JP5561689B2 - Il−17rb陽性nkt細胞を用いたアレルギー性気道炎症及び/又は気道過敏症の治療薬のスクリーニング方法 - Google Patents
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Description
IL−17が主に活性化T細胞から産生されるのに対し、IL−17レセプター(以下、IL−17Rとも称する)は種々の細胞で構成的に発現している。リガンドと同様にレセプターもファミリー(IL−17RA、IL−17RB、IL−17RC、IL−17RD、IL−17RE)を形成していることが知られている。
近年、新たなTh2細胞サイトカインとしてIL−17ファミリーに属するIL−17E/IL−25が同定された(非特許文献1、2)。IL−17E/IL−25はIL−17RBのリガンドであり、IL−4、IL−5、IL−13等のTh2サイトカインの産生を誘導し、気道過敏症や喘息の惹起あるいは増悪をもたらす役割を担っているものと考えられている(非特許文献5〜7)。しかしながら、その標的となるTh2サイトカイン産生細胞の詳細、特に特定のサブセットを有する細胞がアレルギー性気道炎症や気道過敏症へのIL−17E/IL−25の関与に重要であるということは明らかにされていない。
しかしながら、NKT細胞の特定のサブセットが喘息への関与に重要であることは知られていない。
Lee J., et al.IL-17E, a novel proinflammatoryligand for the IL-17 receptor homolog IL-17Rh1. J Biol Chem. 2001 Jan 12;276(2):1660-1664. Fort M.M., et al. IL-25 induces IL-4, IL-5, and IL-13 and Th2-associated pathologies in vivo. Immunity. 2001 Dec;15(6):985-995. Akbari O., et al. Essential role of NKT cells producing IL-4 and IL-13 in the development of allergen-induced airway hyperreactivity. Nat Med. 2003 May;9(5):582-588. Umetsu D.T., DeKruyff R.H. A role for natural killer T cells in asthma. Nat Rev Immunol.2006 Dec;6(12):953-8. Angkasekwinai P., et al. Interleukin 25 promotes the initiation of proallergictype 2 responses. J Exp Med. 2007 Jul 9;204(7):1509-17. Wang Y.H., et al. IL-25 augments type 2 immune responses by enhancing the expansion and functions of TSLP-DC-activated Th2 memory cells. J Exp Med. 2007 Aug 6;204(8):1837-47. Ballantyne S.J., et al. Blocking IL-25 prevents airway hyperresponsivenessin allergic asthma. J Allergy Clin Immunol.2007 Sep 20.
[2]上記[1]に記載のハイブリドーマにより産生され、IL−17RBを特異的に認識するモノクローナル抗体。
[3]上記[2]に記載のモノクローナル抗体を用いることを特徴とする、IL−17RB陽性細胞を検出する方法。
[4]定常状態においてはIL−17RB陽性細胞がIL−17RB陽性NKT細胞である、上記[3]記載の方法。
[5]上記[2]に記載のモノクローナル抗体を用いることを特徴とする、IL−17RB陽性細胞を他のリンパ球系細胞から分離する方法。
[6]定常状態においてはIL−17RB陽性細胞がIL−17RB陽性NKT細胞である、上記[5]記載の方法。
[7]IL−17RB陽性NKT細胞のTh2細胞様の機能を測定する工程を含む、アレルギー性気道炎症及び/又は気道過敏症の治療薬のスクリーニング方法。
[8]以下の工程を含む、アレルギー性気道炎症及び/又は気道過敏症の治療薬のスクリーニング方法:
IL−17RB陽性NKT細胞にIL−17RBのリガンドの存在下、試験化合物を接触させる工程(工程1)、
試験化合物を接触させたIL−17RB陽性NKT細胞と試験化合物を接触させていないIL−17RB陽性NKT細胞との、そのTh2細胞様の機能を測定し、その結果を比較する工程(工程2)、及び
有意にTh2細胞様の機能を抑制した試験化合物をアレルギー性気道炎症及び/又は気道過敏症の治療薬として選抜する工程(工程3)。
[9]Th2細胞様の機能が、リガンド刺激依存性のTh2サイトカイン・ケモカイン産生能である、上記[8]記載の方法。
[10]Th2サイトカイン・ケモカインが、IL−4、IL−5、IL−13、TARC/CCL17及びMDC/CCL22からなる群から選択される少なくとも1種である、上記[9]記載の方法。
IL−17RB陽性NKT細胞を有するヒト以外の哺乳動物にIL−17RBのリガンドの存在下、試験化合物を投与する工程(工程1)、
試験化合物を投与した哺乳動物と、試験化合物を投与していない哺乳動物との、そのTh2細胞様の機能を測定し、その結果を比較する工程(工程2)、及び
有意にTh2細胞様の機能を抑制した試験化合物をアレルギー性気道炎症及び/又は気道過敏症の治療薬として選抜する工程(工程3)。
[12]Th2細胞様の機能が、リガンド刺激依存性の気道抵抗の上昇である、上記[11]記載の方法。
[13]リガンドが、IL−17E/IL−25である、上記[8]〜[12]のいずれかに記載の方法。
[14]IL−17RB陽性NKT細胞のTh2細胞様の機能を阻害又は除去し得る物質を有効成分として含有する、アレルギー性気道炎症及び/又は気道過敏症の治療薬。
[15]IL−17RB陽性NKT細胞のTh2細胞様の機能を阻害又は除去し得る物質を有効成分として含有する、好酸球増加症の治療薬。
[16]IL−17RB陽性NKT細胞のTh2細胞様の機能を阻害又は除去し得る物質が、IL−17RBに対するアンタゴニスティック抗体並びに低分子阻害剤、IL−17E/IL−25に対する抗体及びIL−17RBの可溶化型分子からなる群から選択される少なくとも1種である、上記[14]記載のアレルギー性気道炎症及び/又は気道過敏症の治療薬。
[17]IL−17RB陽性NKT細胞のTh2細胞様の機能を阻害又は除去し得る物質が、IL−17RBに対するアンタゴニスティック抗体並びに低分子阻害剤、IL−17E/IL−25に対する抗体及びIL−17RBの可溶化型分子からなる群から選択される少なくとも1種である、上記[15]記載の好酸球増加症の治療薬。
原核細胞の形質転換は、プロトプラスト法、または公知の方法でコンピテント細胞を用いることにより行なうことができる。酵母宿主へのベクターの導入方法としては、例えば、エレクトロポレーション法、スフェロプラスト法、酢酸リチウム法等を挙げることができる。動物細胞へのベクターの導入方法としては、例えば、エレクトロポレーション法、リン酸カルシウム法、リポフェクション法等を用いることができる。宿主細胞として糸状菌を用いる場合、DNA構築物を宿主染色体に組み込んで組換え宿主細胞を得ることにより形質転換を行うことができる。DNA構築物の宿主染色体への組み込みは、公知の方法に従い、例えば相同組換えまたは異種組換えにより行うことができる。昆虫細胞を宿主として用いる場合には、組換え遺伝子導入ベクターおよびバキュロウイルスを昆虫細胞に共導入して昆虫細胞培養上清中に組換えウイルスを得た後、さらに組換えウイルスを昆虫細胞に感染させ、タンパク質を発現させることができる。
本発明において、IL−17RB陽性細胞としては、活性化Th2細胞、活性化好酸球等が挙げられる。また、定常状態では、IL−17RB陽性細胞として、好ましくはIL−17RB陽性NKT細胞が挙げられる。IL−17RB陽性NKT細胞は、NKT細胞の中でも特にCD4陽性のNKT細胞に見られ、CD4陽性のNKT細胞のうち約1/3を占める。脾臓や胸腺、肺に多く見られる。ここで、「定常状態」とは、生体が健康な状態、特に喘息や潰瘍性大腸炎等のアレルギー疾患を有さない状態を示す。
本発明において「Th2細胞様の機能」とは、液性免疫を制御するIL−4、IL−5、IL−6、IL−10、IL−13等のサイトカインを産生し、B細胞の抗体産生を促進するヘルパーT細胞2型(Th2細胞)と同等の機能を意味する。具体的には、活性化したIL−17RB陽性NKT細胞がIL−4、IL−5、IL−13、TARC/CCL17、MDC/CCL22等のサイトカイン・ケモカインを産生する能力、産生された種々のサイトカイン・ケモカインが発揮し得る種々の作用を意味する。
さらに、リガンド刺激により活性化されたIL−17RB陽性NKT細胞は、好酸球走化因子(ECF−L)を産生し、IL−5産生性の好酸球を局所に呼び寄せる機能を有する。
IL−4(インターロイキン−4)は、活性化されたCD4陽性T細胞(Th2細胞)、CD8陽性T細胞、マスト細胞(肥満細胞)、好塩基球、NKT細胞から産生されるサイトカインの1種であり、Th2細胞の増殖や分化を促進し、活性化されたB細胞に作用してIgMから、IgG1、IgEへのクラススイッチを促進させ、IgG1抗体、IgE抗体の産生を促進する。また、マクロファージの活性化を抑制し、NO、プロスタグランジン(PGE2)、IFN−γの産生を抑制することが知られている。
IL−5(インターロイキン−5)は、主として活性化T細胞および肥満細胞より産生され、B細胞や好酸球の活性化、増殖・分化に重要な役割を演じるサイトカインである。また、IL−2共存下の細胞傷害性T細胞の生成促進や好塩基球のヒスタミン遊離の増強作用も明らかになっている。アレルギー性鼻炎、喘息、アトピー性皮膚炎のようなアレルギー疾患とIL−5の関連を示唆する報告が多い。
IL−13(インターロイキン−13)は、喘息のエフェクター分子として作用し、例えば無感作動物にIL−13を投与するだけで気道過敏性、好酸球性炎症,粘膜異形成といったアレルギー性喘息に特徴的な症状を発現することが報告されている。
TARC/CCL17及びMDC/CCL22は、ともにCCR4の特異的リガンドであり、Th2細胞に発現しているケモカインである。
従ってIL−17RB陽性NKT細胞のTh2細胞様の機能の測定としては、リガンド刺激依存性のTh2サイトカイン・ケモカイン(IL−4、IL−5、IL−13、TARC/CCL17、MDC/CCL22等)を産生する能力の測定、リガンド刺激依存性の気道抵抗の上昇の有無の測定(in vivoでの測定)、これに付随して肺胞洗浄液中に含まれる免疫担当細胞、特に好酸球の数の測定、等が挙げられる。詳細な測定方法・測定手順については後述する。
態様1
(工程1)IL−17RB陽性NKT細胞にIL−17RBのリガンドの存在下、試験化合物を接触させる工程。
本工程で用いるIL−17RB陽性NKT細胞としては、上記したIL−17RBに対する抗体(好ましくはモノクローナル抗体)で検出・分離した細胞が挙げられる。該NKT細胞は好ましくはAPCで活性化されているか、活性化される条件下で用いられる。具体的にはAPCの共存下で本工程を実施する。本工程で用いるリガンドとしては、IL−17RB陽性NKT細胞に作用してTh2細胞様の機能を誘導する、すなわちTh2サイトカインやケモカインを産生させるような物質であれば特に限定されないが、IL−17RBのリガンドとして知られているIL−17E/IL−25を用いることが好ましい。使用するリガンドの濃度は、IL−17RB陽性NKT細胞の増殖に不利に作用することのない、好ましくは増殖を促し、Th2サイトカインやケモカインを産生させることが可能な範囲で適宜設定されるが、反応系の媒体となる培養液や緩衝液中、通常0.1〜10ng/ml、好ましくは1ng/ml程度である。ここで、当該リガンドは、リガンドがIL−17RB陽性NKT細胞に作用してTh2サイトカインやケモカインを産生させるような状態で反応系に存在する限り、試験化合物とIL−17RB陽性NKT細胞との接触の前に反応系に添加されていても、接触の後に反応系に添加されていても、あるいは接触と同時に反応系に添加されるものであってもよい。
本明細書において「試験化合物」とは、IL−17RB陽性NKT細胞に作用してその機能を阻害あるいは除去することができるか否かを調べる目的で選択あるいは合成された化合物であり、新規な化合物以外に、既に別の作用を有することが報告されている既知化合物をも包含する。また組成物として用いてもよい。例えば、核酸(例、ヌクレオシド、オリゴヌクレオチド、ポリヌクレオチド)、糖質(例、単糖、二糖、オリゴ糖、多糖)、脂質(例、飽和又は不飽和の直鎖、分岐鎖及び/又は環を含む脂肪酸)、アミノ酸、タンパク質(例、オリゴペプチド、ポリペプチド)、有機低分子化合物、コンビナトリアルケミストリー技術を用いて作製された化合物ライブラリ、固相合成やファージディスプレイ法により作製されたランダムペプチドライブラリ、天然成分(例、微生物、動植物、海洋生物等由来の成分)、あるいは食品、飲料水等が挙げられる。本発明のスクリーニング方法によりIL−17RB陽性NKT細胞の機能を阻害あるいは除去する作用があると認められた化合物は、上述の如くアレルギー性気道炎症や気道過敏症への適用が期待される。
IL−17RB陽性NKT細胞の試験化合物との接触は、該試験化合物が、活性化されたIL−17RB陽性NKT細胞が有するTh2サイトカイン・ケモカイン産生能に影響を及ぼすか否かを判定できる限り、その方法は特に限定されないが、簡便にはIL−17RB陽性NKT細胞及びその活性化物質(例えばリガンドや抗原提示細胞)を含有する細胞懸濁液等の反応系中、リガンドの存在下に所定の量で添加することによって実施される。試験化合物の添加量は、細胞の状況に応じて適宜設定されるが、通常、希釈系列を設定することが好ましい。接触に要する時間も、所望の効果が得られる範囲で適宜設定することができる。通常、24〜120時間、好ましくは48〜72時間程度である。
IL−17RB陽性NKT細胞は、抗原提示細胞(APC)等によって活性化されていることが好ましい。かかるIL−17RB陽性NKT細胞をIL−17RBのリガンド(例えばIL−17E/IL−25)で刺激することによって、Th2細胞様の機能が誘導される。Th2細胞様の機能としては具体的にはTh2サイトカイン・ケモカインの産生能が挙げられる。Th2サイトカイン・ケモカインとしては上述の如き、IL−13、IL−4、TARC/CCL17、MDC/CCL22等が挙げられる。これらサイトカイン・ケモカインの産生能は、通常、当分野で実施される方法、例えば各サイトカイン・ケモカインに対する抗体を用いたウェスタンブロットやELISA法、プローブを用いたノザンブロットやプライマーを用いた定量PCR等によって測定することができる。各種抗体やプローブ、プライマーは、各サイトカイン・ケモカインのアミノ酸配列や遺伝子配列、あるいは精製方法等の既知の情報に基づいて適宜調製することができるか、商業的に入手可能なものである。
工程2同様、Th2細胞様の機能としてはTh2サイトカイン・ケモカインの産生能が挙げられる。IL−17RB陽性NKT細胞が産生するTh2サイトカイン・ケモカインは、気道過敏症あるいは喘息の増悪に中心的な役割を担っているものと考えられ、従って、上記工程2で得られた情報に基づいて選抜された、有意にTh2細胞様の機能を抑制した、特にTh2サイトカイン・ケモカイン産生を抑制した試験化合物は、アレルギー性気道炎症及び/又は気道過敏症の治療薬の候補となり得る。効果の有意性は、通常、当分野で実施している統計学的処理に基づいて有意差検定を行なうことにより決定することができる。
態様2
(工程1)IL−17RB陽性NKT細胞を有するヒト以外の哺乳動物にIL−17RBのリガンドの存在下、試験化合物を投与する工程(工程1)。
本工程で用いる、IL−17RB陽性NKT細胞を有するヒト以外の哺乳動物としては、IL−17RBのリガンド刺激依存性のTh2サイトカイン・ケモカインの産生や、気道抵抗の上昇等の作用が認められるヒト以外の哺乳動物であれば特に限定されず、ヒト以外の霊長類、げっ歯類、ウサギ、ネコ、イヌ、ウマ、ウシ、ヒツジ、ヤギ及びブタ等の哺乳動物が挙げられる。それらの中でも特にTh2優位であることが望ましい。例えばマウスであれば、Th1優位として知られるC57BL/6やC3H/HeN系統よりは、Th2優位として知られるBalb/cやDBA/2cr系統のマウスが好ましく用いられる(実施例4参照)。IL−17RBのリガンド及び試験化合物としては、上記した本発明のスクリーニング方法の態様1で用いられるものと同様なものが挙げられる。
IL−17RBのリガンドの投与量は、ヒト以外の哺乳動物の体内に存在するIL−17RB陽性NKT細胞(好ましくは活性化された状態)に対して、リガンド刺激依存的にTh2細胞様の機能を誘導する、すなわち、Th2サイトカイン・ケモカイン(IL−13、IL−4、TARC/CCL17、MDC/CCL22等)を産生させる、及び/又は気道収縮物質(メタコリン等)刺激による気道抵抗の上昇をもたらすような量であれば特に限定されないが、通常体重1kgあたり1〜100mg、好ましくは1〜10mg程度である。上記したIL−17RB陽性NKT細胞のTh2細胞様の機能が誘導され、該機能への試験化合物の影響が測定できれば、試験化合物及びリガンドを、ヒト以外の哺乳動物へ投与する順序は、特に制限されず、試験化合物の投与はリガンドの投与前であっても、リガンド投与後であっても構わない。また、アレルギー性気道炎症及び/又は気道過敏症の治療薬、特に喘息の治療薬として所望される作用点に応じて、適宜投与するタイミングが検討され得る。
本工程において「Th2細胞様の機能」としては、上記本発明のスクリーニング方法の態様1で述べたものと同様なものが挙げられる。具体的にはリガンド刺激依存性のTh2サイトカイン・ケモカイン(IL−4、IL−5、IL−13、TARC/CCL17、MDC/CCL22等)を産生する能力の測定、リガンド刺激依存性の気道抵抗の上昇の有無の測定、これに付随して肺胞洗浄液中に含まれる免疫担当細胞(特に好酸球)の数の測定等が挙げられる。リガンド刺激依存性のTh2サイトカイン・ケモカインを産生する能力の測定は、上記本発明のスクリーニング方法の態様1で述べたものと同様な方法によって実施される。リガンド刺激依存性の気道抵抗の上昇の有無は、卵白アルブミン(OVA)誘導性の気道炎症モデル(喘息モデル)を用いて測定することができる。OVAを用いた気道炎症モデルは、OVA−alumで免疫後、OVAを吸入させて気道炎症を起こすものである。本発明では、このモデルを用いてIL−17RB陽性NKT細胞のTh2細胞様機能を測定することを目的とするのでIL−17RB陽性NKT細胞のTh2細胞様機能の誘導にはIL−17RBのリガンドを用いる。該誘導により気管支周囲や血管周囲に好酸球性の浸潤が認められる。メタコリン等により気道収縮を起こしたときに非常に強く反応し、気道抵抗が上昇する。IL−17RB陽性NKT細胞のTh2細胞様の機能はこの気道抵抗の上昇の程度に基づいて測定される。試験化合物がこの気道抵抗の上昇を抑制するか否かを測定することによって、試験化合物のアレルギー性気道炎症及び/又は気道過敏症の治療薬としての有用性を確認することができる。肺胞洗浄液中に含まれる免疫担当細胞(特に好酸球)の数の測定は、通常臨床試験の分野で実施されている方法を用いて行なうことができる。例えば好酸球はギムザ染色法により鑑別可能であり、肺胞洗浄液中の好酸球の数を測定し得る。あるいは好酸球特異的表面分子であるCCR3に注目し、CCR3陽性の細胞を数えることで測定しうる。試験化合物が、例えば肺胞洗浄液中の好酸球数の増加を抑制するか否かを測定することによって、試験化合物のアレルギー性気道炎症及び/又は気道過敏症の治療薬としての有用性を確認することができる。
本工程は、上記本発明のスクリーニング方法の態様1の工程3と同様にして実施することができる。
IL−17RBに対するアンタゴニスティック抗体は、ターゲット抗原であるIL−17RBに対してアンタゴニスティックに作用し、また、IL−17RBとそのリガンドとの結合を阻害することによって、IL−17E/IL−25に対する抗体は、IL−17RBとそのリガンドとの結合を阻害することによって、IL−17RB陽性NKT細胞の機能を阻害あるいは除去する。IL−17RBに対する低分子阻害剤としては、IL−17RBとそのリガンドとの相互作用を調節してIL−17RB陽性NKT細胞のTh2細胞様の機能を阻害あるいは除去できる低分子物質やIL−17RBとそのリガンドに関わる細胞内シグナル経路を調節してIL−17RB陽性NKT細胞のTh2細胞様の機能を阻害あるいは除去できる低分子物質が挙げられる。さらにはIL−17RBの可溶化型分子(すなわち、細胞外領域に相当する分子)は、競合的にリガンドと結合することによって、IL−17RB陽性NKT細胞の機能を阻害あるいは除去する。陽性の対照化合物の使用濃度は、IL−17RB陽性NKT細胞の機能を阻害あるいは除去する作用が確認される濃度であれば特に限定されず、用いる化合物の種類によっても異なるが、例えばIL−17RBに対するアンタゴニスティック抗体を用いる場合であれば、通常体重1kgあたり1〜100mg、好ましくは1〜10mg程度である。
IL−17RBに対するアンタゴニスティック抗体並びに低分子阻害剤、IL−17E/IL−25に対する抗体及びIL−17RBの可溶型分子としては、それぞれ、後述のアレルギー性気道炎症及び/又は気道過敏症の治療薬に含められる、IL−17RB陽性NKT細胞のTh2細胞様の機能を阻害又は除去し得る物質と同様なものが用いられる。
理研RCAIより報告された各種免疫担当細胞のDNAマイクロアレイの結果(Bioinformatics、in press、2007年)をリファレンスデータベースとして、NKT細胞に優位に発現する遺伝子の抽出を行った。その結果、IL−17RB(NM_019583、1420789_at)がNKT細胞において他の免疫担当細胞よりも遺伝子発現レベルが高いことが明らかとなった。IL−17RBの推定open reading frame構造を配列番号1に、推定されるアミノ酸配列を配列番号2に示す。
ハイドロパシープロット解析(図1)の結果から、細胞外ドメインと考えられる領域とヒトIgG1のFc領域を結合させた組換え体を作製した。なおヒトIgG1のFc領域は各種細胞表面上に存在するFcγ受容体への結合を防ぐために3ヶ所のアミノ酸置換を行った。具体的には細胞外領域としてIL−17RBの配列番号1のアミノ酸282位までを選択した。この可溶化型組換え体をコードするDNA配列を配列番号3に、アミノ酸配列を配列番号4に示す。Fc領域でアミノ酸置換を行った部位は配列番号4に示す302位(Leu→Ala)、303位(Leu→Glu)、469位(Val→Asp)に相当する。この遺伝子をpIRES2−EGFPベクター(Clontech社製)に導入し、CMVプロモーター制御下293T細胞で一過性に発現させ、得られた培養上清からFc領域に結合性を有するプロテインAを結合させた樹脂を用いたアフィニティクロマトグラフィーにより発現産物(IL−17RB可溶化型組換え体)を精製した(図2)。
実施例2に記載のIL−17RB可溶化型組換え体をラットに免疫後、ラットミエローマ細胞株P3U1と細胞融合することにより特異的モノクローナル抗体産生ハイブリドーマを得た。スクリーニングは実施例2に記載の組換え体を固相化しELISA法により反応性を有するクローンを選抜するとともに、IL−17RB全長を強制的に発現させた293T細胞に対する反応性をフローサイトメーターで解析することで特異的モノクローナル抗体を選抜した。得られたモノクローナル抗体産生ハイブリドーマ(B5F6C11、3H8E9)の培養上清とIL−17RB全長強制発現株への反応性を確認した結果を図3に示す。
実施例3に記載の技術により樹立されたモノクローナル抗体を用いてIL−17RBの発現の局在を確認した。該モノクローナル抗体をビオチン化した後Balb/cマウス脾臓由来白血球に作用させ、フィコエリスリン結合アビジンを反応させることによりIL−17RBの発現細胞を確認した。未刺激の細胞ではα−GalCer/CD1d dimer陽性のインバリアントNKT細胞の一部が反応性を有することが確認された(図4)。一方、B細胞、T細胞、樹状細胞、NK細胞等の免疫担当細胞においてはIL−17RBの発現は確認できなかった(図4)。さらに種々の系統マウスにおけるインバリアントNKT細胞のIL−17RBの発現について確認したところ、Th2優位マウスとして知られるBalb/cやDBA/2crにおいては発現が見られるものの、Th1優位マウスとして知られるC57BL/6やC3H/HeNにおいては、ほとんど発現が見られなかった(図5)。次にBalb/cマウスにおけるIL−17RB陽性のNKT細胞の種々の臓器における存在様式を確認した。各臓器から細胞懸濁液を調製し、実施例3で得られたモノクローナル抗体を用いてα−GalCer/CD1d dimer陽性のNKT細胞のうち、IL−17RB陽性のNKT細胞を検出した。その結果、確認した臓器のうち肺において非常に多く存在し、また、脾臓、胸腺には存在するが、肝臓においては存在しないことが明らかとなった(図6)。
NKT細胞はCD4をマーカーとして、機能的に異なる2つのサブセット(CD4陽性とDN)に分けられるとの報告(J.Exp.Med.、202巻、1279−1288頁、2005年)に基づいて、IL−17RBのNKT細胞における表面抗原の発現様式を実施例3に記載のモノクローナル抗体、及び各表面抗原の抗体を用いてFACS解析により調べた。その結果、IL−17RBは主にCD4陽性のNKT細胞に発現し、そのCD4陽性のNKT細胞のうち約1/3がIL−17RB陽性であることが明らかとなった(図7)。すなわちNKT細胞は(A)CD4陰性IL−17RB陰性(DN)、(B)CD4陽性IL−17RB陰性、(C)CD4陽性IL−17RB陽性の3つのサブセットに分けられることが示された。次に(A)、(B)、(C)3つのサブセットについて、発現する表面抗原の解析を行った(図8)。その結果、(C)においては(A)、(B)に比してCD69、CD122の発現が低いこと、キラーレセプターNKG2D陰性であること、CD62L陰性であること等の知見が得られた。
CD4発現にはパシフィックブルー標識抗マウスCD4抗体(RM4−5、BD Biosciences社製)を用いた。CD69発現にはフィコエリスリン標識抗マウスCD69抗体(H1.2F3、BD Biosciences社製)を用いた。CD122発現にはフィコエリスリン標識抗マウスCD122抗体(TM−β1、BD Biosciences社製)を用いた。NKG2D発現にはフィコエリスリン標識抗マウスNKG2D抗体(C7、eBioscience社製)を用いた。CD62Lの発現にはフィコエリスリン標識抗マウスCD62L抗体(BVD6−24G2、eBioscience社製)を用いた。
実施例5で同定されたNKT細胞の3つのサブセットについて、mRNAを調製し、定量PCR法による相対的遺伝子発現レベルを確認した(図9)。mRNAの調製や定量PCRについては、通常、当分野で行われている方法を用いて実施した。具体的には、Platinum SYBR Green定量PCR(Invitrogen社製)を用い、プライマーは表1に記す組み合わせを用いた。その結果、(C)においては、Th1細胞を規定する遺伝子群の発現は(A)、(B)に比べて相対的に低いこと、Th2細胞を規定する遺伝子群の発現は(A)、(B)に比べて同程度若しくは相対的に高いことが明らかとなった。また細胞障害活性に関わる遺伝子群は(A)のみで発現が見られることが明らかとなった。さらに、ケモカインレセプターCCR4の発現が(C)において、(A)、(B)に比して高いことが明らかとなった。実施例5及び実施例6の結果を併せて考えると、IL−17RB陽性NKT細胞はTh2細胞と表現型が非常に良く似ていることが明らかとなった。
検出の対象となったTh1細胞を規定する遺伝子及びTh2細胞を規定する遺伝子、細胞障害活性に関わる遺伝子、ならびにケモカイン・ケモカインレセプター遺伝子を、その検出の為のプライマー情報とともに表1にまとめる。尚、各遺伝子の発現はHPRT遺伝子の発現で標準化した。
IL−17RBに対するリガンドとしてIL−17E/IL−25が知られている(J.Biol.Chem.、276巻、1660−1664頁、2001年)。そこで、実施例5に記した(A)、(B)、(C)3つのサブセットについて、IL−17E/IL−25に対する反応性を確認した。その結果、(C)のみでIL−17E/IL−25依存的な細胞増殖活性が見られた(図10)。細胞増殖は3Hの取込によって測定した。さらに、IL−17E/IL−25依存的な反応は(C)から大量のIL−13、IL−4、TARC/CCL17、MDC/CCL22といったTh2サイトカイン・ケモカインの産生をもたらすことが明らかとなった(図11)。IFN−γ、IL−5、IL−2、IL−10、IL−4及びIL−13については、各サイトカイン・ケモカインの抗体を用いたELISA法で、TARC/CCL17及びMDC/CCL22については、各ケモカイン遺伝子に対するプライマーを用いた定量PCR法により測定した。各プライマーの組み合わせを上記表1に示す。尚定量PCR法ではHPRT遺伝子の発現で標準化した。この結果はIL−17RB陽性NKT細胞がIL−17E/IL−25依存的に増殖し、Th2サイトカイン・ケモカインの産生能を有することを示すものである。
実施例7に記載するようにIL−17RB陽性NKT細胞が、アレルギー性気道炎症や気道過敏症の発症に重要となるサイトカイン、特にIL−13を産生することから、喘息モデルにおける該細胞の役割を明らかとした。Balb/cマウスあるいは本発明者らによって樹立されたNKT細胞欠損マウス(Jα18欠損マウス(Balb/cバックグラウンド)(Science、278巻、1623−1626頁、1997年)をOVA/Alumを皮下免疫後IL−17E/IL−25あるいはPBS(コントロール)を静注し、再度OVAを経鼻投与して、メタコリン刺激で誘導した気道抵抗を測定した。その結果、Balb/cマウスにおいてはIL−17E/IL−25依存的に気道抵抗値の上昇が見られるのに対して、NKT細胞欠損マウスにおいてはIL−17E/IL−25投与による気道抵抗値の上昇が見られなかった(図12)。さらに気道抵抗値と相関するように、血中のIL−13濃度はIL−17E/IL−25処理したBalb/cマウスでは上昇が見られるものの、NKT細胞欠損マウスではほとんど上昇が見られなかった(図13)。
実施例3に記載の技術により樹立されたマウスIL−17RB特異的モノクローナル抗体を用いて、脾臓細胞と肺の単核球におけるIL−17RBの発現様式について、詳細に解析を行なった。これまでIL−17RBは腸管膜リンパ節(MLN)のc−kit陽性非B非T細胞(c−kit+NBNT細胞)に発現が見られるという報告(Fallon, P.G., S.J. Ballantyne, N.E. Mangan, J.L. Barlow, A. Dasvarma, D.R. Hewett, A. McIlgorm, H.E. Jolin, and A.N. McKenzie 2006. Identification of an interleukin (IL)-25-dependent cell population that provides IL-4, IL-5, and IL-13 at the onset of helminth expulsion. J. Exp. Med. 203:1105-1116)があることから、本細胞について、本発明の抗体を用いてその染色性を確認したところ、約20%の細胞が陽性であることが確認できた(図14a)。そこで本抗体を用いて、脾臓細胞と肺の単核球の各サブセットについて発現を確認した。実施例3に記載のモノクローナル抗体、及び各サブセットに特有の各表面抗原の抗体を用いてFACS解析により調べた。結果、脾臓細胞(図14b)及び肺単核球(図14c)のいずれにおいてもCD1d拘束性のNKT細胞の一部でのみ発現が確認され、IL−17RBの発現の局在が明らかとなった。
実施例5でNKT細胞は(A)CD4陰性IL−17RB陰性(DN)、(B)CD4陽性IL−17RB陰性、及び(C)CD4陽性IL−17RB陽性の3つのサブセットに分けられることが示された。これらNKT細胞の3つのサブセットについて、mRNAを調製し、定量PCR法による相対的遺伝子発現レベルをさらに確認した。T細胞の新しいサブセットとして認知されたIL−17産生性ヘルパーT細胞(Th17)は、転写因子RORγtをマスター遺伝子としている。そこで、IL−17(IL−17A)とRORγtのmRNAを定量PCRにて確認したところ、(A)において(B)(C)よりも有意に高いことが明らかとなった。この結果は(C)が既に報告のあるIL−17産生性NKT細胞(Michel, M.L., A.C. Keller, C. Paget, M. Fujio, F. Trottein, P.B. Savage, C.H. Wong, E. Schneider, M. Dy, and M.C. Leite-de-Moraes. 2007. Identification of an IL-17-producing NK1.1(neg) iNKT cell population involved in airway neutrophilia. J. Exp. Med. 204:995-1001.)とは異なる細胞群であることを示しており、IL−17RB陽性NKT細胞が新しく同定された細胞集団であることを強く示唆するものである(図15)。
本実施例において定量PCRは、実施例6と同様の手順で行った。検出の対象となったTh17細胞を規定する遺伝子のプライマー情報を表1に示した。
実施例10に記した(A)、(B)、(C)3つのサブセットについて、IL−17E/IL−25に対する反応性を確認した。その結果、IL−17E/IL−25依存的に(C)IL−17RB陽性NKT細胞から大量のeosinophil chemotactic factor−L(ECF−L)を産生することを示された(図16、上段)。この結果は、IL−5産生性の好酸球を局所に呼び寄せる機能を有することを示しており、活性化したIL−17RB陽性NKT細胞がIL−17E/IL−25依存的に間接的な好酸球増加症(eosinophilia)を誘導することが示唆された。またIL−17Aの発現はIL−25刺激前後でほとんど変わらないことも明らかとなった(図16、下段)。
マウスでの喘息モデルとして卵白アルブミン(OVA)を用いた気道炎症モデルがある。これは、OVA−alumで免疫後、OVAを吸入させて気道炎症を起こすものである。通常OVA−alum(100μg/2mg)を腹腔内に2−3回一週間間隔で免疫後、OVA(100μg)を点鼻で3日間投与することにより、メタコリン誘発性気道炎症を発症させることができる。本実施例では、IL−17E/IL−25の作用を確認するために、OVA−alum(50μg/2mg)を腹腔内に2回一週間間隔で免疫後、OVA(50μg)を点鼻で1回投与する、メタコリン誘発性気道炎症の発症が見られない条件下で、Balb/cマウス(WT)とNKT細胞欠損マウス(Jα18KOマウス、Jα18−/−)におけるIL−17E/IL−25の作用を確認した。一連のプロトコルを図17に示す。
本モデルにおいて気道圧の上昇を指標に気道炎症の発症を確認したところ、Balb/cマウスではIL−17E/IL−25依存的な気道炎症を発症したが、NKT細胞欠損マウスでは発症しなかった(図18)。本条件下ではOVA吸入後の肺胞洗浄液中への細胞浸潤を確認したところ、総細胞数(Total)、マクロファージ(Mφ)、好酸球(Eos)、好中球(Neu)、リンパ球(Lym)のいずれにおいてもIL−17E/IL−25投与群においてはNKT細胞欠損マウスに比べてコントロールマウスにおいて著しい浸潤が確認された(図19)。さらに肺胞洗浄液中のサイトカイン濃度についても、IL−13およびIL−4について同様の傾向が強く認められた(図20)。これらマウスの肺組織からミクロトームにより組織切片を作製し、該切片を、ヘマトキシリン・エオシン染色あるいはパス染色により調べた。その結果、IL−17E/IL−25投与コントロールマウスにおいて好酸球・好中球の浸潤(ヘマトキシリン・エオシン染色(図21a))やムチン粘液過剰産生(パス染色(図22b))が確認できた。これらの結果は、IL−17RB陽性NKT細胞がIL−17E/IL−25依存的な気道過敏症発症において中心的な役割を担っていることを示唆するものである。また、上記モデルにおいて、IL−17E/IL−25投与前に抗IL−17RB抗体でIL−17RB陽性NKT細胞を除去することによってIL−17RB陽性NKT細胞の役割を確認した(図22)。IL−17RB陽性NKT細胞が除去されていることはFACS解析により確認した(図22a)。IL−17RB陽性NKT細胞が除去されることにより、Balb/cマウスにおいてもIL−17E/IL−25依存的な気道炎症が抑制されることがわかった(図22b)。さらにIL−17E/IL−25投与前にNKT細胞欠損マウスにIL−17RB陽性NKT細胞を移入した系でIL−17RB陽性NKT細胞の役割を確認した。IL−17E/IL−25投与前にNKT細胞欠損マウスにIL−17RB陽性NKT細胞を移入することにより、細胞数依存的に気道炎症の増悪がみられることも確認された(図23)。
RSウイルス(respiratory syncytial virus:RSV)は、乳児急性気道感染症(細気管支炎、肺炎など)の主な原因ウイルスである。RSウイルスは接触や飛沫を介して気道に感染し、2−5日の潜伏期の後、発熱、鼻水、咳などで発症、通常1−2週間で軽快するが、2歳以下の乳幼児ではしばしば上気道炎から下気道炎に進展して細気管支炎、肺炎を発症し、免疫不全児、低出生体重児や呼吸器・循環器に基礎疾患をもつ乳幼児は重症化しやすく、特に注意が必要である。RSV感染症に効果のあるワクチンはなく、多くの場合は症状を抑える対症療法である。RSV感染マウスの肺胞洗浄液を用いて、該洗浄液中に含まれるサイトカインについて調べた。IL−25、IL−6、IL−4及びIL−13濃度を各サイトカイン・ケモカインの抗体を用いたELISA法で測定した。RSV感染により肺胞液中に早期にIL−25が誘導された(図24)。これはTh2サイトカインであるIL−13/IL−4や炎症性サイトカインであるIL−6よりも早い(図24)。また肺胞洗浄液中のNKT細胞割合について調べたところ、RSV感染によりNKT細胞が肺胞洗浄液中に浸潤することがわかった(図25)。これらの結果から、RSV依存的な気道過敏症発症におけるIL−17RB陽性NKT細胞の関与について解析を行なった。実施例11に記載のOVA−alumの気道炎症発症モデルにおいて、OVA/alum免疫3日前に3回感染させ、OVAによる惹起で発症を観察した。一連のプロトコルを図26に示す。その結果、NKT細胞欠損マウスにおいては、気道圧の上昇(図27a)、肺胞液中への細胞浸潤(図27b)、好酸球・好中球の浸潤(図28a)、ムチン過剰産生(図28b)、いずれもがBalb/cマウスよりも増悪していることが明らかとなった。これらの結果は、RSVによる気道過敏症発症においてIL−17RB陽性NKT細胞がその増悪に関与していることを強く示唆するものである。
本出願は、日本で出願された特願2007−307981を基礎としておりそれの内容は本明細書に全て包含されるものである。
配列番号4:IL−17RBの細胞外ドメインとヒトIgG1のFc領域の融合蛋白質。
配列番号5:IFN−γ検出用PCRプライマー(センス)
配列番号6:IFN−γ検出用PCRプライマー(アンチセンス)
配列番号7:IFN−γR検出用PCRプライマー(センス)
配列番号8:IFN−γR検出用PCRプライマー(アンチセンス)
配列番号9:IL−12Rβ2検出用PCRプライマー(センス)
配列番号10:IL−12Rβ2検出用PCRプライマー(アンチセンス)
配列番号11:IL−18Rβ検出用PCRプライマー(センス)
配列番号12:IL−18Rβ検出用PCRプライマー(アンチセンス)
配列番号13:STAT4検出用PCRプライマー(センス)
配列番号14:STAT4検出用PCRプライマー(アンチセンス)
配列番号15:T−bet検出用PCRプライマー(センス)
配列番号16:T−bet検出用PCRプライマー(アンチセンス)
配列番号17:IL−4検出用PCRプライマー(センス)
配列番号18:IL−4検出用PCRプライマー(アンチセンス)
配列番号19:IL−5検出用PCRプライマー(センス)
配列番号20:IL−5検出用PCRプライマー(アンチセンス)
配列番号21:IL−10検出用PCRプライマー(センス)
配列番号22:IL−10検出用PCRプライマー(アンチセンス)
配列番号23:IL−13検出用PCRプライマー(センス)
配列番号24:IL−13検出用PCRプライマー(アンチセンス)
配列番号25:STAT6検出用PCRプライマー(センス)
配列番号26:STAT6検出用PCRプライマー(アンチセンス)
配列番号27:GATA3検出用PCRプライマー(センス)
配列番号28:GATA3検出用PCRプライマー(アンチセンス)
配列番号29:GranzymeA検出用PCRプライマー(センス)
配列番号30:GranzymeA検出用PCRプライマー(アンチセンス)
配列番号31:Perforin1検出用PCRプライマー(センス)
配列番号32:Perforin1検出用PCRプライマー(アンチセンス)
配列番号33:Klra7検出用PCRプライマー(センス)
配列番号34:Klra7検出用PCRプライマー(アンチセンス)
配列番号35:Klrc1検出用PCRプライマー(センス)
配列番号36:Klrc1検出用PCRプライマー(アンチセンス)
配列番号37:Klrd1検出用PCRプライマー(センス)
配列番号38:Klrd1検出用PCRプライマー(アンチセンス)
配列番号39:Klrg1検出用PCRプライマー(センス)
配列番号40:Klrg1検出用PCRプライマー(アンチセンス)
配列番号41:CXCR6検出用PCRプライマー(センス)
配列番号42:CXCR6検出用PCRプライマー(アンチセンス)
配列番号43:CCR4検出用PCRプライマー(センス)
配列番号44:CCR4検出用PCRプライマー(アンチセンス)
配列番号45:TARC/CCL17検出用PCRプライマー(センス)
配列番号46:TARC/CCL17検出用PCRプライマー(アンチセンス)
配列番号47:MDC/CCL22検出用PCRプライマー(センス)
配列番号48:MDC/CCL22検出用PCRプライマー(アンチセンス)
配列番号49:IL−17A検出用PCRプライマー(センス)
配列番号50:IL−17A検出用PCRプライマー(アンチセンス)
配列番号51:RORγt検出用PCRプライマー(センス)
配列番号52:RORγt検出用PCRプライマー(アンチセンス)
Claims (8)
- アレルギー性気道炎症及び/又は気道過敏症の発症予測を目的とした、CD4陽性IL−17RB陽性NKT細胞を検出する方法。
- IL−17RBの細胞外領域とヒトIgG1のFc領域とを結合させたIL−17RB組換え体によって免疫されたヒト以外の哺乳動物から単離したリンパ球又は脾臓細胞とミエローマ細胞株との融合細胞であって、その培養上清がIL−17RBと特異的に反応するハイブリドーマにより産生され、IL−17RBを特異的に認識するモノクローナル抗体を用いることを特徴とする、請求項1記載の方法。
- 以下の工程を含む、アレルギー性気道炎症及び/又は気道過敏症の治療薬のスクリーニング方法:
CD4陽性IL−17RB陽性NKT細胞にIL−17RBのリガンドの存在下、試験化合物を接触させる工程(工程1)、
試験化合物を接触させたCD4陽性IL−17RB陽性NKT細胞と試験化合物を接触させていないCD4陽性IL−17RB陽性NKT細胞との、そのTh2細胞様の機能を測定し、その結果を比較する工程(工程2)、及び
有意にTh2細胞様の機能を抑制した試験化合物をアレルギー性気道炎症及び/又は気道過敏症の治療薬として選抜する工程(工程3)。 - Th2細胞様の機能が、リガンド刺激依存性のTh2サイトカイン・ケモカイン産生能である、請求項3記載の方法。
- Th2サイトカイン・ケモカインが、IL−4、IL−5、IL−13、TARC/CCL17及びMDC/CCL22からなる群から選択される少なくとも1種である、請求項4記載の方法。
- 以下の工程を含む、アレルギー性気道炎症及び/又は気道過敏症の治療薬のスクリーニング方法:
CD4陽性IL−17RB陽性NKT細胞を有するヒト以外の哺乳動物にIL−17RBのリガンドの存在下、試験化合物を投与する工程(工程1)、
試験化合物を投与した哺乳動物と、試験化合物を投与していない哺乳動物との、そのTh2細胞様の機能を測定し、その結果を比較する工程(工程2)、及び
有意にTh2細胞様の機能を抑制した試験化合物をアレルギー性気道炎症及び/又は気道過敏症の治療薬として選抜する工程(工程3)。 - Th2細胞様の機能が、リガンド刺激依存性の気道抵抗の上昇である、請求項6記載の方法。
- リガンドが、IL−17E/IL−25である、請求項3〜7のいずれか1項に記載の方法。
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