「補」といテ名称は抗体の機能を補足するという機能に由来するのであるが,それは補体の機能の一部にすぎない.進化的には補体の方が抗体より古く疆立されたシステムであり,不名誉な名前である.
補体による反応系に関わる分子群をまとめて
補体と呼ぶ.補体だけで1章分軽く必要とするくらい,多くの分子が関わった複雑な反応経路が知られている.
補体による反応の要となるのは,C3転換酵素という分子が病原体などの標的の表面で形成されることである(図10).ここに至るまでに,3つの経路が存在する.ひとつけ,抗体が病原体に結合することから始まる経路である.進化的には新しい経路であるが,先に発見されたので古典的経路と呼ばれている.もうひとつは,レクチン経路と呼ばれるもので,異物を認識するレクチン分子が結合することで始まる.マンノース結合レクチン(MBL)とフィコリンが病原体上の糖鎖のパターンに対するセンサー分子として機能する.三つ目は,第2経路(副経路ともいう)と呼ばれる経路で,これは血清中でC3からつくられたC3bが直接病原体に結合することで始まる経路である.形成されるC3転換酵素は同じではなく,古典的経路とレクチン経路の場合はC4b-C2a複合体,第2経路はC3b-Bb複合体として形成される.な紅第2経路がー番単純で基本型のようにもみえるが,進化的にはレクチン経路が古いと考えられている.
次に,その結果として起こることをみていこう.入り口は違っても,C3転換酵素が形成された後に起こることは同じである.3通りの効力を発揮する.一つ目は,結合している補体分子そのものがオプソニンとして働き,食細胞による貪食を促すことである.このために食細胞は補体レセプターを出している.二つ目は,他の補体分子を次々と呼び込んで起こる連鎖反応により,最終的に病原体の膜に穴をあけて傷害することである.三つ目は,連鎖反応の途中で切り取られた補体分子の破片が血管透過性を更新させたり,肥満細胞を活性化させるなどして,炎症反応を促進することである.
C3bは,病原体だけでなく正常な細胞にも普段から一定の割合で結合する.すなわち,正常細胞も恒常的に第2経路の反応が起こる危険にさらされているのだ.しかし,正常細胞は補体の活性化を阻害するような分子を発現している.
DAF (CD55), MCP(CD46), CD59などである.体細胞はこれらの作用により補体の攻撃を受けないですんでいる.
この疾患では,造血幹細胞の一部においてある遺伝子に突然変異が起こり,その造血幹細胞からつくられる血液細胞ではGPIアンカー型タンパク質が膜表面に発現されなくなる.さて,上記の補体の活性化を阻害する3種類の分子のうちDAIことCD
59はGPIアンカー型タンパク質である.赤血球はMCPは発現していないので,この患者さんの赤血球の一部は,袖体から守る分子を令く発現していないことになる.そのため,そういう赤血球が破壊されてしまうのである.
ナチュラルキラー(NK)細胞は自然免疫系に属する細胞で,感染した細胞やがん細胞などを殺すことを生業としている.大型のリンパ球で,細胞質内に顆粒を有している(図11).これは細胞を傷害するための物質を含んだ顆粒であり,常に即戦力の状態であることを意味している.
殺し方は後述するとして,まずどうやって殺すべき相手を見分けているかみていこう.細胞が細胞を殺すというのは,原則的に共存共栄で成り立っている多朧胞生物の細胞社会の中では,掟やぶりの行為である.したがって,非常に暾密に制御される必要がある.すでにキラーT細胞については学んだが,T細胞の場合は中枢性寛容と末梢性寛容という幾重にも仕組まれた安全装置があった.NK細胞の場合も,それに代わる安全装置がしっかりと備わっている.
感染した細胞とか傷害された細胞は通常は発現しない分子を細胞表面に発現するよ引こなる.NK細胞はそういった分子を「殺してくれ」というサインとして捉える.例えばヒトの場合はストレスを受けた細胞がMIC-A,
MIC-Bという分子を,マウスではRAE-1という分子を発現し,いずれの場合もNK細胞上のNKG2Dという受容体がそれらを認識する(図11).他にも活性化型レセプターは何種類か存在し,糖鎖などを認識していると考えられているが、詳しくはわかっていない.
活性化させるだけだとシステムとして危なっかしいので,正常な細胞が出している分子を、「殺さないで」というシグナルとして捉える仕組みも持っており,それがNK細胞のユニークな点である.「殺さないで」シグナルとしては,ほとんどすべての細胞が発現するクラス1分子が使われていて,NK細胞卜の抑制性レセプターにシグナルが伝わる.この仕組みによって正常な自己体の細胞が傷害されないようになっている.
この場合のNK細胞側のレセプターは,マウスではLv49というC型レクチンファミリーに属する分子,ヒトではK!R[Killer
cell 1mmunoglobu]in-like Receptors]という免疫グロブリンスーパーファミリーに属する分子が働いている.いずれも複数種類存在している.クラス|分了・は多型性があるので,抑縫|生レセプターも多数の種類を持つことにより,どれかがうまく働けるのである.
また, NKG2というC型レクチンファミリーに属する分子も捐]膸|生に働いているマウス,ヒトともにみられ,主にMHCクラスI類似分子を認識している.
NK細胞は,基本的には細胞傷害性キラーT細胞と互いに補うような関係にあるので,セットで理解するとよい.感染した細胞は,クラス1分子Lに病原体由来のペプチドを乗せてキラーT細胞に殺してもらおうとする(図12).キラーT細胞による攻撃をかわすため,病原体は,クラスIの発現を低下させる仕組みを持つようになる.そうなるとキラーT細胞は手が出せなくなる.しかし,そういう細胞は今度はNK細胞の慓的になるのである.
なお、ここまでは異常細胞を見分けるための活性化レセプターと抑制性レセプターの働きだけみてき九が,NK細胞はヘルパーT細胞が産生するIFN
yやIL-2などのサイトカインによっても活性化される.またNK細胞自身がIFN
y を産生し,炎症反応を増強するとともに自らの活性化状態を増強する.
細胞傷害の仕組みには二通りある.ひとつは,グランザイムとパーフォリンという分子を使う方法である(図13).
NK細胞は標的となる細胞に接すると,グランザイムとパーフォリンを放出する.パーフォリンは膜に穴をおける作用をもち,その穴を通つてグランザイムが細胞質に入る.グランザイムはアポトーシスを誘導する作用をもつ.
もうひとつは, FASリガンドという分子を用いる方法である.65頁で免疫反応を終息させる仕組みとして出て来た分子である.この仕組みの場合,殺される側の細胞がFASという分子を発現している必要がある.NK細胞が発現しているFASリガンドが標的細胞のFASと結合すると標的細胞にアポトーシスが誘導される.TRAILという分子も同じような作用を持つことが知られている.NK細胞に発現するTRAILが標的細胞上のTRAIL受容体に作用する.
T細胞の中ではキラーT細胞, NKT細胞, γδT細胞などが細胞傷害活性を有しているが,殺し方自体は基本的に同じである.
クラス1分子がNK細胞に抑計陸シグナルを送っているのだとすると,クラス1分子を欠損したマウスでは,NK細胞が抑制させずに暴れ回って体中がぼろぼろになるのだろうか?実はそうはならない.むしろNK細胞はうまく分化することができないのである.それは,NK細胞は,自分の出す抑制性の受容体に適合する分子があるか否かを分化の途上でモニターしているからと説明される.すなわち,抑制性の受容体に結合できるリガンドがある時だけ,分化を完遂させることができ,またその受容体を出し続けられるのである.
education (教育)とかlicensing (許諾)などと呼ばれている.
抑紂|生のシグナルを使ってどうして分化が進行のかは,まだよくわかっていないが,未分化な段階では活性化シグナル優位だと死ぬが抑制性のシグナルと活性化シグナルが共に入ったときだけうまく分化するというモデルなどが考えられている.T細胞の負の選択と正の選択の仕組み,すなわち「シグナルが強すぎると死ぬ,中庸だと分化」という仕組みに,原理的に似ている.
NK細胞は,前述のように活性化あるいは抑制性の認識分子をそれぞれ多種類発現している.それらは,全ての細胞が同じように発現しているのではなく,ばらつきがある.したがって,T細胞やB細胞の多様性とは比べるべくもないが,反応性の多様性を持っていることになる.特定の感染症のときに,反応できる少数の細胞が増えて対応するということが起これは,獲得免疫的な反応ということになる.また,NK細胞の一部は長く生きられるので,メモリー反応も起こしうることになる.
こういうことを書くのは,実際にそれらしい例が報告されているからである.このような現象は化学化合物によって皮膚の接触|生過敏症を誘導する系や,ウイルスに対する抵抗性の獲得の系でみられている.肝臓中や特定の分画のNK細胞が附与しているようだが,既知の活性化受容体は使われていないようで,メカニズムは不明である.今後の研究の展開が注目される.
NK細胞はクラスIというほとんどの体細胞が発現している分子が低下しているとき活性化される.この事象はmissing-self仮説として80年代にK.
Karreらによって提唱されてものだが, MHCクラス1分子を認識する種々の抑制性受容体が同定されておおむね正しいということになっ九.さらに,上記のように,
educationという仕組みで,自分の出しているクラス1分子に合う抑緋陸レセプターを発現するようになる.つまり,他人のMHCクラス1分子だったら抑制がかからないので,攻撃をすることになる.同じ種の中の自分と他人を見分けているのである.言い方を変えれば,NK細胞は自己と非自己を識別しているといえる.