2026年6月14日 ペサフ・ベンソン著 • 2026年6月14日

エルサレム、2026年6月14日（TPS-IL）– イスラエルの科学者たちが、腸の幹細胞が細菌感染を直接検出し、その挙動を急速に変化させることで応答できることを発見した。この発見は、腸がどのように感染と戦い、組織の完全性を維持しているかを理解するための新しい道を開く可能性がある。

ワイツマン科学研究所とエルサレム・ヘブライ大学の研究者による最近の研究は、通常の条件下で組織を維持するだけの受動的な「構築者」としての幹細胞という従来の考え方に異議を唱えている。むしろ、この発見は、腸が感染した際に免疫防御に積極的に参加できることを示唆している。

小腸は、体内で最も速く再生する組織の一つであり、その内層は約5日ごとに置き換わる。通常の条件下では、腸の幹細胞は継続的に分裂してこのバリアを維持し、栄養素を吸収し、粘液を生成し、有害な微生物から保護する特殊な上皮細胞を産生する。

これまで、これらの幹細胞は、通常の組織維持の一部としてのみ、自己複製と段階的な分化のバランスをとっていると考えられていた。

「能動的な防御プログラム」

ワイツマン研究所のモシェ・ビトン博士の研究室のサーシャ・ラボン博士が率い、エルサレム・ヘブライ大学のマタン・ホフリ博士と共同で行ったこの研究では、サルモネラ菌に曝露されたマウスの腸内感染が調査された。

24時間以内に、細菌は腸の幹細胞のかなりの割合に侵入していることが判明した。組織の機能不全につながるのではなく、感染は細胞回転率の急速な増加を引き起こした。

単一細胞ゲノム解析により、感染した幹細胞は、幹細胞様の状態を離れて成熟した上皮細胞に分化する可能性が著しく高いことが示された。これらの細胞は寿命が短いものの、細菌感染に対する防御を助ける能力がより高い。

研究者らによると、このプロセスは感染した幹細胞を自己複製プールから除去すると同時に、抗菌物質を産生できる細胞の数を増加させる。

「これは単なる損傷への応答ではなく、感染自体によって引き起こされる能動的な防御プログラムです」と科学者たちは述べた。

ビトン博士は、このプロセスが感染した幹細胞に早期成熟を強制し、分裂を継続できないようにすると説明した。

「腸内の幹細胞が細菌に侵入されると、成熟が加速することを発見しました」と彼は述べた。「これらの幹細胞は、通常の組織再生の一部として毎日分裂するため、このメカニズムは感染した細胞が分裂を続けることを保証します。実質的に、感染した幹細胞は、長期的な感染を防ぎ、健康な細胞が組織を修復できるようにするために、自己複製の能力を犠牲にします。」

彼は、この応答は局所的な防御も強化すると付け加えた。「もう一つの利点は、幹細胞が上皮細胞に分化し、抗菌物質を産生できるため、組織中のその存在量が増加することです。」

研究者らは、インフラマソーム（細胞内の感染を検出するタンパク質複合体）をこの応答の重要な引き金として特定した。これらの構造は、細菌の侵入を感知する内部警報システムのように機能する。

活性化されると、インフラマソームは幹細胞に早期成熟を直接促す。重要なことに、この応答は機能的な免疫システムを持たないマウスでも発生し、このメカニズムは幹細胞自体に内在しており、外部の免疫シグナルに依存しないことを示唆している。

同様の応答は、サルモネラ菌に曝露された実験室で培養されたヒト腸オルガノイド（ヒト腸のミニチュア、実験室で培養されたモデル）でも観察された。

ラマト・ガンにあるシェバ医療センターの研究者との協力により、チームは、この経路とクローン病に関連する細菌感染との間の可能性のある関連性も特定した。クローン病は、慢性的な炎症性腸疾患である。

新たな治療法の可能性

この発見は、腸が感染中にその完全性をどのように維持しているかを説明するのに役立ち、クローン病などの炎症性腸疾患に影響を与える可能性がある。

この研究は、この幹細胞応答が過剰に活性化された場合、過剰な幹細胞成熟を促進し、通常の組織バランスを破壊することによって、慢性炎症に寄与する可能性があることを示唆している。このメカニズムを理解することで、応答を微調整することを目的とした将来の治療につながる可能性がある。

2番目の潜在的な応用は、腸内感染と戦う体の能力を向上させることに関係している。この自然なメカニズムを強化することによって、特に免疫システムが弱っている患者において、細菌の除去を強化することが可能になるかもしれない。

研究者らはまた、このメカニズムが、腸のような急速に再生する組織におけるがん予防により広範な影響を与える可能性があると示唆している。感染または損傷した幹細胞は、自己複製を停止し、代わりに寿命の短い細胞に成熟することを強制されるため、このプロセスは異常または制御不能な細胞増殖を防ぐのに役立つ可能性がある。同様のメカニズムがDNA損傷などの他の種類の細胞ストレスに応答する場合、それらは腫瘍形成に対する内部のセーフガードとして機能する可能性がある。

この経路が治療目的でどのように活用できるか、また活用できるかどうかを判断するには、さらなる研究が必要である。

この研究は、査読付きのNature Immunologyに掲載された。