広報活動

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2014年7月29日

理化学研究所

亜鉛はB細胞の生存・維持に重要

-亜鉛代謝異常に起因する免疫疾患のメカニズムの一端を解明-

今回明らかになったB細胞発生段階の情報伝達の変換機構

亜鉛は生命活動に必須な微量元素の1つです。生体内の量が一定値を下回ると、糖尿病をはじめ、味覚異常、皮膚疾患、生殖機能低下など、さまざまな病気を引き起こします。また、大量に不足すると重い免疫不全の原因になります。細胞内の亜鉛の濃度は、その輸送体である亜鉛トランスポーターで制御され、また、細胞内に存在する亜鉛はシグナル因子(亜鉛シグナル)として細胞内情報の伝達制御に重要な役割を果たしています。亜鉛トランスポーターが制御する亜鉛シグナルには、特異性があることが分かってきており、これを「亜鉛シグナル基軸」と呼んでいます。しかし、免疫応答に深く関わるB細胞については、どの亜鉛トランスポーターがどのように関わっているのか未解明でした。理研の研究者を中心とした共同研究グループは、B細胞に発現するが、その生理的意義が不明だった亜鉛トランスポーター「ZIP10」に着目し、その役割の解明に挑みました。

共同研究グループは、まずZIP10の遺伝子をB細胞特異的に欠損させたマウスを作製して、B細胞の初期発生への影響を中心に解析しました。その結果、免疫応答に重要な脾臓が委縮し、B細胞が減少していることが分かりました。また、マウスの造血幹細胞を用いてB細胞への分化誘導実験を行ったところB細胞になる前段階の細胞であるB細胞前駆細胞を誘導することができませんでした。このことから、ZIP10がB細胞発生の初期段階に必須なことが分かりました。次に、マウス骨髄由来の細胞株を用いてZIP10を減少させる実験を行ったところ、アポトーシス(積極的細胞死)を誘導するガスパーゼ分子群の活性化が進み、アポトーシスが増加していました。そこで、細胞応答を誘導するサイトカインを用いてZIP10の発現がどのように変動するかを解析しました。その結果、サイトカインの刺激によってZIP10の発現が高まり、細胞内の亜鉛イオン流入量が著しく増加していることを確認しました。これらの結果から、ZIP10はB細胞の初期発生時に必要であること、ZIP10を介する亜鉛シグナルがアポトーシスを抑制することが明らかになりました。

今回の成果は、亜鉛と免疫機能の関係を明らかにする手だてとなります。そして、まだ明らかになっていない哺乳類の亜鉛トランスポーターの制御機構、亜鉛シグナルの実体の解明、さらには亜鉛の恒常性異常がもたらす疾患の治療法の開発を前進させる成果といえます。

理化学研究所
統合生命医科学研究センター
客員研究員 深田 俊幸 (ふかだ としゆき)
(昭和大学歯学部 口腔病態診断科学講座 口腔病理学部門 助教)