腸に寄生虫が感染すると上皮細胞間のクロストークによる脳腸相関システムが駆動する

寄生虫感染で食欲が低下する仕組み:腸から脳へのシグナル

小腸上皮に存在するエンテロクロマフィン細胞(EC細胞)とタフト細胞は、ともに寄生虫感染時の免疫応答に重要な役割を果たすことが知られていました。しかし、両者がどのように連携しているのか、またその情報がどのように中枢神経へ伝達されるのかは明らかではありませんでした。

カリフォルニア大学の研究グループは、マウス小腸由来のオルガノイドを用いて、タフト細胞から放出されるアセチルコリン(ACh)がEC細胞を直接活性化することを明らかにしました。また、セロトニンセンサーマウスを用いた解析から、ACh刺激によって絨毛のくぼみである陰窩のEC細胞からセロトニンが放出されることが分かりました。

さらに、IL-25投与や寄生虫感染によって2型免疫応答を誘導すると、タフト細胞の過形成に伴ってセロトニンの基礎レベルが上昇しました。そこで、EC細胞由来セロトニンが迷走神経を活性化するか調べたところ、迷走神経の活動頻度が増加し、その作用は5-HT₃受容体を介していることが示されました。また、迷走神経の投射先である弧束核でも神経活動の上昇が認められました。

最後に生体マウスの摂食行動を解析したところ、寄生虫感染後7〜9日のタフト細胞過形成が起こる時期に摂食量の低下が観察されました。一方、タフト細胞由来AChを欠損したマウスや、EC細胞からの神経伝達物質放出を阻害したマウスでは、この摂食抑制が減弱しました。

以上の結果から、寄生虫感染時にはタフト細胞から放出されたAChがEC細胞を活性化し、EC細胞由来セロトニンが迷走神経を介して脳へ情報を伝達することが明らかになりました。本研究は、タフト細胞とEC細胞がパラクリンシグナルによって連携し、腸の状態を脳へ伝える新たな腸-脳回路を形成するとともに、寄生虫感染時の摂食抑制を制御することを示しました。

紹介論文 Parasites trigger epithelial cell crosstalk to drive gut–brain signalling. Nature 653, 465-473 (2026).