腸管常在菌の共生に伴い増加する新規ＩＬ－２２産生細胞の同定とその役割の解明

西尾東京大学大学院医学研究科免疫学講座

緒言純

子

特任助教

（speciﬁc pathogen-free）マウスの大腸および小腸粘膜

インターロイキン 22（IL-22）は、約 10 年前に同定

細胞内の免疫細胞を分離し、既知の IL-22 産生細胞にされたサイトカインで消化管や気道、皮膚といった外界ついて比較検討を行ったところ、Th17 細胞あるいはに接する組織に発現が高い。これらの組織では、免疫細γδT 細胞（CD3+ 細胞）が 2 倍程度に増加している以外胞から産生される IL-22 が、上皮細胞や皮膚のケラチノは、NKp46 細 胞（CD3− NKp46+）、Thy1.1+ Sca-1+ 細サイトに発現する IL-22 レセプターを介して、抗菌ペプ胞、また CD4+ Lymphoid tissue inducer（リンパ球様チドを分泌させ、病原細菌を直接攻撃し殺菌することが細胞）に差はなかった。しかし、さらに注目すべきは、わかっている。

SPF マウスでは、上述の既知の細胞とはまったく異な腸管での IL-22 産生細胞には、以前より報告されている新規の IL-22 産生細胞が他の IL-22 産生細胞よりもた Th17 細胞、γδT 細胞、NK 細胞に加え、ごく最近に無菌マウスに比べて有意に増加していた（図１）。また、

なり、NKp46 細胞

や、Thy1.1 Sca-1 細胞 、またこの細胞集団は、脾臓などの末梢リンパ組織では見られCD4 Lymphoid tissue inducer といった自然免疫リンないことから、腸特異的に常在菌存在下で検出される細パ球様細胞（innate lymphoid cells ; ILCs）が報告され胞であることがわかった。この結果は、生理的状況下にたばかりである。しかし、それぞれの IL-22 産生細胞群

おける、細菌や真菌を含む腸内共生生物（commensalがいかなる状況で – すなわち病原微生物の感染時、あmicroorganism）との共生に、この新規 IL-22 産生細胞

るいは炎症性腸炎の環境で、さらには生理的状況下で –が重要な役割を担っていることが示唆された。

1）+++2）3）

どのような役目を担うのかはほとんどわかっていない。

大腸

宿主にとって腸内共生生物は非自己である。通常の免無菌マウス

疫システムでは、非自己抗原に対し強い免疫反応が惹起

SPF マウスするが、腸管粘膜ではそれが起こらない。したがって、腸管では非自己である共生生物に対して、免疫寛容（抗原FSCに対して免疫反応を惹起しないこと）の状況が生じていると考えられるが、そのメカニズムはよくわかっていない。
そこで、本研究課題では、腸管常在細菌の存在下で消化管粘膜に増加する新規の IL-22 産生細胞を同定し、常在細菌との共生における役割を明らかにすること、さらIL-22にこの新規細胞がどのような常在細菌により誘導されているのかを探ることを目的として検討を行った。

図 1 消化管常在菌の存在により腸管粘膜内には、IL-22 産生細胞が増加する。

結2. 新規IL-22産生細胞の同定

果

1. 小腸及び大腸粘膜において、腸内常在細菌によりこの IL-22 産生細胞を同定するため、既知の血球系細胞の表面マーカーについて検討を行ったところ、CD45

IL-22産生細胞は増加する
種々の IL-22 産生細胞が、常在細菌の存在によりどが陽性であることから血球系の細胞であった。また、既う影響を受けるかを検討するため、無菌マウスと SPFに同定されているすべての IL-22 産生細胞は、リンパ1西尾

純

子球か innate lymphoid cells であり IL-7 レセプターα鎖在菌ではなくある種の常在菌が関わっていることが示唆され（IL-7Ra）を表出しているが、新たに見出された細胞はた。

IL-7Ra を発現していなかった（図２）。このことからも、既知の IL-22 産生細胞とは性質を異にするものと考えら

4. IL-22 mAb (clone :1H8PWSR)は、IL-22以外の蛋れた。さらにこの新規細胞集団は、MHC class II 分子白を検出していた。

陽性であることから、抗原提示能を有する血球細胞であ

近 年、IL-22 を 産 生 す る innate lymphoid cells がることが示唆された。しかし、IgM や B220 といった B続々と発表され、各々の細胞集団の役割などが明らか

リンパ球マーカーや、樹状細胞やマクロファージ、さらにされつつあるが、使用されている IL-22 ｍ A ｂは、に好中球、好酸球、好塩基球といった顆粒球系細胞など様々なものが使用されているのが実情である。そこで、の成熟骨髄系細胞マーカーはすべて陰性であったことか

SPF マウスの消化管粘膜内の免疫細胞を分離し、IL-22ら、既知の成熟抗原提示細胞は否定的であった。

ｍ Ab の別のクローンである IL-22JOP を用いて染色を行い FACS 解析を行ったところ、1H8PWSR では検出されていた新規細胞はほとんど検出されていなかった。
さらに、1H8PWSR により同細胞の IL-22 の免疫ブロットを行ったところ、IL-22 と同等の分子量（=25kDa）の位置に検出される蛋白とは別に IL-22 の 45kD 付近にタンパク質が検出された。したがって、筆者らが同定しようとしていた細胞は IL-22 産生細胞ではなく、

CD45

1H8PWSR と結合する蛋白を発現する細胞集団である

IL7Rα

ことが判明した。

新規細胞
既知のIL-22産生細胞検出抗体：

図 2 新規細胞集団は血球系マーカー CD45 を発現しているが、IL-7Ra を発現していない

1H8PWSR

IL-22JOP

3. マウス腸内常在菌Clostridiaによる新規細胞群の誘新規細胞が発現する蛋白45kD

次に、マウス腸内常在菌である Segmented Filamentous

IL-2225kD

導Bacteria（SFB）と Clostridia 47 strains of Clostridia を無菌マウスに定着させたところ、SFB 定着マウスでは、新規細胞群（IL-22+ Thy1− NKp46− CD3− 細胞）の増加は見られ

図 4 1H8PWSR は IL-22 以外の蛋白を検出するなかったのに対し、Clostridia 菌定着マウスでは、SPF マウスと同レベルの新規細胞群が増加することが判明した（図３）。したがって、この新規細胞群の誘導には、すべての常20

IL-22＋ Thy1− NKp46− CD3−（新規細胞）

15

IL-22＋ Thy1＋ NKp46− CD3−

10IL-22＋ NKp46＋ CD3−

50IL-22＋ CD3＋ NKp46−
GF

SFB

ClostSPF

図 3 新規細胞は Clostridium 菌の定着により腸管粘膜内に出現する
2腸管常在菌の共生に伴い増加する新規ＩＬ－２２産生細胞の同定とその役割の解明

考察

分子を発現することから、抗原提示細胞であると考えら

当初、消化管常在菌の存在により増加する細胞集団れるが、既知の細胞群には分類されない細胞であることは IL-22 産生と考えられたが、研究をを進めるうちに、が推測された。
この新規細胞は無菌マウスでは存在せず、IL-22 産生細胞ではないことが判明した。しかしながら、腸内常在細菌存在により出現することから、常在細菌とこの細胞集団は、消化管常在菌下で極めて多く観察され宿主との共生関係に重要な役割を果たしていることが示ることから、宿主と常在菌との共生に極めて重要な役割唆された。

をしていることが示唆され、この細胞を同定し腸管での謝役割を検討する価値があると考えられる。また、常在菌

辞

Clostridia の存在下で誘導されるという点でも興味深

本研究の遂行のために、公益財団法人三島海雲記念財

い。今後、1H8PWSR に結合する IL-22 以外の蛋白を団より研究助成を賜わりましたことに、深く感謝申しあ

マススペクトロメトリーにて解析し、新規細胞の発現蛋げます。また、本申請研究遂行にあたりご助力をいただ

白を同定し、さらにその情報をもとにこの細胞を同定しきました谷口維紹教授、本田賢也准教授、ならびに研究ていきたいと考えている。

室のメンバーに深く感謝いたします。

要文

約クローン 1H8PWSR に結合する IL-22 以外の蛋白（未献１）S. L. Sanos, et al., Nature immunology 10, 83, 2009.
２）S. Buonocore, et al., Nature 464, 1371, 2010.
３）H. Takatori, et al., J, Exp, Med, 206 , 35, 2009.

同定）を発現する血球系細胞が、腸管粘膜には多数存在することが発見された。この新規細胞群は MHC classII3