科学検定

お知らせ

【科学ニュース】トリプトファンが腸内の耐性促進細胞増殖に関与

われわれの腸内の免疫細胞は、飲み込んだ食品中に隠れている有害な微生物が腸壁から侵入しないように絶えず監視している。炎症を引き起こすことがある細胞は、耐性を促進する細胞によって体内での均衡が図られ、敏感な組織が損傷を受けないように身体を保護している。この均衡が崩れて炎症の方向へ大きく振れると、炎症性腸疾患が生じることがある。

ワシントン大学(ミズーリ州セントルイス)医学部の研究チームは、マウスの耐性促進免疫細胞の一種が特定の細菌を腸内で運搬していることを発見した。さらにその細菌は、細胞の出現を引き出すためにタンパク質の構成要素であるトリプトファンを必要とすることもわかった。

「腸内細菌叢の通常の構成要素であるラクトバチルス・ロイテリ菌という細菌種と、耐性を促進する細胞群の拡大に、はっきりした関係があることがわかった」と、研究論文の上級著者で病理学教授のマルコ・コロンナ(Marco Colonna)氏は述べる。「マウスの食物中のトリプトファンが増えると、これらの免疫細胞も増加した」。

この発見が人間にも当てはまるなら、ラクトバチルス・ロイテリ菌とトリプトファンの摂取増加によって耐性が強く炎症を起こしにくい腸内環境を整えられる可能性があり、炎症性腸疾患による腹痛や下痢に苦しむ多くの患者には福音となる。

この研究は、Science誌に8月3日付で発表された。

ワシントン大学医学部ポスドク研究員のルイザ・セルバンテス・バラガン(Luisa Cervantes-Barragan)氏は、耐性を促進する免疫細胞の一種を研究しているとき、研究用マウスのあるグループでその免疫細胞を発見したが、同じ系統でも遠く離れた場所で飼育されていた別グループのマウスはその細胞を持っていないことがわかった。

これらのマウスは遺伝的には同一だが、別個に誕生し飼育されたもので、環境要因の違いが免疫細胞を持つかどうかに影響したことを示唆している。

セルバンテス・バラガン氏はこの違いが、腸内細菌叢(胃腸管内に生息する細菌、ウイルスおよび真菌の集合体)と関わっていると考えた。

セルバンテス・バラガン氏は、同大のチーソン・シエ(Chyi-Song Hsieh)教授とともに、2つのグループのマウスの腸から採取したDNA配列を解析した。そして、免疫細胞を持つマウスに存在する6種の細菌が、免疫細胞のないマウスには存在しないことがわかった。

研究チームは、同大ジェフリー・ゴードン(Jeffrey I. Gordon)教授の助けを借り、6種の細菌のどれが免疫細胞の発現に関与しているかを特定するために、誕生時から無菌状態で飼育されたマウスを使うことにした。このようなマウスには腸内細菌叢がなく、免疫細胞も現れていない。この無菌マウスに、6種のひとつだったラクトバチルス・ロイテリ菌を導入すると、免疫細胞が発生した。

この細菌がどのように免疫系に影響するのかを理解するために、研究チームはラクトバチルス・ロイテリ菌を液体中で培養し、その培養液のみ(菌は取り除いている)を少量、マウスから分離した未成熟の免疫細胞に移した。すると免疫細胞は、耐性促進細胞へと成長した。培養液から活性成分を精製したところ、トリプトファン代謝の副産物である3-インドール乳酸であることがわかった。

必須アミノ酸のひとつであるトリプトファンは、マウスや人間の通常の食物に含まれる成分で、ナッツ類、そば、卵、家禽の肉、魚卵、米、ヨーグルト、チーズ、チョコレートなどに豊富に含まれる。

研究チームがマウスの食餌で2倍のトリプトファンを与えると、生じる耐性促進細胞は50%増加した。トリプトファンの量を半分にすると、そうした細胞も半減した。

人間にはマウスと同じ耐性促進細胞があり、ほとんどの人は腸管内にラクトバチルス・ロイテリ菌を保持している。ラクトバチルス・ロイテリ菌由来のトリプトファン副産物が、マウスと同じように人間でも耐性促進細胞を発生させるのかはわかっていないが、炎症性腸疾患の人にはトリプトファンに関連する遺伝子の欠損が見つかっている。

「これらの(耐性促進)細胞は腸壁の炎症を抑制することから、この細胞を増やすことは推奨すべきことだろう」とセルバンテス・バラガン氏は話す。「ラクトバチルス・ロイテリ菌が存在によってトリプトファンを高レベルに保つことが、耐性促進細胞群の拡大につながるようだ」。

【情報ソース】

Science - Lactobacillus reuteri induces gut intraepithelial CD4+CD8αα+ T cells
http://science.sciencemag.org/content/early/2017/08/02/science.aah5825
DOI: 10.1126/science.aah5825

Medical Xpress - Mice fed tryptophan develop immune cells that foster a tolerant gut
https://medicalxpress.com/news/2017-08-mice-fed-tryptophan-immune-cells.html

facebooktwitter広告2