紫外線で誘導される制御性 T 細胞が創傷治癒を促進するメカニズムの解明
名古屋市立大学医学研究科免疫学分野

志馬寛明

Skin wound healing is a highly organized process that maintains tissue integrity and function. We found that ultraviolet-B(UVB) irradiation promotes skin wound healing. However, the mechanism by which UVB regulates the repair process is not
fully understood. Regulatory T cells (Tregs) play a pivotal role in maintaining immune homeostasis. Skin exposure to UVB
induces the expansion of Foxp3+ regulatory T cells. UVB-expanded Tregs (UVB-skin Tregs) enhance re-epithelializationby producing proenkephalin (PENK) and Areg, promoting wound healing of the skin. In this study, we further investigatedthe mechanisms by which UVB-skin Tregs interact with other immune cells and inflammatory mediators to regulate woundhealing. Full-thickness wounds were made on the back skin of mice irradiated with UVB before 30 minutes or 6 days andcompared to wounds of non-irradiated mice. UVB irradiation before 6 days promoted wound healing in mice, whereas UVB
irradiation before 30 minutes rather delayed wound healing. Flow cytometric analysis showed that UVB-skin Tregs highlyaccumulated in the wounds of mice irradiated with UVB before 6 days but not 30 min. UVB-skin Tregs strongly expressed
activation markers such as KLRG1, indicating that they were highly activated in the wounds. UVB irradiation also induced
an inflammatory response in the wounds that negatively regulates tissue repair. Pro-inflammatory cytokine expression
and inflammatory macrophage accumulation in the wounds were enhanced by UVB irradiation and those were partiallysuppressed by UVB-skin Tregs. These results suggest that UVB irradiation has both positive and negative impacts on thetissue repair function of the skin. Controlling these responses might enhance UVB-promoted skin wound healing.

１．緒

では、結合組織の再構成により強度が増加する。これら一言連の過程は、免疫系による制御を受ける。マクロファージ

皮膚は、擦り傷や切り傷、火傷などの様々な外傷を受けやリンパ球、制御性 T 細胞（regulatory T cell, Treg）、自る。傷が素早く修復されるかどうかは、皮膚のバリア機能、然免疫細胞など多種類の免疫細胞とケラチノサイトや線維すなわち角質層下の水分の保持や損傷部位からの感染に対芽細胞などの非免疫細胞との相互作用により、創傷治癒過1）する防御能を維持する上で非常に重要である 。傷の修復

程が制御されていると考えられているが、その機序は十分過程が終了した後でも、その部位が傷痕（瘢痕）として残るに解明されていない 2）。と外見に大きく影響する場合があるため、元の組織構造に我々は、紫外線が皮膚の免疫機能に与える影響を解析し可能な限り近づけることも重要視される。また、糖尿病患てきた。皮膚が紫外線に長時間暴露すると、サンバーン（日者や寝たきりの高齢者の増加に伴って、創傷治癒過程の遅焼け）やサンタン、光老化（シミ、しわ、たるみ）、皮膚が延に起因する難治性潰瘍を患う人々は増加しており、国内んの誘発など多くの害をもたらす（図 1）。そのため一般的

では約 130 万人もの患者がいるとされている。事故や手術には、紫外線への暴露を避けることが健康を保つために重による創傷を早く修復することができれば、入院時間を短要であると考えられている。その一方で、適切にコントロ縮し、早期に日常生活に復帰することが可能となる。しかールされた紫外線照射は、人体に有益な影響を与える。例

し、創傷治癒に対する治療法は限られており、新たな手段えば、乾癬やアトピー性皮膚炎などの皮膚免疫疾患に対しの開発が求められている。創傷治癒過程は、炎症期、増殖て紫外線照射による治療が有効である。照射波長の範囲を期、再構築期に分けられ、各過程が重複しながら進行して限定したナローバンド UVB は、治療効果が高く、前述の1）

いく 。炎症期には免疫細胞の集積により感染や異物を除副作用が少ないため急速に普及した。しかし、紫外線が人去することで傷が清浄化され、増殖期にはケラチノサイト体に与える影響には未だ不明な点が多い。紫外線がもつ有による再上皮化、線維芽細胞によるコラーゲンの産生や血益な作用を見出し、作用機序を明らかにすることによって、管形成誘導により創傷部位が埋められる。さらに再構築期その有益な作用を選択的に利用できることが期待される。
最近我々は、紫外線を照射したマウスの皮膚で創傷治癒能

Elucidation of the mechanism by which
U V- ex pa nded reg u l at or y T c e l l s
promote skin wound healing
Hiroaki Shime
Department of Immunology, Nagoya
City University Graduate School ofMedical Sciences（組織修復）が亢進することを見出した 3）（図 1）。
Treg は、免疫機能の過剰な応答を抑制することで自己免疫反応の抑制や炎症反応の調節を担う免疫細胞である。健常人では、末梢の CD 4 陽性 T 細胞のうち 5 〜 10 %を Treg が占めるが、炎症やがんなどではその割合が増加する。組織に分布した Treg は、免疫抑制に関わる基本的− 110 −紫外線で誘導される制御性 T 細胞が創傷治癒を促進するメカニズムの解明

図 1 紫外線の有害な作用と有益な作用
紫外線で Treg が増加する。Treg の働きによる有益な作用を明らかにして、選択的に利用し、健康増進に役立てることを目指す。

な機能は維持しながらも組織ごとに特徴的な性質を示すこさらなる解明を目的とした。とから、リンパ組織の Treg と区別して組織 Treg と呼ばれ、２．方それぞれの組織の恒常性の維持における役割が注目されている 4）。皮膚に常在する Treg は、微生物感染に対する免法

２. 1. 創傷治癒モデルおよび皮膚免疫細胞解析

疫応答の制御や皮膚炎症性疾患の抑制のみならず、創傷治

C 57 BL/ 6 J マウスまたはジフテリア毒素（DT）の投与で癒や毛包幹細胞の維持など多様な役割を果たすが、皮膚でFoxp 3 陽性 Treg を除去できる Foxp 3 -DTR-GFP マウスの細胞数や機能およびその調節に関するメカニズムは不明に紫外線 B 波を 500 mJ/cm 2 照射した。6 日経過後に、組である 5）。

織損傷が真皮層を越して皮下組織まで及ぶ全層創傷（full-紫外線 B 波（ultraviolet-B, UVB）の照射を受けると、皮thickness wound、直径 6 mm）を背中の皮膚に作成し、経膚や全身の免疫機能が抑制されることは以前から知られて時的に創傷を写真撮影した。Image J ソフトウェアを用い、きた 6）。紫外線照射を受けた皮膚では、7 日目をピークにシングルブラインド方式で創傷部位の面積を計測した。まFoxp 3 陽性 Treg が通常の 3 〜 5 倍にまで増加することかた、創傷部位を採取し、細かく切断したのち、リベラーゼ7）ら、免疫抑制が起こる原因となると考えられている 。紫またはコラゲナーゼを 37 ℃、60 分間作用させて単一細胞外線による Treg 増加の機序の全容は明らかになっていな懸濁液を調製した。Treg、マクロファージなどの表面マいが、皮膚の樹状細胞が必須であり、特に CD 11 b 陽性樹ーカーを蛍光標識抗体で染色し、フローサイトメトリーで8）状細胞が中心的な役割を持つと考えられている 。紫外線細胞集団の割合を解析した。

により増加した皮膚の Treg（UVB-skin Treg）は特徴的な遺伝子発現パターンを示すことから、皮膚の恒常性維持に2 . 2 . skin explant assay

寄与する生理的役割を持つことが予想されたものの、免疫紫外線照射および未照射マウスの耳の皮膚を直径 3 mm抑制以外の機能は不明であった。我々は、紫外線による皮の円形に切り出し、24 穴プレートに付着させた後、培養膚の創傷治癒の促進に UVB-skin Treg が必須であることした。一日後に培養液を追加してさらに一日培養後、皮膚3）を明らかにした 。UVB-skin Treg は、皮膚のバリア機片から進展したケラチノサイトを顕微鏡下で撮影し、皮膚能の維持に重要な再上皮化を促進する。プロエンケファリ切片の端からケラチノサイトが移動した距離および面積をン（proenkephalin, PENK）や Areg の産生により、ケラチ計測した。

ノサイトの伸展を促進することによって創傷部位の再上皮化を促進することがわかった。他にも UVB-skin Treg は、

2 . 3 . 皮膚の遺伝子発現解析

血管新生因子や組織再構築に関わるプロテアーゼの産生にマウスの皮膚から全層創傷部位または近傍の正常な皮膚より創傷治癒を促進することが示唆されているものの、再を回収し、RNA を抽出した。定量的 PCR 法により各遺伝上皮化以外の過程に与える影響は不明である。本研究では、子の発現レベルを測定した。

UVB-skin Treg による創傷治癒促進効果のメカニズムの− 111 −コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

３．結去した Foxp 3 -DTR-GFP マウスに紫外線照射した場合は、果ICOS 発現が上昇した。すなわち、紫外線によって増加し紫外線照射のタイミングと創傷治癒の促進効果の関係について明らかにするために、紫外線照射直後または、紫た UVB-skin Treg により CD 8 陽性 T 細胞の活性が抑制されることが示唆された。

外線照射 6 日経過後のマウスの皮膚に全層創傷を作製した。

紫外線照射した皮膚では、日数を経るに従って UVB-同様に紫外線未照射のマウスにおいても創傷を作製した。

skin Treg の増加が徐々に起こり、7 日でピークを迎え前もって紫外線照射をしておいたマウスは、未照射の皮膚る。それとともに TNF-α, IL- 6 , IL- 1 β などの炎症性サイよりも傷の面積が早期に縮小（治癒）したのに対して、紫外トカインの発現誘導も起こる。創傷部位でも検討したとこ

線照射直後の皮膚に作製した場合は、未照射マウスよりもろ、これらの反応は正常皮膚と同様に起こることがわかっ治癒が遅延し、むしろ悪影響を及ぼすことがわかった（図た。また、炎症性ミエロイド系免疫細胞について解析し2）。傷を受けて早期に開始される炎症期の増大は創傷治たところ、Ly 6 C 陽性炎症性マクロファージが増加してい癒の遅延をもたらす。紫外線照射は一過性の炎症反応を誘た（図 3）。さらに、創傷部位には好中球の浸潤も見られた。

導するため紫外線照射して 6 時間から 24 時間経過後、皮ジフテリア毒素を投与して Treg を除去した Foxp 3 -DTR-

膚の炎症性サイトカイン遺伝子の発現を調べたが、ほとん

GFP マウスでは、傷を受ける 6 日前に紫外線を照射してど変化していなかった。すなわち、紫外線照射直後に創傷おいても創傷治癒は遅延し、これらの炎症応答がさらに増治癒が遅延する原因は炎症の増大によるものではないと考大した。よって、UVB-skin Treg はケラチノサイトによえられた。

る再上皮化を促進する一方で、紫外線照射によって誘導さ創傷部位を単離してフローサイトメトリー解析を行い、免疫細胞の集積を調べたところ、前もって紫外線照射した皮れるこれらの炎症反応を抑制しているものの、その抑制は十分でないことが示唆された。

膚に作製した傷は、照射直後に作製した傷に比べて UVB-４．考skin Treg が多く集積していた。また、それらは KLRG 1察などの活性化マーカーを強く発現していたことから、強い紫外線の照射が皮膚や全身性の免疫抑制を誘導すること活性化状態にあることがわかった（図 3）。さらに、他の免は広く知られてきたが、創傷治癒を促進することはこれま疫細胞についても同様に解析を行った。マクロファージので知られていなかった。創傷治癒と免疫系の関連について集積やその性質を反映する M 1 /M 2 マーカーの発現に大は、特にマクロファージによる制御に関して多くの報告がきな違いはなかった。マクロファージ欠損マウスで見らあるものの、Treg の役割には不明な点が多い。本研究にれる創傷治癒の遅延は、紫外線照射により改善した。まより、紫外線は皮膚で増加する Treg を介した再上皮化のた、ケラチノサイトの皮膚切片からの伸展も誘導された。

促進により創傷治癒を早めると同時に、一過性に誘導されさらなる詳細な解析が必要であるが、紫外線で増加した皮る炎症反応が創傷治癒を遅延させる一面もあることが示唆

膚の Treg は、マクロファージと相加的に働き、創傷治癒された。

を制御することが示唆された。また、CD 8 陽性 T 細胞のICOS 発現が低下し、ジフテリア毒素の投与で Treg を除紫外線照射のタイミングと創傷治癒との関係については、紫外線照射直後の皮膚に傷を作成した場合に治癒の促進効

図 2 紫外線照射のタイミングと創傷治癒促進作用（A）紫外線照射 6 日後に傷を作成 （B）紫外線照射直後に傷を作成− 112 −

紫外線で誘導される制御性 T 細胞が創傷治癒を促進するメカニズムの解明

図 3 創傷部位の免疫細胞（A）Foxp3 陽性 Treg、（B）Foxp3 陽性 Treg（上段）および CD8 陽性 T 細胞（下段）、（C）Ly6 陽性マクロファージ（上段）および好中球（下段）果が見られなかったことから、創傷治癒の促進効果を期待くことで、UVB-skin Treg を介した治癒効果を高めるこする場合、紫外線照射のタイミングは極めて重要であることが期待できる。とが示唆された。炎症性サイトカインの産生は、炎症期を日常生活を送る中で皮膚が創傷を受ける機会は多い。創持続させ、治癒過程を遅延させる。紫外線照射により誘導傷部位を素早く修復するだけでなく、瘢痕を残さずに治癒される炎症性サイトカイン遺伝子の発現は数日経過した後させることに対する世間一般の関心は非常に高い。皮膚のに起こることから、創傷治癒過程の炎症期に重なって、紫創傷治癒は、単に皮膚機能を正常化させることだけでなく、外線によって急性炎症反応が高まることが原因ではなく、美容面や精神状態の健全性にまで影響する点で重要である。

傷を受ける際に Treg の集積が十分に起きていないためでもともとヒトは他の生物と比較して傷が治りにくいといわあると考えられた。一方、紫外線照射して 6 日経過後に傷れるなか、創傷治癒過程を遅延なく進行させることを目指を作製するモデルでは、紫外線照射により炎症性サイトカして、創傷の種類に応じた様々な治療が行われている。しインの産生が起こると同時に Ly 6 C 陽性マクロファージやかし、外用薬や湿潤療法などの効果には限界があるため、好中球が創傷部位で増加することから、傷の作成時に皮膚皮膚の修復メカニズムの理解に基づいて、分子レベルでのの炎症反応がすでに起こっていることになる。Treg の除制御により、早くきれいに治す治療方法の開発が求められ去によりサイトカイン産生がさらに増強したことは、紫ている。本研究は、免疫機能の制御により、治癒能力を増外線照射により増加した活性化 UVB-skin Treg は並行し強する方法を見出すことを目指している。紫外線で誘導さて誘導される炎症反応に対して抑制的に働いているものの、れる UVB-skin Treg を介した創傷治癒の促進機序を明ら作用が十分ではないことを示唆する。また、CD 8 陽性 Tかにすることにより、皮膚のバリア機能を早期に回復させ細胞の活性化は Treg を介して抑制されていた。創傷治癒ることに加え、外見に影響する瘢痕の形成を抑えた治療法

における CD 8 陽性 T 細胞の役割はよくわかっていないが、の開発につながる知見を得られる可能性がある。

IFN-γ の産生によって炎症を持続させることにより負に働くことが予想される。紫外線によるこれらの影響を取り除− 113 −コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

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