T세포 표면 수용체(TCR)에 대한 상세한 이야기 part1

안녕학세요?

지난번 포스팅에서 'B세포 표면 수용체(BCR)'에 대해서 포스팅을 마쳤고, 이번 포스팅부터 'T세포 표면 수용체(TCR)' 에 대해서 상세하면서도 알기 쉽도록 포스팅을 하고자 합니다. 얼마나 많은 포스팅이 나올지는 지금으로서는 알 수 없지만, TCR에 관한 내용이 상당히 많기 때문에, 한동안은 이 내용을 가지고서 <면역학 이야기>가 이어지리라 봅니다.

먼저 소개할 내용은 위 그림에서 보는 것과 같이, BCR은 항원의 3차 구조를 인식해서 결합을 하는 데 비해서, TCR은 항원의 2차 구조라고 해야 할까요?아미노산 서열(amino acid sequence)를 인식해서 결합을 하지, 항원의 3차원적 구조를 인식할 수는 없습니다. 우선 BCR, 항체와는 다른 이 특징에 대해서 설명을 하고 넘어가겠습니다.

위 그림은 TCR의 구조를 모식적으로 묘사한 그림입니다. 위 그림의 묘사처럼 TCR은 '헤테로다이머(hetro dimer)' 라고 해서 α와 β사슬로 서로 다른 두개의 다른 폴리 펩타이드 사슬로 구성되어 있다고 합니다. 그리고 이 α와 β사슬의 아미노산 서열은 항체처럼 '가변부위(V부위)'와 '일정부위(C부위)'로 나뉘어져 있습니다.

그리고 특이한 점이 있다면, 이 TCR은 이전에 포스팅에서 항체의 구조에 대해서 설명할 때 나왔던 'Fab'조각과 구조적으로 유사하다고 면역학책에서 언급이 되어 있습니다.

링크 : 항체에 대한 세부적인 이야기part1

다만 항체와는 다르게, 위 그림에서 빨간색으로 표시가 되었는 '상보성 결정부위(complementary_determining region, CDR)'이 단백질의 '2차 아미노산 서열'을 인식해서 결합한다는 차이점이 있습니다.

TCR은 혼자서만 작용하지 않고, TCR과 더불어서 공동 수용체 역할을 하는 막 단백질인 CD4 또는 CD8을 위 그림에 나와 있는 것처럼 발현을 합니다. 위 그림의 묘사처럼 CD4는 T세포 표면으로 부터 '긴 막대 형태'로 돌출되어 있으며, 4개의 '면역 글로불린(Ig)-유사 도메인'으로 구성된 단일 사슬 폴리 펩티드라고 합니다.

CD8은 α와 β 사실이 '이황화 결합'을 하였는 헤테로 다이머이며, CD4와 마찬가지로 '단백질 티로신 인산화 효소(protein tyrosine kinase)Lck'를 끌여 들여서 T세포에 'TCR신호'를 전달하는 역할을 하게 된다고 합니다. 위에 소개가 된 CD4와 CD8에 대해서는 지난 포스팅에서 간략하게나마 설명이 되었습니다.

링크 : 적응면역 이야기 part3-T cell 이야기 part1

그때 나왔던 것처럼 CD4냐 CD8이냐에 따라서 T세포는 MHC class I의 펩티드 항원을 인식할 것인지, 아니면 MHC class II의 펩티드 항원을 인식할지 여부를 좌우한다고 합니다. 지난 포스팅의 내용과 같이 CD8+ T세포는 '세포 내부 유래(MHC class I)'분자를 통해 제시된 항원과 결합, 세포독성 T세포로 분화 한다고 합니다. CD4+ T세포라면, '세포 외부 유래(MHC class II)'의 펩티드 항원과 결합해서 보조 T세포로 분화 됩니다. 때문에 CD8과 CD4 분자들은 T세포를 매개로 하는 면역기능에 중요한 역할을 한다고 합니다.

위 그림에서 T세포에 TCR 활성 신호가 어떻게 전달이 되는지를 묘사한 그림입니다. 우선 여기서는 CD3라는 막 단백질이 나오는데, 여기서는 예전 포스팅에서 언급을 하였는 'ITAM'이 등장을 하게 됩니다.

링크 : B세포 표면 수용체(BCR)에 대한 세부적인 이야기 part2

위 링크의 BCR의 신호 전달과 같이, TCR도 γ, ε, δ, ε로 구성된 CD3를 통해서 활성화 신호 1번을 T세포에 보내고, CD4/CD8으로 활성화가 된 ζ의 CD3 사슬을 통해서 한번 더 또 다른 신호를 보내는 것으로 보입니다. 다만 이 이상의 자세한 설명은 면역학 책에서 나오지는 않았지만, 아마 책의 후반부에 가면 더 상세하게 다루어 지리라 생각이 됩니다.

TCR은 위에서 α와 β의 두개로만 구성되어 있는 것이 아니라, γ와 δ로 구성된 TCR이 있다는 것도 발견이 되었다고 합니다. 그래서 '흉선 개체 발생(thymic ontrogeny)'의 초기에 나타나는 γδ 수용체는 종종 'TCR1'으로 불리며, αβ수용체는 'TCR2'로 불린다고 언급을 하고 있습니다.

위 도표는 αβ T세포와  γδ T세포의 차이점에 대해서 간략하게나마 정리를 하였는 도표입니다. 아직까지는  γδ TCR인 TCR1에 대해서 그다지 알려진 것은 없는지 이 이상은 면역학 책에서는 자세하게 나오지는 않았습니다. 다만 위 도표에 나와있는 대로 MHC의 도움없이 '단백질이 아닌' 항원을 인식한다는 점만이 알려져 있을 뿐입니다.

이제 여기서는 왜 TCR이 유전적으로 다양한 이유에 대해서 설명을 들어가야 하지만, 이미 포스팅의 내용이 길어졌다는 생각이 듭니다. 그래서 아직 소개할 내용이 많이 남아 있기는 하지만, 이번 포스팅은 여기서 마치도록 하고, 다음번 포스팅부터 TCR의 유전적인 다양성 부터 설명에 들어 가도록 하겠습니다.