腸内細菌は、私たちの細胞の振る舞いを変えることで、がんのリスクに影響を及ぼすことがあります。
進化生物学者2人によると、がんを防ぐ微生物は体の細胞による正常で協調的な振る舞いを支える一方、がんを誘発する微生物はこの細胞間の協調を損ないます。
有益な微生物は一般に、野菜、果物、ヨーグルト、全粒穀物などの食品を含む植物性の食事に多く見られます。
有害な微生物は、加工度の高い食品や肉中心の食事、そして揚げ物や糖分の多い食品に多く見られます。
食品に存在する微生物は、がんのリスクに影響を及ぼすことがあります。がんと闘う助けとなる微生物がある一方で、腫瘍の進化と増殖を助ける微生物もあります。
腸内細菌は、細胞の振る舞いを変えることで、がんのリスクに影響を及ぼすことがあります。がんを防ぐ多くの微生物は、細胞の正常で協調的な振る舞いを支えます。一方、がんを誘発する微生物は細胞間の協調を損ない、その過程でがんのリスクを高めます。
私たちは進化 生物学者です。私たちは、人体の内部でどのように協調と対立が生じるのかを研究しており、がんが体を利用するように進化しうる仕組みも含まれます。私たちの系統的レビューでは、食事と腸内微生物叢が、体内の細胞同士の相互作用にどのように影響し、がんのリスクを高めたり低めたりするのかを検討しています。
がんは細胞の協調の崩壊である
人の体のあらゆる部分は、多細胞の協調が奏でる交響曲のようなものです。30兆個の細胞は互いに協力し合い、調整しながら、私たちを生存可能な多細胞生物として成り立たせています。
多細胞の協調が機能するためには、細胞は次のような全体の利益に資する振る舞いを行わなければなりません。これには、制御された細胞分裂、適切な細胞死、資源の分配、役割の分担、細胞外環境の保護が含まれます。多細胞の協調によって、体は効果的に機能できます。こうした適切な振る舞いが遺伝子変異によって妨げられると、細胞間の協調が崩壊し、がんが生じることがあります。
がん細胞は、細胞のただ乗り者と考えることができます。協調的な振る舞いの規則に従わないからです。がん細胞は制御されない変異を起こし、細胞死を逃れ、他の細胞を犠牲にして過剰な資源を奪います。こうしたただ乗りの細胞が増殖するにつれ、体内でがんが増殖し始めます。
がんは根本的に、一つの生物の中で複数の細胞が共に生きていることに関わる問題です。そのため、がんは多細胞生物の起源以来存在してきました。このため、がん抑制の仕組みは数億年にわたって進化し、がんになり得る細胞を抑え込んできました。細胞は必要に応じて自らの変異を監視し、アポトーシスとも呼ばれる細胞死を誘導します。また細胞は隣接する細胞の異常な振る舞いの兆候も監視し、異常な細胞にシグナルを送ってアポトーシスを誘導します。さらに、体の免疫系は組織を監視し、がん細胞を見つけて破壊します。
発見を逃れ、アポトーシスを回避し、迅速に増殖できる細胞は、正常に振る舞う細胞に比べて体内で進化上の優位性を持ちます。体内で起こるこのプロセスは体細胞進化と呼ばれ、がん細胞を増殖させ、人々を病気にさせる原因となります。
微生物は細胞の協調を助けることも妨げることもある
微生物は、体の細胞同士の相互作用を変えることを通じて、がんのリスクに影響を及ぼすことがあります。
一部の微生物は、がんを防ぐことができます。腸内の健全な環境の維持、炎症とDNA損傷の低減、さらには腫瘍の増殖を直接抑えることによって、そうした効果が得られます。がんを防ぐ微生物には、Lactobacillus pentosus、Lactobacillus gasseri、そしてBifidobacterium bifidumがあり、環境や様々な食品の中に存在し、腸内で生息することもできます。これらの微生物は、細胞間の協調を促進し、体のがん防御を強化することで、ただ乗りする細胞の働きを抑えます。例えばLactobacillus acidophilusは、IL-12と呼ばれるタンパク質の産生を増加させます。このタンパク質は免疫細胞を刺激して腫瘍に対抗させ、その増殖を抑えます。
他の微生物は、健康な細胞に変異を誘発することでがんを促進することがあります。その結果、ただ乗りする細胞が出現し、協調的な細胞に打ち勝ちやすくなります。がんを誘発する微生物には、例えばEnterococcus faecalis、Helicobacter pylori、そしてパピローマウイルスがあり、腫瘍の負荷増大やがんの進行と関連しています。これらは、DNAを損傷し、遺伝子発現を変化させる毒素を放出することがあり、腫瘍細胞の増殖を促進します。Helicobacter pyloriは例えば、細胞に侵入して遺伝子発現を変化させ、胃がんを引き起こすTipαと呼ばれるタンパク質を分泌することで、がんを誘発することがあります。
がんを防ぐ微生物を含む健康的な食事
私たちが何を食べるかによって、体内でがんを誘発する微生物とがんを防ぐ微生物の量が決まるため、私たちが摂取し培養する微生物は、健康的な食事の重要な要素であると考えています。
有益な微生物は一般に、発酵食品や植物性の食事に多く見られます。こうした食品には、野菜、果物、ヨーグルト、全粒穀物などが含まれます。これらの食品は栄養価が高く、免疫系ががんと闘う能力を高め、全体的な炎症を抑える微生物を含んでいます。食物繊維の多い食品はプレバイオティクスとして働きます。有益な微生物が増殖する助けとなる資源を供給し、その結果として宿主に恩恵をもたらすという意味においてです。がんと闘う多くの微生物は、発酵食品や食物繊維の多い食品に豊富に存在します。
一方、有害な微生物は、加工度の高い食品や肉中心の食事に見られることがあります。例えば欧米型の食事には、赤身肉や加工肉、揚げ物、糖分の多い食品が多く含まれます。肉中心の食事はがんの有病率の上昇と関連していることが以前から知られており、赤身肉は発がん物質であることも知られています。研究によると、肉中心の食事は、FusobacteriaやPeptostreptococcusを含む、がんを誘発する微生物と関連していることが示されています。これは人間だけでなく、他の種でも確認されています。
微生物は、体の細胞ががんを防ぐために協調する仕組みを強めたり妨げたりすることがあります。私たちは、細胞間の協調を促す微生物叢を意図的に育てることで、がんのリスクを減らせると考えています。
