JP2002065110A - Iii型アレルギー炎症モデル動物 - Google Patents
Iii型アレルギー炎症モデル動物Info
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Abstract
症せず、III型アレルギーであるアルサス反応を特異的
に誘導することができ、I型アレルギーに影響されるこ
となく、III型アレルギー炎症のみを評価しうる実験モ
デル動物や、かかる実験モデル動物を用いたFcγRII
Iを介したIII型アレルギー反応における反応促進又は抑
制物質のスクリーニング方法を提供すること。 【解決手段】 FcγRIIIを介した応答に対して抑制
性の働きをするFcγRIIBを排除するために、Lyn
及びFcγRIIBの両分子の欠失変異がホモ接合体の状
態になっているマウス(Lyn-IIB-)をLynノックアウ
トマウス(Lyn- /-)とFcγRIIBノックアウトマ
ウス(FcγRIIB-/-)を掛け合わせて作製し、全身
性受動アナフィラキシーにおけるFcγRIII機能の欠
損や、骨髄由来肥満細胞におけるFcγRIII機能の減
弱等を測定評価する。
Description
あるアナフィラキシーを発症せず、III型アレルギーで
あるアルサス反応を特異的に誘導することができるIII
型アレルギー炎症の実験モデル動物や、かかる実験モデ
ル動物を用いるFcγRIIIを介したIII型アレルギー反
応における反応促進又は抑制物質のスクリーニング方法
に関する。
乳類に至る全ての脊椎動物の体液中に存在し、リンパ系
細胞によって産生され、物理化学的性質や免疫学的性質
によって5つのクラス、すなわちIgG,IgM,Ig
A,IgD及びIgEに分類され、分子の基本構造は各
クラス共通で、分子量5〜7万のH鎖と分子量2.3万
のL鎖とから構成され、IgG,IgM,IgA,Ig
D,IgEに対応してγ,μ,α,δ,ε鎖と呼ばれる
構造のH鎖を有することが知られている。このIg分子
をパパインで分解して得られるヒンジ部からC末端まで
のH鎖2本がS−S結合で結ばれているものはFcフラ
グメントと呼ばれ、このFcフラグメントが結合する細
胞表面上の受容体はFcレセプター(以下「FcR」と
いう)と呼ばれている。これらFcRは、細胞内のシグ
ナル伝達を導出して、リガンドである抗原−抗体複合体
によって、クロスリンクすることで数多くのエフェクタ
ーの応答を誘発する造血細胞表面分子のファミリーを構
成することが知られている。また、IgのFc領域に対
して親和性をもち細胞表面上に存在しているFcRは、
抗体依存性細胞傷害反応、過敏性反応などの免疫応答に
関与することが知られている。
的に結合するFcγレセプター、IgEのε鎖に特異的
に結合するFcεレセプター、IgAのα鎖に特異的に
結合するFcαR等の種類が知られている。これら免疫
担当細胞のFcレセプターは細胞機能と重要な関係があ
り、大部分のリンパ球、T細胞リンパ球の一部、単核
球、好中球、好塩基球、マクロファージ、肥満細胞(マ
スト細胞)及び血小板等に多く存在していることが知ら
れている。また、これらのレセプターは抗体に依存した
リンパ球機能に役割を果たすが、その固有の機能に関し
ては不明な点が多い。Fcγレセプター(以下「Fcγ
R」という)は遺伝子構造の類似性に基づいてタイプI
(CD64抗原)、タイプII(CD32抗原)、タイプ
III(CD16抗原)の3種に大きく分類され、Fcγ
RIは、分子量72kDaの糖タンパク質であり、Ig
G単量体と高い親和性で結合し、単球とマクロファージ
に発現し、FcγRIIは、他のFcRとは異なりIgG
単量体に対して低親和性であり、免疫複合体となった多
価IgGと結合し、単球、マクロファージ、多形核白血
球(PMN)、マスト細胞、血小板、いくつかのT細胞
リンパ球及びいくつかのB細胞リンパ球を含む造血幹細
胞に広く発現し、またFcγRIIIは、低親和性のFc
γRで、ナチュラルキラー細胞、マクロファージ、PM
N及びマスト細胞に発現することが、それぞれ知られて
いる。また、FcγRIIには遺伝子配列が異なるFcγ
RIIA、FcγRIIB及びFcγRIICの3種類の受容
体が存在しており、いずれの染色体も1q23に位置し
ていることも知られている。
アウトマウスが次々と作製され(Cell 75, 969-976, 19
93、Cell 76, 519-529, 1994、Nature 379, 346-349, 1
996、Immunity 5, 181-188, 1996、Nature 369, 753-75
6, 1994、J. Immunol. 152,3378-3390, 1994、Proc. Na
tl. Acad. Sci. USA 91, 6835-6839, 1994)、いくつか
のFcRの生理的機能の理解が進んでいる。また本発明
者らは、IgEの高親和性レセプターであるFcεRI
に会合しているホモダイマー分子として単離同定された
FcRγ鎖に対するノックアウトマウスを作製している
(Cell, 76,519-529, 1994)。そして、このFcRγ鎖
ノックアウトマウスは、少なくともFcγRI、Fcγ
RIII、FcεRIの3種のFcRの発現及び機能を失
っていることも知られている。
依存性に様々な免疫・炎症反応を開始する分子である。
FcRは、複数の細胞種に重複して発現するため、個々
のFcRの役割は、遺伝的にFcR発現を欠損する幾つ
かのマウスが作出されて始めて明らかとなった。現在、
FcRの役割は、生体防御のみならずアレルギー(Cell
75, 969-976, 1993、Cell 76, 519-529, 1994)、アル
サス反応(Science 265, 1095-1098, 1994、Immunity
5, 387-390)、リウマチ様関節炎(J. Exp. Med. 189,
187-194, 1999、J. Exp. Med. 191, 1611-1616, 200
0)、免疫性糸球体腎炎(Kidney Int. 54, 1166-1174,
1998、Eur. J. Immunol. 30, 1182-1190, 2000)、自己
免疫性血管炎(Blood 94, 3855-3863, 1999)、全身性
紅斑性狼創(Science 279, 1052-1054, 1998)、グット
パスチャー症候群(Goodpasture's;J. Exp. Med. 191,
899-906, 2000)など病気の成立にも関与することが明
らかにされている。また、上記変異マウスの知見より、
様々な免疫過程におけるFcRの不可欠な役割も解明さ
れつつある(Annu. Rev. Immunol. 16, 421-432, 199
8、Annu. Rev. Immunol. 15, 203-234, 1997、Takai,
T., and J. V. Ravetch. 1998. Fc receptor genetics
and the manipulation of genes in the study ofFcR b
iology. In Immunoglobulin Receptors and their Phys
iological and Pathological Roles in Immunity. J.
G. J. van de Winkel nad P. Mark Hogarth,editors. K
luwer Academic Publishers, Netherland, 37-48)。
種の区別される免疫応答、IgG依存性アナフィラキシ
ー(J. Clin. Invest. 99, 915-925, 1997、J. Clin. I
nvest. 99, 901-914, 1997、J. Exp. Med. 189, 1573-1
579, 1999)と受動的アルサス反応(Science 265, 1095
-1098, 1994、Immunity 5, 387-390、J. Exp. Med.184,
2385-2392, 1996、Immunity 5, 181-188, 1996、Eur.
J. Immunol. 30, 481-490, 2000)の開始に、中心的な
役割を果たしていることも報告されている。これらの免
疫応答モデルは、病気の発症時期と組織像の違いで互い
に区別されている。アナフィラキシーは、皮膚の浮腫や
全身性の血液供給不全(ショック)を抗原暴露直後に発
症するが、一方アルサス反応は、出血を伴う組織障害と
して、抗原暴露後数時間を経てから見られる。現在、こ
れらの特徴を示すモデルの病態成立は、炎症性メディエ
ーター、例えば、ヒスタミンやセロトニンなどの既存物
質や、アラキドン酸代謝物やサイトカインなどの新たに
合成される物質などの、時間限定的放出の結果として説
明されている。しかし、これらのモデルの病態成立に関
係する細胞内の機構は不明である。
ゼに属し、ITAMモチーフ(細胞内チロシンキナーゼ
のSH2領域により認識され結合するアミノ酸配列)を
持つ様々な免疫受容体と会合し、細胞内シグナル伝達を
開始する機能を有することが知られている(Int. J. Bi
ochem. Cell. Biol. 29, 397-400, 1997、Annu. Rev.Im
munol. 17, 555-592, 1999)。最近のLyn欠損マウス
を使った研究では、個体内において、B細胞やマスト細
胞の正常機能にLynが必須の役割を果たすことが示さ
れている(Cell 83, 301-311, 1995、Immunity 3, 549-
560, 1995、Immunity 7, 69-81, 1997)。実際には、L
yn欠損マウスでは、IgEと抗原により惹起される皮
膚のアナフィラキシー反応が著明に障害されており、F
cεRIを介したシグナル伝達にはLynが重要な役割
を果たしている(J. Immunol.158, 2350-2355, 199
7)。
ファミリーに属するLynチロシンキナーゼは、FcR
等の様々な受容体に機能的に会合し、細胞内情報伝達に
おいて重要な役割を果たしている。一方、自己免疫疾患
やアレルギー反応等の免疫複合体が関与する炎症反応に
おいて、マスト細胞等に発現しているIgGのFcγR
の役割が注目されており、例えばFcγRIIIは免疫複
合体を介してマスト細胞を活性化し、逆にFcγRIIB
は抑制することがノックアウトマウスを用い研究によっ
て明らかにされている。しかし、通常はFcγRIIBが
抑制的に作用するためにIII型アレルギー炎症のみを評
価しうることはできなかった。本発明の課題は、I型ア
レルギーであるアナフィラキシーを発症せず、III型ア
レルギーであるアルサス反応を特異的に誘導することが
でき、I型アレルギーに影響されることなく、III型ア
レルギー炎症のみを評価しうる実験モデル動物や、かか
る実験モデル動物を用いたFcγRIIIを介したIII型ア
レルギー反応における反応促進又は抑制物質のスクリー
ニング方法を提供することにある。
を解決するために鋭意研究し、FcγRIIIを介した応
答に対して抑制性の働きをするFcγRIIBを排除する
ために、LynとFcγRIIBの2重欠損マウスを作製
し、全身性受動アナフィラキシーをIgG−免疫複合体
で誘導することにより、FcγRIIIの情報伝達の下流
においてLynの役割がどのような意味を持つのか検討
し、全身性受動アナフィラキシーはLyn要求性であ
り、逆受動アルサス反応はLyn非要求性であることか
ら、FcγRIIIを介したアレルギー応答につながる経
路には、Lyn依存性と非依存性の2つの経路があり、
III型アレルギー反応におけるLyn非依存性経路の機
能性に着目し、本発明を完成するに至った。
アナフィラキシーを発症せず、III型アレルギーである
アルサス反応を特異的に誘導することを特徴とするIII
型アレルギー炎症モデル非ヒト動物(請求項1)や、L
yn及びFcγIIBの遺伝子機能が染色体上で欠損して
いることを特徴とする請求項1記載のIII型アレルギー
炎症モデル非ヒト動物(請求項2)や、非ヒト動物が齧
歯目動物であることを特徴とする請求項1又は2記載の
III型アレルギー炎症モデル非ヒト動物(請求項3)
や、齧歯目動物がマウスであることを特徴とする請求項
1〜3のいずれか記載のIII型アレルギー炎症モデル非
ヒト動物(請求項4)に関する。
載のIII型アレルギー炎症モデル非ヒト動物に被検物質
を投与し、該非ヒト動物におけるFcγRIII機能を測
定・評価することを特徴とするFcγRIIIを介したIII
型アレルギー反応における反応促進又は抑制物質のスク
リーニング方法(請求項5)や、非ヒト動物におけるF
cγRIII機能の測定・評価が、全身性受動アナフィラ
キシー応答強度を指標とした、抗原投与時以降の直腸内
温度の測定・評価であることを特徴とする請求項5記載
のFcγRIIIを介したIII型アレルギー反応における反
応促進又は抑制物質のスクリーニング方法(請求項6)
や、請求項1〜4のいずれか記載のIII型アレルギー炎
症モデル非ヒト動物由来の骨髄細胞から誘導した骨髄由
来肥満細胞を生体外で被検物質と接触させ、該骨髄由来
肥満細胞におけるFcγRIII機能を測定・評価するこ
とを特徴とするFcγRIIIを介したIII型アレルギー反
応における反応促進又は抑制物質のスクリーニング方法
(請求項7)や、骨髄由来肥満細胞におけるFcγRII
I機能の測定・評価が、肥満細胞の脱顆粒能、肥満細胞
の細胞質内カルシウム動態、又は肥満細胞の全タンパク
質チロシンリン酸化の測定・評価であることを特徴とす
る請求項7記載のFcγRIIIを介したIII型アレルギー
反応における反応促進又は抑制物質のスクリーニング方
法(請求項8)や、請求項1〜4のいずれか記載のIII
型アレルギー炎症モデル非ヒト動物と、FcγIIBの遺
伝子機能が染色体上で欠損している非ヒト動物とを用い
ることを特徴とする請求項5〜8のいずれか記載のFc
γRIIIを介したIII型アレルギー反応における反応促進
又は抑制物質のスクリーニング方法(請求項9)や、請
求項5〜9のいずれか記載のFcγRIIIを介したIII型
アレルギー反応における反応促進又は抑制物質のスクリ
ーニング方法により得られた抑制物質を有効成分とする
ことを特徴とするIII型アレルギー反応に起因する疾病
の治療薬(請求項10)に関する。
デル非ヒト動物としては、I型アレルギーであるアナフ
ィラキシーを発症せず、III型アレルギーであるアルサ
ス反応を特異的に誘導する非ヒト動物であれば、特に制
限されるものではなく、例えば、Lyn及びFcγIIB
の遺伝子機能が共に染色体上で欠損している非ヒト動物
を具体的に例示することができ、ここでLyn及びFc
γIIBの遺伝子機能が共に染色体上で欠損している非ヒ
ト動物とは、例えばLynやFcγIIBをコードする非
ヒト動物の内在性遺伝子の一部もしくは全部が破壊・欠
損・置換等の遺伝子変異により不活性化され、野生型に
おいてLyn及びFcγIIBを発現する機能を失なった
非ヒト動物等をいう。また本発明における非ヒト動物と
しては、マウス、ラット、モルモット等の齧歯目動物を
具体的に挙げることができるが、これらに限定されるも
のではない。以下、Lyn及びFcγIIBの遺伝子機能
が共に染色体上で欠損している非ヒト動物の作製方法
を、Lyn及びFcγIIBの遺伝子機能が共に染色体上
で欠損したマウスを例にとって説明する。
したマウス、すなわちLynノックアウトマウス(Ly
n-/-)を作製する。Lynノックアウトマウスは、文
献(Immunity 3, 549-560, 1995)に記載する方法等に
よって作製することができる。具体的には、マウス遺伝
子ライブラリーからPCR等の方法により得られた遺伝
子断片を用いて、Lyn遺伝子をスクリーニングし、ス
クリーニングされたLyn遺伝子を組換えDNA技術に
より、Lyn遺伝子の一部又は全部を、例えばネオマイ
シン耐性遺伝子等のマーカー遺伝子で置換し、5′末端
側にジフテリアトキシンAフラグメント(DT−A)遺
伝子や単純ヘルペスウイルスのチミジンキナーゼ(HS
V−tk)遺伝子等の遺伝子を導入してターゲティング
ベクターを作製し、この作製されたターゲッティングベ
クターを線状化し、エレクトロポレーション(電気穿
孔)法等によってES細胞に導入し、相同的組換えを行
い、その相同的組換え体の中から、G418やガンシク
ロビア(GANC)等の抗生物質に抵抗性を示すES細
胞を選択する。この選択されたES細胞が目的とする組
換え体かどうかをサザンブロット法等により確認するこ
とが好ましい。
マイクロインジェクションし、かかる胚盤胞を仮親のマ
ウスに戻し、キメラマウスを作製する。このキメラマウ
スを野生型のマウスと交配させると、ヘテロ接合体マウ
スを得ることができ、また、このヘテロ接合体マウスを
交配させることによって、Lynノックアウトマウスを
得ることができる。そして、かかるLynノックアウト
マウスにおけるLyn遺伝子機能が染色体上で欠損して
いることを確認する方法としては、例えば、上記の方法
により得られたマウスの尾端の一部からDNAを分離し
てサザンブロット法等により調べたり、このマウスの骨
髄細胞等からRNAを単離してノーザンブロット法等に
より調べたり、またこのマウスのLynの発現をウエス
タンブロット法等により調べる方法を挙げることができ
る。
RIIB遺伝子機能が染色体上で欠損したマウス、すなわ
ちFcγRIIBノックアウトマウスを作製する。Fcγ
RIIBノックアウトマウス(FcγRIIB-/-)は、文
献(Nature 379, 346-349, 1996)に記載する方法や、
上記Lynノックアウトマウスの作製方法と同様な方法
等によって作製することができる。
染色体上で欠損したダブルノックアウトマウス、すなわ
ちLyn及びFcγRIIBの両分子の欠失変異がホモ接
合体の状態になっているマウス(Lyn-IIB-)は、上記L
ynノックアウトマウス(Lyn-/-)とFcγRIIB
ノックアウトマウス(FcγRIIB-/-)系統のマウス
を掛け合わせて作製することができる。また、本発明に
おけるFcγIIBの遺伝子機能が染色体上で欠損してい
るマウスとして、上記FcγRIIBノックアウトマウス
(FcγRIIB-/-)、好ましくはダブルノックアウト
マウス(Lyn-IIB-)と同腹子のLyn+/-FcγRIIB
-/-マウス(IIB-)を例示することができる。
アレルギー反応における反応促進又は抑制物質のスクリ
ーニング方法としては、本発明のI型アレルギーである
アナフィラキシーを発症せず、III型アレルギーである
アルサス反応を特異的に誘導するIII型アレルギー炎症
モデル非ヒト動物、例えば上記ダブルノックアウトマウ
ス(Lyn-IIB-)に被検物質を投与し、該非ヒト動物にお
けるFcγRIII機能を測定・評価するスクリーニング
方法や、本発明のI型アレルギーであるアナフィラキシ
ーを発症せず、III型アレルギーであるアルサス反応を
特異的に誘導するIII型アレルギー炎症モデル非ヒト動
物、例えば上記ダブルノックアウトマウス(Lyn-IIB-)
由来の骨髄細胞から誘導した骨髄由来肥満細胞を生体外
で被検物質と接触させ、該骨髄由来肥満細胞におけるF
cγRIII機能を測定・評価するスクリーニング方法で
あれば特に制限されるものではないが、スクリーニング
に際して、FcγRIII機能の程度をFcγIIBの遺伝
子機能が染色体上で欠損している非ヒト動物、例えば前
記FcγRIIBノックアウトマウス(FcγRII
B-/-)、好ましくはダブルノックアウトマウス(Lyn-I
IB-)と同腹子のLyn+/-FcγRIIB-/-マウス(II
B-)と比較評価することが好ましい。
を測定・評価する方法としては、例えば、被検物質を生
体内に投与する場合は、全身性受動アナフィラキシー応
答強度を指標とした、抗原投与時以降の直腸内温度を測
定・評価する方法や、組織内の好酸球や肥満細胞等から
放出される顆粒内に含まれる物質を、ELISAやウエ
スタンブロット等により測定・評価する方法などを挙げ
ることができ、被検物質を骨髄由来肥満細胞と生体外で
接触させる場合は、かかる肥満細胞における脱顆粒能、
肥満細胞における細胞質内カルシウム動態、肥満細胞の
全タンパク質チロシンリン酸化等を測定・評価する方法
などを挙げることができる。
る、FcγRIIIを介したIII型アレルギー反応における
反応促進又は抑制物質の候補物質としては、FcγRII
Iに対するアゴニスト及びアンタゴニスト、Lynに依
存しないシグナル伝達経路に対して作用を有するタンパ
ク質・ペプチド等を挙げることができる。また、本発明
のIII型アレルギー反応に起因する疾病の治療薬として
は、前記いずれか記載のFcγRIIIを介したIII型アレ
ルギー反応における反応促進又は抑制物質のスクリーニ
ング方法により得ることができる抑制物質を有効成分と
するものであれば特に制限されるものではなく、かかる
治療薬を哺乳動物等に適宜方法で投与することにより、
III型アレルギー反応に起因する疾病、例えば血清病、
糸球体腎炎、ループス腎炎、過敏性肺臓炎等を治療する
ことができる。
明するが、この発明の技術的範囲はこれらの実施例に限
定されるものではない。 実施例A[材料と方法] A−1(マウス) すべての実験において、特定の病原体に関して無感染で
ある状況において飼育している7週齢から12週齢のマ
ウスを使用した。Lyn及びFcγRIIBの両分子の欠
失変異がホモ接合体の状態になっているマウス(Lyn-II
B-)は、Lyn- /-(Immunity 3, 549-560, 1995)とF
cγRIIB-/-(Nature 379, 346-349, 1996)系統のマ
ウスを掛け合わせて作製した。また、同腹子のLyn
+/-FcγRIIB-/-マウス(IIB-)を上記Lyn-/-F
cγRIIB-/-マウス(Lyn-IIB-)のコントロールとし
て用いた。
I1640[最終濃度で、5ng/mlのマウスIL−
3(R&D Systems Inc, Minneapolis, MN)、10%の非
動化ウシ胎児血清、非必須アミノ酸溶液(GIBCO-BRL, G
rand Island, NY)、100IU/mlのペニシリン、
100μg/mlのストレプトマイシン、10μMの2
−メルカプトエタノールを含有]で培養することにより
誘導した。マウス抗トリニトロフェニルハプテン(TN
P)IgE(IGELa2;American Type Culture Co
llection)とマウス抗−TNP IgG1(G1;Cell.
Immunol. 145, 299-310, 1992)に関しては、それぞれ
のハイブリドーマ培養上清をDEAE−セルロースカラ
ムクロマトグラフィーにより精製した。ラット抗マウス
FcγRII/III(2.4G2, PharMigen, San Diego,
CA)、ウサギIgG抗卵白アルブミン(OVA;Sigm
a, St Louis, MO)、ヤギ抗ラットIgGのF(ab′)2
フラグメント(Immunotech, Cedex, France)及び抗リ
ン酸化チロシン抗体(4G10;upstate Biotechnolog
y, Lake Placid, NY)は購入したものを使用した。
導) 20μgの抗TNP IgGまたは20μgの抗TNP
IgEを、A−1で作製したそれぞれのマウス[Lyn
-/-FcγRIIB-/-(Lyn-IIB-)及びLyn+/ -Fcγ
RIIB-/-(IIB-)]に静脈注射することにより感作し
た。感作から30分後(IgG感作)もしくは24時間
後(IgE感作)に、1mgのTNP結合OVAを10
0mlのPBSに溶解した溶液を静脈注射することによ
り全身性受動アナフィラキシーを誘導した。コントロー
ルは、誘導時にTNP−OVAの代わりに同量のOVA
により全身性受動アナフィラキシーを誘導した。誘導
後、温度センサーのプローブがついたデジタル温度計
(Natume Seisakusyo Co., Osaka, Japan)により経時
的に直腸内温度を計測した。
lの5-[1,2-3H]-hydroxytryptamine creatinine sulfat
e(Amersham Pharmacia Biotech)で16時間ラベル
し、残り30分間前に5μg/mlの2.4G2又は1
μg/mlのマウス抗TNP IgEを加え、これらの
BMMCsを感作した。BMMCsに結合しなかった抗
体を除去した後、0.3〜10μg/mlのヤギ抗ラッ
トIgG F(ab′)2フラグメント又は0.03〜3
0ng/mlのTNP−OVAを添加し1時間刺激させ
た。セロトニン遊離率(%脱顆粒)は以前の報告(Cell
76, 519-529, 1994)と同様に計算した。サイトカイン
放出については、ラベルしていないBMMCsを上記と
同様の方法により刺激した。刺激後、12時間又は6時
間後の培養上清を用いて、それぞれIL−4又はTNF
−αの放出を測定した。サイトカインの放出量はELI
SA(Endogen, Inc., Woburn, MA)を用いて測定し
た。
es, Eugene, OR)によりラベルしたBMMCsを25℃
で10分間の条件で2μg/mlのビオチン結合マウス
抗TNP IgEもしくは5μg/mlのビオチン結合
2.4G2により感作した。結合しなかった抗体を除去
した後、1mMのCaCl2と1mMのMgCl2を含む
2mlのPBS中で上記感作した細胞を10μgのスト
レプトアビジン(Wako Pure Chemicals, Osaka, Japa
n)により刺激した。細胞質内カルシウム動態は、蛍光
吸光度計(Hitachi model F4500, Hitachi Ldt., Toky
o,Japan)を用いて、340と360nmの励起を51
0nmのエミッション波長で測定した。カルシウム濃度
の測定と換算は文献(J. Biol. Chem. 260, 3440-345
0)記載の方法に準じて行った。
作したBMMCs(1×106)を1mMのCaCl2及
び1mMのMgCl2を含む100μlのPBSに懸濁
し、それぞれの懸濁液に30μg/mlのヤギ抗ラット
IgG F(ab′)2フラグメント又は5μg/mlの
ストレプトアビジンを添加し、37℃の条件下で0.
5、1又は5分間処理した。これらの処理は、同量の氷
冷した可溶化溶液(50mMのTris-HCl(pH 7.4)、1
%のNonident P-40、137mMのNaCl、2mMのEDT
A、50mMのNaF、2mMのNaVO4、1mMのphenylmet
hylsulfonyl、10mg/mlのaprotinin、5mg/m
lのleupeptine、2mg/mlのpepstatin)を加える
ことにより終了とした。核分画を取り除いた細胞溶解液
はタンパク質のリン酸化の検討に用いた。免疫ブロット
には抗リン酸化チロシン抗体(4G10)を用いて行っ
た。
生理食塩水を、体幹を除毛した実施例A−1で得られた
それぞれのマウスの背部皮内に投与し、その直後、1m
gのOVAを含む生理食塩水200μlを静脈より注入
した。これらのマウスを8時間後に屠殺し、背部の皮膚
を採取した。Myeloperoxidase(MPO)アッセイはBra
dleyらによる方法(J. Invest. Dermatol. 78, 206-20
9, 1982)を参考にした。簡便に、炎症を引き起こした
部分を組織片(12.5mm2)として切り出し、40
0μlの50mMのリン酸溶液(pH 6.0)でホモジェナ
イズし、さらに、hexadecyltrimethylammonium bromide
(HTAB;Sigma)を0.5%になるように加え、2
0秒間超音波により破砕した後、凍結融解を3回繰り返
すことにより抽出液を作製した。これら抽出液を14,
000rpm、15分間遠心した後、得られた上清をM
PO活性の測定に使用した。これらの上清20μlを2
00μlの基質溶液[50mMのリン酸溶液(pH 6.
0)、0.167mg/mlのo-dianisidine duhydroch
loride(Sigma)、0.0005%の過酸化水素(Wako
Pure Chemical)]と混合した後、基質溶液の色の変化
を460nmの吸光度で測定した。なお、0.25μl
のマウス全血から得られたMPO活性を1ユニットとし
て計測した。病理組織学的検討のため、皮膚断片は10
%(vol/vol)中性緩衝ホルマリン溶液により固定し、
パラフィン切片とした後、ヘマトキシリン/エオシン染
色を行った。
アナフィラキシーにおけるFcγRIII機能の欠損) これまでの研究において、Lyn欠損マウスはIgEに
よる皮膚受動アナフィラキシーを引き起こすことが出来
ないことが明らかになっている。このことは肥満細胞上
のFcεRIの情報伝達の下流においてLynが重要な
働きをすることを示している(Cell 83, 301-311, 199
5)。本発明者らは全身性受動アナフィラキシーをIg
G−免疫複合体で誘導することにより、FcγRIIIの
情報伝達の下流においてLynの役割がどのような意味
を持つのか検討するため、FcγRIIIを介した応答に
対して抑制性の働きをするFcγRIIB(Annu. Rev. I
mmunol. 15, 203-234, 1997、J. Exp. Med. 189, 1573-
1579, 1999、Nature 379, 346-349, 1996)を排除する
ために、実施例A−1に記載のLynとFcγRIIBの
2重欠損マウス(Lyn-/-FcγRIIB-/-マウス:Ly
n-IIB-)の系統を用いた。
介してハプテン特異的な抗体[抗TNP IgG1(図
1左;n=4)もしくは抗TNP IgE(図1右;n
=6)]と抗原(TNP−OVA)を投与することによ
り2重欠損マウスとコントロールマウスに全身性受動ア
ナフィラキシーを誘導し、全身性受動アナフィラキシー
応答強度を指標として、抗原を投与した時点から経時的
に直腸内温度の低下を測定した。この結果を図1に示
す。IgG及びIgEによる刺激において、コントロー
ルマウスは明らかな応答を示している一方で、2重欠損
マウスはその応答が明らかに減弱していることが確認で
きた。2重欠損マウスで応答が損なわれることから、肥
満細胞におけるLynの活性はFcεRIを介したアナ
フィラキシーと同様にFcγRIIIを介したときにも必
要であることがわかった。なお、コントロール実験(図
1上段)は、上記それぞれのマウスに抗体を投与しない
こと以外は上記記載の方法と同様に直腸内温度を測定し
た。
BMMCsにおけるFcγRIII機能の減弱) 次に即時型の応答として、またアナフィラキシーを引き
起こす主要な要因として、肥満細胞の脱顆粒能を検討す
るため、培養BMMCsを用いてセロトニン放出を検討
することにより機能解析を行った。FcγRIIIもしく
はFcεRIを段階的に架橋することにより肥満細胞の
活性化を誘導し、培養上清中に放出される放射線ラベル
されたセロトニンを測定した(図2)。なお、BMMC
sの脱顆粒は、2.42G2とヤギ抗ラットIgG1
F(ab′)2(図2左)又は抗TNP IgEとTNP−
OVA(図2右)によりFcγRIII及びFcεRIを
架橋することにより誘導した。脱顆粒は刺激後1時間の
培養上清中に放出されたセロトニンを実施例A−4記載
の方法により定量した。これらの結果から、FcγRII
I及びFcεRIを介した刺激により、2重欠損マウス
由来のBMMCsは、弱い刺激(1〜3μg/mlの抗
ラットIgGや0.3〜3ng/mlのTNP−OV
A)に対して応答性が低くなっていることが明らかとな
った。一方、2重欠損マウス由来のBMMCsで程度の
高い刺激に対しては同等の脱顆粒を引き起こすことも分
かった。2重欠損マウスとコントロールマウスでのこれ
らの違いは3回繰り返した実験で確認し、また2個体か
ら独立に誘導した培養肥満細胞を使用して確認した。
MMCsの細胞内機能欠如の特色として細胞質内のカル
シウム動態と細胞の全タンパク質チロシンリン酸化につ
いて検討した。実施例A−5記載の方法でBMMCsを
刺激し、細胞質内カルシウム動態を蛍光吸光度計により
510nm励起で測定した。この結果を図3Aに示す。
これらの結果から、2重欠損マウス由来のBMMCsに
おいて、FcγRIIIもしくはFcεRIを介した刺激
によるカルシウム動態の減弱が見られた。この応答は特
に誘導後、早い段階(<150秒)で影響を受けてお
り、遅い段階(>300秒)では十分に誘導されている
ことがわかった。なお、図中の矢印はストレプトアビジ
ンにより架橋したことを示す。
sを刺激し、実施例A−6記載のように反応を終了さ
せ、核分画を除外した細胞溶解液(1レーンにつき2.
5×104に相当)を抗リン酸化チロシンモノクローナ
ル抗体(抗pTyr:4G10)を用いて免疫ブロッテ
ィングを行った。結果を図3Bに示す。この結果からも
明らかなように刺激後5分間は、2重欠損マウス由来の
BMMCsにおいてチロシンリン酸化の誘導に影響を及
ぼすことがわかった。また、2重欠損マウス由来のBM
MCsでは、FcγRIII、FcεRI及びc−kit
の発現、IL−3による増殖、またセロトニンの取り込
みは通常であった。このことは2重欠損マウス由来のB
MMCsでは、FcRsの発現量が少ないなどの分化異
常を起こしているのではなく、機能的異常(欠損)が起
きていることを示している。これらin vitroの結果はin
vivoの結果を擬態しており、少なくとも肥満細胞の活
性化の即時段階において、LynはFcRsの情報伝達
の活性化に重要であることが示された。
けるサイトカイン産生に対するFcγRIIIの正常機
能) 肥満細胞ではFcRを介した刺激によりサイトカインは
新たに生産されることが明らかになっている(Nature 3
39, 64-67, 1989、J. Exp. Med. 170, 245-257, 1989、
Nature 346, 274-276, 1990、Int. Arch. Allergy Immu
nol. 107, 158-159, 1995)。肥満細胞の活性化に関連
してよく調べられているサイトカインであるTNF−α
やIL−4はFcRを介した刺激後、2,3時間もしく
は数時間で実際に放出される。肥満細胞のサイトカイン
放出は、肥満細胞が係わる組織破壊(Blood 94, 3855-3
863, 1999、Immunology 77, 422-427, 1992、Science 2
58, 1957-1959, 1992)やアレルギー(Allergy 50, 851
-862, 1995)の発症に重要であることが示されている。
これらのことから、FcRを介した刺激で誘導されるB
MMCsからのTNF−αとIL−4の生産量を調べて
みた。FcγRIIIを架橋するために抗FcγRII/III
抗体(2.4G2)と様々な濃度の2次抗体が存在する
状況で実施例A−4記載の方法でBMMCsを数時間刺
激した。この結果を図4に示す。これらの結果は、図2
や図3で示した脱顆粒や生化学的アッセイから得られた
結果に反して、2重欠損マウス由来のBMMCsにおい
てTNF−αやIL−4の誘導には影響が見られなかっ
た。これらのことは、FcγRIIIの情報伝達の下流で
は、Lynの活性に係わらずサイトカイン遺伝子が活性
化されることを意味しており、肥満細胞においてサイト
カイン生産誘導に十分なシグナル伝達機構の存在が示唆
される。
受動アルサス反応に対するFcγRIIIの正常機能) サイトカイン産生がIn vitroでLynに依存しないとい
う上記の結果から、次に、サイトカインがその発現に重
要と考えられている逆皮膚受動アルサス反応を調べてみ
た。この逆皮膚受動アルサス反応はin vivoにおける免
疫複合体が引き起こす炎症モデルで、肥満細胞上のFc
γRIII機能に依存していることが明らかになっている
(Science 265, 1095-1098, 1994、Immunity 5, 387-39
0、J. Clin. Invest. 99, 915-925, 1997、J. Clin. In
vest. 99, 901-914, 1997、Immunity 5, 181-188, 199
6)。上記実施例A−7記載の方法によりMPO(myelo
peroxidase)活性を測定し、病理組織による検討も行っ
た。これらの結果を図5に示す。図5(A)には、好中
球の浸潤度合が抗原投与後8時間の炎症部位のMPO活
性(1単位を0.25μlに含まれるMPO活性とした
5匹のマウスの平均値±標準偏差)で示されている。図
5(B)には、炎症誘導後8時間のヘマトキシリン・エ
オシン染色した組織学的変化が、生理食塩水を皮内に投
与したコントロール標本(−)と共に示されている(写
真はすべて40倍で観察)。これらの結果から、2重欠
損マウス及びコントロールマウスともにMPO活性の誘
導及び病理組織見解は同等なものであることがわかっ
た。皮膚の肥満細胞の数は2重欠損マウスでは正常であ
ることが分かっている。FcγRIIIのLynに依存し
ない情報伝達の活性は逆皮膚受動アルサス反応を起こさ
せるのに十分であり、Lynは肥満細胞の後期の反応開
始においては必要不可欠なものではないことがわかっ
た。
ラキシーを発症せず、III型アレルギーであるアルサス
反応を特異的に誘導することができるIII型アレルギー
炎症モデル非ヒト動物、例えばLyn及びFcγIIBの
遺伝子機能が染色体上で欠損しているダブルノックアウ
トマウスは、I型アレルギーに影響されることなく、II
I型アレルギー炎症のみを評価しうる実験モデル動物と
して有用であり、またかかる実験モデル動物を用いる
と、FcγRIIIを介したIII型アレルギー反応に特異的
なアレルギー反応促進又は抑制物質をスクリーニングす
ることができ、とりわけスクリーニングにより得られる
抑制物質はIII型アレルギー反応に起因する疾病の治療
薬として用いることができる可能性がある。
トロールマウス(IIB-)における全身性受動アナフィラ
キシーを直腸内温度測定によりモニターした結果を示す
図である。
トロールマウス(IIB-)の骨髄由来肥満細胞の脱顆粒能
をセロトニン定量によりモニターした結果を示す図であ
る。
損マウス(Lyn-IIB-)及びコントロールマウス(IIB-)
の骨髄由来肥満細胞の細胞内Ca2+動態(A)と、細胞
全タンパク質のチロシンリン酸化(B)の測定結果を示
す図である。
れる本発明の2重欠損マウス(Lyn-IIB-)及びコントロ
ールマウス(IIB-)の骨髄由来肥満細胞からのサイトカ
イン放出の測定結果を示す図である。
重欠損マウス(Lyn-IIB-)及びコントロールマウス(II
B-)の逆皮膚受動アルサス反応における炎症部位のMP
O活性(A)と、組織学的変化(B)を示す図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 I型アレルギーであるアナフィラキシー
を発症せず、III型アレルギーであるアルサス反応を特
異的に誘導することを特徴とするIII型アレルギー炎症
モデル非ヒト動物。 - 【請求項2】 Lyn及びFcγIIBの遺伝子機能が染
色体上で欠損していることを特徴とする請求項1記載の
III型アレルギー炎症モデル非ヒト動物。 - 【請求項3】 非ヒト動物が齧歯目動物であることを特
徴とする請求項1又は2記載のIII型アレルギー炎症モ
デル非ヒト動物。 - 【請求項4】 齧歯目動物がマウスであることを特徴と
する請求項1〜3のいずれか記載のIII型アレルギー炎
症モデル非ヒト動物。 - 【請求項5】 請求項1〜4のいずれか記載のIII型ア
レルギー炎症モデル非ヒト動物に被検物質を投与し、該
非ヒト動物におけるFcγRIII機能を測定・評価する
ことを特徴とするFcγRIIIを介したIII型アレルギー
反応における反応促進又は抑制物質のスクリーニング方
法。 - 【請求項6】 非ヒト動物におけるFcγRIII機能の
測定・評価が、全身性受動アナフィラキシー応答強度を
指標とした、抗原投与時以降の直腸内温度の測定・評価
であることを特徴とする請求項5記載のFcγRIIIを
介したIII型アレルギー反応における反応促進又は抑制
物質のスクリーニング方法。 - 【請求項7】 請求項1〜4のいずれか記載のIII型ア
レルギー炎症モデル非ヒト動物由来の骨髄細胞から誘導
した骨髄由来肥満細胞を生体外で被検物質と接触させ、
該骨髄由来肥満細胞におけるFcγRIII機能を測定・
評価することを特徴とするFcγRIIIを介したIII型ア
レルギー反応における反応促進又は抑制物質のスクリー
ニング方法。 - 【請求項8】 骨髄由来肥満細胞におけるFcγRIII
機能の測定・評価が、肥満細胞の脱顆粒能、肥満細胞の
細胞質内カルシウム動態、又は肥満細胞の全タンパク質
チロシンリン酸化の測定・評価であることを特徴とする
請求項7記載のFcγRIIIを介したIII型アレルギー反
応における反応促進又は抑制物質のスクリーニング方
法。 - 【請求項9】 請求項1〜4のいずれか記載のIII型ア
レルギー炎症モデル非ヒト動物と、FcγIIBの遺伝子
機能が染色体上で欠損している非ヒト動物とを用いるこ
とを特徴とする請求項5〜8のいずれか記載のFcγR
IIIを介したIII型アレルギー反応における反応促進又は
抑制物質のスクリーニング方法。 - 【請求項10】 請求項5〜9のいずれか記載のFcγ
RIIIを介したIII型アレルギー反応における反応促進又
は抑制物質のスクリーニング方法により得られた抑制物
質を有効成分とすることを特徴とするIII型アレルギー
反応に起因する疾病の治療薬。
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