Lesson 2 of 20

케모카인 — 농도 기울기가 방향을 만든다

주화성(chemotaxis) · CXCL9/10 과 CXCR3

세포에는 눈이 없습니다. 그런데 어떻게 방향을 알까요.

농도를 견줍니다. 세포의 앞쪽 수용체가 뒤쪽보다 더 많이 붙으면 앞쪽이 짙다는 뜻이고, 그쪽으로 갑니다. 이것이 주화성입니다.

앞쪽 수용체 결합 > 뒤쪽 → 앞으로 간다

놀라운 것은 감도입니다. 세포는 몸 길이(약 10 µm)에 걸쳐 2% 남짓의 농도 차이를 알아냅니다.

케모카인 이름 읽는 법

이름	뜻
CXCL9	C-X-C 계열 리간드(Ligand) 9번 — 뿜는 쪽
CXCR3	C-X-C 계열 수용체(Receptor) 3번 — 받는 쪽
CC / CXC	앞쪽 시스테인 두 개가 붙어 있나(CC), 하나 끼어 있나(CXC)

L 이면 리간드, R 이면 수용체입니다. 이것만 알면 이름이 훨씬 편해집니다.

종양에서 중요한 짝

🎯

CXCL9/10 → CXCR3

T세포를 종양으로 부릅니다.
IFN-γ 가 켭니다 — 그래서 T세포가 오면 더 옵니다

🏠

CCL19/21 → CCR7

림프절로 부릅니다.
수지상세포와 미접촉 T세포가 만나는 자리

🚧

CXCL12 → CXCR4

기질이 뿜습니다.
T세포를 종양에서 밀어냅니다 — 12강

High school농도 기울기가 방향을 만든다

세포가 어느 쪽으로 갈지 어떻게 아나? 주화성(chemotaxis)이다.

농도가 높아지는 쪽으로 간다

단계	일어나는 일
1	세포 앞뒤의 케모카인 농도를 비교
2	높은 쪽 수용체가 더 많이 자극됨
3	그쪽으로 액틴이 뻗음
4	이동

세포 하나의 크기에서 기울기를 감지한다

T세포 크기가 10 μm 쯤이다. 그 짧은 거리에서 몇 % 차이 를 감지한다.

아주 작은 농도 차이를 감지해 방향을 정하는 것 — 놀라운 정밀도다

'부르는 쪽' 은 대개 기질·내피·종양이, '받는 쪽' 은 면역세포가 켭니다.

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# 케모카인과 수용체가 누구에게 있나
import trf

부르는쪽 = ["Cxcl9", "Cxcl10", "Ccl2", "Ccl19", "Ccl21a", "Cxcl12"]
받는쪽 = ["Cxcr3", "Ccr7", "Ccr2", "Cxcr4"]
d = trf.cells()
print("세포형별 평균 발현")
print(d.groupby("세포형")[부르는쪽 + 받는쪽].mean().round(3).to_string())

High schoolCXCL9/10 과 CXCR3

T세포를 종양으로 부르는 대표적인 짝이다.

케모카인	수용체	부르는 세포
CXCL9 · CXCL10 · CXCL11	CXCR3	활성화된 T세포 · NK

누가 CXCL9/10 을 만드나

IFN-γ 를 받은 세포가 만든다 — 대식세포, 수지상세포, 내피세포.

그러면 되먹임 고리가 생긴다

단계	내용
1	T세포가 IFN-γ 를 냄
2	CXCL9/10 이 만들어짐
3	T세포가 더 온다
4	IFN-γ 가 더 나옴

양의 되먹임이라 시작만 되면 스스로 커진다 — 시작이 안 되면 아무 일도 없다

표본이 넷뿐입니다 - 상관을 계산해도 뜻이 없어요.

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# 짝이 실제로 이어져 있나 - 부르는 쪽이 높으면 받는 세포가 많은가
import numpy as np
import trf

for s in trf.ORDER:
    d = trf.cells(sample=s)
    부름 = trf.score(["Cxcl9", "Cxcl10"], d).mean()
    림프 = (d["세포형"] == "림프구").mean() * 100
    print(f"{trf.COND[s]:<26}Cxcl9/10 {부름:>7.3f}   림프구 {림프:>5.2f}%")
print()
print("네 점만으로는 판단할 수 없습니다. 14강에서 세포 단위로 다시 봅니다.")

High school기울기를 어떻게 유지하나

확산만 하면 금방 균일해진다. 기울기가 유지되려면 장치가 필요하다.

장치	내용
기질에 고정	글리코사미노글리칸에 붙어 씻겨 나가지 않음
계속 만듦	공급원에서 계속 분비
소비	수용체를 단 세포가 흡수
미끼 수용체	ACKR 계열이 흡수해 제거

첫 줄이 핵심이다

케모카인이 세포외기질에 붙어 있으면 혈류에 씻겨 나가지 않고 고정된 기울기 가 된다.

액체 속의 향기가 아니라 벽에 칠해진 표시 에 가깝다.

기울기가 유지되려면 만드는 것만으로 부족하고 붙잡아 두어야 한다

High school케모카인이 없으면

4강에서 볼 접착 단계 중 '활성화' 가 안 된다.

단계	케모카인이 없으면
구르기	일어남
활성화	안 일어남
붙기	안 됨
빠져나가기	안 됨

그래서 그냥 지나간다

T세포가 혈관 벽을 구르며 지나가기만 하고 멈추지 않는다.

종양 옆을 수없이 지나가면서도 들어가지 못한다.

문 앞을 지나가는 것과 문이 열리는 것은 다른 일이다

🤔 Check yourself

세포가 방향을 아는 방법으로 알맞은 것은?

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CXCL9 와 CXCR3 의 관계는?

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케모카인이 기질에 붙어 고정되는 것의 이점은?