新型コロナウイルスと戦う免疫のスペシャリスト集団

「新型コロナウイルスに感染した細胞は警報を発する」を読む

ウイルスは第一の防衛隊を突破。次なる作戦は!?

ウイルスが増える勢いを抑えるために先陣を切って登場してくれたのが第一の防衛隊、自然免疫細胞たちです。

卓越した大食いスキルを持つマクロファージはウイルスによって殺されてしまった細胞たちをきれいに食べて掃除し、さらには炎症を引き起こして血管内をパトロールしている免疫細胞たちを感染現場へと呼び集めてくれました。

しかしこの自然免疫細胞たち、スピード自慢の戦隊ではあるものの、現れた敵の特徴に合わせた戦闘術を繰り出すことができないのです。

よくよく考えてみましょう。死んだ細胞を食べるという技だけでは、すでにウイルスに感染した今まさにウイルスを大量生産している生きている細胞への対処はできないわけですよね。

したがってウイルスが自然免疫細胞たちからの攻撃を上回る勢いで増えてしまえば、もう彼らだけでは戦いに敗れてしまうわけです。

このピンチを乗り越えるため私たちの免疫システムが繰り出すのが、最終手段にして最強の戦闘のスペシャリスト集団・獲得免疫細胞たちなのです。

彼らは一般的に、登場・活躍するまでに少なくとも1週間の準備期間が必要であることがわかっています。なぜそれだけの時間が必要なのか?　を理解していただけるように解説していきます。

最強のスペシャリストに敵の情報を伝える「飛脚」

まずは前回では触れられなかった自然免疫の3つ目の重要な役割と、それを担う要となる細胞をご紹介しましょう。

前回名前を紹介したものの全く触れてこなかった自然免疫細胞がいたことを覚えていますか?　その名は樹状細胞（じゅじょうさいぼう)です。この細胞は木の枝のようなトゲトゲの構造を持つ形状からこの名がつけられました。

少し話がそれますが、生物学の世界でこのような突起をたくさん持つ場合は、あるシンプルな共通点があります。

それは表面積を大きくしてできるだけ対象物とたくさん触れたいところに、この構造があるということです。

例えば私たちの小腸の内側には柔毛(じゅうもう)と呼ばれるにょろにょろの構造がありますが、これは腸内を流れる消化物に触れて栄養を吸収します。植物の根に生える微細な毛である根毛(こんもう)も表面積を大きくすることでより多くの水分・栄養分を吸収できるわけですね。

樹状細胞も、あるものに触れることで重要な役割を果たしてくれます。

樹状細胞は自然免疫細胞の一員として、死んだ細胞を食べて掃除することや炎症を引き起こすこともできるのですが、マクロファージに比べるとそのレベルはとてもか弱いもので脇役的な活躍しかしません。

樹状細胞の活躍の場は、自然免疫細胞3つ目の機能である侵入者の情報を獲得免疫に伝えるというところにあります。

ウイルスの勢いが止まらない!　自然免疫細胞ではもう限界だ!　というピンチな状況で、樹状細胞はまるで飛脚のように感染現場を離れて獲得免疫細胞たちの集まっているリンパ節へと情報を伝えに行くのです。

リンパ節では、最強の戦隊・獲得免疫細胞たちが活躍の場を待ってたむろしています。獲得免疫細胞はいわば専門家集団で、1細胞ずつがそれぞれに戦うのが得意な相手がいます。

例えばある細胞はインフルエンザウイルスに対して、ある細胞はノロウイルスに対して、ある細胞はヘルペスウイルスに対して……といった具合です。逆に言えば専門外の敵に対しては全く役に立ちません。

膨大な種類の獲得免疫細胞たちは、血管とリンパ管(いわば体内の高速道路)を使って全身を駆け巡っているのですが、リンパ節は彼らにとってサービスエリアのような場所です。

樹状細胞はまるで「ウォーリーを探せ」みたいな感じで、新型コロナウイルスと戦える獲得免疫細胞を探し出さなければいけません。その捜索に役に立つのが、樹状細胞が感染現場で食べて体内に取り込んできたウイルスの欠片(かけら)です。

樹状細胞は感染現場でウイルスを食べると、ウイルスのタンパク質を細かく分解しペプチドと呼ばれる状態にします。そのウイルス由来の物質を細胞表面に提示することで、侵入者の情報を伝えることができるのです。

そしてリンパ節に存在する数々の獲得免疫細胞と触れ合うことで、真の専門家を探します。樹状細胞のたくさんの突起は、できるだけ多くの獲得免疫細胞と接触し、目当ての専門家を見つけ出すのに役立っていたというわけですね。

ある時、樹状細胞が伝える情報に合致する(提示している新型コロナウイルス由来のペプチドに反応できる)獲得免疫細胞に触れ合うことに成功すると、その細胞は途端に猛烈な勢いで細胞分裂を繰り返します。これによってウイルスに対抗できるスペシャリスト集団ができあがるわけです。

なんとも効率的な仕組みだと思いませんか?　私たち人間社会もこんなふうに、適切なタイミングで真のスペシャリストが分裂して増えて隊をなし問題解決してくれるのであれば、もっともっと文明が進んだ世界になっているかもしれないな、なんて妄想をしたりします。

体調を崩した時にリンパ節が腫れた経験をお持ちの方は多くいらっしゃると思いますが、これこそが獲得免疫細胞が細胞分裂を繰り返している時に起きる現象なのです。

増殖したスペシャリスト集団が戦いへと参戦する

リンパ節で増殖を繰り返した細胞たちはその場から離れ、いよいよ感染現場へと戦いに向かっていきます。樹状細胞の情報をもとに、選抜されて増える戦闘のスペシャリスト集団には大きく2グループあります。

1つは近接攻撃が得意なキラーT細胞、もう1つは抗体と呼ばれるタンパク質を駆使した遠隔攻撃が得意なB細胞です。

キラーT細胞のキラーは英語のKiller(殺し屋)が由来です。キラーT細胞は細胞に触れることで、その細胞がウイルスに感染しているかを見分けられるという特殊能力があります。この感染された細胞を見分けるセンサーの役割を持つのが、T細胞受容体と呼ばれる細胞表面に存在している(またも!)タンパク質です。

一方の感染された細胞の方は、実は樹状細胞同様に新型コロナウイルス由来のペプチドを提示しています。これも私たちの細胞の防御機構の一つで、細胞内で増殖するウイルスの断片を外に提示することで「自分は今このウイルスに感染されてしまっています!」と周囲に知らせているのです。

新型コロナウイルスに感染された細胞を見つけたキラーT細胞はその名の通り、その細胞を攻撃して死を誘導します。その攻撃方法は非常に巧み。感染された細胞に筒状をしたタンパク質の複合体を突き刺し、その穴から細胞の自殺を促す酵素を注入するのです。

興味深いことにキラーT細胞が誘導する細胞の死は、ウイルスが飛び出してきたときのように細胞がバラバラに壊れる激しいものではなく、しゅるしゅると細胞がしぼんで、小さなバブル状のものへと分かれていくとても静かなものです(この細胞の死に方はアポトーシスと呼ばれます)。

これにより、感染した細胞の内部にいたウイルスが外に漏れ出ることなく、バブル状になった小さな細胞のかけら達は内部のウイルスともども周囲にいるマクロファージに食べられることで掃除されます。食べられたものはマクロファージの体内で、酸で消化されてウイルスは消滅するのです。