Kitamura, Yukihiko

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マスト細胞の研究に有用なミュータント動物

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12マス ト細胞の研究に有用なミュータン ト動物北 村 幸 彦大阪大学医学部病理学講座マス ト細胞マスト細胞は即時型アレルギー反応のエフェクター ･フェイズに必須の細胞である｡ マスト細胞の表面には免疫グロブリンE(IgE)に対する高親和性受容体が発現しており､Bリンパ球によって産出されたIgEは､ただちにこの受容体に結合する｡ 特定のIgE抗体に対応する抗原により､IgE分子を介して､複数の受容体が架橋 されると､マス ト細胞は好塩基頼粒中に貯えていた化学伝達物質を放出する｡ 好塩基願粒中にはヒスタミン､ヘパリン､マスト細胞特異的プロテアーゼ､TNFα(tun]ornecrosisfactorα)などの物質が貯えられているが､これらの化学伝達物質が作用することにより即時型アレルギー反応が開始される｡さらに脱頼粒反応をおこしたマスト細胞は､ⅠL-3､IL4､IL5､lL6､GM-CSFなどのサイトカインを産出するとともに､アラキドン酸からリウコトリエンあるいはプロスタグランディンを産出する｡好塩基球は､細胞表面に高親和性IgEレセプターを持っている点､好塩基願粒を細胞質内に持っている点ではマスト細胞と同じであり､両者とも多分化能造血幹細胞の子孫であるが(1,2)､その分化過程はまったく異なる｡ マスト細胞が未分化で形態的には同定できない形で骨髄を出て､分化するべ き場所に到着してからマス ト細胞に分化するのに対して､好塩基は骨髄で最終的に分化してから血液中に流出する(3)｡ 好塩基球が末梢血液中を流れてから組織に入り､マスト細胞になるという考えもあった｡しかしこの考えを否定する実験事実はい くらでもあるが､肯定する実験事実はまったくない｡マス ト細胞とC-kitc-kitはネコの線維肉腫の癌遺伝子V-kitの細胞側のホモログとして獲られたものである,J 受容体チロシンキナーゼをコー ドしてお り､そのリガンドはste皿Cellfactor(SCF)である. マウスではC-kitはW遺伝子座に､SCFはSl遺伝子座にコードされている｡ W遺伝子座に機能喪失性突然変異遺伝子を2個持つW/Wvマウスと､sl遺伝子座に機能喪失性突然変異遺伝子を2個持つSl/Sldマウスは､ともにメラノサイ ト欠損､貧血､生殖細胞欠損､マス ト細胞欠損､そして最近発見されたカハ-ルの介在細胞の欠損と5個の個性ある細胞の分化異常を呈する｡ これら5種類の細胞の分化にSCF-C-kit系が必須だからである｡この 5種類以外にも､SCF-C-kit系が作用する細胞､例えば後根神経節細胞はあるが (4㌦ これらの細胞ではscF-C-kit系が働かなくても､それを補う他の増殖因子一受容体系が働くから分化異常はおこらない o SCFとC-kitには多くのミュータントが知られており､いくつかのミュータントで突然変異の分子生物学的性質と､生物学的な特徴がよく一致することが知られている(5,6)｡マスト細胞 と好塩基球を区別するために最もよいマーカーはC-kitレセプター ･チロシンキナーゼである｡C-kitは造血幹細胞でも発現しているが､マスト細胞-と分化するとC-kitはずっと発現 したままで､分化の終点に近づ くと一層C-kitの発現が高まる,一方好塩基球-と分化するとC-kitは発現 しなくなるから､C-kitを発現している細胞はマス ト細胞､発現していない細胞は好塩基球と簡単に区別できる〈マス ト細胞の腫痕とC-kitの異常ckitはマスト細胞が正常に分化し､生存を続けるために必須であるが､突然変異のためにC-kitの活性化が構成的におこると､マスト細胞の腫癌化がおこる｡ 我々はいく種類かの腫癌性マスト細胞株ではSCFを加えなくても､C-kitが活性化していることを見つけた(7,8) ,J 腫癌性のマス ト細胞株は主としてアレルギー学の研究に用いられ､IgEレセプターからのシグナル伝達の研究などは､大量に培養が可能な腫癌性マスト細胞株を用いて行なわれてきた｡我々は特別な増殖因子を必要とせずに増殖を続ける腫蕩性マス ト細胞におけるC-kit活性化の機構を調べるため､それらの腫癌細胞からC-kitのcDNAを得て､塩基配列を決めたところ2つのタイプの活性化突然変異を発見した｡ 1つのタイプは細胞膜のすぐ内側の傍細胞膜領域の突然変異､もう1つのタイプはチロシンキナーゼ領域の突然変異であった(7･9)｡ 傍細胞膜領域の突然変異がおこると､C-kit蛋白は構成的に2量体を形成 して活性化する｡ 通常はSCFがC-kitに結合することによっておこる2量体化が､SCFが結合しなくてもおこってしまうのである(9)｡もう一方のチロシンキナーゼ領域の突然変異は特定のアスパラギン酸が､バリンかチロシンに変わる点突然変異で､この変異C-kitは2量体を形成しないままに活性化する(8)｡ヒトあるいは動物のマス ト細胞性腺癌で同様の突然変異が探された｡現在までのところは､ヒトのマスト細胞性腫疫の約 10%でチロシンキナーゼ領域の特定のアスパラギン酸が､バリンに変わる点突然変異が見つかっている｡C-kitの機能喪失性の突然変異を持った動物が､C-kitの生理作用とマスト細胞の分化を調べる上で非常に役立ったが､腫癌性マスト細胞は即時型アレルギー反応の研究ばかりでなく､マスト細胞の腫癌化の研究にも役立ったC､C-kit遺伝子の発現の調節現在までにマス ト細胞の減少をきたすことが知 られているマウスのミュータントは､Wとsl遺伝子座のミュータントを除くとmi遺伝子座のミュータントのみである (ll,12)｡,mi遺伝子座がbasiche】ix loophelix leucin zipper型転写因子をコードしていることがわかって研究が進展 した｡mi遺伝子座がコードする転写因子(MITF)はマスト細胞で発現 している種々の蛋白質の転写に関係 している,Jマスト細胞におけるckitの転写もMITFによって影響され(13㌦mi/miマウスか ら得た培養マスト細胞はckitの発現とscFに対する反応性が低いが､正常のMITFをコードするcI)NAをmi/ni培養マス ト細胞に導入すると､C-kitの発現とscFに対する反応は正常化する､その他のマスト細胞で発現する蛋白でMITFにより制御されていることを我々が明かにしたものには､マウス ･マス ト細胞プロテアーゼ(MMCP)6とMMCP15,神経成長因子(NGF)受容体 b75)などがある(14)〕文献nEitamuraY.elal∴Develop皿entOfmastcellsfrolngraftedbone皿arrOWCellsi一lirradiated皿ice.Nature268:442-443,1977.2)EitamuraY.etal.:SpleencolonyformingceH asco皿mOnprecursorfortissue皿aSIcellsandgranulocytes.Nat1re291:159-160,1981.3)Kita皿uraY.etal.:C1onalnatul･eOf皿aStcellclustersinW/Wr皿iceafterbole皿arrOWtransplantation.Nature281:154-155,1979.4)flirataT.etal.:Stemcellfactorinducesoutgrowthofc-kL.i-PositiveneuritesandsupportsthesurvivalofckJ't-Positive13neuronsindorsalrootgangliaofmouseembryos.Development119:49-56,1993.5)TsujimuraT.etal.:MastcellnumberintheskinofheterozygotesreflectsIn01ecularnatureofckL'tmutation.B]ood81:2530-2538,1993,6)KoshimizuU.etal.:Wmutationofc-kL'treceptoraffectsitsposト rーanslationalprocessingandextracellularexpression.Oncogene9:157-162,1994.7)FuritsuT.etal.:Identificationof皿utationsintheco°ingsequenceoftheprotO-oncogenec-kJ'tinahumanlnaStCell1eukemiacelllinecausingligandindependentactivationofc-kl'tproduct.J.C】im Invest.92:1736-1744,1993.8)TsujimuraT.etal.:Ligand-independentactivationofc-kJ'treceptorfyrosinekinaseinamurinemastcyto皿aCelllinep-815generatedbyapoint皿utation.Blood83:2619-2626,1994.9)Tsuji皿uraT.etal.:Constitutiveactivationofc-kl'tinFMA3ImrinemaStOCylo皿aCellscausedbydeletionofsevenaⅡ】inoacidsatthejlⅩta皿e血branedoInain.Blood87:2731283,1996.10)MoriyanaY.etal.:Roleofasparticacid814inthefunctionandexpressionofck)'treceptortyrosinekinase.∫.Biol.Chen].271:33473350,1996.ll)EbiY.etal.:Mechanis皿Of皿aStCelldeficiencyin皿utant皿iceofml./D71'genotype:ananalysisbyco-cultureof皿aStcellsandfibroblasts.B】ood75:1247-1251,1990.12)EbiY.etal.:Lov" -kl'texpressionofculturedmastcellsofmj/ml'genotypemaybeinvolvedintheirdefectiveresponsestofibroblaststhatexpl･eSStheligandforckL't.Blood80:1454-1462,1992.13)TsujimuraT.etal.:InvolvementOftranscriptionfactorencodedbytheDZl']ocusintheexpressionofc-kJ'treceptortyrosinekinaseinculturednlastcelloflnice.Blood88:1225-1233,1996.14)MoriiE.etal.:Regulationof皿OuSe皿aStcellprotease6geneexpressionbytranscriptionfactorencodedbythemllocus.Blood88:2488-2494,1996.

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