感覚細胞網膜 retina の模式図光脳へ神経節細胞介在神経光受容体細胞人の網膜薄明では 109個網膜周辺部に分布形だけ 6 錐体細胞色の識別３x10 個色は認識 Cone cell 感度は低い網膜中心部に分布できない桿体細胞明暗のみ Rod cell 感度は高い

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みそらしまむね
5 years ago
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1 10 章分化細胞の機能と構造 2

2 感覚細胞網膜 retina の模式図光脳へ神経節細胞介在神経光受容体細胞人の網膜薄明では 109個網膜周辺部に分布形だけ 6 錐体細胞色の識別３x10 個色は認識 Cone cell 感度は低い網膜中心部に分布できない桿体細胞明暗のみ Rod cell 感度は高い色素上皮細胞

3 光受容細胞錐体細胞外節赤緑青細胞膜と円盤が一つながり興奮するには百光子 (photon) 以上が必要 3 種の錐体細胞がある 3 種類のヨードプシン (Iodopsin) によるレチナール部は共通結合しているオプシンが異なる色覚色盲光吸収分子に関連した X 染色体上の遺伝子の劣性突然変異 1 種の光受容体の欠損変異赤色色盲 = 男性の約 1% 緑色色盲 = 男性の約 2% 桿体細胞外節約 4000 万分子が 1 桿体中に存在 = 80% はロドプシン光受容タンパク質ロドプシン rhodopsin レチナール細胞膜と円盤は離れている興奮するには 1 光子が必要ビタミン A 欠乏オプシン + 夜盲症 night blindness ロドプシンオプシン

4 抑制性伝達物質放出光受容による抑制性神経伝達暗所脱分極興奮状態明所過分極抑制性伝達物質の放出抑制 Na-K pump Na-K pump 次の細胞の興奮電気回路チャンネル開くチャンネル閉じる cgmp 高濃度 cgmp 低濃度

5 咽頭腺胸腺小腸虫垂首の付け根の静脈毛細血管扁桃腺胸管リンパ節リンパ管リンパ節脾臓血しょう組織液リンパ系咽頭腺扁桃腺胸腺小腸脾臓虫垂リンパ節個体 ( 動物 ) 感染リンパ球免疫 immunity ウイルス細菌菌類原生動物血球系骨髄外来の粒子化学物質タンパク質炭水化物等癌細胞移植された組織成人では約 2 x 個のリンパ球が存在体重の 1% に相当する

6 リンパ球の名前の由来 B リンパ球は鳥類で良く調べられている移動ファブリギウス嚢 bursa of Fabricius B リンパ球 (B 細胞 ) の機能免疫グロブリン immunoglobulin (Ig) の産生と体液中への放出免疫系の液性応答 humoral response 骨髄 bone marrow 移動抗体 antibody 血しょうのタンパク質の約 20% 10 7 種類 ( ヒトの場合 ) 一つの B 細胞は一種類の抗体のみ産生すなわち 10 7 種類の B 細胞が存在する胸腺 thymus gland T リンパ球 (T 細胞 ) の機能外来の細菌やウイルスに感染した細胞を直接接触して攻撃し殺す免疫系の細胞応答 cell-mediated response

7 抗原決定基 epitope B 細胞抗体の構造軽鎖可変域不変域 220 残基重鎖 440 残基蝶番可変域 10 7 種類不変域 Fc 領域 Fc は抗体のクラスによって異なるクラス : 重鎖を構成するタンパク質の種類により分類されるクラス重鎖軽鎖 IgA α κλ IgD δ κλ IgE ε κλ IgG γ κλ IgM μ κλ

8 Fc 不変部分である Fc 領域はそれぞれの抗体のタイプによって異なり異なった機能を与える各種抗体の機能 1 マクロファージ樹状細胞 IgG Fc は補体 complement と結合し樹状細胞やマクロファージに認識される補体 complement IgG 9 種類 (C1 C9) 相互作用のカスケードが誘導され微生物を崩壊させる IgA Fc は上皮細胞の表面にある受容体によって認識される受容体媒介エンドサイトーシス上皮細胞に一旦取込まれる上皮細胞の分泌物唾液ミルク涙粘液とともに細胞外へ放出

9 各種抗体の機能 2 IgE IgM IgD 抗原が結合好塩基球 basophil 肥満細胞 mast cell 各表面の受容体に結合アミン類 ( ヒスタミンなど ) を放出させる血管の膨張血流が増加抗原に対する一次応答の初期に産生される ( 胎児期 ) IgM 抗体の産生は次第に IgG 抗体の産生で置き換えられる Fc 領域で静止 B リンパ球 ( 抗体非産生 ) に結合している喘息をおこすアレルギー反応 IgD クラスの抗体の機能はまだ良く判っていない抗体産生の誘導にかかわるとも云われている

10 Bリンパ球の起源骨髄増殖と多様化１０７種類のクローンの存在少量の抗体産生細胞表面に提示多くは活性化されずに死ぬ抗原が結合特異的抗体を持つ細胞が活性化クローン選択説 Clonal selection theory (Frank M. Burnet, 1957) 特定のクローンが選択された一次応答 Primary response 細胞増殖活性形のB細胞小胞体の発達抗体産生が盛ん

11 予め準備された細胞の多くは活性化されずに死ぬ記憶細胞形質細胞 Plasma cell 記憶細胞 Memory cell 1 次応答の後抗原の除去により死滅する一次応答器官骨髄胸腺二次応答器官増殖大きな細胞集団を形成リンパ節 2 次応答脾臓粘膜組織抗体産生抗体産生抗体産生抗体産生形質細胞 Plasma cell 多量の活性化 B 細胞記憶細胞 Memory cell 2 次応答は速やかで強い反応となる

12 抗原 X をマウスに注射形質転換した B 細胞モノクローナル抗体抗原認識は高度特異性をもつ B 細胞を取り出し培養 ( 数日で死んでしまう ) 細胞融合癌細胞骨髄腫 myeloma 抗体は非常に重要なツール寿命無しただし選択培地中では死滅する抗生物質で培養雑種細胞 hybridoma 寿命無し雑種細胞だけが生き残る抗生物質耐性個別に培養抗体産生細胞を選別

13 病原体 pathogens 自然免疫 Innate immunity 獲得免疫 Acquired immunity 微生物などの進化的に離れた異質の生物を排除するあらゆる生物がもつしくみ自然免疫で記憶された形 ( アミノ酸配列 ) に基づいて免疫応答をすること脊椎動物のみに見られるしくみ自然免疫と獲得免疫抗原の情報 = 抗原決定基橋渡しをする分子主要組織適合性複合体 Major Histocompatibility Complex T 細胞に伝えられる

14 樹状細胞 dendritic cell 病原体食作用により病原体を殺傷しその情報を提示する皮膚樹状細胞感染部位感染食作用外来性アミノ酸配列エンドソームにおいて消化主要組織適合性複合体 (MHC) 小胞体小胞輸送小胞輸送ゴルジ体樹状細胞活性化樹状細胞リンパ節へ移動し T 細胞に情報を渡す

15 リンパ節主要組織適合性複合体外来性配列 T 細胞受容体 (TCR) T Cell Receptor Class I MHC TCR 外来性配列活性化樹状細胞主要組織適合性複合体 (MHC) T 細胞 Class II MHC 結合 Class I MHC 活性化 1 細胞傷害性 T 細胞 cytotoxic T cell T 細胞 Class II MHC 活性化 2 ヘルパー T 細胞 helper T cell 3 サプレッサー T 細胞 suppressor T cell

16 1 細胞傷害性 T 細胞 cytotoxic T cell 細胞障害性 T 細胞 = Killer T 感染した細胞を殺す感染に対する防御パーフォリン依存性 perforin リング状の重合体を形成 polyperforin 一群のセリンプロテアーゼ細胞を破壊する Fas 依存性アポトーシス経路により細胞を破壊

2 ヘルパー T 細胞 helper T cell ヘルパー T 細胞サイトカイン Cytokine を放出インターロイキン 2 interleukin 2 (IL2) すでに活性化した T 細胞に結合し増殖を促進 T 細胞は無限に増殖する免疫細胞がお互いに情報を伝えるためのタンパク質 30 種類以上が知られているリンパ球により放出されるものをリンホカイン lymphokine とも呼ぶ

17 2 ヘルパー T 細胞 helper T cell ヘルパー T 細胞サイトカイン Cytokine を放出インターロイキン 2 interleukin 2 (IL2) すでに活性化した T 細胞に結合し増殖を促進 T 細胞は無限に増殖する免疫細胞がお互いに情報を伝えるためのタンパク質 30 種類以上が知られているリンパ球により放出されるものをリンホカイン lymphokine とも呼ぶ細胞障害性 T 細胞ヘルパー T 細胞サプレッサー T 細胞が増えることになるケモカイン chemokine を放出分子量がサイトカインよりもやや小さい約 30 種類が知られている細胞の移動の方向性を与える走化性因子また走化性を継続させるマクロファージ遊走阻止因子 macrophage migration inhibition factor (MIF) このケモカインを放出するヘルパー T 細胞の周りにマクロファージが集まるまたマクロファージを活性化する

18 3 サプレッサー T 細胞 suppressor T cell サプレッサー T 細胞および NK 細胞サプレッサー T 細胞が活性化 B 細胞 T 細胞細胞障害性 T 細胞ヘルパー T 細胞ヘルパー T 細胞に助けられて始めて機能活動を抑制ナチュラルキラー細胞 Natural killer cell (NK cell) 癌細胞とウィルス感染細胞に付着してそれらを殺す 1970 年代中頃になって同定されたリンパ球殺傷能力は高く多くの細胞内顆粒を有する NK 新たに生じる癌細胞に対して免疫監視感染情報の記憶を必要としない生まれつきのキラー細胞自然免疫 Class I MHC を発現していない細胞を標的とする癌細胞はこの分子を発現していない自己でありながら非自己の特徴をもつのが癌細胞

19 外来性配列発生の間細胞自身の構成成分自己と非自己の認識 Class I MHC 強固に結合 TCR 胎児に存在する抗原内在配列免疫自己対非自己の認識後天的免疫寛容 aquired immunological tolerance 出産時あたりに獲得自己と認識この機構は未だ不明である T 細胞側が結合が弱い寛容が起こらない場合自己免疫疾患 autoimmune disease 自己免疫反応 autoimmune reaction 重症筋無力症 myasthenia gravis アセチルコリン受容体に対する抗体産生神経刺激に対する骨格筋細胞が応答できない状態筋萎縮麻痺状態死に至る

20 ヘルパー T 細胞と他の免疫系細胞の連携 B 細胞抗原決定基自然免疫 B 細胞由来活性化樹状細胞 = 抗原提示細胞獲得免疫 Th1 細胞 T cell helper1 T 細胞抗原決定基エンドソームにおいて消化 Class II MHC Th2 細胞 T cell helper2 Th2 Th1 インターロイキン Class I MHC サイトカイン MHC を持たない癌細胞を殺傷サイトカイン B 細胞 B NK ウイルス感染細胞癌細胞サイトカイン Mφ 分裂活性化 Tc マクロファージ病原体の取り込み病原体の殺傷 B 細胞 B B 細胞 B NK 細胞やキラー T 細胞を活性化感染細胞を殺傷 IgE アレルギー反応 IgG

の感染が阻止されるといういわゆる二度なし現象の原理であり予防接種 ( ワクチン ) を行う根拠でもあります特定の抗原を認識する記憶 B 細胞は体内を循環していますがその数は非常に少なくその中で抗原に遭遇した僅かな記憶 B 細胞が著しく増殖し効率良く形質細胞に分化することが大量の抗体産

の感染が阻止されるといういわゆる二度なし現象の原理であり予防接種 ( ワクチン ) を行う根拠でもあります特定の抗原を認識する記憶 B 細胞は体内を循環していますがその数は非常に少なくその中で抗原に遭遇した僅かな記憶 B 細胞が著しく増殖し効率良く形質細胞に分化することが大量の抗体産 TOKYO UNIVERSITY OF SCIENCE 1-3 KAGURAZAKA, SHINJUKU-KU, TOKYO 162-8601, JAPAN Phone: +81-3-5228-8107 報道関係各位 2018 年 8 月 6 日免疫細胞が記憶した病原体を効果的に排除する機構の解明 ~ 記憶 B 細胞の二次抗体産生応答は IL-9 シグナルによって促進される ~ 東京理科大学研究の要旨東京理科大学生命医科学研究所