면역시냅스 형성 및 관찰 A+ report

본 내용은 " 면역시냅스 형성 및 관찰 A+ report " 의 원문 자료에서 일부 인용된 것입니다. 2024.07.05

문서 내 토픽

• 1. 면역 시냅스의 생물학적 의미

  면역 시냅스(Immunological system)는 면역세포들 간의 상호작용을 위한 밀착결합을 말한다. 대표적으로 T 림프구와 항원제시세포(APC) 간의 상호작용을 예로 들 수 있다. 체내에 들어온 항원을 APC가 T 세포에게 제시하면 APC와 T 세포 간 매우 긴밀하고 넓게 결합한 상호작용이 일어난다. 이렇게 세포와 세포 사이에 긴밀한 접합을 하고 있는 것을 '면역 시냅스'라고 한다. 면역 시냅스의 조절은 외부 침입자에 대한 인체의 면역 활성이나 자가-항원에 대한 면역관용에 깊게 관여하므로 면역학 연구에 핵심적이자 기본적인 실험이라 볼 수 있다.

• 2. F-actin의 역할

  F-actin은 면역세포의 dynamics에 관여하는 분자로 접합부위의 구조를 지지함으로써 시냅스 구조체 형성 및 유지에 중요한 역할을 한다. F-actin뿐만 아니라 세포부착에 관여하는 분자(LFA-1/ICAM-1 등)들은 T 세포 활성의 플랫폼 역할을 하기 때문에 SMAC(SupraMolecular-Activation Cluster)이라 부르기도 한다. APC와 T 세포가 접합을 하게 되면 micro domain이 접합 부위의 특정 위치로 모두 모여드는데, 이때 F-actin도 이 부위로 모여든다. 따라서 면역 시냅스의 형성을 관찰하기 위해서는 actin polymer가 얼마나 많이 형성이 되었는가를 파악하면 된다.

• 3. APC에 의한 항원제시와 T 세포 활성화 과정

  우리 몸에 항원이 들어오면 APC(대식세포, B 세포, 수지상세포)가 이를 receptor 혹은 non-specific한 방법으로 인식하여 자기 세포 안으로 끌어들여서 항원을 조각조각 잘게 쪼갠다. 그런 뒤 MHC class molecule을 통해 조각 난 항원을 T 세포에게 전달한다. T 세포 표면에 있는 T 세포 수용체(TCR)가 을 인식해서 결합하면 T 세포가 활성화되어 effector T 세포로 분화해 증식하게 된다.

• 4. Jurkat T 세포와 CD28/CD3 Bead의 사용 이유

  Jurkat T 세포는 백혈병 T 세포 신호전달을 연구하는데 사용되는 주 세포로, 작고 동그란 모양으로 균일한 형태여서 suspension에서 쉽게 성장하고 실험 사용에 쉽고 용이하다. CD28/CD3 Bead는 T 세포의 CD28/CD3에 대한 항체 역할을 하여 APC에 의한 생체 내 자극을 모방해 T 세포 증식과 활성화를 유도한다. T 세포가 활성화되려면 TCR로부터의 신호만이 아니라, CD28/CD3 등으로부터의 신호가 동시에 요구되기 때문이다.

• 5. Poly-L-lysine의 사용 이유

  Poly-L-lysine은 합성 양이온 아미노산 중합체로, 고체 표면에 대한 세포 접착을 촉진하는 데에 사용된다. Poly-L-lysine은 양전하를 띄고 있고, 세포의 지질 막은 음전하를 띄고 있으므로, 정전기적 결합에 의해 슬라이드에서 세포가 잘 떨어지지 않게 해준다.

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• 1. 면역 시냅스의 생물학적 의미

  면역 시냅스는 T 세포와 항원 제시 세포 사이에 형성되는 특수한 접합부로, 이를 통해 T 세포가 항원을 인식하고 활성화되는 과정이 이루어집니다. 면역 시냅스의 생물학적 의미는 다음과 같습니다. 첫째, T 세포와 항원 제시 세포 간의 밀접한 접촉을 통해 항원 인식과 T 세포 활성화가 효율적으로 이루어집니다. 둘째, 시냅스 내부에서 다양한 신호 전달 분자들이 상호작용하여 T 세포의 활성화와 증식, 분화 등이 정교하게 조절됩니다. 셋째, 시냅스 형성은 T 세포의 항원 특이성을 유지하는데 중요한 역할을 합니다. 넷째, 시냅스 형성 및 해체 과정은 T 세포 반응의 동적인 조절에 기여합니다. 따라서 면역 시냅스는 T 세포 활성화와 면역 반응 조절에 핵심적인 생물학적 의미를 가지고 있습니다.

• 2. F-actin의 역할

  F-actin은 세포골격을 구성하는 주요 단백질 중 하나로, 세포의 다양한 기능에 중요한 역할을 합니다. 첫째, F-actin은 세포 형태와 구조를 유지하는데 필수적입니다. 세포 내에서 F-actin은 다양한 결합 단백질과 상호작용하며 세포 골격을 형성하고, 이를 통해 세포의 모양과 움직임을 조절합니다. 둘째, F-actin은 세포 내 소기관의 이동과 세포 분열, 세포 이동 등 다양한 세포 기능에 관여합니다. F-actin 섬유의 중합과 해중합 과정이 세포 내 소기관의 이동과 세포 운동에 필요한 힘을 제공합니다. 셋째, F-actin은 세포-세포 간 접착과 세포-기질 간 부착에 관여하여 세포 간 상호작용과 세포-환경 간 상호작용을 조절합니다. 넷째, F-actin은 면역 세포의 활성화와 기능 수행에 중요한 역할을 합니다. 이처럼 F-actin은 세포의 구조와 기능 유지에 필수적인 세포골격 단백질입니다.

• 3. APC에 의한 항원제시와 T 세포 활성화 과정

  항원 제시 세포(APC)는 T 세포 활성화에 필수적인 역할을 합니다. APC는 자신이 포획한 항원을 MHC 분자에 결합시켜 T 세포 수용체에 제시함으로써 T 세포 활성화를 유도합니다. 이 과정은 다음과 같이 진행됩니다. 첫째, APC는 병원체나 이물질 등을 포식하여 항원 펩타이드를 생성합니다. 둘째, 이 항원 펩타이드가 APC의 MHC 분자에 결합됩니다. 셋째, APC는 T 세포 수용체와 MHC-항원 복합체 간의 상호작용을 유도합니다. 넷째, 이와 함께 B7 분자와 CD28 분자 간의 공동자극 신호가 전달되어 T 세포가 활성화됩니다. 다섯째, 활성화된 T 세포는 증식하고 다양한 effector 기능을 수행하여 면역 반응을 일으킵니다. 이처럼 APC에 의한 항원 제시와 T 세포 활성화 과정은 적응 면역 반응의 핵심 메커니즘입니다.

• 4. Jurkat T 세포와 CD28/CD3 Bead의 사용 이유

  Jurkat T 세포와 CD28/CD3 Bead는 T 세포 활성화 연구에 널리 사용되는 실험 모델입니다. Jurkat T 세포는 T 세포 수용체 신호 전달 경로가 잘 알려진 T 세포 백혈병 세포주로, T 세포 활성화 기전 연구에 유용합니다. CD28/CD3 Bead는 T 세포 활성화에 필요한 두 가지 신호, 즉 T 세포 수용체 자극 신호(CD3)와 공동자극 신호(CD28)를 인공적으로 제공하는 도구입니다. 이 두 가지 실험 모델을 함께 사용하면 다음과 같은 이점이 있습니다. 첫째, Jurkat T 세포에 CD28/CD3 Bead를 처리하면 T 세포 활성화 과정을 효과적으로 유도할 수 있습니다. 둘째, 이를 통해 T 세포 활성화에 관여하는 다양한 신호 전달 경로와 분자들을 규명할 수 있습니다. 셋째, 새로운 T 세포 활성화 조절 물질 탐색에도 활용할 수 있습니다. 따라서 Jurkat T 세포와 CD28/CD3 Bead는 T 세포 면역 반응 연구에 매우 유용한 실험 모델입니다.

• 5. Poly-L-lysine의 사용 이유

  Poly-L-lysine은 세포 배양 실험에서 다양한 용도로 사용되는 중요한 시약입니다. 주요 사용 이유는 다음과 같습니다. 첫째, Poly-L-lysine은 세포 부착 증진에 사용됩니다. Poly-L-lysine은 세포 표면의 음전하와 결합하여 세포가 배양 용기에 잘 부착되도록 돕습니다. 이를 통해 세포 증식과 분화 등 다양한 세포 기능 연구에 활용할 수 있습니다. 둘째, Poly-L-lysine은 세포 고정에 사용됩니다. 세포를 Poly-L-lysine 코팅된 표면에 부착시킨 후 고정하면 세포의 형태와 구조를 잘 유지할 수 있어 현미경 관찰에 유용합니다. 셋째, Poly-L-lysine은 단백질이나 핵산 등의 흡착 증진에 사용됩니다. Poly-L-lysine 코팅 표면에 단백질이나 핵산을 흡착시키면 이들의 고정화와 정제에 활용할 수 있습니다. 따라서 Poly-L-lysine은 세포 배양, 현미경 관찰, 단백질/핵산 정제 등 다양한 생물학 실험에서 매우 유용한 시약입니다.