単球は白血球の一種です。血液中に存在する白血球の中で最大の細胞であり、マクロファージや単球由来樹状細胞に分化することができます。脊椎動物の自然免疫系の一部として、単球は獲得免疫応答にも影響を与え、組織修復機能も発揮します。ヒトの血液中には、受容体の表現型に基づいて 少なくとも3つのサブクラスが存在します。

構造

単球はアメーバ状の外観を呈し、顆粒のない細胞質を有する。[1]そのため、単球は無顆粒球に分類されるが、稀にアズール顆粒や空胞を呈することもある。単球の直径は15～22μmで、末梢血中で最大の細胞種である。[2] [3] 単球は単核細胞であり、楕円形の核はしばしば分葉状または陥凹しており、豆形または腎臓形の外観を示す。[4]単球は人体全体の白血球の2～10%を占める。

発達

単芽球、前単球、単球の比較。

単球は、骨髄で単芽球と呼ばれる前駆細胞から生成されます。単芽球は、造血幹細胞から分化した多分化能細胞です。[5]単球は、約1～3日間血流中を循環し、その後、通常は体中の臓器に移動して、マクロファージと樹状細胞に分化します。

サブポピュレーション

人間の場合

フローサイトメトリーによる単球サブセットの最初の明確な記述は、 CD16陽性単球の集団が記述された1980年代後半に遡ります。 [6] [7]現在、ヒトの血液中には3種類の単球が認識されています。[8]

  1. 古典的な単球は、CD14細胞表面受容体（CD14 ++ CD16 −単球）の高レベル発現を特徴とする。
  2. 非古典的単球はCD14の低レベルの発現とCD16受容体の共発現を示す（CD14 + CD16 ++単球）。[9]
  3. 中間型単球は、高レベルのCD14と低レベルのCD16を発現します(CD14 ++ CD16 +単球)。

ヒトではCD14の発現レベルは非古典的単球と中間型単球を区別するために使用できますが、slan（6-スルホLacNAc）細胞表面マーカーは、2つの細胞タイプを明確に区別することが示されている。[10] [11]

ガッタスらは、「中間」単球集団は、修復過程に関与する表面受容体（血管内皮増殖因子受容体1型および2型、CXCR4、Tie-2など）の発現が比較的高いこと、また「中間」サブセットが骨髄に特異的に豊富であるという証拠から、発達段階ではなく、単球の独特なサブ集団である可能性が高いと述べています。[12]

マウスでは

マウスでは、単球は2つのサブポピュレーションに分けられます。炎症性単球（CX3CR1低、CCR2陽性、Ly6C高、PD-L1陰性）はヒトの古典的CD14 ++ CD16陰性単球に相当し、常在性単球（CX3CR1高、CCR2陰性、Ly6C低、PD-L1陽性）はヒトの非古典的CD14 + CD16 +単球に相当します。常在性単球は、定常状態および炎症状態において、内皮壁に沿ってパトロールする能力を有します。[13] [14] [15] [16]

関数

単球は機械的に活性な細胞であり[17]、血液中から炎症部位に移動して機能を発揮します。前述のように、単球はマクロファージと樹状細胞に分化できますが、さまざまな単球サブポピュレーションが独自に特定の機能を発揮することもできます。一般的に、単球とそのマクロファージおよび樹状細胞の子孫は、免疫システムで3つの主要な機能を果たします。これらは、貪食、抗原提示、およびサイトカイン産生です。 貪食は、微生物や粒子を取り込み、続いてこの物質を消化および破壊するプロセスです。単球は、病原体を覆う抗体や補体などの中間（オプソニン化）タンパク質を使用して、または病原体を認識するパターン認識受容体を介して微生物に直接結合することによって、貪食を行うことができます。単球は、抗体依存性細胞傷害を介して感染した宿主細胞を殺すこともできます。最近異物を貪食した細胞では、 液胞化が存在する可能性があります。

他のエフェクター細胞への分化

単球は組織内に遊走し、常在マクロファージ集団を補充することができる。マクロファージは高い抗菌活性と貪食活性を有し、それによって組織を異物から保護する。マクロファージは、大きな滑らかな核、広い細胞質面積、そして異物を処理する多数の小胞を有する細胞である。単球から派生することもあるが、その大部分は出生前に卵黄嚢と胎児肝臓で既に形成されている。[18]

試験管内実験では、単球は顆粒球マクロファージコロニー刺激因子（GM-CSF）とインターロイキン4というサイトカインを加えることで樹状細胞に分化することができる。[19]しかし、このような単球由来細胞はトランスクリプトーム中に単球の特徴を保持しており、本物の樹状細胞ではなく単球とクラスターを形成する。[20]

単球サブポピュレーションの特定の機能

単球の想像図

分化能に加え、単球は免疫応答を直接制御することもできる。前述の通り、単球は貪食能を持つ。古典的単球亜集団の細胞は最も効率的な貪食細胞であり、炎症刺激因子を分泌する。中間的単球亜集団は抗原提示とTリンパ球刺激に重要である。[21]簡単に言えば、抗原提示とは、貪食後の単球中に存在する微生物断片がMHC分子に組み込まれるプロセスを指す。その後、断片は単球（またはマクロファージや樹状細胞）の細胞表面に輸送され、抗原として提示されてTリンパ球を活性化し、Tリンパ球は抗原に対する特異的な免疫応答を開始する。非古典的単球は、微生物産物による刺激を受けると、腫瘍壊死因子やインターロイキン-12などの炎症性サイトカインを大量に産生する。さらに、ヒトでは古典的単球と非古典的単球の両方で単球パトロール行動が実証されており、これは単球が病原体がないか調べるために内皮に沿ってゆっくり移動することを意味します。 [22] Said らは、活性化単球が高レベルのPD-1を発現することを示し、CD14 ++ CD16 −単球と比較して CD14 + CD16 ++単球で PD-1 の発現が高くなることを説明できるかもしれません。単球発現 PD-1 をそのリガンドPD-L1 によって刺激すると IL-10 産生が誘導され、CD4 Th2 細胞が活性化され、CD4 Th1 細胞の機能が抑制されます。[23]他の細胞によって産生される多くの因子が、単球の走化性やその他の機能 を制御し得ます。これらの因子には、特に単球走化性タンパク質 1 (CCL2) や単球走化性タンパク質 3 (CCL7)などのケモカインが含まれます。ロイコトリエンB4などの特定のアラキドン酸代謝物や、OXE1受容体作動薬の5-ヒドロキシイコサテトラエン酸および5-オキソエイコサテトラエン酸ファミリーのメンバー（例： 5-HETEおよび5-オキソ-ETE）;および細菌によって生成され、ホルミルペプチド受容体1を活性化するN-ホルミルメチオニンロイシルフェニルアラニンおよびその他のN-ホルミル化オリゴペプチド。[24] その他の微生物産物は単球を直接活性化し、炎症誘発性サイトカインの産生、そしてある程度の遅延を伴い抗炎症性サイトカインの産生につながります。単球によって産生される典型的なサイトカインには、 TNF、IL-1、IL-12などがあります。

臨床的意義

正常なヒトの循環血液の走査型電子顕微鏡（SEM）画像。赤血球、リンパ球を含む複数の塊状の白血球、単球、好中球、そして多数の小さな円盤状の血小板が確認できます。

単球数は全血球算定の一部であり、全白血球に対する単球の割合、または絶対数として表されます。どちらも有用ですが、単球サブセットが特定された場合にのみ、これらの細胞は有効な診断ツールとなります。単球細胞は、COVID-19患者の重症度および病勢進行に寄与する可能性があります。[25]

単球増多症

単球増多症は、末梢血中の単球が過剰に増加した状態です。様々な疾患状態を示唆する可能性があります。単球数が増加する可能性のあるプロセスの例としては、以下のものがあります。

重症感染症（敗血症）ではCD14 + CD16 ++単球の数が多くなります。[30]

アテローム性動脈硬化症の分野では、CD14 ++ CD16 +中間型単球の数が多いことが、リスクのある集団における心血管イベントの予測因子であることが示されています。[31] [32]

CMMLは、血液1マイクロリットルあたり1000個を超える持続的な単球数を示す疾患です。単球サブセットの解析により、古典的単球が優位であり、CD14低CD16陽性単球が存在しないことが示されています。[33] [34]非古典的単球の欠如は、本疾患の診断に役立ち、slanをマーカーとして使用することで特異度を向上させることができます。[35]

単球減少症

単球減少症は、白血球減少症の一種で、単球の欠乏に関連しています。免疫抑制性グルココルチコイドによる治療後、単球数が非常に減少することが報告されています。[36]

また、マクロファージコロニー刺激因子受容体遺伝子の変異に関連する神経疾患である遺伝性びまん性白質脳症（球状体を伴う）の患者では、非古典的なslan+単球が大幅に減少しています。[10]

血液含有量

白血球の血液検査の基準範囲。単球の量（緑色で表示）を他の細胞と比較します。

参照

さらに読む

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  • 組織学画像: 01702ooa – ボストン大学の組織学学習システム
  • ヒト単球 — ジーグラー・ハイトブロック教授
  • 体液の循環