「タバコをやめると太る」という話はかなり確かな医学的事実で、２０１２年英国医学雑誌BMJに発表された多くの論文を再検討したメタアナリシス（BMJ2012;345:e4439、 doi: 10.1136/bmj.e4439）によると、やめてから１２ヶ月で測定すると４.５Kgの体重増加がみられ、それもやめて３ヶ月で急速に増加することが示されている。実は私がタバコをやめた時もそうで、急速にメタボリックシンドロームになったので、医師の診察を受けたことがある。

この事実は、私も含めやめた人間からみると、タバコが体に悪かった証拠だと捉えるが、やめたくない人間にとっては、タバコをやめて肥満になった結果、様々な異常が出てはたまらないから、このままタバコを吸い続けようということになると思う。

今日紹介するハーバード大学からの論文は、禁煙率が高い米国医療従事者のコホートを使って「タバコをやめると太るから体に良くない」という考えが間違っていることを明らかにした調査研究で２月号のThe Lancet Diabetes-Endocrinologyに掲載された。タイトルは「Smoking cessation and weight change in relation to cardiovascular disease incidence and mortality in people with type1 diabetes: a population-based cohort study （タバコをやめることと体重の変化が２型糖尿病の患者さんの心臓病や死亡率に及ぼす影響）」だ。

私もそうだったが、タバコの害が叫ばれるようになりタバコをやめる必要が最も強かったのは医学医療に関わる人たちだった。この研究の対象は１９７６年時点で３０−５５歳だった１２万人の看護師のコホートで、まさにその後禁煙の必要性を強く感じた集団といえる。これに加えて、１９８６年に始まった、やはり医療従事者の２年毎の健康の調査を対象に選んでいる。ただこの中から、コホート追跡中に２型糖尿病と診断された約１万人を選んでベースラインを一致させ、禁煙や体重増加の影響を直接見やすくしている。

一方、タバコの直接の影響を避けるため、コホートが始まるときに閉鎖性呼吸器疾患やガンにかかっている人は除外している。こうして選んだ対象者を、次に、喫煙歴が全くない、現在も喫煙中の2群に加えて、6年以上禁煙を続けている、タバコをやめてから２〜６年経過した群に分け、最後の群についてはやめた後増加した体重でさらに分けて、２０１４年まで追跡し、その間の心臓病発症率と、原因を問わない死亡率を比べている。

さて気になる結果だが、まず喫煙を続けた人の心臓病にかかる比率を１とすると、喫煙歴のない人は０.５９と明確に低い。また、やめて６年以上経つ人では０.６３で止めることの効果ははっきりしている。すなわち、いつでもタバコをやめることでその時点から心血管疾患にかかる可能性は低下し続けるが、それでも喫煙歴のない人と同じには到達しないという、これまでの傾向が確認されている。次にやめて２〜６年という人たちで、体重増加が禁煙効果を相殺するか調べたところ、ほとんど体重増加がなかった人が０.７７に対して５kg以上増加した人で０.８９で、やはり体重増加は新血管障害全般でみると、禁煙の効果を抑える可能性がある。

ただ死亡率で見ると、原因を問わない死亡率、心血管疾患で死亡する確率、さらにはガンによる死亡率は、すべて体重増加には影響されず、驚くことに体重増加が高い方が死亡率が少し低いという結果になっている。

２型糖尿病の医療従事者については、タバコをやめると体重が増えるからということは、禁煙の理由にならないが結論だ。

よく読んでみると、医療従事者に限っている点、２型糖尿病患者さんに限っている点など、どこまで一般的な話かわからないことも確かだ。ただ、禁煙して体重が増加した医療従事者というのが自分に合致している点で紹介したくなった。

2日前、糖尿病研究で有名なボストンのジョスリン研究所に仕事で行く用事があったが、０度近いというのに、室外でタバコを吸っている病院関係者を見かけた。ジョスリンでのシーンだけに、禁煙の難しさを改めて実感した。やめられてよかった。

２０１９年、最も強く印象に残った論文の一つが、ラマで作らせた抗CD47抗体遺伝子を導入したバクテリアをガン局所に注射してガン免疫を高めるという方法の開発だ（https://aasj.jp/news/watch/10496）。この背景には、CD47をカバーしてやるとガン細胞が貪食されやすくなること、バクテリアをガン局所に注射することで抗体の全身への影響が軽減されること、そして抗体が一本のペプチドからできているラクダ科の動物の抗体はバクテリアで生物活性を保ったまま合成することができるという、生物学的知識が存在している。

私が最も評価したのは、方法が変わっているから面白いというのではなく、この方法にはガンの抗体治療を劇的に安価にする可能性があるからだ。すなわち、一旦作成したバクテリアは安定にしかも安価に増殖させることができる。おそらく、タンクで抗体を作る現在の方法と比べれば、パテント料を除けばコストを限りなく低下させることができる。とすると、PD-1やCTLA-4に対する治療法もできないだろうかと期待していた。

今日紹介する論文は昨年７月に紹介した論文と同じグループからで、チェックポイント治療の本丸PD-L1とCTLA-4に対するラマ抗体を用いてガンのチェックポイント治療が可能か検討した論文で２月１２日号のScience Translational Medicineに掲載された。タイトルは「Engineered probiotics for local tumor delivery of checkpoint blockade nanobodies （腫瘍局所へチェックポイントナノ抗体をデリバリーできる遺伝子操作プロバイオ）」だ。

この方法の最大の問題はラマの抗体が必要なことだが、CTLA-４とPD-L１に対する抗体をデータベース（RCSB PDB)から見つけ出し、この抗原結合部位の遺伝子をバクテリアに導入し、それぞれの抗原に結合することを確かめ、ナノ抗体と呼んでいる。

研究では、局所投与した時最も長期間抗体を作り続けてくれる遺伝子導入の条件を検討し、プラスミドではなく大腸菌のゲノム上で、大腸菌の密度を感知して転写される１つのオペロンとして抗体を組み込み、最終的に１コピーの抗体遺伝子を溶菌分子とともに１つのオペロンとして組み込まれたバクテリアが局所で最も多くの抗体を産生することを確認している。前回紹介したシステムより、かなり進歩しており、また大腸菌が抗体遺伝子を欠失する危険性も低下している。

あとは大腸菌が期待通り溶菌して抗体を遊離してくれるか、副作用はないか、そして実際に移植されたガンに対する免疫が成立するかを詳しく調べているが、局所だけで抗体がガンに作用するという特殊な状況なので、なぜ抑制性T細胞が低下して、キラーなどのエフェクターの反応が高まるのかなど詳細については、今後臨床応用の過程で詳しく調べる必要があるだろう。

いずれにせよ、局所に投与するだけでマウスに移植したガンの増殖を抑制し、生存を伸ばすことができる。また、２箇所に移植して、片方だけにバクテリアを注射すると、注射していない方のガン細胞の増殖も抑制され、全身の免疫が成立していることがわかる。しかも都合のいいことに、ガンが消えるとバクテリアも消える。また効果が弱い場合も、サイトカイン遺伝子を加えることで効果を高めることができることも示している。

驚くのは、局所投与だけでなく全身投与しても、なぜかバクテリアはガン組織に取り込まれ抗腫瘍効果を発揮する。ここまでくると、本当かと少し心配になるが、論文はめでたしめでたしで終わっている。

最初に述べた治療コストのことを考えると、今後も期待したい技術だが、長期間にラマ抗体やバクテリアに対する免疫ができないかなど臨床応用に向けた問題を克服する必要があるだろう。とはいえ、材料自体は完成している点で臨床研究へのハードルは低いように感じる。このグループは今後も注目したい。

核酸を媒体とするコードとアミノ酸の対応が生まれて現在の形の生命が誕生する以前、RNAがコードであり機能分子でもあるというRNA世界が存在していたことは、私にとっては納得できるシナリオだ。そんな状況が今でも垣間見られる様々な現象が存在するが、タンパク質への翻訳過程で、RNAでできたリボゾームとmRNAが相互作用している。

今日紹介するスクリップス研究所からの論文はこのRNA同士の相互作用の一部は、個別のmRNAの立体構造に依存しており、これを阻害することで特定の（この場合αシヌクレイン）の翻訳を抑えることができることを示した研究で１月２１日号発行の米国アカデミー紀要に掲載された。タイトルは「Translation of the intrinsically disordered protein α-synuclein is inhibited by a small molecule targeting its structured mRNA （αシヌクレインの異常翻訳をmRNAの立体構造を標的にした低分子化合物で阻害する）」だ。

不勉強でこの論文を読むまで全く知らなかったが、mRNAの中にはRNAの特異的立体構造を使ってリボゾームト結合し、これが翻訳の活性を調節できることがわかっているらしい。その一つがパーキンソン病やレビー小体型認知症で蓄積することが知られているαシヌクレインで、著者らによるとmRNAの５‘UTRに鉄イオン依存性の特徴的な構造を持っており、これを阻害することで翻訳の効率を低下させる可能性があることがわかっていた。重要なのは、このような構造は他のmRNAにはほとんど存在せず、αシヌクレインmRNAに特異的で、従ってこの分子を標的にした治療が可能になるというわけだ。

この研究ではαシヌクレイン5’UTRの構造解析から理論的に設計した化合物の中からsynucleozidという化合物を選び出し、これが細胞レベルでシヌクレインの合成を抑えられるか様々な実験を行なっている。はっきり言って、RNAを標的にする化合物が設計できるというのがこの研究のハイライトで、あとは詳細な細胞学、生化学的実験が続いている。

まずシヌクレイン合成中の細胞に転化して効果や特異性を調べると、期待通りほぼシヌクレイン特異的に２５％程度の翻訳を抑制できている。ただ、フェリチンの翻訳も低下するが、これについては２次的影響と結論している。データベースの中から、同じような構造を持つmRNAを探索して、シヌクレイン以外には１種類のmRNAしか見つからないことを確認しており、これを標的にするとシヌクレインを標的にする薬剤の開発が可能になる。

生化学的にはアンチセンスオリゴを用いた結合性のマッピング検査というかなりプロフェッショナルな方法を用いてsynucleozidが結合する場所を特定している。さらにタンパク質の介在なしにmRNAと４０Sリボゾームの直接の結合を阻害していることを示しているが、詳細はいいだろう。

要するに、翻訳という蛋白合成の基本過程も、特異的分子を標的とした治療の開発対象になるという驚きだ。もちろん抑制の程度は強くないが、薬に特異性があり、２５％の抑制が可能なら十分魅力がある。ただ残念なのは、この研究で脳内へ到達できる分子の設計を行なっているが、これはうまくいかなかったことで、まだまだ実現は遠いと思う。

重要なのは、もし同じことが他の薬剤開発が難しいタンパク質についても言えるなら、翻訳が将来の分子治療の標的になることで、例えば分子特異的に蛋白分解酵素を作用させる低分子化合物とともに期待したい分野だと思った。

キラー細胞を移植してガンを制圧する多様な試みが治験段階に入ってきた。１昨日はCRISPR/Cas9という流行りの遺伝子操作を用いて、キメラ抗体/T細胞受容体（TCR）ではなく、ガン抗原特異的TCRを発現したキラーT細胞を調整し治療に用いた第一相治験研究を紹介した（https://aasj.jp/news/watch/12364）。この研究では、導入したT細胞の特異的発現を高める目的でホスト側のTcRをCRISPRでノックアウトしているが、同じ方法は一旦作れば誰にでも使えるCAR-T細胞作成のためにも利用されている。すなわちキラー細胞のTCRが存在せず、導入したガン抗原特異的受容体だけが発現する場合、組織適合性のない人でも、ガン以外は攻撃されることがないからだ。CRISPRではないが、他の遺伝子編集法でTCR遺伝子などをノックアウトしたキラー細胞はすでに臨床治験が行われている。ただ、ちょっと考えると、様々な遺伝子をノックアウトした細胞となるとコスト膨大な額になるのではと心配する。

そこでもう一つの方法として、もともとTCRを発現していないが、キラー活性のあるNK細胞にガン抗原を認識するキメラ受容体を導入し、組織適合性を気にせずガン治療に用いる方法だ。今日紹介するヒューストンにあるMDアンダーソン・ガン研究所からの論文は、CD19を発現したリンパ系腫瘍に対するCAR-NK治験の報告で、２月６日発行のThe New England Journal of Medicineに掲載された。タイトルは「Use of CAR-Transduced Natural Killer Cells in CD19-Positive Lymphoid Tumors （キメラ抗原受容体（CAR）を導入したナチュラルキラー細胞によるCD19陽生リンパ系腫瘍の治療）」だ。

現在行われているCAR-T治療と同じで、この研究でもCD19を認識する抗体とTCRを合体させたキメラ受容体(CAR)を用いているが、臍帯血から調整したNK細胞に導入している。同時に、NK細胞の増殖を高めるためのIL-15および、問題が起こった時に移植した細胞を殺すための細胞死遺伝子まで詰め込んでいる。

これを最初は臍帯血と組織適合性がマッチした患者さん、後からマッチしていない患者さんに注入し、経過を見ている。副作用だが、移植のためにホストのリンパ球を除去する処置を行なっているので、どうしても白血球減少症があること、そしてCD19陽性のB細胞の数が低下すること以外は、ほとんど大きな副作用はない。CAR-Tの場合、急にガン細胞やB細胞が死ぬことで起こる副作用があるが、これもほとんどないという結果だ。従って、第１相試験の安全性の問題はクリアしている。

さて治療効果だが、11患者さんのうち８人で明らかな反応が見られ、７例では完全に腫瘍が抑えられたという結果だ。これを裏付けるように、移植したCAR-NKは体の中で増殖し、しかも１年近く生存することも明らかになった。

以上が結果で、めでたしめでたしだが、なぜか全ての患者さんでCAR-NK治療に続いて、一般的リンパ系腫瘍に対する治療を行なっている。従って、CAR-Tのようにこの治療だけでガンを抑えきれるかは明確ではない。

以上の結果は、あらかじめCAR遺伝子を導入したNK細胞を臍帯血から準備しておいて、組織適合性を気にせず全ての患者さんの治療に使える安価なCARキラー細胞の調整法に道を開いたように思う。このように、一度作れば誰にでも利用できる細胞をOff Shelf細胞と呼ぶ。様々な方法が競い合うことは、開発側にとっては気が気ではないと思うが、治療を待つ側からは大歓迎だと思う。

昨年の大晦日、常在している緑膿菌の密度を知るため、細菌同士が自分たちの濃度を知るために使っているクオラムセンシングメカニズムに関わる細菌が分泌する分子をAhRで検出して、細胞の転写を変化させるという面白い論文を紹介した（https://aasj.jp/news/watch/12031）。

今日紹介する英国フランシスクリック研究所からの論文もAhRが細菌のセンサーとして働いているという点でよく似た論文だが、腸内の神経細胞での話で、２月１３日号のNatureに掲載された。タイトルは「Neuronal programming by microbiota regulates intestinal physiology （細菌叢による神経のプログラミングが腸の活動を調節する）」だ。

腸内の蠕動は消化管全域に張り巡らされた腸管神経系と、c-Kit陽性のペースメーカー細胞により調節されている。そして、抗生物質を投与すると便秘になるという観察から、腸内細菌叢もこの活動に関わるのではないかと推察されていた。この腸内細菌叢による腸管神経系の調節メカニズムを解明するのがこの研究の目的だが、このために腸内神経系を標識して各領域から神経細胞だけ精製できるようにし、まず遺伝子発現を比べ、同じ神経細胞でも小腸と大腸では発現している遺伝子が異なることを確かめている。

こうしてリストした神経発現遺伝子は腸内に一定の細菌が存在する状況で検出したもので、この一定の細菌が遺伝子発現に影響しているのか、細菌が存在しないマウスの腸内神経の遺伝子発現と比べている。この研究では特に大腸で細菌依存的に発現が上昇する分子を探し２５種類の分子をリストし、この中で神経系の活動に最も関わる可能性があるとして、腸内では神経系にだけ発現しているAhR分子に着目し、研究を進めている。

この結果もまたAhRが細菌のセンサーとして働いているという結果だが、この研究はどの分子がAhRと結合しているのかについては特定できていない。しかし、抗生物質を投与するとAhRの発現が低下し、それとともに腸管の蠕動が低下する。次に、人工的AhR刺激分子により誘導され、腸管神経の興奮に関わる分子を探索し、いくつかの遺伝子とともに内向き整流カリウムチャンネルを特定する。あとは遺伝子操作を用いて、神経細胞内のAhRが確実に腸管の蠕動調節に、腸内細菌叢依存的に関わっていることを明らかにしている。 

以上が結果で、確かにAhRが登場すると、腸内細菌叢が合成する分子が直接私たちの様々な細胞に働きかけるチャンネルができることがよくわかった。臨床的には、抗生物質投与で起こる便秘に対して、あるいは腸内細菌の変化による便秘に対してAhRを刺激する治療法も可能性があると思った。

CRISPR/Casによるゲノム操作はいつでも臨床応用可能な段階にあり、どこから論文が発表されてもて驚くことはない。臨床研究が被験者の権利を毀損することがないのか、正しい選択なのか、そして効果はあるのかを淡々と読み取っていけばいい。とはいえ研究者にすれば一番乗りがしたいことも確かだろう。実用化が時間の問題になったということは、そういうことだ。

今日紹介するCAR-T臨床応用をリードしているペンシルバニア大学からの論文は得意のCAR-T分野にCRISPRを用いて臨床応用一番乗りを目指したと思われる治験研究で２月６日号のScienceに掲載された。タイトルは「CRISPR-engineered T cells in patients with refractory cancer (CRISPRにより操作されたT細胞を治療耐性ガンに用いる)」だ。

論文ではこれが臨床研究１番乗りだと書いているが、対象は遺伝子導入した自己T細胞で、培養中でCRISPRによる遺伝子ノックアウトに使っている。骨髄腫や軟部肉腫に発現しているガン抗原に対するT細胞抗原受容体（TcR）を自己T細胞に導入してガンを殺させるキメラ受容体ではなく、TcRそのものを利用したT細胞治療だ。ただ、この場合導入したTcRαとβがホスト側のTcRとも融合するので、ガン抗原特異的TcRの発現確率が低下する。そこで、ホスト側のTcR遺伝子をノックアウトするのにCRISPRを使うことになる。このためにはα、β二つの遺伝子をノックアウトする必要があり、CRISPRを用いるのが最適の選択と言える。

この研究ではさらにT細胞のチェックポイント分子PD-1もノックアウトを同時に行なっている。具体的にはレンチウイルスベクターでガン抗原に対するTcR遺伝子を導入、同時にCas9と３種類のガイドRNAを導入してランダムに書く遺伝子をノックアウト、細胞を選択することなくそのまま増幅を行なっている。

遺伝子操作に成功した細胞を選択しないというのがミソで、CRISPRの高い効率を信じてのことだ。試験管内で増やした段階で、それぞれの遺伝子がノックアウトされている確率は１０−５０%ぐらいで確かに高い。ただ、３種類がノックアウトされた細胞はよくても１０％しかないことになる。とはいえ、ガンに対するキラー活性を比べると、遺伝子ノックアウトした方が活性が倍になっている。

この治験は第１相試験で、こうして作成したキラー細胞が安全かどうかを確かめている。重要なのはCAR-Tと比べて、強い刺激によるサイトカイン分泌による症状はない。Single cell trascriptomeを用いた方法で調べると、たしかにノックアウトされた細胞が長期間維持されていることがわかる。しかし、PD-1をノックアウトした細胞は長期間培養すると減少するので、キラーとしては使えるが、記憶細胞として維持するにはノックアウトしない方が良いことがわかった。

次にCas9で心配されるオフターゲット遺伝子への影響だが、多くはないが確かに０–２%の範囲で検出される。さらに、染色体転座も検出されるが、３例の患者さんでは特に問題にはならなかった。

最後に臨床結果だが、1人は亡くなり、２人が現在生存しているが腫瘍の進行が見られなかった期間は１ヶ月ほどで、現在は他の治療法を合わせてなんとか生存している。

以上が結果で、もともとノックアウトなしに移植が行われているTcRトランスジェニック細胞を用いることで、細胞移植自体の問題を全てクリアーできる形でCRISPRを使ったのはいい選択と言えるだろう。ただ、３種類の遺伝子を全部最初からノックアウトして本当に良かったのか、例えばノックアウトしやすいαだけで良かったのではないかなど、効果が期待ほどではないため反省点は多い気がする。しかし、これを皮切りにCRISPRの臨床応用は爆発的に進むと思う。

New England Journal of MedicineのWebサイトには刻々コロナウイルス感染についての情報が掲載されており、今日見られる最初のページには、米国の最初の症例、コロナウイルスの最初の感染動態、ベトナムのヒト・ヒト感染例、コロナウイルス分離、そして編集者からコロナについての論文を特別に掲載するサイトを設けたことについてのお知らせなどが掲載されている。もちろんNEJMだけでなく、多くの雑誌でもそうで、これらを眺めていると、中国の研究者たちが大車輪で研究を続け、新しいデータを論文として続々発表しているのがよくわかる。この結果、ウイルスの本態から臨床までかなりのことがすでに明らかになった。SARSを機会にシンガポールの分子生物学研究が急速に発展したのと同じで、中国の研究もこれを機会にさらに加速される気がする。

ただ唯一目にできていないのが免疫反応だが、NEJMを見るとすでにウイルス感染実験系が整備され、ウイルス粒子を精製でき、ゲノムもわかっているので今月ぐらいから発表が始まるのではと期待する。発病する人しない人などを含め、免疫反応の解析は今後ウイルスの治療法開発に必須だ。現在いくつかの抗ウイルス薬が試されているが、最終的にはワクチンと抗体治療が最も確実な方法になる。事実エボラを見ると、多くの薬剤が試されたが、結局安定的治療効果ありと判定されたのは２種類のモノクローナル抗体だけだった。コロナの場合、重症化すると急性呼吸窮迫症候群へ移行する確率が高いので、抗体治療は重要になる。もちろん、今すぐ製剤として用意するのはハードルは高いが、新型コロナウイルスが新型インフルエンザのように一般病として定着した場合、モノクローナル抗体を用意することは重要だろう。

前置きが長くなったが、今日紹介する米国感染症研究所からの論文は昨年問題になったジカウイルスとデングウイルスの両方に効果があるモノクローナル抗体を特定した研究で２月３日Nature Medicineにオンライン発表された。タイトルは「Potent Zika and dengue cross-neutralizing antibodies induced by Zika vaccination in a dengue-experienced donor （デングウイルス経験者にジカウイルスワクチン接種した時に誘導されたジカウイルスとデングウイルス両方に高い効果を示す抗体）」だ。

この研究は不活性化したウイルスを用いたワクチンの効果を調べる過程で、極めて高い反応を示した被験者が見つかったことに始まっている。調べてみると、以前に同じフラボウイルスであるデングウイルスに感染経験があり、できた抗体はデングにもジカにも効果があることがわかった。

そこで同じ人のB細胞から抗原と結合する細胞を精製し、単一細胞レベルで抗体遺伝子を１１６種類単離、そのうちの一つがジカウイルスとデングウイルスに共通に存在する分子に結合して、ウイルスの細胞への融合を阻止することを明らかにしている。また、動物への感染実験系でも完全にウイルスを抑えることができている。

以上の結果は、すでにデングウイルス感染を経験した人では、ジカウイルスワクチンに対する反応が高いだけでなく、ジカにもデングにも効果がある抗体が作られることを意味する。これを確かめるため、プエルトリコで同じワクチン接種を行い、デングウイルス経験者だけで両方に反応する抗体が誘導できることを示している。

この結果を今回のコロナに当てはめてみると、中国ですでにSARSに感染歴のある人は、新型コロナに対するワクチンの反応性がいい可能性がある。実際、ウイルス感染分子は両者で極めてよく似ている。従って、登録されたSARS感染経験者は、今後治療用モノクローナル抗体遺伝子探索に適している可能性がある。もちろん、現在進行中の患者さんや感染者での抗体反応の解析、そして遺伝子の単離も重要だが、この中からSARSにも新型コロナにも反応する治療用の抗体が作れるかもしれない。そして同じ抗体は、今後のまた新しいコロナにも効果がある可能性がある。

世間は大騒ぎだが、喧騒を取り除いて眺めてみると、研究は着実に進んでいるという実感がある。

以前シナプスを整理する剪定が補体により行われており、補体成分C4が上昇している統合失調症では剪定が高まっていることを示した論文を紹介した（https://aasj.jp/news/watch/4790 ）。この時は不思議なこともあるものだと思っていたが、その後例えば高齢者になると脳内で補体成分が高まり、またその一つをノックアウトしたマウスは物忘れが起きにくいなどといった論文が発表されると、かなり確かな話になってきたように思う。

今日紹介する中国・浙江大学からの論文はこの過程にミクログリアが関わることを示した研究で２月７日号のScienceに掲載された。タイトルは「Microglia mediate forgetting via complementdependent synaptic elimination（ミクログリアは補体依存的シナプス除去を介して忘却に関わる）」だ。

「忘却とは忘れ去ることなり」などと書くと歳が知れるが、忘れ得ない悲しさを描いた「君の名は」は我々の親の世代の大ヒットで、それが私たちの記憶にも植えつけられている。この研究はこの忘れ得るためのメカニズムにミクログリアが関わっていると着想し、恐怖記憶があると立ちすくむという反応を指標に、立ちすくみが消失する過程でミクログリアの活動を落として調べている。

結果は予想通りで、ミクログリア選択的に除去する遺伝的方法や、ミクログリアの活動を支えるCSF1受容体を阻害すると、記憶が長く続く。すなわち忘れ去ることができない。また、実際の神経活動でみると、記憶の呼び起こしで活動する記憶痕跡細胞の数が増えている。さらに、シナプスの構成要素がミクログリアに取り込まれている。

以上のことから、忘却にはミクログリアが関与するシナプス除去が必要であることが明らかになった。ではミクログリアは何をしているのか？それを確かめるため、ミノサイクリンを用いてミクログリアの貪食を止めると、シナプス分子のミクログリアへの移行が低下する。

以上のことからミクログリアは何らかの機構で破壊されたシナプスを貪食することで、忘却に関わると結論している。これがこの研究のハイライトで、あとはこれまでわかっているシナプス剪定とミクログリアの関わりを詳しく確かめている。

その結果、シナプスの剪定には補体が関与するが、最初のトリガーとなるC1qはミクログリアが分泌すること、このトリガーには神経活動が関わっていること、神経増殖依存性のシナプス形成も、非依存的形成も、ともにミクログリアによるシナプス剪定に関わることを、様々な遺伝学的ツールを駆使して明らかにしている。

正直、ミクログリアのC1qがシナプス選定のトリガーになり、これによりシナプスが破壊される過程でまた、ミクログリアの貪食で最終的後始末がされていること以外は、これまでシナプス剪定と忘却について知られていることを、ミクログリアに関連づけていく研究だが、時間と金のかかった大変な仕事だ。

先日ミクログリアが神経細胞体と相互作用して健康を維持する話を紹介したが、ミクログリアの機能の多彩さがよく理解できた（https://aasj.jp/news/watch/12336）。

動物の行動研究というと、刺激に対して反応する脳細胞の活動を調べることと同義だが、動物であっても脳内ではいくつかの可能性を考えながら行動が選ばれているのは間違いない。このこれまでの経験に基づいて未来を予想する脳のメカニズムを動物で研究するのは容易でない。

今日紹介するカリフォルニア大学サンフランシスコ校からの論文はみなさんにおなじみの場所を記憶する細胞の活動を用いて、行動が決まるまえにこれらの細胞の活動を組織化している脳のリズムについて明らかにした研究で２月６日号のCellに掲載された。タイトルは「Constant Sub-second Cycling between Representations of Possible Futures in the Hippocampus （可能な未来を表象する海馬細胞同士の秒以下の単位で進む持続的サイクル）」だ。

この研究でもGPS細胞として有名な海馬の場所細胞を用いている。すでにおなじみのように、右か左かを選ぶ迷路の場合、右を選んだ後活性化する細胞と、左を選んだ時に活性化する細胞に別れる。ただ、迷路全体を自由に動いているときに海馬の活動を細胞レベル、集団レベルで記録し、これをミリ秒単位の時間軸にプロットすると、驚くことに125msを単位とする時間サイクルの中で、右側と左側を表象する細胞が交互に興奮していることに気づく。

もっと驚くのは、細胞の集団レベルで見ても、８Hzサイクルの中で右細胞と左細胞が交互に興奮しながらラットは進み、最後にどちらかが選ばれると右なり左なりの細胞だけが持続的に興奮するようになる。

この研究のハイライトはこの発見で、要するに行動が決まるまでは、どこかからくる8Hzの脳のサイクルに合わせて、右左と交互にスイッチが入り、右の細胞は全てが同じフェーズで活動し、左の細胞は全て異なるフェーズで興奮している。さらにいうと、「どちらにしようかな」と、右左と考えがコロコロ変わりながら、最後に行動が選ばれるというプロセスが明らかになった。

詳細は省くが、頭の動きや、動きの方向性など、それに関わる神経活動は全てこの８Hzのサイクルによって組織化されている。すなわち、選ばなかった行動も、未来の可能性として細胞レベルで頭の中で表象され、しかも表象の提示はランダムでないという結果で、感動する。

神経集団で見てもこのサイクルは捕まるので、脳波計なら人間でも研究は可能だろう。もともと８Hzはθ波として抽出されており（人間の場合このサイクルが８H稼働かはわからないが）研究も可能な気がする。とくに、この全体のリズムを決めるサイクルがどこから出てくるのか、興味が尽きない。

最近の小児アレルギー研究の最大の成果は、アトピー性皮膚炎の多くが皮膚のバリアーの機能不全で起こることがわかり、生後油性の保湿成分を塗ってバリアー機能を回復させることが一般に行われ、アトピー性皮膚炎の発症が劇的に減ったことだろう。このように、小児期の免疫反応を変化させて将来のアレルギーマーチを防ぐことは重要な課題だ。

今日紹介するコペンハーゲン大学からの論文は生後１８ヶ月目の末梢血で調べられる免疫機能を詳細に調べ、この結果と喘息の発症との相関を調べ、発達期に可能な予防手段を探すための研究で2月5日号のScience Translational Medicineに掲載された。タイトルは「Distinct immune phenotypes in infants developing asthma during childhood （小児期の喘息へ発展する幼児の免疫形質）」だ。

デンマークはコホート研究が極めて盛んな国だが、この研究は子供を追跡して、喘息が発生する条件を探るためのコホートで、２０１０年に始まっている。子どもの発達で１８ヶ月目というのは、内外の環境の変化を受けてT細胞が成熟する時期で、この研究ではこの時の免疫機能を詳細に調べ、反応性で１−７までのタイプに分けている。検査も徹底しており、末梢血中の細胞の種類や量だけでなく、ウイルス、細菌感染などを想定して、自然免疫に関わるTLRを別々に刺激し、その時に出てくるサイトカインを調べる念の入れようだ。この何百にも及ぶ検査を、５００人を超す子供で調べたということ自体おどろく。末梢血で調べられるほとんどの免疫機能検査を行ったといっていいだろう。

その結果まずわかったのは、子供たちの免疫機能を、TLR刺激によるサイトカインの分泌から７タイプに分けられることを明らかにしている。すなわち、ウイルス感染や、細菌感染などの印がこの検査に反映され、子供達の免疫システムの違いを生んでいるということがわかる。例えば、ウイルスなどの細胞内刺激に反応しやすい子供は、TLR7/8やTLR3に反応するし、一方バクテリアに反応しやすい子供はTLR4やNODに強く反応することになる。

ではこの１８ヶ月目の免疫のサブタイプと喘息の発症は相関するのか？

この研究では小児期に一過性に起こる喘息と、発症後持続する喘息に分けて調べている。このコホートでは一過性、持続性を合わせてなんと１６％が喘息を発症し、７％は持続性の喘息になっている。このように小児の喘息の頻度は極めて高い。

このなかで、TLR7/8に対する反応が異常で、特に好中球からの炎症性サイトカイン産生が高まっている子供は、一過性の喘息にはなるが、持続はしない。しかし、これにより強くT細胞の反応（TH２反応）によるIL-5やIL-13の産生亢進が合併すると、今度は持続性の喘息になることがわかった。

最後に、ではこのTH2反応と相関する出来事はあるかと調べると、喘息の発生しなかった子供と比べ１ヶ月までに気道感染症状が出た患者さんで喘息発症が高いことを明らかにしている。

データをよくみると、もちろん全ての喘息に当てはまるのではなく、相関があるというレベルの結果だが、しかし１０％程度の子供の喘息発症を、気道感染を防ぐことで抑えることができるとすると、大きな数字だ。

要するにここまで様々な項目による分類が進むと、今後様々な免疫の発症につながるホストの条件もますます明らかになるように感じる。特に目新しい検査をしているわけではないが、徹底して行うことで新たなことが見えてくるという典型だと思う。