糞便微生物叢移植はToll様受容体4シグナル経路を介して実験的大腸炎を緩和する

糞便微生物叢移植はToll様受容体4シグナル経路を介して実験的大腸炎を緩和する

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37662857/

Xin Wenら、World J Gastroenterol. 2023.
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要旨
背景 糞便微生物叢移植（FMT）は実験的大腸炎マウスや潰瘍性大腸炎（UC）患者に対して有望な治療効果を示している。FMTはToll様受容体4（TLR4）シグナル伝達経路を調節し、他のいくつかの疾患を治療する。しかし、この調節が潰瘍性大腸炎の治療にも関与しているかどうかは不明である。
目的：腸内細菌叢と大腸トランスクリプトームとの関連解析を通じて、デキストラン硫酸ナトリウム（DSS）誘発マウスに対するFMTにおけるTLR4シグナル伝達経路の必要性を明らかにし、UCに対するFMTのメカニズムを説明する。
方法 野生型（WT）マウスとTLR4ノックアウト（KO）マウスを用いてマウス大腸炎モデルを構築した。糞便微生物叢を経口投与により移植した。大腸炎症の重症度は疾患活動性指数（DAI）スコアリングとヘマトキシリン・エオジン染色により測定した。16SリボソームRNA配列決定により腸内細菌叢構造を解析した。マウスの大腸における遺伝子発現はトランスクリプトームシークエンシングによって得られた。
結果 KO（DSS＋水）群とKO（DSS＋FMT）群では、体重減少、結腸長、DAIスコア、組織学的スコアが区別できないことから、FMTはKOマウスの疾患を抑制できないことが示された。FMT投与マウスでは、Akkermansiaの相対量が減少し、Lactobacillusが優勢となった。特に、DAIと大腸組織学的スコアはWTマウスと比較して、KO-DSS群で明らかに低下した。微生物叢構造はKOマウスとWTマウスで有意差を示した。健康なKOマウスでは、Akkermansia属が優勢であった。KOマウスにおけるFMTの無効性は、Akkermansia属の減少に関連していた。Gene Ontology濃縮解析の結果、各群間で発現が異なる遺伝子は、主に細胞質翻訳とDNA損傷刺激に対する細胞応答に関与していた。アッカーマンシアと相関する上位9遺伝子は、Aqp4、Clca4a、Dpm3、Fau、Mcrip1、Meis3、Nupr1 L、Pank3、Rps13であった（｜R｜ > 0.9、P < 0.01）。
結論： FMTは、TLR4シグナル伝達経路を制御することにより、黄砂誘発性大腸炎を改善する可能性がある。TLR4は腸内細菌叢の組成と関連遺伝子の発現を調節し、大腸炎を改善し、腸内環境の安定性を維持する。アッケマンソウは、大腸炎の治療薬として大きな可能性を秘めている。
キーワード アッケマンソウ；アクアポリン4；大腸炎；糞便微生物叢移植；乳酸菌；Toll様受容体4；トランスクリプトームシークエンシング。
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