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2024-06-10 18:02:31
科学者が、高齢マウスの腸内細菌を、腸内細菌を持たないように育てられた若い「無菌」マウスに移植したところ、移植を受けたマウスは、人間の老化に伴う炎症プロセスに類似した炎症の増加を経験した。他の若いマウスの細菌を移植された若い無菌マウスでは、そのような増加は見られなかった。
研究者らは、この研究結果は、腸内細菌叢の変化が、加齢に伴ってしばしば起こる全身の炎症に関与していることを示唆していると述べた。
ジャーナルで報告l 老化細胞、 この研究では、抗生物質が若いマウスよりも高齢マウスの腸内細菌叢に長期的な混乱を引き起こすことも判明した。
「加齢は慢性の低レベルの炎症の進行的増加と関連しているという見解が広まりつつあります」と、アラバマ大学バーミンガム校の医学教授トーマス・ビュフォード氏とともにこの新しい研究を主導したイリノイ大学アーバナ・シャンペーン校の運動生理学および地域保健学の教授ジェイコブ・アレン氏は述べた。「何がこれを引き起こし、加齢が引き起こす炎症状態の主な原因は何かという議論があります。私たちは、加齢に伴って見られる炎症の一部に寄与するような形で微生物叢の機能的能力が変化しているかどうかを理解したかったのです。」
これまでの研究で、腸内微生物組成の加齢による変化とパーキンソン病やアルツハイマー病などの慢性炎症性疾患との関連が明らかになっている。一部の研究では、微生物代謝と、肥満、過敏性腸症候群、心臓病など、その他の健康状態への感受性との関連が指摘されている。腸内微生物叢の加齢による変化は、いわゆる腸漏れの問題にも寄与している可能性があると研究者らは述べている。
「老齢マウスのマイクロバイオームパターンは、細菌誘発性バリア破壊および免疫浸潤の兆候と強く関連している」と研究者らは記している。
「腸内にある物質は、体の他の部分から隔離されているはずです」とビュフォード氏は言う。「もしそれが漏れ出たら、免疫システムがそれを認識します。そこで疑問が浮かびました。『それが炎症の原因なのか？』」
多くの研究で、腸内微生物種の相対的な豊富さと多様性が比較され、健康や病気に寄与する主要なグループのいくつかについての洞察がもたらされている。しかし、腸内微生物の一部の配列を決定するだけでも費用がかかり、結果の解釈が難しい場合があるとアレン氏は述べた。そのため、彼と彼の同僚は微生物の機能、具体的には、老齢マウスの腸内微生物叢が免疫反応を刺激する仕組みに焦点を当てた。
研究チームは、体全体の炎症過程を媒介する分子であるトール様受容体に注目した。TLR は細胞膜内に存在し、細胞外環境を採取して組織の損傷や感染の兆候を探す。TLR が潜在的な病原体に関連する分子 (例えば、グラム陰性細菌のリポ多糖成分) に遭遇すると、TLR は自然免疫反応を活性化し、炎症誘発物質やその他の分子を呼び出して感染と戦う。
研究者らはまず、若いマウスと老齢マウスの結腸内容物がTLRシグナル伝達を促進するかどうかを評価した。その結果、老齢マウスの微生物は若いマウスの微生物よりも、細菌細胞壁のリポ多糖成分を感知できるTLR4を活性化する可能性が高いことがわかった。別の受容体であるTLR5は、老齢マウスでも若いマウスでも異なる影響を受けなかった。TLR5は、フラジェリンと呼ばれる別の細菌成分を感知する。
研究チームは、高齢マウスの微生物を移植された若い無菌マウスでも、移植後に炎症シグナルが高まり、血液中のリポ多糖類のレベルが上昇したことを発見した。
この発見は「加齢による微生物叢の免疫原性の変化と宿主の炎症との間の直接的な関連」を示していると研究者らは記している。
他の実験では、研究チームはマウスに広域スペクトルの抗生物質を投与し、治療中および治療後7日間の微生物叢の変化を追跡した。
「私にとって最も興味深い疑問の一つは、抗生物質による治療が終わった直後にどんな微生物が戻ってくるかということだった」とビュフォード氏は言う。そして、腸内に老化した微生物叢を持つマウスでは、「これらの日和見病原体が最も早く戻ってきていた」。
「年齢を重ねるにつれて、私たちの微生物叢は抗生物質に対する耐性が低下する可能性があるようです」とアレン氏は言う。「米国やその他の西洋社会では、年齢を重ねるにつれて抗生物質にさらされる機会が増えることが分かっているため、これは重要なことです。」
研究者らは、この研究は加齢に伴う腸内微生物の変化が長期的な健康と炎症にどのような影響を与えるかを理解するための重要な一歩だと述べた。
この研究の共著者には、イリノイ州のポスドク研究員であるエリサ・カエターノ・シルバ氏、イリノイ大学博士課程の学生であるアクリティ・シュレスタ氏、国立小児病院の研究科学者であるマイケル・ベイリー氏、イリノイ州の健康・高齢化・障害センター所長のジェフリー・ウッズ氏も含まれている。
アレン氏はイリノイ大学の栄養科学教授でもあり、イリノイ大学カール・R・ウォースゲノム生物学研究所の所属でもある。
国立衛生研究所がこの研究を支援しました。
#老齢マウスの腸内細菌が若いマウスに炎症を引き起こすことが研究で判明