神経ペプチドシグナルを介したアレルギー発症メカニズムの解明と皮膚炎軽減効果
北海道大学遺伝子病制御研究所

北村秀光

Not a few people are suffering from allergic skin diseases such as atopic dermatitis and psoriasis. With the developmentof medicine, patients with skin diseases are relieved by the treatment with anti-inflammatory or steroidal drugs. However, there are some patients having not only side effects such as drug allergies and anaphylaxis but also refractory patients.
Therefore, it is important to elucidate the onset and aggravation mechanisms of skin diseases from a new perspective. In theprevious studies, we revealed that a neurokinin A receptor, NK2R-mediated neuropeptide signals, activated in a STAT1-dependent manner, augmented antigen presentation ability of dendritic cells and induced allergen-specific T cell immune responses.
In this study, we investigated the involvement of STAT1-mediated neuropeptide signals in the onset and clinical condition of skin diseases by using a psoriasis mouse model. We established a psoriasis model by the treated with imiquimod(IMQ) to the skin and found that body weight loss scale formation and thickness of skin in STAT1-deficient mice were significantly reduced compared to wild-type mice. Ly6C-expressing myeloid cells were transiently induced in the IMQ-treatedwild-type mice were significantly lower in the STAT1-deficient mice. Furthermore, we confirmed that IL-17A and NK2R
gene expression levels were down-regulated in the spleen cells of IMQ-treated STAT1-deficient mice compared to that ofwild type mice. These data suggested that STAT1 activation were closely related to the pathogenesis of in the IMQ-induced
psoriasis model mice.
Base on the present findings, we speculate that STAT1-mediated neuropeptide signaling cascade and the related molecules may be promising drug targets to improve skin diseases such as psoriasis.

1．緒

ド抵抗性重篤化喘息マウスモデルを構築し、これに NK 2 R

言拮抗阻害薬を投与することで、病態の発症、重篤化が軽減

アトピー性皮膚炎などの免疫・アレルギー性皮膚疾患にされるデータを得た 2 , 3）。これらの発見は、IFN-STAT 1

苦しむ方が増えている。近代医学の発展により、効果の高の活性化による NK 2 R の発現誘導を介した神経ペプチド

い抗炎症薬、抗アレルギー薬、またはステロイド薬が開発

シグナルが、過剰な免疫応答により誘導される慢性炎症にされ、数多くの患者さんを救済している。しかしながら、密接に関与することを示唆する。

薬剤アレルギー・アナフィラキシーなど副作用の発生や完乾癬は、角化細胞の分化不全と過剰増殖を特徴とする慢全に寛解できない患者さんも存在することから、これまで性皮膚疾患で、患者の割合は世界人口の約 2 ～ 3 ％であるの視点とは異なる皮膚疾患の発症、重篤化メカニズムの解と推定されている。一般的に、乾癬の症状として、皮膚表明と副作用の少ない安全な治療法の開発は重要であると考面が隆起する肥厚、そこに境界明瞭な赤い発疹である紅斑える。

が生じ、その表面に乾燥した銀白色の角質が付着する鱗屑

これまでの先行研究で、痛みやストレス、あるいは侵襲が認められる 4 , 5）。これまで、乾癬の治療には紫外線療法などの刺激により神経系から放出される神経ペプチドタキ

や CD 4 陽性 T 細胞やマクロファージの活性化を抑制する

キ ニ ン 類 の 一 つ、 ニ ュ ー ロ キ ニ ン A の 受 容 体 で あ る

シクロスポリン製剤のような免疫抑制剤や、乾癬に関与す

NK 2 R がⅠ型インターフェロン（IFN-α/β）あるいは II 型イるサイトカインに作用する抗TNF-α、IL-12、IL-23、IL- 17

ンターフェロン（IFN-γ）の刺激により、STAT 1 依存的に抗体などの生物学的製剤などが使用されており、症状の軽免疫細胞の一つである樹状細胞に発現誘導され、炎症・免減や早期治療による効果は認められている。しかしながら、疫応答の重篤化に関与すること、さらに NK 2 R に対する

現在まで乾癬の根治には至っておらず、強い免疫抑制作用

拮抗阻害薬がアレルゲン特異的 T 細胞の誘導と活性化を有による副作用や治療の長期化が問題となっている 6 - 8）。

意に抑制することを見出した 1）。また IFN- γ 誘発ステロイ

イミキモドは、イミダゾキノリン系の低分子化合物で、
樹 状 細 胞 や マ ク ロ フ ァ ー ジ が 発 現 す る toll 様 受 容 体

Elucidation of the onset mechanism of
a llerg y mediated by neuropept ide
signals and the relieving effect ondermatitis
Hidemitsu Kitamura
I nst it ute for G enet ic Med ici ne ,Hokkaido University（TLR 7）のアゴニストで、インターフェロン制御因子による IFN-α/β の産生が起こる。またマウスの皮膚に対して
イミキモドの塗布により、乾癬様の病態が誘発されることが報告されている 9）。イミキモドによって誘発された皮膚炎症では、紅斑、角化細胞の過剰増殖による表皮肥厚や分化不全による鱗屑が観察され、ヒトにおける乾癬の症状と− 102 −

神経ペプチドシグナルを介したアレルギー発症メカニズムの解明と皮膚炎軽減効果

非常によく似ていることが知られている 10 - 12）。

から 4 の範囲（0、なし 1、軽度 2、中程度 3、重症 4、極そこで本研究では、皮膚炎症性疾患の改善・寛解を目指し、イミキモド誘発乾癬マウスモデルを作出し、その病態

めて重症）で採点した。総合スコアは上記 3 つの項目の合計（0 ～ 12）で表した。

の 発 症 と 重 篤 化 お よ び 炎 症・ 免 疫 細 胞 に お け る IFNSTAT 1 依存的な神経ペプチド受容体 NK 2 R の発現増強を介した神経ペプチドシグナルの活性化制御メカニズムの解2. 3. 皮膚の組織学的解析
イミキモドクリームを 2 日、あるいは 7 日間塗布した後、明を行うとともに、皮膚疾患の発症・重篤化との関連を検

マウス背部の皮膚を採取し、サンプルを 4 ％パラホルムア

討した。

ルデヒドで固定した後、HE 染色標本を作成し、光学顕微

２．方鏡による組織学的な観察を行った。

法

2. 1. イミキモド誘発乾癬モデルの作出
野生型 C 57 BL/ 6 マウスあるいは同系の STAT 1 欠損マ
ウスを使用し、はじめに背部の剃毛を行った 2 日後、自然

2. 4. イミキモド誘発乾癬モデルにおける免疫担当細胞の解析
イミキモドクリームを 2 日、あるいは 7 日間塗布した後、免疫系の活性化に重要な Toll 様受容体 TLR 7 / 8 のアゴニ

マウスより脾臓細胞を回収し、フローサイトメトリーにて

ストで、IFN-α/β を産生誘導する作用効果のあるイミキモ

各種免疫担当の解析を行った。また、各種炎症性サイトカ

ドを含む市販クリーム（BESELNA CREAM 5 % , 持田製

インやケモカインの遺伝子発現レベルを定量 PCR 法によ薬株式会社 , Tokyo, Japan）をマウスの皮膚に塗布した。

り評価した。

コントロールとして市販のワセリンを使用した。塗布を開始した日を Day 0 とし、Day 6 までの 7 日間、連続塗布し、その翌日まで、マウスの体重の変化を計測するとともに、皮膚の炎症の程度を解析、評価した（図 1）。

2. 5. 統計解析
有意差検定は、Student の t 検定を用いて行い、有意水
準は P< 0 . 05 とした。

３．結

2. 2. 乾癬様皮膚炎症の重症度スコア

果

いて背部皮膚の炎症状態を評価した。スコアは炎症面積を3. 1. イミキモド誘発乾癬モデルマウスにおける病態の発症とNK2Rの発現考慮せず評価を行った。紅斑、鱗屑および皮膚の厚さは 0

皮膚炎症性疾患領域における新たな制御メカニズムの解

重症度指数（PASI：Psoriasis Area Severity Index）を用明を目指し、イミキモド誘発乾癬マウスモデルを作出し、病態の発症における神経ペプチドシグナルの関与について検討した。イミキモド誘発乾癬モデルマウスの体重を計測したところ、イミキモド塗布後、1 から 2 日において、一過性に体重が減少することを見出した（図 2 A）。さらに 7日後、皮膚の外観より、肥厚と鱗屑の症状が認められると
図1

イミキモド誘発乾癬モデルの構築と解析・評価

図2

ともに、皮膚の組織学的観察から、表皮および真皮の肥厚、イミキモド誘発乾癬モデルマウスの体重変化および皮膚の外観とHE染色像− 103 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 29, 2021

血管の造成および炎症・免疫細胞の浸潤を確認した（図以上の結果から、イミキモド誘発乾癬モデルマウスにおける病態の発症過程において NK 2 R を介した神経ペプチ

2 A）。
そこで、イミキモド塗布 2 日後に、マウスから脾臓を回ドシグナルの関与の可能性が示唆された。

収し、フローサイトメトリーによる、各種免疫担当細胞を解析した結果、Ly 6 C を中程度発現し、Ly 6 G を発現しない単球系の細胞および Ly 6 C と Ly 6 G を共発現する顆粒球
系の細胞の割合が増加することを見出した（図 3）。

3. 2. イミキモド誘発乾癬モデルマウスの病態発症におけるSTAT1の関与
次に、STAT 1 欠損マウスを使用し、イミキモド誘発乾

さらにイミキモド塗布 2 日後、マウス脾臓細胞において、

癬モデルの病態発症における STAT 1 の活性化とシグナル

各種サイトカインおよび神経ペプチド関連遺伝子の発現を伝達の関係について検討した。イミキモド塗布 1− 5 日後解析した結果、炎症性サイトカイン IL- 6 および神経ペプにおいて、野生型マウスの体重減少の割合が STAT 1 欠損

チドタキキニン類の一つニューロキニン A の受容体 NK 2 R

マウスでは有意に減弱するとともに（図 5 A）、皮膚の外観の発現レベルが有意に増加することを確認した（図 4）。

から肥厚や鱗屑の症状が野生型マウスに比べ、STAT 1 欠

図3

図4

図5

イミキモド誘発乾癬モデルマウス脾臓細胞のLy 6 C/Ly 6 G陽性細胞の解析

イミキモド誘発乾癬モデルマウス脾臓細胞のサイトカインおよびNK 2 R遺伝子発現の解析

イミキモド誘発乾癬モデルマウスの体重変化および皮膚の外観におけるSTAT 1の効果

− 104 −

神経ペプチドシグナルを介したアレルギー発症メカニズムの解明と皮膚炎軽減効果

した。野生型マウス脾臓細胞において、イミキモド塗布 2

損マウスにおいて、軽減されることを認めた（図 5 B）。
さらに、PASI を用いてイミキモド誘発乾癬モデルの病日後一過性に誘導される Ly 6 C を中程度発現し、Ly 6 G を態に対する STAT 1 の関与を検討した。イミキモドの塗布発現しない単球系の細胞の割合が、STAT 1 欠損マウスににより野生型マウスにて生じた皮膚の肥厚・鱗屑および総お い て 有 意 に 減 少 す る こ と を 認 め た（ 図 8 A）。 一 方、合のスコア増加が、STAT 1 欠損マウスにおいては、特にLy 6 C と Ly 6 G を共発現する顆粒球系の細胞の割合は、イ

6 日から 7 日後、有意に抑制されることが明らかになった

ミキモド塗布 2 日後および 7 日後のいずれにおいても、野

（図 6）
。

生型マウスに比べ STAT 1 欠損マウスにおいて増加するこさらに皮膚の組織学的観察から、野生型マウスに比べ、STAT 1 欠損マウスにおける真皮の肥厚が著しく減弱するとを確認した（図 8 A および 8 B）。
イミキモド塗布 2 日後、野生型および STAT 1 欠損マウ
スの脾臓細胞において、各種サイトカインおよび NK 2 R

ことを確認した（図 7）。
以上のデータから、イミキモド誘発乾癬マウスモデルに遺伝子の発現レベルを解析した。その結果、STAT 1 欠損

おける病態の発症と重篤化において STAT 1 の活性化とそマウス脾臓細胞において、IL- 17 A 遺伝子の発現レベルがのシグナル伝達機構が重要であることが示唆された。

有意に減弱するとともに、NK 2 R 遺伝子の発現レベルが減少する傾向にあることを確認した（図 9）。

3. 3. イミキモド誘発乾癬モデルマウスの炎症反応・免
疫応答におけるSTAT1およびNK2Rの関与

炎症反応と免疫応答において、STAT 1 は IL- 17 の産生誘

STAT 1 欠損マウスを使用したイミキモド誘発乾癬モデ

導と NK 2 R を介した神経ペプチドシグナルの制御に関与

ルにおける炎症・免疫担当細胞の誘導および活性化を検討

図6

図7

以上のデータから、イミキモド誘発乾癬モデルマウスのする可能性が示唆された。

イミキモド誘発乾癬モデルマウスの病態におけるSTAT 1の効果

イミキモド誘発乾癬モデルマウスの皮膚組織におけるSTAT 1の効果

− 105 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 29, 2021

図8

イミキモド誘発乾癬モデルマウス脾臓細胞のLy 6 C/Ly 6 G細胞におけるSTAT 1の効果

図9 イミキモド誘発乾癬モデルマウス脾臓細胞のサイトカインおよびNK 2 R遺伝子発現におけるSTAT 1の効果

４．考を中程度発現し、Ly 6 G を発現しない単球系の細胞の割合

察がするとともに、IL- 17 産生レベルの低下、および乾癬の乾癬は紅斑、丘疹、鱗屑、異常な角化を特徴とする難治

発症、病態の重篤化が軽減することを見出した。また我々

性の慢性皮膚疾患であり、これまで、効果の高い抗炎症薬、

は STAT 1 が欠損した条件では、IFN-α/β あるいは IFN-γ

副作用の少ないステロイド薬に加えて、TNF-α や IL- 23、刺激による樹状細胞の活性化や抗原特異的 T 細胞の応答性

6 - 8）。最近、が著しく減弱することも確認している（未投稿データ）。一

乾癬患者において、STAT 1 およびその下流標的、関連分

般に乾癬の病態発症および重篤化の過程で、CD 4 陽性 T

IL- 17 を標的とする治療薬も開発されている子の発現レベルと病態との関連が報告され13 , 14）、またヒ細胞から Th 1、Th 17 への分化が誘導され、Th 1 から IFN-γ、ト遺伝子発現プロファイルの解析においても、乾癬の病態

Th 17 から IL- 17、IL- 22 が産生されることが知られ、特と STAT 1 との関連が示されている 15）。

に Th 17 と病態に関する報告が多くなされている 16）。

本研究のイミキモド誘発乾癬マウスモデルにおいて、

本研究成果および先行研究による知見から、イミキモド

STAT 1 が欠損した条件では、一過性に誘導される Ly 6 C

誘発乾癬モデルにおいて、IFN-STAT 1 の活性化とそれ− 106 −

神経ペプチドシグナルを介したアレルギー発症メカニズムの解明と皮膚炎軽減効果

図10 イミキモド誘 発 乾 癬モデルマウスの 病 態発 症および 重 篤化におけるSTAT 1−
NK 2 R関与モデルに引き続く炎症反応・免疫応答の過程で発現誘導される

５．総IL- 17 と NK 2 R を介した神経ペプチドシグナルが、皮膚疾患の発症および重篤化において関与することが考えられた（図 10）。

括

本研究により、イミキモド誘発乾癬モデルにおいて
STAT 1 依存的な炎症・免疫応答の惹起と神経ペプチド受

これまで我々の研究グループは、ヒト単球由来樹状細胞

容体 NK ２R の発現増強、およびそれらの病態の発症およについて IFN-α/β で刺激することによりニューロキニン A

び重篤化への関与が示された。今後、STAT 1 依存的な神受容体 NK 2 R が発現誘導されるとともに、NK 2 R に対す経ペプチドシグナルの制御は、新たな皮膚疾患の予防、改る拮抗阻害薬がヒト樹状細胞に作用し、シラカバ花粉抗原

善法あるいは治療戦略の一つとして期待できる。

特異的 T 細胞応答を有意に抑制することを見出した 1）。またマウス樹状細胞においても IFN-γ の刺激で STAT 1 依存
的に NK 2 R が発現誘導されるとともに、IFN-γ 誘発ステ

謝辞本研究における乾癬モデルの構築および評価法について、

ロイド抵抗性重篤化喘息モデルマウスに対して NK 2 R 拮

信州大学農学部の田中沙智先生にご指導頂きました。また

抗阻害薬を投与することで、病態の発症、重篤化が軽減さ病態や免疫担当細胞の解析について、当教室大学院生の沈

2 , 3）。また他の研究グループからも、輝棟君に協力頂きました。最後に、本研究のご援助受け賜in vitro 細胞培養評価系およびイミキモド誘発乾癬モデル、りました公益財団法人コーセーコスメトロジー研究財団にあるいはヒト臨床検体を使用した臨床研究において、深く感謝申し上げます。

れるデータを得ている

JAK-STAT 1 シグナル伝達経路の活性化とその阻害による病態の減弱効果が報告されている 17 - 22）。従って、今後、 （引用文献）
乾癬モデルの炎症・免疫担当細胞について詳細な解析を引

1） Ohtake J, Kaneumi S, Tanino M, Kishikawa T, Terada

き続き行い、IFN-STAT 1 依存的な NK 2 R の発現制御メ

S, Sumida K, Masuko K, Ohno Y, Kita T, Iwabuchi S,

カニズムを解明するとともに、NK 2 R を介した神経ペプ

Shinohara T, Tanino Y, Takemura T, Tanaka S,

チドシグナルによる病態の発症、重篤化への関与を検証す

Kobayashi H, Kitamura H. Neuropeptide signaling

ることで、皮膚炎症領域における新たな予防・改善法や治through neurokinin-1 and neurokinin-2 receptors

療ターゲットの同定と創薬に繋ぐ科学的エビデンスが得ら

augments antigen presentation by human dendritic cells.

れると考えられる。

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コスメトロジー研究報告 Vol. 29, 2021

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