日本人健常者におけるミエリン塩基性蛋白の抗原特異部位と MHC class II 抗原の関連性についての検討

原  著

〔東女医大誌 第64巻 第1号頁・48∼53 平成6年1月〕

日本人健常者におけるミエリソ塩基性蛋白の抗原特異部位と

．MH：C class II抗原の関連性についての検討

東京女子医科大学 神経内科学教室（主任

       シ    ミズ    ユウ    コ

       清 水  優 子

丸山勝一教授）

（受付平成5年9月18日）

An Association of T Cell Recognition Sites of Myelin Basic Protein and

      MHC CIass II in Japanese Sublects

         Yuko SHIMIZU

Department of Neurology（Director：Prof． Shoichi MARUYAMA）       Tokyo Women’s Medicaiρ011ege   Myelin basic protein（MBP）is considered a potential encephalitogenic antigen in experimental allergic encephalomyelitis（EAE）． In EAE， the encephalitogenic portions of MBP differ according to species and strains． In rOcent years， several studies of an encehalitogenic epitope of MBP have been conducted in Caucasi即subjects． However， much remains unknown regarding racial differences in the immunodominant epitope of MBP and it呂relationship with specific major histocompatibility complex （MHC）． To first approach to these questions， we evaluated the incidence of MBP react童ve T cell lines from peripheral mononuclear cells， the immunodominant epitope of MBP and the relationship with MHC class II in eight Japanese volunteers． Thirty−four MBP reactive T cell lines（4．1：上3．6％）were established from the 752 T cell lines cultured． This frequency童s similar to that reported in healthy Caucasians． High response rates of 34．8％and 31．4％were obtained from lines utilizing MBP peptide 84−102．and 143−168 respectively． This finding suggests these two regions a玲the malor immunodo− minant sites of MBP inJapanese． This result concurs with the performed studies in Caucasians．In our study， the significant correlation．was obtained between T cdl lines for MBP peptide 84−102 and DRw14 positive group． This result suggests that the presence of differences from MHC class II molecules other than the previously reported DR2 in．Caucasians．

         緒  言

 多発性硬化症（multiple sclerosis；MS）は中枢

神経系に多発性の病巣が生じる．その結果，多彩

な症状を呈し寛解増悪を繰り返すことを特徴と

し，病理組織学的には旧誼髄鞘の破壊と白質にお

ける血管周囲性の単核球の浸潤が認められる．そ

して副腎皮質ステロイド，ACTH，インターフェ

ロンーβ等の免疫学的治療により病気の進行を遅

延し得ることから，代表的な免疫機序の関与する

神経疾患と考えられている．また，その発生頻度

は人種差が認められ，北欧や北アメリカでは高い

有病率（人口10万人に対し60）1）2）を示すのに対し，

日本人を含め東洋人の有病率は低く（人口10万人

に対し5以下）3）∼5＞，家族，双生児6）7）などの研究か

らも遺伝因子の関与が報告されている．これらの

ことから他の自己免疫と同様，近年T細胞の抗原

認識に関与する主要組織適合抗原（major his−

tocompatibility complex；MHC）およ．

_ﾑT細胞

受容体（Tcell receptor；TCR）との関連が注目

されている．ミエリン塩基性蛋白（myelin basic

protein；MBP）は髄鞘に存在し，170のアミノ酸

からなる分子量18．5KDaの蛋白で8），中枢神経系

蛋白の30％を占める．MSの動物モデルである実

験性アレルギー性脳脊髄炎（experimental aller．

gic encephalolnyelitis；EAE）ではMBPを感作

することにより脳炎を惹起させることができ，ウ

イルス感染後脳脊髄炎やMS患者でMBP反応

性活性化T細胞が証明されたことなどから9），脳

炎惹起原の有力な候補として検討されている．既

にEAEでは，動物の種，系統によりMBPの抗原

特異部位が異なることが知られ，その抗原特異部

位と特定のMHC class IIとの関連が報告され，

限定されたTCRを保持しているMBP特異的T

細胞クP一ンより脳炎が誘起されている10）∼14）．一

方，ヒトの場合，MBPの抗原特異部位については

最近欧米人を対象とした研究が報告されている

が，抗原特異部位の人種差や特定のMHCとの関

連について充分に解明されていない．本研究では，

はじめに日本人健常人よりMBP反応性T細胞

株を作製し，MBP反応性T細胞株の出現頻度，

MBPの抗原特異部位とMHC class IIとの関連

について欧米人と比較検討し，人種による疾患感

受性の相違について検討したので報告する．

       対象および方法

 対象は神経学的に異常を認めない日本人成人8

例（男性5例，女性3例，平均年齢30．5±5．7歳）

で，早朝空腹時に末梢静脈血をヘパリン添加にて

採血し，フィコールによる密度均配遠心法により

単核球成分を採取した．採取後直ちに1ウエルあ

たり2×105の分離単核球を10％自己血清，1％

HEPESバッファー，1％ペニシリンーストレプト

マイシンと2％グルタミンを加えたRPMI 1640

培養液で96穴培養プレートを用い，ヒトMBP（最

終濃度！0μg／ml）と至適量のインターロイキンー

2（100U／ml）を加えCO2インキュベーターで培養

を行い3∼4日毎に新鮮培養液の交換を行った．

14日目に〔3H〕一チミジン取り込みによりMBPに

対する反応を測定した．MBP反応性を示したT

細胞株に自己単核球を抗原提示細胞として1ウエ

ルあたり1×105用い，1∼2回刺激後MBP反応

性T細胞株として確立した．次に確立したT細

胞株についてヒトMBPおよびヒトMBPをほぼ

網羅する複数の合成MBPペプチド（MBPアミ

 ノ酸酉己 01−20，11−30，21−40，31−50，4！−60，51−70， 61−82， 71−92，84−102，93−112，113−132，124−142，

143−168）を用い，同様の方法でヒトMBPに対す

る反応性と抗原特異部位について検索した．また

MBP反応性T細胞株ぼフローサイトメーターで

表面抗原の同定を行ら叙またMHC class IIは

免疫ビーズ法により同定した．、

         結 巣

 1．培養した総数752のT細胞株のうちMBP

反応性T細胞株を34株樹立した．対象別のMBP

反応性T細胞株の出現頻度は0∼9．7％で，全対

象の平均は4．1±3．6％であった（表1）．ほとんど

のMBP T細胞株はフローサイトメーターによ

る解析で，CD3十，CD4十，CD45RO十，MHC class

II十で一部CD45RA， CD45RO両陽性のヘルパー

T細胞株であった．

 2．MBPの抗原特異部位が確定できたのは34

株のうち23株であり，このうちMBPアミノ酸配

列の84−102に対し8株（34．8％），143−168に対し

7株（30．4％）が反応を示し，他の部位に比較し

高率であった（表1）．

 3．また，各々の対象においてMBPアミノ酸

84−102に対するT細胞株は8例中5例，143−168

一．

ﾉ対しては8例中4例と過半数例でこの二つの部

位に対するMBP株を認めた（図1）．

 4．個々の対象についてMHC class IIの結果

表1 MBP peptideに対するT細胞株数

MBP line （％）

HMBP

34／752 4．1 Peptide 1−20・ 2／23 8．7 11−30 1／23 4．4 21−40 0 31−50 2／23 8．7 41−60 2／23 8．7 51−70 0 61−82 1／23 4．4 71−92 0 84−102 8／23 34．8 93−112 0 113−132 0 124−142 0 143−168 7／23 30．4

Number of T・ce【I Iine

図1 各対象におけるMBP株数とその抗原特異部位

表2 各対象のMHC class II抗原 Subject MHC class II 1 _{DR4， DRw 14  DQw1， DQw3} 2

_{DR4， DRw14  DQw7}

3

_{DRw14  DQw1}

4

_{DR4， DRg   DQw3}

5 _{DRw8， DRw14  DQw1} 6 _{DRw8， DRwll  DQw1， DQw7} 7

_{DR4， DRg   DQw3}

8

_{DR4， DRw14  DQw1}

を表2に示した．実施症例が比較的少数ではある

が，DRw14がこれまで報告のあった頻度より多く

認められる．

 5．MBP株の出現頻度とMHC class IIの相関

についてT検定を用い検討を行った．DRw14陽

性群が陰性群に比較しMBP株の出現頻度が高い

傾向がみられるが有意差は認められなかった（図

2）．

 6．MHC class IIとMBPの抗原特異部位の相

関をフィッシャーの直接確立計算を用い検討し

た．MBPアミノ酸配列84−102に対するT細胞株

とDRw14陽性群， MBPアミノ酸配列143−168に

対するT細胞株とDQw1陽性群で有意な相関が

認められた（表3）．

         考  察

 EAEと同様のMBP抗原特異部位とMHC

class II， TCRのこれら3分子の特異的な拘束性

がMS患者で認められるのか否かについて近年

検討が進められている．1990年，Oksenbergらは

（％ 7

 6

．貫 ζ 5 お Σ 4 ち 碧・ §

竃2

1 0 ＊P＝0．08     （＋） （一）  （＋）（一）   （＋）（一）     DRw14     DR4     DQwl         MHC class II

図2 MBP株の出現頻度とMHC class II抗原との

 相関

表3 MBP抗原特異部位とMHC class II抗原との

 相関 MHC class II−MBP peptide κ2

DRw14

_｝ 84−102 8．00＊

DRw14

_一 143−168 2．88

DQw1

_一 84−102 1．74

DQw1

_一 143−168 4．80＊庫 串p〈0．01， ＊＊p〈0．05，

MS患者の脳組織の脱髄巣に浸潤しているT細

胞のTCRα鎖可変領域の解析を検索したとこ

ろ，Vα12．1を有したT細胞の浸潤が優位である

ことを明らかにした15）．1990年，OtaらはMS患

者，対照神経疾患および健常人よりヒトMBP反

応性T細胞株を確立し，その抗原特異部位はアミ

ノ酸配列の84−102にありこの部位はMHC class

IIのDR2と，また第2の抗原特異部位の143−168

はDRw11と有意な相関がありMBPの抗原特異

部位または脳炎惹起原と特定のMHC class IIに

ついての関連性をはじめて報告した16）．

 WucherpfennigらはこれらのMBP株につい

てTCRβ鎖可変領域を検索し， MBPペプチド

84−102に反応するT細胞とVβ17の関連性を報

告し非常に限定されたTCRを用いていることを

明らかにし17），MSにおいてもEAEと同様， MBP

の抗原特異部位，MHC class II， TCRの3分子

表4 ヒトMBP抗原特異部位とMHC， T細胞受容体の拘束性についての報告のまとめ

Reporter

Immunodominant

@   region TCR repertoire Correlation 翌奄狽?@MHC Ota and vucherpfennigエ6）上7》 @      （1990） 84−102 P43−168 Vβ17，Vβ12

DR2

cRw11

Martin18）19） @     （1990）（1991） 87−106（89−99） P54−172 Vβ8，Vβ6．6，Vβ52 DR2a， DR4w4 Chou20）2D @     （1990）（1991） 1−38 S5−89 X0−170 Vβ6．7 uβ5．2

DR2

Pette22） @      （1990） 76−91， 139−145， 131−145 W0−99，148−162 N，D．

DR2a

cR2b

Ben−Nun23〕 @      （1991） 149−170 Vβ12，Vβ15 DR2， DR7 Burns24》 @      （1991） 5−25_R5−47 U5−75 W1−100 nO Clear Correlation b?狽翌??氏@MHC and MBP Liblau25｝ @      （1991） 149−162 N．D， _{DR6， DR11} Baxevanis26｝ @      （1989） 15−31 V5−96 W3−96 N．D， N．D， TCR：Tcell receptor， MHC：major histocompatibility complex， MBP：myelin basic protein， N．D．：not done，

に拘束性がみられる可能性を示唆した．

 表4はヒトMBPの抗原特異部位とMHC，

TCRについてこれまでの報告をまとめたもので

ある16）∼26）．報告者により若干の違いはあるもの

の，MBPの抗原特異部位はアミノ酸配列のNH3

末端，中央部，COOH末端の数箇所に認められて

いる．しかしこれらは全て欧米人を対象とした報

告であり，MBPの抗原特異部位の人種差につい

ては明らかではなかった．

 今回，総数752のT細胞株のうちMBP株を34

確立し，その出現頻度は4．1±3．6％であった．こ

れはほぼ同じ方法で行った欧米人コントロール16）

と同様であった．さらに個々のMBP株について

抗原特異部位を検索したところMBPアミノ酸配

列の84−102，143−168に対し多数の反応を認め，こ

れらの部位が日本人健常者でも抗原特異部位であ

ると考えられた．今回の結果より少なくとも

MBP株の出現頻度とその抗原特異部位について

は欧米人と日本人の人種間では差はみられなかっ

た．

 これまでMSにおいてMHCハプロタイプの

疾患感受性について数多く報告があり，欧米人で

はDR2， Dw2が27）28），イタリア人とアラブ人では

DR429）30），日本人とメキシコ人ではDRw6との関

連性が指摘されている31）32）．今回の検討では日本

人健常者を対象としたが，MBPペプチド84−102

とDRw14に相関が認められた． DRw14がDRw6

のサブタイプであること33），そして日本人MS患

者においてDRw6の頻度が高い傾向31）にあるとの

報告をあわせると，大変興味深い結果と思われた．

また，これまで欧米人で指摘されたDR2以外にも

MBPペプチド84−102と関連するMHCが認めら

れたことは，MBPペプチド84−102がいくつかの

MHCにより優先的に提示され得ることを示唆し

た．

 一方，DQw1はDR2との連鎖不均衡性を示し，

スコットランドのMSで関連性が報告されてい

る34）．本研究でDQw1とMBPペプチド143−168に

相関がみられたが，Otaらの報告16）ではDQw1と

MBP反応性T細胞株の頻度に関連は見出され

ず，DQw1とMBP抗原特異性については，対象を

増やし検討を加える必要があると思われた．

  今後，さらに本邦のMS患者におげるMBP抗

原特異部位とMHCの関連を調べ，これら㊧人種

差について検討する．ζとは，本邦と欧米人での

MSの発症頻度の差の解・明に寄与するものと考え

られる．        結  論

  日本人成人健常人の末梢血単核球からMBP反

応性T細胞株．を作製．し，MBPに対する反応性，

MBP．抗原特異部位， MHCの関連につい．て検討

を行った．

  MBPに対するT細胞株の出現頻度は培養した

T細胞株の4．1％と欧米人を対象とする報告とほ

ぼ同．等であった．MBPの抗原特異部位はMBP

アミノ酸配列84−102，i43．一168に認められ，欧米人

との差は認められ．なかった．さらにMBP抗原．特

異部位とMHC cl．ass IIの関連性につ．いては

MBPアミノ酸配列84−102はDRw14と相関が認

められ，．これまで欧米人対．象で報告の．あったD．R2

以外のMHCとの関連が示唆された．

 稿を終えるにあたり，御指導，御校閲を賜りました

丸山勝一主任教授ならびに竹宮敏子教授に深謝いた

します．さらに，終始，直接御指導を頂きました太田

宏平博士に御礼申し上げます．．        文  献   1）Sadovnick A．D， Baird PA， Ward RH：Multi・     ple sclerosis：Updated risks for． relatives． Am J     Med Genet 29：533−541，1988   2）Ebers．GC： Genetic factors in m．ultiple sclero−     sis． NeurQl Clin 1：645−654，1983   呂）Kumiwa Y，1窪ata A， Itaok“Ket a1：Nation−     wide survey of multiple sclerosis in Japan．      Neurology 25：845「851，1975   4）Yu Y正， Woo E， Hawkins BR et al：Multiple     sclerosis’am6ng ST Ch圭nese in Hong Kong．      Brain 112：1445−1467，1989   5）Kurtzke JF， Park CS， Oh SJ．：Multiple scle−     rosis in Korea， clinical features and prevalence．     JNeurol Sci 6：463−481，1968   6）Ebers GC， Bulman DE， Sadovnick AD et al：     Apopulation−based study of multiple sclerosis      in twins。 N Engl J Med 315：1638−1642，1986   7）McFarland HF， Greenstein J， McFarlin DE et     a1：Family and twin studies in multiple scle−     rosis． Ann NY Acad Sci 436：118−124，1984 8）Deber CM， Reynolds SJ：Central nervous ’system myelin：Structure， function， ahd patho1−    ogy， Clin Biochem 24：113−134，1991 9）Ha血er DA， Benjamin I）．S， Burks J et aL    Myelin basic protein and proteolipid protein    reactivity of brain and cerebrospinal fluid−    drived T cell clones in multiple sclerosis and    pbstinfectious encephalomyelitis． J Immunol    139：．68−72， 1987 10）McFarlin DE， Blank SE， Kibler RF et al：    Experimental allergic encephalo．myelitiS in the    rat：Response tQ encephalitogenic proteins and    peptides． Science 179：478−480， 1973 11）Kies MW， Driscoll BF：Immunologic reac−    tion of myelin basic protein（BP）in inbred    gu圭nea pigs．1》z Protides of Biologic Fluids    （Peters H ed）pp115−118， Pergamon Press， Ox−    fOrd．（1982） 12）Fritz ．RI3， Chou CHJ：Epitopes 43−88 0f    guinea pig myelin basic protein；locaiization    with monoclonal antibodies． J Immunol 130：    2180−2182， 1987． 13）Kira J， Bacon M正， Martenso．n RE et a1：    Experimental allergic encephalomyelitis in    rabbits． A malor encephalitogenic determina・    tion wlthin residues 1−440f myelin basic． pro−    tein． J Neuroimmunol 12：183−193，1986． 14）Fritz RB， M．cFarlin DE：Encephalitogenic    epitopes of myelin basis protein．加Chemical   ．．Immunology 46（Sercarz E ed）pp101−！25， Kar    ger， Basel（1989） 15）Oksenberg JR， Stuart S， Begovick AB et al：    Limited heterogeneity of rearranged T・cell    receptor．Vαtranscripts in brains of multiple    sclerosis． Nature 345：3447346，1990．． 16）Ota K， Matsui M， Mi夏ford EL et a且：T・cell    recognitiQn of an immunodominant myelin    basic protein epitope in rnultiple sclerosis．    Nature 346．：183−187，1990 17）Wucherpfennig KW， Ota K，．Endo N et al：    Shared human T cell receptor Vβusage to．    immunodominant regions of Myelin basic pro・    tein． Science 248：1016−1019， 1990 18）Martin R， Jaraquemada D， Fler｝age M et al：    Fine speci丘city and HLA restriction of myelin    basic protein・specific cytotoxic T． cell lines    from multiple sclerosis patients and healthy    ．individuals． J Immuno1145：54．0−548，1990 19）Martin R， Howell MD， Jaraquemada D et al：    A myelin basic protein is recognized by    cytotoxic T cells in the context of four HLA−    DR types associated with multiple sclerosis． J

Exp Med 173I19-24, 1991

20) Chou YK, Vainiene M, Whitham R et al:

Response of human T lymphocyte lines to

myelin basic protein : Association of dominant epitopes with HLA class II restriction moleL cules. J Neurosci Res 23I207=216, 1989

21) Chou YK, Henderikx P, Vainiene M et al: '

Specificity of human T cell clones reactive to immunodominant epitopes of myelin basic tein. J Neurosci Res 28:280-290, 1991

22) Pette M, Fujita K, Kitze B et al: Myelin

basic protein-specific T lymphocyte lines from MS patients and healthy individuals. ogy 40 : 177e-1776, 1990

23) Ben-Nun A, Liblau RS, Cohen L et al:

Restricted T-cell receptor Vfi gene usage by myelin basic protein-specific T-cell clone in

multiple sclerosis: Proc ,Natl Acad Sci USA

88i2466-2470, 1991

24) Burns J, Littlefield K, Gemez C et al':

ment of antigenic determinants for the human T cell response against myelim basic protein using overlapping synthetic peptides, J

oimmunol31I105-113, 1991

25) Liblau R, Tournier-Lasserve E, Maciazek J et al : T cell response to myelin basic protein

epitopes in multiple sclerosis patients and

healthy subjects. Eur J Immunol 21:

1391-1395, 1991

26) Baxeyanis CN, Reclos GJ, Servis C et al:

Peptides of myelin basic protein stimulate T lymphocytes from patients with multiple

rosis,Jlmmuno1 22:23-30, 1989 .

27) Cohen D, Cohen O, Marcadet A et al : Class

II HLA-DC6 chain DNA restriction fragments

differentiate among HLA-DR2 individuals in

insulin-dependent diabetes and multiple sis. Proc Natl Acad Sci USA 81 : 1774-1778,

1984

28) Jacobson S, Sorrentino R, Nepom GT et al :

DNA restriction fragment length

phism of DR2: Correlation with

DR2-associated functions. J Neuroimmunol

12 I 195-203, 1986

29) Marrosu MG, Muntoni F, Murru MR et al :

Sardinian multiple sclerosis is associated with HLA-DR4 : A serologic and molecular analysis.

Neurology 38i1749-1753, 1988

30) Kurdi A, Ayesh I, AddallatA et al : Different

B-lymphocyte alloantigens associated with

multiple sclerosis in Arabs and Northern opeans. Lancet i: 1123-1125, 1977

31) Naito S, Kuroiwa Y, Itoyama T et al : HLA

and Japanese MS. Tissue Antigens 12 1 19-24,

1978

32) Gorodezky C, Najera R, Rangel BE et al:

Immunogenetic profile of multiple sclerosis in

Mexicans. Human Immunol 16I364-374, 1986

33) itee#"., +¥asS( I HLA ti]tnkcDank8finc.

H th 48 : 482-488, 1990

34) Francis DA, Batchelor JR, McDonald WI et

al: Multiple sclerosis in Northeast .Scotland.

An associ,ation with HLA-DQwl. Brain 110 :

181-196, 1987