今日の話題
496 化学と生物 Vol. 52, No. 8, 2014
アレルギー炎症と IgE Heterogeneity
ヒスタミン遊離因子によるマスト細胞活性化調節
ヒトの体は外来から異物が侵入すると，それを排除し ようと免疫応答が起こる．しかし，この免疫反応が生体 内で過剰に起こると，生体防御反応のバランスは崩れ，
さまざまな疾患が発症する．その一つにアレルギー疾患 がある．喘息，アトピー性皮膚炎，花粉症および食物ア レルギーといったアレルギー疾患は多種多様な病態を形 成し，さまざまな免疫担当細胞が病態形成にかかわって いる．また，これらの疾患において抗原特異的IgE抗体 が非常に重要な役割を担っていることは周知の事実であ る．
マスト細胞はその細胞表面上に高親和性IgE受容体
（Fc
ε
RI）を発現し，Fcε
RIの架橋が起こるとマスト細胞内 に活性化シグナルが伝達される．活性化したマスト細胞 は，さまざまな化学伝達物質（ヒスタミンやロイコトリエ ン）および炎症性サイトカイン（TNF-α
やIL-6）を放出 し，全身性および局在性のアレルギー炎症を惹起する．一般的にマスト細胞は2段階の機序を経て活性化する と考えられていた．最初のステップは 感作 と呼ば れ，Fc
ε
RIに抗原特異的IgEが結合する．次に，この IgEに抗原が結合することにより 受容体の架橋 が発 生し，マスト細胞の活性化が誘導される．しかし，われ われとKrystalらは今までの常識をくつがえす現象を報 告した．すなわち，マスト細胞は，抗原が存在しなくて もIgE単独で活性化される（抗原非依存性マスト細胞活 性化機序）ということである（1, 2）．おもしろいことに，われわれの用いたIgEでは生存延長のみが誘導されたの に対し，Krystalらが使用したIgEは，さまざまなマス ト細胞の活性化イベントを誘導した．このことから，わ れわれはIgEは個々で異なる性質を保持している（het- erogeneity）のではないかと考え，検証を試みた．そし て，ある種類の単量体IgEはすべてのマスト細胞活性化 イベント（ヒスタミン遊離，生存延長，分化／増殖，サ イトカイン／ケモカイン産生，細胞遊走，細胞接着な ど）を惹起するが，別な単量体IgEでは生存延長のみ誘 導するという結果を得たのである（3）（図1）．われわれは こ れ ら の 単 量 体IgEを そ れ ぞ れhighly cytokinergic
（HC） IgEおよびpoorly cytokinergic （PC） IgEと分類 した．しかし，この単量体IgEによるマスト細胞活性化
機序が解明された段階では，分子レベルで何がIgEの多 様性を決定しているかは不明であった．
ヒスタミン遊離因子（histamine-releasing factor ; HRF）
は1980年代にその存在が明らかとなった液性因子であ り，その後，MacDonaldらにより遺伝子が単離され，
アミノ酸配列が決定された（4）．HRFは別名translation- ally controlled tumor protein （TCTP）と呼ばれ，細胞 内および細胞外の両方で機能するタンパク質である．細 胞内機能としては細胞増殖，細胞死抑制，悪性形質転 換，細胞骨格調節などにかかわる一方，細胞外では一部 のアレルギー患者由来のIgE （IgE＋）が結合した好塩基 球を活性化し，ヒスタミン遊離やIL-4/IL-13産生を誘導 することが知られていた．しかしこの作用は，健常者な どのIgE （IgE-）が結合した好塩基球では観察されない．
そのほかにHRFはT細胞，B細胞，好中球および好酸 球に対しても細胞外機能を示すことが報告されている．
さらにHRFは喘息患者気管支肺胞洗浄液中などに検出 されることから，アレルギー炎症，特に遅発型もしくは 慢性アレルギー炎症に関与することが示唆されていた．
しかし，遺伝子決定から10年以上も経過したにもかか わらず，つい最近までその受容体は同定されてこなかっ た．また，HRFを欠損したマウスが胎生致死であるこ とや，細胞内と細胞外の機能を別々に解析する手段がな かったことから，詳細な作用機序，特に での HRFの役割に関しては全く不明であった．
HC IgE/PC IgEの概念はこのHRFによるIgE＋/IgE− のそれと非常に類似していることから，われわれは HRFの受容体がある種類のIgEなのではないかと推測 した．そこで，さまざまなマウスIgEクローンを用いて 反応性を調べた結果，一部のIgEがHRFと結合するこ とを証明した（5）．また，一部のIgGに対してもHRFは 結合能を有し，その結合には抗体の可変部領域が必要で あることが証明された．さらに，ヒトIgEにおいても同 様に一部のIgEはHRFと結合した（6）．一方，HRF分子 内の結合部位の同定を検討したところ，N末19アミノ 酸部分およびH3部位（107‒135番目のアミノ酸部分）
であることがわかった．次に，細胞レベルでのHRFの 機能を解析するため，HRFに結合するIgE（HRF反応
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性IgE）と結合しないIgE （HRF非反応性IgE）を用い てマスト細胞のヒスタミン遊離反応およびサイトカイン 産生能を検討した．HRF反応性IgEが結合した骨髄由 来培養マスト細胞（BMMC）はHRFによって活性化 し，ヒスタミン遊離およびサイトカイン産生を起こすの に対し，HRF非反応性IgEが結合したBMMCではこれ らの反応が誘導されなかった．次に，生体内での機能を 確かめるため，マウスの皮膚アレルギーモデルにおける 検討を行った．HRF反応性および非反応性IgEを用い て，HRF誘導性即時型アナフィラキシー反応（マスト 細胞のヒスタミン遊離反応などがかかわる生体内反応）
および遅発型アナフィラキシー反応（マスト細胞から産 生されるTNF-
α
がかかわる生体内反応）を調べたとこ ろ，HRF反応性IgEを用いた場合にのみHRFによる両 アナフィラキシー反応が観察された．これらの結果か ら，HRFは生体内においてIgE依存性アレルギー反応 にかかわっていることが示唆された．次に，HRF分子の結合部位同定結果をもとに競合的 拮抗剤を開発し，その阻害作用を検討したところ，
HRFとHRF反応性IgE/IgGとの結合を阻害することが でき，さらにこの阻害剤は細胞内機能には全く影響しな かった．そこで，これを用いて，先ほどのHRF/HRF反 応性IgEによるアレルギー反応に対する阻害効果を検討 した．阻害剤を投与したマウスにHRF誘導性即時型お よび遅発型アナフィラキシー反応，さらにはマスト細胞 依存性気管支喘息を誘導したところ，阻害剤非投与群と
比較して有意な炎症反応抑制効果を示した．これらの結 果から，われわれが開発した阻害剤は，新規アレルギー 治療薬のプロトタイプとして今後の発展に希望を見いだ す薬剤と考えられる．
HRFはその分子内に2カ所のシステインが存在し，特 にC末側のシステインはHRF分子の二量体形成に重要 な役割を果たしている．われわれは二量体形成ができな い変異体を作成し，生体内におけるHRFの効果に二量 図2■HRFおよびHRF反応性IgEによるマスト細胞活性化機 序
HRF分子内には2カ所の結合部位があり，さらに，HRFは二量体 を形成する結果，二量体には4カ所のIgE結合部位が存在する．
二量体HRFがHRF反応性IgEの結合したマスト細胞に近づくと，
4つの受容体を架橋し，その結果，マスト細胞の活性化およびシ グナル伝達が起こり，アレルギー反応が誘導される．
Highly cytokinergic (HC) IgE Poorly cytokinergic (PC) IgE IL-6, TNF-
Fc RI
Fc RI
MAP
Akt 図1■Highly cytokinergic IgEと
Poorly cytokinergic IgEの分類 Highly cytokinergic (HC) IgE Poorly cytokinergic (PC) IgE
IL-6, TNF-
Fc RI
Fc RI
MAP Akt
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498 化学と生物 Vol. 52, No. 8, 2014
体形成が重要かどうか調べたところ，その変異体は HRF反応性IgEに対する結合能はあるにもかかわらず，
HRF誘導性遅発型アナフィラキシー反応を誘導できな いことから，HRFおよびHRF反応性IgEによるマスト 細胞活性化には二量体形成が必要であることを立証した
（図2）．
アトピー性皮膚炎（AD）はアレルギー疾患の一つ で，マスト細胞やIgEの関与が示唆されている．事実，
われわれが開発した抗原誘導によるADモデルではマス ト細胞とFc
ε
RIが重要であることが示されている（7）．ま た，われわれのADモデルおよび患者血清中に存在する ポリクローナルIgEが単量体IgEの効果を発揮すること を報告しており（8），AD患者における単量体IgEの効果 にHRFがかかわっているのではないかと興味をもって いた．そこで患者血清中のHRF量およびHRF反応性 IgEを測定した．HRF量は健常者と比較して有意に高 値を示した．HRF反応性IgEに関しては一部のAD患者 で検出されることから，HRF／HRF反応性IgEがAD の病態形成にかかわっている可能性が考えられる（6）．HRFはその存在が明らかになってから30年近くが経 過しようとしている．詳細な作用機序に関してはほとん ど解明されていなかったが，われわれの研究により HRF分野は飛躍的に進歩した．特に，マウスレベルで アレルギー反応におけるHRFの役割を解析できたこと，
さらには細胞外機能（アレルギー反応のみ）を抑制でき る阻害剤を開発できたことは，新規治療薬の礎を築いた と考えられる．今後はほかのアレルギー疾患における HRFの役割および阻害剤の効果，さらには新規阻害剤 の開発とその効果を検討し，将来のアレルギー治療に役 立てる研究を行いたい．
1） K. Asai, J. Kitaura, Y. Kawakami, N. Yamagata, M. Tsai, D. P. Carbone, F.T. Liu, S. J. Galli & T.
Kawakami : , 14, 791 （2001）.
2） J. Kalesnikoff, M. Huber, V. Lam, J. E. Damen, J. Zhang, R. P. Siraganian & G. Krystal : , 14, 801 （2001）.
3） T. Kawakami & J. Kitaura : , 175, 4167
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4） S. M. MacDonald, T. Rafnar, J. Langdon & L. M.
Lichtenstein : , 269, 688 （1995）.
5） J. Kashiwakura, T. Ando, K. Matsumoto, M. Kimura, J.
Kitaura, M. H. Matho, D. M. Zajonc, T. Ozeki, C. Ra, S.
M. MacDonald : , 122, 218 （2012）.
6） J. Kashiwakura, Y. Okayama, M. Furue, K. Kabashima, S. Shimada, C. Ra, R. P. Siraganian, Y. Kawakami & T.
Kawakami : , 4, 332
（2012）.
7） T. Ando, K. Matsumoto, S. Namiranian, H. Yamashita, H.
Glatthorn, M. Kimura, B. R. Dolan, J. J. Lee, S. J. Galli, Y.
Kawakami : , 133, 2695 （2013）.
8） J. Kashiwakura, Y. Kawakami, K. Yuki, D. M. Zajonc, S.
Hasegawa, Y. Tomimori, B. Caplan, H. Saito, M. Furue, H. C. Oettgen : , 58, 411 （2009）.
（柏倉淳一*1，安藤智暁*1，川上敏明*1, 2，*1 理化学 研究所統合生命医科学研究センターアレルギー研究 チ ー ム，*2 Division of Cell Biology, La Jolla Insti- tute for Allergy and Immunology）
プロフィル
柏 倉 淳 一（Jun-ichi KASHIWAKURA）
＜略歴＞2002年星薬科大学大学院博士 課程修了／同年理化学研究所免疫アレル ギー科学総合研究センター研究員／同年 米 国 La Jolla Institute for Allergy and Immunology博 士 研 究 員／2012年 日 本 大 学医学部先端医学系研究員／2014年理化 学研究所免疫アレルギー科学総合研究セ ンター研究員＜研究テーマと抱負＞アレ ルギー炎症におけるヒスタミン遊離因子
（HRF）の機能解析および新規アレルギー 治療薬の開発＜趣味＞スポーツ観戦 安藤 智暁（Tomoaki ANDO）
＜略歴＞2002年東京大学医学部医学科卒 業／小児科医として6年間勤務の後，2008 年より米国サンディエゴに留学し，川上 研究室にてアレルギーの基礎研究に携わ る．2013年より理化学研究所統合生命医 科学研究センターアレルギー研究チームの 研究員としてアレルギー研究に従事してい る＜研究テーマと抱負＞アトピー性皮膚炎 をはじめとするアレルギー疾患のメカニズ ム，マスト細胞の生物学＜趣味＞登山，写 真，博物館めぐり
川上 敏明（Toshiaki KAWAKAMI）
＜略歴＞1978年東京大学医学部医学科卒 業／東大医学部助手，NIH留学，京大医学 部助手，La Jolla Institute for Allergy and Immunology教授，理化学研究所統合生命 医科学研究センターアレルギー研究チー ム・チームリーダー＜研究テーマと抱負＞
マスト細胞の生物学，アレルギーの治療法 の開発＜趣味＞ポスドクを いじる こと
