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2017 年度 実施状況報告書

新規高性能タンパクチップが切り開くアレルギー研究の展望と新パラダイムシフト

研究課題

研究課題/領域番号 17K19662
研究機関徳島大学

研究代表者

木戸 博  徳島大学, 先端酵素学研究所(デザイン), 特任教授 (50144978)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
キーワードアレルギー / クラススイッチ / 抗原親和性 / 湿疹 / IgE / IgG1 / IgM / 経口免疫寛容
研究実績の概要

アレルギーは国民病とされ、予防と治療が急務である。医療現場では、従来推奨されたアレルゲンを避ける予防・治療法とは逆に、早期からアレルゲンを摂取させる「アレルギー医療革命」が始まっている。しかし、これを支える診断バイオマーカーや、経過観察モニターがない。我々はこの問題を、アレルギー発症関連抗体を高感度検出するマイクロアレイ(DCPチップ)を開発し、抗原親和性と、イムノグロブリンクラススイッチの測定を実施している。プロジェクトでは、DCPチップを用いて予防・治療の診断バイオマーカー、経過観察モニター法の創出、経口免疫寛容児と食物アレルギー発症児の違いを解析している。平成29年度は、出生直後から生後6ヶ月間の授乳期の抗原特異的IgG1, IgG2, IgA, IgG3, IgEの出現パターン解析から、クラススイッチをフォローすると共に、食物アレルギー発症に関与するhigh affinity IgEと、経口免疫寛容成立に関与すると推定しているlow affinity IgEの産生機序の解析を実施した。生後6ヶ月でhigh affinity IgEを示した乳児のIgG1と、low affinity IgEを示した乳児のIgG1は、共にhigh affinityの性状を示し、抗原親和性からするとIgG1→high affinity IgEクラススイッチが推定された。low affinity IgEの由来については、IgG1に由来する可能性が否定されたことから、low affinity の性状が報告されているIgMの可能性が推定された。次年度にこれを検証する。ヒト検体では解析に制限があるため、食物アレルギーモデル動物を作成しているが、平成29年度に経皮感作モデルの食物アレルギーと、経口免疫寛容モデルの作成に成功しており、ヒト以外にモデルマウスの検体も使用して目標を達成する。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成29年度は、出生直後から生後6ヶ月間の授乳期の抗原特異的IgG1, IgG2, IgA, IgG3, IgEの出現パターン解析から、クラススイッチをフォローすると共に、食物アレルギー発症に関与するhigh affinity IgEと、経口免疫寛容成立に関与すると推定しているlow affinity IgEの産生機序の解析を実施した。生後6ヶ月でhigh affinity IgEを示した乳児のIgG1と、low affinity IgEを示した乳児のIgG1は、共にhigh affinityの性状を示し、抗原親和性からするとIgG1→high affinity IgEクラススイッチが推定された。low affinity IgEの由来については、IgG1に由来する可能性が否定されたことから、low affinity の性状が報告されているIgMの可能性が推定された。次年度にこれを検証する予定で、本プロジェクトの根源的課題に着実に迫っている。この一連の研究の中で、抗体の抗原親和性を、competitibe binding inhibitionから、IC50値で示す方法を確立しており、今後に繋がる成果である。さらにヒト検体では解析に制限があるため、食物アレルギーモデル動物を作成しているが、平成29年度に経皮感作モデルの食物アレルギーと、経口免疫寛容モデルの作成に成功していることも評価に値する。

今後の研究の推進方策

これまで抗原特異的IgMの定量は困難とされていたが、本プロジェクトではDCPマイクロアレイを用いて、抗原特異的IgMの検出と抗原親和性の測定を実施する。DCPマイクロアレイを用いた高感度測定システムを確立することで、IgM→low affinity IgEクラススイッチの可能性を示すことができると推定している。さらに、経口免疫寛容の成立に、どのような機序で、IgM→low affinity IgEクラススイッチが発動するかを解析することは、食物アレルギーの予防と治療の本質に迫る研究として、期待している。これらの研究を分子論的に証明するためには、経皮感作による食物アレルギーモデルマウスと、経口免疫寛容モデルマウスの作成が不可欠であるが、平成29年度の研究でこれらのモデルマウスの作成に成功しており、準備は完了している。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Oral immunotherapy combined with omalizumab for high-risk cow's milk allergy: a randomized controlled trial2017

    • 著者名/発表者名
      Masaya Takahashi, Kazuhiko Soejima, Shoichiro Taniuchi, Yasuko Hatano, Sohsaku Yamanouchi, Hideki Ishikawa, Makoto Irahara, Youhei Sasaki, Hiroshi Kido, Kazunari Kaneko
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 7 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41598-017-16730-6

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Allergen-specific low- and high-affinity IgE production associated with differential immunoglobulin class-switching in the development of pediatric food allergy in early infancy2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kido, Makoto Irahara, Wakako Shinahara
    • 学会等名
      AAAAI/WAO Joint Congress
    • 国際学会
  • [学会発表] Differential immunoglobulin class switching in the productions of aller-gen-specific low and high affinity IgE in the development of pediatric food allergy2017

    • 著者名/発表者名
      Kido H, Irahara M, Sasaki Y.
    • 学会等名
      第66回日本アレルギー学会学術大会
  • [学会発表] 乳児期におけるイムノグロブリンクラススイッチの進展と抗原親和性2017

    • 著者名/発表者名
      苛原誠、佐々木陽平、品原和加子、杉本真弓、香美祥二、木戸博
    • 学会等名
      第66回日本アレルギー学会学術大会
  • [学会発表] 新生児血中特異的IgE抗体と乳児期の感作についての検討2017

    • 著者名/発表者名
      渋谷紀子、斎藤恵美子、苛原誠、佐々木陽平、木戸博
    • 学会等名
      第66回日本アレルギー学会学術大会
  • [学会発表] 微量採血による継時的抗原特異的イムノイグロブリンクラススイッチの動物実験モニター法2017

    • 著者名/発表者名
      佐々木陽平、大野仁詩、鈴木宏一、木戸博
    • 学会等名
      第66回日本アレルギー学会学術大会
  • [学会発表] 生後6ヶ月までの母乳栄養児と人工乳栄養児の抗原摂取量の違いを背景とした湿疹誘発IgEクラススイッチパターンの違い2017

    • 著者名/発表者名
      木戸博、苛原誠、品原和加子、杉本真弓、香美祥二
    • 学会等名
      第54回日本小児アレルギー学会学術大会
  • [学会発表] 乳児期の経口免疫寛容と食物アレルギー発症の判定に有用なイムノグロブィンクラススイッチパターンの違いとIgEの高抗原親和性、低親和性IgE2017

    • 著者名/発表者名
      木戸博、苛原誠、品原和加子、香美祥二
    • 学会等名
      第90回日本生化学会大会
  • [学会発表] 微量採血によるアレルギーモデル実験動物の経時的抗原特異的抗体価の測定系の確立2017

    • 著者名/発表者名
      大野仁詩、品原和加子、高橋悦久、木戸博
    • 学会等名
      第90回日本生化学会大会

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公開日: 2018-12-17  

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