進化生物学において、1950年代に提唱された「生活史理論」は、環境が整っているときには、生物が使用する資源は成長と繁殖に充てられるとしている。逆に、敵対的な環境下では、エネルギーの節約や外部からの攻撃に対する防御など、いわゆる維持プログラムに資源が振り向けられる。ジュネーブ大学（UNIGE）の科学者らは、この考えを、自己免疫疾患の原因となる免疫系の異常な活性化という特定の医学分野に発展させた。研究チームは、多発性硬化症のモデルマウスを用いて、寒さにさらされた生体が、免疫系から体温維持に資源を振り向ける仕組みを解明した。実際、寒さの中では、免疫系の有害な活動が減少し、自己免疫疾患の進行が大幅に抑制された。この結果は、Cell Metabolism誌の表紙を飾っており、エネルギー資源の配分に関する生物学的な基本概念に道を開くものである。この研究論文は、2021年10月22日にオンライン公開され、「寒冷環境下での免疫系リプログラミングによる神経炎症の抑制 （Cold Exposure Protects from Neuroinflammation Through Immunologic Reprogramming）」と題されている。
自己免疫疾患は、免疫系が自分の体の器官を攻撃することで起こる。例えば、1型糖尿病は、インスリンを分泌する膵臓細胞が誤って破壊されることで起こる。多発性硬化症は、中枢神経系（脳と脊髄）の最も一般的な自己免疫疾患だ。この病気は、神経細胞を保護するミエリンが破壊されることが特徴で、ミエリンは電気信号を正しくかつ迅速に伝達するために重要な役割を果たしている。ミエリンが破壊されると、麻痺などの神経障害が生じる。
敵対的な環境に対する生体の防御機構は、エネルギー的に高価であり、それらのうちのいくつかが活性化されると、トレードオフによって制約を受けることがある。本研究の筆頭著者であるUNIGE医学部の細胞生理学・代謝学講座および糖尿病センターのMirko Trajkovski教授は、「生物は、生存価値に応じて、異なる防御プログラムへの資源配分に優先順位をつけなければならない可能性がある」と説明している。
本研究では、エネルギーコストのかかるプログラムを追加で導入することで、免疫反応や疾患の転帰が穏やかになる可能性があるという、自己免疫疾患において特に興味深い仮説を立てた。言い換えれば、免疫系がおかしくなったときに体が消費するエネルギーを流用できるのではないか？ということだ。
症状が劇的に改善
この仮説を検証するために、実験的自己免疫性脳脊髄炎を発症したマウスを、比較的温度の低い環境（約10℃）に置き、その後、環境温度を徐々に下げる順応期間を設けた。
この研究の共同執筆者であるUNIGE医学部病理学・免疫学講座および炎症研究センターのDoron Merkler教授は、「数日後には、病気の重症度と中枢神経系で観察される脱髄の程度が明らかに改善していることが確認された」「マウスは、体温を正常に保つことが困難になることはなかったが、特異なことに、後肢で歩けなくなったり、尾がわずかに麻痺するだけになったりと、運動機能障害の症状が劇的に減少した。」と説明した。
免疫反応は、特に、いわゆる抗原提示単球が、戦うべき「非自己」の要素を認識する方法をT細胞に指示する能力に基づいている。しかし、自己免疫疾患では、"自己 "の抗原と "非自己 "の抗原が混同される。
「我々は、寒さが抗原提示能力を低下させることで、炎症を起こしている単球の活動を調節し、自己免疫に重要な役割を果たしているT細胞の活性を低下させることを示した」とTrajkovsky教授は説明する。
寒さは、体温を維持するために体の代謝を上げさせることで、免疫系から資源を奪う。これにより、有害な免疫細胞が減少し、その結果、病気の症状が改善されるのだ。
"免疫反応よりも発熱を優先させる "というコンセプトは、自己免疫に対する保護効果があることは明らかだが、寒さにさらされると特定の感染症にかかりやすくなるという点も注目に値する。「今回の研究は、神経炎症だけでなく、他の免疫系疾患や感染症にも関連する可能性があり、今後の調査が必要だ」とTrajkovski教授は付け加えている。
増え続ける自己免疫疾患
欧米諸国では、過去数十年の間に生活環境が改善されたことで、自己免疫疾患の患者数が増加している。「この増加は多因子性であることは間違いないが、豊富なエネルギー資源を自由に使えることが、自己免疫疾患の発症に重要な役割を果たしている可能性があるが、まだ十分に理解されていない」とMerkler教授は結論づけている。
研究者らは今後、今回の発見が臨床応用につながるかどうかをより深く理解するために、研究を進めていく予定だ。
