炎症の鍵となるIL-1βの放出メカニズムを単一細胞レベルで「見る」ことで解明~炎症性サイトカインIL-1βは細胞死に伴って放出されていた~

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2025-11-11 東京大学,京都大学,東京科学大学

東京大学・京都大学・東京科学大学などの研究チームは、顕微鏡技術「LCI-S」を用い、炎症性サイトカインIL-1βの放出が炎症性細胞死(パイロトーシス)を起こした単球から生じることを世界で初めて実証した。IL-1βは従来考えられていたように「生きた細胞」からの分泌物ではなく、細胞死に伴うDAMP(損傷関連分子パターン)であることが判明。自己炎症性疾患CAPS患者ではこの経路が自発的に作動していた。炎症機構の理解と治療標的開発に新たな方向性を与える成果。

炎症の鍵となるIL-1βの放出メカニズムを単一細胞レベルで「見る」ことで解明~炎症性サイトカインIL-1βは細胞死に伴って放出されていた~
図1:ヒト単球のIL-1β放出の瞬間
LCI-Sによって撮影したヒト単球が炎症性細胞死(パイロトーシス)に伴って炎症性サイトカインIL-1βを放出する様子。上:明視野+細胞死染色SYTOX orange(ピンク)、下:IL-1β放出(Green-Fire-Blue)。撮影間隔はおよそ1時間ごと。

<関連情報>

単一細胞解析により、ヒト単球におけるNLRP3を介したIL-1β分泌の駆動力として細胞死が明らかになった Single-cell analysis reveals cell death as driver of NLRP3-mediated secretion of IL-1β in human monocytes

Lieselotte Vande Walle,Kentaro Kato,Mai Yamagishi,Takashi Kamatani,Alex Vervaeke,Rosa Martín-Pérez,Masaki Shimizu,Takumi Takizawa,Junko Takita,Ryuta Nishikomori,Osamu Ohara,Kazushi Izawa,Yoshitaka Shirasaki & Mohamed Lamkanfi
Nature Immunology  Published:11 November 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41590-025-02319-z

Abstract

Interleukin-1β (IL-1β) is a key proinflammatory cytokine with critical roles in infections and inflammatory diseases, yet the mechanisms regulating its release from human monocytes remain unclear. Here we used a suite of single-cell approaches, including integrated live-cell imaging of secretion and cell fate, flow cytometry and high-content imaging, to investigate IL-1β secretion dynamics in lipopolysaccharide-stimulated primary human peripheral blood CD14+ monocytes. We found marked heterogeneity: a large fraction of cells remained viable and contributed negligibly to IL-1β secretion, challenging established models. Instead, a small subset (5–10%) undergoing canonical NLRP3 inflammasome activation and GSDMD-dependent pyroptosis produced the majority of secreted IL-1β, with a smaller contribution from apoptotic cells transitioning to secondary necrosis. Single-cell profiling of CD14+ monocytes from patients with cryopyrin-associated periodic syndrome confirmed lytic cell death as the driver of pathological IL-1β release. These findings redefine IL-1β as a damage-associated molecular pattern, secreted predominantly by dying monocytes.

医療・健康
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