【研究の要旨とポイント】 腸内細菌が食物繊維からつくり出す短鎖脂肪酸、なかでも酪酸が、免疫の司令塔である樹状細胞の分化を制御する仕組みを、はじめて明らかにしました。 酪酸が遺伝子の読み取りやすさを調節するエピジェネティックな作用を介して転写因子PU.1のはたらきを高め、樹状細胞の分化と、腸管への移動に関わる分子の発現をともに促していることがわかりました。 食事由来の一般的な成分が免疫のはたらきを左右しうることを示した成果であり、アレルギーなどの過剰な免疫反応による疾患の新たな予防・治療法開発につながると期待されます。 【研究の概要】 東京理科大学 先進工学部 生命システム工学科の西山 千春教授らの研究グループは、食物繊維から腸内細菌がつくり出す短鎖脂肪酸（＊1）、なかでも酪酸が免疫の調節にどのように関わるのかを明らかにしました。本研究により、食事由来成分である酪酸が、転写因子PU.1（＊2）のはたらきを高めることで、樹状細胞（＊3）の遺伝子発現調節に関わることが示されました。 転写因子PU.1は、樹状細胞の分化を方向づける「マスター転写因子」です。樹状細胞は、体内に侵入した異物の情報をリンパ球に伝える、免疫の司令塔ともいえる細胞です。 短鎖脂肪酸は、消化されにくい食物繊維を腸内細菌が分解する際につくられる代謝産物で、酪酸や酢酸、プロピオン酸などの総称であり、免疫細胞にはたらきかけて炎症やアレルギーを和らげることが知られています。一方、短鎖脂肪酸が樹状細胞の分化にどのような影響を与えているのかは、よくわかっていませんでした。 本研究グループは、マウスの樹状細胞を用いて酪酸の作用を解析しました。その結果、酪酸はヒストン脱アセチル化酵素（HDAC、＊4）のはたらきを抑えるエピジェネティックな作用（＊5）によって、転写因子PU.1の遺伝子のスイッチを入りやすくし、樹状細胞の分化と、腸管への移動に関わる接着分子の発現をともに高めることを突き止めました。 本研究は、酪酸というありふれた食事由来成分が、PU.1を起点に免疫細胞のはたらきを左右しうることを遺伝子・細胞レベルで示したものです。アレルギーや炎症、自己免疫疾患など、過剰な免疫反応による疾患の予防・治療法の開発につながる成果として期待されます。 本研究成果は、2026年6月18日に国際学術誌「Allergology International」にオンライン掲載されました。 【研究の背景】 本研究グループは、腸内細菌代謝産物や食品由来成分が免疫反応に及ぼす影響について研究を進め、短鎖脂肪酸がIgE依存的なアナフィラキシー反応を緩和すること（※1）、多価不飽和脂肪酸の乳酸菌代謝産物が炎症反応を抑制すること（※2）、ポリフェノールの一種であるケンフェロールが樹状細胞のレチノイン酸合成能を促進して制御性T細胞の分化を促すこと（※3）などの、分子機構を明らかにし、免疫関連疾患への効果を報告してきました。 ※1 「短鎖脂肪酸がアレルギーを抑制する作用機構を解明」 ※2 「腸内乳酸菌による脂肪酸代謝産物が抗炎症作用を示し炎症性腸疾患を緩和することを明らかに」 ※3 「抗炎症免疫応答に寄与するRALDH2の発現を促す食品由来物質を同定」 今回は、樹状細胞の遺伝子発現に対する短鎖脂肪酸の作用について着目しました。 私たちが口にする食物繊維は、ヒト自身の消化酵素では分解できませんが、腸内細菌がこれを発酵・分解する過程で短鎖脂肪酸がつくられます。 これまでの数多くの研究から、この短鎖脂肪酸が免疫細胞に作用し、炎症性腸疾患やアレルギーといった、過剰な免疫反応による疾患を和らげることがわかっていました。 一方、免疫応答の出発点を担う樹状細胞については、未解明の点が多く残されていました。樹状細胞は、体内に侵入した異物を取り込んでその情報をリンパ球に伝える、免疫の司令塔ともいえる細胞です。しかし、この樹状細胞の分化や、体内での分布に対し、短鎖脂肪酸がどう関わるのかは、ほとんどわかっていませんでした。 とくに、樹状細胞の分化を方向づける転写因子PU.1に、食事由来の成分が影響しうるのか、また影響するとすればどのような仕組みによるのかも明らかにされていませんでした。 【研究結果の詳細】 研究グループはまず、マウスの骨髄から分化させた樹状細胞に様々な短鎖脂肪酸（酪酸、プロピオン酸、吉草酸、酢酸など）をそれぞれ添加し、細胞表面の分子や細胞のタイプがどう変化するかを調べました。 その結果、短鎖脂肪酸、特に酪酸を加えたときに、抗原提示関連分子（MHCクラスII、CD86など）が増えるとともに通常型樹状細胞（cDC）の割合が高まり、別のタイプである形質細胞様樹状細胞（pDC）の割合が低下することがわかりました。さらに、腸管の粘