腸内細菌を通した腸と脳の相関性は、近年注目されつつある主要な研究テーマです。
未知が部分が多い身体のメカニズムですが、私たちの腸内に存在する細菌の小さな断片が、脳に作用して睡眠を誘発している可能性があることが、新たな研究によって明らかになりました。
この発見は、私たちの体内で最も古い生命体とも言える微生物が、「いつ眠るべきか」を脳に知らせる役割を果たしている可能性を示唆しています。
以下に研究の内容をまとめます。
参考記事）
・Fragments of Bacteria in Our Gut May Lull Our Brains to Sleep at Night（2025/10/06）
参考研究）
・Bacterial peptidoglycan levels have brain area, time of day, and sleep loss-induced fluctuations（2025/07/16）
腸から脳へ――睡眠を司る細菌の“メッセージ”
研究チームは、ワシントン州立大学の神経科学者であるErika English氏とJames Krueger氏らによって主導されました。
彼らは、マウスを用いた実験で、腸内細菌の細胞壁に由来する化学物質ペプチドグリカンが、睡眠に関与している可能性を明らかにしました。
ペプチドグリカンは、細菌の外壁を構成する物質で、腸内で分解された際に微小な断片として体内を循環します。
過去の動物研究では、これらの断片が中枢神経系に侵入し、行動や生理反応を変化させることが示唆されていました。
今回の研究は、ペプチドグリカンが実際に脳内の濃度変化を通して睡眠と関連している可能性を検証したものです。
ペプチドグリカンの濃度は日内で変化する
English氏とKrueger氏は、マウスの脳内におけるペプチドグリカンの濃度を1日の経過に沿って測定しました。
その結果、ペプチドグリカン濃度は朝に最も低く、夜に向けて上昇することがわかりました。
これは、睡眠欲求が夜間に高まる人間の生理リズムと一致する傾向を示しています。
さらに、マウスを意図的に睡眠不足の状態にしたところ、脳の異なる領域でペプチドグリカンの構成が通常とは異なり、関連する遺伝子の活動にも変化が見られたと報告されています。
このことから、ペプチドグリカンは睡眠と双方向的に関わる化学物質であり、睡眠によってそのバランスが変化し、逆にその変化が脳の眠気を引き起こす可能性があると考えられます。
微生物の進化が「睡眠の起源」かもしれない
Krueger氏は、「私たちの体内には、数十億年という進化の歴史をもつ微生物群が生きている」と述べています。
彼はさらに、「睡眠の進化は、はるか昔、細菌の活動と休止のサイクルに由来するのではないか」という仮説を提示しました。
すなわち、現代の哺乳類の睡眠は、細菌が持っていた活動・非活動のリズムが進化的に引き継がれた結果である可能性があるというのです。
English氏は、「睡眠は単一のプロセスではなく、多層的な組織の協調によって成り立つ現象」であり、「脳だけでなく、体内の微生物もまた、その調整に関与している」と、Krueger氏に同意する旨の意見を述べています。
「ホロバイオント仮説」――微生物と脳が共に眠りをつくる
本研究は、ワシントン州立大学で進められている「ホロバイオント仮説（holobiont condition of sleep）」の一環として行われました。
この仮説は、私たちの睡眠は、脳だけでなく腸内の微生物群（マイクロバイオーム）が共同で制御しているという考え方に基づいています。
つまり、「眠るべきとき」と「目覚めるべきとき」を判断するのは、単に脳の指令ではなく、腸内細菌との相互作用によって決定される複合的なプロセスであるというのです。
English氏はこの点について「どちらか一方ではなく、両者が協調して働く必要がある」と強調しています。
腸と脳の“対話”がもたらす健康への影響
今回の研究は、ペプチドグリカンという分子を通じて、腸内細菌がどのようにして脳の生理的状態（特に睡眠欲求）に影響を与えるのかを探る上で、重要な手がかりを提供しました。
一方で、研究者たちは「まだ多くの不明点が残っている」とも述べており、今後さらなる実験的検証が必要です。
English氏は、「微生物が病気だけでなく健康の維持にも重要な役割を果たすという理解が広まった今こそ、私たちと微生物との“対話”のメカニズムを深く探る時期に来ている」と語っています。
この発言は、腸内細菌が単なる消化補助者ではなく、人間の脳機能や感情、行動パターンにまで影響を与える存在であるという考え方を支持しています。
もし今後、この理論がより明確に立証されれば、不眠症や睡眠リズム障害に対するまったく新しい治療アプローチが開発される可能性もあります。
今後の課題と展望
とは言え、ペプチドグリカンが脳にどのように移動するのか、そしてそれがどのように神経活動を調整するのかという点は、まだ完全には解明されていません。
また、今回の結果はマウスを対象とした実験であり、人間においても同様のメカニズムが存在するかは現時点では不明です。
しかし、微生物の断片が睡眠のリズムに関与しているという発見は、私たちが「自分の体」と思っているものが、実は無数の微生物との共生体（ホロバイオント）であるという事実を突きつけるものでもあります。
まとめ
・腸内細菌の細胞壁由来物質ペプチドグリカンが、脳内の睡眠リズムに影響を与えている可能性がある
・ワシントン・ステート・ユニバーシティの研究によって、腸と脳が睡眠調節を協調して行う「ホロバイオント仮説」が支持された
・この研究はマウス実験に基づくものであり、人間でも同様の作用があるかは今後の検証が必要
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