河本宏

サイエンス・イラストレーション集

胸腺を研究する人達
切って、取り出して、刺したり、すり潰したり….研究者は、いろんなことをやっています。
2002年4月KTCC国際ワークショップ ポスター用原画

2

KTCC胸腺探検隊
探検隊が、胸腺の中に入ってきました。上皮細胞がつくる迷宮の中に、胸腺細胞がごろごろところがっています。ピンク色のマクロファージや、オレンジ色の樹状細胞もいます。これらの細胞達は、ここで何をしているのでしょうか。探検隊の使命は、その謎を解明することです。
2003年 KTCCホームページ用原画

3

胸腺クロストークに耳をそばだてる老研究者
胸腺の中では、胸腺細胞が分化してT細胞になります。胸腺上皮細胞は、支持細胞として働いて、胸腺細胞の分化を助けます。でも、胸腺細胞は、一方的に胸腺上皮細胞のお世話になりっぱなしという訳ではありません。胸腺細胞は、胸腺上皮細胞が分化するのを、逆に助けるという働きもしています。この細胞同士のやりとりを「胸腺クロストーク」といいます。細胞の声はとても小さいので、研究者は、じっと聞き耳を立てる必要があります。

2004年11月

Willem van Ewijk教授セミナーposter用原画

4

細胞分取装置
この装置は、とてもすぐれものです。まず細胞を染めます。落ちて来た細胞1個ずつに光があてられて、何色に光ったかが、伝令されます。その情報に従って、静電気をかけて細胞を取り分けます。分別された細胞は、培養したり、中身を取り出したりして、いろんな実験に使います。
2005年4月KTCC国際ワークショップ ポスター用原画

5

リンパ器官の樹
この樹の枝の先には、リンパ節が育ちます。その中では、枝を通って入っていったリンパ球が、ぎゅうぎゅうづめになりながらも、ちょこまかと動き回っています。研究者は、その様子を、じっと観察します。
2005年2月第1回RCAIワークショップ「免疫系の組織構築と免疫反応の時空間的制御機構」
ポスター用原画6

エピゲノムの海
細胞の海の最深部、核の中。ヒストンにまきついたDNAの鎖は、ところどころほぐれています。読み取る役目の分子達が、ここぞとばかり、よってきます。研究者は、こんな深いところにも、調べに来ます。
2005年4月第2回RCAIワークショップ「免疫細胞分化とエピジェネティクス制御」
ポスター用原画7

宇宙戦争：最前線で戦う樹状細胞
トライポッドが、攻めて来ました。免疫軍の偵察隊の樹状細胞が、敵か味方か、見きわめます。敵とわかれば、本隊のリンパ球に情報が伝えられます。抗体をぶっかけて、殺して、食べてしまいます。
2005年10月第3回RCAIワークショップ「樹状細胞による病原体認識と獲得免疫制御」
ポスター用原画8

サイトカインの滝
塔のてっぺんで、異物の汁がふりかけられたマクロファージは、どばどばと、何種類かのサイトカイン汁を出します。それが、他の細胞を興奮させて、また違うサイトカインがつくられます。それらが合わさって高炉に流れ込み、赤や黄色の炎が燃えさかります。
2006年2月兵庫医大先端研第4回国際シンポジウム「IL-18発見から10年」ポスター用原画

9

胸腺学校
生徒（胸腺細胞）は、卒業試験として、各自で布を切り貼りして、自分だけの帽子（T細胞受容体）をつくります。先生（胸腺上皮細胞）は、型枠（MHC-自己抗原ペプチド複合体）を使ってその帽子の出来具合をチェックします。適度に型枠に合う帽子をつくった生徒は、合格して、その帽子をかぶって卒業していきます（正の選択）。
型枠にピタッとはまってしまうような帽子をつくってしまった生徒は、危険なやつとみなされて、自殺においやられます（負の選択）。自殺後の処理も、教室内で行われます。まったく型枠に合わない帽子をつくった生徒は、何度かはつくり直しが許されていますが、材料と時間には限りがあり、時間がきてもうまくつくれてなかったら、結局は自殺においやられます。無事卒業できる生徒はたったの5%といわれています。
こんな学校、行きたくないですね。
2006年6月KTCC抄録集裏表紙用原画

10生徒のいない胸腺学校は…
この絵は、前頁の胸腺学校とセットになっています。泣く子もだまる胸腺学校です
が、生徒がいなくなると、様相が一変します。先生達は、先生でいるのを止めてしまい、中には、他の仕事をする者もでてきます。実際、胸腺の中から胸腺細胞を除去すると、胸腺上皮細胞が変性して、嚢胞を形成するようになったりします。つまり、先生と生徒はお互いに依存しあっているのです。このようなお互いに影響しあう関係を、「胸腺クロストーク」と呼びます。

2006年6月KTCC抄録集裏表紙用原画

11転写制御マシーン製作工房
DNAを読み取る装置が、DNAの鎖に沿って進んで、黄色いRNAの鎖に転写していきます。この装置を思い通りに動かすためには、読み取りたいDNA鎖の場所によって、それぞれ異なる制御マシーンが必要です。この工房では、そういう制御用マシーンを開発しています。
2007年3月第1回JSI-RCAIワークショップ「転写因子とTリンパ球分化」ポスター用原画

12

ヒトの研究者とマウスの研究者
患者さんのデータを研究するお医者さんと、マウスを使って実験する基礎医学の研究者が集まってデータの検討会をしました。最近は、マウスの研究者は、マウスに似てきました。もしかしたら、マウスが研究しているのかもしれません。
2007年5月第2回JSI-RCAIワークショップ「先天性免疫不全症に学ぶ」ポスター用原画

13

腸の病気の研究者達
腸の病気の研究会で、臨床の研究者と、基礎の研究者が集まりました。腸には免疫細胞がとてもたくさんいて、腸の病気の多くは、免疫細胞がおかしくなるのが原因です。研究者は健康な腸と病気になった腸を比べて、病気が発症する仕組みを解明します。
2008年3月第3回JSI-RCAIワークショップ「粘膜免疫機構の制御と破綻-粘膜免疫における基礎と臨床の対話」ポスター用原画

14骨髄から胸腺への道程
ニッチといわれる隠れ家から出てきた造血幹細胞は、分裂しながら、別れ道を経て、いろいろな種類の細胞を骨髄の中でつくります。別れ道には、道しるべの石板モノリスが立っています。細胞は、ところどころにあるサイトカインの泉で元気をつけます。一部の細胞は胸腺にやってきて、胸腺マクロファージやT細胞をつくります。
2008年10月理研ニュース表紙用原画

15

胸腺培養水槽
左側では内胚葉、右側では中胚葉が育っています。中胚葉では心臓や血管ができていて、どくんどくんと脈打っています。中胚葉由来の間葉系細胞はふわふわと水中を浮遊しています。内胚葉の中は中空になっていて、外側に向かって袋のようなものがにょきにょきと生えてきます。そこに間葉系細胞ははりついて、次に血管からでてきた造血系の前駆細胞が中に割り込むようにして入っていきます。こうして胸腺ができます。移住した前駆細胞は胸腺の中で増えて、やがてT細胞になります。よく育った胸腺は、網ですくって、包丁で切って研究に用います。なお、この水槽では高酸素沈水培養（high oxygen submersion organ culture:HOS-OC）法を使っています。
2010年6月KTCC抄録集裏表紙用原画

16

先生と生徒のクロストーク
生徒（胸腺細胞）は、卒業制作として、各自で布を切り貼りして、自分だけの帽子（T細胞受容体）をつくります。先生（胸腺上皮細胞）は、型枠（MHC-自己抗原ペプチド複合体）を使ってその帽子の出来具合をテストします。先生といっても、教える訳ではなく、生徒に作業場を提供することと、試験官をする事が仕事です。
適度に型枠に合う帽子をつくった生徒は、最初のテストで「正の選択」を受け、次のテストに進めます。まったく型にあわない帽子を作った生徒は、ここで不合格で、放校処分を受けます。次のテストでは、型枠にピタッとはまる帽子をつくった生徒が、「負の選択」を宣告され、放校処分を受けます。よくみると、生徒は先生と、教室に入ってすぐに、またそれぞれのテストの前に、会話（クロストーク）をしてます。先生は、生徒と会話を通して、はじめて試験官として働けるようになります。
Willem van Ewijkという老研究者が、トロンボーンを奏でて生徒達の卒業を祝っています。
2011年6月KTCC抄録集裏表紙用原画

17

細胞が運命を決める時右に行くか左にいくかで、細胞の運命は全く変わります。「運命の部屋」に入った細胞は、黄色の光に包まれ、細胞分裂した後、右と左へ分かれていきます。中には、分裂しないで、そのまま右に行く細胞や、左に行く細胞もあったりします。右に行った細胞は青くなり、左に行った細胞は赤くなります。それにしても、細胞は、どうやって行き先を決めるんでしょうか。全く無作為に決めて、その後、たまたま選んだ道に合わせて成熟していくのでしょう
か、それともまずどちらの道をとるかを、自ら決めているのでしょうか。

2010年9月新学術領域「細胞運命制御」HP用イラスト（ロジャー・ディーンへのオマージュを込めて描きました。水彩画です。ロゴは田中整氏によるものです。）

18

免疫四次元空間ネットワーク
免疫細胞にとっては上も下も、右も左もありません。上下左右、自由自在です。でもそれだけではまだ「三次元」です。彼らの運命はさらに、時間に支配されます。出会いたい細胞同士が互いに探し合っても、タイミングが悪ければ出会えません。ですから、免疫細胞は、「四次元空間ネットワーク」の住人なのです。

2013年6月KTCC国際ワークショップ ポスター用原画

19人造T細胞25号
桂義元先生がT細胞の研究集会Kyoto T cell Conferenceを立ち上げてから、実に四半世紀が経ちました。その間に、多くの知見が蓄えられ、T細胞の作られ方、働き方について、多くのモデルが提唱されてきました。これだけの情報があればT細胞をまるごと一からつくれるのではないかということになりました。モデルに基づいて作ってみて、うまく働けばそのモデルが正しかったことになります。そういう合成生物学的な手法に則って、人造T細胞25号はつくられました。
2015年5月KTCC抄録集裏表紙用原画

20

人造T細胞KTCCの要素を抜いて、一般的なイラストにしたもの。スチームパンク風にならないものかと、全体に少し彩度を落としてみました。
2015年5月KTCC抄録集裏表紙用原画

21

胸腺曼荼羅図・迷路になってます
・図上部の○印の発が出発点、中心がゴールです・小さい丸は胸腺細胞で、無視して進んで下さい
・四角の中の四隅にある組織特異抗原の枠に入るとアウトです
・２分以内にできたら早い方です2016年5月KTCC抄録集裏表紙用原画

22

巨大不明生物の免疫系
強い放射能を帯びた巨大不明生物が首都を来襲しました。巨大不明生物特設災害対策本部（巨災対）の活躍により活動を停止した巨大不明生物は、解体され、その体の構造が詳細に調べられています。「KTCC」と新学術領域「免疫四次元空間」の合同調査部隊が、免疫系の組織の解析を行っています。

2017年3月KTCC国際ワークショップ ポスター用原画

23

古代の壁画に描かれていたものは探検隊は、古代遺跡の地下深く、迷路のような回廊を、ランプの灯を頼りに歩みを進めていきます。つきあたりの石の壁は、よく見ると扉のようでした。その重い石の扉をこじあけて踏み込んでみると、そこは真っ暗な大空間でした。奥の壁をランプで照らしてみると、そこには大きな極彩色の壁画が現われました。驚くべきことに、そこには現代の免疫学が到達した知見の数々が、すでに描かれていたのです。壁画の左側に鎮座する人物像は、古代の科学者のようでした。きっと桁外れの天才学者だったのでしょう。あるいは、現代から古代へタイムスリップしてしまった人なのかもしれません。

2017年6月 羊土社刊

「免疫ペディア」

24

表紙用原画

＾ー蟲の襲来
街を守る大きな壁を壊して、蟲が侵入してきました。壁にいる部隊が、狼煙をあげて、蟲の襲来を知らせます。自然リンパ球部隊は、その狼煙を見て、動き始めます。そして、好酸球部隊を呼び寄せて、蟲退治に向かわせます。好酸球は、小さな蟲だとやっつける事ができますが、こんな大きな蟲だと、歯が立ちません。
それでも、彼らは、果敢に突入してゆきます。

2017年12月「国際自然リンパ球学会」

25

HP用原画

親愛なる人間様、あなた方は
私達マウスの病気の原因解明と治療法開発に多大なる貢献をされました…

マウスの免疫学
免疫学者はこれまで主にマウスを用いて研究を進めてきました。ヒトの病気の原因の解明や治療法の開発に役立つと期待されてきました。しかし、ヒトとマウスでは、免疫系は異なる点がかなり多く、ヒトの病気の理解につながらないケースも多いことがわかってきました。最近は、ヒト免疫学の重要さが叫ばれています。そんな折、マウスを用いて免疫学を研究してきた科学者が、マウスに表彰されました。
2017年10月湊長溥先生の依頼で作成

26

宇宙では、お腹の調子は？
糞便の中のバクテリアは、体の健康を保つ重要な働きをしています。バクテリアの種類が変わる事によっって、病気になってしまう事もあります。宇宙では、バクテリアの種類はどうなるのでしょうか。宇宙飛行士や宇宙マウスの糞便を採取して、細菌の種類を調べます。

2017年10月

JAXAのMulti-Omics研究チームのデカール用原図27デカールの最終稿。
ギターやマイクは消されてしまいました。

28

リンパ球の動きを観察
血管の中を流れるリンパ球は、リンパ節や脾臓に入って、標的になる抗原があるかどうかを、探ります。最近、昼と夜とで、リンパ球の動きが違う事がわかってきました。マウスは夜行性なので夜が活動期ですが、夜は血液中を流れるリンパ球はが減り、一方でリンパ組織の中にとどまって働く細胞が増えます。研究者は、何がリンパ球をリンパ組織に引き止めるのかを調べています。
2018年6月KTCC抄録集裏表紙用原画

29

エピゲノムの山
山頂にいる細胞は、どんな組織にでもなれる能力を持っています。細胞は、時々分裂したりしながら、山を降りていきます。降りるにつれて、道筋によって、少しずつ能力が減って、限られた組織にしかなれなくなります。さらに降りていくと谷がどんどん深くなり、谷と谷との間にはっきりとした尾根筋ができてきます。
細胞は、そういう深い谷に入ると、もう他の谷に行くことはできなくなります。
ある谷では細胞ががん化してしまい、谷筋を塞いでしまい、他の谷へも入っていこうとします。研究者は、薬をふりかけて、がんを鎮圧しようとします。がん細胞を一つづつ研究している研究者もいます。別な谷筋では、研究者が山中因子と言われる因子をT細胞に注入しています。その後、リフトに乗せてやると、そのT細胞は出発点に戻ることができます。
2018年12月「第13回エピジェネティクス 研究会」

30

HP用原画

生か死の選択
両側のライオンは、たんぱく質を消化してペプチドにする働きをしています。これらのライオンが作り出したペプチドは、胸腺上皮細胞のMHC分子の上に乗せられて、胸腺細胞に提示されます。胸
腺細胞は、自分がだすT細胞レセプターが、ペプチドが乗ったMHC分子と合致するかどうかで、運命が決まります。左右にいるライオンはタンパク分解酵素を表していて、タンパク質分子を食べて消化し、ペプチドとして「排泄」しています。左側のライオンは、胸腺の皮質に住んでいて、作り出したペプチドと合致する時には、胸腺細胞は「正の選択」を受けて、生き残れます。右側のライオンは胸腺の髄質に住んでいて、このライオンが作り出したペプチドと合致する時には、胸腺細胞は「負の選択」を受けて、死ぬ事になります。正義の女神Themis(テミス）は、 「正の選択過程」を見守っています。 Themisの発見者である研究者が、Negative Selection(負の選択）という名前のバンドと共に、胸腺細胞の喜びと哀しみを唄いあげます。
2019年6月

KTCC抄録集裏表紙用原画

31非ゲノム情報の複製
遺伝情報の本体であるゲノムは、とても長い二本鎖DNAで構成されています。この二本鎖DNAはお互いに絡みあうように二重螺旋構造をとっていて、さらにヒストンという分子に巻きついています。ゲノム情報の複製が起こる時、二本鎖DNAはヒストンから一旦離れ、螺旋構造が解けて一本鎖DNAになります。その後、それぞれの一本鎖のDNAを鋳型にして新しくDNAが合成され、二つの二本鎖DNAが作られます。
それらはまたヒストンに巻きつきます。こうしてゲノム情報は複製されます。一方で、 DNAのメチル化や、ヒストンのメチル化、アセチル化、ユビキチン化などの状態は、ゲノムの中に書き込まれていませんので、「非ゲノム情報」といいます。非ゲノム情報も、遺伝子の発現に関わる大事な情報です。ゲノム情報の複製に際しては、非ゲノム情報も複製され、受け継がれていきます。非ゲノム情報の複製過程に興味がある研究者が、その様子を注意深く観察しています。

2019年9月 新学術領域「非ゲノム情報複製機構」HP用イラスト

32

免疫細胞の循環
皮膚が裂けると、バクテリアが侵入します。ますは食細胞や樹状細胞が食べて処理をします。樹状細胞は食べた後にリンパ節に移住して、T細胞に情報を伝えます。病原体に反応できるT細胞やB細胞は、血液の循環に戻り、B細胞は骨髄などで抗体を産生するようになります。一方、T細胞は血流に乗って体中を駆け巡り、感染が起こっている現場に辿り着きます。
2020年1月

Tarzan 2020年1月9日号掲載

33

数学で生物を解読する
生命現象は、時間と空間の中で動く分子の流れです。ですから、数学的に捉えることができます。この動く生物機械は、生命現象を数学で解明しようとする学者たちが動かしています。右の柱は時間的な変動、左の柱はネットワーク、真ん中の柱は時空間パターンをあやつっています。1階では分子、2階はで細胞、3階では組織を動かしています。
2021年4月

望月敦史著「理論生物学概論」

34

表紙用原画

古代遺跡の中に巨大な石像が探検隊は密林の中で古代遺跡を発見します。その古代遺跡の調査をしていたら、巨大なモニュメントに出会いました。そこには、20世紀から21世紀にかけてがん免疫療法を確立した偉人達の石像が屹立し、その周りを「がん免疫サイクル」という現象を表した免疫細胞の彫像が囲んでいます。そう、この話の舞台となる時代は、現代文明が衰退した後の未来世界です。現代文明の人類は、文明が衰退する前に、文明が存在した証としてこのようなモニュメントを残した、というストーリーです。
中央の5体の石像のモデルは、 TNF や p53の発見などで知られ腫瘍免疫学の父とも呼ばれるLloyd J. Old（上段中央）、養子免疫療法の研究開発で世界を先導してきたSteven A. Rosenberg（上段右）、 PD-1およびCTLA-4の発見・抗体開発の業績でそれぞれ2018年のノーベル生理学・医学賞を受賞した
本庶佑（下段右）およびJames P. Allison（上段左）、コーリーの毒と呼ばれるがんワクチンの開発で知られるがん免疫療法の先駆者William Coley（下段左）です。彼らの石像の周囲には、がん免疫サイクルのステップと、それぞれの研究者が取り組んだがん免疫へのアプローチを描いています。
2022年2月

羊土社刊「がん免疫ペディア」 表紙用原画35胸腺髄質空港
この空港からは、成熟したT細胞が飛び立っていきます。ただしここでは、フライトの前に、厳しい審査を受けます。審査を担当するのは、この空港で生まれ育った胸腺髄質上皮細胞です。空港外から入ってきた樹状細胞も審査に加わります。研究者は、髄質上皮細胞が育つ様子を注意深く観察します。
空港に入ってきたT細胞は、旅先で悪いことをする危険性がないか、慎重な審査を受けます。
旅先には敵と味方がいます。敵を攻撃するのはいいのですが、味方を攻撃してはいけません。髄質上皮細胞は、旅先の味方が出している物質と同じ物質を産生して、空港内でT細胞に見せます。それに反応してしまうと、危険な危険な細胞と認定されます。そして、強いシグナルを受けて、アポトーシスで死ぬという運命を選ばされます。危険な細胞を取り除く過程は、「負の選択」と呼ばれます。一方で危険とみなされなかった細胞は、旅立つことができます。なお、髄質上皮細胞がこの審査を行うには、AIREという物質が必要です。
ベルトコンベアの速さは同じではありません。髄質上皮細胞と樹状細胞のベルトはゆっくりとした動きです。T細胞のベルトの方が少し早く、複数個の胸腺上皮細胞と樹状細胞の審査を次々と受けます。
審査員は、しばらく働いた後、静かに死んでいきます。髄質上皮細胞は、いくつかが集まって、ハッサル小体と呼ばれる硬いかたまりになってから、死にます。
2018年6月KTCC抄録集裏表紙用原画

36表紙：

T細胞製造工場
この工場では、T細胞をつくって出荷しています。まず一番上の水槽の中でもとになる細胞を増やします。ベルトコンベヤーの上でうまく育ちそうなものだけ選び出して、次の水槽に入れます。ここでもう一度増やして、黄色くなった細胞を、ベルトコンベヤーの上にのせます。その中から、胸腺皮質上皮細胞にくっつくものだけをえらびます（正の選択）。
選ばれなかった細胞は、死ぬ運命にあります。上皮細胞にくっつく時間の長さで、キラー細胞になるものとヘルパー細胞になるが選り分けられます。その中で、胸腺髄質上皮細胞や樹状細胞にくっつくものは、取り除かれます（負の選択）。gdT細胞、NKT細胞、制御性T細胞などもラインの途中で拾い上げられます。
Trends in Immunology誌 2009年5月号 表紙用原画

2010年3月神奈川県立川崎図書館 第22回サイエンスカフェ「リンパ球からiPS細胞をつくる！ 」ポスター用イラスト

2022年6月

河本宏

京都大学 ウイルス・再生医科学研究所
再生免疫学分野 教授〒606-8507 京都市左京区聖護院川原町53
E-mail: kawamoto@infront.kyoto-u.ac.jp
研究室HP: http://kawamoto.frontier.kyoto-u.ac.jp