コウモリのウイルス耐性と長寿命が、新型コロナウイルスへのヒントを提供するとの展望が発表された

コウモリは、ヒトに影響を与える多くの致命的なウイルス（エボラ出血熱、狂犬病、そして最近では COVID-19 を引き起こすコロナウイルスのSARS-CoV-2など）に対し、耐性があると考えられている。ヒトはこれらの病原体で有害な症状を経験するが、コウモリはウイルスに著しく耐えることができ、さらに、同じサイズの陸上哺乳類よりもはるかに長く生きる。コウモリの寿命とウイルス耐性の秘密は何か？ニューヨークのロチェスター大学の研究者によると、コウモリの寿命とウイルスに耐える能力は、病気と老化の特徴である炎症を制御する能力に起因する可能性があるという。Cell Metabolismの2020年7月7日号で発表された論文で、ロチェスター大学の生物学教授であるVera Gorbunova博士とAndrei Seluanov博士を含む研究者らは、コウモリのユニークな能力の根底にあるメカニズムを概説している。これはヒトの病気の新しい治療法を開発する手がかりを握るかもしれない。

このオープンアクセスの論文は、「世界はコウモリになる：長く生き、ウイルスに耐える（The World Goes Bats: Living Longer and Tolerating Viruses.）」と題されている。

この論文のアイデアは、COVID-19による旅行禁止が始まる前の2020年3月に、夫婦であるGorbunova博士とSeluanov博士がシンガポールにいたときに思いついた。ウイルスが広がり始め、シンガポールが封鎖されたとき、彼らは両方とも同僚のBrian Kennedy 博士の自宅で隔離された。博士は、シンガポール国立大学の健康老化センターのディレクターであり、論文の共著者でもある。哺乳類の寿命に関する専門家である3人の科学者らは、コウモリについて話した。 SARS-CoV-2は、ウイルスがヒトに伝染する前にコウモリを起源とすると考えられている。コウモリは保菌者だが、ウイルスの影響を受けていないようだった。別の厄介な要因：一般に、種の寿命はその体重と相関する。種が小さいほど寿命が短くなり、その逆も同様だ。しかし、多くのコウモリ種の寿命は30〜40年で、その大きさは印象的だ。

「我々はコウモリの寿命と耐病性にしばらく関心を持っていたが、座って考える時間は無かった」と、ロチェスター大学のDoris Johns Cherry 生物学教授のGorbunova 博士は述べた。「検疫にいたことで、このことについて話し合う時間が与えられ、コウモリの感染症に対する耐性とその寿命との間には非常に強い関連があるかもしれないことに気づいた。また、コウモリは病気と闘うために使用されるヒトの治療法の手がかりを提供できることにも気づいた。」

コウモリの免疫応答に関する研究と、コウモリの寿命に関する研究は存在したが、この論文まで、「これら2つの現象を組み合わせ人は誰もいなかった」とSeluanov博士は述べている。
Gorbunova博士とSeluanov博士は、ハダカデバネズミを含む他の非常に長命な動物の寿命と耐病性を研究した。彼らの研究における共通のテーマの1つは、炎症は老化プロセスと、癌、アルツハイマー病、心血管疾患などの加齢性疾患の特徴であることだ。 COVID-19を含むウイルスは、炎症の引き金となる要因の1つだ。

「COVID-19を使用すると、炎症が不安定になり、ウイルス自体よりも炎症反応が患者を殺している可能性がある」とGorbunova博士は述べている。「ヒトの免疫システムはそのように機能する。感染すると、我々の体は警報を発し、発熱と炎症を発症する。目標はウイルスを殺して感染と戦うことだが、体が過剰反応すると有害な反応になる可能性もある。」

コウモリではそうではない。ヒトとは異なり、コウモリはウイルスの複製を減らし、ウイルスに対する免疫応答を弱める特定のメカニズムを開発した。結果は有益なバランスだ。それらの免疫システムはウイルスを制御するが、同時に強い炎症反応を引き起こさない。

なぜ、コウモリは病気への耐性を獲得したのか？

この研究者らによると、コウモリがウイルスと戦って長生きするために進化した原因にはいくつかの要因があるとのことだ。 1つの要因は飛行によって駆動される可能性がある。コウモリは飛ぶことができる唯一の哺乳類であり、体温の急激な上昇、代謝の急激な上昇、分子の損傷に適応する必要がある。これらの適応は、耐病性の助けにもなるかもしれない。
別の要因は、彼らの環境かもしれない。コウモリの多くの種は、大きくて密集したコロニーに住んでおり、洞窟の天井や木の中に一緒にぶら下がっている。これらの条件は、ウイルスや他の病原体を感染させるのに理想的だ。

「コウモリは常にウイルスにさらされている」とSeluanov博士は言う。「彼らは常に飛び出し、洞窟や巣に何か新しいものを持ち帰っている。彼らは互いに非常に接近して住んでいるため、ウイルスに感染しやすい。」

コウモリは常にウイルスに曝されているため、その免疫系は病原体との永続的な競争の中で存在する。病原体は生物に侵入し、免疫系は病原体と闘うメカニズムを進化させ、病原体は再び進化する。

「通常、進化における新しい特性の最も強力なドライバーは、病原体との武装競争だ」とGorbunova博士は言う。「これらのウイルスすべてに対処することが、コウモリの免疫力と寿命を形作るかもしれない。」

ヒトはコウモリと同じく、病気への耐性を発達させることができるだろうか？

それはヒトがマスクを投げてレストランや映画館に集まることを勧めるものではない。進化は、数か月ではなく数千年にわたって起こる。ヒトの人口の大部分が都市のすぐ近くで生活し始めた、またはテクノロジーが大陸を越えてそして世界中で急速な移動と旅行を可能にしたというのは最近の歴史の中でしかない。ヒトはコウモリと同じような社会的習慣を発達させているかもしれないが、コウモリのウイルスが出現して急速に拡散するのを防ぐための高度なメカニズムはまだ進化していない。

「結果は我々の体がより多くの炎症を経験することかもしれない」とGorbunova博士は言う。
研究者らはまた、加齢がCOVID-19に対するヒトの反応に悪影響を及ぼしているようだと認識している。
「COVID-19は、高齢者ではこのように異なる病因を持っている」とGorbunova博士は言う。「年齢は、生活と死の間の最も重要な要因の1つだ。我々は、個々の症状を治療するだけでなく、プロセス全体として老化を治療する必要がある。」

研究者らは、コウモリの免疫システムを研究することで、ヒトの治療が病気や老化と戦うための新しい目標を提供することを期待している。たとえば、コウモリは、炎症に関与するいくつかの遺伝子を変異させるか完全に排除している。科学者は、おそらくヒトのこれらの遺伝子を阻害する薬を開発することができる。 Gorbunova博士とSeluanov博士は、ロチェスター大学でその目標に向けて取り組む、新しい研究プログラムを開始したいと考えている。

「炎症を予防し、長生きし、COVID-19のような病気の致命的な影響を回避したい場合、ヒトには2つの戦略がある」とGorbunova博士は述べている。「1つはウイルスにさらされないことだが、それは現実的ではない。2つ目は、コウモリのように免疫システムを調節することだ。」

画像１：
自然免疫応答は、細胞質DNAおよび外来RNAを感知し、インターフェロン遺伝子のアップレギュレーションとTNFαおよびその他の炎症性サイトカインの産生によって応答する。コウモリの種は進化的な適応を経ており、それにより細胞質DNAの感知がPYHIN遺伝子の喪失とSTINGの調節部位の変異によって弱められている。これにより、TNFαや他の炎症性サイトカインの発現が低下するが、IL-10などの抗炎症性サイトカインはアップレギュレートされる。さらに、NLRP3インフラマソームの活性化はコウモリで抑制され、IL-1βおよびIL-18の産生低下につなががる。コウモリでは、RNAセンシングのいくつかの側面が強化されている。コウモリはまた、構成的にIFN-αを発現し、インターフェロン遺伝子の発現の増強を示し、より活発なオートファジーを持っている。
まとめると、これらの適応により、コウモリは炎症反応を抑制しながらウイルスに耐えることができる。コウモリで強化されたプロセスは上向きの青い矢印、コウモリで弱められたプロセスは下向きの赤い矢印でマークされている。 ∗コウモリのポジティブセレクション下の遺伝子。＃コウモリの選択を浄化する遺伝子。(Credit: Cell Metabolism)