The Origins of Antibody Diversity
人間は比較的小さなゲノムサイズにもかかわらず、どのようにして膨大な数の抗原構造を認識し撃退できるのか不思議に思ったことはないだろうか。 あなただけではありません。 免疫系は驚くほど複雑で素晴らしいシステムであり、経験豊富な研究者たちをも決して驚かせることはないのです。 抗体の多様性の起源や、身体がどのようにして極めて多様な抗体レパートリーを作り出しているのかを理解したいのであれば、以下のことを知る必要があります。
抗体の多様性の起源
抗体の正式な研究は、1890年にドイツの生理学者エミール・フォン・ベーリングと日本の医師で細菌学者の北里柴三郎が液性免疫の理論を構築したことから始まりましたが、アメリカの生物学者ジェラルド・エデルマンが、抗体がジスルフィド結合でつながれた重鎖と軽鎖からなることを見つけたのは1960年代初頭になってからのことでした。
同時期に、イギリスの生化学者でノーベル賞受賞者のロドニー・ポーターは、IgGの抗体結合領域（Fab）と抗体尾部（Fc）を特徴づける。
抗体の多様性の起源については、生殖細胞説と体細胞説の大きく2つの説がある。
生殖細胞説によれば、個々の抗体可変領域構造は別々の生殖細胞遺伝子にコードされている。 また、抗体あるいは免疫グロブリンのレパートリーはほとんど遺伝すると主張した。 一方、体細胞多様化説は、遺伝した遺伝子が一生の間に体細胞で大きく変化することによって、抗体を生み出す遺伝子が生まれると主張するものです。
この2大理論以外にも、2つ以上の遺伝子が相互作用して免疫グロブリン可変領域を形成するなど、全く異なるメカニズムで抗体の多様性がもたらされるとする説もある。
抗体の多様性の生成
免疫系は、自然免疫と適応免疫という2つのアプローチで病原体を認識・攻撃しています。
自然免疫系では、一般的な病原体認識システム（単球、マクロファージ、マスト細胞、樹状細胞、B1細胞、顆粒球、自然リンパ球）を用い、これらはほとんど非特異的ではあるものの、侵入した病原体を直ちに攻撃することが可能である。
では、免疫系は一体どのようにして、考えうるほぼすべての抗原構造を認識できる多様な免疫グロブリンのレパートリーを作り出しているのだろうか。 実は、自分自身で1012種類以上の抗体分子を作ることができるのです（免疫前抗体レパートリー）。 この段階で、抗体の多様性は、
- VL鎖とVJ鎖を組み合わせて機能的な軽鎖を作り、VH、DH、JH鎖を組み合わせて機能的な重鎖を作ることによって実現される。
- 重鎖と軽鎖の遺伝子セグメント間にヌクレオチドが追加されることによるV（D）J組換え過程。
- Allelic exclusions
- B細胞受容体の編集
- VH-VL pairing
抗体のレパートリーも抗原に繰り返しさらされると飛躍的に増加する。 このとき、B細胞は親和性成熟と呼ばれる過程を経て、より親和性の高い抗体を産生する。この現象は、V領域コード配列の重鎖と軽鎖に点変異が大きく蓄積していることが大きな原因である。 7429>
抗体の多様化は、クラススイッチ組換え（CSR）またはアイソタイプスイッチング（B細胞が産生する免疫グロブリンの種類を変更する生物学的メカニズム、例えばIgMからIgG）によっても達成される。 この過程で、重鎖の定常領域が変化し、可変領域は変化しない。 事実上、抗原特異性は変化しないが、抗体は異なるエフェクター分子と相互作用する能力を獲得する
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