Loading article…
C3bは補体成分3の切断によって形成される2つの要素のうち大きい方であり、自然免疫系の重要な部分と考えられています。C3bはオプソニン化において強力であり、病原体、免疫複合体（抗原抗体）、およびアポトーシス細胞を貪食のために標識します。さらに、C3bは因子Bに結合してC3コンバターゼ（C3bBb複合体）を形成する役割、またはC4bおよびC2bに結合してC5コンバターゼ（C4b2b3b複合体）を形成する役割、あるいはC3bBb複合体に別のC3b分子が結合してC5コンバターゼ（C3bBb3b複合体）を形成する役割も果たします。[ 1 ]
C3bがこれらの重要な機能を果たす能力は、生物体内の侵入病原体の表面に共有結合する能力に由来する。C3の切断によりC3bにはチオエステル結合が露出し、C3bは異物細胞表面の水酸基（-OH）およびアミン基（-NH2）に共有結合することで、異物細胞を効果的に被覆および標識することができる。[ 2 ]
この切断は、最終的にC3コンバターゼの形成につながる3つのメカニズム（古典経路、代替経路、レクチン経路）を介して起こります。C3コンバターゼの形成は正のフィードバックループとして機能するため、C3bが切断されるほどC3コンバターゼが形成され、微生物侵入者の表面におけるシグナルがさらに増幅されます。このシグナルの増幅は、侵入病原体を効果的に排除するための免疫系の強力なツールとなります。
古典経路では、微生物病原体はB細胞から放出された抗体（IgGおよびIgM）で覆われます。C1補体複合体はこれらの抗体に結合し、交差タンパク質分解によって活性化されます。この活性化されたC1複合体はC4とC2を切断し、C4bC2b複合体を形成します。この複合体は微生物の表面に共有結合し、C3コンバターゼとして機能してC3に結合し、C3aとC3bに切断します。C3b分子がC4bC2b複合体（C4b2b3b）に結合すると、C5コンバターゼが形成され、C5がC5aとC5bに切断されます。C5bはC6、C7、C8、C9と結合し、これらが複合体を形成して病原体の膜に孔を形成します。この孔は病原体の膜によって維持されているイオンおよび浸透圧のバランスを崩し、病原体細胞の死につながります。[ 1 ] [ 3 ]
代替経路では、血流中に存在するC3が自発的に低率でC3bとC3aに切断されます。微生物が存在する場合、C3b成分は外来侵入者の表面に共有結合します。その後、C3bは因子Bと結合し、因子Bは因子Dによって因子Bbに切断されます。このC3bBbコンバターゼは、正常な宿主表面よりも微生物表面で優先的にプロペルジン（因子P）によって安定化され、より多くのC3分子を切断できるようになり、シグナルが増幅されます。[ 1 ] C3bBb C3コンバターゼにさらにC3bが組み込まれると、C3Bb3b C5コンバターゼが形成されます。[ 3 ]
切断されたC3bは、前述のようにC3またはC5コンバターゼを生成するか、あるいは微生物の表面に共有結合してオプソニン化と呼ばれるプロセスで細胞を貪食のために標識します。さらに、C3b分子は抗原結合抗体のFc領域に結合して貪食を誘導したり、肝臓に移動してC3b標識免疫複合体が破壊されたりします。どちらの場合も、C3bはマクロファージや好中球などの貪食細胞上のC3b受容体、補体受容体1と相互作用し、病原体の貪食を可能にします。[ 3 ]さらに、表面にCr1を持つ赤血球は、C3bとの相互作用を介して免疫複合体を結合し、単核貪食細胞系に届けます。[ 4 ]
抗原除去における補体系の成功の鍵は、C3bの効果を病原体のみに及ぼし、健康な宿主細胞には及ぼさないよう制御することにある。これはいくつかの異なるメカニズムによって行われる。前述のメカニズムの一つは、C3bBbコンバターゼを宿主表面ではなく微生物表面に優先的にプロペルジンによって安定化させることであり、これは機能的なC3コンバターゼの形成に必要なステップである。さらに、C3bが宿主細胞表面に結合した場合、遺伝的、構造的、機能的に関連するタンパク質群である補体活性調節因子（RCA）が補体成分を不活性化する。C3は代替経路で常にターンオーバーされ、シグナルを迅速に増幅する能力があるため、これらのタンパク質は感染組織に対するC3bの時間的および空間的効果を制御する上で重要である。RCAの一例として、膜補因子タンパク質（MCP；CD46）が挙げられる。これは普遍的に発現しており、C3bによる損傷から宿主細胞を保護する上で重要な役割を果たしている。[ 1 ]さらに、宿主細胞は表面にp33（球状C1q受容体）を発現しており、これがC1qに結合して補体活性化の開始を阻害する。
C3bの重要性から、C3bの欠乏やC3b生成の亢進を引き起こす障害は、人間の健康に深刻な影響を及ぼす可能性があります。例えば、C3bの制御されない切断は、C3糸球体症という疾患と関連しており、この疾患では、糸球体へのC3の沈着が腎機能を阻害し、最終的には腎不全を引き起こす可能性があります。[ 5 ]
全身性エリテマトーデス、ハンセン病、エイズなどの免疫複合体レベルの上昇に関連する疾患の患者では、赤血球上のC3b受容体Cr1の発現レベルが著しく低下し、刺激に対する好中球上のCr1の発現も変化していることがわかっています。健康な好中球は、走化性ペプチドに反応してCr1の発現を10倍に増加させます。しかし、エイズなどの疾患の患者は、刺激に対するこの反応を示さず、その結果、好中球による貪食作用が低下し、疾患の進行に重要な役割を果たしていると考えられます。[ 4 ]
調節タンパク質の欠乏によりC3の活性化とC3bの形成が過剰になると、非典型溶血性尿毒症症候群（aHUS）、溶血性疾患、および特定の自己免疫疾患などの疾患が引き起こされる。このような場合、補体阻害性抗C5モノクローナル抗体であるエクリズマブによる治療が非常に効果的であることがわかっている。[ 6 ]