ヒトにおいて、造血幹細胞 (HSC: Hematopoietic stem cell) は系統ごとの分化段階を経ながら、全てのタイプの血液細胞を継続的に補充します。このプロセスは、リンパ系共通前駆細胞 (CLP: Common lymphoid progenitor) と骨髄系共通前駆細胞 (CMP: Common myeloid progenitor) の産生に始まり、その後、様々な刺激に応答してさらに分化が進行します。
骨髄系細胞系譜の詳細は、CSTの以前のブログをご覧ください。リンパ系細胞には、適応免疫に関与するT細胞やB細胞、自然免疫系の一部であるナチュラルキラー細胞 (NK細胞) などがあります。
様々なリンパ系細胞が健常状態や病態においてどのように機能するかを理解するために、不均一な細胞集団から特定の細胞サブタイプを検出して定量する必要があります。細胞タイプに特異的なマーカーに対する抗体を利用した、フローサイトメトリーや免疫組織化学染色 (IHC) などの手法で、目的の細胞を可視化することができます。一般的なマーカーは、CD (Cluster of differentiation) 分子、転写因子、ケモカイン受容体にクラス分けすることができます。
最終分化したリンパ系細胞は免疫応答において次のように様々な役割を果たします。
- 細胞傷害性T細胞は、T細胞受容体 (TCR) で特異的な抗原を認識すると、細胞傷害顆粒を放出して感染した細胞や悪性腫瘍細胞を殺傷します。また、細胞傷害性T細胞は、長期間生存する記憶細胞を形成することができます。
- ヘルパーT (Th) 細胞もTCRで抗原を認識することで活性化され、サイトカインの分泌や細胞表面に発現する免疫調節受容体を介してほかの細胞の機能に影響を及ぼし、免疫応答を調整します。ヘルパーT細胞も長期間生存する記憶細胞を形成することができます。
- B細胞は、抗体を発現する細胞で、標的となる抗原に遭遇すると急速にクローンを拡張し、短命な形質細胞と持続的なメモリーB細胞を形成します。
- NK細胞は感染した細胞や悪性腫瘍細胞を殺傷します。感染した細胞や形質転換した細胞が発現するリガンドに結合する活性化受容体からのシグナルと、MHC I分子に結合する抑制受容体からのシグナルのバランスによって、細胞傷害活性が制御されます。
リンパ系細胞の種類
リンパ系細胞の大まかなサブセット (小分類) は、1つまたは2つのマーカーだけを使って識別することが可能ですが、各サブセット内の特定の細胞タイプを識別するには、多くの場合、特定のマーカー群を検出する必要があります。例えば、すべてのT細胞はCD3を発現しますが、細胞傷害性T細胞とヘルパーT細胞に分化すると、これらの細胞はそれぞれCD8とCD4を発現します。ヘルパーT細胞は、T-BetとIFNγを発現するTh1細胞、GATA-3とIL-4が陽性のTh2細胞、RORγtとIL-17の両方を発現するTh17細胞というように、さらなるマーカーより細分化されます。このほかにもヘルパーT細胞の主要なサブタイプとして、FoxP3とCD25の発現を特徴とする制御性T細胞 (Treg) や、Bcl-6、CXCR5、IL-21を発現する濾胞ヘルパーT細胞 (Tfh) があります。
B細胞もT細胞と同様、1種のマーカー (この場合はCD19) を利用することで識別することができます。しかし、ナイーブB細胞、プラズマ細胞、メモリーB細胞を区別するには、やはり異なるマーカーの組み合わせを検出する必要があります。ナイーブB細胞はIgD陽性でCD27陰性であるのに対し、形質細胞はBCMAまたはCD138のいずれかを利用して識別します。メモリーB細胞はクラススイッチの前後でIgDとCD27の発現が異なり、クラススイッチを受けた細胞はIgD- CD27+、受けていない細胞はIgD+ CD27+となります。NK細胞もメモリーB細胞と同様、細胞の機能によってマーカーの発現に違いがみられます。
フローサイトメトリーまたはIHCに最適化された、ヒトおよびマウスの免疫細胞の主要な細胞および機能状態マーカーの探索に、免疫細胞マーカーガイドをダウンロードしてご活用ください。
