東邦大学医学部生化学講座の中野教授らの研究グループは、骨髄由来白血球を除去することで、肝炎が劇症化すること、及びその劇症化には核内タンパク質であるヒストンが関与していることを見出しました。
これは、肝細胞で細胞死の亢進している遺伝子改変マウスや骨髄由来の白血球を除去できる遺伝子組み換えマウス、及びそれらマウスの骨髄移植などを用いた技術により可能となったもので、今後、劇症肝炎や敗血症の新たな治療法の開発につながる可能性があります。この成果は10月22日に雑誌Hepatologyのオンライン版に掲載されました。

中野 裕康（東邦大学医学部 生化学講座 教授）

アポトーシス（細胞死）(注1)に陥った細胞は、速やかに貪食され排除されることが私達の体を正常な状態に保つのには必要ですが、組織に常在するマクロファージ(注2)と骨髄からやってくる白血球のそれぞれの役割については十分に解明されていませんでした。東邦大学医学部の中野教授らは独自に開発した肝炎モデルを用いて、これら２種類の細胞の肝炎後の肝死細胞の除去や、炎症の収束における役割を解析しました。その結果、骨髄からやってくる白血球を除去すると肝炎が非常に重篤になること、また、細胞に毒性を発揮することが知られているヒストン(注3)と呼ばれる核内タンパク質が血中に大量に放出されることを明らかにしました。
この研究成果は、肝炎の治療や白血球が低下するような人の疾患の新しい治療法を考える上で重要な知見を提供すると考えられます。
研究成果は米国肝臓専門誌であるHepatologyのオンライン版に掲載されました。

　アポトーシス（細胞死）(注1)に陥った細胞は、速やかに貪食され排除されることが私達の体を正常な状態に保つのには必要です。死細胞の貪食とその排除には、組織に常在するマクロファージ(注2)や骨髄からやってくる単球（白血球の一種）が関係すると考えられていますが、それらの役割については十分に解明されていませんでした。私達の研究室は、これまでにcellular FLICE-inhibitory protein (cFLIP)(注4)と呼ばれる細胞死抑制に中心的な役割を果たす遺伝子を肝細胞で欠損したマウスを作成し、cFLIPの欠損したマウスは正常に発育するものの、腫瘍壊死因子（TNFα）などによる細胞死が亢進し(注5)、一過性に肝障害が誘導され、24時間後には肝死細胞はほぼ完全に除去されることを報告しました（Piao et al, Sci Signaling 2012）。
　今回私達はcFLIP欠損マウスを用いて、肝死細胞の排除におけるクッパー細胞(注6)と骨髄から浸潤してくる白血球（単球や好中球）の役割を検討しました。そのためにまずクロドロネートリポソーム(注7)（組織に存在するマクロファージを除去するための毒素）をcFLIP欠損マウスに投与することで、一過性に肝臓のクッパー細胞を除去したマウスを作成しました。予想外なことにクロドロネートリポソームによりクッパー細胞を除去しても、TNFα投与による肝障害の悪化は認められず、24時間後には肝死細胞はほぼ消失していました。このことは、肝臓に存在するクッパー細胞は肝死細胞の除去には必須ではないことを示しています。そこで、ジフテリアトキシン(DT)という毒素を投与することにより白血球細胞を除去できるDTの受容体を発現したマウス（DTRトランスジェニックマウス）(注8)の骨髄を移植した(注9)cFLIP欠損マウスを作成しました。このマウスではDTを注射することで、肝臓に存在するクッパー細胞は除去されずに、骨髄由来の白血球だけが除去されることが期待できます。予想外なことにDTRマウスの骨髄を移植後にジフテリアトキシンを投与し、骨髄由来の白血球を除去したcFLIP欠損マウスでは、TNFαにより誘導される肝炎が悪化し、多くのマウスが6時間以内に死亡することが明らかとなりました。肝臓では著明なアポトーシスの亢進と出血が認められました（図1）。この肝炎の悪化に肝死細胞から放出されたなんらかの因子が肝臓のクッパー細胞を刺激し、TNFαなどの炎症性サイトカインを放出した結果である可能性を検討するために、骨髄移植マウスにジフテリアトキシンと同時にクロドロネートリポソームを投与し（つまり骨髄由来白血球とクッパー細胞の両者をなくしたマウス）、さらにその後にTNFαを投与しました。しかしクロドロネートリポソーム投与によりクッパー細胞を除去しても、肝炎は改善しないばかりかむしろ悪化しました。次に白血球除去による肝炎の悪化が、cFLIP欠損マウスに特異的な現象なのか、あるいは野生型マウスでも見られる現象なのかを検討するために、野生型マウスにDTRマウス骨髄を移植し、ジフテリアトキシンにより骨髄由来の白血球除去後に、抗Fas抗体（アポトーシスを誘導する抗体）(注10)を投与して、肝炎を誘導しました。このマウスでも同様に肝炎の悪化が認められました。このことは白血球の除去による肝炎の悪化はcFLIP欠損マウスだけではなく、通常のマウスでも見られる普遍的な現象であることを示しています。
　さらにこのメカニズムを明らかにするために、細胞死に伴い血中に放出されると考えられる幾つかのタンパク質をウエスタンブロット法で検討しました。核内のタンパク質であるヒストンH3(注3)が、骨髄由来の白血球除去マウスでは血中に大量に存在していることが明らかとなりました（図2）。ヒストン H3はこれまでの研究から血管内皮細胞障害を誘導することが知られています。そこでヒストンを野生型マウスの静脈に投与したところ、著明な肺出血が誘導され、免疫組織学的な解析から肺血管内皮細胞はアポトーシスではなくネクローシス(注11)に陥っていました。以上より骨髄由来の白血球は肝死細胞からのヒストンH3の放出を抑制あるいは血清中での分解を促進することで、肝細胞死の悪化や出血を抑制していることが初めて明らかとなりました（図３）。
　今回の知見は骨髄由来の白血球の肝細胞死の軽減、および細胞障害能力の高いヒストンH3の分解に関与することを初めて示したものです。人の病気を考えますと、白血球の減少は重症感染症でも認められ、劇症肝炎も様々な原因で引き起こされます。このような疾患において血液中のヒストンH3が増加している可能性があることから、ヒストンH3を標的とした新たな治療法の開発が考えられます。