면역 반응은 개인마다 매우 다양하며, 숙주에 특정한 유전자가 감염의 결과를 결정할 수 있다. 숙주 고유의 유전자와 개인의 변이성은 병원체와 상호작용하는 선택 압력으로 인해 진화했다. 숙주 특이적 유전자는 유전자의 하나 이상의 변이체인 다형성에 의해 영향을 받는다. 이러한 다형성은 감염 감수성과 감염에 대한 반응을 지시할 수 있다. 이 기사는 숙주 특정 유전자가 면역 반응에 어떤 영향을 미치는지에 대한 사례를 개략적으로 설명하고 이러한 유전자의 중요성을 강조할 것이다.
유전적 다형성과 면역반응에 미치는 영향
주요 조직적 합성 복합체(MHC)
면역 반응에 영향을 미치는 가장 중요한 숙주 특이 유전자 중 하나는 인간 백혈구 유전자라고도 알려진 MHC 복합체를 구성하는 유전자이다. MHC 복합체는 인간의 6번 염색체에서 발견되며 200개 이상의 유전자로 구성되어 있으며, 이 유전자들은 병원균이 세포 표면에 제시하는 펩타이드 조각에 결합하여 T세포에 의해 인식된다. 이것은 병원체를 확실하게 제거하는 결과를 가져오고, MHC 복합체의 고도의 다형성은 면역 체계를 피하는 것을 거의 불가능하게 만든다. 게놈 전체의 연관성 연구는 HLA 유전자의 암호화의 유전적 변화가 감염에 대한 개인의 반응에 영향을 미칠 수 있음을 보여주었다. HIV는 HLA 다형성으로 인한 면역 반응 변화의 증거를 제공하는 병원체 중 하나이다. 한 연구는 헤테로 접합성 클래스 I 대립 유전자(HLA-A, HLA-B)를 가진 사람들이 에이즈의 지연된 발병을 주도한다는 것을 확인했다. 이 변이성은 감염에 반응하는 방법과 관련하여 개인에게 상당한 면역학적 이점을 제공하기 때문에 숙주 특정 유전자의 중요성을 강조한다. 또한, MHC 분자는 T-세포 수용체(TCR) 레퍼토리를 생성하는 역할도 한다. MHC 대립 유전자의 이형 접합성은 T세포와 TCR의 결합 강도에 영향을 미치며, T세포가 너무 강하게 결합하면 T세포의 죽음을 초래하고, 약하게 결합하는 T세포는 충분한 반응을 보이지 못한다. 이것은 항체 반응에 영향을 미치고 T-림프구 생성에도 영향을 미칠 수 있기 때문에 매우 중요하다. 결과적으로 모집단이 동일한 병원체에 노출되더라도 MHC 대립 유전자의 분산과 결과적으로 TCR 레퍼토리의 차이로 인해 일부는 다른 병원체보다 감염에 더 취약할 수 있다.
인터류킨 6(IL6) 다형성
IL6는 발열, 대식세포, T세포 활성화와 같은 감염에 대한 초기 반응을 개시함으로써 면역을 조절하는 데 중요한 역할을 한다. IL6는 대부분의 세포 유형에 의해 방출되지만 감염에 반응한 후 즉시 순환에서 제거되기 때문에 유전자 발현 수준은 혈액 내 IL6의 수준을 조절한다. 유전자 발현 부위의 다형성은 다양한 자극에 대한 발현 수준과 IL6 반응에 영향을 미칠 수 있다. 헤테로 접합의 이점은 IL6에서도 관찰될 수 있는데, 헤테로 접합 다형성은 동일한 병원체에 대한 다양한 반응, 즉 유연한 면역 반응을 가질 수 있는 능력을 제공한다.
숙주 특정 유전자가 감염에 대한 면역 반응에 어떤 영향을 미칠까?
숙주 특정 유전자가 감염에 대한 면역 반응에 어떤 영향을 미칩니까? 결핵(TB) 결핵 감수성과 유전적 다형성 사이의 연관성을 보여주는 강한 유전적 위치가 여전히 입증되고 있지만, 한 연구는 아이슬란드 인구에서 결핵 감수성의 차이와 관련된 MHC 클래스 II 변이를 확인했다. 또한, 결핵에 감염된 쥐 모델은 TGM6 유전자의 삭제가 사이토카인 전사의 증가를 야기하여 조직 손상과 세균 부담을 증가시키는 것을 보여주었다. 그러나 직접적인 연관성은 아직 밝혀지지 않았지만, 이것은 유전자의 아주 작은 변화가 어떻게 질병의 결과와 발병을 결정할 수 있는지를 보여준다.
말라리아
기생충 감염인 말라리아는 숙주 유전학이 면역 반응에 얼마나 중요할 수 있는지를 보여주는 대표적인 사례 중 하나다. GWAS 연구는 기생충에 대한 면역 반응에 중요한 B 세포 생성 및 항원 제시에 관련된 당단백질인 CD40L에서 돌연변이를 발견했다. 이 유전자와의 차이는 뇌 및 말라리아 빈혈에 대한 보호를 보여주었다. 또 다른 예는 병원체 표면에 제시된 병원체 관련 분자 패턴(PAMP)을 인식하는 선천 면역 반응의 일부인 톨 유사 수용체(TLR)의 변화이다. TLR 신호에는 IFN-g, IL-6, IFN-1 등과 같은 염증성 사이토카인의 다운스트림 활성화도 포함되기 때문에 다형성은 또한 플러스모디움 비백스 말라리아 감염에서 사이토카인 수준에 영향을 미치는 것으로 생각되어 왔다. TLR의 변화는 면역 반응에 영향을 미치는 숙주 유전학의 중요성을 다시 한번 강조한다.
결론
이 기사는 숙주 유전학이 면역 반응에 영향을 미치고 질병에 대한 개인의 감수성과 그 결과에 영향을 미치는 몇 가지 예를 강조했다. 따라서, GWAS와 같은 연구는 다른 유전적 위치와 기여하는 변형을 강조하여 과학자들이 인구의 면역 체계 내에 존재하는 거대한 다양성을 더 잘 이해할 수 있게 함으로써, 왜 개인이 같은 병원체에 다르게 반응하는지에 대한 이해를 제공한다. 그러나 유전적 요인과는 별도로 식생활, 환경, 연령, 성별 등의 요인도 면역반응에 큰 영향을 미치기 때문에 병원체별 면역반응을 연구할 때 고려해야 한다.
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