2008 NOVEMBER
No. 553

2008 年（平成 20 年）11 月号

第 54 巻 第 6 号（通巻 553 号）

挨拶・巻頭言日本の畜産を支える獣医学：家畜感染病の制御………………………土 井 邦 雄（ 2 ）獣医病理学研修会
第 47 回 No. 944 イヌの眼球…………………………………鳥取大学（ 3 ）第 47 回 No. 945 ウマの足根関節（飛節）
内腫瘤…………………………JRA 総研（ 4 ）レビュー
トキソプラズマ原虫感染症に対する新規組
換えワクチンの開発………玄学 南（ 5 ）メタボリックシンドロームと実験モデルの利用……………………長谷川 也須子（ 8 ）お知らせ
学会発表演題………………………………（12）http://nibs.lin.go.jp/

日生研たより

2（78）

日本の畜産を支える獣医学：家畜感染病の制御
土井邦雄
大学在職中は実験的脳心筋炎ウイルス感染症をはじめとする所謂 実験病理学を生業とし，有能な同僚と優秀な学生に恵まれて自由気侭に過ごすことが出来た。その一方で，日本獣医学会等学会活動は兎も角，農林水産省獣医事審議会，畜産振興審議会（途中で食料・農業・農村政策審議会に改称）等に否応なく組み込まれ，畜産行政・家畜衛生行政の一端を垣間見ることにもなった。
欧米，特に欧州の獣医学は家畜を対象にその長い歴史を刻んで来たが，日本では第二次大戦の終結を機に，それ以前の軍馬中心の獣医学から家畜を対象とする獣医学へと転換した，とは良く言われることである。それが今では家畜からさらに伴侶動物へと大きく傾斜している。その背景には，高齢化社会に

癒し

をもた

らす存在としての伴侶動物の需要が急増した事実があると考えられる。獣医学教育の場でも，臨床学，感染病学，病理学等の各論の領域で伴侶動物の比重が増加し，その傾向は特に臨床学で顕著である。伴侶動物への傾斜は欧米でも認められるが，欧米では同時に，畜産を支える獣医学本来の姿勢に些かの揺るぎもないよ
うに見受けられる。最近，日本の獣医学は，上述したように伴侶動物医療を一方の極とし，その一方の極では比較生物学を基盤に生命科学としての色彩を一段と強め，種々の学際領域に進出している。それはそれで結構なことだが，日本の獣医学の将来を考えると，公衆衛生分野での獣医学の重要性をもっと強く社会にア
ピールし，また， 畜産を支える獣医学の在り方を今一度真剣に考えてみるべきであろう。

ところで，畜産と言えば，JICA プロジェクトで訪れた晩秋のアルゼンチンのパンパの佇まいが，魅惑的なブエノスアイレスの夜の情景とともに，今も脳裏に焼き付いている。見渡す限り遮るものとて殆どないパ
ンパの遠く近くに牛の群れが草を食み，よく見ると路傍には牛の白骨が無造作に転がっている。夕暮ともな
ると，彼方の朱色に染まる夕焼け空を名も知らぬ鳥のシルエットが風に流され，その下に点在している牛の群れが瞬く間に夕闇に沈んで行く。畜産の原風景に接した思いで，こうした畜産形態下では感染病よりもむ
しろ放牧地での繁殖障害や植物中毒の方が問題なのだという現地の専門家の話にも素直に頷けた。
翻って，国土の狭い日本の畜産は，高度の集約飼育によって収益を挙げようとする所謂集約型畜産 が主体で，そうした飼育形態に起因する生産病の発生に加え，一度感染病が浸入したらたちどころに甚大な被害を蒙る危険性を必然的に内包している。従って，日本の脆弱な畜産業を支え，畜産物自給率を一定水準で維持するには，畜産行政上の適切な施策に加え，生産病および特に家畜感染病の制御が家畜衛生行政の要であり，同時に獣医学の重要課題の一つであることを再確認すべきである。日本ではこの 10 年間に，それまで長い年月にわたって発生を見なかった牛の口蹄疫および高病原性鳥インフルエンザの発生に遭遇し，国民の大きな関心事となった。今回は幸い迅速な対応により，未解決の課題を残しながらも早期に収拾出来たが，同様な事態は今後も十分起こり得る。一方で，日本には未だ制御されていない家畜感染病（例えば，牛白血病，ヨーネ病，豚繁殖・呼吸障害症候群，鶏大腸菌病等々）が相当数常在しており，これらがボディーブロー
みたいに家畜の生産性に影響を及ぼしている。従って，家畜衛生行政担当者および獣医学関係者は，国民の関心を引く

華々しい 感染病に過度に引き摺られることなく，上述したような一見地味な感染病の制御にも日頃から堅実に取り組んで行く姿勢が大切であろう。
我々はまた最近，牛伝染性海綿状脳症（BSE）の発生をも経験した。BSE の発生は，家畜衛生・畜産物安
全性が公衆衛生上の問題としてまさしく国家レベルで大きくクローズアップされた最初の出来事で，これを契機に食品安全委員会が設立された意義は大きい。同時に，家畜衛生行政の重要性が強く認識され，この職域の拡充が図られたことは，欧米に比べて遅きに失したとは言え，歓迎すべきことである。一方，BSE の発生は，国民の受け止め方という点で，本来科学的判断に基づく 安全 と理屈抜きの信頼に基づく安心との乖離を浮き彫りにし，適切なリスクコミュニケーションの重要さと困難さをともに示す格好となり，今後に貴重な教訓を遺した。
最後に，上述したような我が国における家畜感染病の現状を踏まえ，家畜感染病の制御を目的として設立され，これまで数々の実績をあげて来た日生研の将来展望や如何に？ 新参者の私の目にも幾つかの課題が透けて見える。それらの課題を克服し，明るい未来を紡ぎ出すのは，他でもない，若い所社員諸君である。
ところで，私の役割は？ 言わずと知れた若い諸君との ノミニケーション と尻叩き 。

（東京大学名誉教授 日本生物科学研究所常務理事）

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，2008

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イヌの眼球
鳥取大学家畜病理学教室

第 47 回獣医病理学研修会 No. 944

動物：イヌ，トイプードル，避妊済み雌，11 歳 6 ヵ月齢。 （図 2），視神経に認められる病変と同質の肉芽腫性病巣
臨床事項：11 歳 4 ヵ月齢時，3 日前からの突然の失明を（図 3），重度瀰漫性グリオーシス，まれに神経細胞体の主訴に来院。左右の眼球ともに対光反射，威嚇瞬き反射， 壊死，グリア結節が認められた。肉芽腫性病巣は主にリ追跡運動消失。網膜誘発活動電位記録において異常が認

ンパ球，形質細胞，組織球様細胞（図 4，レクチン RCA

められなかった（b/a：1.58（R），1.88（L））ことから中–1 陽性），マクロファージから構成され，白質好性，囲枢の病変を疑う。その 1 ヶ月後から心雑音が聴取され管性に認められた（図 3，図 4）。心臓，肺において心不（心雑音レベルⅡ / Ⅵ），さらにその 1 ヵ月後，重度の僧全を示唆する所見が認められた。

帽弁閉鎖不全（心雑音レベルⅤ / Ⅵ）を伴う腱索の断裂

診断：肉芽腫性視神経炎および網膜神経細胞の脱落（イに起因すると思われる急性心不全により突然死した。

ヌの肉芽腫性髄膜脳脊髄炎「眼型」）

剖検所見：心臓に左心室壁の肥厚および僧帽弁の短縮お考察：イヌの肉芽腫性髄膜脳脊髄炎は，臨床症状および

よびねじれを伴う部分的な肥厚が見られた。中枢神経系病変の広がりのパターンなどの特徴所見から，臨床的におよび眼球には著変は認められなかった。

「播種型」，「限局型」および「眼型」に分類されている。

組織所見：眼球において，視神経の重度肉芽腫性炎症いずれの型も進行に伴い中枢全体に病変が広がる。本例（図 1），重度瀰漫性グリオーシス，網膜神経細胞の著明は失明発症後，3 ヶ月という短期間に急性心不全で死亡

な脱落が認められた。大脳（次の各レベルの冠状断：前したため，視神経に初期病変が保持された「眼型」の症

頭葉，乳頭体，尾状核および後頭葉），中脳，橋，小脳，

例として出題した。

延髄，脊髄（C3，L4）などの中枢神経系全域にわたり（前原朋美・島田章則）

日生研たより

4（80）

ウマの足根関節（飛節）内腫瘤
JRA 総研第 47 回獣医病理学研修会 No. 945

動物：ウマ，サラブレッド，雄，6 歳。放牧休養（7 ヵから 3 層の滑膜細胞層，その下方で増生する線維芽細胞
月）後，JRA トレーニングセンターに再入厩。
様細胞および膠原線維，さらにその下方で発達する線維
臨床事項：入厩時より，左寛跛行と関連する左足根関節
軟骨層により構成されていた。線維軟骨基質はメタクロ（飛節）の腫脹を認めた。初診時の X 線検査では，表面マジーを示さなかった。また，軟骨組織では，破骨細胞
不整の X 線不透過な増生物が飛節領域に，関節鏡検査による浸食，骨芽細胞による骨添加が観察された。
では，足根下腿関節内を遊走する鳩卵大の関節鼠が目視
診断：馬の足根下腿関節に形成された孤在性滑膜性骨軟で確認された。
骨腫症
肉眼所見：表面白色滑沢な硬結性腫瘤を足根下腿関節内考察：形態学的特徴から，前記の病名で診断した。そのに一つ，中心遠位関節内に一つ認めた。前者（図 1）を形成機序は，関節包あるいはその隣接結合組織を構成す
提出標本としたが，これは下方で有茎性に関節包と連絡る間葉系細胞の軟骨化生に始まり，何らかの刺激によりしていた。その割面では，主たる構成組織は海綿骨様で， 軟骨細胞の増生に転機した後，軟骨内骨化による骨梁形
局所で血管を有する結合組織および軟骨様組織を内含し， 成と盛んな骨リモデリングが骨軟骨性腫瘤をつくったと
これら腫瘤内部の軟組織は，表層数ミリを覆う結合組織推察された。おそらく，腫瘤表層の線維軟骨および結合および軟骨様組織と連続していた。なお，後者の腫瘤も組織の発達には，関節炎の進行が関与している。滑膜性
基本的に前者と同様であった。
骨軟骨腫症は，関節包滑膜と連続性がある骨軟骨性腫瘤
組織所見：肉眼的に海綿骨様に認められた硬組織は，硝で，滑膜細胞の腫瘍ではない。一関節に多結節性に発生
子軟骨を混じる骨梁を主体とした海綿骨だった。硝子軟する傾向があるが，ヒトでは孤在性のものも認められて骨はトルイジン青染色（pH7.0）で一律に異染性を示しいる。ヒト 2002 年新 WHO 腫瘍分類では，新たに良性たが（図 2），ヘマトキシリン・エオジン（HE）染色で腫瘍の範疇に加えられたが，動物では分類が整理されては弱から強好塩基性と変化に富んでいた（図 3a, b）。
いない。
（桑野睦敏）
硝子軟骨細胞は中程度の異形性を示し，軟骨円柱様
参考文献：
構造（図 3a），軟骨小嚢内に複数の軟骨細胞が密集した
1. Hamir, A. N. Vet. Rec., 137, 293–294（1995）.
hypercellular cartilage lobules（図 4）が 認 め ら れ，
2. Mayhew, I. G. J. Am. Vet. Med. Assoc., 170, 195–201
chondroblastic な変化が見られた。一方，腫瘤表層は 2 （1977）.

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5（81）

レビュー

トキソプラズマ原虫感染症に対する新規組換えワクチンの開発
玄

学 南（帯広畜産大学原虫病研究センター

遺伝生化学研究分野教授）

Development of novel recombinant vaccines against Toxoplasma gondii infection
Xuenan Xuan
National Research Center for Protozoan Diseases,
Obihiro University of Agriculture and Veterinary Medicine

はじめに殖に非必須な遺伝子を数多く有するために外来遺伝子の許容量が大きいこと，4）感染防御に関わる抗トキソプラズマ原虫（Toxoplasma gondii）は，猫科動原遺伝子とサイトカイン遺伝子を同時に発現させる物を終宿主とし，人および殆どの動物を中間宿主とすことにより，強力な細胞性免疫と液性免疫の効果がる細胞内寄生性原虫である。感染猫などの糞便ととも期待できること，5）体内で持続感染するために，に排泄されるオーシスト（虫卵）は通常の消毒薬に抵

外来遺伝子を長期に亘って持続的に発現できること，抗性が強く，食物や砂場など環境を汚染し，経口で人

6）粘膜接種が可能であるために，多くの病原体のや他の動物に伝播していく。人では特に妊婦が感染し侵入門戸である消化管と呼吸器粘膜の免疫効果が期た場合，流・死産，水頭症や脈絡網膜炎などの先天性待できることなどが挙げられる。獣医学領域では，

トキソプラズマ原虫感染症を引き起こす。また，トキ

馬用としてウマヘルペスウイルス 1 型（EHV–1）

ソプラズマ性脳炎はエイズ患者や免疫抑制剤の投与を［6］；牛用としてウシヘルペスウイルス 1 型（BHV

受けている患者の主要な死因の一つでもある。豚，羊，–1）［5］；豚 用 と し て オ ーエ ス キ ー病 ウ イ ル ス

山羊などへの感染は，直接的損耗から経済的損害にな（PRV）［10］；犬 用 と し て イ ヌ ヘ ル ペ ス ウ イ ル ス

るだけでなく，シストを含む食肉が人への感染源にな（CHV）［11, 12］；猫用としてネコヘルペスウイル

るために，公衆衛生・家畜衛生上の大きな問題になっス 1 型（FHV–1）［13, 14］などが開発されている。

ている。しかしながら，いまだにトキソプラズマ原虫

2）トキソプラズマ原虫のワクチン抗原 TgSAG1 と感染症に対する有効なワクチンは開発されていないの

TgROP2 を発現する組換えネコヘルペスウイルが現状である。トキソプラズマ原虫感染に対する宿主スの作製とワクチン効果の評価の防御免疫には IFN–γを主役とする細胞性免疫が重要

トキソプラズマ原虫の終宿主が猫であることから，とされる。そこで，我々の研究室では細胞性免疫を誘猫のトキソプラズマ原虫感染症を制御することは重導可能な組換え生ベクターワクチンの開発に取り組ん

要な意味をもつ。そこで，トキソプラズマ原虫の主でいるが，その概略について紹介する。

要ワクチン候補抗原 TgSAG1 と TgROP2 を発現す
る組換えネコヘルペスウイルス（FHV/TgSAG1，

ヘルペスウイルスベクターを用いた組換えワクチンの開発
1）ヘルペスウイルスベクターの特徴

FHV/TgROP2）を作製した。組換え FHV/TgSAG1と FHV/TgROP2 に よ り 発 現 さ れ た TgSAG1 とTgROP2 の抗原性はそれぞれ特異抗体を用いて確認

ヘルペスウイルスベクターの特徴として，1）弱し た。次 に，FHV/TgSAG1 と FHV/TgROP2 を 猫毒化したウイルス株或いは市販の弱毒生ワクチン株に 3 週間間隔で 2 回経鼻接種したところ，血中に高より作製するために，ベクターウイルス自体の動物

い抗 TgSAG1，TgROP2 抗体の誘導が認められた。

に対する安全性が十分確保されていること，2）宿さ ら に，組 換 え FHV/TgSAG1 と FHV/TgROP2 接

主域が非常にせまく，それぞれ固有の宿主のみに感種した猫にトキソプラズマ原虫にて攻撃したところ，染し，人と他の動物へ感染する危険性がないこと，

有意な感染防御効果が得られた［1, 2］。

3）ゲノムサイズが大きく，ベクターウイルスの増その他にも，我々の研究室ではネオスポラ原虫の日生研たより

6（82）ワクチン候補抗原 NcSRS2 を発現する組換えイヌヘ

ところ，高い抗 TgSAG1 抗体の誘導が認められた。

ルペスウイル（CHV/NcSRS2）やクリプトスポリ

抗血清の IgG サブクラスの同定を行ったところ，ジウム原虫のワクチン候補抗原 CpP23 を発現する

IgG2a の方が IgG1 より高い値を示したことから，組換えウシヘルペスウイルス（BHV/CpP23）を作

細胞内寄生原虫の感染防御反応に重要とされる Th1

製し，それぞれの抗原虫免疫効果を確認した［4, 9］。 反応が優勢であることが推察された。また，Nc/
TgSAG1 虫体を接種したマウスでは，対照マウスとネオスポラ原虫ベクターを用いた組換えワクチンの開発
1）ネオスポラ原虫のベクター化
これまでに数多くのウイルスや細菌などが生ワク
チン用ベクターとして開発されているが，いまだ有効な原虫ベクターは開発されていないのが現状であ比べ有意に高い IFN– γの産生が確認された。さらに，致死量のトキソプラズマ原虫にて攻撃したところ，対照群は 100％死亡したのに対し，Nc/TgSAG1
虫体を接種した群は 80％が生存し，有意な感染防御効果が得られた［16］。
その他にも，我々の研究室ではクリプトスポリジる。ワクチン候補抗原の翻訳後の修飾を考慮すると， ウム原虫の CpP23 を発現する組換えトキソプラズ
原虫ベクターを用いた方が，より天然型に類似したマ原虫（Tg/CpP23）を作製し，マウスにおける感組換え抗原が作製できると考えられる。そこで，

染防御効果を確認した［8］。

我々の研究室では試験管培養が容易で，トキソプラ
ズマ原虫と近縁のネオスポラ原虫のベクター化を試みた。
ネオスポラ原虫をベクター化する第一歩として，

プラスミドベクターを用いた組換えワクチンの開発
1）プラスミドベクター（DNA ワクチン）の特徴

薬剤耐性遺伝子と自然発光遺伝子を選択マーカーとDNA ワクチンの特徴として生体内で長期に渡りした迅速で簡便な組換えネオスポラ原虫作製法を確持続的に抗原を発現すること，MHC クラス I 拘束

立した。トキソプラズマ原虫由来のピリメタミン耐を受ける細胞性免疫を誘導し易いこと，比較的安全性ジヒドロ葉酸レダクターゼチミジル酸シンターゼで副作用が少ないこと，及び生産工程が簡単でコス（DHFR–TS）遺伝子と海洋生物由来の緑色蛍光タン

トが低いことなどが挙げられる。一方では，まだ免パク質（GFP）遺伝子発現ユニットの間にマルチク

疫効率と再現性があまり高くない課題も残されている。

ローニングサイト（MCS）を持つトランスファー

2）トキソプラズマ原虫のワクチン抗原 TgGRA4 を

ベクター pDMG を構築した［3］。MCS に外来抗原発現する DNA ワクチンの作製とワクチン効果

遺 伝 子 を 挿 入 し た pDMG プ ラ ス ミ ド をの評価

Electroporation 法によりネオスポラ原虫に導入した

DNA ワ ク チ ン 作 製 に は pcDNA プ ラ ス ミ ド

後に，ピリメタミンによる薬剤選択と GFP による[Invitrogen 社 製 ] を 用 い た。TgGRA4 遺 伝 子 をカラー選択を行ったところ，目的の外来抗原遺伝子

CMVIE プロモーターの制御下に挿入し，DNA ワクを発現する組換えネオスポラ原虫を効率よく作製すチン（pcDNA/TgGRA4）を構築した。最近，DNAることに成功した［16］。

ワクチンでプライミングした後にワクシニアウイル

2）トキソプラズマ原虫のワクチン抗原 TgSAG1 をスでブスターをかける免疫スケジュールがマラリア発現する組換えネオスポラ原虫の作製とワクチ

原虫感染防御に効果的であることが報告されているン効果の評価［7］。そこで，我々も TgGRA4 を発現する組換えワ

トキソプラズマ原虫の主要ワクチン候補抗原

クシニアウイルス（VV/TgGRA4）を作製し，マウ

TgSAG1 を発現する組換えネオスポラ原虫（Nc/

スに pcDNA/TgGRA4 によるプライミングを行った

TgSAG1）を作製した。組換え Nc/TgSAG1 により後に VV/TgGRA4 にてブスティングを行った。具

発現された TgSAG1 の局在，分子量及び抗原性な体的には DNA ワクチンを 2 週間間隔にて 3 回投与

どはトキソプラズマ原虫由来の天然型 TgSAG1 にし，2 週間後に組換えワクシニアウイルスを接種し，類似していることが示された。次に，Nc/TgSAG1

さらに 2 週間後に致死量の T. gondii を接種し，マ虫体のマウスにおける免疫原性を検討した。Nc/

ウスにおける組換えワクチンの感染防御効果を評価

TgSAG1 虫体をマウスに 4 週間間隔で 2 回腹腔内接した。マウスにおける免疫応答の誘導を ELISA 法

種した後に特異抗体反応を ELISA 法にて測定したにて測定したところ，強力な抗体誘導が認められた。

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7（83）

また，有意な IFN–γの誘導が認められた。さらに，

mouse inter feron – gamma. Int. J. Parasitol.

致死量のトキソプラズマ原虫で攻撃したところ，対33 : 1525–1535.

照群は 80％が死亡したのに対し，免疫群は 100％が4. Nishikawa, Y., Ikeda, H., Fukumoto, S., Xuan, X.,

生存し，有意な感染防御効果が認められた［15］。

Nagasawa, H., Otsuka, H. and Mikami, T. 2000. Immunisation of dogs with a canine herpesvirus vec-

おわりに

tor expressing Neospora caninum surface protein,NcSRS2. Int. J. Parasitol. 30 : 1167–1171.

ある感染症に対する組換えワクチンを開発する際

5. Otsuka, H. and Xuan, X. 1996. Construction of bo-に，大腸菌から植物細胞に至るまで多種多様な発現

vine herpesvirus–1（BHV–1）recombinants which

系の中で如何に適切なベクター系を選択するかが成express pseudorabies virus（PRV）glycoproteins

功の鍵を握ると考えられる。一般的に，天然型のワgB, gC, gD, and gE. Arch. Virol. 141 : 57–71.

クチン候補タンパク質に類似した組換えタンパク質6. Rosas, C. T., König, P., Beer, M., Dubovi, E. J.,の発現が可能なベクター系の選択が望ましい。とこTischer, B. K. and Osterrieder, N. 2007. Evaluation

ろが，これまでに原虫ベクターの選択肢はなかった。

of the vaccine potential of an equine herpesvirus

今回紹介した我々の研究により，原虫感染症に対す

type 1 vector expressing bovine viral diarrhea vi-

る組換えワクチン開発で求められていた原虫ベク

rus structural proteins. J. Gen. Virol. 88 : 748–757.

ターの選択肢提供の可能性が示唆された。今後の課

7. Schneider, J., Gilbert, S. C., Blanchard, T. J., Han-

題として，さらなるワクチン候補抗原の探索と各発

ke, T., Robson, K. J., Hannan, C. M., Becker, M.,

育ステージの虫体（急性期のタキゾイト，慢性期のSinden, R., Smith, G. L. and Hill, A. V. 1998. En-

ブラディゾイト，有性生殖期のスポロゾイト等）に

hanced immunogenicity for CD8+ T cell induction

対応できる，組換えワクチンの開発が残されている。

and complete protective efficacy of malaria DNA

また，ネオスポラ原虫ベクターについては，まだ弱vaccination by boosting with modified vaccinia vi-

毒株が開発されていない現状を踏まえ，病原性遺伝

rus Ankara. Nat. Med. 4 : 397–402.

子の同定と破壊によるベクター原虫の弱毒化が今後の課題として残されている。

8. Shirafuji, H., Xuan, X., Kimata, I., Takashima, Y.,
Shinya, F., Otsuka, H., Nagasawa, H. and Suzuki,
H. 2005. Expression of P23 of Cryptosporidium par-キーワード：トキソプラズマ原虫，組換えワクチン，

vum in Toxoplasma gondii and evaluation of its pro-

ベクターワクチン，ウイルスベクター，原虫ベク

tective effects. J. Parasitol. 91 : 476–479.

ター，DNA ワクチン

9. Takashima, Y., Xuan, X., Kimata, I., Iseki, M., Kodama, Y., Nagane, N., Nagasawa, H., Matsumoto,

引用文献

Y., Mikami, T. and Otsuka, H. 2003. Recombinantbovine herpesvirus–1（BHV–1）expressing P23

1. Mishima, M., Xuan, X., Yokoyama, N., Igarashi, I.,protein of Cryptosporidium parvum induces neu-

Fujisaki, K., Nagasawa, H. and Mikami, T. 2002.

tralizing antibodies in rabbits. J. Parasitol. 89 : 276–

Recombinant feline herpesvirus type 1 expressing

282.

Toxoplasma gondii ROP2 antigen inducible protec-

10. van Zijl, M., Wensvoort, G., de Kluyver, E., Hulst,

tive immunity in cats. Parasitol. Res. 88 : 144–149.

M., van der Gulden, H., Gielkens, A., Berns, A.

2. Mishima, M., Xuan, X., Nishikawa, Y., Makala, L.,

and Moormann, R. 1991. Live attenuated pseudo-

Yokoyama, N., Nagasawa, H. and Mikami, T. 2001.

rabies virus expressing envelope glycoprotein E1

Construction of recombinant feline herpesvirusof hog cholera virus protects swine against bothtype 1 expressing Toxoplasma gondii surface anti-

pseudorabies and hog cholera. J. Virol. 65 : 2761–

gen 1. Mol. Biochem. Parasitol. 117 : 103–106.

2765.

3. Nishikawa, Y., Xuan, X., Makala, L., Vielemeyer, O.,

11. Xuan, X., Nishikawa, Y., Takashima, Y., Tuchiya,

Joiner, K. A. and Nagasawa, H. 2003. Characteriza-

K., Ueda, S., Yokoyama, N., Maeda, K., Mikami, T.

tion of Toxoplasma gondii engineered to express

and Otsuka, H. 1998. Construction of canine her-

日生研たより

8（84）pesvirus vector expressing foreign genes using alacZ – TK gene cassette as a double selectional
marker. Virus Genes 17 : 25–32.

58 : 188–194.
15. Zhang, G., Huong, V. T. T., Battur, B., Zhou, J.,
Zhang, H., Liao, M., Kawase, O., Lee, E., Dautu,

12. Xuan, X., Tuchiya, K., Sato, I., Nishikawa, Y., Ta-

G., Igarashi, M., Nishikawa, Y. and Xuan, X. 2007.

kashima, Y., Yamamoto, A., Ueda, S., Mikami, T.

A heterologous prime–boost vaccination regime

and Otsuka, H. 1998. Biological and immunogenic

using DNA and a vaccinia virus, both expressing

properties of rabies virus glycoprotein expressed

GRA4, induced protective immunity against Toxo-

by canine herpesvirus vector. Vaccine 16 : 969–976.

plasma gondii infection in mice. Parasitology

13. Yokoyama, N., Maeda, K., Tohya, Y., Kawaguchi,

134 : 1339–1346.

Y., Fujita, K. and Mikami, T. 1996. Recombinant

16. Zhang, G., Huang, X., Boldbaatar, D., Battur, B.,feline herpesvirus type 1 expressing immunogen-Liao, M., Zhang, H., Zhou, J., Nishikawa, Y., Suzu-

ic proteins inducible virus neutralizing antibody

ki, H., Igarashi, I., Fujisaki, F. and Xuan, X. Con-against feline calicivirus in cats. Vaccine 14 : 1657–

struction of recombinant Neospora caninum ex-1663.

pressing TgSAG1 and evaluation of its protective

14. 横山直明，玄学南，見上彪 . 2000. 遺伝子組換え
ヘルペスウイルスのワクチン応用 . 日本臨床

effects against Toxoplasma gondii infection. in
preparation.

レビュー

メタボリックシンドロームと実験モデルの利用
長谷川 也須子（研究員）
はじめに

年代後半よりシンドローム X［5］，死の四重奏［3］，インスリン抵抗性症候群［1］，内臓脂肪症候群［2］近年，飽食や運動不足といった背景から，糖尿病， といった名称で提唱され，現在はメタボリックシン
高脂血症，高血圧，肥満症患者が増加している。こドロームという名称が用いられている（表 1）［4］。

れらの疾患が一個人に重複し，動脈硬化症のリスク

シンドローム X やインスリン抵抗性症候群は疾患が増加する病態がメタボリックシンドロームである。 の起点にインスリン抵抗性を据えたものであるのに現在，メタボリックシンドロームに関連した疾患に対し，内臓脂肪症候群は内臓脂肪蓄積を重要視したよる死亡は全体の 3 分の 1 にものぼると言われ，病概念であったため，インスリン抵抗性と内臓脂肪蓄

態メカニズムの解明および予防対策が急務であると積のどちらを重視するのかについて 2004 年から国考えられている。平成 16 年の厚生労働省国民健康際糖尿病連合（IDF）を中心に会合がなされ，最終栄養調査によると，メタボリックシンドローム該当者

的に 2005 年，内臓脂肪蓄積を必須項目とした診断

は男女あわせて約 940 万人と推計され，平成 20 年

基準が設定された。

4 月からはメタボリックシンドロームを予防するた

このような背景から 2004 年より国内でも日本動め特定健康診査・特定保健指導が開始された。本稿

脈硬化学会，日本糖尿病学会，日本高血圧学会，日では，身近な疾患になりつつあるメタボリックシン

本肥満学会，日本循環器学会，日本腎臓病学会，日ドロームの概念と脂肪細胞肥大の問題点について述

本血栓止血学会および日本内科学会が合同でメタボ

べ，本疾患の実験モデルの利用について紹介する。

リックシンドロームの診断基準の策定を進め，2005
年に現在利用されている診断基準が発表された。表メタボリックシンドローム

2 に示すメタボリックシンドロームの各種診断基準
を見ると，本疾患の診断基準は各々設定した組織に糖尿病，高脂血症，高血圧，肥満症は主な生活習より異なっていることが分かる。わが国の診断基準慣病であるが，以前よりこれらの疾患が一個人に合の必須項目である腹部肥満（ウェスト径）は，元々併することが知られていた。この疾患概念は 1980

腹腔内脂肪面積が 100 cm2 以上でリスクが高まるこ54（6）
，2008

9（85）
表1

名称

メタボリックシンドロームの概念につながる過去の疾患概念と構成要因

シンドローム X
Reaven, G. M.（1988）

死の四重奏インスリン抵抗性症候群
内臓脂肪症候群
Kaplan, N. M.（1989） DeFronzo, R. A.（1991） Matsuzawa, Y.（1987）

インスリン抵抗性
上半身肥満
肥満
内臓脂肪蓄積高インスリン血症
耐糖能異常
インスリン非依存型糖尿病 耐糖能異常
構成 耐糖能異常
高トリグリセリド血症 高血圧
高脂血症
高
VLDL
トリグリセリド血症
高血圧
動脈硬化性疾患
高血圧
要因
低 HDL コレステロール血症
脂質代謝異常高血圧
高インスリン血症
表2
WHO consultation（1998）

メタボリックシンドロームの診断基準
NCEP–ATPIII*（2001）

わが国の診断基準（2005）①耐糖能異常（2 型糖尿病・耐糖能 ①腹部肥満
低下）（ウェスト径）②インスリン抵抗性
男性≧ 102 cm
③腹部肥満
女性
≧ 88 cm（ウェスト / ヒップ比）②血清トリグリセリド値≧ 150 mg/dl
男性≧ 0.90③ HDL コレステロール値
女性≧ 0.85
男性＜ 40 mg/dl
かつ / または
女性＜ 50 mg/dl
BMI
≧ 30
④血圧
④血清トリグリセリド値≧ 150 mg/dl
収縮期血圧 ≧ 130 mmHg
かつ / または
かつ / またはHDL コレステロール値
拡張期血圧 ≧ 85 mmHg
男性
＜ 35 mg/dl⑤空腹時血糖値≧ 110 mg/dl
女性＜ 39 mg/dl⑤血圧
収縮期血圧 ≧ 160 mmHg
かつ / または
拡張期血圧 ≧ 90 mmHg
⑥微量アルブミン尿
尿中アルブミン排泄率≧ 20μg/min
アルブミン/クレアチニン比≧ 20mg/g①腹部肥満（ウェスト径）男性≧ 85 cm
女性≧ 90 cm②血清トリグリセリド値≧ 150 mg/dl
かつ / またはHDL コレステロール値＜ 40 mg/dl
④血圧
収縮期血圧
≧ 130 mmHg
かつ / または
拡張期血圧≧ 85 mmHg⑤空腹時血糖値≧ 110 mg/dl①および②のいずれか、あるいは両方③〜⑥のうち 2 項目以上該当①が必須項目②〜④のうち 2 項目以上該当①〜⑤のうち 3 項目以上該当* : national cholesterol education program（NCEP）–adult treatment panel III (ATPIII)とより算出された値を用いているが，実際には個人大し増殖する。軽度のやせを示す人の脂肪細胞の直差があるため腹部肥満の基準を満たしていなくとも， 径が 30μm であるのに対し，普通体重者で 70–90
他の項目で該当するものが多い場合は注意が必要でμm，肥満者では 100–110 μm に達し，時には 130–あると思われる。

140μm になると報告されている。しかしながら脂メタボリックシンドロームの病態発症メカニズム肪細胞はこれ以上肥大することはなく，更に栄養をは図 1 のように考えられている［4］。まず内臓脂肪貯蔵しようとすると小型の未熟脂肪細胞（小型球形が蓄積することによる肥満が発端となり，インスリ

脂肪細胞・線維芽細胞様脂肪細胞）を増殖させるよン抵抗性が誘導され糖尿病，高脂血症，高血圧が生うになる。杉原らは体格指数（BMI）と脂肪細胞のじ，疾患が重複することによって動脈硬化症を発症しやすくなる。近年，肥満はインスリン抵抗性を生
じずとも糖尿病，高血圧，動脈硬化症を誘導することが明らかとなってきており，メタボリックシンド
ロームの発症機序は更に複雑なものとなりつつある。

肥満と脂肪細胞肥大の問題点
形態学的に肥満状態の脂肪組織では脂肪細胞は肥図 1 メタボリックシンドロームの発症メカニズム

日生研たより10（86）

形態的特徴を相関させて，これらの形態学的変化を

るいはインスリン抵抗性の改善といった医薬品や機肥大優勢型，肥大・増殖型，増殖優勢型と提案した

能性食品の研究で多く用いられている。

（図 2）
［7］
。メタボリックシンドローム患者の脂肪

実験動物モデルは症状を誘発する飼料を給餌する

組織では 90% が肥大優勢型をとり，マクロファー

もの，遺伝的な要因で発症するものおよび薬剤投与

ジや肥満細胞が出現すると報告されている［6］。健により誘発するものに分けられ，メタボリックシン

常者の脂肪組織でマクロファージや肥満細胞が見ら

ドロームにより近いモデルを作出するために，これれることは殆どないため，これらの炎症細胞の出現

らを重複させるものもある。飼料給餌モデルでは高は脂肪細胞の機能障害と密接な関連があると考えら

脂肪あるいは高グルコース飼料が用いられており，れている。

高脂肪飼料にはオイル，ラードあるいはコレステ

メタボリックシンドロームで重要視される内臓脂

ロールを添加している場合が多い。遺伝モデルは遺肪は皮下脂肪に比べ脂質代謝が活発で，遊離脂肪酸

伝的背景が明らかなマウスやラットを利用することやグリセロールの血中への放出能が高いと言われてが多いが，高脂血症や肥満を家系的に持ち合わせている。そのため内臓脂肪の機能が肥満によって障害いるウサギやミニブタでの応用も近年報告されていされると，様々な代謝機能異常が生じやすいと考える。薬物誘発モデルとしてはアロキサンやストレプられる。脂肪細胞は余剰なエネルギーを蓄積するだ

トゾトシン投与により膵島を傷害し糖尿病を生じる

けではなく，様々な生理活性物質（アディポサイトカ

ものが知られている。

イン）を分泌することが明らかとなってきている（図

現在までのメタボリックシンドローム研究は，飼3）［8］。アディポサイトカインの機能は多様であり，育の簡便さや利用可能な系統の多さからマウスの利代謝機構だけではなく摂食や血圧も調節している。

用が圧倒的に多いと思われる。しかしながらヒトと代謝機構や食性の異なるマウスでは実験成績を完全

メタボリックシンドローム研究のための実験モデル利用に外挿出来ない点は否めない。そのためイヌ，サル，

メタボリックシンドロームの研究では培養細胞とみられつつある。

ヤギ，ミニブタといった多様な実験動物の利用が試

実験動物を用いたモデルが汎用されている（表 3）。
培養細胞では脂肪細胞をはじめとして膵臓細胞，
骨格筋細胞，間葉系幹細胞が用いられている。特に脂肪前駆細胞や脂肪細胞は脂肪細胞大型化の抑制あ

図2

おわりに
メタボリックシンドロームの病態解析には，脂肪肥満による脂肪細胞の形態学的変化

54（6），2008

11（87）

図3
表3

脂肪細胞から分泌されるアディポサイトカイン

メタボリックシンドローム研究で利用されている主な実験モデル

培養細胞
皮下脂肪前駆細胞・脂肪細胞
内臓脂肪前駆細胞・脂肪細胞
脂肪由来株化細胞
膵臓由来株化細胞
骨格筋由来株化細胞
間葉系幹細胞

実験動物
飼料給餌モデル

遺伝モデル

薬剤誘発モデル

高脂肪飼料
高グルコース飼料

マウス（ob/ob, db/db, KK–Ay）
ラット（ZDF, SHHF, SHROB, OLETF,
TSOD, GK）
ウサギ（WHHL）

アロキサン
ストレプトゾトシン

組織機能の解明が非常に重要な役割を果たしている。

tes Care 14 : 173–194.

しかしながら多くの臓器を跨いで発症する本疾患の2. Fujioka, S., Matsuzawa, Y., Tokunaga, K. and Tarui

本態を完全に明らかにするには今後多くの時間が必S. 1987. Construction of intra–abdominal fat accu-

要であると考えられ，既存の実験モデルに加え，よmulation to the impairment of glucose and lipid

り多様な新規モデルの開発が行われると予想される。

metabolism in human obesity. Metabolism 36 : 54–

飢餓状態に直面していた生物が獲得した組織とも59.

言われる脂肪組織は，現在でも飢えている生物に

3. Kaplan, N. M. 1989. The deadly quartet. Upper–

とってはなくてはならない組織である一方，飽食に

body obesity, glucose intolerance, hypertriglyceri-

よって必要以上のエネルギーを摂取する生物にとっdemia, and hyper tension. Arch. Intern. Med.

ては新たな疾患を提供する場となってしまった。地

149 : 1514–1520.

球規模で環境資源の枯渇が叫ばれる中，このような疾患が問題視されることは偶然ではなく己の消費活動を見直すための警鐘が鳴らされていると考えてよ
いのではないだろうか。

4. 春日雅人．2007．メタボリックシンドロームとは何か？ 実験医学 25 : 2250–2261.
5. Reaven, G. M. 1988. Role of insulin resistance inhuman disease. Diabetes 37 : 1595–1607.
6. Sugihara, H., Aoki, S. and Eguti, Y. 2006. Fat cells :参考文献
1. DeFronzo, R. A. and Ferrannini, E. 1991. Insulin
resistance. A multifaceted syndrome responsible
for NIDDM, obesity, hypertension, dyslipidemia,
and atherosclerotic cardiovascular disease. Diabe-

structure and function. Saishin Igaku 61 : 624–637.
7. 杉原甫．2003．肥満の脂肪細胞診断―肥満についての新しい分類の提唱．内科（臨床雑誌内科）
92 : 225–230.
8. Ueki, K. and Kadowaki, T. 2006. Saishin Igaku
61 : 1237–1247.

日生研たより12（88）

学会発表演題第 146 回日本獣医学会学術集会
期
日：2008 年 9 月 24 日〜 9 月 26 日
開 催 地：宮崎県宮崎市（ワールドコンベンションセンター・サミット）
発表演題：NS1–DIVA を用いた国内製造鳥インフルエンザワクチン注射鶏のモニタリング○竹山夏実 1，三成健二 2，坂元隆一 3，佐々木崇４，瀧川義康 5，真瀬昌司 6，土屋耕太郎 1，岡松
正敏 2，塚本健司 6，林 志鋒 1，迫田義博 2，喜田 宏 2（1 日生研，2 北大・院獣医・微生物，3
化血研，4 京都微研，5 北里研，6 動衛研）
発表演題：リアルタイム PCR 法によるエリシペロトリックス属菌の検出・鑑別と定量○トーホー，小山智洋，長井伸也，土屋耕太郎，布谷鉄夫（日生研）
発表演題：ケージ内飼育鶏におけるコクシジウム生ワクチン点眼投与試験○川原史也（日生研）
発表演題：鶏大腸菌血清型 O78 菌株由来サイクリック AMP リセプタータンパク質（CRP）遺伝子欠損変異株の作出○長井伸也，永野哲司，鳥海宏司，北原梨恵（日生研）
発表演題：鶏大腸菌血清型 O78 菌株由来サイクリック AMP リセプタータンパク質（CRP）遺伝子欠損変異
株の免疫原性○永野哲司，北原梨恵，長井伸也（日生研）
発表演題：組換えイヌ顆粒球コロニー刺激因子によるサイクロフォスファミドによって誘導した好中球減少症の改善○山元 哲，岩田 晃（日生研）
動物サイトカイン研究会 第 6 回学術集会
期
日：2008 年 9 月 26 日
開 催 地：宮崎県宮崎市（ワールドコンベンションセンター・サミット）
発表演題：組換えイヌ顆粒球コロニー刺激因子投与による好中球減少症の改善○岩田 晃，山元 哲（日生研）
5th International Workshop on Biological Effects of Electromagnetic Fields
期日：2008 年 9 月 28 日〜 10 月 2 日
開 催 地：イタリア（Hotel Citta del Mare, Sicily）
発表演題：Ef fects of 50 Hz Circularly Polarized Magnetic Fields on 1 – propyl – 1 – nitrosourea Induced
Neoplasms in Female Donryu Rats :（ 2）Major Neoplasms Expect for Hematopoietic Neoplasms○ K. Shibuya1，T. Negishi2，I. Nishimura2，and S. Imai1, 2（1Nippon Institute for Biological Science，
2
Central Research Institute of Electric Power Industry）

日生研たより昭和 30 年 9 月 1 日創刊（隔月 1 回発行）

（通巻 553 号） 平成 20 年 10 月 25 日印刷
発行所〒 198–0024

生命の「共生・調和」を理念とし，生命体の豊かな明日と，研究の永続性を願う
気持ちを心よいリズムに整え，視覚化したものです。カラーは生命の源，水を表す「青」としています。
表紙題字は故中村稕治博士の揮毫

平成 20 年 11 月 1 日発行（第 54 巻第 6 号）

財団法人 日本生物科学研究所
東京都青梅市新町 9 丁目 2221 番地の 1

TEL：0428（33）1056（企画学術部） FAX：0428（33）1036
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