18강 / 20강

NK 와 DC 의 대화 — 서로를 켜 준다

고리가 돌아야 T세포가 깨워진다 · 그리고 그 고리를 자료에서 찾는다

1강에서 예고한 고리입니다. 이제 하나씩 봅니다.

방향	무엇으로	결과
NK → DC	XCL1 · CCL5 를 뿜는다	cDC1 을 종양으로 불러들인다 (XCR1 이 XCL1 을 받는다)
NK → DC	IFN-γ · TNF	DC 를 성숙시킨다
NK → DC	표적을 죽여 잔해를 만든다	DC 가 주워 교차제시한다 (14강)
DC → NK	IL-12 · IL-18	NK 가 IFN-γ 를 뿜는다
DC → NK	IL-15 (트랜스제시)	NK 가 살아남고 늘어난다

XCL1–XCR1 축이 특히 아름답습니다 — NK 가 뿜는 XCL1 을 cDC1 만 받습니다 (XCR1 이 cDC1 전용 수용체니까요). 곧 NK 가 cDC1 을 콕 집어 부르는 전용 회선입니다.

고등학생서로를 켜 준다

1강에서 예고한 고리를 이제 하나씩 본다. NK 와 DC 는 서로를 활성화 한다.

방향	내용
NK → DC	죽인 세포 조각을 제공 · IFN-γ · TNF 로 성숙 유도
DC → NK	IL-12 · IL-15 · IL-18 로 NK 를 활성화

양의 되먹임 고리다

NK 가 활발해지면 DC 가 활발해지고, DC 가 활발해지면 NK 가 더 활발해진다.

이런 고리는 작은 시작을 크게 증폭 한다. 면역 반응이 왜 그렇게 빨리 커지는지의 설명 중 하나다.

두 세포가 서로를 켜면 반응이 스스로 자란다

고리의 각 화살표가 제 세포에서 켜지는지 확인합니다.

Python 브라우저에서 실행

# 고리의 유전자들이 제 세포에 있나
import inn

print("NK -> DC 방향")
print(inn.mean_by(["Xcl1", "Ccl5", "Ifng"]).to_string())
print()
print("DC -> NK 방향")
print(inn.mean_by(["Il12b", "Il15"]).to_string())
print()
print("Ccl5 는 NK 에서 뚜렷하게 높습니다.")
print("Il12b 는 **성숙 DC** 에서만 올라옵니다 - 성숙해야 NK 를 켤 수 있다는 뜻이에요.")

한 각도에서 안 보이면 각도를 바꿉니다 — 없다고 결론짓지 않고요.

Python 브라우저에서 실행

# Xcl1 이 잘 안 보인다 - 검출률로 다시 본다
import inn

print("검출률 (%)")
print(inn.detect_rate(["Xcl1", "Ccl5", "Ifng", "Il12b", "Il15"]).to_string())
print()
nk = inn.cells("NK세포")
print(f"NK {len(nk):,}개 중")
for g in ["Xcl1", "Ccl5", "Ifng"]:
    print(f"  {g:<7}{int((nk[g] > 0).sum()):>5}개에서 검출 ({100*(nk[g] > 0).mean():>5.2f}%)")
print()
print("Xcl1 은 NK 에서도 몇 % 뿐입니다. 사이토카인·케모카인의 공통 문제예요 -")
print("**필요할 때만 짧게** 만들고, 전사체가 적어 단일세포에서 잘 안 잡힙니다.")
print()
print("그러니 '안 보인다' 로 '고리가 없다' 고 말하면 안 됩니다.")
print("우리가 할 수 있는 것은 - **다른 각도에서 보는 것**입니다. 다음 강에서요.")

고등학생NK 가 DC 를 '편집' 한다

흥미로운 현상이 있다. NK 는 성숙하지 못한 DC 를 죽인다.

왜 그럴까

미성숙 DC 는 MHC-I 발현이 낮다. 그러면 missing-self 규칙 에 걸린다(2강).

DC 상태	MHC-I	NK 의 반응
성숙	높음	안 건드림
미성숙	낮음	죽임

이것을 DC 편집이라 한다

결과적으로 제대로 성숙한 DC 만 살아남아 림프절로 간다. 품질 관리인 셈이다.

10강에서 본 것 — 미성숙 DC 가 항원을 보여 주면 관용 이 생긴다. NK 가 그런 DC 를 미리 제거하면 잘못된 관용을 막는 것이다.

한 세포가 다른 세포의 품질을 검사한다 — 규칙 하나가 두 가지 일을 한다

고등학생고리가 끊기는 자리들

고리로 된 시스템은 어느 한 곳만 끊겨도 멈춘다.

끊기는 자리	원인
NK 가 없거나 억제됨	NKG2A · TIGIT · 대사 억제
죽은 세포가 안 생김	NK 활성 부족
cDC1 이 없음	16강
DC 가 성숙 못 함	미세환경의 억제 인자
DC 가 이동 못 함	CCR7 · 림프관 문제
T세포가 안 돌아옴	케모카인 부족 · 혈관 장벽

그래서 종양은 여러 곳을 동시에 막는다

한 곳만 막으면 뚫릴 수 있다. 여러 곳을 막아야 확실하다.

거꾸로 치료 쪽에서도 한 곳만 풀어서는 부족할 수 있다. 면역관문 억제제의 반응률이 제한적인 이유 중 하나다.

고리를 돌리려면 끊긴 곳을 찾아 그곳을 이어야 한다

되먹임 고리에서는 원인과 결과를 가르기 어렵습니다.

Python 브라우저에서 실행

# 고리가 돌면 무슨 일이 - 되먹임을 모형으로
import inn
import numpy as np

def 돌린다(단계=12, nk0=1.0, dc0=1.0, 끊을것=()):
    nk, dc = nk0, dc0
    이력 = [(nk, dc)]
    for _ in range(단계):
        # NK -> DC : XCL1 로 부르고 IFN-γ 로 성숙시킨다
        새dc = dc + (0 if "NK->DC" in 끊을것 else 0.25 * nk) - 0.12 * dc
        # DC -> NK : IL-12/IL-15 로 켜고 늘린다
        새nk = nk + (0 if "DC->NK" in 끊을것 else 0.25 * dc) - 0.12 * nk
        nk, dc = max(새nk, 0), max(새dc, 0)
        이력.append((nk, dc))
    return 이력

for 이름, 끊 in [("고리가 다 돈다", ()), ("NK->DC 끊김", ("NK->DC",)),
                ("DC->NK 끊김", ("DC->NK",)), ("둘 다 끊김", ("NK->DC", "DC->NK"))]:
    h = 돌린다(끊을것=끊)
    nk, dc = h[-1]
    print(f"{이름:<16}12단계 뒤   NK {nk:>7.2f}   DC {dc:>7.2f}")
print()
print("한쪽만 끊어도 **둘 다** 줄어듭니다. 되먹임 고리의 성질이에요.")
print("그래서 '누가 원인이냐' 를 묻기 어렵습니다 - 서로가 서로의 원인이니까요.")
print()
print("(증가·감소 계수는 전부 모형값입니다.)")

고등학생고리를 자료에서 찾으려면

확인할 것	보는 방법
NK 와 DC 가 둘 다 있나	세포 조성
서로의 리간드-수용체가 켜져 있나	발현 짝짓기
둘이 가까이 있나	공간 자료
실제로 신호가 갔나	하류 유전자 · 단백질

세 번째가 19강의 실습이다

발현만으로는 가능성 밖에 못 본다. NK 와 DC 가 조직의 다른 구역 에 있으면 대화는 없다.

공간 자료로 NK 옆에 DC 가 우연보다 자주 있는지 를 확인한다. 그것이 고리가 실제로 도는지에 대한 가장 직접적인 증거다.

상호작용을 주장하려면 두 세포가 만날 수 있는 거리에 있음을 보여야 한다

🤔 확인 문제

XCL1–XCR1 축이 특별한 이유는?

🤔 확인 문제

Xcl1 이 NK 에서도 몇 %에서만 검출되는 것을 어떻게 읽어야 하나요?

🤔 확인 문제

되먹임 고리에서 '누가 원인이냐' 를 묻기 어려운 이유는?