Immunology: Cluster of differentiation(CD 마커)

CD 마커(Cluster of differentiation)는 면역학에서 면역 세포들을 구분하기 위해 사용하는 세포가 표면에 발현하는 마커들을 말한다. 세포 표면에 발현하는 분자들로 수용체, 리간드(Ligand) 등 다양한 기능을 가지고 있을 수 있다. 수용체로 사용되는 분자들은 세포에 신호를 전달해 세포가 특정 기능을 수행하도록 유전자의 발현을 변화시키기도 한다. 신호 전달에 사용되지 않는 분자들도 저마다의 기능을 담당하는데, 예를 들면 세포 표면에서 세포가 주면 조직들을 붙잡는 기능을 수행하는 마커들도 존재한다.

 

CD 마커의 사용은 1982년 파리에서 열린 제1회 사람 백혈구 분화 항원에 대한 워크숍 및 컨퍼런스(the 1st International Workshop and Conference on Human Leukocyte Differentiation Antigens ;HLDA)에서 처음 제안되었다. 이 시기에 전 세계 연구실들이 가진 백혈구의 표면에 발현하는 여러 가지 항원 결정기(Epitope)에 대한 단일 클론 항체(mAb)들을 분류하기 위해 CD 마커 시스템을 제안하였다. 그 이후로 CD 마커의 사용은 더 많은 세포를 분류하기 위해 그 쓰임새가 확장되었고, 현재는 370개가 넘는 클러스터와 하위 클러스터들에 CD 마커 이름이 붙여졌다. 어떤 분자에 달라붙는 단일 클론 항체가 최소 두 가지 이상일 경우 CD 마커가 부여된다. 만약 달라붙는 단일 클론 항체가 한 가지만 있을 경우 "w"를 붙여 임시 번호를 부여한다. (예: CDw186)

 

CD 마커 사용의 예를 들어 보겠다. CD2 mAb은 T 세포의 표면에 발현하는 50kDa 크기의 단백질에 달라붙는 단일 클론 항체다. 초기 CD 마커를 사용할 때는 CD2 뒤에 "항원(antigen)"이나 "분자(Molecule)"이란 단어를 붙여 지칭하는 대상이 항체가 아닌 항체가 달라붙는, 세포가 표면에 발현하는 물질임을 나타냈다(예. CD2 molecule). 그러나 최근에는 CD2라 하면 항체가 달라붙는 대상, 세포가 발현하는 분자를 말하고 항체를 지칭할 땐 CD2 항체(CD2 antibody)같은 방식으로 나타낸다.

 

각각의 면역세포 그룹은 일반적으로 CD 마커들의 뒤에 "+" 또는 "-"를 위 첨자로 표시하여 표현한다. 직관적으로 "+" 표시는 세포가 그 마커를 발현한다는 의미이고 "-" 표시는 세포가 그 마커를 발현하지 않는다는 의미다. 예를 들면 CD34+CD31-인 세포들은 CD34는 발현하고 CD31은 발현하지 않는 세포를 의미한다. (이 마커의 조합은 줄기세포를 완전히 분화한 내피세포와 구분할 수 있는 조합이다) 다른 방식은 단순히 발현하냐 안 하느냐로 나누는 게 아닌 마커의 발현 강도에 따라 hi/mid/low 또는 bright/mid/dim으로 표기하기도 한다. 연구 중인 세포 간에 CD마커 발현을 비교하기 위해 일반적으로 사용되는 표시 방법이다.

 

앞서 말했던 대로 CD 마커는 면역 세포들을 세포 표면에 발현하는 분자들에 따라 세포들을 구분하기 위해 사용한다. 이 마커들은 면역 세포들을 기능에 따라 연관시키기 위해 자주 사용된다. 한 가지의 CD 마커만으로 특정 면역 세포군을 분류하는 일은 드문 일이고 몇 가지의 마커들 발현을 조합하여 구분하는 방법이 주로 사용된다. CD 마커들은 면역학의 연구 및 임상 진단에서 광범위하게 이용되는 표기 체계다. 유세포 분석(flow cytometry)을 통해 면역 세포들이 발현하는 CD 마커를 표시하여 면역 세포들을 분석할 수 있다.

 

다음은 면역세포 분석에 대중적으로 이용되는 CD 마커들이다. 

세포 종류	CD 마커
줄기 세포(Stem cells)	CD34+, CD31-, CD117
백혈구(Leukocytes)	CD45+
과립구(Granulocytes)	CD45+, CD11b, CD15+, CD24, CD114+, CD182+
단핵구(Monocytes)	CD45+, CD4+, CD14+, CD114+, CD11a+, CD11b+, CD91+, CD16+
T 세포(T cells)	CD45+, CD3+
보조 T 세포(Helper T cells)	CD45+, CD3+, CD4+
조절 T 세포(Regulatory T cells)	CD4+, CD25+, FOXP3(이건 전사 인자임)
세포 독성 T 세포(Cytotoxic T cells)	CD45+, CD3+, CD8+
B 세포(B cells)	CD45+, CD19+, CD20+, CD24+, CD38+, CD22
혈소판(Thrombocytes)	CD45+, CD61+
자연 살해 세포(Natural killer cells)	CD16+, CD56+, CD3-, CD31+, CD30+, CD38

 

CD 마커들은 단순히 세포들의 구분에만 이용되는 분자들이 아니다. 비록 모든 CD 마커의 기능이 규명된 것은 아니지만 대부분은 세포가 제 기능을 수행하는 데 중요한 역할들을 수행한다. 예를 들어 T 세포가 표면에 발현하는 CD4나 CD8 같은 마커들은 항원 제시 단계에서 T 세포 수용체가 항원을 인지하는 데에 관여한다.