Article
神経科学：微生物相によるニューロンのプログラム化が腸の生理機能を調節する
Nature 578, 7794 doi: 10.1038/s41586-020-1975-8
神経による内臓器官機能の制御は、恒常性および健康に必須である。腸の蠕動運動は、消化生理機能や宿主防御に非常に重要であり、消化管障害では調節異常が見られることが多い。食餌や微生物相などの管腔内要因は、腸の運動性の神経性プログラムを調節するが、その根底にある分子機構は分かっていない。今回我々は、転写因子のアリール炭化水素受容体（AHR）が腸の神経回路においてバイオセンサーとして機能し、回路の機能的出力を腸管内の微生物環境と結び付けていることを示す。我々は、腸の異なる区画と微生物相状態を示すマウスの腸ニューロンの核内RNA塩基配列解読を用いて、結腸に固有の神経ネットワークは独特な転写プロファイルを示し、これらのプロファイルは宿主の遺伝的プログラムと微生物の定着が組み合わさった作用により制御されることを実証する。微生物相によって遠位消化管のニューロンにおけるAHRの発現が誘導されると、これらのニューロンが管腔環境へ応答してニューロン特異的なエフェクター機構の発現の誘導が可能となる。Ahrのニューロン特異的な欠失、あるいはAHRの負のフィードバック調節因子CYP1A1の構成的過剰発現は、結腸の蠕動運動低下を引き起こし、これは微生物相を枯渇させたマウスで見られる状態と類似していた。最後に、抗生物質を投与したマウスの腸ニューロンでAhrを発現させると、腸の運動性が部分的に回復した。以上より、我々の実験は、腸ニューロンにおけるAHRシグナル伝達が調節ノードであり、このノードが管腔環境と腸神経回路からの生理的出力を統合して、腸の恒常性と健康を維持していることを示している。
