食物繊維強化食は、マウスの酪酸産生を介したマクロファージのHDAC3による抗菌プログラムの活性化により黄色ブドウ球菌誘発乳房炎を緩和させる
研究論文
食物繊維強化食は、マウスの酪酸産生を介したマクロファージのHDAC3による抗菌プログラムの活性化により黄色ブドウ球菌誘発乳房炎を緩和させる
https://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1011108
Caijun Zhao, Lijuan Bao, Yihong Zhao, Keyi Wu, Min Qiu, Lianjun Feng, [...view 2 more...]、Yunhe Fu
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要旨
乳房炎は、泌乳婦の健康や酪農産業の発展に影響を及ぼす重要な疾患であるが、その発症に腸内細菌叢が重要な役割を果たすことを示す証拠が増えつつある。しかし、食事成分による腸内細菌叢の制御が乳房炎発症に及ぼす影響については不明である。本研究では、食物繊維強化食が黄色ブドウ球菌（S. au）誘発性マウス乳房炎を緩和し、抗生物質による腸内細菌叢の枯渇がこの保護効果を消失させることから、腸内細菌叢に依存することを見いだした。同様に、高インシュリン（HI）投与マウス（HIF）からレシピエントマウスへの糞便微生物叢移植（FMT）は、S. au誘発性乳房炎を改善することがわかった。HI食とHIFの摂取は、対照群に比べ糞便中の短鎖脂肪酸（SCFA）濃度を上昇させた。さらに、SCFA、特に酪酸を投与すると、S. au誘発性乳房炎が緩和された。機構的には、HI食の摂取は、酪酸の産生によるヒストンデアセチラーゼ3の阻害を通じて、マクロファージにおける宿主の抗菌プログラムを強化した。以上より、食餌成分による腸内細菌叢とその代謝の調節は、乳房炎への介入戦略として、また他の感染症への基礎となる可能性があることが示唆された。
著者概要
S. au感染は、ヒトおよび動物を脅かす一般的かつ深刻な疾患である。近年、腸内細菌叢が宿主の病原体に対する感受性を調節し、保護作用を持つことが証明されつつある。しかし、食事成分による腸内細菌叢の調節が遠位臓器への病原体侵入に対する防御に寄与しているかどうか、またどのように寄与しているかは不明である。本研究では、S. au誘発マウス乳房炎モデルを用いて、HI強化食の摂取がS. au誘発マウス乳房炎を軽減すること、この効果は腸内細菌叢に依存し、常在細菌の枯渇がHI強化食の保護効果を反転させることを明らかにした。また、FMTにより、HI食による効果における腸内細菌叢の役割も確認された。さらに、HI食投与により糞便中のSCFA濃度が上昇し、ヒストン脱アセチル化酵素3の阻害を介してマクロファージにおける宿主抗菌プログラムを活性化することにより、S. auによるマウス乳房炎を緩和することが観察された。本研究は、腸内細菌叢とその代謝が遠位臓器におけるS. au感染防御に重要な役割を果たし、他の感染症の基礎となることを示している。
引用元 Zhao C, Bao L, Zhao Y, Wu K, Qiu M, Feng L, et al. (2023) A fiber-enriched diet al alleviate Staphylococcus aureus-induced mastitis aliating the HDAC3-mediated antimicrobial program in macrophages via butyrate production in mouse. PLoS Pathog 19(1): e1011108.doi:10.1371/journal.ppat.1011108.
編集者 Nicole M. Koropatkin, University of Michigan, UNITED STATES（ニコル・M・コロパトキン、ミシガン大学、アメリカ合衆国
Received: 2022年11月5日；受理された。2023年1月9日、発行。2023年1月19日
Copyright: © 2023 Zhao et al. 本論文は、クリエイティブ・コモンズ表示ライセンスの条件の下で配布されるオープンアクセス論文であり、原著者および出典を明記することを条件に、いかなる媒体においても無制限の使用、配布、および複製を許可する。
データの入手方法 16S rRNAの配列データはNCBI Sequence Read Archive (SRA) リポジトリでアクセッション番号PRJNA897834で公開されています。その他のデータは、原稿と補足情報に掲載されています。
資金提供 NZ、YF、XHは、それぞれ中国国家自然科学基金会（https://isisn.nsfc.gov.cn/egrantweb/）の助成金（助成番号31972749、32122087、32102738）を受けた。資金提供者は、研究デザイン、データ収集と分析、発表の決定、原稿の作成には一切関与していない。
競合する利益 著者らは本研究において利益相反がないことを宣言する。