好塩基球は、ヒト末梢血白血球の0.5〜1%を占める最少の血球成分である。好塩基球の細胞表面のFcRIが抗原と結合する刺激で細胞外に放出されるヒスタミン、ロイコトリエン等の化学伝達物質は、血管透過性亢進、血球成分の局所への集簇・活性化や平滑筋収縮を惹起し、様々な過敏反応に関与していると考えられる。特に即時型アレルギー反応のうちでも抗原刺激の数時間後に生ずる遅発相(late phase reaction,LPR)に於いて、炎症局所に好塩基球が集簇していること、局所の組織液或いは分泌液中の化学伝達物質の組成を検討すると、ヒスタミンは増加するがプロスタグランジンD₂は増加せず、この組成が好塩基球由来と考えられることが報告され、LPRにおける好塩基球の重要性が脚光を浴びるに至った。しかしLPRにおいてヒト好塩基球がいかなる機序で局所に集簇し活性化されるのか、その機序は最近まで不明であった。

　近年血液細胞増殖因子が成熟好中球・好酸球に作用し、その活性化、遊走、生存延長をきたすことが報告されている。好塩基球については、当研究室より1988年にIL-3とGM-CSF90年にIL-5がヒスタミン遊離反応増強作用を有することが発表された。しかし好塩基球の生存や遊走に関しての体系的検討はなされていなかった。本実験に於では、LPRで認められる好塩基球の一連の集簇・活性化を局所で産生された血液細胞増殖因子が制御するとの作業仮説をたて、まずそのin vitroでの好塩基球遊走活性に関し検討した。

　更に、既に我々は血液細胞増殖因子による好塩基球のviability維持を見出したが、本研究はそれに引き続き、生存の延長した好塩基球が成熟好塩基球の形態及び機能を保持しているかについて検討を加えた。

　1.血液細胞増殖因子によるヒト好塩基球の遊走

　好塩基球は、刺激物質非存在下では殆ど遊走しないが、GM-CSFおよびIL-3は単独で好塩基球遊走を強力に惹起した。両因子の遊走活性は濃度依存的であり、pMオーダーの低濃度でも活性を認めた。GM-CSF,IL-3共に100-300pMで効果は最大で、それらの遊走活性は、既に報告されているC5a、IL-8,FMLPよりも強力であった。一方、IL-4,G-CSF,M-CSFには遊走活性はまったくみられなかった。

　checkerboard法による検討では、GM-CSF、IL-3はいずれも、細胞側・遊走因子側の両方に等濃度に存在していても強力な遊走を惹起し、その遊走活性には走性(chemokinesis)の関与が大きいと考えられた。

　2.DEXによる好塩基球遊走の抑制

　30分間のDEX前処理後に遊走実験を行なったところDEXは濃度依存的にIL-3、IL-8、C5aによる好塩基球遊走を抑制した。DEXは1 nMの低濃度でも3因子の遊走活性を約30%抑制した。また、DEXは前処理時間を設けなくても40〜70%の抑制率を示し、前処理を120分まで延ばしても完全抑制には至らないことが確認された。更に、前処理後にDEXを除去しても、除去しない場合と同等の遊走抑制が認められ、DEXの効果が不可逆であることが示された。

　3.IL-3により生存延長した好塩基球の形態・機能

　好塩基球のviability維持作用の強力なIL-3を用い生存の延長した好塩基球の形態・機能を検討した。

　IL-3 300 pM存在下で1週間後の好塩基球は、分葉核と好塩基性顆粒を有していた。電顕でも、1週間培養後の好塩基球は分葉核と特徴的な顆粒を保持しており、成熟好塩基球の形態を保っていると考えられた。

　好塩基球のヒスタミン含量は、末梢血から純化直後で1.30pg/cell、1週間培養維持後に1.14pg/cellで有意差はなかった。また、1週間培養維持された好塩基球はFMLP,Ca ionophore A23187、抗IgE抗体に対するヒスタミン遊離能を保持していた。

　4.好塩基球の抗IgE抗体への反応性の培養後の変化

　好塩基球を抗原や抗IgE抗体で刺激した際のヒスタミンの遊離しやすさはreleasabilityと呼ばれ、各個人で異なるが、一部の例ではヒスタミンを殆ど遊離しないことが知られている。抗IgE抗体刺激時の最大ヒスタミン遊離率が5%以上(responder)の群と5%未満(non-responder)の群とでIL-3存在下培養後のヒスタミン遊離を比較したところ、responder群は1週間後にも抗IgE抗体刺激により遊離を起こす一方、non-responder群も1週間培養後にはresponderと同等のヒスタミン遊離を示した。また、FMLP、イオノフォアA23187の刺激に対しては純化直後のnon-responder群でもヒスタミンを遊離した。non-responder好塩基球は1日の培養ではヒスタミン遊離を生じず、3〜7日後に遊離能を獲得した。従ってnon-responderの好塩基球の遊離能獲得は短時間で得られるIL-3のpriming作用とは異なると考えられた。

　好塩基球の遊走については、従来より補体(C5a)、リンパ球培養上清、更に近年IL-8が遊走活性を有することが報告されているが、血液細胞増殖因子の好塩基球遊走活性の体系的な検討はなされていなかった。本研究は血液細胞増殖因子の好塩基球遊走活性を検討しIL-3、GM-CSFが遊走活性をもつことを見出した。両因子は1〜10pMの低濃度でも遊走活性を有した。一方、ヒスタミン遊離に影響しないIL-4、G-CSF,M-CSFは遊走活性をもたなかった。

　血液細胞増殖因子の好塩基球生存に対する作用としては既にIL-3、GM-CSF、IL-5が好塩基球のviabilityを維持することが報告されている。-好塩基球は血液細胞増殖因子の非存在下では2日で半減し、7日後には10%に減少するがIL-3存在下では、7日後で70%、14日後でも50%に保たれる。またGM-CSFとIL-5はIL-3よりは弱いが好塩基球のviabilityを維持する(7日後で約30%)。本研究では、IL-3の存在下で7日間維持された好塩基球が形態的には分葉核と好塩基性顆粒を有し、機能的には各種刺激でヒスタミン遊離反応を起こすことを確認し成熟好塩基球の特徴を維持していることが判明した。

　以上の実験事実は、好塩基球の増殖分化を誘導する因子が、成熟好塩基球にも作用してヒスタミン遊離増強と共に遊走、生存を制御することを示している。

　ヒトやマウス・ラット等の皮膚或は上下気道に抗原刺激を加えて生ずる実験的アレルギーモデルにおいて抗原刺激の数時間後に生ずるLPRは炎症細胞の浸潤を伴うことが特徴とされ、臨床的なアレルギー疾患に近い病態とみなされている。近年、このLPR局所において好塩基球が集簇していること、局所の組織液・分泌液にヒスタミンが認められるが肥満細胞の放出するPGD₂は認めないことが報告されている。これらの実験事実は好塩基球がLPRの症状発現に深く関与することを示唆している。本研究は、LPR局所において産生されうる血液細胞増殖因子が好塩基球の遊走及び生存延長作用を有することを示した。好塩基球に作用するこれらの因子は活性化Tリンパ球や上皮細胞・肥満細胞などから産生されうることから、LPR局所で好塩基球に作用していることが強く推察される。

　LPRにおける好塩基球集簇はステロイド剤の全身或いは局所投与により強力に抑制することが報告されている。本実験ではその機序の一つとして、DEXが好塩基球に直接作用して遊走を抑制することを示した。

　更に、本研究において好塩基球の一週間培養維持後のヒスタミン遊離能を検討している間に、興味ある結果が得られた。健常人の一部がnon-responderであることが従来より知られているが、その好塩基球はIL-3存在下での培養後に抗IgE抗体に反応してヒスタミン遊離を起こすことを見出した。non-responderの好塩基球に関しては、抗IgE抗体が細胞表面のIgEと結合しているにもかかわらずCa流入が起こらないこと、細胞表面のIgE数の差はないこと、ionophore A23187、TPA刺激ではヒスタミン遊離を生ずることが今までに報告されている。本研究より、non-responderの好塩基球ではFcRI或いはそれ以降の刺激伝達の早期の段階が障害されており、IL-3存在下培養後にはその障害が解除されるものと推測される。