感覚細胞
色素上皮細胞 錐体細胞 Cone cell 桿体細胞 Rod cell 介在神経 神経節細胞 脳へ 光 網膜 retina の模式図 光受容体細胞 明暗のみ 感度は高い 色の識別 感度は低い 人の網膜 109個 網膜周辺部に分布 ３x106個 網膜中心部に分布 薄明では 形だけ 色は認識 できない光受容細胞
赤 緑 青 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％ 錐体細胞外節 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 桿体細胞外節 細胞膜と円盤は離れている 興奮するには1光子が必要 光受容タンパク質 ロドプシン rhodopsin ビタミンA レチナール オプシン + オプシン ロドプシン 欠乏 夜盲症 night blindness 約４０００万分子 が１桿体中に存在 = ８０％はロドプシン明所
暗所
光受容による抑制性神経伝達
cGMP Na+ Na+ Na+ 高濃度 チャンネル 開く Na+ Na+ Na+ Na+ cGMP 低濃度 チャンネル 閉じる Na+ Na+ Na+過分極
Na+ Na+ Na+ Na-K pump Na+ Na+ Na+ Na-K pump 電気回路 Na + Na+ Na+ Na+脱分極
興奮状態 抑制性伝達物質 放出 抑制性伝達物質 の放出抑制次の細胞
の興奮
リンパ球
ウイルス 細菌 菌類 原生動物 感染個体（動物）
免疫
immunity
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 1012 個の リンパ球が存在 体重の１％に相当する 血球系 骨髄 リンパ系 咽頭腺 扁桃腺 胸腺 小腸 脾臓 虫垂 リンパ節 咽頭腺 扁桃腺 虫垂 脾臓 胸腺 リンパ節 小腸 血しょう → 組織液 胸管←リンパ節 ← 毛細血管 リンパ管 首の付け根の静脈
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 ファブリギウス嚢 bursa of Fabricius 骨髄 bone marrow 移動
Bリンパ球（B 細胞)
の機能
抗体 antibody 免疫グロブリン immunoglobulin (Ig) の産生と体液中への放出 血しょうのタンパク質の約２０％ １０７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１０７種類の B 細胞が存在する 胸腺 thymus gland 移動Tリンパ球（T 細胞）
の機能
免疫系の液性応答 humoral response 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可変域 不変域 220 残基 軽鎖 可変域 不変域 440 残基 重鎖
B 細胞 抗体の構造
クラス
重鎖
軽鎖
IgA
α
κλ
IgD
δ
κλ
IgE
ε
κλ
IgG
γ
κλ
IgM
μ
κλ
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 １０７種類 蝶番 抗原決定基 epitope Fc 領域各種抗体の機能１
FcIgG
IgG 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 マクロファージ 樹状細胞 樹状細胞やマクロファージに認識される 補体 complement Fcは 補体complement と結合し 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IgE
各種抗体の機能２
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。 好塩基球 basophil 肥満細胞 mast cell 各表面の受容体に結合 血管の膨張 血流が増加 アミン類（ヒスタミンなど）を放出させるIgM
IgM抗体の産生は、次第にIgG抗体の産生で置き換えられる 抗原に対する一次応答の初期に産生される （胎児期）IgD
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 抗原が結合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)
細胞増殖
一次応答 Primary response 活性形のB細胞 小胞体の発達 抗体産生が盛ん 特定のクローン が選択された記憶細胞
形質細胞 Plasma cell 1次応答の後 抗原の除去により死滅する 記憶細胞 Memory cell ２次応答 形質細胞 Plasma cell 記憶細胞 Memory cell 多量の 活性化B細胞 抗体産生 抗体産生 抗体産生 抗体産生２次応答は
速やか
で
強い反応
となる
予め準備された細胞の 多くは活性化されずに死ぬ 増殖 大きな細胞集団を形成 骨髄 胸腺 一次応答器官 リンパ節 脾臓 粘膜組織 二次応答器官モノクローナル抗体
抗原Xをマウスに注射 B 細胞を取り出し培養 （数日で死んでしまう） 形質転換 したB細胞 癌細胞 骨髄腫 myeloma 寿命無し ただし、選択培地中では死滅する 細胞融合 雑種細胞 hybridoma 寿命無し 抗生物質で培養 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
抗原認識は高度特異性をもつ
抗体は非常に重要なツール
自然免疫と獲得免疫
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 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
樹状細胞
樹状細胞樹状細胞
dendritic cell 病原体 皮膚 感染部位 食作用 感染 外来性 アミノ酸配列 小胞体 ゴルジ体 主要組織適合性 複合体（MHC） 小胞輸送 エンドソーム において消化 活性化樹状細胞 小胞輸送 食作用により病原体を殺傷し その情報を提示するリンパ節へ移動
し、
T細胞
に情報を渡す
外来性 配列 TCR
主要組織適合性複合体
外来性 配列 活性化 樹状細胞 T 細胞 主要組織適合性 複合体（MHC） T細胞受容体 (TCR) T Cell Receptor Class I MHC Class II MHC ① 細胞傷害性T細胞 cytotoxic T cell 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 活性化 結合 T 細胞 Class I MHC Class II MHCリンパ節
細胞障害性 T 細胞
① 細胞傷害性T細胞
cytotoxic T cell 感染に対する防御 パーフォリン依存性 perforin Fas 依存性 感染した細胞を殺す = Killer T 一群のセリンプロテアーゼ リング状の重合体を形成 polyperforin 細胞を破壊する アポトーシス経路 により細胞を破壊ヘルパー T 細胞
② ヘルパーT細胞 helper T cell
サイトカイン Cytokine
を放出
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 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 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
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 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
サプレッサー T 細胞およびNK細胞
③ サプレッサーT細胞
suppressor T cell
サプレッサーT細胞が活性化 ヘルパー T 細胞に助けられて 始めて機能ナチュラルキラー細胞
Natural killer cell (NK cell)
１９７０年代中頃になって同定されたリンパ球
癌細胞とウィルス感染細胞に付着して、それらを殺す 新たに生じる癌細胞に対して
免疫監視
殺傷能力は高く 多くの細胞内顆粒を有する NK 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 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 B 細胞 T 細胞 細胞障害性T細胞 ヘルパーT細胞活動を抑制
自然免疫
自己対非自己の認識
細胞
自身の構成成分
免疫
後天的免疫寛容
aquired immunological tolerance 自己と非自己の認識 出産時あたりに獲得 発生の間 胎児に存在する抗原
