花粉アレルギー反応の抑制効果を細胞で初めて実証

画像:アレルギー反応の抑制効果を細胞で初めて実証

2024年2⽉14⽇、ナノイー(帯電微粒⼦⽔)で抑制した花粉では、花粉症の症状を誘発するアレルギー反応が抑制されることを細胞レベルで実証しました。細胞レベルでの効果実証は今回が初めての試みでした。

※⿇布⼤学 獣医学部 獣医学科 福⼭朋季准教授との共同研究においてスギ花粉アレルゲンで検証しました。
※実使⽤空間における効果を検証したものではありません。

記者発表の様⼦

免疫細胞に対するナノイーの効果

INDEX

ナノイー(帯電微粒⼦⽔)技術によって、花粉(13種類)のアレルゲンを抑制していることは検証できていましたが、細胞レベルでの効果実証については未確認でした。

ナノイー(帯電微粒⼦⽔)を照射した花粉を免疫細胞に接触させ、下記の反応を確認しました。
① 樹状細胞の活性化割合
② 細胞膜抗原の発現割合
③ 炎症性物質の産⽣量
④ T細胞の増殖割合

ナノイー(帯電微粒⼦⽔)照射後は、上記① ~ ④いずれも抑制を確認しました。

WORDS

樹状細胞:

免疫細胞のひとつ。アレルゲンなどを発⾒すると、それを⾃分の中に取りこみ、特徴をT細胞に伝えます。アレルギー反応の初期段階で、重要な役割を果たします。

T細胞:

免疫細胞のひとつ。アレルギー反応を進めるため、他の免疫細胞に指⽰を出します。

背景

⽇本⼈の花粉症有病率は2019年時点で42.5%、10年ごとに10%以上も増加※しています。そのうちスギ花粉症は38.8%となっており、治療法も限られています。⽇本の花粉症の原因の9割を占めるスギ花粉を含む国内の主要な花粉13種に対して、ナノイー(帯電微粒⼦⽔)技術によるアレルゲンの抑制効果は実証していましたが、⽣体に対するアレルギー反応抑制効果については明らかになっていません。そこで今回、免疫細胞を⽤いてアレルギー反応の抑制効果を検証しました。

※ 環境省:花粉症環境保健マニュアル, 令和4年
https://www.env.go.jp/chemi/anzen/kafun/2022_full.pdf

<花粉症のメカニズム>

花粉が体内に侵⼊すると、花粉をアレルゲンとして認識・細胞内へ取り込んだ樹状細胞が活性化します。樹状細胞が炎症性物質を⽣成し、花粉情報を載せた突起 (細胞膜抗原)が発現します。突起 (細胞膜抗原)とT細胞が結合することでT細胞でも炎症性物質が⽣成・放出され、抗体⽣成を指⽰します。⽣成された抗体は肥満細胞と結合し、そこにアレルゲンが結合すると⿐⽔やくしゃみを誘発する花粉症誘発成分が放出、アレルギー症状が引き起こされます。

図解:花粉症のメカニズム、樹状細胞、T細胞、肥満細胞

花粉症のメカニズム

検証方法

ナノイー(帯電微粒⼦⽔)を照射した花粉を免疫細胞に接触させ、反応を観察

通常花粉※と、45L試験空間にてナノイー(帯電微粒⼦⽔)を所定時間照射した花粉※をそれぞれ細胞に添加し、樹状細胞とT細胞にて下記4つの反応を確認しました。
※スギアレルゲンで実施

図:ナノイー(帯電微粒子水)発生装置を設置した45リットル試験空間
図:花粉と樹状細胞、T細胞を接触させた試験内容

確認① 樹状細胞の活性化割合
樹状細胞では、花粉などをアレルゲンと認識すると過剰な活性化が起こります。活性化には、細胞内部へのCa2+(カルシウムイオン)の流⼊が関係していると考えられるため Ca2+(カルシウムイオン)の流⼊量の変化を測定しました。

確認② アレルゲン情報をT細胞に伝える細胞膜抗原の発現割合
活性化した樹状細胞は、突起(細胞膜抗原)を出し、取り込んだアレルゲン情報をT細胞に伝達しようとします。そこで、3種類の突起(細胞膜抗原:CD11c, MHCⅡ, CD80)の発現割合を測定しました。

確認③ 樹状細胞による炎症性物質の産⽣量
花粉などのアレルゲンとの接触により、樹状細胞は炎症性物質を産⽣します。そこで、炎症性物質の放出量(TNFα) と遺伝子発現(IL 1β, IL 6) を測定しました。

確認④ T細胞の増殖割合
T細胞はアレルギー反応が起こっている状態では、増殖が促進されます。そのため、増殖活性を測定しました。

検証結果

ナノイー(帯電微粒⼦⽔)照射後は、検証項⽬にてすべての抑制を確認

⿇布⼤学とITEA株式会社にて試験を実施した結果、①〜④すべての検証項⽬においてアレルギー反応の抑制を確認できました。樹状細胞とT細胞の2つの免疫細胞において効果を実証できたのは今回が初めてであり、ナノイー(帯電微粒⼦⽔)技術の花粉症対策での有効性が期待される結果となりました。

図:通常花粉とナノイー照射花粉を細胞に接触させた検証内容

確認① 樹状細胞における活性化を抑制

Ca2+(カルシウムイオン)流⼊量の変化を測定
ナノイー(帯電微粒⼦⽔)を照射した花粉を樹状細胞に接触させたところ、反応した樹状細胞は通常の花粉と⽐べ約80%抑制され、流⼊するCa2+(カルシウムイオン)は⼤幅に減少。Ca2+(カルシウムイオン)の流⼊が抑制されると樹状細胞の活性化も抑制され、初期段階でアレルギー反応を抑制できます。

グラフ:樹状細胞における活性化を約80%抑制

確認② アレルゲン情報をT細胞に伝える細胞膜抗原の発現割合が減少

3種類の突起(細胞膜抗原:CD11c, MHCⅡ, CD80)の発現割合を測定
樹状細胞に発現する突起(細胞膜抗原)のうち、3種類の突起(細胞膜抗原:CD11c, MHCⅡ, CD80)において、ナノイー(帯電微粒⼦⽔)照射花粉を添加した細胞は50%以上抑制することが分かりました。

グラフ:樹状細胞の突起発現を50%以上抑制

確認③ 細胞を活性化させる炎症性物質の産⽣を抑制

炎症性物質の放出量(TNFα)と遺伝子発現(IL-1β, IL-6)を測定
ナノイー(帯電微粒⼦⽔)照射花粉を添加した細胞における炎症性物質の放出量(TNFα) は約20% 、遺伝子発現(IL 1β, IL 6) は約70%減少することが分かりました。

グラフ:炎症性物質を約20%抑制
グラフ:炎症性物質の遺伝子発現を約70%抑制

確認④ T細胞の増殖を抑制

T細胞の増殖活性を測定
ナノイー(帯電微粒⼦⽔)照射花粉の添加により、花粉症症状の原因となる抗体を⽣成するT細胞の増殖が通常花粉に⽐べて約40%抑制されることが分かりました。

グラフ:T細胞の増殖活性を約40%抑制

※実使⽤空間における効果を検証したものではありません。

まとめ

ナノイー(帯電微粒⼦⽔)技術により抑制された、室内に存在する他のアレルゲンに起因するアレルギー反応についても、抑制効果を期待

写真:麻布大学獣医学部獣医学科 福山准教授

⿇布⼤学 獣医学部 獣医学科
福⼭朋季准教授

ナノイー(帯電微粒⼦⽔)がスギ花粉アレルゲンを抑制することにより、以下4点が明らかになりました。

  • 花粉※に対する樹状細胞の過剰な反応が抑制された
  • T細胞に花粉の情報を提供する樹状細胞の突起(細胞膜抗原)の発現が抑制された
  • 樹状細胞による炎症性物質の産⽣が抑えられた
  • 花粉症症状の原因となる抗体⽣成を指⽰するT細胞の増殖が抑制された

今回の結果より、ナノイーの空間浄化作⽤によって、室内に存在する他のアレルゲンに起因するアレルギー症状についても抑制できることが期待できます。

※スギアレルゲンで実施
※弊社から福⼭先⽣に依頼し、頂いたコメントを編集して掲載しています。

【プレスリリース】
初めてナノイー(帯電微粒⼦⽔)技術による花粉アレルギー反応の抑制効果を細胞で実証(2024年2⽉14⽇)
https://news.panasonic.com/jp/press/jn240214-2