B 세포

B세포 또는 B 림프구는 백혈구에 속하는 림프구의 일종으로 항체를 생산함으로써 적응성면역반응의 형질반응 부분을 담당한다. 또한 B세포는 전문 항원제시세포(antigen presenting cell)로서도 기능하고 사이토카인도 분비한다.

B세포는 포유동물에서는 골수에서 조류에서는 림프기관인 파브리키우스 소낭 (bursa of Fabricius)에서 발생하며, B세포의 B는 이 기관의 머리글자를 따라 명명한 것이다.

T세포나 자연살상(natural killer: NK)세포와는 달리 B세포는 세포표면에 B세포수용체(B cell receptor: BCR)를 발현하고, BCR은 B세포가 특정 항원에 결합할 수 있도록 하며 항체 면역반응을 시작하도록 한다.

그림1. B세포, B세포수용체 및 B세포가 분비하는 항체 (출처: 한국분자·세포생물학회)

목차

B 세포는 골수에서 유래하는 조혈모세포(hematopoietic stem cells: HSCs)로부터 발생한다. HSCs는 여러 전구세포로의 분화를 거쳐 초기 B세포로 발생하고, 이 후로 면역글로불린의 중사슬 및 경사슬의 V(D)J 유전자 재배열 상태에 따라 구분되는 여러 단계의 발생 단계를 거쳐 성숙한 B세포로 성숙한다.

그림2. 면역글로불린 중사슬과 경사슬의 재배열에 따른 B세포의 발생 단계와 각 단계에 발현되는 세포표면 표지자 (출처: 한국분자·세포생물학회)

B 세포는 골수에서의 발생과정 동안 두가지 형태의 선별과정을 거친다. 항원 특이성과는 무관하게 pre-BCR 과 BCR을 통한 신호를 통하여 긍정적 선별과정을 거치는데, 이들 수용체가 리간드에 결합하지 못할 경우 B세포는 생존에 적절한 신호를 받지 못하고 발생과정이 중단된다. 부정적 선별과정은 BCR이 자가항원에 결합하면 일어나며, 클론 제거, 수용체 편집, 불활성화, 또는 무시(B세포가 신호를 무시하고 발생과정을 계속함) 등의 4가지 경로로 일어난다. 부정적 선별과정을 통하여 중앙관용의 상태가 이루어지고, 이로써 성숙한 B세포는 골수에 있는 자가항원에는 결합하지 않게 된다.

발생과정이 완결되기 위하여 미성숙 B세포는 골수로부터 비장으로 이동하고, 비장 내에서 추가적인 성숙 과정을 거쳐 성숙한 (또는 무경험) B 세포가 된다.

B세포의 활성화는 비장과 림프절과 같은 이차면역기관에서 일어난다. B세포가 골수에서 성숙한 후, 혈액을 타고 이차면역기관으로 이동하는데, 이 곳은 순환하는 림프액을 통해서 항원이 지속적으로 공급되는 곳이다. 이 곳에서 B세포가 BCR을 통해 항원에 결합하면 B세포의 활성화가 시작된다. 일부의 B세포(난포 B세포; follicular B cell)는 T세포에 의존적인 활성화가 이루어지나, 변연부 B세포(marginal B cell)와 B1 B세포는 대부분 T세포 비의존적 활성화과정을 거친다.

BCR이 T세포 의존적(T-dependent: TD) 항원에 결합하면 항원은 수용체매개세포유입 과정을 통해 B세포 내로 들여와져 분쇄되고, 항원 조각들은 Class II MHC 단백질에 결합되어 세포표면에 발현됨으로써 도움 CD4⁺ T 세포에게 제시된다. 동일한 항원에 의해 활성화된 도움 T세포는 TCR을 통하여 이들 MHC II-펩타이드 복합체를 인식하여 결합함으로써 B 세포와 복합체를 이루어 B세포의 활성화를 돕는다.

활성화된 B세포는 즉각적이고 단기적 방어에 필요한 항체를 생산하는 형질모세포(plamablast)와 지속적 방어를 위한 항체를 생산하는 장수성의 형질세포와 기억세포로의 두 단계 분화 과정을 거치게 된다. 첫째 과정에서 활성화된 B세포는 증식하고 형질모세포로 분화하여 대부분 초기의 항원친화력이 약한 IgM 형태의 항체를 생산한다. 두 번째 과정에서 활성화된 B세포는 림프여포(lymphoid follicle)로 이동하여 배아중심(germinal center: GC)를 형성하며, 이 곳에서 T세포의 도움을 받아 B세포의 증식, 항체 종류전환(class switching), 과돌연변이를 통한 친화성 성숙(affinity maturation) 등의 과정을 거쳐 다량의 고친화성 항체를 생산하는 형질세포와 기억세포로 분화한다.

T세포의 도움없이 B세포를 활성화시키는 항원을 T-비의존적(T-independent: TI) 항원이라 하며, 외래 다당류와 메틸화되지 않은 CpG DNA가 대표적이다. 이들에 대한 B세포의 반응은 신속하나 생산되는 항체의 항원 친화력은 대체로 낮고 기능적으로도 제한적이다.

조혈모세포. 림프구, B세포수용체, T세포, 골수, 자연살상(natural killer: NK)세포, 조혈모세포(hematopoietic stem cells: HSCs)

Kuby Immunology (7^th ed.) (2013).