ナノプラスチックが脳に与える影響を，侵入と防御の両面から理解できる2つの論文を紹介します．いずれも本邦からで，一つは国立環境研究所のItoらによる研究で，もう一つは国立精神・神経医療研究センターおよび東京大学を中心としたOgakiらの研究です．
まずItoらの研究は，「ナノプラスチックは神経細胞に入るのか？」という問いに答えたものです．結論としては，ヒト由来神経細胞（LUHMES）を用いた実験により，ポリスチレンナノ粒子は神経細胞内に取り込まれることが明確に示されました．特に50 nmの粒子は500 nmに比べて圧倒的に効率よく取り込まれ，取り込み量は数百倍に達しました（図１）．取り込みは主にクラスリン依存性エンドサイトーシスやマクロピノサイトーシスによるものでした．さらに，取り込まれた粒子は主にリソソームに局在し，一部はミトコンドリア周囲にも分布していました．また細胞種による違いが認められ，ミクログリアが最も高い取り込み能を示し，神経幹細胞がこれに続き，分化した神経細胞やアストロサイトでは取り込みが比較的低いという結果でした．特に神経幹細胞で取り込みが高いという所見は，発達期における脆弱性を示唆するものとして重要です．
一方で，これほど細胞内に取り込まれるにもかかわらず，急性毒性はほとんど認められず，細胞生存率，神経突起伸長，酸化ストレスへの明確な影響は確認されませんでした．しかしこれは安全ということではありません．神経細胞がナノプラスチックを取り込み，リソソームに蓄積するという事実は，神経細胞自身ではこれを十分に処理できず，ミクログリアなどのクリアランス機構に依存していることを示唆しています．このバランスが破綻した場合，長期的な蓄積や神経変性疾患との関連が生じる可能性があり，重要な知見と考えられます．
つぎにOgakiらの研究は，ナノプラスチックを含むナノ粒子が脳に侵入した後に「脳がどのように対処しているか」を明らかにしたものです．ナノ粒子は血流を介して脳内に到達し，特に視床や視床下部に蓄積することを示しました（図2）．
そしてこに蓄積に対してミクログリアが貪食を行いますが，その際に重要なのが補体C3による「タグ付け」です．ナノ粒子にC3が付着すると，ミクログリアは補体受容体CR3を介してそれを選択的に取り込みます．さらにこのC3は，血管内皮細胞から分泌されるCCL17がアストロサイトのCCR4を活性化することで産生されることが示されました．つまり，「血管内皮→アストロサイト→補体→ミクログリア」という連携機構が存在し，ナノ粒子の除去に働いていることが明らかになりました（図3）．
この機構の意義を最も明確に示しているのが図3で，CCR4を選択的アンタゴニストC-021で阻害するとミクログリアによるナノ粒子の除去が低下した結果，神経細胞死の増加と不安様行動の増悪が生じることが示されています（図4）．すなわち，この機構は単なる異物処理ではなく，神経保護として機能している点が重要です．
ここで近年報告され注目を集めた「認知症患者の脳でナノプラスチックが多量に蓄積している（Nat Med. 2025;31:1114-1119. ブログ）」という観察結果を踏まえると，これら2つの研究は非常に重要な意味を持ちます．Itoらの研究は，ナノプラスチックが実際に神経細胞内に取り込まれ得ることを示しており，一方でOgakiらの研究は，それを除去する脳の防御機構が存在することを示しています．すなわち，ナノプラスチックの脳内蓄積は，「侵入」と「除去」のバランスで決まると考えることができます．この観点から認知症を考えてみると，アルツハイマー病をはじめとする神経変性疾患では，ミクログリア機能の低下や補体系の異常，さらには血管障害や血液脳関門の破綻が知られています．このような状態では，ナノ粒子に対するC3によるタグ付けやミクログリアによる貪食が十分に機能せず，クリアランスが低下する可能性があります．その結果として，ナノプラスチックが脳内に蓄積しやすくなると考えることができます．そしてナノプラスチックが神経炎症や細胞機能障害を引き起こすことで，アミロイドβやタウ病理を促進し，神経変性を悪化させる可能性もあります． つまりナノプラスチックの蓄積は，認知症において結果でもあり，原因でもありうると考えられます．
以上より，ナノプラスチックの脳への影響は，「神経細胞への侵入」，「ミクログリアを中心としたクリアランス機構」，そして「その破綻としての神経障害」という3つの視点から理解する必要があります．すなわち，ナノプラスチックは単に毒性を持つか否かではなく，「脳がそれをどこまで処理できるか」という動的な均衡の中で影響を及ぼしている可能性があります．よって本テーマは環境問題にとどまらず，神経変性疾患の新たな修飾因子としての可能性を含んでいます．
Ogaki A, Kinoshita S, Ikegaya Y, Koyama R. Chemokine-complement cascade in glial-vascular units protects neurons from non-biogenic nanoparticles. J Neuroinflammation. 2025;22(1):182. PMID: 40660294.
Ito T, Ikuno Y, Udagawa O, Tanaka K, Kurokawa Y, Kakeyama M, Maekawa F. Human neurons are susceptible to the internalization of small-sized nanoplastics. Environ Toxicol Pharmacol. 2025;118:104776. PMID: 40744315.
Nihart AJ, Garcia MA, El Hayek E, et al. Bioaccumulation of microplastics in decedent human brains. Nat Med. 2025 Apr;31(4):1114-1119. PMID: 39901044.
