プライミング（免疫学）

プライミングとは、抗原特異的Tヘルパー細胞 前駆細胞が抗原と初めて接触することです。これは、Tヘルパー細胞がその後B細胞と相互作用して抗体を生成するために不可欠です。^[1]抗原特異的ナイーブリンパ球のプライミングは、抗原が免疫原性形態（免疫応答を誘導できる）で提示されたときに発生します。その後、プライミングされた細胞は、エフェクター細胞またはメモリー細胞に分化し、2回目以降の免疫攻撃に対してより強力かつ迅速に反応できるようになります。^[2] T細胞とB細胞のプライミングは、二次リンパ器官（リンパ節と脾臓）で発生します。

ナイーブ T 細胞のプライミングには、樹状細胞の 抗原提示が必要である。ナイーブCD8 T 細胞のプライミングにより、病原体に感染した細胞を直接殺すことができる細胞傷害性 T 細胞が生成される。CD4細胞は、プライミング中に受け取るシグナルの性質に応じて、さまざまなエフェクター細胞タイプに発達する。CD4 エフェクター活性には細胞傷害性が含まれることもあるが、より一般的には、標的細胞に特定の反応を起こさせる一連のサイトカインの分泌を伴う。このナイーブ T 細胞の活性化は、さまざまなシグナルによって制御される。ペプチドの形での抗原の認識: 特殊な抗原提示細胞の表面にある MHC 複合体はシグナル 1 を伝達する。抗原提示細胞上の共刺激分子と T 細胞上の受容体との相互作用はシグナル 2 を伝達する (注目すべき例の 1 つは、抗原提示細胞上の B7 リガンド複合体が T 細胞上の CD28 受容体に結合することである)。そして、異なるタイプのエフェクター細胞への分化を制御するサイトカインはシグナル 3 を伝達する。^[2]

クロスプライミングとは、樹状細胞が細胞外から獲得した抗原を提示することで、抗原特異的CD8+細胞傷害性Tリンパ球（CTL）を刺激することを指します。クロスプライミングは免疫原性クロスプレゼンテーションとも呼ばれます。このメカニズムは、ウイルスや腫瘍に対するCTLのプライミングに不可欠です。^[3]

免疫プライミングは、無脊椎動物の 分類群で説明される記憶のような現象で、ハンス・G・ボーマンと同僚がショウジョウバエを使って初めて説明しました。^[5]脊椎動物では、免疫記憶はBリンパ球とTリンパ球と呼ばれる適応免疫細胞に基づいており、同じ病原体に2度目に感染したときに免疫応答が強化され、速くなります。生物が再び曝露される可能性のある一般的な病原体に対して迅速な免疫応答を生成することは、進化的に有利です。1940年代から1960年代にかけて、免疫学の萌芽的な分野では、無脊椎動物は適応免疫に必要な抗体を生成しないため、記憶のような免疫機能を持たないと想定されていました。1972年、ボーマンと同僚の実験はこの想定を覆し、ショウジョウバエは凍結融解した病原体に最初に曝露された場合、同じ細菌による再感染に対して「ワクチン接種」できることを示しました。凍結融解した細菌に以前さらされたハエは、未感染のハエよりもその後の感染をよりよく治癒しました。^{[5]それ以来、昆虫や甲殻類を含むモデル無脊椎動物全体で、}生来の記憶のような機能を支持する証拠が見つかっています。

免疫プライミング研究の結果、特定の病原体に対する防御を付与するメカニズムは、特定の実験に使用される昆虫種と微生物の種類に依存することが一般的にわかっています。これは、宿主と病原体の 共進化による可能性があります。すべての種にとって、最も遭遇する病原体（細菌株など）に対する専門的な防御を開発することが便利です。^[6]節足動物モデルである赤いコクゾウ Tribolium castaneumでは、感染経路（表皮、敗血症、または経口）が防御メカニズムの生成に重要であることが示されています。 ^{[7]昆虫の自然免疫は、}抗菌ペプチド（AMP）の産生、活性酸素種（ROS）またはプロフェノールオキシダーゼカスケードの活性化を含む非細胞メカニズムに基づいています。昆虫の自然免疫の細胞部分は血球であり、根粒形成、カプセル化または貪食によって病原体を排除できます。^[8]免疫プライミング中の自然反応は実験設定によって異なりますが、一般的には体液性自然免疫機構の強化と血球レベルの上昇を伴います。免疫誘導には2つの仮説的なシナリオがあり、免疫プライミング機構のベースとなる可能性があります。^{[7] [9]最初のメカニズムは、宿主体内のプライミング}抗原によって循環免疫分子などの長期にわたる防御が誘導され、二次的な遭遇まで持続します。2番目のメカニズムは、最初のプライミング反応後に低下しますが、二次的なチャレンジで防御が強化されるというものです。最も可能性の高いシナリオは、これら2つのメカニズムの組み合わせです。^[7]

世代間免疫プライミング（TGIP）とは、親の免疫学的経験が子孫に伝達されることを意味し、同じ病原体にさらされた場合に子孫が生き残るのに役立つ可能性があります。病原体に対する子孫の保護の同様のメカニズムは、脊椎動物で非常に長い間研究されてきました。母親の抗体の伝達により、新生児の免疫システムが単独で適切に機能する前に、感染と戦うことができます。過去20年間、無脊椎動物のTGIPが集中的に研究されました。TGIPを支持する証拠は、すべての甲虫類、甲殻類、膜翅目、直翅目、軟体動物種で見つかりましたが、他のいくつかの種では結果が依然として矛盾しています。^[10]実験結果は、特定の調査に使用された手順によって影響を受ける可能性があります。これらのパラメーターには、感染手順、子孫と親の性別、発達段階が含まれます。^[10]