2011 NOVEMBER
No. 571

2011 年（平成 23 年）11 月号

第 57 巻 第 6 号（通巻 571 号）

挨拶・巻頭言温故知新........................................岩 田晃（ 2 ）

獣医病理学研修会
第 50 回 No. 1011 イヌの卵巣部腫瘤........................................... 摂南大学（ 3 ）レビュー
消滅する器官としての胸腺：胸腺微小環境の形成・恒常性維持の転写制御機構........................................後飯塚 僚（ 4 ）

文献紹介
牛マイコプラズマ病：無症状かつ致命的な疾病 ................................ 田積 晃浩（11）http://nibs.lin.gr.jp/

2（76）

日生研たより温故知新岩田晃

昨年から我々の研究室では李さんが研修生として活躍している。彼女は現代的なお嬢さんで，日本語が堪能。誰からも好かれる性格である。しかし，研究テーマからは嫌われているようで，格闘の日々である。
李さんのテーマは Actinobacillus pleuropneumoniae（以下，App）の抗体検査。日生研では，抗体検査として，血清型を判定するゲル内沈降反応検査，毒素 ApxI，III に対するウエスタン・ブロッティングによる検査，1,
2, 5 型の ELISA 検査を行っている。なかでも，微妙なバランスが要求される血清型 ELISA を合理的に改良しようと始めた課題であった。
先哲が経験的に確立した免疫法で作製した血清や抗原を利用した ELISA であったが，分析するにつれ，
特異性がどうして確保できているのか理解不能な血清であり，抗原であった。
App の血清型を決めている抗原は莢膜を構成する多糖であってタンパク質ではない。タンパク質を抗原とする免疫応答は，免疫学が分子生物学的方法を取り入れて，1980 年代から急速に解明された分野である。
簡単にまとめると，タンパク質抗原が樹状細胞などの抗原提示細胞に取り込まれ，細胞内でプロテアーゼによる限定分解を受けて MHC タンパク質のポケットに配置され，細胞表面上に提示される。提示された抗原を認識できるヘルパー T 細胞が樹状細胞によって活性化されると，同じく抗原を認識できる B 細胞を活性化して抗体生産細胞に分化させる。ところが，このルートには多糖を抗原提示する仕組みはない。
私が大学院で免疫学を学んだ 80 年代前半は抗原が T 細胞依存性抗原（TD）と非依存性抗原（TI）に分類されていた。T 細胞 mitogen（分裂促進物質）に対する B 細胞 mitogen の探索の結果，見つかってきたのがTI 抗原である。TI 抗原は，LPS など，すべての B 細胞に反応するもの（TI – 1）の他に，特定の B 細胞集団が反応するもの（TI – 2）があり，細菌由来の多糖は代表的な TI – 2 である。
要するに，李さんが研究対象としている莢膜多糖は TI – 2 抗原であり，その免疫応答は現代で主流になっているタンパク質抗原に対する免疫学の常識はあまり役に立たない。それ故に解析に混乱が生じていた。
TI – 2 抗原に対する免疫応答の解析は，日陰者であったためか遅れている。血清を得るには通常使われる
アジュバントを使って免疫してはいけない。TD 抗原に対する免疫応答が支配的になるためである。菌体のみを頻回投与し，早めに免疫を切り上げる。この方法は先哲が経験的に確立した方法である。抗体応答は。かくして，
B1 – B もしくは marginal zone B 細胞と呼ばれる特殊集団が担い，主に IgM が生産される（1）
李さんの研究方針はこの特殊集団を標的することになった。このことは，タンパク質抗原を中心とした免疫学， すなわち組換え技術を駆使して解析ができる免疫学，を離れて大海へと漕ぎ出すことを意味する。
B1 – B もしくは marginal zone B 細胞は自然免疫的な IgM（natural IgM）を生産すると考えられている。
natural IgM が抗原刺激とは無関係に誘導されることは無菌マウスで証明された。また，抗原特異性が低く，おそらく親和性成熟が起こらない。KO マウスの解析から，natural IgM は感染防御に役に立っているほか，
アポトーシス細胞の処理，がんの発生の防御，自己免疫反応の抑制に関与することが知られている（2）。
Streptococcus pneumoniae では，特定の血清型の CPS で免疫すると，他の 11 血清型の CPS に対しても，抗体価が多かれ少なかれ上昇する。natural IgM の抗原特異性が低いためと考えられる（3）。SPF の実験動物でも，加齢に伴い細菌に対する非特異的な凝集抗体が少しずつ上昇する。環境細菌により繰り返し刺激を受けて上昇した natural IgM のためではないだろうか。
また，natural IgM のレパートリーは進化的に保存されているようである（4）。魚の抗体は IgM のみであり，抗原特異性の低さや応答性の速さを見ると natural IgM に似ている。魚類は抗体遺伝子の再構成の仕組みが整った進化的に最初の生物であり（5），natural IgM の原型は魚にあるように思えてくる。
流行の影で後回しにされた不可解な現象が新たな地平を生み出すことは科学の世界では珍しいことではない。だから，科学の将来を見通すことは困難で，だから，科学は面白い。
（理事）
文献
1. Swanson, CL et al., J. Exp. Med 207, pp 1485 – 1500（2010）
2. Ehrenstein MR & Notley CA. Nature Rev. Immunol., 10, pp 778 – 786（2010）
3. Jones HE et al., Vaccine 27, pp 5806–5815（2009）
4. Rapaka RR et al., J. Exp. Med. 207, pp 2907 – 2919（2010）
5. LItman GW et al., Nature Rev. Immunol., 5, pp 866 – 879（2005）

57（6），2011

3（77）

イヌの卵巣部腫瘤
摂南大学

第 50 回獣医病理学研修会標本 NO. 1011

動物：イヌ，雑種，雌，11 歳。

の WT – 1，ビメンチン陰性であった。小型紡錘形細胞

臨床事項：子宮蓄膿症が疑われ，避妊手術が実施された。

は WT – 1，ビメンチン陽性，PLAP 陰性であり，中型不左卵巣部に腫瘤が確認され，左卵巣部腫瘤と左子宮の一整形細胞は 2 者の中間の染色態度を示した。
（図 3, 4, 5）部がホルマリン固定後送付された。

診 断： イ ヌ の 卵 巣 の 混 合 性 胚 細 胞 – 性 索 間 質 腫 瘍

肉眼所見：固定後の左卵巣部腫瘤は径約 4 cm 大，平滑

（Ovarian mixed germ cell sex cord – stromal tumor,

乳白色，軟弾性，割面は白〜淡黄色充実性であった。

canine）

組織所見：腫瘤は卵巣組織に隣接し，結合組織で区画さ

考 察： 胚 細 胞 と 性 索 間 質 細 胞 の 混 合 腫 瘍 はれた胞巣構造を示していた。ときに，胞巣構造内に嚢胞

gonadoblastoma と mixed germ cell sex cord stromalが形成されていた（図 1）。各胞巣では，顆粒膜〜莢膜

tumor に分類される。gonadoblastoma は Call – Exner細胞に類似した小型〜中型で紡錘形〜不整形の細胞が密like body 形成や石灰沈着が特徴であるのに対し，mixed〜疎に増殖し，胚細胞に類似の大型類円形細胞が様々な

germ cell – sex cords stromal tumor は そ れ ら を 欠 く．

程度に混在していた。小型〜中型の紡錘形〜不整形細胞

本例では gonadoblastoma の特徴所見を欠き，上記と診は均一なクロマチンの類円形核と好酸性で少量〜中等量断した。

の細胞質を持ち，大型類円形細胞は散在したクロマチン

参考文献：と 1 〜複数の明瞭な核小体を入れた核と好酸性〜淡明の1. Patnaik, A. K. and Mostoﬁ, F. K. 1993. Vet. Pathol. 30 :

広い細胞質を有していた（図 2）。Call – Exner like bodyと石灰沈着を欠いていた。免疫染色では，大型類円形細胞が胚細胞マーカーの PLAP 陽性，顆粒膜細胞マーカー（阿野直子）

287 – 295.
2. Talerman, A. and Roth, L. M. 2007. Int. J. Gynecol.
Pathol. 26 : 313 – 321.

4（78）

日生研たよりレビュー

消滅する器官としての胸腺：胸腺微小環境の形成・恒常性維持の転写制御機構
後飯塚

僚（東京理科大学生命科学研究所発生及び老化研究部門）
分化を支持する微小環境である胸腺ストローマ細胞

1. はじめにからなり，組織構造としては外側が胸腺細胞が密集成体の上皮組織における細胞のターンオーバーはし，ヘマトキシリン・エオジンで濃染する皮質，内それぞれの組織で異なっており，小腸上皮では約 5側が細胞質の大きな上皮細胞が相対的に多く存在す

日で全ての細胞が入れ替わり，皮膚表皮では約 4 週るために淡染する髄質から構成される。胸腺の微小間，肺胞上皮は全ての細胞が入れ替わるのに 6 ヶ月

環境を構成するストローマ細胞には，主にケラチン近くかかることが知られているが，このような持続5（keratin 5 : K5）ならびに K14 陽性の髄質上皮細胞，

的な細胞の交換は上皮組織の恒常性維持のために必K8 陽性の皮質上皮細胞，繊維芽細胞，樹状細胞，

須のプロセスである。皮膚，角膜，小腸，肺，乳腺

マクロファージ，血管内皮細胞などがあり，それらなどの上皮性組織の恒常性は，組織幹細胞によって維持されていると考えられており，実際，自己複製が三次元的に配置されたネットワークを形成している（図 1）。皮質では最も未熟な CD4 – CD8 –（double

能を持ち，かつその組織に特有な細胞に分化可能な

negative : DN）胸腺細胞が T 細胞レセプターβ鎖の能力をもつ幹細胞の実体や幹細胞の維持に関わるそ

再構成とその後の増殖を経て，CD4+ CD8+（double

れぞれの組織に特徴的な微小環境（ニッチ）が明ら

positive : DP）細胞へと分化し，胸腺上皮細胞の発かにされてきている。さらに，それら成体組織幹細現 す る 主 要 組 織 適 合 性 抗 原（major胞の維持に，胎仔期の器官形成に関わる転写因子がhistocompatibility complex : MHC）と 自 己 抗 原 に
よって正の選択を受け，CD4+ CD8 – （CD4 single

密接に関係していることも明らかになってきており，
いわゆる脱分化・分化転換を介して組織を再生でき

positive : CD4 – SP）あ る い は CD4 – CD8+（CD8single positive : CD8 – SP）細胞に分化し，髄質へとることが報告されている。

移行する。髄質では自己抗原に強く反応する SP 細最近では，それら転写因子の幾つかを組み合わせて，

胸腺は免疫器官の中で唯一の上皮性組織であり，胞が負の選択によって除去される。これらの胸腺細約 2 週間で上皮細胞はターンオーバーし，また他の胞の自己抗原に対する正・負の選択を行うために，上皮組織と同様再生能力を有していることが知られ

皮質胸腺上皮細胞には b5t という胸腺特異的プロテている。近年，髄質上皮細胞の成熟や機能に関わる

アソームサブユニットが発現しており [1]，また，転写因子の機能についての研究が進展している反面，髄質上皮細胞の一部にはインスリンのような末梢組

成体胸腺微小環境の恒常性の維持や再生，上皮幹細胞の存在や組織特有のニッチの構成，それに関わる
転写因子ネットワークについては置き去りにされたままである。本稿では，まず胸腺の器官形成に関与する転写制御因子についての知見を概説し，それに基づいて，筆者等の胸腺上皮細胞における転写制御に関する知見を交えながら，成体胸腺の恒常性維持と転写因子の関係について考察することで，加齢に伴い退縮する胸腺という免疫器官の再生への道筋を探る。

2. 胸腺の構造
胸腺は分化途上の T 細胞である胸腺細胞とその図 1 胸腺の構造 右：H&E 染色，
左：K5/K8 の免疫染色 m：髄質 , c ; 皮質57（6），2011

5（79）

織特異的に発現する抗原を異所性に発現させるのにるものと考えられる。

必須の転写因子である Aire が発現していることが近年明らかにされ [2]，T 細胞の分化ならびに選択を支持する微小環境を構成する上皮細胞の機能が注

4. 胸腺の器官形成
胸腺の器官形成は，マウスにおいては胎齢 10 日

目されてきている。

頃に咽頭領域で始まる [4]。咽頭弓・鰓弓は鰓嚢と鰓裂から構成されており，鰓嚢は両側性の咽頭由来の内胚葉のポケットで，頭側から後方へ形成されて3. 胸腺の退縮と再生
胸腺の退縮はヒトでは生後 1 年で始まり，マウス

いき，一層の単層上皮からなる。一方，鰓裂は外胚では約 6 〜 8 週令の性成熟後に始まるが（図 2），

葉の陥入であり，これも単層上皮から構成されていこの胸腺の加齢に伴う退縮が免疫老化（immune

る（図 3）。

senescence）の主要な要因と考えられている [3]。

胎齢 10 日に第三鰓嚢の内胚葉細胞が増殖を開始

前述したように，胸腺は多様な抗原特異性を持ったし，副甲状腺との共通の原基として胸腺原基が形成

T 細胞レパートアを持続的に末梢リンパ器官に供給される。この胸腺・副甲状腺原基は，神経堤由来のすることにより，外来抗原刺激による活性化や老化

間葉系細胞に囲まれ，最終的にこれら間葉系細胞はによって失われる末梢 T 細胞レパートアを補って被膜を形成する。胎齢 12.5 日まで原基は増殖し，いるが，胸腺の退縮に伴い，胸腺から末梢に供給さその結果，咽頭から分離し，その後，胸腺と副甲状れる T 細胞の数が激減することにより，易感染症

腺原基への分離，最終的な解剖学的な位置への移動や発癌などの危険性が高齢者では高まると考えられが起こる。胸腺と副甲状腺形成領域の分離に関してる。しかしながら，この胸腺の退縮の機構は，胸腺は，鰓嚢の腹側領域が胸腺原基になり，背側領域がという組織が胸腺細胞と胸腺上皮細胞の相互作用に副甲状腺原基になるが，これは副甲状腺の器官形成

よって機能的にも環境的にも維持されていることもに必須の転写因子である Glial cell missing（Gcm2）

あり，骨髄由来の胸腺細胞，微小環境を構成する上が胎齢 9.5 日に原基の背側に発現することによって皮細胞あるいはこの両方に，その主な要因があるの決定されるものと考えられている（詳細についてはか，現在までのところ，明確にはなっていない。

後述）。

一方，加齢による退縮以外にも，化学療法，放射リンパ系細胞は胎齢 11.5 日に最初に胸腺原基に線照射，敗血症性ショックや急性のストレスなどで， 認められるが，この段階の胸腺には血管形成が起
一過性の胸腺萎縮が起こるが，これら一過性の胸腺こっていないので，これらの細胞は血管を介さず，退縮は加齢によるものと異なり，時間経過とともに胸腺周囲の間葉を移動して，原基に侵入するものと回復することから，胸腺自体には再生能力が存在す考えられている。胎齢 12.5 日までには胸腺上皮細図2

加齢に伴う胸腺の退縮と免疫老化

6（80）

日生研たよりが，初期の原基の形成は起こることから，胸腺の器官形成において Hoxa3 は内胚葉内在性に機能しているものと考えられている [6]。また，胸腺の器官形成に異常の認められない Hoxb3, d3 欠損マウスの遺伝背景を Hoxa3 ヘテロ欠損にした場合，胸腺原基は形成されるが，胸腺原基の縦隔への移動が起こらないことから，Hoxa3 は胸腺原基の移動にも関与していることが示されている [5]。Pbx1 は Hox と協調して機能する TALE ファミリーに属するホメ
オドメイン転写因子である。Pbx1 欠損マウスでは
図3

胸腺の発生。（A）発生初期における胸腺原基と鰓嚢との位置関係。（B）胸腺原基ならびに関連する器官原基が移動する経路

第三，第四鰓嚢の形成が遅延し，その形成異常が認められる [7]。その結果，片側・両側性の胸腺の低形成或いは無形成が認められるが，これには，第三鰓嚢における Tbx1 の発現低下ならびに胸腺上皮細胞の皮質，髄質上皮細胞への分化がおこり，髄質と胞の著しい増殖の低下が関係しているものと考えら

皮質の発生は胎齢 15.5 日までリンパ球非依存的にれる。

進行する。胸腺上皮細胞における MHC class II の発現は胎齢 13.5 日，MHC class I の発現は胎齢 16日あたりで認められ，これに引き続き，CD4，CD8

Pax1 と Pax9

陽性胸腺細胞が，それぞれ，胎齢 15.5，胎齢 17.5

Pax1 お よ び Pax9 は paired box フ ァミ リ ー に 属

日に出現する。これ以降の皮質・髄質の形成はリンする転写因子であり，第三鰓嚢内胚葉に胎齢 9.5 日

パ球との相互作用に依存して進行していくが，成熟から発現している。ただし，Pax9 は神経堤由来の器官としての特徴を有した微小環境の形成は，生後
2 – 3 週にならないと認められない。

5.

胸腺の器官形成に関与する転写制御因子
胸腺の器官形成の初期，すなわち，第三鰓嚢からの胸腺・副甲状腺原基の形成に関与する転写因子として，Hoxa3，Pax1，Pax9，Six1，そして，Six1 の活性を調節する脱リン酸化酵素である Eya1 が知られている。胸腺の器官形成の後期，すなわち，胸腺と副甲状腺原基の分離ならびにその後の胸腺上皮細胞の分化に関与する転写因子としては，Foxn1，
Gcm2 がある。まず，胸腺の発生過程におけるこれ
ら転写因子の機能について概説する（図 4）。

Hoxa3 と Pbx1
Hoxa3 は胎齢 9.5 日から第三，第四鰓嚢の内胚葉
な ら び に 神 経 堤 由 来 間 葉 組 織 に 発 現 し て お り，
Hoxa3 欠損マウスにおいては胸腺欠損，副甲状腺欠損，甲状腺低形成など，多数の咽頭に由来する異常を呈する [5]。すなわち，Hoxa3 欠損では第三鰓嚢からの胸腺原基の形成開始に異常がある。神経堤由来細胞特異的に Hoxa3 を欠損させた場合は胸腺原
基の咽頭領域からの分離ならびに移動に異常がある

図4

胸腺原基の形成と移動に関わる転写制御因子

57（6）
，2011

7（81）

間葉系細胞にも発現している。胸腺の初期発生に伴下が認められる。Six1 は，Eya1 と共発現する転写

い，当初，大部分の上皮細胞が Pax1 を発現してい制御因子で，腎臓などの発生において前駆細胞の増るが，その割合は次第に低下し，成体では，皮質上殖や生存を制御していることが知られており，Eya1

皮細胞の一部でしか高い Pax1 の発現は認められなはその脱リン酸化酵素活性により，Six1 を転写抑いことが報告されている。Pax1 欠損マウスでは，制から転写活性化へ変換することが報告されている。

軽度から中程度の胸腺の低形成があり，その胸腺はSix1 欠損マウスにおいても Eya1 欠損と類似した表皮質・髄質構造を保ったいくつかのシストからなる現型が認められ，胸腺ならびに副甲状腺が形成され[8]。また，Pax1 および Pax9 の第三鰓嚢におけるないことから，胸腺の器官形成においても Eya1 と発現が Hoxa3 欠損で低下するなど，Pax1 と Hoxa3

Six1 は 協 調 し て 機 能 し て い る も の と 考 え ら れ るの 間 に は 遺 伝 学 的 関 連 が 認 め ら れ て い る。

[15]。ただ，Six1 欠損においては，胸腺原基の形成

Hoxa3 ヘテロ欠損 Pax1 欠損マウスでは，Pax1 単独は開始されるが，Foxn1 と Gcm2 の発現が維持され欠損マウスよりの重度の胸腺器官形成異常が認めらないために，胎齢 12.5 日までにアポトーシスによっ

れ，MHC class II 陽性の胸腺上皮細胞の増殖低下による細胞数の減少や胸腺細胞のアポトーシスの増加て原基は消滅する。また，ショウジョウバエにおける 眼 の 器 官 形 成 が，Pax – Eya – Six カ ス ケ ード にが観察されている [9，10]。胸腺細胞のアポトーシ

よって制御されているという知見に基づき，Pax1/

ス増加については，Pax1 欠損に伴う胸腺上皮細胞による IL – 7 と stem cell factor の発現低下に起因

Pax9 欠損，Eya1/Six1 欠損，Six1/Six4 欠損マウス

するものと考えられている [11]。Pax9 欠損では前の遺伝子発現への影響について解析されており腸からの胸腺原基の分離がおこらず，そのために腹[16]，そ の 結 果，Eya1/Six1 は Pax1, Foxn1, Gcm2

側後方への胸腺原基の移動が障害されることにより，の上流で機能し，Hoxa3 および Pax9 は Eya1/Six1

胸腺は喉頭領域に位置したままで，ポリープ様の外の上流もしくはそれとは独立した様式で，胸腺の器観を呈する [12]。このような異常があるにも関わ官形成を制御していることが示されている。

を用いて，胸腺の初期器官形成に関与する転写因子

らず，Pax9 欠損マウスの胸腺上皮細胞は Foxn1 を発現し，リンパ前駆細胞の侵入も起こる。しかしながら，その後の T 細胞分化には異常が認められ，Foxn1 と Gcm2

発生経過に伴い，多くのアポトーシス細胞が認めら上述したように，胸腺は，副甲状腺と共通の原基

れ，胸腺の萎縮が認められる [13]。胸腺上皮細胞のとして形成され，その後，胎齢 11.5 日から独立し機能における Pax9 の役割については明らかになった胸腺，副甲状腺原基に分離して発生するが，このていない。

過程に関与するのが，Foxn1 と副甲状腺特異的な転写 因 子 で あ る Gcm2 で あ る。Foxn1 と Gcm2 は 胎
齢 11.25 日の胸腺・副甲状腺共通原基において，胸Eya1 と Six1腺，副甲状腺が発生する領域特異的に発現している。

Eya1 はショウジョウバエの Eyes Absent のマウ

Gcm2 は胎齢 9.5 日から第三鰓嚢内胚葉の腹側領域

スホモログであり，第二から第四鰓嚢の内胚葉，間に発現するが，Foxn1 の発現に先行することから，葉系細胞，第三および第四鰓裂の外胚葉に，胎齢 9.5

Gcm2 の発現が胸腺・副甲状腺予定領域の境界を決から 10.5 日に発現している。Eya1 欠損では，胎齢定している可能性がある。つまり，Gcm2 欠損では12.5 日において胸腺・副甲状腺共通原基の形成が認

副甲状腺は形成されないが [17]，胸腺の器官形成はめられない。胸腺原基形成の開始となる第三鰓嚢の正常に起こるので，第三鰓嚢内胚葉の胸腺への分化

陥入が始まる以前の胎齢 10 日の鰓嚢内胚葉におけは default 経路であり，Gcm2 の発現によって副甲る Hoxa3, Pax1, Pax9 の発現には変化は認められな状腺への分化運命が決定されるのではないかと考えいが，原基の形成が開始されないために，胎齢 12.5

られている。また，Gcm2 の内胚葉における発現は日では，Foxn1, Pax1, Pax9 いずれの発現も検出さ

Hox3 ならびに Eya1 欠損では検出されず , Hox3 ヘ

れ な い [14]。し た が っ て，Eya1 は Hoxa3, Pax1,
Pax9 の下流で，第三鰓嚢内胚葉から胸腺原基形成

テロ欠損 Pax1 欠損マウスでも減少することから，
Hox – Pax – Eya – Six カスケードで制御されているもの初期過程に関与していると考えられる。また，のと考えられる。

Eya1 欠損マウスでは第三および第四鰓嚢内胚葉，

Foxn1 は Forkhead ファミリーの転写因子で，胎第二から第四鰓裂外胚葉において，Six1 の発現低齢 11.25 日から第三鰓嚢内胚葉の腹側後方に発現す8（82）

日生研たよりる。Foxn1 欠損においては，胸腺の器官形成は胎齢

質の一部の上皮細胞に発現していることを見いだし11.5 〜 12 日まで正常に進行するが，リンパ前駆細た。Meis1 は Pbx1 を介して Hox と結合し，これら胞の胸腺原基への移入がおこらない。ヌードマウス

転写因子と協調して機能することや Pbx1 および胸腺上皮細胞では CCL25 と CXCL12 発現が欠如し

Hoxa3 が 胸 腺 の 器 官 形 成 に 関 与 す る こ と か ら，ていることが原因と考えられている [18]。さらに，

Meis1 の胸腺上皮細胞における機能に興味を持ち，胸腺原基における胎齢 12.5 日以降の上皮細胞の増研究を進めてきた（論文投稿中）。筆者等の知見を殖が起こらず，原基への血管形成も起こらない。

以下に簡単にまとめる（図 5）。

ヌードマウスの胸腺上皮細胞は，上皮細胞の分化

1）タモキシフェン誘導性に上皮細胞特異的（K14 –マーカーである MHC class I，MHC class II ともに

CreERT2, Meis1ﬂox）に成体胸腺で Meis1 を欠発現せず，未分化な上皮細胞マーカーは発現してい損させると，髄質の縮小ならびに皮質領域でのることから，上皮細胞の分化に異常があるものと考K5+ K8+ 細胞の出現を伴う胸腺構造の異常が認えられる [19]。このようなリンパ球系細胞の認め

められ，最終的に胸腺は完全に消失することかられない小さな胸腺原基は成体まで維持されるが，ら，Meis1 は成体胸腺上皮細胞の維持に必要なT 細胞の分化を支持する機能的な胸腺微小環境は形転写因子と考えられる。

成されない。したがって，胸腺の初期器官形成，す2）胸腺上皮細胞における Meis1 の発現について

なわち胸腺上皮細胞の発生には Foxn1 は必要では

EGFP レポーターマウスを用いて解析したとこ

ないが，その後の胸腺微小環境を構成する上皮細胞

ろ，Meis1 の発現レベルの異なる 3 つの上皮細の分化や機能発現に重要な役割を果たしているもの

胞 集 団 が 存 在 し，Meis1 を 高 発 現 す る 細 胞 はと考えられる。また，Foxn1 は成体の胸腺上皮細胞

CD40，CD205，MHC class II 陰性の未熟な胸腺にも発現しており，胸腺微小環境の維持にも関与し上皮細胞を含み，BrdU を取り込まない細胞分ていることが明らかになっている [20, 21]。

裂していない細胞集団である。一方，Meis1 を
低 発 現 ま た は 発 現 し て い な い 細 胞 は CD40，
CD205，MHC class II ならびに成熟マーカーで6. 成体胸腺微小環境の恒常性維持と転写因子ある CD80 や CD86 を発現した成熟胸腺上皮細筆者等は，Pbx1 と同じ TALE ファミリーに属す胞であり，Meis1 非発現細胞集団は多くの増殖

るホメオドメイン転写因子であり，造血幹細胞の維している細胞を含み，Meis1 低発現細胞にはわ持に関与することが報告されている Meis1 の解析

ずかに増殖細胞が認められる。また，Meis1 欠を進める過程で，Meis1 が胎齢 18.5 日胸腺の K5 お

損誘導初期に CD40 および CD80 陰性の未熟上

よび K8 陽性上皮細胞に高発現し，また成体胸腺髄

皮細胞が選択的に減少し，これら細胞の細胞分

図5

成体胸腺上皮細胞における Meis1 の発現と恒常性維持の関連 （A）Meis1 の発現と胸腺器官形成に関与する
転写制御因子の発現様式。（B）加齢に伴う胸腺上皮細胞における Meis1 の発現変化と再生能との関連

57（6）
，2011

9（83）

裂 が 亢 進 す る こ と か ら，Meis1 は，未 熟 なると考えられているヒト CD3e トランスジェニック

Meis1 高発現上皮細胞の静止期の維持に関与しマウスの胸腺上皮細胞を正常に T 細胞が分化するているものと考えられる。

環境に戻してやった場合，新生仔期の胸腺上皮細胞

3）Meis1 高発現上皮細胞には，Hoxa3, Pbx1, Pax1,には髄質・皮質細胞両方への分化する能力があるが，Pax9, Eya1 などの胸腺器官形成に関与する転写

それ以降の成体胸腺上皮細胞ではその能力が維持さ

因 子 な ら び に そ の フ ァミ リ ー分 子（Hoxa2,

れていないという報告もあるが [23]，このトランス

Meis2, Eya4）が 選 択 的 に 高 発 現 し て お り，

ジェニックマウスの T 細胞が常に供給されないと

Meis1 高発現細胞は胎仔期胸腺上皮細胞と類似

いう特殊な環境が成体における上皮前駆細胞の枯渇

した細胞集団と考えられる。また，Aire の発現をもたらした可能性もある。この点については，ヒは Meis1 低 発 現 細 胞 に 選 択 的 に 認 め ら れ，ト CD3・トランスジェニックマウス胸腺に Meis1

Foxn1 の発現は特定の細胞集団で高いというこ

高発現細胞集団が存在するか検討してみる必要があとはない。

るかもしれない。

4）移植実験により，Meis1 高発現細胞は Meis1 高

ごく最近，培養系で，胸腺構造を再構築する能力

発現細胞として増殖し，Meis1 低発現および非のある K14 陽性の胸腺上皮細胞クローンが成体胸発現細胞に分化する能力がある。一方，Meis1

腺からも培養可能なこと，それらの培養胸腺上皮細低発現および非発現細胞は Meis1 高発現細胞に

胞には，Meis1 高発現胸腺上皮細胞と同様，胸腺の分化しない。
5）加齢に伴い，胸腺上皮細胞における Meis1 高発
現細胞の割合は減少する傾向にある。
6）機能的 Foxn1 を欠損するヌードマウスの胸腺において，K14 陽性の上皮細胞シストに Meis1 は器官形成に関与する Hoxa3, Pax1, Pax9, Eya1, Six1
が 高 発 現 し て い る こ と が 報 告 さ れ た [24]。し たがって，成体胸腺では，Meis1 高発現細胞集団の中に，このような共通前駆細胞が含まれている可能性も残されている。

高発現している。
以上のように，Meis1 の発現と機能という観点か

7. おわりにら成体胸腺上皮細胞を眺めた場合，成体胸腺には，胸腺の発生および成体胸腺の恒常性維持における器官形成に関与する転写因子を高発現する一群の未胸腺上皮細胞の役割について転写制御因子の観点か

熟上皮細胞が髄質領域に存在しており，Meis1 はそら，組織の恒常性維持の起点となる幹細胞・前駆細れらの細胞の静止期状態の維持に関与しているよう

胞に結びつけて捉え直してみた。胸腺という組織のである。そして，Meis1 が存在しない場合，それら恒常性維持に，髄質・皮質上皮共通前駆細胞が関の細胞の枯渇に起因する髄質・皮質を含む全ての胸わっているのか，それとも，髄質と皮質には別々の腺上皮構造の恒常性維持の破綻が起こる。成体胸腺

上皮前駆細胞が存在して恒常性の維持に関わっていでの上皮前駆細胞の存在に関する報告としては，

るのか，加齢に伴う胸腺退縮における上皮前駆細胞

ヌードマウス胸腺シストに認められる Meis1 が高の量的・質的変化など，この領域には未解明の問題発現する K14 陽性細胞に生後 4 週令以降に人為的が山積している。器官の再生（恒常性維持）と発生に Foxn1 を再発現させると，そこから小さいなが機構には類似性があるものと考えられるが，今後，らも髄質・皮質構造を有した胸腺が形成されるとい

胸腺の器官形成に関与する転写因子の発現や機能のう報告があり [22]，成体においても髄質・皮質上皮面から包括的に，上記の問題にアプローチすること

細胞の両方に分 化能力を有する共通前駆細 胞 がで，胸腺をはじめとする免疫器官の再生を基盤としFoxn1 非依存的に維持されている可能性が指摘された新たな免疫療法の開発に繋がるものと考えられる。

ている。ヌードマウスの K14 陽性 Meis1 高発現細胞が正常マウス胸腺に認められる Meis1 高発現細胞集団と完全に同一かどうかは明らかではないが，

参考文献

Meis1 高発現細胞集団には，胎仔期胸腺上皮細胞の1. Murata, S., Sasaki, K., Kishimoto, T., Niwa, S.,

ような前駆細胞としての能力を残した細胞が含まれHayashi, H., Takahama, Y. and Tanaka, K. 2007.

ており，成体胸腺上皮細胞の恒常性維持に関与している可能性もある。一方，T 前駆細胞が胸腺に存在

Regulation of CD8+ T cell development by thymus– speciﬁc proteasomes. Science 316 : 1349 – 1353.

しないために，最も未熟な段階で分化が停止してい2. Liston, A., Lesage, S., Wilson, J., Peltonen, L. and10（84）

Goodnow, C. C. 2003. Aire regulates negative
selection of organ – specific T cells. Nature
immunology 4 : 350 – 354.

日生研たよりexhibit craniofacial and limb abnormalities. Genes& Development 12 : 2735 – 2747.
13. H e t z e r – E g g e r, C . , S c h o r p p , M . , H a a s –3. Gruver, A. L., Hudson, L. L. and Sempowski, G. D.

Assenbaum, A., Balling, R., Peters, H. and Boehm,

2007. Immunosenescence of ageing. J. Pathol.
211 : 144 – 156.

T. 2002. Thymopoiesis requires Pax9 function in

4. Nowell, C. S., Farley, A. M. and Blackburn, C. C.
2007. Thymus organogenesis and development of
the thymic stroma. Methods Mol. Biol. 380 : 125 –162.
5. Manley, N. R. and Capecchi, M. R. 1998. Hox group
3 paralogs regulate the development and migration

thymic epithelial cells. Eur. J. Immunol. 32 : 1175
– 1181.
14. Xu, P. X., Zheng, W., Laclef, C., Maire, P., Maas, R.
L., Peters, H. and Xu, X. 2002. Eya1 is required forthe morphogenesis of mammalian thymus,
parathyroid and thyroid. Development 129 : 3033
– 3044.

of the thymus, thyroid, and parathyroid glands.
Developmental Biology 195 : 1 – 15.

15. Laclef, C., Souil, E., Demignon, J. and Maire, P.

6. M a n l e y, N . R . a n d C o n d i e , B . G . 2 0 1 0 .
Transcriptional regulation of thymus

abnormalities in Six 1 deﬁcient mice. Mechanismsof Development 120 : 669 – 679.

organogenesis and thymic epithelial cell

16. Zou, D., Silvius, D., Davenport, J., Grifone, R.,differentiation. Progress in Molecular Biology andTranslational Science 92 : 103 – 120.

Maire, P. and Xu, P. X. 2006. Patterning of the

7. Manley, N. R., Selleri, L., Brendolan, A., Gordon, J.
and Clear y, M. L. 2004. Abnormalities of caudalby Six and Eya1. Developmental Biology 293 : 499– 512.

pharyngeal pouch development in Pbx1 knockout

17. Gunther, T., Chen, Z. F., Kim, J., Priemel, M.,

mice mimic loss of Hox3 paralogs. Developmental
Biology 276 : 301 – 312.

Rueger, J. M., Amling, M., Moseley, J. M., Martin,

8. Wallin, J., Eibel, H., Neubuser, A., Wilting, J.,

Genetic ablation of parathyroid glands reveals

Koseki, H. and Balling, R. 1996. Pax1 is expressed

another source of parathyroid hormone. Nature
406 : 199 – 203.

during development of the thymus epithelium andis r equir ed for nor mal T – cell maturation.
Development 122 : 23 – 30.
9. Su, D. M., Ellis, S., Napier, A., Lee, K. and Manley,
N. R. 2001. Hoxa3 and Pax1 regulate epithelial cell2003.Thymus, kidney and craniofacial

third pharyngeal pouch into thymus/parathyroid

T. J., Anderson, D. J. and Karsenty, G. 2000.

18. Bleul, C. C. and Boehm, T. 2000. Chemokines
define distinct micr oenvir onments in thedeveloping thymus. Eur. J. Immunol. 30 : 3371 –
3379.

death and proliferation during thymus and

19. Jenkinson, E. J., Van Ewijk, W. and Owen, J. J.

parathyroid organogenesis. Developmental Biology

1981. Major histocompatibility complex antigen

236 : 316 – 329.

expression on the epithelium of the developing

10. Su, D. M. and Manley, N. R. 2000. Hoxa3 andPax1 transcription factors regulate the ability offetal thymic epithelial cells to promote thymocyte
development. Journal of Immunology 164 : 5753 –5760.
11. Su, D. M. and Manley, N. R. 2002. Stage – speciﬁcchanges in fetal thymocyte proliferation during
the CD4 – 8 – to CD4+8+ transition in wild type,
Rag1 – / – , and Hoxa3,Pax1 mutant mice. BMC
Immunology 3 : 12.
12. Peters, H., Neubuser, A., Kratochwil, K. andBalling, R. 1998. Pax9 – deficient mice lackphar yngeal pouch derivatives and teeth andthymus in normal and nude mice. The Journal of
Experimental Medicine 153 : 280 – 292.
20. Chen, L., Xiao, S. and Manley, N. R. 2009. Foxn1
is required to maintain the postnatal thymic
microenvironment in a dosage – sensitive manner.
Blood 113 : 567 – 574.
21. Cheng, L., Guo, J., Sun, L., Fu, J., Barnes, P. F.,
Metzger, D., Chambon, P., Oshima, R. G., Amagai,
T. and Su, D. M., Postnatal tissue – specificdisruption of transcription factor FoxN1 triggers
acute thymic atrophy. J. Biol. Chem. 285 : 5836 –5847.
22. Bleul, C. C., Corbeaux, T., Reuter, A., Fisch, P.,

57（6），2011

Monting, J. S. and Boehm, T. 2006. Formation of a11（85）

thymic cortex regulated by a subpopulation ofprothymocytes. Nature. 373 : 350 – 353.

functional thymus initiated by a postnatal
epithelial progenitor cell. Nature 441 : 992 – 996.

24. Bonfanti, P., Claudinot, S., Amici, A. W., Farley, A.,

23. Hollander, G. A., Wang, B., Nichogiannopoulou,

Blackbur n, C. C. and Bar randon, Y. 2010.

A., Platenburg, P. P., van Ewijk, W., Burakoff, S. J.,
Gutierrez – Ramos, J. C. and Terhorst, C. 1995

Microenvironmental reprogramming of thymic

Developmental control point in induction ofepithelial cells to skin multipotent stem cells.
Nature 466 : 978 – 982.

文献紹介

牛マイコプラズマ病：無症状かつ致命的な疾病
田積晃浩

Bovine mycoplasmosis: silent and deadly
R. A. J. Nicholas 著
Animal Health and Veterinary Laboratories Agency, Weybridge, New Haw, Addlestone, Surrey KT15 3NB
Veterinary Record（2011）168, 459 – 462
2009 年カナダのサスカトゥーンで初めての牛マ
イコプラズマ病の国際会議が開催され，牛呼吸器病，
乳房炎，関節炎やその他の疾患に関わるマイコプラ
ズマの重要性が公に認識された。更に，本疾病はイ
ギリス，ドイツ，イタリア及びイスラエルを含む牛
マイコプラズマ病の診断法の改良と制御法の確立に関 す る 3 年 間 の 研 究 助 成 金 で あ る EMIDA ERA –NET の European Community 7th Framework
Programme によって重要な新興感染症の 1 つとして認定された。これらの進展と歩調を合わせるかのように，Mycoplasma bovis (M. bovis) のゲノムの完
全塩基配列が公表され，この小さな細胞壁を欠く細菌の特性について新たな知見が提供された。この事を念頭において，マイコプラズマにより引き起こされる牛疾患のこれまでの知識をレビューするのは良い機会である。
最 も 重 要 な マ イ コ プ ラ ズ マ 病 は，Mycoplasma
mycoides subspecies mycoides small colony によって引 き 起 こ さ れ る 伝 染 性 牛 胸 膜 肺 炎（contagious
bovine pleuropneumonia ; CBPP）であるが，本疾病は 20 世紀の終わりにヨーロッパから根絶され，今日ではアフリカのサハラ砂漠の南部地域に限られる[19] 。牛からは 30 種以上のマイコプラズマが分離されているが，この総説では，最も病原性が強く広く分布しているマイコプラズマで，様々な臨床症状を引き起こす M. bovis に焦点を当てて述べる。
牛呼吸器病は世界的に家畜牛に最も深刻な影響を及ぼす疾患であり，罹患率，死亡率の増加及び発育不良の結果，生産性を阻害し，莫大な経済的損失へと繋がる。過去 10 年間で，マイコプラズマ（専らM. bovis）感染症は世界的に牛呼吸器病の第 1 位の要因であるという事が明らかとされてきた [16, 19]が，その真相は，この領域における詳細な研究が乏しいため不明である。マイコプラズマはウイルスや細菌の病原体とは性質が似ていないといった事が，この様な事態を招き今日においてマイコプラズマ病のための効果的な制御手段が存在しないという事につながる。マイコプラズマは細胞壁が存在しないため，ペニシリンやセファロスポリンのような抗生物質は効果がない事が知られており，今日ではヨー
ロッパや中東に広がる M. bovis においても多数の株を用いた in vitro の研究によって，マルボフロキサ
シンと同様にフルオロキノロンを含む抗生物質に耐性であるといった事実が証明されている。更に，他の牛病原体とは異なり，現在ヨーロッパでワクチンは存在しない。驚いたことに，いくつかの実験的なワクチンの効果試験では無接種の対照牛よりも重篤な症状を示した。

歴史
M. bovis は 1961 年にアメリカで初めて複数の牛の乳房炎の事例から分離され，小型反芻動物の病原体である Mycoplasma agalactiae と血清学的及び生
化学的に類似していたため，M. agalactiae var bovis

12（86）日生研たよりと命名された。本菌はその後，イスラエル（1964），
スペイン（1967），オーストラリア（1970），フランス（1974），イ ギ リ ス（1974），チ ェコ ス ロ バ キ ア（1975），ドイツ（1977），デンマーク（1981），スイ
ス（1983），モ ロ ッコ（1988），韓 国（1989），ブ ラ
ジル（1989），北アイルランド（1993），アイルランド共和国（1994），チリ（2000），南アフリカ（2005），
チェコ共和国（2007）そして近年では中国（2008）
を含む世界各国で動物の移動を介してゆっくりと広がっていった [19]。今日，M. bovis の清浄国はノル
ウェーとニュージーランドを除きほとんどない。
1994 年，イギリスの国会において M. bovis によって引き起こされる牛の肺炎について論議された事が
図 1 肺炎病変部と関連する Mycoplasma bovis 抗原
あるが，残念なことに届出伝染病に指定する等の対（褐色部）を示す免疫細胞染色。Bar=100μm
策は講じられなかった。M. bovis は EU の 1 つの市
うな細菌感染では顕著な臨床症状や病理学的変化を場に持ち込まれた後に，イギリスに導入されたと信示すが，一方で M. bovis の感染は図 1 に示す様に慢じられてきたが，実際にはおそらくアメリカから性病変部における多量な抗原を検出することでしか20 数年早くにイギリスに侵入していた。現在，イ
判明せず，更に複合的な M. bovis の感染は致命的とギリスではこの病気は牛肉や牛乳を介して蔓延してなり，時には高い死亡率を招くことになる。また，
いるが，それは閉鎖的であるため，至る所に存在し
M. bovis はその乏しい免疫応答性のため，他の細菌ているというわけではない。実際に，少数の牛を用（特に M. haemolytica）を気管内へ侵入させやすくいた群単位での ELISA のような血清学的検査のス
する [11]。M. bovis とウイルスとの関連性は殆ど明
クリーニングは，アイルランド共和国では感染してらかにされていないが，牛ウイルス性下痢（BVD）
いない群が存在している事を示した [21]。
M. bovis に 加 え て，Mycoplasma dispar，
ウイルスによって生じる免疫不全は，M. bovis が基Mycoplasma canis 及 び Mycoplasma bovigenitalium
礎疾患として関わっていると推察されている [8]。
イギリスにおける過去数年間，ウシ伝染性鼻気管炎
を含めた他のマイコプラズマが牛マイコプラズマ病
ウイルスは牛のマイコプラズマ症と関連したウイルに直接関わり合っている [19]。近年，Mycoplasma
alkalescens，Mycoplasma canadense 及び Mycoplasma
ス と し て 最 も 検 出 さ れ る 一 方 で，Pasteurellacalifornicum 等は，病気との関係は疑わしいと考え
multocida が M. bovis と共に病原性細菌として分離られている。分子診断法の発達により，以前はリされるようになってきた。
ケッチアの Eperythrozoon wenyonii とされていた培Animal Health and Veterinary Laboratory Agency
養の出来ない Mycoplasma wenyonii が，イギリスの（AHVLA）で受付けた診断材料からの我々の経験と乳牛における流行性の貧血症や後肢浮腫例から大量して，化学療法に対して乏しい応答を示すことが特に検出された [26]。
徴的な牛呼吸器病には様々な事例が存在するが，その様な場合には組織学的検査によって M. bovis だけが病原体として検出されることが多い。この様な事
牛呼吸器病における M. bovis の役割
例の場合は，抗生物質の治療の結果他の病原細菌が論文等での大きな論争は本疾病における M. bovis
死滅したといった疑いも持たなければならないであの重要性に関する事であり，特にマイコプラズマはろう。イギリスにおける M. bovis を用いた感染実験
他の細菌やウイルスとの混合感染の一因子として存では，全ての野外株ではないが，臨床症状や肺病変在しているか否かという事である。マイコプラズマ
を 牛 で 再 現 さ せ る こ と が 出 来 た。そ の 結 果，M.
bovis の多様な病原性は過酸化水素産生の違いに関病を診断する獣医師としては，もっとより簡便な検出法や迅速な培養法があれば良いといった考えを持連しているという事が示唆された [12]。蔓延した農つものが多い。その理由として，近年までマイコプ場へ新たに導入された牛は，マイコプラズマに対しラズマの診断には早くとも 1 週間ほどかかっていたて血清陽転しゆっくりと成長し，陰性の牛に比べてため，マイコプラズマはよく見逃されがちであった。 2 倍量の抗生物質を必要とするといった事が研究に今日では，PCR のような分子検査の出現により，
よって証明されている [10, 27]。
検出は数日，時には数時間で済むようになってきた。
多くの研究によってヨーロッパ内での食用牛や乳Mannheimia haemolytica や Histophilus somni 等のよ牛の農場での M. bovis の高い検出率が示されてい57（6），2011

る。2000 年から 2009 年にかけてのイングランドとウェールズにおける M. bovis 感染症のスクリーニン
グ調査では平均して 30% 以上の群が抗体陽性であり，2006 年と 2008 年には 39% であることが判明した。M. bovis はイングランドとウェールズにおいて
家畜の肺炎から最も有意に検出され，過去 10 年間
においては検体の 40% であった。イスラエルでは2004 年から 2008 年に検査された肺炎牛で 26 〜 60%の確率で M. bovis が分離され，2008 年が最も高い発生率であった [9]。肉牛の農場が集中しているイ
タリアのベネト地方では，M. bovis は輸入された牛と共に持ち込まれる牛呼吸器病の最も危険な因子とみなされている。この様な現象は，牛呼吸器病により死亡した肉牛の 82% の肺で確認され，その内の42% は M. bovis のみに起因していた。一方で，それらの事例から BVD と RS ウイルスの検出率はそれ
ぞれ 18% と 8% であった。他のイタリアの研究によれば，ミラノ近郊の家畜が盛んな地方では，と畜場に送られてきた肉牛の 80% 以上が M. bovis に関連した肺疾患を有していたと報告している [23]。2007
年から 2008 年に 行われたある研究では，肺 炎 を伴った牛 135 事例の内の 30% で M. bovis が分離され，その内 14% は M. bovis の単独感染であった。最も共通する細菌との組み合わせは，M. bovis と P.
multocida が 6%，H. somni が 4% である。2003 年から主に牛の肺からの M. alkalescens の検出が増加しており，2009 年にイギリスでは，検出された 220のマイコプラズマの内の約 26% であった [2]。この
M. alkalescens の検出率の増加の理由は分かっていないが，同様の傾向がフランスやイスラエルにおいても見られる [22]。
AFSSA Lyon はフランスの 40 カ所の検査所で実施される反芻動物のマイコプラズマの診断法を統一させた。2003 年から 2008 年の期間に分離されたマ
イコプラズマ 1,000 株の 95% 近くは関節炎，耳炎及び乳房炎を伴った牛の気管支肺炎の事例から得られた。その内の半数以上が M. bovis と同定され，残りは Mycoplasma bovirhinis や Mycoplasma arginini のような日和見性のマイコプラズマであり，その他には M. alkalescens，M. canadense 及 び M.
bovigenitalium と同定された [22]。M. bovis はフランス西部の飼養場の肺炎から最もよく分離され，更に BVD と 密 接 に 関 連 し て い た [1]。ド イ ツ で は2,000 以上の検体の内，12% が M. bovis の抗体陽性であった。
EU 内の輸入緩和に伴い，1993 年に北アイルラン
ドで M. bovis が確認されるようになった [4]。過去
10 年間でサンドイッチ ELISA により検出される牛の肺からのマイコプラズマは，平均して 20% 前後であり，2004 年には 27% に達した。2005 年までは13（87）

H. somni が肺での共病原体として最も検出されて
い た が，近 年 で は Arcanobacterium pyogenes と M.
haemolytica が圧倒してきた。更に 2009 年においては，M. bovis は 40% の事例でみつかった顕著な病原体であった。
飼養場で少数の牛が感染した場合，多くの牛舎内
は換気が悪く高密度のため 2 週間以内に殆どの牛が血清陽転したという事例が報告されている [1, 23]。
フランスの飼養場の子牛を対象にした研究では，2%の牛だけが M. bovis に対して抗体陽性であったが，1，2 カ月後にはその割合が増加したという事を報告している [1]。
牛マイコプラズマ病への関心は，大半の飼養牛で慢性肺炎がみられるアメリカやカナダで高まっている [6, 16]。牛呼吸器病におけるマイコプラズマの役割は複雑であるが，M. bovis は北アメリカの大規模農場で，深刻な経済的損失をもたらす乳房炎の単純な病原体としてよく知られている。マイコプラズ
マによる乳房炎の主要な危険因子は，群の大きさに依存するため，群を小さくするといった策がヨー
ロッパでは実施されているが，実際に牛乳房炎におけるマイコプラズマの役割を調べた研究は僅かである。それら公表された研究の 1 つでは，南ドイツの乳房炎の症状を示さない 1,800 頭の乳牛のミルクから M. bovis が平均 20% 検出され，その 1 年後には臨床症状は現れないが 16% の牛からまだ M. bovisが排出されていた [25]。
若い牛への伝染経路の殆どは，感染した牛または貯蔵タンクからの授乳である。後者の場合，マイコ
プラズマを排出する 1 頭の牛が長い期間かけて複数の牛に感染させる事が出来る。その牛は気道分泌物を介して，密接な繰返し接触で他の牛へとマイコプ
ラズマを排出する。

病理
一般的に，マイコプラズマに関連した共通の病変は，肺の前葉腹側面の硬化，組織学的に特徴的な細気管支周囲のリンパ濾胞過形成またはリンパ球浸潤である。しばしば化膿性細気管支炎や，CBPP に類似した小葉間壁の肥厚といった病変がみられる。アメリカでは近年，ヨーロッパで増加している，慢性的な乾酪性壊死性気管肺膜炎は M. bovis の特徴的症状であると認識され始めている。この病変の珍しい
特徴は，牛の結核症に似ているため間違われることも時々あるが，組織を切断した際にその肺の内部で著しいチーズ様壊死がみられるである（図 2）。免疫細胞化学染色はこの病変部とマイコプラズマを明瞭に関連付ける（図 1）。この様な病変部の激しさにも関わらず，無併発性の M. bovis 肺炎の臨床症状

14（88）

図 2 Maycoplasma bovis に よ っ て 引 き 起 こ さ れ た
チーズ様壊死病変部を示した牛の肺。Bar=5 cm

は穏やかで見逃されがちであり，治療するには進行しすぎている状態になるまで気付かれない。この様な事態に警戒し，特にアメリカでは，牛における耳垂れや頭部加振が見られる中耳炎は，肺炎や時折，髄膜炎を後発する M. bovis による感染の初期症状であるとしている [3, 16]。マイコプラズマは血行性の経路を除外する事は出来ないが，耳管の感染が上行して中耳に感染すると考えられている。

検査診断
最も安価で迅速な診断法は血清学的検査である。
特に間接 ELISA は抗体価を測定しマイコプラズマが侵襲している事を示すことが出来る [18]。健康的な抗体陰性の牛も M. bovis が潜在しているといった報告があるが，通常それは臨床疾患が顕著である群での一部分である。アメリカの研究者等 [16] とは異なり，我々のイギリスでの経験では，健康な群から M. bovis が見つかった事はない。ELISA の利点の1 つは，抗生物質治療は培養法では検出が出来ない
レベルにまでマイコプラズマの数を減らしてしまう
可能性があるが，ELISA の結果には化学療法の影響が及ばないという事である。高い抗体価を示す牛が20% 以上存在した場合，それは進行中の感染症であることを示唆するであろう。
従来のマイコプラズマの分離や同定法は数週間かかる手間取る作業であり，時には細菌の汚染や分離を阻害する抗生物質の使用といった理由で偽陰性の結果が得られた。それ故にマイコプラズマの存在は，しばしば労力を費やすため又は，疾患には関係していない M. bovirhinis のような共生生物が優位に早く成長し，得られた結果を誤解させていたため，研究は発展しなかった。RT – PCR [25] を含む PCR は，
一度に１つの Mycoplasma 種しか検出できないが，より迅速で感度のよい診断法である。変性剤濃度勾

日生研たより配ゲル電気泳動法（DGGE）とのコンビネーション
PCR は新しい種や培養の出来ない種，更には混在したマイコプラズマも同時に検出する事が可能である [14]。DNA マイクロアレイ技術は DGGE の利点を多く提供し，より利用者に使いやすい。この技術
は操作が容易で安価であり，同時に PCR と同程度の感度で多くの異なった細菌種や又は標的遺伝子の特異性の高いスクリーニングを可能とする [24]。日常的に分子検査を実施していない検査室では，M.
bovis 検出のためには複雑な装置を必要としないサ
ンドイッチ ELISA を用いるのが好ましいであろう。
その結果は，このマイコプラズマでは PCR/DGGEに匹敵する [5]。
牛の鼻腔スワブからの PCR 検査には，マイコプ
ラズマを検出する様々な手法があり，結果は散発的であるため当てにならない。気管支洗浄から得られた検体は，気道下部に侵襲している病原体を含むためより難しい。興味深い事に，Sachse 等 [25] は肺炎の牛の鼻腔スワブよりも結膜スワブの方が M.
bovis の検出率は良いと報告している。肺（理想的には病変と正常部位の境界），肺洗浄，気管のスワ
ブ及び関節液が死後検査で必要な試料である。

治療と管理
マイコプラズマはペニシリンやセファロスポリンに耐性である事はよく知られているが，過去 10 年間の研究で，一般的によく使用されるフルオロキノ
ロンを含む抗生物質に in vitro で耐性を示す株が増加しているといった報告がある [19]。様々な感染症に効果的な抗生物質の能力は，生体内でのそれらの抗炎症性効果や H. somni や M. haemolytica のよ
うな他の細菌感染への作用に強く関連している。近年，マイコプラズマはバイオフィルムを形成することで，化学療法や宿主の免疫応答へ抵抗性を示すといった報告がされた [15]。歴史的に，環境中のマイコプラズマの残存率は牛のマイコプラズマ病では危険因子としては考慮されてこなかったが，近年の研究で，M. bovis は過酷な条件下で生存するだけではなく更なる病原性を獲得するといったことが報告された [13]。今後は，マイコプラズマのバイオフィル
ムの役割を解析する事と，それらをどのように対処するかといった事が必要である。
M. bovis に対するワクチンの発展を阻害する大きな理由の 1 つは，信頼性のある多産の動物モデルが存在しない事である。更に，M. bovis は株間での病原性に差異があるという事が明らかであり，適切な株を選択する事が重要である。市販されているワク
チンはアメリカでいくつかあるが，それらの効果は不明瞭であり，アメリカ以外では使用許可が下りて

57（6），2011

15（89）The role of Mycoplasma bovis in bovine respiratory
disease outbreaks in veal calf feedlots. Vet. J.
177 : 89 – 93.
のあるワクチンは安全で免疫原性を示し，異なった
2. Ayling, R. D., Barden, G., Bradley, D., Mcauliffe, L.
株の攻撃を防いだ [20]。このワクチンを用いた野and Nicholas, R. A. J. 2010. Mycoplasma species
外農場の若い牛を対象とした試験では，感染率を低
identified from cattle in England and Wales
下させ死亡率と治療費を顕著に減少させた [17]。
between 2001 and 2009. Proceedings of the 18th
農場では手に負えないマイコプラズマの残存にCongress of the International Organization for
よって起こる静かで迅速なマイコプラズマの拡がりへの対処法は，耳垂れ，鼻汁，中程度の発熱，涙目
Mycoplasmology. Chianciano Terme, July 11 to 16,
及びからぜきのような症状を見せた際に，早期に診2010. p 109
断する事である。
3. Ayling, R. D., Nicholas, R. A. J., Wessells, J., Hogg,
Currin[7] によると，マイコプラズマ肺炎の治療
R. and Byrne, W. 2005. Isolation of Mycoplasma
bovis from the brain tissue of calves. Vet. Rec.
で最も重要な 2 つの点は早期診断と長期療法である。
彼は効果的な抗生物質を 10 日から 14 日間，継続的
156 : 391 – 392.に投与する事を推奨している。もしこれを行わなけ
4. Blackburn, P., Brooks, C. and Ball, H. J. 2008.
れば牛の 30 〜 70% が再発し，さらに肺の損傷を招Filtration of homogenized tissue samples toき，更なる治療が必要となると述べている。メタ
improve the diagnostic detection of Mycoplasma
bovis by sandwich ELISA. Vet. Rec. 163 : 514 – 515.
フィラキスをグループ全体に投与した実験では，牛いない。多くの実験的ワクチンは効果がないか，逆に傷害を与えるが，サポニンで不活化した M. bovisの 20% だけが臨床症状を示した。これは病気だけの管理を目的とした場合には抗生物質の使用量の削減を可能とする [28]。

今後
Wise 等 [29] による M. bovis の完全ゲノム塩基配列の決定によって，827 個の遺伝子（M. haemolytica
が約 3,000 個の遺伝子であるのに対して）をコードしている 100 万塩基超の小さな環状ゲノムが明らかとなった。この小さなゲノムサイズにも関わらず，
M. bovis は複数の遺伝子群と，宿主の免疫応答を避けるための表面抗原の可変性発現機構を有している。
このゲノム情報やその他の病原因子の解析によって，今後数年間で M. bovis の疫学に役立つ分子型別法や何らかの制御基準の構築が可能となるであろう。今後 3 年 間 に お け る EMIDA（Emerging and Major
Infectious Disease of Livestock）のプロジェクトにおいて，このデータはヨーロッパに蔓延する牛マイコプラズマ病を我々が理解するのに役立つものと思われる。このプロジェクトは牛呼吸器病の詳細，マイコプラズマと他の呼吸器病原体との関連性，診断法（特にマイクロアレイ法）の発達，M. bovis の流行の疫学的追跡を可能とする分子型別法の開発，野外株の薬剤感受性の監視とその試験の発展，及び農場で効果的な M. bovis に対するワクチンの開発に寄与するであろう。

参考文献
1. Arcangioli, M – A., Duet, A., Meyer, G., Dernburg ,A., Bezille, P., Poumarat, F. and Legrand, D. 2008.

5. Blackburn, P., Mcauliffe, L., Nicholas, R. A. J. andBall, H. J. 2010. Comparison of methods for
detecting mycoplasmas in calf pneumonia cases.
Vet. Rec. 166 : 561 – 562.
6. Caswell, J. F., Bateman, K. G., Cai, Y. and Castillo –Alcala, F. 2010. Mycoplasma bovis in respirator ydisease of feedlot cattle. Veterinary Clinics of North
America:Food Animal Practice 26 : 365 – 379.
7. Currin, J. F. 2007. Mycoplasma in beef cattle.
Virginia Cooperative Extension, Virginia Tech.
w w w. e x t . v t . e d u / p u b s / b e e f / 4 0 0 – 3 0 4 . h t m l .
Accessed November 10, 2010.
8. Farshid, M. S., Clark, E. G., Janzen, E., West, K.
and Wobeser, G. 2002. Co – infection with bovine
viral diarrhea virus and Mycoplasma bovis in feedlot
cattle with chronic pneumonia. Canadian Vet. J.
43 : 863 – 868.
9. Gerchman, I., Levisohn, S., Mikulla, I. andL ysnyansky, I. 2009. In vitro antimicrobial
susceptibility of Mycoplasma bovis isolated in Israel
from local and impor ted cattle. Vet. Microbiol.
137 : 268 – 275.
10. Hanzlicek, G. A., White, B. J., Renter, D. G.,
Anderson, D. E. and Larson, R. L. 2011.
Associations between the prevalence of
Mollicutes and Mycoplasma bovis and health andperformance in stocker calves. Vet. Rec. 168 : 21 –25.
11. Houghton, S. B. and Gourlay, R. N. 1983.
Synergism between Mycoplasma bovis andPasteurella haemolytica in calf pneumonia. Vet.
Rec. 113 : 41 – 42

16（90）日生研たよりIrish Vet. J. 54 : 70 – 75.

12. Khan, L. A., Miles, R. J. and Nicholas, R. A. J.
2005. Hydrogen peroxide production by
Mycoplasma bovis and Mycoplasma agalactiae andeffect of in vitro passageon a Mycoplasma bovis

22. Poumarat, F., Chazel, M., Tardy, F. and Calavas, D2009. Ruminant mycoplasmoses in France : the2003 – 2008 survey. In Mycoplasmology : a Reviewof Developments Over the Last Decade. Gran
Canaria, June 10 to 12, 2009. p 32.
23. Radaelli, E., Luini, M., Loria, G. R., Nicholas, R. A.
J. and Scanziani, E. 2008. Studies of Mycoplasma
bovis infections in veal calves and adult cattle. Res.
Vet. Sci. 85 : 282 – 290.

strain pr oducing high levels of hydr ogenperoxidase. Vet. Res. Commun. 29 : 181 – 188.
13. McAulif fe, L. 2010. Secrets of a successful
minimalist–safety in numbers? Microbiologist
11 : 33 – 36.
14. McAuliffe, L., Ellis, R., Lawes, J., Ayling, R. D. andNicholas, R. A. J. 2005. 16S rDNA and DGG E : asingle generic test for detecting anddif ferentiating Mycoplasma species. J. Med.
Microbiol. 54 : 1 – 9.

24. Sachse, K., Hotzel, H., Slickers, P., Ellinger, T. andEhricht, R. 2005. DNA micr oar ray – based
detection and identification of Chlamydia andChlamydophila spp. Molecular and Cellular Probes
19 : 41 – 50.

15. McAuliffe, L., Ellis, R. J., Miles, K., Ayling, R. D.
and Nicholas, R. A. J. 2006. Bioﬁlm formation by
mycoplasma species and its role in environment
persistence and sur vival. Microbiol. 152 : 913 –25. Sachse, K., Salam, H. S., Diller, D., Schubert, E.,
Hoffmann, B. and Hotzel, H. 2010. Use of a novel
R T – PCR technique to monitor and quantitate
Mycoplasma bovis infection in cattle herds withmastitis and respiratory disease. Vet. J. 186 : 299– 303.
26. Strugnell, B. W., Mcauliffe, L., Longmire, K. andEllis – Iversen, J. 2011. Mycoplasma wenyonii
associated with clinical signs in lactating dair ycows after herd wide bluetongue vaccination.
Cattle Practice 19 : 75 – 80.
27. Tschopp, R., Bonnemain, P., Nicolet, J. andBurnens, A. 2001. Epidemiologische studie derriskfaktoren für Mycoplasma bovis – infektionen
bei mastkalber n. Schweizer Archiv fürTierheilkunde 143 : 461 – 467.

922.
16. Maunsell, F. P. and Donovan, G. A. 2009.
Mycoplasma bovis in young calves. Veterinar y
Clinics of North America:Food Animal Practice
25 : 139 – 177.
17. Nicholas, R. A. J. 2010. The other M bovis,
Mycoplasma bovis. UK Vet 15 : 41 – 3.
18. Nicholas, R. A. J. and A yling, R. D. 2003.
Mycoplasma bovis, disease, diagnosis and control.
Res. Vet. Sci. 74 : 105 – 112.
19. Nicholas, R., Ayling, R. D. and Mcauliffe, L. 2008.
Bovine respirator y disease. In Mycoplasma
Diseases of Ruminants. CABI. pp 133 – 154.
20. Nicholas, R. A. J., Ayling, R. D. and Stipkovits, L.
2002. An experimental vaccine for calf pneumonia
caused by Mycoplasma bovis. Vaccine 20 : 3569 –3575.
21. O Farrell, K., Dillon, P., Mee, J., Crosse, S.,
Nolan, M., Byrne, N., Reidy, M., Flynn, F. andCondon, T. 2001. Strategy for r estocking
Moorepark after depopulation following BSE.

28. Williams, M. 2010. The seven deadly sins ofMycoplasma bovis. Vet. Practice 41 : 1 – 2.
29. Wise, K. S., Calcutt, M. J., Foecking, M. F., Roske,
K., Madupu, R. and Methe, B. A. 2011. Complete
genome sequence of Mycoplasma bovis typestrain PG45（ATCC 25523）. Infect. Immun.
79 : 982 – 983.

日生研たより昭和 30 年 9 月 1 日創刊（隔月 1 回発行）

（通巻 571 号） 平成 23 年 10 月 25 日印刷
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