Granulocytes には、好塩基球、好酸球、好中球が含まれる。 好塩基球と好酸球は、寄生虫に対する宿主の防御に重要である。 また、アレルギー反応にも関与している。 好中球は、最も数の多い自然免疫細胞であり、血流中を循環して問題をパトロールしている。 好中球は細菌を貪食、あるいは摂取し、小胞と呼ばれる特別な区画で分解する。
マスト細胞も寄生虫に対する防御に重要である。 マスト細胞は組織に存在し、ヒスタミンのような炎症性化学物質を放出して、アレルギー反応を媒介することができる。
マクロファージに発展する単球も、問題を巡回して対応する。 単球は血流中や組織中に存在する。 マクロファージは、ギリシャ語で「大食漢」を意味し、細菌を摂取して分解する能力があることから名づけられた。 単球とマクロファージは、活性化すると、他の免疫細胞に問題を通知して、免疫反応を調整する。 マクロファージは、赤血球のような死んだ細胞を再利用したり、細胞の残骸を取り除いたりと、免疫以外の重要な働きもする。 これらの「家事」機能は、免疫反応を活性化することなく行われる。
好中球（赤）は、局所組織の損傷部位（中央）で数分以内に集積する。 そして、脂質や他の分泌メディエーターを用いて互いにコミュニケーションをとり、細胞の「群れ」を形成する。 好中球の協調的な動きとシグナルの交換は、マクロファージや単球と呼ばれる他の自然免疫細胞（緑色）に対して、好中球群を取り囲んで傷口を密閉するように指示を出す。 この24秒のビデオは2時間の記録を表している。
樹状細胞（DC）は重要な抗原提示細胞（APC）であり、単球から発生することもある。 抗原とは、病原体、宿主細胞、アレルゲンからの分子で、適応免疫細胞によって認識される可能性のあるものである。 DCのようなAPCは、大きな分子を、適応B細胞やT細胞が認識する「読み取り可能な」断片（抗原）に加工する役割を担っている。 しかし、抗原だけではT細胞を活性化することはできない。 抗原は、APC上に発現している適切な主要組織適合性複合体（MHC）と共に提示されなければならない。 MHCはチェックポイントとなり、免疫細胞が宿主細胞と外来細胞を区別するのに役立ちます。
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ナチュラルキラー（NK）細胞は、自然免疫と適応免疫両方の特徴を持っています。 ウイルスに感染した細胞や腫瘍細胞を認識し、殺すのに重要です。 NK細胞は顆粒と呼ばれる細胞内区画を持ち、その中には標的細胞に穴を開け、またアポトーシス（プログラムされた細胞死）を引き起こすことのできるタンパク質が詰まっている。 アポトーシスと、ネクローシスなどの他の細胞死を区別することが重要です。 アポトーシスは、ネクローシスとは異なり、より大きな免疫活性化と炎症につながる危険信号を放出しません。 アポトーシスによって、免疫細胞は感染した細胞を慎重に除去し、傍観者の被害を抑えることができるのです。 最近、研究者らはマウスモデルにおいて、NK細胞は適応細胞と同様に記憶細胞として保持され、同じ病原体によるその後の感染に反応することが示された。 一つはT細胞に抗原を提示することであり、もう一つは感染した微生物を中和するための抗体を産生することである。 すなわち、中和、オプソニン化、補体活性化である。
中和は、病原体が抗体で覆われているために、宿主細胞に結合して感染することができないときに起こる。 オプソニン化では、抗体が結合した病原体が赤旗の役割を果たし、好中球やマクロファージなどの免疫細胞に警告を発して、病原体を飲み込み消化させる。 補体は、細菌を直接破壊する、あるいは溶解するプロセスです。
補体についての詳細は、コミュニケーションのセクションでお読みください。 B細胞の表面にあるB細胞受容体（BCR）は、実は抗体なのです。 また、B細胞は抗体を分泌して拡散し、病原体に結合する。 この二重の発現が重要なのは、最初の問題、例えば細菌が、固有のBCRによって認識され、B細胞を活性化させるからである。 活性化されたB細胞は、基本的にはBCRであるが可溶型の抗体を分泌することによって反応する。 このようにして、全体のプロセスを開始した細菌に対して特異的に反応するようになります。
すべての抗体はユニークですが、一般的なカテゴリーに分類されます。 IgM、IgD、IgG、IgA、およびIgEである。 (IgMは補体の活性化に、IgDは好塩基球の活性化に、IgGは中和、オプソニン化、補体の活性化に、IgAは消化管での中和に、IgEは寄生虫やアレルギー反応でマスト細胞の活性化に必要な役割を担っています。 T細胞は大きく2つに分類される。 CD8+T細胞とCD4+T細胞であり、どちらのタンパク質が細胞表面に存在するかに基づいている。 CD8+T細胞は、細胞傷害性T細胞または細胞傷害性リンパ球（CTL）とも呼ばれ、感染細胞を殺したり、他の免疫細胞を活性化または勧誘するなど、複数の機能を実行する。 ウイルスに感染した細胞やがん細胞を認識し、除去するために重要な役割を担っています。 CTLは、アポトーシス、すなわちプログラムされた細胞死を引き起こす細胞毒素を含む特殊な区画、すなわち顆粒を持っている。 CD4+T細胞のサブセットは、TH1、TH2、TH17、Tregの4つであり、THはTヘルパー細胞を意味する。 TH1細胞は、細胞内微生物、特に細菌に対する免疫反応を調整するのに重要である。 TH1細胞は、細菌を捕食するマクロファージなど、他の免疫細胞に警告を発し、活性化する分子を産生・分泌する。 TH2細胞は、B細胞、顆粒球、マスト細胞に注意を促すことにより、蠕虫（寄生虫）などの細胞外病原体に対する免疫反応を調整するのに重要です。 TH17細胞は、免疫細胞と非免疫細胞を活性化するシグナル伝達物質であるインターロイキン17（IL-17）を産生することから、この名前がつきました。 TH17細胞は好中球の誘導に重要である。
制御性T細胞（Treg）は、その名が示すように、他のT細胞の活性を監視し、抑制している。 その名が示すように、制御性T細胞（Treg）は他のT細胞の活動を監視し、抑制する。Tregは有害な免疫活性化を防ぎ、寛容を維持し、あるいは体自身の細胞や抗原に対する免疫反応を防止する。
寛容について詳しくは免疫寛容をご覧ください。
コミュニケーション
免疫細胞は、細胞間の接触や分泌されるシグナル伝達分子を通じて、さまざまな方法でコミュニケーションを取っています。 受容体とリガンドは、細胞間のコミュニケーションにとって基本的なものである。 受容体は、細胞表面または細胞内コンパートメントに発現しているタンパク質構造体である。
リガンドと受容体の相互作用は、メッセージを伝達する細胞内分子のネットワークに関わる一連の細胞内イベントを引き起こします。 様々な受容体やリガンドの発現や密度を変化させることで、免疫細胞は目の前の状況に合わせた特定の指示を出すことができる。
サイトカインは多様な機能を持つ小さなタンパク質である。 免疫系では、免疫細胞の増殖、活性化、機能に重要なサイトカインがいくつか分類されています。
- コロニー刺激因子は、細胞の発生と分化に必須である。
- インターフェロンは、免疫細胞の活性化に必要である。 30種類以上あるインターロイキンは、活性化反応や抑制反応など、状況に応じた指示を与えます。
- ケモカインは、体の特定の場所や感染部位で作られ、免疫細胞を引き寄せます。
- サイトカインの腫瘍壊死因子（TNF）ファミリーは、免疫細胞の増殖と活性化を刺激する。 炎症反応の活性化に重要であり、そのためTNF阻害剤は、いくつかの自己免疫疾患を含む様々な疾患の治療に使用されています。
Toll様受容体（TLR）は、マクロファージや樹状細胞などの自然免疫細胞上に発現しています。 微生物が体内や感染した細胞内に存在することがあるため、細胞表面や細胞内コンパートメントに存在します。 TLRは一般的な微生物パターンを認識し、自然免疫細胞の活性化と炎症反応に不可欠です。
B細胞受容体（BCR）とT細胞受容体（TCR）は適応免疫細胞上に発現しています。 どちらも細胞表面に存在しますが、BCRは抗体として分泌され、病原体を中和します。 BCRとTCRの遺伝子は、特定の細胞成熟段階においてランダムに再配列され、その結果、あらゆるものを認識する可能性のあるユニークな受容体が作り出されます。 受容体のランダムな生成は、免疫系が予期せぬ問題に対応することを可能にする。
主要組織適合性複合体（MHC）またはヒト白血球抗原（HLA）タンパク質は、一般的に2つの役割を担っています。 MHCクラスIタンパク質は、ウイルス抗原を提示するのに必須であり、赤血球を除くほぼすべての種類の細胞で発現している。 ウイルスに感染した細胞は、MHCクラスIタンパク質を介して問題のシグナルを送る能力を持っている。 これに対して、CD8+T細胞（CTLとも呼ばれる）は、感染した細胞を認識し、殺傷することになる。 MHCクラスIIタンパク質は、一般に樹状細胞やマクロファージなどの抗原提示細胞でのみ発現している。 MHCクラスIIタンパク質は、CD4+ T細胞に抗原を提示するために重要である。 MHCクラスII抗原は多様で、病原体由来の分子と宿主由来の分子の両方を含んでいる。
MHCタンパク質は、細胞が宿主細胞であるか外来細胞であるかを示すシグナルでもある。 MHCタンパク質は非常に多様で、すべての人が両親から受け継いだ固有のMHCタンパク質のセットを持っている。 そのため、家族間でMHCタンパク質の類似性が見られる。 免疫細胞は、MHCを利用して、細胞が友好的かどうかを判断しているのです。 臓器移植では、ドナーとレシピエントのMHCまたはHLAタンパク質を一致させ、レシピエントの免疫系がドナーの組織または臓器を攻撃することによって起こる移植拒絶反応のリスクを低減します。 幹細胞や骨髄移植では、MHCやHLAの適合が不適切な場合、ドナーの細胞がレシピエントの体を攻撃する移植片対宿主病を引き起こす可能性があります。 補体は血液中に存在する一連のタンパク質から成り、膜攻撃複合体を形成している。 補体タンパク質は、感染症などの問題が発生したときにのみ、酵素によって活性化される。 活性化された補体タンパク質は病原体に付着し、さらに補体タンパク質を呼び寄せて活性化し、特定の順序で集合して丸い孔を形成する。 補体は文字通り、病原体に小さな穴を開け、細胞死につながる漏れを作り出す。 補体タンパク質はまた、免疫細胞に警告を与え、問題のある場所に呼び寄せるシグナル伝達分子としての役割も果たしている。