ウシCTLA-4の免疫抑制機能とIFN-γ産生における遮断効果

Immune inhibitory function of bovine CTLA-4 and the effects of its blockade in IFN-γ production.

• Kei Watari
• Satoru Konnai
• Naoya Maekawa
• Tomohiro Okagawa
• Yasuhiko Suzuki
• Shiro Murata
• Kazuhiko Ohashi

抄録

背景:

細胞傷害性Ｔリンパ球抗原４（ＣＴＬＡ-４）は、活性化されたエフェクターＴ細胞や調節性Ｔ細胞に発現する免疫抑制受容体として知られている。CTLA-4がCD80やCD86に結合すると、免疫応答の恒常性を保つために免疫抑制シグナルが伝達される。最近の研究では、慢性感染症や悪性新生物ではCTLA-4がアップレギュレーションされ、宿主の免疫機能不全に寄与していることが報告されています。一方、抗体によるCTLA-4とCD80またはCD86の結合を遮断することで、これらの疾患に対する免疫応答が回復することが報告されています。これまでの報告では、牛白血病ウイルス（BLV）に感染した牛において、CTLA-4の発現が病気の進行と密接に関連していることが示されています。本研究では、抗ウシCTLA-4抗体の免疫増強効果を確認するために、抗ウシCTLA-4抗体を確立した。

BACKGROUND: Cytotoxic T-lymphocyte antigen 4 (CTLA-4) is known as an immune inhibitory receptor that is expressed on activated effector T cells and regulatory T cells. When CTLA-4 binds to CD80 or CD86, immunoinhibitory signals are transmitted to retain a homeostasis of the immune response. Recent studies have reported that CTLA-4 is upregulated in chronic infections and malignant neoplasms, contributing to host immune dysfunction. On the other hand, the blockade of CTLA-4 and CD80 or CD86 binding by antibody restores the immune response against these diseases. In a previous report, we indicated that the expression of CTLA-4 was closely associated with disease progression in cattle infected with the bovine leukemia virus (BLV). In this study, we established an anti-bovine CTLA-4 antibody to confirm its immune enhancing effect.

結果:

ウシCTLA-4-IgはウシCD80およびCD86発現細胞に結合する。さらに、CD80およびCD86は、発現依存的にCTLA-4発現細胞に結合する。ウシCTLA-4-Igは、ブドウ球菌エンテロトキシンB（SEB）によって活性化されたウシ末梢血単核細胞（PBMCs）からのインターフェロン-γ（IFN-γ）産生を有意に抑制した。ウシCTLA-4に対する特異的モノクローナル抗体（mAb）は、CD28ではなくウシCTLA-4のみを特異的に認識し、CTLA-4-IgのCD80およびCD86への結合を用量依存的に阻害した。ウシCTLA-4 mAbは、CTLA-4-Ig処理したPBMCsからのIFN-γ産生抑制作用を有意に回復させた。さらに、CTLA-4 mAbは、SEBによって活性化されたCTLA-4発現PBMCsからのIFN-γ産生を有意に増強した。最後に，CTLA-4 mAbによるCTLA-4遮断が慢性感染時の免疫反応を回復させることができるかどうかを調べた．CTLA-4遮断は、BLV抗原に対するPBMCsのIFN-γ産生を増強した。

RESULTS: Bovine CTLA-4-Ig binds to bovine CD80 and CD86 expressing cells. Additionally, CD80 and CD86 bind to CTLA-4 expressing cells in an expression-dependent manner. Bovine CTLA-4-Ig significantly inhibited interferon-gamma (IFN-γ) production from bovine peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) activated by Staphylococcus enterotoxin B (SEB). An established specific monoclonal antibody (mAb) for bovine CTLA-4 specifically recognized only with bovine CTLA-4, not CD28, and the antibody blocked the binding of CTLA-4-Ig to both CD80 and CD86 in a dose-dependent manner. The bovine CTLA-4 mAb significantly restored the inhibited IFN-γ production from the CTLA-4-Ig treated PBMCs. In addition, the CTLA-4 mAb significantly enhanced IFN-γ production from CTLA-4 expressing PBMCs activated by SEB. Finally, we examined whether a CTLA-4 blockade by CTLA-4 mAb could restore the immune reaction during chronic infection; the blockade assay was performed using PBMCs from BLV-infected cattle. The CTLA-4 blockade enhanced IFN-γ production from the PBMCs in response to BLV-antigens.

結論:

以上の結果から、抗ウシCTLA-4抗体はリンパ球の機能を再活性化することが示唆され、難治性の慢性疾患に対する新たな治療法として応用できる可能性があると考えられます。今後の臨床応用に向けて、さらなる検討が必要である。

CONCLUSIONS: Collectively, these results suggest that anti-bovine CTLA-4 antibody can reactivate lymphocyte functions and could be applied for a new therapy against refractory chronic diseases. Further investigation is required for future clinical applications.