T 細胞の免疫表現型検査 - ガイド

T 細胞の免疫表現型検査 - ガイド

導入


T リンパ球は、免疫系で重要な役割を果たす白血球の一種です。 T 細胞にはさまざまな種類があり、その機能を研究するにはそれらを正確に区別できることが重要です。免疫表現型検査は、これらのさまざまな種類の T リンパ球を特定し、分類するプロセスです。このガイドでは、T 細胞を識別するために使用されるさまざまなマーカーと、フローサイトメトリーを使用して T 細胞を分類する方法について説明します。また、さまざまなヘルパー T 細胞サブセットとその活性化マーカーについても見ていきます。免疫表現型検査の基本を理解することで、免疫関連疾患を効果的に診断し、治療できるようになります。


重要なポイント



T 細胞は多様で、CD4+ ヘルパー、CD8+ 細胞傷害性 T 細胞、制御性 T 細胞などのサブセットがあり、それぞれが独自の機能を持っています。

CD45、CD25、CD69 などの表面マーカーは、T 細胞の状態と活性化レベルを区別します。
Th0、Th17、Treg などのヘルパー T 細胞は、CD25、RORγt、Foxp3 などの特異的なマーカーによって識別されます。
フローサイトメトリーによる免疫表現型検査により、T 細胞集団の詳細な分析が可能になり、疾患の診断と治療に情報を提供します。
T 細胞マーカーとサブセットを理解することは、標的免疫療法やワクチンを開発するために不可欠です。


Tリンパ球とは何ですか?



T細胞としても知られるTリンパ球は、適応免疫に不可欠な白血球の一種です。それらは骨髄で発生し、胸腺で成熟します。 T 細胞は、免疫応答を調整し、感染から体を守り、癌細胞から保護する上で中心的な役割を果たします。ヘルパー T 細胞とも呼ばれる CD4+ T 細胞は、サイトカインを分泌して B 細胞を活性化することで他の免疫細胞を助け、細胞傷害性 T 細胞としても知られる CD8+ T 細胞は、感染細胞または癌性細胞を直接排除します。 T 細胞は、感染細胞または抗原提示細胞によって提示される外来抗原を認識するために不可欠であり、特定の抗原を検出するための多様な T 細胞受容体を保有しています。さらに、制御性 T 細胞 (Treg) は、免疫寛容の維持と自己免疫反応の防止に役立ちます。全体として、T リンパ球は免疫応答を調整し、免疫恒常性を維持する上で重要な役割を果たします。


免疫表現型検査



免疫表現型検査は、表面マーカーまたは抗原に基づいて特定の細胞集団を特定し、特徴付けるために使用される強力な技術です。リンパ球、単球、樹状細胞などを含むさまざまな種類の免疫細胞を研究するために、免疫学や医学で広く使用されています。このプロセスには、細胞表面に存在する特定のタンパク質または分子に結合できる特定の抗体の使用が含まれます。


免疫表現型検査では、対象の細胞が、標的表面マーカーに特異的な蛍光タグ付き抗体で標識されます。次に、細胞はフローサイトメーターを通過するか、免疫組織化学などの他の方法を使用して分析されます。フローサイトメーターは標識細胞が発する蛍光を検出するため、研究者は複数のマーカーを同時に分析し、表面マーカー発現の固有のパターンに基づいて異なる細胞集団を識別できます。


フローサイトメトリーによる T 細胞の免疫表現型検査



フローサイトメトリーは、サンプル中のさまざまな種類の細胞を特定し、定量するために使用される技術です。これは、サンプルを液体の流れに注入することによって機能し、これにより細胞がレーザーを通過して流れます。次にレーザーを使用して、細胞表面のさまざまなマーカーの発現を検出します。


フローサイトメトリーは、T 細胞の分類と選別に最も一般的に使用される方法です。この技術では、レーザーを使用して、細胞表面の特定の抗原に結合する蛍光色素を励起します。次に、蛍光が検出器によって検出され、データがコンピューターによって分析されます。これにより、抗原発現プロファイルに基づいて個々の細胞を同定および分類することが可能になります。


フローサイトメトリーを使用して T 細胞が同定されると、特定の活性化マーカーの発現に基づいて T 細胞をさまざまなサブセットに分類できます。これは、蛍光活性化セルソーター (FACS) と呼ばれる装置を使用して行うことができます。この方法では、蛍光標識抗体を使用して、Th17、制御性 (Treg)、または細胞傷害性 T 細胞を特異的に単離します。 FACS はサイズと色に従って細胞を分離し、各 T 細胞サブセットの純粋な集団の収集を可能にします。もう 1 つの一般的な方法は、特定の活性化マーカーに対する抗体でコーティングされた磁気ビーズを使用することです。これらのビーズは、活性化 T 細胞を非活性化 T 細胞から分離したり、ヘルパー T 細胞を細胞傷害性 T 細胞から分離したりするために使用できます。


T 細胞の分類と関連する T 細胞マーカー



T 細胞は、その機能と表面マーカーに基づいて、いくつかの異なる種類に大まかに分類できます。 T細胞の主な種類は次のとおりです。


ナイーブ T 細胞マーカー



ナイーブ T 細胞はまだ特定の抗原に遭遇していないため、「経験が浅い」と考えられます。それらは血液およびリンパ系器官を循環し、同種の抗原との遭遇を待っています。以下の表面マーカーは、ナイーブ T 細胞の移動、活性化、生存に重要な役割を果たし、最終的には特定の抗原に遭遇した際の適応免疫応答の開始におけるナイーブ T 細胞の機能に貢献します


マーカー
関数
T細胞マーカー; T細胞受容体シグナル伝達に必須
ナイーブ T 細胞の特異的マーカー。休止細胞に関連する
L-セレクチン;リンパ球の遊走に関与する
IL-7受容体α鎖。ナイーブT細胞上で発現
リンパ組織のホーミング受容体
共刺激分子; T細胞の活性化に役割を果たします
共刺激分子。 T細胞の活性化に役割を果たします
二次リンパ器官への T 細胞ホーミングに関与

活性化された T 細胞マーカー



活性化された T 細胞は、その活性化状態と免疫応答への関与を示す特定のマーカーをその表面に発現します。これらのマーカーは T 細胞の活性化時に上方制御され、T 細胞の機能状態の指標として機能します。


エフェクター T 細胞マーカー


エフェクター T 細胞は、特定のエフェクター機能を実行するために分化した活性化 T 細胞です。それらのサブセットに応じて、サイトカインを分泌したり(Th1、Th2、Th17細胞など)、B細胞の抗体産生を助けたり(Th2細胞など)、標的細胞(細胞傷害性T細胞など)を直接殺したりすることができます。


CD4+ T 細胞マーカー


これらの T 細胞は、その表面に CD4 コレセプターを発現し、免疫応答の調整において中心的な役割を果たします。これらは、サイトカインを分泌し、免疫活性化に必要なシグナルを提供することで、B 細胞や細胞傷害性 T 細胞などの他の免疫細胞を助けます。


マーカー
関数
T細胞マーカー; T細胞受容体シグナル伝達に必須
MHCクラスII相互作用の共受容体。 CD4+ T細胞による抗原認識を促進します
IL-2受容体α鎖。活性化されたヘルパー T 細胞に発現
共刺激分子。ヘルパーT細胞の活性化に重要
B細胞の活性化と抗原に応答した抗体産生に重要
ケモカイン受容体; T濾胞ヘルパー(Tfh)細胞の遊走に重要
ケモカイン受容体; T濾胞ヘルパー(Tfh)細胞の遊走に重要
誘導性共刺激因子。ヘルパーT細胞の機能を調節します
免疫チェックポイント分子;ヘルパー T 細胞の応答を調節します
ヘルパー T 細胞の活性化を下方制御します。免疫調節において重要な

ヘルパー T 細胞のサブタイプ



ヘルパー T 細胞には、Th0、Th17、および制御性 T (Treg) 細胞の 3 つの主な種類があります。これらのサブセットはそれぞれ、免疫系において異なる機能を持っています。


Th0 細胞は、まだ完全には活性化されていないヘルパー T 細胞の一種です。それらは、活性化マーカー CD25 および転写因子 T-bet の発現によって区別されます。


Th17 細胞は、サイトカイン IL-17 の分泌を担うヘルパー T 細胞の一種です。これらは、活性化マーカー CD154、IL-17、RORγt の発現によって区別されます。


制御性 T (Treg) 細胞は、免疫応答の制御を助けるヘルパー T 細胞の一種です。これらは、活性化マーカー Foxp3 の発現によって区別されます。


CD8+ T 細胞マーカー



CD8+ T 細胞 (細胞傷害性 T 細胞) は CD8 コレセプターを発現し、感染細胞または癌性細胞を直接殺すことに特化しています。多くの場合、ウイルス感染や腫瘍の発生に関連して、表面に外来抗原を提示する細胞を認識して破壊します。


最も一般的に使用される免疫表現型 T 細胞マーカーは、CD45、CD25、および CD69 です。これらのマーカーは、その特定の機能に関係なく、すべての活性化 T 細胞で発現されます。他の活性化マーカーには、CD154 (CD40 リガンド)、CD40、および HLA-DR が含まれます。これらの抗体は、活性化 T 細胞と非活性化 T 細胞を区別したり、ヘルパー T 細胞の異なるサブタイプを区別したりするために使用できます。フローサイトメトリーは、ヘルパー T 細胞の機能状態を判定するためにも使用できます。活性化マーカー HLA-DR の発現は、これらの細胞の活性化レベルを評価するためによく使用されます。 HLA-DR 発現レベルを測定することにより、ヘルパー T 細胞がどの程度活性であるかをより正確に把握できます。


マーカー
関数
T細胞マーカー; T細胞受容体シグナル伝達に必須
MHCクラスI相互作用の共受容体。 CD8+ T細胞による抗原認識を促進します
ナイーブ CD8+ T 細胞の特異的マーカー。休止細胞に関連する
記憶 CD8+ T 細胞の特異的マーカー。活性化された細胞と関係がある
CD8+ T 細胞の早期活性化マーカー
IL-2受容体β鎖。 CD8+ T細胞活性化に関与
IL-7受容体α鎖。ナイーブ CD8+ T 細胞上で発現
CD137 (41-B)
共刺激分子。 CD8+ T細胞の生存と増殖を促進します
免疫チェックポイント分子; CD8+ T細胞応答を調節します
CD8+ T 細胞の活性化を下方制御します。免疫調節において重要な

メモリーT細胞マーカー



抗原との最初の遭遇の後、一部の T 細胞はメモリー T 細胞に分化します。これらの細胞は体内に長期間存続し、同じ抗原に再曝露されると迅速かつ強化された応答を提供します。


マーカー
関数
メモリー T 細胞の特異的マーカー。活性化された細胞に関連しています。抗原への再曝露時の迅速な想起反応を促進します。
L-セレクチン;中央記憶 T 細胞 (TCM) に発現します。 TCMをリンパ節および二次リンパ器官に誘導します。再循環とホーミングが可能
ホーミング受容体。中央記憶 T 細胞 (TCM) に発現します。 TCMをリンパ節および二次リンパ器官に誘導します。免疫監視にとって重要
IL-7受容体α鎖。メモリーT細胞で発現します。メモリー T 細胞の生存と維持を促進します。
共刺激分子。メモリーT細胞で発現します。メモリーT細胞の分化と寿命にとって重要
CD95 (ファス)
Fas リガンド (FasL) に結合するとアポトーシスを誘導します。メモリーT細胞集団の制御と維持に重要
ケモカイン受容体;エフェクターメモリー T 細胞 (TEM) 上で発現します。ケモカインに反応してTEMを炎症組織に誘導します
ケモカイン受容体;エフェクターメモリー T 細胞 (TEM) 上で発現します。炎症部位へのTEMの動員を仲介する

ガンマデルタ (γδ) T 細胞マーカー



これらの T 細胞は、αβ T 細胞に見られるアルファ鎖とベータ鎖の代わりに、ガンマ鎖とデルタ鎖で構成される独特の T 細胞受容体を発現します。これらは、特定の種類の感染症への迅速な対応や組織監視への参加など、独特の機能を持っています。


マーカー
関数
ナイーブγδ T 細胞のサブセットに存在します。休止細胞に関連する
ユニークな T 細胞受容体。リン酸化抗原を含む非ペプチド抗原と、非古典的 MHC 分子によって提示される脂質抗原を認識します。
共刺激分子。 γδ T 細胞のサブセットで発現します。 T細胞の活性化と記憶力の発達に重要
早期活性化マーカー。活性化直後に活性化されたγδ T 細胞上に発現します。免疫細胞の相互作用にとって重要
ナチュラルキラー (NK) 細胞マーカー。 NK 様の特性を持つ γδ T 細胞のサブセットで発現します。細胞毒性とサイトカイン産生に関与
NK細胞受容体。 γδ T 細胞のサブセットで発現します。感染細胞または形質転換細胞上のストレス誘発性リガンドを認識します
Vδ1 および Vδ2 チェーン
Vδ1 発現γδ T 細胞は組織修復と粘膜免疫に関与しています。 Vδ2 を発現する γδ T 細胞は、感染症やがんに対する応答において顕著です
CD161
組織常在性の特性を持つγδ T 細胞のサブセットで発現します。組織の監視と炎症組織への移動に関与

T 細胞免疫表現型検査アプリケーション



免疫系機能の理解: T 細胞の免疫表現型解析は、研究者や免疫学者が免疫系内の T 細胞サブセットの組成、分布、活性化状態をより深く理解するのに役立ちます。この知識は、免疫応答の複雑さと、免疫応答が感染症、腫瘍、その他の病気からどのように体を守るかを解明するために重要です。


病気の診断と分類: T 細胞の免疫表現型検査は、さまざまな病気の診断と分類に不可欠です。がんに関しては、異常な T 細胞集団が関与する特定の種類のリンパ腫や白血病を特定するのに役立ちます。さらに、T 細胞サブセットとその機能状態の逸脱を特定することにより、免疫不全や自己免疫疾患などの免疫関連疾患の診断にも役立ちます。


疾患の進行と治療効果のモニタリング: T 細胞免疫表現型検査は、特に疾患の進行や治療に応じた T 細胞集団の経時的な変化をモニタリングするために使用されます。研究者や臨床医は、T 細胞サブセットや活性化マーカーの変化を追跡して、治療の有効性や疾患の転帰を評価できます。


ワクチンの開発と評価: ワクチン研究では、候補ワクチンの免疫原性と有効性を評価するために免疫表現型検査が重要です。これにより、研究者はワクチン接種に応じた特定の T 細胞サブセットの活性化と増殖を測定でき、ワクチン誘発性の免疫応答についての洞察が得られます。


感染症に対する免疫応答の研究: 感染症における T 細胞の免疫表現型解析は、T 細胞サブセットの動的な変化と病原体に対する免疫応答へのそれらの関与を理解するのに役立ちます。これにより、宿主防御の細胞基盤と免疫介入の潜在的な標的についての重要な洞察が明らかになります。


免疫療法アプローチの評価: T 細胞の免疫表現型検査は、チェックポイント阻害剤、CAR-T 細胞療法、養子 T 細胞療法などの免疫療法治療を評価する際に重要です。これにより、研究者は、これらの治療を受けている患者における操作または活性化された T 細胞の増殖と機能を評価することができます。


免疫老化と免疫老化に関する研究: T 細胞の免疫表現型検査は、免疫系の加齢に関連した変化を研究するのに役立ちます。これは、T細胞サブセットの構成と機能が加齢とともにどのように変化するのか、またそれが感染症への感受性や加齢に関連した疾患の発症にどのような影響を与えるのかを研究者が理解するのに役立ちます。


医薬品開発と標的の特定: 医薬品開発では、免疫表現型検査を使用して、治療介入の潜在的な標的を特定できます。研究者は、疾患に関与する特定の T 細胞集団を特徴付けることで、これらの免疫応答を選択的に調節する薬剤を設計できます。


T細胞免疫不全における免疫表現型検査の役割



T 細胞の主な機能の 1 つは、感染から体を守ることです。 T 細胞が適切に機能しない場合、体は感染症やその他の病気にかかりやすくなります。これは T 細胞免疫不全として知られています。 T 細胞異常にはさまざまな種類があり、それぞれが異なる遺伝子の欠陥によって引き起こされます。一般的な例としては次のようなものがあります。


重症複合型免疫不全症 (SCID) は、体液性免疫系と細胞性免疫系の両方に影響を及ぼす疾患です。これは、IL-12 受容体ベータ鎖遺伝子の欠陥によって引き起こされます。
ディジョージ症候群 (DGS) は、胸腺および免疫系の他の部分に影響を及ぼす疾患です。 TBX21 遺伝子の欠陥によって引き起こされます。


ウィスコット アルドリッチ症候群 (WAS) は、体液性免疫系と細胞性免疫系の両方に影響を及ぼす疾患です。これは、WAS タンパク質遺伝子の欠陥によって引き起こされます。
慢性肉芽腫性疾患 (CGD) は、免疫系の食細胞に影響を与える疾患です。これは、NADPH オキシダーゼ酵素の欠陥によって引き起こされます。


T 細胞のソーティングにより、T 細胞の機能と活性化状態をより詳細に分析できます。 T 細胞は、サイトカイン、成長因子、抗原などのさまざまな刺激によって活性化されます。活性化されるとサイトカインを分泌し、免疫反応の調節に役立ちます。欠陥のある T 細胞の特異的な活性化マーカーを特定することで、医師は疾患の原因についてより深く理解し、それらの特定の欠陥を対象とした治療計画を立てることができます。したがって、免疫表現型検査は研究目的だけでなく、自己免疫疾患の診断や治療にも価値があります。

28th Nov 2024 Sana Riaz

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