野菜に含まれる分子が肺感染症の緩和に役立つ
ブロッコリーやカリフラワーなどの野菜に含まれる分子が肺の健康なバリアを維持し、感染症を緩和するのに役立つことを発見した、という英国フランシス・クリック研究所からの研究報告。
AHR (アリール炭化水素受容体) は、腸や肺などのバリア部位に存在するタンパク質で、アブラナ科の野菜（ケール、カリフラワー、ブロッコリー、キャベツなど）に含まれる天然分子が、AHR の食事性「リガンド」である。一度食べると、AHR が活性化され、多くの遺伝子が標的になる。標的とされた遺伝子の一部は、AHR システムのスイッチをオフにして、AHR システムの自己制御を可能にする。
免疫細胞に対する AHR の影響はよく理解されているが、『Nature』誌に掲載された本研究は、AHR が肺の血管の内側を覆う内皮細胞でも非常に活性であることを示している。
体と外気との間の肺の障壁は、酸素の侵入を可能にする必要があるため、内皮細胞と上皮細胞の 2 層のみで構成されている。しかし、バリアは汚染やウイルス、細菌に対しても強力に保つ必要がある。
研究者らは、AHRが肺関門にどのような影響を与えるかを示すために、マウスで一連の実験を実施した。マウスがインフルエンザウイルスに感染すると、損傷したバリアを越えて漏れ出した血液が肺の空隙で見つかった。次に研究者らは、AHR がバリアの漏れを防ぐことができることを示した。AHR が過剰に活性化すると、肺空間内の血液が減少することが観察された。
研究者らはまた、AHR活性が強化されたマウスは、インフルエンザに感染してもそれほど体重が減らず、元のウイルスに加えて細菌感染をよりよく撃退できることも発見した。
感染したマウスの肺内皮細胞での AHR の発現が妨げられた場合、より多くの血液細胞と免疫細胞が気腔内に観察され、バリアへのより大きな損傷が示された。
研究者らはまた、インフルエンザ感染が肺のAHR保護活性の低下を引き起こすが、それは発症前に食事中にAHRリガンドを与えられたマウスに限られることも示した。これらの発見は、食物摂取とAHR活性およびウイルス感染の転帰とを関連づけている。即ち、感染マウスは病気のとき摂食量が低下するので、AHRリガンドの摂取量が減少し、AHRシステムの活性が低下する。これがさらなる肺損傷につながる。
感染によるAHR活性の低下にも関わらず、AHRリガンドが豊富な食餌はマウスに有益であった。これらのマウスは、対照食を与えられたマウスよりもバリアの完全性が優れ、感染時の肺損傷が少なかった。これらの結果は、AHR には感染症の影響を受ける肺関門に対する保護効果があるが、適切な食事によって改善できることを示している。
「最近まで、私たちは主に免疫細胞のレンズを通してバリア保護を研究してきました。今回、我々は、感染中に破壊される内皮細胞層を介して肺の強力なバリアを維持するために、AHR が重要であることを示しました」と主任研究者のアンドレアス・ワック氏は述べている。
「病気になると、人々は適切な食事を維持する可能性が低くなり、このシステムを機能させる野菜からの分子を摂取しなくなります。とにかくアブラナ科の野菜をたくさん食べるのは良いことですが、病気のときにそれらの野菜を食べ続けることがさらに重要であることがわかります。」
筆頭著者のジャック・メジャー氏は、次のように述べている。
「この研究ではインフルエンザに注目しましたが、他の研究では、新型コロナウイルス感染症（COVID-19）も肺のAHR活動を低下させる可能性があることが示されています。他の呼吸器ウイルスが AHR に及ぼす影響や、私たちの食事に含まれるさまざまな分子が AHR 以外の経路を利用して内皮細胞を介して肺機能に影響を与えるかどうかを調査することは興味深いでしょう。」
研究者らは、AHR が他の関門器官の内皮細胞において重要である可能性があると考えている。MRCとImperialのチームは、食事因子が腸内皮細胞のAHRを活性化し、過剰な細胞の複製と炎症を防ぐことを『Nature』誌に報告した。 肺におけるプロセスと同様に、著者らは、腸内皮AHRが腸感染症に対する防御に重要であることを示している。
出典は『Nature』