免疫応答とトリプトファン代謝
検査技術科学専攻 長瀬文彦!
最終講義"##$%!"%!"& !

１．ニワトリの免疫応答機構（医学部生化学、細菌学）!
２．'細胞ハイブリドーマによる抗原認識（ニューヨーク大学、マウントシナイ大学）!
３．'細胞クローンによる抗腫瘍免疫の誘導機構（医学部免疫学）!
４．抗()*抗体による+,-陽性細胞の調節（医療短大）!
５．細胞死の誘導機構（医療短大、保健学科）!
６．トリプトファン代謝による免疫の調節（保健学科）!
７．長寿遺伝子./-'0と免疫（保健学科）

１．ニワトリの免疫応答機構!

.123456!78!195!4::285!;56<7865!48!,94,=58!
Ⅰ%!>?5,1!7@!AB;4726!4::284CBD78!<;7,532;56!78!195!<;4:B;E!
!!!!!!B83!65,783B;E!B8DF73E!;56<78656!17!F7A485!65;2:!
BGF2:48!
Fumihiko Nagase et al. Z. Immun.-Forch. （Immunobiology) 154:256 (1978)!
ニワトリの免疫応答の研究!
Ⅰ%!アルブミンに対する一次と二次の抗体応答に及ぼす種々の免疫操作の影響!
哺乳類とニワトリ、抗体応答、免疫記憶、免疫寛容（トレランス）、抗原量、頻回投与、投与部位、抗原の性状、アジュバンド、胸腺依存性抗原、胸腺非依存性抗原、 可溶性抗原＝免疫寛容原、凝集抗原＝免疫原、少量と多量の抗原頻回投与はトレランスの誘導ニワトリのH.Iに対する一次と二次の抗体応答に及ぼす抗原量の影響
#%0!:J

0!:J

0#!:J

0##!:J

● 一次応答!
○ 二次応答*週間前に0#!:JのH.Iを投与されたニワトリと正常なニワトリに#K0〜0##!:JのH.Iを!
投与した。ニワトリは抗原単独投与によって容易に抗体応答を誘起したが、強い免疫!
記憶を誘導できなかった。低量の抗原による二次刺激で弱い免疫記憶が検出された。

初回投与のために使われたH.Iの物理的性状のH.Iに対する一次と二次の!
抗体応答に及ぼす影響

ニワトリでは加熱凝集LIMNH.IO抗原も可溶性抗原L)IMNH.IOも同等に抗体応答を誘起し、記憶の誘導にも影響しなかった。

H.Iを繰り返し投与されたニワトリのH.Iに対する抗体応答の経時変化!"#$%

P (781!
△ 0#!µJ!
● 0!:J!
○ 0#!:J

ニワトリの免疫記憶は中程度L0!:JOの抗原量の頻回投与によって誘導された。

初回抗原投与に用いられたH.Iとフロインドのアジュバンドの混合物の!
H.Iに対する一次と二次の抗体応答に及ぼす影響

P 0#!:J!H.I!
○ S!0#!µJ!QR.!
● S!(+I!

P 0#!:J!H.I!
○ S!!/+I!
● S!(+I!

ニワトリはフロインドのアジュバンドを用いると一次応答の高さに変化はないが!
減少が緩やかになり免疫記憶を誘導した。頻回刺激の結果と合わせて抗原の!
持続的な刺激が重要である。QR.の影響は全く受けなかった。

マウスとニワトリにおける抗体応答と記憶の成立

ニワトリの抗体応答機構は抗原単独で容易に抗体応答を誘起できるが、抗原の!
性状やアジュバンドL(+Iを除く）の影響を受けにくく、免疫記憶も誘導されにくい。!
それゆえ、哺乳類の胸腺非依存性抗原に対する抗体応答機構と似ている。!

１．ニワトリの免疫応答機構!

.123456!78!195!4::285!;56<7865!48!,94,=58!
Ⅱ%!+28,D786!7@!,B;;45;N;5B,DA5!,5GG6!48!B8DN9B<158!
;56<78656!
Fumihiko Nagase et al. Z. Immun.-Forch. (Immunobiology) 154:256 (1978)

ニワトリの免疫応答の研究!
Ⅱ% 抗ハプテン応答におけるキャリヤー反応性細胞の機能!
ハプテン-キャリヤー抗原、抗ハプテン抗体、ハプテン特異!細胞、キャリヤー特異ヘルパーＴ細胞、ハプテン・キャリヤー効果、Ｔ‐Ｂ細胞間相互作用、ヘルパーＴ細胞非依存性Ｂ記憶細胞の誘導、サプレッサーＴ細胞

ハプテン反応性H細胞とキャリヤー反応性'細胞の細胞間相互作用による抗体産生

キャリヤーを認識する'細胞とハプテンを認識するH細胞が協力すること!
によってハプテンに対する強い記憶が誘導される。
免疫検査学第2版（臨床検査技術学13）小島健一、長瀬文彦、他4名
医学書院、1998年

DNA-BSAかDNP-BGG で一次免疫されたニワトリとされていない
正常ニワトリのDNP-BSAに対する抗DNP抗体応答の経時変化

P Ｃｏｎｔ!
△ )TRNHMM!
○ )TRNH.I*週間前に0#!:Jの)TRNH.Iを投与されたニワトリも)TRNHMMを投与されたニワトリも)TRNH.Iの二次投与に対して高い抗)TR応答を示した。ニワトリにおいてハプテン・キャリヤー効果は示されないで、'細胞非依存性にH記憶が誘導される。!

ニワトリの)TRNH.Iに対する抗)TR抗体応答に及ぼすH.I単独投与の影響

● (781!
P!0#!:J!H.I

0#:JのH.Iを*週間前に投与すると)TRNH.Iに対する抗)TR抗体応答は抑制さ!
れた。 H.I単独前投与によりキャリヤー特異サプレッサー'細胞が誘導される。!
H細胞記憶と抑制性'細胞記憶のバランスの上で免疫記憶が誘導される。系統発!
生的に未分化な鳥類において十分な'NH細胞間相互作用機構が成熟していない。

１．ニワトリの免疫応答機構!

.123456!78!195!4::285!;56<7865!48!,94,=586!
Ⅲ%!>?5,1!7@!62F6D12D78!7@!,B;;45;!78!5G4,41BD78!7@!B8DN
9B<158!B8DF73E!;56<78656!B83!J585;BD78!7@!9B<158N6<5,4U,!:5:7;E!
Fumihiko Nagase et al. Immunology 37:339 (1979)!
ニワトリの免疫応答の研究!
Ⅲ%!抗ハプテン抗体応答の誘起とハプテン特異記憶に及ぼすキャリヤー
置換の影響!
DNP-Ficoll、DNP-CSA (ニワトリ血清アルブミン）、DNP4-BSA、DNP42-BSA 、ヘルパーT細胞非依存性B細胞記憶の誘導、抗体応答の誘起に必要なヘルパーT細胞

)TRN+4,7GG投与による抗)TR抗体応答の誘起と)TR特異記憶の成立

胸腺非依存性抗原をキャリーとした)TRN+4,7GGは抗体応答を誘起しないが!
)TR特異記憶を誘導した。

)TRN(.I投与による抗)TR抗体応答の誘起と)TR特異記憶の成立

ニワトリの血清アルブミンをキャリヤーとした)TRN(.Iは抗体応答を!
誘起しないが)TR特異記憶を誘導した。

)TRVNHMMか)TRV"NHMM投与による抗)TR抗体応答の誘起と!
)TR特異記憶の成立

高密度にハプテンを結合した)TRV"NHMMは)TR特異記憶を誘導し、二次抗)TR!
抗体応答を誘起したが、一次抗)TR抗体応答を誘起できなかった。!
ニワトリの抗)TR抗体応答の誘起にはヘルパー'細胞機能が必要である。

ニワトリの'NH細胞間相互作用!

ニワトリにおいて、'細胞非依存性にH記憶が誘導され、キャリヤー特異サプレッサー'細胞が誘導される。しかし、H細胞応答の誘起にはヘルパー'細胞機能が必要である。

２．'細胞ハイブリドーマによる抗原認識!

(9B;B,15;4CBD78!7@!B!LHIQHW,!X!(Y&HQWZO+0!'!,5GG!9EF;437:B!
[419!372FG5!6<5,4U,41E\!;5,7J84D78!7@!B8DJ58!48!,7815]1!7@!!
/NI3!B83!B217;5B,DA41E!
Fumihiko Nagase et al. Eur. J. Immunol. 14:652 (1984)!
二重特異性を有するLHIQHW,!X!(Y&HQWZO+0!'細胞ハイブリドーマの特性：!
/NI3に拘束された抗原認識と自己反応性!
"細胞ハイブリドーマ（正常な"細胞と"腫瘍細胞の融合細胞）、クローニング、
KLH特異T細胞ハイブリドーマ(FN13)、抗原提示細胞(APC)、樹状細胞、マクロ
ファージ、B細胞、MHC(主要組織適合性複合体、ヒトのHLA、マウスのH-2)、MHC拘束（自己の#$%と抗原ペプチドの複合体を認識）、マウスのMHCクラスⅡ分子（I-A, I-E)、自己反応性(自己のMHCに対するＴ細胞の反応）、IL-2産生、IL-2依存性T細胞によるIL-2測定、$&'のリコンビナント(組み換え)マウス

抗原濃度と+T0*細胞による/QN"産生の量的な依存関係

'!細胞ハイブリドーマ+T0*は^Q_を免疫された(HZ+0マウスの脾臓細胞から作製した。
+T0*はHIQHW,のIR(存在下で^Q_の濃度依存性に、(Y&HQWZのIR(単独に、(HZ+0のIR(には両親マウスのIR(が存在するように反応して/QN"を産生した。

異なった_N"マウスからの抗原提示細胞LIR(Oが二つの+T0*サブクローンによる/QN"産生に及ぼす影響!

+T0*N0*と+T0*N"0は_N"のハプロタイプが3のIR(と^Q_及び_N"がFの!
IR(単独に二重に反応して/QN"を産生した。

+T0*N"0の/QN"産生に及ぼす抗体の影響

部分的抑制

+T0*N"0の^Q_刺激に対する/QN"産生は抗/NI3抗体で、(Y&HQWZか(HZ+0!のIR(刺激に対する/QN"産生は抗/NIF抗体で抑制された。

+T0*N"0の自己反応特異性の遺伝的な特性

+TN0*N"0は_N"の/NIがFのマウスのIR(に反応して/QN"を産生した。!
'細胞ハイブリドーマ+T0*N"0は/NI3に拘束された抗原^Q_と自己の/NIｂ単独を二重に認識する。!

３．'細胞クローンによる抗腫瘍免疫の誘導機構!

)5A5G7<:581!7@!9761N35<583581!94J9NJ;B35!12:7;N
6<5,4U,!4::2841E!19;72J9!B!87A5G!:5,9B846:!1;4JJ5;53!
FE!195!Q`'N"S!12:7;!6<564U,!'!,5GG!,G785!L^&QO!19B1!4832,56!
15:<7;BG!J;7[19!7@!Q0"0#!G52=5:4BN^&QN!AB;4B81!!
Fumihiko Nagase et al. J. Immunol. 138:2359 (1987)

L1210白血病細胞K7L-変異株の一時的な増殖を誘導するLYT-2+(CD8+)腫瘍特異T細胞クローンにより始動される新しいメカニズムを介した宿主依存性の強い腫瘍特異免疫の展開
クローン化"細胞は*個の"細胞から増殖した細胞集団であり、抗原刺激と細胞増殖因子(+,&')で生理的活性を維持したまま継代することができる。L1210
白血病細胞、L1210特異CTLクローンK7L、L1210白血病細胞K7L-変異株

^&Qと共にQ0"0#を投与されたマウスの腹腔内のQ0"0#増殖曲線

○ &!'!"#● (#)*&0#YのQ0"0#を腹腔に投与されたマウスでは腫瘍が急速に増殖し、$K!0#K!0#K!0#K!00日!
で腫瘍死した。Q0"0#をY]0#Zの^&Qと共に投与されたマウスにおいて、Y日の腫瘍増殖!
は完全に抑制されたが、0#日に一時的な腫瘍増殖が誘導され、その後拒絶された。!
これらのマウスの生存日数は"0K!"YK!aZ#KaZ#K!aZ#日であった。!

初回^&Qと共にQ0"0#を投与されたマウスから増殖したQ0"0#は^７Qの48!A41;7の!
抗腫瘍活性に不感受性である^&Qと共にQ0"0#を投与されたマウスから増殖したQ0"0#は^&Qの48!A41;7の腫瘍増殖抑制活性に不感受性であった。

^７Qと共にQ0"0#を最初に投与されたマウスにおいて増殖したQ0"0#!LQ0"0#N^&QNOの腫瘍原性と^&Qの生体内における抗腫瘍活性に対する感受性

Q0"0#とQ0"0#N^&QNは48!A4A7で同等の腫瘍原性を示したが、Q0"0#N^&QNは^&Qに対して!
不感受性であった。^&Qは標的腫瘍抗原Iを発現しているQ0"0#の増殖を阻止し、!
抗原Iを欠損したQ0"0#N^&QNの増殖を選択する。

初回^&Qと共にQ0"0#を投与されたマウスにおいて変異Q0"0#が完全に退行した後大量に再投与されたオリジナルのQ0"0#を拒絶する強力な抗腫瘍免疫が発現する

Q0"0#!L0#YO!と!^&Q!L"Y]0#YOをbZ〜0#Z日前に投与され生存したマウスは0#&のQ0"0#の再投与に対して全マウスが腫瘍の増殖を阻止し、Z#日以上生存した。

３．'細胞クローンによる抗腫瘍免疫の誘導機構!

/832,D78!7@!94J9NJ;B35!12:7;N6<5,4U,!4::2841E!48!B!9761!!
2648J!B!,E1717]4,!'NGE:<97,E15!,G785!6<5,4U,!@7;!B!61BFG5!!
12:7;!B8DJ58!78!:2;485!G52=5:4B!Q0"0#!!
S. M. Jamshedur. Ｒａｈｍａｎ et al. Cancer Res. 48:6450 (1988) 

マウス白血病Q１２１０の安定した腫瘍抗原特異細胞傷害性'リンホサイト!
クローンを用いた宿主の高度な腫瘍特異免疫の誘導!
L1210白血病細胞、L1210特異CTLクローンK4L、L1210白血病細胞K4L-変異株生成の欠如

'細胞クローン^VQの細胞傷害活性の特異性

^VQはQ0"0#とQ0"0#N^&QNの両方に細胞傷害活性を示したが、Q0"0#と_N"が同じ!
R*bb細胞やQY0&b`細胞には示さなかった。

'細胞クローン^VQの48!A4A7における腫瘍の中和

^VQは>W'L^VQWQ0"0#Oc"Yで完全にQ0"0#増殖を阻止し、>W'cYでは一時的な!
Q0"0#増殖を誘導したが、いずれのマウスも長期間生存した。

^４Qと共にQ0"0#を投与されたマウスにおいて増殖したQ0"0#!LQ0"0#N^VQOの!
^VQに対する感受性

オリジナルなQ0"0#と^４Qと共にQ0"0#を投与されたマウスにおいて増殖した!
Q0"0#!LQ0"0#N^VQOの48!A4A7における増殖は^VQによって 同等に抑制された。!
!^VQの標的腫瘍抗原はQ0"0#N^VQにもQ0"0#N^&QNにも安定に発現している抗原!
である。!
Q0"0#は^&Qの標的腫瘍抗原Iと^VQの標的腫瘍抗原Hを発現しており、抗原I!
欠損変異細胞だけが生成する。

)*&+ &!'!" ,抗原変異&!'!"-)*&-,).&^４Qと共にQ0"0#を投与されたマウスにおける強力なQ0"0#特異免疫の立証

Q0"0#!L0#YOと^VQ!L"]0#ZO!を&&日前に投与されて生存したマウスは0#&のQ0"0#の再!
投与に対して強力な免疫を誘起したが、<*bb腫瘍細胞に対してはできなかった。

^VQと共にQ0"0#を投与する前に抗Q*'VL()VOか抗QE1N"L()bOモノクローナル抗体を投与すると腫瘍を拒絶する免疫の誘導は阻止される!

^VQとQ0"0#によって強力な抗腫瘍免疫が誘導されるには宿主のヘルパー'細胞と!
キラーT細胞が必要であった。!

３．'細胞クローンによる抗腫瘍免疫の誘導機構!

)E8B:4,6!7@!J585;BD78!7@!B8DJ58!G766!AB;4B816!@;7:!
Q0"0#!:2;485!G52=5:4B!,G7856!3515,153!FE!B!12:7;N
6<5,4U,!'!,5GG!,G785!
Fumihiko Nagase et al. Cancer Res. 47:6494 (1987)

腫瘍特異'細胞クローンによって検出されるQ0"0#マウス白血病細胞からの抗原欠損変異株生成のダイナミックス!
L1210サブクローン、L1210サブサブクローン、L1210Ｋ７Ｌ‐変異細胞を生成しやすいサブクローンと生成しにくいサブクローン初めに^&Qに感受性であったQ0"0#クローンにおいて、短期間48!A41;7で継代した後に^&Qと共にマウスに投与し一時的に増殖する活力は異なる!

Q0"0#W0とQ0"0#W"：48!A41;7で0b月間継代しても変異細胞の出現なし!
Q0"0#W&\高い変異細胞の出現頻度、ただし変異細胞の割合は#%0d以下に維持

４．抗()*抗体による+,-陽性細胞の調節!

)7[8N;5J2GBD78!7@!'N,5GG!<;7G4@5;BD78!48!;56<7865!17!!
67G2FG5!B8DN()*!B8DF73456!19;72J9!35A5G7<:581!7@!!
;534;5,153!,E17GED,!B,DA41E!
Tint Lwin et al. Microbiol. Immunol. 39:599 (1995)
可溶性抗()*抗体に対する応答において逆方向の細胞傷害活性が!
展開されることによる'細胞増殖の抑制
可溶性抗CD３抗体、キラーT細胞（CTL, ＣＤ８+）、ヘルパーT細胞（ＣＤ４+）、Fcレセプター、逆方向(redirected)の細胞傷害活性（抗CD3抗体で架橋されたFcR+細胞に対するキラーT細胞による傷害活性）、抗原提示細胞(APC)、
共刺激細胞、マクロファージ、B細胞、免疫抑制、抗イデオタイプ抗体
キラー!
()*
'細胞

B()*

細胞傷害

+,-S細胞

可溶性抗()３抗体による脾臓'細胞の増殖と増殖抑制の誘導
,
+

/

LIO 抗()*抗体による全脾臓細胞、()bS'細胞、()VS'細胞の一次増殖の誘導、 !
()bS'細胞の増殖の減少は急激、LHK!(O抗()*抗体に応答して一度増殖した!
()bS'細胞によるLHO!()VS'細胞、()bS'細胞、L(O新鮮な'細胞の抗()*抗体によ!
る増殖誘導の抑制!

抗()*抗体で刺激された脾臓細胞、()bS'細胞、()VS'細胞の細胞傷害活性+,

LIO抗()*抗体で刺激された脾臓細胞のQY0&b`細胞に対する細胞傷害活性の!
経時変化とLHO()bS'細胞及び()VS'細胞のQY0&b`細胞に対する細胞傷害活性。!
('Q測定系に抗()*抗体を添加すると、LIO!細胞培養の初期とLHO!()bより()V陽性!の'細胞で細胞傷害活性が増加した。

,
抗()*抗体による細胞傷害活性の誘導は!
()bS'細胞の()*と+,陽性細胞が抗()３!
抗体を介して架橋されることが必要である+/

LIO抗()*抗体のL+BFeO"は増殖応答の誘導も細胞傷害活性も誘導しないし、細胞傷害の測定系への添加による細胞傷害活性の増強もしなかった。細胞傷害活性には正常な抗()*抗体が必要である。LHO()bS!'細胞の標的細胞として細胞傷害の感受性がある腫瘍細胞は加熱凝集マウス/Jの結合性を示した。L(O!抗()*抗体で活性化された()bS'細胞の細胞傷害活性は過熱凝集マウス/Jにより抑制された。 抗()*抗体の再刺激に対する'細胞増殖の新しい共刺激細胞添加!
による部分的な回復+,
#培養後0/12の添加# (781!
3 無#
4 有

#%0!µJ!W:G!B()*

0!µJW:G!B()*

LIO抗()*抗体刺激による'細胞の()*発現の減少（実線）と抗()*抗体の'細胞への結合（破線）、LHO二次培養に0#Z!の共刺激細胞を添加すると、 一次と二次の培養間隔がV日間L>]<!0K!"Oでは二次培養の"日目、"日間L>]<!*Oでは二次培養の0日目に共刺激細胞の強い効果が示された。!

抗体と('Qの共同による免疫抑制

抗()*モノクローナル抗体を用いたモデル実験から抗イディオタイプ抗体が('Qと抗原提示細胞とを+,-を介して架橋して活性化し、その後+,-SのHリンパ球やマクロファージが活性化された('Qと結合し傷害される。これによって'9へのIR(活性、共刺激細胞活性が低下する。
中島 泉、ティン・ルイン、長瀬 文彦「キラーＴ細胞による免疫制御」『臨床免疫』28(1), p.79-86 (1996)