単球とは：免疫の役割・特徴とマクロファージ・樹状細胞への分化

単球の免疫学的役割、特徴とマクロファージ・樹状細胞への迅速な分化メカニズムを図解で解説

単球は白血球の一種で、人体の免疫システムの一部を構成しています。単球は通常、染色された塗抹標本において、大きな2つのローブ状の核によって識別される。単球は、マクロファージや樹状細胞と呼ばれる免疫ヘルパー細胞へと変化する予備細胞の一種である。

単球は、免疫系において2つのスピードで働きます。

1. 常駐するマクロファージや樹状細胞を通常の状態で徐々に補充することと
2. 炎症シグナルに反応して感染組織に素早く移動（～8～12時間）すること。そこでマクロファージや樹状細胞に分裂・分化し、免疫反応を引き起こす。

単球の半分は脾臓に予備として蓄えられており、残りは循環または組織内にある。

形態学的特徴と検査による同定

• 大きさは約12〜20µmで、核は腎臓型（馬蹄形）や不規則な二葉状に見えることが多い。
• 細胞質は灰青色で顆粒や小さな空胞を含むことがあり、塗抹標本で容易に識別できる。
• 臨床検査ではフローサイトメトリーでのマーカー検出が有用。代表的な表面マーカーはCD14（単球の主要マーカー）やCD16、CCR2、CX3CR1など。

起源と分化

• 単球は骨髄の造血幹細胞から分化して生じ、成熟した単球は血流を経て組織へ移行する。
• 組織に到着すると、局所の環境因子（例：M-CSF、GM-CSF、サイトカイン）に応じてマクロファージや樹状細胞へと分化する。
• 血中に留まる期間は一般に短く、約1〜3日で組織へ移行するかアポトーシスするが、組織のマクロファージとして長期間存在することもある。

単球のサブセット（機能的多様性）

• 古典的単球（classical）: CD14++ CD16−、血中に最も多く（約80〜90%）。感染部位への迅速な動員や貪食能が高い。
• 中間型単球（intermediate）: CD14++ CD16+、炎症や抗原提示に関与し、サイトカイン産生能が高い。
• 非古典的単球（non-classical）: CD14+ CD16++、血管内皮をパトロールし、組織の恒常性維持や慢性炎症で重要。

主な機能

• 貪食（ファゴサイトーシス）: 細菌や死細胞を取り込み分解する。酸化バースト、NO産生などで微生物を殺す。
• 抗原提示: MHCクラスII上で抗原を提示し、T細胞を活性化する。樹状細胞へ分化すると抗原提示能が高まる。
• サイトカイン・ケモカイン産生: TNF-α、IL-1、IL-6、IL-12などを分泌して免疫応答を調節する。
• 組織修復と炎症の解消: M2様のマクロファージへ分化して組織修復や線維化、炎症の解消に寄与する。
• 血管内皮のパトロール: 非古典的単球が血管内皮を監視し、損傷や感染の早期検出に関与する。

炎症時の動員とシグナル

• 感染や組織損傷では、ケモカイン（例：CCL2/MCP-1）が上昇し、単球の受容体CCR2を介して血中から速やかに動員される。
• 炎症部位へは約8〜12時間で到達するとされ、その後マクロファージや樹状細胞へと分化して局所免疫を活性化する。

臨床的意義

• 単球増多（単球症）: 慢性感染（結核など）、炎症性疾患（リウマチ性疾患など）、一部の悪性腫瘍や骨髄性疾患で見られる。
• 単球減少（単球減少症）: 骨髄抑制や一部の感染で観察され、感染に対する抵抗力低下と関連する。
• 動脈硬化: 単球由来のマクロファージが血管壁に取り込まれ、泡沫細胞化してプラーク形成に寄与する。
• 治療的応用として、単球・マクロファージ経路は免疫療法や抗炎症治療、組織再生のターゲットとなっている。

臨床検査でのポイント

• 末梢血塗抹での形態観察に加え、フローサイトメトリー（CD14、CD16など）でサブセット評価が可能。
• 炎症や感染のモニタリングだけでなく、造血疾患の診断補助としても重要。

まとめると、単球は血液中を循環する前駆細胞として、迅速な動員と局所での分化を通じて免疫応答の両面（即時防御と適応免疫の橋渡し）を担う重要な細胞です。脾臓に蓄えられた予備プールや多様なサブセットにより、状況に応じて柔軟に機能を変化させます。

生理学

単球は、単芽球と呼ばれる幹細胞前駆体から骨髄で産生されます。単球は1～3日ほど血液中を循環し、その後、通常、全身の組織に移動する。単球は血液中の白血球の3～8％を占めています。

血液中から組織に移動した単球は、その後マクロファージや樹状細胞に分化し、組織にとどまることになる。マクロファージは、組織を異物から守る役割を担っている。大きな平滑核と広い面積の細胞質、異物を処理するための小胞を多数内部に持つ細胞である。

単球とその子孫であるマクロファージや樹状細胞は、免疫系において主に3つの機能を担っている。それらは、貪食、抗原提示、サイトカイン産生である。

1. 貪食とは、微生物や粒子を取り込み、その物質を消化・破壊することである。単球は、抗体を用いて感染した宿主細胞を死滅させる能力も持っている。
2. このように消化された後に残る微生物片は、抗原として機能することができる。この過程を抗原提示といい、Tリンパ球を活性化させる。Tリンパ球は、抗原に対して特異的な免疫反応を起こします。
3. 他の微生物産物は単球を直接活性化し、これが炎症性サイトカインの産生につながる。

単球

質問と回答

Q: 単球とは何ですか?

Q: 単球はどのようにして同定するのですか?

Q: 単球は何に変化するのですか?

Q: 免疫系で単球が働く2つのスピードとは何でしょうか?

Q: 単球は感染組織に到達すると何をするのですか?

Q: 単球の半分はどこに保存されているのですか?

Q: 残りの単球はどこにあるのですか?

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