B細胞の突然変異戦略の新たな理解がワクチン設計に示唆を与える(New Understanding of B Cell Mutation Strategies Could Have Implications for Vaccines)

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2025-03-19 ロックフェラー大学

ロックフェラー大学の研究チームは、B細胞が高親和性の抗体を生成する際の新たな戦略を明らかにし、ワクチン開発への応用が期待されると報告しました。 B細胞は、病原体やワクチンに曝露されると、胚中心と呼ばれる特殊な免疫構造内で急速に突然変異を起こし、最も効果的な抗体を生産しようとします。しかし、突然変異の多くは有害である可能性が高く、高親和性のB細胞がどのようにしてこのリスクを回避するのかは不明でした。今回の研究では、高親和性のB細胞が突然変異を続けるのではなく、自身をクローン化することで有利な突然変異を「保存」する戦略を採用していることが示されました。このメカニズムを解明することで、将来的には突然変異とクローン化のバランスを調整し、より効果的なワクチン戦略の設計が可能になると期待されています。

<関連情報>

制御された体細胞超変異が抗体親和性の成熟を促進する Regulated somatic hypermutation enhances antibody affinity maturation

Julia Merkenschlager,Andrew G. T. Pyo,Gabriela S. Silva Santos,Dennis Schaefer-Babajew,Melissa Cipolla,Harald Hartweger,Alexander D. Gitlin,Ned S. Wingreen & Michel C. Nussenzweig
Nature  Published:19 March 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-025-08728-2

B細胞の突然変異戦略の新たな理解がワクチン設計に示唆を与える(New Understanding of B Cell Mutation Strategies Could Have Implications for Vaccines)

Abstract

Germinal centres are specialized microenvironments where B cells undergo affinity maturation. B cells expressing antibodies whose affinity is improved by somatic hypermutation are selected for expansion by limiting numbers of T follicular helper cells. Cell division is accompanied by mutation of the immunoglobulin genes, at what is believed to be a fixed rate of around 1 × 10-3 per base pair per cell division. As mutagenesis is random, the probability of acquiring deleterious mutations outweighs the probability of acquiring affinity-enhancing mutations. This effect might be heightened, and even become counterproductive, in B cells that express high-affinity antibodies and undergo the greatest number of cell divisions. Here we experimentally examine a theoretical model that explains how affinity maturation could be optimized by varying the rate of somatic hypermutation such that cells that express higher-affinity antibodies divide more but mutate less per division. Data obtained from mice immunized with SARS-CoV-2 vaccines or a model antigen align with the theoretical model and show that cells producing high-affinity antibodies shorten the G0/G1 phases of the cell cycle and reduce their mutation rates. We propose that these mechanisms safeguard high-affinity B cell lineages and enhance the outcomes of antibody affinity maturation.

医療・健康
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