脾臓(spleen)とは
- 脾臓(spleen)は、最大のリンパ器官
MHC分子の溝の部分に、抗原となるペプチドが結合し、その両者をT細胞の抗原受容体が認識するのでした。このようなときに、もしMHC分子が他人のMHC分子だったとすると、もはやこのT細胞受容体は、この抗原ペプチドを認識しなくなります。あくまで同一個体内のそのMHC分子とその抗原ペプチドの組み合わせを、そのT細胞受容体が認識することができたのです。このように、他人のMHCだと認識しないということをMHC拘束性と呼んでいるそうです。そのようなことになる理由は、T細胞の発生・成熟過程にあります。
成熟したT細胞は「制の選択」を受けた際に使われたMHCと同じ表現型のMHCによって提示される抗原ペプチドしか認識することができなくなる。(免疫学コア講義)
MHC拘束性 というのは MHC restrictionの訳ですが、MHC restriction の意味を理解するにはrestrictという動詞の意味をわかればよいです。A is restricted to B.でAがBの範囲内に制限されているという意味です。Smoking is restricted to that room.(アルクの例文)という例文を考えるとわかりやすいでしょう。何が、何の範囲に制限されているのかというと、T細胞による抗原ペプチドの認識が、「自己のMHCに結合しているペプチド」の範囲に制限されているということです。つまり、他己のMHCに結合しているそのペプチドは認識できないのです。
Survival of naive T cells depends on the interaction of the TCR with MHC molecules of the same allele/isotype they were restricted to in the thymus.(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2585836/)
日本語訳の「拘束性」というのはちょっとわかりにくいです。「ある範囲に制限されている」と理解したほうが、自分はしっくりきます。
It is known that during the education of T lymphocytes in the thymus, T cells are MHC restricted i.e. they only recognize self MHC complexed with peptides. (https://www.riverpublishers.com/journal_read_html_article.php?j=IJTS/2016/1/003)
別の文例も見ておきます。
The fact to be explained is that the recognition of peptide (P) is a signal via the TCR only when it is coordinated with the recognition of a given allele of the MHC-encoded restricting element. (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2464364/)
もう一つ別の表現。CD1a分子は非古典的MHCクラスI分子に分類されるものですが、CD1aが提示する抗原しか認識しないという制限がかかっている場合に、CD1a-restrictedという言い方をします。MHC restrictionやMHC-restrictedという言葉遣いと同じ考え方によるものです。
CD1a is expressed on Langerhans cells (LCs) and dendritic cells (DCs), where it mediates T cell recognition of glycolipid and lipopeptide antigens that contain either one or two alkyl chains. We demonstrate here that CD1a-restricted T cells can discriminate the peptide component of didehydroxymycobactin lipopeptides. (Molecular Mechanism of Lipopeptide Presentation by CD1a 2005年)
T細胞は胸腺で分化・成熟します。T前駆細胞(prothymocyte)は胸腺に移住して、胸腺細胞thymocyteとしてTCRを発現します。また全てのT細胞はCD3を発現します。つまりCD3はT細胞のマーカーになります。CD4・CD8ダブルネガティブな状態から、CD4・CD8ダブルポジティブな状態へと遷移したのち、T細胞受容体(TCR)を発現するようになります。その後CD4シングルポジティブ(ヘルパーT細胞)またはCD8シングルポジティブ(細胞傷害性T細胞)になります。
骨髄や胸腺は、「一次リンパ器官」と呼ばれます。骨髄は全てのリンパ球が生まれる場所であり、胸腺は一部のリンパ球が「訓練を受ける場所」、また、他のリンパ球は骨髄で「在宅訓練」を受けます。一次リンパ器官を卒業したリンパ球は、外で仕事をすることになります。
Differentiation of mature T cells from immature precursor cells in the thymus is dependent upon signals transduced by surface TCR components and is reflected in changing thymocyte expression patterns of CD4 and CD8 surface coreceptor molecules. The earliest precursor thymocytes are CD4−8− (double negative [DN]) and are signaled in the thymus to differentiate into double-positive (DP) thymocytes (Robey and Fowlkes 1994). Most thymocytes progress no further than the DP stage of development, as their differentiation into mature CD4+8− (CD4SP) or CD4−8+ (CD8SP) single-positive (SP) T cells requires engagement of surface αβTCR complexes by intrathymic MHC/peptide self-complexes (27, 28, 1, 14). Differentiation of immature DP thymocytes into mature SP T cells is referred to as “positive selection” and requires termination of one or the other coreceptor molecule. The choice of which coreceptor molecule to extinguish is referred to as “lineage commitment” (Janeway 1988) and is a critical one for signaled DP thymocytes, as a functionally competent immune system requires each T cell to express TCR and coreceptor molecules with concordant MHC specificities (Ellmeier et al. 1999). That is, immunocompetence requires that TCR with specificity for MHC class II (MHC II) antigenic complexes be expressed on CD4 SP T cells, while TCR with specificity for MHC class I (MHC I) antigenic complexes be expressed on CD8 SP T cells. (Coreceptor Reversal in the Thymus: Signaled CD4+8+ Thymocytes Initially Terminate CD8 Transcription Even When Differentiating into CD8+ T Cells. Immunity Volume 13, Issue 1, 1 July 2000, Pages 59-71)
胸腺で、胸腺上皮細胞は「MHC分子+自己抗原」を細胞表面に呈示しており、T細胞がもしこれを「ゆるく」認識できれば、合格です。将来、なにかしら外来の抗原とこのMHCが結合していた場合には、強く結合できる可能性があるからです。これが正の選択。
胸腺上皮細胞が提示する「MHC分子+自己抗原」に、T細胞受容体が強く結合してしまうと、それは自己を攻撃してしまうことになって困るため、そんなT細胞は死んでもらうことになります。これが負の選択。
T細胞受容体は、α鎖とβ鎖が合わさったヘテロ二量体です。遺伝子組み換えによって多様性が作り出されて、一つ一つのT細胞が異なる反応性をもったT細胞受容体をもっています。MHCが提示するペプチドを認識するのがこのT細胞受容体(TCR)の先端部分。
T細胞受容体はCD4陽性とCD8陽性の2種類あり、CD4やCD8はMHCと結合することができます。CD8はMHCクラスI分子を認識します。MHCクラスI分子は全ての有核細胞(つまり、核をもたない赤血球を別として、体の全ての細胞)で発現しているので、CD8陽性T細胞は全ての有核細胞を認識することができます。それに対して、CD4はMHCクラスII分子を認識することができますので、MHCクラスII分子を発現する特別な細胞すなわち、樹状細胞、マクロファージ、単球、B細胞をCD4陽性T細胞が認識することになります。
TCRは細胞膜に埋め込まれて細胞の外側に飛び出している構造をしており、細胞質の内部にシグナルを伝えることが単独ではできません。そこでTCRのシグナルを細胞内につたえる仕事をする分子が必要となりますが、その役割を担うのがCD3複合体です。CD3複合体は、ζ鎖のホモ二量体(別名CD247)、ε鎖γ鎖、ε鎖δ鎖からなります)。
T細胞は複数の細胞内情報伝達系を備えており、刺激に応じて異なる情報伝達経路が作動して、異なる細胞応答を示します。
多数の役者が登場するので、頭の中でしっかり整理しておかないと、わけがわからなくなります。
CD4陽性T細胞の場合ですが、
信号情報伝達系はZAP-70の2つの働き(PLCγのリン酸化と、LATのリン酸化)により、2つの情報伝達経路に分岐します。
参考
胸腺は胸骨の裏にある組織で、骨髄で作られた未熟なリンパ球(Tリンパ球*)が正常に働くようにする役割を担っています。胸腺の機能は幼児期まで活発に働き、思春期で最も大きくなり、その後は年齢とともに萎縮していき、脂肪組織と置き換わることで周囲の脂肪組織と見分けがつきにくくなります。(胸腺腫と胸腺がん 国立がん研究センター 東病院)
胸腺内におけるT細胞分化の過程で生じる重要な現象は、1)T細胞受容体遺伝子の再編成、2)自己MHCを認識するTCRを発現するT細胞の選択(正の選択)、3)自己抗原を認識するTCRを発現するT細胞の除去(負の選択)、4)CD4およびCD8の発現である。(自己免疫疾患をより良く理解するための免疫学 JBスクエア)
Tリンパ球はおおまかにはウイルスやがん細胞を攻撃する細胞障害性T細胞(CD8T細胞)と、他のリンパ球の働きを手助け・調節するヘルパー-T細胞(CD4T細胞)に分けられます。(胸腺腫と胸腺がん 国立がん研究センター 東病院)
免疫学の知識が断片的かつ曖昧なままだと、HLAとMHCが似ているけどどう違うの?といったぼやけた疑問が頭の中で停留した状態になっています。MHC IとMHC IIの違いなども、あやふやです。一度、整理してスッキリさせる必要があると思いました。
MHC (Major histocompatibility Complex)主要組織適合性複合体とは
免疫学の本質的な部分は、自己と他己との区別です。じゃあ、自分と他人との違いはどこにあるのでしょうか。いわゆる遺伝的な多型というものがどんなタンパク質の一次構造にもあり得るわけですが、それをおいておけば、人間は他の動物のものとは異なる、人間独自のタンパク質(アミノ酸配列)をもっています。違っている部分というのは、一体どこにあるのかというと、非常に限られた部分なわけで、それがMHCなんですね。ヒトという「同種」なのに、他の個体にとって抗原となるようなもの、それがMHCです。
人と人との間で臓器移植を行った場合に、単純にそのまま移植すると、移植拒絶反応がおきます。拒絶反応を引き起すということは、組織適合性がなかったということです。この組織適合性を決めるのが、すなわちMHCになっているのが、人間の場合はHLAという遺伝子です。
勉強を始める前に抱いた疑問、「MHCとHLAとの違いは何か」というと、ヒトの場合同じと考えてよいよです。MHCは動物種を問わない概念の名称(もしくはその概念を体現している遺伝座の名称)であり、ヒトにおいてMHCの中にはHLA遺伝子が含まれます。HLAはHuman Leukocyte Antigenの略で、このことば自体、概念をも表しています。ちなみに人のMCHはHLAと呼ばれますが、マウスの場合はH2と呼ばれています。
比較的最近の論文のイントロダクションにMHCが何かということがわかりやすく説明されていました。
The Major Histocompatibility Complex (MHC) region on the short arm of chromosome 6 has consistently emerged in all of these studies as the most polymorphic region in the human genome. Spanning about 4 Mb, the MHC contains over 160 genes including the human leukocyte antigen (HLA) Class I and Class II genes, thus allowing this genomic region to play a central role in regulating the human immune system as well as in determining the compatibility of organ transplants, susceptibility to infectious and autoimmune disorders and adverse reactions to pharmacologic agents. (Mapping the genetic diversity of HLA haplotypes in the Japanese populations Scientific Reports volume 5, Article number: 17855 (2015))
じゃあ、MHCのM、「主要」という言葉は何?と気になります。実は、組織適合性をきめる遺伝子の中の、主要なものなので、主要組織適合性複合体と呼ばれるわけです。ということは、主要ではないものも当然あります。それは、minor (副)という言葉をつかって、副組織適合抗原(minor histocompatibility antigen)と呼ばれます。副組織適合抗原というのも「概念」でもあって、じゃあ、ゲノムのなかのどの遺伝子だといわれると困るわけです。副組織適合抗原となる遺伝子は、あちこちにあって、まだ見つかっていないものもある可能性があります。つまり、主要組織適合性複合体が完全に一致した人同士で臓器移植をしても、まだ、移植拒絶が完全には抑制できないため、その原因として、主要以外の組織適合性が問題になるのだろうということで、副組織適合抗原の存在が仮定されているというわけなのです。
組織適合遺伝子座は複数あり、おそらく100以上存在する。その代表が主要組織適合遺伝子複合体major histocompatibility complex (MHC)にコードされるMHCクラスI分子とMHCクラスII分子である。‥ 非MHC組織適合抗原については、ほとんどわかっていない。(リッピンコットシリーズ イラストレイテッド免疫学)
HLA遺伝子の構造はというと、クラスI, クラスII、クラスIIIと領域がわかれていて、クラスIの中にはA,B,C,E,F,G,H,J,Xという領域がさらにあります。クラスIIの領域の中にはさらに細かくDP,DN,DMDO,DQ,DRと言う領域があります。HLA-Aは人によって多様性があってA1, A2, A3, A9, A1, A210, A203など名付けられていて数十種類あります。よって、ヒトによってこの組み合わせがことなるので、一本の染色体(父おや由来または母親由来)のHLAの「型」があることになりますが、これをHLAハロタイプと呼びます。HLAハロタイプの種類は、数万におよぶため、HLAハロタイプが一致する赤の他人に出会う確率は、数万分の一しかありません。兄弟の場合は、父親から同じハロタイプを受け継いだ可能性は二分の一になります。一卵性双生児の場合は、ハロタイプは一致します。
参考図書
MHC分子の最大の特徴は、なんといってもその抗原提示機能にあります。そのため、MHC分子の表面部分は、αヘリックスが2つならんで間に大きな溝の部分をもつ立体構造を持っています。
MHCとHLAがなぜごっちゃになっていたのかというと、ヒトのMHCがHLAで、HLA遺伝子からつくられるタンパク質がMHCクラスI分子であったりMHCクラスII分子であったりするからだったんですね。概念の名前、遺伝子座の名前、タンパク質分子の名前が、そもそもこんがらがっていたのです。
MHCの役割を勉強するにあたって、MHCの2つの役割を把握しておくことが大事だと思います。一つは、ハロタイプによって個人が「識別」されていること。そして、このことがまさに、他人の臓器が移植された場合に、自己と他己との違いになるメカニズムであること。2つ目は、抗原ペプチドを提示する機能をMHC分子が持っていることです。
自分が面白いなあとおもうのは、B細胞による抗原認識と、T細胞による抗原認識とが、抗原タンパクの立体構造を認識するのかそれともタンパク質の一次構造を認識するのかという違いがある点です。
B細胞の場合は、立体構造が保たれたままの抗原を、B細胞膜上に発現している抗原受容体(sIgM)が認識して、そのB細胞のクローンが増殖して抗体を産生します。
T細胞が「一次構造」認識するということの意味は、抗原となるタンパク質はペプチドに分解されてそのペプチドがMHC分子表面の空隙に結合してT細胞に提示されるということを意味しています。ペプチドはもはやもともとのタンパク質の一部として存在していたときの立体構造の情報は持っていないというわけです。
Alpha-beta T cells are unique in expressing antigen receptors that do not recognize 3-dimensional conformational antigenic shapes but instead recognize linear antigenic peptides bound to molecules of the Major Histocompatibility Complex (MHC). (Research Topics Thymic selection of MHC-restricted and MHC-independent T cell receptors Alfred Singer, M.D. Senior Investigator)
抗原は、「B細胞およびその表面抗体(sIgM)」と「T細胞上のT細胞受容体」の2種類の異なる工程によってホストに認識されます。B細胞もT細胞も同じ抗原に反応しますが、反応するのは抗原分子上の別々の部分です。B細胞の表面にある抗体は、タンパク質の立体構造を認識することができます。一方、T細胞では、抗原が抗原提示細胞によって取り込まれ、認識可能なフラグメントに分解される必要があります。一般的な抗原提示細胞は、マクロファージや樹状細胞です。(【研究ツールとしての抗体技術】抗原とエピトープ M-Hub)
すべての有核細胞は、MHCクラスI分子を持っていて、細胞内の抗原物質をペプチドに分解し、MHCクラスI分子とともに提示します。また、樹状細胞、マクロファージ、B細胞は、MHCクラスIIも発現していて、外来性の抗原ペプチドをMHCクラスIIとともに提示します。(MHCとは?MBL)
上の説明を読むと核をもたない赤血球を別として、体の全ての細胞はMHCクラスI分子を持っていて、「細胞内」のタンパク質を分解してMHCクラスI分子とともに提示するようです。これは異物としてではなくて、「自己」を提示しているという意味なのでしょうか。『免疫ペディア』(第9章移植免疫 1.MCH(HLA) 160ページ 及び288ページ)を読むと、MHCクラスI分子はほとんどの細胞で発現していて、細胞内で分解されたタンパク質のペプチド断片(自己抗原またはウイルス由来)をCD8陽性T細胞に提示し、細胞傷害性であるCD8陽性T細胞がその提示している細胞を殺すということみたいです。MHCクラスI分子はCD8と結合性があり、MHCクラスII分子はCD4と結合性があるため、このような選択的な会合ができるのですね。
ウイルスに感染した細胞がどうして、細胞傷害性T細胞によって殺されるかというと、こういう仕組みがあったからなのでした。がん化した細胞がT細胞により除去される仕組みも同じです。
HLAが数万種類も自己の多様性があるのなら、人間の多様な個性と相関することはないでしょうか。
脳梗塞におけるキーワードとして、Ischemic core(コア)とpenumbra(ペナンブラ)、collaterals(コラテラル)等があります。以下の動画で説明されています。
Ischemic core and penumbra | Circulatory System and Disease | NCLEX-RN | Khan Academy khanacademymedicine チャンネル登録者数 164万人
呼吸が正常であるかどうかを確認します。普段通りの呼吸をしている場合は、心臓マッサージ(胸骨圧迫)の必要はありません。普段通りの呼吸をしていない場合か死戦期呼吸のみの場合は、心臓マッサージ(胸骨圧迫)を行ってください。どちらか確信が持てない場合は心臓マッサージ(胸骨圧迫)を行ってください。(呼吸をしている場合でも心臓マッサージ(胸骨圧迫)をするべき時 日本ACLS協会ガイド)
高校生のとき午後の授業は睡眠時間になっていました。社会人として働いているときも、お昼ご飯のあと、午後2時か3時くらいには強烈な眠気を催すことがあります。食後には眠くなることは万人が認めることだと思いますが、不思議なことにその理由に関する科学的な説明は見当たらないようです。
当たり前を疑え!とよく言いますが、食後に眠くなるという常識に異を唱える専門家の意見が紹介されていました。これはびっくり。
「お昼ご飯を食べると、その消化のために胃や腸に血流が集まり、脳に行く血流が減るので眠くなる」といわれていますが、どんな状況であっても「脳への血流」は第一に確保されることがわかっています。なので、ランチは午後に眠くなる要因ではなく、14時ごろに眠くなるのは「アフタヌーンディップ」と呼ばれるヒト固有の生理機能です。ランチは「食べても」「抜いても」、その後眠くなるのです。(「14時頃に眠くなる人」が知らない睡魔の正体 昼寝や朝風呂、朝ランもやりすぎは禁物だ 西野 精治 : スタンフォード大学医学部精神科教授 著者フォロー 2017/04/14 9:00 東洋経済ONLINE)
食後あるいはお昼ご飯の後に眠くなることの症状を英語では、Postprandial somnolence、postprandial sleep 、food coma, after-dinner dip, afternoon dip、post-meal sleepiness、post-lunch sleepiness、 Post-Meal Drowsinessなどと言うようです。
いくつかの「仮説」はあるようですが、決定的な科学的な説明はいまだになされていないというのが現状のようです。
余談ですが、必要な睡眠時間は人によって異なります。自分に必要な睡眠時間は自分で調べるしかありません。睡眠の第一人者による「自分に適切な睡眠時間の決め方」が解説されていました。
- 1週間でいいので、毎日ふだんより30分から1時間、多く寝てみてください。それで日中頭がすっきりして感じられるなら、それまでは睡眠が足りていなかったということです。
- 週末や休日、朝起きなくていい日にふだんよりずっと遅くまで寝ているようだと、それも平日の睡眠が足りていない証拠です。
(睡眠学者が突き止めた! “ねむけ”の正体① ラジオ深夜便 放送日:2019/06/18)
自分は普段は朝6時半起きですが、週末は10時くらいまで寝てしまいます。上の指摘がそのまま当てはまっていました。
普通は、まずは眠気を感じて、そして、眠るというステップを踏みます。しかし、眠いのに眠れないという悩みを聞くことがあります。つまり、眠いと感じることと、実際に眠ることとは別物だというのです。確かに自分が夜眠るとき、別に眠くないのに寝床にはいったとたん数分もせずに眠ることができています。つまり眠気をスキップして、いきなり眠っているのです。逆に、通勤電車で座って本を読んでいるときに強烈な眠気に襲われてそのまま寝てしまうこともあります。
睡眠薬にも種類があって、睡眠導入剤と睡眠を維持する薬との二種類に大別されるようです。睡眠導入剤をつかって眠れたとしても、睡眠が維持されずに目を覚ましてしまうということがあるわけですね。
Gout is a type of arthritis caused by the buildup of uric acid crystals in the joints. It typically affects the big toe, but can also occur in the ankles, knees, elbows, wrists, and fingers. Symptoms include severe pain, redness, and swelling in the affected joint, as well as warmth and stiffness. Gout attacks can be triggered by factors such as alcohol consumption, high-purine diet, obesity, and certain medical conditions. Treatment options include medications to reduce inflammation and pain, as well as lifestyle changes to lower uric acid levels in the body. (https://chat.openai.com/chat)
Oh, It’s Just Gout Horizon Therapeutics チャンネル登録者数 762人
アメリカとは違って、日本では病理医はかなりマイナーな存在なのだそうですが(一般の人にとって)、それよりもさらに人数が少ないのが臨床検査専門医なのだそうです。臨床検査専門医とはどのような職業なのでしょうか。
現在、臨床検査専門医は、全国で約630 名、病理専門医も約2150 名、いずれも絶滅危惧種かといわれるほど数が少ないのが現状です。‥ 米国では整形外科医数と同じ数ほどの病理専門医が いると聞きます。‥ 臨床検査専門医の場合は、血液・尿検査などの生化学検査、輸血検査、微生物検査、検査全体の精度管理等、臨床検査の幅広い知識が要求されます。一方で、病理専門医は、頭のてっぺんから足の先までありとあらゆる細胞や組織の病理診断が下せる能力が問われ、臨床検査同様、generalist 的な知識が要求されます。(臨床検査専門医と病理専門医(O医師)臨床検査専門医の声 日本臨床検査医学会
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