CCモチーフケモカイン3(CCL3)血清濃度
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概要
CCモチーフケモカイン3(CCL3、旧称MIP-1α)は、主に単球・マクロファージ、樹状細胞、活性化T細胞やNK細胞などの免疫細胞から産生される小型の分泌タンパク質です。炎症部位に免疫細胞を呼び寄せる「ケモカイン」の一員であり、サイトカインネットワークの中でも特に初期炎症反応の駆動に関与します。
CCL3は受容体CCR1やCCR5に結合して走化性(ケモタキシス)を誘導し、好中球や単球、T細胞の遊走を促進します。生理的状態では血中(血清・血漿)濃度は極めて低く、多くの健常者では測定限界近傍ですが、感染や組織損傷、自己免疫反応などで一過性に上昇します。
測定上は、血清と血漿で値が異なること、採血や試料処理中の白血球活性化により体外で人工的に上がる可能性があることが知られています。そのため前処理の標準化が重要で、特に低濃度を扱う際は検出限界やマトリクス効果の影響を強く受けます。
近縁遺伝子であるCCL3L1(コピー数多型を持つパラログ)が存在し、市販試薬の一部はCCL3とCCL3L1の双方を認識するため、測定結果の解釈ではこの交差反応性も考慮する必要があります。
参考文献
- UniProtKB: CCL3 (MIP-1 alpha) entry
- NCBI Gene: CCL3
- Wikipedia: CCL3
- IUPHAR/BPS Guide to Pharmacology: CCL3 ligand page
遺伝と環境によるばらつき
ヒトの循環タンパク質としてのCCL3濃度は、遺伝的背景と環境要因(感染、ワクチン、生活習慣、年齢など)の双方で変動します。ただし個別タンパク質ごとの厳密な遺伝率推定は限られており、研究間の測定系の違いも結果に影響します。
免疫系全体の指標については、双生児研究を含む大規模解析で非遺伝的(環境)要因の寄与が優位であることが示されています。多くのサイトカイン・ケモカインでは遺伝要因の寄与は比較的控えめで、環境要因が長期的な個体差を主導する可能性が指摘されています。
一方でCCL3に関しては、パラログCCL3L1のコピー数多型が発現量や機能に影響しうることが報告され、遺伝的要因が無視できないケースもあります。測定試薬がCCL3L1をどの程度検出するかで見かけの血中濃度に差が出る可能性があります。
ゲノムワイド解析(pQTL/GWAS)では、多数の循環タンパク質に対し遺伝子近傍や遠位のバリアントが濃度に影響することが示されており、ケモカイン群でも遺伝的調節の存在が支持されています。ただし個々の効果量は小さいことが多く、環境要因と相互作用します。
参考文献
- Brodin et al. Variation in the human immune system is largely driven by non-heritable influences. Cell (2015)
- Gonzalez et al. The influence of CCL3L1 gene-copy number on HIV-1/AIDS susceptibility. Science (2005)
- Sun et al. Genomic atlas of the human plasma proteome. Nature (2018)
- Ahola-Olli et al. GWAS identifies loci influencing circulating cytokines. AJHG (2017)
測定の意義
CCL3は急性炎症や感染症、自己免疫疾患の活動性などで上昇することがあり、病態の把握や研究用バイオマーカーとして利用されます。単独で診断を確定するというより、他の炎症マーカーや臨床所見と組み合わせて解釈する指標です。
臨床研究では、敗血症や重症感染症、関節リウマチなどで血中CCL3の上昇が報告されています。また新興感染症の重症度層別化や治療反応性の評価において、多項目サイトカインパネルの一成分として測定されることがあります。
一方で、CCL3は基礎濃度が非常に低く測定誤差の影響を受けやすいため、日常診療の一般的な単独検査としてはまだ確立していません。再現性の高い系での縦断測定や、同時に測る他の指標との一貫性が重要です。
研究用途では、病態の機序解明(例えばCCR5リガンドとしての機能、細胞リクルートの強さ)や、創薬標的の検証にも有用です。
参考文献
- Del Valle et al. An inflammatory cytokine signature predicts COVID-19 severity. Nat Med (2020)
- Rossi & Zlotnik. The biology of chemokines and their receptors. Annu Rev Immunol (2000)
- Review: Chemokines in human disease
定量法と理論
最も一般的な定量法はサンドイッチELISAで、固相化抗体でCCL3を捕捉し、二次抗体で検出します。標準曲線から濃度を算出し、検出限界は数pg/mL級のキットもあります。抗体の特異性と交差反応性が精度の鍵です。
多項目同時測定にはビーズベースのマルチプレックス免疫測定(Luminexなど)や電気化学発光(MSD)が用いられ、少量試料で複数のサイトカインを同時に定量できます。ダイナミックレンジが広く、臨床研究で広く使われます。
前分析要因として、採血管の種類(血清/EDTA/ヘパリン)、遠心までの時間、凍結融解回数、溶血や脂血の影響が重要です。低濃度であるがゆえに、わずかな手技差が値に影響します。可能ならプロトコルを統一しバッチ効果を最小化します。
質量分析による直接定量は理論的には可能ですが、循環中の濃度が非常に低く、免疫測定に比べて実務上の感度・スループットの面で不利なことが多いのが現状です。
参考文献
- R&D Systems: Human MIP-1 alpha Quantikine ELISA Kit (DMP00B)
- BioLegend LEGENDplex Multiplex Assays
- Meso Scale Discovery (MSD) U-PLEX platform
- de Jager et al. Simultaneous detection of cytokines by multiplex immunoassay. Clin Vaccine Immunol (2009)
生物学的役割と臨床的関連
CCL3は炎症部位への免疫細胞動員を担い、病原体排除や組織修復に寄与します。過剰な持続的産生は組織傷害や慢性炎症につながるため、厳密な制御が必要です。
受容体CCR5はHIV侵入の共受容体であり、CCL3などの内因性リガンドはCCR5の占有を通じてウイルス侵入を競合的に阻害しうると考えられています。CCL3L1コピー数と感染感受性の関連も報告されています。
関節リウマチ、炎症性腸疾患、呼吸器感染症や敗血症などでCCL3の上昇が観察されることがあり、病勢や反応性の指標として検討されています。ただし疾患特異性は高くありません。
臨床応用では、単独測定ではなくパネル化して相関や予後予測力を検証するのが一般的で、カットオフの外部妥当化が鍵となります。
参考文献

