細菌産物が人間の細胞に侵入する可能性があることは知られています。今、研究者たちは細菌がどのようにしてそうなるのかをついに説明できるようになりました。コネチカット大学の研究者は、人間の細胞内の細胞外小胞（EV）が細菌産物を他の細胞に輸送し、健康に影響を与える可能性があることを発見しました。この発見は、細菌がどのように細胞に侵入するかを明らかにし、免疫応答と細胞コミュニケーションの理解に重要な意味をもたらします。
コネチカット大学の研究者らは、人間の細胞によって生成されるメッセンジャーバブルが細菌産物を拾い上げて他の細胞に届けることができると、学術誌「Nature Cell Biology」で報告している。この発見は、友好的な細菌と感染性の細菌の両方が人間の健康に影響を与える重要なメカニズムを説明できる可能性があります。
細胞外小胞（EV）は、私たちの細胞の郵便サービスのようなものです。細胞によって生成されるEVは、脂質と呼ばれる脂肪物質で作られた防水性の外殻を備えた小さな泡であり、血流に送られます。別の細胞がEVに遭遇すると、それを体内に取り込み、電源を入れます。 EV には多くの場合、細胞の挙動や成長に関する情報を受け取る分子が含まれています。
さて、コネチカット大学医学部の免疫学者プジャ・クマリ氏、ビジェイ・ラティナム氏らは、EVはまったく予想外のこともできると報告している。 EV の壁は細菌の断片を吸収する可能性があり、細菌は多くの場合、EV の脂質壁に簡単に滑り込む脂質部分を持っています。次に、どの人間の細胞がEVを掴んだとしても、EVは細菌産物を他の内容物とともに人間の細胞に運び込みます。
ラシンナム研究室の博士研究員クマリ氏は、「電気自動車が全身の微生物生成物を求めて循環をパトロールし、細胞内免疫監視ネットワークに警告していることがわかった」と述べた。
これで長年の謎が解けました。研究者は、私たちの細胞には細菌産物を検出する受容体があることを知っています。しかし、これらの細菌産物がどのようにして細胞内に侵入するのか、正確にはわかっていませんでした。
「私たちは、どのような微生物産物が血流に入るのかを学びました」と免疫学部准教授のラシンナム氏は語った。 「これらの生成物は、侵入した感染性細菌、または腸内に生息する細菌などの友好的な細菌に由来する可能性があります。細胞内の受容体がそれらを検出すると、細菌は腸、免疫系、さらには脳が適切に機能するのを助ける信号を送信します。または、細菌の種類や関与する産物によっては、細胞を自己破壊させ、炎症を引き起こす可能性があります。しかし、血流に侵入した有害な細菌または友好的な細菌からの微生物生成物がどのようにして細胞の外側から細胞の内側に到達するのかはわかっていません。」
エレクトロソームが実際に細菌の断片を輸送し、細胞内に持ち込んでいることを証明するために、クマリ、ラシンナム、および彼らの同僚は一連の実験を実施した。まず、細菌によって生成された緑色ラベルの LPS をマウスに注射しました。約1時間後、マウスの血液中のEV上に緑色のLPSが検出された。第二に、緑色LPSを含むこれらのEVを別のマウスのグループに移したところ、レシピエントマウスの細胞内に緑色LPSが見つかり、炎症を引き起こした。
彼らはLPS以外の微生物製品を使った実験は試していないが、同様のことが起こるのではないかと考えている。
「私たちは、これが正常な生理機能と感染症の両方に役割を果たしていると考えています。腸内微生物叢からの微生物産物は血液循環に放出され、体にとって非常に重要です。EVはこれにおいて有益な役割を果たす可能性があります」とラシナム氏は述べた。
参考文献：「宿主細胞外小胞が細胞質ゾルへの全身的LPSライセンシング非標準炎症性炎症センシングおよびパイロトーシス」、Puja Kumari、Swathy O. Vasudevan、Ashley J. Russo、Skylar S. Wright、Víctor Frailee、Rathinam著。 Wright、Víctor Fraile-Ágreda、Dylan Krajewski、Evan R. Jellison、Ignacio Rubio、Michael Bauer、下山 篤、深瀬耕一、Yuanpeng Zhang、Joel S. Pachter、Sivapriya Kailasan Vanaja、Vijay A. Rathinam、2023 年 11 月 16 日、Nature Cell Biology。
DOI:10.1038/s41556-023-01269-8
コンパイルされたソース: ScitechDaily