乳酸菌など腸内細菌が免疫を活性化　腸内細菌叢のバランスが免疫にも影響

　乳酸菌などの腸内細菌が腸の免疫を高めるメカニズムの一端を大阪大学などの研究チームが解明した。乳酸菌などが産生する代謝分子である「乳酸」「ピルビン酸」が、自然免疫細胞である小腸の「マクロファージ」に直接、作用しているという。

　ヒトの腸管には常在細菌があり、約1,000種類、100兆個におよぶ腸内細菌が生息している。

　一方、小腸では免疫細胞の一種「マクロファージ」が、腸の細胞の間から樹状突起を伸ばし、腸の表面にいる病原菌を取り込んで殺す働きをしている。免疫細胞が病原体を認識し、活性化することでリンパ球による獲得免疫が始動する。

　研究チームはマウスを使った実験で、腸内細菌が作る「乳酸」や、これによく似た構造をもつ「ピルビン酸」という物質がマクロファージと結合し、マクロファージが腸表面に向かって樹状突起を伸ばすことを確認した。 　マウスに乳酸・ピルビン酸を投与すると、病原性細菌であるサルモネラ菌を効率よく取り込むようになり、サルモネラ菌への抵抗性が高まった。

　ピルビン酸はグルコースが解糖系によって分解されて生じる分子。嫌気的条件下ではピルビン酸はさらに乳酸へと変換される。乳酸菌はグルコースを乳酸に代謝することによりエネルギー(ATP)を獲得している。

　乳酸やピルビン酸は「Gタンパク質共役型受容体」という、細胞内部に情報を伝える役割を担うタンパク質に結合する。このタンパク質を働かなくしたマウスでは、乳酸やピルビン酸を与えてもマクロファージは樹状突起を伸ばさなかった。

　今回の研究で、健康に良いとされる乳酸菌の働きが新たに解明された。小腸の腸内細菌叢を整えることにより、腸管の病原性細菌に対する免疫機能を高められることが示された。腸内細菌叢のバランスを整えることで健康増進を期待できる。

　また、病原性細菌に対して効率的に免疫を引き出すことは社会的な課題となっている。乳酸・ピルビン酸、GPR31が免疫機能を活性化する新たな標的にしてワクチンを開発するなど、応用が期待される。

　研究は、大阪大学の梅本英司准教授、森田直樹大学院生(ともに大学院医学系研究科免疫制御学／免疫学フロンティア研究センター)、竹田潔教授(大学院医学系研究科 免疫制御学／免疫学フロンティア研究センター／先導的学際研究機構)らの研究チームによるもの。詳細は科学誌「Nature」オンライン版に掲載された。 大阪大学免疫学フロンティア研究センター
GPR31-dependent dendrite protrusion of intestinal CX3CR1+ cells by bacterial metabolites(Nature 2019年1月24日)