トランスジェニックマウスとの交配により正常のFoxp3遺伝子を導入したScurfyマウスは、上記の病変を示さなくなり、Foxp3を過剰発現するマウスでは胸腺におけるTリンパ球の分化は正常であるにも関わらず、末梢での活性化が妨げられるため、Tリンパ球数が著しく減少することが示されました。実際、Foxp3過剰発現マウスのTリンパ球は、抗原刺激を加えてもIL-2を産生しません。その後、CD4陽性CD25陽性制御性T細胞はFoxp3を発現するが、他のTリンパ球はこの分子を発現しないこと、CD4陽性CD25陰性の通常T細胞にウイルスベクターを用いて強制的にFoxp3発現を誘導するとTreg様の機能を示すようになること、Foxp3遺伝子を破壊したノックアウトマウスではTregが分化しないことなどが次々と証明され、現在ではFoxp3発現がTreg分化の必要十分条件であることが明らかとなっています。IPEXはFoxp3遺伝子に突然変異を持つヒト個体に発生する疾患です。Foxp3タンパク質は転写抑制因子(リプレッサー)として機能し、Tリンパ球の活性化を抑制します。Foxp3の結合する配列はIL-2やGM-CSFなどサイトカイン遺伝子上流のNFAT結合部位にあり、Foxp3を過剰発現させたヒトTリンパ球細胞株では、抗原受容体刺激に対するIL-2産生が低下します。INF-γの転写活性化を抑制するというデータもあります。(CD152)が発現しています。CD152はT細胞活性化に関与する副刺激分子CD80/CD86の抑制性リガンドであり、抗原刺激により活性化した(通常の)T細胞に対して、その機能を抑制するシグナルを与えます。Tregが細胞接着依存性にT細胞活性化を抑制する、少なくとも一部のメカニズムは、構成的なCD152発現にあると考えられています。IPEX症例の多くでは、Foxp3遺伝子の機能性ドメインをコードする領域に点突然変異や欠失が認められます。多いのは、DNA結合に直接関与することが知られているforkheadドメインのアミノ酸置換を起こすような変異です。遺伝子の発現調節領域に変異があると考えられています。このような変異のためFoxp3分子の機能に障害を生じ、Tregが分化せず、よって抗原特異的に活性化したTリンパ球の機能を抑制する機構が失われ、過剰な免疫応答による自己免疫病態が生じるものと考えられます。実際、IPEX症例の末梢血ではCD4陽性CD25陽性Treg細胞が欠損しています。上記のようにFoxp3過剰発現状態では通常のT細胞でも活性化に関与するサイトカイン遺伝子の発現が抑制されますから、Foxp3の機能異常と自己免疫病態の形成とが、全てTreg分化の欠損だけで説明出来るのか、Treg以外の細胞におけるFoxp3機能の欠損も関与するのかは、未解決の問題と言えます。事例では、シクロスポリンの投与により病態の改善が認められました。T細胞抗原受容体の下流シグナル伝達については、講義でも解説しました。シクロスポリンはNFATの脱リン酸化による核内移行を制御するカルシニューリンの機能を阻害する薬剤です(下の図)。NFATの転写誘導活性を阻害することにより、Tリンパ球の活性化を特異的に抑制出来ますから、結果としてTregの欠損を補うことになる訳です。三郎君の場合、これにより自己免疫反応が抑制出来ました。シクロスポリンには腎毒性がありますので、副作用を防ぐために血中濃度をモニターしながら投与します。これについては、後に薬理学のコースでも学ぶことになるはずです。参考:OMIMにおけるIPEXの。