病気になると気分が落ち込んだり、誰にも会いたくなくなったりしませんか？実はそれ、単なる身体の倦怠感だけが原因ではないかもしれません。私たちの体を感染から守る「免疫」が、脳に直接働きかけて行動を変化させているとしたら…？この「免疫」と「脳」の興味深い関係について、サイトカインと呼ばれる免疫分子「IL-17」に焦点を当てた最新の研究が、驚くべき事実を明らかにしました。IL-17は、脳の異なる領域に作用することで、私たちを不安にさせることもあれば、逆に社交的にさせることもあるというのです。この記事では、免疫系が私たちの心や行動をどのように操っているのか、その不思議なメカニズムに迫ります。
サイトカインIL-17が病気中の行動に与える影響
サイトカインと呼ばれる免疫分子は、感染に対する体の防御において重要な役割を果たし、炎症を制御したり、他の免疫細胞の応答を調整したりします。そして、これらの分子の一部が脳にも影響を及ぼし、病気の際に行動の変化を引き起こすことを示唆する証拠が次々と見つかっています。
マサチューセッツ工科大学（MIT）とハーバード大学医学部による2つの新しい研究は、IL-17というサイトカインに焦点を当て、この証拠に新たな知見を加えました。研究者たちは、IL-17が扁桃体と体性感覚皮質という2つの異なる脳領域に作用し、それぞれ異なる効果を発揮することを発見しました。扁桃体では不安感を引き起こす一方、皮質では社交的な行動を促進するのです。
これらの発見は、免疫系と神経系が密接に相互接続していることを示唆している、と本研究の上級著者の一人であるグロリア・チョイ博士（Gloria Choi,PhD）は述べています。チョイ博士は、MITの脳・認知科学科の准教授であり、ピカワー学習・記憶研究所のメンバーです。
「病気になると、体内の状態や気分、行動状態に多くの変化が起こりますが、それは単に身体的に疲れているからというだけではありません。脳が関係しているのです」と彼女は言います。
ハーバード大学医学部の免疫学准教授であるジュン・フー氏（Jun Huh）も、2025年4月7日付の科学誌「Cell」に掲載された両研究の上級著者です。論文の一つ「炎症性および抗炎症性サイトカインは不安を調節する扁桃体回路を双方向に調節する（Inflammatory and Anti-Inflammatory Cytokines Bidirectionally Modulate Amygdala Circuits Regulating Anxiety）」は、ピカワー研究所の研究科学者であるビョンジュン・リー氏（Byeongjun Lee）と元研究科学者のジョン・テ・クォン氏（Jeong-Tae Kwon）が主導し、もう一方の論文「脳全体の免疫受容体マッピングにより、IL-17Eおよび受容体IL-17RBの神経修飾的役割が明らかになる（Brain-Wide Mapping of Immune Receptors Uncovers a Neuromodulatory Role of IL-17E and the Receptor IL-17RB）」は、ハーバード大学医学部の博士研究員であるユンジン・リー（Yunjin Lee）氏とピカワー研究所の博士研究員であるイシカワ・トモエ氏（Tomoe Ishikawa）が主導しました。
行動への影響
チョイ博士とフー氏がIL-17に興味を持ったのは数年前、それが「フィーバー効果」として知られる現象に関与していることを発見した時でした。自閉症の子どもたちを対象とした大規模な研究では、多くの子どもたちが発熱時に行動症状が一時的に軽減することが報告されています。
2019年のマウスを用いた研究で、チョイ博士とフー氏は、ある種の感染症においてIL-17が放出され、S1DZとして知られる脳の皮質の小さな領域を抑制することを示しました。この領域の神経細胞が過剰に活性化すると、マウスにおいて反復行動や社交性の低下といった自閉症様の行動症状を引き起こす可能性があります。
「この分子は、発熱として現れる免疫系の活性化と、脳機能の変化や動物の行動の変化とを結びつけるリンクとなりました」とチョイ博士は言います。
IL-17には6つの異なる種類があり、それに結合できる受容体は5種類あります。今回の2つの新しい論文で、研究者たちはこれらの受容体のうちどれが脳の異なる部分で発現しているかをマッピングすることに着手しました。このマッピングにより、IL-17RAとIL-17RBとして知られる一対の受容体が、研究者たちが以前に特定したS1DZ領域を含む皮質で見つかりました。これらの受容体は、固有受容感覚入力を受け取り、行動の制御に関与する神経細胞集団に位置しています。
IL-17Eとして知られるタイプのIL-17がこれらの受容体に結合すると、神経細胞の興奮性が低下し、2019年の研究で見られた行動効果につながります。
「私たちが行動の緩和に必要であることを示したIL-17Eは、神経細胞の興奮性を即座に低下させるという点で、まさに神経修飾物質のように作用します」とチョイ博士は言います。「つまり、脳内で神経修飾物質として作用する免疫分子が存在し、その主な機能は神経細胞の興奮性を調節することなのです。」
チョイ博士は、IL-17が元々は神経修飾物質として進化し、後に免疫系によって炎症促進の役割を担うようになったのではないかという仮説を立てています。この考えは、線虫 C. elegans において、IL-17が免疫系では役割を持たず、代わりに神経細胞に作用することを示した以前の研究と一致します。線虫においてIL-17は、社会的行動の一形態である凝集を促進します。さらに、哺乳類では、IL-17EはS1DZを含む皮質の神経細胞によって実際に作られています。
「IL-17のいくつかの形態は、おそらく何よりもまず脳内で神経修飾物質として作用するように進化し、後に免疫系によって免疫調節物質としても機能するようにハイジャックされた可能性があります」とチョイ博士は述べています。
不安の誘発
もう一方の「Cell」誌の論文で、研究者たちはIL-17受容体を発見した別の脳の部位、扁桃体を調査しました。このアーモンド形の構造は、恐怖や不安を含む感情の処理に重要な役割を果たしています。
その研究により、扁桃体基底外側核として知られる領域では、対として機能するIL-17RAとIL-17RE受容体が、特定の神経細胞集団で発現していることが明らかになりました。これらの受容体がIL-17AとIL-17Cに結合すると、神経細胞の興奮性が高まり、不安の増大につながります。
研究者たちはまた、直感に反することながら、動物をIL-17受容体をブロックする抗体で治療すると、体内で循環するIL-17Cの量が実際に増加することも発見しました。この発見は、乾癬治療のためにIL-17RA受容体を標的とする薬剤の臨床試験で観察された予期せぬ結果、特に精神的健康への潜在的な悪影響を説明するのに役立つ可能性があります。
「私たちは、この患者コホートで上方制御されるIL-17リガンドが脳に作用して自殺念慮を誘発する可能性がある一方で、動物では不安誘発性の表現型が見られるという仮説を立てています」とチョイ博士は言います。
感染中、この不安は有益な反応である可能性があり、病気の個体を感染が広がる可能性のある他者から遠ざける、とチョイ博士は仮説を立てています。
「病原体と戦うという主な機能の他に、免疫系が働く方法の一つは、宿主の行動を制御し、宿主自身と宿主が属するコミュニティを守ることです」と彼女は言います。「免疫系がそれを実現する方法の一つは、サイトカインという分泌因子をコミュニケーションツールとして脳に送ることです。」
研究者たちは、IL-17の受容体を持つ同じBLAの神経細胞が、炎症を抑制するサイトカインであるIL-10の受容体も持っていることを発見しました。この分子はIL-17によって生じる興奮性を打ち消し、体が不要になった不安を遮断する方法を提供します。
対照的な行動
2つの研究を合わせると、免疫系、そして単一のサイトカインファミリーでさえも、脳内でさまざまな効果を発揮しうることが示唆されます。
「私たちは今、2つの異なる脳領域で、非常に異なる行動を調節する、異なる神経細胞集団で発現するIL-17受容体の異なる組み合わせを手にしました。一つは実際にある程度ポジティブで社会的な行動を強化し、もう一つはややネガティブで不安を誘発する表現型を引き起こします」とチョイ博士は言います。
彼女の研究室は現在、S1DZ領域に焦点を当て、IL-17受容体の位置、およびそれらに結合するIL-17分子のさらなるマッピングに取り組んでいます。最終的には、これらの神経免疫相互作用の理解を深めることが、研究者が自閉症やうつ病などの神経疾患に対する新しい治療法を開発する助けとなるかもしれません。
「これらの分子が免疫系によって作られているという事実は、治療法として脳機能に影響を与えるための新しいアプローチを私たちに与えてくれます」とチョイ博士は言います。「脳に直接アプローチすることを考える代わりに、免疫系に何かをすることを考えられないでしょうか？」
写真；グロリア・チョイ博士（Gloria Choi,PhD）
