옵소닌

면역 반응을 일으키는 항원, 세포사멸(apoptosis)과정에 있는 세포를 표식함으로써 이들에 대한 포식작용(phagocytosis)을 증진하게 시킬 수 있는 물질들을 통틀어 옵소닌이라고 한다. 옵소닌이 항원, 세균, 암세포, 죽은 세포 등에 부착되어, 식세포와(phagocyte) NK세포(natural killer cell) 표면에 존재하는 수용체에 대한 친밀성(affinity)이 증가하는 것을 옵소닌화(opsonization)라고 하며, 옵소닌화는 이들 면역 세포의 수용체들이 자극되어 식세포 작용(phagocytosis) 및 연계되는 염증 반응을 일으킬 수 있도록 돕는다. 이러한 과정은 보체단백질(complement proteins)을 활성화하여, 대식세포(macrophage), 호중구(neutrophil), NK 세포 등이 죽은 세포 제거하도록 하는 데 중요한 역할을 한다 (그림 1)

그림 1. 옵소닌화. 병원균이나 죽어가는 세포와 같이 제거해야 하는 세포의 표면에 존재하는 항원에 항체가 붙으면 식세포 표면의 수용체가 이를 인식하여 식세포작용을 일으키도록 돕는다. (출처:한국분자세포생물학회)

목차

항체는 항원에 반응하여 B세포가 생산하여 준비하는 단백질 복합체로서 획득면역반응(adaptive immune response) 과정에서 필수적 역할을 한다. 항체의 Fab 부위는 항원에 결합하고 그 반대편에 있는 Fc 부위는 식세포의 수용체와 결합함으로써 식세포작용을 일으키도록 돕는다. 또한, 항원-항체 결합은 보체단백질의 활성을 일으키는 데 중요한 역할을 하여 생체 내 침투한 세균을 용해(lysis)하는 보체경로(complement pathway)를 일으킨다. 항체가 작용하는 보체경로를 고전보체경로(classical complement pathway)라고 한다.

보체계(complement system)은 내재면역(innate immune response)반응의 한 종류인데, 보체경로를 일으키는 데 필요한 여러 가지 보체단백질들은 옵소닌으로 작용할 수 있다. 항원에 결합한 항체에 C1q보체 단백질이 결합하면, C2와 C4를 분해하여 떨어져 나온 펩티드 조각인 C2a와 C4b 조각들이 서로 결합하여 C3 전환효소(C3 convertase)를 만들게 되고, 이 효소가 C3보체단백질을C3b로 전환하게 한다. 대체보체경로(alternative complement pathway)내의 보체연쇄반응(complement cascade)를 통해C3b는 항원의 표면에 붙어 옵소닌 역할을 하게 된다. 이렇게 옵소닌이 붙은 항원은 식세포작용을 일으키는 신호를 보낼 수 있다. 보체수용체 1(complement receptor 1)은 이러한 식세포작용 수용체로서 C3b와 같은 옵소닌을 인식 식세포를 활성화 시킨다.

내재면역을 담당하는 면역 세포인 수지상 세포(dendritic cells), 대식세포, 호중구(neutrophils) 등에서 분비되며, 병원균이나 죽은 세포에서 유래된 단백질 항원에 부착하여 옵소닌 역할을 하는 경우가 있다. 이들은 주로 당단백질 항원에 붙는 렉틴(lectin)이거나, 그와 비슷한 구조를 갖는 단백질들이다. 이들 분자양식 인지 수용체(pattern recognition receptors)에 결합하는 병원균의 항원 집단을 병원체연관 분자양식(pathogen-associated molecular pattern, PAMP)라고 하고, 죽거나 손상된 세포에서 유래된 항원 집단을 손상연관 분자양식(damage-associated molecular pattern, DAMP)이라고 한다.

세균과 같은 병원체가 체내에 들어오면, 항체, 보체단백질, 분자양식 인지 수용체 등의 옵소닌이 세균의 병원체연관 분자양식에 결합하게 되고 대식세포나 호중구 등과 같은 식세포에 의하여 식세포 작용을 일으키게 된다. 또한, 암세포나, 세포사멸과정에 있는 세포들은 인지질이나 단백질로 이루어진 보통의 세포에서는 잘 나타나지 않는 특이적 분자들을 세포 표면에 다량 발현하게 되는데, 이들이 옵소닌에 의하여 결합, 인지되어 식세포 작용을 유도하도록 한다.

세포사멸(apoptosis), 포식작용(phagocytosis), NK세포(natural killer cell), 보체단백질(complement proteins), 대식세포(macrophage), 호중구(neutrophil), 획득면역반응(adaptive immune response), 보체경로(complement pathway), 고전보체경로(classical complement pathway), 내재면역(innate immune response), 분자양식 인지 수용체(pattern recognition receptors), 수지상 세포(dendritic cells), 렉틴(lectin)

1. Cohen, J. J. (2017, January). Opsonin. In AccessScience. McGraw-Hill Education. 

2. John B. Zabriskie (2009) Essential Clinical Immunology. Cambridge University Press.