免疫細胞の全地球測位システム (GPS): 独自の方向性の軌道を作成する

まとめ： 研究者たちは、免疫細胞が体内でどのように動き回るかを理解する上で大きな進歩を遂げました。 これまでの考えに反して、これらの細胞は方向性シグナルに応答するだけでなく、独自の経路も形成します。

この研究は、幹細胞がケモカイン濃度を調節し、その運動を指示する能力についての洞察を提供する。 この知識は、病気と闘う際の免疫反応を改善することができます。

重要な事実:

1. 樹状細胞 (DC) は免疫応答において極めて重要な役割を果たし、メッセンジャーとして機能し、組織を侵入者に対してスキャンします。
2. DC は単に化学勾配に従うのではなく、これらの濃度を積極的に消費してその動きを助けることによって濃度を変更します。
3. DC の運動性と応答は、個々の相互作用だけでなく、細胞集団の密度にも依存します。

ソース： ISTA

病気と闘うとき、私たちの免疫細胞は標的に素早く到達する必要があります。 オーストリア科学技術研究所（ISTA）の研究者らは、免疫細胞が複雑な環境をナビゲートするために独自の誘導システムを能動的に生成していることを発見した。 これは、これらの運動に関するこれまでの概念に疑問を投げかけます。

研究者の発見は雑誌に掲載されました 免疫学免疫系に関する知識を進歩させ、ヒトの免疫反応を改善するための新しいアプローチの可能性を提供します。

細菌や毒素などの免疫の脅威は、人体のあらゆる場所で発生する可能性があります。 幸いなことに、私たち自身の保護シールドである免疫システムは、これらの脅威に対処する独自の複雑な方法を備えています。

たとえば、私たちの免疫応答の重要な側面には、感染や炎症の際の免疫細胞の協調的な集団運動が含まれます。 しかし、私たちの免疫細胞はどの方向に進むべきかをどのようにして知るのでしょうか?

この疑問は、オーストリア科学技術研究所 (ISTA) の Sixt グループと Hanizou グループの科学者グループによって解決されました。 研究者らは研究の中で、複雑な環境を集団的に移動する免疫細胞の能力を強調している。

幹細胞 – メッセンジャー

樹状細胞 (DC) は、私たちの免疫応答における主要なプレーヤーの 1 つです。 それは、侵入者に対する体の最初の反応である先天性反応と、非常に特定の細菌を標的にし、将来の感染症と戦うための記憶を作り出す遅延反応である適応反応の間のメッセンジャーとして機能します。 探偵と同じように、データセンターは組織をスキャンしてハッカーを探します。

感染を見つけると、それらは活性化され、すぐにリンパ節に移動し、そこで戦闘計画を伝達し、連鎖の次のステップを開始します。

リンパ節への移動は、勾配を生み出すケモカイン (リンパ節から放出される小さなシグナル伝達タンパク質) によって指示されます。

以前は、幹細胞や他の免疫細胞がこの外部勾配に反応して、より高い濃度に向かって移動すると考えられていました。 しかし、ISTA で行われた新しい研究は、この概念に疑問を投げかけています。

1 つの未来 – 2 つの仕事

科学者らは、「CCR7」と呼ばれる活性化されたDCに見られる表面構造である受容体を詳しく調べた。 CCR7 の主な機能は、リンパ節特異的分子 (CCL19) に結合することであり、これにより免疫応答の次のステップが引き起こされます。

「CCR7はCCL19を感知するだけでなく、ケモカイン濃度の分布の形成にも積極的に寄与していることがわかりました」とマイケル・シックス研究室の元博士研究員ジョナ・アランコ氏は説明する。

彼らは、さまざまな実験手法を用いて、DCが遊走すると、CCR7受容体を介してケモカインを取り込んで内部移行させ、ケモカイン濃度の局所的な枯渇を引き起こすことを実証した。

周囲のシグナル伝達分子が少なくなると、シグナル伝達分子はより高いケモカイン濃度に移行します。 この二重の機能により、免疫細胞は独自のガイダンスシグナルを生成して、その集合的な移動をより効果的に制御することができます。

動きは細胞の数に依存する

このメカニズムを多細胞レベルで定量的に理解するために、アランコ氏らは、同じくISTAの理論物理学者エドワード・ハニゾウ氏およびメフメット・カン・オッカール氏と協力した。 彼らは、細胞の動きと力学に関する専門知識を活かして、アランコの実験を再現できるコンピューター シミュレーションを作成しました。

これらのシミュレーションを通じて、科学者らは、幹細胞の運動性がケモカインに対する個々の反応だけでなく、細胞集団の密度にも依存すると予測しました。

これは単純ではありますが、自明ではない予測でした。 「細胞の数が増えれば増えるほど、細胞が生成する勾配も大きくなります。これは、この現象の集合的な性質を浮き彫りにします」とカン・オッカー氏は言う。

さらに、研究者らは、有害な細菌を破壊する特異的免疫細胞である T 細胞も、この動的相互作用を利用して方向性運動性を強化していることを発見しました。 同物理学者は、「私たちは進行中のプロジェクトで、細胞集団間のこの新しい相互作用原理についてさらに詳しく知りたいと考えています。」と続けました。

免疫反応の促進

これらの発見は、私たちの体内で細胞がどのように動くかについての新たな方向への一歩となります。 これまで考えられていたことに反して、免疫細胞はケモカインに反応するだけでなく、これらの化学シグナルを消費することで自身の環境を形成する際にも積極的な役割を果たしています。 このシグナル伝達シグナルの動的な制御は、免疫細胞や他の免疫細胞の動きを制御するための洗練された戦略を提供します。

この研究は、免疫応答が体内でどのように調整されているかを理解する上で重要な意味を持ちます。 これらのメカニズムを明らかにすることで、科学者は、がん細胞や感染領域などの特定の部位への免疫細胞の動員を強化するための新しい戦略を設計できるようになります。

この神経科学研究ニュースについて

著者： ジョナ・アランコ
ソース： ISTA
コミュニケーション： ジョナ・アランコ – ISTA
写真： 画像提供：Neuroscience News

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」CCR7はCCL19のセンサーおよびシンクとして機能し、集団的な白血球の移動を調整します投稿者: Jonah Alanko 他 免疫学

まとめ

CCR7はCCL19のセンサーおよびシンクとして機能し、集団的な白血球の移動を調整します

免疫応答は、白血球の迅速かつ協調的な移動に依存します。 単一細胞の遊走が多くの場合、化学物質やその他の化学誘引物質の勾配によって誘導されることは十分に確立されていますが、これらの勾配がどのように生成、維持、および変更されるのかは依然としてよくわかっていません。

実験データと、G タンパク質受容体 (GPCR) CCR7 によって誘導される白血球走化性の理論を組み合わせることで、CCR7 が遊走を指示する感覚受容体としての役割に加えて、化学勾配の生成および調節因子としても機能することを実証しました。 。

CCR7 リガンド CCL19 に曝露されると、樹状細胞 (DC) は基本的な GPCR 脱感作反応の一部として受容体とリガンドを積極的に内部移行します。

我々は、CCR7の内部移行が化学誘引物質の効率的なシンクとしても機能し、ケモカインの時空間分布を動的に形成することを示しました。

このメカニズムは複雑な物質移動パターンを駆動し、DC が化学勾配を確立または急峻にすることを可能にします。

また、これらの自己生成勾配が DC の長距離配向を維持し、集団移動パターンを環境のサイズと形状に適応させ、他のコンパニオンセルにステアリング信号を提供できることも示します。

2つのリガンドを感知して消費するGPCRとしてのCCR7のこのような二重の役割は、細胞の自己調節のための新しい方法を提供する可能性がある。