不安様マウスにおける糞便微生物叢移植による前頭前野のmiRNA発現制御機構

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不安様マウスにおける糞便微生物叢移植による前頭前野のmiRNA発現制御機構

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38410679/

Simin Chen et al. 2024.
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引用

要旨
背景 腸脳軸と腸内細菌叢は、情動障害の重要な担い手として浮上してきた。最近の研究では、腸内細菌叢の変化が腸脳軸に沿って脳内miRNAを介して精神症状に影響を及ぼす可能性が示唆されている。しかし、腸内細菌叢と全般性不安障害（GAD）の病態生理とを脳内miRNAを介して結びつける直接的な証拠は限られている。本研究では、GADドナーからの糞便微生物叢移植（FMT）がレシピエントマウスの腸内細菌叢と前頭前皮質miRNAに及ぼす影響を調べ、これら2つの因子の関係を理解することを目的とした。

方法 GAD患者の不安スコアと腸内細菌叢組成を評価し、その糞便サンプルをC57BL/6JマウスのFMTに利用した。マウスの不安様行動は、オープンフィールドおよび高架式十字迷路試験を用いて評価した。腸内細菌叢16S rRNAおよび前頭前皮質miRNAのハイスループットシークエンシングを行った。

結果 GAD患者の糞便微生物叢は、健常群と比較して、VerrucomicrobiaとAkkermansiaが有意に減少し、ActinobacteriaとBacteroidesが有意に増加するという特徴的な微生物構造を示した。その後、GAD患者からマウスへのFMTを行ったところ、レシピエントに不安様行動が誘発された。腸内細菌叢組成を詳細に解析した結果、GAD患者からFMTを受けたマウスでは、Verrucomicrobia、Akkermansia、Bifidobacterium、Butyricimonasの存在量が低く、Deferribacteres、Allobaculum、Bacteroides、Clostridiumの存在量が高いことが明らかになった。MiRNA解析により、GAD発症に影響する5つの重要なmiRNAが同定された。miRNAには、mmu-miR-10a-5p、mmu-miR-1224-5p、mmu-miR-218-5p、mmu-miR-10b-5p、mmu-miR-488-3pが含まれる。特に、mmu-miR-488-3pはVerrucomicrobiaおよびAkkermansiaと強い負の相関を示した。

結論 本研究は、ヒトFMTによって誘発される不安様行動が、腸内細菌叢を介して伝達され、前頭前皮質におけるmiRNA発現と関連することを示している。GAD患者のFMTによるアッカーマンシアの減少は、mmu-miR-488-3p発現のアップレギュレーションにつながり、その結果、下流の標的遺伝子Creb1のダウンレギュレーションと関連するシグナル伝達経路の干渉を引き起こすことが推察された。これらの知見は、GAD病態生理学における腸内細菌叢の重要な役割を浮き彫りにするものである。

キーワード：糞便微生物叢移植、全般性不安障害、腸内細菌叢、miRNA、前頭前皮質。

著作権 © 2024 Chen, Li, Tong, Wang, He, Shao, Liu, Wu and Song.

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