微生物由来の代謝物が腎臓と心臓の健康に重要な役割を果たす

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微生物由来の代謝物が腎臓と心臓の健康に重要な役割を果たす

https://www.imperial.ac.uk/news/246580/microbiomederived-metabolite-plays-role-kidney-heart/

by Benjie Coleman 2023年9月21日
胸痛を訴える男性
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心血管リスクに関連する代謝産物の重要な調節因子としての腎臓の機能が、新たな研究で明らかになった。

国立心肺研究所の代謝・消化・生殖学部のペトロス・アンドリコプロス博士とマルク＝エマニュエル・デュマ教授が率いるこの研究は、トリメチルアミンN-オキシド（TMAO）と呼ばれる腸内細菌によって作られる代謝産物の制御機構に光を当てた。

"この研究は、心代謝リスクがないにもかかわらず、腎臓の瘢痕形成に直接的な影響を及ぼすことを示す、非常に興味深い進展である。"
マルク・エマニュエル・デュマ教授
Nature Communications誌に掲載されたこの研究は、機械学習と前臨床疾患モデルを用いて、成人ヨーロッパ人の循環TMAO濃度に影響を与える主な要因に関する貴重な洞察を提供した。TMAOは、高脂肪・高赤身肉の欧米食の構成成分であるホスファチジルコリンとカルニチンの腸内微生物代謝産物から肝臓で産生され、脳卒中や心臓発作のリスク上昇に関与している。しかし、ホスファチジルコリンとカルニチンの血中濃度を支配する正確なメカニズムは不明であった。

1,741人の参加者を対象としたこの研究では、年齢、腎機能、微生物叢の構成、食事など様々な要因を検討し、TMAOレベルの決定因子を明らかにした。

その結果、腎機能が循環TMAOレベルの主要な予測因子であることが明らかになり、腸内細菌叢組成と食習慣の役割は小さいが、その影響は依然として大きかった。これらの結果は、腎臓の健康とTMAOの調節との間に重要な関係があることを浮き彫りにした。これらの知見を確認するため、研究者らは前臨床モデルで実験を行い、TMAOへの曝露が腎臓の瘢痕化を引き起こすことを実証した。

新たな治療法の登場か？
TMAOと腎機能との間に双方向の関係があることを支持する研究結果と一致して、腎臓保護作用を有するグルコース低下薬であるGLP-1受容体作動薬の投与を受けている患者は、そのような治療を受けていない患者と比較して、循環TMAOレベルが有意に低いことが判明した。この観察結果は、TMAOレベルの上昇に伴う過剰な心血管リスクを軽減するための介入戦略の可能性を示唆している。

Andrikopoulos博士は、これらの知見の重要性を強調し、「私たちの研究は、腎機能とTMAOの複雑な関係を解明し、臨床的介入に新たな可能性を与えるものです。腎保護作用のある抗糖尿病薬に注目することで、TMAOに関連する心血管リスクを軽減する臨床的に実用的なアプローチができるかもしれません」と述べている。

CNRS - ULille - Imperial International Research Project on Integrative Metabolismの共同ディレクターであり、Microbiome Network of Excellenceのディレクターであり、本研究の上席著者であるデュマ教授は、「現在、マイクロバイオームとTMAOの心血管における役割に関する文献は豊富にあります。このことは、解明すべきことがまだたくさんあることを示しており、心腎軸と心代謝性多疾患全般に対するマイクロバイオームの役割について、さらなる研究が必要であることを明確に示しています」。

結論として、本研究は、循環TMAOレベルの調節における腎機能の主要な役割を明らかにし、年齢、マイクロバイオータの構成、食事が補助的な役割を果たすことを明らかにした。研究者らは、TMAOと腎機能との間に因果関係があることを立証し、関連する心血管リスクを軽減するための潜在的介入として、腎保護作用のある抗糖尿病薬を同定した。これらの知見は、個別化医療に向けた重要な一歩であり、心血管系の健康状態の改善に希望を与えるものである。

この研究には、リール大学CNRS、パリ・ソルボンヌ大学INSERM、ライプチヒ大学医療センター、コペンハーゲン大学、ロンドン大学クイーン・メアリー校の研究者らも参加しており、もともとは欧州連合（EU）が資金提供したMetaCardisコンソーシアムの助成によるものである。精密医療におけるマイクロバイオーム機構の役割の解明は、CNRS-ULille-Imperial International Research Project on Integrative Metabolismの主要プロジェクトであり、CNRS-Imperial International Research Centre for Transformational Science and Technology内に設置されている。

腎機能と循環トリメチルアミンN-オキシドとの因果関係および修正可能な関係の証拠 Petros Andrikopoulos, Judith Aron-Wisnewsky, Rima Chakaroun, Antonis Myridakis, Sofia K. Forslund, Trine Nielsen, Solia Adriouch, Bridget Holmes, Julien Chilloux, Sara Vieira-Silva, Gwen Falony, Joe-Elie Salem, Fabrizio Andreelli, Eugeni Belda, Julius Kieswich, Kanta Chechi, Francesc Puig-Castellvi, Mickael Chevalier, Emmanuelle Le Chatelier, Michael T. Olanipekun, Lesley Hoyles, Renato Alves, Gerard Helft, Richard Isnard, Lars Køber, Luis Pedro Coelho, Christine Rouault, Dominique Gauguier, Jens Peter Gøtze, Edi Prifti, Philippe Froguel、 MetaCardis Consortium、Jean-Daniel Zucker、Fredrik Bäckhed、Henrik Vestergaard、Torben Hansen、Jean-Michel Oppert、Matthias Blüher、Jens Nielsen、Jeroen Raes、Peer Bork、Muhammad M．Yaqoob, Michael Stumvoll, Oluf Pedersen, S. Dusko Ehrlich, Karine Clément & Marc-Emmanuel Dumas. Nature Communications』第14巻、論文番号：5843（2023年）

記事本文（写真やグラフィックを除く）© Imperial College London.

第三者の著作権に服する写真および画像は、許可を得て使用または© Imperial College London.

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