自然免疫とミトコンドリア代謝

自然免疫とミトコンドリア代謝

自然免疫とミトコンドリア代謝

【この記事のまとめ】
ミトコンドリアは、ウイルスが感染したときに起きる自然免疫応答にも関与しています。

ミトコンドリアはウイルスと相互作用し、インターフェロンやサイトカイン放出に関与して炎症反応を刺激しています。

ミトコンドリア機能低下によるエネルギー低下時は、ウイルス感染直後に起きる炎症反応が抑えられます。

ミトコンドリアのエネルギー代謝の異常が、自然免疫を弱めてしまう原因になり、肥満や糖尿病などの基礎疾患が重症化リスクとなります。

ウイルスは、ミトコンドリアの分裂と融合に影響を与えて、エネルギーレベルの変化をもたらします。

ウイルスに感染すると、ミトコンドリアの分裂が増加して、エネルギー代謝が低下します。

ミトコンドリアの分裂が引き起こされると、細胞のアポトーシスが阻害されて、ウイルスが長く生存することができるようにもなります。

 

新型コロナウイルス感染症(COVID-19)の対策で、免疫強化としてワクチン接種が行われていますが、オミクロン変異株の出現によって感染予防効果は非常に乏しいように感じられます。

 

ワクチン接種歴別の国内の感染状況については、関連記事をご参照ください ↓

「新型コロナワクチン」本当に有効なのか?

ワクチンによる獲得免疫だけでなく、私たちが持っている自然免疫を強化することが一番大切ではないかと思います。

そのポイントはミトコンドリアのエネルギー代謝にあります。

 

自然免疫と獲得免疫

自然免疫とミトコンドリア代謝

 

免疫とは、体内に侵入した病原体など異物(自己ではない不要なもの)を認識して排除することで、私たちの体を正常に保つための重要な働きの1つです。

免疫には自然免疫獲得免疫があります。

自然免疫とは、病原体であるウイルスや細菌の一般的な特徴を捉えて、生体が防御する仕組みです。

マクロファージなど白血球の一部が、体内に侵入した病原体を貪食して処理します。

 

マクロファージについては、関連記事をご参照ください ↓

「マクロファージ」体内掃除と免疫力

 

獲得免疫とは、抗体を使って病原体を排除するB細胞、B細胞が抗体を作るのを助けるヘルパーT細胞、感染した細胞ごと病原体を排除するキラーT細胞など、異物を効率よく排除する仕組みです。

B細胞やT細胞が過去の感染を記憶すると、同じ病原体に感染した際には、抗体やキラーT細胞を使って1回目よりも効率的に排除できるようになります。

記憶細胞である抗体産生細胞が、体の中に十分な量の抗体を予め準備しておけば、盾となってウイルスからの感染を予防することができます。

 

ワクチン接種の目的

ワクチン接種の目的は、中和抗体を体内に予め増やして、免疫の防御力を上げることにあります。

しかし、時間の経過と共に抗体産生細胞の数は次第に減少して、新型コロナワクチンの場合には、半年以上経過すると抗体濃度はピーク時の約4分の1に低下します。

そのため追加接種(ブースター接種)を繰り返して、体内の中和抗体価を再び増加させることが行われています。

 

コミナティ筋注(新型コロナワクチン)の追加接種については、関連記事をご参照ください ↓

コミナティ筋注 追加接種(ブースター接種)の有効性

オミクロン株対応型ワクチン(従来型とBA.1対応型の2価ワクチン)については、関連記事をご参照ください ↓

COVID-19 オミクロン株対応ワクチンの有効性

 

ただ現行の新型コロナワクチンでは、中和抗体だけでなく感染増強抗体も産生してしまうため、どんどん新たな変異株が出現すると、抗体依存性感染増強(ADE)のリスクが懸念されています。

つまり、ワクチン接種によって本来は感染予防されるべきところが、逆に感染増強してしまうという結果になる懸念があります。

 

抗体依存性感染増強(ADE)については、関連記事をご参照ください ↓

新型コロナウイルス変異株 抗体依存性感染増強(ADE)の懸念

また、自然感染後の獲得免疫とmRNAワクチンによる獲得免疫には違いがあります。

新型コロナワクチン(mRNAワクチン)による免疫低下の懸念については、関連記事をご参照ください ↓

新型コロナワクチン(mRNAワクチン)による免疫低下の懸念

ミトコンドリアの免疫に対するCOVID-19の影響

自然免疫とミトコンドリア代謝

Impact of COVID-19 on Mitochondrial-Based Immunity in Aging and Age-Related Diseases

自然免疫とミトコンドリア代謝

ウイルスに感染すると、宿主の自然免疫系は、ウイルスタンパク質などの特定のパターンを認識し、それらが宿主細胞膜上の受容体に付着することで、炎症反応につながるシグナル伝達経路を活性化します。

新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)の場合、ウイルス表面にあるスパイクタンパク質を、ヒト細胞の表面にある受容体タンパク質 ACE2 に結合させることから始まります。

つまり、ヒトとウイルスとの間でタンパク質が相互作用が起こることで、感染が起こるというわけです。

 

スパイクタンパク質とACE2との結合には、宿主細胞のメカノバイオロジーが関与しています。ウイルス感染とメカノバイオロジーについては、関連記事をご参照ください ↓

ウイルス感染とメカノバイオロジー

 

ミトコンドリアは、ウイルスが感染したときに起きる自然免疫応答にも関与しています。

ウイルス粒子がヒト宿主細胞に感染する際に、ミトコンドリアはウイルスと相互作用し、インターフェロンやサイトカイン放出に関与して炎症反応を刺激しています。

ミトコンドリアは、感染した細胞のアポトーシス(細胞死)を誘導することで免疫に貢献しています。

 

新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)は、ミトコンドリアの分裂と融合に影響を与えて、エネルギーレベルの変化をもたらします。

ウイルスに感染すると、ミトコンドリアの分裂が増加して、エネルギー代謝が低下します。

ウイルス感染症でみられる体の脱力感は、エネルギー産生の低下によって引き起こされています。

またミトコンドリアの分裂が引き起こされると、細胞のアポトーシスが阻害されて、ウイルスが長く生存することができるようになります。

 

コロナ後遺症(long-COVID)については、関連記事をご参照ください ↓

ウイルス感染と慢性炎症「コロナ後遺症とは」

ミトコンドリア代謝と自然免疫

自然免疫とミトコンドリア代謝

MAVS is energized by Mff which senses mitochondrial metabolism via AMPK for acute antiviral immunity

Nat Commun. 2020 Nov 11;11(1):5711. doi: 10.1038/s41467-020-19287-7.

 

ミトコンドリアは、細胞内の代謝状態や細胞内シグナルを感知し、分裂と融合を繰り返しながら、ダイナミック(動的)にその形態構造を変化させています。

酸素を利用した酸化的リン酸化(OXPHOS)によってATPを産生するだけでなく、細胞死(アポトーシス)の制御など細胞内シグナル伝達にも多機能に働いています。

 

ミトコンドリアダイナミクスについては、関連記事をご参照ください ↓

ミトコンドリア・ダイナミクス 生命のエネルギー代謝

エネルギー代謝、ATP(アデノシン三リン酸)については、関連記事をご参照ください ↓

「代謝と生命活動」異化と同化とエネルギー

 

細胞に感染した RNA ウイルスのゲノムは、細胞内で検知されると、その後にミトコンドリア上に運ばれ、MAVS(Mitochondrial antiviral signaling)タンパク質を足場とした複合体を介してウイルス感染に対抗する応答が進行します。

ミトコンドリアの分裂に働くミトコンドリア上の Mff (Mitochondrial fission factor)タンパク質は、MAVS タンパク質を調整しウイルス感染を制御する重要な役割を果たしています。

Mff タンパク質は、細胞内の ATP 濃度が低下すると 、AMPKという酵素によりリン酸化されて、ウイルス応答を弱めることがわかっています。

つまりミトコンドリア機能低下によるエネルギー低下時は、ウイルス感染直後に起きる炎症反応が抑えられることになります。

新型コロナウイルス感染症( COVID-19 )においても、肥満や糖尿病などの基礎疾患が重症化リスクとなっています。

ミトコンドリアのエネルギー代謝の異常が、自然免疫を弱めてしまう原因になっているのです。

 

エネルギー代謝異常であるインスリン抵抗性については、関連記事をご参照ください ↓

エネルギー代謝異常 インスリン抵抗性とは?

肥満や糖化による慢性炎症については、関連記事をご参照ください ↓

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まとめ

自然免疫とミトコンドリア代謝

 

ミトコンドリアは、ウイルスが感染したときに起きる自然免疫応答にも関与しています。

ウイルスと相互作用し、インターフェロンやサイトカイン放出に関与して炎症反応を刺激しています。

ミトコンドリア機能低下によるエネルギー低下時は、ウイルス感染直後に起きる炎症反応が抑えられます。

ミトコンドリアのエネルギー代謝の異常が、自然免疫を弱めてしまう原因になり、肥満や糖尿病などの基礎疾患が重症化リスクとなります。

 

ウイルスは、ミトコンドリアの分裂と融合に影響を与えて、エネルギーレベルの変化をもたらします。

ウイルスに感染すると、ミトコンドリアの分裂が増加して、エネルギー代謝が低下します。

まミトコンドリアの分裂が引き起こされると、細胞のアポトーシスが阻害されて、ウイルスが長く生存することができるようになります。

 

自然免疫とミトコンドリア代謝