食品汚染物質トリブチルスズの免疫系への影響
管理栄養学科及川佐枝子
1
.はじめに
わが国は、近海の豊富な海産物を古くから食事として利用してきた。 しかし近年、環境
化学物質による生活環境汚染の拡大が重大な問題となり 、魚介類に残留する環境化学物質
についてもヒトへの健康影響が懸念されている。有機スズ化合物のトリブチルスズ
(
T
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;TBT
)は
、 軟体動物や藻類に対する毒性を有することから、 1960年代より漁
網や船底の防汚剤として日本をはじめ世界中で広く使用されてきた。しかし、 1970年代に
入札フランスにおける養殖カキの生育異常 1)、さらに 1
9
8
0年から 1990年代には世界各
地の沿岸で巻貝類の雌に雄性生殖器官が形成され発達するインポセ ック スが多く認められ
るようにな り、船底塗料や漁網から海水に溶け出 した TBTが、防汚対象外の生物にまで影
響を及ぼすことが明らかにされた 2)。 これらを踏まえ、多数の国で TBTの使用規制がなさ
れ、日本でも平成 2年に使用禁止措置がとられた。その結果、 TBTの海水濃度においては
減少傾向にあるが、依然として海底質中では TBTの残留が認められている 3)。 また有機ス
ズは生物濃縮 され、タ ラやカ レイ、ニシン などの海産物、カモ類、アザラシなどに汚染が
確認されておりへ日本人の食事経由の摂取量に関する報告では、 TBTは魚介類に継続的
に微量検出されているヘ従って、海産物に混入した TBTは食品汚染物質としてヒトに曝
露する可能性が考えられる。これまで TBTのヒトに対する健康影響に関しては、高濃度
曝露により皮膚の炎症がおこる急性毒性作用が明らかにな っている 。 また、 ラットを高濃
度の TBTに曝露することによ り、アポト ーシスを介 した胸腺萎縮が誘導されること、同様
にヒト T細胞株を 高濃度の TBTに曝露することでアポトーシスが誘導 されることから、
TBTの高濃度曝露は胸腺萎縮とそれに引き続く T細胞依存性免疫応答の全般的な抑制を
誘導する免疫毒性作用を発揮することが示唆されている
問。 しかし、魚介類摂取などを介した TBTの低濃度曝露に
に
二こ・し一寸 ThP)
よるヒト への健康影響については 明らかでは ない。
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ぷギ ヘ工
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訟
2
.Th1庁 h2バランスとアレルギー
T細胞は、病原体によ る感染症から身体 を守る免疫応答
において重要な役割を果たしている。生体内に異物が侵入
すると 、異物は樹状細胞な どに取り込まれて抗原未感作の
ナイ ーブ CD4+T 細胞に抗原提示され、 ナイーブ CD4+T
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) あ る いは Th2 (Thel
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パー T細胞 の Th1 (
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)に分化す る(図 1)
。分化した Th1は、主にインターフ ェ
図 1.ThlおよびTh2
細胞の分化
細胞を感作し活性化 させる。活性化した T細胞は、ヘル
1
1
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gEを含む 抗体
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④⑥
御に関与する 。Th2は主にインターロイキン 4
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4
)を産生し、 B細胞に抗体産生を促すことに
ビ
7 正常
より、細胞外病原体の排除に重要な役割を果たし
ている 。
Thl
/
Th2細胞は、それぞれが産生する I
F
N
yと
I
L
4によ ってたがいを制御し、 Th1/Th2バラン ス
が均衡することで生体内の免疫系は正常に保たれ
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、
ている 。 このバランスが崩れ (Thl
/
Th2インバラ
ンス)、 Th1優位性が誘導さ
れると自己免疫疾患が、逆に
〉:
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Th2優位性が誘導されるとア
レルギー性疾患が引き起こさ
れる(図 2)
。
先進諸国では、戦後 50年
の聞に哨息やアトピー性皮膚
炎、鼻炎などのアレルギー疾
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(1計
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段7
上 昭 和 " 2~' !l!:から 調 査告書植 して いる n
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患が 1
0倍以上増加している 。
図 3 学校種別ぜん患の者の推移
図 3にわが国の学校種別のぜ
(
文 部 科 学 省 学 校 保 健 統 計 調 査一
平成 2
5
年度(確定値)
の結果の概要 ，
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4
6.
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ん息の者の推移を示す。 アレルギー疾患は、複数の遺伝的要因と複数の環境要因の相互作
用により発症するいわゆる多因子疾患であると考えられている 。 しかし、ヒト遺伝子がわ
ずか半世紀足らずで急激に変化するとは考えにくいことから、アレルギー疾患の急増と重
症化には環境要因が深く関与 していると考えられている 8)。
その原因の lつとして、 1
9
8
9年に疫学者の S
t
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a
nが提唱した、近年の少子化や清潔志
向による家庭内での同胞(きょうだい)聞の感染の機会の減少がアレルギー疾患の増加に
影響しているという「衛生仮説」が挙げられる 九 この理由として、通常新生児の免疫応
答は、 I
F
N
yの産生が抑制されたいわゆる Th2型免疫応答が優位になっていることが知ら
れており、過度の衛生状態におかれ微生物による刺激が不十分であると成長しでも Th2が
過剰のままとなり、結果的にアレルギー疾患を引き起こしやすくなると考えられている 。
さらにアレルギー疾患の増加については、近年、意図的・非意図的に環境中に放出された
化学物質の影響も指摘されている 。我々は、免疫毒性作用を有する TBTが
、 Thl
/
Th2イン
バランス誘導を引き起こし、アレルギー疾患の増悪に関与するという可能性に注目し検討
を行った。
3
.TBTによる Th2型免疫応答の誘導
我々は、 TBTの Thl
/
Th2バランスに及ぼす影響について検討を行うため、 i
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ける Thサブセット分化誘導系に TBTを添加し、生じてくる Thサブセットをサイトカイン
一 12-
産生パターンから解析した。その結果、 TBTはナイーブ T細胞からの Thl分化を抑制し、
Th2分化を促進することが明らかとなった。 さらにマウスを用いた z
nv
z
v
o投与においても
Th2優位性が誘導されることが示された
1
0
)。
次に我々は、マウスから複数の Thlおよび Th2クローン細胞を樹立し、 Thlおよび Th2
細胞に対する TBTのアポトーシス感受性の異同 に関する解析を行った。BDFlマウスを
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n(OVA) を含むアジ、ユノ fント(抗原性補強剤)で免疫した後、リンパ節を取り出
して T細胞を精製し、牌臓由来の CD4+
T細胞を用いて OVAと共に抗原刺激を行った。そ
の後 T細胞を、 Thlクローン作製のために I
F
N
yと抗 I
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4抗体の存在下 (
T
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)
で、一方 Th2クローン作製のため I
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4と抗 IFNy抗体の存在下 (
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)で増殖さ
目
せた後、限界希釈法にてクロ ーンを作製した。サイトカイ ン 産生パターンから、 Thlク
ローンについては 5クローン、 Th2クローンは 8クローンを樹立した。 これらのクローン
細胞を用い、 TBTのアボトーシス感受性の違いによる Th2優位性誘導への関与について検
討を行った。 アポトーシス誘導細胞の割合は、 AnnexinV/p
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P
I)染色法に
てフローサイトメーターを用いて解析した。その結果、 TBT処理によりアポトーシス誘
導細胞を示す AnnexinV 陽性率 (
AnnexinV(+)
I
P
I
(
ー)および AnnexinV(+)
I
P
I
(+))は、 Thl
クローンの方が Th2クローンより高い割合で認められた (
図 4A)
。
次に我々は、以前 TBTが過酸化水素 (
H2
02
) 生成を介してアポトーシスを誘導する 事
を明らかにしたことから、 TBTに対する Thlと Th2のアポトーシス感受性の違いが細胞
内抗酸化剤のグルタチオン (
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) 量 に起因する可能性を調べるため、 Thlク
ローンと Th2クローンにおける GSH量 を解析した 。その結果、細胞内 GSH量 は
、 Th2で
は Thlより 高いことが認められ (
図 4B)
、Thlと Th2の TBTに対するアポトーシス感受
性の違いは、細胞内の GSHに起因することが示唆された
。
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Th2クローン細胞におけるアポトーシス誘導細胞
の割合 (8)Th1および Th2クローン細胞における細胞内 GSH量
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- 13-
4
.Th1ITh2と制御性 T細胞
以上に述べたように、近年のアレルギー疾患の急増が衛生仮説によ り説明されるとする
と
、 Th1細胞によ って惹起される 自己免疫疾患はアレルギー疾患の増加に反比例して減少
してい るはずである。 しか し実際には、Th1細胞の活性化によ って惹起されると考 えられ
ている I型糖尿病や炎症性腸疾患の患者数は、端息患者の増加とともに増えている。最近
になって、生体内には Th1や Th2などの Th細 胞 の 活 性 化 を 能 動 的 に 負 に 制 御 す る
CD4+CD2S+Foxp3+制御性 T細胞 (
T
r
e
g
)が備わっており 、T
r
e
gの質的・ 量的機能抑制が 自
己免疫疾患やア レルギー疾患の発症・増悪に関与する こと が明らかに なりつつある l九 し
かし、免疫応答を負に制御する T
r
e
gに対する TBTの低濃度曝露の影響に関しては不明の
ままである 。そ こで我々は、 Th1，Th2クローンに加え T
r
e
gクローンを樹立し、これらを用
いて TBTによる T
r
e
gとTh2のアポトーシス感受性の異同に関する検討を行った。 Tregク
ローンは、 BDF1マウス の牌細胞から精製した CD4+CD2S+細胞を同系骨髄由来樹状細胞
を用いて Synge
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0クローン
を樹立した。制御性 T細胞機能と細胞内 Foxp3発現を解析し、 T
r
e
gクロ ーンであるこ とを
確認した。 3で、行った方法と同様に、 TBTによる Th2、T
r
e
gクローンにおけるアポトーシ
ス誘導を解析した結果、アボトー シス誘導細胞は T
r
e
gクロ}ンの方がTh2クローンより 高
。 さらに Th2，Tregクローンにおける GSH量を 比較したと
い割合で認められた(図 5A)
ころ、細胞内 GS
H量は、 Th2では T
r
e
gより有意に高かっ た(図 5B)。 したがって、 Th2
とTr
e
gの TBTに対するアポト ーシス感受性の違いも、細胞内の GSHが重要な役割を果た
していることが示唆された
。
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14-
おわりに
以上のことから、 TBTによるアレルギー増悪作用は、 TBTが Th分化誘導系に作用し、さ
らに分化した Th細胞に対して Th1だけでなく Tregに対しても優先的にアポトーシスを誘
導することで、 Th2優位性の誘導とその増強を介していることが示唆された。これまでに、
酸化ストレスは Th2分化促進や Th2活性誘導を介して Th2優位性を誘導する事が明らかと
なっている
。本研究において、 TBTは Th2分化促進に加え、酸化ストレス作用を介し、
1
4
)
Th1だけでなく Tregに対しても優先的にアポトーシスを 誘導し、Th2優位性誘導によりア
レルギー疾患増悪に関与することが示唆された(図 6)
。今後、 Th1/Th2インバランス誘導
によるアレルギー疾患増悪においては Tregの関与も考える必要がある 。 自然発生的に生
じる舌egは、アポトーシスに対し抵抗性を示すことが報告されていたが、近年、酸化スト
レス作用を持つ抗がん剤 cyclophosphamideによって Tregに選択的に細胞死が引き起こさ
れるとの報告もある
GSHが低く、
。本研究において、 Tregクローンが Th2クローンに比較し細胞内
1
5
)
TBTによる酸化ストレスによるアポトーシス感受性が高いという結果と考
え合わせると、 Tregは酸化ストレスによるアポトーシスに対して感受性の高い T細胞亜集
団である可能性が考えられる 。
TBTは 1980年代から先進諸国で使用規制がなされており、わが国でも 1990年の法規制
でほぼ使用されなくなった。しかし、未だ海底の泥中に蓄積されており、我々が普段食事
として摂取する魚介類からも検出されている。また、 TBT以外でも、最近、環境化学物質
のボリ塩化ピフェニール (
P
C
B
)の母乳を通じた曝露
とアレルギー疾患との関連についての疫学研究がな
され、血清中の P
CB濃度と
とが示されている
I
g
Eの濃度が相関するこ
。わが国では、科学技術の開発
1
6
)
や化学物質の利用の増加に伴って人間の生活が豊か
になった一方で、様々な化学物質が意図的・非意図
的に環境に放出されている 。近年のアレルギー疾患
増悪にそれら化学物質の食品汚染が関与している可
能性は高く、今後もさらなる対策を進めていかなけ
〔アポトーシス)
ればならない課題であると考えられる 。
アレルギー性疾患
図6.T8Tによる Th2優位性誘導機構
文献
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シス誘導 :アレルギー疾患増悪への関与、 日本衛生学雑誌， 6
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