Chapter-85
免疫に関する新発見

2005年11月12日

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［今週の科学ニュース］
・小惑星探査機「はやぶさ」最新情報
　11月9日に再度実施された着陸試験は無事成功し、はやぶさはイトカワの70メートル上空まで接近しました。19日はいよいよ本番の着陸・サンプル採取となります。
・宇宙の誕生からわずか2〜4億年後に誕生した星の映像を撮影することに成功しました。これは、手前の邪魔な天体を画像処理で消去するという新しい技術によるものです。
・人工衛星からメッセージを放出しよう

［免疫に関する新発見］

　私たちの体を外来の異物から守る免疫機能の開始と維持のメカニズムに関して大きな発見があり、人間の体のメカニズムの解明とより有効で安全性の高い免疫抑制法の開発につながる可能性があります。

　ウイルスや花粉などの異物などのことを免疫の観点から見ると抗原と呼びます。ウイルスや花粉などの異物、すなわち抗原が体内に侵入すると、抗原提示細胞とよばれる細胞が細胞内部に抗原を取り込み、抗原をバラバラに分解して、続いて機能するＴ細胞と呼ばれる細胞が認識できる断片に変換し、細胞の表面に異物が侵入したことを示す信号として提出します。Ｔ細胞とよばれる別の細胞にはこの信号として扱われる抗原の断片を受信する受容体と呼ばれるタンパク質があり、この信号を検知することで異物の侵入を知ります。Ｔ細胞は自分自身でその異物を攻撃・破壊することも出来ますし、その他の細胞に異物が侵入したという情報を知らせる役目も担っています。

　　情報収集機関である抗原提示細胞と実働部隊であるＴ細胞情報の情報のやりとりは両方の細胞が直接接着することによって行われることがわかっています。この細胞同士が接着した部分のことを免疫シナプスと呼びます。免疫シナプスはＴ細胞が信号を受け取る部分を中心とした同心円上の構造をしていて、この中心部分が免疫機能を発現する機能を担っているとこれまでは考えられてきました。けれど、実際の免疫機能は異物侵入の１〜２分後には活動を開始し始めるにもかかわらず、免疫シナプスが形成されるには10〜15分を要し、時系列が逆転していることが謎でした。

　今回の研究の結論としては、免疫機能の開始を司っているのはこれまで考えられていた免疫シナプスの中心ではなく、抗原提示細胞とＴ細胞が接着した境界面に泡のようにわき出てくる「ミクロクラスター」とよばれるこれまで発見されていなかった微細な構造が鍵を握っていることがわかりました。また「ミクロクラスター」は免疫機能を維持する役割も併せ持っていることがあわせて発見されました。

　アトピー性皮膚炎などのアレルギー疾患やリウマチなどの自己免疫疾患の多くが、Ｔ細胞の過剰な活性化に基づくもので、免疫抑制剤はＴ細胞の活性化を抑制することによって機能しています。したがって、ありとあらゆる免疫が一気に抑制されてしまう問題を抱えていますが、免疫の開始点をピンポイントで抑制する新しい免疫抑制剤が開発できれば、非常に安全性の高い医薬品となる可能性があります。

　さて、今回の研究はガラスの上に人工の細胞膜とそこで生じる細胞同士の情報伝達を再現し、それをレーザー顕微鏡で観察するという方法で行われました。この方法は生体分子イメージングと呼ばれる最新の技術です。私たちの細胞は細胞膜とよばれる非常に薄いリン脂質でできた膜でおおわれていて、呼吸やエネルギー生産、情報伝達などの重要な機能はその膜に浮かんだタンパク質によって行われています。ガラス平面上に人工的に作った細胞膜に抗原提示細胞の免疫機能発現に関与するパーツを浮かべます。これでガラス平面は抗原提示細胞をシミュレートしたことになります。ここにＴ細胞を乗せると体内で起きるのと同じ免疫反応が起きますので、それをレーザー顕微鏡で観察するということです。

　ここでレーザー顕微鏡とは光源からのレーザーを、対物レンズを用いて非常に小さな1点に絞り込み、それを観察したい試料上でx-y方向に2次元スキャンし、レーザーの反射や散乱光を光検出器で検出してコンピューター上で映像化する顕微鏡です。
　このようにして観察した結果、Ｔ細胞が抗原提示細胞膜を模したガラス平面と接着した直後から、接着面全体にミクロクラスターと呼んでいる抗原受容体・活性化分子の集まりができました。ミクロクラスターには50〜200個程度の抗原と結合する受容体蛋白や情報の伝達に関わる蛋白から構成される複合体です。出来たミクロクラスターは、時間とともに接着面の中心部へ向かって移動していきますが、免疫反応が持続している間は次々にミクロクラスターがわき出て中心へ移動するという行程が繰り返されました。肝心の情報伝達はタンパク質のリン酸化と呼ばれる過程を指標として観察した結果、従来情報伝達の要であると思われていた接着面の中心部分へ移動したときにはすでに終了していることがわかりました。

　これらの結果は、Ｔ細胞による免疫機能の発生はこれまでの説のように細胞接着面の中心で起きているのではなく、接着面全体に分散してわき出ているミクロクラスターで行われていることを示しています。

　今回の研究は、免疫機能のスタートと経過をミクロのレベルで実際に観察し、そのメカニズムを解明した画期的な研究と考えられ、医療への応用が期待されます。

［今週の科学な新製品］

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［エンディング・他局の科学番組放送予定］

□サイエンスゼロ　（NHK教育　毎週土曜日　19:00〜）
　　11/19（土） 放送予定 ＺＥＲＯからまなべスペシャル　環境生物学特集
　　11/26（土） 放送予定 老化を防げ　アンチエイジング医療最前線
□地球ドラマチィック　（NHK教育　毎週水曜日　19:00〜）
　　11月23日（水）『肉食恐竜の真実　第2回　ヴェロキラプトル』
　　11月30日（水）『ＥＴの住む星　第1回　惑星オーレリア』
　　12月7日（水）『ＥＴの住む星　第2回　衛星ブルームーン』
□素敵な宇宙船地球号　（テレビ朝日系　毎週日曜日　23:00〜）
□サイエンスチャンネル　（SkyPerfecTV 765ch）