호산구

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호산구

[ Eosinophil ]

호산구는 백혈구의 한 종류로서 포유동물에서 다세포 기생충과 특정 감염에 대항하는 역할을 하는 면역계의 일원이다. 이들은 비만세포와 호염기구와 더불어 알러지와 천식에 관련된 여러 작용들을 조절한다. 이들은 골수에서 조혈과정을 거쳐 발생하여 혈액으로 보내지며, 이 후에 최종 분화하고 더 이상 증식하지 않는다. 이들은 세포질에 산(acid) 친화적 과립을 가지고 있어, 염료인 에오신(eosin)으로 염색하면 붉은 벽돌색을 띠는 세포들이다. 세포질에 있는 작은 과립에는 페록시다아제, RNA 분해효소(RNase), DNA 분해효소(DNase), 지방분해효소, 플라스미노겐 등과 같은 여러 화학적 매개물질을 포함하고 있다. 이들 매개물질들은 호산구의 활성화에 따른 탈과립 과정에 의해 분비되고, 기생충과 주변 조직에 모두 유해하다.  

그림1. 호산구(A), 적혈구와 다양한 종류의 백혈구들(B)) (출처:위키피디아, https://en.wikipedia.org/wiki/Eosinophil, and from https://www.verywell.com/what-is-eosinophilia-401339 )

정상 상태에서 이 세포들은 전체 백혈구의 약1-3%를 차지한다. 이들은 호중구처럼 혈액 내로 보내어 진 후 조직 내에 거주하게 된다. 이들은 흉선의 수질부와 피질부와 수질부 사이의 교차점 지역, 그리고 하부 위장기관, 난소, 자궁, 비장 및 림프절 등에서 발견된다. 그러나, 정상적으로는 허파, 피부, 식도, 또는 다른 내장 기관에서는 발견되지 않으며, 이들 기관에서는 질병과 관련되어 있는 경우에 호산구가 발견된다. 예를 들면, 호산구성 천식을 앓고 있는 환자는 호흡을 더욱 곤란하게 하는 염증 및 조직 손상을 일으키는 매우 높은 호산구 수치를 허파 조직에서 보인다. 호산구는 혈액 내에서 약 8-12 시간 동안 순환하고, 특별한 자극이 없다면 조직 내에서 8-12일 동안 생존하게 된다.

목차

  1. 1.발생, 이동 및 활성화
  2. 2.기능
  3. 3.관련용어
  4. 4.참고문헌

발생, 이동 및 활성화

호산구는 골수에서 골수성 전구세포로부터 분화하고, TH2 사이토카인인 IL-5가 발생과정을 조절하는 것으로 알려져 있다. 이들 세포 계열의 분화 과정은 GATA및 C/EBP와 같은 전사조절인자에 의해 결정된다. 호산구는 골수에서 빠져 나오기 전에 여러 과립단백질을 생산하여 저장하고, 성숙된 후에 혈액 내에서 순환하다가 CCL11(eotaxin-1), CCL24(eotaxin-2), CCL5(RANTES)와 같은 케모카인, 그리고 류코트리엔 B4(leukotriene B4: LB4) 및MCP1/4와 같은 류코트리엔 등에 반응하여 조직내 염증 부위나 기생충 감염 부위로 이동한다. 또 다른 TH2 사이토카인인 IL-13은 혈관 벽에 VCAM-1과 ICAM-1과 같은 세포부착단백질을 발현시켜 호산구가 골수에서 빠져나올 수 있도록 한다. 호산구가 활성화되면 세포용해(cytolysis)가 일어나 호산성 과립이 방출되고, 이 과립은 세포에 구조적 손상을 일으키는 호산성 독소 분비를 유도하여 세포손상을 일으킨다.

기능

호산구는 활성화되면 아래의 물질들을 생산하여 실행자 기능을 수행한다. 즉,

-    양전하를 띤 과립 단백질과 탈과립에 의한 이들의 분비

-    하이포브로마이트, 초산화물(superoxide), 과산화물 등과 같은 활성산소족

-    류코트리엔과 프로스타글란딘 족으로 부터 아이코사노이드 같은 지질 매개물질

-    엘라스타제와 같은 효소

-    TCF-b, VEGF 및 PDGF와 같은 성장인자

-    IL-1, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-8, IL-13, 및 TNF-a

호산구는 과립 내에 다량의 RNase를 포함하고 있는 것으로 뒷받침되듯이 바이러스 감염에 대항하는 역할을 하기도 하고, 염증과정 중의 피브린 제거에도 기능한다. 호산구는 호염기구와 비만세포와 더불어 알러지 반응과 천식 발병의 중요한 매개자이고, 질환의 심각성과 관련된다. 그들은 또한 기생충의 퇴치에도 중요하여 어떤 기생충에 감염되면 그 수가 약간 증가하기도 한다. 호산구는 이외에도 사춘기 이후 유선의 발달, 발정 주기, 동종이식편 거부반응 및 종양형성 등의 과정에도 관련되어 있다. 이들은 또한 T세포에 대한 항원제시기능도 있는 것으로 생각된다.

호산구 증가증: 혈액내 호산구의 수가 마이크로리터 당 500개 이상일 경우 호산구증가증이라 하며 대체로 장내 기생충 감염이나 류마티스성 관절염, 전신성홍반성낭창과 같은 자가면역질환, 그리고 호산구성 백혈병, 과다호산구증가증 및 호치킨스 질병 등 매우 다양한 질병에서 나타난다. 그러나 가장 일반적인 호산구 증가증의 원인은 천식과 같은 알러지성 질환이다. 천식환자의 기도점막에 대하여 생체검사를 해보면IL-5이 높은 수준으로 나타나고, 이는 호산구 수의 증가로 이어진다. 이 같은 많은 수의 호산구의 침투는 염증반응을 유발하고, 결국 기도의 재형성과 호흡곤란이 일어난다.

호산구에 의해서 유발되는 자가면역질환이나 다른 질병은 다음과 같은 방법으로 치료한다.

-    코르티코스테로이드: 아폽토시스를 유도하여 혈액 내의 호산구 수를 감소시킨다.

-    단클론 항체 치료: IL-5에 대한 항체(mepolizumab, reslizumab)로 호산구 생성을 억제한다.

IL-13와 이의 수용체에 대한 항체(duplimab, lebrikizumab)로 호산구성 염증을 억제한다.

-    류코트리엔 합성 또는 수용체의 길항제

-    이마티닙(STI571): 과다호산구증가성 백혈병에서 PDGF를 억제한다.

관련용어

백혈구, 골수, 천식, 자가면역질환. TH2 사이토카인, 페록시다아제, RNA 분해효소(RNase), DNA 분해효소(DNase)

참고문헌

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