[논문]Mannose-binding lectin의 선천성 면역과 질병에 대한 역할

장호정; 박정혜; 정경태

doi:10.5352/jls.2010.20.9.1420

Mannose-binding lectin의 선천성 면역과 질병에 대한 역할
Roles of Mannose-Binding Lectin on Innate Immunity and Disease 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.20 no.9 = no.125, 2010년, pp.1420 - 1425

장호정 (동의대학교 생명응용학과) , 박정혜 (동의대학교 임상병리학과) , 정경태 (동의대학교 임상병리학과)

초록
AI-Helper

선천성 면역이란 감염성 질환에 대응하는 분자들의 네트워크가 반응하는 숙주의 첫 번째 방어 메카니즘이다. 간에서 만들어져 혈액에 존재하는 Mannose-binding lectin (MBL)은 선천성 면역에 관여하는 단백질군인 collectin에 속하는 분자로서 감염성 질병을 유발하는 다양한 세균, 바이러스, 효모, 곰팡이 및 원생동물의 표면에 존재하는 특징적인 당쇄를 인식한다. 이런 감염성 인자들의 표면에 드러난 당쇄의 공통적인 패턴을 MBL이 인식하여 자기(self)와 비자기(non-self)를 구분하기 때문에 MBL을 패턴 인식 분자(pattern recognition molecule)라고 한다. MBL은 MBL2 유전자에 의해 만들어지며, MBL2 유전형은 여러 가지 다형성(polymorphisms)이 있는 것으로 나타났다. MBL2 유전자의 변이는 상당히 많은 사람에서 나타나며, MBL 결여의 원인이다. MBL 결여는 감염성 질환에 대한 감수성을 증가시키므로, MBL의 유전적 변이와 임상적 중요성에 대해 많은 연구가 진행 되어져 왔다. 이 총설은 현재 우리가 알고 있는 MBL의 구조와 기능에 대해 전반적으로 논의하고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Innate immunity is the first line of host defense consisting of various molecules against infectious challenges. Mannose-binding lectin (MBL) belongs to the collectin protein family which takes part of innate immunity and is able to recognize specific carbohydrates on the surface of a variety of infectious agents acting as a pattern recognition molecule. In this way, MBL differentiates self from non-self and interacts with other molecules of the immune system. MBL genotype shows various MBL2 polymorphisms which are responsible for MBL deficiency in a substantial portion of the entire human population and for susceptibility to infectious disease. Therefore, it has been highlighted in the relationship between genetic variants and clinical significance. Here we focus on presenting anoverview of our understanding of MBL structure and functions.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

변이로 인한 MBL의 혈액 내 저농도는 선천성 면역결핍으로 연계되며, 임상적 현상으로는 감염과 자가면역(autoimmunity) 의 위험이 증가되는 것으로 나타난다. 감염과 관련된 연구결과를 예시함으로써 MBL의 중요성을 강조하고자 한다. 패혈증으로 인하여 중환자실에 입원한 197명의 덴마크 성인의 MBL2유전자형을 검사한 결과 치명적인 상태일수록 MBL 돌연변이 유전자를 가지고 있는 것으로 밝혀졌다[7].
MBL은 그람양성 세균일 경우 lipoteichoic aicd, 그람음성 세균일 경우 LPS를 인식하여 제거한다. 여러 연구가 보고 되었지만 여기서는 항생제 내성균 확산으로 문제가 되고 있는 Staphylococcus aureus의 연구결과를 소개하고자 한다.
농도가 감소하는 것으로는 antithrombin, albumin, transferrin, transcortin, transthyretin과 같은 단백질 등이 있으며, 농도가 증가하는 것으로는 C-reactive protein, serum amyloid P component, complement factors, mannan-binding lectin, alpha 1-antitrypsin, 등이 있다[15]. 이들 중에 감염된 미생물과 직접적인 반응을 하는 것으로는 C-reactive protein, complement factors, mannose-binding lectin으로, 본 총설에서는 mannose-binding lectin (MBL 또는 mannose-binding protein, MBP)에 대해 보다 자세하게 서술하고자 한다.
C1에서 C9로 구성된 단백질로 혈액 내에서 불활성화 상태로 존재하다가 여러 요인에 의해 활성화가 개시되면, 각 구성 단백질의 연속적인 활성화가 이루어져 표적 세포막을 파괴하게 된다[14]. 활성화 경로는 classical pathway, alternative pathway, lectin (MBL) pathway 세 가지가 있으나 여기서는 MBL과 관련된 경로에 대해 서술하도록 하겠다.

제안 방법

MBL과 질병과의 연관성을 연구하는 과정에서 개인별 MBL의 농도가 다르다는 것을 발견하게 되었으며, MBL2 유전자 분석이 이루어졌다. 사람에 있어서 6 종류의 변이가 발견되 었는데, promoter 지역 2 개(-619G>C, -290G>C), 비번역 지역1 개(-66C>T), exon 1에 3 개(Arg52Cys, Gly54Asp, Gly57Glu) 의 변이가 분포되어 있다[19].

성능/효과

Staphylococcus aureus에 MBL이 결합하여 C4와 C3 보체 인자의 S. aureus 침착을 증가시키면, C3가 옵소닌 작용을 하게 되고, 결과적으로 호중구세포가 S. aureus를 식균하는 것을 증가 시킨다. 또한, FITC-labeled S.
MBL-null mice를 사용한 in vivo 실험에서 MBL이 정상인 mice가 45% 사망률을 나타낸 것에 비해 MBL-null mice는 감염 48시간 이내에 100% 사망률을 나타내었다[24]. 이러한 결과는 MBL이 S. aureus 감염을 제한하는데 중요한 역할을 하는 것을 보여주고 있다.

후속연구

이 외에도 MBL 혈액 내 저농도로 인한 감염 위험에 대한 사례는 아주 많이 보고되어 있어 MBL의 중요성을 나타내고 있다. 앞으로의 연구는 MBL2 유전자형과 질병 간의 상호관계 및 MBL에 영향을 줄 수 있는 다른 요인에 까지도 확대 될것으로 예상되며, 이런 연구의 결과로 MBL의 임상학적 중요성이 더욱 증가될 것으로 생각된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	선천성 면역이란 무엇인가?	선천성 면역이란 감염성 질환에 대응하는 분자들의 네트워크가 반응하는 숙주의 첫 번째 방어 메카니즘이다. 간에서 만들어져 혈액에 존재하는 Mannose-binding lectin (MBL)은 선천성 면역에 관여하는 단백질군인 collectin에 속하는 분자로서 감염성 질병을 유발하는 다양한 세균, 바이러스, 효모, 곰팡이 및 원생동물의 표면에 존재하는 특징적인 당쇄를 인식한다.
	면역반응은 선천성 면역과 획득면역으로 구분되는데, 각각의 특징은 무엇인가?	면역반응은 선천성 면역(innate immunity)과 획득면역 (acquired immunity)으로 구분된다. 획득면역은 특이적 면역 (specific immunity)라고도 하며, 외래 생물 및 분자를 특이적으로 인식하고 선택적으로 제거할 수 있는 기능을 가지고 있다. 획득면역이 가지는 특이성은 항원의 아미노산 하나가 다른 것도 구분할 수 있을 만큼 세밀하다. 획득면역은 또한 기억 기능을 가진다. 동일한 항원을 이차적으로 만나면 더욱 강한 면역 반응성으로 나타낸다. 이에 반해 선천성 면역은 공통적인 방식으로 외래 생물을 인식하는 비특이적 면역 반응이라고도 한다. 장기간 기억되는 기능이 없이 감염에 대한 즉각적인 반응으로 일어난다. 진화 적으로 더욱 오래된 방어 전략으로 식물, 곤충뿐만 아니라 원시적인 다세포 생물의 주된 면역 반응이다. 선천성 면역의 중요한 기능 중의 하나는 획득면역을 유도하는 것이다. 식균작용과 그 과정에서 분비되는 싸이토카인(cytokine)이 획득면역을 유도하는 역할을 한다. 선천성 면역 반응 중에는 염증반응 (inflammation)도 포함되며, 간에서는 혈청 단백질인 acutephase protein이 합성된다.
	면역이라는 용어는 어디에서 유래하였는가?	면역(Immunity)이라는 용어는 ‘면제하다’를 뜻하는 라틴어‘immunis’에서 유래하였다. 면역이라는 개념은 기원전 430년 경으로 거슬러 올라가면 아테네에 흑사병이 유행했을 당시 흑사병에서 회복된 사람은 병자를 간호하더라도 이차 감염이 되지 않는다고 기록되어 있다[14].

참고문헌 (31)

Chen, C. B. and R. Wallis. 2004. Two mechanisms for mannose- binding protein modulation of the activity of its associated serine proteases. J. Biol. Chem. 279, 26058-26065.

상세보기
Dahl, M. R., S. Thiel, M. Matsushita, T. Fujita, A. C. Willis, T. Christensen, T. Vorup-Jensen, and J. C. Jensenius. 2001. MASP-3 and its association with distinct complexes of the mannan-binding lectin complement activation pathway. Immunity 15, 127-135.

상세보기
Fidler, K. J., P. Wilson, J. C. Davies, M. W. Turner, M. J. Peters, and N. J. Klein. 2004. Increased incidence and severity of the systemic inflammatory response syndrome in patients deficient in mannose-binding lectin. Intensive Care Med. 30, 1438-1445.

상세보기
Fleer, A. and T. G. Krediet. 2007. Innate immunity: toll-like receptors and some more. A brief history, basic organization and relevance for the human newborn. Neonatology 92, 145-157.

상세보기
Fraser, I. P., H. Koziel, and R. A. Ezekowitz. 1998. The serum mannose-binding protein and the macrophage mannose receptor are pattern recognition molecules that link innate and adaptive immunity. Semin. Immunol. 10, 363-372.

상세보기
Gadjeva, M., K. Takahashi, and S. Thiel. 2004. Mannan-binding lectin-a soluble pattern recognition molecule. Mol. Immunol. 41, 113-121.

상세보기
Garred, P., J. Strøm, L. Quist, E. Taaning, and H. O. Madsen. 2003. Association of mannose-binding lectin polymorphisms with sepsis and fatal outcome, in patients with systemic inflammatory response syndrome. J. Infect. Dis. 188, 1394-1403.

상세보기
Garred, P. 2008. Mannose-binding lectin genetics: from A to Z. Biochem. Soc. Trans. 36, 1461-1466.

상세보기
Guo, N., T. Mogues, S. Weremowicz, C. C. Morton, and K. N. Sastry. 1988. The human ortholog of rhesus mannose- binding protein-A gene is an expressed pseudogene that localizes to chromosome 10. Mamm. Genome 9, 246-249.

상세보기
Gupta, G. and A. Surolia. 2007. Collectins: sentinels of innate immunity. Bioessays 29, 452-464.

상세보기
Heise, C. T., J. R. Nicholls, C. E. Leamy, and R. Wallis. 2000. Impaired secretion of rat mannose-binding protein resulting from mutations in the collagen-like domain. J. Immunol. 165, 1403-1409.

상세보기
Hoppe, H. J. and K. B. Reid. 1994. Collectins: soluble proteins containing collagenous regions and lectin domains and their roles in innate immunity. Protein Sci. 3, 1143-1158.

상세보기
Ikeda, K., T. Sannoh, N. Kawasaki, T. Kawasaki, and I.Yamashina. 1987. Serum lectin with known structure activates complement through the classical pathway. J. Biol. Chem. 262, 7451-7454.
Kuby, J. 1994. Immunology. pp. 2-10, W.H. Freeman and Company, New York.
Mogensen, T. H. 2009. Pathogen recognition and inflammatory signaling in innate immune defenses. Clin. Microbiol. Rev. 22, 240-273.

상세보기
Nauta, A. J., N. Raaschou-Jensen, A. Roos, M. R. Daha, H. O. Madsen, M. C. Borrias-Essers, L. P. Ryder, C. Koch, and P. Garred. 2003. Mannose-binding lectin engagement with late apoptotic and necrotic cells. Eur. J. Immunol. 33, 2853-2863.

상세보기
NCBI UniGene. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/unigene/ ?termmbl2.
Neth, O., D. L. Jack, M. Johnson, N. J. Klein, and M. W. Turner. 2002. Enhancement of complement activation and opsonophagocytosis by complexes of mannose-binding lectin with mannose-binding lectin-associated serine protease after binding to Staphylococcus aureus. J. Immunol. 169, 4430-4436.

상세보기
Nuytinck, L. and F. Shapiro. 2004. Mannose-binding lectin: laying the stepping stones from clinical research to personalized medicine. Personalized Med. 1, 35-52.

상세보기
Ohta, M., M. Okada, I.Yamashina, and T. Kawasaki. 1990. The mechanism of carbohydrate-mediated complement activation by the serum mannan-binding protein. J. Biol. Chem. 265, 1980-1984.
Presanis, J. S., M. Kojima, and R. B. Sim. 2003. Biochemistry and genetics of mannan-binding lectin (MBL). Biochem. Soc. Trans 31, 748-752.

상세보기
Seyfarth, J., P. Garred, and H. O. Madsen. 2005. The 'involution' of mannose-binding lectin. Hum. Mol. Genet. 14, 2859-2869.

상세보기
Seyfarth, J., P. Garred, and H. O. Madsen. 2006. Extra-hepatic transcription of the human mannose-binding lectin gene (mbl2) and the MBL-associated serine protease 1-3 genes. Mol. Immunol. 43, 962-971.

상세보기
Shi, L., K. Takahashi, J. Dundee, S. Shahroor-Karni, S. Thiel, J. C. Jensenius, F. Gad, M. R. Hamblin, K. N. Sastry, and R. A. Ezekowitz. 2004. Mannose-binding lectin-deficient mice are susceptible to infection with Staphylococcus aureus. J. Exp. Med. 199, 1379-1390.

상세보기
Steffensen, R., S. Thiel, K. Varming, C. Jersild, and J. C. Jensenius. 2000. Detection of structural gene mutations and promoter polymorphisms in the mannan-binding lectin (MBL) gene by polymerase chain reaction with sequence- specific primers. J. Immunol. Methods 241, 33-42.

상세보기
Tabona, P., A. Mellor, and J. A. Summerfield. 1995. Mannose binding protein is involved in first-line host defence: evidence from transgenic mice. Immunology 85, 153-159.

상세보기
Takahashi, K., W. E. Ip, I. C. Michelow, and R. A. Ezekowitz. 2006. The mannose-binding lectin: a prototypic pattern recognition molecule. Curr. Opin. Immunol. 18, 16-23.

상세보기
Turner, M. W. 1994 Mannose binding protein. Biochem. Soc. Trans. 22, 88-94.

상세보기
Turner, M. W. 1996. Mannose-binding lectin: the pluripotent molecule of the innate immune system. Immunol. Today 17, 532-540.
Wallis, R. and J. Y. Cheng. 1999. Molecular defects in variant forms of mannose-bindingprotein associated with immunodeficiency. J. Immunol. 163, 4953-4959.

상세보기
Wallis, R., D. A. Mitchell, R. Schmid, W. J. Schwaeble, and A. H. Keeble. 2010. Paths reunited: Initiation of the classical and lectin pathways of complement activation. Immunobiology 215, 1-11.

상세보기

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증