味蕾はスプレンダのような糖代替品と本物の糖を区別できないことがあるが、腸内には2つを区別できる細胞があり、数ミリ秒で脳に違いを伝えることができる、という米国デューク大学からの研究報告。

20年前、マウスの口腔で甘味受容体が同定されて間もなく、研究者らはそれらの味蕾をノックアウトしようとした。その結果、味覚がなくても、マウスが人工甘味料よりも天然糖を識別して好むことに驚かされたという。

デューク大学医学部のディエゴ・ボルケス准教授が率いた研究によると、この謎に対する答えは腸の上端にあった。

「私たちは砂糖を食べさせる細胞を特定しました。それらは腸内にあります」とボルケス准教授は述べている。「砂糖を腸下部または結腸に直接注入しても、同じ効果はみられません。検知細胞は腸の上流にあります。」

ニューロポッド細胞と呼ばれる腸の細胞を発見したボルケス准教授の研究チームは、腸と脳の接続におけるこの細胞の重要な役割を検討してきた。腸は脳に直接話しかけて、我々の食行動を変える、と彼は言う。将来的には、これらの発見は病気を治療する全く新しい方法につながるかもしれない。

ホルモンを分泌する能力があるため、もともと腸内分泌細胞と呼ばれていた特殊なニューロポッド細胞は、迅速なシナプス接続を介してニューロンと通信でき、上部消化管の内層全体に分布している。研究チームは、比較的遅効性のホルモン信号を生成することに加えて、これらの細胞が数ミリ秒以内に迷走神経、次に脳に到達する速効性の神経伝達物質信号も生成することを示した。

最新の調査結果はさらに、ニューロポッドが、舌の味蕾や目の網膜錐体細胞と同じように、神経系の感覚細胞であることを示した、とボルケス准教授は述べている。

「これらの細胞は、光の波長を感知できる網膜錐体細胞と同じように機能します」とボルケス准教授は述べている。「彼らは砂糖と甘味料の痕跡を感知し、迷走神経のさまざまな細胞に入るさまざまな神経伝達物質を放出します。最終的に、動物は『これは砂糖です』または『これは甘味料です』と認識するのです。」

小腸と十二指腸（上部腸）を発現するためにマウスとヒトの細胞から実験室で育てられたオルガノイドを使用して、研究チームは、実際の糖が個々の神経鞘細胞を刺激して神経伝達物質としてグルタミン酸を放出することを示した。甘味料は、別の神経伝達物質であるATPの放出を引き起こした。

次に、光遺伝学と呼ばれる手法を使用して、研究チームは、生きているマウスの腸内でニューロポッド細胞のオンとオフを切り替えて、実際の糖に対する動物の好みが腸からの信号によって駆動されているかどうかを示すことができたという。ニューロポッド細胞がオフになっていると、動物はもはや本物の砂糖に対する明確な好みを示さなかった。

「多くの人が砂糖への渇望に苦しんでいます。そして今、私たちは腸が砂糖をどのように感知するか（そしてなぜ人工甘味料がそれらの渇望を抑制しないのか）についてよりよく理解しています」と共筆頭著者のケリー・ブキャナン医師は述べている。「私たちは、クリニックで毎日見られる病気を治療するために、この回路をターゲットにしたいと思っています。」