ペンシルベニア州立大学の研究により、マウスが化学物質 TCDF に早期に曝露すると、腸内微生物叢に永久的な変化が生じ、その後の人生で代謝性疾患のリスクが増加することが明らかになりました。この研究は、「永久化学物質」が人間の健康に及ぼす潜在的な影響を強調し、微生物叢に基づく治療法の可能性を示唆しています。
マウスの研究によると、残留性有機汚染物質への幼少期の曝露は腸内細菌叢を著しく破壊し、成人期の代謝障害の発症に影響を与えることが示されています。
新たな研究は ペンシルベニア州立大学 環境中の「永久化学物質」に幼少期にさらされると、マウスの腸内細菌叢が永久に破壊され、後年代謝性疾患の発症につながる可能性があることが明らかになった。 環境保健の視点幼少期の同様の曝露が、成人における肥満や2型糖尿病などの代謝障害の発生率上昇の要因となっている可能性があることを示唆している。
研究者らは、廃棄物の焼却、金属生産、化石燃料や木材の燃焼の副産物である広範囲に広がる残留性有機汚染物質（POP）である2,3,7,8-テトラクロロジベンゾフラン（TCDF）に特に注目した。TCDFは食物連鎖の中で蓄積され、人間は主に肉、乳製品、一部の魚などの高脂肪食品の摂取を通じてTCDFにさらされる。乳児は母乳の摂取を通じてTCDFにさらされる可能性がある。
「POPsは環境中に広く存在し、ほぼすべての生物が曝露しています」とペンシルベニア州立大学の分子毒性学および生化学・分子生物学のジョン・T・アンド・ペイジ・S・スミス教授アンドリュー・パターソン氏は述べた。「これらの化学物質の健康への悪影響は十分に文書化されており、先天異常やがんなどが含まれます。私たちの研究は、幼少期にTCDFと呼ばれる特定のPOPsに曝露すると、腸内細菌叢が破壊され、その後の代謝障害につながることを示唆した初めての研究です。」
方法論と初期調査結果
研究チームは、2 つのマウス グループ (TCDF を投与されたテスト グループと、治療を受けていないコントロール グループ) で TCDF の効果を調べた。研究チームは、生後 4 週間のマウスに 0.46 マイクログラム (µg) の TCDF を含む錠剤、または TCDF を含まないコントロール錠剤を 5 日間与えた。0.46 µg は人間の食事に通常含まれる量よりも高いが、中毒性疾患を引き起こすほど高くはない。
「私たちの研究では、一般的な人間の曝露量と比較して比較的高い用量を使用しましたが、この情報を使用して、腸内微生物叢を含む新しい毒性の高点を特定し、さらに低い用量で何が起こるかを推測し始めることができます。もちろん、これらのPOPsの複雑な混合物が私たちや微生物パートナーとどのように相互作用するかも考慮する必要があります。なぜなら、1回の曝露では現実のシナリオを完全に模倣することはできないからです。」
次に研究者らは、動物の腸内微生物叢、体重、耐糖能、肝臓中のトリグリセリド量、排泄物中の粘液量など、代謝性疾患の指標を含む動物の健康状態を示すいくつかの指標を調べた。研究者らは、5日間のTCDF投与直後と、最後の投与から3か月後にこれらのデータを収集した。人間の場合、これらの時点は乳児と若年成人に相当する。
「幼少期のTCDFへの曝露が野生型マウスの腸内微生物叢を永久的に破壊したことがわかった」と、筆頭著者でペンシルベニア州立大学准研究教授のユアン・ティアン氏は述べた。「また、これらのマウスは生後4か月で体重が増加し、耐糖能が低下していることもわかった。」
さらなる実験と結論
TCDF が腸内微生物叢に与える影響をさらに調査するため、科学者らは、微生物叢のないマウスに、TCDF によって微生物叢が破壊されたマウスの腸内微生物叢移植を行い、その健康状態を測定しました。移植を受けたマウスは代謝障害を発症し、変化した微生物叢が代謝疾患の原因であることが示されました。
「これらの結果は、幼少期のTCDFへの曝露が、TCDFが体内から排出された後も、腸内微生物叢の機能障害や老年期の健康状態に影響を与える可能性があることを示唆している」とティアン氏は述べた。
彼女は、腸内細菌叢の乱れは、以下の細菌種の減少によって特徴づけられると説明した。 アッカーマンシア・ムシニフィラ人間の腸内細菌叢にも典型的に見られる細菌。
「これは重要なことです。 アッカーマンシア 「腸全体の健康にとって重要であることは認識されていますが、TCDFによって悪影響を受ける可能性があることが今ではわかっています」とティアン氏は語った。
の重要性を調査する アッカーマンシア・ムシニフィラ 研究チームは、健康状態に影響を与えるために、TCDF を投与したマウスにこの細菌をプロバイオティクスとして投与する実験を行いました。プロバイオティクスは、マイクロバイオームを正常な状態に戻しました。
「私たちの研究結果は、これらの細菌が毒性物質への曝露によって影響を受け、健康状態を左右する重要な役割を果たしていることを示唆しています」とパターソン氏は言う。「さらに研究を進めれば、プレバイオティクスやプロバイオティクスの補給を通じて、人のマイクロバイオームを最適な状態に戻すことができる日が来るかもしれません。」
参考文献: Yuan Tian、Bipin Rimal、Jordan E. Bisanz、Wei Gui、Trenton M. Wolfe、Imhoi Koo、Iain A. Murray、Shaneice K. Nettleford、Shigetoshi Yokoyama、Fangcong Dong、Sergei Koshkin、K. Sandeep Prabhu、Peter J. Turnbaugh、Seth T. Walk、Gary H. Perdew、Andrew D. Patterson 著「C57BL/6J マウスにおけるアリール炭化水素受容体リガンド TCDF への早期曝露が腸内細菌叢と宿主代謝恒常性に与える影響」、2024 年 8 月 14 日、 環境保健の視点。
掲載日：2010/03/28
ペンシルバニア州立大学の他の著者には、ジョーダン・ビサンツ（生化学および分子生物学助教授）、イムホイ・クー（研究助教授）、イアン・マレー（研究助教授）、横山茂俊（研究助教授）、セルゲイ・コシュキン（研究助教授）、ビピン・リマル（大学院生）、ウェイ・グイ（研究技術者）、シェイン・ネットルフォード（大学院生）、ファンコン・ドン（博士研究員）、サンディープ・プラブ（獣医学および生物医学科学科長）、ゲイリー・パーデュー（農業科学におけるH・トーマスおよびドロシー・ウィリッツ・ハロウェル教授）がいる。他の著者には、トレントン・ウルフ（モンタナ州立大学大学院生）、ピーター・ターンバウ（カリフォルニア大学サンフランシスコ校微生物学および免疫学教授）、セス・ウォーク（モンタナ州立大学微生物学および免疫学教授）がいる。
この研究は、米国国立衛生研究所、米国国立食品農業研究所、およびペンシルベニア州保健局の支援を受けて行われました。
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#これらの一般的な化学物質は腸の健康を永久に変え生涯にわたる病気につながる可能性があります
2024-08-19 12:37:17