サイトカイン

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サイトカイン (cytokine) とは、 細胞から放出され、種々の細胞間情報伝達分子となる 微量生理活性タンパク質で、通常低分子量(分子量は8万以下、3万以下が多数) で、 糖鎖を持つものが多い。体液を通って細胞表面の高親和性受容体などに結合し、 多面的な生物活性を発現させる。

働きは、免疫炎症に関係したものが多く知られるが、細胞の増殖、分化、細胞死、あるいは創傷治癒など 作用は多様(多面的生物活性)であり、 異構造のサイトカインでも共通活性を示すことがある(重複性作用)。 さまざまな細胞内シグナル伝達経路をへて、細胞のDNAやRNA変異やタンパク質合成のパターンを変化させ、細胞の働きを変えるが、 解明されていない部分が非常に多い。

ホルモンと似ているが、ホルモンは分泌する臓器があり、比較的低分子のペプチドが多い(しかし、サイトカインとホルモンは、はっきりとした区別があるものではなく、エリスロポエチン (erythropoietin) やレプチン (leptin) など両方に分類されることがある)。なお、リンパ球に由来するサイトカインを、リンフォカイン (lymphokine) ということが多い。

一般的性質[編集]

サイトカインは分子量8-30kDaほどで、ピコモーラー(p mol/l)程度の低濃度で生理活性を示す。

サイトカインは細胞表面の膜上にある受容体(それ自体がチロシンキナーゼまたはチロシンキナーゼと共役するものが多い)に結合して働き、それぞれに特有の細胞内シグナル伝達経路の引き金を引き、結果的には細胞に生化学的あるいは形態的な変化をもたらす。

医学との関係[編集]

サイトカインは多機能的、つまり単一のサイトカインが標的細胞の状態によって異なる効果をもたらす。例えば免疫応答に対して促進と抑制の両作用をもつサイトカインがいくつか知られている。

またサイトカインは他のサイトカインの発現を調節する働きをもち、連鎖的反応(サイトカインカスケード)を起こすことが多い。このカスケードに含まれるサイトカインとそれを産生する細胞は相互作用して複雑なサイトカインネットワークを作る。たとえば炎症応答では白血球がサイトカインを放出しそれがリンパ球を誘引して血管壁を透過させ炎症部位に誘導する。またサイトカインの遊離により、創傷治癒カスケードの引き金が引かれる。

サイトカインはまた脳卒中における血液の再還流による組織へのダメージにも関与する。さらに臨床的にはサイトカインの精神症状への影響(抑鬱)も指摘されている。

サイトカインの過剰産生(サイトカイン・ストームと呼ばれる)は致死的であり、スペイン風邪トリインフルエンザによる死亡原因と考えられていたこともある。この場合サイトカインは免疫系による感染症への防御反応として産生されるのだが、それが過剰なレベルになると気道閉塞や多臓器不全を引き起こす(アレルギー反応と似ている)。これらの疾患では免疫系の活発な反応がサイトカインの過剰産生につながるため、若くて健康な人がかえって罹患しやすいとされる。 しかしスペイン・インフルエンザで死亡したロシア兵士遺体シベリア永久凍土から掘り出し、RNAを用いて当時のままのウイルスを複製して行った動物実験により、スペイン・インフルエンザで若年者が多く死亡した原因はサイトカイン・ストームであるという説は否定されている。またトリインフルエンザによる死亡にサイトカイン・ストームが深く関わっているという明確な証拠もまだ発見されていない。

種類[編集]

サイトカインはすでに数百種類が発見され今も発見が続いている。機能的には次のように分けられる(ただし重複するものも多い)。

また構造的な類似から、多くのインターロイキンやCSF、G-CSF、EPOなどをまとめてI型サイトカイン、インターフェロンIL-10などをII型サイトカインともいう。

歴史[編集]

後にサイトカインに分類されたタンパク質の中で、最初に見つかったのはインターフェロンで、1954年に長野泰一らがウイルス干渉因子として発見したものが最初の報告とされる。ただし、インターフェロンの名は、Aアイザックらが1957年に同様の因子を独自に発見したときに名付けたものであり、これが最初の発見とする研究者もいる。また1960年代にはEGFが、1960年代半ばにはマクロファージ遊走阻止因子(MIF)が発見される。ただし、この頃はまだサイトカインというカテゴリは存在していなかった。

1969年、ダドリー・デュモンド(Dudley DuMonde)が、これらの分子が、いずれも広義の白血球リンパ球単球マクロファージを含む)によって産生されることに着目し、「リンフォカイン」(lymphokine:白血球を意味する接頭語 lympho- とギリシア語で「動く」を意味する kinein からの造語)と総称することを提案した。その後、白血球の種類によって、産生する分子に違いが見られることから、特にリンパ球系の細胞が産生するものは「リンフォカイン」、単球系(単球とマクロファージ)が産生するものは「モノカイン」(monokine:mono-は単球を意味するmonocytesに由来)と総称されるようになった。

1974年スタンリー・コーエンらが腎臓培養細胞からMIF様因子を見出し、これまで白血球のみが作ると思われていたリンフォカインが、それ以外のさまざまな種類の細胞によっても産生されていることを発見した。このため、コーエンはリンフォカインに代えて「サイトカイン」(cytokine: cyto-は「細胞」を意味する接頭語)という名称を提案し、1980年頃までにはこの名称が受け入れられ、広く使われるようになった。

外部リンク[編集]