好中球分化異常と疾患

平 位 秀 世

Key words : Granulopoiesis, Transcription factor, Granulocyte-Colony Stimulating Factor（G-CSF), Severe

Congenital Neutropenia

はじめに

好中球（好中性顆粒球：neutrophilic granulocytes orneutrophils）は，生体防御の最前線で病原微生物と戦う血液中の主要な細胞成分である。好中球の数の減少ある

いは機能の低下は，直ちに宿主を易感染状態に陥らせる

一方で，過剰な好中球は肺をはじめとする臓器障害をも

たらす。好中球の増減は日々の血液疾患の臨床において

重大な関心事であるのみならず，その制御の破綻は疾患

の素地となるため，好中球分化制御機構の解明は重要な

課題である。本稿では，マウスを用いた研究とヒトの疾

患の研究から，これまでに明らかにされてきた好中球造

血のしくみと，それに関わる分子群を紹介し，疾患との

関連について概説する。

好中球のライフサイクル

好中球は他の成熟血球細胞と同様に，自己複製能と多

分化能を併せ持つ造血幹細胞に由来する（Fig. 1）。骨髄中の造血幹細胞から分化が始まると，増殖の制御を受け

ると同時に多分化能を段階的に失い，特定の分化の方向

に運命付けられていく。好中球造血においても，造血幹

細胞から前駆細胞への分化の過程で，赤血球や血小板，

リンパ球，単球・マクロファージという他の系統への分

化能を失った後に，好中球としての成熟が進む（Fig. 1）。好中球の成熟段階は形態学的に分類が可能である。最も

未熟なものから，骨髄芽球（myeloblasts），前骨髄球（promyelocytes），骨 髄 球（myelocytes），後 骨 髄 球（metamyelocytes），桿状核球（band cells），分葉核球（segmented cells）と呼ばれ，一般的には桿状核球以降を成熟好中球という。

好中性顆粒球という名が示すとおり，好中球は成熟段

階に応じて特徴的な顆粒を細胞質に持つ1)(Fig. 1）。前骨髄球では一次顆粒（primary granules）あるいはアズール顆粒（azulophilic granules）とよばれる顆粒が形成され，その中にはミエロペルオキシダーゼ（myeloperoxi-dase: MPO），好中球エラスターゼ（neutrophil elastase:NE or ELANE）などの殺菌性物質が含まれる。骨髄球，後骨髄球では二次顆粒（secondary granules）あるいは特異顆粒（specific granules）と呼ばれる顆粒が出現し，その中にはラクトフェリン（lactoferrin）などが含まれる。桿状核球および分葉核球では，ゼラチナーゼ（ge-latinase）を主成分とする三次顆粒（tertiary granule orgelatinase granule）が形成される。さらに好中球成熟の後半で，分泌顆粒（secretory vesicles）と呼ばれる顆粒が形成される。分泌顆粒を構成する膜には様々な受容体

が存在している。炎症により好中球が活性化されると，

細胞膜との融合により内部が表出して外部のシグナルを

細胞内に伝える1)。

骨髄芽球から前骨髄球，骨髄球にかけては細胞分裂に

より増殖するが（mitotic pool），後骨髄球以降は細胞周期を脱しており，分裂後プール（postmitotic pool）と呼ばれる2)。成熟した好中球は，骨髄で貯蔵プールとして

数日とどまった後に骨髄外へ放出される（Fig. 2）。血管内で好中球は，循環中を流れる循環プール（circulatingpool）と血管内皮細胞に沿って存在する辺縁プール（marginated pool）に分布する2)。循環プールに存在す

る好中球のみが末梢血の検査によって測定しうるが，こ

れは全身の好中球プールの一部に過ぎず，感染に際して

は骨髄での造血亢進に加えて，貯蔵プールからの動員に

より十分な好中球が供給される。末梢血中に放出された

好中球の滞在時間は，数時間から一日前後ときわめて短

い。その後，好中球は臓器の血管外スペースへ移動し，

臨 床 血 液 54：10

27（1573）

京都大学医学部附属病院 輸血細胞治療部

第 75回日本血液学会学術集会

造血システム/造血幹細胞

EL-5 トピックス

病原微生物の処理にあたる。

生涯を終えた好中球は，肝臓，脾臓あるいは造血の場

でもある骨髄などでアポトーシスを起こし，マクロ

ファージに貪食される3)。病原微生物を貪食した好中球

も病巣で細胞死を起こし，マクロファージに貪食され

る4)。好中球を貪食したマクロファージはサイトカイン

を分泌し，正または負のフィードバックにより，好中球

造血の制御に関わっている3, 5)。

好中球数の制御と G-CSF

成人では一日に 1∼2-1011個もの好中球が産生され，

そのために骨髄細胞成分の 60∼70％が費やされている6)。すでに述べたように好中球の数は需要に応じて厳

密に調節される必要があり，間質細胞との接着やサイト

カインなど微小環境による細胞外の因子と，その影響を

受けたシグナル伝達分子や転写調節因子（転写因子）な

ど細胞内の因子が協調して，骨髄での好中球造血を制御

している。

顆粒球コロニー刺激因子（granulocyte-colony stimu-lating factor: G-CSF）は好中球造血を刺激するサイトカインとして同定され，臨床でも骨髄機能不全や化学療法

−臨 床 血 液−

28（1574）

Fig. 1 Differentiation and Maturation of Neutrophils in Bone Marrow.HSC: hematopoietic stem cells, HPC: hematopoietic progenitor cells, MMP9: matrixmetalloproteinase 9.

Fig. 2 Life Cycle of Neutrophils.

後の好中球減少に対して投与される他，末梢血幹細胞の

動員などの目的で用いられている。G-CSF は，生体内では線維芽細胞，血管内皮細胞や骨髄の間質細胞，マク

ロファージなどで発現が認められ7)，分泌された後に細

胞表面に存在する受容体を介して造血細胞内にシグナル

を伝える（Fig. 3）。G-CSFあるいはその受容体を欠損したマウスでは，定常状態でも末梢血中の好中球数が正常

のマウスの約 20∼25％程度となり，骨髄中の前駆細胞も減少する8∼10)。したがって G-CSF が定常状態の好中球数の維持に中心的な役割を果たしていることが示唆さ

れる。G-CSF は定常状態のみならず，好中球の需要が亢進する感染時においても骨髄での好中球産生を調節

し，骨髄から末梢への動員，好中球減少時のフィード

バック機構など，好中球のホメオスターシス維持に多面

的に関っている7)。したがって，造血細胞における G-CSF受容体の発現制御および受容体からのシグナル伝達が，好中球分化の理解において重要である（Fig. 3）。無菌状態で飼育されているマウスは，常在菌と共生し

ている通常飼育の場合と比較して定常状態の好中球数が

少なくなるが，このメカニズムとして，消化管などの粘

膜を介して侵入したリポポリサッカライド（lipopoly-saccharide: LPS）と，その受容体である Toll-like recep-tor 4（TLR4）の関与が明らかにされた11, 12)。LPS は骨

髄中の微小環境を形成する間葉系細胞を刺激して G-CSF産生を促すのみならず13)，造血幹細胞あるいは前駆

細胞上の TLRを直接刺激している可能性も指摘されている14)。これらの結果から，明らかな感染がないと考え

られる状態でも，消化管や肺などの粘膜を介して，生体

は常に病原微生物とのせめぎあいにさらされており，こ

のことが好中球造血のホメオスターシス維持機構の一部

を形成していると考えられる（Fig. 3）。病原微生物の体内への侵入が一定レベルを超えると，

組織からインターロイキン 1（Interleukin 1: IL-1）や IL-8，あるいは腫瘍壊死因子（tumor necrosis factor-a:TNF-a）など炎症性のサイトカインや2)，G-CSFのレベル上昇とともに，顆粒球/マクロファージコロニー刺激

因 子（granulocyte/macrophage-colony stimulating fac-tor: GM-CSF）などの造血因子が産生される15)。これら

の因子により，骨髄や辺縁プールなど貯蔵プールからの

迅速な好中球の供給に加えて，骨髄での造血が刺激され

る。定常状態では分葉核球が末梢血中の好中球の主体と

なるのに対して，感染などいわゆる“緊急時”には桿状

核球の頻度の増加や，後骨髄球など未成熟な段階の好中

球の出現を認めることがあり，この現象は「核の左方移

動（left shift）」と呼ばれている。感染・炎症が収束すると好中球の造血や動員を亢進さ

臨 床 血 液 54：10

29（1575）

Fig. 3 G-CSF-mediated Homeostasis of Neutrophilic Granulopoiesis at Steady State.Neutrophils released from bone marrows are eventually ingested by macrophages.Macrophages regulate neutrophilic granulopoiesis at least partly through secretionof G-CSF. Pathogen-associated molecular patterns（PAMPs）like lipopolysacchar-ides（LPS）are recognized by pattern recognition receptors（PRRs）includingtoll-like receptors（TLRs), which are expressed by hematopoietic or non-hematopoietic cells. Stimulation of non-hematopoietic cells by LPS result inincreased plasma G-CSF level. Although not indispensable, G-CSF is required fordifferentiation, maturation and release of neutrophils in bone marrows.GI tract: gastrointestinal tract.

せていたサイトカインのレベルが低下するとともに，細

胞内でもサイトカインのシグナルを負に制御するメカニ

ズムが作動し16, 17)，過剰な好中球による臓器障害を防い

でいる。

生体が好中球の数を感知するメカニズムや，どのよう

にして需要に応じた好中球が供給されているかについて

は未解明な部分が多く，今後，生体全体のシステムとし

ての理解が求められる。

好中球造血の転写制御と疾患

細胞外からのシグナルを受けて，造血幹細胞・前駆細

胞の細胞内では，他の系統への分化を促進する遺伝子の

抑制や，好中球に特異的な遺伝子の誘導など，遺伝子発

現が制御される。その結果，他の系統への分化能を失い

つつ，好中球への分化を選択した後に成熟が進み，最終

的に需要に応じた好中球を供給する。ここでは，好中球

分化に関わる遺伝子発現制御の仕組みの中でも，組織特

異的な転写因子を中心に紹介する。

転写因子はクロマチン DNA上の特定の配列に結合することで，遺伝子の転写効率を正または負に調節する。

1990年代に，好中球に特異的な遺伝子の上流で遺伝子発現を調節するプロモーター領域の配列について詳細な

検討が行われた。G-CSF受容体のプロモーター領域には，CCAAT/Enhancer Binding Protein（C/EBP）ファミリー転写因子の一つである C/EBPaの認識配列があり，その部位への結合により C/EBPaは G-CSF受容体遺伝子の発現を正に制御していることが明らかとなっ

た18, 19)(Fig. 4）。そのほか，MPO20∼22)，ELANE23)など好

中球の成熟に伴って発現する遺伝子のプロモーター領域

には C/EBPa の他に PU.1（Purine-rich box 1，Spi1），Runx1（Runt-related transcription factor 1 or AML1）という転写因子の結合部位が高頻度に認められた（Fig.4）。これらの転写因子が好中球分化にともなう遺伝子発現の調節において重要な働きをしていることが示唆され

る。

G-CSF受容体はリガンドである G-CSFの結合により，

−臨 床 血 液−

30（1576）

Fig. 4 Transcriptional Regulation and G-CSF Receptor Signaling inGranulopoiesis.

細胞内にシグナルを伝達する。G-CSF受容体の下流で活性化された JAK1/2は，STAT3や STAT5をリン酸化する24)。リン酸化された STAT3や STAT5は核内へ移行した後に，転写因子として標的遺伝子の発現を制御す

る。G-CSF 受容体の下流では JAK/STAT 系以外に，RAS/Mek/Erk1/2 系，PI3 K/Akt 系，Src ファミリー（Lyn，Hck）や Sykなどのチロシンキナーゼを含む様々な経路が活性化される25)(Fig. 4）。G-CSF受容体からのシグナルによって発現が誘導され，定常状態の好中球の

分化に関わる転写因子として，Gfi-1（Growth factorindependent-1)26)と C/EBPe27)があり，緊急時の好中球

造血に重要な役割を果たすものとして C/EBPbが知られている28)。

C/EBPaC/EBP ファミリーの転写因子としては，C/EBPa，

C/EBPb，C/EBPg，C/EBPd，C/EBPe，C/EBPz の 6つのメンバーが知られており，いずれも C末端側にあるロイシンジッパーと呼ばれる構造により，ホモ二量体

あるいはヘテロ二量体を形成して特異的な DNA配列に結合する。

このうちの一つである C/EBPaのノックアウト（KO）マウスでは，好中球が欠損している29)。マウスが成体に

なってからノックアウト状態を誘導する，いわゆるコン

ディショナル KOマウスの観察から，C/EBPaの欠損により好中球前駆細胞のレベルで分化がブロックされてい

ることが明らかとなった30)。C/EBPaは，前述のようにG-CSF受容体，MPO，ELANEなどの遺伝子発現を制御し，実験的に白血病細胞株で C/EBPaを過剰発現させると好中球分化を誘導できることも示されている31)。

好中球分化誘導能に加えて，C/EBPa は強力な細胞周期抑制能を兼ね備えている32∼36)。C/EBPa による細胞周期抑制は，E2F，c-Myc，CDK2/4 などの細胞周期制御因子の抑制による。E2F の抑制は，C/EBPa の直接の結合による以外に，miR-223 や miR-34a などのmicroRNA を介したメカニズムが報告されている。C/EBPaの発現レベルは，造血幹細胞から増殖の盛んな前駆細胞へ分化するに伴って高くなり28, 37)，その後好中球

の成熟とともに低下する38)。このことから，C/EBPaは造血幹細胞から好中球への分化を誘導するとともに，そ

の数の制御において重要な役割を果たしていると考えら

れる。

C/EBPaの遺伝子変異は急性骨髄性白血病の約 10％で認めらる39)。C/EBPa の変異には，分子の N 末端側でフレームシフトにより短縮型のアイソフォーム（全長

型の p42に対して p30と呼ばれる）を生じるものと，C末端側の DNA結合部分に認められるものがある。興味

深いことに，多くの症例で，これら二つの異なるタイプ

の変異が同時に認められる。二つの変異はそれぞれ別ア

リルに存在し，互いに協調して白血病発症に寄与してい

ると考えられる。

C/EBPa の遺伝子変異が認められない場合でも，Runx1-Runx1T1 （AML1-ETO， AML-MTG8)40)， Flt-3ITD41)，PML-RARa42)，BCR/ABL43)など白血病の原因と

なる遺伝子異常が C/EBPaの発現や機能を低下させている例が数多く報告されている。

PU.1PU.1 は Ets ファミリーに属する転写因子で，単球・

マクロファージ，好中球，B細胞で高レベルの発現が認められる。PU.1 KOマウスでは，全ての白血球系細胞および前駆細胞への分化が高度に障害されているのに対

し，血小板系，赤血球系造血は軽度の異常にとどま

る44∼46)。PU.1の発現レベルは，造血細胞分化の分岐点での運命決定において重要な意義を持つ。白血球系と赤

血球・血小板系の分岐点では PU.1と転写因子 GATA-1が競合し，PU.1 が白血球系への分化を促進する47, 48)。

好中球と単球・マクロファージ系の分岐点では C/EBPaと競合し，C/EBPaが優位となった場合は好中球への，PU.1が優位となった場合は単球・マクロファージ系への分化が促進される49)。PU.1の発現調節領域に変異を導入することによって PU.1 の発現量が正常の25％程度となったマウスでは白血病を発症する50)。ヒト

白血病においても，発現調節領域の SNP（single nu-cleotide polymorphisms）や欠失のために PU.1の発現量の低下が認められたという報告があり51, 52)，正常血球分

化における PU.1発現制御の重要性が示唆される。

Runx1Runx1（AML1）は Runtファミリー転写因子に属する

転写因子で，Core Binding Factor b（CBFb）と二量体を形成して DNA 上のコンセンサス配列に結合する。Runx1 の KO マウスは胎生 12.5 日で致死となる53)。胎

仔の観察から Runx1の KOマウスでは成体型造血が完全に欠如していることが判明した。発生段階での観察結

果とは対称的に，Runx1のコンディショナル KOマウスを用いた成体造血の解析では，造血幹細胞あるいは前駆

細胞レベルで増殖が亢進している可能性があるが，好中

球分化に明らかな異常は認められていない54, 55)。Runx1は PU.1や C/EBPaなど主要な転写因子の制御に関わっており56, 57)，幅広く造血全体の制御において重要な役割

を果たしていると考えられる。

Runx1 は急性骨髄性白血病・骨髄異形成症候群で最も高頻度に変異が認められる遺伝子である。数多くの染

臨 床 血 液 54：10

31（1577）

色体転座に加えて点変異が報告されており，その多くが

機能喪失型の変異である58)。

Gfi-1Growth factor independent-1（Gfi-1）はジンクフィンガーという構造を C末端に持つ転写調節因子の一つで，DNAに結合して標的の遺伝子発現を負に制御する抑制因子である59)。Gfi-1は C/EBPaと同様に，造血幹細胞から好中球前駆細胞への分化が進むと発現レベルが高く

なり60)，その後成熟とともに低下する。Gfi-1 の KO マウスでは，末梢血において成熟した好中球が欠損してい

る61, 62)。骨髄中の好中球前駆細胞は維持されているが，

単球の形質を持ちながら成熟障害を伴う細胞が蓄積し，

骨髄球以降の段階に成熟した細胞が認められないため，

C/EBPa よりも遅い段階での好中球分化・成熟に必要と考えられる。Gfi-1の標的として，前駆細胞の増殖に重要な働きをしている HoxA9，Pbx1やMeis1などが報告されている60)。これらの標的遺伝子を抑制すること

で，Gfi-1が前駆細胞から好中球への成熟段階への切り替えを行っている。M-CSF およびその受容体や miR-21，miR-196b は，単球・マクロファージへの分化を促進するが，Gf-1 はこれらを転写レベルで抑制し，それによって好中球分化への方向付けをしている63, 64)。

Gfi-1のジンクフィンガー部分の変異が，後述する重症先天性好中球減少症（severe congenital neutropenia:SCN）の一部の症例で認められている65)。この変異は正

常の Gfi-1 の機能を抑制することが確認されており63)，

ヘテロ接合体で好中球減少症を発症する。また，Gfi-1のコーディング領域の SNPと急性骨髄性白血病の発症との相関が報告されている66)。

C/EBPeC/EBP ファミリーメンバーの一つ，C/EBPe は骨髄球から後骨髄球にかけて高いレベルでの発現が認められ

る38, 67)。C/EBPeの KOマウスは，成熟段階特異的な顆粒形成などに障害が認められ68)，好中球の成熟あるいは

機能制御に必須であることが示されている。C/EBPeはC/EBPaと同様に細胞周期制御因子 E2F1を負に制御して，細胞増殖を抑制する69)。C/EBPaの発現が細胞増殖の盛んな前駆細胞レベルで高いのに対して，C/EBPeの発現はより成熟の進んだ段階で認められている。C/EBPeは，好中球の成熟に伴い，細胞周期を脱して増殖能を失う過程で，重要な働きをしていることが推測され

る。

C/EBPeの機能喪失型の変異は好中球の成熟異常を認める好中球特異（二次）顆粒欠損症の一部の症例で見出

されており70, 71)，ヒトでも顆粒形成，および好中球の成

熟に必須であることが推測される。

C/EBPb前述のように C/EBPa KOマウスでは定常状態におい

て好中球が欠損しているが，IL-3や GM-CSFのようなサイトカインで刺激すると成熟した好中球の産生が誘導

される28)。このようなサイトカイン刺激など，ストレス

存在下の好中球産生には，C/EBPa と同じファミリーに属する C/EBPb が重要な働きを担っている28, 72, 73)。

C/EBPbは感染時に造血幹細胞や前駆細胞の増幅に関与していることがマウスの系で観察され74)，同様の機能は

ゼブラフィッシュの系でも確認された75)。C/EBPbは，C/EBPa と同様の好中球分化誘導能をもつが，細胞周期抑制作用は弱い。定常状態の好中球造血は C/EBPaへの依存度が高いが，感染などで好中球の需要が増した

場合（緊急時）には C/EBPb への依存度が高くなり，このような使い分けが，好中球の数の厳密な制御に関与

していると考えられる。

C/EBPbは，感染に対する白血球増多反応のように，成熟好中球の供給が亢進しているような病態への関与が

報告されている。急性前骨髄性白血病のレチノイン酸

（all-trans retinoic acid: ATRA）による治療では，大量の白血病細胞から好中球の分化が誘導されるが，この過程

には C/EBPb が関与している76)。また慢性骨髄性白血

病の慢性期も成熟好中球をはじめとする顆粒球系細胞の

増多が特徴的であり，この病態にも C/EBPbが関与している77)。C/EBPa と同様に，C/EBPb にも N 末端を欠いた短縮型のアイソフォーム（ほぼ全長型の liver ac-tivating protein: LAPに対して liver inhibitory protein: LIPと呼ばれる）が存在し，白血病の病態への関与が報告さ

れている78)。

重症先天性好中球減少症と遺伝子異常

重症先天性好中球減少症（severe congenital neutrope-nia: SCN）は，好中球減少（＜500/ml）が慢性に持続し，生後反復する感染症を特徴とする遺伝性の疾患であり，

1950年代に Kostmannが遺伝性好中球減少症としてはじめて報告した79)。骨髄では，前骨髄球，骨髄球の段階

で成熟障害が認められる。SCN患者の好中球は形態異常や機能低下を伴うことが多く，容易にアポトーシスに

陥る。かつては重症の感染症により乳幼児期に死亡する

症例が多数を占めたが，G-CSF製剤の投与により好中球数が維持され，継続投与により長期生存が可能となっ

ている。しかし，特に高用量の G-CSFの長期投与中に，G-CSF受容体などに新たな変異が蓄積され，白血病や骨髄異形成症候群を発症するリスクが高くなるため，造

血幹細胞移植施行の適切な時期・方法が検討されてい

−臨 床 血 液−

32（1578）

る80)。

1999 年に ELANE の遺伝子異常が報告されて以降，SCNの病態形成のメカニズムに関する発見が相次いでいる。現在までに ELANE 以外に，HAX1（HCLS1-associated protein X-1），前述の Gfi-1，G6PC3（Glucose-6-Phosphatase 3）や WASP（Wiskott-Aldrich syndromeprotein），G-CSF受容体などの遺伝子変異が報告されている。これまでのところ ELNAEの変異が SCNの半数以上を占め，これに HAX1 遺伝子異常が続き，その他の変異は稀である81)。

好中球エラスターゼ（ELANE）ELANEの変異は，1999年に周期性好中球減少症では

じめて見いだされ82)，引き続いて SCNでの変異が報告された83)。遺伝子変異による ELANEの細胞内輸送異常や86)，蛋白質のミスフォールディング（折りたたみ異常）

による小胞体ストレスの増加などに起因するアポトーシ

スの亢進や87)，ELNAEの遺伝子レベルでの発現低下などが報告されている88)。しかし，ELNAEの KOマウスでは好中球の殺菌能に障害が認められるが，好中球減少

は認められず84)，SCNで認められる ELANE変異をノックインしたマウスモデルでも好中球減少は再現されてい

ない85)。このように，ELNAEの変異と好中球減少との関連については不明な点が多い。

HAX1（HCLS1-associated protein X-1）HAX1は HCLS1（Hematopoietic cell-specific Lyn sub-

strate 1）と結合する 35kD の細胞質内タンパク質であり，ほぼ全身の細胞で発現している。細胞内ではミトコ

ンドリアや小胞体，核膜などに局在し，多面的な働きに

より，抗アポトーシス作用を持つと考えられている。

2007年に SCNでの変異がはじめて報告された89)。患者

細胞では，変異による STOP コドンの挿入のため，HAX1 遺伝子の発現レベルが顕著に低下している。HAX1 KOマウスでは，リンパ球および神経系の細胞でアポトーシスの亢進が認められるが，好中球造血での異

常は明らかではない90)。最近になり，HAX1 が G-CSF受容体からの細胞内シグナル伝達経路において重要な働

きをしている可能性が指摘されており91)，詳細について

後述する。

G6PC3（Glucose-6-Phosphatase 3）糖代謝に関わる G6PCの触媒サブユニット一つであり，SCNにおけるミスセンス変異が 2009年に報告された92)。同じファミリーの G6PC1は肝および腎での発現が高く，G6PC2が膵の内分泌系細胞に特異的に発現しているのに対し，G6PC3は全身の細胞で発現が認めら

れる。SCNで認められる G6PC3変異による好中球減少は，G6PC3 KO マウスでも再現されている93)。G6PC3の変異により，小胞体ストレスが増加し，好中球のアポ

トーシスが亢進する。この小胞体ストレス増加の原因と

して，タンパク質への糖鎖付加の障害や NADPH 産生障害による酸化還元反応制御の異常などが考えられてい

る。

細胞内で G6PC ファミリーを小胞体へ輸送するglucose-6-phosphatase translocase（G6PT）の変異が糖原病の一部で見出されており94)，この場合にも好中球の

数の減少と機能低下を伴う。G6PTの KOマウスでも好中球のアポトーシス亢進による好中球減少が認められて

おり95)，好中球造血における G6PC3/G6PTを介した糖代謝の重要性が示唆される。

WASP（Wiskott-Aldrich Syndrome protein）WASPは X染色体上にコードされ，造血細胞の細胞質に特異的に発現している。細胞外からのシグナルに反

応して，アクチン（Actin）の重合の制御を行い，細胞内のシグナル伝達や遊走，貪食，細胞分裂などを制御し

ている。WASP の機能喪失型の変異は血小板減少，湿疹，免疫不全を三主徴とする同名の疾患で見出されてい

る。これに対して，SCNでは恒常的活性型変異が報告されており96)，これらの症例では骨髄異形成も認められ

る97, 98)。WASPの活性型変異を持つ好中球前駆細胞ではアポトーシスの亢進やゲノムの不安定性が惹起されるこ

とが示されており，好中球造血におけるアクチン再構成

の制御の重要性が示唆される。

SCNと G-CSF受容体シグナル最近，主に ELANE または HAX1 の変異を持つ SCN

の症例の詳細な検討から，新たな G-CSF受容体のシグナル伝達経路に関する報告が相次いでおり91, 99, 100)，こ

れらに関して今後検証が進むものと思われる（Fig. 5）。LEF-1（lymphoid enhancer-binding factor 1）は HMG

（High Mobility Group）box ドメインと呼ばれる DNA結合モチーフを共通に持つ LEF-1/TCFs（T cell factors）ファミリーに属する転写因子である。従来は，その名の

とおりリンパ球系での多彩な機能が注目されており，そ

の他の造血細胞での機能はあまり知られていなかった。

ところが好中球造血において，G-CSF受容体からのシグナルにより LEF-1の発現が亢進し，LEF-1は C/EBPaを直接の標的遺伝子として制御していることが判明し

た99)。SCN患者では，LEF-1の発現が非常に低く，それに伴う C/EBPaの発現低下のために，好中球分化が障害されている。この LEF-1の発現は G-CSF受容体に結合する HCLS1によって制御されている91)。HCLS1は，

臨 床 血 液 54：10

33（1579）

Src homology 3（SH3）ドメインを有し，G-CSF受容体に刺激が入ると，Lynや Sykなどのチロシンキナーゼにより，チロシン残基のリン酸化を受けて活性化する。活

性化された HCLS-1は，LEF-1の核内への移行を促進する。核内へ移行した LEF-1は，LEF-1自身の発現とともに C/EBPaの発現を正に制御して好中球分化を促進している。HCLS1の発現および，G-CSF受容体のシグナル伝達における機能には，HAX1が必要と考えられている。

SCN患者では，前述のように定常状態の好中球造血に必須の転写因子 C/EBPaの発現レベルが低下しているにも関わらず，高用量の G-CSF投与により，好中球数の維持が可能である。このことは C/EBPaに依存しない経路の存在を示唆する。好中球前駆細胞では，G-CSF の刺激によって Nicotinamide phosphoribosyltrans-ferase（NAMPT）の 発 現 上 昇 が 認 め ら れ る100)。

NAMPT は nicotinamide adenine dinucleotide（NAD+）

の生合成の律速酵素である。NAMPTおよび NAD+レベ

ルの上昇は，NAD+依存性の脱アセチル化酵素 Sirtuin-1

（SIRT1）の発現亢進をもたらし，SIRT1 は C/EBPa または C/EBPbとの結合により，これら両者を活性化して，好中球の分化を促進する。したがって，SCN患者の多くで G-CSF投与に反応して好中球数が維持されるのは，C/EBPbによる緊急時好中球造血の経路が保存されているためであると考えられる。

SCNで見出されている遺伝子変異は，転写制御，殺菌性プロテアーゼ，細胞骨格制御，アポトーシス制御，

糖代謝など異なるスペクトラムに属する分子で見出され

ており，ELANEをはじめとして，遺伝子変異と好中球減少との関わりについては未だ不明な点が多い。今後，

患者骨髄サンプルからの iPS細胞の樹立などにより病態の解明が進み，その成果がヒト好中球造血のホメオス

ターシス維持のメカニズム解明のための大きな道標とな

ることが期待される。

おわりに

G-CSF に代表される細胞外の刺激を受けて，好中球あるいはその前駆細胞内では，SCNの原因遺伝子で認

−臨 床 血 液−

34（1580）

Fig. 5 Recently Identified Signaling Pathways Downstream of G-CSF Receptor.Interactions among HAX1, HCLS1, LEF1, C/EBPa are abrogated in SCNpatients with HAX1 or ELANE mutations.

められるような多彩なスペクトラムの分子が，時空間的

に互いに関連しあいながらダイナミックに好中球の分

化・成熟，増殖，アポトーシスおよび機能を制御してい

る。本稿で紹介しきれなかった多くの部分を含めても，

解明されたことはまだ限定的あり，今後新たな発見が続

くと予想される。本稿が，基礎研究および臨床で必要な

好中球造血の理解の一助になれば幸いである。

著者の COI（conflicts of interest）開示：本論文発表内容に関連

して特に申告なし

文 献

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