深海アンコウは、驚くべき繁殖戦略を採用している。 小さな子供のオスは、比較的巨大なメスに永久に付着し、組織を融合させ、その後、共通の血液循環を確立する。 このようにして、母親の子宮の発達中の胎児や移植患者のドナー臓器のように、オスは栄養供給に関してメスに完全に依存するようになる。アンコウの、この異常な現象は性的寄生と呼ばれ、雌雄がめったに出会わない深海の広大な空間に住むこれらの動物の繁殖成功に貢献している。 オスのメスへの永久的な愛着は、解剖学的な結合の一種を表しており、遺伝的に同一の双生児でまれにしか発生しないことを除いて、本来は未知だ。 免疫システムはここでは並外れた支障を表す。 病原体に感染した細胞を破壊する様に、外来組織を攻撃する。
臓器移植の長期生存を確実にするために、免疫抑制薬と一緒にドナーとレシピエントの組織特性を注意深くクロスマッチングする必要があるヒトの臓器移植を取り巻く問題がある。 しかし、アンコウの場合、組織拒絶が起きずに、同じ種の個体が互いに簡単に受け入れることができるのはなぜだろうか？
性的寄生の現象は、最初のペアが1920年にアイスランドの漁業生物学者によって発見されて以来、100年間謎だった。現在、ドイツと米国の科学者らは、この1世紀に渡る難問を解決し、2020年7月30日にサイエンスで彼らの発見をオンラインで報告している。 この論文は「性的寄生の免疫遺伝学（The Immunogenetics of Sexual Parasitism.）」と題されている。
数年前、ドイツのフライブルクにあるマックスプランク研究所（MPI）の免疫生物学およびエピジェネティクス部門で働くThomas Boehm 医学博士（医師であり免疫学者）と、アメリカのシアトルにあるワシントン大学のTheodore W. Pietsch 博士（魚類学者であり国際的に有名なアンコウの専門家）は、さまざまなアンコウの種のゲノムの研究に着手した。彼らは、主要組織適合性（MHC）抗原の構造を調べることから始めた。 これらの分子は体細胞の表面にあり、細胞がウイルスや細菌に感染すると、免疫システムに警告を発する。 すべての病原体が効率的に認識されることを確認するために、MHC分子は非常に多様であり、種の任意の2個体で同一またはほぼ同一の形態を見つけることは困難だ。 この機能は、ヒトの臓器と骨髄移植を悩ます組織マッチング問題の根本にある。
興味深いことに、この研究者らは、恒久的な付着を利用するアンコウは、これらのMHC分子をコードする遺伝子がほとんど欠けていることを発見した。 「MHC遺伝子のこの異常なコンステレーションは別として、臓器拒絶プロセス中に通常感染細胞を積極的に排除したり外来組織を攻撃したりするキラーT細胞の機能も、完全に失われるわけではないが、ひどく鈍くなることを発見した。
これらの調査結果は、アンコウの免疫システムが数万の脊椎動物種の間で非常に異常である可能性をほのめかした」とMPI免疫生物学およびエピジェネティクスの筆頭著者であるJeremy Swann 博士は述べている。
獲得免疫なしで生存
これらの予期しない発見の後、彼らは、アンコウの免疫システムの再編成が予想以上に広範囲に及ぶのではないかと疑った。 実際、さらなる研究により、免疫防御の武器の2番目の強力な武器である抗体も、アンコウのいくつかの種では失われていることが示された。
「ヒトにとって、アンコウで観察された重要な免疫機能の喪失が組み合わさると、致命的な免疫不全が引き起こされる」とMPI免疫生物学およびエピジェネティクスのディレクターであり、プロジェクトの主任科学者であるBoehm 博士は述べた。
ただし、アンコウは本質的に適応免疫機能なしで生き残ることができる。 したがって、研究者らは、動物が感染症から身を守るために、はるかに改良された生来の機能を使用していると結論付けた。これは、すべての生物が直面する問題に対する最も予期しない解決策だ。 実際、これまでは、獲得免疫と自然免疫のパートナーシップは、いったん進化の過程で形成されると、重大な結果なしに解消することはできないと考えられていた。
免疫システムは生殖戦略に影響を与える
したがって、この研究は、生来および適応機能の数億年の共進化パートナーシップにもかかわらず、以前はかけがえのないものと考えられていた適応免疫機能がなくても脊椎動物が生き残ることができることを示している。 「我々はまだ未知の進化の力によって最初に免疫系の変化が引き起こされ、そして性的寄生の進化のために用いられたと想定している」とBoehm 博士は述べた。
興味深いことに、彼らの魚のコレクションの中で、彼らはさらに、性的寄生に発展する途中の1つの種を捕らえましたと信じている。 「珍しい繁殖様式がこの魚群で独自に数回発明されたことは驚くべきことだ」とワシントン大学のPietsch 博士は述べた。
アンコウの改善された自然免疫機能の詳細はまだ発見されていないが、この研究成果は、免疫機能の先天的または後天的障害の結果に苦しむ患者の自然免疫機能を強化する潜在的な戦略を指摘している。 したがって、大西洋の漁船でのあいまいな観察から始まった科学的な旅は、予期せずヒトの免疫障害の治療に新しい道を切り開くかもしれない。
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写真は、約75 mmの深海アンコウ種Melanocetus johnsoniiのメスの標本である。腹部に23.5 mmのオスが融合している。 （クレジット：Edith A. Widder）
BioQuick News: Extraordinary Anglerfish Trade Adaptive Immunity for Reproductive Success; Much-Enhanced Innate Immunity Predicted; Male Fuses Its Body to Female in Rare Example of Sexual Parasitism in These Deep-Sea Fish
