[면역학]MHC와 HLA

1. MHC(major histocompatibility complex, 주조직적합복합체)

MHC는 사람에게는 HLA, 쥐에서는 H-2가 잘 알려져 있다. MHC와 HLA는 말은 편의상 나눈 것으로 본질적으로는 같은 것이다.

MHC에는 세 class 분자가 존재하고 있는데, 각각 MHC class Ⅰ molecule, MHC class Ⅱ molecule, MHC class Ⅲ molecule이라고 불리고 있다. 이 MHC 유전자는 제6염색체의 단완(short arm)에 존재한다.

MHC class Ⅰ molecule은 모든 체세포의 표면에 나타나 있다. MHC class Ⅱ molecule은 B세포, 대식세포 등 소위 항원제시세포의 표면에 나타나 있다. MHC class Ⅲ molecule에 대해서는 굳이 기억하지 않아도 된다.

1.  MHC class Ⅰmolecule

모든 체세포는 자신이 같은 하나의 개체에 속하고 있다는 증거로서, MHC class Ⅰmolecule이라는 깃발을 내걸고 있다. 이 깃발이 다르면 그 세포는 이물질로 간주되어 제거된다.

MHC class Ⅰmolecule은 α chain과 β chain로 구성되어 있다. α chain이 MHC class Ⅰmoleculed의 다양성을 결정하고 있으며, 그 정체는 HLA-A, HLA-B, HLA-C 분자의 복합체이다. 이것을 규정하는 유전자는 HLA-A, HLA-B, HLA-C의 3개의 유전자이다.

β chain은 분자량 11000인 펩타이드 β2-microglobulin으로 이루어져 있다.

α chain과 β chain을 하나도 묶어서 MHC class Ⅰmolecule이라고 하는 경우도 있고, α chain만을 MHC class Ⅰmolecule이라고 하는 경우도 있다.

* β2-microglobulin은 작은 단백질이기 때문에 콩팥의 사구체 여과를 통과하여 그 후, 근위세뇨관에서 재흡수된다. 요중 β2-microglobulin의 상승 원인으로 다음의 2가지를 생각할 수 있다.

① 혈중 β2-microglobulin이 많다.

② 근위세뇨관에서 재흡수되지 않는다.

따라서 β2-microglobulin은 NAG(N-acetyl β-glucosaminidase)와 나란히 근위세뇨관장애의 표지자로서 이용된다.

2. MHC class Ⅱ molecule

항원제시세포(APC)만이 갖는 깃발이다.

MHC class Ⅱ molecule도 α chain과 β chain으로 구성되어 있다. 이 class Ⅱ 분자를 지배하고 있는 유전자는 HLA-D 유전자이다. HLA-D는 다시, HLA-DR, -DQ, -DP의 3가지로 나뉘어져 있다. α chain, β chain과 DR, DQ, DP의 대응은 알려져 있지 않다.

2. MHC와 항원제시

MHC는 class Ⅰ이든, class Ⅱ이든, 10개 정도의 아미노산으로 구성된 펩타이드를 끼울 수 있는 구조를 가지고 있다.

1. 항원제시의 기본형 : 항원제시의 기본은 MHC 분자에 펩타이드를 끼우고, 그것을 T세포가 TCR을 매개로 해서 인식하는 것이다.

2. MHC class Ⅰmolecule에 끼우는 것 : 모든 세포는 MHC class Ⅰmolecule을 가지고 있다. 그리고 세포는 살아있는 한 DNA로 단백질을 합성한다. 즉, MHC class Ⅰmolecule에는 세포가 만드는 단백질의 일부를 끼운다. 정상적인 세포는 정상적인 단백질을 합성하여 끼우지만 암세포나 바이러스는 비정상적인 단백질을 만드는 경우가 있다. 여기에 CD8+ T-cell이 검열을 하여 암세포의 진행, 바이러스 감염 증식을 저지하는 것이다.

3. MHC class Ⅱ molecule에 끼우는 것 : MHC class Ⅰmolecule이 끼우는 펩타이드의 원조는 자신이 만들어 내는 단백질인 것에 비해, MHC class Ⅱ molecule이 끼우는 펩타이드의 원조는 자신이 끌어들인 외래물질이다.

① 대식세포 : 대식세포는 무엇이든 먹는다. 그리고 일단 먹은 것을 세포내로 끌어들인 후, 소화효소로 분해하여 잘게 부순다. 그 잘게 부순 것을 MHC class Ⅱ molecule에 끼워 제시한다.

② B세포 : B세포도 탐식 후, 대식세포와 마찬가지로 항원을 제시한다. B세포는 대식세포와 달리 자신이 갖고 있는 항체에 결합하는 것만 세포내로 끌어들인다.

4. MHC class Ⅱ molecule에 끼운 후 : 이 재판을 담당하는 재판관은 CD4+ T세포(helper T세포)이다. 항원제시를 받은 후 자기인지 비자기인지 판단하여, 비자기인 것이 밝혀지면 'help' 행동에 나선다. 하나는 항체생산에 대한 help이고 또 하나는 대식세포나 killer T세포의 활성화에 대한 help이다.

* 가슴샘(thymus 교육)

T세포가 자기와 비자기를 구분할 능력을 갖기 위해서는 T세포가 가슴샘에서 성숙되는 과정을 거쳐야만 한다. 자기의 MHC나 단백질에 반응해 버리는 T세포는 가슴샘에서의 성숙과정에서 죽어버린다. 그 결과, 성숙한 T세포, 즉 살아남은 T세포는 자기에 대해서 반응하지 않는다.

따라서 면역반응을 나타내는 T세포는 모든 비자기에 대해서만 반응하고 있다고 할 수 있다. 다시 한 번 반복하면 다음과 같다.

자기에 반응하는 T세포는 존재하지 않는다. -> 정상에서는 자기 밖에 존재하지 않기 때문에 T세포는 반응하지 않는다. -> 만약 T세포가 반응하고 있다면 그것은 비자기에 대해서이다. -> T세포는 비자기에 대해서만 반응한다. -> T세포는 비자기에 반응하며 자기에는 반응하지 않는다.

가슴샘에서의 성숙과정에서, 자기에 반응하는 T세포를 없애는 것을 가슴샘 교육이라고 한다.