「ワクチンを打つなら朝がいい」「夜になると体調を崩しやすい気がする」。私たちの体調が時間帯によって変化することは、経験的に知られています。しかし、その背後にはどのような科学的な仕組みが隠されているのでしょうか。この度、私たちの免疫細胞の中に、感染と戦うための精密な「体内時計」が存在し、その針を動かしているのが「アドレナリン」であることが明らかになりました。この発見は、私たちの体の防御システムが一日を通してどのように変化するのかを解き明かし、より効果的な治療戦略への道を開くかもしれません。
UTサウスウェスタン・メディカルセンターの研究者らによると、新たに発見された感染と戦うための「タイムキーパー」が、体の免疫防御を劇的に形成し、抗ウイルスT細胞の応答が一日を通してなぜ変化するのかについての洞察を提供しています。2025年7月30日に『Science Advances』誌で発表された彼らの発見は、感染症の治療、がんとの闘いのための免疫療法の使用、そして時差ぼけやシフト勤務のような体内時計の攪乱要因の影響を制限するための新しい戦略につながる可能性があります。このオープンアクセスの論文タイトルは、「The β2-Adrenergic Receptor (Adrb2) Entrains Circadian Gene Oscillation and CD8+ T Cell Differentiation in Response to Virus Infection（β2アドレナリン受容体（Adrb2）はウイルス感染に応答して概日遺伝子振動とCD8+ T細胞分化を同調させる）」です。
科学者たちは、T細胞の表面にあってアドレナリンに結合するタンパク質が、細胞の感染防御機能のタイムキーパーとして機能しているようだと発見しました。この経路は炎症を抑制する一方で、疾患への脆弱性を高めます。この発見は、個人が24時間の特定の時間帯になぜ特定の感染症にかかりやすくなったり、より重い症状を経験したりするのかを説明するのに役立つ可能性があります。
「アドレナリン受容体は、ウイルス特異的T細胞の内部時計を設定し、それが一日の異なる時間帯にウイルス感染にどれだけうまく応答するかを調節しています」と、UTサウスウェスタン・メディカルセンターの免疫学および分子生物学の准教授であるデビッド・ファーラー博士（David Farrar, PhD）は述べています。ファーラー博士は、同センターの免疫学インストラクターであるドラシャ・シャルマ博士（Drashya Sharma, PhD）と共にこの研究を主導しました。
ほとんどの生物は24時間の時間枠で周期的に変動する生物学的機能を持っており、この現象は概日リズム（サーカディアンリズム: circadian rhythm）として知られています。人間や他の多くの哺乳類では、光が脳の一領域をプログラムすることでこれらのサイクルを設定し、その領域が体中に化学シグナルを送って細胞、組織、器官の概日時計を同期させます。
科学者たちは、免疫系が独自の毎日のサイクルで機能することを長い間知っていましたが（例えば、ワクチンは夜よりも朝に投与された方がより大きな免疫応答を引き出す傾向がある）、どの化学シグナルがその概日時計を調節しているのかは知られていませんでした。
ファーラー博士と彼の同僚たちは、2022年に発表した研究で最初のヒントを得ました。T細胞上のアドレナリン受容体の役割をよりよく理解するため、彼らは遺伝子工学を用いてこの受容体（ADRB2）をT細胞の表面から除去しました。驚くべきことに、この変化によって影響を受けた300以上の遺伝子の中から、研究者たちは概日リズムを維持するために重要な遺伝子をいくつか発見しました。
今回の新しい研究で、ファーラー博士とシャルマ博士、そして彼らの同僚たちは、ADRB2を削除することがこれらの概日時計遺伝子に一貫性のない影響を与えることを発見しました。一部の遺伝子はリズミカルな発現を失いましたが、他の遺伝子は異常なリズムを示し、24時間のサイクル内で通常発現する時間がずれたり、24時間以外の周期で変動したりしました。
次に、健康な正常マウスと、T細胞からADRB2を除去するように遺伝子改変されたマウスに、この種にとって一般的な病原体である水疱性口内炎ウイルスを感染させました。ADRB2を持つマウスのT細胞は、細菌やウイルスの病原体に曝露された後に通常起こるように、増殖し様々なサブセットに分化しました。しかし、ADRB2を欠くマウスのT細胞は、増殖と分化が減少していました。
遺伝子改変マウスで特に影響を受けたサブセットの一つが、ワクチンによって標的とされるメモリーT細胞でした。これらの細胞は感染後も体内に留まり、病原体の細胞記憶を保持することで、将来同じ病原体に曝露された際に新たな攻撃を開始することができます。
ファーラー博士とシャルマ博士は、脳細胞によって産生されるアドレナリンは起床時に上昇し、就寝時に低下する、これは免疫活動とは逆のサイクルであると説明しました。T細胞内の一部の概日時計遺伝子はADRB2が存在しなくてもサイクルを続けるため、アドレナリンはT細胞の概日リズムを指示する複数の化学シグナルのうちの1つに過ぎないのだろう、と研究者たちは付け加えています。
ファーラー研究室での今後の研究は、これらの免疫細胞における他のサイクル設定化学物質を特定すること、そしてそれらが一日の異なる時間帯における様々な病原体へのT細胞の応答にどのように影響するかに焦点を当てる予定です。
