食品の味覚成分を利用した食物アレルギー制御法（2022）

研究課題名

食品の味覚成分を利用した食物アレルギー制御法

フリガナ

カミヌマ

代表者名

神沼オサム

修

所属機関（機関名）広島大学原爆放射線医科学研究所（役職名）教授
氏
共同研究者

名（フリガナ）

後藤 穣（ゴトウミノル）疾患モデル解析研究分野

所属機関・役職名
日本医科大学耳鼻咽喉科准教授

役割分担
臨床検体解析

Uda N, Ogata S, Yamasaki N, Miura S, Hosomi N, Mori A, Gotoh M, Kaminuma
本 助 成金 によ る 発 O. Re-evaluation of over-the-counter histamine H1-receptor antagonists based on
表論文，学会発表 their effects on murine models of allergen-induced nasal hyperresponsiveness. JPharmacol Sci, 150:275-278, 2022.

研究結果要約
食物が、味覚受容体を介して T 細胞に影響を与える可能性を示した独自成果を基盤として、T 細胞における各種味覚受容体の発現と、その機能的役割を明らかにすることを目指した。マウスナイーブ CD4陽性 T 細胞から各種 T 細胞サブセットを分化誘導し、それらに発現する味覚受容体を RNA-seq で網羅的に解析し、定量 RT-PCR 法で検証した。ヒト T 細胞と異なり、マウス T 細胞には Taste 2 receptor遺伝子（Tas2r）は殆ど発現していなかった。一方、各種 T 細胞が、Tas1r を異なるパターンで発現することを見いだした。また、T 細胞が重要な役割を果たすマウスアレルギー性鼻炎モデルに対する効果を検討したところ、TAS2R アンタゴニスト GIV3727 が、抗原誘発即時型鼻炎反応および鼻粘膜好酸球浸潤を有意に抑制した。味覚受容体に作用することによって、アレルギー病態を制御できる可能性が示された。各種免疫細胞における味覚受容体の発現と機能の全容解明と、独自のゲノム編集技術や T 細胞クローンマウス等を用いたさらなる解析を進めることによって、食物の味覚成分を介した T 細胞機能制御が、アレルギーの予防・治療法開発の端緒となるか見極めると共に、食の健康機能に与える新たな付加価値の検証と、食品関連産業の活性化にも結びつけてゆきたい。

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食品の味覚成分を利用した食物アレルギー制御法（2022）の治療効果に、抗原特異的 T 細胞受容体（TCR）

研究目的
食物アレルギーは、近年の患者数増加に伴い、刺激を起点とする T 細胞応答だけでなく、TAS2R通常給食を摂取できない児童が１割を越える等、を介した T 細胞機能への影響が関わる可能性が大きな社会問題となっている。食物アレルギーを初めて明らかになった。

含めたアレルギー疾患の治療法は、基本的に対症

そこで本研究は、これら共同研究グループの独療法が主体となるが、特にアレルギー性鼻炎領域自成果に立脚し、それぞれが専門とする臨床検体

では、経皮免疫療法（SCIT）および舌下免疫療法

解析法や、免疫学的および実験動物学的解析法を（SLIT）がいち早く実用化され、唯一本疾患の根活用して、T 細胞に発現する味覚受容体を介した治が目指せる治療法として注目されている。食物T 細胞機能制御法を樹立することにより、全く新アレルギー領域でも、経口免疫療法（OIT）が奏しいコンセプトの食物アレルギー治療法を開発功する事例が多く報告されている。しかしその実することを目的として実施した。

際は、専門医の指導の元、統一されたプロトコー
ルで原因抗原を経口摂取させ、症状出現時の救急対応に万全を期した上で慎重に取り組む必要がある等、いまだその普及に至るまでの障壁は大きい。また、免疫療法の治療効果に至る分子メカニズムも充分に解明されておらず、このことが、食物アレルギー治療におけるブレイクスルーを阻む大きな問題となっている。
研究代表者と共同研究者は最近、スギ花粉症患者に対する SLIT の臨床研究を実施する中で、AIT の新たなメカニズムを示唆する研究成果を

図１．スギ花粉症患者 T 細胞に対する TAS2R アゴニス
トの作用
スギ花粉症患者 CD4 陽性 T 細胞を、TAS2R アゴニス
ト denatonium (DN)、phenylthiocarbamide（PTC）存在下で抗 CD3/CD28 抗体により刺激培養し、サイトカイン mRNA 発現を定量 RT-PCR で解析した。TAS2R
アゴニスト添加により、IL-4 発現が特異的に増強された。

得た。すなわち、本療法が効果を示した患者群と無効であった患者群間で、CD4 陽性 T 細胞に発現する遺伝子を網羅的に比較解析したところ、いくつかの味覚受容体 Taste 2 receptor（TAS2R）の発現が、両軍間で有意に異なることを見いだした。さらに、TAS2R の作用薬をヒト T 細胞に作研究計画及び研究手法用させると、活性化に伴うサイトカイン発現量が１）T 細胞に発現する味覚受容体の解析変化したことから、T 細胞に発現する味覚受容体

マウス脾臓よりナイーブ T 細胞を分取し、抗は機能的であることが示された（図１）1)。SLIT

CD3/CD28 抗体ビーズおよび各サブセット分化3636

食品の味覚成分を利用した食物アレルギー制御法（2022）に必要なサイトカイン／抗サイトカイン抗体類

しゃみ反応を計測し、即時型鼻炎反応と共培養することにより、各種 T 細胞サブセット（immediate nasal response：INR）を評価した。

を得た。ｍRNA を抽出して RNA-seq 解析に供

最終チャレンジの 6 時間後にヒスタミンを点鼻し、各種味覚受容体の発現を網羅的に解析した。

投与してくしゃみ反応を惹起し、鼻粘膜過敏性亢発現が検出された受容体については、リアルタイ進（nasal hyperresponsiveness：NHR）の程度

ム RT-PCR 法により、発現レベルを定量的に解を評価した。その直後に安楽死処置を行って鼻腔析して比較検討した。

洗浄を行い、鼻腔洗浄液（nasal lavage fluid：NALF）中の炎症細胞数を計数して、鼻粘膜炎症２）マウスアレルギー性鼻炎モデルに対する味覚細胞浸潤を評価した。TAS2R アンタゴニスト

受容体作用薬の効果

GIV3727 は、1～4 回目の抗原チャレンジ実施 30

ヒト T 細胞における TAS2R の発現を見いだし分前に 50 mg/kg を皮下投与した。

た共同研究グループの先行研究 1)に基づき、当初
TAS2R 作用薬の効果を in vitro で検証する実験結果と考察を計画した。しかし、結果的にマウス T 細胞にお１）結果

ける TAS2R の発現が検出されなかったことから、分化誘導した Th1、Th2、Th9、Th17 および研究計画を一部変更した。まず、T 細胞だけでなiTreg 細胞において、各サブセットに特異的なサく、それ以外の各種免疫細胞も病態に関与するアイトカインまたは転写因子の遺伝子発現が確認

レルギー疾患モデルを用い、in vivo での検討をできた（図２）。それらいずれの遺伝子発現も低行うこととした。また、当初計画した食物アレルレベルであったナイーブ T 細胞と、各 T 細胞サギーモデルを用いた解析を行った場合、口腔内をブセットにおける味覚受容体の発現を、RNAseqはじめとする消化管粘膜上の味覚受容体を介す法で網羅的に解析した。
検討した 35 種類の Tas2rる影響と、免疫細胞細胞に対する影響の区別が困については、いずれのサブセットでも明らかな発難と判断した。そこで、申請者らが樹立した、消Naive化管以外が標的臓器となって発症する、マウスのIfng

アレルギー性鼻炎を用いた検討を行うこととしIl4た。

Il5Th1Th2Th9Th17 Treg

Il9申請者らの先行研究 2)に従い、BALB/c マウス

Il10に卵白アルブミン（OVA）＋アジュバント（Alum）

Il17を腹腔内投与することにより感作した。最終感作

Foxp3の 2 週間後から、OVA を一日一回、5 日間連日点

図２．マウス T 細胞サブセットの分化
ナイーブ T 細胞および分化誘導した T 細胞サブセットにおける特異的サイトカインおよび転写因子の遺伝子発現を比較解析した。

鼻チャレンジした。4 回目のチャレンジ直後にく3737

食品の味覚成分を利用した食物アレルギー制御法（2022）現は認められなかった。一方、Tas1r は各 T 細胞

れた TAS2R 遺伝子 が 1)、マ ウス T 細胞 のにおいて異なるレベルの発現がみられた。そこで、

RNAseq 解析では殆ど検出されなかった理由は各サブセットにおける TAS1R 遺伝子の発現を、明らかではないが、今回検出できなかったリアルタイム RT-PCR 法で定量的に検証した。

TAS2R 類についても、定量 PCR 法等を用いた解

ナイーブおよび分化した各 T 細胞サブセットは、析や、ヒト／マウス間の相違も含め、今後さらにTas1r を一定レベル発現していた。Tas1r3 の発詳細な解析が必要と考えられた。

現は、ナイーブ T 細胞に比較的高発現する一方、一方 TAS1R は、各細胞において異なるレベルいずれのサブセットでも分化に伴う発現低下がの遺伝子発現がみられ、特にナイーブ細胞は、ヘ認められた。Tas1r2 もサブセット間で異なる発テロダイマーとしてうま味受容体を構成する

現が確認できたが、その発現レベルは Tas1r1 お

TAS1R1 および TAS1R3 を比較的高発現していよび Tas1r3 と比較して著しく低かった。

た。本研究をさらに発展させ、T 細胞やその他の次に、申請者らが樹立した、T 細胞依存性に発免疫細胞に発現する味覚受容体の機能に関する症するマウスのアレルギー性鼻炎モデルを用い、研究も進める必要がある。

GIV3727 の効果を検討した。感作マウスに抗原マウス TAS2R に対する GIV3727 の作用が検を点鼻チャレンジすると、INR および NHR の発討された報告は乏しいが、25μM の GIV3727 を症が確認された（図４）。GIV3727 の投与によっ作用させると、少なくとも 6 種類のヒト TAS2Rて、抗原誘発 INR は有意に抑制された一方、NHRが有意に阻害されることが報告されている 3)。今は影響を受けなかった。また抗原チャレンジに伴回、TAS2R がマウス T 細胞に殆ど発現していない、鼻粘膜への好酸球や好中球等の炎症細胞浸潤かったにも関わらず、GIV3727 がマウスアレルが惹起された。GIV3727 は、好酸球浸潤を有意にギー性鼻炎モデルにおける一部の症状に有効性抑制し、好中球浸潤については抑制傾向を示した。

を示したことは興味深い。申請者らは、感作マウ
スにおける抗原誘発 NHR および鼻粘膜好酸球浸潤反応に対し、IgE/マスト細胞の役割は比較的小２）考察
本助成研究の成果として、各種 T 細胞サブセッ

さい一方、抗原特異的 T 細胞が強く関与している

トが、複数の味覚受容体を異なるパターンで発現ことを明らかにしている 4)。従って、抗原誘発しており、その受容体に作用することによって、NHR に対する GIV3727 の抑制作用が認められアレルギー病態を制御できる可能性が示された。

なかったことは、マウス T 細胞に TAS2R が発現

TAS2R 遺伝子については、ヒトおよびマウスでしていなかった結果と合致すると共に、GIV3727

それぞれ 25 および 35 種類程度の存在が知られが好酸球の局所浸潤反応に直接影響を与えた可る。申請者の先行研究において、ヒト CD4 陽性能性が示唆された。

T 細胞のマイクロアレイ解析で複数種が検出さ

一方 GIV3727 は、感作マウスにおける INR、

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食品の味覚成分を利用した食物アレルギー制御法（2022）

すなわち抗原誘発くしゃみ反応を強く抑制した。ってもたらされる成果は、アレルギー治療を目指アレルギー性のくしゃみ反応は、細胞表面に結合す医薬品開発動向に新たな潮流を生むだけでなした IgE が抗原によって架橋されてマスト細胞く、食がもたらす健康機能にも新たな付加価値をの脱顆粒が惹起され、細胞外に放出されたヒスタ与えうることから、将来的には、食習慣や食育、ミン等のケミカルメディエーターの作用により各種食品における味覚に基づく差別化や、食品産起こることが知られる。少なくともヒトマスト細業における商品開発動向等、人々の健康生活に胞で、TAS2R の発現が確認されていることから様々な形で影響を与えることが期待される。

5)、GIV3727 は、マスト細胞の脱顆粒反応に直接参考文献影響を与えた可能性が考えられた。
今後、これら好酸球やマスト細胞に加え、

1）Gotoh M, Kaminuma O, Nakaya A, Kata

GIV3727 の投与によって抑制傾向がみられた好yama K, Watanabe N, Saeki M, et al. In

中球等も含め、味覚受容体を介する細胞機能へのvolvement of taste receptors in the effect

影響やその細胞間の相違に加え、それがアレルギ

iveness of sublingual immunotherapy. All

ー病態に与える影響に関し、さらに詳細な解析を

ergol Int. 2018; 67: 421-424.
2）Kaminuma O, Nishimura T, Saeki M, Ya

進める必要がある。

masaki N, Ogata S, Fujita T, et al. L-ty
pe amino acid transporter 1 (LAT1)-speci

今後の研究活動について

fic inhibitor is effective against T cell-me

今後は、解析対象とする免疫細胞種も拡大し、

diated nasal hyperresponsiveness. Allergo

１細胞解析法等の最新技術も駆使することによl Int. 2020; 69: 455-458.って、各種免疫細胞における味覚受容体の発現と3）Slack JP, Brockhoff A, Batram C, Menzel

機能の全容解明を目指した研究展開をはかりた

S, Sonnabend C, Born S, et al. Modulat

いと考えている。それらに加え、申請者が独自に

ion of bitter taste perception by a small

開発した新たなゲノム編集技術や 6)、抗原特異的

molecule hTAS2R antagonist. Curr Biol.

T 細胞由来のクローンマウス 等を活用した研7)

2010; 20: 1104-1109.

究を進展させることによって、食物の健康影響に

4）Nishimura T, Kaminuma O, Saeki M, Ki

おける新たなメカニズムを、確固たる科学的根拠

tamura N, Matsuoka K, Yonekawa H, etと共に実証してゆきたい。

al. Essential contribution of CD4+ T cell

その成果に基づき、特定の味覚受容体を介してs to antigen-induced nasal hyperresponsi

T 細胞他の免疫機能を制御することが、食物アレ

veness in experimental allergic rhinitis.

ルギーの予防・治療に結びつくか見極めることをPLoS One. 2016; 11: e0146686.
5) Ekoff M, Choi JH, James A, Dahlén B,目指したいと考えている。それらの研究活動によNilsson G, Dahlén SE. Bitter taste recep

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食品の味覚成分を利用した食物アレルギー制御法（2022）

tor (TAS2R) agonists inhibit IgE-depende

Res. 2021; 62: i53-i63.

nt mast cell activation. J Allergy Clin I7) Kaminuma O, Katayama K, Inoue K, Sammunol. 2014; 134: 475-478.

eki M, Nishimura T, Kitamura N, et al.

6) Miura K, Ogura A, Kobatake K, Honda

Hyper-reactive cloned mice generated byH, Kaminuma O. Progress of genome edi

direct nuclear transfer of antigen-specificting technology and developmental biolog

CD4+ T cells. EMBO Rep. 2017; 18: 88

y useful for radiation research. J Radiat

5-893.

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