小児てんかんに対するケトジェニック食療法は、マウスの発作抵抗性を付与するヒト腸内細菌叢の変化と関連している
小児てんかんに対するケトジェニック食療法は、マウスの発作抵抗性を付与するヒト腸内細菌叢の変化と関連している
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.03.17.533243v3
グレゴリー・ラム、ハ・ソンミン、クリスティン・A・オルソン、モンゴメリー・ブレンコウ、ホルヘ・パラモ、ベック・レイエス、ジョイス・H・マツモト、シャ・ヤン、エレイン・Y・シャオ
doi: https://doi.org/10.1101/2023.03.17.533243
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腸内細菌は、動物モデルにおいて発作感受性やケトジェニックダイエット(KD)の抗てんかん効果を調節しているが、これらの関係がヒトの薬剤耐性てんかんに対するKD療法に反映されるかどうかは不明である。ここでは、難治性てんかんの子どもにおいて、臨床的なKDが腸内細菌叢の機能をシフトさせることを見出した。KDに関連したヒト腸内細菌をマウスにコロニー形成すると、治療前のマッチしたコントロールの腸内細菌をコロニー形成した場合と比較して、6Hzの精神運動発作に対する抵抗力が増加する。ヒトドナーおよびマウスレシピエントのメタゲノムおよびメタボロームプロファイルの並列解析により、ヒトのKD治療に反応し、標準食を与えたマウスに移植しても維持される共有機能的特徴のサブセットを特定した。これには、アナプレロシス、脂肪酸β酸化、アミノ酸代謝に関連する微生物遺伝子や代謝産物が豊富に含まれていることが示された。さらに、KD関連ヒト腸内細菌をコロニー形成したマウスは、ATP合成、グルタチオン代謝、酸化的リン酸化、翻訳に関連する遺伝子の発現差など、コロニー形成前のコントロールと比較して海馬と前頭皮質のトランスクリプトームプロファイルに変化を示している。メタゲノム、メタボローム、脳内トランスクリプトームデータセットの統合的共起ネットワーク解析により、ヒトとマウスのネットワークに共通する特徴を特定し、てんかんに関連する海馬の発現シグネチャーの主要ドライバー候補である微生物機能経路と代謝物を選択しました。これらの結果から、小児難治性てんかんのKD療法によって変化する主要な微生物機能と生物学的経路が明らかになり、さらに微生物が誘発する脳内遺伝子発現の変化やマウスの発作予防に関連することがわかりました。
利益相反声明
本原稿で報告された知見は、UCLAが所有する仮特許出願US 63/285,267の対象である。E.Y.H.は、ブルーム・サイエンス社に金銭的利害関係があります。他のすべての著者は、競合する利害関係がないことを宣言している。
著作権について
このプレプリントの著作権者は著者・資金提供者であり、bioRxivにプレプリントの永続的な表示ライセンスを許諾しています。CC-BY-NC-ND 4.0国際ライセンスで提供されています。
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2023年3月22日に掲載されました。
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