好中球： 炎症性腸疾患と腸内細菌叢の相互作用における多面的役割を解明する

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好中球： 炎症性腸疾患と腸内細菌叢の相互作用における多面的役割を解明する

https://www.news-medical.net/news/20231227/Neutrophils-Unraveling-their-multifaceted-roles-in-inflammatory-bowel-disease-and-gut-microbiota-interactions.aspx

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ヴィジャイ・クマール・マレス
著：ヴィジャイ・クマール・マレス2023年12月27日
査読者：ベネデット・カファリ医学博士
Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology誌に掲載された最近の総説で、研究者らは炎症性腸疾患（IBD）における好中球の多面的な役割を検証し、腸内細菌叢との相互作用を強調している。

研究内容 好中球：IBDから腸内細菌叢まで。画像出典：BioFoto / Shutterstock.com 研究結果： 好中球：IBDから腸内細菌叢まで。画像出典：BioFoto / Shutterstock.com

研究の背景
クローン病と潰瘍性大腸炎からなるIBDは、遺伝的、微生物的、環境的要因から生じる。IBDは多くの場合、自然免疫応答の低下、微生物叢制御の抑制、二次的炎症、組織損傷につながる機能喪失型変異で発症する。

自然免疫に重要な好中球は、IBD、特にクローン病において重要であるが、これらの炎症細胞はT細胞のような他の免疫細胞に比べてあまり研究されていない。したがって、IBDにおける好中球の複雑な役割と腸内細菌叢との相互作用を十分に理解するためには、さらなる研究が必要である。

好中球の多様性と可塑性
好中球は均質であるというこれまでの考え方に反して、最近の研究では、健康時と疾患時の両方において、好中球の驚くべき多様性と適応性が明らかになってきた。この複雑性は特にIBDにおいて明らかであり、好中球は多様な表現型と機能を有している。これらの発見は、好中球を単純な抗菌細胞として捉える従来の見方を覆し、免疫応答の調節や微生物叢との相互作用における好中球の役割を浮き彫りにしている。

最近の進歩により、低密度好中球（LDN）、正常密度好中球（NDN）、腫瘍関連好中球（TAN）など、いくつかの好中球サブタイプが同定された。しかしながら、これらのサブタイプ間の正確な機能的相違は依然として不明である。さらに、好中球の異なる活性化と成熟状態、およびそれらが局所的な組織環境にどのように反応するかによって、その複雑さにもう1つの層が加わっている。

IBDにおける好中球の二重の役割
IBDでは、好中球は腸管バリア防御に極めて重要であるが、同時に慢性炎症と組織障害にも関与している。病原体との闘いに必須である一方で、好中球が腸粘膜に動員されると、上皮バリアが破壊され、炎症が悪化する可能性がある。

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好中球は、活性酸素種（ROS）、細胞毒性顆粒、好中球細胞外トラップ（NET）を放出することにより、免疫応答を増幅する。これらの作用は抗菌的ではあるが、粘膜に重大な障害を引き起こす可能性がある。逆に、ある種の好中球サブセットはIBDにおいて、組織の修復と炎症の消退を助けることによって保護的な役割を果たしている。

IBDに対する好中球の寄与は患者によって異なり、遺伝的素因や局所の環境因子の影響を受ける。これらの影響を理解することは、好中球の本質的な役割を損なうことなく、好中球の機能を調節する標的治療を開発するための鍵となる。

好中球、微生物叢、IBD
350以上のIBD感受性遺伝子が好中球の機能と関連していることから、特に宿主と微生物の接点における疾患発症における好中球の重要性が強調されている。これらの遺伝的因子は好中球の挙動と微生物叢の組成に影響し、IBDにおける微生物と好中球の相互作用の複雑な動態を強調している。

好中球、腸内細菌叢、IBDの複雑な関係を理解することは、新たな治療戦略を開発する上で極めて重要である。この相互作用を標的とすることで、より効果的で個別化されたアプローチを提供し、IBD治療におけるアンメット・メディカル・ニーズに対応できる可能性がある。

好中球は、腸内細菌叢のバランスを整え、炎症時に常在微生物を包み込み、微生物集団を制御することによって、腸の恒常性を維持する上で極めて重要な役割を果たしている。C-X-Cモチーフ・ケモカイン受容体2（CXCR2）のような走化性受容体とインターロイキン17（IL-17）のようなサイトカインに依存する好中球の腸粘膜への動員は、このバランスに不可欠である。注目すべきは、好中球がIL-22を産生することで、細菌封じ込めにおける好中球の役割を強化し、大腸炎時の上皮回復をサポートしていることである。

炎症が長引く間の慢性的な好中球浸潤は腸内環境を著しく変化させる。好中球が活性酸素を放出することで、腸内細菌科のような病原菌にとって好都合な環境が作り出される。

好中球の顆粒は抗菌ペプチド（AMP）を放出し、局所免疫を変化させ、微生物叢の構成に影響を与えることによって、微生物叢と相互作用する。これらのメカニズムは、好中球が必須微量栄養素の生物学的利用能を調節し、異なる細菌種の増殖を操作するという、身体の「栄養免疫」の一部を形成している。

微生物叢による好中球機能の制御
正常な条件下では、微生物叢は好中球の機能に大きな影響を及ぼし、好中球の発生、リクルート、活性化、成熟に影響を与える。この関係は、微生物叢と免疫細胞との直接的な相互作用が強まるIBDのような炎症状態において明らかになる。

微生物叢は骨髄における好中球産生に直接的な影響を及ぼす。トール様受容体（TLR）のリガンドやヌクレオチド結合オリゴマー化ドメイン含有タンパク質（NOD）など、微生物叢由来の因子は腸から骨髄に移動し、骨髄造血に影響を与える。この腸-骨髄軸は、免疫細胞産生の制御における微生物叢の不可欠な役割を示している。

微生物叢は好中球の活性化と成熟にも影響を及ぼす。様々な実験モデルにおいて、微生物の多様性の変化が好中球の動員や反応に影響を与えることが示されている。

例えば、好中球はさまざまな細菌のリポ多糖（LPS）に選択的に反応することができ、これは好中球のNETosisプロセスに影響を与える。さらに、ラクトバチルス・ラムノサス（Lactobacillus rhamnosus）GG株のようなプロバイオティクスは好中球の活性化を抑制することが分かっており、好中球の機能を調節する微生物叢由来因子の可能性を示している。

プロピオン酸、酢酸、酪酸などの短鎖脂肪酸（SCFA）は、好中球を含む免疫反応に影響を与える重要な役割を担っている。これらの代謝産物は好中球のアポトーシス、活性酸素産生、貪食活性に影響を与える。胆汁酸やトリプトファン異化物を含む他の微生物叢由来の代謝産物も腸内環境を調節し、好中球のリクルートと活性化に間接的に影響を与える。

参考文献
Danne, C., Skerniskyte, J., & Marteyn, B. (2023). 好中球：IBDから腸内細菌叢まで。Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology.
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カテゴリー 分子生物学・構造生物学｜医学ニュース｜医学研究ニュース｜病状ニュース｜疾患・感染症ニュース

タグ アポトーシス, 胆汁, 骨, 骨髄, 細胞, 細胞産生, ケモカイン, 慢性, クローン病, サイトカイン, 脂肪酸, 消化器病, 遺伝子, 肝臓病, 免疫, 炎症, 炎症性腸疾患、 インターロイキン, 乳酸菌, 代謝物, 微生物, 好中球, ヌクレオチド, 酸素, ペプチド, プロバイオティクス, レセプター, 研究, 短鎖脂肪酸, トリプトファン, 腫瘍, 潰瘍性大腸炎

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ヴィジャイ・クマール・マレス
執筆者

ヴィジャイ・クマール・マレス
ヴィジャイはバイオテクノロジーで博士号を取得し、微生物学に深い情熱を持っています。彼の学問の旅は、微生物の複雑な世界をより深く理解することを可能にしてきた。研究や研究を通じて、微生物遺伝学、微生物生理学、微生物生態学など、微生物学のさまざまな側面における専門知識を身につけた。インド農業研究評議会やKIIT大学などの有名な研究機関で6年間の科学研究経験がある。微生物学、バイオポリマー、ドラッグデリバリーなど多様なプロジェクトに従事。これらの分野での貢献により、テーマに対する包括的な理解と複雑な研究課題に取り組む能力を身につけた。

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最終更新日 2023年12月27日 水曜日

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