研究領域

哺乳類の免疫に関わる細胞の大部分は、骨髄（図1の左半分）の前駆細胞に由来し、血液中を循環し、必要に応じて組織に入り、時には組織を離れていく。 非常に稀な幹細胞が成人の骨髄に残存し（約10万個に1個の頻度）、あらゆる種類の血球に分化する能力を保持している。 造血の研究は、遺伝的にマークされた少数の骨髄細胞をレシピエントマウスに注入し、それらが生み出す子孫を観察する方法（in vivoクローニング）と、適切な成長因子の存在下で骨髄前駆細胞を培養する方法（in vitroクローニング）のいずれかによって行われてきた。 これら全ての細胞の増殖と分化は、骨髄間質から産生される可溶性または膜結合性の成長因子と、互いに制御し合っている。 細胞内では、これらのシグナルが特定の転写因子、すなわちDNA結合分子をスイッチングし、その後の遺伝プログラムを決定するマスタースイッチとして働き、その結果、異なる細胞種（系統として知られている）の発生を生じさせるのである。 最近の研究により、適切な転写因子を実験的に細胞に導入することで、ある分化した細胞型を別の細胞型に変化させることができることが明らかになった。 この発見は、例えば遺伝的な免疫不全を治すなど、治療上重要な意味をもっている。 ほとんどの造血系細胞は、完全に分化すると分裂を停止する。 しかし、リンパ球は抗原にさらされると急速に分裂し、増殖する。 抗原に特異的なリンパ球の増加は、免疫学的記憶の基礎を形成している

図1. 免疫細胞の発生：造血系

骨髄。 他の多くの組織や臓器とは異なり、造血系は常に更新されている。 成体では、造血系細胞の発生は主に骨髄で起こる。

間質：上皮および内皮細胞で、造血のための支持を提供し成長因子を分泌する。

幹細胞：全能性かつ自己再生する骨髄細胞。 幹細胞は骨髄だけでなく血液中にも少ないながら存在し、適切な成長因子（例えばG-CSF）による治療でその数を増やすことができ、骨髄移植のプロセスを非常に容易にする。

リンパ系幹細胞：TまたはBリンパ球に分化する能力があると推定される。

造血幹細胞：脾臓結節の前駆体で、おそらくリンパ系以外のすべての経路、すなわち顆粒球、赤血球、単球、巨核球に分化できる；しばしばCFU-GEMMと呼ばれる。 低酸素に反応して腎臓で形成される糖タンパク質ホルモンであるエリスロポエチンは、赤血球前駆体の分化を促進するため、赤血球の生産をその酸素運搬能力の需要に合わせる。

顆粒球単球共通前駆体：これら2種類の細胞の相対比率は「成長」または「コロニー刺激」因子により調節される。 幹細胞が1種類以上の造血系細胞を生み出す可能性は、単細胞を分離して何度も分裂させ、その子孫にどのような細胞型が見られるかを観察することで探られてきた。 このプロセスは、クローニングとして知られている（クローンとは、単一の親細胞から生じた一連の娘細胞のことである）。

好中球（多形）：1つの幹細胞が成人の造血系のすべての完全分化した細胞を生み出すことができることを示す証拠である。 ヒトの血液中で最も一般的な白血球で、顆粒に多数の殺菌物質が含まれる短命の食細胞である。

好酸球：大きな屈折性顆粒を持つ白血球で、多くの高塩基性または「陽イオン」タンパク質を含み、おそらく虫などの大きな寄生虫を殺すのに重要である。

好塩基球：ヘパリンおよび血管作動性アミンを含む大きな好塩基性顆粒を持ち、炎症反応に重要な役割を果たす白血球である。 上記の3種類の細胞は、しばしば「顆粒球」と総称されます。

巨核球：血小板の親細胞です。

血小板：損傷した血管を密閉する（「止血」）役割を担う小さな細胞ですが、多くの炎症性メディエーターの源でもあります。 血液中の前駆細胞で、組織に移行する際にマクロファージに成長する。 さらに単球は炎症部位に引き寄せられ、マクロファージやおそらく樹状細胞の貯蔵庫となる。 胸膜や腹膜のような組織や漿液腔の主要な常在食細胞である。 樹状細胞は体のあらゆる組織（皮膚のランゲルハンス細胞など）に存在し、そこで抗原を取り込み、リンパ管や血液を介してリンパ節や脾臓のT細胞領域へ移動する。 その主な機能はT細胞免疫を活性化することであるが、寛容の誘導にも関与している可能性がある。 第二のサブセットである形質細胞DC（形態的に形質細胞に似ていることからこの名がついた）は、重要な抗ウイルスタンパク質群であるI型インターフェロンの主要な産生者である。 実験的には、樹状細胞は骨髄系細胞に由来することが多いが、骨髄における樹状細胞の発生系統については、まだ議論のあるところである。 ウイルスに感染した細胞や腫瘍細胞を殺すことができるリンパ球様細胞であるが、真のリンパ球とは全く異なる複雑な受容体のセットを持つ（詳細は図10を参照）。 NK細胞とT細胞は共通の前駆体を持つ可能性がある

Tリンパ球とBリンパ球。 Tリンパ球（胸腺由来）とBリンパ球（骨髄由来、鳥類では滑液包由来）は、適応免疫の主要な細胞成分である。 Bリンパ球は、抗体形成細胞の前駆体である。 胎児期には、肝臓が「囊胞」の役割を果たすこともある

形質細胞。 抗体を大量に分泌している状態のB細胞。 血漿細胞はその名の通り、血液中にはほとんど見られず、脾臓やリンパ節など、抗体が作られるときには必ず存在する。 血漿細胞は分裂しないので、試験管内で長期間維持することはできない。 しかし、特異的な抗体を産生するBリンパ球を腫瘍細胞と融合させると、不死身のハイブリッドクローンまたは「ハイブリドーマ」ができ、所定の特異性を持つ抗体を分泌し続けることが可能である。 このようなモノクローナル抗体は、生物学の多くの分野で特異的な道具として非常に価値があることが証明されており、現在では自己免疫疾患や癌の治療に日常的に使用されているものがある。 循環している好塩基球に由来する大型の組織細胞。 マスト細胞は、組織損傷により速やかに炎症反応を引き起こし、多くのアレルギーの原因となる。 造血細胞の増殖と分化を制御する分子は、しばしば免疫反応の制御にも関与している-インターロイキンまたはサイトカインである。 これらのうちいくつかは血液学者によって最初に発見され、「コロニー刺激因子」（CSF）と呼ばれているが、異なる名称に実質的な意味はなく、実際IL-3の1つは「マルチCSF」と呼ばれることが多い。 エリスロポエチンは、「組み換え」技術によって生産された新世代のタンパク質の最初の1つで、臨床で使用され、赤血球の数を増やしたいと願うアスリートにも使用されています

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