腸内細菌叢由来のコハク酸は、マウスの腸管虚血・再灌流後の急性肺障害を悪化させる

2023年2月18日 10:32

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欧州呼吸器学会

腸内細菌叢由来のコハク酸は、マウスの腸管虚血・再灌流後の急性肺障害を悪化させる

https://erj.ersjournals.com/content/61/2/2200840?ctkey=shareline&utm_medium=shareline&utm_source=00840-2022&utm_campaign=shareline

王毅恒、顔正貞、羅世丹、胡景娟、呉美、趙金、劉維鳳、李蔡、劉克玄
ヨーロッパ呼吸器ジャーナル2023 61: 2200840; DOI: 10.1183/13993003.00840-2022
論文図表・データ情報・メトリックスPDF
要旨
はじめに急性肺損傷（ALI）は、腸管虚血・再灌流（I/R）後の病的状態および死亡の主な原因である。腸内細菌叢とその代謝副産物は、腸-肺軸の重要なモジュレーターとして作用する。本研究では、腸管I/RによるALI進行における微生物叢の主要代謝産物であるコハク酸の役割を明らかにすることを目的とした。

方法腸管I/Rを受けたマウスの腸および肺の微生物叢を、16S rRNA遺伝子配列決定法を用いて分析した。コハク酸レベルの変化は、無菌マウスおよび抗生物質で治療した従来のマウスで測定された。コハク酸受容体1（Sucnr1）欠損マウスとSucnr1-short interfering RNAを導入したマウス肺胞マクロファージで、コハク酸による肺胞マクロファージ極性化と肺胞上皮アポトーシスに対するその影響を評価した。腸管I/Rを含む心肺バイパスを受けた患者のコハク酸濃度を測定した。

結果腸管I/R後の肺にコハク酸が蓄積し、これは肺ではなく腸のコハク酸産生菌とコハク酸消費菌のアンバランスに関連していた。無菌マウスではコハク酸の蓄積は見られず、抗生物質による腸内細菌叢の枯渇で回復したことから、腸内細菌叢が肺のコハク酸供給源であることが示された。さらに、コハク酸は肺胞マクロファージの分極、肺胞上皮のアポトーシス、腸管I/R時の肺の傷害を促進した。逆に、in vitroおよびin vivoでのSucnr1のノックダウンまたはSUCNR1の遮断は、phosphoinositide 3-kinase-AKT/hypoxia-inducible factor-1α経路を調節することによってコハク酸の影響を逆転させた。血漿コハク酸レベルは、心肺バイパス後の腸管I/R関連肺損傷と有意な相関があった。

結論腸内細菌叢由来のコハク酸は、SUCNR1依存性の肺胞マクロファージの分極を通じて腸管I/R誘発性ALIを悪化させ、重症患者における腸管由来のALIの新規ターゲットとしてコハク酸を同定した。

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肺におけるコハク酸の蓄積は、腸管虚血・再灌流時の腸内コハク酸産生・消費菌のアンバランスと関連している。肺傷害は肺胞マクロファージの極性を介してコハク酸によって増悪した。https://bit.ly/3fTR9AM。
脚注
この記事には編集部による解説があります：https://doi.org/10.1183/13993003.02233-2022

データおよび資料の入手本研究で得られたシーケンス生データは、NCBI Sequence Read Archive (www.ncbi.nlm.nih.gov/sra) にアクセッション番号 PRJNA828524, PRJNA828538, PRJNA876034 and PRJNA876036で寄託されています。

著者の貢献 Ke-Xuan Liu と Cai Li はプロジェクトの構想、研究の設計、原稿の確認と編集を行い、Yi-Heng Wang と Zheng-Zheng Yan は実験の大部分を実施し原案作成を行い、Si-Dan Luo, Jing-Juan Hu と Jin Zhao は実験を行い、 Mei Wu と Cai Li は臨床追跡と採血に参加し、Wei-Feng Liu はデータを分析した。すべての著者がこの論文を読み、承認した。

利益相反。著者らは、競合する利害関係がないことを宣言する。

サポートステートメント本研究は、中国国家自然科学基金重点プロジェクト（81730058）、中国国家自然科学基金（82172141；82002088）、中国湖南省自然科学基金（2020JJ5509）、湖南省教育科学研究プロジェクト（21C0300）からの助成金によって行われたものである。本論文の資金提供情報は、Crossref Funder Registryに寄託した。

2021年1月14日に受領。
2022 年 10 月 2 日に受理。
著作権 ©The authors 2023. 複製権および許可については、permissions@ersnet.org までご連絡ください。
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印刷版ISSN: 0903-1936
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