2016年駒場祭「10分で伝えます！東大研究最前線」で発表

2. 免疫って、何をしてるの？

3. 病気を治す
インフルエンザの家族を看病
→ 案外、うつらない
少し古いものを食べる
→ 案外、お腹はこわれない
病気を防ぐ
インフルエンザで寝込む
→ 大抵、一週間くらいで治る
ウィルス性腸炎で寝込む
→ 大抵、一週間くらいで治る

4. 予防接種
日本脳炎，結核，はしか，風疹などなど
専用のワクチンを注射する
→ その病気にかかりにくくなる
「免疫がつく」とはどういうこと？
身体が病気を「覚える」？

5. 自然免疫と適応免疫

6. 免疫は二段構え
自然免疫：異物を見つけて排除する
• 多くの病原体にはそれと分かる標識が付いている
• 身体の中のマクロファージなどにより無害化
……でも、時々捕まえ損ねてしまう
病原体関連分子パターン(PAMP)
白血球の
一種だよ！

7. 免疫は二段構え
適応免疫：ある標的病原体を効率的に排除する
リンパ球 抗体
(タンパク質)
標的
病原体
仕事が
できない！
こんにちは^^
中和作用
貪食作用
病原体に合ったリンパ球の準備に約5日間
→ 大抵の軽い病気は1週間で治る！
例：体液性免疫（vs. 細菌）
標的病原体に
だけくっつく

8. 適応免疫のふしぎとしくみ

9. 病原体ってどれだけあるんだろう？
病原体(pathogen)の分類
• ウィルス，細菌，真菌，原虫など
病原体の種類
• ウィルス：~1,000,000種（推定[1]）…さらに変異種も生じる
• 細菌：~1,000,000,000種（推定[2]）
[1] Morse, Stephen S., ed. Emerging viruses. Oxford University Press on Demand, 1996.
[2] Dykhuizen D. Species Numbers in Bacteria. Proceedings California Academy of Sciences. 2005;56(6 Suppl 1):62-71.
それぞれに異なった抗体が結合する！
(※正確にはBCR/TCR)

10. 抗体と遺伝子
抗体 ＝ タンパク質
タンパク質の設計図 ＝ 遺伝子 (DNA)
約２万のタンパク遺伝子 in ヒトゲノム

11. 全然足りない？
~1,000,000種 20,000個

12. 色々な抗体を作るしくみ：遺伝子再編成
リンパ球(T/B細胞)
成熟リンパ球への分化時
ゲノムが変化する
通常の体細胞
機能が分化しても受精卵と
同じゲノムを受け継ぐ
幹細胞
神経細胞
皮膚細胞

13. V(D)J遺伝子再編成
利根川 進
ノーベル医学・生理学賞
(1987年)
抗体タンパクのカギの領域は３つのパーツからなる
３つのパーツに含まれるタンパク質の並びで
病原体との結合性が決まる

14. V(D)J遺伝子再編成
もともとのゲノムにはカギのパーツがそれぞれ多数含まれている
３つのパーツを切り貼りして新しい遺伝子をつくる！
４０ × ２５ × ６ ＝ ６０００種類 (重鎖)

15. さらなる多様性を生み出すしくみ
• タンパクのペアの組み合わせ
• 結合部多様性
→ パーツの組み合わせ時の個体差
• 高頻度突然変異
→ 特別にDNAの並びが変化しやすい
＝ ＋抗体
重鎖 軽鎖
→ 1,900,000種類
6,000種 320種
→ 1018 種類以上 [1]
[1] Venturi, Vanessa, et al. "The molecular basis for public T-cell responses?." Nature Reviews Immunology 8.3 (2008): 231-238.
(100京)

16. 適応免疫が機能するということ
1018種類の可能なリンパ球から
病原体とぴったり合う抗体を作れるものを探しだす
受け取って
ください！
もしかして、
運命の人…？
病気が治ったあとも、一部のリンパ球が10年くらい残る
→ 免疫記憶

17. 進行中の免疫研究

18. 免疫レパートリー
成人の身体の中にある成熟リンパ球 (T細胞で)
• 個数： 2~10兆個 [1]
• 種類： 100万~1億種類 [1]
• 現在掛かっている病気、これまでの病歴、遺伝などの要因
ヒトゲノム解析：2000年頃にほぼ完了
個人それぞれの持つリンパ球の全容は未知の領域！
[1] Laydon et al. Estimating T-cell repertoire diversity: limitations of classical estimators and a new approach.
Phil. Trans. R. Soc. B: Biological Sciences. 2015;370(1675):20140291

19. RepSeq: レパートリーシーケンシング
最新のDNA/RNA解析技術 (HTS)
• 1台で1000億文字/日のDNAを読める
（参考：ヒトゲノムは約30億文字）
• 2000年ごろの100万倍の処理能力
Georgiou, et al. "The promise and challenge of high-throughput sequencing of the antibody repertoire." Nat. biotech. 32.2 (2014)
網羅的なリンパゲノム解析
…ヒトへの適用には課題もいろいろ
血中などに含まれるリンパ球
抗体遺伝子の超並列解析

20. レパートリーには有用な情報が眠っている
• 病気の発見・予見
ある病気に掛かるとどのようにレパートリーが変化するのか？
• 予後予測
病気の悪い経過・リスクのサインはレパートリーに現れるか？
• 新薬の開発
ある病気を治すためにどんな抗体が作られているのか？ (→モノクローナル抗体)
• 免疫システムや自己免疫疾患の理解
成長や疾患，投薬などに免疫系はどのように反応するのか？

21. 三行でまとめると
• 免疫は遺伝子の組換えを駆使して多様な病原体と闘っている
• リンパ球は天文学的な多様性を持っているが、全容はまだ謎
• 新技術による網羅的解析は、病気の診断や創薬に役立ちそう！
今後の研究が
楽しみ！