意図しない副作用：腸ミクロバイオームの抗生物質破壊は骨格の健康を調節不全にする

Unintended side effects: Antibiotic disruption of the gut microbiome dysregulates skeletal health
by Medical University of South Carolina
Medical Pressより
JANUARY 16, 2019
図の解説：ＭＤＳＣは、対照処置動物（左）と比較して、抗生物質で処置したマウス（ＡＢＸ、右）の骨髄において増加している。
クレジット：サウスカロライナ医科大学のDr. Chad Novince

　微生物はしばしば病気を引き起こす病原体として見られ、抗生物質はこれらの外来侵入者と戦うために首尾よく使用されてきました。実際には、絵はより複雑です。ほとんどの場合、私たちは健康的な腸にコロニーを形成している微生物の集まりである共生腸微生物叢と調和して暮らしています。共生細菌は骨格の健康を含む宿主の生物学的機能を調節する。サウスカロライナ医科大学（MUSC）の骨免疫学、骨格系と免疫系のインターフェースを研究している研究者たちは、思春期以降の骨格発達に対する健康な腸内ミクロビオームと抗生物質の混乱の影響を調べました。 American Journal of Pathologyに2019年1月16日にオンラインで発表された彼らの結果は、腸内微生物叢の抗生物質破壊が破骨細胞の活性の増加をもたらす炎症誘発性応答を誘導したことを示した。

　「この報告は、思春期後の骨格発達の間の腸内細菌叢の骨免疫応答の重要な外因性モジュレーターとしての抗生物質を紹介しています」とChad M. Novince、DDS、Ph。マイクロバイオームが骨免疫学および骨格発達に及ぼす影響「人々は抗生物質が微生物叢を混乱させることを示したが、これは骨細胞および全体的な骨格表現型を調節する免疫細胞に対する下流の影響をどのように評価するかを評価する最初の既知研究である。

　思春期以降の発達段階は、我々の最大骨量の約40パーセントの発生を支持する可塑性の重要な窓です。 Novinceの研究室その他による最近の研究は、腸の微生物叢が骨格の健康に寄与することを示しています。思春期後の骨格発達における腸内細菌叢の抗生物質摂動の影響を判断するために、NovinceはMUSCのチームメンバーと協力し、3種類の抗生物質のカクテルでマウスを治療しました。マイクロバイオーム科学者のAlexander V. Alekseyenko博士、Biomedical Informatics Centerの准教授であり、MUSCヒトマイクロバイオーム研究プログラムの創設ディレクターと共同で、抗生物質治療が腸内微生物叢に大きな変化をもたらしたことを示すことができました。その結果、多数のバクテリアに特異的な変化をもたらします。

　「Alekseyenko博士をチームの一員として持つことは、他にはない強みです」とNovinceは述べています。

　抗生物質による微生物叢の破壊に続いて、Novinceの研究室は骨格系の完全性を調べました。抗菌剤による微生物叢の変化は皮質骨にほとんど影響を与えませんでした。しかしながら、高い骨代謝を受ける骨の種類である小柱骨に著しい変化がありました。以前の研究は抗生物質治療の際の骨格全体における骨細胞密度を調べたが、この研究は骨維持の根底にある細胞の詳細に焦点を合わせた。骨代謝は、骨吸収（破骨細胞）細胞と骨形成（骨芽細胞）細胞のバランスを通して制御されます。興味深いことに、破骨細胞の数、大きさおよび活性は増加したが、骨芽細胞に変化はなかった。

　何が破骨細胞活性を増加させたのかを決定するために、Novince研究室はいくつかの破骨細胞シグナル伝達分子のレベルを評価した。彼らは、抗破骨細胞シグナル伝達分子のレベルが抗生物質で処理された動物の循環中で増加したことを発見し、破骨細胞活性の増加は微生物叢の変化に対する特異的免疫応答の結果であることを示唆する。

　次の大きな問題は、抗生物質が骨髄環境の免疫細胞にどのように影響するかということでした。

　「私たちの研究は実際に骨髄環境内の特定の適応免疫細胞メカニズムと生来の免疫細胞メカニズムを掘り下げて骨細胞に影響があることを証明することができます」と、ポスト博士のJessica D. Hathaway-Schrader博士は言います。この研究の学者そして最初の著者。

　骨髄中の免疫細胞集団の検査は、驚くべきことに、抗生物質処置動物の骨髄由来サプレッサー細胞（ＭＤＳＣ）の有意な増加を明らかにした。 ＭＤＳＣは、様々な疾患の間に先天的および適応的免疫応答を調節することが知られているが、健康に関して広く研究されていない。さらに、抗原提示およびプロセシングは抗生物質治療の際に骨髄において抑制された。

　要約すると、Novinceのグループは、腸内細菌叢の抗生物質破壊が免疫細胞と骨細胞の間の情報伝達を調節不全にすることを示しました。本研究は腸内細菌の組成を著しく破壊することを意図した広域スペクトル抗生物質カクテルを利用したが、結果はさらなる調査を保証する。将来の研究は、ヒトの抗生物質治療により良く変換される抗生物質療法を取り入れることを目的としています。これらの研究は、腸内マイクロバイオームに対する特定の抗生物質の影響を定義することを目的とした臨床試験につながる可能性があります。この研究は、骨格の悪化を予防し治療することを目的としたマイクロバイオームにおける非侵襲的治療的介入の開発を支持するであろう。