慢性的な寒冷環境が腸内細菌叢由来の胆汁酸の調節を介して関節リウマチを制御する

総合環境の科学
オンラインで入手可能 2023年9月9日, 166837
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慢性的な寒冷環境が腸内細菌叢由来の胆汁酸の調節を介して関節リウマチを制御する

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0048969723054621

著者リンク オーバーレイパネルを開くJuan Liu a b 1, Fu Peng c 1, Hao Cheng a, Dandan Zhang a d, Yuxi Zhang a, Lixia Wang a, Fei Tang a, Jing Wang a, Yan Wan a, Jing Wu a, Yinlin Zhou a, Wuwen Feng a d, Cheng Peng a d
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https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.166837
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慢性的な寒冷曝露はRAを悪化させ、腸内細菌叢を調節する。

抗生物質による微生物叢の減少は寒冷によるRAの悪化を抑制する。

寒冷に適応した微生物叢を移植すると、寒冷によるRA悪化が抑制される。

慢性的な寒冷条件下への暴露は、微生物叢由来の胆汁酸THDCAレベルを低下させる。

THDCAの補充はTGR5/cAMP/PKAシグナルを介してRAを改善し、NLRP3を抑制する。

要旨
多くの疾患の病態は環境温度に影響される。古典ローマ時代には早くも、寒冷な気候にさらされることは関節リウマチ（RA）に良くないと信じられていた。しかし、この考えを支持する直接的な証拠はなく、慢性的な寒冷曝露が関節リウマチに及ぼす影響の分子メカニズムは不明のままである。ここで我々は、温度調整された環境において、慢性的な寒冷曝露が、足首の腫脹、骨びらん、サイトカインレベルを増加させることにより、膠原病誘発関節炎（CIA）を悪化させることを見出した。さらに、慢性的な寒冷曝露を行ったCIAラットでは、腸内細菌叢の異常が確認され、Lachnospiraceae科とRuminococcaceae科の差次的相対存在量の減少が見られた。また、抗生物質カクテルが寒冷条件下での関節炎の重症度を抑制することもわかった。注目すべきは、糞便微生物叢移植（FMT）の結果、寒冷に適応した微生物叢を移植すると、それぞれのドナーラットの微生物叢シグネチャーが部分的に再現され、CIAラットの寒冷誘発効果が表現されたことである。さらに、寒冷暴露は胆汁酸プロファイルを乱し、特に腸内細菌叢由来のタウロヒオデオキシコール酸（THDCA）レベルを低下させた。胆汁酸の乱れはまた、TGR5-cAMP-PKA軸およびNLRP3インフラマソームの活性化とも関連していた。THDCAの経口補給は、慢性的な寒冷曝露によって誘発される関節炎の増悪を緩和した。この知見は、寒冷曝露に関連するRAにおいて、腸内細菌叢由来の胆汁酸の異常が重要な役割を果たしていることを明らかにし、腸内細菌叢の操作および/またはTHDCAの補充によって寒冷に関連するRAを治療できる可能性を強調するものである。

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略語
ABXantibiotic cocktailAIAadjuvant-induced arthritisASCapoptosis associated speck like protein containing a CARDα-MCAα-ムリコール酸BCAbicinchoninic acid assayβ-MCAβ-ムリコール酸 ムリコール酸BMD骨塩量密度BV/TV骨体積率CCAコール酸cAMP環状アデノシン一リン酸Caspase-1システイニル-アスパラギン酸特異的プロテアーゼ-1CDCAchenodeoxycholic acidCIAコラーゲン誘発性関節炎Conn. Dconnectivity densityCOX-2cyclooxygenase-2Cs. Thcross-sectional thicknessDCAdeoxycholic acidELISAenzyme-linked immunosorbent assayFMTfecal microbiota transplantationGAPDHglyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenaseH&Ehematoxylin-eosin stainingHDCAhyodeoxycholic acidIFN-γinterferon- γIL-10インターロイキン-10IL-1βインターロイキン-1βIL-6インターロイキン-6LPSリポ多糖MCP-1単球走化性タンパク質-1Micro-CTマイクロコンピューター断層撮影NLRP3NOD様受容体熱タンパク質ドメイン関連タンパク質3OPLS DAorthogonal partial least-squares discrimination analysisOTUsoperational taxonomic unitsPCoAprincipal coordinates analysisPCRpolymerase chain reactionp-PKAphospho- protein kinase APVDFpolyvinylidene fluorideRARheumatoid arthritisRTroom temperatureSDS-PAGEsodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresisSMPDBsmall molecule pathway databaseSPFspecific pathogen-freeT-α/β-MCAtauro-α/β-muricholateTb. Ntrabecular numberTb.Sptrabecular separationTb. Ttrabecular厚さTCAtaurocholic acidTCDCAtaurochenodeoxycholic acidTDCAtaurodeoxycholic acidTGR5G-protein-coupled bile acid receptorTHDCAtaurohyodeoxycholic acidTNF-αtumor necrosis factor-αTUDCAtaurodeoxycholic acidUDCAursodeoxycholic acidUPLC-MS/MSultra-performance liquid chromatography coupled to a mass spectrometry質量分析結合型液体クロマトグラフィー
キーワード
寒冷曝露関節リウマチ腸内細菌叢胆汁酸タウロヒオデオキシコール酸
データの利用可能性
腸内細菌叢の塩基配列データはNCBIにアクセッション番号で公開されている。PRJNA860840およびNo. PRJNA862278。生のRNA-seqデータはNCBIのaccession no. PRJNA860839。

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