25.12 : 抗菌タンパク質

抗菌タンパク質は免疫系の重要な構成要素です。直接病原体を殺したり、病原体の複製プロセスを妨げることで、体が病原体と戦うのを助けます。抗菌物質の主な 4 つのタイプは、インターフェロン、補体系、鉄結合タンパク質、および抗菌タンパク質です。

インターフェロン

インターフェロン (IFN) は、ウイルスに感染したリンパ球、マクロファージ、線維芽細胞によって生成されるタンパク質です。IFN はウイルスが宿主細胞に侵入して付着するのを防ぐことはできませんが、ウイルスの複製を防ぐことはできます。ウイルスに感染した細胞がこれらのタンパク質を放出すると、近くの感染していない細胞に拡散します。ここで、ウイルスの複製を阻害する抗ウイルスタンパク質の生成が引き起こされます。インターフェロンには、IFN-α、IFN-β、IFN-γ の 3 種類があります。

インターフェロンアルファ (IFN-α) はナチュラルキラー細胞の活性を高め、MHC クラス I 分子の発現を増加させます。IFN-α は主に形質細胞様樹状細胞と白血球によって生成されますが、インターフェロンベータ (IFN-β) は主に線維芽細胞と上皮細胞によって生成されます。ウイルス感染を制御することに加えて、IFN-β は炎症誘発性サイトカインの生成を阻害することで炎症を軽減するのに役立ちます。T 細胞とナチュラルキラー細胞によって生成されるインターフェロンガンマ (IFN-γ) は適応免疫に不可欠であり、マクロファージの活性化に重要な役割を果たします。

補体系

補体系は、血漿と細胞膜に含まれるタンパク質のグループです。これらのタンパク質が活性化されると、免疫反応が強化されます。補体系は、古典的経路、代替経路、レクチン経路という 3 つの異なる経路を通じて活性化されます。各経路は異なる刺激によって引き起こされますが、免疫反応につながる共通の一連イベントに収束します。

補体系が活性化されると、膜侵襲複合体 (MAC) を形成して細胞溶解を行い、病原体の膜に孔をあけて破裂させます。また、補体系はオプソニン化によって貪食作用を促進します。オプソニン化では補体タンパク質が病原体を覆い、貪食細胞に取り込まれやすくなります。さらに、C3a や C5a などの補体タンパク質は、ヒスタミンの放出を刺激し、血管の透過性を高め、感染部位に免疫細胞を引き寄せることで炎症を引き起こします。

鉄結合タンパク質

鉄結合タンパク質は、遊離鉄の利用可能性を減らすことで、特定の細菌の増殖を抑制します。多くの細菌は成長と代謝に鉄を必要としているため、これらのタンパク質は細菌の増殖を抑制する鉄制限環境を作り出します。例としては、下記があります：

• 血液および組織液中のトランスフェリン。
• 牛乳、唾液、粘液に含まれるラクトフェリン。
• 肝臓、脾臓、赤色骨髄中のフェリチン。

抗菌ペプチド

抗菌ペプチド (AMP) は、幅広い抗菌活性スペクトルを持つ短いペプチドです。これらの小さなタンパク質は、細胞膜またはウイルスエンベロープを破壊して構造の完全性を損なうことで、病原体を直接殺すことができます。この破壊により病原体が死滅するため、抗菌ペプチドは自然免疫系における重要な第一防衛線となります。AMP の例には、汗腺のデルムシジン、血小板のトロンボシジン、好中球、マクロファージ、上皮のディフェンシンとカテリシジンなどがあります。AMP は、さまざまな微生物を殺すだけでなく、免疫反応に関与する樹状細胞と肥満細胞を引き寄せます。興味深いことに、AMP にさらされた微生物は、抗生物質でよく見られる耐性を獲得しないようです。