腸内細菌がパーキンソン病の病態の中心にあることを示す新たな研究結果が発表された

腸内細菌がパーキンソン病の病態の中心にあることを示す新たな研究結果が発表された

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日付
2023年1月10日
出典
アラバマ大学バーミンガム校
概要
新しい研究によると、腸内マイクロバイオームは、パーキンソン病の発症における複数の経路に関与している。その結果、パーキンソン病患者では、マイクロバイオームの構成が大きくアンバランスになっていることが明らかになった。研究者らは、パーキンソン病患者および神経学的に健康な対照被験者の便のマイクロバイオームから直接回収した遺伝物質の研究であるメタゲノム解析法を採用した。
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記事全文
アラバマ大学バーミンガム校の新しい研究によると、腸内細菌はパーキンソン病の発症に関わる複数の経路に関与しているという。Nature Communicationsに掲載されたこの研究結果は、パーキンソン病患者におけるマイクロバイオーム組成の幅広いアンバランスを示しています。この研究は、最高解像度で行われた最大のマイクロバイオーム研究です。

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研究者らは、PD患者および神経学的に健康な対照被験者の便のマイクロバイオームから直接回収した遺伝物質の研究であるメタゲノム法を採用した。

「この研究の主な目的は、PDの腸内細菌群の不均衡を完全かつそのままの形で明らかにすることです」と、Marnix E. Heersink医学部のHaydeh Payami教授（Ph.D.）は述べています。Heersink School of Medicine Department of Neurologyの教授であり、本研究の筆頭著者であるHaydeh Payami博士は、次のように述べています。

この研究は、パーキンソン病のメタゲノムが、病気を促進するマイクロバイオームを示していることを報告しています。

「我々は、PDに関連していることが分かっている複数のメカニズムの証拠を発見しましたが、それらが腸内でも起こっており、マイクロバイオームによって組織化されているとは知りませんでした」と、パヤミは述べています。

研究者らは、日和見病原体や免疫原性成分が過剰に存在することを発見し、感染や炎症が起きていること、毒性分子の過剰産生、細菌産物のcurliが過剰に存在することを示唆した。これがPDの病態を誘導し、L-ドーパを含む神経伝達物質の調節異常を引き起こす。同時に、神経保護分子や抗炎症成分が不足し、回復が困難な状態になっていた。

John T. and Juanelle D. Strain Endowed Chair in Neurologyを務めるPayami氏とそのチームは、パーキンソン病患者490人と健常対照者234人を登録した。被験者の半数強は男性で、年齢層は50歳以上が中心であった。全員が米国深南部の出身であり、マイクロバイオームの構成に地理的・文化的な影響を及ぼす交絡を排除するのに役立った。

研究者らは、マイクロバイオーム中の257種の生物を調査し、そのうちの30％以上にあたる84種がパーキンソン病と関連していることを解析で示しました。

「84種のPD関連種のうち、55種はPD患者で存在量が異常に多く、29種は枯渇していました」と、Payamiは述べています。"我々は、テストした微生物と細菌の遺伝子と経路の30％以上が、パーキンソン病で存在量が変化していることを発見しました。" これは、広くアンバランスであることを示します。

片方の端では、ビフィドバクテリウム・デンチウムが7倍、アクチノマイセス・オリスが6.5倍、ストレプトコッカス・ミュータンスが6倍も上昇していたそうです。一方、Roseburia intestinalisは7.5倍、Blautia wexleraeは5倍に減少していた。全体として、PDに関連する種の36%で存在量の2倍以上の変化が見られ、これは健常対照群に対してPDが100%から750%増加または減少していることを反映していた。

「この研究は、現在可能な限り高い解像度で大規模なデータセットを作成し、オープンサイエンスを推進するために制限なく公開しました」と、Payamiは述べています。"マイクロバイオームデータを持つ最大のPDコホートである490人のPD患者に関する広範なメタデータと、神経学的に健康な高齢者234人のユニークなコホートが含まれており、幅広い研究に利用することが可能です。私たちは、パーキンソン病のメタゲノムには広範なアンバランスが存在し、神経変性事象に寛容で、回復を妨げる環境を作り出していることを示しました。"

パーキンソン病は、進行性の衰弱性疾患で、2005年には400万人が罹患し、2030年には2倍の870万人になると予測されています。歴史的には運動障害と定義されていますが、PDは多系統の疾患です。PDは、遺伝的感受性と環境的誘因の様々な組み合わせによって引き起こされると推測されていますが、原因となる組み合わせはまだ特定されていません。PDと消化器系との関連は古くから確立されています。

「メタゲノム解析は、急速に発展しているとはいえ新しい分野であり、リソース、方法、ツールは、最先端ではあるものの、まだ発展途上であるため、これは刺激的な研究です」とパヤミは述べています。「サンプル数を増やし、他の研究者がメタゲノミクス研究を行い、データを共有することで、より多くの情報が明らかになることは間違いないでしょう。近い将来、PDの不均一性の研究、バイオマーカーの探索、PDのサブ表現型の起源と進行の掘り下げ、PDの予防・治療・進行阻止のためのマイクロバイオーム操作の可能性を調査するための新しいアプローチとして、メタゲノム解析のツールと解析力を手に入れることができると期待しています」と述べています。

UAB神経科の共著者は、Zachary A. Wallen, Ph.D., Guy Twa, Gwendolyn Cohen, Marissa N. Dean, M.D., and David Standaert, M.D., Ph.D. その他の共著者は、英国サリー大学の Ayse Demirkan, Ph.D. とエモリー大学の Timothy R. Sampson, Ph.D. です。

本研究は、米陸軍医療研究資材司令部、米国立衛生研究所、パーキンソン財団、マイケル・J・フォックス・パーキンソン研究財団を通じたAligning Science Across Parkinson'sの支援を受けています。

ストーリーソース

資料提供：アラバマ大学バーミンガム校。原文はBob Shepardが執筆しました。注：内容はスタイルと長さのために編集されている場合があります。

ジャーナル参照。

Zachary D. Wallen, Ayse Demirkan, Guy Twa, Gwendolyn Cohen, Marissa N. Dean, David G. Standaert, Timothy R. Sampson, Haydeh Payami. パーキンソン病のメタゲノム解析は、複数の疾患メカニズムに腸内細菌が関与していることを示す。ネイチャーコミュニケーションズ、2022; 13 (1) DOI: 10.1038/s41467-022-34667-x
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アラバマ大学バーミンガム校。"新しい研究は、パーキンソン病の病因の中心に腸内細菌を置く。" サイエンスデイリー。サイエンスデイリー、2023年1月10日。<www.sciencedaily.com/releases/2023/01/230110191417.htm>.