ジャーナルに掲載された最近の研究では ネイチャー微生物学研究者らは、ヒトの腸内細菌が食物中のフィチン酸をどのように代謝するかを調査した。
フィチン酸は植物界、特に米、小麦、ナッツ類に豊富に含まれています。金属キレート特性があるため、動物飼料では抗栄養素として認識されています。しかし、フィチン酸が人間に問題を引き起こす可能性があるという証拠はありません。逆に、フィチン酸を豊富に含む種子やナッツ類を含む植物ベースの食事には健康上の利点があります。
勉強： フィチン酸代謝は腸内細菌叢における微生物の相互摂食によって媒介される。 。 。 。 画像クレジット: Manee_Meena / Shutterstock
食事によるフィチン酸の補給は、上皮修復を促進し、グルコース代謝を改善し、炎症を軽減することが示されています。しかし、その根底にある分子メカニズムは不明です。フィチン酸は、インスリンシグナル伝達、グルコース代謝、癌転移、細胞移動に関与しています。フィチン酸は細胞内ミオイノシトール代謝中に合成され、哺乳類で最も豊富なイノシトールリン酸 (InsP) の 1 つです。
しかし、食事中のフィチン酸が全身循環に入り、内因性イノシトールポリリン酸の生合成に寄与するかどうかは不明です。以前、著者らはヒトの腸内微生物叢によってフィチン酸が短鎖脂肪酸 (SCFA) に変換されることを報告しましたが、変換を担う腸内微生物は不明でした。
研究と結果
本研究では、研究者らはヒトの腸内細菌叢による食物フィチン酸の代謝を評価しました。まず、2 人のドナー (A、B) の糞便サンプルを 13C6 InsP6 添加培地で培養しました。上清を収集し、13C 核磁気共鳴 (NMR) に使用しました。さらに、ラベルのない糞便濃縮物を新鮮なフィチン酸培地に移しました。
ドナーAの糞便微生物叢は、13C6 InsP6を数時間以内に13C2酢酸と13C3 3-ヒドロキシプロピオン酸に代謝し、24時間後には13C3プロピオン酸に代謝しました。一方、ドナーBの糞便微生物叢は、13C6 InsP6を13C2酢酸と13C4酪酸にゆっくりと代謝しました。次に、3番目の非標識フィチン酸濃縮物からゲノムDNAを分離し、配列を決定しました。
これにより、2つの異なる微生物群集が濃縮されていることが明らかになりました。ルミノコッカス科、 酪酸菌そして ミツオケラ ドナーAでは最も豊富であったが、 ミツオケラ、 大腸菌/赤痢菌そして 酪酸菌 ドナーBで最も豊富であった。ほとんどの種の相対的存在量はフィチン酸培養の終了時に減少したが、 ミツオケラ 属 両方の強化において。 M. ジャラルディニ 優勢な種でした。
次に、研究チームは一般人口コホート（HELIUS）の6,000人以上のマイクロバイオームを分析し、3つのアンプリコン配列変異体を特定した。 ミツオケラ のものと類似していた M. ジャラルディニ または M. マルタシダ. ほとんどの人が抱いていた M. ジャラルディニ; 男性の罹患率が最も高かった。次に研究者らは、 M. ジャラルディニ ドナーAからの株で、フィチン酸で急速に増殖します。
そのゲノムはタイプ株DSM13811Tと類似しており、フィチン酸分解経路遺伝子も非常に類似していた。次に、 M. ジャラルディニ DSM13811T は、ミオイノシトールまたはフィチン酸を含む培地で培養されました。フィチン酸培地では急速に増殖し、ミオイノシトール培地では 7 時間かかったのに対し、3.4 時間で倍増しました。ただし、代謝産物の生産は条件間で同様でした。
次に、チームは培養 M. ジャラルディニ 13C6 ミオイノシトールまたは 13C6 フィチン酸を含む重炭酸緩衝培地で培養しました。フィチン酸をいくつかの代謝物に急速に変換し、3-ヒドロキシプロピオン酸、乳酸、コハク酸が主な最終代謝物でした。ミオイノシトールとミオイノシトール-2-一リン酸の蓄積により、これらがフィチン酸分解の中間体であることが確認されました。
さらに、13C6ミオイノシトールの使用は M. ジャラルディニ 3-ヒドロキシプロピオン酸、コハク酸、乳酸への変換も確認されました。トランスクリプトーム解析により、フィチン酸培地での成長中に、イノシトールトランスポーター、ATP合成酵素、高親和性リン酸輸送システム遺伝子などの発現が増加することが明らかになりました。さらに、ペリプラズムフィターゼ遺伝子は恒常的に発現していました。
次に、研究チームは、 アナエロスティペス・ラムノシボランス そして M. ジャラルディニ フィチン酸の分解において、 A.ラムノシボランス 糞便中のフィチン酸の濃縮はプロピオン酸の形成を高めることが示されています。酢酸とプロピオン酸は共培養で検出されましたが、乳酸と3-ヒドロキシプロピオン酸は M. ジャラルディニ 単一栽培。相乗効果は 3-ヒドロキシプロピオン酸の種間伝達によるものでした。
しかし、 A.ラムノシボランス フィチン酸脱リン酸化には限定的な影響があった。 M. ジャラルディニ。 ついに、 生きている 2種の相乗効果は、経口投与したマウスで評価された。 M. ジャラルディニ 細菌種のみ、両方の細菌種、または無菌コントロールを 13C6 InsP6 で攻撃しました。盲腸の 13C6 InsP6 レベルは 3 時間後と 6 時間後に大幅に減少しました。
結腸レベルの M. ジャラルディニ 細菌を投与されたグループでは増加したが、 A.ラムノシボランス レベルは併用治療群のみで上昇した。特に、InsP6レベルの差は6時間で小さくなり、マウスの残留微生物叢によるInsP6の分解を示している。プロピオン酸の蓄積は、細菌を投与されたマウスと対照群で有意差はなかった。盲腸の13C 3-ヒドロキシプロピオン酸レベルは、併用治療群で有意に増加した。 M. ジャラルディニ グループ。
結論
研究者らは、ヒトの腸内微生物叢が微生物組成に基づいてフィチン酸をさまざまなSCFAに変換できることを示した。 ミツオケラ 属 腸内で広く存在し、効率的なフィチン酸分解物質であることが確認された。さらに、この研究では、 A.ラムノシボランス そして M. ジャラルディニ 3-ヒドロキシプロピオン酸を経由して、プロピオン酸の生成につながります。全体として、この発見は、微生物の相乗効果とフィチン酸を活用して有益な健康介入を行うための戦略的アプローチを促進する可能性があります。
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#腸内細菌が食事中のフィチン酸を健康増進脂肪酸に変えると研究で判明
2024-06-12 04:28:00