岩獣会報 (Iwate Vet.), Vol. 33 (№ 1), ４−10 (2007).

総説

鉄結合性糖タンパク質ウシラクトフェリンの抗炎症作用とそのメカニズム小林

要沙織

約

ラクトフェリンは鉄結合性糖タンパク質で, 乳汁や唾液, 涙液, 鼻汁などの外分泌液中や成熟好中球の二次顆粒に存在し, 局所の非特異的免疫に深く関与している. 牛乳成分であるウシラクトフェリンの局所投与がネコの難治性口内炎に治療効果があることが明らかとなり, 補助療法として臨床応用されている. 本研究では, ウシラクトフェリンによる治療効果の機序を探るため, 好中球およびリンパ球機能への影響を検討した. その結果, ウシラクトフェリンは,好中球の非特異的貪食能および殺菌能を保持させながら吸着能および補体レセプターCD35の発現を抑制した. また, リンパ球において, 刺激によって誘導された炎症性サイトカインの発現を未刺激状態まで減少させた. このことから, ウシラクトフェリンは､ 好中球及びリンパ球に対して抗炎症効果を発揮することでネコにおける難治性口内炎の症状を緩和させていることが考えられた. さらに, ウシラクトフェリンが細胞外だけでなく細胞内へも作用している可能性が同時に示唆された.
キーワード：ウシラクトフェリン, 難治性口内炎, FIV感染症, 抗炎症作用

はじめにが人医界では盛んに行われており, 着々と臨床ラクトフェリンは, 生体内のさまざまな部分応用にむけて進められている. また, 牛乳成分に広く分布する生体防御作用を示す分子量約80であることから, 健康食品としても商品化されkDaの糖タンパク質である. トランスフェリンている. 本稿では, ウシラクトフェリンの難治ファミリーに分類されるが鉄と結合しているため, サーモンピンクの色調を呈する (図１).
その生物学的活性は多様であり, 抗菌・殺菌作用だけでなく, 免疫調節作用や抗腫瘍作用などの多機能性を有することが数多く報告されている. 抗腫瘍作用や抗炎症作用を期待して, 牛乳中より分離精製したウシラクトフェリンやレコンビナントヒトラクトフェリンの臨床応用試験

図１

岐阜大学大学院連合獣医学研究科, 岩手大学農学部獣医学科小動物内科―4―

天然型ウシラクトフェリン

性口内炎に対する抗炎症効果およびそのメカニ欲不振となって体重減少や体力の著しい消耗をズムについて紹介する.

招く. その原因には, 機械的刺激, 栄養状態,細菌およびウイルス感染などが考えられるが複ラクトフェリンの生体内における分布合している場合も多く, 特定することは容易で粘膜は常に外部環境に接触するため, その外はない. 一般に口腔内の炎症の進行とともに,分泌液はさまざまな抗菌タンパク質やペプチド細菌の二次感染が認められるようになり, さらをふくみ, 生体防御機構の第一線で重要な役割に症状を悪化させる結果となっている. また,を果たしている. その中に, ラクトフェリンは,舌や歯肉に水疱や潰瘍を形成するネコカリシウなくてはならない物質として含まれている. こイルスが口内炎の病変から分離されることも多のタンパク質は, 初乳に高濃度に含まれ, またく, 再発を繰り返す口内炎の重要な原因として

唾液, 涙液, 鼻汁などの外分泌液や成熟好中球考えられている. さらに, 免疫を抑制する疾患の二次顆粒に存在する. 大部分のラクトフェリも慢性口内炎を引き起こすことがよく知られてンは腺上皮細胞表面に発現しており, そこからいる. ネコ白血病ウイルス感染症やネコ免疫不粘液へ分泌される. そして, リゾチームや分泌全ウイルス (FIV) 感染症に罹患した多くのネ型IgAとともに, 局所における感染防御因子のコで重度の難治性口内炎がみられるのは, 免疫ひとつとして働いている. また, ラクトフェリ

力の低下による歯肉ポケットの細菌の増殖やカンは好中球内でも産生され, 血中にあるラクトリシウイルスの持続感染が原因の一部と考えら

フェリンは好中球由来だとされている. そして,れている.

炎症が起こったときには, ラクトフェリンは外一方, 前述のように唾液にはラクトフェリン分泌液中で著しく増加する. 同時に, 活性化しが10-50μg/mlの濃度で含まれており, IgAやた好中球は炎症部位へ素早く移動し, 高濃度のリゾチームなどとともに口腔内の感染防御に関ラクトフェリンを放出する [14]. ラクトフェ

与している [12]. 免疫能の低下するHIV患者

リンには, きわめて強い鉄イオンのキレート作

では, 口腔内カンジダ症に罹患すると初期では用があり, 細菌の増殖に必要な鉄を奪うことに唾液中のラクトフェリンが著しく増加しカンジよって静菌作用を示す一方, 直接細菌の細胞壁ダの増殖を抑制する [１]. しかし, 慢性化しを傷害することによって殺菌作用も示す [６,ている病変では, 唾液腺によるラクトフェリン

13]. また, 抗菌作用のみならず, 炎症や免疫の分泌機能不全が生じ, ラクトフェリン濃度が細胞の分化や増殖の調節作用を有することも明減少する結果, 再びカンジダが増殖する [18].

らかとなっている. このようにしてラクトフェ液性免疫機能が減弱しているHIV患者にとってリンは, 局所において抗菌および免疫調節作用は, 局所における非特異的免疫は二次感染を防を発揮することで感染防御機構の非特異的免疫ぐ上で必要不可欠なもので, 唾液中のラクトフェの活性化に重要な働きをしていると考えられてリンの存在はその意味でも興味深い.

いる.

HIVと近縁のFIVの感染症でも, 前述した通り, その臨床ステージが進行するにつれ, 難治ウシラクトフェリンによるネコの性口内炎が多くみられる. 難治性口内炎では,難治性口内炎の治療効果ステロイドおよび抗生物質の投与により一時的小動物臨床の現場では, ネコの口内炎を治療に口腔内の炎症と症状を緩和させる対症療法がすることが比較的多い. しばしば口臭や流涎を広く行われている. 免疫抑制が進んだ症例では,ともなって慢性化し, 罹患ネコは痛みのため食それらの薬剤を長期投与せざるを得ないのが現―5―状であるが, 免疫抑制, 肝機能への影響や菌交[16] の判断基準にしたがってウシラクトフェ代現象などの副作用の問題から常時使用していリンの投与前後を評価した. 牛乳由来の天然型

るわけにはいかない. Sato et al. [16] の研究

ウシラクトフェリン (森永乳業) を１日当たりにより, ウシラクトフェリンの局所投与はFIV40㎎/kgを少量の水に溶いて１日１回経口投与

感染ネコにおける難治性口内炎を改善することした. 投与期間は７-14日間とした. ラクトフェが報告されているが, 追実験を実施し, 口内炎

リン投与期間中に抗生剤やステロイドの投与はを呈するネコに対するウシラクトフェリンの経しなかった. その結果, 口内炎症例７例のうち口投与の治療効果を検討した. 臨床症状の改善

全例で１項目以上の臨床症状の改善効果が認めの程度を, 口腔内炎症の肉眼的変化, 流涎の消られた (表１, 図２). すなわち, 難治性口内失, 疼痛反応, 食欲の出現の項目をSato et al.

炎を有するAIDS関連症候群 (ARC) 期および投与前投与後

図２

難治性口内炎へのウシラクトフェリンの臨床効果

左が投与前, 右が投与７日後を示す. 投与前は著しい流涎および中程度の疼痛がみられたが,投与により流涎および疼痛は消失した (供試ネコ№７).

表１

難治性口内炎ネコに対するウシラクトフェリンの臨床効果

供試ネコ№FIV
病期

１−２−

３ARC 中等度口内炎

４口腔内炎症
性別流涎

疼

痛

採食量

年齢
投与前投与後投与前投与後投与前

投与後

投与前

投与後

１２２１１２１１１３１１４２４３３２Ｆ

11３１２１２１１１ARC 中等度口内炎

Ｆ

12３３３

１３２２１５ARC 重度口内炎

Ｍ10４４３３４３４４６ARC 軽度口内炎

Ｍ12２２１１２１２１７ AIDS 中等度口内炎

Ｍ13３３３１３１３２

猫ウイルス性鼻気管炎
CM中等度歯肉炎
急性腎不全
Ｍ重度口内炎

スコア：口腔内炎症, 流涎, 疼痛；４は重度, ３は中程度, ２は軽度, １は無症状.
採食量；４は食欲廃絶, ３は通常の１/３程度, ２は１/２程度, １は正常.
Ｆ：雌, Ｍ：雄, CM：去勢雄
難治性口内炎症例に対し, 天然型ウシラクトフェリン40㎎/㎏を少量の水に溶かし７日間連続経口投与した.
―6―

AIDS期のFIV陽性ネコでは, ７日間のウシラウシラクトフェリンの経口投与がこれらの好中クトフェリンの経口投与によって５頭中４頭が球機能に及ぼす影響を明らかにするため, 好中

流涎, 疼痛反応および食欲不振の症状が改善し球の吸着能, 貪食能, 殺菌能および貪食に関与た. 流涎の消失がすぐみられ, 続いて疼痛反応する膜表面にある補体レセプターCD35 (comp-の消失および食欲の回復が投与７日以内に観察

lement receptor １) の発現率を調べた. そのされた. さらに, AIDS期のFIV陽性ネコへの結果, ７日間のウシラクトフェリンの経口投与37日間の長期投与試験でも, ARC期と同様に後, 非特異的貪食能は, 無症状キャリア (AC)改善効果を早期のうちに示した (図２). また,期FIV陽性ネコで有意に増加していた (図３Ａ).

長期に投与することによって, 変化しにくい口Sato et al. [16] によると14日間投与したFIV腔内の肉眼的炎症の緩和も次第に認められたた

陰性ネコにおいても貪食能が有意に増加していめ, 口腔内の肉眼的炎症の改善は, 他の項目にたことから, 反応の時期の違いはあるものの貪比較して, より投与の時間を要することが示さ

食能をウシラクトフェリンは増強することが明れた. また, 急性腎不全と猫ウイルス性鼻気管らかとなった. また, 殺菌能を評価している化炎による口内炎を呈したFIV陰性ネコでもウシ学発光の強度は増加傾向にあり, 反応ピーク時ラクトフェリン投与によって, 口腔内の疼痛お間も短縮傾向にあった (図３Ｂ). 非特異的貪

よび流涎の改善が観察された. したがって, ウシラクトフェリンは軽度から中等度の口腔内炎症に対して広く改善効果があることが示された.
ウシラクトフェリンが好中球機能に及ぼす影響
ウシラクトフェリンは口内炎に対して治療効果を示したが, 生体内ではどのような変化が起きているのであろうか. 重症かつ慢性的な歯肉炎や口内炎がみられる病態として, 好中球機能が破綻した慢性肉芽腫症や白血球粘着不全症およびリンパ球機能不全となった免疫不全症候群や重症複合免疫不全症があげられる [５,９].
いずれの疾患も口腔内のみならず全身性に細菌,真菌やウイルスの重症感染を繰り返す. これらの報告からも, 炎症および感染に対する好中球機能およびリンパ球機能の重要性が裏付けられ図３るであろう.
初めに著者はウシラクトフェリンと好中球機能の関係について注目した. 好中球は生体内に病原微生物が侵入した時に, 直ちに血管上皮細胞をすり抜けてその部位に遊走して病原体を貪食し, 殺菌する機能を有しており, 非特異的感ウシラクトフェリンの経口投与が好中球機能およびレセプター発現へ及ぼす影響

FIV陰性ネコ (ｎ＝４) および無症状キャリア (AC)期FIV陽性ネコ (ｎ＝４) に対し, ウシラクトフェリン40㎎/㎏を７日 (A-C) ないし14日間 (Ｄ) 経口投与した. 投与前後にカラム法による好中球の貪食能 (Ａ),ルミノール化学発光試験による殺菌能 (Ｂ), 吸着能(Ｃ) および膜補体レセプターCD35の発現率 (Ｄ) を測定した.
アスタリスク (＊) は, 投与前後の統計学的有意差(ｐ<0.05) を示す.

染防御の重要な役割を果たしている. そこで,
―7―

食能および殺菌能を促進する方向に働く一方で,後でも十分抑制効果があることが考えられた.

ウシラクトフェリンは, 吸着能および補体レセ

このことは, 炎症が起きてからでもウシラクトプターCD35発現率を抑制する方向に作用する

フェリンが炎症性サイトカインの発現を抑制で現象も認められた (図３Ｃ, Ｄ). 後者は, 炎きる可能性を示唆している. また, 別の実験で,症を感知した好中球が血管内皮細胞に接着し炎リポポリサッカライドで刺激して増加したイン症部位へと浸潤し, 病原体に付着する際に重要

タ ー ロ イ キ ン ( IL ) - １ お よ び 腫 瘍 壊 死 因 子な働きをして炎症の進展に深く関わる. したがっ(TNF)-αもウシラクトフェリンの添加が定常て, ウシラクトフェリンは好中球の炎症に対す状態までその発現を抑制したことから (データる反応を抑制しながら, 同時に非特異的免疫能は示していない), 病原体や外部刺激によってを保持させていることが考えられた. 実際, さ生じた炎症性サイトカインの発現をウシラクト

まざまな炎症モデルでウシラクトフェリンの抗フェリンが調節し, 抗炎症効果に関与している炎症効果が顕著に現れている報告が多くありことが考えられた.

[19,22], 口内炎に対するウシラクトフェリン

それでは, ウシラクトフェリンはどのような療法の治療効果のひとつには好中球機能の調節機序でサイトカインの発現を調節しているので作用が関与していることが考えられた.

あろうか. もともと, 活性化したリンパ球, 腸上皮細胞, 好中球, マクロファージにはラクト

ウシラクトフェリンがリンパ球機能にフェリンレセプターが存在する [３,17,20].

及ぼす影響
好中球などの貪食細胞が病原体に反応すると,その情報がリンパ球へ伝達され特異的免疫機構が動き出す. その情報伝達は, 直接の細胞間相互作用とサイトカインによってなされるが, 近年サイトカインネットワークが, 免疫応答および炎症反応の調節において重要な役割を果たしているとの認識が強まってきている. ラクトフェリンの研究でも, 炎症性サイトカインを含む種々のサイトカインの発現や産生へ与える影響について調べられ, 数多くの報告がなされている[４,21]. そこで, 次にウシラクトフェリンの

図４

添加培養がネコの単球およびリンパ球 (末梢単核球) における炎症性サイトカインの発現に及ぼす影響を調べた. その結果, FIV陰性ネコおよびFIV陽性ネコの末梢単核球において, ウシラクトフェリンの添加培養は, 刺激に反応して増加したインターフェロン (IFN)-γの発現を未刺激の状態まで減少させることが明らかとなった (図４). コンカナバリンＡ (ConA) 刺激
前後の様々な時間にウシラクトフェリンを添加

ウシラクトフェリンがネコ末梢血単核球におけるConA誘導サイトカイン発現へ及ぼす影響

ConA (終濃度10μg/ml) にて刺激した細胞 (５×10６個/ml) にウシラクトフェリン (bLF) 終濃度500μg/mlを添加あるいは無添加し４時間培養した. bLF添加時間は次のように表した：-30；bLFをConA刺激の30分前に添加, +10, +20, +40；bLFをConA刺激の10, 20,40分後に添加. FIV陰性ネコ (Ａ) およびARC期FIV
陽性ネコ (Ｂ) における各サイトカインの発現を半定量的RT-PCR法にて測定し, PCR産物は２％アガロースゲルにて電気泳動した (ａ).
(Ａ-ｂ) リアルタイムRT-PCR法により測定したIFNγの増幅プロット.
(Ｂ-ｂ) IFN-γ発現の電気泳動像をグラフ化したもの
で, コントロールを１とした.

してもIFN-γ発現を抑制したことから, 刺激―8―精力的な研究により, ラクトフェリンはレセプ

この所見から, ウシラクトフェリンは, チロシ

ターを介して, あるいはエンドサイトーシスにンキナーゼ/細胞外シグナル調節キナーゼとはよって細胞内へ取り込まれ, 核内まで移動し,別の細胞内伝達経路あるいは細胞外シグナル調さまざまな転写因子を調節することが明らかに

節キナーゼの下流を干渉することによって,なりつつある [７,15]. そして, 最近ではラクConA誘導IFN-γ発現を抑制していることが示

トフェリンが細胞内のシグナル伝達経路に作用唆された. したがって, ウシラクトフェリンは,する可能性があげられ, ラクトフェリンレセプ

免疫細胞に対して, 細胞外のみならず細胞内へターもまたいくつかの免疫調節機能を調節しても作用する可能性が考えられた.

いるのではないかと言われている. このシグナ
ル伝達は, 私たちの生体を構成する細胞にとっ以上の結果から, 口内炎に対するウシラクトてなくてはならない大切な機構である. 細胞のフェリンの局所投与は, 口腔内の好中球機能お機能を維持するためには, 細胞の中に存在するよびリンパ球機能の免疫機能を維持させながらタンパク質をリン酸化, 脱リン酸化させる反応も, 抗炎症効果を発揮することがひとつの機序を繰り返して, 外界刺激を伝達していく必要がとなって口内炎の臨床症状を緩和していることあって, 細胞増殖や分化から免疫応答まで実にが考えられた. また, ラクトフェリンは発痛物多様な生理活性が制御されているのである. そ質であるプロスタグランジンＥ２の産生を抑制

こで, 末梢血単核球におけるIFN-γ産生にはすること, 脊髄にあるμ-オピオイドレセプター

チロシンキナーゼおよび細胞外シグナル調節キを介して痛みの下行性抑制系を刺激することでナーゼ経路が使用されるとの報告から [８,11],鎮痛作用を発揮することがすでに報告されておウシラクトフェリンの添加培養によるサイトカ

り [２,10], ウシラクトフェリン塗布後に早期イン調節の機序を探るために, FIV陰性ネコにに観察される疼痛の減少あるいは消失に関わっおける末梢血単核球の細胞内シグナル伝達経路との関係を検索した. その結果, ウェスタンブ
ロッティングにより, チロシンキナーゼおよび細胞外シグナル調節キナーゼは, ConA刺激後10分以内に活性化し, 刺激40分までには定常状態に戻ることが明らかとなった (図５Ａのバンドａおよびｂ, Ｂ). さらに, ConAで誘導されたIFN-γの発現がチロシンキナーゼ阻害剤および細胞外シグナル調節キナーゼ阻害剤によってある程度抑制されたことから (図５Ｃ),
ConA誘導IFN-γの発現にはチロシンキナーゼ

図５および細胞外シグナル調節キナーゼシグナル伝達経路の活性化が必要であることが示された.
しかし, 前述の結果では, ウシラクトフェリンの添加が, ConA刺激の40分後, つまりConAによるチロシンキナーゼおよび細胞外シグナル調節キナーゼの活性化がすでに終了してしまっ

FIV陰性ネコ末梢血単核球におけるConA
誘導IFN-γ発現とチロシンキナーゼおよび細胞外シグナル調節キナーゼとの関係(Ａ) ConAが誘導するチロシンリン酸化の経時変化.
(Ｂ) ConAが誘導する細胞外シグナル調節キナーゼ(ERK) リン酸化の経時変化. (Ｃ) 各種キナーゼ阻害剤がFIV陰性ネコ末梢血単核球におけるConA誘導サイトカインの発現に及ぼす影響. geni.：チロシンキナー
ゼ阻害剤, PD：細胞外シグナル調節キナーゼ阻害剤,
SB：ｐ38阻害剤, SP：ストレス活性化プロテインキナー
ゼ阻害剤.

た後でも, IFN-γの発現を十分抑制していた.
―9―ていると考えられている. その多様な生物学的[10] Hayashida K, Takeuchi T, Shimizu H

活性から考えても, 口内炎に対するウシラクトet al. ： Brain Research, 965, 239-245

フェリンの治療機序の解明にはさらなる検討が(2003)必要であると思われる. ラクトフェリンには,[11] Mainiero F, Gismondi A., Soriani A. et

まだ多くの可能性が秘められており, 口内炎症

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例の臨床応用のほかにも, 好中球機能低下症や[12] Masson PL, Heremans JF, Dive CH：腫瘍性疾患症例などに対する使用も今後さらにClin Chim Acta, 14, 735-739 (1966)検討されていくものと考えられる. そして, ラ[13] Nemet K, Simonovits I：Haematologia(Budap) 18, ３-12 (1985)

クトフェリンが補助療法として, 一例でも多く[14] Pauline PW, Sonia UL, Orla MC：Bio-の症例の役に立つことを願っている.

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