チタンアレルギーの病態機序および生体反応に関わる免疫学的研究

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K11329
• Research Institution: Tsurumi University
• Principal Investigator: 濱田 良樹 鶴見大学, 歯学部, 教授 (70247336)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 熊谷 賢一 鶴見大学, 歯学部, 助教 (10518129) ; 鈴木 隆二 独立行政法人国立病院機構(相模原病院臨床研究センター), 臨床免疫研究室, 室長 (70373470)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: チタンアレルギー / 金属アレルギー / TCR

Outline of Annual Research Achievements

チタンはオッセオインテグレーションという性質を有することから、科学的根拠に基づいた安全性が確立された金属として歯科領域や整形外科領域で広く使用されている。しかし、 生体内での骨接合を阻害するチタンアレルギー反応の報告が散見されるようになり、その免疫学的な解明が急務とされている。
しかしながら、チタンアレルギー反応に対する特異的 T 細胞の同定、誘導機構や T 細胞による抗原認識機構などの詳細は全く不明であり、さらには金属が如何なる生体内蛋白と関係して抗原性を有するのか解明すべきことが多い。申請者はⅣ型アレルギー反応の中枢を担い、チタンアレルギー発症に直接関与する T 細胞の特異性と免疫学的病態の解明が急務と考え、本研究の立案に至った。
本研究では世界に先駆けてチタンアレルギー動物モデルを確立し、チタンアレルギーに関わる T 細胞受容体遺伝子(TCR)による獲得免疫機構に主眼を置いた研究を行う。さらに、チタンアレルギーが疑われる患者の末梢血およびチタン製インプラント周囲組織から TCR 遺伝子を抽出して臨床検体を用いた解析を行う。 これらのマウスおよびヒトの TCR 遺伝子発現解析情報は、チタンアレルギー発症に関与する T 細胞の抗原特異性遺伝子ライブラリ構築を可能とし、 パッチテストに代替する新たな診断体系の確立を目的とする。
初年度はチタンアレルギー動物モデル確立のために、感作・誘導回数、およびチタンの濃度の条件検討を行った。その結果、アレルギー炎症局所の腫脹および病理学的にもT細胞の集積を確認したことから、チタンアレルギーモデルマウスの確立に成功した。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

アレルギー炎症局所の腫脹および病理組織学的にもT細胞の集積を確認したことから、チタンアレルギーモデルマウス作製のプロトコルが完成したことにより、再現性のある疾患モデル動物が確立された。これは今後のチタンアレルギーの病態解明に向けて大きな前進をしたと考えられる。

Strategy for Future Research Activity

次年度では前年度までに行ったチタンアレルギー動物モデルを用いて、チタン特異的 T 細胞由来 TCR の機能および 性状解析 アレルギー炎症局所組織へのチタン溶出の含有量の測定と各種サイトカイン・ケモカインの遺伝子発現解析を行う。また、免疫組織学的検討から T 細胞の性状や機能解析を行って多方面からチタンに対する生体内の獲得免疫機構の解明を行う。

Causes of Carryover

初年度ではモデルマウス確立のみであったため、アレルギー発症部位における炎症性サイトカインやT細胞関連遺伝子発現解析に供する消耗品が少なかったため、物品費が余剰となり次年度への繰り越しとなった。

Expenditure Plan for Carryover Budget

確立されたモデルマウスを用いて、アレルギー発症に関わる炎症性サイトカインおよびT細胞関連遺伝子発現解析を行っていく予定である。

Research Products

• [Journal Article] Possible Immune Regulation of Natural Killer T Cells in a Murine Model of Metal Ion-Induced Allergic Contact Dermatitis. (2016)
  • Author(s): Kumagai K, Horikawa T, Shigematsu H, Matsubara R, Kitaura K, Eguchi T, Kobayashi H, Nakasone Y, Sato K, Yamada H, Suzuki S, Hamada Y, Suzuki R.
  • Journal Title: International journal of molecular sciences Volume: 12 Pages: -
  • DOI: 10.3390/ijms17010087.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant