免疫細胞の新たな振る舞いを解明(What makes an immune cell pop)

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2026-10-06 スタンフォード大学

米国スタンフォード大学の研究チームは、免疫細胞が細胞膜を破裂させ、DNAを放出して病原体を捕捉する「NETosis(ネトーシス)」の進行メカニズムを明らかにした。研究では、細胞核内でDNAとタンパク質が構成するクロマチンがほどけると、ヒストン関連タンパク質などが遊離し、細胞内の浸透圧や水の流入が変化することを発見した。その結果、細胞の体積と膜張力が増大し、最終的に細胞膜が破裂する。従来、DNAの放出が細胞膜を直接押し広げると考えられていたが、本研究は、DNAが核内にとどまっている段階から細胞全体の力学的性質が変化することを示した。さらに、イオンチャネルを阻害すると細胞の膨張や破裂を抑えられることも確認した。この発見は、過剰なNETosisが関与する自己免疫疾患の新たな治療標的となる可能性があるほか、がん細胞の制御などへの応用も期待される。ただし、現段階では基礎研究であり、治療効果は今後の検証が必要である。

免疫細胞の新たな振る舞いを解明(What makes an immune cell pop)
Certain immune cells go through NETosis, an extreme process in which they swell up until the cell membrane (cyan) breaks and the cell pops like an overfilled balloon. DNA, normally stored tightly wound as chromatin (magenta) in the nucleus (left), becomes less compacted, breaks out of the nucleus, and spills out of the cell (right) to trap pathogens. | Aidan Cabral

<関連情報>

核内のクロマチン脱凝縮は、転写とは無関係に、細胞膜の張力を増加させ、NETosisの実行を促進する Chromatin decompaction within the nucleus increases plasma membrane tension promoting NETosis execution, independently of transcription

Aidan T. Cabral, Manasi Sawant, Minwoo Kang, Liangqi Xie & Hawa Racine Thiam
Nature Communications  Published:20 August 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-026-76578-1

Abstract

Chromatin organizes DNA and regulates nuclear mechanics. However, whether and how chromatin regulates whole-cell mechanics and functions independently of transcription is largely unknown. Here, leveraging transcription-independent NETosis, we show that chromatin decompaction within the nucleus increases plasma membrane tension and cell volume. Mechanistically, we show that chromatin accessibility gradually increases and chromatin binding proteins (CBPs) H1, HP1α, and H3 differentially dissociate from chromatin as it decompacts during NETosis. We posit that dissociated CBPs become osmolytes that alter cellular osmolarity. Consistently, tuning extracellular osmolarity or disrupting regulators of membrane tension and cell volume (mTORC1/2, NHEs, or VRAC ion channels) alters plasma membrane rupture and NETosis execution. In non-NETing U2OS cells, decompacting chromatin increases membrane tension, independently of the cytoskeleton, indicating a causal relationship between chromatin organization and membrane tension. This work shows chromatin as a regulator of whole-cell mechanics, broadening our understanding of the non-genetic roles of chromatin in cell pathophysiology.

生物工学一般
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