Blood-Brain Barrier and Immune Cell Transmigration Pathways | 고마바이오텍

혈액-뇌장벽(BBB)과 면역세포 이동 기전

혈액-뇌장벽(BBB)은 말초 순환계와 중추신경계(CNS) 사이의 선택적 확산 장벽 역할을 하는 고도로 전문화된 다세포 구조체입니다.

1. 정상 상태의 BBB 구조와 기능

• 구조: 뇌혈관 내피세포(ECs)가 복잡한 밀착연접(TJs)과 부착연접(AJs)으로 단단히 연결되어 있으며, 주변을 성상교세포(Astrocytes)와 주피세포(Pericytes)가 둘러싸고 있습니다.

• 기능: 정상적인 조건에서는 친수성 화합물의 세포 간 통과(paracellular transport)를 차단하고, 혈액 내 세포들이 중추신경계로 유입되는 것을 엄격히 제한합니다. 따라서 중추신경계 내 고유 면역세포인 미세아교세포(Microglia)가 병원체나 조직 손상에 대한 초기 대응을 전담합니다.

2. 염증 발생 시 BBB의 변화

장기간의 조직 손상은 염증 반응을 유발하며, 이는 BBB의 제한적 기능을 상실시키고 말초 면역세포가 침투하는 결과를 초래합니다.

• 염증 매개체 분비: 반응성 미세아교세포, 성상교세포, 주피세포 및 내피세포는 말초 면역세포의 침입을 촉진하는 다양한 분자를 방출합니다.

  • 주요 인자: CXCL8/IL-8, CCL2/MCP-1, TNF-alpha, IL-1 beta/IL-1F2

• 면역세포 모집 및 활성화: 위 매개체들은 말초 면역세포를 모집하고, 내피세포 표면에 접착 분자(adhesion molecules)의 발현을 자극합니다. 이는 인테그린(integrin) 매개성 백혈구의 붙음(tethering), 굴림(rolling), 활성화 과정을 돕습니다.

• 연접 복합체 재구성: 프로-염증 분자들은 내피세포 간 연접 복합체의 역동적인 재구성을 유도하여, 세포 사이에 틈(paracellular gaps)을 형성합니다.

• 기질 분해 및 장벽 붕괴: 분비된 기질 금속단백분해효소(MMPs)는 세포외기질(ECM) 단백질을 분해하며, 이는 주피세포의 손실을 가속화합니다.

이러한 일련의 과정들은 결과적으로 BBB의 투과성을 급격히 증가시키며, 말초 면역세포가 중추신경계 내부로 침입할 수 있는 통로를 열어주게 됩니다.

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