くしゃみを制御する「ニューロメジンB受容体」

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くしゃみを制御する「ニューロメジンB受容体」

ワシントン大学医学部のチームは、くしゃみ反射を制御する特定の細胞とタンパク質を同定しました。

The researchers then looked for molecules — called neuropeptides — that could transmit sneeze signals to those nerve cells, and found that a molecule called neuromedin B (NMB) was required for sneezing.
参照元：https://medicine.wustl.edu/news/what-happens-when-we-sneeze/
– ワシントン大学医学部 Washington University School of Medicine. June 15, 2021 –

鼻をくすぐるとくしゃみが出て、刺激物や病気の原因となる病原体が排出されます。

しかし、くしゃみ反射を制御する細胞経路は、副鼻腔をはるかに超えており、これまであまり解明されていませんでした。

今回、ワシントン大学医学部（セントルイス）の研究者を中心とするチームは、マウスを用いて、くしゃみ反射を制御する特定の細胞とタンパク質を同定しました。

麻酔学准教授で本研究の主任研究者であるQin Liu博士は話します。

「私たちがくしゃみをする原因、特にアレルゲンやウイルスに反応して神経細胞がどのように振る舞うのかを理解することで、くしゃみを介した感染性呼吸器疾患の拡大を抑制する治療法が見つかるかもしれません。」

本研究成果は、2021年6月15日発行のCell誌に掲載されます。

同大学の痒み・感覚障害研究センターの研究員であるLiu氏は話します。

「私の家族を含め、多くの人が季節性アレルギーやウイルス感染などの問題でくしゃみをするので、くしゃみの神経メカニズムを研究しています。私たちの目標は、アレルギーやウイルス感染に反応して神経細胞がどのように行動するのか、目のかゆみやくしゃみなどの症状にどのように影響するのかを理解することです。」

「私たちの最近の研究では、神経細胞と他のシステムとの関連性が明らかになり、くしゃみの治療法の開発や感染性呼吸器疾患との闘いに役立つ可能性があります。」

くしゃみは、呼吸器感染症の感染性飛沫を拡散させる最も強力で一般的な方法です。

中枢神経系にくしゃみを誘発する領域が存在することが初めて確認されたのは20年以上前のことですが、細胞・分子レベルでのくしゃみ反射の仕組みについてはほとんどわかっていませんでした。

今回の研究では、マウスにくしゃみをさせる信号を送っている神経細胞を特定するために、Liu教授らはマウスモデルを作成しました。

研究チームは、ヒスタミンまたは唐辛子の辛味成分であるカプサイシンのいずれかを含む液滴をマウスに噴霧しました。

その結果、人間と同じように、マウスはくしゃみをしました。

カプサイシンに反応することが知られていた神経細胞を調べることで、Liu教授のチームは、カプサイシンによるくしゃみに関係する小さな神経細胞のクラスを特定することができました。

次に、それらの神経細胞にくしゃみの信号を伝えることができる神経ペプチドと呼ばれる分子を探したところ、ニューロメジンB（NMB）と呼ばれる分子がくしゃみに必要であることがわかったそうです。

逆に、マウスのくしゃみを誘発する神経系の一部で、NMDに感受性のある神経細胞を除去すると、くしゃみ反射が阻害されました。

これらの神経細胞はいずれも、ニューロメジンB受容体というタンパク質を作っています。

その受容体を持たないマウスでは、再びくしゃみをする回数が大幅に減少しました。

Liu教授は話します。

「興味深いことに、これらのくしゃみを誘発する神経細胞は、脳幹の呼吸に関連する既知の領域のいずれにも収容されていませんでした。くしゃみを誘発する細胞は、呼吸を制御する領域とは異なる脳の領域にあることがわかりましたが、この2つの領域の細胞は、神経細胞の配線である軸索を介して直接つながっていることもわかりました。」

また、マウスの脳の一部にNMBペプチドを照射することで、くしゃみ反射を刺激できることもわかりました。

さらに、カプサイシンやヒスタミンなどのアレルゲンにさらされていないにもかかわらず、くしゃみをし始めたのです。

多くのウイルスやその他の病原体（大部分のヒトライノウイルス、中東呼吸器症候群コロナウイルス（MERS-CoV）やSARS-CoV-2、COVID-19の原因となるコロナウイルスなど）は、一部がエアロゾル化した飛沫によって拡散するため、Liu氏は、NMBやその受容体を標的にして、感染していることがわかっている人のくしゃみを制限することで、これらの病原体の拡散を抑えることができるかもしれないと述べています

Liu氏は話します。

「くしゃみをすると、ウイルスを含んだ2万個の飛沫が発生し、最大で10分間空気中に留まります。一方、咳は3,000個程度の飛沫で、数分間の会話でできる飛沫の数とほぼ同じです。今後、ウイルスの発生を防ぎ、アレルゲンによる病的なくしゃみを治療するためには、くしゃみの原因となる経路を理解し、それを遮断することが重要です。くしゃみ反射を媒介するニューロンと、これらのニューロンを活性化する神経ペプチドを特定することで、病的なくしゃみの治療法や感染症の拡大を抑制する戦略につながるターゲットを発見することができました。」

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