3世代の微生物叢の研究により、微生物叢がどの程度変化し、健康にどのように影響するかを確認

まず第一に、用語の混乱を解消するために、「微生物叢」という用語は私たちの体内に存在する一連の微生物を指すことを指摘しなければなりません。これらには、真菌、古細菌、ウイルス、寄生虫、そして何よりも最も多い細菌が含まれます。歴史的には腸内フローラとも呼ばれていましたが、この用語は使用されなくなりました。

体のさまざまな領域における微生物叢の分布。この図は、各器官または系で推定される細菌種の数を示しています。著者によるイラスト。

一方、「マイクロバイオーム」の概念はより広く、これらの微生物が生態系または生物学的ニッチに貢献する一連の遺伝子のことも指します。

腸内細菌叢の重要性

微生物の存在が最初に示されたのは 17 世紀に遡ります。しかし、その研究に革命をもたらしたのは、ゲノミクスやメタボロミクスなどの革新的で高度に専門化された技術の進歩です。

人体には多数の細菌が存在するため、微生物叢は「」と考えられています。超生物»。したがって、それが私たちの体の代謝プロセス、ひいては私たちの健康において基本的な役割を果たしているのは驚くべきことではありません。

その不均衡、つまり腸内毒素症として知られる状況は、宿主の障害や病気の可能性を高めます。多くの研究では、これらの不均衡は、クローン病や潰瘍性大腸炎などの胃腸疾患やさまざまな食物アレルギーと関連していることがわかっています。

さらに、腸内環境異常は、自閉症やうつ病の場合、中枢神経系などの他の臓器に影響を与える疾患に関連しています。

「正常または有益な」微生物叢が何であるかを定義することは困難ですが、微生物叢の多様性と種間のバランスが高いほど、また短鎖脂肪酸、特に酪酸などの代謝産物を生成する能力が高いほど、より健康であると考えられています。

加齢に伴う腸内細菌叢の進化

腸内細菌叢に関する知識は進歩しているにもかかわらず、その発達と進化については不明な点が数多くあります。主に母親経由で起こる早期の定着は、生涯にわたる個人の幸福に影響を与えるため、将来の健康にとって不可欠です。

特に、人生の最初の千日は非常に重要です。この期間は外部刺激との最初の接触を示し、免疫系の発達と成熟と同時に起こります。この段階での異常なパターンは、成人後の免疫疾患に関連している可能性があります。

腸内細菌叢が幼少期からどのように確立されるのか、また母親の要因の影響を理解するために、私たちは世代間研究を実施しました。 CEU サンパブロ大学 そして ベイビー・ジーザス病院授乳中の赤ちゃん、その母親、祖母が含まれていました。この研究では、3世代から200人の参加者が募集され、全員から便サンプルが収集されました。

親と比較して乳児の糞便代謝物で我々が発見した最も重要な変化は、グルコースと多価不飽和脂肪酸の増加でした。逆に、母親と祖母では飽和および一価不飽和脂肪酸のレベルが高かったが、そのレベルの低下が観察されました。これらの変化は、食事の種類と老化に関連する代謝プロセスの違いを反映しています。

短鎖脂肪酸に関しては、乳児のほとんどが親よりも少ない量を示しました。これらの代謝産物は主に微生物叢に由来し、健康に有益な特性を持っているため非常に重要です。

一方、ゲノム研究により、乳児の腸内細菌の 40% がいくつかの種に属していることが観察できました。 ビフィズス菌ビフィダム、ビフィズス菌ブレーベ、ビフィズス菌ロンガム、大腸菌、フェカリバクテリウム・プラウスニツィイ。それどころか、成人の微生物叢におけるこれらの細菌は 7% にすぎません。

まとめると、これらの結果は、乳児の微生物叢は、免疫系や胃腸系と同様にまだ成熟しているため、多様性が低いことを示しています。

これらすべての情報を統合することにより、乳児は糞便中にビフィズス菌属の細菌とブドウ糖がより多く存在するという特徴があることを特定することもできました。このデータは、母乳をベースにした乳児の食事のタイプと一致しています。一方で、成人ではより多様な微生物叢が見られ、糖の量が少なく、これは炭水化物代謝が低いことを示しています。

私たちの発見は、さまざまな微生物群集が初期段階でどのように発達するかをより深く理解するのに役立ちました。さらに、彼らは、年齢に応じて腸内細菌叢を特徴付ける生物学的プロセスに関する明確な証拠を提供しました。

腸内細菌叢の調節

現在、微生物叢は、健康を改善するために作用する治療標的であると考えられています。主な戦略の中で、次のものが際立っています。

1. ダイエット。これは腸内細菌叢を調節する重要な要素です。これは、さまざまな食品がその成分にプラスまたはマイナスの影響を与える可能性があるためです。

2. プロバイオティクス、プレバイオティクス、シンバイオティクス。プロバイオティクスは、適切な量で宿主に利益をもたらす生きた微生物です。最も研究されているのは、多様で健康な微生物叢を促進するラクトバチルス・ラムノサスとビフィズス菌です。代わりに、プレバイオティクスは、健康な細菌の増殖を刺激する繊維のような非消化性化合物です。

シンバイオティクスとして知られる両方の組み合わせには、有益な細菌の確立を向上させる相乗効果があります。結果として、シンバイオティクスを使用した結果は、プロバイオティクスまたはプレバイオティクスを個別に使用して得られた結果よりも優れています。たとえば、母乳はアレルギーの予防に貢献する天然の共生物質です。

3. 糞便微生物叢の移植。これは、腸内微生物叢を回復することを目的として、健康なドナーから病気の患者に糞便微生物を移すことから成ります。現在、この方法は抗生物質が効かない患者の再発性クロストリジウム・ディフィシル感染症の治療にのみ承認されていますが、他の多くの病気でも研究されています。

今日、私たちは、私たちの体に生息する微生物が単なる「テナント」ではないことを知っています。それどころか、微生物叢は免疫システムや生後数日からの健康の恒常性において重要な役割を果たす基本的な味方です。このため、生物医学研究は、各患者のゲノム、代謝、マイクロバイオームを考慮した個別化された治療に向けて進歩しています。

「ザ・カンバセーション」に記事が掲載されました。

アルマ・クリスティーナ・ビジャセニョル・ソリス。 CEU サンパブロ大学、化学分析および生物分析技術教授

アンドレア・マシアス・カメロ。 CEU サンパブロ大学博士前期研究員

エリサ・ズベルディア。 CEU サンパブロ大学医学部基礎医学科 共同教授 博士

マリーナ・ペレス・ゴルド。基礎医学部長。 CEUサンパブロ大学、細胞生物学および組織学分野の教授

トマス・クライブ・バーカー・テヘダ; CEU サンパブロ大学メタボロミクス博士研究員