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どのように免疫系は腸内細菌の敵からの友人を知っていますか?

健康を維持するために、ヒト免疫系は、人体の友人または組織と、敵または病気を引き起こす侵襲性病原体とを区別しなければならない。この課題は、宿主の細胞だけでなく、共存して働き、親しみやすいものとして扱われなければならない数十億もの細菌でもあるヒトの腸において特に顕著である。今、新しい研究は、免疫応答の促進と阻害との間のこの微妙なバランスが維持される1つのメカニズムを明らかにする。

腸炎

この研究は、ドイツとイタリアの研究者の共同研究であり、ジャーナルに掲載されています。

彼らの研究論文では、ドイツのMunichのLudwig Maximilian University(LMU)のImmunology Instituteの教授であるThomas Brocker教授らは、免疫監視細胞がその違いを発見するための訓練方法を見つけた友と敵の間に

私たちの腸は、健康や病気に重要な役割を果たす100兆個以上の微生物細胞の複雑なコミュニティの本拠地です。

これらの腸内微生物、またはそれらの遺伝物質を腸内微生物として知られる腸内微生物叢は、代謝、栄養および免疫機能に影響を及ぼす。

科学者らは、腸内微生物叢の破壊が肥満、炎症性腸疾患および他の胃腸障害に関連していることを発見している。

腸内細菌叢に対する肥満の影響が2型糖尿病との強い関連性を説明するかもしれないことも示唆されている。

他の研究者は、人の腸内微生物の独特性を「DNA指紋」の特異性とみなし、ヒト微生物研究プロジェクトの参加者にとって潜在的なプライバシー問題を提起している。

樹状細胞は免疫応答を促進し、阻害する

新しい研究は、樹状細胞(DC)と呼ばれるタイプの細胞で、免疫応答を促進し、阻害することができるという点で2つの特徴があり、人体内で逆の役割を果たしていると思われる。

腸内微生物叢に関する事実

  • 我々の腸には約1,000の細菌種が含まれている
  • 腸内微生物の遺伝子はヒトゲノムよりも100倍多い
  • 出生時に無菌であると考えられた場合、乳児の腸は、配達後すぐに定着します。

腸内微生物叢の詳細

DCは、感染に応答して免疫系を活性化するのに役立ちますが、特定の状況ではそれを積極的に抑制することにも関わっています。

それらは、免疫寛容の発生を制御するタイプの細胞である、誘導された調節性T細胞(iTregs)を誘発することによって免疫を抑制する。

腸内の免疫抑制剤として、DCは、腸内微生物を敵よりむしろ友人として扱う免疫システムを訓練するのに役立ちます。彼らは、微生物叢からタンパク質を内在化し、腸に関連するリンパ節に移動することによってこれを行う。

彼らがリンパ節に移動するとき、DCは内在化された親和性細菌タンパク質を細胞表面に身につける「アイデンティティバッジ」に似たより小さな断片に分解する。

これらのアイデンティティバッジは、iTregsが認識する特定の結合タンパク質とともに表示され、iTregsがアイデンティティバッジを着用しているタンパク質に対する免疫応答を促進しないという効果を有する。

ブロッカー教授は、「これらのiTregは天然の腸内細菌によって産生されるタンパク質に特異的であると我々は信じている」と述べている。

チームは、DC(特に細胞表面にCD103 +と呼ばれるタンパク質を発現するもの)によるリンパ細胞への移行が、腸内微生物の構成に対して免疫システムを更新する重要な部分であると説明しています。

樹状細胞には「アラームボタン」があり、

しかし、研究者が発見したかったのは、この寛容機構が緊急時にどのように遮断されるかであった。彼らの研究は、CD40と呼ばれる細胞表面にDCが表示され、アラームボタンと同様に動作する別の分子に導いた。

活性化されると、CD40は、エフェクターT細胞と呼ばれる別のタイプのT細胞の表面上のパートナー分子に結合し、免疫応答の阻害剤からプロモーターにDCを変える。

マウスの試験では、CD40シグナル伝達が恒常的にスイッチオンされた動物が重度の大腸炎を発症したが、他の症状はみられなかったことが示された。

彼らは罹患した樹状細胞が腸内層からリンパ節に移動するが、そこに到達すると細胞自殺(アポトーシス)を起こし、制御性T細胞が微生物タンパク質の同一性バッジを感知する機会を否定することを発見した通常は免疫攻撃からそれらを保護する。

これは、Tリンパ球が腸内層に移動して炎症を引き起こす一般化免疫応答を生じる。チームは、腸の微生物叢を殺したマウスの抗生物質を与えることで炎症も減少し、動物は生き残ったことが分かった。

「これらの知見は、CD103陽性樹状細胞と調節性T細胞との間の相互作用が、腸における正しい免疫学的平衡またはホメオスタシスの維持に必須であることを示している。

Prof. Thomas Brocker

研究者らは、特定の調節性T細胞が特定の腸内細菌に対してプログラムされているかどうかを今調査したいと考えている。

微生物叢がパーキンソン病にどのように寄与するかを学ぶ。

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