TGF-β1
TGF-β1（transforming growth factor beta 1）は、TGF-βスーパーファミリーに含まれる多様な機能を持つサイトカインの一つです。この分子は、細胞の成長、増殖、分化、そしてプログラムされた細胞死であるアポトーシスなど、生命活動の根幹に関わる多くの細胞機能を調節する分泌タンパク質として働きます。ヒトにおいては、TGFB1という遺伝子によってその情報がコードされています。
TGF-βは、TGF-β1の他にもTGF-β2やTGF-β3といったサブタイプが存在し、これらは共通の特異的受容体を介してその機能を発揮します。これらのペプチド群は、多岐にわたる細胞種に対して、増殖や分化をはじめとする様々な機能を制御する多機能性を有しています。例えば、がん細胞の形質転換を誘導する際には、別の成長因子であるTGF-αと協力して作用することが知られています。また、TGF-βは細胞自身の成長を抑制する自己分泌型の成長因子としての側面も持っています。このサイトカインの活性化や細胞内での情報伝達（シグナル伝達）の仕組みに異常が生じると、細胞のアポトーシスが引き起こされる可能性があります。多くの種類の細胞がTGF-βを産生しており、それらの細胞のほぼ全てに、TGF-βに応答するための受容体が発現しています。
TGF-β1は、当初、ヒトの血小板から分離された25 kDaのタンパク質として同定されました。この発見は、創傷治癒の過程における血小板の役割を研究する中でなされたものであり、TGF-β1が創傷の修復に関与している可能性が示唆されました。その後の研究により、TGF-β1は実際には390アミノ酸からなる大きな前駆体タンパク質として合成され、細胞内で特定の酵素によるタンパク質分解（プロセシング）を経て、112アミノ酸からなる成熟した活性型ペプチドへと変化することが明らかになりました。
TGF-β1は、私たちの体を病原体から守る免疫システムの働きを調節する上で極めて重要な役割を担っています。その作用は非常に複雑で、応答する免疫細胞の種類や、その細胞がどのような段階にあるかによって、促進的にも抑制的にも働くことが示されています。私たちの体内の白血球を含む多くの免疫細胞がTGF-β1を分泌しています。
T細胞に対する影響
T細胞は免疫応答の中心的な役割を担う細胞群ですが、TGF-β1は主にその活動を抑制する方向に働きます。例えば、制御性T細胞と呼ばれる特定のT細胞はTGF-β1を放出し、他のT細胞の過剰な活動を抑え込むことで、免疫応答のバランスを保っています。具体的には、活性化されたT細胞が特定のサイトカイン（IL-1やIL-2）に依存して増殖するのを阻害したり、まだ活動していないヘルパーT細胞や細胞傷害性T細胞が活性化されるのを防いだりします。また、IFN-γやTNF-αといった他の多くのサイトカインの分泌や活性を抑制する効果も持ちます。さらに、免疫細胞の表面にあるIL-2受容体のようなサイトカイン受容体の量を減らすことで、免疫細胞の応答性を低下させます（ダウンレギュレーション）。しかし、一方で、特にまだ成熟していないT細胞に対しては、特定のサイトカインの発現を増やし、その増殖を促進するという逆の作用を示す場合があることも分かっています。
B細胞に対する影響
抗体産生などで重要な役割を果たすB細胞に対しても、TGF-β1は作用します。この影響もまた、B細胞がどの分化段階にあるかによって異なります。TGF-β1はB細胞の増殖を抑えたり、アポトーシスを誘導したりすることがあります。また、未成熟なB細胞や成熟したB細胞の表面に存在する抗体分子、トランスフェリン、MHCクラスII分子といった様々な分子の発現レベルを調整する働きも持ちます。
骨髄系細胞に対する影響
マクロファージや単球といった骨髄由来の細胞に対するTGF-β1の作用は、主に抑制的な傾向にあります。これらの細胞の増殖を抑制したり、病原体を排除する際に使われる活性酸素種（スーパーオキシドなど）や活性窒素種（一酸化窒素など）といった物質の産生を妨げたりします。しかし、骨髄由来の細胞に対しても、TGF-β1は促進的な作用を示す場合があります。例えば、特定の病原体が存在する場所へ免疫細胞を誘導する化学誘引物質として機能し、免疫応答の方向性を指示します。また、比較的低い濃度のTGF-β1に対して、マクロファージや単球は誘引されるように移動するという走化性応答を示します。さらに、単球が分泌するIL-1α、IL-1β、TNF-αなどのサイトカインの量や、マクロファージが病原体などを取り込む食作用といった機能は、TGF-β1によって増強されることがあります。
加えて、TGF-β1は、脳の神経細胞を支えるアストロサイトや、免疫応答の開始に関わる樹状細胞といった細胞の表面に発現するMHCクラスII分子のレベルを低下させることが知られています。これにより、ヘルパーT細胞集団の活性化が抑えられ、全体的な免疫応答の強さが調整されます。
このように、TGF-β1は単独で機能するだけでなく、細胞内外の様々な因子と相互に影響を及ぼし合いながら、生命現象において極めて多様かつ重要な役割を担っています。
機能の概要と発見経緯
TGF-βは、TGF-β1の他にもTGF-β2やTGF-β3といったサブタイプが存在し、これらは共通の特異的受容体を介してその機能を発揮します。これらのペプチド群は、多岐にわたる細胞種に対して、増殖や分化をはじめとする様々な機能を制御する多機能性を有しています。例えば、がん細胞の形質転換を誘導する際には、別の成長因子であるTGF-αと協力して作用することが知られています。また、TGF-βは細胞自身の成長を抑制する自己分泌型の成長因子としての側面も持っています。このサイトカインの活性化や細胞内での情報伝達（シグナル伝達）の仕組みに異常が生じると、細胞のアポトーシスが引き起こされる可能性があります。多くの種類の細胞がTGF-βを産生しており、それらの細胞のほぼ全てに、TGF-βに応答するための受容体が発現しています。
TGF-β1は、当初、ヒトの血小板から分離された25 kDaのタンパク質として同定されました。この発見は、創傷治癒の過程における血小板の役割を研究する中でなされたものであり、TGF-β1が創傷の修復に関与している可能性が示唆されました。その後の研究により、TGF-β1は実際には390アミノ酸からなる大きな前駆体タンパク質として合成され、細胞内で特定の酵素によるタンパク質分解（プロセシング）を経て、112アミノ酸からなる成熟した活性型ペプチドへと変化することが明らかになりました。
免疫系における役割
TGF-β1は、私たちの体を病原体から守る免疫システムの働きを調節する上で極めて重要な役割を担っています。その作用は非常に複雑で、応答する免疫細胞の種類や、その細胞がどのような段階にあるかによって、促進的にも抑制的にも働くことが示されています。私たちの体内の白血球を含む多くの免疫細胞がTGF-β1を分泌しています。
T細胞に対する影響
T細胞は免疫応答の中心的な役割を担う細胞群ですが、TGF-β1は主にその活動を抑制する方向に働きます。例えば、制御性T細胞と呼ばれる特定のT細胞はTGF-β1を放出し、他のT細胞の過剰な活動を抑え込むことで、免疫応答のバランスを保っています。具体的には、活性化されたT細胞が特定のサイトカイン（IL-1やIL-2）に依存して増殖するのを阻害したり、まだ活動していないヘルパーT細胞や細胞傷害性T細胞が活性化されるのを防いだりします。また、IFN-γやTNF-αといった他の多くのサイトカインの分泌や活性を抑制する効果も持ちます。さらに、免疫細胞の表面にあるIL-2受容体のようなサイトカイン受容体の量を減らすことで、免疫細胞の応答性を低下させます（ダウンレギュレーション）。しかし、一方で、特にまだ成熟していないT細胞に対しては、特定のサイトカインの発現を増やし、その増殖を促進するという逆の作用を示す場合があることも分かっています。
B細胞に対する影響
抗体産生などで重要な役割を果たすB細胞に対しても、TGF-β1は作用します。この影響もまた、B細胞がどの分化段階にあるかによって異なります。TGF-β1はB細胞の増殖を抑えたり、アポトーシスを誘導したりすることがあります。また、未成熟なB細胞や成熟したB細胞の表面に存在する抗体分子、トランスフェリン、MHCクラスII分子といった様々な分子の発現レベルを調整する働きも持ちます。
骨髄系細胞に対する影響
マクロファージや単球といった骨髄由来の細胞に対するTGF-β1の作用は、主に抑制的な傾向にあります。これらの細胞の増殖を抑制したり、病原体を排除する際に使われる活性酸素種（スーパーオキシドなど）や活性窒素種（一酸化窒素など）といった物質の産生を妨げたりします。しかし、骨髄由来の細胞に対しても、TGF-β1は促進的な作用を示す場合があります。例えば、特定の病原体が存在する場所へ免疫細胞を誘導する化学誘引物質として機能し、免疫応答の方向性を指示します。また、比較的低い濃度のTGF-β1に対して、マクロファージや単球は誘引されるように移動するという走化性応答を示します。さらに、単球が分泌するIL-1α、IL-1β、TNF-αなどのサイトカインの量や、マクロファージが病原体などを取り込む食作用といった機能は、TGF-β1によって増強されることがあります。
加えて、TGF-β1は、脳の神経細胞を支えるアストロサイトや、免疫応答の開始に関わる樹状細胞といった細胞の表面に発現するMHCクラスII分子のレベルを低下させることが知られています。これにより、ヘルパーT細胞集団の活性化が抑えられ、全体的な免疫応答の強さが調整されます。
このように、TGF-β1は単独で機能するだけでなく、細胞内外の様々な因子と相互に影響を及ぼし合いながら、生命現象において極めて多様かつ重要な役割を担っています。
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