バクテロイデス菌メチルマロニル-CoAミューターゼはプロピオン酸を産生し、腸杯細胞の分化と恒常性を促進する

2024年1月13日 09:52

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論文|32巻1号P63-78.e7、2024年1月10日号

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バクテロイデス菌メチルマロニル-CoAミューターゼはプロピオン酸を産生し、腸杯細胞の分化と恒常性を促進する
https://www.cell.com/cell-host-microbe/fulltext/S1931-3128(23)00455-9

王新宇 5
蔡忠楽 5
王喬玲 5
王維清
王季秋
リウ・ルイシン 6
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脚注を表示する発行:2023年12月05日DOI:https://doi.org/10.1016/j.chom.2023.11.005

ハイライト

バクテロイデスMCMはプロピオン酸生合成に関与する

MCMが生成したプロピオン酸はGPR41を介して腸杯の分化を部分的に促進する

バクテロイデスMCMはDSS誘発大腸炎の緩和に重要な役割を果たす
概要
プロピオン酸は短鎖脂肪酸であり、腸内で微生物が介在する食物繊維発酵によって生成される。免疫および代謝経路を調節することにより、プロピオン酸は多くの健康上の利点を発揮する。バクテロイデス・テタイオタミクロン（Bacteroides thetaiotaomicron）のような主要な細菌種はプロピオン酸を生成するが、生化学的経路や特異的な機能は未解明のままである。我々は、B. thetaiotaomicronのプロピオン酸生合成に寄与するメチルマロニル-CoAミューターゼ（MCM）をコードする遺伝子オペロンを同定した。野生型あるいはMCM欠損株を無菌マウスにコロニー形成させ、in vitroで調べた結果、MCMを介したプロピオン酸産生が杯細胞の分化と粘液関連遺伝子の発現を促進することが明らかになった。また、プロピオン酸受容体GPR41を欠損した腸管オルガノイドでは、MCMを介したプロピオン酸産生により杯細胞の分化が抑制された。さらに、野生型B. thetaiotaomicronはDSS誘発腸炎症を緩和したが、この効果はMCM欠損株を投与したマウスでは消失したが、プロピオン酸を補充すると回復した。これらのデータは、杯細胞の分化におけるMCMを介したプロピオン酸生合成の重要な役割を強調するものであり、大腸炎を改善する潜在的な経路を提供するものである。
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キーワード
メチルマロニルCoAムターゼ
プロピオン酸
バクテロイデス
バクテロイデス
腸内恒常性
杯細胞
大腸炎
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Anticancer Res. 2019; 39: 4659-4666
論文で見る
スコープス (26)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
キム・K.N.
Yao Y.
Ju S.Y.
肥満のヒトにおける短鎖脂肪酸と糞便微生物叢の存在量：システマティックレビューとメタアナリシス。
Nutrients. 2019; 112512
論文で見る
スコープス（124）
Crossref
グーグル奨学生
Cully M.
マイクロバイオーム治療薬の低分子化。
Nat. Rev. Drug Discov. 2019; 18: 569-572
論文で見る
スコープス (38)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
エンゲヴィク M.A.
バーサロビッチJ.
有益な微生物の生化学的特徴：治療微生物学の基礎。
Microbiol. Spectr.
論文で見る
スコープス (51)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
ケラーマイヤーR.W.
ウッド H.G.
[35] Propionibacterium shermanii由来2-methylmalonyl-CoA mutase (methylmalonyl-CoA isomerase).
Methods Enzymol. 1969; 35: 207-215
論文で見る
スコープス (18)
クロス
グーグル奨学生
レ H.H.
リー M.T.
ベスラー K.R.
コムリー・J.M.C.
ジョンソン E.L.
食事性コレステロールとマウスおよびヒト腸内細菌叢との相互作用の特性化。
Nat. Microbiol. 2022; 7: 1390-1403
論文で見る
スコープス (26)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
ヤオ L．
ダゴスティーノG.D.
パク J.
ハング S.
Adhikari A.A.
Zhang Y.
Li W.
Avila-Pacheco J.
Bae S.
Clish C.B.
他。
ヒト腸内細菌によるステロイド代謝物の選択的スルホン化生合成経路。
Nat. Microbiol. 2022; 7: 1404-1418
論文で見る
スコープス (9)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
ヒーバー S.L.
レ H.H.
タン P.
バスレ A.
ミレッタ・バローネC.
ヴー D.L.
ウォーターズ J.L.
マーレス＝ライトJ.
ジョンソン E.L.
カンポピアーノ D.J.
他
腸内関連バクテロイデーテスにおけるイノシトール脂質代謝の特性化。
Nat. Microbiol. 2022; 7: 986-1000
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(10件)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
ウェゴジェフスカ M.M.
グロワッキ R.W.P.
シェイ S.A.
ドナーマイヤー D.L.
ヒッキー C.A.
ホーバス S.C.
マーテンス E.C.
スタッペンベック T.S.
アレン P.M.
食事はBacteroides thetaiotaomicron抗原の発現を制御することにより、大腸T細胞応答を調節する。
Sci. Immunol. 2019; 4eaau9079
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スコープス (62)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
ブラウン E.M.
ケ X.
ヒッチコック D.
ジャンファーブル S.
アビラ・パチェコ J.
ナカタ T.
アーサー T.D.
フォルネロス N.
ハイム C．
フランゾーザ E.A.
他
バクテロイデス由来のスフィンゴ糖脂質は腸内恒常性の維持と共生に重要である。
Cell Host Microbe. 2019; 25: 668-680.e7
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スコープス (227)
PubMed
要旨
全文
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グーグル奨学生
ヤコブソンA.
ラムL.
ラジェンドラムM.
タンブリーニF.
ハニーカットJ.
ファム T.
ヴァン・トレレン W.
プルース K.
ステイラー S.R.
ルーゴ K.
他。
サルモネラ菌感染に対するコロニー形成抵抗性を仲介する腸内常在菌産生代謝産物。
Cell Host Microbe. 2018; 24: 296-307.e7
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PubMed
要旨
全文
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グーグル奨学生
シェルトンC.D.
Yoo W.
シーリー N.G.
トーレス T.P.
ジーバ J.K.
カルカット M.W.
フォージング N.J.
キム・D．
キム J.
リュウ S.
他
Salmonella enterica serovar Typhimuriumは嫌気性呼吸を利用してプロピオン酸を介したコロニー形成抵抗性を克服する。
Cell Rep.
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(17件)
PubMed
概要
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グーグル奨学生
倉島康雄
清野博之
腸管ホメオスタシスと組織治癒に関わる上皮細胞と免疫細胞の粘膜生態系ネットワーク。
Annu. Rev. Immunol. 2017; 35: 119-147
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スコープス (187)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
バーカー N.
ファン・デ・ウェタリングM.
クレバース H.
腸管幹細胞。
Genes Dev. 2008; 22: 1856-1864
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スクープス (504)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
バーカー N.
成体腸管幹細胞：上皮恒常性と再生の重要なドライバー。
Nat. Rev. Mol. Cell Biol.
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スコパス (845)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
ヤオ Y.
キム G.
シェーファー S.
チェン Z.
Kubo S.
ジ Y.
Luo J.
ヤン W.
パーナー S.P.
カネロプロウC.
他
粘液のシアリル化は、腸の宿主-宿主共棲系の恒常性を決定する。
Cell. 2022; 185: 1172-1188.e28
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スコパス (47)
PubMed
要旨
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グーグル奨学生
ゲルゼマン M.
ベッカー S.
キューブラー I.
コスロフスキー M.
ワン G.
ヘルリンガー K.R.
グリガー J．
フリッツ P．
フェラーマン K.
シュワブM.
他。
クローン病と潰瘍性大腸炎における杯細胞分化の違い。
分化。2009; 77: 84-94
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スコープス (213)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
ニュストローム E.E.L.
マルティネス-アバドB.
アリケL.
バーチェノーG.M.H.
ノンネッケ E.B.
カスティーヨ P.A.
スヴェンソン F.
ベビンス C.L.
ハンソン G.C.
ヨハンソンM.E.V.
杯細胞のクリプト間亜集団は大腸粘液バリア機能に必須である。
サイエンス。2021; 372eaau9079
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スコープス (111)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
ファン・デル・ポスト S．
ジャバー・K.S.
ビルチェノーG.
アリケL.
アクタル N.
シェバル H.
ヨハンソン M.E.V.
ハンソンG.C.
大腸粘液バリアの構造的弱体化は潰瘍性大腸炎発症の初期事象である。
Gut. 2019; 68: 2142-2151
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スコープス (234)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
ヨハンソン M.E.
グスタフソンJ.K.
ホルメン-ラーションJ.
ジャバー K.S.
Xia L.
Xu H.
ギシャン F.K.
カルバーリョ F.A.
ゲヴィルツ A.T.
Sjövall H.
他
マウス大腸炎モデルおよび潰瘍性大腸炎患者において、通常侵入不可能な結腸内粘液層に細菌が侵入する。
Gut. 2014; 63: 281-291
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スコープス (638)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
プーラン R.D.
トーマス G.A.
ローデス M.
ニューコム R.G.
ウィリアムズ G.T.
アレン A．
ローデスJ.
ヒト大腸粘膜付着粘液ゲルの厚さと大腸炎との関連性。
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スコパス (356)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
デルデイ M.
モルダーI.
ローガンE.T.
グラントG.
バクテロイデス・テタイオタミクロンはクローン病の前臨床モデルにおいて大腸の炎症を改善する。
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スコープス (98)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
ハンセン J.J.
ホアン・Y.
ピーターソンD.A.
ゲーザー L.
ファン T.J.
チャン E.B.
Sartor R.B.
常在菌Bacteroides thetaiotaomicronの大腸炎関連転写プロファイルは、細菌抗原に対する適応免疫応答を増強する。
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スコパス (32)
クロスリファレンス
グーグル奨学生
Li K.
ハオ Z.
Du J.
Gao Y.
Yang S.
Zhou Y.
バクテロイデス・テタイオタミクロンは、アリール炭化水素受容体を活性化し、CD4(+)T細胞のホメオスタシスを調節することにより、大腸の炎症を緩和する。
Int. Immunopharmacol. 2021; 90107183
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スコープス (44)
クロスリファレンス
グーグル奨学生
Wrzosek L.
ミケルS.
ノルディーヌM.L.
ブエS.
ジョンケル・シュヴァリエ＝カートM.
ロベール V．
フィリップ C．
ブリドノー C.
シェルビー C.
Robbe-Masselot C.
他
Bacteroides thetaiotaomicronとFaecalibacterium prausnitziiは、gnotobioticモデルげっ歯類の大腸上皮における粘液糖鎖の産生と杯細胞の発達に影響を及ぼす。
BMC Biol.
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スコパス(512)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
リムB.
ツィンマーマン M.
バリー N.A.
グッドマン A.L.
ヒト腸内常在菌の遺伝子発現を制御する人工制御システム。
Cell. 2017; 169: 547-558.e15
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スコープス (119)
PubMed
要旨
全文
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グーグル奨学生
Wang R.F.
カオ・W.W.
Cerniglia C.E.
ヒトおよび動物の糞便サンプル中の優勢嫌気性細菌のPCRによる検出と定量。
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論文で見る
PubMed
クロスレフ
グーグル奨学生
マクギニス C.S.
マローL.M.
ガートナー Z.J.
DoubletFinder：人工最近傍を用いた単一細胞RNAシーケンスデータにおけるダブレット検出。
Cell Syst. 2019; 8: 329-337.e4
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スコープス (916)
PubMed
要旨
全文
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グーグル奨学生
アイバー S.
ゴンサレス・ブラス C.B.
モアマンT.
フイン・トゥー V.A.
イムリコバ H.
ヒュルセルマンス G.
ランボウ F．
マリーン J.C.
ゲーツ P.
アーツJ.
et al.
SCENIC：単一細胞制御ネットワークの推論とクラスタリング。
Nat. Methods. 2017; 14: 1083-1086
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スコープス (1971)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
ヴィルツ S．
ポップV.
キンダーマンM.
ゲルラッハ K.
ヴァイクマン B.
フィヒトナー＝フェイグル S．
ノイラート M.F.
化学的に誘導された急性および慢性腸炎モデルマウス。
Nat. Protoc. 2017; 12: 1295-1309
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スコープス (750)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
論文情報
出版履歴
出版 2023年12月5日
受理受理：2023年11月8日
改訂版受理 2023年7月25日
受理：2023年7月25日受理：2023年2月6日
識別
DOI: https://doi.org/10.1016/j.chom.2023.11.005

著作権
© 2023 Elsevier Inc.
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また、このような研究は、科学的根拠を欠くものである。このような、曖昧で、曖昧で、曖昧で、曖昧で、曖昧で、曖昧で、曖昧で。このような試合では、このような試合はありません。このような稚魚は、その稚拙さゆえに、その稚拙さを際立たせている。このような素晴らしい試合は初めてです。私は、このような素晴らしいゲームをプレイすることはできません。このような素晴らしい試合は初めてです。このような稚魚は、そのような稚拙な稚魚である可能性があります。