7강 / 20강

식균작용 — 알아보고 · 삼키고 · 소화한다

대식세포의 본업 · 옵소닌화

대식세포(macrophage)라는 이름은 그리스어로 '크게 먹는 것' 입니다. 1880년대에 메치니코프가 불가사리 유충에 가시를 찔러 넣고, 세포들이 가시 주위로 몰려와 삼키는 것을 현미경으로 본 데서 왔습니다.

먹는 일은 세 단계입니다.

👃

1. 알아본다

표면 수용체가 먹을 것에 붙습니다.
직접 붙거나(Msr1 Cd36),
표식이 붙은 것을 알아봅니다

🫧

2. 삼킨다

액틴 골격이 막을 밀어 컵 모양으로 감쌉니다.
끝이 만나 닫히면 식포가 됩니다

🧪

3. 녹인다

리소좀이 식포와 합쳐집니다.
pH 4.5 · 카텝신(Ctss) · 활성산소
남은 조각은 MHC 에 실어 내놓습니다

표식 — 옵소닌

먹을 것에 미리 붙어서 '이건 먹어도 된다' 고 알려 주는 분자를 옵소닌(opsonin) 이라 합니다. 그리스어로 '양념' 입니다.

옵소닌	붙는 수용체	어디서 왔나
IgG 항체	`Fcgr1` `Fcgr3` `Fcgr4`	B세포가 만든다 — `/bcell` 15강
보체 C3b	보체 수용체 (CR3 = `Itgam`)	혈장의 보체계
C1q	C1q 수용체	대식세포가 직접 만든다 — `C1qa`
Gas6 · Pros1	`Mertk` `Axl`	죽은 세포용 — 11강

치료용 항체가 듣는 방식 가운데 하나가 바로 이것입니다. 항체가 암세포에 붙으면 대식세포의 Fcgr 가 그것을 잡고 삼킵니다 — ADCP 라 부릅니다.

고등학생알아보고 · 삼키고 · 소화한다

식균작용(phagocytosis)은 세 단계다.

단계	필요한 것
알아보기	수용체 — 무엇을 먹을지 판정
삼키기	액틴 재배열 — 세포막이 감쌈
소화하기	리소좀 융합 · 산성화 · 효소

첫 단계가 가장 어렵다

먹을 것과 안 먹을 것을 구별 해야 한다. 잘못 먹으면 정상 조직이 파괴된다.

그래서 "먹어라" 신호와 "먹지 마" 신호 를 함께 계산한다(8강).

먹는 것보다 무엇을 먹을지 정하는 것이 어려운 부분이다

맨 아래 두 줄(NK · T세포)이 견주기입니다. 식균 수용체는 골수계 전용에 가깝습니다.

Python 브라우저에서 실행

# 식균 수용체가 어느 세포형에서 켜지나
import mye

수용체 = ["Fcgr1", "Fcgr3", "Fcgr4", "Itgam", "Msr1", "Cd36", "C1qa", "Cd68", "Ctss"]
세포형 = ["단핵구", "대식세포 (Arg1+)", "대식세포 (C1q+)", "대식세포 (M2형)",
          "호중구", "수지상세포", "NK세포", "CD8 T세포"]
print(mye.mean_by(수용체).loc[세포형].to_string())

고등학생옵소닌화 — 표지를 붙인다

세균 표면은 매끄럽고 대식세포가 붙잡기 어렵다. 그래서 표지를 붙여 준다. 이것이 옵소닌화다.

옵소닌	받는 수용체
IgG 항체	Fcγ 수용체
보체 C3b	CR3 (CD11b/CD18)
콜렉틴 · 펜트락신	여러 수용체

비유

매끄러운 공에 손잡이를 달아 주는 것과 같다. 공 자체는 안 변했는데 잡기가 훨씬 쉬워진다.

적응면역이 선천면역을 돕는다

IgG 는 B세포가 만든 것이다. 그것이 대식세포에게 무엇을 먹을지 알려 준다.

항체 치료제가 작동하는 방식 중 하나가 이것이다 — 암세포에 항체를 붙여 대식세포에게 먹으라고 표시한다.

항체는 무기가 아니라 표적 지정 장치다

Python 브라우저에서 실행

# 소화 장치가 가장 잘 갖춰진 세포는 누구인가
import mye

소화 = ["Cd68", "Ctss", "C1qa", "Msr1"]
d = mye.cells()
점수 = mye.score(소화, d)

표 = {}
for ct in d["세포형"].unique():
    m = (d["세포형"] == ct).values
    표[ct] = (점수[m].mean(), m.sum())
for ct, (v, n) in sorted(표.items(), key=lambda x: -x[1][0]):
    print(f"{ct:<18}{v:>8.3f}{n:>9,}")

고등학생먹은 뒤에 일어나는 일

결과	내용
분해	병원체 제거
항원 제시	조각을 MHC 에 얹음 (10강)
사이토카인 분비	다른 세포에게 알림
대사 변화	먹은 것에 따라 상태가 바뀜

무엇을 먹느냐가 세포의 상태를 바꾼다

먹은 것	반응
세균	염증 반응 — 사이토카인 분비
죽은 자기 세포	항염 반응 (11강)
지질 · 콜레스테롤	대사 재프로그래밍 (14강)

같은 "먹기" 인데 결과가 정반대 일 수 있다.

먹는 행위 자체가 아니라 무엇을 먹었나가 다음 행동을 정한다

고등학생종양에서 식균이 왜 문제인가

기대	현실
대식세포가 암세포를 먹어 없앤다	대개 안 먹는다

왜 안 먹나

이유	강
암세포가 CD47 을 내걺	8강
옵소닌이 부족	항체가 없으면
대식세포가 억제 상태	5 · 14강
죽은 세포를 조용히 치움	11강

그래서 나온 치료

항-CD47 + 표적 항체 조합이다. "먹지 마" 신호를 막고 "먹어라" 표지를 붙인다.

둘 다 해야 한다 — 하나만으로는 부족하다. 8강에서 이 이야기를 자세히 한다.

먹게 하려면 억제를 풀고 표지를 붙이는 일을 함께 해야 한다

🤔 확인 문제

옵소닌이 하는 일을 한 줄로 하면?

🤔 확인 문제

치료용 항체가 대식세포를 부리는 방식(ADCP)이 성립하려면 반드시 필요한 것은?

해설 항체의 Fc 자루를 잡는 수용체(Fcgr)가 대식세포 쪽에 있어야 합니다. 그래서 항체 약을 설계할 때 IgG 아형을 고르는 것이 중요합니다 — /bcell 18강과 /checkpoint 7강.

🤔 확인 문제

먹은 뒤 리소좀이 하는 일이 아닌 것은?