健康のための食事：食事介入が糖尿病前症候群の口腔内および腸内細菌叢、代謝産物、サイトカインに与える影響

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健康のための食事：食事介入が糖尿病前症候群の口腔内および腸内細菌叢、代謝産物、サイトカインに与える影響

https://www.news-medical.net/news/20230907/Eating-for-health-how-dietary-interventions-impact-pre-diabetic-oral-and-gut-microbiome-metabolites-and-cytokines.aspx

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プージャ・トシュニワール・パハリア
プージャ・トシュニワール・パハリア著2023年9月7日
レビュー：Sophia Coveney
Nature Communications誌に掲載された最近の研究で、研究者らは、2種類の食事が200人の糖尿病予備群の腸内・口腔内細菌叢、サイトカイン、代謝産物に及ぼす影響を評価した。

食事介入が糖尿病予備軍の口腔および腸内細菌叢、代謝産物、サイトカインに及ぼす影響
研究内容 食事介入が糖尿病予備軍の口腔および腸内マイクロバイオーム、代謝産物、サイトカインに及ぼす影響。画像出典：Troyan/Shutterstock.com
糖尿病予備軍は、血中グルコース濃度が上昇するが糖尿病の閾値未満であることを特徴とし、2型糖尿病、腎疾患、心血管疾患の主要なリスク決定因子である。

不十分な栄養摂取、加工肉、低品質炭水化物、砂糖入り飲料の摂取量の増加、植物性食品の摂取量の減少は、インスリン分泌不全と膵β細胞傷害を引き起こす。

腸内細菌叢はこの関係を媒介し、難消化性食物からエネルギーを得てサイトカインや代謝産物を産生する。口腔微生物叢は、慢性歯周炎症による高血糖と関連している。

研究について
本研究において研究者らは、糖尿病予備群を対象に、個別化した食後グルコースターゲッティング食（PPT）と標準的な地中海食（MED）が、腸内および口腔微生物叢、血清学的サイトカインおよび代謝産物に及ぼす影響を評価した。

この研究には合計225人が集められ、113人がPPT群に、112人がMED群に無作為に割り付けられた。しかし、研究対象者は200人で、両群から100人が選ばれた。介入期間中は6ヵ月間、追跡期間は14日間であった。

データ収集には、身体測定、持続グルコースモニタリング装置（CGM）、携帯電話を用いた自己記録による食物摂取のデジタル記録、短時間読み取りシーケンシングのための血液、糞便、歯肉下プラークサンプルの採取が用いられた。

PPT食事介入では、機械学習（ML）ベースのアルゴリズムを用いて、食事の栄養成分、人体計測、血液検査、ライフスタイル、腸内細菌叢の変数を評価し、個人の食後血糖応答を推定した。糖尿病予備群の標準的治療として国の推奨にある地中海食が対照となった。

穀類、小麦パン、野菜、果物、豆類、魚、オリーブ油、低カロリー乳製品、鶏肉製品がMED介入参加者に推奨され、ペストリー、菓子類、加工肉、揚げ物、脂肪の多い食品、高カロリー乳製品、ベーカリー製品は推奨されなかった。

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研究者らは、介入前後に採取したサンプルについて、口腔内微生物336種と腸内微生物605種、口腔内微生物経路311種と腸内微生物経路380種、血清学的代謝産物1,095種、サイトカイン特性76種に対する各食事の影響を評価した。

研究者らはまた、ベースライン時のパスウェイ相対存在量を計算し、各食事について介入終了時と独立に比較することで、微生物の機能が食事の変化に応じて有意に変化したかどうかを評価した。微生物の多様性の変化を分析するために、シャノンのα多様性指数が用いられた。血清中の代謝物濃度は、液体クロマトグラフィー質量分析法（LC-MS）を用いて測定した。

定量的ポリメラーゼ連鎖反応（qPCR）近接伸長法（PEA）を用いてサイトカイン濃度を測定した。血糖値、代謝および免疫学的指標に対する食事の変化の影響が微生物叢によって媒介されるかどうかを調べるために、媒介分析が行われた。

研究者らはさらに、微生物種が血中代謝産物に対する食事の影響に影響を及ぼすかどうかも調べた。最後に、サイトカインに対する食事の影響が微生物種によって媒介されるかどうかを調べた。

結果
その結果、血糖値、代謝、免疫測定に対する食事の影響において、マイクロバイオームが重要な役割を果たしていることが示された。腸内細菌叢組成の変化は、血清代謝物変動の12％を占めた。

PPT群では、食事中の脂質摂取量が14.8％増加し、炭水化物摂取量が17.8％減少したのに対し、MED群では脂質摂取量が4.5％減少し、炭水化物摂取量が2.1％増加した。

どちらの介入も蛋白質摂取量の有意な増加をもたらしたが、PPT介入は地中海介入と比較して、大栄養素成分においてより大きな変化を引き起こした。

PPT介入は、糖化ヘモグロビン値と血中グルコース濃度から明らかなように、血糖調節に顕著な効果を示した。しかし、経口ブドウ糖負荷試験（OGTT）の結果では、両食の間に有意差は認められなかった。

PPT食では、β-(1,4)-マンナン多糖分解、D-フラクションおよびβ-D-グルクロノシド分解、糖新生、嫌気性エネルギー代謝、硝酸塩還元、プトレシン生合成の有意な増加を含む7つの腸内経路のみが変化した。

MED介入群では、27の代謝物が有意に増加した。その中には、10種の未特定の生化学物質、7種の脂質、6種のアミノ酸が含まれ、さらに、異種物質（3-ブロモ-5-クロロ-2,6-ジヒドロキシ安息香酸）、ペプチド（HWESASXX）、ヌクレオチド（ジヒドロオロテート）、ビリルビンも含まれていた。

PPT食参加者では、サイトカインの1つである幹細胞因子（SCF）が有意に増加した。MED食参加者では、サーチュイン2（SIRT2）とアクシン1（AXIN1）のサイトカインが有意に増加した。

また、PPT群では、糖尿病と正の相関を示すC-X-C3モチーフ・ケモカイン・リガンド1（CX3CL1）とC-Cモチーフ・ケモカイン・リガンド11（CCL11）、免疫学的調節によって病気を予防する腫瘍壊死因子（TNF）関連アポトーシス誘導リガンド（TRAIL）が有意に増加した。さらに、MED食参加者では、STAM結合蛋白（STAMBP）と硫酸転移酵素1A1（ST1A1）の統計学的に有意な上昇が観察された。

PPT群では、腸内細菌叢の豊富さ（11種）、多様性（0.3種）、ヒト細胞脱落（1つの微生物叢サンプルで-0.1％の読み取り）が統計学的に有意に増加した。MEDの介入により、クロストリジウム科とルミノコッカス科の生息数が有意に増加し、真正細菌科の生息数は統計的に有意に減少した。

口腔内細菌叢は腸内細菌叢よりも遺伝的に動的であり、最も置換された種はLeptotrichia buccalis、Fusobacterium nucleatum、Actinomyces naeslundiiであった。

結論
全体として、この研究結果は、特に糖尿病に関する血糖値、代謝、免疫の測定値に対する食事の影響におけるマイクロバイオームの重要性を浮き彫りにした。

出典
Shoer S, et al. 糖尿病前の口腔および腸内マイクロバイオーム、代謝産物、サイトカインに対する食事介入の影響。Nat Commun, 14, 5384. doi:10.1038/s41467-023-41042-x. https://www.nature.com/articles/s41467-023-41042-x
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カテゴリー 医学ニュース｜医学研究ニュース｜病状ニュース

タグ アポトーシス, アッセイ, 血液, パン, 炭水化物, CCL11, 細胞, ケモカイン, クロマトグラフィー, 慢性, サイトカイン, サイトカイン, 糖尿病, 糖尿病合併症, 食事, 魚, 食品, 糖新生, グルコース, 糖化ヘモグロビン, ヘモグロビン, 高血糖, 炎症, インスリン, リガンド, 脂質、 液体クロマトグラフィー, 機械学習, 質量分析, 肉, 代謝, 代謝産物, マイクロバイオーム, ネクロシス, ヌクレオチド, 栄養, オリーブオイル, ポリメラーゼ, ポリメラーゼ連鎖反応, タンパク質, 研究, 分光, 腫瘍, 腫瘍壊死因子, 野菜, 小麦

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プージャ・トシュニワール・パハリア
執筆者

プージャ・トシュニワール・パハリア
口腔内の病変や状態、関連する顎顔面疾患の臨床-放射線診断と管理に基づく博士。

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最終更新日 2023年9月14日 木曜日

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