【アトピー性皮膚炎の複雑な病態】

アトピー性皮膚炎は、皮膚のバリア機能の低下、かゆみを伴う湿疹、慢性的な炎症を特徴とする複雑な免疫疾患です。日本では患者数が増加傾向にあり、特に乳幼児や小児での発症が多く見られます。

この病気の発症には、遺伝的要因や環境因子が関与していると考えられています。初期段階では、Th2細胞という免疫細胞が主役となり、IL-4やIL-13などの炎症を引き起こすタンパク質（サイトカイン）を分泌します。これにより、皮膚のバリア機能がさらに低下し、アレルゲンの侵入を容易にしてしまいます。

慢性化すると、Th1細胞やTh17細胞も加わり、より複雑な免疫反応が起こります。また、黄色ブドウ球菌という細菌の異常増殖も症状を悪化させる要因の一つです。

【実験モデルの種類と特徴】

アトピー性皮膚炎の研究では、様々な実験モデルが使われています。主に以下の4つに分類されます：

1. 誘導モデル：

マウスの皮膚に化学物質や抗原を塗布して、人為的にアトピー性皮膚炎様の症状を引き起こすモデルです。オキサゾロンやDNCBなどの化学物質、ダニ抗原などが用いられます。比較的簡単に作製でき、症状の進行を観察しやすいという利点があります。

2. 遺伝子改変マウス：

アトピー性皮膚炎に関連する遺伝子を操作したマウスです。例えば、IL-4やTSLPという炎症を促進するタンパク質の遺伝子を過剰発現させたり、フィラグリンという皮膚のバリア機能に重要なタンパク質の遺伝子を欠損させたりします。特定の遺伝子の役割を詳しく調べるのに適しています。

3. 自然発症モデル：

特殊な系統のマウスで、通常の飼育環境下でアトピー性皮膚炎様の症状を自然に発症するものです。NC/Ngaマウスやフレーキーテイルマウスなどが知られています。人間の病態に近い経過をたどるため、治療法の評価に適しています。

4. ヒト化マウスモデル：

免疫不全マウスにヒトの皮膚を移植したり、ヒトの免疫細胞を注入したりして作製します。ヒトの病態により近い状態を再現できるため、新薬の前臨床試験などに有用です。

【3D培養モデルの登場と将来展望】

最近では、動物実験に代わる方法として、3D培養モデルが注目されています。これは、ヒトの皮膚細胞を立体的に培養して、より生体に近い状態を再現する技術です。

代表的なものに、再構築ヒト表皮（RHE）モデルと全層型ヒト皮膚モデル（HSE）があります。これらのモデルは、バリア機能や分化、形態などの点で実際のヒト表皮に近い特性を示します。さらに、サイトカインを添加することで、アトピー性皮膚炎の状態を模倣することができます。

3D培養モデルの利点は、ヒトの細胞を使用するため種差の問題が少ないこと、倫理的な問題が少ないこと、条件を細かく制御できることなどが挙げられます。一方で、血管や神経、免疫細胞といった要素が欠けているため、全身性の反応を観察するには限界があります。

アトピー性皮膚炎の複雑な病態を完全に再現できる実験モデルは、現時点では存在しません。しかし、それぞれのモデルの特徴を理解し、研究目的に応じて適切に選択・組み合わせることで、より効果的な治療法の開発につながると考えられます。今後は、3D培養モデルにマイクロ流体デバイスを組み合わせた「皮膚オンチップ」など、さらに高度なモデルの開発が期待されます。

最新の治療法や予防法については、かかりつけの皮膚科医にご相談ください。また、日本皮膚科学会のウェブサイトでも、信頼できる情報が公開されていますので、ぜひご参照ください。

参考文献：

Maskey AR, Mo X, Li XM. Preclinical Models of Atopic Dermatitis Suitable for Mechanistic and Therapeutic Investigations. Journal of Inflammation Research. 2024;17:6955-6970. doi:10.2147/JIR.S467327