免疫グロブリン軽鎖

免疫グロブリン軽鎖（immunoglobulin light chain）は、生体の防御システムにおいて重要な役割を担う抗体（免疫グロブリン）を構成する基本的な部品の一つです。典型的な抗体分子は、2本の比較的長い鎖である免疫グロブリン重鎖と、2本の短い鎖である免疫グロブリン軽鎖が組み合わさって形成されています。

ヒトにおける軽鎖

ヒトにおいては、主に2種類の免疫グロブリン軽鎖が存在します。これらは「κ（カッパ）鎖」と「λ（ラムダ）鎖」として知られています。κ鎖をコードする遺伝子は2番染色体のIGK@遺伝子座に位置し、λ鎖をコードする遺伝子は22番染色体のIGL@遺伝子座にあります。

抗体を産生するB細胞は、個々の細胞においてこれらの軽鎖のうち、いずれか一方のみを発現させるという特徴を持っています。一度、どちらのタイプの軽鎖を発現するかが決定されると、そのB細胞の系統では生涯にわたって同じタイプの軽鎖が産生され続けます。健常な人の血清中におけるλ鎖に対するκ鎖の正常な比率は、通常0.26から1.65の範囲内にあります。この比率が大きく逸脱している場合、リンパ球や形質細胞などの異常な増殖、すなわち腫瘍性疾患の可能性を示唆することがあります。ただし、κ鎖とλ鎖の両方が正常な比率を保ったまま増加しているケースも見られ、これは血液細胞自体の疾患以外の要因、例えば腎臓の機能障害などを示している場合が多いです。

他の動物における多様性

ヒト以外の動物でも免疫グロブリン軽鎖は存在し、その種類は動物の進化の過程で多様化しています。四肢動物の免疫グロブリン軽鎖をコードする遺伝子は、κ、λ、そしてσ（シグマ）の三つの主要なグループに分類されてきました。このκ、λ、σアイソタイプの多様性は、四肢動物が地球上に広がる進化の過程（放散進化）よりも古くから存在していたと考えられています。しかし、σアイソタイプは両生類の系統が進化し、爬虫類の系統が出現する前の段階で失われたとされています。

さらに下等な脊椎動物においては、これら以外のタイプの軽鎖も確認されています。例えば、軟骨魚類や真骨類（現代の多くの魚類）にはι（イオタ）鎖が存在します。哺乳類の中でもラクダ科の動物はユニークで、通常の4本鎖構造（重鎖2本＋軽鎖2本）に加え、軽鎖を持たず2本の重鎖のみで構成される機能的な抗体も有しています。また、サメ類は獲得免疫系の一部として、IgNAR（immunoglobulin new antigen receptor）と呼ばれる、やはり軽鎖を持たない重鎖ホモ二量体型の抗体様分子を持っています。ラクダ科の重鎖抗体が進化の過程で軽鎖との組み合わせを解消したものとされる一方、IgNARはもともと軽鎖と結合する構造を持たずに進化したと考えられています。

軽鎖の構造

一般的な抗体分子に含まれる2本の軽鎖は、常に同じタイプの鎖であり、同一の構造を持っています。各軽鎖は、二つの免疫グロブリンドメインが縦に連結した構造をしています。これらのドメインは、「定常ドメイン（CL）」と「可変ドメイン（VL）」と呼ばれます。

定常ドメイン（CL）: この領域は軽鎖のクラス、すなわちκ鎖かλ鎖かを決定づける部分です。λ鎖にはさらにλ1、λ2、λ3、λ7といったサブタイプが存在し、それぞれに対応する定常領域のわずかな違いがあります。
可変ドメイン（VL）: この領域は、多様なアミノ酸配列を持つことで、抗原のさまざまな形状に結合する能力を獲得します。この可変ドメインが抗原認識において極めて重要な役割を果たします。

免疫グロブリン軽鎖を構成するアミノ酸の数は、およそ211個から217個程度です。

病理学との関連

前述の通り、個々のB細胞はκ鎖またはλ鎖のどちらか一方の軽鎖のみを産生するという厳格なルールに従っています。この性質を利用して、免疫組織化学という手法を用いることで、組織中のB細胞集団においてκ鎖を発現している細胞とλ鎖を発現している細胞の相対的な割合を調べることができます。リンパ節などが炎症反応などによる一時的な腫れ（反応性または良性）の場合、κ鎖陽性細胞とλ鎖陽性細胞は混ざり合った状態で存在しています。しかし、悪性腫瘍、特にB細胞リンパ腫などの場合では、一つの異常なクローンが増殖しているため、一方のタイプの軽鎖を発現する細胞が他方よりも極端に多く存在する、すなわち、どちらか一方の軽鎖に偏りが見られるという特徴があります。

多発性骨髄腫のように腫瘍化した形質細胞が大量に産生する免疫グロブリン軽鎖は、「ベンス・ジョーンズ蛋白」と呼ばれ、尿中に排泄されることで発見されることがあります。

また、血液中の遊離したIg軽鎖（抗体分子として完全な形ではなく、単独で存在する軽鎖）のレベル上昇は、リンパ腫などの悪性疾患だけでなく、様々な炎症性疾患においても確認されることがあります。リンパ腫でみられるようなクローン性の増殖による偏りとは異なり、炎症性疾患で増加するIg軽鎖は、様々なB細胞クローン由来のポリクローナルなものであるという特徴があります。これらのIg軽鎖は、肥満細胞などの免疫細胞に結合し、抗原結合部位を利用することなくこれらの細胞を活性化させ、炎症を引き起こす様々な化学物質の放出を促進することが研究により示唆されています。さらに、Ig軽鎖は肥満細胞だけでなく、好中球や神経細胞（後根神経節神経細胞）なども活性化する可能性が示されており、炎症性疾患におけるメディエーター（媒介物質）としての役割の可能性が広がりつつあります。

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