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オプソニンは細胞外タンパク質で、物質や細胞に結合すると、食細胞がオプソニンが結合した物質や細胞を貪食するように誘導します。[1]このように、オプソニンは体内で食細胞（貪食、つまり細胞を食べることに特化した細胞）によって貪食（つまり食べられる）されるべきものにラベルを付けるタグとして機能します。[1]オプソニンは、病原体（細菌など）、癌細胞、老化細胞、死んだ細胞または死にかけの細胞（アポトーシス細胞など）、過剰なシナプス、またはタンパク質凝集体（アミロイドプラークなど）など、さまざまな種類のもの（「ターゲット」）を貪食のためにタグ付けできます。オプソニンは、病原体だけでなく、死んだ細胞、死にかけの細胞、病気の細胞を除去するのに役立ちます。[2]
オプソニンは 1904 年にライトとダグラスによって発見され、「オプソニン」と名付けられました。彼らは細菌を血漿とともに培養すると、食細胞が細菌を貪食 (そして破壊) できることを発見しました。彼らは次のように結論付けました。「血液が細菌を食細胞の餌食にしやすいように変化させるという決定的な証拠がここにあります。これを「オプソニック」効果 (オプソノ - 私は対応します、私は食事を用意します) と呼ぶことができ、この効果を生み出す血液中の要素を指すために「オプソニン」という用語を使用することができます。」[3]
その後の研究では、細菌をオプソニン化する血液中のオプソニンには主に2種類あることが分かりました。補体タンパク質[4]と抗体[5]です。しかし、病原体やその他の標的に対してオプソニンとして作用するタンパク質は、現在では少なくとも50種類あることが分かっています。[2]
メカニズム
オプソニンは標的（細菌など）に結合し、次に食細胞上の食細胞受容体にも結合することで、標的の食作用を誘導します。このように、オプソニンは標的と食細胞の間の橋渡し分子として機能し、それらを接触させ、次に通常は食細胞受容体を活性化して、食細胞による標的の貪食を誘導します。[2]
すべての細胞膜は負電荷（ゼータ電位）を持っているため、2つの細胞が接近することが困難になります。オプソニンが標的に結合すると、オプソニンと免疫細胞の細胞表面受容体との相互作用を促進し、貪食の速度を高めます。[6]これにより、細胞膜の負電荷が無効化されます。
オプソニンが健康な非病原性細胞を貪食の対象としてタグ付けしないことが重要です。貪食は消化を招き、標的を破壊するからです。そのため、一部のオプソニン（一部の補体タンパク質を含む）は、病原体関連分子パターン（病原体の表面のみに存在する分子）に結合するように進化し、これらの病原体の貪食、ひいては自然免疫を可能にします。抗体は病原体表面の抗原に結合し、適応免疫を可能にします。宿主細胞をオプソニン化するオプソニン（例：アポトーシス細胞をオプソニン化するGAS6 ）は、死んだ細胞、死にかけている細胞、またはストレスを受けた細胞によって露出される「私を食べて」シグナル（ホスファチジルセリンなど）に結合します。[2]
種類
オプソニンは、獲得免疫系と自然免疫系という2 種類の免疫系に関連しています。
適応型
抗体はB細胞によって合成され、特定の抗原エピトープの認識に応じて分泌され、抗原上の特定のエピトープ（領域）にのみ結合します。[5]抗体は適応型オプソニン経路を構成し、抗原結合領域（Fab領域）とフラグメント結晶化可能領域（Fc領域）の2つのフラグメントで構成されます。[5] Fab領域は、細菌表面タンパク質の特定の領域など、抗原上の特定のエピトープに結合することができます。[5] IgGのFc領域は、ナチュラルキラー細胞やその他のエフェクター細胞上のFc受容体（FcR）によって認識されます。IgGが抗原に結合すると、構造変化が起こり、FcRがFc領域に結合して溶解産物を放出し、病原体への攻撃を開始します。[5]抗体は腫瘍細胞やウイルス感染細胞にタグを付けることがあり、NK細胞はFcRを介して反応します。このプロセスは抗体依存性細胞傷害（ADCC） として知られています。 [5]
IgMとIgGはどちらも抗原に結合すると構造変化を起こし、補体タンパク質C1qが抗体のFc領域と結合できるようになります。[4] C1qの結合は最終的に補体C4bとC3bのリクルートメントにつながり、これらはほとんどの食細胞に存在する補体受容体1、3、4（CR1、CR3 、CR4）によって認識されます。 [4]このように、補体系は適応免疫応答に参加しています。
C3の分解産物であるC3dは、病原体関連分子パターン（PAMP）を認識し、 B細胞上のCR2受容体に分子をオプソニン化することができます。[4]これにより、 B細胞受容体を介したB細胞の活性化に必要な相互作用の閾値が低下し、適応応答の活性化が促進されます。[4]
生来の
補体系は、適応免疫応答とは独立して、適応免疫が必要になる前に病原体をオプソニン化することができる。[4]自然オプソニン化に関与する補体タンパク質には、C4b、C3b、iC3bがある。[7]補体活性化の代替経路では、循環するC3bがグラム陰性細菌のリポ多糖などの特定のPAMPを持つ抗原に直接沈着する。[7] C3bは食細胞上のCR1によって認識される。iC3bはアポトーシス細胞と小体に付着し、食細胞上のCR3とCR4との相互作用を通じて、炎症経路を開始することなく死細胞と残骸の除去を促進する。[4]
マンノース結合レクチン（フィコリン）は、ペントラキシンやコレクチンとともに、細菌、真菌、ウイルス、寄生虫の細胞膜上に発現する特定の種類の炭水化物を認識することができ、補体系と貪食細胞を活性化することでオプソニンとして作用することができます。[4] [7]
ターゲット
アポトーシス細胞
多くのオプソニンは、炎症誘発反応を起こさずにアポトーシス細胞を貪食させる役割を果たしている。[8]
ペントラキシンファミリーのメンバーは、ホスファチジルコリン（PC）やホスファチジルエタノールアミン（PE）などのアポトーシス細胞膜成分に結合することができます。IgM抗体もPCに結合します。マンノース結合レクチン（MBL）、サーファクタントタンパク質A（SP-A）、SP-Dなどのコレクチン分子は、アポトーシス細胞膜上の未知のリガンドと相互作用します。適切なリガンドに結合すると、これらの分子は食細胞受容体と相互作用し、マークされた細胞の貪食を促進します。[6]
C1qはアポトーシス細胞に直接結合することができます。また、IgM自己抗体、MBL、ペントラキシンなどの中間体を介して間接的にアポトーシス細胞に結合することもできます。どちらの場合も、C1qは補体を活性化し、その結果、細胞はC3bとC4bによって貪食されるようにマークされます。C1qはアポトーシス細胞と破片の除去に重要な役割を果たします。このプロセスは通常、後期アポトーシス細胞で発生します。[6]
アポトーシス細胞のオプソニン化は、組織依存的なパターンで異なるメカニズムによって起こります。例えば、C1qは腹腔内の適切なアポトーシス細胞の除去に必要ですが、SP-Dが重要な役割を果たす肺では重要ではありません。[6]
病原体
後期適応免疫反応の一環として、病原体やその他の粒子はIgG抗体によって標識される。これらの抗体はマクロファージや好中球のFc受容体と相互作用し、貪食を引き起こす。[9] C1補体複合体はIgGおよびIgM免疫複合体のFc領域とも相互作用し、古典的補体経路を活性化し、抗原をC3bで標識する。C3bは代替補体経路を介して病原体表面に自発的に結合することができる。さらに、ペントラキシンはC1複合体からC1qに直接結合することができる。[10]
SP-Aは、多くの細菌やウイルスの病原体をオプソニン化し、肺胞マクロファージによる排除を促進する。[8]
参照
参考文献
- ^ ab Punt J、Stranford SA、Jones PP、Owen JA (2019)。Kuby免疫学（第8版）。ニューヨーク。ISBN 978-1-4641-8978-4. OCLC 1002672752.
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外部リンク
- 米国国立医学図書館の医学主題標目表(MeSH)におけるオプソニン