2021年のノーベル生理学・医学賞受賞者であるデビッド・ジュリアス氏率いる研究チームが、寄生虫感染時に腸のタフト細胞がどのように脳に信号を送り、食欲を抑制させるのかという分子メカニズムを解明しました。本日『ネイチャー』誌に掲載されたこの研究では、アセチルコリンとセロトニンを介した情報伝達が迷走神経を活性化させることが特定されました。この発見は、過敏性腸症候群などの疾患の治療に役立つ可能性があります。
カリフォルニア大学サンフランシスコ校（UCSF）のデビッド・ジュリアス氏の研究チームは、寄生虫感染時に腸の免疫系と脳をつなぐ経路を突き止めました。タフト細胞はコハク酸を介して寄生虫を感知し、2段階でアセチルコリンを放出します。最初は短時間の放出で、続いて完全な免疫反応の後に持続的な放出が行われます。研究によると、このアセチルコリンが腸クロム親和性（EC）細胞を刺激し、EC細胞がセロトニンを放出することで脳へ向かう迷走神経線維を活性化させ、胃腸炎に近い食欲不振を引き起こします。筆頭著者の藤原広樹氏は「タフト細胞はニューロンが行うようなことを、通常のニューロンの仕組みとは全く異なるメカニズムで行っている」と説明しており、神経系特有の装置を使わずにアセチルコリンを利用していると述べています。ジュリアス氏は「腸は、脅威が現実的かつ持続的なものであることを確認してから脳に行動変容を促す」と述べ、症状が現れるまでの時間差を解説しました。共著者でUCSFの免疫学者であるリチャード・ロックスレイ氏は、神経学的なシナプス結合を持たないこれらの細胞がどのように行動を変容させるのかという点に注目しています。マウスを用いた実験では、タフト細胞が正常な個体は食事量が減った一方、遺伝子改変によりアセチルコリンを産生できない個体は食事量を維持したことから、このメカニズムが裏付けられました。著者らは、タフト細胞が気道などの他の上皮にも存在することから、感染反応の管理や、食物不耐症、慢性的な内臓痛などの疾患への応用が可能であると示唆しています。アリカンテ神経科学研究所のフェリックス・ヴィアナ氏などスペインの専門家らは、この研究を「興味深い」とし、他の組織における防御機構とも関連があると評しています。また、カハール神経科学センターのホセ・ルイス・トレホ氏は、治療の可能性を秘めた「感覚インターフェース」であると評価しています。
