乳児腸管における芳香族アミノ酸異化の縦断的動態を決定する主要細菌分類群

2023年6月27日 10:15

腸内微生物
第15巻 2023年 - 第1号

オープンアクセス
0
閲覧数

0
これまでのCrossRef引用

0
アルトメトリック
聞く
研究論文
乳児腸管における芳香族アミノ酸異化の縦断的動態を決定する主要細菌分類群

https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/19490976.2023.2221426

マーティン・F・ラウセン
,
アヌラグ・K・シンハ
,
ミカエル・ペダーセン
&
ヘンリック・M・ローガー
論文 2221426｜2023年2月28日受領、2023年5月22日受理、オンライン公開：2023年6月25日
引用文献のダウンロード
https://doi.org/10.1080/19490976.2023.2221426
クロスマーク
この記事において
要旨
幼児期における腸内細菌叢の発達は、代謝、神経、免疫の発達と関連している。最近の研究では、腸内細菌による短鎖脂肪酸（SCFA）や芳香族アミノ酸（AAA）の異化産物が、宿主と微生物の相互作用を媒介することが示されている。しかし、乳幼児期におけるこれらの微生物叢由来の代謝産物の動態や、AAA異化物を産生する主要な細菌群については、ほとんど知られていない。ここでは、デンマークの健康な母乳または混合栄養の乳児25名の生後6ヵ月間の200以上の糞便サンプルについて、微生物叢と微生物叢由来のSCFAsおよびAAA代謝産物の経時的動態を調べた。その結果、腸内細菌叢の組成と代謝は個人差が大きかったが、経時的に有意な発達を示した。SCFAと特定のAAA代謝産物群は、明確な経時的存在量パターンを示した。さらに、腸内細菌の分類群とAAA代謝産物の動態を関連付け、その後、関連する分類群を代表する菌株をin vitroで培養してこれらの関連性を検証することにより、AAA代謝産物の生成に関与する細菌分類群を同定した。特定のビフィドバクテリウム属細菌が芳香族乳酸の主な生産者であることに加え、ペプトストレプトコッカス・アネロビウスが芳香族プロピオン酸の主な生産者であること、ルミノコッカス・グナバスがトリプタミンの主な生産者であること、エンテロコッカス属細菌が乳幼児の腸内におけるチラミンの主な生産者であることを同定した。このように、我々の結果は、乳児期における主要な腸内細菌代謝産物の時間的動態を示し、特定のAAA代謝産物の出現と存在量は、乳児の腸内における特定の主要細菌分類群の出現と存在量に起因することを実証している。
キーワード
乳児
腸内細菌叢
代謝産物
短鎖脂肪酸
芳香族アミノ酸異化物
縦断的サンプリング
前の記事次の記事
はじめに
腸内細菌叢の発達が、幼少期の代謝、神経、免疫の発達に関連していることを示唆する証拠が増えてきている。引用4 腸内微生物が宿主の生理機能に寄与する方法の1つは、無数の代謝産物の産生である。引用5 したがって、微生物叢-代謝産物の初期動態を研究・理解し、宿主-微生物相互作用に不可欠な代謝産物の産生を担う主要な細菌分類群を同定することが急務である引用6。これまでのところ、ほとんどの研究は、いくつかの生理学的プロセスに影響を及ぼす重要な代謝産物である、酢酸、プロピオン酸、酪酸を含む微生物叢由来の短鎖脂肪酸（SCFA）に焦点を当てている。引用7 しかし、我々は最近、芳香族乳酸デヒドロゲナーゼをコードする特定の母乳育児ビフィズス菌種によって芳香族アミノ酸（AAA）から産生される芳香族乳酸が、幼少期の免疫機能に影響を及ぼす可能性があることを明らかにした。実際、最近の研究で、トリプトファン由来のインドールCitation9を含むAAA代謝産物は、宿主の代謝に影響を与える可能性があること、Citation10-12は腸管バリアを強化すること、Citation10,Citation13は病原性感染症から保護すること、Citation14,Citation15は神経保護活性を示すことが示されているCitation16-18。しかし、現在のところ、乳児期早期における微生物叢由来のAAA代謝産物の動態や、これらの代謝産物を産生する主要な細菌分類群については、ほとんど未解明である。ここで我々は、生後6ヵ月間の健康な母乳栄養児または混合栄養児25名の200以上の糞便サンプルについて、腸内細菌叢の動態と微生物叢由来のSCFAsおよびAAA代謝産物の存在量を調査した。その結果、SCFAsと特定のAAA代謝産物群の両方が、明確な時間的存在量パターンを示した。さらに、微生物叢由来のAAA代謝産物と腸内細菌叢との関連を評価し、乳児の腸内で異なるAAA代謝産物を産生する主要な細菌分類群を同定した。
結果
コホートの特徴
Copenhagen Infant Gut（CIG）コホートは、母乳栄養または混合栄養の乳児25人で、生後6ヵ月間に縦断的に糞便サンプリング（1人当たり9～11時点）を行った（表1）。このコホートの男女比はほぼ等しく、25人中23人が経膣分娩で生まれた満期産児であった（一卵性双生児の1組は早産で生まれ、帝王切開で生まれたのはこの1組だけであった）。2組の一卵性双生児のほか、残りの乳児はすべて単胎であった。すべての乳児が母乳育児を開始し、生後6ヵ月の最終サンプリングまでに母乳育児を中断し、粉ミルクに移行した乳児は3人だけであった。しかし、12人の乳児は、様々な程度で母乳育児に粉ミルクを補充していた（表1）。15人の乳児は、生後4ヵ月から6ヵ月の間に少量の固形食を摂取していた。3人の乳児は、サンプリング期間中に1回だけ抗生物質を経口摂取していた。出生様式と出生時刻に関するデータが限られており重複していること、また抗生物質の使用に関連するサンプルが少ないことから、腸内細菌叢とメタボロームとの関連でこれらの因子を解析することはしなかった。母乳育児を中断した乳児は3名のみで、粉ミルクの継続的な補充は4名に限られており（量は記録されていない）、このサンプリング年齢で導入された固形食の量はまだ非常に限られていたため、我々の研究コホートは、残念ながら、腸内細菌叢とメタボロームに対するこれらの食事パラメータの影響を評価するのには適していなかった。したがって、我々は、主に母乳で育てられた乳児コホートにおける腸内細菌叢とメタボロームの縦断的動態を記述し、この文脈でAAA異化物を産生する主要な細菌分類群を同定することに重点を置いて解析を行った。
表1. Copenhagen Infant Gut studyのコホート特性（n = 25）。
CSVDをダウンロード表を表示
生後6ヵ月間の腸内細菌叢の発達
縦断的に採取した糞便から抽出したDNAの16S rRNAアンプリコンシークエンシングにより、CIGコホート乳児の腸内細菌叢の発達を評価した。微生物のアルファ多様性に関しては、生後6ヶ月の間に、平均してシャノン指数のわずかな減少が観察され、その原動力となったのは、均等性の有意な、しかしまだ緩やかな減少であった（図1a-b）。逆に、アンプリコンシークエンスバリアント（ASV）リッチネスについては、年齢とともに有意だが緩やかな増加が見られたが、これは基本的に最後の2つのサンプリングポイントによるものであった（図1c）。しかし、すべてのα多様性指標において、強い個体パターンが観察された。加重ユニフラックで測定したベータ多様性に関しては、年齢による影響は弱いが有意であり、群集変動の2.0%を説明した（図1d）。個体による影響はより顕著で、群集の変動の45.2％を説明した（図1e）。これらの結果は、乳児の腸内細菌叢の縦断的な変化は非常に個人差が大きいことを浮き彫りにし、腸内細菌叢とメタボローム間の個人内のつながりを調べる必要性を強調している。
図1. CIGコホートにおける腸内細菌叢のαおよびβ多様性。(a-c）アルファ多様性の指標であるShannon index、Evenness index、Observed ASVを示すヒートマップ。統計的有意性は反復測定相関に基づいて評価され、Rrmは乳児の年齢と示されたα多様性指標との相関係数を示す。(d,e)加重ユニフラック距離に基づくPCoAプロット。(d)サンプリング点、(e)被験者IDで色分け。統計的有意性はPERMANOVAに基づいて評価した。フルカラーはオンラインで入手可能。
フルサイズ表示
SCFAおよびAAA異化物の経時的動態
我々は、25人の乳児にわたる144の便サンプルのサブセットにおいて、主要なSCFA（酢酸塩、酪酸塩、プロピオン酸塩、ギ酸塩、およびバレレート）ならびに分岐短鎖脂肪酸（イソ酪酸塩およびイソバレレート）を定量した。酢酸が圧倒的に多く、ギ酸、プロピオン酸がそれに続いた。酪酸、バレレート、イソバレレートはあまり多くなく、ほとんどの乳児で少量検出されたが、イソ酪酸は散発的に検出されたのみであった（図2）。アセテートとバレレートについては、年齢とともに中程度の濃度上昇が観察されたが、プロピオン酸、イソバレレート、イソ酪酸については、特に最後の3サンプリングポイント（生後20週以上）にかけて、より強い濃度上昇が観察された。対照的に、ギ酸および酪酸濃度は最初の6ヶ月間は経時的に有意な変化は見られなかった。
図2. CIGコホートにおける乳児の糞便中の短鎖脂肪酸の経時的動態。統計的有意性は反復測定相関に基づいて評価され、Rrmは乳児の年齢と示された代謝物との相関係数を示す（ninfants = 25, ndatapoints = 144）。箱ひげプロットは、中央値（黒線）、25～75パーセンタイル（箱）、10～90パーセンタイル（ひげ）を示す。
フルサイズ表示
SCFAとは対照的に、生後早期のAAA異化物の時間的動態に関する知識は極めて限られている。そこで、すべての乳児の糞便中のAAAとその微生物叢由来の異化物を定量した（図3）。SCFAに比べると量は少ないが、いくつかのAAA異化物は頻繁に検出された。AAA以外の代謝物では、芳香族乳酸（4-ヒドロキシフェニル乳酸[OH-PLA]、フェニル乳酸[PLA]、インドール乳酸[ILA]）が乳児から最も頻繁に検出された。AAAsの糞便中の存在量は経時的に安定しているように見えたが（トリプトファンの有意な減少は見られたが）、微生物叢由来のAAA異化物の多くは年齢とともに増加し、しかしそのペースは異なっていた（図3）。興味深いことに、芳香族乳酸は出生直後から頻繁に検出され、生後8-12週齢で停滞するまで、糞便中で着実に増加した。逆に、芳香族酢酸（4-ヒドロキシフェニル酢酸[OH-PAA]、フェニル酢酸[PAA]、インドール酢酸[IAA]）は、生後10-12週齢まではほとんど検出されず、生後24-28週齢に観察された最高レベルに向かって増加し始めた。芳香族プロピオン酸（4-ヒドロキシフェニルプロピオン酸[OH-PPA]、フェニルプロピオン酸[PPA]、インドールプロピオン酸[IPA]）は、生後20～28週の最後のサンプリングまでほとんど検出されなかった。チロシン由来の代謝物であるチラミンもまた、年齢による著しい変化を示し、サンプリング期間を通じて着実に増加した。しかし、トリプトファン由来の代謝物トリプタミンはそうではなく、一貫した時間的パターンを示すことなく、サンプリング期間を通して検出された。最後に、インドールアルデヒドは低濃度ではあったが、サンプリング期間を通じて頻繁に検出され、生後24～28週齢にかけてわずかな増加が観察された。母乳のみで育てられた乳児（n=13、すべて単胎、経膣分娩で出生）のみを用いて、固形食や抗生物質の経口摂取に関連するデータポイントを除外したコホートのサブセットを用いて解析を繰り返したところ、SCFAsとAAA異化物の両方について、乳児の年齢に対してコホート全体と同様のパターンが観察された（補足表S1）。これらのデータを総合すると、SCFAsに関するこれまでの知見が確認され19、母乳栄養児における微生物叢由来のAAA代謝産物の前例のない早期の動態が実証された。
図3. CIGコホートにおける乳児の糞便中のAAAと微生物叢由来代謝産物の経時的動態。統計的有意性は反復測定相関に基づいて評価し、Rrmは乳児の年齢と示された代謝物濃度との相関係数を示す（ninfants = 25, ndatapoints = 267）。箱ひげプロットは中央値（黒線）、25～75パーセンタイル（箱）、10～90パーセンタイル（ひげ）を示す。トリプトファン、フェニルアラニン、チロシン代謝物のプロットは、それぞれ紫、緑、オレンジに着色されている。フルカラーはオンラインで入手可能。
フルサイズ表示
AAA代謝産物は乳児腸内細菌叢の特定のメンバーと会合する
生後間もない時期にSCFAを産生する主要な細菌群は以前に同定されているので、引用文献19,引用文献20では、乳児の腸内でAAA代謝産物を産生する主要な微生物種を特定することに焦点を当てた。最も存在量の多いASV（平均相対存在量＞0.05%）の絶対量とAAA代謝産物との間に反復測定相関分析を行い、係数の階層的クラスタリングを行ったところ、2つの主要なクラスタが見つかった（図4）。1つのクラスターにはAAA（およびトリプタミン）が含まれ、2つ目のクラスターにはAAA異化物が含まれた。第二のクラスター内には、芳香族乳酸、芳香族酢酸（およびインドールアルデヒド）、芳香族プロピオン酸（およびチラミン）を主に表すサブクラスターが確認された。ASVの存在量とAAAsの存在量の間には限られた数の関連しか認められなかったが、すべての微生物叢由来のAAA異化物には複数の関連性が認められた。トリプタミンは、Ruminococcus gnavusと一致するASV_10と正の相関を示し、Klebsiella属に属するいくつかのASVも同様であった。私たちが以前に報告したように、芳香族乳酸は主にB. bifidum、B. breve、B. longumなどのBifidobacterium種と関連していた。B. bifidum、B. breve、B. longumはすべて、芳香族ピルビン酸を対応する乳酸型に変換する役割を担う芳香族乳酸脱水素酵素を保有している。芳香族酢酸は、Enterococcus属、Bifidobacterium属、ASV_18（Lacticaseilactobacillus属）、ASV_8（Erysipelatoclostridium ramosum属）、ASV_60（Clostridium paraputrificum属）、ASV_49（Eggerthella lenta属）に属するASVなど、いくつかの異なる分類群に関連していた。芳香族プロピオン酸とチラミンは、Enterococcus属、ASV_18（Lacticaseilactobacillus）、ASV_13（Collinsella aerofaciens）に一致するASVと相関していたが、ASV_64（Schaalia radingae）、ASV_90（Senegalimassilia anaerobia）、ASV_17（Actinomyces urogenitalis）、特にASV_77（Peptostreptococcus anaerobious）とより強い相関が見られた。これらのデータを総合すると、3つのAAAに共通する細菌経路が特定のAAA異化物群を産生するために使用され、特定の分類群が乳児の腸内で特定のAAA異化物の産生を担っていることが示唆される。
図4. CIGコホートにおけるAAA代謝産物の存在量と関連する細菌分類群。ヒートマップは、最も豊富なASVの絶対量（平均相対量＞0.05%）と、CIGコホートの糞便中のAAAおよびその代謝産物濃度との間の階層的クラスター化反復測定相関係数を示している。クラスター1にはAAAsとトリプタミンが含まれ、クラスター2には芳香族乳酸、酢酸、プロピオン酸、インドールアルデヒド、チラミンが含まれた。統計的有意性は反復測定相関によって評価され、偽発見率で補正されたp値（q値）はアスタリスクで示された、* q < 0.05、** q < 0.01、*** q < 0.001、*** q < 0.0001。太字のASVは、in vitroでの検証のために選択されたAAA異化物と有意な関連を持つ分類群を示す（図5参照）。特に断りのない限り、ASV分類はRDPデータベースに基づいている。分類群に対する上付き添え字の注釈は、α; NCBIの16S rRNAデータベースに対する与えられたASV配列のBLAST解析に基づいて種レベルの分類群の注釈が得られたこと、およびβ; NCBIの16S rRNAデータベースに対するBLAST解析に基づいてASV配列が与えられた属内の複数の種と一致したため、種レベルの分類群の注釈が不可能であったことを示す（補足表S2参照）。
フルサイズ表示
試験管内でAAA代謝産物を産生する細菌分類群は、生体内で産生するAAA代謝産物と緊密な共変化を示す
特定の分類群と個々のAAA代謝産物の存在量との関連を同定した後、次に、特定の分類群が実際に示されたAAA代謝産物を産生できるかどうかを検証しようとした。繰り返し測定相関分析（図4）に基づいて、ASV/種対AAA代謝産物の関係を示す菌株（補足表S2）を選択した。次に、各関連種の代表株をBHIブロス中で単培養し、72時間増殖後の培養上清中のAAA代謝産物レベルを評価した（図5）。aldh遺伝子を持つビフィズス菌8種（B. longum subsp. longum、B. longum subsp. infantis、B. breve、B. bifidum）は、BHIブロス中で3種類の芳香族乳酸を産生することができたが、その他の測定代謝物は産生できなかった。aldh,Citation8を欠くB. animalis subsp. lactisは、有意な量の芳香族乳酸を生産せず、他の測定代謝物も生産しなかった。重要なことは、他の芳香族乳酸ではなくPLAが、Enterococcus属やLacticaseibacillus属を含む広範な試験種によって産生されたことである。しかし、PLAはC. aerofaciens、Klebsiella spp.、E. ramosumによってもin vitroで産生されたが、乳児ではこれらの関連は観察されなかった。P. anaerobiusは芳香族プロピオン酸を産生する唯一の種であり、乳幼児においてこれらの代謝物と最も強い関連を示した分類群と一致した（図5）。試験管内でP. anaerobiusも芳香族乳酸を産生することがわかったが、これらの代謝物と乳児のP. anaerobiusとの間には相関が認められなかった。これは、芳香族乳酸が最終的な芳香族プロピオン酸産物に至る経路の主に中間体であること13を反映しているか、あるいは単に乳児期にはビフィドバクテリウム属の菌種が芳香族乳酸の主な産生菌であることを反映しているのかもしれない。複数の分類群が芳香族酢酸と有意な正の相関を示したにもかかわらず、関連する種（E. faecalis、Lacticaseibacillus属、S. radingae、S. anaerobia、A. urogenitalis、C. aerofaciensなど）についてはin vitroでこれらの代謝物を検出できなかった。CIG乳児では、複数の分類群がチラミンと相関していた。しかし、チラミンはE. faecalisとE. faeciumの培養上清でのみ測定された（他の腸球菌属は測定されなかった）。チラミンはR. gnavusでも低量に産生されたが、この分類群では乳児のチラミンとの有意な相関は認められなかった。E. faeciumの培養上清に認められた微量を除き、トリプタミンは試験管内でR. gnavusによってのみ産生され、試験したKlebsiella属の培養上清のいずれでも測定されなかった。このように、我々の試験管内実験から、乳児で観察された代謝産物-微生物の関連は、すべてではないが、いくつか検証可能であることが示された。検証された微生物-代謝物の関係をさらに説明するために、CIGコホートから選ばれた参加者において、関連する菌種と代謝物の絶対量の個体内共変動を調べた（図6）。その結果、B. longum、B. bifidum、またはB. breveにコロニー形成された異なる個体において、ビフィドバクテリウム（Bifidobacterium）属をコードする明確なaldhが、芳香族乳酸と明らかな共分散を示した（図6a）。さらに、P. anaerobiusは異なる個体で芳香族プロピオン酸との経時的共変動を示し（図6b）、R. gnavusは複数の乳児でトリプタミン濃度との強い経時的共変動を示し（図6c）、E. faecalisまたはE. faeciumは乳児によってチラミン濃度との経時的共変動を示した（図6d）。以上のことから、これらの菌種が生後6ヶ月の乳児の腸内でAAA異化物の主要な産生者であることを示唆する証拠が得られた。
図5. 選択した細菌株によるAAA異化物のin vitro産生。菌株をBHIブロス中で37℃、72時間培養した後、培養上清中のAAA代謝産物量を評価した。太字は、CIGコホートから主な分類群-代謝産物の関連が確認された菌種を示す。
フルサイズ表示
図6. CIGコホートから選択した乳児の糞便中の個体内微生物-代謝産物共変動。(a）芳香族乳酸の存在量とB. longum、B. bifidumまたはB. breveとの間に共変異を示す個体の例。(b）芳香族プロピオン酸の存在量とP. anaerobiusとの間に共変異を示す個体の例。(c）トリプタミンの存在量とR. gnavusとの間に共変異を示す個体の例。(d）チラミンの存在量とE. faecalisまたはE. faeciumとの間に共変異を示す個体の例。
フルサイズ表示
考察
デンマークの乳児25人のコホートにおいて、腸内細菌叢とメタボロームの発達を評価した。先行研究19,20と同様に、我々は年齢が腸内細菌叢の多様性と組成に影響を与えることを見出したが、被験者IDの方が圧倒的に強い決定因子であることも見出した。さらに、微生物叢の研究にとどまらず、我々は縦断的研究デザインの恩恵を受け、先行研究と一致して糞便中のSCFAの動態を実証した。引用19,引用21 酢酸の最初の増加は生後数ヶ月以内に起こり、その後停滞し、生後6ヶ月の間にプロピオン酸の増加が着実に起こり、生後6ヶ月の間に酪酸の量が減少し、流行する。酪酸の有意な増加が見られないのは、乳児期の最後の6ヶ月間にしばしばコロニー形成する典型的な主要酪酸産生菌（Faecalibacterium prausnitziiのようなClostridiales種）がいないためであろう（Citation21,Citation22）。生後6ヵ月間のバレレート、イソ酪酸、イソバレレートの濃度は、限定的ではあるが増加していることが観察された。これは、生後1年の終わりごろにこれらの産生量が大幅に増加することを示した先行研究と一致している。
これまでの知見を発展させ、今回の結果は、乳児の腸内における主要な微生物叢由来のAAA異化物の、これまでにない縦断的な動態を示している。重要なことは、AAAは経時的に安定またはわずかに減少（トリプトファンの場合）していた一方で、微生物叢由来のAAA異化産物のほとんどについて経時的な増加が観察されたことである。具体的には、生後0-2週齢の最初のサンプリングから生後10-12週齢までの間、芳香族乳酸の初期増加が観察され、次いで生後10-12週齢頃に芳香族酢酸の出現と増加が観察され、その後、生後20-28週齢以前の少数の乳児でのみ検出された芳香族プロピオン酸の出現と増加が観察された。
特定の腸内細菌分類群とAAA異化を関連付ける努力の結果、aldhをコードするビフィドバクテリウム種による芳香族乳酸のin vitro産生、引用8 P. anaerobiusによる芳香族プロピオン酸産生、E. faecalisおよびE. faeciumによるチラミン産生、R. gnavusによるトリプタミン産生が確認された。引用8,引用13,引用23 さらに、試験したEnterococcus属およびLacticaseibacillus属の全菌種でPLA産生が確認され、これらの属に属する菌種からのこの代謝産物の産生に関する過去の報告と一致した。引用24,引用25 注目すべきことに、試験管内で試験した24株のうち10株では、in vivoでの関連性から予想されたAAA異化物は検出されなかった。AAA異化物の産生が、種間交雑摂食や特定の試験管内培養条件に依存している可能性は否定できないが、このことは、相関関係が必ずしも因果関係を意味しないことを浮き彫りにしており、可能な限り、相関関係のある知見を検証することが不可欠であることを強調している。驚くべきことに、乳児の複数の異なる細菌分類群との相関にもかかわらず、試験管内で芳香族酢酸の生産者を確認することはできなかった。しかし、芳香族酢酸が検出されなかったのは培地での生産が不十分であったためである可能性や、代謝物を測定する技術的な問題を排除するため、PAAとOH-PAAの生産者として知られるBacteroides thetaiotaomicronも培養した（引用26）。驚くべきことに、CIG乳児からB. thetaiotaomicronと完全に一致するASV（ASV_28）が検出されたにもかかわらず、それはPAAとOH-PAAの存在/存在量と関連しなかったことから、乳児の腸内ではこれらの代謝産物の主要な生産者ではない可能性が示唆された。したがって、乳児の腸内でどの微生物種が芳香族酢酸の産生に関与しているかは、依然として不明である。
AAA代謝産物の主要生産者の同定は、乳幼児内で観察された微生物-代謝産物の縦断的な共変動によって裏付けられた。このことは、乳幼児期初期における個体内の単一の細菌種が、特定のAAA代謝産物の産生を決定しうること（図6b、c）だけでなく、異なる個体において異なる細菌種が同じAAA代謝産物の産生に関与しうることも示している（図6a、c）。我々は以前に、芳香族乳酸の最初の出現と増加は、芳香族乳酸デヒドロゲナーゼをコードする遺伝子（aldh）を保有するHMO資化性ビフィズス菌種が最初に増加し、芳香族ピルビン酸中間体を介してAAAを芳香族乳酸に変換できるようになるために生じることを解明した8。実際、これは食事に依存しており、いくつかの研究によって、芳香族乳酸の糞便中の存在量は、母乳栄養児に比べて粉ミルク栄養児で著しく減少していることが証明されている（引用27-29）。しかし、我々のコホートでは母乳育児が非常に多く、粉ミルクの使用は限られており、固形食品への暴露も限られていたため、腸内微生物の代謝に対する食事の影響を評価することはできなかった。また、サンプル数が少なかったため、抗生物質、分娩様式、妊娠月齢の影響を検討することができなかった。これらの要因も重要な因子である可能性が高く、今後の研究で評価する必要がある。さらに、代謝物濃度は湿潤便1gあたりを基準として推定しており、糞便の材料が限られているため、乾燥重量で正規化していない。乳幼児期には便の硬さが変化する可能性があるため、ここで報告した代謝物濃度は便の水分含量に部分的に影響される可能性がある。しかし、サンプリング期間中、便の固さに大きな一貫した違いは見られなかった。本研究のもう1つの限界は、測定された代謝産物の便濃度が、腸内での吸収だけでなく、排便から分析までの潜在的な分解や蒸発のために、腸内濃度を完全に反映しないことである。本研究では、採取した便をおむつから採取後すぐに家庭用冷凍庫に入れ、その後ドライアイスで輸送し、-80℃で保存し、すぐに処理した後に1回解凍するよう保護者に指示し、蒸発や分解の潜在的な問題を制限した。報告された濃度は慎重に解釈されるべきであるが、このことは縦断的に観察された相対的変化に関する我々の結論を損なうものではなく、またこれらの便サンプルから実証された微生物と代謝物の関連性に影響を与えるものでもない。実際、本研究は、乳幼児期における2つの重要な微生物叢由来代謝産物の動態に関する新たな知見を提供するものである。微生物と代謝産物の関連性を検証するために、縦断的な乳児コホートアプローチと菌株の試験管内培養を組み合わせることは、強力な枠組みであり、頻繁なサンプリングとオミックス解析を伴う将来の乳児研究に適用できる可能性がある。
今回観察された多くのAAA代謝産物の糞便中濃度の経時的変化は、実際に乳児の現在および将来の健康に影響を及ぼす可能性がある。例えば、最近のいくつかの研究では、芳香族乳酸、特にILAが生後早期の免疫発達に有益な影響を及ぼすことが報告されている。 Citation8,Citation31-33インドールプロピオン酸は、一部の乳児にのみ、主に最後のサンプリングで観察された代謝産物であるが、腸上皮の透過性を低下させることが示されており、Citation13神経保護活性を示し、Citation18 2型糖尿病の発症リスクと逆相関している。Citation34,Citation35しかしながら、様々なAAA異化産物の潜在的な健康への影響と、生後早期の状況におけるそれらの時間的変化を十分に理解するためには、さらなる研究が必要である。
まとめると、我々は生後6ヵ月間の乳児腸管におけるSCFAsとAAA異化物の時間的動態について説明し、特定のAAA異化物が特定の主要細菌分類群の出現と存在量に起因することを示した。この研究結果は、乳児の腸内微生物代謝に関する今後のメカニズム研究に重要な方向性を与えるものであり、生後6ヵ月を越えて検証され、拡大されるべきものである。微生物叢由来の代謝産物の発達パターンに関する知識は、乳幼児期における食事-微生物-宿主の相互作用に関する理解を深めるために不可欠であり、乳幼児期の健康的な発達を支援・育成する腸主導型戦略の実現にとって極めて重要であるため、このような研究が必要である。
研究方法
Copenhagen Infant Gutコホート：サンプル収集とメタデータ
Copenhagen Infant Gut（CIG）コホートは、25人の健康な乳児（女性13人、男性12人）から構成され、生後6ヶ月間を通して、11の明確な時点（生後0-2週、2-4週、4-6週、6-8週、8-10週、10-12週、12-14週、14-16週、16-20週、20-24週、24-28週）で糞便サンプルが採取された。簡単に説明すると、保護者はおむつから新鮮な糞便サンプルを滅菌した糞便採取管（Sarstedt）に採取し、デンマーク工科大学に輸送されるまで自宅の冷凍庫で-18℃に保存し、サンプル調製まで-80℃で保存した。保護者は、子供の性別、出産時期、出産様式、抗生物質の摂取、ミルク給与パターン、固形食への導入時期に関する情報をシートに記入した（表1）。乳児の健康状態の測定は行わなかった。データ保護庁（18/02459）は本研究を承認し、デンマーク首都圏の生物医学研究倫理委員会事務局は、本研究が健康研究プロジェクトの研究倫理審査に関する法律（第1項第4号）に従い届け出が不要であることを確認した。本研究に参加する乳児の両親全員からインフォームド・コンセントを得た。加えて、双子の両親は、両親自身が間接的な識別子を用いて子供を特定することはできるが、双子のデータを公表することにインフォームド・コンセントを与えた。両親は報酬を受け取っていない。
16S rRNA遺伝子アンプリコンシークエンシング
CIG研究に参加した乳児25人の糞便サンプル269個からDNAを抽出し、16S rRNA遺伝子アンプリコンの塩基配列を決定した。しかし、サンプル材料不足（n = 1）、DNA抽出不足/PCR産物不足（n = 20）、シーケンスリード数が少ない（n = 6）、またはシーケンスされたブランク緩衝液DNA抽出ネガティブコントロールとコミュニティが類似している（n = 1）、または多様性解析のためのシーケンス深度が低すぎる（n = 6）ために、合計34サンプルのデータが欠落/除外され、最終的に235サンプルとなった。簡単に説明すると、250 mgの糞便またはブランクバッファー陰性対照からDNAを抽出し（PowerLyzer® PowerSoil® DNA単離キット、MoBio 12,855-100）、非変性ユニバーサルバーコードプライマーを用いて16S rRNA遺伝子のV3領域を増幅（98℃で30秒、98℃で15秒、72℃で30秒のサイクルを30回、その後72℃で5分）し36、318-Chip v2を用いてIon OneTouchTMおよびIon PGMプラットフォームで塩基配列を決定した。配列は、CLC Genomic Workbench (v8.5. CLCbio, Qiagen, Aarhus, DK)を用いて、バーコードに従って非多重化され、前述のようにトリミングされた。得られた配列は、DADA2 pipelineCitation37 (v. 1.14)を用いて、Ion Torrentリードに推奨される品質フィルタリング(maxEE = 1)、学習エラー、ノイズ除去(pool=TRUE、HOMOPOLYMER_GAPPENALTY = -1、BAND_SIZE = 32)、キメラフィルターを行い、それ以外はデフォルト設定で解析しました。得られた806のアンプリコン配列変異体（ASV）には、RDP classifierCitation38とRDP 16S rRNAデータベース（v.18）を使用して分類法を割り当てました。さらに、一部のASVについては、NCBIの16S rRNAデータベースとのBLAST解析により分類を確認した。QIIME2Citation39を使用し、シアノバクテリア/クロロプラストに割り当てられたASV、または全サンプルで頻度が100未満のASVを除去し、343のASVを得た。これらに基づき、コア多様性指標関数をサンプルあたり8,000リードの希釈深度で適用し、加重・非加重UniFrac距離行列と主座標、およびアルファ多様性指標（Shannon index、Observed ASVs、Evenness index）を生成した。rarefy table関数を使用して、ASVテーブルをサンプルあたり8,000リードに希釈し、taxa collapse関数を使用して上位分類群レベルに折りたたんだ。全レベルの相対存在量は総和スケーリングで計算し、各分類群の絶対存在量は、相対存在量とqPCRで推定した総細菌負荷量（下記参照）を掛け合わせることで推定したが、16S rRNAアンプリコンシーケンスの検出限界以下の特徴については、最小負荷量を10Citation6 cells/g糞便に設定した。
定量的PCR
ユニバーサルプライマー（341F：5ʹ-CCTACGGGAGGCAGCAG-3ʹ、518R：5ʹ-ATTACCGCGCTGCTGGG-3ʹ、各最終濃度0.2μM）を用いて、既報のように定量的PCRにより総菌量を推定した。引用文献8 各反応は、5 µlのPCRグレードの水、1.5 µlのフォワードプライマーとリバースプライマー、10 µl SYBR Green I Master 2×（LightCycler® 480 SYBR Green I Master、Roche、04887352001）、および2 µlの鋳型DNAを用い、総容量20 µlで行った（三重反復）。標準曲線は、大腸菌（ATCC 25922）の16S rRNA遺伝子（V3領域）のPCR増幅199bp断片をpCR4-Blunt-TOPOベクター（Invitrogen）にクローニングすることによって構築した直鎖化プラスミド（10Citation8-100遺伝子コピー/ulを含む）の10倍連続希釈液から作成した。プレートはLightCycler® 480 Instrument II（Roche, 05015243001）を用い、95℃で5分間のプレインキュベート、95℃で10秒間、60℃で15秒間、72℃で15秒間を45サイクル、続いて95℃で5分間、65℃で1分間、98℃まで連続昇温（ランプレート0.11℃/秒）する融解曲線解析を含むプログラムで行った。データはLightCycler® 480ソフトウェア（v 1.5）で解析した。細菌量のデータは、相対量（16S rRNA遺伝子アンプリコンシーケンスから得られた）と掛け合わせることで、各微生物分類群の絶対量を推定するために使用した。
細菌と培養条件
補足表2に示した代表的な細菌株はすべて、DSMZ（ドイツ微生物・細胞培養コレクション社、ドイツ）から購入した。これらはBHI（Brain heart infusion）プレート上で復活させ、グリセロールストックを調製し、さらに使用するまで-80℃で保存した。BHI培地には常にヘミン（5μg/ml）、ビタミンK（50μg/ml）、システイン（0.5mg/ml）を添加した。培養実験では、細菌株をBHIプレート上に復活させ、初代培養としてBHI培地中で、穏やかな振盪条件下で一晩培養した。翌朝、2次培養として3mlのBHI培地でOD600 = 0.02に希釈し、穏やかな振盪条件下で72時間培養した。各菌株は少なくとも3回反復培養した。接種していない培地をコントロールとして用いた。72時間の発酵後、OD600を測定し、サンプルを氷上に置いた。各サンプル約1 mlを14,000 rpm、4℃で10分間遠心し、上清を回収して-20℃で保存した。上清は回収し、-20℃で保存した。代謝物の抽出と分析には、次のセクションで説明するように処理した。すべての増殖実験は、37℃に維持されたWhitley A95嫌気性ワークステーション内で行い、すべてのプレートと培地は、無酸素状態を維持するために、使用する少なくとも24時間前にワークステーション内でインキュベートした。
試料の代謝物抽出とプロファイリング
化学物質
AAAsおよび誘導体の真正標準物質はSigma Aldrich社から入手したが、内部標準物質として使用した同位体標識AAAs（L-フェニルアラニン（環-d5、98％）、L-チロシン（環-d4、98％）、L-トリプトファン（インドール-d5、98％）およびインドール酢酸（2,2-d2、96％））は、入手可能な最高純度グレードのものをCambridge Isotope Laboratories Inc.から入手した。
糞便サンプル中の短鎖脂肪酸の定量
短鎖脂肪酸は、MS-Omics ApS（デンマーク、Vedbæk）により、各個体（n = 144）から得られた約150 mgの糞便サンプルのおよそ2つおきに、以下のようにして定量した。サンプルは超純水（2 µL/mg）と混合し、10分間超音波処理した。その後、安定同位体標識内部標準物質で強化した塩酸を用いてサンプルを酸性化し、遠心分離した（16,000 gで20分間）。上清をGC-MSバイアルに移し、分析を行った。すべてのサンプルは無作為の順序で分析された。分析には、四重極検出器 (5975B、Agilent) と組み合わせた GC (6890N、Agilent) に取り付けた高極性カラム (ZebronTM ZB-FFAP、GC Cap. Column 30 m x 0.25 mm x 0.25 µm) を使用しました。生データは、ChemStation を使用して netCDF フォーマットに変換した後、Johnsen ら（引用 40）の PARADISe ソフトウェアを使用して Matlab R2014b（MathWorks, Inc.
AAA代謝物プロファイリングのための糞便サンプルからの代謝物の抽出
Citation8。簡単に説明すると、材料量が不十分な2検体を除き、残りの267検体（100～500 mg）の糞便から、滅菌ミリQ水、内部標準物質の添加、アセトニトリルによるタンパク質沈殿、窒素ガスによる乾燥、ミリQ水による残留物の再構成を使用して代謝物を抽出し、最終的に糞便検体を1:5に希釈した。
AAA代謝物プロファイリングのためのin vitro発酵サンプルからの代謝物の抽出
前述のように、in vitro発酵の培養上清を4℃で解凍し、16,000×g、4℃で10分間遠心した。その後、80 µLを新しいチューブに移し、20 µLの内部標準物質（40 µg/mL）と300 µLのアセトニトリルを加えた。これらのサンプルを10秒間ボルテックスし、タンパク質を沈殿させるために-20℃で10分間放置した。その後、サンプルを16,000×g、4℃で10分間遠心した後、各サンプルの上清50 µLを滅菌水50 µLで希釈し、液体クロマトグラフィーのバイアルに移した（1 µg/mL濃度の内部標準物質を含むサンプルの1:10希釈に相当）。
糞便およびin vitroサンプルのAAA代謝物プロファイリング
AAAおよび代謝物は、以前に発表されたものと同様の分子構造を持つ同位体内部標準物質を用いて、超高速液体クロマトグラフィー質量分析（UPLC-MS）により糞便および試験管内サンプル中の半定量化を行った。 Dionex Ultimate 3000 RS液体クロマトグラフ（Thermo Scientific）と、ポジティブモードで動作するエレクトロスプレーインターフェーズ（Bruker Daltonics）を装備したBruker maXis飛行時間型質量分析計（Bruker maXis time of flight mass spectrometer）を組み合わせた四重極飛行時間型質量分析（UPLC-QTOF-MS）システムにより、サンプル（各2 µL）をランダムな順序で、ただし同一個人のすべてのサンプルを同じ日に分析した。分析対象物は、既報の通り、2.1 × 100 mm、粒子径 2.7 μm の Poroshell 120 SB-C18 カラム (Agilent Technologies) で分離した。糞便サンプルの分析では、システムの安定性をモニターするため、10 サンプルごとにプールした品質管理（QC）サンプルを注入し、標準混合溶液（0.1 μg/mL、0.5 μg/mL、1 μg/mL、2 μg/mL、4 μg/mL）を 10 サンプルごとに 1 回分析し、10 サンプルごとの標準曲線を得た。QuantAnalysis version 2.2（Bruker Daltonics）を使用してデータを処理し、各代謝物について糞便サンプル10検体ごとのブラケット検量線（2次回帰にフィット）を得た。in vitroサンプルについては、処理中の分析物の損失に対して正規化するために、培養培地中のすべての分析物の標準混合溶液（2 µg/mL）を採取し、培養上清サンプルと同様に処理することで、もう1層のQCを行いました。さらに、QCサンプルと標準混合溶液をすべてのサンプルの前後に分析し、10サンプルごとに2つの標準物質を分析した後、QuantAnalysisバージョン2.2（Bruker Daltonics）を使用してデータを処理し、各代謝物について分析したすべての標準物質で検量線（二次回帰にフィット）を作成しました。検量線は、内部標準に対するすべての分析物のピーク面積比を検量線標準の濃度に対してプロットすることによって確立された。
統計
統計解析はR（v3.6.1）で行った。腸内細菌叢組成に対する様々な変数の影響を評価するために、Rパッケージvegan（v2.5-7）内のadonis.2関数（npermutation = 999）に実装されたPERMANOVAを、加重または非加重UniFrac距離を入力として使用し、年齢の影響を評価する場合は、個体内（strata=ID）に制限された順列を使用した。腸内細菌のα多様性の経時的動態とAAA代謝産物およびSCFA量の経時的変化を調べるため、rmcorr（v0.4.3）パッケージを用いてRで反復測定相関分析を行った。さらに、繰り返し測定相関分析を用いて、Log10変換したASVの絶対存在量（平均相対存在量0.05%以上）とAAA代謝物の存在量との関連を調べ、gplots（v3.1.1）パッケージ内のheatmap.2関数を用いて、相関係数の階層的クラスタリングによるヒートマップで図示した。得られたp値は、0.05のカットオフ値を用いたBenjamini - Hochbergの偽発見率（FDR）によって多重検定のために補正され、q値が得られた。Rのコードはリクエストに応じて提供する。
補足資料
補足資料
ダウンロード Zip (154 KB)
謝辞
CIGコホートに参加した子供とその家族、およびCIG参加者にささやかなプレゼントを提供してくれたAarstiderne A/Sに感謝する。16S rRNAアンプリコンシーケンスを実施してくれたデンマーク工科大学内施設（DTU Multi-Assay Core, DMAC）のMarlene Danner Dalgaard、短鎖脂肪分析を実施してくれたMS-Omics ApS（デンマーク、Vedbæk）に感謝する。
情報開示
著者による潜在的な利益相反は報告されていない。
著者貢献
H.M.R.とM.F.L.は実験の構想および設計を行った。M.F.L.はシークエンシング/qPCR用サンプルの準備とシークエンシング/qPCRデータの解析を行った。H.M.R.は糞便メタボローム解析用サンプルの準備と標的メタボローム解析を行った。A.K.S.はin vitro発酵を実施した。A.K.S.はM.P.と共同でAAA代謝物の半定量化のためにin vitroサンプルのメタボローム解析を行った。
データ提供
16S rRNA遺伝子アンプリコンシーケンスデータは、BioProject PRJNA554596 (CIG)の下、Sequence Read Archive (SRA)に寄託されている。
補足資料
本論文の補足データは、https://doi.org/10.1080/19490976.2023.2221426 からオンラインでアクセスできる。
追加情報
資金提供
本研究は、Augustinus Fonden（H.M.R.への助成金番号17-2003）、Hørslev Fonden（H.M.R.への助成金番号203866）、Beckett Fonden（H.M.R.への助成金番号17-2-0551）、Ejnar og Aase Danielsens Fond（H.M.R.への助成金番号10-002019）から助成を受けた。10-002019 to H.M.R.）、Independent Research Fund Denmark（MOTILITY；助成金番号0171-00006B to H.M.R.）、Novo Nordic Foundation（PRIMA；助成金番号NNF19OC0056246）。
前の記事次の記事
参考文献
Tamburini S、Shen N、Wu HC、Clemente JC. 早生期のマイクロバイオーム：健康転帰への影響。Nat Med. 2016;22(7):713–17. doi:10.1038/nm.4142. [Crossref], [PubMed], [Web of Science ®], [Google Scholar].
Dominguez-Bello MG, Godoy-Vitorino F, Knight R, Blaser MJ. ヒトの発達におけるマイクロバイオームの役割。Gut. 2019;68(6):1108–1114. doi:10.1136/gutjnl-2018-317503. [Crossref], [PubMed], [Web of Science ®], [Google Scholar].
Laue HE, Coker MO, Madan JC. 出生から3歳までの発達中のマイクロバイオーム：腸脳軸と神経発達アウトカム。Doi:10.3389/fped.2022.815885。[Crossref], [Web of Science ®], [Google Scholar].
Jain N, Walker WA. 出生後の腸管免疫ホメオスタシスにおける食事と宿主-微生物クロストーク。Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2015;12(1):14–25. doi:10.1038/nrgastro.2014.153. [Crossref], [PubMed], [Web of Science ®], [Google Scholar].
Roager HM, Dragsted LO. 健康および疾患における食事由来の微生物代謝産物。Nutr Bull. 2019;44(3):216–227. doi:10.1111/nbu.12396. [Crossref], [Web of Science ®], [Google Scholar].
Roager HM, Stanton C, Hall LJ. 乳幼児期の腸内細菌叢と宿主-微生物相互作用の調節因子としての微生物代謝産物。Gut Microbes. 2023;15(1):15. doi:10.1080/1949097620232192151. [Taylor & Francis Online], [Web of Science ®], [Google Scholar].
食物繊維から宿主生理へ：主要な細菌代謝産物としての短鎖脂肪酸。Cell. 2016;165(6):1332–1345. Cell2016. doi:10.1016/j.cell.2016.05.041. [Crossref], [PubMed], [Web of Science ®], [Google Scholar].
母乳育児に関連するビフィズス菌種は乳児の腸内で芳香族乳酸を産生する。Nat Microbiol. 2021;6(11):1367–1382. doi:10.1038/s41564-021-00970-4. [Crossref]、[PubMed]、[Web of Science ®]、[Google Scholar].
Roager HM, Licht TR. 健康および疾患における微生物トリプトファン異化物。Nat Commun. 2018;9(1):3294. doi:10.1038/s41467-018-05470-4. [Crossref], [PubMed], [Google Scholar].
Natividad JM, Agus A, Planchais J, Lamas B, Jarry AC, Martin R, Michel ML, Chong-Nguyen C, Roussel R, Straube M, et al. Impaired aryl hydrocarbon receptor ligand production by the gut microbiota is a key factor in metabolic syndrome. Cell Metab. 2018;28(5):737–749.e4. doi:10.1016/j.cmet.2018.07.001. [Crossref], [PubMed], [Web of Science ®], [Google Scholar].
Hoyles L, Fernández-Real J-M, Federici M, Serino M, Abbott J, Charpentier J, Heymes C, Luque JL, Anthony E, Barton RH, et al. Molecular phenomics and metagenomics of hepatic steatosis in non-diabetic obese women. Nat Med. 2018;24(7):1070–1080. doi:10.1038/s41591-018-0061-3. [Crossref], [PubMed], [Web of Science ®], [Google Scholar].
Krishnan S, Ding Y, Saedi N, Choi M, Sridharan GV, Sherr DH, Yarmush ML, Alaniz RC, Jayaraman A, Lee K. 腸内細菌叢由来のトリプトファン代謝産物は肝細胞およびマクロファージにおける炎症反応を調節する。Cell Rep. 2018;23(4):1099-1111. doi:10.1016/j.celrep.2018.03.109. [Crossref], [PubMed], [Web of Science ®], [Google Scholar].
Dodd D, Spitzer MH, Van Treuren W, Merrill BD, Hryckowian AJ, Higginbottom SK, Le A, Cowan TM, Nolan GP, Fischbach MA, et al. A gut bacterial pathway metabolizes aromatic amino acids into nine circulating metabolites. Nature. 2017;551(7682):648–652. doi:10.1038/nature24661. [Crossref], [PubMed], [Web of Science ®], [Google Scholar].
Zelante T、Iannitti RG、Cunha C、DeLuca A、Giovannini G、Pieraccini G、Zecchi R、D'Angelo C、Massi-Benedetti C、Fallarino F、et al. 微生物のトリプトファン異化物はアリール炭化水素受容体に関与し、インターロイキン-22を介して粘膜反応性のバランスをとる。Immunity. 2013;39(2):372–385. doi:10.1016/j.immuni.2013.08.003. [クロスリファレンス], [PubMed], [Web of Science ®], [Google Scholar].
郭X, 梁Y, 張Y, Lasorella A, Kee BL, Fu Y-X. 自然リンパ球は、ID2依存的な微生物叢の制御を通じて、腸内病原体に対する初期コロニー形成抵抗性を制御している。Immunity. 2015;42(4):731–743. doi:10.1016/j.immuni.2015.03.012. [Crossref], [PubMed], [Web of Science ®], [Google Scholar].
Hwang IK, Yoo KY, Li H, Park OK, Lee CH, Choi JH, Jeong YG, Lee YL, Kim YM, Kwon YG, et al. Indole-3-propionic acid attenuates neuronal damage and oxidative stress in the ischemic hippocampus. J Neurosci Res. 2009;87(9):2126-2137. [Crossref], [PubMed], [Web of Science ®], [Google Scholar].
インドール-3-プロピオン酸はケミカルシャペロン活性を持ち、小胞体ストレスによる神経細胞死を抑制する。Biochem Biophys Res Commun. 2019;517(4):623–628. doi:10.1016/j.bbrc.2019.07.074. [Crossref], [PubMed], [Web of Science ®], [Google Scholar].
Serger E, Luengo-Gutierrez L, Chadwick JS, Kong G, Zhou L, Crawford G, Danzi MC, Myridakis A, Brandis A, Bello AT, et al. 腸内代謝産物インドール-3プロピオン酸は神経の再生と修復を促進する。Nature. 2022;607(7919):585–592. doi:10.1038/s41586-022-04884-x. [Crossref], [PubMed], [Web of Science ®], [Google Scholar].
佃直樹、矢作和彦、原俊彦、渡辺泰之、松本裕之、森英樹、東和典、辻裕之、松本聡、黒川和彦、他。幼児期の腸内短鎖脂肪酸プロファイルに影響を及ぼす主要細菌分類群と代謝経路。辻晋一郎、松本茂樹、黒川和彦ほか。[クロスリフ], [PubMed], [Web of Science ®], [Google Scholar].
Yatsunenko T, Rey FE, Manary MJ, Trehan I, Dominguez-Bello MG, Contreras M, Magris M, Hidalgo G, Baldassano RN, Anokhin AP, et al. ヒト腸内細菌叢の年齢と地理的な見方。Nature. 2012;486(7402):222–227. doi:10.1038/nature11053. [クロスリファレンス], [PubMed], [Web of Science ®], [Google Scholar].
乳幼児の腸内細菌叢の発達過程における初期酪酸産生因子は内胞子形成因子である。Environ Microbiol. 2020;22(9):3909–3921. doi:10.1111/1462-2920.15167. [クロスレフ], [PubMed], [Web of Science ®], [Google Scholar].
Laursen MF, Laursen RP, Larnkjær A, Mølgaard C, Michaelsen KF, Frøkiær H, Bahl MI, Licht TR, Suen G. Faecalibacterium gut colonization is accelerated by presence of older siblings. 2017;2(6):e00448–17. doi:10.1128/mSphere.00448-17. [Crossref], [PubMed], [Web of Science ®], [Google Scholar].
腸内細菌の芳香族アミン産生：芳香族アミノ酸脱炭酸酵素と末梢セロトニン産生への影響. Gut Microbes. 2022;14(1):2128605. doi:10.1080/19490976.2022.2128605. [Taylor & Francis Online], [Web of Science ®], [Google Scholar].
Valerio F, Lavermicocca P, Pascale M, Visconti A. 乳酸菌によるフェニル乳酸の生産：食品の品質と保存に貢献する菌株選択へのアプローチ。FEMS Microbiol Lett. 2004;233(2):289-295. doi:10.1111/j.1574-6968.2004.tb09494.x. [Crossref], [PubMed], [Web of Science ®], [Google Scholar].
腸球菌TH 10が産生する抗菌性物質としての3-フェニル乳酸の同定. バイオコントロールサイエンス 2004;9(3):77-81. [Crossref], [Google Scholar].
ラッセル WR、ダンカン SH、スコビー L、ダンカン G、キャントレー L、カルダー AG、アンダーソン SE、フリント HJ. ヒト腸内の主要なフェニルプロパノイド由来代謝物は、タンパク質の微生物発酵から生じ得る。2013;57(3):523-535.DOI:10.1002/MNFR.201200594。[Crossref], [PubMed], [Web of Science ®], [Google Scholar].
Sillner N, Walker A, Lucio M, Maier TV, Bazanella M, Rychlik M, Haller D, Schmitt-Kopplin P. 粉ミルクおよび母乳栄養乳児における食事および微生物代謝物の縦断的プロファイル。Front Mol Biosci. 2021;8:490. doi:10.3389/fmolb.2021.660456. [Crossref], [Web of Science ®], [Google Scholar].
Chow J, Panasevich MR, Alexander D, Vester Boler BM, Rossoni Serao MC, Faber TA, Bauer LL, Fahey GC. 健康な母乳栄養乳児と粉ミルク栄養乳児のin vitroバッチ培養発酵前および発酵中の糞便メタボロミクス。J Proteome Res. 2014;13(5):2534-2542. doi:10.1021/pr500011w. [Crossref], [PubMed], [Web of Science ®], [Google Scholar].
He X, Parenti M, Grip T, Lönnerdal B, Timby N, Domellöf M, Hernell O, Slupsky CM. 母乳栄養児を基準として、牛MFGM添加粉ミルクまたは標準的な粉ミルクを与えた乳児の糞便マイクロバイオームとメタボローム：無作為化比較試験。Sci Rep. 2019;9(1):1-14. doi:10.1038/s41598-019-48858-y. [Crossref], [PubMed], [Google Scholar].
Béghin L, Marchandise X, Lien E, Bricout M, Bernet JP, Lienhardt JF, Jeannerot F, Menet V, Requillart JC, Marx J, et al. sn-2-パルミチン酸強化スターター乳児用調製粉乳を給与した健康な学期末乳児の成長、便の硬さ、骨ミネラル含有量：無作為化二重盲検多施設臨床試験。Clin Nutr. 2019;38(3):1023-1030. doi:10.1016/j.clnu.2018.05.015. [Crossref], [PubMed], [Web of Science ®], [Google Scholar].
Ehrlich AM, Pacheco AR, Henrick BM, Taft D, Xu G, Huda MN, Mishchuk D, Goodson ML, Slupsky C, Barile D, et al. ビフィズス菌優勢微生物叢に関連するインドール-3-乳酸は腸上皮細胞の炎症を有意に低下させる。BMC Microbiol. 2020;20(1):357. doi:10.1186/s12866-020-02023-y. [Crossref], [PubMed], [Web of Science ®], [Google Scholar].
Henrick BM, Rodriguez L, Lakshmikanth T, Pou C, Henckel E, Arzoomand A, Olin A, Wang J, Mikes J, Tan Z, et al. ビフィズス菌を介した生後早期の免疫系の刷り込み。Cell. 2021;184(15):3884–3898.e11. doi:10.1016/j.cell.2021.05.030. [クロスリファレンス], [PubMed], [Web of Science ®], [Google Scholar].
Meng D, Sommella E, Salviati E, Campiglia P, Ganguli K, Djebali K, Zhu W, Walker WA. Bifidobacterium longum subspecies infantisが分泌するトリプトファンの代謝産物であるインドール-3-乳酸は、未熟な腸において抗炎症作用を示す。また、そのような乳酸菌が腸内でどのような役割を果たしているのかも明らかにした。[クロスリファレンス], [PubMed], [Web of Science ®], [Google Scholar].
インドールプロピオン酸と新規脂質代謝物は、フィンランド糖尿病予防研究における2型糖尿病リスクの低下と関連している。Sci Reports. 2017;7(1):1-12. 71 2017. doi:10.1038/srep46337. [Crossref], [PubMed], [Google Scholar].
腸内細菌叢の代謝産物である血清インドールプロピオン酸と高リスク者における2型糖尿病および低悪性度炎症との関連。Nutr Diabetes. 2018;8(1):1-5. 81 2018. doi:10.1038/s41387-018-0046-9. [Crossref], [PubMed], [Google Scholar].
Laursen MF, Dalgaard MD, Bahl MI. Genomic GC-Content affects the accuracy of 16S rRNA gene sequencing based microbial profiling due to PCR bias. Front Microbiol. 2017;8:1934. doi:10.3389/fmicb.2017.01934. [Crossref], [PubMed], [Web of Science ®], [Google Scholar].
Callahan BJ, McMurdie PJ, Rosen MJ, Han AW, Johnson AJA, Holmes SP. DADA2：イルミナアンプリコンデータからの高分解能サンプル推論。Nat Methods. 2016;13(7):581–583. doi:10.1038/nmeth.3869. [Crossref], [PubMed], [Web of Science ®], [Google Scholar].
Wang Q, Garrity GM, Tiedje JM, Cole JR. (1)細菌学的分類のためのRNA配列の分類、(2)細菌学的分類のためのRNA配列の分類、(3)細菌学的分類のためのRNA配列の分類 Appl Environ Microbiol. 2007;73(16):5261–5267. doi:10.1128/AEM.00062-07. [Crossref]、[PubMed]、[Web of Science ®]、[Google Scholar].
Bolyen E, Rideout JR, Dillon MR, Bokulich NA, Abnet CC, Al-Ghalith GA, Alexander H, Alm EJ, Arumugam M, Asnicar F, et al. Reproducible, interactive, scalable and extensible microbiome data science using QIIME 2. Nat Biotechnol. 2019;37(8):852–857. doi:10.1038/s41587-019-0209-9. [Crossref], [PubMed], [Web of Science ®], [Google Scholar].
Johnsen LG, Skou PB, Khakimov B, Bro R. Gas chromatography - mass spectrometry data processing made easy. J Chromatogr A. 2017;1503:57-64. doi:10.1016/j.chroma.2017.04.052. [Crossref], [PubMed], [Web of Science ®], [Google Scholar].
PDFをダウンロード

関連研究
おすすめ記事
引用元
参考情報
著者
研究開発者
編集者
図書館員
学会
オープンアクセス
概要
オープンジャーナル
オープンセレクト
Dove Medical Press
F1000Research
機会
別刷りとe-prints
広告ソリューション
早期出版
企業アクセスソリューション
ヘルプと情報
ヘルプ＆コンタクト
ニュースルーム
すべてのジャーナル
書籍
最新情報
ご登録いただくと、個別のリサーチやリソースをEメールでお届けします。
登録する
テイラー・アンド・フランシス・グループのFacebookページ
テイラー・アンド・フランシス・グループTwitterページ
テイラー・アンド・フランシス・グループLinkedinページ
テイラー・アンド・フランシス・グループYoutubeページ
テイラー・アンド・フランシス・グループ微博ページ
著作権 © 2023 Informa UK LimitedプライバシーポリシーCookie利用規約アクセシビリティ
イングランド＆ウェールズ登録第3099067号
5 ハウィック・プレイス｜ロンドン｜SW1P 1WG
Acceptクッキーポリシー
当社は、お客様のウェブサイト体験を向上させるためにクッキーを使用しています。クッキーの使用方法と、クッキーの設定を管理する方法については、クッキーポリシーをご覧ください。このメッセージを閉じることで、クッキーの使用に同意したことになります。

この記事が気に入ったらサポートをしてみませんか？