6강 / 20강

MHC-II 와 교차제시 — 밖에서 주운 것을 보여 준다

두 번째 게시판 · 그리고 규칙을 깨는 반칙 하나

지금까지 본 것은 MHC-I — 세포 안에서 만든 것을 보여 주는 길입니다. 그런데 밖에서 삼킨 것도 보여 줘야 합니다. 그것이 MHC-II 입니다.

	MHC-I	MHC-II
어디에	거의 모든 세포	수지상세포 · 대식세포 · B세포만
재료	세포 안에서 만든 단백질	삼킨 것
자르는 곳	세포질 (프로테아좀)	엔도솜 (카텝신)
홈	양끝이 막혀 있다	양끝이 열려 있다
길이	8~11 (봉우리 9)	13~20 (봉우리 15)
읽는 쪽	CD8 T세포	CD4 T세포

MHC-II 도 빈 홈을 지켜야 합니다. 소포체에서 만들어지자마자 불변사슬(Ii, CD74) 이 홈을 막아 두고, 엔도솜에 도착하면 잘려 나가 CLIP 이라는 토막만 남습니다. 그 CLIP 을 HLA-DM 이 떼어 내고 진짜 펩타이드로 갈아 끼워요 — MHC-I 의 탭신과 같은 역할입니다.

고등학생두 번째 게시판

MHC-II 는 다른 것을 보여 줍니다.

—	MHC-I	MHC-II
보여 주는 것	세포 안	밖에서 삼킨 것 ⭐
보는 세포	CD8 T세포	CD4 T세포
결과	죽인다	돕는다 · 항체 유도
가진 세포	거의 전부	항원제시세포만

"내 속을 보고" 와 "밖에서 주운 것을 보고" — 두 종류의 정보다

왜 나눴나

정보	대응
"내가 감염됐다"	나를 죽여라 — MHC-I
"밖에 이런 게 있다"	대응을 조직하라 — MHC-II ⭐

보고 내용이 다르니 대응도 달라야 한다

MHC-II 의 홈은 열려 있습니다

—	—
양끝이 안 막혔다	2강 —
그래서 길이가	13~25 로 자유롭다

가운데 9글자 코어가 홈에 앉고 나머지는 삐져나온다

비유 — 두 종류의 보고서

—	—
자기 점검표	"내 상태는 이렇다" — MHC-I
순찰 보고	"밖에서 이런 걸 봤다" — MHC-II ⭐

교차제시 — 규칙을 깨는 반칙

규칙대로라면 삼킨 것은 MHC-II 로만 갑니다. 그러면 문제가 생겨요 —

암세포나 바이러스 감염 세포를 죽이려면 CD8 T세포가 필요합니다. CD8 은 MHC-I 만 읽습니다. 그런데 CD8 을 훈련시키려면 수지상세포가 종양의 항원을 MHC-I 에 얹어야 하는데, 그 항원은 수지상세포가 만든 것이 아니라 주워 온 것입니다.

교차제시(cross-presentation) 가 그 반칙입니다 — 삼킨 것을 어떻게든 세포질로 빼내 MHC-I 에 얹습니다.

이 재주는 cDC1 이라는 수지상세포 아형이 특히 잘합니다. 쥐에서 cDC1 을 없애면 면역관문억제제가 듣지 않습니다. 암 면역치료 전체가 이 반칙 하나에 기대고 있는 셈이에요.

고등학생교차제시 — 규칙을 깨는 반칙

note 가 반칙이라 부르는 이유를 봅시다.

밖에서 삼킨 것을 MHC-I 에 얹는다 — 규칙 위반이다

왜 필요한가

결정적인 문제가 있습니다.

—	—
바이러스가 수지상세포를 안 감염시키면	—
수지상세포는	그 항원을 MHC-I 에 못 올린다 ⚠
그러면	CD8 T세포를 못 깨운다 ⚠

감염 안 된 세포가 감염 정보를 전해야 한다 — 그게 교차제시다

암에서 특히 중요합니다

—	—
암세포는 수지상세포가 아니다	—
죽은 암세포를 주워서	MHC-I 에 올린다 ⭐
그래야	암 특이 CD8 T세포가 깨어난다

면역치료가 되려면 이 단계가 작동해야 한다 — 11강

비유 — 목격자 진술

—	—
당사자가 말을 못 하면	—
목격자가 대신 전한다	✔ ⭐

"본인만 보고한다" 는 규칙에 예외가 필요했다

규칙을 깨는 예외가 시스템을 완성시킵니다.

IEDB 의 실제 자료입니다. 교과서 그림을 <b>우리가 다시 그린</b> 것이에요.

Python 브라우저에서 실행

# class I 과 class II 의 길이 분포를 나란히
import ag
import matplotlib.pyplot as plt

F = ag.facts()
t1, t2 = sum(F["length"].values()), sum(F["length_II"].values())
x1 = sorted(int(k) for k in F["length"])
x2 = sorted(int(k) for k in F["length_II"])

plt.figure(figsize=(7.5, 3.6))
plt.bar([x - 0.2 for x in x1], [100*F["length"][str(x)]/t1 for x in x1],
        width=0.4, label="class I", color="#4c6ef5")
plt.bar([x + 0.2 for x in x2], [100*F["length_II"][str(x)]/t2 for x in x2],
        width=0.4, label="class II", color="#e8590c")
plt.xlabel("peptide length"); plt.ylabel("%"); plt.legend()
plt.show()

print(f"class I  봉우리 : {max(x1, key=lambda x: F['length'][str(x)])} 글자")
print(f"class II 봉우리 : {max(x2, key=lambda x: F['length_II'][str(x)])} 글자")
print()
print("홈의 양끝이 막혔느냐 열렸느냐 - 구조의 차이가 그대로 보입니다.")

고등학생두 게시판이 함께 일한다

CD4 와 CD8 이 협력하는 방식을 봅시다.

CD8 을 제대로 깨우려면 CD4 의 허락이 필요하다

왜 두 단계인가

—	—
CD8 은 죽이는 세포다	—
잘못 깨우면	자기 조직을 죽인다 ⚠

위험한 권한일수록 확인이 두 번 — 안전장치다

그래서 백신 설계에

—	—
MHC-I 에피토프만 넣으면	반응이 약하다 ⚠
MHC-II 도 함께	반응이 강하고 오래 ✔ ⭐

신생항원 백신이 긴 펩타이드를 쓰는 이유가 이것이다

긴 펩타이드의 이점

—	—
안에 I 과 II 에피토프가 다 들어간다	✔
수지상세포가 삼켜서 처리한다	교차제시 ✔
짧은 것은	아무 세포에나 직접 붙는다 ⚠

짧은 펩타이드는 공동자극 없이 붙어 — 오히려 관용을 유도할 수 있다 ⚠

비유 — 결재 라인

—	—
중요한 결정은	두 사람의 서명 ⭐
한 명만으로	위험하다

면역계의 거의 모든 강한 반응이 이 구조를 가진다

MHC-I 의 탭신과 MHC-II 의 HLA-DM 은 <b>같은 문제를 푸는 다른 해법</b>입니다.

Python 브라우저에서 실행

# CLIP 을 떼는 HLA-DM 이 없으면 - 게시판에 무엇이 남나
단계 = [
    ("소포체", "MHC-II 가 만들어진다", "불변사슬(Ii)이 홈을 막는다"),
    ("이동",   "엔도솜으로 간다",       "Ii 가 잘려 CLIP 만 남는다"),
    ("엔도솜", "삼킨 단백질이 잘린다",  "카텝신이 조각을 낸다"),
    ("교체",   "HLA-DM 이 일한다",     "CLIP 을 빼고 진짜 항원을 끼운다"),
    ("표면",   "게시판에 오른다",       "CD4 T세포가 읽는다"),
]
print(f"{'단계':<8}{'무슨 일':<22}{'홈 안에는'}")
print("-" * 72)
for a, b, c in 단계:
    print(f"{a:<8}{b:<22}{c}")
print()
print("HLA-DM 이 망가지면 - 표면의 MHC-II 가 **CLIP 만 얹은 채** 올라갑니다.")
print("게시판은 있는데 내용이 없는 셈이에요.")

고등학생게시판이 둘이라 생기는 복잡함

6강을 마치며 실무적 함의를 봅시다.

예측 도구도 따로 있다 — I 과 II 는 다른 문제다

—	MHC-I 예측	MHC-II 예측
정확도	좋다 ✔	나쁘다 ⚠
이유	길이가 고정	코어 위치를 모른다 ⭐

홈이 열려 있어서 — 어디가 코어인지 부터 맞혀야 한다

그래서 어려운 점

—	—
20글자 펩타이드에	가능한 9mer 코어가 열두 개
어느 것이 앉는지	모른다 ⚠

MHC-II 예측 AUC 는 대개 MHC-I 보다 낮다

이 강의가 MHC-I 에 집중하는 이유

—	—
규칙이 명확하다	배우기 좋다 ✔
자료가 많다	—
암 면역치료의 중심	CD8 이 죽인다 ⭐

다만 MHC-II 를 무시하면 반쪽이 된다 — 6강이 있는 이유다

실제 신생항원 백신 설계에서는 둘 다 예측합니다.

🤔 확인 문제

MHC-II 펩타이드가 MHC-I 보다 길고 다양한 구조적 이유는?

🤔 확인 문제

교차제시가 필요한 이유는?

🤔 확인 문제

HLA-DM 과 탭신(TAPBP) 의 공통점은?