ホーム BioGARAGE 【研究活性化計画】ツールとしての抗体が拡げるB細胞研究の最前線

【研究活性化計画】ツールとしての抗体が拡げるB細胞研究の最前線

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免疫学は日本が世界をリードしてきた研究領域のひとつであり、現在も毎日のように多くの論文が生み出されている注目度の高い領域だ。大学院時代からB細胞の研究の最先端を走ってきた東京理科大学生命科学研究所の北村大介氏の話の中から、最新のB細胞研究と医療への応用が見えてきた。

北村大介氏 (きたむらだいすけ)
1984 年佐賀医科大学医学部卒業。 1988 年佐賀医科大学大学院医学研究 科修了。医学博士。 同年ドイツケルン大学へ留学し、1991 年に帰国。 九州大学生体防御医学研究所 助教授 を経て1995年東京理科大学生命科学 研究所教授。

B細胞の初期分化に迫る

B細胞は多能性造血幹細胞がプロB細胞、プレB細胞、未熟B細胞、成熟B細胞という順番で分化していくことが知られている。北村氏はこの中でもプレB細胞の分化に関して長年研究を行ってきた。中でも1988年から留学していた独ケルン大学のクラウス・ラジェウスキーの研究室に在籍していた時に、B細胞研究に大きく寄与する発見をすることとなる。当時B細胞の初期分化の制御機構はよく分かっていなかったが、プレB細胞内に発現する、IgMのH鎖であるμH鎖と、機能不明の代替軽鎖(λ5とVpreB)が注目されていた。北村氏はμH鎖の膜貫通領域を欠失させたノックアウトマウス(μMTマウス)とλ5のノックアウトマウスを作製・解析し、μH鎖とλ5がプレB細胞の分化を促進する役割をもつ膜複合体を構成することを明らかにした。この複合体は、その後プレB細胞受容体(preBCR)と名付けられ、μH鎖とλ5以外にVpreB、Igα、Igβも含むことがわかっている。

帰国してしばらくした1994年、現在も在籍する東京理科大学に研究室を構えることになる。この時、新しい研究の糸口を探るためにB細胞や、T細胞でサブトラクションを行っていたが、この中でSH2ドメインを持っている遺伝子に発現の差があることに注目した。それがプレB細胞分化およびB細胞の活性化において重要なBLNKだった。さらに詳細に解析したいと思いB細胞の培養の検討を開始し、これが現在の研究へとつながっていくこととなった。

最適なin vitroのツールを求めて

「B細胞の初期分化については長年の研究からたくさんの知見が得られていますが、免疫した後に起こる胚中心の形成とそこで起こる突然変異誘導因子、高親和性B細胞の選択、自己反応性B細胞の負の選択のメカニズムは未だに明らかではなく、また選択された細胞から記憶細胞への分化決定機構もわかっていないのです」と北村氏が語るように、B細胞研究で不明な点は多い。研究を妨げている要因のひとつに、胚中心は免疫したマウスの体内に形成されるため、胚中心B細胞などを安定して観察するのが難しいことが挙げられる。この問題を克服する方法を北村氏は探り、そして生まれたのが、iGB細胞(induced germinal center B cell)だ。

iGB細胞とは特殊なフィーダー細胞の上でB細胞を培養したもので、in vitroで作製した胚中心B細胞と言える。放射線照射したマウスにiGB細胞を移植した実験では、2か月経っても移植したマウスの体内に残っており、さらにその機能を詳細に調べたところ記憶B細胞としてふるまうことが観察された。また、条件を変えて培養したiGB細胞を同様のマウスに移植すると、長期生存型の形質細胞となって骨髄に存在することが確認された。これは、記憶B細胞と長期生存型形質細胞というB細胞から分化する2種類の細胞へ運命づけることがin vitroでできるようになったということを意味している。

「この方法を使って重要な遺伝子を同定することで、現在のB細胞の最大の謎である『どうやって記憶B細胞になるのか』という課題の答えが見つかるかもしれない」と北村氏は期待を寄せる。

細胞選択の強力な味方

北村氏の研究室では、例えばiGB細胞から分化した記憶B細胞の割合や細胞数を確認する時に、細胞を抗体で標識しフローサイトメーターを用いて検出しているそうだ。しかし、記憶B細胞には特異的なマーカーがない。そこで、まず様々な種類の細胞からB細胞系列以外の細胞群を除き、その集団の中から胚中心の細胞を除き、形質細胞を除き……と6ステップほどのステップを経て、最後に残った細胞集団を記憶B細胞と判断しているそうだ(図1)。「記憶B細胞と判断するためには10種類くらいの抗体を用いてマルチカラーで染め分ける必要があるので、費用も大きくなります。この時にBiolegend社の製品はとても役に立っていますね。Biolegend社の製品には確立されたクローンの抗体がたくさんあり、また信頼できて、既存の抗体よりもかなり安く購入できるので非常に助かっています。これからも様々な色で標識された抗体を出してもらいたいですね」と北村氏はBiolegend社の抗体ラインナップを評価する。

記憶B細胞のセレクション
図 1 多段階のセレクションにより記憶B細胞が同定される

iGB細胞は安定して増殖するので、望みの抗体をin vitroで作れる可能性があり、オーダーメイドの抗体医療への応用も拓けてくるのでは、と北村氏はこれからの展望も語ってくれた。B細胞分化のメカニズムの解明と医療への応用。この両輪を回していく上で、現在も毎月百数十種類という数で増えているBiolegend社のラインナップは強力なサポーターとなってくれるはずだ。次は、どのような成果が北村氏の研究から生まれてくるのか。さらに期待が膨らむ。

※ Nojima, T. et al. (2011) In vitro derived germinal centre B cells differentially generate memory B or plasma cells in vivo. Nat. Commun, 2: 465

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