腸と脳をつなぐ「スイッチ」を発見

今日の学術誌「」に発表された研究。自然カリフォルニア大学サンフランシスコ校（UCSF）の研究者らは、 フルマップ このコミュニケーションの様子は、腸の防御と脳の制御センターの間のエレガントで洗練された分子対話を明らかにします。

2021年にノーベル生理学・医学賞を受賞した生化学者のデビッド・ジュリアス氏と免疫学者のリチャード・ロックスリー氏が共同主導したこの研究は、感染の正確なメカニズムを特定した。 免疫系が神経系を動員する 私たちの食事行動を変えるために。 「私たちが答えたかった疑問は、免疫系が病原体とどのように戦うかだけではなく、神経系がどのようにして私たちの行動を変えるかということでした」とジュリアス博士は説明する。

ノーベル賞受賞者によると、このプロセスは、不快信号を発する前に、その脅威が現実で持続するものであることを身体が確認できるロジックに従っているという。

ニューロンを模倣するセンチネル

この調査結果は 2 つのタイプに焦点を当てています。 極めて稀な細胞 今までは別々に機能しているように見えた腸内壁の中で。一方では、侵入者の存在を検出する番兵として機能する「タフト」細胞（またはタフト細胞）があります。一方、腸クロム親和性細胞 (EC) は、脳に直接伝わる神経線維を活性化する信号を放出し、吐き気や痛みを引き起こします。 UCSF チームは、脅威に直面すると、これら 2 つのセルが機能することを発見しました。 彼らはお互いに「話し」始めます これは人間の上皮ではこれまでに見たことのない方法です。

カリフォルニア大学の博士研究員であり、この論文の筆頭著者である東原幸樹氏は、 このプロセスを可視化することができました 顕微鏡下でセンチネル細胞の隣に遺伝子センサーを配置します。警告信号を感知すると、これらの細胞はアセチルコリンを放出して点灯します。驚くべきことは、アセチルコリンは通常、ニューロンが相互に通信するために使用する化学メッセンジャーですが、ここでは腸がそれを独立して使用していることです。 「私たちが発見したのは、腸内の細胞がニューロンと同じことをしているが、まったく異なるメカニズムを通じてであるということです」と東原教授は述べ、これらの細胞にはニューロンが不快な指令を出すために使用する通常の機構が欠けていることを強調した。

なぜ抵抗感が現れるまでに時間がかかるのか

この研究で解明された大きな不明点の1つは、なぜ食欲不振が通常はすぐには起こらず、感染症に罹患してから数日後に現れるのかということだ。答えは、システムが 2 つの速度で動作するという事実にあります。最初に、センチネル細胞はシステムにほとんど影響を与えない短いバーストを放出します。しかし、感染が確立し、免疫系が完全な反応を開始すると、これらの細胞が増殖し、アセチルコリンの持続放出が始まります。これですか ついに発動する第二フェーズ EC細胞はセロトニンを生成し、迷走神経を刺激して脳に「食べるのをやめなさい」という指令を送ります。

「最初は大丈夫でも、感染が始まると気分が悪くなる理由はこれで説明できます」とデビッド・ジュリアス氏は言う。腸というのは、要するに、 臨床的に慎重に行動する: 脳に患者の行動を変えるよう命令する前に、脅威が本物であることを確認するまで待ちます。この指揮系統を確認するために、研究者らは動物モデルを使ったテストを実施した。センチネル細胞がその化学信号を送ることができないように遺伝子組み換えされた人々は、病気にもかかわらず普通に食事を続けたが、これが吐き気と食欲不振の重要な「配線」であることを示している。

過敏性腸に対する期待

この研究は感染症に焦点を当てていますが、健康への影響はさらに広範囲に及んでいます。関与するセンチネル細胞は腸だけでなく、気道および胆嚢全体にも分布しています。したがって、科学者たちは、この通信回路に何らかの変化があった可能性があると考えています。 慢性病状 過敏性腸症候群、食物不耐症、慢性内臓痛など、明らかな感染性の原因がなくても患者が継続的に不快感を感じる場合。

リチャード・ロックスリー博士は、これらの細胞のシグナルを制御することが、 新薬開発の鍵となる これらの病気の症状を和らげます。免疫系がどのように食欲を「ハイジャック」するかを理解することは、基礎科学の進歩であるだけでなく、腸と脳の間の通信が誤って活性化され、吐き気や慢性的なエネルギー不足を引き起こしている患者の生活の質を取り戻すための扉を開きます。