広報活動

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2014年7月29日

理化学研究所

亜鉛による獲得免疫応答を制御するメカニズムを解明

-亜鉛トランスポーター「ZIP10」によるB細胞の機能の制御-

B細胞においてZIP10が生み出す亜鉛シグナルによるBCRシグナル強度の調節の図

B細胞においてZIP10が生み出す亜鉛シグナルによるBCRシグナル強度の調節の図

病原体などの異物(抗原)から生体を守る免疫応答には「自然免疫系」と、B細胞やT細胞のように、自分の守備範囲に見合った抗原が出現した場合のみ活性化して抗体を産生する“抗原特異性”をもつ「獲得免疫系」があり、2つの免疫系の協調で成り立っています。獲得免疫系の機能は、生命活動に欠かせない栄養素である「亜鉛」が不足すると低下してしまいます。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によって精密に制御されています。細胞に運ばれている亜鉛は、シグナル因子(亜鉛シグナル)として細胞内の情報伝達に重要な役割をもつと考えられており、それぞれの亜鉛トランスポーターが制御する亜鉛シグナルには標的分子があることが分かっています。しかし、B細胞による獲得免疫応答で、亜鉛シグナルがどのような役割を果たしているかは不明でした。理研の研究者を中心とした共同研究グループは、B細胞に発現する亜鉛トランスポーター「ZIP10」に注目し、ZIP10が産生する亜鉛シグナルの獲得免疫応答における役割の解明に挑みました。

共同研究グループは、ZIP10の遺伝子をB細胞特異的に欠損させたマウスを用いて、亜鉛の獲得応答系への影響を解析しました。その結果、ZIP10欠損マウスの脾臓内に存在するB細胞が減少していることが分かりました。また、T細胞依存的に免疫応答を起こさせる抗原を与えて抗体の生産能を測定したところ、ZIP10欠損マウスの抗体の産生量が通常マウスに比べ著しく減少していることや、T細胞の活性化に依存せずにB細胞に免疫応答を起こさせる抗原の産生能も低下していることが分かりました。そこで、抗体産生量がなぜ低下するかを調べるためにB細胞の活性化に重要なB細胞受容体(BCR)の情報伝達を解析したところ、ZIP10欠損マウスではBCRの情報伝達系におけるリン酸化酵素(LYN)のリン酸化が通常より頻繁に起こり、LYNの過剰な活性化によって、B細胞の増殖が抑制されていることが分かりました。BCRの情報伝達系におけるリン酸化は、脱リン酸化酵素(CD45R)によって抑制されるのですが、ZIP10欠損マウスのB細胞では、CD45Rの活性が通常マウスの約半分になっていました。これにより、ZIP10欠損マウスのB細胞では脱リン酸化の機能が不足し、細胞の増殖に必要なBCRシグナルの閾値(いきち)を超えてしまったと考えられました。

これらの結果から、ZIP10の亜鉛シグナルが過剰なBCRシグナルの活性化を阻止し、獲得免疫応答が正常に機能するように制御していることが明らかになりました。

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)