博 士 （ 獣 医 学 ）北 村浩

学位論文題名ス ト レ ス に よ る 末 梢 サ イ ト カ イ ン の 誘 導 と そ の 機序
―齧歯類を用 いた検討―
学位論文内容の要旨

脳 が 生体 防御能に 多大な影 響を与えて いること は古くか ら良く知 られてい る。
そ の典 型 がストレ スによる 免疫修飾で ある。従 来、スト レスによ る免疫修 飾は、下垂体 一副腎皮 質系や交 感神経一副腎髄質系由来の作動物質が免疫細胞表面の受容体 に直 接 作用する ことによ って行われ ると考え られてき たが、こ のような 直接的な 機構 だ けでは複 雑かつ多 様な免疫修 飾を説明 するのは 困難であ る。むし ろ、脳が 一旦 、 インター □イキン (IL)などの多様 な免疫調 節活性を 有する免 疫サイト カ
イ ンの 産 生を調節 し、これ によって間 接的にも 免疫機能 を調節し ている可 能性が考 えら れ る。本研 究では、 実際にスト レス時に 脳が末梢 臓器にお けるサイ トカイン の産 生 を調節し ているの か否か、ま たそれが どのよう な機構に よるもの であるのかに っいて、 ラットと マウスを 用いて検 討した。
1，マウ スを閉所 に閉じこ め、いわゆる拘束ストレスを負荷して、血中IL−6と主要 な産 生 臓 器と 考 えら れ る 脾臓 や 肝臓 でのIL― 6mRNAの発現パ ターンを 調べ、大腸 菌 菌 体 内 毒 素 で ある り ポ多 糖 体 (LPS)を 投与 し たと き と 比較 し た。 マ ウ スに拘束ス 卜レスを 負荷する と、血中コルチコステ口ン濃度の増加と並行して血中IL−6濃 度 の増 加 が 見ら れ た。 ま た 、こ れ に先 立 ち 、脾 臓 や肝 臓 で IL― 6mRNAの増加がみら れ、これ らの臓器 で確かに ILー6が産生 されている ことが示唆された。さらに 、臓 器 当 たり の 総ILー 6mRNA量 を比 較した ところ、 脾臓より 肝臓の方 がはるかに 多か っ た 。一 方 、LPSを マ ウス の 腹腔 内に投与 すると、 全身性の 炎症にな ることが知 られてい るが、こ の時にも 両臓器で IL−6mRNAの増加がみられた。しかし、
拘 束ス ト レス時と は異なり 、脾臓での 発現がよ り著明で あった。 拘束スト レス時のIL−6産 生細胞を 免疫組織 化学的手 法で調べ たところ、 肝臓では肝実質細胞が、脾 臓で は 血 管周 囲 の単 核 球 が主 で あっ た。一 方、LPS投与 時は、肝 臓では類 洞内の おそ ら くクッパ ー細胞と 思われる細 胞で、脾 臓では赤 脾髄のマ ク口ファ ージで主にIL− 6の産生が 認められ た。以上の結果より、拘束ストレス時のILー6産生には
脾 臓よ り む しろ 肝 臓の 、 特 に肝 実 質細 胞が重 要であり 、LPS投与時 の反応と は大きく異 なること が明らか になった 。
2．近 年、 ストレス 反応時に おける脳内 IL−1の役割 が注目さ れている 。そこで
次 に拘 束 ス トレ ス 負荷 の 代 わり に IL← 1をラット の脳室内 に投与し て、末梢 サイ
ト カイ ン の変化を 調べた。 ラットの脳 室内にり コンビナ ントヒト IL―1Bを微量 投与す ると 、肝 臓や 脾臓 での IL―6mRNAの増加と並行して血中IL―6濃度の増加が確認 され た。これらのILー6応答はマウスに拘束ス卜レスを負荷したときにみられる 応答 とほぼ同じであった。またこのILー6誘導は自律神経節の遮断薬であるクロリソンダミン投与で大幅に抑制できた。一方副腎を摘除したラットではILー6誘導 はさ らに亢進したが、これもク口リソンダミン投与によって抑制された。
IL−1脳室内投与によって、IL―6に加えて、同じく代表的な免疫サイ卜カインである IL− 1や腫 瘍壊 死因 子(TNF)も 誘導 が確認できた。エLー1の誘導については
クロ リソ ンダミン処置で抑制できたが、TNFについては影響が見られなかった。
また、脳内IL―1投与後、血中IL−6の増加に引き続いて、代表的な急性相夕ンバ
ク 質 で あ る ハ プト グ 口 ビン の肝 臓内 mRNA量お よび 血中 濃度 の増 加が認 めら れた。以上の結果より、脳内IL一1は肝臓や脾臓でのILー6、IL−1、TNFの誘導を促すが、そのメカニズムはサイトカイン毎に異なっており、IL―6やIL―1の様に誘導に 自律 神経 系が 関与 する ものと 、TNFの 様に 別の 経路 による もの があることが明 らか にな った 。ま た、 血中に 放出 されたサイトカインが急性相夕ンバク質の 誘 導 とい っ た 生 体 防 御 反 応 の 一 端を 担 っ て い る こ と が 示 唆さ れた。
3． 11―1やコルチコト口ピン放出ホルモンなどストレス反応に関わるとされる
脳内 メデ ィェ 一夕 ーは 、同 時に炎 症急 性期反応の脳内メディェーターとしても知ら れて いる。両反応の間には共通の反応もあるが、上記のようにIL一6産生細胞の 違い など 大き く異 なる 点も多 い。 そこで炎症時やス卜レス時に特異的な役割を 果た す脳 内の 新規 遺伝 子を見 出す ため に、 LPS投与 または 拘束 ストレスを負 荷 し た マ ウ スと 無 処 置マ ウス の脳 から mRNAを調 製し 、両 者で 発現に 差異 のある遺伝子をRNA arbitrarily primed−polymerase chain reaction(RAPーPCR)
法で 検索 した 。そ の結 果、 拘束時 にだ け変 動す る遺 伝子 を11個、 LPS投与時にだけ 変動 する 遺伝 子を 10個 、双方 で共 通に変動がみられる遺伝子を24個、それ
ぞれ 見い だし た。 この うち 142.5はLPS投与時にだけ脳内の発現量が増加した遺伝子 であ る。 この 遺伝 子は 、脳の みな らず全身の臓器でも発現量が増加し、なかで も脾 臓や 肺な ど免 疫担 当細胞 の多 い臓 器で は、 LPS投与30分と いう極めて急性 の時 期から著しい増加が見られた。従って、142.5は免疫担当細胞の機能分子のーつであり、炎症時の免疫ー脳相関に携わる分子のーっと予想される。一方、
脾 臓 や 肝 臓 の 142.5の mRNA発現 量は 、拘束 スト レス 負荷 やIL−1脳室内 投与 時でも 増加 が見られたことから、この分子もIL−6、IL−1、TNFと同様に、脳によって 発現 調節 を受 ける こと が分か った 。なお、その応答はク□リソンダミンで抑制 され ないので、自律神経系の関与は無いと思われる。142.5を始めとして、
今回 見出 した 新規 遺伝 子の 構造と 機能 の解析によって、ストレス時や炎症時の脳と免疫系の複雑な相互連関を分子レベルで明らかに出来るものと考えている。

学位論文審査の要旨
主査

教授

斉藤昌之

副査

教授

岩永敏彦

副査

教授

小沼

副査

助教授 森松正美（岩手大学農学部）

操

学位 論文題名ス トレス による末梢サイトカインの誘導とその機序―齧 歯類を用 いた検討 ―ス トレス刺激が脳を介して免疫 機能を修飾することは広く 知られているが、その分子機 構については不明な 点が多い。本研究では、脳に よる免疫制御に多様な免疫 修飾能をもつサイトカインが 果たす役割を明らか にする目的で、末梢サイトカ イン産生に及ぼすストレス 負荷の影響とそれに関与する 因子・機構について 、ラットとマウスを用いて検 討した。
1． マウ スに 拘束ストレスを 負荷すると、30分後より睥 臓や肝臓でインター口イキン （凡）―6 mRNAの増加 がみられ、その後血中IL‑6濃 度が上昇した。さらに、臓 器当たりの総IL−6mRNA量を比較したところ、脾臓 より肝臓の方がはるかに多か った。IL‑6産生細胞を免疫 組織化学的手法で調べたとこ ろ、拘束ストレス時 は肝臓では肝実質細胞が、脾 臓では血管周囲の単核球が 主であった。以上の結果より 、拘束ストレス
時 の IL− 6産 生 に は 肝 臓 の 、 特 に 肝 実 質 細 胞 が 重 要 で あ る こ と が 明 ら か に な っ た 。
2． ストレスによる末梢ILー6誘 導における脳内IL‑1の役割を明らかにするために、ラットの脳室内に微量のIL‑1を投与したところ、拘束ス トレス時と同様に末梢IL― 6の誘導が認められた。この時、IL‑1や腫瘍壊死 因子 (TNF)も 誘 導さ れる こと が確 認 され た。 IL‑6と IL‑1の誘 導については交感神経 節の遮断薬である
ク ロリ ソ ンダ ミンの前処置で 抑制できたが、TNFについて は影響が見られなかった。一 方、これらの誘導は副 腎摘除によって消失すること はなかった。以上の結果よ り、ストレス刺激は脳内IL−1を介して末梢サ
イ トカ イン の誘 導を 促すことと、交感神経の役割が重要であることが明らかになった。
3． スト レス 時に脳内で重要 な役割を果たす新規遺伝子 を見出すために、拘束ストレ スによって発現が変化 する遺伝子をRNA arbitrarily primed−polymerase chain reaction法で検索した結果、35個の変動遺伝子 が見いだされた。これら遺伝 子の構造と機能の解析によ って、ストレス時の末梢サイ トカイン誘導に関わ る新たな脳内分子を明らかに する手掛かりが得られた。
以 上のように、本研究は、脳に よる末梢サイトカインの産 生調節について、脳内関与分 子、サイトカイ―1127−

ン 産生細 胞、及 び介在 経路を明らかにしたものであり、哺乳動物の神経科学及び免疫学への貢献が大である 。 よ っ て 審 査 員 一 同 は 北村 浩 氏 が 博士 （ 獣 医 学） の 学 位 を受 け る 資 格が 充 分 で ある と 認 め た。

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