モデルマウスを用いた花粉-食物アレルギー症候群における経口免疫治療の確立と機序解明（2022）

研究課題名

モデルマウスを用いた花粉-食物アレルギー症候群における経口免疫治療の確立と機序解明

フリガナ

フジエダ

代表者名

藤枝シゲハル重治

所属機関（機関名）福井大学学術研究院（役職名）教授
氏

共同研究者

名（フリガナ）

医学研究科

耳鼻咽喉科・頭頸部外科

所属機関・役職名

役割分担

三浦 謙治
(ミウラ ケンジ)

筑波大学生命環境系 生物科学
専攻 分子細胞生物学分野 植 Bet v 1 作製、供給
物分子生物細胞学研究室 教授

宮寺 浩子(ミヤデラ ヒロコ)

筑波大学
助教

医療医学系遺伝医学

細胞分析

1.モデルマウスを用いた花粉-食物アレルギー症候群の病態解明と治療戦略
加藤幸宣
第 35 回 日本口腔咽頭科学会 シンポジウム
本 助 成金 によ る 発
2.新規モデルマウスを用いた花粉-食物アレルギー症候群の病態解明
表論文、学会発表加藤幸宣、加藤永一、森川太洋、吉田加奈子、意元義政、坂下雅文、大澤陽子、高林哲司、藤枝重治
第 71 回日本アレルギー学会学術大会 一般演題
研究結果要約花粉-食物アレルギー症候群 (Pollen-Food Allergy Syndrome：PFAS) は、近年増加傾向にあるが、有効な治療法がなく、社会問題となっている。研究代表者は、シラカンバ花粉で全身感作させたマウスにリンゴエキスを経口投与することで、これまでに全く報告例のない新規 PFAS モデルマウスの作製に成功した。アレルゲン免疫療法は、アレルギー疾患に対する根治治療として近年注目されている治療法である。特に、口腔粘膜を利用した舌下免疫療法 (sublingual immunotherapy；SLIT) は、スギやダニアレルギーに対して大変有用かつ安全に行うことができる方法であり、アレルギー性鼻炎に対する治療法として広く行われている。一方で、PFAS に対する免疫治療はまだ一般的ではなく、研究段階である。
研究代表者は、PFAS の根治治療に着目し、抗原の舌下投与による免疫治療の確立を目的とした研究を行っている。本研究において、recombinant Bet v 1 を用いた舌下免疫療法が PFAS モデルマウスにおける口かき回数の減少に有効であることが示された。新規 PFAS モデルマウスにおける舌下免疫療法を用いたアレルゲン免疫療法 (PFAS-SLIT モデルマウス) の確立と作用機序の解明により、舌下免疫療法が PFAS における根治治療の新規治療戦略となる可能性を追求し、原因食物の摂取が可能となることが期待できる。

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モデルマウスを用いた花粉-食物アレルギー症候群における経口免疫治療の確立と機序解明（2022）の主要抗原である Bet v 1 とリンゴに含まれる研究目的
花粉-食物アレルギー症候群 (Pollen-Food Al-Mal d 1 との交差反応である。一方で、シラカン

lergy Syndrome：PFAS) は原因食物摂取後、数バ花粉症患者の半数はリンゴを食べても無症状分以内に口唇・口腔の掻痒感、しびれ、粘膜浮腫である。また、PFAS 症状を認めてもリンゴ特異をきたす疾患である。時に消化器症状、呼吸器症的 IgE が陰性となる症例も存在する。申請者が行状をきたすことや、重症例ではアナフィラキシーった疫学調査では、花粉症に先行して PFAS 症状を生じることもある。近年罹患率は上昇傾向にあを認める人が 31.5%存在した (図 2)。つまり花粉り、生活の質に多大な影響を与えることから注目症が感作未発症でも PFAS を発症し得る。花粉症

されている。申請者は 2016 年福井大学医学部附の感作発症と PFAS の発症は必ずしも同期せず、属病院に所属する職員に対して、PFAS に関する様々なケースが存在するため、アレルギー疾患の疫学調査を行った。PFAS 症状を有する人は、中でも PFAS の病態は複雑である。

1328 人中 258 人であり、19.1%と高い割合を示
PFAS に関する基礎的研究は、他のアレルギーしていた (図 1)。

疾患に比べて報告が乏しい。アトピー性皮膚炎やPFAS は、食物抗原により口腔粘膜症状を呈す

アレルギー性鼻炎、気管支喘息、食物アレルギーる IgE 依存性即時型アレルギーであるが、感作抗といった種々のアレルギー疾患ではモデルマウ

原と誘発抗原が同一である食物アレルギーとはスが存在し、マウスによる様々な報告がなされて異なり、花粉抗原感作陽性者において食物アレルいる。一方、PFAS に関するモデルマウスは存在ゲンが交差反応することで惹起される。欧米では、しない。そのために PFAS の研究は他のアレルギ

シラカンバ花粉 (感作抗原) 感作陽性者の約半数

ー疾患の分野に比べて、未解明で遅れをとっていが、リンゴ (誘発抗原) を食べると PFAS 症状をる部分が多い。発症を防ぐには原因食物摂取の回認めると言われる。この反応は、シラカンバ花粉

避が唯一の方法というのが現状であり、これは複5858

モデルマウスを用いた花粉-食物アレルギー症候群における経口免疫治療の確立と機序解明（2022）数の食物摂取が制限される PFAS 患者にとって研究代表者が新たに作製した PFAS モデルマは深刻な問題である。PFAS モデルマウスを作製

ウスでは、シラカンバ花粉 (100 µg / mice) の腹してその発症機序を解明することは、非常に重要

腔内投与による全身感作後に同抗原 (1 mg /な課題である。PFAS の病態が解明されれば、mice) を経鼻感作させる。その後、リンゴエキス

PFAS の原因食物の特定法や花粉症患者に対す(50 µl / mice) を経口投与する (図 3) 。

る PFAS 発症予防策、PFAS 患者に対する治療方法を確立することが期待される。申請者は、新規

リンゴはシラカンバ花粉と交差反応を示す代

PFAS モデルマウスを作製し、モデルマウスを用表的な食物である。PFAS モデルマウスではリン

いて PFAS の病態解明を行ってきた。本研究でゴエキス経口投与後に、アレルギー性鼻炎モデルは、PFAS の治療方法、予防策に着目し、経口免でみられる鼻かき (図 4A) とは全く異なる口か疫治療の確立、作用機序の解明を行う。

き動作 (図 4B) を認める。リンゴエキス経口投与
後 10 分間の口かき回数では、「シラカンバ免疫+研究計画及び研究手法
PFAS は、近年注目されている疾患であるが、比較的新しい概念であり、基礎研究の報告が大変少なく、これまでモデルマウスは存在しなかった。
しかし、アレルギー疾患の病態解明・治療開発においてモデルマウスの作製は必須である。研究代
表者はアレルギー疾患モデルマウスの作製・研究に精通しており、ブタクサ花粉症モデルマウスを用いた論文を発表した 1)。

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リンゴエキス経口投与群」のみ、明らかに口かきの花粉-食物にも応用できる。また、感作抗原・誘回数が上昇する (図 5) 。

発抗原を様々に設定することで、未知の花粉-食口かき動作は PFAS 症状と酷似しており、ナイ物アレルギーを見出すことも可能となる。

ーブマウスにリンゴを投与しても決して認められない。シラカンバ感作陽性マウスに、リンゴエ

本研究では、PFAS の根治治療としての免疫治キスを耳介注射すると、耳介の発赤・耳介厚上昇

療を追求するために、PFAS モデルマウスを用いを認め、血管が透見できなくなる (図 6) 。食物てシラカンバ-リンゴを対象とした SLIT の確立

プリックテスト陽性所見は PFAS 診断基準の一を計画した。

つであり、PFAS モデルマウスはこれを満たして結果と考察いる。

・PFAS モデルマウスにおける SLIT を用いたアレルゲン免疫療法 (PFAS-SLIT モデル) の確立

研究代表者は新規 PFAS モデルマウスに関する英語論文を発表した 2)。Bet v 1 との関連、IgE/肥満細胞/好塩基球の関与、上皮由来サイトカイ

Day 0、14、28 にシラカンバ花粉 (100ug/mice)ンとの関連、ILC2s の関与、頸部・鼻・口腔粘膜の腹腔内投与による全身感作を行い、その後 Dayにおける局所 Th2/好酸球性炎症について検証し、38-41 に同抗原 (1mg/mice) を経鼻感作させる。

PFAS の病態解明を行った。交差反応を標的とし舌下免疫療法として Day 14-37 にかけて毎日舌

た PFAS モデルマウスは世界初であり、画期的な下投与を行う。舌下投与は無麻酔で舌下に試薬をモデルである。シラカンバ花粉やリンゴをマウス１分間保持した後飲み込む。その後、Day 42 にに適用することは実臨床に即しており、またリンゴエキス (50ul/mice) を経口投与する。リン

PFAS 症状として口かき動作を評価することはゴエキス経口投与後の口かき回数を 10 分間カウ正確、かつ明快な検証方法である。この方法は、ントする (図 7)。この方法により、舌下免疫療法

シラカンバ-モモ、ブタクサ-メロンといった、他による減感作の効果を検証した。

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舌下投与に用いる試薬として、① リンゴエキ

舌下免疫の試薬としてシラカンバエキス (10ス (10 ul / mice)、② recombinant Mal d 1 (r Malul / mice) を用いた場合、リンゴエキス経口投与d 1) (0.03 mg / 10 ul / mice)、 ③ r Mal d 1 (0.30

後の口かき回数は、SLIT を行わなかった群に比mg / 10 ul / mice)、④ シラカンバエキス (10 ul

べて、減少する傾向にあった (図 9) 。更に、高濃度 r Bet v 1 (0.30 mg / 10 µl / mice) を用いた/ mice)、⑤ recombinant Bet v 1 (r Bet v 1) (0.03群では、SLIT を行わなかった群に比べて、有意mg / 10 ul / mice)、 ⑥ r Bet v 1 (0.30 mg / 10に口かき回数が減少した (図 9) 。従って、PFAS-ul / mice)を用いる計画を予定した。感作抗原と誘SLIT モデルマウスにおいては、高濃度の r Bet v発抗原それぞれのエキス、低濃度コンポーネント、1 が最も SLIT としての効果が得られることが明

高濃度コンポーネントで比較検証し、最も効果的らかとなった。

な試薬を判定することとした。

共同研究者である三浦謙治先生により、精製度の高い r Bet v 1、r Mal d 1 の抽出に成功した。

舌下免疫の試薬としてリンゴエキス (10 µl /研究代表者は効果的な舌下免疫の試薬としてコmice) を用いた場合、リンゴエキス経口投与後のンポーネント (Bet v 1、Mal d 1) の使用が鍵で口かき回数は、SLIT を行わなかった群とほぼ同あると考えている。本研究により、PFAS-SLIT モ等であった。つまり、リンゴエキスの連日舌下投デルマウスにおいて r Bet v 1 を用いた舌下免疫与では免疫療法としての効果は得られなかった治療が有効性を示した。リンゴエキス舌下投与に(図 8) 。

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関しては免疫療法としての効果は得られなかっ象とした研究報告では、シラカンバ-リンゴのたが、コンポーネントである Mal d 1 が効果的とPFAS に対して Bet v 1 を用いた SLIT の効果はなる可能性がある。

0-90％と様々であり、一定していない。また、リ

今後、三浦先生より譲受した r Mal d 1 を舌下免

ンゴエキスを使用した SLIT の効果に関しては良疫として使用し、コンポーネントによるアレルゲい結果が得られていない。

ン免疫療法の効果検証を進める。
本研究結果は、日本口腔咽頭科学会、日本アレPFAS に対する免疫治療の確立が遅れている

ルギー学会で成果発表を行った。更に得られた結のは、動物実験が不十分であることに原因がある。

果を解析し、論文の執筆・投稿準備を進める。

様々なアレルギー疾患と同様に、研究を円滑に進

今後の研究課題として、確立させた PFAS-めるためにマウスを用いた実験が必須である。そSLIT モデルマウスを用いて、PFAS に対するア

こで、我々は、PFAS モデルマウスを新たに作製

レルゲン免疫療法に関わる因子を同定し、発症機し、モデルマウスを用いて PFAS の病態を解明し序を解明する。具体的には、舌下免疫療法によるてきた。本研究では、更に PFAS の根治治療とし血清 IgE や活性化 T 細胞の変化を検証する。制ての免疫治療を追求している。我々の研究により、御性 T 細胞や制御性 B 細胞はアレルギー免疫応

r Bet v 1 を用いた SLIT が PFAS モデルマウス

答を抑制する代表的な細胞である。また、IL-10における口かき回数の減少に有効であることがは炎症反応の抑制性サイトカインであり、制御性示された。今後の研究活動においては、PFAS-T 細胞や制御性 B 細胞から放出され、抗原特異的SLIT モデルマウスを用いて、舌下免疫治療の確免疫反応の抑制に関与する。PFAS-SLIT モデル

立、制御性 T 細胞を中心とした作用機序の解明をマウスにおいて、これらの免疫応答抑制因子の関行うことを目的とする。研究終了時には、PFAS与を解析することが重要な課題であると考えてモデルマウスにおけるシラカンバ-リンゴを対象いる。としたアレルゲン免疫治療が確立される。また、制御性 T 細胞を中心としたメカニズムを明らか

今後の研究活動についてにすることができる。

アレルゲン免疫療法は、アレルギー疾患に対する根治治療として近年注目されている治療法でこれまで PFAS 患者は、発症を防ぐためには原ある。口腔粘膜を利用した舌下免疫療法（SLIT）

因食物摂取の回避が唯一の方法であった。本研究は、スギやダニアレルギーに大変有用であり、まで確立された PFAS モデルマウスに対する経口た安全に行うことができる治療法として広く行免疫治療をヒトに応用することによって、PFASわれている。一方で、PFAS に対する免疫治療はに対する新たな治療戦略を供給できる。そして、まだ一般的ではなく、研究段階である。ヒトを対シラカンバ-リンゴを対象とした PFAS 患者が、6262

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リンゴをはじめ原因果物を摂取することが可能

参考文献となる。更に、シラカンバ花粉感作陽性者におい1）Kato Y, Akasaki S, Muto-Haenuki Y, Fujiedaて PFAS を有する患者は、リンゴ以外にモモやサS, Matsushita K, Yoshimoto T. Nasal Sensiti-

クランボといった他の果物にも口腔アレルギー

zation with Ragweed Pollen Induces Local-症状を呈しうる。本研究で得られる免疫治療は、

Allergic-Rhinitis-Like Symptoms in Mice.

これらの果物に対しても有効的と考えている。

PLoS One. 2014 Aug 13;9(8):e103540.
2）Kato Y, Morikawa T, Kato E, Yoshida K,

また全国的に生息しているブタクサ花粉やカ

Imoto Y, Sakashita M, Osawa Y, Takabayashi

モガヤ花粉はウリ科 (メロン、スイカなど) と交

T, Kubo M, Miura K, Noguchi E, Fujieda S.

差反応を示す。全人口の約 3 分の 1 が発症していInvolvement of activation of mast cells via

るスギ花粉症はトマトによる PFAS が報告され

IgE signaling and epithelial cell-derived cy-ている。日本全土に PFAS 患者は存在する。研究tokines in the pathogenesis of pollen-food al-

代表者が作製した PFAS モデルマウスは、シラカ

lergy syndrome in a novel murine model. Jンバ-リンゴのみではなく、様々な花粉-食物に応Immunol. 2021 Jun 15;206(12):2791-2802.

用できる。ブタクサ花粉症モデルマウスにメロン3）Yamada Y, Kidoguchi M, Yata A, Nakamura

エキスを経口投与すると、口かき回数が上昇する

T, Yoshida H, Kato Y, Masuko H, Hizawa N,

ことは既に確認している。つまり、申請者の作成

Fujieda S, Noguchi E, Miura K. High-Yield

した新規モデルマウスを利用することで様々なProduction of the Major Birch Pollen Aller-タイプの PFAS に対する免疫治療を研究するこ

gen Bet v 1 With Allergen Immunogenicity inとが可能である。そして二次予防として、感作さNicotiana benthamiana. Front Plant Sci.

れた個人に対する PFAS 発症を予防する。従っ2020 Apr 2;11:344.て、PFAS の根治治療・発症予防策に大いに貢献することが期待できる。

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