核移植クローン技術で『高感受性アレルギー』モデルマウスを作製

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ヒトの体内に侵入する特定の抗原(花粉や食物など)に対して、体内では抗原とCD4陽性T細胞の表面にある「T細胞受容体(TCR)」が結合することで、生体防御にかかわる様々なアレルギー反応がみられる。

そのため、アレルギー患者の体内では『抗原反応性CD4陽性T細胞』が増殖することで、それらが過剰な反応を起こしてアレルギー症状が現れるという発症メカニズムが分かっている。

このようなアレルギー研究やその予防・治療法の開発のためには、実験動物によるモデルを挙げることが不可欠になっているが、その一方でアレルギー患者の体内で特定の『抗原反応性CD4陽性T細胞』の増加が現れる状態については、実験動物のモデルの体内において再現することは現状では困難とされてきた。

理化学研究所では5月12日、小倉淳郎氏(理研バイオリソースセンター遺伝工学基盤技術室室長)、井上貴美子氏(同専任研究員)、神沼修氏(同客員研究員)、佐伯真弓氏(同客員研究員)、形山和史氏(塩野義製薬株式会社創薬疾患研究所癌・免疫部門免疫・炎症グループ長)らの共同研究グループが、核移植クローン技術によって高感受性アレルギーモデルマウスの作製に成功したことを発表した。

同研究成果は、5月2日付けの欧州科学雑誌「EMBO Reports」に掲載されている。

ダニ抗原・卵白抗原と『T細胞』を反応させ、『CD4陽性T細胞』を増殖

今回、同研究グループではマウスの体内に「ダニ抗原」・「卵白抗原」を注射し、抗原に敏感な状態に誘導。

これらの抗原に特異的に反応する『T細胞』が、活性化して増殖する性質を利用して、抗原感作マウスのリンパ節から細胞を取り出し、『CD4陽性T細胞』を増殖することに成功した。

その際、核移植クローン実験には静止期の細胞が必要であったため、一度増殖させた抗原反応性T細胞を静止期に誘導している。

核移植クローンによって、成体に成長する抗原反応性クローンマウスを作製

増殖した『CD4陽性T細胞』を核ドナー細胞として行った核移植クローンでは18匹のクローンマウスが誕生。そのうち、11匹は成体にまで成長したという。

さらに、これらの作製したクローンマウスからT細胞を取得して、ドナーT細胞の培養に用いた抗原と合わせて培養した結果、そのうち8匹のT細胞は抗原を認識し、活性化したことが分かった。

さらに、これらのクローンマウスと正常マウスを交配させると、『抗原反応性TCR遺伝子』が子孫に伝達されることが分かり、「クローンマウス由来マウス系統」を作製可能であることが確認できたという。

容易に飼育・維持できる「高感受性アレルギーモデルマウス系統」

同研究グループでは、作製したこれらのマウスにダニ抗原(あるいは卵白抗原)を1~2週間で数回投与したところ、気管支喘息やアレルギー性鼻炎のような重篤なアレルギーを発症する様子が見られたという。

ダニ抗原投与の結果、「ダニ抗原反応性CD4陽性T細胞由来クローンマウス系統」では、気管支肺胞領域における強い炎症、気道上皮の肥厚、リンパ球や好酸球が浸潤、気道過敏性の亢進。卵白抗原投与の結果、「卵白抗原反応性CD4陽性T細胞由来クローンマウス系統」では、鼻粘膜のリンパ球や好酸球が浸潤、鼻粘膜過敏性の亢進がみられた。

今回開発された「高感受性アレルギーモデルマウス系統」の繁殖能力は正常で、研究室でも容易に飼育・維持が可能だという。また、今回の特異抗原(ダニ抗原・卵白抗原)と同様に、他の抗原(スギ花粉など)でも特異的クローンマウスが作製可能だとしている。

TCRを介した『T細胞』の活性化・メカニズム解明にも期待

また、これまで、α鎖・β鎖の二量体によって抗原反応性を示すとされていたTCRだが、クローンマウス系統においては、抗原反応性TCRα鎖(またはβ鎖)のみを発現するマウスでアレルギー症状が強まり、核移植によってT細胞に発現する抗原反応性TCRの種類によって、T細胞の反応性やサイトカイン産生パターンは異なり、それによるアレルギー・免疫反応も異なることが判明した。

さらに、抗原特異的TCRα鎖(またはTCRβ鎖)を別々に発現する個体・細胞の取得が可能になったことで、TCRを介したT細胞の活性化および分化機構の解明にも期待できるようだ。

公開日 :2017.07.05 更新日 :2021.10.06

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