1. 항원이란?
항원(Antigen)이란 면역 반응을 유도하거나 항체와 결합할 수 있는 모든 물질을 의미한다. 항원은 외부에서 유입된 병원체(세균, 바이러스, 기생충)뿐만 아니라, 독소, 화학물질, 특정 단백질 등도 포함된다.
항원의 주요 개념
- 면역원(Immunogen): 면역 반응을 유도하는 물질로, 항체 생성이 가능하다.
- 항원결정기(Epitope): 항원의 특정 부분으로, 면역세포나 항체가 인식하는 부위이다. 항원결정기는 B세포와 T세포가 각각 다르게 인식하는데, B세포는 외부로 노출된 가용성 항원을 인식하고, T세포는 분해된 펩티드 조각을 MHC 분자와 복합체로 인식한다.
- 불완전 항원(Hapten): 단독으로는 면역 반응을 유도할 수 없지만, 운반체 단백질과 결합하면 면역 반응을 유도할 수 있는 물질이다. 예시로는 특정 약물이나 화학물질이 있다.
B. 항원의 면역원성 결정 요인
| 요인 | 설명 |
| 외래성 | 외부에서 유입된 항원이 강한 면역 반응 유발 |
| 분자량 | 클수록 면역원성이 강함 (10kDa 이상) |
| 화학적 조성 | 단백질 > 다당류 > 지질 > 핵산 순으로 면역원성 강함 |
| 항원제시 능력 | MHC 분자에 의해 제시될 수 있어야 강한 면역 반응 유도 |
면역 증강제(Adjuvant)는 면역 반응을 향상시키기 위해 사용된다. 이는 백신 개발에서 필수적이며, 대표적인 면역 증강제로 Alum(알루미늄 포타슘 황산염)이 있다.
2. 항체란?
항체(Antibody, 면역글로불린, Ig)는 B세포에 의해 생성되어 항원과 특이적으로 결합하는 단백질이다. 항체는 혈액, 점막, 림프액 등에 존재하며, 병원체를 중화하거나 제거하는 역할을 한다.
A. 항체의 기본 구조
항체는 Y자형 구조를 가지며, 2개의 중쇄(Heavy chain, H)와 2개의 경쇄(Light chain, L)로 구성된다.
- Fab 부위: 항원과 결합하는 부위로, 항원의 항원결정기를 인식한다.
- Fc 부위: 면역세포와 결합하여 면역 반응을 유도하는 부위
- 상보성결정지역(CDR, Complementarity-Determining Region): 항체의 Fab 부위에서 항원과 직접 결합하는 영역으로, 항원의 특정 에피토프를 인식하는데 핵심적이다.
B. 항체의 기능
| 기능 | 설명 |
| 중화 (Neutralization) | 병원체의 독성을 무력화 |
| 옵소닌화 (Opsonization) | 항체가 병원체를 둘러싸 탐식세포의 제거 촉진 |
| 보체 활성화 (Complement activation) | 보체 단백질을 활성화하여 병원체 사멸 유도 |
| 항체의존세포독성 (ADCC) | NK세포와 결합해 감염 세포를 제거 |
3. 항체의 종류 및 역할
항체는 기능과 분포에 따라 다섯 가지 주요 종류로 나뉜다.
IgG
- 혈청 내 가장 풍부한 항체(80%)
- 병원체를 중화하고, 태반을 통과하여 신생아 보호
- 보체 활성화 및 옵소닌화 기능 수행
- 4가지 아형(IgG1, IgG2, IgG3, IgG4)으로 나뉘며, 각각 기능이 다소 다르다.
IgA
- 점막 면역을 담당하며 소화기, 호흡기, 비뇨생식기 점막에 존재
- 모유에 포함되어 신생아의 면역 방어를 돕는다.
- 분비형 IgA는 이량체(dimer) 형태로 존재하며, 병원체가 점막 세포에 부착하는 것을 방지한다.
IgM
- 1차 면역반응에서 가장 먼저 생성되는 항체
- 혈청 내 오량체(pentamer) 형태로 존재하여 다량의 항원 결합 가능
- 강력한 보체 활성화 기능 수행
IgE
- 알레르기 반응(제1형 과민반응)과 기생충 방어에 관여
- 비만세포, 호염기구와 결합하여 히스타민 방출
- 천식, 두드러기, 아나필락틱 쇼크의 주요 인자로 작용
IgD
- B세포 표면에 발현되어 성숙을 돕는 역할 수행
- 혈청 내 농도는 낮지만, B세포 활성화와 관련 있음
4. 항체-항원 반응과 면역 효과
항체가 특정 항원과 결합하면 다양한 면역 반응이 활성화된다.
A. 항체의 결합 방식
- 정확한 항원-항체 결합: 항체의 Fab 부위가 항원의 특정 항원결정기(Epitope)와 결합
- 항원-항체 복합체 형성: 면역세포에 의해 제거되도록 유도
B. 항체-항원 반응 후 결과
- 병원체 중화: 독소나 바이러스가 숙주 세포에 침투하지 못하도록 차단
- 보체 활성화: 병원체 용해 및 염증 반응 유도
- 탐식세포의 활성화: 대식세포, 호중구가 병원체를 제거하도록 도움
5. B세포 수용체와 항체 생산 과정
B세포는 항체를 생성하는 면역세포로, 표면에 B세포 수용체(BCR)를 가진다. BCR은 막결합형 면역글로불린(mIg)과 Igα/Igβ 단백질로 구성되며, 항원을 인식하면 B세포가 활성화된다.
항체 생성 과정
- BCR이 항원을 인식하고 활성화됨
- 보조 T세포(Th)가 사이토카인을 분비하여 B세포 증식 촉진
- 형질세포(Plasma cell)로 분화하여 항체 생성
- 기억 B세포 형성: 2차 감염 시 신속한 면역 반응 수행
6. Fc 수용체와 항체 기능 조절
Fc 수용체(FcR)는 항체의 Fc 부위와 결합하는 면역세포 표면 단백질로, 다양한 면역 반응을 조절한다.
Fc 수용체의 기능
- 대식세포, NK세포의 항체 의존적 세포독성(ADCC) 활성화
- 보체 활성화 촉진
- 태반을 통한 IgG 전달 조절
- IgA의 점막 이동 도움
7. 단클론 항체와 하이브리도마 기술
단클론 항체(Monoclonal Antibody_MAb)는 단일 B세포에서 유래하여 특정 항원만을 인식하는 항체이다. 이는 하이브리도마 기술을 통해 생성된다.
하이브리도마 기술 과정
- 면역화된 동물의 비장세포와 골수종 세포를 융합
- HAT 배지를 사용하여 융합된 세포(Hybridoma) 선별
- 특정 항원에 반응하는 세포만 선택하여 배양
- 무한히 증식하며 항체를 생성하는 클론 확립
이 기술은 진단, 치료제(항암 항체 치료), 연구 분야에서 널리 활용된다.
<출 처>
항원 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전
위키백과, 우리 모두의 백과사전. 항원(抗原, 영어: antigen)은 면역 반응을 일으켜 특히 항체를 생산하게끔 만드는 물질로써 일반적으로 생명체내에서 이물질로 간주되는 물질의 총체이다. 항원
ko.wikipedia.org
Introduction to Antigen
Antigens are specifically defined as molecules that interact specifically with immunoglobulin receptor of B-cell (or T-cell when complexed with MHC) or
microbenotes.com
Vaccine adjuvants: mechanisms and platforms | Signal Transduction and Targeted Therapy
Antibody | Definition, Structure, Function, & Types | Britannica
Antibody, a protective protein produced by the immune system in response to the presence of a foreign substance, called an antigen. Antibodies recognize and latch onto antigens in order to remove them from the body. Learn more about the function and struct
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Immunoglobulin light chain - Wikipedia
From Wikipedia, the free encyclopedia Small antibody polypeptide subunit (immunoglobin) Schematic diagram of a typical antibody showing two Ig heavy chains (blue) linked by disulfide bonds to two Ig light chains (green). The constant (C) and variable (V) d
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Complementarity-determining region - Wikipedia
From Wikipedia, the free encyclopedia Part of the variable chains in immunoglobulins and T cell receptors The "upper" part (Fab region) of an antibody. The complementarity-determining regions of the heavy chain are shown in red (PDB: 1IGT). Complementar
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Protective non-neutralizing SARS-CoV-2 monoclonal antibodies: Trends in Immunology
Fc Receptor / FcR | Sino Biological
Monoclonal antibody - Wikipedia
From Wikipedia, the free encyclopedia Antibodies from clones of the same blood cell A general representation of the method used to produce monoclonal antibodies[1][2] A monoclonal antibody (mAb, more rarely called moAb) is an antibody produced from a cell
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