トップ >第129号> ラクトバチルスの免疫調節と抗アレルギー作用の研究(その1)

抗食物アレルギー天然活性物質の研究の進展(その1)

2017年 6月22日

劉光明:
集美大学食品與生物工程学院 福建省海洋功能食品工程技術研究中心教授

1972年生まれ、博士、教授

劉慶梅, 徐莎莎, 高媛媛, 張凌晶, 曹敏傑:
集美大学食品與生物工程学院 福建省海洋功能食品工程技術研究中心

概要:

食物アレルギーの罹患率の持続的な増加は近年、人びとの生活の質に深刻な影響を与えている。化学薬物と比べ、天然由来の抗食物アレルギー活性物質は、作用が穏やかで、副作用が小さく、安 全であるなどの長所がある。すでに報告されている抗食物アレルギー天然活性物質は主に、プロバイオティクスや陸上植物、海藻などを由来としたものである。本稿は、食物アレルギー及びその免疫学的機序、抗 食物アレルギー評価モデル,抗食物アレルギー天然活性物質及びその作用機序を概述し、抗食物アレルギー天然活性物質の発展の見通しを分析したものである。

【キーワード】食物アレルギー;抗食物アレルギー評価モデル;天然活性物質;海洋藻類

 食物アレルギー(Food allergy)は、人類によく見られるアレルギー性疾患の一種で、各国の政府と人びとが幅広く関心を寄せる食品安全問題である。その罹患率は年々増加し、ア レルギー症状保有者の身体の健康に深刻な影響を与えている。統計によると、世界の成人の約5%と乳幼児の約8%は食物アレルギーを持っており [1] 、その罹患率は継続的な上昇の傾向を示している。例 えばオーストラリアでは1995年から2006年までに食物アレルギー罹患率が12倍に、米 ニューヨーク州では1990年から2006年までに食物アレルギー罹患率が4倍に増加した [2] 。食 物アレルギーとは主に、食物が人体に進入した後、これに対して生体が異常な免疫反応を引き起こし、生体の生理的機能の乱れ及び(または)組織の損傷をもたらし、さ らに一連の臨床症状を引き起こすことを指す。食 物アレルギー性疾患を完全に治療する療法はまだなく、現在常用されているのは薬物による制御という方法である。抗食物アレルギーの化学薬物には主に、抗 ヒスタミン薬、ホルモン系、受容体拮抗剤などがある。薬 物はすばやい効果が得られ、対症治療の効果は際立っているものの、有害反応が比較的大きく、長期的に使用すると薬剤耐性を産出する。ア レルギー罹患率の増加を抑制するため、近年は、新 型天然活性物質の開発による食物アレルギーの予防が、ますます多くの学者の関心を呼んでいる。本稿は、抗 食物アレルギーの天然活性物質の研究の現状と発展の見通しを概述し、抗 食物アレルギー機能食品の開発に理論的な指針の提供をはかったものである。

1 食物アレルギー及びその免疫学的機序

 食物アレルギーは、食物アレルゲンによって引き起こされ、免疫グロブリンE(IgE)によって媒介されるⅠ型アレルギー反応である [1] 。食物アレルゲンは消化吸収を経て生体に進入した後、抗 原提示細胞の提示を経て、ナイーブT細胞を刺激してTh2ヘルパーT細胞へと分化させ、活性化されたTh2細胞はインターロイキン-4( interleukin 4,IL-4)、IL-5、I L-13などのサイトカインを分泌し、これらのサイトカインはB細胞の形質細胞への転化を誘導し、IgE抗体を産生する [3-4] 。IgEはその後、エフェクター細胞表面の高親和力受容体FcεRⅠと結合し、生 体を感作状態に置く。このアレルゲンが再び生体に進入した後、エフェクター細胞表面のFcεRⅠと結合したIgEは、特 異性架橋反応を起こし、エフェクター細胞の下流シグナル経路を活性化する。肥 満細胞と好塩基球はアレルギー反応の過程の重要なエフェクター細胞であり、いったん活性化されると、これらのエフェクター細胞は、脱 顆粒を起こし、サイトカインやケモカイン、プロテアーゼ、ロイコトリエン、ヒ スタミンなどの物質を放出し [1] 、胃腸や皮膚、さらには全身のアレルギー反応を産出させる。

2 抗食物アレルギーの評価モデル

2.1 動物モデル

 現在の科学研究において、実験動物モデルはすでに、多くの疾病の病理生理学情報を検討するための重要なツールとなっている。とりわけ接触の難しい標的器官の研究、例 えば食物アレルギーにおける胃腸の病変などの研究は、深いレベルの動物実験が不可欠となる。研究によると、げっ歯動物は、多くの生理的病変の面で人類と相似している。例 えばIgEの媒介するアレルギー反応やT細胞の分化など、さらにげっ歯動物の食物アレルギー発生率と胃腸アレルギーの臨床症状も人類と類似している [7] 。ブタやイヌなどの非げっ歯動物も、胃 腸解剖学や生理学などの面で人類と相似しており、天然食物アレルギー反応を持っている [8-9]

 抗食物アレルギー研究においては、多くの学者は、げっ歯動物を利用してアレルギーモデルを構築し、活性物質の抗食物アレルギー効果を評価している。BALB/cマウスは、常 用されるアレルギー動物モデルであり、近親交配の高IgE応答系統である。Yamakiら [10-13] は、オボアルブミン(OVA)によって感作されたBALB/cマウスを用いて、目 標活性物質の抗食物アレルギー効果を評価した。C3H/HeJマウスは、高 IgE応答系統とToll様受容体4遺伝子突然変異型である。Kivitら [14] は、この系統のマウスを用いて、ア レルギー反応症状に対するガレクチン9の影響を検証した。ある学者は、C57BL/6アレルギーマウスモデルを利用して、ホ モイソフラバノンの抗食物アレルギー効果とその抗食物アレルギーメカニズムを評価した [15] 。Brown-Norway(BN)とSprague-Dawley(SD)の2種類のラットはアレルゲンの感作後、い ずれも人類と相似したアレルギー反応症状を示した。Yangら [16] は、OVAを経口投与したBNラットアレルギーモデルを利用し、食物アレルギーに対する漢方調合薬3(Formula-3)の 抑制効果を検証した。Sohnら [17] は、SDラットアレルギーモデルを利用し、活性物質の抗食物アレルギー効果を研究した。

2.2 細胞モデル

 食物によって誘導されるアレルギー反応は、アレルゲン特異的IgEと肥満細胞または好塩基球表面のFcεRIⅠとの架橋結合を経て、アレルギー媒介物が放出されることによって産出される [18] 。細 胞に基づく体外免疫学実験は通常、これらのエフェクター細胞の活性化と媒介物の放出を土台としている。近年、多くの学者らが、アレルギー反応の多様な細胞モデルを構築し、活 性物質の抗食物アレルギー作用の研究に用いている。ある報告によると、食物アレルギーの定義や診断、免疫治療の研究においては、ラット好塩基球(RBL-cell)系統が、よ り優れたアレルギー性免疫応答反応を持っている [19] 。RBL-2H3細胞は、ラット好塩基球白血病細胞であり、これは米国人研究者がWistarラットから分離・クローンによって得た亜系である [20] 。こ の細胞の表面には、大量の高親和力のFcεRⅠが発現され、IgEとアレルゲンの複合物によって活性化され、脱顆粒し、ヒスタミンやサイトカイン(IL-4、TNF-αなど)、プ ロテアーゼなどのアレルギー反応炎症介在物を放出する [21] 。この細胞系は、活力が高く、均一性が良好で、重複性も高いなどの特徴を持ち、良好なアレルギー反応細胞モデルとすることができる。抗 食物アレルギーの天然活性物質の研究において、R BL-2H3細胞モデルは非常に幅広く応用され、その脱顆粒や介在物、サイトカインの放出、抗食物アレルギーの作用機序の研究に常用されている。例 えばHagenlocherら [22] は、シナモンの抽出物がRBL-2H3細胞の脱顆粒とサイトカインの放出を抑制できることを発見した。Matsuiら [23] は、ワンピ(黄皮果)を 由来とする2種類の活性物質がRBL-2H3細胞のヒスタミンとTNF-αの放出を抑制できることを発見した。Hanら [24-25] は、IgEの介在するRBL-2H3細胞モデルを構築してこれを利用し、エ リンギとグアバの抽出物の抗食物アレルギー活性とその抗食物アレルギーの機序を検討した。

 肥満細胞は、即時型過敏反応の発生においてカギとなる役割を果たし、動物の腹腔洗浄液から分離した肥満細胞(PMC)は、特異性アレルゲンによって活性化され、ヒ スタミンなどのアレルギー介在物を放出する [26] 。ヒト肥満細胞株(HMC-1)も、抗食物アレルギーの作用と機序の研究に常用される [17,27] 。CD34+多能性幹細胞を由来とした好塩基球は通常、末 梢血中に1%足らずしか分布していないが、アレルギー反応と炎症反応のカギとなるエフェクター細胞である [28] 。多くの学者は、IgEによって介在されたまたはカルシウムイオンチャンネル活性剤やホルボール( A23187+PMA)によって活性化されたKU812細胞モデルを利用し、ヒ スタミン放出や細胞表面CD63とCD203cの発現状況、シグナル経路分子などに対する活性物質の影響を研究している [29-31]

その2へつづく)

[1]. Sicherer SH, Sampson HA. Food allergy: Epidemiology, pathogenesis, diagnosis, and treatment[J]. Journal of Allergy and Clinical Immunology, 2014, 133(2): 291-308.

[2]. Lin R, Anderson AS, Nurruzzaman F. Increasing anaphylaxis hospitalizations in the first 2 decades of life: New York State, 1990-2006[J]. Annals of Allergy Asthma & Immunology, 2008, 101(4): 387-393.

[3]. Swain SL, Hu H, Huston G. Class II-independent generation of CD4 memory T cells from effectors[J]. Science, 1999, 286(5443): 1381-1383.

[4]. Kumar S, Verma AK, Das M, et al. Molecular mechanisms of IgE mediated food allergy[J]. International Immunopharmacology, 2012, 13(4): 432-439.

[5]. Shea-Donohue T, Stiltz J, Zhao A, et al. Mast cells[J]. Current Gastroenterology Reports, 2010, 12(5): 349-357.

[6]. Ohmori K, Luo YY, Nishida J, et al. IL-3 induces basophil expansion in vivo by directing granulocyte-monocyte progenitors to differentiate into basophil lineage-restricted progenitors in the bone marrow and by increasing the number of basophil/mast cell progenitors in the spleen[J]. Journal of Immunology, 2009, 182(5): 2835-2841.

[7]. Untersmayr E, Jensen-Jarolim E. Mechanisms of type I food allergy[J]. Pharmacology & Therapeutics, 2006, 112(3): 787-798.

[8]. Helm RM, Furuta GT, Stanley JS, et al. A neonatal swine model for peanut allergy[J]. Journal of Allergy and Clinical Immunology, 2002, 109(1): 136-142.

[9]. Teuber SS, Del VG, Morigasaki S, et al. The atopic dog as a model of peanut and tree nut food allergy[J]. Journal of Allergy and Clinical Immunology, 2002, 110(6): 921-927.

[10]. Yamaki K, Yoshino S. Remission of food allergy by the Janus kinase inhibitor ruxolitinib in mice[J]. International Immunopharmacology, 2014, 18(2): 217-224.

[11]. Lee K, Kang S, Park S, et al. Anti-allergic effect of α-cubebenoate isolated from Schisandra chinensis using in vivo and in vitro experiments[J]. Journal of Ethnopharmacology, 2015, 173: 361-369.

[12]. Yamada LT, Oliveira MC, Batista NV, et al. Immunologic and metabolic effects of high-refined carbohydrate-containing diet in food allergic mice[J]. Nutrition, 2015, 9: 1-8.

[13]. Kinney SRM, Carlson L, Ser-Dolansky J, et al. Curcumin ingestion inhibits mastocytosis and suppresses intestinal anaphylaxis in a murine model of food allergy[J]. PLOS One, 2015, 10(7) e0132467.

[14]. Kivit SD, Saeland E, Kraneveld AD, et al. Galectin-9 induced by dietary synbiotics is involved in suppression of allergic symptoms in mice and humans[J]. Allergy, 2012, 67(3): 343-352.

[15]. Lee YS, Hur S, Kim TY. Homoisoflavanone prevents mast cell activation and allergic responses by inhibition of Syk signaling pathway[J]. Allergy, 2014, 69(4): 453-462.

[16]. Yang B, Li J, Liu X, et al. Herbal Formula-3 inhibits food allergy in rats by stabilizing mast cells through modulating calcium mobilization[J]. International Immunopharmacology, 2013, 17(3): 576-584.

[17]. Sohn Y, Lee H, Park H, et al. Angelicae Gigantis Radix regulates mast cell-mediated allergic inflammation in vivo and in vitro[J]. Food and Chemical Toxicology, 2012, 50(9): 2987-2995.

[18]. Julie W, Sampson HA. Food allergy: recent advances in pathophysiology and treatment[J]. Allergy Asthma & Immunology Research, 2009, 1(1): 19-29.

[19]. Sun N, Zhou C, Zhou X, et al. Use of a rat basophil leukemia (RBL) cell-based immunological assay for allergen identification, clinical diagnosis of allergy, and identification of anti-allergy agents for use in immunotherapy[J]. Journal of Immunotoxicology, 2015, 12(2): 199-205.

[20]. Leonard BJ, Eccleston E, Jones D, et al. Basophilic leukemia in the rat induced by a -chlorethylamine———ICI 42464[J]. Journal of Pathology, 1971, 103(2): Pxv

[21]. Passante E, Frankish N. The RBL-2H3 cell line: its provenance and suitability as a model for the mast cell[J]. Inflammation Research, 2009, 58(11): 737-745.

[22]. Hagenlocher Y, Bergheim I, Zacheja S, et al. Cinnamon extract inhibits degranulation and de novo synthesis of inflammatory mediators in mast cells[J]. Allergy, 2013, 68(4): 490-497.

[23]. Matsui T, Ito C, Furukawa H, et al. Lansiumamide B and SB-204900 isolated from Clausena lansium inhibit histamine and TNF-α release from RBL-2H3 cells[J]. Inflammation Research, 2013, 62(3): 333-341.

[24]. Han EH, Hwang YP, Kim HG, et al. Inhibitory effect of Pleurotus eryngii extracts on the activities of allergic mediators in antigen-stimulated mast cells[J]. Food and Chemical Toxicology, 2011, 49(6): 1416-1425.

[25]. Han EH, Hwang YP, Kim HG, et al. Ethyl acetate extract of Psidium guajava inhibits IgE-mediated allergic responses by blocking FcεRI signaling[J]. Food and Chemical Toxicology, 2011, 49(1): 100-108.

[26]. Guo Y, Li Z, Samee H, et al. Studies on the specific degranulation of mast cell sensitized by several allergens in vitro[J]. Cellular & Molecular Immunology, 2009, 6(2): 149-153.

[27]. Narantsogt G, Min A, Nam YH, et al. Activation of MAPK is required for ROS generation and exocytosis in HMC-1 cells induced by Trichomonas vaginalis-derived secretory products[J]. The Korean Journal of Parasitology, 2015, 53(5): 597-603.

[28]. Ebo DG, Bridts CH, Hagendorens MM, et al. The basophil activation test in the diagnosis and follow-up of hymenoptera venom allergy: an alternative point of view[J]. Journal of Investigational Allergology & Clinical Immunology, 2008, 18(6): 492-495.

[29]. Parida Y, Rieko I, Junkyu H, et al. Inhibitory effect of acteoside isolated from Cistanche tubulosa on chemical mediator release and inflammatory cytokine production by RBL-2H3 and KU812 cells[J]. Planta Medica, 2010, 76 (14): 1512-1518.

[30]. Motojima H, Villareal MO, Iijima R, et al. Acteoside inhibits type Ι allergy through the down-regulation of Ca/ NFAT and JNK MAPK signaling pathways in basophilic cells[J]. Journal of Natural Medicines, 2013, 67(4): 790798.

[31]. Kneidinger M, Schmidt U, Rix U, et al. The effects of dasatinib on IgE receptor-dependent activation and histamine release in human basophils[J]. Blood, 2008, 111(6): 3097-3107.

※本稿は劉光明, 劉慶梅, 徐莎莎, 高媛媛, 張凌晶, 曹敏傑「抗食物過敏的天然活性物質研究進展」(『中国食品学報』第16卷第2期(2016年)、pp.272-281)を『中国食品学報』編 集部の許可を得て日本語訳・転載したものである。記事提供:同方知網(北京)技術有限公司


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