Lesson 13 of 20

CD4 아형 — 같은 세포가 정반대 일을 한다

Th1 · Th2 · Th17 · Tfh · 무엇이 운명을 정하나

지금까지 우리는 수용체만 봤습니다. 그런데 T세포는 수용체만으로 정해지지 않아요.

같은 수용체를 가진 세포가 다른 일을 할 수 있다

CD4 T세포가 특히 그렇습니다. 항원을 만날 때 주변에 어떤 사이토카인이 있었는지에 따라 운명이 갈립니다. 전사인자 하나가 켜지고, 그 뒤로는 다른 세포가 됩니다.

아형	켜지는 스위치	내뿜는 것	맡은 적
Th1	T-bet (`Tbx21`)	IFN-γ	세포 안의 것 — 바이러스 · 결핵균 · 암
Th2	GATA3	IL-4 · IL-5 · IL-13	기생충 — 그리고 알레르기의 주범
Th17	RORγt	IL-17 · IL-22	세포 밖의 세균 · 곰팡이 — 자가면역에도 관여
Tfh	Bcl-6	IL-21	싸우지 않는다 — B세포를 돕는다 (배중심)
Treg	Foxp3	IL-10 · TGF-β	다른 T세포를 말린다 — 14강

High school같은 도구를 가진 사람이 다른 직업을 갖는다

4부가 시작됩니다. 여기서 관점이 크게 바뀝니다.

1~12강 : 무엇을 알아보는가 (수용체)
13~17강 : 무엇을 하는가 (기능)

놀라운 사실 하나

수용체가 완전히 똑같은 두 T세포가 정반대 일을 할 수 있습니다. 하나는 공격을 부추기고, 하나는 공격을 말립니다.

어떻게 그럴 수 있을까요? 운명이 따로 정해지기 때문입니다.

비유 — 같은 자격증, 다른 부서

운전면허를 딴 사람 셋이 있습니다. 면허(수용체)는 똑같아요. 그런데 어디에 배치되느냐에 따라 —

구급차 운전 → 사람을 살린다
택배 운전 → 물건을 나른다
버스 운전 → 사람을 나른다

같은 면허인데 하는 일이 완전히 다르죠. 배치를 정하는 것은 면허가 아니라 그날의 상황입니다.

T세포에서 그 '상황' 은 사이토카인입니다

CD4 T세포가 항원을 처음 만날 때, 주변에 어떤 사이토카인이 떠다니고 있었는지가 운명을 정합니다. 그러면 전사인자 스위치가 하나 켜지고, 그 뒤로는 다른 세포가 돼요.

아형	스위치	맡은 적	한마디로
Th1	T-bet	세포 안의 것 — 바이러스 · 결핵균 · 암	정예 공격조
Th2	GATA3	기생충 — 그리고 알레르기의 주범	기생충 전담반
Th17	RORγt	세포 밖의 세균 · 곰팡이	점막 방어대
Tfh	Bcl-6	안 싸운다 — B세포를 돕는다	후방 지원
Treg	Foxp3	다른 T세포를 말린다	브레이크 (14강)

외울 필요 없습니다. 같은 수용체라도 하는 일은 따로 정해진다 — 이 한 문장만 가져가세요.

High schoolIFN-γ 는 왜 양날의 칼인가

바로 위 노트가 종양면역에서 가장 중요한 역설을 담고 있습니다. 차근차근 풀어 봅시다.

먼저 왜 Th1 이 암에 중요한가

암세포는 세포 안에서 이상한 단백질을 만듭니다. 밖에 떠다니는 세균이 아니에요. 그러니 세포 안의 적을 맡는 Th1 이 필요합니다.

Th1 이 뿜는 IFN-γ 가 하는 좋은 일

암세포의 MHC-I 발현을 올린다 — 8강의 접시를 더 많이 내걸게 만든다. 게시판이 늘면 CD8 이 암세포를 더 잘 알아본다
대식세포를 공격 모드(M1) 로 민다
CD8 T세포의 살상력을 키운다

완벽하죠. 그런데 —

같은 IFN-γ 가 암세포의 PD-L1 도 올린다

PD-L1 이 뭔가요

암세포가 내미는 방패 입니다. T세포 표면의 PD-1 에 붙으면 T세포에게 "그만해, 나 정상이야" 라는 신호가 갑니다. T세포가 멈춰요.

그래서 벌어지는 일 — 적응 저항

순서를 따라가 봅시다.

면역이 종양을 공격한다
Th1 이 IFN-γ 를 뿜는다
암세포가 그 신호를 감지하고 PD-L1 을 올린다
T세포가 멈춘다

공격하면 공격했기 때문에 방패가 올라간다

이걸 적응 저항(adaptive resistance) 이라고 합니다. 암세포가 미리 방패를 든 게 아니라, 우리가 공격한 것에 반응해서 든 거예요.

비유

도둑을 잡으려고 경보기를 크게 울렸더니, 도둑이 그 소리를 듣고 귀마개를 낀 격입니다. 경보기가 나쁜 게 아닙니다 — 그런데 결과적으로 도둑이 유리해졌어요.

좋은 신호와 나쁜 신호가 같은 분자에서 나옵니다. 면역치료가 단순하지 않은 이유의 한 갈래이고, 항-PD1 치료가 등장한 배경이기도 합니다 — 방패를 막아 주는 약이죠(17강).

같은 세포도 <b>어떤 축으로 자르느냐</b>에 따라 다르게 나뉩니다.

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# 논문 자료에서 CD4 T세포의 상태 구성
# (/spatial 19강이 Xenium 원자료 17,659세포로 계산한 값)
import tcr

P = tcr.facts()["paper"]["CD4"]
순서 = ["WT_ISO", "DDX_ISO", "WT_PD1", "DDX_PD1"]
이름 = {"WT_ISO": "WT + 아이소타입", "DDX_ISO": "KD + 아이소타입",
        "WT_PD1": "WT + 항-PD1", "DDX_PD1": "KD + 항-PD1"}
아형 = ["미접촉", "효과", "기억", "소진", "조절"]

print("CD4 T세포 안의 상태 구성 (%)")
print(f"{'조건':<18}" + "".join(f"{a:>8}" for a in 아형) + f"{'세포':>8}")
for s in 순서:
    print(f"{이름[s]:<18}" + "".join(f"{P['pct'][s].get(a,0):>7.1f}%" for a in 아형)
          + f"{P['n'][s]:>8}")
print()
print("공간전사체는 Th1/Th2/Th17 을 가르지 못합니다 - 그 표지자가 패널에 없어요.")
print("대신 '미접촉/효과/기억/소진/조절' 이라는 다른 축으로 나눕니다.")

High school'축' 이 다르면 옮겨 읽으면 안 됩니다

위 코드에서 이상한 걸 눈치채셨나요? 분류 이름이 Th1 · Th2 · Th17 이 아니라 미접촉 · 효과 · 기억 · 소진 · 조절 입니다.

왜 다를까요? 자르는 축이 다르기 때문입니다.

비유 — 학생을 나누는 두 가지 방법

축 ① 전공	축 ② 학년
문과 · 이과 · 예체능	1학년 · 2학년 · 3학년
무엇을 공부하나	얼마나 오래 다녔나

둘 다 맞는 분류입니다. 그런데 서로 대응되지 않아요. "2학년이 늘었다" 를 "이과가 늘었다" 로 읽으면 완전히 틀린 말이죠.

T세포에서도 똑같습니다

교과서 축 (기능 분화)	논문 축 (분화 단계)
Th1 · Th2 · Th17 · Tfh · Treg	미접촉 · 효과 · 기억 · 소진 · 조절
무엇에 맞서 싸우나	얼마나 오래 싸웠나

겹치는 것은 Treg(=조절) 하나뿐입니다.

"효과 T세포가 늘었다" ≠ "Th1 이 늘었다"

왜 논문은 다른 축을 썼나

공간전사체(Xenium)는 유전자를 정해진 몇백 개만 읽습니다. 그 목록에 Th1/Th2 를 가르는 표지자가 없었어요. 대신 분화 단계를 가르는 표지자는 있었습니다.

잴 수 있는 것이 나눌 수 있는 축을 정한다

16강의 "무엇을 재느냐가 무엇을 볼 수 있느냐를 정한다" 와 같은 이야기예요.

논문 읽을 때의 실전 요령

세포 아형 이름이 나오면 먼저 물으세요 — "이건 어느 축인가?" 기능인가, 단계인가, 위치인가?

축을 확인하지 않고 다른 논문 결과와 이어 붙이는 것이 논문 오독의 가장 흔한 원인입니다.

High school13강 정리 — 수용체와 기능은 따로 논다

13강의 뼈대는 짧습니다.

물음	답
수용체가 하는 일을 정하나	아니오. 무엇을 알아볼지만 정한다
그러면 하는 일은 누가 정하나	항원을 만날 때 주변의 사이토카인
정해지면 바뀌나	전사인자가 켜지면 대체로 고정된다
암에서 중요한 아형은	Th1 (세포 안의 적 담당)

그래서 우리 레퍼토리 자료의 한계가 또 나옵니다

여기까지 배운 걸로 우리 자료를 다시 보면 — 우리는 아형을 전혀 가를 수 없습니다.

왜냐면 아형은 전사인자와 사이토카인의 발현으로 갈리는데, V(D)J 자료에는 발현이 없기 때문이에요. 수용체 서열만 있습니다.

수용체를 아무리 들여다봐도 Th1 인지 Th2 인지 알 수 없다

15·16·17강에서 이 한계가 계속 나오고, 18강에서 목록으로 정리됩니다. 그리고 "무엇을 더하면 풀리는가" 까지 적어요 — 답은 같은 세포의 유전자 발현입니다.

퀴즈 힌트

세 문제 모두 '수용체 ≠ 기능' 과 '축이 다르면 못 옮긴다' 를 묻습니다. 특히 IFN-γ 문제는 같은 분자가 좋은 일과 나쁜 일을 동시에 한다는 그 역설을 이해했는지 보는 겁니다.

🤔 Check yourself

CD4 T세포의 운명(Th1/Th2/Th17…)을 정하는 것은?

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IFN-γ 가 종양면역에서 양날인 이유는?

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논문의 '효과 T세포가 늘었다' 를 'Th1 이 늘었다' 로 읽으면 안 되는 이유는?