免疫組織化学

免疫組織化学 (Immunohistochemistry)

定義と原理

免疫組織化学は、抗原抗体反応の特異性を利用して、組織や細胞内に存在する特定の物質、すなわち抗原がどこにあるのかを明らかにするための重要な技術です。この手法では、目的の抗原に対して特異的に結合する抗体を用います。組織や細胞の標本にこの抗体を反応させると、抗原が存在する場所にのみ抗体が結合します。

次に、この結合した抗体を標識物質によって可視化します。標識物質としては、蛍光色素、酵素、金属粒子などが用いられます。標識された抗体の検出を通じて、組織や細胞内での抗原の正確な位置、すなわち局在を視覚的に把握することが可能となります。

主な標識方法

免疫組織化学で抗体を可視化するための標識方法は、使用する標識物質の種類によって分類されます。代表的な方法として、蛍光抗体法と酵素抗体法があります。

蛍光抗体法 (Immunofluorescence Method)

蛍光抗体法は、抗体や二次抗体に蛍光色素を結合させて用いる方法です。抗原に結合した抗体を、特定の波長の励起光を当てることで発せられる蛍光シグナルとして検出します。

この方法は1950年代にアルバート・クーンズらによって確立されました。

蛍光抗体法の利点は、高い分解能と優れた信号雑音比（S/N比）を持つことです。また、異なる波長の蛍光を発する複数の蛍光色素を使用することで、複数の抗原を同時に染色し、それぞれの局在や相互の関係性を解析する多重染色に優れています。近年は共焦点レーザー顕微鏡や超解像顕微鏡との組み合わせにより、従来の光学顕微鏡の限界を超える微細な構造での抗原局在観察が可能となっています。

酵素 抗体法 (Immunoenzyme Method)

酵素抗体法は、抗体や二次抗体に酵素を結合させて用いる方法です。抗原に結合した抗体を、適切な基質を加えて酵素反応を起こさせることで、発色や沈殿生成物として検出します。

この方法は1966年に中根一穂とPierceによって開発されました。

酵素反応によって生じる発色沈殿は安定しており、光学顕微鏡での観察に非常に適しています。特定の酵素と基質の組み合わせを選べば、電子顕微鏡での観察も可能です。また、作製した標本は比較的長期間保存できるという利点があります。

酵素抗体法には、抗体に直接酵素を結合させる直接法の他、より感度を高めるための様々な検出システムが存在します。主なものには以下のような方式があります。

ABC法 (Avidin-Biotinylated Peroxidase Complex method): アビジンとビオチンの強い結合を利用して酵素複合体を形成し検出する方法。
PAP法 (Peroxidase-AntiPeroxidase method): 酵素とそれに対する抗体からなる複合体を用いる方法。
LSAB法 (Labeled Streptavidin Biotinylated Antibody method): ストレプトアビジンとビオチン化抗体を利用する方法。
触媒信号増幅法 (Catalyzed Signal Amplification method - CSA): 酵素反応で生成物を触媒としてさらに反応を進め、シグナルを大幅に増幅させる高感度な方法。
免疫高分子法 (Universal Immunoenzyme Polymer method): 多数の酵素分子を結合させたポリマーを用いる方法。

その他の方法

蛍光や酵素以外にも、金属粒子（例えば金コロイド）を標識として用いる金属標識抗体法などがあります。これらは特に電子顕微鏡を用いた観察に利用されます。

応用分野

免疫組織化学は、生命科学、医学、特に病理診断において極めて重要な役割を果たしています。特定のタンパク質やその他の抗原が、細胞や組織のどこに、どの程度存在するかを調べることで、細胞の機能状態、疾患の診断（例：癌の種類判定、感染症の原因同定）、治療効果の評価など、多岐にわたる情報を得ることができます。

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