【研究報告】（自然科学部門）

免疫寛容誘導における抗原キャリアとしてのイネの有用性

公益財団法人東京都医学総合研究所
緒言

神

沼

花粉症プロジェクト

修

主任研究員

た Transgenic（Tg）米を作製し、それらをアレルギー生体は、自己・非自己を判別して非自己である外来性疾患モデルマウスに投与することにより、スギ花粉お抗原を自己より排除する生体防御システムを有する。まよびダニ抗原によって誘発される種々のアレルギー反応

た逆に、栄養源として摂取するさまざまな外来抗原に対が強く抑制されることを報告している 1 3）。本研究は、する拒絶反応を誘発しないための免疫寛容も発揮しう

免疫寛容における抗原キャリアとしてのイネの有用性にる。現在、免疫寛容の誘導機構も完全には解明されていついて確固たる科学的根拠を提示することにより、Tgないが、過剰もしくは異常な免疫反応が原因となって発米による経口免疫療法の臨床応用を実現する端緒とする症するアレルギー性疾患や自己免疫疾患、ならびに癌なことを目的とした。

–

どの治療に免疫寛容を応用しようとする試みは積極的に方法および結果なされている。

1.

中でもアレルギー性疾患では、原因抗原を生体に投治療的投与スケジュールでの作用検討与して免疫寛容を誘導することによりその治療をはかる

これまでの筆者らの Tg 米を用いた検討を含め、免疫「免疫療法」が実用化され、高い治療効果を発揮してい寛容を誘導する動物実験モデルは、標的抗原を最初に投る。さらに本療法は、アレルギー性疾患の根治または長与した後でアレルギー反応の誘発などを行い、その反応期緩解を期待できる唯一の治療法としても有用性が高性の変化について検討したものがほとんどであった。そい。現在、原因抗原を皮下に注射または舌下に滴下するこで、筆者らがこれまでに樹立したマウス気管支喘息モ皮下および舌下免疫療法が認可されているが、さらに安デルにおいて、最初にダニ抗原を点鼻チャレンジして発全で治療効果の高い、免疫寛容を応用した新たな治療法症させた後、ダニ抗原発現米を 2 週間連日摂食させ、その開発が試みられている。動物実験レベルでは、原因抗の後再度抗原チャレンジを行うことで誘発される各種ア原を経口投与することにより、アレルギー反応をはじめレルギー性反応に与える影響を検討した。その結果、抗とする抗原特異的免疫反応が抑制されることは古くから原感作によって上昇した血中 IgE/IgG レベルはダニ抗原知られていたが、これを応用した経口免疫療法はいまだ米投与によって影響を受けなかったが（表 1）、その後実用化に至っていない。

再度抗原チャレンジすることによって誘導される気道内経口免疫療法の実用化が成功しない理由として、投好酸球浸潤および気道過敏性亢進は有意に抑制された与抗原が消化分解されることにより抗原性を失うことが（表 2）。

最も大きな問題点といえる。そこで最近、抗原を効率的2.に免疫担当細胞に到達させることによって、経口免疫療

Tg 米による効果増強の要因法の実用化をはかる種々の試みがなされている。筆者ら

筆者らはこれまでに、Tg 米として投与した場合、そは、より簡便かつ大量に収穫および摂取しうる農作物にこに発現する抗原の含有率から換算すると、直接抗原投着目し、経口免疫療法実現の可能性を検討している。中与した場合に比し約 1/100 量でアレルギー性反応抑制効でもイネは、大量に栽培生産が可能であり、他法におい果を発揮することを明らかにしている 4）。今回その要因て懸念されるコスト面の問題を回避できる点からも、臨を解明するため、Tg 米中の抗原の発現分布について検床応用に最適な材料の一つである。筆者らはすでに、ス討を行った。その結果、発現させたダニ抗原蛋白は、胚ギ花粉抗原のマウス T 細胞エピトープおよびダニ抗原乳中の難消化性蛋白顆粒である Protein body-I に封入さのヒトおよびマウス T 細胞エピトープを遺伝子導入しれていることが確認された（図 1）。
1

神表1

修

ダニ抗原米の治療的投与による血中抗原特異的 IgE レベルへの影響
抗原特異的 IgE（OD450）

Day
03045

沼

感作開始前
米投与前
米投与後

非感作

コントロール米

ダニ抗原米

0.95±0.21
0.45±0.15*
0.95±0.16*

0.90±0.10
2.78±0.77
2.85±0.44

0.98±0.58
2.65±0.68
2.62±0.88

BALB/c マウスにダニ抗原＋Alum を 1 週間間隔で計 4 回腹腔内投与することにより感作した。感作終了後（Day 30）ダニ抗原米およびコントロール米を 2 週間混餌投与した。感作開始前、および米投与前後に採血し、血中ダニ抗原特異的 IgE レベルを ELISA 法により測定した。
* ＜0.05, コントロール米群との比較。
表2

ダニ抗原米の治療的投与による抗原誘発気道内好酸球浸
潤および気道過敏性亢進への影響

非感作
コントロール米
ダニ抗原米

好酸球浸潤（×105/BALF）

気道抵抗（％変化率）

0.01±0.01*
2.65±0.25
0.66±0.44*

106±12*
202±17107±18*

表 1 と同様にマウスに感作およびダニ抗原米投与を行った。感作終了後ダニ抗原を点鼻チャレンジし、その 24 時間後に気管支肺胞洗浄を行い、洗浄液（BALF）中の好酸球数を計数した。また吸入メサコリンに対する気道抵抗の変化を評価した。
* ＜0.05, コントロール米群との比較。

3.

図1

ダニ抗原発現米の免疫電子顕微鏡写真

ダニ抗原米の薄切標本を抗ダニ抗原抗体および金標識二次抗体で染色し、電子顕微鏡下で観察した。Protein body-I 内に抗原の集積が認められた（矢印）。
* Protein body-I, # Protein body-II。

Tg 米の作用メカニズム
主に動物モデルを用いてさまざまな解析が行われてきた結果、免疫寛容の誘導メカニズムとして、制御性 Tれのパラメーターもほとんど影響を受けなかった。

細胞や、T 細胞の不応答およびアポトーシス、ならびにIgE ブロッキング抗体の誘導などが関与することがこれ5.

までに報告されている。そこで今回、特に制御性 T 細

Tg 米における発現抗原の安定性胞および T 細胞応答性に着目してダニ抗原米の作用メ米は本来、常温で長期保存が可能な備蓄食品としてカニズムを検討した。Tg 米をマウスに数週間投与したも極めて優秀であることから、Tg 米においてもその良後、リンパ節に含まれる制御性 T 細胞数、ならびに CD4好な性質が期待される。そこで今回、炊飯前後における陽性 T 細胞の抗原特異的反応性につき、非 Tg 米を投与発現抗原を含めた Tg 米中のさまざまな化学的変化につしたコントロールマウスと比較した。その結果、ダニ抗いても詳細な分析を行ったところ、その性状はほぼ完全原投与によって制御性 T 細胞数は変化しなかったが（図に維持されることが明らかとなった。

2）、CD4 陽性 T 細胞の増殖反応および Th2 サイトカイ考ン産生反応は有意に抑制された（図 3）。

察
本研究の結果、ダニ抗原米の治療的投与によって、

4.

Tg 米の作用における抗原特異性および副作用発現

抗原特異的 IgE レベルは影響を受けないが、機能的変化の可能性を伴う気管支喘息様の気道炎症反応は有意に抑制される

Tg 米の作用メカニズムに関連して、その抗原特異性ことが明らかとなった。またそれは、米に発現させた抗は Tg 米の開発戦略を左右する重要な問題である。そこ原が胚乳中の難消化性 Protein body-I に封入されることで、OVA 抗原でマウスを感作、チャレンジすることにによって、効率的に消化管粘膜に到達することが要因でよって誘発されるアレルギー性気道炎症反応に対する作あることが示され、医薬品デリバリーシステムとしての用を検討したところ、ダニ抗原米の混餌投与によりいずイネの有用性が明らかとなった。これまで多くの医薬品
2

免疫寛容誘導における抗原キャリアとしてのイネの有用性

図2

ダニ抗原米投与による制御性 T 細胞数への影響

マウスにダニ抗原米（Tg rice）およびコントロール米（Non Tg rice）を 2 週間混餌投与した後、腸間膜リンパ節（MLN）および脾臓（Spleen）中の FoxP3＋CD25＋制御性 T 細胞の比率をフローサイトメーターで検出した。

図3

ダニ抗原米投与による CD4 陽性 T 細胞反応に与える影響

抗原感作マウスにダニ抗原米（Tg）およびコントロール米（Non-Tg）を投与した後、リンパ節中の CD4 陽性を X 線照射した抗原提示細胞およびダニ抗原と共に 6 日間培養した。Non-radioactive cell proliferation assay kit を用いて CD4 陽性 T 細胞の増殖反応を測定すると共に（A）、培養上清中に産生された IL-4（B）、IL-5（C）および IL-13（D）の濃度を ELISA 法により検討した。

においても、経口投与製剤における消化管吸収は課題との抗原に対して感受性を示すことから、その治療に際されてきたが、今回、米の抗原貯蔵部位とそこに抗原がし、ダニ抗原米の摂取だけでどれだけの効果がみられる封入されることの重要性が明らかになったことによっか、また複数の抗原発現米の投与によってどれだけ相加て、これまで消化管吸収が悪い、または不安定だったさ的・相乗的な効果が得られるか、今後の検討課題となっまざまな医薬品を効率良く安定的に吸収させるためのデた。

バイスとして米を活用しうる可能性が示された。
要

一方、炊飯など加熱調理に対する発現抗原の安定性

約も明らかとなった一方、ダニ抗原米の投与によって制御免疫寛容誘導における抗原キャリアとしてのイネの性 T 細胞の誘導は認められず、また OVA 抗原によって有用性を検証した。ダニ抗原によって誘発されるマウス

誘発されるアレルギー性気道炎症は抑制されなかったこの気管支喘息モデルに対し、ダニ抗原米を治療的に投与とから、その作用は抗原特異的 T 細胞に対する不応答のすることにより、抗原特異的 IgE レベルは影響を受けな誘導など、抗原特異的に発揮されることが明らかとなっかったが、抗原誘発気道内好酸球浸潤および気道過敏性た。ダニ抗原は多くのアレルギー患者における原因抗原亢進は有意に抑制された。発現させたダニ抗原は胚乳中であることが知られているが、一方、患者の多くは複数の難消化性 Protein body-I に封入されていることが明ら3神沼修かとなった。ダニ抗原米の投与により、制御性 T 細胞のご助成を賜りました公益財団法人三島海雲記念財団にの誘導はみられなかったが、増殖およびサイトカイン産深謝申し上げます。

生反応等、CD4 陽性 T 細胞の抗原特異的反応が有意に文抑制された。OVA によって誘導されるアレルギー性気道炎症反応は、ダニ抗原米の投与によって影響を受けな

1） K. Suzuki, et al.:S21–24, 2009.
2） K. Suzuki, et al.:
3） Y. Wakasa, et al.:4） M. Saeki, et al.:69, 2012.

かった。ダニ抗原米は、加熱処理してもその性状に変化はみられなかった。
謝献

辞本研究の遂行にあたり、平成 25 年度学術研究奨励金

4, 149,, 9, 982–990, 2011.
, 11, 66–76, 2013.
, 158, S66–