腸は脳を決定することができます。私たちの認識がまた覆されてしまったのですね。

最近、『サイエンス』誌に掲載された新たな研究で、フランスのパスツール研究所と他の機関の科学者チームが、脳と腸内細菌の不思議なつながりを明らかにした。マウスモデルでは、視床下部ニューロンが腸内細菌の活動の変化を直接検知し、その変化に基づいて食欲や体温などの生理学的プロセスを調節できることがわかった。

これは脳腸相関に関するもう一つの記事です。 「不明なメカニズム、腸内フローラ」（優柔不断、量子力学）であることが判明。今日は腸内細菌が人間の脳にどのような影響を与えるかについてお話します。

01. 腸内細菌叢と脳腸相関

腸内細菌叢は人間と関係があります。腸内微生物は私たち人間の体内に存在する巨大な集団です。これらの微生物はどれくらいの大きさですか?不完全な統計によると、人体には 1,000 種を超える腸内微生物が存在します。これらはさまざまな機能を果たし、その数は膨大で、ほぼ 100 兆個に上ります。この数は人体の細胞の数をはるかに超えており、全人類の数の数十万倍にもなります。そのため、科学者はこれを人体の第2のゲノムと呼んでいます。

それは私たち人間の体と完全に相互に有益なシステムを形成します。外来病原体の侵入を防ぐだけでなく、免疫グロブリンを分泌して人体の免疫力を高める効果もあります。例えば、損傷した粘膜の修復を促進することで人体の生理機能を調節することができます。さらに、腸内微生物は腸での消化と吸収を促進し、一部の糖の分解を助けます。

しかし、それだけでしょうか?

今日の最も最先端の分野の一つ：腸脳相関。

もちろん、ここでの脳腸相関は、一部の古代の書物で信じられているような腸が脳に直接影響を与えるということではなく、微生物学の概念です。

腸脳軸は次のように簡単に定義されます

腸脳相関とは、腸と脳の間の双方向のシグナル伝達とつながりを指し、主に腸内微生物に関連しています。

02. 細胞-腸-脳軸と自閉症

ここではまず、トップクラスの生物学ジャーナル「CELL」に掲載された研究を例に、腸脳相関の問題を紹介します。研究のタイトルは「自閉症スペクトラム障害のヒト腸内細菌叢がマウスの行動症状を促進する」です。多くの人がタイトルを読めば、この論文の研究がどのようなものか大体推測できると思います。つまり、自閉症患者の腸内細菌がマウスに自閉症を引き起こす可能性があるということです。

著者の研究を簡単に紹介します。

著者らが最初に選んだ研究材料は、マウス自身の腸内微生物の影響を最大限に避けることができる特別な無菌マウスだった。同時に、自閉症スペクトラム障害（自閉症スペクトラム障害、ASD）の患者と正常な個人（定型発達、TD）の2つのグループが選択されました。しかし、これらの人々を直接研究するのではなく、彼らの糞便を採取しました。なぜなら、糞便には多数の微生物が含まれているからです。次に、2つの患者のグループの糞便を無菌マウスに移植し、マウスの行動を観察する正式な研究が行われました。

予想通り、自閉症患者と健常者の糞便はマウスで大きな違いを示し、自閉症患者の糞便を移植されたマウスは反復行動の増加や運動・コミュニケーション能力の衰えなど、人間の自閉症に似た明らかな症状を示した。さらに、この行動は次の世代に受け継がれます。

これは、腸内細菌が脳に直接影響を与えるという点をはっきりと裏付けていると言えます。

その理由は、自閉症に関連するGABAやグリシン受容体作動薬/阻害剤などの代謝物が遺伝子発現に影響を与えるからです。

03. 科学-脳腸相関は神経に作用する

上記の研究では、脳腸相関が自閉症のいくつかの要素に影響を及ぼすことが紹介されていますが、この記事では、腸内細菌叢がニューロンに影響を及ぼすことが紹介されています。

まずは記事全体の流れを紹介するために写真を撮ってみましょう

この図は、腸脳軸による代謝の調節を示しています。

マウスが食物を摂取すると、腸内微生物叢が拡大し始め、細胞壁ペプチドが増加しました。これらの成分はその後脳に到達し、移植された視床下部ニューロンの一部を標的としました。

この部分は神経活動を抑制し、マウスの満腹感と体温を調節するのに役立ちます。

具体的には、それだけ簡単です。彼らは、この調節の鍵となる要素が Nod2 (ヌクレオチドオリゴマー化ドメイン 2、Call of Duty をプレイしているような感覚) と呼ばれるものであることを発見しました。

上の図は脳と腸におけるNod2の発現を示しています。

視床下部のNod2は体重と体温の調節に関与している可能性がある

04. 研究の意義

腸内細菌の状態は脳が感知できるので、まずは体重を減らすことを考える人も多いのではないでしょうか。

これまでにも、痩せた人を見つけてその腸内細菌叢を太った人の胃に移植すると体重が減るという糞便移植の研究は行われてきました。

しかし、これには多くの人が抵抗するだろうと思います。

この論文では、脳神経が腸内細菌叢を感知するという考え方が提唱されており、腸内細菌叢に影響を与えることで人間の代謝を調節するという別のアイデアが提示されています。例えば、腸内細菌叢への介入はプロバイオティクスの使用を通じて行うことができ、腸内細菌叢の種類を調整し、最終的には脳に影響を及ぼすことができます。

もちろん、逆に、胃腸疾患の患者の場合など、腸内細菌叢は脳を通じて調節されることもあります。

精神疾患と胃腸の問題の両方を同時に解決できるというのは、実はかなり魅力的です。

もちろん、これは非常に遠い未来の話です。