サイトカインとは？定義・免疫調節の役割、インターロイキン・インターフェロン・検出法（ELISA）

サイトカインの定義から免疫調節の仕組み、インターロイキン・インターフェロンの役割、ELISAなどの検出法まで図解でわかりやすく解説。

サイトカインは、細胞によって作られるシグナル伝達分子で、特に免疫系の情報伝達と制御に重要な役割を果たします。サイトカインは、免疫システムを制御し、感染や炎症、腫瘍などの病態に対する応答を調整して< a href="27669">病気と闘うのに寄与します。一般にホルモンと似た性質（低濃度で作用する分泌因子）を持ちますが、作用場所や分泌細胞の多様性などによりホルモンとは区別されます。

分子の性質と産生

サイトカインは、主にタンパク質やペプチド、時に糖が付加されたタンパク質（糖タンパク質）として存在します。多くの細胞種（免疫細胞、上皮細胞、線維芽細胞など）によって産生され、局所的または全身的に作用します。サイトカインは非常に多様な分子群であり、しばしば「ポリペプチド調節因子の大規模なファミリー」としてまとめられます。

代表的な種類と例

• インターロイキン（IL）：免疫細胞間のコミュニケーションを担う多数の分子群（IL-1、IL-2、IL-6、IL-10など）。
• インターフェロン（IFN）：抗ウイルス応答や細胞の抗腫瘍活性に関与する（インターフェロンα/β/γなど）。
• 腫瘍壊死因子（TNF）：強力な炎症促進作用を持つ（例：TNF-α）。
• ケモカイン：白血球の遊走（走化性）を誘導する小分子（例：CXCL8/IL-8）。
• コロニー刺激因子（CSF）：造血や白血球の分化・増殖を促進する（例：G-CSF）。
• ※元の記述にあるように、プロスタグランジンは重要な炎症性メディエーターですが、これは脂質性の化合物であり、厳密にはタンパク質系のサイトカインとは分類が異なります（同時に炎症を調節する重要因子です）。

シグナル伝達機構

サイトカインはシグナル伝達によって機能します。各サイトカインは標的細胞の細胞表面の受容体に結合し、細胞内で一連のシグナル伝達経路（カスケード）を活性化します。代表的な経路には次が含まれます：

• JAK-STAT経路（多くのインターロイキンやインターフェロンで重要）
• MAPキナーゼ経路（増殖や分化に関与）
• NF-κB経路（炎症性遺伝子の誘導に重要）

これらのシグナルにより、遺伝子の発現制御が変化し、他のサイトカインの産生、表面受容体の発現変化、分泌物の放出や細胞運命（増殖、分化、細胞死など）の制御が行われます。

生物学的機能と特徴

• 炎症の誘導・制御：IL-1、TNF-α、IL-6などは急性炎症を促進しますが、IL-10やTGF-βは炎症を抑制する役割を持ちます。
• 抗ウイルス応答：インターフェロンはウイルス複製を抑える遺伝子の発現を誘導します。
• 造血・組織修復：CSFや成長因子は造血や組織再生を支えます。
• 免疫細胞の活性化と分化：IL-2はT細胞増殖、IL-12はTh1分化など。
• 特性：サイトカインはしばしば多機能性（pleiotropy）、冗長性（redundancy）、相乗作用（synergy）や拮抗作用（antagonism）を示します。また半減期は短く、作用は局所的で迅速です。

病的役割（臨床的意義）

サイトカインの過剰または不適切な産生は、慢性炎症、自己免疫疾患、敗血症や「サイトカインストーム」と呼ばれる制御不能な炎症反応（重症感染症や一部の免疫療法で問題となる）に寄与します。逆にサイトカイン不足は免疫不全や感染感受性の増加と関連します。

測定法と実験的検出

サイトカインの検出にはさまざまな手法が用いられます。代表的な方法として、ELISAやELISPOTが広く用いられますが、その他にも以下があります：

• フローサイトメトリーによる細胞内サイトカイン染色（個々の細胞レベルでの解析）
• マルチプレックスビーズアッセイ（Luminexなど）による複数サイトカインの同時定量
• リアルタイムPCR（mRNAレベルでの発現解析）
• イムノブロットや質量分析による同定・定量（場合により）

測定時の注意点としては、試料の採取・保存条件（血清か血漿か、抗凝固剤の種類、保存温度など）やサイトカインの安定性、アッセイの感度・特異性、交差反応などが結果に大きく影響します。結果は一般に濃度（pg/mLなど）で報告されます。

臨床応用と治療

サイトカインは治療ターゲットおよび治療薬として重要です。例：

• サイトカインを標的とするモノクローナル抗体（例：抗TNF療法は関節リウマチや炎症性腸疾患で使用）
• サイトカイン自体を用いる治療（例：IFN療法、G-CSFによる好中球増加）
• 受容体拮抗薬やシグナル伝達阻害薬（JAK阻害剤など）による治療

まとめ

サイトカインは免疫応答と生体恒常性の中心的な調節因子であり、その多様な作用と速やかな調節能力により、感染防御から組織修復、炎症制御まで幅広い生理機能を担います。同時に、過剰あるいは不適切なサイトカイン応答は多くの疾患の病態に関与するため、研究と臨床応用の両面で重要な対象です。サイトカインの測定（ELISA、ELISPOTなど）やそれを標的とする治療法は、診断と治療の両面で広く活用されています。

質問と回答

Q: サイトカインとは何ですか?

Q: サイトカインとホルモンはどのように似ているのですか?

Q: サイトカインは細胞間でシグナルを伝達することができますか?

Q: サイトカインは何からできているのですか?

Q: サイトカインにはどのようなものがありますか?

Q: サイトカインはどのように検出されるのですか?

Q: サイトカインはどのように作用するのですか?

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