潰瘍性大腸炎の自己抗原および自己抗体同定と特異的診断法の樹立

2020 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K17487
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 宇座 徳光 京都大学, 医学研究科, 助教 (30447958)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 潰瘍性大腸炎 / 自己抗原 / 自己抗体

研究実績の概要

1. 潰瘍性大腸炎（Ulcerative Colitis: UC）患者の血清IgGを抽出し、これに反応する大腸腸管上皮と細胞外マトリックスを構成するタンパク質を、ELISA法を用いてスクリーニングした結果、UC患者IgGがインテグリンαVβ6に特異的に反応することを同定した。症例数を増やし、クローン病や感染性腸炎を含めたコントロール群からなるValidation cohortにて検証した結果、感度92%、特異度94.8%の診断能であった。同定したインテグリンαVβ6抗体のIgGサブクラスはIgG1であることを明らかにした。
2． UC患者および健常者の大腸組織におけるαVβ6の発現をWestern blotting法および蛍光免疫組織学的解析にて検証した結果、UC患者で有意に発現が上昇し、その発現は大腸上皮に強いことを明らかにした。またUC患者IgGが、大腸上皮のαVβ6に結合することを明らかにした。
3．インテグリンαVβ6の主たるリガンドがフィブロネクチンであることに注目し、同定したUC患者インテグリンαVβ6抗体がその結合を阻害する機能を有するとの仮説を立てSolid phase binding assayを施行した。その結果、UC患者インテグリンαβ6抗体は有意にその結合を阻害し、その阻害能は抗体用量依存的かつその抗体価と有意に相関していた。
4. インテグリンαVβ6抗体価は、UCの疾患活動性の指標で、日常臨床で汎用されているMayo scoreと有意な相関を認めた。
5. UC患者より抽出したインテグリンαVβ6抗体をマウスに投与し、UC様の腸炎所見を誘導しUCモデルマウスの作製を試みているが、現時点では明らかな腸炎の誘導には至っていない。

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

1. 上記のように、UC患者の大腸上皮に有意に発現するインテグリンαVβ6が、UC発症の自己抗原である可能性を明らかにした。患者血清中の抗インテグリンαVβ6自己抗体の診断能に関して、前年度のtraining cohortからさらに症例数を増やし、validation cohortでも同様に良好な感度、特異度を示し、今後有望な診断マーカーになり得ることが期待される。これは当初の研究計画通り進捗している。
2.、前年度の予備的検討から得た知見を基に、UC患者血清中のインテグリンαVβ6抗体はインテグリンとそのリガンドであるフィブロネクチンの結合を阻害する機能を有するものとの仮説を立てた。上記のごとく、仮説通りUC患者インテグリンαVβ6抗体は結合阻害機能を有しており、1.の疾患マーカーのみならず、病因抗体になり得るものと考える。これらの結果も研究計画通りに進捗している。
3. 前年度からさらに症例を集積して、患者の疾患活動性と抗インテグリンαVβ6抗体の推移を経時的に検証し、上記のように抗インテグリンαVβ6抗体価は、疾患活動性と有意に相関することを示し、疾患活動性のマーカーにもなり得ること明らかにした。これも研究計画書通りに遂行している。
4. UC発症の詳細なメカニズム解析のためには、UCモデルマウスの確立は必須である。しかしながら、未だUC様の腸炎誘導には至っていない。これは投与するUC患者血清量が限られているために、腸炎を誘導するための適切なIgG濃度を決定できないことに起因すると考えれる。これは当初の研究計画より遅れている。

今後の研究の推進方策

1. これまでの研究成果から、抗インテグリンαVβ6抗体は、有望な診断および疾患活動性マーカーとなり得ることが期待される。そこで、新規インテグリンαVβ6抗体測定系の樹立を目指した条件設定を行う。
2. UCモデルマウスの樹立に関しては、使用できるUC患者血清に限りがあるため、患者由来のモノクローナル抗インテグリンαVβ6抗体を作製し、様々な条件で腸炎誘導を検討する。またリコンビナントインテグリンαVβ6をマウスに免役することによる腸炎誘導も試みる予定である。

次年度使用額が生じた理由

今年度はCOVID-19感染拡大のため当初参加予定していた多くの学会が軒並みリモート開催となり、さらに物品調達に制限がかかるなどしたため残金が生じた。次年度は、これらをUCモデルマウス作製のためのリコンビナント製品を購入するために使用する。

研究成果

• [雑誌論文] Identification of an Anti-Integrin αvβ6 Autoantibody in Patients With Ulcerative Colitis (2021)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Kuwada, Masahiro Shiokawa, Yuzo Kodama, Sakiko Ota, Nobuyuki Kakiuchi, Yasuhito Nannya, Hajime Yamazaki, Hiroyuki Yoshida, Takeharu Nakamura, Shimpei Matsumoto, Hirokazu Okada, Saiko Marui, Toshihiro Morita, Tomoaki Matsumori, Yoshihiro Nishikawa, Kazuyoshi Matsumura, Norimitsu Uza, Tsutomu Chiba, Hiroshi Seno
  • 雑誌名: Gastroenterology 巻: － ページ: －
  • DOI: 10.1053/j.gastro.2021.02.019.
• [産業財産権] 潰瘍性大腸炎患者における抗原同定と同抗原に対する自己抗体の測定 (2019)
  • 発明者名: 妹尾浩、千葉勉、児玉裕三、塩川雅広、桒田威
  • 権利者名: 妹尾浩、千葉勉、児玉裕三、塩川雅広、桒田威
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 京大6336