研究者らは人間の頭蓋骨骨髄にも、同様の免疫細胞が存在する証拠を見つけた。
長年にわたり、科学者たちは脳と免疫系は交流しないと考えていた。しかし新しい研究は、脳が免疫系とやり取りするだけでなく、他の臓器より近い場所に免疫の「セキュリティ拠点」を配置していることを示している。Nature に掲載されたこの研究は、骨の中にこのような免疫ハブがあることを初めて見つけたものだ。
「この研究は、頭蓋骨髄が単なる構造的枠組み以上の存在であり、脳特異的な免疫反応のこれまで認識されていなかったハブを内包していることを示しています」と、上級著者のジョナサン・キプニス博士は語る。彼は病理学・免疫学のアランA.およびエディスL.ウォルフ名誉教授で、WashU MedicineのBJC研究員でもある。「この局所的な免疫ニッチを明らかにすることは、神経免疫相互作用の見方を変え、脳腫瘍や他の神経疾患の治療に向けた新たな道を開く」
Knowing that the brain relies on first responders in the surrounding skull for defense has the potential to change how we think about developing therapies for many neurological conditions
Jonathan Kipnis
キプニス研究室は、脳が免疫系から遮蔽されているというかつて広く受け入れられていた考えに挑戦した。脳を覆う外層組織である硬膜を貫いて走るリンパ管を発見したことだ。最近では、頭蓋骨、硬膜、脳組織を結ぶ小さな物理的チャンネルを特定し、脳と周囲の頭蓋骨髄の間を免疫細胞と細胞廃棄物が直接移動する経路を明らかにした。
この新しいマウスを用いた研究では、脳からこれらのチャンネルを通って頭蓋骨髄へ直接輸送されるタンパク質の動きを追跡し、リンパ節に通常見られる免疫系の構造を発見した。これらは免疫系の訓練拠点として機能し、T細胞濾胞ヘルパー細胞がB細胞と呼ばれる他の免疫細胞を助け、大量の強力な抗体を作り出して病気や感染と戦うのを支援する。
「このような構造が健康な骨髄にあるのを私たちは今まで見たことがない」と、本研究の第一著者でキプニス研究室のポスドク研究員であり、今年秋にKAIST（韓国科学技術院）で独自の研究室を開く予定のパク・ジャンヒョン博士は語った。「複雑な脳には、それを防御するための独自の特化した免疫構造が必要であることを示す、わくわくする発見だ」
これらの近接ハブが脳疾患から実際に保護する働きをしているかを検証するため、研究チームは脳腫瘍の一種であるグリオブラストーマのモデルを用いた。脳腫瘍を抱えるマウスでは、頭蓋骨免疫ハブを薬剤で崩すと、健全なハブを持つマウスより腫瘍が速く成長した。機能を妨げると生存率が低下し、脳はこれらの局所センターを防御に積極的に依存していることが示された。
さらに、頭蓋髄内で抗体生産を大幅に高める標的治療法を開発した。頭皮のすぐ下に適用するゲルを用いて3種類の免疫増強タンパク質の混合物を投与することで、腫瘍と戦う免疫反応の波を誘発し、がんを攻撃させた。研究によれば、これらの反応はまず頭蓋骨髄の免疫ハブで発生し、その後、頭蓋骨の外側にある近隣のリンパ節で起こった。ゲルを投与されたマウスは、対照マウスと比較して腫瘍排除がより良く、長生きした。
「この発見は、神経免疫学に関する我々の現在の理解を根本的に変える」とキプニスは語る。「脳が周囲の頭蓋骨にいる第一対応者に防御を依存していることを知ることは、アルツハイマー病、パーキンソン病、統合失調症、ロングコビッド、そして免疫的要素を含む多くの他の神経疾患の治療法開発の考え方を変える可能性がある。こうした治療は頭蓋骨を直接通じてこれらの免疫ハブにアクセスでき、周辺部への大きな副作用を伴わない可能性がある。」
出典: ワシントン大学医学部 セントルイス校; 著者 マルタ・ヴェゴルジェフスカ
