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ETEC K88感染に対するフェカルマイクロバイオータ移植の保護効果とアッカーマンシア・ムチニフィラの役割
核心概念
フェカルマイクロバイオータ移植はETEC K88感染による抗生物質誘導性腸内細菌叢失調の豚モデルにおいて腸管バリア機能を改善し、アッカーマンシア・ムチニフィラがその主要な役割を果たしている。
要約
本研究は、抗生物質誘導性腸内細菌叢失調(AIMD)の豚モデルにおいて、フェカルマイクロバイオータ移植(FMT)がエンテロトキシン産生性大腸菌(ETEC) K88感染に対する保護効果を示すことを明らかにした。
FMTは、ETEC K88感染によって引き起こされる腸管病原体の定着、腸管バリア障害、炎症反応を軽減した。16S rDNAシーケンス解析により、アッカーマンシア・ムチニフィラとバクテロイデス・フラギリスがFMTの主要な構成菌種であることが同定された。
マウスモデルの実験では、アッカーマンシア・ムチニフィラとバクテロイデス・フラギリスの単独投与がETEC K88感染による腸管形態変化、腸管透過性亢進、炎症反応を改善した。特に、アッカーマンシア・ムチニフィラはWnt/β-カテニン経路を適度に活性化することで、腸管上皮幹細胞の増殖と分化を促進し、腸管バリア機能を維持した。
豚腸オルガノイドモデルの実験では、アッカーマンシア・ムチニフィラがWnt阻害剤存在下でも腸管上皮幹細胞の増殖と分化を促進し、腸管バリア機能と炎症反応を改善することが示された。
以上の結果から、アッカーマンシア・ムチニフィラがFMTの主要な有効菌種であり、Wnt/β-カテニン経路を介して腸管上皮幹細胞の機能を調節することで、ETEC K88感染に対する保護効果を発揮することが明らかになった。
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biorxiv.org
Akkermansia muciniphila identified as key strain to alleviate gut barrier injury through Wnt signaling pathway
統計
ETEC K88感染により豚の平均日間増体量が低下し、下痢スコアが上昇したが、FMTにより改善された。
ETEC K88の豚の腸管粘膜への定着がFMTにより減少した。
ETEC K88感染により豚の腸管粘膜でTNF-α、IL-1β、IL-6の発現が上昇し、IL-10、TGF-β1の発現が低下したが、FMTにより改善された。
ETEC K88感染により豚の腸管上皮細胞の密着結合タンパク(ZO-1、クローディン、オクルディン)と接着結合タンパク(β-カテニン、E-カドヘリン)の発現が低下したが、FMTにより改善された。
引用
"FMTは、ETEC K88感染によって引き起こされる腸管病原体の定着、腸管バリア障害、炎症反応を軽減した。"
"アッカーマンシア・ムチニフィラはWnt/β-カテニン経路を適度に活性化することで、腸管上皮幹細胞の増殖と分化を促進し、腸管バリア機能を維持した。"
"アッカーマンシア・ムチニフィラがFMTの主要な有効菌種であり、Wnt/β-カテニン経路を介して腸管上皮幹細胞の機能を調節することで、ETEC K88感染に対する保護効果を発揮した。"
抽出されたキーインサイト
by Ma,X., Meng,... 場所 www.biorxiv.org 10-03-2023
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.10.02.560590v6
深掘り質問
腸内細菌叢の改善以外にFMTが抗ETEC感染効果を発揮する可能性のある機序はあるか?
FMTは腸内細菌叢の改善だけでなく、腸管上皮のバリア機能や炎症反応にも影響を与える可能性があります。研究結果から、FMTによって腸内細菌叢が調整され、腸管上皮のバリア機能が改善され、炎症反応が抑制されることが示されています。特に、アッカーマンシア・ムチニフィラは腸管上皮幹細胞の増殖と分化を促進し、Wnt/β-カテニンシグナル伝達経路を介して腸管上皮の保護効果を発揮します。したがって、FMTが抗ETEC感染効果を発揮する機序は、腸内細菌叢の改善だけでなく、腸管上皮のバリア機能の強化や炎症の抑制にも関連している可能性があります。
腸内細菌叢の改善以外にFMTが抗ETEC感染効果を発揮する可能性のある機序はあるか?
アッカーマンシア・ムチニフィラ以外の腸内細菌がETEC感染に対する保護効果に関与する可能性はあるか?
研究結果から、アッカーマンシア・ムチニフィラとバクテロイデス・フラジリスがFMTにおいて重要な役割を果たす可能性が示されています。しかし、他の腸内細菌がETEC感染に対する保護効果に関与する可能性も排除できません。腸内細菌叢は非常に複雑であり、さまざまな微生物が相互作用して腸管の健康に影響を与えることが知られています。したがって、他の腸内細菌がETEC感染に対する保護効果に関与するかどうかを明確にするためには、さらなる研究が必要です。
腸管上皮幹細胞の機能調節以外に、アッカーマンシア・ムチニフィラがETEC感染に対する保護効果を発揮する他の作用機序はあるか?
アッカーマンシア・ムチニフィラは、腸管上皮幹細胞の増殖と分化を促進し、Wnt/β-カテニンシグナル伝達経路を介して腸管上皮の保護効果を発揮します。しかし、腸管上皮幹細胞の機能調節以外にも、アッカーマンシア・ムチニフィラがETEC感染に対する保護効果を発揮する他の作用機序が考えられます。例えば、アッカーマンシア・ムチニフィラが腸内環境を改善し、炎症を抑制することで、ETEC感染に対する免疫応答を調節する可能性があります。また、アッカーマンシア・ムチニフィラがSCFAの産生を促進し、腸管上皮の健康を維持することで、ETEC感染に対する保護効果を発揮する可能性も考えられます。これらの他の作用機序についても、さらなる研究が必要です。
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