樹状細胞とは何か?がんを攻撃する免疫システムを動かす「司令塔」の働き

樹状細胞とは何か?がんを攻撃する免疫システムを動かす「司令塔」の働き

がんと闘う力は、実は私たちの体の中にもともと備わっています。その免疫の力を引き出す鍵を握るのが「樹状細胞」と呼ばれる免疫細胞です。

樹状細胞は、体内に侵入した異物やがん細胞の情報をキャッチし、攻撃部隊であるT細胞に「敵の正体」を伝える司令塔のような存在といえます。この細胞が正しく働かなければ、免疫はがんに対して十分な力を発揮できません。

この記事では、樹状細胞の基本的な仕組みからがん免疫との関係、研究の現状まで、わかりやすく解説しています。

樹状細胞とは免疫の「情報伝達役」として全身で働く細胞である

樹状細胞は、私たちの免疫を正しく動かすために欠かせない「情報伝達役」です。全身のさまざまな組織に存在し、外敵の情報を集めて免疫の攻撃部隊に届けるという、まさに橋渡しの役目を担っています。

木の枝のような突起が名前の由来になった

樹状細胞という名前は、細胞の表面から伸びる枝のような突起に由来しています。この突起は「樹状突起」と呼ばれ、木の枝が広がるような形をしていることから名づけられました。

1973年にカナダ出身の免疫学者ラルフ・スタインマンによって発見され、この業績は2011年にノーベル生理学・医学賞として評価されています。それほどまでに、免疫学の歴史を変えた発見だったのです。

皮膚や粘膜など体のあらゆる場所に存在する

樹状細胞は、血液中だけでなく皮膚、肺、腸管の粘膜、リンパ節など体中に広く分布しています。とくに外界と接する皮膚や粘膜には多く配置されており、侵入してくる病原体やウイルスをいち早く察知する「見張り番」の働きをしています。

こうした配置があるからこそ、感染やがんの初期段階でも迅速に免疫反応を引き起こせるわけです。

樹状細胞の主な分布部位と特徴

分布部位名称・種類おもな働き
皮膚の表皮ランゲルハンス細胞皮膚から侵入する異物を捕捉
血液中血中樹状細胞血流を通じて全身をパトロール
リンパ節濾胞樹状細胞T細胞への抗原提示を実行
腸管粘膜粘膜樹状細胞食物や細菌の情報を識別

白血球の一種だが数はごくわずか

樹状細胞は白血球の仲間ですが、血液中に占める割合はわずか1%にも満たないとされています。数が少ないにもかかわらず免疫全体に大きな影響を与えるため、「少数精鋭の指揮官」と表現されることもあります。

骨髄でつくられた前駆細胞が血液を通じて全身へ運ばれ、各組織で成熟して働き始めるという流れが基本です。数こそ少ないものの、その一つひとつが免疫応答の方向性を決める大きな力を持っています。

がん細胞を見つけ出す「抗原提示」が樹状細胞の最大の武器である

樹状細胞がもつ「抗原提示」という働きこそ、がん免疫を語るうえで見逃せない中心的な機能です。がん細胞の目印を正確にT細胞へ伝えることで、免疫による攻撃が始まります。

抗原提示とは「敵の顔写真を配る」ようなもの

抗原提示をわかりやすくたとえるなら、「犯人の顔写真を警察官に配る」行為に近いでしょう。樹状細胞はがん細胞の表面にある特有のたんぱく質(抗原)を取り込み、それを自分の表面に掲げてT細胞に「この形を持つ細胞を攻撃せよ」と指示を出します。

T細胞は提示された抗原の情報をもとに、全身を巡ってがん細胞を探し出し攻撃を開始します。つまり、樹状細胞が正確な情報を渡さなければ、T細胞は敵を見つけることすらできません。

MHC分子を介した情報伝達が免疫を起動させる

抗原提示には「MHC分子」(主要組織適合遺伝子複合体)と呼ばれるたんぱく質が深く関わっています。MHC分子は細胞表面に存在し、抗原のかけらを載せてT細胞に見せる「お盆」のような存在です。

MHCにはクラスIとクラスIIの2種類があり、それぞれ異なるタイプのT細胞を活性化させます。樹状細胞はこの両方を高いレベルで発現しているため、免疫応答を幅広く立ち上げる力を持っているのです。

未熟な状態と成熟した状態で働きが大きく変わる

樹状細胞には「未熟」と「成熟」という2つの状態があり、それぞれ果たす役目が異なります。未熟な樹状細胞は抗原を取り込む能力に優れ、体内をパトロールしながら異物を探し回っています。

一方、抗原を取り込んだあとに成熟すると、今度は抗原提示能力が飛躍的に高まり、リンパ節へ移動してT細胞に情報を伝えます。この「成熟」という変化が起きなければ、免疫の攻撃命令は出されないままです。

状態得意な働き主な活動場所
未熟異物・抗原の取り込み皮膚・粘膜・血液中
成熟T細胞への抗原提示リンパ節

樹状細胞がT細胞を活性化させるまでの流れ

樹状細胞がどのようにT細胞を目覚めさせ、がんへの攻撃体制をつくるのか。その一連の流れを理解しておくと、免疫療法の話がぐっと腑に落ちるようになります。

異物を取り込んだ樹状細胞はリンパ節へ移動する

体のどこかでがん細胞や異物を捕捉した樹状細胞は、その情報を持ったままリンパ節へと移動を始めます。リンパ管という専用の通り道を使い、免疫細胞が集合しているリンパ節にたどり着くのです。

この移動の途中で樹状細胞は成熟し、抗原提示の準備を整えます。いわば「敵の情報を本部に届ける伝令兵」のような動きといえるでしょう。

リンパ節でT細胞と「対面」し免疫のスイッチが入る

リンパ節に到着した成熟樹状細胞は、そこで待機しているT細胞と直接接触します。樹状細胞の表面に掲げられた抗原情報がT細胞の受容体と合致すると、T細胞は一気に活性化されます。

この瞬間が、免疫による攻撃が本格的に始まるターニングポイントです。活性化されたT細胞は急速に数を増やしながら、血流に乗って全身に散らばり、同じ抗原を持つがん細胞を探し出して破壊にかかります。

樹状細胞からT細胞への情報伝達に必要な3つの信号

信号伝達手段働き
第1信号MHC分子+抗原敵の正体をT細胞に提示
第2信号共刺激分子(CD80/CD86)T細胞の活性化を後押し
第3信号サイトカイン(IL-12など)T細胞の分化方向を決定

活性化したキラーT細胞ががん細胞を直接攻撃する

樹状細胞からの指令を受けて活性化したキラーT細胞(細胞傷害性T細胞)は、がん細胞の表面にある目印を認識し、直接攻撃を仕掛けます。パーフォリンやグランザイムといった武器を使い、がん細胞に穴を開けて破壊するのです。

このとき、樹状細胞がどれだけ正確で豊富な情報をT細胞に渡せたかが、攻撃の精度と強さを左右します。司令塔である樹状細胞の質が、免疫応答全体の成否を握っているといっても過言ではありません。

がん細胞はなぜ免疫から逃れるのか|樹状細胞の働きを妨げる巧妙な戦略

本来であれば樹状細胞とT細胞の連携でがん細胞は排除されるはずですが、実際にはがんが免疫の監視をすり抜けて増殖するケースが少なくありません。がん細胞は樹状細胞の働きを弱める巧妙な仕組みを持っています。

がん細胞が放出する物質が樹状細胞の成熟を邪魔する

がん細胞は自分の周囲にVEGF(血管内皮増殖因子)やIL-10といった物質を放出し、樹状細胞が未熟な状態のまま成熟できないよう妨害します。成熟しなければ抗原提示が十分に行われず、T細胞への情報伝達が滞ります。

その結果、免疫の攻撃命令が出ないまま、がん細胞は自由に増え続けることになるのです。

「免疫チェックポイント」を悪用してブレーキをかける

免疫には、暴走を防ぐための「ブレーキ」が備わっています。PD-1やCTLA-4といった免疫チェックポイント分子がその代表で、本来は自己免疫疾患を防ぐための安全装置です。

しかし、がん細胞はこのブレーキを逆手に取り、T細胞や樹状細胞に「攻撃をやめろ」という偽の信号を送ります。こうして免疫が抑え込まれた状態を「免疫逃避」と呼びます。

腫瘍の周囲に「免疫抑制の砦」がつくられる

がんが進行すると、腫瘍の周囲には「腫瘍微小環境」と呼ばれる独特の環境が形成されます。この環境の中では、制御性T細胞(Treg)や骨髄由来抑制細胞(MDSC)といった免疫を抑える細胞が集まり、樹状細胞やキラーT細胞の働きを封じ込めます。

腫瘍微小環境は酸素が少なく酸性に傾いた状態になっていることも多く、免疫細胞にとっては非常に過酷な「戦場」です。がんはまるで自分に都合のよい城壁を築くかのように、免疫の侵入を阻んでいるのです。

がん側の戦略影響を受ける免疫細胞結果
免疫抑制物質の放出樹状細胞成熟が妨げられ抗原提示が低下
チェックポイント分子の悪用T細胞攻撃にブレーキがかかる
腫瘍微小環境の形成免疫細胞全般免疫抑制的な環境に閉じ込められる

がん免疫療法と樹状細胞の関係|研究が進む免疫の「再起動」

がんに抑え込まれた免疫を再び立ち上がらせるために、樹状細胞を活用した治療アプローチが研究されています。免疫チェックポイント阻害薬との関わりも含めて、現在の研究状況を整理します。

樹状細胞ワクチン療法は「司令塔を人工的に鍛える」発想で生まれた

樹状細胞ワクチン療法とは、患者さんの血液から樹状細胞のもとになる細胞を取り出し、体外でがん抗原の情報を学習させてから体内に戻すという治療法です。いわば「教育済みの司令塔を体に送り込む」という発想に基づいています。

体外で十分に成熟させた樹状細胞は、体内に戻った後にリンパ節でT細胞を活性化し、がんへの攻撃を促します。世界各国の研究機関で臨床試験が行われており、さまざまな種類のがんに対する効果が検証されています。

免疫チェックポイント阻害薬は「ブレーキを外す」治療法として注目される

免疫チェックポイント阻害薬は、がん細胞がT細胞にかけたブレーキを解除する薬です。PD-1やPD-L1、CTLA-4を標的とする薬剤が複数開発され、さまざまながん種で承認されています。

  • PD-1阻害薬(ニボルマブ、ペムブロリズマブなど)
  • PD-L1阻害薬(アテゾリズマブ、デュルバルマブなど)
  • CTLA-4阻害薬(イピリムマブなど)

これらの薬剤が効果を発揮するためには、樹状細胞がT細胞に正しく抗原を提示しているのが前提です。

ブレーキを外しても、そもそもエンジンがかかっていなければ車は走りません。樹状細胞の働きが保たれていることが、チェックポイント阻害薬の効き目を左右する要因の一つと考えられています。

併用療法の研究が世界各地で進んでいる

樹状細胞ワクチンと免疫チェックポイント阻害薬を組み合わせると、相乗的な効果が得られるのではないかという研究が各国で進められています。樹状細胞でT細胞を活性化し(エンジンをかけ)、チェックポイント阻害薬でブレーキを外すという「攻めと守りの両面作戦」です。

まだ研究段階のものも多いですが、がん免疫療法の組み合わせ戦略は今後の治療のあり方を大きく変える可能性を秘めています。

樹状細胞の種類ごとに異なる免疫応答が引き起こされる

樹状細胞は一種類だけではなく、複数のサブタイプに分かれています。それぞれのタイプが異なるT細胞を活性化し、免疫応答の方向性を決めているのです。

cDC1はキラーT細胞を強力に活性化するエリートである

cDC1(conventional dendritic cell type 1)は、がん免疫においてとりわけ注目されているサブタイプです。cDC1はMHCクラスI分子を介した「クロスプレゼンテーション」という特殊な抗原提示を得意としており、キラーT細胞を強力に活性化できます。

腫瘍内にcDC1が多く存在する患者さんほど予後がよいという研究報告もあり、がん免疫療法の効果を高める鍵としてcDC1に対する研究が加速しています。

cDC2はヘルパーT細胞を活性化して免疫の援軍を呼ぶ

cDC2(conventional dendritic cell type 2)は、MHCクラスII分子を使ってヘルパーT細胞を活性化する働きに優れています。ヘルパーT細胞は免疫全体の調整役であり、キラーT細胞やB細胞(抗体をつくる細胞)の働きを後押しします。

直接がん細胞を攻撃するわけではありませんが、免疫応答を持続させ、より強い攻撃体制を構築するうえでヘルパーT細胞の活性化は大切です。

pDCはウイルス防御の専門家だが、がんとの関係も研究されている

pDC(plasmacytoid dendritic cell)は、ウイルス感染時に大量のインターフェロンを産生することで知られる樹状細胞です。がん免疫における直接的な働きはcDC1ほど明確ではありませんが、腫瘍微小環境内でのpDCの振る舞いについて研究が進んでいます。

場合によっては免疫を抑制する方向に働くこともあるとされ、pDCの機能制御ががん治療にどう影響するかは今も検討が続いている領域です。

サブタイプ活性化するT細胞がん免疫での注目度
cDC1キラーT細胞(CD8陽性)高い(クロスプレゼンテーション)
cDC2ヘルパーT細胞(CD4陽性)中程度(免疫の持続に関与)
pDC限定的研究進行中(インターフェロン産生)

免疫力を味方につけたい人が日常で心がけたい生活習慣

樹状細胞を含む免疫細胞が十分に働くためには、日々の体のコンディションが土台になります。特別なことをする必要はなく、基本的な生活習慣の見直しが免疫を支える力になるのです。

質のよい睡眠は免疫細胞の「修復時間」になる

睡眠中には成長ホルモンが分泌され、傷ついた細胞の修復や免疫細胞の産生が活発に行われます。慢性的な睡眠不足は免疫機能を低下させることが多くの研究で示されており、1日6〜8時間の質のよい睡眠が大切です。

寝る前のスマートフォンの使用を控えたり、寝室の環境を整えたりといった工夫が、結果的に免疫を支えることにつながります。

免疫力を維持するための生活習慣のポイント

  • 毎日6〜8時間の睡眠を確保する
  • たんぱく質・ビタミン・ミネラルをバランスよく摂る
  • ウォーキングなどの適度な有酸素運動を週3回以上行う
  • 過度な飲酒や喫煙を避ける
  • ストレスをため込まず適度に発散する

腸内環境と免疫には密接なつながりがある

腸には全身の免疫細胞の約7割が集中しているとされ、腸内環境が免疫機能に及ぼす影響は非常に大きいといえます。腸内細菌のバランスが整っていると、樹状細胞を含む免疫細胞が正常に機能しやすくなります。

発酵食品や食物繊維を意識的に取り入れると、善玉菌を増やし腸内環境を良好に保てます。ヨーグルト、味噌、納豆、きのこ類などは手軽に取り入れやすい食材です。

過度なストレスは免疫のバランスを崩してしまう

長期間にわたる過度なストレスは、コルチゾールというホルモンの分泌を増加させ、免疫細胞の働きを低下させることが知られています。樹状細胞の成熟や抗原提示能力にも悪影響を及ぼす可能性が指摘されています。

散歩や入浴、趣味の時間など、自分なりのストレス解消法を持っておくことが、回り回って免疫力の維持につながります。がんと向き合う日々のなかで、心身のケアを忘れないようにしましょう。

よくある質問

樹状細胞は体のどこに多く存在しているのか?

樹状細胞は皮膚や肺、腸管の粘膜、リンパ節など全身のさまざまな組織に分布しています。とくに外界と接する部位に多く配置されており、細菌やウイルスなどの異物をいち早く察知する役目を担っています。

血液中にも少数ながら存在し、全身をパトロールしながら異常を監視しています。数は白血球全体の1%未満と少ないものの、免疫応答全体の方向性を決める力を持つ細胞です。

樹状細胞とT細胞はどのように連携してがんを攻撃するのか?

樹状細胞は体内でがん細胞の抗原(目印となるたんぱく質)を取り込み、リンパ節へ移動してT細胞にその情報を提示します。T細胞は受け取った情報をもとに活性化され、血流に乗って全身を巡りながらがん細胞を見つけ出して攻撃を行います。

この連携が成り立つためには、樹状細胞が十分に成熟し、正確な情報をT細胞に伝えることが前提になります。がん細胞がこの連携を妨害するケースもあるため、免疫療法ではこの障壁をどう乗り越えるかが研究テーマの一つです。

樹状細胞ワクチン療法とはどのような治療なのか?

樹状細胞ワクチン療法は、患者さん自身の血液から樹状細胞のもとになる細胞を取り出し、体外でがんの抗原情報を学習させてから体内に戻す治療法です。体外で十分に教育された樹状細胞が、体内でT細胞を活性化してがんへの攻撃を促します。

さまざまながん種を対象に臨床試験が進められていますが、効果には個人差があり、がんの種類や進行度によっても結果が異なります。主治医とよく相談し、自分の状況に合った治療法を検討することが大切です。

樹状細胞にはどのような種類(サブタイプ)があるのか?

樹状細胞には大きく分けてcDC1、cDC2、pDCという3つのサブタイプがあります。cDC1はキラーT細胞を活性化する力が強く、がん免疫において特に注目されているタイプです。cDC2はヘルパーT細胞を活性化し、免疫応答の持続を助けます。

pDCはウイルス感染時にインターフェロンを大量に産生することで知られ、がんとの関係についても研究が続いています。それぞれのタイプが異なる免疫応答を引き起こすため、がん治療研究ではサブタイプごとの特性を活かす方法が模索されています。

樹状細胞の働きを日常生活のなかでサポートする方法はあるのか?

樹状細胞に限らず、免疫細胞が正常に機能するためには基本的な生活習慣の整備が土台になります。十分な睡眠、栄養バランスのよい食事、適度な運動を継続することで、免疫全体のコンディションを良好に保てます。

とくに腸内環境は免疫機能と密接に関わっており、発酵食品や食物繊維を意識的に摂ることが勧められます。過度なストレスも免疫バランスを崩す要因となるため、自分なりの心身のケア方法を持っておくとよいでしょう。

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この記事を書いた人 Wrote this article

前田 祐助

前田 祐助 医学博士 / 医師

慶應義塾大学医学部大学院にて、がんの発生メカニズム(発癌機構)や、慢性炎症と腫瘍の関係性に関する基礎研究に従事し、医学博士号を取得。 特に、胃がんにおける炎症微小環境の解析や、細胞シグナル伝達(COX-2/PGE2経路など)による腫瘍形成の研究において実績を持つ。 現在は、大学病院や研究機関で培った「根拠(エビデンス)に基づく医療」の視点を活かし、疾患の早期発見や予防医療の啓発活動を行っている。 【保有資格・所属】 医学博士(慶應義塾大学)/ 医師免許 / 日本内科学会 / 日本医師会認定産業医