脳の構造と機能

The Brain

17の部位に分けられる
Brainstem 脳幹：Medulla oblangata 延髄, Pons 橋, Midbrain 間脳
Cerebellum 小脳
Thalamus 視床
　Hypothalamus 視床下部
　Posterior pituiary 下垂体
Cerebrum 大脳

Corpus collosum 脳梁
Basal ganglia 大脳基底核

Cerebral cortex 大脳皮質は4つに分けられる
　Frontal　前頭葉
   Parietal　頭頂葉
　Occipital  後頭葉
　Temporal  側頭葉

＜解剖＞
An Introduction to the Central Nervous System

Hypothalamus and Limbic system  
視床下部と大脳辺縁系　

＜ドキュメンタリー＞
Human Brain: How smart can we get

神経伝達物質

Types of neurotransmitters

＜主な神経伝達物質＞
アミノ酸：神経系
　グルタミン、GABA、グリシン

モノアミン：神経系で注意・認知・情動など
　セロトニン、ヒスタミン、
　カテコラミン：ドーパミン、エピネフリン、ノルエピネフリン

ペプチド：鎮痛作用など
　オピオイド：エンドルフィンなど

その他：自律神経系、神経筋
　アセチルコリン　など


Types of neurotransmitter receptors

視床下部

視床下部の構造

管理薬剤師.com｜http://kanri.nkdesk.com/hifuka/sinkei27.php

視床下部の内景 慶應医学部 船戸和弥 http://www.anatomy.med.keio.ac.jp/funatoka/anatomy/Textbook/anatomy16b-3-2-2.html

視床下部の内景 慶應医学部 船戸和弥 http://www.anatomy.med.keio.ac.jp/funatoka/anatomy/Textbook/anatomy16b-3-2-2.html

自律神経の最高中枢をなす。前、中、後の3部に分かつ、多くの神経核がある

視床下部の内景 慶應医学部 船戸和弥 http://www.anatomy.med.keio.ac.jp/funatoka/anatomy/Textbook/anatomy16b-3-2-2.html

• 視床下部は間脳に位置する。

• 生物の内部の状態を調整し、恒常性を維持する役割をする。 

• 視床下部は、内分泌機能及び、交感神経・副交感神経機能を全体として総合的に調節している。 

• 最高位の内分泌器官である。 

• 自律神経系の最高中枢である 

 http://www.shiga-med.ac.jp/~koyama/analgesia/anat-endocrine.html#PVN

CNS (Central nervous system) signals

GB Health Watch http://www.gbhealthwatch.com/Science-BodyWeight-Appetite-Satiety.php

＜用語＞
孤束核 NTS　solitariy nucleus
　　橋から延髄にかけて存在する
　　Brainstem 広義では間脳および下位脳幹（橋、延髄、中脳）

室傍核 PVN：Paraventricular nucleus
弓状核 ARC：arcuate nucleus of the hypothalamus
外側野＝背内側核 LHA：lateral hypothalamic area

Fig. 1 Mitochondrial dynamics in the central regulation of metabolism
Nature Reviews Endocrinology 10, 650–658 (2014)  doi:10.1038/nrendo.2014.160 Published online 09 September 2014

NATURE REVIEWS ENDOCRINOLOGY | REVIEW http://www.nature.com/nrendo/journal/v10/n11/full/nrendo.2014.160.html

satiety　満腹感

Cell Biology Promotion http://www.cellbiol.net/ste/alpobesity2.php

Cell Biology Promotion http://www.cellbiol.net/ste/alpobesity2.php

Cell Biology Promotion http://www.cellbiol.net/ste/alpobesity4.php

Michael W King, PhD Gut-Brain Interrelationships and Control of Feeding Behavior http://themedicalbiochemistrypage.org/gut-brain.php#hypothalamus

Hypothalamic Regulation of Appetite

Katherine A. Simpson; Niamh M. Martin; Steve R. Bloom 

Expert Rev Endocrinol Metab. 2008;3(5):577-592. 

Brain- Gut axis
Masayasu Kojima & Kenji Kangawa
Nature Reviews Endocrinology 2, 80-88 (February 2006) | doi:10.1038/ncpendmet0080 
Drug Insight: the functions of ghrelin and its potential as a multitherapeutic hormone
http://www.nature.com/nrendo/journal/v2/n2/full/ncpendmet0080.html
 

補体系の基礎（動画）

Immunology - Innate Immunity (Complement System Overview)

引き続き免疫系の動画、第3弾です。
テーマは、補体系の概論です。

補体系の主な機能と3つの経路をわかりやすく概説しています。

この動画(英語)を見ながら日本語のメモをつくりました。

　 補体系の3つの主要機能

オプソニン化

補体が病原体に結合し、マクロファージなどの食作用を容易にする。
マクロファージには補体受容体があり認識できる。

膜侵襲複合体の形成 

membrane attack complex：MAC
病原体に穴をあける。水が細胞内に流入して細胞溶解(溶菌) lysis を起こし
病原体を破壊する。

情報強化

　 そもそも補体系とは？

血液中に存在する30種類以上のタンパク質からなるシステム。

補体系のタンパク質は主に肝臓で産生される。
↓
血流に乗って体内を循環している。
（非活性なので身体を攻撃しない）
↓
循環血中で病原体と遭遇すると補体系が活性化すると
病原体のオプソニン化・膜侵襲複合体 MAC形成・情報強化(促進)などが行われる。

　 補体経路（補体カスケード）

補体同士が相互に活性化し合うカスケードを形成している。
3つの経路が知られている。 各経路と重要な補体成分は以下の通り。

古典的経路

C1q、C1r、C1s、C4、C2

代替経路/ 副経路

Factor D、Factor B、プロパージン properdin、C3

レクチン経路

MBL(マンノース結合レクチン)/ フィコリンFicolin
MASP-2(MBL結合セリンプロテアーゼ-2)、C4、C2

　 古典的経路

抗体依存的な経路。

抗原抗体複合体の形成
↓
抗体に補体C1(C1q、C1r、C1s)が結合する。
（C1は、C1q、C1r、C1という3つのサブユニットで構成され三つ又の形状）
 ↓
複合体C4b2aの形成が誘導される。
C4b2aは、C3コンバーターゼ（転換酵素）、
不活性型のC3を活性型に変換する酵素。

　 レクチン経路

古典的経路と似ており、C4bC2aを形成する。

レクチン経路の特徴は、補体系のタンパク質（フィコリン、MBL）が
病原体の糖鎖に結合することで始動する。

フィコリン
フィコリンが病原体の糖鎖に結合し、さらにMASP-1とMASP-2が結合する。

マンノース結合レクチン(MBL)
MBLが病原体のマンノースに結合し、さらにMASP-1とMASP-2が結合する。

MASPとは、Mnnose Associated Serine Protease、
MBP結合性セリンプロテアーゼ（用語要確認）。

フィコリンとMASPの複合体、MBLとMASPの複合体が
上述のようにして形成されると
↓
C3コンバーターゼである複合体
C4b2aの形成が誘導される。

　 代替経路/副経路

代替経路は、古典的経路やレクチン経路でC4b2aが形成されると活性化する。

C4b2aの酵素作用により
C3からC3bがつくられる(活性化される)。
↓
C3bにB因子(Bb)、因子Dが結合する。
 ↓
C3コンバーターゼである複合体、C3bBbが形成される。

なお、因子Dとは別のタンパク質の結合によっても
C3bBbが形成される。

代替経路は、古典的経路とレクチン経路を強化し、
古典的経路とレクチン経路は、代替経路を強化する。

　 C3コンバーターゼ（転換酵素）

C4b2a

C4B2aは病原体の表面にあって、主な機能はC3を活性化すること。
↓
C3が切断されてC3aとC3bがつくられる。
↓
代替経路で、C3bが機能する。

C3bBb

C4B2aの概略は、C4b2aと同じ。
病原体の表面にあって、C3を活性化する。
C3が切断されてC3aとC3bがつくられる。

　 補体成分C3a、C3b、C5bの主な機能

C3a

C3aは、C5などの他の補体とともに働き情報を強化する。

C3a＋C5aは、肥満細胞からのヒスタミン遊離を刺激する。
ヒスタミンは、血管透過性を亢進し、
白血球（好中球、マクロファージ）の動員を強化する。

C3b

C3bは、thioester bond チオエステル結合を有している。
C3bの機能は、オプソニン化を始動、膜侵襲複合体MAC形成を始動する。
C3bは、体内に多く存在する。

● C3bとオプソニン化

C3bは、細胞の表面にチオエステル結合で結合し、
マクロファージによるオプソニン化を容易にする。

マクロファージは、C3bと結合する2つの補体受容体をもっている。
・CR1(complement receptor type 1、1型補体受容体)
・C5a受容体

補体成分C5aがマクロファージのC5a受容体に結合すると
↓
補体成分C3bがマクロファージのCR!に結合する。
 ↓
マクロファージが病原体を貪食する。

● C3bとC5a、C5bの関係

C3bは、C4b2aに結合し、C4b2a3bとなる。
C4b2a3bは、C3/C5コンバターゼ。
↓
C4b2a3bにより、
C3からC3a＋C3bがつくられ、
C5からC5a＋C5bがつくられる。
 ↓
C5aは、情報強化の機能を有し、
C5bは、マクロファージのC5a受容体に結合する。

C5bの機能

C5bは、補体経路による病原体排除のターミナルステージである
膜侵襲複合体 MACの形成に関与している。
MAC形成は、他の補体成分との共同作業。
MAC形成により病原体は溶解し破壊する。


....以上がメモです。

面白いですね。

日本語の用語は、教科書というか書籍を参考にしました。

この動画のように概論のわかりやすい説明を聴くと
教科書などの関連する項目を読む気になります。

獲得免疫の基礎（動画）

Immunology - Adaptive Immune System

前回に続いて免疫系の動画、第2弾です。
テーマは、獲得免疫です。

T細胞(CD4, CD8)とB細胞を取り上げて
分化・成熟と機能、抗原認識の概略をシンプルに説明しています。

この動画(英語)にもとづいて日本語のメモをつくりました。

獲得免疫系のしくみ

　 T細胞の分化・成熟と機能

分化・成熟の流れ

リンパ球系共通前駆細胞
↓
ナイーブT細胞 (CD4＋ CD8＋)
　TCR(T細胞受容体)で抗原を認識する
↓
成熟CD8+T細胞　または　成熟CD4T細胞　または　成熟する前に破壊
↓                                            ↓
細胞傷害性T細胞(CD8+) 　ヘルパーT細胞(CD4+)

成熟CD8+T細胞

感染した食細胞に遭遇し活性化し、
細胞傷害性T細胞(CD8+)になり感染した細胞を殺傷する。
食細胞の抗原提示は、MHCクラス1。

成熟CD4T+細胞 

感染していない抗原提示細胞(マクロファージなどの食細胞)に遭遇し活性化し、
ヘルパーT細胞(CD4+)になり、他の免疫細胞を活性化、免疫応答を活性化する。
食細胞の抗原提示は、MHCクラス2。特定の抗原によってのみ活性化。
ヘルパーT細胞により活性化される細胞は、B細胞、NK細胞、マクロファージなど。

成熟T細胞になる前に破壊

ナイーブT細胞は、自己抗原を認識すると成熟T細胞になる前に破壊する。
こうして自分の身体がT細胞による攻撃を受けないしくみになっている。

　 B細胞の分化・成熟と機能

 

分化・成熟の流れ

リンパ球系共通前駆細胞
↓
ナイーブB細胞
　BCR (B細胞受容体)で抗原を認識する
　MHCクラス2に抗原を提示しヘルパーT細胞に伝達する。
↓　　　　　　　　　　　　↓
形質細胞 (plasma cell) 　　記憶B細胞 (memory B cell)
　抗体(BCRが抗体になる)

抗体のおもな働き

・病原体の中和：抗体が病原体に結合し、病原体が細胞に結合するのを妨げる。
・オプソニン化：抗体が病原体に結合して、食細胞の貪食を容易にする。
・補体を活性化：補体とともに病原体をオプソニン化したり、溶菌に導く。

　 抗原を認識するしくみ

特異抗原：アミノ酸配列が異なることで多様性がある。

ナイーブB細胞

細胞膜上に発現しているBCR（抗体）で抗原を認識する。

抗体は、可変部分（V）・定常部（C）からなる。
可変部は特異性がある。
ある抗原に特異的なアミノ酸配列＝エピトープ
　(抗体と結合する部分の配列で、抗体が認識する部分)

 

ナイーブCD8+T細胞

細胞膜上にTCRをもつ。
TCRの形態は、可変部と定常部がある。基本的に抗体と同じ感じ。

感染した食細胞が病原体の抗原をMHCクラス1上に提示
↓
ナイーブCD8T細胞のTCRと結合
↓
T細胞が活性化する

ナイーブCD4+細胞

細胞膜上にTCRをもつ。

食細胞がライソゾームで破壊した病原体の抗原をMHCクラス2に提示
(病原体は溶菌・溶解している)
↓
ナイーブCD4T細胞のTCRと結合
↓
T細胞が活性化する。


.....以上が、動画のメモです。

イラストで要点を整理すると、断然わかりやすくなりますね。
動画が英語なので日本語に置き換えてみると、さらに頭に入りやすいです。
  
MHCクラス1、2の本来の表記は、MHCクラス I、IIですね。
ローマ数字は(このブログでは)読みづらいので、クラス1、2と表記しました。

　 ちょっとした補足

さて、
MHCクラス1とMHCクラス2が提示する抗原の違いは何なのか？
もう少しだけ詳しく知りたくなり調べてました。

MHCクラス1分子は
細胞質(ここでウイルスが感染し複製する)内で
生成されたペプチドを結合する。

MHCクラス2分子は
エンドソームあるいはファゴソーム（ここに病原微生物が取り込まれる）内で生成されたペプチドを結合する。[1]

　 まとめ

CD4T細胞　TCR　抗原提示細胞(非感染)  MHCクラス2　 ヘルパーT細胞

CD8T細胞　TCR　抗原提示細胞(感染)　  MHCクラス1　 細胞傷害性T細胞

B細胞　　　BCR　抗原を認識できる　　　　　　　　 　   形質細胞（抗体）
　　　　　            抗原をMHCクラス2に提示・ヘルパーT細胞に伝える



今回もわかりやすい動画でした。


資料
[1] G.Gordon MacPherson, Jonathan M. Austyn, Exploring Immunology, 2012,
稲葉カヨ訳 免疫学―基礎と臨床 2014 東京化学同人

免疫学の基礎（動画）

Immunology Overview

免疫学の基礎を短時間でマスターできるyoutube動画を見つけました。

初学者にとって免疫学は、いろいろな“役者”(細胞やタンパク質)が登場して、相互に複雑に関係し合うので、混乱しがちですよね。この動画は、イラストを手で描きながら、超入門者が覚えておくべきポイントを紹介しています。親切でとてもわかりやすい解説です。
“役者”のキャラ(機能)とお互いの関係性をしっかり理解できると思います。

この動画を見ながら、日本語でメモをとってみました。

免疫システムとは

A. 自然免疫 Innate
：迅速に反応、第一防御、獲得免疫を始動させる
○マクロファージ
○樹状細胞 dendritic cell：DC
○肥満細胞などの顆粒球
○complementary protein = 補体 complement
○ケミカルメディエータ ex. 炎症メディエータなど

B. 獲得免疫 Adaptive
：遅い反応 、第二防御
○B細胞：抗体産生
　　　　  抗体は、病原体に結合し食細胞の貪食を容易にするなどの機能をもつ。
○T細胞：分化して→キラーT細胞、ヘルパーT細胞になる

獲得免疫とは

：B細胞とT細胞が協同して病原体を破壊
：自然免疫を介して始動する

○抗原提示：食細胞（マクロファージなど）

液性 Humoral immunity：B細胞
細胞性  Cell-mediated immunity：T細胞

免疫系のしくみ

（自然免疫）
体内の病原体をマクロファージなどの食細胞がオプソニン化→病原体破壊

（獲得免疫）
マクロファージなどの抗原提示細胞が抗原を提示
　　↓
T細胞に伝わる
　　↓
T細胞が分化する
　キラーT細胞になる→病原体破壊
　ヘルパーT細胞になる→B細胞を活性化して抗体産生を命じる→病原体破壊

記憶細胞

.....ということで、この免疫の動画は他にも続きがあるので、引き続きチェックしてみようと思います。