腸粘膜免疫の重要な制御因子としての腸内細菌叢

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オンラインで入手可能 2024年4月6日, 122612
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腸粘膜免疫の重要な制御因子としての腸内細菌叢

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0024320524002029

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https://doi.org/10.1016/j.lfs.2024.122612
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ハイライト

腸管のホメオスタシスは、腸管粘膜免疫系に依存している。腸管粘膜免疫系には、粘液層、上皮層、および常在腸管組織内の様々な免疫細胞が含まれる。

腸内細菌叢は、IEC、マクロファージ、DC、好中球、ILCなどの自然免疫細胞が関与する宿主-微生物相互作用と相互作用する。

腸内細菌叢はまた、Tリンパ球やBリンパ球などの適応免疫細胞が関与する宿主と微生物の相互作用にも関与している。

腸内細菌叢の異常は、微生物代謝異常、腸管バリア障害、粘膜免疫バランスの乱れを引き起こす可能性があり、これらは腸疾患の病理学的メカニズムと関連している。

要旨
腸内細菌叢は、腸の健康を維持する能力を持つ複雑な微生物群集である。腸の恒常性は、外部の病原体を防御し、組織の修復を促進する粘膜免疫系に大きく依存している。近年、腸粘膜免疫の形成における腸内細菌叢の重要性が明らかになりつつある。そこで、既存の知見に基づき、本総説ではまず腸管粘膜免疫系の概説を行った後、腸管自然免疫および適応免疫における腸内細菌叢の制御的役割についてまとめた。具体的には、自然免疫における腸管上皮細胞（IEC）、マクロファージ、樹状細胞（DC）、好中球、自然リンパ球（ILC）、適応免疫におけるTリンパ球やBリンパ球などの細胞と腸内細菌との相互作用を掘り下げた。さらにこの総説では、腸疾患における腸内細菌叢異常の主な影響について論じ、今後の研究の展望を提示した。本総説は、宿主と微生物の相互作用を介した腸内細菌叢の重要な制御的役割を強調し、腸疾患における微生物療法の参考となる可能性を提供した。

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はじめに
腸内細菌叢は、宿主の健康維持に重要な役割を果たしていることから、大きな注目を集めている。細菌、古細菌、真核生物の多様な群集から構成される腸内細菌叢は、ヒトの消化管に広く存在している[1]。健康な腸内細菌叢は宿主と相互作用して腸の恒常性を維持している。正常な消化・代謝プロセスを促進し、腸管バリアの維持をサポートし、免疫系を制御している [2]。特に、腸内細菌叢は難消化性炭水化物を短鎖脂肪酸（SCFA）に代謝し、微生物や腸管上皮細胞（IEC）のエネルギー源として機能する。SCFAはまた、酸化ストレスや炎症など、様々な生物学的反応を制御している [3] 。さらに腸内細菌叢は、インドール誘導体、二次胆汁酸（BA）、トリメチルアミンなど、宿主の生理機能に影響を与えるその他の代表的な代謝産物を産生する [4]。現在、腸-臓器軸は重要なパラダイムとなっており、腸内細菌叢が腸と他の重要な臓器をどのように結びつけ、それによって人体の局所と末梢の健康にどのような影響を及ぼすかを示している［5］。したがって、腸内細菌叢と宿主との複雑な相互作用を理解することは、宿主の健康を促進するために不可欠である。

腸管免疫系は、病原性感染から消化管を保護し修復する上で重要な役割を果たしている。この免疫系は、自然免疫反応と適応免疫反応の両方に依存して、難題と効果的に闘っている。しかし、複雑な微生物環境に直接さらされることは、腸管免疫系にとって大きな障害となる。最近の研究では、宿主の腸管免疫系をサポートする腸内細菌叢の重要性が強調されている [6,7]。特に、腸内細菌叢由来の成分や代謝産物は、腸粘膜免疫系における腸内細菌叢の役割について貴重な知見を与えてくれる。本総説では、腸管粘膜免疫系の基本的な構成について概説し、腸管自然免疫および適応免疫における腸内細菌叢の役割についてまとめた。さらに、腸内細菌叢の異常と腸疾患との免疫的関係を掘り下げ、この分野における今後の研究の可能性について論じた。

セクションの抜粋
腸管粘膜免疫システム
腸管粘膜免疫系は、管腔内の微生物がもたらす難題に立ち向かうために、粘液層、上皮層、そして腸管組織内の様々な免疫細胞に大きく依存している。これらの構成要素は、潜在的な微生物の侵入から腸組織を守るために協力し合っている（図1）[8]。

IECの表面に付着している粘液層は、腸組織における重要な生理的バリアとして機能している。粘液は主にムチンによって構成されている、

腸管自然免疫における腸内細菌叢の役割
このセクションでは、腸内細菌叢がどのように腸管自然免疫を制御しているかについて概説する。IEC、マクロファージ、DC、好中球、自然リンパ球（ILC）など、さまざまな細胞と腸内細菌叢の相互作用に焦点を当てている（図2および表1）。これらの要約から、腸内細菌叢が、腸内の自然免疫系との対話を通じて、微生物バランス、腸粘膜バリアー、免疫恒常性の維持に重要な役割を果たしていることが明らかになった。

腸管適応免疫における腸内細菌叢の役割
同様に、腸内細菌叢は腸管適応免疫において強い制御的役割を示す。本セクションでは主に、腸管適応免疫における腸内細菌叢の役割、特にTおよびBリンパ球との相互作用について概説する（図3および表1）。これらの知見を総合すると、腸内細菌叢と腸管適応免疫との直接的および間接的な相互作用が強調され、これらは腸管の恒常性維持に寄与している。

腸内細菌叢異常と腸疾患
腸内細菌叢異常症は、近年注目されつつある概念で、腸内微生物群集の不均衡や変化を指す。この現象の背後にある病因は複雑かつ多面的であり、遺伝的背景、健康状態、生活習慣などの宿主固有の要因に加え、食事、抗生物質、薬剤、食品添加物などの外的要因も多く含んでいる [224] 。腸内細菌叢の関連性を立証する証拠は数多く見つかっている。

考察と今後の展望
現在、腸内細菌叢は腸管免疫応答を形成し、腸管の健康と疾病に影響を及ぼす重要な因子となっている [251] 。本総説では、腸粘膜免疫系における腸内細菌叢の役割について貴重な知見を提供し、腸粘膜バリアと免疫恒常性の維持におけるその重要な制御的役割を強調した。腸粘膜は、腸管バリアと免疫恒常性の維持に重要な役割を果たしている。

CRediT著者貢献声明
Mei He： 執筆-原案、調査。ミン・ヤン 執筆-原案、可視化、調査。Xiaopeng Ai： 執筆-校閲・編集、監修、資金獲得。

利益相反宣言
すべての著者は利益相反はないと主張している。

謝辞
本研究は、四川省科学技術支援プログラム（NO: 24NSFSC4810）、中国国家自然科学基金（NO: 82004058）、南冲市政府・学校科学技術戦略協力プロジェクト（NO: 22SXQT0320）、北四川医科大学付属病院研究開発プロジェクト（NO: 2023-2GC007および2023JC002）の支援を受けた。

参考文献（269）
G. Bamias et al.
腸における炎症細胞および免疫細胞のリクルートメント、Physiology of the Gastrointestinal Tract
(2018)
U.M.Mörbe et al.
ヒト腸関連リンパ組織（GALT）；多様性、構造、機能
粘膜免疫学
(2021)
N.Y.ライクほか.
腸粘膜IgA B細胞応答の制御：最近の進展
粘膜免疫学
(2017)
K. 高橋ら.
大腸上皮細胞における常在細菌による宿主遺伝子のエピジェネティック制御
J. Biol. Chem.
(2011)
K. Atarashi et al.
腸管上皮細胞への微生物の接着によるTh17細胞の誘導
細胞
(2015)
Y. Zhao et al.
GPR43はmTORおよびSTAT3の活性化を介して腸上皮細胞における微生物叢代謝産物SCFAの抗菌ペプチド発現制御を媒介する
Mucosal Immunol.
(2018)
A. Powolny et al.
デオキシコール酸は変異型または野生型p53を発現するヒト結腸上皮細胞においてDNA損傷とアポトーシスを誘導する
Int. J. Biochem. Cell Biol.
(2001)
B.N. Nakagaki et al.
腸内常在細菌叢との健全な関係のメディエーターとしての組織マクロファージ
Cell. Immunol.
(2018)
A.M. Earley et al.
ゼブラフィッシュ成体における腸内細菌叢の形成における腸管マクロファージのサブセットの重要な役割
Cell Rep.
(2018)
B. Kang et al.
腸内細菌叢が大腸マクロファージの機能的多様化を促進する
Mucosal Immunol.
(2020)
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