食物に対する経消化管感作の機序、特に IL-25 の役割の解明

1)

研究課題名

食物に対する経消化管感作の機序、特に IL-25 の役割の解明

フリガナ

マツモト

代表者名

松本

ケンジ

健治

所属機関（機関名）国立成育医療研究センター研究所（役職名）部長
氏
共同研究者

名（フリガナ）

久保 輝文(クボ テルフミ)

免疫アレルギー・感染研究部

所属機関・役職名

役割分担

札幌医科大学医学部
Tuft 細胞の免疫組織学的検討
病理学第一講座 助教

本 助 成金 によ る 発なし
表論文，学会発表
研究結果要約食物に対する経腸管感作の機序を検討することを目的として基礎的検討を行った。
1. 6 週齢の C57BL/6J マウスの飲水中に IL-25 を産生誘導することが知られている succinate（100mM）を混入し 7 日間自由飲水させ、腸管における Tuft 細胞関連遺伝子群の発現を検討した所、空腸において IL-25 の mRNA が誘導され、組織学的にも Tuft 細胞数の増加が認められた。
2. 上記の系で succinate を含む飲水を 3 週間行い、2 週目からは胃内に 50 mg の ovalbumin（OVA）を 3 日おきに 5 回投与したが、空腸における Th2 cytokine や IL-25 の mRNA 発現、Tuft 細胞数や体重増加を含めた症状について、OVA 追加投与の影響は認められなかった。
3. succinate を含む飲水を 5 週間行い、2 週目からは胃内に OVA を 3 日おきに 11 回投与したが、全く同様の結果であった。
4. さらに、5 週間投与プロトコールのマウス血清中の抗 OVA-IgE 抗体産生や、腸間膜リンパ節由来単核細胞を in vitro で OVA 刺激した際の IL-5 産生の誘導は認められなかった。

以上から、IL-25 の産生誘導を認める腸管炎症モデルにおいて、同時に経口的に投与された抗原に対する特異的な IgE 抗体産生や Type 2 免疫応答は誘導されないことが明らかとなった。

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食物に対する経消化管感作の機序、特に IL-25 の役割の解明

TSLP は定常状態では高発現していないことか

研究目的
免疫応答は抗原特異的な獲得免疫応答と、抗ら、経皮感作とは全く異なる感作機序である可原非特異的な自然免疫応答に分類される。アレ能性が強く示唆される。

ルギー疾患は抗原（アレルゲン）に特異的な

近年、腸管上皮には IL-25 を産生・貯蔵した

IgE 抗体の架橋によるマスト細胞の活性化や抗Tuft 細胞が存在し、味覚受容体やコハク酸受容原特異的な Th2 細胞の活性化を介して症状を発体等を介して寄生虫や原虫を認識し IL-25 を放現することから、その病態形成には獲得免疫系出する事が明らかとなった。また、私達は IL-が主として働くと考えられている。一方、自然25 が直接に樹状細胞を活性化することを最近報

免疫応答は、古くは病原微生物に対する免疫応告した（J Allergy Clin Immunol 2018;141:

答として知られていたが、近年は生体が傷害さ300-10）。

れた際に放出されるアラーミンによって惹起さ以上のことから、私達は食物に対する経腸管れる免疫応答も含まれ、特に活性化／障害され感作に Tuft 細胞から産生放出される IL-25 が関た上皮細胞から放出される IL-25 や IL-33、与しているとの仮説を立てた。本研究ではこのTSLP は自然リンパ球や炎症細胞を直接活性化仮説を検証するため、消化管アレルギー患者由して慢性好酸球性炎症の形成に深く関与するこ来組織の網羅的な遺伝子発現解析などを用いてとが知られてきている。また、IL-33、TSLP は腸管局所の情報を検討すると共に、マウスモデ抗原提示細胞を活性化して Naïve T 細胞の分化ルを用いて IL-25 が経腸管感作モデルにおいてを Th2 にシフトさせることから、自然免疫応答どの様な役割を演じているかを検証する。

は獲得免疫応答の Th1/Th2/Th17/Treg への分化を制御するとされている。

研究計画及び研究手法

IgE 依存性食物アレルギーの約 9 割の小児で①Tuft 細胞の数を制御する遺伝子群の同定

は湿疹／アトピー性皮膚炎が先行して、湿疹面約 20 症例の消化管アレルギー患者もしくは好への食物抗原曝露が IgE 抗体産生を誘導するこ酸球性消化管疾患患者の腸管生検組織の網羅的とが明らかとなっている 1)。一方、残る 1 割のな遺伝子発現解析と Tuft 細胞の免疫染色を行い、IgE 依存性食物アレルギー患者や、IgE 非依存腸管上皮内の Tuft 細胞の数に相関する特異的な性食物アレルギー（消化管アレルギー）患者の遺伝子発現パターン（Tuft 細胞関連遺伝子群）を感作経路は経腸管感作が疑われているが、一般抽出する。検出された Tuft 細胞関連遺伝子群のに経口摂取した食物抗原に対する免疫応答は寛相 互 関 係 や 上 流 解 析 を Ingenuity pathway

容誘導であり、経腸管感作の機序については全analysis によって行い、Tuft 細胞の数を制御すく不明である。また、小腸や大腸には IL-33、る遺伝子群や転写因子などの同定を試みる。

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食物に対する経消化管感作の機序、特に IL-25 の役割の解明②IL-25 の産生放出に関連する遺伝子群の同定

既に収集されていた消化管アレルギー患者もこれまでに知られている Tuft 細胞からの IL-

しくは好酸球性消化管疾患患者の腸管生検組織

25 の放出刺激は Bitter taste receptor（TAS2R）の網羅的な遺伝子発現解析を行ったが、IL-25 のやコハク酸受容体（SUCNR1）、TRPM5 などをmRNA の発現増強や Tuft 細胞の増多を示す遺伝介している。これらの遺伝子は family を形成し子群の高発現は認められなかった。その理由としており、Taste receptor type 2 のみで 22 種類、て、Succinate 投与によって IL-25 の mRNA の他の type を含めると 40 種類以上の分子が存在

発現亢進が認められている腸管の部位は空腸でする。こうした受容体群は、その ligand と結合あった。一方、これまでに収集している消化管アすると発現が増強する物が多い事から、これらのレルギー患者もしくは好酸球性消化管疾患患者分子群のうち、どの分子が消化管アレルギー患者の腸管生検組織には空腸はほとんど含まれて居や好酸球性消化管疾患患者の腸管で発現増強しらず（内視鏡で到達しにくい）、採取部位の差がているかを検討して、患者の病態形成に関与する

この結果に大きく関与している可能性が示唆さ

Tuft 細胞活性化誘導遺伝子群の同定を試みる。された。そのため、ヒト検体を用いた②の解析は中らに、刺激受容体が特定された場合には、その分止した。

子の agonist や antagonist を用いて、in vitro もしくはマウスモデルで、その分子の agonist や③食物に対する経腸管感作の機序を検討するこ

antagonist による誘導遺伝子を検索する。とを目的として、マウスを用いた基礎的検討を行った。腸管においては、IL-33 や TSLP の定常状

③IL-25 を介した経腸感作モデルの樹立

態での発現が極めて低いことから、上皮細胞由来TAS2R の agonist である（サッカリンやクロサイトカインとして IL-25 が経腸管感作に関与ロキン、denatonium など）を OVA と共に投与すると仮説を立て、その検証を行った。

し、OVA に対する IgE 抗体の産生あるいは消化管アレルギーの発症を検討する。また、感作が成1. まず、IL-25 の産生誘導が惹起されることが既立したマウスの腸管を採取し、網羅的な遺伝子発に 報 告 さ れ て い る 論 文 2) に 従 い 、 6 週 齢 の現解析で Tuft 細胞関連遺伝子群の発現量を検討

C57BL/6J の飲水中に IL-25 を産生誘導することし、腸管由来 IL-25 が経腸管感作において果たすが知られている succinate（100 mM）もしくは対役割を検討する。

照として同 mol となる食塩（300 mM）を混入し、7 日間自由飲水させて、腸管における Tuft 細胞関連遺伝子群の発現を qPCR にて検討した。その結果と考察①Tuft 細胞の数を制御する遺伝子群の同定

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食物に対する経消化管感作の機序、特に IL-25 の役割の解明

結果、空腸において IL-25 の mRNA が誘導され、以上から、IL-25 の産生誘導を認める腸管炎症

組織的にも Tuft 細胞数の増加が認められた。

モデルにおいて、同時に経口的に投与された抗原に対する特異的な IgE 抗体産生や Type 2 免疫応

2. 上記の系で succinate を含む飲水を 3 週間行答は誘導されないことが明らかとなった。

い、2 週目からは胃内に 50 mg の ovalbumin（OVA）を 3 日おきに 5 回投与した。3 週目にこれまでに経腸管的に投与された抗原に対すsacrifice し、空腸における Th2 cytokine や IL-る IgE 抗体産生をモデルマウスに誘導する方法

25 の発現を qPCR にて測定したところ、OVA 追は Cholera toxin3) も し く は Staphylococcus

加投与群と succinate 単独群の間に有意な差は認enterotoxin B (SEB)を投与する方法 4)しかない。

められなかった。また、Tuft 細胞数や体重増加を

Cholera toxin は腸管透過性だけで無く抗原提示含めた症状についても OVA 追加投与の影響は認細胞にも働きかけて IgE 抗体を誘導すると考えめられなかった。

られている。また、SEB は特定のレパトアを有する T 細胞を強く活性化する事によって特異的な3. succinate を含む飲水を 5 週間行い、2 週目か免疫応答を誘導していると考えられるが、これららは胃内に 50 mg の OVA を 3 日おきに 11 回投のモデルマウスは、ヒトの経腸管感作のモデルと与した。5 週目に sacrifice し、空腸における Th2は到底呼べない。

cytokine や IL-25 の発現を qPCR にて測定した

今回の私達は、貝類由来のうま味成分である

ところ、OVA 追加投与群と succinate 単独群のSuccinate に着目し、IL-25 の産生誘導が確実に間に有意な差は認められなかった。また、Tuft 細起こることが報告されているモデルを用い、実際胞数や体重増加を含めた症状についても OVA 追に空腸で IL-25 の mRNA 発現が亢進しているこ加投与の影響は認められなかった。とを確認した。このモデルに OVA を投与してもOVA に対する IgE 抗体産生も T2 サイトカイン

4. succinate を含む飲水を 5 週間行 OVA 追加投（IL-5）産生も誘導されなかった。

与群の血清中の抗 OVA-IgE 抗体価は対照群およ

このことは、少なくとも IL-25 の空腸での産生び Succinate 単独群との間に差がなかった。さらは抗原特異的な IgE 感作、もしくは非 IgE 依存に、腸間膜リンパ節から単核細胞を分離し、 in性消化管アレルギーの発症に関与すると想定さ

vitro で OVA 刺激を行い、72 時間後の上清中のれる non-IgE 感作（T2 type）5)の誘導には関与

IL-5 濃度を ELISA にて測定したが、抗原特異的していないことを強く示唆している。

な IL-5 の誘導は認められなかった。

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食物に対する経消化管感作の機序、特に IL-25 の役割の解明

3) Tamura S, Shoji Y, Hasiguchi K, Aizawa C,

今後の研究活動について
今後は更に強力に腸管における 2 型炎症を惹

Kurata T. Effects of cholera toxin adjuvant

起する系を用いて、経腸管感作に与える影響を検on IgE antibody response to orally or nasally

討する予定である。

administeredovalbumin.

Vaccine.

1994;12(13):1238-40
4) Yang PC, Wang CS, An ZY. A murine model
参考文献of ulcerative colitis: induced with sinusitis-

1) Matsumoto K, Saito H. Epicutaneous

derived superantigen and food allergen.

immunity and onset of allergic diseases -BMC Gastroenterol. 2005;5:6

per-"eczema"tous sensitization drives the5) Morita H, Nomura I, Orihara K, Yoshida K,

allergy march. Allergol Int. 2013;62(3):291-Akasawa A, Tachimoto H, Ohtsuka Y,

6

Namai Y, Futamura M, Shoda T, Matsuda A,

2) Nadjsombati MS, McGinty JW, Lyons-Cohen

Kamemura N, Kido H, Takahashi T, Ohya Y,MR, Jaffe JB, DiPeso L, Schneider C, Miller

Saito H, Matsumoto K. Antigen-specific T-CN, Pollack JL, Nagana Gowda GA,

cell responses in patients with non-IgE-Fontana MF, Erle DJ, Anderson MS,

mediated gastrointestinal food allergy are

Locksley RM, Raftery D, von Moltke J.

predominantly skewed to T(H)2. J Allergy

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Cells Triggers a Type 2 Innate Immune
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