동물의 선천 면역 기전
비특이적 면역 또는 자연 면역이라고도 알려진 선천 면역은 동물의 병원체에 대한 첫 번째 방어선입니다. 이는 사전 노출이나 면역학적 기억 없이 광범위한 감염원에 대해 즉각적이고 일반화된 보호를 제공합니다. 물리적 장벽은 병원체에 대한 첫 번째 방어선입니다. 여기에는 피부, 점막, 호흡기, 위장관, 비뇨생식기의 상피 내벽이 포함됩니다. 피부는 병원균이 체내로 들어오는 것을 막아주는 물리적 장벽 역할을 합니다. 점막은 병원균과 이물질을 가두어 조직으로 들어가는 것을 방지하는 점액을 분비합니다. 화학적 장벽은 병원체의 성장과 확산을 억제하기 위해 신체에서 생성되는 다양한 항균 물질로 구성됩니다. 화학적 장벽의 예는 다음과 같습니다. 박테리아의 세포벽을 파괴하는 라이소자임과 같은 효소. 미생물 세포막의 완전성을 방해하는 디펜신과 같은 항균 펩타이드(AMP). 위장과 피부의 산성 pH로 인해 많은 병원균이 살기 힘든 환경이 조성됩니다. 피부의 피지와 땀 분비물에는 항균지방산과 단백질이 함유되어 있습니다. 염증은 조직 손상, 감염 또는 자극에 의해 유발되는 보호 반응입니다. 이는 병원체를 국소화 및 제거하고, 손상된 세포와 잔해를 제거하고, 조직 복구를 시작하는 역할을 합니다. 염증 반응은 혈류 증가, 혈관 투과성 및 영향을 받은 부위로의 면역 세포 모집으로 인해 발생하는 발적, 열, 부기 및 통증이 특징입니다. 염증의 주요 매개체에는 사이토카인, 케모카인, 프로스타글란딘, 히스타민이 포함되며, 이는 염증성 연쇄 반응을 조율하고 면역 세포 반응을 조정합니다. 세포 방어에는 식세포작용과 기타 메커니즘을 통해 병원체를 인식하고 삼켜 파괴하는 다양한 면역 세포가 포함됩니다. 호중구, 대식세포, 수지상세포 등의 식세포는 병원체와 세포 잔해물을 삼켜 소화시키는 특화된 면역세포이다. 자연살해세포(NK)는 직접적인 세포독성과 세포독성 분자의 방출을 통해 바이러스에 감염된 세포와 암세포를 인식하고 죽이는 세포독성 림프구이다. 보체 시스템은 병원체에 대한 면역 반응을 강화하기 위해 함께 작용하는 혈청 단백질 그룹입니다. 보체 단백질은 병원체를 옵소닌화 하여 식균 작용에 더 취약하게 만들고 막 공격 복합체(MAC)의 형성을 통해 병원체를 직접 용해할 수 있습니다. 보체 시스템은 염증, 화학주성 및 면역 조절에도 역할을 합니다. 인터페론은 바이러스 감염이나 기타 면역 자극에 반응하여 세포에서 생성되는 신호 단백질입니다. 인터페론은 이웃 세포의 항바이러스 방어를 활성화하고, 바이러스 복제를 억제하며, 대식세포, NK세포 등 면역세포의 활동을 강화한다. 패턴 인식 수용체는 병원체 관련 분자 패턴(PAMP)으로 알려진 병원체와 관련된 보존된 분자 패턴을 인식하기 위해 면역 세포에서 발현되는 특수 수용체입니다. PRR에는 Toll 유사 수용체(TLR), NOD 유사 수용체(NLR), RIG-I 유사 수용체(RLR) 및 C형 렉틴 수용체(CLR)가 포함됩니다. PRR의 활성화는 염증 반응, 항균 방어 및 적응 면역 반응을 유발하는 세포 내 신호 전달 경로를 시작합니다. 발열은 감염에 대한 전신적 반응으로 체온이 정상 범위 이상으로 상승하는 것을 특징으로 합니다. 발열은 시상하부를 자극하여 체온 설정치를 높이는 물질인 발열원에 의해 유발됩니다. 발열은 병원체의 성장을 억제하고, 면역반응을 강화하며, 조직 복구 및 회복을 촉진하는 데 도움이 됩니다. 선천성 면역은 적응 면역 반응을 보완하여 병원체에 대해 즉각적이고 필수적인 보호를 제공합니다. 선천면역은 비특이적이고 면역학적 기억이 부족하지만, 동물의 감염을 예방하고 전반적인 건강을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다.
동물의 후천 면역 기전
특정 면역 또는 적응 면역이라고도 알려진 획득 면역은 특정 병원체나 이물질에 노출된 후 발생하는 동물의 정교한 방어 메커니즘입니다. 선천성 면역과 달리 획득 면역은 특정 항원에 매우 특이적이고 기억력을 나타내어 이후에 동일한 항원을 만날 때 더 빠르고 강력한 반응을 가능하게 합니다. 획득면역은 크게 체액성면역과 세포매개성면역으로 나누어진다. 체액성 면역은 B 림프구(B 세포)에 의한 면역글로불린(Ig)이라고도 알려진 항체의 생성과 관련됩니다. 특정 항원을 만나면 B세포는 활성화, 증식, 형질세포로의 분화를 거쳐 대량의 항체를 분비합니다. 항체는 혈류 및 기타 체액을 순환하며 높은 특이도로 항원과 결합하여 옵소닌화, 중화, 응집, 보체 활성화 등 다양한 기전을 통해 병원체를 중화시킵니다. 항체의 주요 종류로는 IgM, IgG, IgA, IgE, IgD가 있으며 각각 고유한 기능과 특성을 가지고 있습니다. 세포 매개 면역은 특정 항원에 반응하여 T 림프구(T 세포)의 활성화 및 증식을 수반합니다. T세포는 수지상세포, 대식세포, B세포 등 항원제시세포(APC) 표면에 있는 주조직적합성복합체(MHC) 분자가 제시하는 항원을 인식한다. T 세포의 두 가지 주요 하위 집합은 세포 매개 면역을 매개합니다: 세포독성 T 림프구(CTL)와 보조 T 림프구(Th 세포). CD8+ T 세포라고도 알려진 CTL은 퍼포린 및 그랜자임과 같은 세포독성 분자를 방출하거나 세포사멸을 유도하여 감염되거나 비정상적인 세포를 직접 죽입니다. CD4+ T 세포라고도 알려진 Th 세포는 B 세포, 대식세포, CTL의 활성화를 비롯한 다양한 면역 반응을 활성화하고 조절하는 사이토카인을 분비합니다. 항원 제시는 항원 제시 세포(APC)가 T 세포를 활성화하기 위해 세포 표면에 항원 조각을 표시하는 과정입니다. APC는 병원체나 이물질로부터 유래된 항원을 처리하여 MHC 분자의 맥락에서 T 세포에 제시합니다. T 세포 표면의 T 세포 수용체(TCR)는 특정 항원-MHC 복합체를 인식하여 T 세포 활성화 및 면역 반응의 시작을 유도합니다. 활성화되면 B세포와 T세포 모두 클론 선택과 확장을 거쳐 침입한 병원체를 인식하고 대응할 수 있는 능력을 갖춘 항원 특이적 클론이 증식하게 된다. 클론 확장은 면역 기능을 수행하는 대규모 효과기 세포 풀과 장기적인 면역 기능을 제공하고 향후 감염에 대한 보호를 제공하는 기억 세포를 생성합니다. 후천 면역의 특징 중 하나는 면역 기억입니다. 면역 기억은 면역 체계가 동일한 항원에 다시 노출될 때 더 빠르고 강력한 반응을 보일 수 있게 해 줍니다. 일차면역반응 시 생성된 기억 B세포, 기억 T세포는 순환계에 남아 재회 시 항원을 신속하게 인식하고 반응할 수 있어 보다 효율적이고 효과적인 면역반응을 유도할 수 있습니다. 자가면역이나 과민반응으로 이어질 수 있는 과도하거나 부적절한 면역반응을 예방하기 위해 획득면역을 엄격하게 규제합니다. 조절 T세포(Treg)는 과도한 면역활성화를 억제하고 자기 항원에 대한 면역관용을 유지함으로써 면역조절에 중요한 역할을 한다. 백신접종은 면역체계를 무해한 형태의 병원체나 그 항원에 노출시켜 특정 병원체에 대한 획득면역을 유도하기 위해 널리 사용되는 전략입니다. 백신은 기억 B 세포와 기억 T 세포의 생성을 자극하여 감염으로부터 장기적인 보호를 제공하고 집단 내 질병 전파 위험을 줄입니다. 획득 면역은 동물을 감염으로부터 보호하고 병원균을 제거하며 전반적인 건강과 복지를 유지하는 데 핵심적인 역할을 하는 역동적이고 적응 가능한 방어 메커니즘입니다. 면역학적 기억을 생성하는 능력은 광범위한 병원체에 대해 장기간 보호를 보장하며 동물과 인간 모두에서 백신 개발 및 면역치료 전략의 기초를 형성합니다.