増え続ける証拠は、通常私たちの腸に住んでいる数十兆の微生物を示しています。 いわゆる腸内微生物叢 -; 私たちの体の機能に大きな影響を与えます。 この微生物群集のメンバーは、ビタミンを生成し、食物の消化を助け、有害なバクテリアの過剰増殖を防ぎ、免疫システムを調節するなどの利点があります. 現在、セントルイスのワシントン大学医学部の研究者によると、腸内微生物叢も脳の健康に重要な役割を果たしていることが新しい研究で示唆されています。
この研究では、マウスで、腸内細菌が発見されました。 部分的に短鎖脂肪酸などの化合物を生成することによって -; 脳組織を損傷し、アルツハイマー病などの状態で神経変性を悪化させる可能性のある脳内の免疫細胞を含む、全身の免疫細胞の挙動に影響を与えます. 1月13日にジャーナルに掲載された調査結果 化学、神経変性を予防または治療する方法として、腸内微生物叢を再形成する可能性を開きます.
若いマウスに抗生物質を 1 週間だけ投与したところ、腸内微生物叢、免疫反応、年齢とともに経験したタウと呼ばれるタンパク質に関連する神経変性の程度に恒久的な変化が見られました。 興味深いのは、腸内微生物叢を操作することで、脳に直接何も入れずに脳に影響を与えることができるということです.」
デビッド M. ホルツマン、MD、S上級著者、 Barbara Burton and Reuben M. Morris III Distinguished Professor of Neurology
アルツハイマー病患者の腸内微生物叢が健康な人と異なる可能性があるという証拠が蓄積されています. しかし、これらの違いが病気の原因なのか結果なのかは明らかではありません。 または両方 -; また、マイクロバイオームの変化が病気の経過にどのような影響を与える可能性があるか.
腸内微生物叢が原因となる役割を果たしている可能性があるかどうかを判断するために、研究者は、アルツハイマー病のような脳損傷と認知障害を発症しやすいマウスの腸内微生物叢を変更しました。 マウスは、ヒト脳タンパク質タウの変異型を発現するように遺伝子操作されており、タウが蓄積し、生後9か月までにニューロンに損傷を与え、脳の萎縮を引き起こします。 彼らはまた、人間の変種を運びました アポ 遺伝子、アルツハイマー病の主要な遺伝的危険因子。 のコピーを 1 つ持っている人 APOE4 バリアントは、より一般的なバリアントを持つ人々よりも、この疾患を発症する可能性が 3 ～ 4 倍高くなります。 APOE3変異体。
ホルツマンとともに、研究チームには、腸内微生物叢の専門家で共著者のジェフリー I. ゴードン医学博士、ロバート J. グレーザー博士、ゲノム科学およびシステム生物学のためのエジソン ファミリー センターの所長が含まれていました。 第一著者のDong-Oh Seo博士、神経学のインストラクター。 共著者のサングラム S. シソディア博士は、シカゴ大学の神経生物学教授です。
このような遺伝子組み換えマウスは、出生時から無菌状態で飼育された場合、腸内微生物叢を獲得せず、40 週齢での脳の損傷は、正常なマウスの微生物叢を持つマウスの脳よりもはるかに少ないことが示されました。
このようなマウスを通常の非無菌条件下で飼育すると、正常なマイクロバイオームが発達しました。 しかし、生後 2 週間で抗生物質を投与すると、マイクロバイオーム内の細菌の組成が永久に変化しました。 オスのマウスでは、40 週齢で明らかな脳損傷の量も減少しました。 マイクロバイオームの変化による保護効果は、ウイルスを保有するオスのマウスでより顕著でした。 APOE3 リスクの高い人よりもバリアント APOE4バリアント、おそらくの有害な影響のため APOE4研究者によると、保護の一部が取り消されました。 抗生物質治療は、雌マウスの神経変性に有意な影響を与えませんでした。
「脳腫瘍、正常な脳の発達、および関連するトピックの研究から、男性と女性の脳の免疫細胞が刺激に対して非常に異なる反応を示すことがすでにわかっています」とHoltzman氏は述べた. 「したがって、マイクロバイオームを操作したときに反応に性差が見られたのはそれほど驚くべきことではありませんが、これがアルツハイマー病および関連する障害とともに生きる男性と女性にとって正確に何を意味するかを言うのは難しいです.
さらなる実験により、3 つの特定の短鎖脂肪酸が関連付けられました。 特定の種類の腸内細菌によって代謝産物として生成される化合物 -; 神経変性に。 これらの 3 つの脂肪酸はすべて、抗生物質治療によって腸内細菌叢が変化したマウスでは不足しており、腸内細菌叢のないマウスでは検出されませんでした。
これらの短鎖脂肪酸は、血流中の免疫細胞を活性化することによって神経変性を引き起こし、それが何らかの形で脳内の免疫細胞を活性化して脳組織に損傷を与えるように見えました. マイクロバイオームを持たない中年マウスに 3 つの短鎖脂肪酸を与えると、脳の免疫細胞がより反応しやすくなり、脳はタウ関連の損傷の徴候をより多く示しました。
「この研究は、マイクロバイオームがタウ媒介性神経変性にどのように影響するかについて重要な洞察を提供する可能性があり、腸内微生物を変更する治療法が神経変性疾患の発症または進行に影響を与える可能性があることを示唆しています」と国立神経疾患研究所のプログラムディレクターであるリンダ・マクガバン博士は述べています脳卒中 (NINDS) は、研究資金の一部を提供しました。
この発見は、抗生物質、プロバイオティクス、特殊な食事、またはその他の手段で腸内微生物叢を変更することにより、神経変性疾患を予防および治療するための新しいアプローチを示唆しています。
「私が知りたいのは、遺伝的に神経変性疾患を発症する運命にあるマウスを取り、動物が損傷の兆候を示し始める直前にマイクロバイオームを操作した場合、神経変性を遅らせるか防ぐことができるかということです. ホルツマンは尋ねた。 「これは、中年後期の人で、まだ認知機能は正常だが障害が発生しつつある人に治療を開始するのと同じことです。神経変性が最初に明らかになる前に、これらのタイプの遺伝的に感作された成体動物モデルで治療を開始できれば、そして、それが機能したことを示し、それは私たちが人々でテストできるようなものになる可能性があります.
ソース：
ワシントン大学医学部
ジャーナルの参照:
セオ、D.、 ら。 (2023) タウオパシーのマウスモデルにおけるアポEアイソフォームおよび微生物叢依存性の神経変性の進行。 化学。 doi.org/10.1126/science.add1236.
