4강 / 20강

접착 4단계 — 구르기 · 활성화 · 붙기 · 빠져나가기

백혈구 유출(extravasation)의 문법

혈관 안의 백혈구는 빠르게 흐릅니다. 그런데 감염이나 종양이 있는 자리에서 정확히 멈춰 혈관 벽을 뚫고 나가야 합니다. 어떻게 할까요.

네 단계입니다. 각 단계마다 다른 분자가 씁니다.

단계	백혈구 쪽	내피 쪽	무슨 일
1. 구르기	PSGL-1 · 시알릴 루이스 X	`Sele` `Selp` (셀렉틴)	붙었다 떨어졌다 하며 속도가 준다. 아직 안 멈춤
2. 활성화	`Cxcr3` 등 케모카인 수용체	내피에 붙어 있는 케모카인	신호를 받아 인테그린 모양이 바뀐다
3. 붙기	`Itgal`+`Itgb2`(LFA-1) · `Itga4`	`Icam1` `Vcam1`	완전히 멈춘다
4. 빠져나가기	—	`Pecam1` `Cdh5`	내피세포 사이를 비집고 조직으로

왜 네 단계나 필요한가

정확도 때문입니다. 셀렉틴만으로 멈추려면 결합이 너무 세야 하고, 그러면 아무 데서나 멈춥니다. 반대로 인테그린은 세게 붙지만 기본 상태에서는 접혀 있어 붙지 못합니다.

느슨하게 붙어 속도를 줄이고 → 여기가 맞나 확인하고 → 세게 붙는다

2단계가 검문소입니다. 케모카인 신호가 있어야만 인테그린이 펴집니다. 그러니 케모카인이 없으면 아무리 굴러도 멈추지 않습니다.

고등학생백혈구 유출의 네 단계

혈관 안의 백혈구가 조직으로 나가는 과정은 정해진 순서 를 따른다.

단계	일어나는 일	분자
1. 구르기	혈관 벽을 따라 천천히 굴러감	셀렉틴
2. 활성화	케모카인 신호로 멈출 준비	케모카인 수용체
3. 단단히 붙기	인테그린이 활성화되어 고정	인테그린 · ICAM
4. 빠져나가기	내피세포 사이로 통과	PECAM 등

네 단계가 순서대로 일어나야 한다 — 하나라도 빠지면 못 나간다

Python 브라우저에서 실행

# 네 단계의 분자가 누구에게 있나
import trf

백혈구 = ["Itgal", "Itgb2", "Itga4", "Cxcr3", "Ccr2", "Sell"]
내피 = ["Sele", "Selp", "Icam1", "Vcam1", "Pecam1", "Cdh5"]
d = trf.cells()
print("백혈구 쪽")
print(d.groupby("세포형")[[g for g in 백혈구 if g in d.columns]].mean().round(3).to_string())
print()
print("내피 쪽")
print(d.groupby("세포형")[[g for g in 내피 if g in d.columns]].mean().round(3).to_string())

고등학생왜 구르기가 먼저인가

혈액은 빠르게 흐른다. 그 속도로 지나가면서 어떻게 멈추나?

단계적으로 속도를 줄인다

비유	내용
고속도로에서 바로 멈추기	불가능
진입로에서 속도를 줄이고	구르기
그다음 정지	단단히 붙기

셀렉틴의 결합이 특이하다

셀렉틴은 빨리 붙고 빨리 떨어진다. 그래서 붙었다 떨어졌다 하며 구르게 된다.

세게 붙으면 혈류에 뜯겨 나간다. 약하게 붙어야 구를 수 있다.

약한 결합이 세포를 붙잡는 첫 단계를 가능하게 한다

내피 쪽 분자는 내피세포에서 가장 높아야 합니다 - 이름표 검증이기도 해요.

Python 브라우저에서 실행

# 축으로 묶어서 본다
import trf

for name in ["접착 (백혈구 쪽)", "접착 (내피 쪽)", "혈관"]:
    print(f"[{name}]  {' · '.join(trf.axes()[name])}")
    print(trf.axis_by(name).sort_values(ascending=False).to_string())
    print()

고등학생케모카인이 스위치를 켠다

2단계가 결정적 이다.

인테그린은 평소 '꺼져' 있다

인테그린은 모양이 접혀 있어서 잘 안 붙는다. 케모카인 신호를 받으면 펴져서 강하게 붙는다.

상태	결합력
접힌 상태	낮음
펴진 상태	수백 배 높음

이것이 특이성을 만든다

인테그린이 늘 켜져 있으면 백혈구가 아무 데나 붙는다.

케모카인이 있는 곳에서만 켜지니 필요한 곳에서만 멈춘다.

접착 분자를 조건부로 켜는 것이 이동의 정확성을 만든다

고등학생종양에서 무엇이 막히나

단계	종양에서의 문제	강
구르기	내피에 셀렉틴이 적음	10강
활성화	케모카인이 없음	13강
붙기	ICAM 발현이 낮음	10강
빠져나가기	혈관 구조가 비정상	10강
조직 안 이동	기질 장벽	12강

다섯 곳에서 막을 수 있다

종양은 여러 곳을 동시에 막는다. 한 곳만 뚫어서는 소용없을 수 있다.

여러 단계로 된 과정은 막을 곳도 여럿이다 — 그래서 종양이 유리하다

🤔 확인 문제

접착이 네 단계로 나뉜 근본적인 이유는?

🤔 확인 문제

케모카인이 없으면 백혈구가 못 나가는 이유는?

🤔 확인 문제

종양이 T세포 유입을 막는 가장 '경제적인' 방법은?