欧米食が腸内細菌叢と概日リズムに及ぼす影響： in vivo前臨床エビデンスの包括的システマティックレビュー

2024年5月24日 09:14

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ライフサイエンス
オンラインで入手可能 2024年5月22日, 122741
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欧米食が腸内細菌叢と概日リズムに及ぼす影響： in vivo前臨床エビデンスの包括的システマティックレビュー

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S002432052400331X

著者リンクオーバーレイパネルを開くMelissa de Lourdes Moreira Gobis a, Thaiany Goulart de Souza-Silva b, Hudsara Aparecida de Almeida Paula a
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引用
https://doi.org/10.1016/j.lfs.2024.122741
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要旨
目的
ここでは、腸内細菌叢に対するWDの影響と概日リズムへの影響に関するin vivo実験データをまとめた系統的レビューを提示する。さらに、腸内細菌叢と概日周期マーカーに対するWDと概日周期の乱れの複合効果を評価した研究についてもレビューした。

材料と方法
PubMed/Medline、Scopus、Web of Scienceの各データベースに索引付けされた原著研究をPRISMA戦略に従ってスクリーニングした。

主な所見
前臨床試験から、WDは概日リズムの乱れを誘発し、微生物叢のα多様性を低下させ、クロストリジウム科、腸球菌属、パラシュテレラ属、プロテオバクテリア属などの腸内恒常性に有害な細菌群の増殖を促進することが明らかになった。WDと概日時計の乱れが組み合わさると、腸内細菌異常症はより顕著になる。Per3、Rev-erb、CLOCKの腸内循環の低下が観察され、これらは脂質代謝の調節障害や代謝性疾患の可能性に関連している。

意義
結論として、現在のエビデンスは、WDが微生物叢の調節異常を引き起こし、体内時計を乱し、代謝異常や潜在的な慢性疾患への感受性を高める可能性を支持している。

図抄録
概日周期の乱れに関連した欧米食と西洋食は、動物モデルにおいて腸内細菌叢異常を示す。上：西洋食を与えた動物は、腸内細菌種の多様性の減少、概日周期の乱れ、肥満、脂肪症、インスリン抵抗性、高コレステロール血症を示した。下：西洋食と概日周期の乱れを与えた動物は、西洋食のみを与えた動物に比べ、より顕著な影響を示し、病原菌の増殖を促進した。SCFA：短鎖脂肪酸。
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はじめに
概日リズムは、概日時計として知られる遺伝的機械によって編成される複雑な24時間振動であり、ヒトの生理機能の中で、厳密に制御された負のフィードバックループを通して機能している。視床下部にある視交叉上核（SCN）は、概日時計を制御する中心的なペースメーカーであり、主に網膜から受ける光刺激に反応する。これらの環境刺激はツァイトゲーバーと呼ばれ、概日時計の内部タイミングを外部からの時間的合図（ドイツ語で「時間を与えるもの」という意味）と調和させる上で極めて重要な役割を果たしている [1,2]。興味深いことに、身体活動、食事パターン、腸内細菌叢などの行動因子と同様に、ツァイトゲーバーのシグナルも内因性の概日リズムに複雑に影響することが実証されている［[2]、[3]、[4]］。

最近の研究では、ヒトと腸内細菌集団の両方が、ヒトの宿主に由来するシグナル伝達カスケードによって本質的に調節された、固有の概日リズムを示すことが明らかになっている［5］。驚くべきことに、腸内細菌叢は外部からの光曝露とは無関係に、独自の日内リズムを示す [6]。また、腸内細菌叢が合成する二次代謝産物は、中枢および末梢の体内時計に調節的な影響を及ぼす [7]。

行動因子としての食事については、欧米型食生活（WD）パターンの蔓延が顕著になっている。これらのパターンは、超加工食品、高食味食品、高脂肪食品、高血糖食品、低繊維食品、微量栄養素欠乏食品の過剰摂取を特徴とする [8,9] 。注目すべきことに、WDと高脂肪食（HFD）は内因性概日時計の制御因子と考えられており、腸内細菌叢を調節する能力もある [2,4]。WDおよび/またはHFDが病原性細菌の増殖を促進し、慢性疾患の発症を促進することが証明されている [10]。WDの摂取によって生じる腸内細菌叢の変化は、宿主の概日時計の性能を乱し、概日周期の乱れに関与する細菌の濃縮を促進する可能性がある。さらに、概日周期の乱れは、心血管イベントのリスク上昇 [11]、免疫系機能の低下 [12]、腎機能の低下 [13]、代謝異常 [14]などの全身的影響と関連している。

したがって、本研究は、概日時計、腸内細菌叢、WDの複雑な関係に関する既存のエビデンスが断片的であるため、この三者の包括的な解析が不可欠である。健康と疾病の文脈におけるWDと概日リズムの関連は、ライフスタイルに基づく介入の有望なターゲットとなる。腸内ホメオスタシスの崩壊に伴う局所的・全身的レベルでの有害な影響を考えると、概日リズムの変化が腸内細菌叢組成に及ぼす影響に関する科学的証拠を解明することは、健康増進戦略の開発に関連する基礎的な代謝経路や潜在的な分子標的を解明する上で最も重要であると考えられる。そこで我々は、腸内細菌叢と概日時計に対するWDの影響を調査するために、in vivoの前臨床エビデンスを統合した包括的な系統的レビューを行った。睡眠制限は一部のグループで一般的であり[2]、(1)WDと(2)概日周期の乱れの両要因が腸内細菌叢に及ぼす影響も評価した。

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セクションの抜粋
質問の指針
この総説には、西洋食と腸内細菌叢、概日リズムの関係を調べたin vivo前臨床研究が含まれている。研究プロトコルは、PICO（集団、介入、比較、結果）[15]を考慮して概説した。従って、このシステマティックレビューで採用された指針となる質問は以下の通りである：西洋食は動物の腸内細菌叢と概日時計に影響を与えるか？西洋食と概日時計の乱れは動物の腸内細菌叢に影響を与えるか？どのような

実験デザインとWDの特徴
このシステマティックレビューは、Scopus（n=2）、PubMed（n=7）、Web of Science（n=1）のデータベースから入手した11の主要研究、および参考文献リストを利用した補足検索（n=1）を組み込んだ。すべての研究は過去9年以内に発表されたものである。すべての研究は、クロノニュートリションと腸内細菌叢の関係を調べるための動物モデルとしてマウス（n = 11）を用いた。具体的には、5週齢から8週齢の同系C57BL/6マウス（n = 8）で、主に雄（n = 2）であった。

考察
この包括的システマティックレビューは、概日リズムの乱れの有無にかかわらず、WDが腸内細菌叢と主要な概日周期マーカーに及ぼす重大な影響を解明する説得力のある証拠を統合し、提示するものである。注目すべきことに、WD、概日周期、腸内細菌叢の3要素に関する調査は、主にWDおよび/またはHFDを主な特徴とする一般的な食事パターンが普及している米国やカナダなどの国々で、2014年初めに開始された [35] 。主に

結論
本研究は、西洋食、腸内細菌叢、概日時計の間の複雑かつ同期的な相互作用のネットワーク、すなわち最適な健康を維持するための基本的な結びつきに焦点を当てた。11のin vivo前臨床研究の包括的な分析から、この系統的レビューは、概日時計の乱れ、食物パターン、腸内細菌叢の相互作用が、腸内細菌異常症の引き金として潜在的な役割を果たすことを示すと同時に、腸内細菌異常症に関与する分子実体やシグナル伝達経路の充実を支持するものである。

CRediT著者貢献声明
Melissa de Lourdes Moreira Gobis：執筆-原案、方法論、調査、データキュレーション、概念化。Thaiany Goulart de Souza-Silva：執筆-校閲・編集、監修、方法論、形式分析、概念化。Hudsara Aparecida de Almeida Paula: 執筆 - 査読 & 編集, バリデーション, スーパービジョン, プロジェクト管理, 資金獲得, 形式分析, コンセプト作成.

利益相反宣言
本研究に利益相反はないことを宣言する。いずれの著者も、本研究の内容に不適切な影響を与えたり、偏見を与えたりする可能性のある、他の人物や組織との金銭的または個人的な関係はない。さらに、コンサルタント料、謝礼、特許出願、助成金の受領または申請中といった、本研究に関連する可能性のある競合利益もない。

さらに、いかなる資金源やスポンサーも、本研究に関連する可能性のあるいかなる利害関係も有していないことを確認した。

謝辞
本研究は、Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)およびPrograma Institucional de Bolsas de Iniciação Científica (PROBIC)の支援を受けた。

参考文献 (83)
A. Ribas-Latre et al.
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トリパノソーマ・クルージ：近交系マウスの自然抵抗性における免疫応答の役割
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豚胆汁酸の給与は産卵後期鶏の産卵成績、血清脂質代謝および糞便微生物叢を改善する
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