Ch8. Effector Mechanisms of Humoral Immunity

Effector function of antibodies

B cell + microbes	antibody	Phagocyte	1. Neutralization of microbes and toxins
		Fc receptor	2. Opsonization and phagocytosis of microbes
		NK cell	3. Antibody-dependent cellular microbes
	4. Complement system	C3b receptor	Lysis of microbes
			Phagocytosis of microbes opsonized with complement fragments
			Inflammation

 

IgG	신생아 면역, B cell 활성의 되먹임 저해
IgM	보체의 고전 경로 활성화
IgA	점막 면역
IgE	기생출에 대한 방어

 

1.      Neutralization of microbes and microbial toxin (항체가 있을 때 host cell의 반응)

-         항체가 상피 장벽을 통한 미생물의 침투를 막음

-         항체가 숙주세포에 대한 미생물의 결합과 감염을 막음

-         항체가 인접 세포의 감염을 막음

-         항체가 세포 수용체에 대한 독소의 결합을 막음

 

2.      Opsonization and phagocytosis

How do antibodies assist in the elimination of microbes by phagocytes?

-         IgG에 의한 미생물의 옵소닌화 ➝ 옵소닌화된 미생물 + phagocyte의 FcɣRI 결합 ➝ Fc receptor 신호가 phagocyte 활성화 ➝ 미생물의 phagocytosis ➝ 섭취된 미생물 죽임

-         옵소닌: 항원과 결합한 보체나 항체에 대한 수용체를 통해 간접적으로 항원 인식을 도와주는 물질

-         옵소닌화: 옵소닌이 항원에 결합하는 것

 

Antibody-mediated opsonization and phagocytosis of microbes.

Fc receptor	Cell distribution	Function
FcɣRI	Macrophage, neutrophils, eosinophils	Phagocytosis
FcɣRIIA
FcɣRIIB	B lymphocytes	B cell 반응 저해
FcɣRIIIA	NK cells	IgG와 항원이 결합하면 NK cell이 FcɣRIIIA를 통해 이를 인지해 항체로 덮인 세포의 사멸 유도 ➝ perforin, granzyme.
FcɛRI	Mast cells, basophils, eosinophil	호산구의 FcɛRI = IgE의 Fc receptor. Th2가 분비한 IL-5는 호산구의 기생충 사멸 능력을 상승시킴.

 

3.      Antibody dependent cellular cytotoxicitiy (ADCC)

-         IgG와 항원이 결합하면 NK cell이 FcɣRIIIA를 통해 이를 인지해 항체로 덮인 세포의 사멸 유도 ➝ perforin, granzyme.

 

4.      The complement system

Early step	Alternative Pathway (대체 경로)	Innate immunity
	Classical Pathway (고전 경로)	Adaptive immunity
	Lectin Pathway (렉틴 경로)	Innate immunity
Late step	Inflammation, Lysis of microbes

 

 

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How is the complement system activated?

What are the functions of the complement system, and what components of complement mediate these functions?

① Alternative Pathway (대체 경로)

             : C3가 가수분해 ➝ C3b + C3a 생성

              가수분해된 C3b가 미생물의 막에 결합하고 Factor B는 C3b를 인식하여 결합함 (C3b + B)

              Factor D가 B를 분해 ➝ Ba와 Bb 생성 ➝ Ba는 떨어지고, Bb만 C3b와 결합 (C3b + Bb)

              C3b + Bb = C3 convertase ➝ C3를 C3a + C3b로 분해

              C3b + Bb + 3b = C5 convertase ➝ C5를 분해해 보체 활성화의 후기 단계 개시

-         C3a: 염증 자극

-         C3b: 미생물 표면에 결합해서 옵소닌 및 C3, C5 전환 효소의 한 가지 구성 성분으로서의 기능을 한다.

-         Factor B: Bb는 세린 단백질분해효소이며, C3, C5 전환 효소의 활성 효소이다.

-         Factor D: C3b에 결합할 때 Factor B를 분해하는 혈장 세린 단백질 분해효소.

 

 

② Classical Pathway (고전 경로)

       : IgM or IgG 항체가 항원과 결합

        Ig의 Fc region은 C1 보체 단백질에 결합한다.

        C1은 C4와 C2를 C4b, C2a로 분해한다.

        C4b + C2a = C3 convertase ➝ C3를 C3b와 C3로 분해

        C4b + C2a + C3b = C5 convertase ➝ C5 분해 ➝ 보체 활성화의 후기 반응 진행

 

 

③ Lectin Pathway (렉틴 경로)

             : MBL이 미생물과 결합 ➝ C1이 붙음

        C1은 C4와 C2를 C4b, C2a로 분해한다.

        C4b + C2a = C3 convertase ➝ C3를 C3b와 C3로 분해

        C4b + C2a + C3b = C5 convertase ➝ C5 분해 ➝ 보체 활성화의 후기 반응 진행

-         C1: C1r과 C1s는 C4와 C2 활성을 유도하는 단백질 분해 효소이다.

-         C4a: 염증 자극

-         C4b: C1s에 의한 분해를 위해 C4b가 C2에 결합한다.

-         C2a: C3 및 C5 전환 효소의 활성효소로서 기능을 하는 세린 단백질 분해 효소이다.

-         MBL: 렉틴경로 개시. C4와 C2를 활성화시킴.

 

④ Late step

 

 

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Function of the complement system

1.     Opsonization

: 미생물에 대한 C3b의 결합 (옵소닌화) ➝ 포식세포 C3b 수용체가 결합된 C3b를 인식 ➝ 미생물 포식작용과 사멸

2.     cell lysis

: 미생물에 대한 C3b의 결합, 보체의 후기 구성성분들의 활성 ➝ 막공격복합체(MAC) 형성 ➝ 미생물의 삼투성 용해

3.     inflammation phagocytosis

: C3a, C4b, C5a를 방출하기 위한 C3, C4, C5의 단백질가수분해 ➝ C5a, C3a, C4에 의한 백혈구의 보충 및 활성화 ➝ 미생물의 삼투성 용해

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Regulation of complement activation

혈장 단백질		막 단백질
C1 inhibitor	C1 세린 단백질 분해 효소 활성 저해	Membrane cofactor ptn	C3b와 C4b의 Factor1-매게성 분자를 위한 보조 인자
Factor I	C3b와 C4b를 단백질분해함
Factor H	대체경로 C3 전환효소 소단위의 분해를 일으킴	Decay accelerating factor	C3 전환효소 형성 막음
C4 binding ptn	고전경로 C3 전환효소 소단위의 분해를 일으킴	CD59	C9 결합을 막고 MAC 형성 억제

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Function of antibodies at special anatomic sites

1.      점막 면역: IgA 이량체

2.      신생아 면역: 모유수유

3.      Vaccination