海を汚染するマイクロプラスチック問題はよく知られていますが、もし、それよりもはるかに小さく、私たちの細胞の中にまで入り込む「ナノプラスチック」が、体内で“伝言ゲーム”を乗っ取り、静かに健康を蝕んでいるとしたらどうでしょう？ 台湾の画期的な研究が、ナノプラスチックが直接的な毒で攻撃するのではなく、細胞同士のメッセージ物質を操ることで、私たちの腸内環境を内側から崩壊させる驚くべきメカニズムを解き明かしました。
画期的な台湾の研究が、ポリスチレンナノプラスチックが宿主と微生物のコミュニケーションを細胞外小胞を介して伝達されるマイクロRNAを通じて操作することにより、直接的な毒性ではなく腸の健全性を破壊することを明らかに
2025年6月10日、学術雑誌「Nature Communications」に掲載されたオープンアクセス研究は、ナノプラスチックが腸内環境に害を及ぼす驚くべきメカニズムを明らかにしました。論文タイトルは「Polystyrene Nanoplastics Disrupt the Intestinal Microenvironment by Altering Bacteria-Host Interactions Through Extracellular Vesicle-Delivered MicroRNAs（ポリスチレンナノプラスチックは細胞外小胞によって運ばれるマイクロRNAを介して細菌と宿主の相互作用を変化させることで腸内微小環境を破壊する）」で、この研究は台湾の国立嘉義大学のバオホン・リー教授（Professor Bao-Hong Lee）の監修のもと、ウェイシュアン・シュー氏（Wei-Hsuan Hsu）とヨウヅォ・チェン氏（You-Zuo Chen）が主導し、同じく台湾の国立成功大学との共同で行われました。この統合的な研究は、ナノプラスチックが、直接的な毒性によってではなく、分子レベルでの妨害を通じて、宿主細胞と腸内細菌叢との間の繊細な共生関係をいかにして損なうかを浮き彫りにしています。
プラスチック汚染はより小さく、その影響はより深く
マイクロプラスチック汚染が長年世界的な懸念事項である一方、100ナノメートル未満の粒子であるナノプラスチック（NPs: nanoplastics）は、さらにたちの悪い脅威をもたらします。組織に浸透し、細胞内に侵入できるほど小さいこれらの粒子が、今や分子レベルで遺伝子制御やマイクロバイオームのバランスを変化させることが示されました。しかし、これまでその正確な生物学的メカニズムはほとんど理解されていませんでした。
分子兵器としてのEV内miRNA
研究者たちは、マウスに経口投与されたポリスチレンNPsが腸内に蓄積し、ZO-1やMUC-13といった主要なバリアタンパク質の発現を阻害することを示しました。その犯人は何だったのでしょうか？それは、NPへの曝露によって発現が上昇し、細胞外小胞（EVs: extracellular vesicles）を介して運ばれる、宿主由来のマイクロRNA（miRNAs: microRNAs）、特にmiR-501-3pとmiR-700-5pでした。これらのmiRNAsは、腸のバリア機能に不可欠な遺伝子を抑制し、効果的に腸の防御を弱め、ディスバイオーシス（腸内細菌叢の乱れ）を引き起こします。
微生物の再プログラミング：両者からの小胞が細菌叢を変化させる
この研究はさらに、ナノプラスチックが間接的にマイクロバイオームを再形成することも示しました。NPsは優先的にLachnospiraceae科の細菌に取り込まれ、今度はその細菌が放出したEVsが、宿主の杯細胞におけるムチンの産生を抑制しました。一方で、NPで処理された杯細胞様の細胞から放出されたEVsは、肝線維症、神経炎症、自閉スペクトラム症との関連が指摘されている細菌ファミリーであるRuminococcaceae科の増殖を促進しました。このEVを介した二重のシグナル伝達は、腸内環境を両側から悪化させるフィードバックループを生み出します。
マルチオミクスの革新：新しい毒性学モデル
生体内イメージング、トランスクリプトーム解析、マイクロRNAシーケンシング、そして16S rRNAマイクロバイオームプロファイリングを組み合わせることで、この研究は環境毒性学において新境地を開きました。ナノプラスチックが単なる異物としてではなく、遺伝子発現、小胞シグナル伝達、そして生物界を越えたコミュニケーションを再プログラミングする「分子の破壊者」として機能することを示したのです。
日常的な曝露に隠された健康リスク
この発見は、食事や環境からのナノプラスチックへの慢性的な曝露が、静かに腸の健康を蝕む可能性を示唆しています。将来的な応用としては、プラスチックが誘発する腸機能不全の早期バイオマーカーとしてEV内のmiRNAシグネチャーを利用することや、さらには恒常性を取り戻すための治療用EVを開発することなどが考えられます。
限界と今後の方向性
この研究は、マウスモデルとポリスチレンNPsに焦点を当てています。今後の研究では、他の種類のプラスチック、より長期的な曝露、そしてヒトでのトランスレーショナル研究を検討すべきです。また、NPが誘発する腸の機能不全に関連する、神経学的または代謝的な影響といった全身への影響を評価する必要もあります。
結論：小さなプラスチック、甚大な影響
この見事な研究は、ナノプラスチックが私たちの環境を汚染するだけでなく、私たちの生体システムに侵入することを明らかにしました。小胞に乗ったマイクロRNAを通じて体自身のメッセージ伝達システムを乗っ取ることで、これらの目に見えない侵略者は、私たちの腸とマイクロバイオームのバランスを崩壊させます。プラスチック粒子が小さくなるにつれて、その影響は、私たちの細胞が健康を維持するために使うまさにその「言語」にまで、より深く及ぶのです。
画像：細胞外小胞（EV）の断面図
