CD1-Restricted T Cells at Crossroad of Innate and Adaptive Immunity

Abstract

脂質特異的T細胞は、MHCクラスI様CD1分子に結合した脂質を認識するT細胞群である。 CD1には4つのアイソフォームがあり、抗原提示細胞の表面に発現しているため、脂質抗原を提示することが可能である。 CD1a、CD1b、CD1c、CD1dである。 これらのアイソフォームは、それぞれ異なる構造的特徴と細胞局在性を持っており、幅広い種類の脂質との結合を促進する。 脂質抗原は、自己組織由来のものと、細菌、真菌、植物などの外来物質由来のものがあり、CD1制限T細胞による脂質抗原の認識は、感染症のみならず、癌や自己免疫においても重要な意味を持っている。 本総説では、CD1分子とCD1制限脂質特異的T細胞の特徴について述べ、異なるCD1制限T細胞サブタイプの自然免疫的および適応的な特徴を強調する

1. はじめに

CD1制限T細胞は、MHCクラスI様CD1分子に結合した脂質抗原を認識する。 CD1制限T細胞について記述した最初の論文は1989年に発表されたが、提示される抗原の性質は特定されなかった。 CD1分子によって提示されるT細胞抗原としての脂質の出現は、その5年後、ミコール酸の抗原性の発見によって初めて確立された . 現在では、自己由来、非自己由来を問わず、様々な脂質がCD1分子と結合し、脂質特異的なT細胞の発生や活性化に関与することが知られている

CD1制限T細胞は、自然免疫的および適応的な特徴を持つ免疫応答に関与する特殊なサブタイプである。 これらの細胞の関連性は、感染症や腫瘍に対する免疫反応の文脈で説明された。 したがって、CD1分子の特性、CD1を介した脂質抗原提示のメカニズム、およびCD1制限T細胞の生物学を理解することは、感染症や癌を制御する新しい戦略を開発するために極めて重要になっている。 CD1分子

ヒトCD1分子は、第1染色体にある5種類の遺伝子によりコードされている。 これらの遺伝子は5つの異なるCD1アイソフォームをコードしている。 CD1a-CD1eである。 CD1分子はβ2-ミクログロブリンと結合し、ヘテロダイマーとして機能する。 配列の相同性から、CD1アイソフォームは3つのグループに分類される。 グループIはCD1a, CD1b, CD1c、グループIIはCD1d、グループIIIはCD1eである

2.1. Expression

Group I CD1分子はほとんど胸腺細胞と樹状細胞(DC)にのみ発現し、ヒトには存在するが、マウスやラットには存在しない。 CD1aはランゲルハンス細胞にも、CD1cはB細胞のサブセットにも発現している 。 CD1dは広い発現パターンを持ち、造血系および非造血系由来の細胞の両方に存在する。 CD1dは皮質胸腺細胞で高発現しているが、髄質胸腺細胞ではダウンレギュレートされている。 末梢血では、B細胞、単球、DCおよび活性化T細胞がCD1dを発現している。 CD1dは、腸、肝臓、胆管上皮、膵臓、腎臓、子宮内膜、精巣、副睾丸、結膜、乳房および皮膚でも発現している。 ヒトの腸では、腸管上皮細胞はCD1dによって抗原を発現し、提示する . 最近では、脂肪細胞も CD1d を発現していることがわかり、脂質抗原提示における役割が示唆されている . CD1eはDCに発現しているが、細胞膜に存在しないため、抗原提示分子としては機能しない。 この分子は脂質トランスファータンパク質(LTP)として機能している.

2.2. 構造的特徴

CD1 はMHCクラスI分子と多くの構造的特徴を共有している。 全てのCD1アイソフォームは、3つの細胞外ドメイン(α1、α2、α3)、膜貫通ドメイン、細胞内テールを含む重鎖で構成されている。 α1およびα2の細胞外ドメインは、6本のβ-ストランドの上に2本の逆平行なα-ヘリックスが乗っている構造である。 これらは、β2-ミクログロブリン(軽鎖)と相互作用するα3ドメインによって支えられており、ヘテロ二量体を形成している。 CD1とMHCクラスI分子の顕著な違いは、抗原結合ポケットにある。 MHCクラスIとは異なり、CD1のポケットは疎水性残基で覆われており、脂質の疎水性部分と相互作用する一方で、TCR認識のために極性部分を露出させたままにしている 。 ポケットのサイズ、形状、数はCD1アイソフォームによって異なり、脂肪酸鎖長が変化する脂質の収容を可能にしている(図1)

図1
異なるCD1分子による結合ポケットの概略図(断面図)。 CD1aの淡い色の破線部分はA′ポケットの末端を表している。 β2M: β2-ミクログロブリン。

MHCクラスIと同様に、CD1分子は2つの深いポケットを持つ。 A′とF′である。 CD1bはさらにC′とT′という2つのポケットを持ち、より大きな疎水鎖を持つ脂質の結合を可能にする。 CD1aは最も小さな結合溝を持ち、他のCD1アイソフォームで観察されるのとは逆に、そのAポケットは他のポケットと直接つながっておらず、結合溝の奥で突然終わっており、長い疎水性鎖の結合を防ぐ「分子の定規」として機能している(図1)。 Fポケットはより寛容で、リポペプチドの結合を可能にする。 CD1aはまた、中性pHでLTPの作用を受けずに脂質の結合を促進するセミオープンなコンフォメーションを持っている。 CD1bはより大きな結合部位を持ち、4つのポケットからなり、そのうちの3つは相互に連結して大きなA′T′F′スーパーチャンネルを形成している。 この特徴により、CD1bは長鎖のマイコリル脂質と結合するユニークな能力を持つ。 ライソゾームの酸性pHはCD1bの緩和を可能にし、脂質結合を改善する。 CD1aと同様に、CD1cはリポペプチド結合に寛容なFポケットを持ち、通常1本のアルキル鎖しか持たない抗原と結合する。このことは、AポケットはCD1cの構造を安定化するスペーサー脂質に占有されている可能性を示唆している . CD1dはいくつかの脂質との複合体として結晶化された。 セラミド骨格を持つすべてのスフィンゴ糖脂質において、スフィンゴシン鎖はFポケットに結合し、脂肪酸はAポケットを占め、糖の頭がTCRにさらされる。 脂質抗原を提示できないにもかかわらず、CD1eの構造にもA′とF′ポケットがあるが、これらは明確に分離されていないため、より大きな溝を形成している。 また、CD1eは溶媒にさらされた溝を持つ。 この2つの特徴が相まって、CD1eのLTPの機能に適合した、異なる種類の脂質との迅速な結合と放出を可能にしている。 合成と輸送

翻訳後、CD1分子は小胞体で成熟プロセスを開始する。 ERでは、グリコシル化により、カルネキシン、カルレティキュリン、チオール酸化還元酵素ERp57が結合し、β2-ミクログロブリンとの正しいフォールディングとアセンブリが促進される 。 もう一つのERタンパク質は、マイクロソームトリグリセリド転送タンパク質(MTP)であり、CD1のアセンブリに極めて重要な役割を担っている。 MTPの欠失は、グループIおよびグループII CD1アイソフォームによる脂質抗原提示に重大な欠陥をもたらす。 可溶性CD1分子の解析から、CD1分子は組み立ての際に、空のポケットを持つのではなく、異なる脂質と結合していることが明らかになった。 そこで、MTPがER脂質をこれらのポケットにロードし、分子を安定化させることが示唆された . しかし、別の報告では、MTPの欠如はCD1分子の生合成、グリコシル化の成熟、細胞膜への内在化に変化を与えないが、リソソームから細胞表面へのリサイクルには重要であることが示されており、MTPには脂質ロードによるCD1安定化の他に別の機能があることが示唆された

CD1分子はトランスゴルジネットワークで成熟し続ける(図2)。 CD1と結合したゴルジ体合成脂質がいくつか確認されたことから、CD1がERを出た後、分泌経路に沿ってロードされることが示唆された 。 また、CD1分子はトランスゴルジネットワークにおいて、細胞表面に露出する前にグリコシル化プロセスを完了させる。 細胞膜に到達すると、CD1分子はエンドソーム経路を経て再利用され、そこで脂質抗原に遭遇する(図2)。 CD1b、CD1c、CD1dの細胞内への取り込みは、細胞質尾部とアダプタータンパク質複合体(AP-)2との相互作用によって行われ、アダプタータンパク質はクラスリンでコートされたピットに荷電タンパク質を選別する。 一方、CD1aはAP-2と相互作用せず、クラスリンやダイナミンに依存しない経路で内在化される。 選別エンドソームに取り込まれた後、異なるCD1アイソフォームは異なる運命をたどる(図2)。 CD1aとCD1cはエンドサイトリサイクルコンパートメントに局在し、細胞膜に戻る遅いリサイクル経路をたどることが示されている。 しかし、CD1cは後期エンドソームにも存在する。 CD1bとマウスCD1d(mCD1d)はAP-3と相互作用し、これらの分子を後期エンドソームとリソソームに仕分けする。 不思議なことに、ヒトCD1dはAP-3と相互作用せず、後期エンドソームに存在することができる。 細胞質尾部を欠いたmCD1dを用いた研究では、mCD1d分子がリソソームに存在することが明らかになり、mCD1dをリソソームに直接仕分ける別の経路が存在することが示唆された … これは、ERにおいてmCD1dが不変鎖(Ii)およびMHCクラスIIと会合し、mCD1dを直接MHCクラスIIコンパートメントまたはリソソームへ送り込むことによって説明された。 その後、IiはCD1aにも結合することが示され、このことはすべてのCD1アイソフォームに適用できる可能性を示唆している . エンドサイトーシス領域に到達したCD1分子は、いくつかのLTPの助けを借りて、集合中に獲得した非免疫原性脂質を抗原性脂質と交換する。 CD1分子がリソソームから細胞膜に到達するメカニズムはよく分かっていないが、CD1分子が脂質ラフトに局在することで抗原提示が改善されることは知られている . 最近、リソソームのpHがCD1dの細胞膜での局在に影響を与えることが示された.

図2

CD1分子の細胞内トラフィッキング。 CD1分子は合成後、小胞体でβ2-ミクログロブリンと結合する。 その後、トランスゴルジネットワークに移動し、そこで糖鎖修飾を受け、細胞膜に到達する(実線矢印)。 そこで、CD1分子はエンドサイトーシス経路によって内在化され、そこでほとんどの負荷が行われる。 異なるCD1アイソフォームは異なるエンドサイトコンパートメントに局在する。 CD1分子は細胞膜に移動し、そこでT細胞を活性化する(破線の矢印)。 EE: early endosome; LE: late endosome; hCD1d: human CD1d; mCD1d: mouse CD1d.
2.4. CD1結合脂質

脂質抗原には、主にリン脂質とスフィンゴ脂質がある(表1)。 興味深いことに、スフィンゴ脂質はこれまでのところ、すべてのCD1アイソフォームによって提示されることが示されている唯一の脂質である。 しかし、様々な種類の脂質がいくつかのCD1アイソフォームに結合し、CD1制限T細胞を活性化することが示された(表1)。 不思議なことに、いくつかの抗原は2つ以上のCD1アイソフォームによって提示されることがある。 最も顕著な例はスルファチドで、すべてのCD1アイソフォームに制限されたT細胞に結合し、活性化するというユニークな性質を持っている 。

<4817>M. tuberculosis; L. monocytogenes

<4817>Self

mCD1d

スピングモナス属

Meteorg> Self

<2260>

Mycoketides

Class Lipid OriginCD1
Phospholipids PE Cypress.Inc; self CD1a; mCD1d
PC Cypress; self CD1a; hCD1d; CD1c
PG M. tuberculosis; L. monocytogenes; E. coli; C. glutamicum Self CD1b; mCD1d
PI M. coli. tuberculosis; self mCD1d
Cardiolipin Self mCD1d
DPG mCD1d
Lyso-PE Self m/hCD1d
スフィンゴ脂質 Lyso-> Lyso->2260Sph Self hCD1d
Glycosphingolipids Sulfatide Self CD1a; CD1b; CD1c; m/hCD1d
Lysosulfatide Self
GM1Self CD1b
GD3 Self mCD1d
α- (α)・(α)・(α)・(α)・(α)・(α)・(α)・(α)・(α)GalCer Self m/hCD1d
β-。GlcCer Self mCD1d
Lyso-GalCer Self mCD1d
β-.GlcSph Self m/hCD1d
β-.GalCer Self mCD1d
iGb3 Self mCD1d
GSL-1 Sphingomonas属 Self Self mCD1d Self m/hCD1d
プラズマローゲン pLPE Self m/hCD1d
mLPA Self CD1c
eLPA Self mCD1d
油脂 トリアシルグリセリド 自己 CD1a
テルペン類スクワレン セルフ CD1a
ジアシルグリセロール脂質 GalDAG B.B.B.B.B.B.B.B.B.B.B.B.B.B.B.B.B.B.B.B.B.B. burgdorferi m/hCD1d
マイコレート GMM M. tuberculosis CD1b
マイコール酸 M. tuberculosis CD1b
リポグリカン PIM M. tuberculosis CD1b LAM M. tuberculosis CD1b LG
L. donovani mCD1d
Lipopeptides Dideoximycobactin M. tuberculosis CD1a
Mycoketides MPM M. tuberculosis CD1c
PM M. tuberculosis CD1c Mycoketides PM M. tuberculosis CD1c
PE:phosphoethanolamine; PC:phatidylcholine; PG: ホスファチジルグリセロール;PI:ホスファチジルイノシトール;DPG:ジホスファチジルグリセロール;Sph:スフィンゴミエリン;GalCer:ガラクトシルセラミド;GlcCer:グルコシルセラミド;GlcSph:グルコシルスフィンゴジン;iGb3: イソグロボトリアオシルセラミド;GSL-1:スフィンゴ糖脂質1;pLPE:リゾホスファチジルエタノールアミン;MLPA:メチル-リゾホスファチジン酸;eLPA:リゾホスファチジン酸;GalDag: galactosyldiacylglycerol; GMM: glucose monomycolate; PIM: phosphatidylinositol mannose; LAM: lipoarabinomannan; LPG: lipophosphoglycan; MPM: mannosyl phosphomycoketide; PM: phosphomycoketide.

Table 1
CD1制限T細胞に対する自然発生抗原。

すべてのCD1結合脂質が免疫原性であるわけではない。 CD1結合脂質のもう一つの重要なグループはスペーサー脂質である。 CD1アイソフォームは通常、結合溝のサイズと一致する疎水性鎖を持つ脂質と結合し、1 : 1の化学量論が示唆される。 しかし、CD1bは結合ポケットを十分に占めない、かなり小さな脂質と結合することがわかった。 このことから、CD1bは2つの脂質を同時に結合することができるのではないかという疑問が生じた。 CD1bの構造の結晶学的解析とCD1bの溶出脂質のリピドミクス解析により、抗原性脂質の他に、CD1b分子を安定化させ、結合時に再配列して抗原認識を可能にするいくつかのスペーサー脂質が同定された。 結晶学的研究からの証拠もまた、CD1a、CD1c、CD1dにおけるスペーサー脂質の存在を示唆している。

非免疫原性のCD1結合脂質の中に、阻害特性を持つ分子も見出すことができる。 スフィンゴ糖脂質のグロボトリアオシルセラミドはCD1dと結合し、CD1dに制限されたT細胞のサブセット、invariant Natural Killer T (iNKT) 細胞の活性化を阻害することが示された 。 この阻害は、グロボトリアオシルセラミドとiNKT細胞抗原のCD1d結合に対する直接的な競合によって達成される。 この阻害特性は、TCRに認識されない他のCD1結合性脂質にも共通しており、脂質特異的T細胞の活性化を制御する重要なメカニズムである可能性がある

2.5. Lipid Loading on CD1 Molecules

脂質は疎水性であるため、輸送、取り込み、プロセシングに補助が必要である。 この役割はLTPが担っている。 血流中では、脂質は超低密度または高密度リポタンパク質粒子で移動するか、いくつかの単量体タンパク質と結合している 。 脂質抗原の細胞への取り込みは、低密度リポタンパク質受容体やスカベンジャー受容体のような細胞受容体との相互作用によって行われる。 受容体の使用法は細胞の種類に依存し、脂質の構造に影響されるようである。 脂質構造は細胞内輸送にも影響を与える。 短い不飽和アルキル鎖を持つ脂質抗原はエンドサイトリサイクルコンパートメントに局在するが、長い飽和テールを持つ脂質は後期エンドサイトコンパートメントに移動する 。 この輸送の違いにより、異なるCD1アイソフォームとその好ましいリガンドとの出会いが可能になる。

エンドサイトコンパートメントでは、特殊なLTPがCD1への脂質の結合を助けている。 いくつかの自己脂質は小胞体で折り畳まれている間にCD1にロードされるが、外来脂質は一度内在化されると、膜または脂質-タンパク質複合体からロードされる必要がある。 このプロセスを促進するリソソームタンパク質として、サポシン、GM2活性化タンパク質、Niemann-Pick C2(NPC2)タンパク質、そしてCD1eがある。 サポシンは、共通の前駆体であるプロサポシンが切断されることによって生じる4つのタンパク質からなるグループである。 これらのタンパク質は、定常状態および感染時の両方で、内因性および外因性の脂質の除去およびマウスおよびヒトCD1dへのロードに重要であることが示された。 サポシンBはヒトCD1dを介した脂質抗原提示を大きく改善するが、サポシンAとCもmCD1d分子の脂質交換を効率的に行うことが示された . サポシンCはCD1bとCD1cの両方に結合し、これらの分子における脂質の搭載を促進する 。 重要なことは、この機能は脂質の交換に限定されていることである。つまり、サポシンはCD1から脂質を除去することはできないが、別の脂質で置換することができるのである。 GM2活性化蛋白質はβ-ヘキソサミニダーゼAの補因子であるが、他の脂質を結合する必要がなく、mCD1d結合脂質を除去することもできる 。 同様の機能はNPC2タンパク質にも見いだされた。 CD1eは、細胞膜に存在しないため、脂質抗原を提示できないアイソフォームであると説明された。 しかし、エンドソームへの局在や、異なるCD1アイソフォームに共通する結合ポケットの類似性から、CD1eは脂質抗原を結合することが示唆された。 2005年、CD1eは、ライソゾーム酵素であるα-マンノシダーゼの補因子として同定され、CD1eの存在下で免疫原性のない複雑なマイコバクテリア脂質を抗原性形態に分解し、脂質抗原処理におけるCD1eの役割が明らかにされた 。 重要なことは、CD1eはCD1dへの脂質のロードおよびアンロードを促進し、またCD1bおよびCD1cによる脂質の提示に影響を与えることである。

LTPに加えて、エンドソーム区画におけるCD1の脂質交換は、CD1構造の緩和を誘発する低pHによっても促進され、脂質のより動的な結合と解離が促進される .

3. CD1制限T細胞

CD1制限T細胞は、グループI CD1分子またはCD1dに制限されていると分類されることができる。 CD1dに制限されたT細胞は、これらの細胞のほとんどがNKとT細胞の表面マーカーを共有しているため、ナチュラルキラーT(NKT)細胞とも呼ばれている。 NKT細胞は、さらに2つのサブセットに分けられる。 タイプI NKT細胞(iNKT細胞)は、半変動TCR(ヒトではVα24Jα18Vβ11、マウスではVα14Jα18とVβ鎖の限定レパートリーの組み合わせ)の発現と脂質抗原α-ガラクトシルセラミド(α-GalCer)の認識によって特徴づけられる。 II型NKT細胞は様々な脂質抗原を認識し、いくつかのVα、Vβ鎖に偏るものの、可変のTCRを発現する。

I型CD1制限T細胞はポリクローナルで、おそらく抗原に遭遇した後、末梢でクローン拡大を起こす。 この結果、MHC制限T細胞に見られるような適応的な免疫反応と一致する、遅発性のエフェクター反応が起こる。 iNKT細胞は、その自然発生的な機能により、ほとんどのT細胞とは異なっている。 胸腺で増殖、成熟した後、iNKT細胞はサイトカイン刺激などの生得的シグナルに数時間以内に応答することができる。 しかし、特定の抗原によるTCRの関与にも反応するため、自然免疫反応と適応免疫反応の中間に位置している

3.1. Adaptive-Like Group I CD1-Restricted T Cells

現在までのところ、すべての脂質特異的Group I CD1-restricted T Cellを同定する特別な方法は存在しない。 しかし、自己反応性group I CD1-restrictedT細胞を分析した研究では、自己反応性conventional T細胞で観察されるのと同様に、これらの細胞の高い頻度が記述されている 。 さらに、自己反応性I群CD1制限性T細胞は、臍帯血と末梢血の両方に同じ頻度で存在している。 これらの細胞は主にCD45RAというマーカーを発現しているが、臍帯血と比較して末梢血ではCD45RA陽性細胞の減少が見られ、適応的表現型と一致する . また、これらの細胞の適応的な表現型に従って、結核菌特異的CD1b制限T細胞の存在は、結核菌との過去の接触に依存している。

活性化すると、グループI CD1制限T細胞はTh0またはTh1表現型を示し、大量のIFN-γおよびTFN-αを産生する。 また、細胞障害活性を示し、細胞内マイコバクテリアの溶解を誘導することができる。

CD1a制限T細胞は、末梢血中の最も頻繁に自己反応するCD1制限T細胞の一つである。 さらに、それらは皮膚に多く存在する。 皮膚のCD1a制限T細胞は、ランゲルハンス細胞が発現するCD1aに接触することで活性化される。 活性化されると、IFN-γ、IL-2、IL-22などのサイトカインを産生し、皮膚免疫に関与することが疑われている。 CD1a制限T細胞は、そのTCRが脂質抗原を共認することなく、CD1a分子を直接認識することができるという点でユニークである . CD1aの自己リガンドは、リゾホスファチジルコリンのようにCD1aとTCRの接触を許して自己反応性T細胞の活性化を可能にする許容性のものと、スフィンゴミエリンのようにTCR-CD1a接触領域を破壊してCD1a制限T細胞の活性化を可能にしない非許容性のものとがある . それにもかかわらず、いくつかのCD1a制限T細胞クローンは、スルファチドのようなCD1aポケットから突出した抗原を認識することが示され、いくつかのTCRは認識に脂質抗原を必要とすることが示された

血中のCD1b制限自己反応性T細胞の数は非常に少ない。 CD1b制限T細胞は、マイコバクテリア免疫において特に重要であるように思われる。 最近、黄色ブドウ球菌、ブルセラ菌、サルモネラ・チフス菌の脂質がCD1b制限T細胞を活性化することが明らかにされた。 興味深いことに、これらの細胞は自己反応性も示し、細菌と哺乳類の細胞がCD1b抗原を共有していることが示された。

CD1c-自己反応性T細胞の頻度は、文献的には一致しておらず、ある研究では非常に低い頻度とし、別の研究では、高い頻度のCD1a自己反応性T細胞と低い頻度のCD1bおよびCD1d自己反応性T細胞との中間の頻度と報告した 。 CD1cは末梢血のDCやB細胞に広く発現しているが、CD1cが提示する自己抗原はスルファチドとmLPAだけであった(表1)。 他のCD1制限のあるT細胞で観察されたのと同様に、マイコバクテリアの脂質はCD1c依存性のT細胞応答を誘導する(表1).

3.2. Innate-Like CD1-Restricted T Cells: iNKT Cells

iNKT cellは、α-GalCerを負荷したCD1d tetramerや半変動TCRに対する抗体で染色すると容易に同定される。 iNKT細胞の頻度は、マウスとヒトで異なる。 マウスでは、iNKT細胞は肝臓と脂肪組織に多く、胸腺、脾臓、骨髄、末梢血、リンパ節には低い割合で存在する。 ヒトでは、iNKT細胞は脂肪組織に多く、次いで肝臓に多く、脾臓、末梢血、リンパ節、骨髄、胸腺には低い割合で出現する。

iNKT細胞の重要な特徴は、TCR依存的または独立した方法で刺激するとすぐに大量のサイトカインを生産する能力に関連している 。 iNKT細胞のこの生得的な表現型は、ヒトではCD45RO、マウスではCD44、そして初期活性化マーカーCD69の発現によってさらに実証されている 。 さらに、iNKT細胞は高い自己反応性を示す。 現在までのところ、iNKT細胞の自己反応性の制御を可能にするメカニズムは完全には解明されていない。 しかし、いくつかの自己脂質はiNKT細胞の活性化を抑制することができるため、iNKT細胞の活性化のリミッターとして機能している可能性が示されている。

iNKT細胞の発生は、胸腺において、二重陽性(DP)胸腺細胞に発現する自己抗原を搭載したCD1dと半不変性TCRを発現するDP胸腺細胞の相互作用によって始まる 。 この相互作用は、最終的に転写因子PLZFの発現とiNKT細胞の成熟につながる。 マウスでは、iNKT細胞はNKT1、NKT2、またはNKT17サブセットへ誘導する異なるタイプの転写因子を発現している(表2)。

T-bet

NK1.1-

転写因子 表層部 マーカー サイトカイン産生 頻度
NKT1 T-…ベット NK1.1 IFN-γ Most frequent subset
GATA-3 IL-17RB- IL-4
PLZF-
Id2+ CD4+/-
NKT2 NK1.K NKT2.K NK1.K NKT2.K T-Bet T-Bet IL-4 肺に多い
GATA-3 IL-17RB+ IL- IL-313
PLZF CD4+
Id3+
NKT17 RORγt+ NK1.T RORγt+ IL-17 主に肺、リンパ節に存在する。 and skin
PLZF IL-17RB+ IL-22
CD4-
C57BL/6マウスにて。 hi: high; lo: low.

Table 2

マウスにおける主なiNKT細胞サブセット:転写プログラム、表面マーカー、サイトカイン生産、頻度。

NKT1細胞は主としてIFN-γ、高いレベルのT-bet、低いレベルのGATA3が発現する。 また、NK1.1の発現、IL-17RBの非発現、IL-15への依存も特徴である。 分化の過程で、これらの細胞はPLZFをダウンレギュレートする。

NKT2 細胞は主にIL-4を産生し、転写因子GATA-3の発現が特徴である . 主に肺に局在し、BALB/cマウスでより頻度が高い。 NKT1細胞とは異なり、NKT2細胞はIL-17RBの発現に依存して発生し、PLZFを高レベルで発現している 。 ヒトでは、CD4+ iNKT細胞の機能的特性は、NKT2表現型と高度に関連している .

NKT17 サブセットは、IL-4 と IFN-γ の代わりに、IL-17 と IL-22 を優先的に生産することが特徴である . NKT17 サブセットは、IL-4 と IL-22 の代わりに、IL-17 と IL-22 の優先的な生産を行う。 NK1.1-CD4-細胞内で同定され、主に肺、リンパ節、皮膚に存在する 。 最近、シンデカン-1を発現していることが示された。 IL-17産生細胞の一部は胸腺でこの運命にコミットしているにもかかわらず、iNKT細胞はある条件下で末梢でもこの能力を獲得することができる . 転写レベルでは、NKT17細胞の発生はThPOKによって抑制され、RORγtの発現によって駆動される . また、Eタンパク質はサブセットコミットメントの駆動に重要であることが示された。 このタンパク質の発現が増加すると、NKT1細胞が減少し、NKT2細胞とNKT17細胞が増加することがわかった。 したがって、ヒトでは、iNKT細胞のサブセットは、依然として、細胞表面分子(CD4やCD8など)の発現とサイトカイン産生に基づいて定義されている。 マウスで観察されるのとは逆に、ヒトのiNKT細胞は、CD4のみ、CD8のみ、あるいはいずれの分子も発現しないことがある。 重要なことは、CD4とCD8の発現が、機能的に異なるサブセットを定義していることである。 CD4-iNKT細胞(CD8+と二重陰性細胞の両方を含む)はTh0表現型を特徴とし、一方CD4+ iNKT細胞はより多量のTh2サイトカインを産生する傾向がある . CD4- iNKT細胞のうち、CD8を発現するものはTh1バイアスを示し、二重陰性細胞と比較して、より大量のIFN-γを産生し、IL-4をほとんど産生しない 。 また、最も高い細胞傷害活性を示す . もう一つのサブセットは、炎症性条件に応答して生じるIL-17を産生する細胞で、CD161を発現していることが特徴である . したがって、病態における iNKT 細胞サブセットの影響は異なる可能性があるため、異なる iNKT 細胞サブセットを解析することが必要である。 実際、iNKT細胞CD4+/CD4-サブセットの変化は、患者の末梢血で全iNKT細胞の割合が正常であるにもかかわらず、グリコスフィンゴ脂質の蓄積によって特徴づけられるライソゾーム蓄積疾患であるファブリー病で報告されている

3.3. タイプII NKT細胞。 タイプII NKT細胞:自然免疫系と適応免疫系の混合集団

タイプII NKT細胞は、ヒトでは最も頻度の高いCD1d制限T細胞であるが、マウスでは少数派である … 続きを読む iNKT細胞とは異なり、タイプII NKT細胞は多様なTCRを発現し、自己または非自己由来の様々な脂質抗原に反応する(Table 1)。 従って、タイプII NKT細胞の全個体数を同定することは、現在のところ困難である。 当初、MHC欠損マウス(従来のT細胞を欠く)とMHC/CD1dダブルノックアウトとの比較により、エフェクターメモリー表現型を示し、いくつかの自己反応性TCRに偏るCD4+非α-GalCer反応性T細胞の集団が報告された.

さらに最近、4getマウス(IL-4を発現する細胞がGFP+である)を使用して、タイプII NKT細胞が構成的にIL-4を発現することが明らかになった.

。 そこで、このマウスとJα18-/-を交配し、タイプII NKT細胞をGFPの発現で同定するモデルを得た。 iNKT細胞といくつかの発生形質を共有するポリクローナルな集団が特徴的であった。 SAPとPLZFの欠損は、iNKT細胞の発生を損なうが、タイプII NKT細胞の割合も減少させる。 表現型的には、これらのポリクローナルタイプII NKT細胞は、iNKT細胞に非常によく似ている。 CD69とCD44の発現によって決定されるように、活性化されたメモリー状態であることが特徴である。 コアセプターの発現に関しては、CD4のみ、あるいはCD4もCD8も発現しないことがある。 しかし、サイトカイン産生に関しては、iNKT細胞とは異なっている。 IL-4とIFN-γの産生は少ないが、IL-13とGM-CSFは同程度に産生する。 ポリクローナルではあるが、タイプII NKT細胞はTCR Vβ8.1/8.2鎖の使用に偏っていることがわかった。 ヒトPBMCを硫酸化物を担持したCD1d四量体で染色したところ、硫酸化物に反応するNKT細胞のほとんどが、Vδ1セグメントを発現するγδTCRを有していることがわかった。 また、β-グルコシルセラミドおよびβ-グルコシルスフィンゴシン特異的タイプII NKT細胞の特徴を調べた別の報告では、これらの細胞はCD4またはCD8を発現できることが示された。 さらに、これらの細胞は、抗原を注射するとT濾胞ヘルパー表現型に変換し、抗体産生、胚中心形成、B細胞の形質芽細胞への分化を誘導できることから、以前にiNKT細胞について述べたように、B細胞へのヘルプに関与していることが示唆された . 重要なことは、本研究で同定されたβ-グルコシルセラミドおよびβ-グルコシルスフィンゴシン特異的タイプII NKT細胞は主にCD45RAを発現し、以前マウスで報告されたエフェクターメモリー表現型ではなく、ナイーブ表現型に一致することであった。

これらの研究を総合すると、タイプII NKT細胞は、iNKT細胞と同様の自然免疫応答を示す細胞と、適応的な免疫機能を示す他の細胞からなる、CD1d制限T細胞の異質なグループであることが示唆された。 タイプII NKT細胞群全体に対する自然免疫系と適応免疫系の相対的な貢献度はまだ不明である。 結論

脂質特異的CD1制限T細胞は免疫系の重要な部分を構成している. しかし、これまでの研究では、CD1制限T細胞の特徴を完全に把握し、自然免疫反応や適応免疫反応に明確に含めることはできなかった。 むしろ、これらの免疫反応の交差点に位置し、免疫系の適応的部門と自然免疫部門の橋渡しとして重要な役割を担っている可能性がある。 脂質特異的CD1制限T細胞の完全な特性解明は、異なるCD1制限T細胞集団を同定するための特異的マーカーがないために妨げられている。 従って、これらの細胞について得られる情報のほとんどは、個々のT細胞クローンの研究から生まれたものである。 貴重な情報ではあるが、この情報は生体内の動態を代表するものではない可能性がある。 過去数年間、この分野では大きな進歩があった。主に、脂質抗原を搭載したCD1四量体の開発によるものである。 CD1四量体を用いることで、脂質特異的なCD1制限T細胞を生体外で解析し、その表現型や機能を明らかにすることが可能となった。 脂質抗原はがん細胞や感染症に存在することが示されており、がんや感染症に対する新しい戦略を開発するためには、これらの細胞に関する完全な知識が重要である。

Competing Interests

著者は、この論文の出版に関して利益相反がないことを宣言する。

謝辞

財政的支援は、欧州地域開発基金(ERDF)を通じて、PORTUGAL 2020パートナーシップ協定の下、Norte Portugal Regional Operational Programme(NORTE 2020)の支援によるプロジェクトNorte-01-0145-FEDER-000012によって提供されたものです。 Catia S. PereiraはFundação para a Ciência e a Tecnologia (SFRH/BD/79211/2011) の支援を受けています

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