면역계가 몸의 손상을 인식하는 방법, DAMP

DAMP

 

동물체는 각종 미생물로부터 자신을 끊임없이 방어해야 합니다. 셀수없는 미생물들에게 동물체는 물과 유기물이 풍부한 환경이기 때문에 증식에 좋은 먹잇감입니다. 미생물로부터 자신을 방어하기 위해서 동물체의 면역계는 병원체를 인식할 수 있어야 하고(PAMP), 한편으로는 손상된 자기 조직을 인식할 수 있어야 합니다(DAMP)
PAMP에 대해 읽고 싶으시다면 여기로

damage associated molecular patterns 손상과 연관된 분자 패턴

 동물체의 조직에 손상이 일어나면 특정한 분자들이 나옵니다. 이들을 Damage Associated Molecular Pattern (DAMP)라고 합니다. 조직 손상이 있을 때에 일정한 패턴을 가지는 분자들이 나오고, 이 분자들이 시작하는 화학반응이 결국 동물체의 몸을 지키는 것이지요.

DAMP의 3가지 종류

DAMP의 3가지 종류를 소개하겠습니다.

첫째, 세포가 터졌을 때 체액으로 방출되는 세포 내 DAMP(intracellular DAMP)
둘째, 결합조직이 파괴되었을 때 방출되는 세포 외 DAMP(extracellular DAMP)
셋째, 조직 손상에 의해 활성화된 파수꾼세포(sentinel cell)이 분비하는 DAMP

동물의 면역계는 이 세가지 DAMP를 인식할 수 있는 시스템을 갖추고 있습니다. DAMP 분자 중 어느 하나가 일정 조직에서 많이 인식되면 면역계가 발동하여 그 조직에 군대를 출병합니다.

대표적인 DAMP인 HMGB1, IL-33, Heparan sulfate를 알아보겠습니다.

HMGB-1; intracellular DAMP

동물 세포가 정상적이지 않게 사멸하면 세포가 깨지면서 HMGB-1이라는 분자가 방출됩니다. HMGB-1은 세포의 핵 내에 있는 단백질 분자입니다. 따라서 HMGB-1이 방출되었다는 것은 세포의 핵이 깨졌다는 것을 의미하지요.

HMGB-1 분자는 세포 밖으로 방출되면 TLR2, TLR4와 화학적으로 결합합니다. TLR2와 TLR4는 호중구(neutrophils)나 대식세포(macrophage)의 세포 외막에 존재하는 단백질 분자입니다. 대식세포나 호중구는 면역 반응에 아주 중요한 세포들이지요.

HMGB-1과 TLR2, TLR4의 결합으로 시작된 화학반응으로 호중구와 대식세포는 TNF-a, IL-8이라는 분자를 방출합니다. TNF-a나 IL-8은 염증 반응을 일으키는 분자이지요. 

즉, HMGB-1의 방출에 의해 염증 반응이 시작됩니다. HMGB-1이 세포 밖으로 방출되었다는 것은 비정상적으로 세포의 핵이 깨졌다는 것을 의미하기 때문에 HMGB-1으로부터 시작되는 염증 반응은 동물체의 몸을 지키는 일이 됩니다.

IL-33

IL-33은 HMGB-1과 마찬가지로 세포의 핵 내에 존재하는 분자입니다. IL-33이 세포 밖으로 방출되었다는 것은 세포의 핵이 깨졌다는 것을 의미하기 때문에 IL-33으로부터 시작된 화학반응이 염증 반응을 일으키는 것은 동물의 몸을 지키는 일입니다.

Heparan Sulfate 황산 헤파란; extracellular DAMP

Heparan sulfate는 동물체의 결합조직을 구성하는 다당류입니다. 단백질과 공유결합하여 동물의 조직을 지지하고 결합하는 분자입니다. 대표적인 GAGs(glycosaminoglycan)으로, 세포외기질을 구성하는 물질입니다.

이런 heparan sulfate가 파괴되어 혈액에 돌아다닌다는 것은 동물 조직이 손상되었다는 것을 의미하기 때문에 면역계가 이를 인식하여 면역 반응을 나타냅니다.

즉, 결합조직이 파괴되어 방출되는 heparan sulfate는 일종의 DAMP로서 기능합니다.