脳は予期せぬ程度に免疫系を制御し、炎症を検出し、増加させ、抑制することができることが、コロンビア大学ザッカーマン研究所の研究者らによるマウスを使った新しい研究で示された。
「脳は私たちの思考、感情、記憶、感情の中心です」と、今日オンラインで公開された研究の共同筆頭著者であるハオ・ジン博士は述べた。 自然。 「回路追跡と単細胞技術の大きな進歩のおかげで、脳はそれ以上の働きをしていることがわかっています。脳は体内のあらゆるシステムの機能を監視しています。」
将来の研究では、この新たに発見された脳回路を標的とし、免疫系が混乱する広範囲の障害や疾患の治療に役立つ薬剤が特定される可能性がある。
この新しい発見は、炎症と免疫を制御する刺激的な治療の場を提供する可能性があります。」
チャールズ・S・ズーカー博士、研究の主任著者、コロンビア大学ザッカーマン研究所の主任研究者およびハワード・ヒューズ医学研究所の研究者
ズーカー研究室と他のグループによる最近の研究は、臓器と脳の間でデータを伝達する重要な経路である体脳軸の重要性を明らかにしています。 たとえば、ズーカー博士と彼の同僚は、腸に入る砂糖と脂肪が体と脳の軸を利用して、甘いものや脂肪の多い食べ物への渇望と強い食欲を引き起こすことを発見しました。
「私たちは、身体が脳に身体の現在の状態を知らせるさまざまな方法を発見しました」と、共同筆頭著者であり、ズーカー研究室のポスドク研究員であるMengtong Li博士は述べた。 「私たちは、身体の生物学に対する脳の知識と制御がどれほど進歩したかを理解したかったのです。」
科学者らは、脳と炎症および自然免疫（すべての動物が共有する防御システムであり、免疫システムの最も古い構成要素）との関連性を調べた。 適応免疫系は侵入者との以前の遭遇を記憶して、再び侵入してきた場合に抵抗できるようにするのに対し、自然免疫系は細菌の共通の特徴を持つあらゆるものを攻撃します。 自然免疫は比較的単純であるため、新たな攻撃に対して適応免疫よりも迅速に反応することができます。
人間を対象とした以前の研究では、迷走神経を電気的に刺激することが明らかになりました。 脳と体の内臓をつなぐ何千もの神経線維の束 -; 特定の炎症分子に関連する反応を軽減する可能性があります。 しかし、この身体と脳のシステムの性質については、不明な点が多く残されています。たとえば、免疫と炎症反応の脳の調節の一般性、身体と脳の間の選択的な伝達ライン、根底にある神経回路の論理などです。 、炎症を監視し調節する迷走神経と脳の構成要素の正体。
Zukerの研究室は、自然免疫反応を引き起こす細菌化合物に注目しました。 科学者らは、この分子をマウスに与えると、脳幹の内側にある孤独管尾核（cNST）が活性化されることを発見した。 cNST は体脳軸において主要な役割を果たしており、迷走神経の主なターゲットです。
科学者らは、cNSTを化学的に抑制すると、免疫損傷に対する炎症反応が制御不能になることを示した。免疫系によって放出される炎症促進性分子のレベルは通常の3倍以上で、抗炎症免疫のレベルは上昇した。化合物は通常の約 3 分の 1 でした。 対照的に、cNST を人為的に活性化すると、炎症誘発性分子のレベルが 70% 近く減少し、抗炎症性化学物質のレベルがほぼ 10 倍増加しました。
「サーモスタットと同様に、この新しく発見された脳回路は、炎症反応を増減させて体の反応を健康に保つのに役立ちます」と、ズーカー博士の研究室のポスドク研究員としてこの研究を開始したジン博士は述べた。 ジン博士は現在、国立アレルギー感染症研究所のテニュアトラック研究員を務めています。 「振り返ってみると、この重要な反応を制御するマスターアービターがいることは理にかなっています。」
人間を対象としたこれまでの迷走神経刺激研究では、その発見がマウスを超えたものであることが示唆されている。 新しい研究はまた、身体に対する心の潜在的な重要性についての数千年にわたる考えと一致している可能性がある。
「心身への影響の多くは、実際には体に何かを伝える脳回路に関係している可能性がある」とジン博士は指摘する。
研究者らは、炎症誘発性および抗炎症性活動の検出と制御に役立つ、迷走神経およびcNST内の特定のニューロン群を特定しました。 コロンビア大学バゲロス内科医・外科医大学の生化学、分子生物物理学、神経科学の教授であるズーカー博士は、「これは脳がどのように体の生理機能を監視し、調節するかについて新たな扉を開くことになる」と述べた。
この新たに発見された脳回路を制御する方法を発見すれば、関節リウマチ、I型糖尿病、多発性硬化症、神経変性疾患、狼瘡、炎症性腸疾患、クローン病などの一般的な自己免疫疾患や、慢性疾患などの新たな治療法につながる可能性があります。新型コロナウイルス感染症、移植された臓器の免疫拒絶、そして新型コロナウイルス感染症が引き起こす可能性のあるサイトカインストームとして知られる致死性の爆発。
自己免疫疾患はおよそ 10 人に 1 人が罹患する可能性があり、2023 年には ランセット 研究が示唆した。 自己免疫協会によると、米国だけでも自己免疫疾患は年間 1,000 億ドルの経済損失をもたらす可能性があるが、この数字は大幅に過小評価されている可能性がある。
この回路の活動を利用することで、免疫系に影響を与える幅広い症状に変化をもたらし、免疫疾患や免疫障害に苦しむ人々の調節不全な炎症状態の治療に役立つ可能性があると博士らは述べています。 ジンとリーは言いました。
論文「体の炎症反応を調節する体と脳の回路」は、オンラインで公開されました。 自然 2024 年 5 月 1 日。
著者の完全なリストには、Hao Jin、Mengtong Li、Eric Jeong、Felipe Castro-Martinez、Charles S. Zuker が含まれます。
Hao Jin と Charles S. Zuker は、この研究について説明した特許出願の共同発明者です。 Charles S. Zuker は、Kallyope および Cajal Neurosciences の科学共同創設者です。
ソース：
参考雑誌:
ジン、H、 他。 （2024年）。 体の炎症反応を調節する体と脳の回路。 自然。 doi.org/10.1038/s41586-024-07469-y。
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#コロンビアの研究者が炎症を制御する脳の能力を発見
2024-05-02 14:36:00