皮膚感作におけるプロテアーゼアレルゲンの役割とその意義

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25461711
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 高井 敏朗 順天堂大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (70338375)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: プロテアーゼアレルゲン / 経皮感作 / マウスモデル / アトピー性皮膚炎

Outline of Annual Research Achievements

皮膚からのアレルゲンへの感作は、アトピー性皮膚炎のみならず、喘息などの他のアレルギー疾患の成立（アレルギーマーチ）にも重要である。ダニや花粉はプロテアーゼを産生・含有し、獲得免疫を介さずに種々の細胞を刺激・活性化するが、皮膚感作におけるその役割は不明である。本研究では、プロテアーゼアレルゲンを用いたマウス皮膚感作モデルを構築し、初期の自然型応答および続いて誘導される獲得免疫依存的応答を解析し、皮膚感作におけるアレルゲンのプロテアーゼ活性の役割を明らかにする。本年度の成果は下記の通り。
（１）プロテアーゼアレルゲンによる皮膚感作モデル：プロテアーゼアレルゲン塗布と機械的刺激（テープストリッピング）によるバリア破壊操作の組み合わせによって、皮膚炎症とアレルギー感作（IgE/IgG1産生）を悪化させることを見いだした。
（２）メカニズム解析：呼吸器を介したアレルゲン感作に重要なサイトカインであるIL-33の遺伝子欠損マウスを用いてもプロテアーゼ抗原に対する経皮感作への影響は見られなかった。すなわち、呼吸器を介した吸入感作とは異なるメカニズムであることが明らかになった。
（３）アレルギーマーチモデル：経皮感作されたマウスでは非常に少量のプロテアーゼ抗原の吸入だけで気道炎症が誘導され、アレルギーマーチへの進展に重大な影響を及ぼすことが明らかになった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

施設の別棟への移転による一時的な実験中断があったにも関わらず、論文審査過程で必要となったデータの集中的な収集に注力した結果、複数の投稿論文が掲載受理となった。概ね計画通り進展したと考えている。

Strategy for Future Research Activity

別の修飾モデルについて試行を継続しており、遺伝子改変マウス等を利用した解析を行っている。
アレルゲンのプロテアーゼ活性に依存的な我々の皮膚感作モデルでは強力な応答が誘導された。今までわかっていなかった経皮感作におけるアレルゲンに含有されるプロテアーゼ活性の重要性を明らかにし、実際の環境下の状態に即した予防・治療標的を示した点に意義がある。当初予期しなかった知見も得られており、それらも合わせて研究を深化・発展させていく予定である。

Causes of Carryover

研究施設および動物実験施設の所在した建物の取り壊しのため、引越作業が生じた。また、移動先での動物実験施設の開設までの期間（約３ヶ月）は動物実験を中断せざるを得なくなった。これに伴い、未使用分を次年度使用とすることとした。

Expenditure Plan for Carryover Budget

学会参加費および掲載受理となった論文投稿関連費用などにも充当する予定。

Research Products

• [Journal Article] Epicutaneous allergic sensitization by cooperation between allergen protease-activity and mechanical skin barrier damage in mice (2016)
  • Author(s): Shimura S, Takai T, Iida H, Maruyama N, Ochi H, Kamijo S, Nishioka I, Hara M, Matsuda A, Saito H, Nakae S, Ogawa H, Okumura K, Ikeda S
  • Journal Title: J Invest Dermatol Volume: 136 Pages: 1408-17
  • DOI: 10.1016/j.jid.2016.02.810
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Subcutaneous allergic sensitization to protease allergen is dependent on mast cells but not IL-33: Distinct mechanisms between subcutaneous and intranasal routes (2016)
  • Author(s): Kamijo S, Suzuki M, Hara M, Shimura S, Ochi H, Maruyama N, Matsuda A, Saito H, Nakae S, Suto H, Ichikawa S, Ikeda S, Ogawa H, Okumura K, Takai T
  • Journal Title: J Immunol Volume: 196 Pages: 3559-69
  • DOI: 10.4049/jimmunol.1500717
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Innate basophil IL-4 responses against allergens, endotoxin, and cytokines require the Fc receptor gamma-chain (2016)
  • Author(s): Kamijo S, Nunomura S, Ra C, Kanaguchi Y, Suzuki Y, Ogawa H, Okumura K, Takai T
  • Journal Title: J Allergy Clin Immunol Volume: 137 Pages: 1613-1615.e2
  • DOI: 10.1016/j.jaci.2015.10.037
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Presensitization to Ascaris antigens promotes induction of mite-specific IgE upon mite antigen inhalation in mice (2016)
  • Author(s): Suzuki M, Hara M, Ichikawa S, Kamijo S, Nakazawa T, Hatanaka H, Akiyama K, Ogawa H, Okumura K, Takai T
  • Journal Title: Allergol Int Volume: 65 Pages: 44-51
  • DOI: 10.1016/j.alit.2015.07.003
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Immunotherapy to treat allergies: Recent advances and future prospects (2015)
  • Author(s): Takai T
  • Journal Title: Juntendo Medical Journal Volume: 61 Pages: 597-560
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Allergens in modern society: Updated catalogs and future prospects (2015)
  • Author(s): Takai T, Izuhara K
  • Journal Title: Allergol Int Volume: 64 Pages: 293-294
  • DOI: 10.1016/j.alit.2015.08.003
  • Open Access
• [Journal Article] Pectate lyase pollen allergens: Sensitization profiles and cross-reactivity pattern (2015)
  • Author(s): Pichler U, Hauser M, Wolf M, Bernardi ML, Gadermaier G, Weiss R, Ebner C, Yokoi H, Takai T, Didierlaurent A, Rafaiani C, Briza P, Mari A, Behrendt H, Wallner M, Ferreira F
  • Journal Title: PLoS One Volume: 10 Pages: e0120038
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0120038
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Japanese Society of Allergology task force report on standardization of house dust mite allergen vaccines: secondary publication (2015)
  • Author(s): Takai T, Okamoto Y, Okubo K, Nagata M, Sakaguchi M, Fukutomi Y, Saito A, Yasueda H, Masuyama K
  • Journal Title: Allergol Int Volume: 64 Pages: 181-186
  • DOI: 10.1016/j.alit.2015.01.005
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Cysteine protease antigens cleave CD123, the alpha subunit of murine IL-3 receptor, on basophils and suppress IL-3-mediated basophil expansion (2015)
  • Author(s): Nishikado H, Fujimura T, Taka H, Mineki R, Ogawa H, Okumura K, Takai T
  • Journal Title: iochem Biophys Res Commun Volume: 460 Pages: 261-266
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.03.022
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Epicutaneous allergic sensitization by synergy between allergen protease-activity and mechanical skin barrier damage in mice (2016)
  • Author(s): Takai T, Iida H, Shimura S, Ochi H, Maruyama N, Nishioka I, Kamijo S, Hara M, Saito H, Nakae S, Ogawa H, Ikeda S, Okumura K
  • Organizer: 31th Symposium of the Collegium Internationale Allergologicum
  • Place of Presentation: Charleston, SC, USA
  • Year and Date: 2016-04-03 – 2016-04-08
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Murine models of epicutaneous sensitization to protease allergen, which leads to allergic airway inflammation upon subsequent airway challenge (2015)
  • Author(s): Shimura S, Takai T, Iida H, Kamijo S, Ochi H, Maruyama N, Nishioka I, Suchiva P, Matsuda A, Saito H, Nakae S, Ogawa H, Okumura K, Ikeda S
  • Organizer: 日本研究皮膚科学会
  • Place of Presentation: 岡山コンベンションセンター（岡山県岡山市）
  • Year and Date: 2015-12-11 – 2015-12-13
• [Presentation] Subcutaneous presentitization to protease antigen and IL-33-dependent airway responses cooperatively contribute to airway inflammation (2015)
  • Author(s): Ochi H, Takai T, Kamijo S, Shimura S, Maruyama N, Matsuda A, Saito H, Nakae S, Okumura K, Ogawa H, Ikeda
  • Organizer: 日本研究皮膚科学会
  • Place of Presentation: 岡山コンベンションセンター（岡山県岡山市）
  • Year and Date: 2015-12-11 – 2015-12-13
• [Presentation] プロテアーゼアレルゲンの経皮的投与による皮膚バリア機能障害および抗体産生誘導の検討 (2015)
  • Author(s): 越智啓乃、高井敏朗、飯田秀雄、上條清嗣、清村咲子、西岡いずみ、丸山奈津子、奥村康、小川秀興、池田志斈
  • Organizer: 日本皮膚アレルギー・接触性皮膚炎学会
  • Place of Presentation: 島根県民会館（島根県松江市）
  • Year and Date: 2015-11-20 – 2015-11-22
• [Presentation] Subcutaneous allergic sensitization to protease allergen is dependent on mast cells but not IL-33: Distinct mechanisms between subcutaneous and intranasal routes (2015)
  • Author(s): Kamijo S, Takai T, Hara M, Matsuda H, Matsuda A, Saito H, Nakae S, Ichikawa S, Ogawa H, Okumura K
  • Organizer: 日本免疫学会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2015-11-18 – 2015-11-20
• [Presentation] Epicutaneous allergic sensitization by synergy between allergen protease-activity and mechanical skin barrier damage in mice (2015)
  • Author(s): Takai T, Nishioka I, Iida H, Shimura S, Ochi H, Maruyama N, Okumura K, Ogawa H, Ikeda S
  • Organizer: 表皮細胞研究会
  • Place of Presentation: ホテルニューオータニ佐賀（佐賀県佐賀市）
  • Year and Date: 2015-11-14
• [Presentation] アレルゲンの生物活性とアジュバント作用：なぜアレルゲンになるのか (2015)
  • Author(s): 高井敏朗
  • Organizer: 日本眼薬理学会
  • Place of Presentation: ソラシティカンファレンスセンター（東京都千代田区）
  • Year and Date: 2015-09-06
• [Presentation] パパインの経皮感作マウスモデルによるプロテアーゼ活性依存的な特異的抗体産生誘導 (2015)
  • Author(s): 西岡いずみ、高井敏朗、飯田秀雄、上條清嗣、清村咲子、越智啓乃、丸山奈津子、奥村康、小川秀興、池田志斈
  • Organizer: 日本皮膚科学会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2015-05-29 – 2015-05-31
• [Presentation] パパイン皮下投与感作マウスのアトピーマーチにおけるIL-33の関与 (2015)
  • Author(s): 越智啓乃、高井敏朗、飯田秀雄、上條清嗣、清村咲子、西岡いずみ、丸山奈津子、奥村康、小川秀興、池田志斈
  • Organizer: 日本皮膚科学会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2015-05-29 – 2015-05-31
• [Presentation] プロテアーゼ抗原塗布とテープストリッピングはIL-33非依存的に皮膚炎症および抗体産生を促進する (2015)
  • Author(s): 清村咲子、高井敏朗、飯田秀雄、上條清嗣、越智啓乃、丸山奈津子、西岡いづみ、齋藤博久、中江進、小川秀興、池田志斈、奥村康
  • Organizer: 日本アレルギー学会
  • Place of Presentation: グランドプリンスホテル新高輪（東京都港区）
  • Year and Date: 2015-05-26 – 2015-05-28
• [Presentation] シンポジウム18: アレルギー疾患とマウスモデル. マウスモデルを用いたアレルゲンの生物活性の解析 (2015)
  • Author(s): 高井敏朗、上條清嗣、小川秀興、池田志斈、奧村康
  • Organizer: 日本アレルギー学会
  • Place of Presentation: グランドプリンスホテル新高輪（東京都港区）
  • Year and Date: 2015-05-26 – 2015-05-28
  • Invited
• [Presentation] アレルギー疾患の修飾因子：1. アレルゲンとその修飾因子 (2015)
  • Author(s): 高井敏朗
  • Organizer: 第２回 総合アレルギー講習会(日本アレルギー学会)
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2015-04-12
  • Invited
• [Remarks] 順天堂大学大学院医学研究科 アトピー疾患研究センター
  • URL: http://www.juntendo.ac.jp/graduate/laboratory/labo/atopy_center/