「抗生物質の使用は腸内細菌叢に長期的なダメージを与える可能性がある」という研究
2024年11月24日(日)
抗生物質は腸内細菌叢に長期的な影響を与える可能性がある
Antibiotika kan ha långvariga effekter på tarmfloran
抗生物質による治療を繰り返すと、
腸内細菌叢が変化し、
その保護粘液バリアが劣化する可能性があることが、
ウメオ大学とタルトゥ大学の新たな研究で示された。
科学誌「Gut Microbes」に掲載されたこの研究では、
少なくとも 5クールの抗生物質投与を受けた患者を調査した。
研究者たちは、
最後の抗生物質治療から少なくとも 6か月が経過した患者の
便サンプルを分析した。
次に、その結果を 10年間抗生物質を服用しなかった人々のサンプルと
比較した。
分析の結果、腸内細菌の組成に大きな変化が見られた。
「この結果は、
抗生物質の反復使用が腸内細菌の組成に永続的な影響を及ぼし、
最後の治療後少なくとも数カ月は持続する可能性があることを示している」とタルトゥ大学博士課程学生のケルトゥ・リス・クリグル氏は
プレスリリースで述べている。
ビョルン・シュレーダー（ウメオ大学分子生物学科准教授）
画像Anna Shevtsova
研究者たちは、粘液バリアの機能を分析するために、
これらの患者の腸内細菌叢をマウスに移植した。
抗生物質を繰り返し投与された患者から細菌を投与されたマウスでは、
粘液層が損傷して粘液の生成が減少し、
粘液層の透過性が高まり、
細菌が腸壁に近づくことが可能となった。
国際共同で実施され、
サイエンス誌に掲載された別の研究では、
抗生物質バンコマイシンが粘液バリアを直接破壊することが示された。
この抗生物質を正常マウスと「無菌」マウスの両方に投与すると、
腸内の粘液生成が数分以内に阻害された。
画像レイチェル・フィーニー
「これら 2つの研究を総合すると、
抗生物質は少なくとも 2つの独立したメカニズムを通じて
粘液層に損傷を与える可能性があり、
腸内細菌叢を変化させることで
長期的な影響を及ぼし得ることが示されている」
「このことは、
抗生物質は責任ある方法で処方されるべきである
という見解をさらに裏付けるものだ」
とウメオ大学分子生物学部の感染生物学博士ビョルン・シュレーダー氏は
言う。
事実:私たちの腸の中のバクテリア
私たちの腸内細菌は、
食べ物を消化し、免疫システムを鍛えるために重要ですが、
その活動は私たちの健康を危険にさらさないように、
私たちの体によって慎重に制御されなければなりません。
腸内には、通常は細菌が通過できない粘液の層が絶えず成長しています。
食事や抗生物質の変更などによって腸内環境が破壊されると、
粘液バリアは正常に機能する能力を失う可能性があります。
その後、細菌は腸粘膜に到達して炎症を引き起こし、
例えば炎症性腸疾患の発症にも寄与する可能性があります。
一部の腸内細菌は
粘液バリアの成分を「食べ」、
それによって物理的に層が薄くなります。
健康な腸の低レベルでは正常ですが、
過度の「食事」は粘液バリアの機能を損なう可能性があります。
私は、細菌や食事が腸管粘膜のバリア機能に及ぼす影響について研究しています。
学術資格:准教授
腸は、地球上で最も人口密度の高い生息地の1つです。
何兆もの微生物(主にバクテリア)が、私たちの腸内システムには、
双方に利益をもたらす関係で生息しています:
私たちは栄養素の継続的な流れと一定の適度な高温に貢献し、
バクテリアは私たちにとって有益なビタミンやその他の物質を生成します。しかし、大量の腸内細菌は体にとって常に脅威であり、
この腸内細菌のコミュニティによる感染から身を守るためには、
効果的な防御メカニズムが必要です。
したがって、体は外界から保護するためのさまざまなメカニズムを
開発しました。
まず、腸の表面を覆う粘液の厚くて粘着性のある層があり、
細菌が体内に侵入するのを防ぐ物理的なバリアを提供します。
さらに、粘液には、粘液層に浸透した細菌を殺すために
体内で生成される抗生物質である、
いわゆる抗菌ペプチドが豊富に含まれています。
これまでの実験では、「西洋型」の食事(ファーストフードに似た食事で、
糖分と脂肪分が多いが食物繊維が不足している)を与えられたマウスは、
腸内細菌の細菌叢が異なり、それが保護粘液層に
損傷を与えることを示しました。
その結果、細菌は組織自体に近づくことができ、
腸内の感染や炎症のリスクが高まります。
プロバイオティクスのビフィズス菌やプレバイオティクスの食物繊維であるイヌリン(エンダイブやエルサレムアーティチョークなどに含まれる)の
添加が、腸のバリア機能を保護する効果を持っていたことは
注目に値します。
したがって、細菌と食事の両方が
腸管粘液の機能に影響を与える可能性がありますが、
その方法はまだわかっていません。
したがって、私の目標は、
食事、腸内細菌、腸内バリアが
互いにどのように影響し合うかを詳細に明らかにすることです。
マウスにさまざまな種類の食事とさまざまな量の食物繊維を与え、
腸のバリア機能がどのように影響を受けるかを測定します。
また、腸管バリア機能の背後にある第2のメカニズムである
抗菌ペプチドの量とその機能を、
異なる食事を与えられたマウスの腸内で解析します。
これらの実験を腸内細菌叢の組成の同時分析と組み合わせることで、
特定の腸内細菌を健康な腸内または
病気の腸内バリアに結びつけることができます。
私のプロジェクトの背後にある動機は、
現代の食事が私たちの腸系の防御メカニズムに
どのように影響するかをよりよく理解したいという私の願望です。
炎症性腸疾患や代謝性疾患などの疾患は、先進国全体で増加しており、
それらは腸内細菌叢と腸内のバリア機能の欠陥に関連しています。
食事は腸内細菌叢の組成にとって最も重要な要素の1つであるため、
特定の食品成分が腸のバリア機能の複雑な調節に
どのように影響しているのかを明らかにすることができればと
考えています。
詳細情報:
Schröder研究室:www.mucubacter.org
ビョルン・シュレーダーの研究グループの博士課程の学生。
レイチェルは、
レスター大学(英国)で生物科学の理学士号を取得しています。
その後、オックスフォード大学ケネディ・リウマチ研究所(英国)の
オックスフォード・マイクロバイオーム研究センターに入社し、
検査技師として勤務。
この役職では、マイクロバイオームに関連する
さまざまなプロジェクトに携わり、
便や唾液のサンプルから細菌のDNAを抽出して
16S分析に使用することに長けました。
これらのプロジェクトに取り組んでいる間、
レイチェルは栄養と環境が人間のマイクロバイオームに与える影響に
強い関心を持ち、バイオインフォマティクスのスキルも開発し始めました。彼女は、検査技師としての職務に加えて、
大腸炎の文脈におけるC.げっ歯類と
D.アラスケンシスの相互作用を調査することを目的とした
独立したプロジェクトも実施しました。
レイチェルは、
2021年7月にウメオ大学のビョルン・シュレーダーの研究室に
プロジェクトアシスタントとして参加し、
2022年初頭に博士課程の学生になりました。
彼女のプロジェクトは、腸の健康のための食物繊維の重要性と、
食事中の食物繊維の不足が腸内環境を
どのように混乱させるかに焦点を当てています。