免疫機能と腸内細菌の相互関係

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造血性前駆細胞が骨髄から分化することによって
赤血球や白血球などの血液細胞が作られますが、
白血球のうちリンパ球(T細胞、B細胞、NK細胞)は
胸腺やリンパ節を通って発展し、
好中球に関しては脾臓、肝臓、肺などを介するとされています(1)。
リンパ系に関しては解剖図を見る限り
腸の周りの精緻に形成されていることから
特に胚中心で細胞の特徴が決まるものに関しては
距離的な関係から腸との関わりは大きいかもしれない
と考えている部分があります。
その腸の状態を決める重要な因子である
腸内細菌は発育や健康状態によって変わり、
その変化は免疫機能に影響を及ぼすとされています(2-4)。
従って、
腸内細菌と免疫機能の相関関係は
以前から指摘されていますが、
Jonas Schluter氏らは
造血幹細胞移植を受けた癌に罹患された方において
移植を受けた時に大きく変わると考えられる
白血球変化による免疫機能に対して
同じタイミングで腸内細菌がどう変わるか調べました(1)。
以前から、造血幹細胞移植は
腸内細菌にダメージを与えるかもしれない
という事は指摘されていましたが(5)、
今回、改めて移植のタイミングでの
免疫機能の変化と腸内細菌の変化の連動性が確認されました(1)。
それによると
移植により腸内細菌の多様性が大きく失われた
事が確認されました。
(参考文献(1) Fig.1(d)より）
しかしながら、
どの程度免疫機能や腸内細菌が乱されるかというのは
個人差があるとされています。
免疫機能と関連性が以前からしてされている(6)、
Faecalibacterium, 
Ruminococcus 2 
Akkermansia 
これらの細菌の数の変化が確認されています。

これらは糞便による介入で
腸内細菌の多様性を上げるような介入をしたところ
好中球、リンパ球、単球の上昇が見られました。
(参考文献(1) Fig.2(b))
従って、
免疫機能と腸内細菌の
因果関係は一律に決めることはできず、
双方向性を持つと考えられています(1)。

従って、
ウィルスの感染、造血系の異常など
免疫系が乱れているときに
適切な腸内細菌のバランスを整える介入を
上述したことに限らず
飲食物などによるプロバイオティクスによって
行う事の効果も期待されます。
その場合は、介入を行った前後で
腸内細菌が本当に変化したかどうか？
の分析は欠かせないと考えられます。

(参考文献）
(1)
Jonas Schluter, Jonathan U. Peled, Bradford P. Taylor, Kate A. Markey, Melody Smith, Ying Taur, Rene Niehus, Anna Staffas, Anqi Dai, Emily Fontana, Luigi A. Amoretti, Roberta J. Wright, Sejal Morjaria, Maly Fenelus, Melissa S. Pessin, Nelson J. Chao, Meagan Lew, Lauren Bohannon, Amy Bush, Anthony D. Sung, Tobias M. Hohl, Miguel-Angel Perales, Marcel R. M. van den Brink & Joao B. Xavier 
The gut microbiota is associated with immune cell dynamics in humans
Nature (2020)
(2)
Olin, A. et al. 
Stereotypic immune system development in newborn children. 
Cell 174, 1277–1292 (2018).
(3)
Lloyd-Price, J. et al. 
Multi-omics of the gut microbial ecosystem in inflammatory bowel diseases. 
Nature 569, 655–662 (2019).
(4)
Markey, K. A. et al. 
The microbe-derived short-chain fatty acids butyrate and propionate are associated with protection from chronic GVHD. 
Blood 136, 130–136 (2020).
(5)
Morjaria, S. et al. 
Antibiotic-induced shifts in fecal microbiota density and composition during hematopoietic stem cell transplantation. 
Infect. Immun. 87, e00206-19 (2019).
(6)
The Integrative HMP (iHMP) Research Network Consortium. 
The integrative human microbiome project. 
Nature 569, 641–648 (2019).