Fcレセプター(FcR)は、抗体のFc領域と結合し、体内の免疫応答の調節を助ける膜タンパク質です。 さまざまなFcレセプター(図1)が特定の抗体のFc領域に選択的に結合します(表1)。 これらの抗体が病原体または感染細胞に付着すると、Fcレセプターは、抗体依存性細胞貪食(ADCP: Antibody-Dependent Cellular Phagocytosis)または抗体依存性細胞傷害(ADCC: Antibody-Dependent Cell-mediated Cytotoxicity、図2)によってそれらの破壊を仲介し、また、Fc領域はが補体タンパク質と相互作用することで、補体依存性細胞毒性(CDC)を誘発することもできます。このようにFcレセプターと補体タンパク質との相互作用により、広範囲の免疫応答が調節されています。Fcレセプターは抗体が機能するうえで非常に中心的な役割を果たしており、Fcレセプター安定発現細胞株を使用しすることによって、抗体ベースの薬剤や治療法を開発する際の新しい抗体の結合動態の確認が可能です。
Fcガンマレセプター(FcγR)(図1)は免疫グロブリンG抗体(IgG)に結合し、IgGベースの免疫応答を増強または阻害することができます[1-5]。腫瘍生物学および癌に対する抗体療法の開発の分野では、FcγRのADCC機能が注目を集めています。 ADCCは、ナチュラルキラー(NK)またはマクロファージなどの他のタイプのエフェクター細胞の表面に発現するFcγRが、腫瘍細胞の表面に付着した抗体のFcドメインを認識して結合したときに起こります。 FcγR(ほとんどの場合FcγRIIIA)とこれらの結合抗体との相互作用により、エフェクター細胞からパーフォリンとグランザイムが放出され、腫瘍細胞が溶解します(図2)。 FcγRは、ADCCによる病変細胞の破壊を助けることができるため、癌の抗体治療における優れた標的となります[6]。また、その FcγRを発現する細胞株は、さまざまな種類の癌や自己免疫疾患を治療するために開発された抗体薬の有効性を判断するためによく使用されています。
一部のFcγRは、点突然変異を起こしており、そのため、遺伝子多型が存在します。また、FcγR変異が生じた個体では、SARSや潰瘍性大腸炎などの特定の疾患を発症する可能性、および疾患の強度に影響を与える可能性があります(表1)[7-26]。 FcγR変異体は、抗体ベースの薬物や治療法に対する患者の反応に影響することがあり、変異の入ったFcγRを発現する細胞株はその変異を持った特定の患者のテーラーメード医療の開発に役立ちます。
別のタイプのFcレセプターである新生児Fcレセプター(FcRn)は、抗体やアルブミンなどの血清タンパク質の安定性を高めることが示されています[27]。 FcRnは、pH依存性のメカニズムでIgGとアルブミンに結合し、分極した膜を通過するトランスサイトーシスを仲介します[5]。 FcRnは、母親から発育中の胎児にIgGを輸送する胎盤細胞を含むさまざまな細胞に存在します[24]。 FcRnを発現する細胞株は、抗体ベースの薬物のトランスサイトーシスとin vitroクリアランスを研究するための有用なスクリーニングツールです。
この図は、細胞膜に埋め込まれたヒトFcRγおよびFcRnレセプターを示しています。 FcRγレセプターの機能はそれらの構造によります。 FcγRI、FcγRIIa、FcγRIIc、およびFcγRIIIaは、主な活性型レセプターで、α鎖または関連するγ鎖に免疫レセプターチロシン活性化モチーフ(ITAM、茶色の円)を発現します。 一方、抑制型レセプターであるFcγRIIbは免疫レセプターチロシン抑制モチーフ(ITIM)を発現します。 FcγRIIIbレセプターはGPIアンカータンパク質であり、ITAMモチーフもITIMモチーフも発現しませんが、代わりに他のFcレセプターとの結合を介してシグナル伝達を行います。 FcRnレセプターは、構造的にはα鎖とβ2マイクログロブリン(β2m)からなるヘテロダイマーであり、どちらも細胞表面でのレセプターの発現と最適なIgG結合活性に重要です[3-5]。
FcRγ and FcRn alleles, immunoglobulin binding affinities, expression, function, and link to diseases [7-24].
この図は、ナチュラルキラー(NK)細胞上のFcRγ受容体がADCCのプロセスによって抗体でマークされた癌細胞の破壊をどのように媒介するかを示しています[6]。