インターフェロン-γとアレルギー症状の関係について基礎から分かりやすく解説

この記事では、花粉症やアトピー性皮膚炎などのアレルギー症状に関係する体内分泌物質の『インターフェロン-γ』について、医療系情報サイトを参考に、アレルギー症状に関してどんな働きをするのか、といったことを分かりやすく解説していきます。

【関連用語】

Th1細胞

サイトカイン

インターフェロン-γとは

どんな時生成される?

どんな働きをする?

増えるとどうなる?

減るとどうなる?

どんな病気に関係する?

 


参考にした医療関係サイト

インターフェロン (IFN) は、生体内でのウイルスや病原体、腫瘍細胞といった異物の侵入に応答して産生されます。
ウイルス増殖を抑制する因子として発見されたことから、ウイルス干渉因子 (Interference Factor) としてInterferonと名
づけられました。
IFNは主にIFN-α, -β, -ω, -ε, -κ, -τ及びLimitinから成るI型IFN、 IFN-γのII型IFN、 IFN-λ1 (IL-29) , IFN-λ2
(IL-28A) , IFN-λ3 (IL-28B) , IL-22, IL-24, IL-26から成るIFN-λサブファミリー、そしてIL-10, IL-19, IL-20から成るIL-10フ
ァミリーに分類されます。
 各タイプのIFNは異なるタイプの受容体を利用します。 I型IFNはIFNAR1とIFNAR2のヘテロ受容体に結合し、それ
ぞれの受容体に会合するJAK1とTyk2のりん酸化を引き起こします。 II型IFNはIFNGR1が結合に関与し、共局在す
るIFNGR2がシグナル伝達の役割を果たし、 IFNがIFNGR1に結合するとIFNGR2に会合するJAK1/2のりん酸化が引
き起こされます。 IFN-λサブファミリーはII型サイトカイン受容体構造のIL-28/29受容体に結合し、 IFN-λサブファミリ
ーの結合によりJAK1の活性化を引き起こし、 IL-10ファミリーはIL-10Rβ、 IL-20R等から成るI型サイトカイン受容体
構造を持ち、ヘテロ二量体型受容体としてJAK1やTyk2のりん酸化を引き起こします。
IFNはウイルス2本鎖RNAやLPSによるTLRs (Toll Like Receptors) による刺激や、 IL-1, IL-2, IL-12, TNFやコロニー刺
激因子など、生体への異物侵入時に産生されるサイトカインによる刺激によって誘導されます。 IFNは前述のような
受容体との相互作用を介して抗ウイルス作用 (抗ウイルスタンパク質酵素産生)、腫瘍増殖抑制作用やマクロファ
ージを活性化して免疫活性を制御する作用を発現します。

インターフェロン和光純薬工業コーポレートサイト

 

インターフェロンγ(IFNγ)は、活性化Tリンパ球およびNK細胞によって産生され、ほぼ全ての免疫応答や炎症応答に関与する分子量20-25kDa(モノマーの状態)の多指向性サイトカインです。IFNγは、T細胞、B細胞、マクロファージ、NK細胞の他、様々な細胞種の活性化、増殖、分化に関与しています。IFNγは、上皮細胞、内皮細胞、結合組織の細胞や単球系細胞株などの抗原提示細胞のMHC発現を増強します。弱いながらも抗ウィルス活性を示し、腫瘍細胞に対する細胞障害ではマクロファージ活性化因子(MAF)として働き、抗腫瘍効果をもたらします。

抗ヒトnon-CD抗体 IFN-γ | サイトメトリードットコム

 

免疫調節や抗ウイルス作用など様々な活性を示すサイトカインの一種
特集:インターフェロン(Interferon)とは
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背景
インターフェロン(IFN)とは?

インターフェロン(IFN:Interferon)とは、哺乳動物におけるサイトカインファミリーの一種で、当初はウイルス感染を抑制する因子として同定されました。この抗ウイルス特性に加えて、現在までに、増殖抑制、免疫調節および他の多くの活性を示すことが明らかとなっています。
分類
インターフェロンは、タンパク質構造および受容体複合体の認識に基づき、I型、II型、III型に分類されます。
I型インターフェロン
哺乳動物のI型インターフェロンはさらに、IFN-α、IFN-β、IFN-δ、IFN-ε、IFN-κ、IFN-ω、IFN-υ、IFN-τ、IFN-ζ を含む9種類以上の異なるクラスで構成されます。ヒトでは、IFN-α、IFN-β、IFN-ε、IFN-κ、IFN-ω、IFN-υ が見つかっている一方、 IFN-δ、IFN-τ、IFN-ζ は見られません。これらI型インターフェロンは、2つの受容体鎖で構成されるI型受容体(IFNAR1とIFNAR2)に結合します。I型インターフェロンは、通常、多くのウイルスやいくつかの病原体に応答して、マクロファージ、好中球、樹状細胞および他の体細胞から産生されます。
IFN-α は、ヒトではアミノ酸配列が85% 以上相同なタンパク質のグループから構成されます。ヒトのIFN-αは、N-グリコシル化されており、少数のIFN-α種ではO-グリコシル化されています。一方、マウスでは、ほぼ全てのIFN- α種がN-グリコシル化されています。
IFN-β は、ウイルスの攻撃に応答して種々の細胞によって産生され、天然型ヒトIFN-βは、単一のN-グリコシル化部位を有します。他のI型インターフェロンは、現在までIFN-αおよびIFN-βのようには大規模な研究がなされていません。
II型インターフェロン
ヒトII型インターフェロンは、IFN-γ遺伝子のみからなります。IFN-γは、IFNGR1(IFN-γR1)鎖とIFNGR2(IFN-γR2)鎖からなるII型受容体に結合します。IFN-γは、T細胞やNK細胞などの免疫系細胞で産生されます。IFN-γは、哺乳動物細胞においてグリコシル化され、ホモ二量体として機能します。IFN-γは抗ウイルス活性が弱く、マスベースではIFN-αとIFN- β の方がより強力な抗ウイルス活性を示します。
インターフェロン(Interferon)
シグナル伝達経路
多くの場合、I型インターフェロン発現は、Toll様受容体(TLR)によって誘導されます。自然免疫系は、TLR受容体を介して「非自己」を認識する能力を進化させました。例えば、TLR3は二本鎖RNA 、TLR4はリポ多糖、TLR9はメチル化CpG DNAモチーフに応答します。TLR活性化細胞により産生されるインターフェロンは、オートクラインまたはパラクライン様式で作用します。インターフェロンが受容体に作用すると、細胞内で速やかにシグナルが伝達し、抗ウイルス状態を生成します。I型インターフェロンは、シグナル伝達カスケードとして JAK1-STAT 経路を活性化します。この経路では、ウイルス感染細胞を防御する種々の遺伝子((2’-5’) オリゴアデニル酸合成酵素、Mx タンパク質、タンパク質キナーゼ R (PKR)など)の発現上昇を誘導します。
複数のIFN-αサブタイプを含めて、なぜこれほど多くの異なるI型インターフェロンが存在するのかは、まだ明らかにされていません。種々の研究によって、それらが重複した機能を持つとともに生物学的活性のユニークなセットを有することが示唆されています。I型インターフェロンはまた、免疫調節の役割を果たしている可能性が明らかにされています。対照的に、II型インターフェロンのIFN- γは、自然免疫応答における役割は少なく、主な役割は適応免疫の活性化にあります。
III型インターフェロン
III型インターフェロンは、IFN-λ1(IL-29)、IFN-λ2(IL-28A)、IFN-λ3(IL-28B)の三種類からなり、新規のクラスIIサイトカイン受容体リガンドとして同定されました。IL-10ファミリーと(11-13% アミノ酸配列相同性)、I型IFNファミリー(15-19%アミノ酸配列相同性)の遠縁です。これら3つのサイトカインは、抗ウイルス活性とMHCクラスI抗原発現の上方制御を含め、I型インターフェロンと重複する生物活性を示します。3種類のタンパク質は、同じヘテロ二量体受容体複合体(IL-10 受容体β (IL-10Rβ) および IL-28 受容体 α (IL-28Rα/IFN-λ R1))を介してシグナルを伝達します。受容体複合体に結合したリガンドは、 JAK活性化およびSTAT1 / STAT2のチロシンリン酸化を誘導します。リン酸化されたSTAT1およびSTAT2は、IIFN-regulatory factor 9(IRF-9) と結合し、IFN-stimulated regulatory factor 3(ISGF-3)転写因子複合体を形成し、核へ移行します。遺伝子ノックダウン研究において(Ank et al.2006. J. Interferon Cytokine Res. 26:373; Ank et al. 2008. J. Immunol. 180:2474)において、III型インターフェロンによるシグナル伝達機構は、I型インターフェロンのシグナル経路を標的化する病原体に対抗するために保存されている可能性が示唆されています。

特集:インターフェロン(Interferon)とは | 免疫調節や抗ウイルス作用など様々な活性を示すサイトカインの一種 | コスモ・バイオ株式会社

 

インターフェロンのシグナルダイナミズムとその生体防御系における調節作用

相互に関与しあうⅠ型とⅡ型のインターフェロン

インターフェロンは,生体防御に作用しているタンパク質である。 しかし,その効果についての分子メカニズムはまだ十分に解明されていない。 谷口維紹教授の研究室では,インターフェロンの産生やシグナル伝達の解析を行っており,なかでも私は,特にインターフェロンの生体防御システムのメカニズムを解析し,その役割を明らかにすることを目的としている。

インターフェロンには大きく分けてⅠ型(IFN-α/β)とⅡ型(IFN-γ)の2種類が存在する。 なかでもIFN-α/βは,すでに感染症やガン,自己免疫疾患における臨床応用がもっとも進んでいることでも知られる。 IFN-α/βとIFN-γは,それぞれ受容体は異なるものの,いずれも細胞膜にシグナルが伝わることにより,さまざまな遺伝子が発現するシグナル伝達を行う。 ウイルスによる感染症などに対する免疫応答系において,IFN-α/βの受容体 はIFNAR-1とIFNAR-2,IFN-γの受容体はIFNGR-1とIFNGR-2の各々2つのサブユニットから構成されていることが知られている。 これまで,それぞれの伝達のメカニズムは独立したものと考えられてきたが,最近の研究で,相互に影響を与えあっている(クロストーク)ことが分かってきた。 IFNAR-1欠損マウス細胞を使ったIFN-γによる応答性を,抗ウイルス活性で検討した結果,野生型マウス細胞に比べ,IFN-γの活性が低下した。 また,IFN-βを欠損した細胞でも,IFN-γの活性は弱くなった。 つまり,Ⅰ型のIFNからⅡ型のIFNに対し,シグナル増強をもたらす,構成的な調節機構が存在していると考えられる。

また,別の実験では,従来,ウイルス感染細胞でだけ産生されると考えられていたインターフェロンが,正常細胞においても微量に産生されていることが分かり,さらにはⅠ型だけが誘導されていた。 これは,生体防御系のシグナル伝達が常に増幅していることを示し,ウイルスとの反応により増強するのである。 こうした現象は,車のエンジンにたとえると分かりやすい。 車を急発進させる時,エンジンを普通に回転させているだけの場合と,エンジンをふかしている状態からの発進では,後者の状態からのほうが早く発進できる。 そのため,私たちはこのインターフェロンの微量産生モデルをレビングアップ(Revving-up)モデルと呼んでいる。 このように弱いシグナルが強いシグナルをダイナミックに調節している機構は特に自然免疫システムをはじめとする迅速でかつ強力なシグナルを必要とする生体防御系において重要な役割を担っていると考えられる。

分子生体防御分野 - インターフェロンのシグナルダイナミズムとその生体防御系における調節作用

 

ここまでに、IFN-γがHSCが増殖し、遊走するのに必要で十分であることがわかりました。IFN-γ欠損マウスの骨髄に存在するLT-HSCは正常なマウスと同様です。しかし、IFN-γ欠損マウス由来のHSCは、非感染状態であっても増殖速度が遅く、数も正常マウスの半分程度しか存在しません。これよりIFN-γは、感染の有無に関わらず、HSC活性を調節しているものと考えられます。

このようにBaldridgeらは、HSCを強く刺激し、「増殖」や「移動」をさせるのはIFN-γであることを、M.aviumに感染したマウスを使って明らかにしました。

 

造血幹細胞は、インターフェロンγによって活性化される - 世界の幹細胞(関連)論文紹介 - 慶應義塾大学 グローバルCOEプログラム 幹細胞医学のための教育研究拠点

 

参考にしたwiki系サイト

インターフェロン
英訳・(英)同義/類義語:Interferon-gamma, IFN-gamma

ヘルパーT細胞が分泌するインターロイキンの一種で、B細胞やマクロファージを活性化するタンパク質。MHC遺伝子を活性化し、細胞障害性T細胞による感染細胞の認識を助ける。

 インターフェロン-γとは - 生物学用語 Weblio辞書

 

インターフェロン(英: Interferon、略号:IFN)とは動物体内で病原体(特にウイルス)や腫瘍細胞などの異物の侵入に反応して細胞が分泌する蛋白質のこと。ウイルス増殖の阻止や細胞増殖の抑制、免疫系および炎症の調節などの働きをするサイトカインの一種である。
医薬品としては、ウイルス性肝炎等の抗ウイルス薬として、多発性骨髄腫等の抗がん剤として用いられている。

インターフェロン - Wikipedia

 

インターフェロン・ガンマ(生物学的応答調節剤)
商品名(製造・販売会社)

イムノマックス-γ(塩野義製薬
オーガンマ(大塚製薬
ビオガンマ(第一アスビオファー)
インターフェロン・ガンマはTリンパ球によって生産される生物学的応答調節物質です。ほかのインターフェロンとは異なり、マクロファージを活性化する能力を持ちます。


適応となるがん
腎臓がん、成人T細胞白血病、菌状息肉症(悪性リンパ腫

主な副作用
発熱や悪寒、頭痛、倦怠感などインフルエンザに似た症状が現れます。ほかに骨髄抑制、貧血やめまい、食欲不振、脱毛、下血などの一般的な副作用もみられます。まれにですが、間質性肺炎などの呼吸器の障害、肝臓障害、免疫異常による関節リウマチや糖尿病の恐れもあります。

使用上の注意点
小柴胡湯(しょうさいことう:肝炎などに使用される漢方薬)との併用で間質性肺炎になるリスクが高くなるとされています。腎臓や肝臓に障害のある人は投与に注意が必要です。

インターフェロン・ガンマの特徴と副作用

 

 

[Interferon(INF)-γ]

主にTh1細胞から産生されるサイトカインの一つであり、強力なマクロファージ活性化作用を持つ。インターフェロン-γの情報伝達経路に遺伝的疾患を持つ個人は、抗酸菌感染に対し非常に感受性が高まることが知られており、インターフェロン-γは抗酸菌感染から発症を防御する極めて重要なサイトカインである。

新結核用語事典・インターフェロンγ

インターフェロン-γを減らすサプリを紹介