緑が腸幹細胞、赤が細胞分裂。クレジット:Helmholtz Munich / Anika Böttcher
腸は私たちのエネルギーバランスを維持するために不可欠であり、栄養と栄養バランスの変化に素早く反応するマスターです.それは、特に食物成分の吸収やホルモンの分泌に特化した腸細胞の助けを借りてこれを行う.成人の場合、腸の細胞は 5 ～ 7 日ごとに再生します。消化器系の自然な適応性にとって、腸幹細胞からあらゆる種類の腸細胞を絶えず更新および発達させる能力は非常に重要です。しかし、糖分と脂肪の多い食事が長期にわたって続くと、この適応が妨げられ、肥満、2 型糖尿病、および胃腸がんの発症に寄与する可能性があります。
この不適応の背後にある分子メカニズムは、ヘルムホルツ ミュンヘンおよびミュンヘン工科大学の Heiko Lickert と彼のグループの研究分野の一部です。科学者たちは、腸の幹細胞が不適応において特別な役割を果たしていると考えています。マウスモデルを使用して、研究者は高糖高脂肪食の影響を調査し、対照群と比較しました.
高カロリーの食事から胃腸がんのリスク増加まで
「私たちが最初に気づいたのは、高カロリーの食事で小腸のサイズが大幅に増加することでした」と研究リーダーのアニカ・ベッチャーは言います. 「Helmholtz Munich の Fabian Theis の計算生物学者チームと協力して、対照食と高脂肪/高糖食を与えられたマウスの 27,000 の腸細胞のプロファイリングを行いました。このように、新しい機械学習技術を使用して、不健康な食事をしたマウスでは、腸幹細胞の分裂と分化が大幅に速くなることを発見しました。」研究者らは、これは関連するシグナル伝達経路のアップレギュレーションによるものであり、多くの癌で腫瘍増殖の加速に関連していると仮定しています。 「これは重要なリンクである可能性があります。食事は代謝シグナル伝達に影響を与え、腸幹細胞の過剰な増殖につながり、最終的には胃腸がんのリスクを高めます」と Böttcher は述べています。
この高解像度技術の助けを借りて、研究者はホルモン分泌細胞など、腸内のまれな細胞タイプを研究することもできました.彼らの調査結果の中で、彼らは不健康な食事が腸内のセロトニン産生細胞の減少につながることを示すことができました.これは、腸の慣性（糖尿病に典型的）または食欲の増加をもたらす可能性があります.さらに、この研究は、吸収細胞が高脂肪食に適応し、その機能が増加し、体重増加を直接促進することを示しました.
非侵襲的治療のための重要な基礎研究
この研究から得られたこれらおよびその他の発見は、高カロリーの食事に関連する病気のメカニズムの新たな理解につながります。 「私たちが発見したことは、代替の非侵襲的治療法を開発する上で非常に重要です」と、研究リーダーのハイコ・リッカートは結果を要約して述べています.今日まで、肥満および糖尿病を予防、停止、または逆転させるための薬理学的アプローチはありません。肥満手術だけが永久的な体重減少を引き起こし、糖尿病の寛解につながることさえあります.しかし、これらの手術は侵襲的であり、元に戻すことはできず、医療制度にとって費用がかかります。新しい非侵襲的治療法は、たとえば、セロトニン レベルの標的調節を通じてホルモン レベルで発生する可能性があります。研究グループは、その後の研究でこのアプローチと他のアプローチを検討します。
参考文献:「マウスの腸幹細胞機能の食事誘発性変化は、肥満と前糖尿病の根底にある」アレクサンドラ・アリルーエフ、ソフィー・トリチュラー、マイケル・スター、レナ・オッペンレンダー、ジュリア・ヒンタードブラー、トビアス・グレイスル、マーティン・イルムラー、ヨハネス・ベッカーズ、ナ・サン、アクセル・ウォルチ、 Kerstin Stemmer、Alida Kindt、Jan Krumsiek、Matthias H. Tschöp、Malte D. Luecken、Fabian J. Theis、Heiko Lickert、Anika Böttcher、2021 年 9 月 22 日、Nature Metabolism .
DOI:10.1038/s42255-021-00458-9
Heiko Lickert と Anika Böttcher は、ヘルムホルツ ミュンヘンのヘルムホルツ糖尿病センターで研究を行っています。彼らは、腸機能障害に関連する多数の広範な疾患に対する再生治療アプローチの開発を専門としています。リッカートは、糖尿病および再生研究研究所の所長であり、ミュンヘン工科大学 (TUM) の教授でもあります。どちらもドイツ糖尿病研究センター (DZD) の科学者です。
現在の研究は、Nature Metabolism のカバー ストーリーとして公開されています。
