当研究室では従来より-LGがどのように免疫系に認識されるかについて解析を行ってきた。C57BL/6(B6)マウスにおいては主要T細胞抗原決定基は119-133残基領域であることが明らかにされており、その領域に相当するペプチドp119-133に特異的な4種類のT細胞クローンが樹立されている。p119-133上のMHCクラスII(I-A^b)分子との結合に関与する残基は¹²⁶Proと¹²⁸Valであり、それ以外の122から130番目の残基がTCRとの結合に関与している。p119-133上のTCRとの結合に重要な残基を置換したアナログペプチドを36種類用意した。まず、これらのアナログペプチドに対する4種類のp119-133特異的T細胞クローンG1.19、F1.7、F2.8、F12.5の増殖およびサイトカイン産生を解析した。T細胞クローンのアナログペプチドに対する増殖応答及びサイトカイン産生はほぼ正の相関を示した。T細胞クローンの増殖応答を誘導せずにサイトカイン応答だけを部分的に誘導するようなアナログペプチドは見られなかった。次に、各アナログペプチドのTCRアンタゴニスト活性を調べた。その活性の同定には、p119-133をあらかじめ提示させた抗原提示細胞に対するT細胞クローンの増殖応答がアナログペプチドの存在下で抑制されるかどうかを指標とした。4種類のT細胞クローン全てに対してTCRアンタゴニスト活性を示すアナログペプチドは認められなかったが、R124Q(¹²⁴Arg→Gln)はF1.7以外の、D129S(¹²⁹Asp→Ser)はF2.8以外の、そしてD129K(¹²⁹Asp→Lys)はG1.19以外の3種類のT細胞クローンに対してTCRアンタゴニスト活性を示した。

　Allenらによれば、抗原ペプチド上のTCRとの結合に関与する残基には、TCRとの結合に関して階層性が存在するといわれている。一次TCR結合残基は、抗原ペプチドとTCRとの結合に最も重要な残基である。この残基に相当するアミノ酸を置換したほとんどのペプチドは、同一の抗原ペプチドを認識する大多数のT細胞クローンに対して、抗原性を失う。一方、二次TCR結合残基は、TCRとの結合に対する寄与が一次TCR結合残基より小さい残基である。TCRアンタゴニストペプチドや部分的アゴニストは、二次結合残基に相当するアミノ酸残基を置換することにより得られやすい。アナログペプチドに対する応答性から、p119-133を認識する4種類全てのT細胞クローンにおいてその置換が抗原性に大きく影響を与えた残基である¹²⁷Gluがp119-133上の一次TCR結合残基と考えられた。その置換によりTCRアンタゴニストが高頻度で得られた残基は、G1.19とF12.5では¹²⁹Asp、F1.7では¹²⁹Aspと¹³⁰Asp、F2.8では¹²⁴Argであり、これらが二次TCR結合残基と考えられた。また、物理的、化学的性質の似たアミノ酸で置換したペプチが、TCRアンタゴニスト活性を示す傾向にあることが判明した。

　TCRアンタゴニストのin vivoでの免疫応答抑制効果を検討するため、4種類のp119-133特異的T細胞クローンのうち3種類に対してTCRアンタゴニスト活性を示したD129Sに着目した。D129Sはp119-133をマウスに投与して得られるポリクローナルなT細胞群のin vitroでのp119-133に対する増殖応答を抑制することが明らかになった。このようにTCRアンタゴニストは生体内で既に活性化されたポリクローナルなT細胞応答を抑制できたことから、免疫疾患の治療への利用の可能性が示された。そこで様々な投与法でD129SをB6マウスに投与して抗p119-133特異抗体(IgG,M,A)産生に対する抑制効果を調べた。最も効果的にp119-133に対する抗体産生が抑制されたのは一次免疫時にp119-133と同時にD129Sを投与した場合であった。p119-133免疫の前にD129Sを投与した場合にも、同時投与の場合よりも効果は弱いものの抑制効果が認められた。また、p119-133の免疫後にD129Sを投与した場合には抑制効果が認められなかった。しかし、p119-133で既に活性化されているポリクローナルなT細胞の応答をD129Sは抑制できるので、詳細な条件検討次第で既に活性化された免疫系による抗体産生を抑制する可能性は残されている。

　次にD129Sで抑制される抗p119-133特異的IgGのサブクラスを解析したところ、D129SはTh1細胞によって誘導されるIgG_2b、Th2細胞によって誘導されるIgG₁の両方の産生に対して抑制効果を示した。IgE産生を誘導するTh2細胞の応答も抑制されたことから、D129S投与のIgE産生に対する効果を検討した。IgE誘導アジュバントである水酸化アルミニウムを用いて構築したBDF1マウスの抗p119-133特異的IgE産生系において、D129Sはp119-133との同時投与により抑制効果を示した。これらの結果から、TCRアンタゴニストの利用は免疫疾患、特にアレルギーの予防や治療において効果的である可能性が示唆された。

　さらに、より強い免疫応答抑制効果を得るためにD129Sとは異なるT細胞クローン群に対しTCRアンタゴニスト活性を示すR124Qの併用を試みた。R124QはT細胞応答に対してD129Sと同様の抑制効果を示したが、R124QとD129Sをp119-133と同時に投与したとき、p119-133に対する抗体産生は抑制されなかった。また、R124Qとp119-133を同時に投与した場合には抗p119-133抗体(IgG,M,A)の産生はむしろ増加していた。両ペプチドの効果の違いを調べるために抗p119-133特異抗体の両ペプチドに対する交差反応性を調べたところ、R124Qに対しては交差反応性を示したが、D129Sに対しては反応しなかった。以上の結果から、自己抗原やアレルゲンに対する抗体産生の抑制を目的とする場合、病因となる抗体と交差反応しないアナログペプチドを選択する必要があることが明らかとなった。

　アレルギーや自己免疫疾患の原因抗原はタンパク質分子であり、通常T細胞抗原決定基を複数もつため、ペプチドを用いてタンパク質分子全体に対する免疫応答を抑制することは難しい。そこでD129Sの抗原タンパク質-LGに対する免疫応答抑制効果を検討した。-LGで免疫したB6マウス由来のT細胞に対するD129Sの抑制効果をin vitroで調べたところ、p119-133に対する増殖は抑制したが、-LGに対するT細胞の増殖に対しては抑制活性を示さなかった。また、D129Sを-LGとともにB6マウスに投与したところ、D129Sは抗-LG特異抗体の産生を抑制しなかった。D129Sが-LG全体に対する免疫応答を抑制しなかった理由として、-LG上の二番目に優勢なT細胞抗原決定領域、すなわち11-28残基領域に対する免疫応答の存在が考えられた。そこで11-28残基ペプチドp11-28で免疫したB6マウス由来T細胞のp11-28に対する増殖を抑制するアナログペプチドの同定を行ったところ、アナログペプチドY20S(²⁰Thy→Ser)、L22S(²²Leu→Ser)およびM24S(²⁴Met→Ser)が抑制活性を示し、そのうちM24Sが最も強い抑制活性を有していた。-LGで免疫したB6マウス由来T細胞のin vitroでの-LGに対する増殖応答は、D129SとM24Sを共存させることにより抑制できることが明らかになった。以上のような手法は、ペプチドのみを用いることにより生体内におけるタンパク質分子全体に対する免疫応答を抑制する方針となる。

　本研究では4種類のT細胞クローンの抗原認識に重要なペプチド残基を特定し、T細胞の抗原認識の機構解明に向けて礎を築いた。また、TCRアンタゴニストによる生体内免疫応答の効率的な抑制法を明らかにし、これにより抗原ペプチドに対するIgEの産生を抑制できたことは極めて重要な成果である。さらに、抗原タンパク質上の個々のT細胞抗原決定基に対するT細胞応答を抑制することで、抗原タンパク質全体に対する免疫応答の抑制が可能であることを示した。本研究で得られた知見は、抗原特異的な免疫系の制御によりアレルギーや自己免疫疾患の予防や治療を行う上で重要な指針になると考えられる。