大阪大学大学院医学系研究科解剖学講座（分子神経科学）の山下俊英教授らは、独立行政法人科学技術振興機構（JST）戦略的創造研究推進事業の一環で多発性硬化症 で中枢神経が傷つけられるメカニズムを発見しました。

多発性硬化症は免疫系の異常によって中枢神経に炎症が生じ、神経が傷つけられる難病で、手足の麻痺や感覚異常、視覚障害など重篤な症状が現れます。免疫系細胞が中枢神経に侵入して炎症を起こすことが神経傷害の原因であることはわかっていましたが、なぜ炎症によって神経が傷つけられるのかという仕組みは不明でした。

本研究グループは、多発性硬化症に類似する脳脊髄炎 を発症するモデルマウスを用いて、炎症による神経傷害には「ＲＧＭａ 」と呼ばれるタンパク質が関与すること、さらにある特定の免疫細胞がＲＧＭａを介して神経傷害を引き起こすことを明らかにしました。ＲＧＭａの働きを抑制する中和抗体の投与によって、脳脊髄炎による神経傷害を改善させることに、マウスの実験で成功しました。

今回の研究成果により、多発性硬化症をはじめとした炎症を伴う中枢神経疾患に対する新規治療薬の開発につながることが期待されます。

本研究成果は、2014年11月13日（米国東部時間）に米国科学誌「Ｃｅｌｌ　Ｒｅｐｏｒｔｓ」のオンライン速報版で公開されました。

多発性硬化症の病変は脳、視神経、脊髄などに広範に分布し、さまざまな神経症状を呈します。また、この症状は再発と寛解 を繰り返すという特徴もあります。この病気では再発を繰り返すうちに、徐々に神経機能障害からの回復が困難な状態になります。これまで多発性硬化症は脱髄疾患と呼ばれ、神経細胞の軸索を取り巻く髄鞘 が傷つけられると考えられてきましたが、最近の研究によって、発症初期から神経細胞が傷つけられていることがわかってきました。中枢神経はひとたび損傷を受けると再生は困難なため、神経傷害を抑えることが治療を考えるうえで非常に重要になります。しかし、炎症部で生じる神経傷害のメカニズムは十分に解明されていませんでした。

ＲＧＭａタンパク質は、発生期の神経回路の形成に関わることが知られている一方、免疫反応にも関与していることが近年の研究で明らかになっています。本研究グループは、免疫システムの司令塔であるヘルパーＴ細胞 の1種がＲＧＭａを強く発現していることを突き止め、ヘルパーＴ細胞が発現するＲＧＭａの役割を明らかにすることを目的に本研究を開始しました。

ヘルパーＴ細胞は、その特性によっていくつかの種類に分かれています。マウスの脾臓から採取した未分化なヘルパーＴ細胞をそれぞれの種類のＴ細胞に分化させて、ＲＧＭａの発現量を調べたところ、Ｔｈ17細胞 と呼ばれるＴ細胞がＲＧＭａを強く発現していることを見出しました （図1） 。

Ｔｈ17細胞は多発性硬化症の発症に重要な細胞であることが知られています。そこで、Ｔｈ17細胞に発現しているＲＧＭａが、多発性硬化症においてどのような役割をもっているかを明らかにするため、次のような実験を行いました。

まず、中枢神経で活性化するＴｈ17細胞を、マウスから取り出して培養し、別のマウスに移植して多発性硬化症に類似した脳脊髄炎を誘導します。次に、Ｔｈ17細胞を移植されて脳脊髄炎を起こしたマウスに対して、ＲＧＭａの機能を阻害することができる抗体 を投与し、病状がどのように変化するのかを検討しました。その結果、ＲＧＭａ中和抗体を投与されたマウスでは、四肢の麻痺などの症状が改善しました （図2） 。さらに、このマウスの脊髄を観察したところ、ＲＧＭａ中和抗体の投与を受けたマウスでは、炎症部における神経細胞の傷害が少なくなっていました （図3） 。この実験結果は、Ｔｈ17細胞が発現するＲＧＭａが脳脊髄炎による神経細胞傷害を悪化させていることを示唆しています。

脳脊髄炎の炎症部では、Ｔｈ17細胞が直接神経と接触していることがわかっています。また、ＲＧＭａは細胞膜上に存在するタンパク質です。Ｔｈ17細胞がＲＧＭａを介して直接的に神経細胞を傷つけているのかを検討するため、Ｔｈ17細胞と神経細胞の培養実験を行いました。Ｔｈ17細胞と一緒に培養した神経細胞は死んでいく様子が多く観察されたのに対し、ＲＧＭａ中和抗体とともに培養すると、Ｔｈ17細胞による神経細胞死が抑制されました （図4） 。また、Ｔｈ17細胞の培養液のみでは神経細胞死が観察されませんでした。この実験結果により、Ｔｈ17細胞はＲＧＭａを介した直接的な接触により神経細胞を傷つけていることが示されました。

本研究はＴｈ17細胞が神経を傷つけるメカニズムを明らかにしたものであり、ＲＧＭａを阻害することが、多発性硬化症の神経傷害に対して有効な治療法となりうることを示したものです （図5） 。

近年、Ｔｈ17細胞は多発性硬化症のみでなく、視神経脊髄炎 やアルツハイマー病 など、さまざまな脳神経疾患の病態に関わっていることが報告されています。今後、これらの脳神経疾患におけるＴｈ17細胞の役割がより詳細に明らかになることで、有効な治療法が開発されることが期待されます。

Repulsive guidance molecule-a is involved in Th17 cell-induced neurodegeneration in autoimmune encephalomyelitis.
doi:10.1016/j.celrep.2014.10.038
（自己免疫性脳脊髄炎においてRGMaはTh17細胞が引き起こす神経傷害に関与する）

図1　ヘルパーＴ細胞の1つであるＴｈ17細胞はＲＧＭａを強く発現する
ヘルパーＴ細胞はその機能によりＴｈ0、Ｔｈ1、Ｔｈ17、制御性Ｔ細胞（Ｔｒｅｇ）などの種類に分けることができる。図はそれぞれのヘルパーＴ細胞のＲＧＭａの発現量を検討した実験結果である。***は統計的な有意差を意味する。

図2　ＲＧＭａ中和抗体が投与されたことで脳脊髄炎の重篤度が改善した
中枢神経で活性化するTh17細胞を移植して脳脊髄炎を引き起こした。縦軸は行動試験によって評価した脳脊髄炎の重篤度、横軸は移植後の日数である。対照抗体はRGMaに結合しない抗体である。**がある日数で統計的に差が見受けられている。

図3　脳脊髄炎マウスの炎症部にある神経の様子
上図は炎症部の神経繊維（緑）と炎症部（赤）をそれぞれ染色した組織像である。炎症部では神経繊維が著しく損傷を受けている。下図は健康なマウス、対照抗体投与あるいはＲＧＭａ中和抗体を投与した脳脊髄炎マウスの炎症部における神経繊維（赤）を染色した像である。ＲＧＭａ中和抗体の投与により、神経繊維の損傷が抑制されている。

図4　Ｔｈ17細胞はＲＧＭａを介して直接神経を傷つける
神経細胞とＴ細胞を一緒に24時間培養し、死細胞を染色（赤）した。Ｔｈ17細胞と一緒に培養することで神経細胞死が多く観察されるが、ＲＧＭａ中和抗体を加えることで神経細胞死が抑制された。Ｔｈ17細胞の培養液では神経細胞死を起こさなかったことから細胞同士の接触が神経細胞死に必須であることを示唆している。*、***は統計的な有意差を意味する。

図5　Ｔｈ17細胞は炎症部で神経と接触し、ＲＧＭａを介して神経傷害を引き起こす
病原性を持ったＴｈ17細胞は中枢神経に移行し、炎症を引き起こすとともにＲＧＭａを高発現させて神経に対する傷害性を発揮する。炎症を抑えるのみでなく、ＲＧＭａを始めとした神経傷害シグナルを抑えることが多発性硬化症の神経傷害に対する重要な治療戦略となる。