腸内細菌の情報を肝臓が統合し脳へ伝え、迷走神経反射を通じて腸管制御性T細胞の産生が制御されていることを、慶應義塾大学を中心とするグループが世界で初めて明らかにした。

 腸管では、過度の免疫応答を抑える末梢性制御性T細胞(pTreg)の働きにより、腸管恒常性が維持されている。一方、最近の研究で、自律神経が腸管の免疫異常に関与している可能性が示唆されているが、神経系と腸管pTregの関係は不明だった。

 本研究ではまず、マウスにおいて、腸管pTregの分化・維持に極めて重要とされる抗原提示細胞(APC)が腸管粘膜固有層の神経の近傍に多く存在することを発見した。さらに腸管APCで神経伝達物質受容体であるアセチルコリン受容体が高発現していることを突き止め、これを刺激するとpTregの分化・誘導に関わる遺伝子の発現が亢進することを見出した。

 次に、マウスの迷走神経を人為的に遮断する実験を行った。その結果、腸管APCを介して亢進される遺伝子発現が障害され、腸管pTregが著しく減少し、腸炎モデルマウスでは病態が増悪した。

 そこで、腸管と脳を結ぶ神経回路を探索したところ、大腸炎を発症したマウスでは肝臓内迷走神経などが活性化していた。さらに細かく神経系と腸管pTregの関係を精査すると、肝臓から脳へ情報伝達する迷走神経が脳幹に刺激を伝え、脳から腸へ刺激を伝える迷走神経を介した神経反射によって腸管APCを活性化することがわかった。つまり、腸管環境の情報を肝臓が集積・統合し、自律神経系を介して脳へ伝えた上、腸管免疫が過剰に活性化しないよう適切な指令が脳から腸へフィードバックされる機構が存在することが明らかとなった。

 この発見は、腸内環境の乱れに起因するとされる炎症性腸疾患、メタボリックシンドローム、うつ病、がん、COVID-19を含む消化管感染症といったさまざまな病気の新規治療法の開発に繋がると期待される。

論文情報:【Nature】The liver-brain-gut neural arc maintains the Treg cell niche in the gut

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大学ジャーナルオンライン編集部

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