膜に提示された抗原に対するB細胞応答には機械感受性陽イオンチャネルPiezo1の機能が必要である

SCIENCE SIGNALING
26 Sep 2023 Vol 16, Issue 804
[DOI: 10.1126/scisignal.abq5096]

Kihyuck Kwak^{1, 2, †}, Haewon Sohn^{1, †}, Rachel George¹, Charles Torgbor¹, Javier Manzella-Lapeira¹, Joseph Brzostowski¹, Susan K. Pierce^{1, *}

1. ¹ Laboratory of Immunogenetics, National Institute of Allergy and Infectious Diseases, National Institutes of Health, Rockville, MD 20852, USA.
2. ² Department of Microbiology and Immunology, Institute for Immunology and Immunological Diseases, Brain Korea 21 PLUS Project for Medical Science, Yonsei University College of Medicine, Seoul 03722, Korea.

^* Corresponding author. Email: spierce@nih.gov

^† These authors contributed equally to this work.

Editor's summary

B細胞受容体（BCR）に抗原が結合した際のB細胞の活性化は、ワクチンによる抗体産生に重要である。B細胞は、可溶性抗原よりも膜結合型抗原によって強力に活性化される。画像解析と機能解析により、Kwakらは、機械感受性陽イオンチャネルのPiezo1が、膜に提示された抗原に対するB細胞の応答に必要であるが、可溶性抗原に対する応答には必要でないことを示した。Piezo1を介するCa²⁺流動の変化によって、B細胞が抗原を含む固い表面との接触を感知できるようになり、BCR活性化が生じた。これらの結果は、B細胞による抗体産生をさらに促進するワクチンの設計に役立つ可能性がある。—John F. Foley

要約

コロナウイルス疾患2019（COVID-19）に対するワクチンの需要は、抗原に対するB細胞応答、とくに生体内で起こるような、膜に提示された抗原に対するB細胞応答の必要条件に関するわれわれの理解のギャップを浮き彫りにした。われわれは、膜に提示された抗原に対するヒトB細胞応答に、細胞膜機械感受性陽イオンチャネルであるPiezo1の機能が必要であることを見出した。単にガラスプローブと接触するのみで、B細胞においてカルシウム（Ca²⁺）流動が誘導されたが、これはPiezo1阻害剤のGsMTx4によって阻害された。ガラス表面に置かれると、B細胞の細胞膜張力が増加し、それによりCa²⁺流入が刺激され、ガラス表面上にB細胞が広がったが、これはPiezo1阻害剤のOB-1によって阻害された。膜に提示された抗原に対するB細胞応答は、Piezo1阻害剤によっても、Piezo1のsiRNAを介するノックダウンによっても阻害されたが、可溶性抗原に対する応答は阻害されなかった。したがって、Piezo1の活性化は、膜に提示された抗原に対するB細胞活性化に不可欠な事象であり、この事象はワクチンの有効性の向上に利用できる可能性がある。