NK 세포 : 특성, 기능, 유형, 값 - 생물학 - 2025

NK 세포 (세포 iller 영어 N atural K에서), 자연 살해 세포 또는 자연 cytocidal 세포는 선천성 면역 시스템 또는 불특정의 반응에 관여하는 림프구 이펙터의 유형입니다.

이 세포는 40 년 이상 전에 발견되었으며 일부 저자는 T 및 B 림프구와 달리 선천적 면역 반응에 참여하고 생식계에서 유전 적 재 배열 과정을 거치지 않는 "과립 림프구"라고 설명합니다.

인간 자연 살해 세포 사진 (출처 : Wikimedia Commons를 통한 NIAID)

다른 두 종류의 림프구에 대한 공통 마커를 발현하지 않기 때문에 NK 세포는 처음에는 "널 세포"라고 불 렸습니다. 그러나 추가 연구에 따르면 과립구가 큰 림프구였습니다.

이 세포는 확산 및 조직 손상을 제한하여 다양한 유형의 종양 및 미생물 감염을 제어 할 수 있습니다. 또한 정의 된 항원 자극없이 다양한 유형의 세포를 용해 할 수 있습니다.

NK 세포는 병원체에 대한 첫 번째 방어선에서 매우 중요한 세포로, NK 세포가 부족한 인간이 어린 시절에 치명적인 감염을 겪을 수 있다는 연구를 통해 입증되었습니다.

형질

자연 살해 세포의 기능, 질병과의 관계 및 인체의 위치. 출처 : National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) CC BY-SA 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0)

NK 세포는 다른 두 종류의 림프구 (순환 림프구의 2 ~ 10 %를 구성)보다 낮은 비율로 발견되며, 선천적 방어 시스템에 속하기 때문에 관련된 첫 번째 세포 요소에 속한다고 생각됩니다. 다세포 유기체의 보호에.

T 림프구 및 B 림프구와 마찬가지로 NK 세포는 포유류 조혈 시스템의 일부이며 HPC 세포라고도 알려진 CD34 + 막 마커를 발현하는 전구 조혈 세포에서 파생됩니다.

T 림프구는 흉선과 B 림프구에서 성숙하여 골수에서 성숙하는 것으로 알려져 있지만, HPC 전구체로부터 NK에 대한 완전한 발달 경로를 결정하려는 시도는 완전히 성공하지 못했습니다. 그들은 흉선에 독립적 인 것으로 알려져 있습니다.

NK 세포는 CD2, LFA-1, NCAM 또는 CD56으로 알려진 막 표면에 부착 분자를 발현합니다. 그들은 또한 집합 적으로 FcγRIIIA 또는 CD16이라고 불리는 면역 글로불린 IgG의 불변 부분 (Fc)에 대한 저친 화성 수용체를 발현합니다.

세포질 성분

자연 세포 살균 세포의 내부는 퍼포 린, 그랜 자임 및 프로테오글리칸이로드 된 큰 세포질 과립으로 가득 차 있습니다.

퍼포 린은 NK의 공격을받는 세포의 원형질막을 "뚫는"기공 형성 단백질입니다. 반면 그랜 자임은 퍼포 린에 의해 형성된 구멍을 통해 세포로 들어가 세포 내 단백질을 분해하는 세린 프로테아제입니다.

퍼포 린과 그랜 자임의 결합 된 작용은 바이러스 또는 박테리아 단백질의 생산을 저지하고 감염된 세포의 세포 사멸 또는 프로그램 된 세포 사멸을 초래합니다.

풍모

인간 기증자의 자연 살해 세포의 컬러 주사 전자 현미경 사진. 출처 : National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) CC BY-SA 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0)

자연 살해 세포는 "표적"또는 "표적"세포를 자연적으로 제거하는 기능을합니다. 즉, 어떤 유형의 항원 프라이밍도 필요하지 않기 때문에 자발적으로 많은 특이성이 없습니다.

이 세포 그룹의 가장 중요한 기능 중 하나는 종양 세포, 특히 조혈 계통에 속하는 세포뿐만 아니라 다양한 유형의 바이러스 및 / 또는 박테리아가 침입 한 세포를 죽이는 능력입니다.

그 활성은 인터루킨 IL-12뿐만 아니라 IFN-α 및 β 인터페론과 같은 요인에 의해 강하게 자극됩니다.

이러한 세포가 면역계에 중요한 사이토 카인을 생성한다는 사실 덕분에 NK는 선천적 및 적응 적 또는 특정 시스템 모두에서 면역 조절에 참여합니다.

예를 들어, NK 세포에서 인터페론 감마 (IFN-γ)의 생성은이 분자가 식세포 및 살균 활동을 방해하기 때문에 타고난 면역에서 대 식세포의 참여를 방해 할 수 있습니다.

동시에, IFN-γ는 또한 한 집단의 확장 및 발달을 다른 집단에 비해 억제하기 때문에, 천연 사이토 사이드에 의해 생성 된 IFN-γ는 헬퍼 T 세포의 전체 집단의 참여를 수정할 수 있습니다.

NK 세포는 바이러스 복제를 제어하는 ​​반면 세포 독성 T 세포는 활성화되고 증식하며 분화되기 때문에 바이러스 감염시 첫 번째 방어선을 나타냅니다. 이는 6 일 이상 걸릴 수 있습니다.

종류

NK 세포 집단은 표현형, 기능적, 해부학 적으로 매우 이질적입니다. 또한 그 특성은 연구되는 유기체의 유형에 따라 다릅니다.

설치류에서

뮤린 (마우스) 모델에서, 마커 CD11b 및 CD27의 발현에 의해 서로 다른 3 개의 상이한 세트의 천연 세포 멸균 세포가 설명되었다. 이러한 의미에서 CD11bdullCD27 +, CD11b + CD27 + 및 CD11b + CD27dull 셀이 있습니다.

위첨자 "무딘"은 "꺼짐"또는 "비활성"을 나타내며이 경우 쥐 세포 표면의 둔한 상태를 설명하는 데 사용됩니다.

CD11bdullCD27 + 세포는 이중 양성 유형 전구체 (CD11b + CD27 +)와 분화하여 설치류에서보다 성숙한 유형의 NK 세포를 생성합니다 : CD11b + CD27dull.

이중 양성 라인과 CD11b + CD27dull 라인 모두 표적 세포를 제거하고 인터페론 (INF-γ)으로 알려진 사이토 카인을 분비하는 것이 특징입니다. 그러나 후자는 "복제 노화"라고 불리는 것입니다.

세 가지 유형의 NK 세포는 다른 조직에 분포되어 있습니다. CD11bdullCD27 + 세포는 주로 림프절과 골수에 있습니다. CD11b + CD27dull 세포는 혈액, 비장, 폐 및 간에서 풍부합니다. 한편, 이중 양성 세포는 더 균질하거나 전신 분포를 갖습니다.

인간에서

인간의 NK 세포는 또한 그들이 발현하는 표면 마커에 따라 분류되지만이 경우 마커 CD56dim 및 CD56bright의 존재에 따라 분화됩니다. 위첨자 "희미 함"과 "밝음"은 각각 "어두움"과 "밝음"을 나타냅니다.

이들 세포 사이의 차이점은 하나 또는 다른 마커의 존재에 의해 제공되는 각각의 "표적 검색"속성에 있습니다.

인간의 말초 혈액과 비장에서 NK 세포의 주요 유형은 CD56dimCD16 +로 알려져 있으며, 일반적으로 포르피린 단백질을 발현하고 세포 독성입니다. 그들은 또한 체외 조건에서 종양 세포와의 상호 작용의 결과로 IFN-γ를 생성합니다.

CD56brightCD16- 세포는 림프절과 편도선에서 발견되며, 포르피린을 생성하는 대신 인터루킨 IL-12, IL-15 및 IL-18에 의한 자극에 반응하여 사이토 카인 IFN-γ를 분비합니다.

인간과 설치류에서 편도선 및 기타 이차 림프 ​​기관은 대부분의 NK 세포의 생산 및 성숙 부위로 간주됩니다.

일부 연구는 해부학 적 위치, 표현형 특성, 퍼포 린 세포질 함량, 증식 가능성 및 인터루킨 IL-7R의 표면 발현 측면에서 인간 CD56bright 세포와 설치류 CD11dull 세포간에 약간의 유사성이 있음을 시사합니다.

정상 값

이것들은 반감기가 상당히 짧고 (약 2 주) 성인 인간에게는 약 2 조개의 세포가 순환하는 것으로 믿어집니다. 그들은 혈액, 비장 및 기타 림프 및 비 림프 조직에 풍부합니다.

연구에 따르면 성인 남성과 여성의 정상 농도는 혈액 검사 1 마이크로 리터당 약 200 ~ 600 개의 세포입니다.

활성화 및 성숙

NK 세포 매개 암세포 사멸 (출처 : Xu Y, Zhou S, Lam YW, Pang SW via Wikimedia Commons)

NK 세포의 세포 독성 반응의 강도와 질은 사이토 카인에 의해 생성 된 미세 환경과 면역계의 다른 세포, 특히 T 세포, 수지상 세포 및 대 식세포와의 상호 작용에 따라 달라집니다.

NK 세포의 활성화 사이토 카인 중에는 인터루킨, 특히 IL-12, IL-18 및 IL-15; I 형 인터페론 (IFN-I). 인터페론과 인터루킨은 NK의 이펙터 기능의 강력한 활성제입니다.

인터루킨 IL-2는 또한 NK 세포에 의한 증식, 세포 독성 및 사이토 카인 분비 촉진에 관여합니다.

IL-15는 NK의 분화에 중요하며 IL-2 및 IL-18은 이러한 세포의 후속 성숙에 필수적입니다.

활성화 과정

자연 세포 살균 세포는 정상 상태 조건에서 구성 적으로 발현되는 자기 분자 (영어로 "자기 분자 인식"으로 알려진 과정)의 인식 덕분에 활성화됩니다.

세포막에서 이들 세포는 세포 외 부분에 2 개 또는 3 개의 면역 글로불린 유사 도메인을 포함하는 표면 단백질 패밀리의 다른 구성원을 발현하고 세포 내 영역의 티로신을 통해 면역 수용체의 활성화 도메인과 유사한 모티프를 발현합니다.

각 NK 세포는 이러한 수용체 단백질 중 하나 이상을 발현 할 수 있으며, 각 수용체는 주요 클래스 I 조직 적합성 복합체 (MHC-I) 분자의 특정 형태를 인식 할 수 있습니다.

이 분자와 자연 세포 살균 세포 표면의 수용체 사이의 인식은 "자기"단백질에서 파생 된 풍부한 펩타이드와 복합체를 형성하게합니다.

수용체는 대부분 세포가 정상적인 반응을 방출하는 것을 방지하는 티로신 포스파타제를 활성화하는 억제 단백질입니다.

행동의 메커니즘

자연 살해 세포에 의해 매개되는 제거 또는 사멸은 CD8 T 림프구의 세포 용해 작용 (세포 독성) 동안 발생하는 것과 유사하지만, 차이점은 NK가 구성 적 세포 독성이라는 점, 즉 이전에 활성화 할 필요가 없다는 것입니다.

활성 NK는 FasL 리간드를 발현하므로 표면에서 Fas 단백질을 발현하는 표적 세포의 사멸을 상대적으로 쉽게 유도합니다.

완전한 FasL / Fas의 형성 후, "탈과립"으로 알려진 과정이 발생하며, 이는 세포 간 접촉 부위에서 포르피린과 그랜 자임의 방출로 끝납니다.

NK 세포 매개 암세포 사멸 (출처 : Xu Y, Zhou S, Lam YW, Pang SW via Wikimedia Commons)

앞서 언급 한 유사성에도 불구하고, NK는 표적 세포의 인식이 주요 조직 적합성 복합체의 단백질에 의존하지 않는다는 점에서 세포 독성 T 세포 매개 메커니즘과 다릅니다.

또 다른 차이점은 NK 세포에는 "면역 기억"시스템이 없다는 것인데, 이는 표적 세포에 두 번째 노출 된 후에도 활성이 증가하지 않는다는 사실에 의해 입증됩니다.

건강한 세포와 ​​감염된 세포의 구별

천연 세포질은 특정 표면 수용체에 의해 인식되는 활성화 및 억제 신호의 균형 덕분에 건강한 세포와 ​​감염된 또는 종양 (암) 세포를 구별합니다.

이러한 수용체는 렉틴 유형 (탄수화물 및 기타 단백질에 결합하는 단백질) 및 면역 글로불린 유형 (면역 글로불린의 불변 영역과 유사)의 두 가지 유형이 있습니다.

후자 그룹에서 킬러 세포 면역 글로불린 유사 수용체 (KIR)가 인식되어 주요 조직 적합성 복합체 클래스 I (HLA-)의 단백질의 특정 형태를 인식하고 결합 할 수 있습니다. B 또는 HLA-C).

NK는 정상 수준의 MHC 클래스 I 분자를 발현하는 세포를 "공격"하지 않지만, 이러한 유형의 외래 분자를 발현하는 세포 또는 상기 마커가없는 세포 (종양 세포 및 바이러스에 감염 됨).

마커

NK는 단핵구 및 과립구에 대한 몇 가지 일반적인 막 마커를 표현하고 T 림프구에 일반적인 다른 표지자를 표현합니다.

다른 한편으로, 천연 사이토 사이드는 상이한 그룹의 표면 마커를 발현하지만, 이질성이 활성화 또는 성숙 동안 세포 하위 집단 또는 단계를 나타내는 지 여부는 아직 명확하지 않습니다.

NK 세포 마커의 몇 가지 예는 다음과 같습니다.

CD7, CD2 및 CD5

NK 세포는 T 세포를 생성하는 동일한 모세포에서 유래합니다.이 모세포는 일반적으로 마커 CD7, CD2 및 때때로 CD5를 발현합니다.

CD2는 T 세포에도 존재하는 50kDa 분자량의 단백질로 표면 접착 분자로 알려져 있으며 T 세포의 활성화에 관여합니다.

CD5는 일반적으로 T 세포 및 일부 B 세포 하위 집단에 존재하며 67 kDa 마커이며 접착 기능도 가지고 있습니다.

CD7 마커는 조혈 줄기 세포의 전형이며 특정 T 세포 하위 집단에서도 발견되며 분자량이 40kDa이고 신호 전달 기능을합니다.

CD11b

이 수용체는 NK, 단핵구 및 과립구간에 공유됩니다. 분자량이 165kDa이고 다른 표면 마커와 결합 할 수 있습니다. 그것의 주요 기능은 특히 식균 작용 또는 "광 소화"과정에서 접착입니다.

CD16

막 관통 포스파티딜 이노시톨 분자에 결합 된 50-70 kDa 수용체입니다. 그것은 자연 살해 세포의 활성화에 참여하며 과립구와 대 식세포에서도 발견됩니다.

또한 일부 항체의 감마 사슬 불변 영역에 대한 수용체 역할을합니다.

CD27

대부분의 T 림프구에서 발견되며 55kDa 펩타이드 사슬 동종이 량체입니다. 종양 괴사 인자 수용체 (TNF-R) 패밀리의 구성원으로 보이며 T 세포의 공동 자극에도 관여합니다.

CD56

이 수용체는 NK 세포에 고유하며 135 및 220 kDa 사슬로 구성됩니다. 이러한 세포의 "동형"접착에 참여합니다.

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