ; CD8
. Both CD4 and CD8 are closely asociated with the TCR molecule
. Their function is to determine the class of MHC molecule.
Costimulators
Soluble Factors
IL-1 ,
IL-12
Cell Adherence Molecules In addition to the effects of antigen
and soluble costimulators such as IL-1, optimal T-cell responses
require that adhesion occurs between the T cell and the antigenpresenting cell.
Costimulatory Signals
. CD28-B7 and Related Interactions
. CD40 and Its Ligand