B6-hIL-17Aマウスは、IL-17A関連銀屑病研究を可能にする

乾癬とは何か？

乾癬は、皮膚細胞の急速な生成を引き起こし、その過剰な蓄積によって炎症を引き起こす慢性で再発性の自己免疫性皮膚疾患です。最も一般的なタイプである斑状乾癬（「乾癬普通型」とも呼ばれる）は、全患者の約80％を占めます。主な症状は、肘、膝、腰部、頭皮などに好発する痒みを伴う鱗屑性の皮疹であり、世界中で約1億2500万人が罹患しており、全球人口の2～3％に相当します。^[1] 乾癬は免疫、遺伝、環境、内分泌要因と関連しており、皮膚細胞の異常な増殖および分化を引き起こし、皮膚表面に過剰な皮膚細胞が蓄積します。現在、乾癬の発症メカニズムおよび治療法は皮膚科学分野における注目テーマであり、根本的な治療法は存在しません。患者は、誘因の特定と回避、局所治療、光線療法、全身療法、生活習慣の改善などを組み合わせて症状を管理・制御しております。

図1. 正常皮膚層と乾癬皮膚層の構造的差異の模式図。^[2]

免疫系の不均衡と乾癬

研究により、炎症および自己免疫反応が乾癬の発症および進行において重要な役割を果たしていることが示されています。患者のT細胞が健康な皮膚細胞を攻撃し、他の免疫細胞を引き寄せることで皮膚内に炎症および組織損傷を引き起こします。その結果、表皮角化細胞の過剰な増殖および異常な分化が生じ、新しい皮膚細胞が数日ごとに生成され、皮膚表面に蓄積して特徴的な鱗屑性・乾燥性・隆起性の皮疹（斑）を形成します。インターロイキン-23／インターロイキン-17（IL-23/IL-17）経路は、乾癬における自己免疫反応の中心的役割を果たしており、IL-23はTh17細胞を活性化してプロ炎症性サイトカインであるIL-17の産生を促進します。角化細胞において、IL-17Aはその受容体に結合し、角化細胞の増殖を促進し、炎症性メディエーターおよび化学誘導物質の放出を引き起こして炎症反応を誘導します。したがって、IL-17Aは炎症性疾患の治療標的として重要な存在であり、IL-17Aを標的とするモノクローナル抗体が乾癬患者において治療効果を示していることが実証されています。^[3]

図2. IL-23/IL-17経路が乾癬皮膚における表皮角化細胞に及ぼす影響。^[4]

Cyagenは、IL-17Aを標的とする治療薬の研究を目的として、B6-hIL-17Aヒト化マウスモデル（製品コード：C001510）を開発いたしました。 本モデルは、イミキモド（IMQ）を用いた誘導により乾癬モデルとして成功裏に構築され、ヒトIL-17Aを標的とする薬物の効果評価に利用可能です。

モデル構築および薬物効果評価の模式図

イミキモド（IMQ）クリームの適用は、人間の乾癬と類似した皮膚損傷および炎症をマウスに誘導できるため、前臨床研究モデルの誘導法として広く用いられています。一方、IxekizumabはIL-17Aを結合・中和することで炎症を軽減するヒト化抗体であり、乾癬およびその他の自己免疫疾患の治療に用いられています。^[5] B6-hIL-17Aヒト化マウスモデルは、乾癬治療薬の前臨床疾患モデル構築をより高精度かつ効率的に実現するための優れたプラットフォームを提供いたします。

図3. IMQ誘導によるB6-hIL-17Aマウス乾癬モデルの構築およびIxekizumab効果検証の実験プロトコル。

マウスの成長曲線

IMQ処理群（治療群および非治療群）におけるB6-hIL-17Aマウスと野生型マウスの体重変化傾向は、本質的に一致しておりました。

図4. B6-hIL-17Aマウスおよび野生型マウスの成長曲線。

IMQはB6-hIL-17Aマウスに乾癬様表型を有意に誘導

IMQ軟膏の連続投与3日目には、B6-hIL-17Aマウスの皮膚に著しい鱗屑および表面の粗さが認められ、一部領域では紅斑が見られ、皮膚厚は正常よりわずかに増加しておりました。最も重度な部位では鱗屑が剥離しておりました。Ixekizumab投与後、B6-hIL-17Aマウスの皮膚状態は顕著に改善いたしました。

図5. 8週齢の野生型マウス、B6-hIL-17Aマウス、およびIxekizumab投与群のB6-hIL-17Aマウスの皮膚状態（IMQ誘導3日目）の比較。

IMQ誘導によりB6-hIL-17AマウスにおけるヒトIL-17A蛋白質の高発現

IMQ誘導により、マウスの免疫細胞が活性化・増殖し、IL17Aの発現が上昇いたします。ELISA検定結果では、IMQ誘導後のB6-hIL-17AマウスはヒトIL-17A蛋白質を20 pg/mL以上発現しており、非誘導のB6-hIL-17Aマウスでは検出可能なヒトIL-17A蛋白質は認められませんでした（図6）。Ixekizumab投与後、B6-hIL-17AマウスにおけるヒトIL-17A蛋白質発現は顕著に低下し、コントロール群（B6Nおよび非誘導B6-hIL-17Aマウス）と同等レベルまで回復いたしました。

図6. 8週齢雌性B6-hIL-17Aマウスおよび野生型マウスにおけるヒトIL-17A蛋白質発現のELISA結果。

乾癬面積および重症度指数（PASI）

乾癬面積および重症度指数（PASI）スコアリング法を用いて、各群マウスの皮膚病変の面積および重症度を定量いたしました。その結果、IMQ投与後、B6-hIL-17Aマウスは皮膚病変、鱗屑、紅斑、皮膚の皺みを呈するようになり、Ixekizumab投与により皮膚損傷および炎症状態が用量依存的に改善いたしました。高用量Ixekizumab投与群では、非治療群と比較してPASIスコアが有意に低くなりました。

図7. IMQ処理およびIxekizumab療法後の8週齢B6-hIL-17Aマウスおよび野生型マウスのPASIスコア。

IxekizumabはB6-hIL-17Aマウスの組織病理学的所見を有意に改善

IMQ投与後、B6-hIL-17Aマウスの皮膚は乾癬様の組織病理学的所見を示しました。具体的には、表皮の角質層（最外層）における過形成またはパラケラトーシス、顆粒層（粒状層）の薄化または消失、棘層（棘状層）の肥厚、レーテリッジの延長または波打つ状態、真皮内における単核細胞または多核細胞の浸潤が認められました。Ixekizumab投与後、これらの症状はB6-hIL-17Aマウスの皮膚で顕著に改善され、治療効果は用量依存的でございました。

図8. 8週齢雌性B6-hIL-17Aマウスおよび野生型マウスコントロールの皮膚組織におけるH&E染色、組織学的スコアリングおよび表皮厚さ測定。

結論

通常状態では、B6-hIL-17AマウスはELISA検定でわずかな量のヒトIL-17A蛋白質を検出可能です。イミキモド（IMQ）による誘導により、これらのマウスはヒトIL-17A蛋白質を高発現し、皮膚の粗さ、鱗屑、紅斑、皮膚の皺みを含む乾癬様表型を示します。 Ixekizumab投与により、IMQ誘導によるB6-hIL-17Aマウスの乾癬様組織病理学的所見が有意に抑制され、体内のヒトIL-17A蛋白質レベルも顕著に低下し、治療効果は用量依存性を示しました。 したがって、IMQ誘導B6-hIL-17Aマウスモデルは、IL-17A関連自己免疫疾患（乾癬を含む）の病態解析およびIL-17A標的薬物の効果評価に有効なツールとして利用可能です。

本モデルに加え、Cyagenは自己免疫および炎症性疾患に関連する多様なヒト化モデルを提供しており、自発的および誘導型疾患モデルを含んでおります。モデルカスタマイズプロジェクトについての無料相談をご希望の場合は、お気軽にお問い合わせください。あなたの前臨床研究をさらに強化するお手伝いをいたします。

参考文献

[1] National Psoriasis Foundation. (n.d.). Psoriasis statistics. 2023年12月30日取得、https://www.psoriasis.org/psoriasis-statistics/

[2] DUOBRII. (n.d.). Psoriasis Facts. 2023年12月30日取得、https://www.duobrii.com/psoriasisfacts/

[3] Griffiths CEM, Armstrong AW, Gudjonsson JE, Barker JNWN. Psoriasis. Lancet. 2021 Apr 3;397(10281):1301-1315.

[4] Hawkes JE, Chan TC, Krueger JG. Psoriasis pathogenesis and the development of novel targeted immune therapies. J Allergy Clin Immunol. 2017 Sep;140(3):645-653.

[5] Craig S, Warren RB. Ixekizumab for the treatment of psoriasis: up-to-date. Expert Opin Biol Ther. 2020 Jun;20(6):549-557.