野菜に含まれる分子が肺感染症の緩和に役立つとの研究結果

野菜に含まれる分子が肺感染症の緩和に役立つとの研究結果

https://www.crick.ac.uk/news/2023-08-16_research-finds-that-molecules-in-vegetables-can-help-to-ease-lung-infection

作成日：2023年8月16日
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フランシス・クリック研究所の研究者らは、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、感染を緩和することを発見した。

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ある。アブラナ科の野菜、例えばケール、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は、AHRの「リガンド」である。標的とされた遺伝子の中には、AHRシステムのスイッチを切り、自己制御を可能にするものもある。

マウス肺の内皮細胞。
血管を覆う内皮細胞を赤で、細胞の核を青で示したマウスの肺の画像。空隙は画像の暗い部分。シアン色と黄色のマークは、AHRとその標的遺伝子の一つ（Cyp1a1）が肺内皮細胞で発現していることを示している。

• ジャック・メジャー、ネイチャー誌
  われわれが明らかにしたのは、腸-肺軸であり、食事と内皮細胞を介した肺感染防御との関連である。
  ジャック・メジャー
  免疫細胞に対するAHRの作用はよく理解されているが、本日Nature誌に発表されたこの研究により、AHRは肺の血管を裏打ちする内皮細胞においても非常に活性が高いことが明らかになった。

身体と外気を隔てる肺のバリアは、内皮細胞と上皮細胞の2層で構成されている。しかし、このバリアは、汚染やウイルス、細菌に対しても強く保たれていなければならない。

研究者らは、AHRが肺のバリアにどのような影響を与えるかを示すため、マウスを使った一連の実験を行った。マウスをインフルエンザウイルスに感染させたところ、肺の空隙に血液が検出された。AHRが過剰に活性化されると、肺の気腔内の血液量が減少することが観察された。

また、AHRの活性が高まったマウスは、インフルエンザに感染しても体重がそれほど減らず、元のウイルスに加えて細菌感染もうまく撃退できることもわかった。

感染マウスの肺内皮細胞でAHRが発現しないようにすると、気腔に血液や免疫細胞が多く見られ、バリアがより損傷していることがわかった。

研究者らはまた、インフルエンザ感染によって肺のAHR防御活性が低下することも示したが、これは発症前にAHRリガンドを食事で摂取させたマウスにおいてのみであった。これらの知見は、ウイルス感染における食物摂取とAHR活性および転帰を関連付けるものである。感染マウスは罹患時にあまり食物を食べなかったため、AHRリガンドの摂取量が減少し、AHRシステムの活性が低下して肺の損傷が大きくなったのである。

感染によってAHR活性が低下したにもかかわらず、AHRリガンドが豊富な食事を摂ることはマウスにとって有益であった。これらのマウスはコントロールの食事を摂ったマウスに比べて、感染時のバリアーの完全性が良好で、肺の損傷も少なかった。これらの結果は、AHRが感染によって影響を受ける肺バリアに対して保護作用を持っているが、適切な食事によって改善できることを示している。

クリック研究所免疫制御研究室のグループリーダーであるアンドレアス・ワックは、「最近まで、われわれは主に免疫細胞を通してバリア保護を見てきました。今回、AHRが肺の内皮細胞層を通して強固なバリアーを維持するために重要であることが明らかになりました。

「病気になると食生活が乱れるため、このシステムを機能させる野菜由来の分子が摂取されなくなります。とにかくアブラナ科の野菜をたくさん食べることは良いことですが、この結果から、病気の時には食べ続けることがさらに重要であることがわかります

免疫調節研究室の元博士課程学生で、現在はクリック研究所の客員科学者であり、筆頭著者であるジャック・メジャーは言う： 「私たちが明らかにしたのは、腸と肺の軸です。食事と内皮細胞を介した肺感染防御との関連です。

「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COVID-19が肺のAHR活性を低下させることも示されています。他の呼吸器系ウイルスがAHRに及ぼす影響や、食事中の異なる分子が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及ぼすかどうかを調べるのは興味深いことです」。

研究者たちは、AHRは他のバリア臓器の内皮細胞においても重要であると考えている。MRCとインペリアル・カレッジ・ロンドンの研究チームは、食事因子が腸内皮細胞のAHRを活性化し、過剰な細胞再生と炎症を防ぐことを、本日『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が腸内感染に対する防御に重要であることを示している。このことは、腸の健康に重要な役割を果たす食事と腸内皮の状態との間に、新たなつながりをもたらすものである。筆頭著者ベン・ウィギンズは現在、アンドレアス・ワックとともに、クリックの免疫調節研究室に所属している。

関連リンク
免疫調節研究室
ネイチャー 内皮AHR活性がウイルス感染における肺バリア破壊を防ぐ。
ネイチャー誌 AHRリガンドの内皮感知が腸のホメオスタシスを制御する。
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