Photo by Kohji Asakawa / Pixabay

100兆個以上!「おなかの中の花畑」は、我らを支えるパートナー

「腸内フローラ」は巨大パワーの小宇宙
好評シリーズ「WPI世界トップレベル研究拠点」潜入記第3回!

WPI(世界トップレベル研究拠点プログラム)は、異なる研究分野間、言語と文化の垣根を超えて世界の英知が結集する、世界に開かれた国際研究拠点を日本につくることを目指して2007年、文部科学省が策定した研究拠点形成事業で、2019年現在、全国に13研究拠点が発足しています。

今回の舞台は大阪大学免疫学フロンティア研究センター(以下、IFReC)。拠点長の竹田潔教授に、みんなが気になる「おなか」の話を聞きました!

「内なる外」と呼ばれる不思議な臓器

「内なる外」と呼ばれる場所が我々の身体の中にあるらしい。

「消化管」である。消化管とは口から食道、胃、小腸、大腸を経て肛門に至る一本の管のこと。

おなかの中にあるのに「外」と言われても一瞬、意味が分からないが、コーヒーカップとドーナツを同じ形と見なすトポロジー(位相幾何学)の視点から見れば、人間の消化管は鉄パイプや土管の内側と同じ。入口と出口を塞がない限り、「身体の外」に置かれた環境なのだ。

消化管は「外」なので、当然、人間の身体の構成要素とは異なるさまざまな「異物」が通り過ぎていく。が、通り過ぎるばかりではない。住み着いている輩がいる。

そう。「腸内細菌」だ。

腸内フローラ、善玉菌、悪玉菌、プロバイオティクス。誰もが一度は耳にしたことがありそうなこれらの言葉はみな、腸内細菌に関する言葉である。

主に我々の大腸に住み着いている膨大な数の腸内細菌は菌種ごとの塊になって腸の壁に張り付いている。その姿を顕微鏡で覗いてみると、まるで「お花畑」のように見えるため、腸内フローラと呼ばれている。

人間の身体には、体内に入ってこようとする異物(ウイルスなど)を排除する「免疫」というシステムが備わっている。腸においても病気を引き起こす菌が入ってくれば免疫システムが排除する。

しかし、多くの腸内細菌は身体にとって異物であるにもかかわらず、排除されずに腸に住み続けて、いわば人間と共存している。異物でありながら市民権(というか居住権)を得ているわけだ。どうして、そんなことが可能なのだろうか。

それから、もうひとつ、疑問がある。

炎症性腸疾患という難病があるのだが、これは免疫システムが異常をきたして腸の細胞を攻撃してしまい、腸に炎症を起こす病気だ。市民権を得た腸内細菌と人間がうまく共存しているはずの腸という場所で、なぜ、そんな厄介な病気が起こるのか。

世界トップレベル研究拠点(WPI)潜入記、今回は、そんな腸に関する素朴な疑問に答えを与えてくれそうな粘膜免疫学の第一人者、大阪大学免疫学フロンティア研究センター(WPI-IFReC)の竹田潔拠点長(WPI-IFReC主任研究員。大阪大学教授)を訪ねることとした。

IFReC大阪大学免疫学フロンティア研究センター(WPI-IFReC) 提供:IFReC

DNA解析によって腸内細菌の全貌が明らかに

「やあ、いらっしゃい。腸内細菌のことを聞きたいと? それではまず、消化管と免疫の話から始めましょう」

フランクに解説を始めてくれた竹田教授の話はとても分かりやすい。我々のような素人でも立ち止まることなく理解が進んでいく。

消化管は口から始まって食道、胃、小腸、大腸を経て肛門で終わる管状の組織である。胃と小腸では食べ物を消化して栄養素を作り出す。その栄養素を小腸と大腸が体内に吸収する。小腸と大腸の内側の表面積はテニスコート1.5面分くらいあり、人体でもっとも広い表面積を持った組織である。

なるほどなるほど……そして、面白いことに、消化管には人体でもっとも多い数の免疫細胞が存在している。

「教科書などには、リンパ節などのいわゆる『免疫組織』や血液中だけに免疫細胞があるかのように書いていることが多いのですが、決してそんなことはないのです」

竹田潔教授竹田潔教授

人間が食事をする際には、食中毒などいろいろな病気を引き起こす微生物も口の中に入ってくるので、そうした微生物由来の感染症を防ぐために免疫細胞がある。人体の中で感染症のリスクがもっとも大きいのが消化管なので、もっとも多い数の免疫細胞があるのだと考えられているとのこと。

その一方で、腸内には病気を引き起こさない菌もたくさんいて、腸内細菌は見事なまでに宿主(人間)と共生関係にある。共生関係とは互いに良い影響を与え合う関係のこと。

ふむふむ、つまり、それは腸内環境が良ければ免疫力が上がったり健康体を保てたりするという話につながるわけですな。

「実は、10年ほど前まで腸内細菌とはどんなものなのか、明確にはわかっていませんでした」

え! そうなのですか?