腸内の「ブロックバスターT細胞」の発見がNOSTER & Scienceマイクロバイオーム賞を受賞

2024年7月5日 17:18

腸内の「ブロックバスターT細胞」の発見がNOSTER & Scienceマイクロバイオーム賞を受賞

2024年7月4日

読了時間：4分

腸内では、何十種類もの細菌が免疫系にさまざまな作用を及ぼし、病原体を撃退したり、食べ物の消化を助けたり、さらには行動に影響を与えたりと、私たちの健康に影響を及ぼしている。しかし、どの細菌がどのような効果を発揮するのかを特定することは困難であった。

腸内では、何十種類もの細菌が免疫系にさまざまな作用を及ぼし、それがひいては私たちの健康に影響を与える--病原体を撃退し、食べ物の消化を助け、そしてもしかしたら行動にも影響を与えるかもしれない--。しかし、どの細菌がどのような作用を及ぼすのかを特定することは困難であった。

このプロセスをよりよく理解することで、多くの病気を治療する強力な方法につながる可能性がある。

スタンフォード大学の長島一樹上級研究員は、個々の腸内細菌がT細胞に与える影響を突き止める方法を開発したことで、今年のNOSTER &Scienceマイクロバイオーム賞の受賞者となった。この賞は、治療的介入を導く可能性のある微生物叢の特性について研究している若手研究者の革新的な研究に授与されるものである。

長島の研究により、これまで考えられてきたのとは逆に、腸内のT細胞の一部は複数の細菌と相互作用することが明らかになった。

「この発見は、腸管免疫反応を（治療上有用な方法で）歪める治療機会を提供します」と、長島は受賞論文の中で述べている。

「NOSTER/科学賞にとって、2024年は様々な意味でまさに超大作の年となりました。「非常に意欲的な新世代の若手科学者たちが、今日の大きな課題にもかかわらず、素晴らしい研究を成功させ、このような質の高い科学が生まれたことを心強く思います。

2023年にネイチャー誌に掲載された長島の受賞研究は、ゼロからヒトの腸内細菌叢を合成する以前の取り組みに続くものである。「通常、ヒトの腸内細菌叢は非常に多くの菌株が存在するため、再現することはできません。しかし、彼と同僚たちは、ヒト腸内細菌叢の最も一般的な分類群からなるモデルを構築し、この偉業を達成した。119種の細菌を組み合わせた。

この合成マイクロバイオームを、自分自身のマイクロバイオームを持たないマウスに与えたところ、細菌株は定着し、他の微生物を導入しても安定した状態を保った。

しかし、腸内T細胞が完全な腸内マイクロバイオーム（すべての異なる細菌種）とどのように相互作用するのかという疑問は残されたままであった。

そこで長島は、合成マイクロバイオームの構築に貢献した後、スタンフォード大学のマイケル・フィッシュバッハの研究室の同僚と一緒に、この巨大な細菌群集に対する腸の反応を特徴付けるために、このモデルをどのように使うかを調べようとした。

個々の細菌に対するT細胞受容体（TCR）刺激のサインを探すという慎重なプロセスを踏んだ。これまでの考えでは、TCRは特定の細菌を認識し、その細菌によって刺激されるはずであった。

長島博士らは、これをさらに詳しく調べるため、マウスから採取したT細胞の合成腸内細菌叢の各細菌に対する反応を評価した。「T細胞を細菌群集の各菌株と一度に1株ずつ共培養しました。

合成腸内細菌群に含まれる数百種類の細菌株について、T細胞の反応を個別に調べたのです」。

「この方法は、細菌株の機能を調べるためにこれまで行われてきた方法よりもはるかに効率的です。「どの細菌がT細胞を誘導するのかが、数百の菌株の中でわかるのです。これまではこのような方法はありませんでした」。

しかし、それぞれの菌株に対するT細胞の反応を見てみると、興味深いことが観察された。予想に反して、いくつかのT細胞は複数の細菌株によって刺激されたのである。

「この結果は、TCRがその集団内の1つの菌株に特異的であるという仮説とは矛盾するものでした。「この結果は、1つのT細胞が複数の細菌株を同時に認識できることを示唆しています」。

長島はこれらのT細胞を "ブロックバスター "T細胞と名付けた。さらに研究を進めると、T細胞が多くの細菌に反応するのは、細菌の表面の一部（抗原）を認識するためであることがわかった。

腸と相互作用するこれらの特殊なT細胞のパワーを理解することは、CAR T細胞を用いたがん治療の改善など、治療的な意味を持つ。

また、特定の細菌株を追加または削除して特定の健康効果を得ようとする科学者たちにも役立つ可能性がある。

「本賞は今年で5年目を迎えますが、若い科学者たちが再び、ヒトの健康を増進させるマイクロバイオーム治療薬の研究を情熱的に進めているのを目の当たりにし、大変感激しています。「この賞が、世界中の数多くの慢性疾患の予防と治療を目的とした科学的発見の原動力となり続けていることを目の当たりにして、私は興奮しています。

ジェネンテックの科学者であるリナ・ヤオは、NOSTER &Scienceマイクロバイオーム賞のファイナリストです。彼女のエッセイ "Bacteria act as architects of host T cell modulators using bile acids "では、炎症性腸疾患やその他の自己免疫疾患を治療するための新たな治療アプローチを提供するために、特定の細菌経路を操作する彼女の研究について語っている。

ブリタニー・ニーダムは、"A microbial metabolite influences myelination in the brain "という論文で、NOSTER &Scienceマイクロバイオーム賞の最終選考に残った。彼女の研究は、細菌の代謝産物が脳、特に神経細胞の軸索上の絶縁層であるミエリンにどのような影響を与えるかについての洞察を解明した。これらの結果は、腸を介して脳に治療的影響を与える化学的標的を提供するものである。

ジャーナル

サイエンス

DOI

10.1126/science.adq2335

論文タイトル

腸のブロックバスターT細胞

論文発表日

2024年7月5日

サイエンスの記事をもっと見る

最新の記事をメールで受け取る。

Eメールを入力...

前の記事

宇宙ステーションの手続き作業における視覚的・聴覚的指示の効果

次の記事

科学者らが免疫疾患に関連する新たなT細胞と遺伝子を発見

癌

について

最新の科学情報をお届けします：世界有数の研究所や大学から発信される画期的なニュースをご覧ください。科学の最新発見をいち早くご覧ください！

フォローする

メールでブログを購読する

メールアドレスを入力すると、このブログを購読し、新しい投稿の通知をメールで受け取ることができます。

メールアドレス

他の225人の購読者に加わる

この記事が気に入ったらサポートをしてみませんか？

腸内の「ブロックバスターT細胞」の発見がNOSTER & Scienceマイクロバイオーム賞を受賞