Lactobacillus plantarumの併用は、マウスモデルにおけるタクロリムスの大腸炎に対する効果を改善する

2023年3月13日 13:44

27total views
記事を見るインパクト
ORIGINAL RESEARCHの記事
フロント Cell. Infect. マイクロビオール、2023年3月13日
Sec.腸内細菌叢（ちょうないさいきんそう
第13巻～2023年｜https://doi.org/10.3389/fcimb.2023.1130820
この記事は、「研究テーマ」の一部です。
腸管炎症性疾患における微生物叢と免疫の相互作用
全5件の記事を見る
Lactobacillus plantarumの併用は、マウスモデルにおけるタクロリムスの大腸炎に対する効果を改善する
Wei Lv1† Di Zhang2† Tian He1 Yingying Liu1 Limei Shao1 Zhongping Lv3 Xiaoping Pu3 Yufang Wang1* and Ling Liu1*‡．
1四川大学西中国病院消化器科、中国四川省成都市
2首都医科大学北京朝陽病院泌尿器科、中国、北京
3四川料理淑女調味料有限公司技術研究所中国・四川省成都市
腸内細菌叢は、炎症性腸疾患（IBD）に重要な役割を果たすと考えられています。我々の以前の研究では、タクロリムスによって変化した腸内細菌叢が大腸粘膜と循環の両方で免疫調節作用を引き出し、マウスの同種移植片生存率の上昇に寄与することが報告された。ここでは、デキストラン硫酸ナトリウム（DSS）誘発大腸炎モデルマウスにおいて、タクロリムスによるマイクロバイオームの変化を観察し、大腸炎に対するタクロリムスとマイクロバイオームの併用療法の可能性と有効性を検討することを目的とした。マウスをコントロール群、DSS群、タクロリムス単独投与群、タクロリムス＋Lactobacillus plantarum 550（Lacto）投与群に分けた。マウスの体重、便の硬さ、血便、生存率を毎日観察した。大腸粘膜からTotal RNAを抽出し、トランスクリプトームシークエンスに供した。また、セカルコンテンツを採取し、16S rRNAシーケンシングを実施して腸内細菌叢の特徴を明らかにし、超高速液体クロマトグラフィーMS/MS（UHPLC-MS/MS）を用いて胆汁酸の標的定量を行った。その結果、タクロリムスがマウスのDSS誘発大腸炎を有意に改善することが確認された。タクロリムス投与により、ラクトバチルス属の顕著な拡大を特徴とする腸内細菌叢の有益な変化が誘導された。ラクトの経口補給は、タクロリムスによる大腸炎の体重減少抑制をさらに改善し、マウスの生存時間はさらに延長され、大腸粘膜の炎症は明らかに緩和された。タクロリムス＋ラクトのコトリートメント群では、IFN-γおよびIFN-α応答、同種移植片拒絶反応、IL2 STAT5シグナル、炎症反応経路などの免疫・炎症関連シグナル経路がさらにダウンレギュレーションされました。また、コトリートメントは腸内細菌叢の多様性を改善し、大腸炎におけるタウロチェンデオキシコール酸（TCDCA）濃度をレスキューした。後者は、乳酸菌の存在量と正の相関があったが、疾患活動性指数スコアとは負の相関があった。これらの結果から、Lactobacillus plantarumは実験的大腸炎においてタクロリムスの治療効果を促進し、大腸炎患者の治療においてタクロリムスとLactobacillusを併用することが有望であることが示された。
ハイライト

タクロリムスによるDSS誘発大腸炎の腸内細菌叢の有益な変化、ラクトバチルス属の顕著な拡大が特徴的である。
タクロリムス単独療法と比較して、Lactobacillus plantarumの経口補充は、マウスの大腸炎をさらに改善し、炎症性シグナル伝達経路を阻害した。
タクロリムスとLactobacillus plantarumの併用は、大腸炎マウスの腸内細菌叢の多様性と組成、および胆汁酸代謝を改善することが確認された。
1 はじめに
クローン病（CD）と潰瘍性大腸炎（UC）を包含する炎症性腸疾患（IBD）は、腸管病変や腸管外症状まで引き起こす慢性かつ再発性の炎症性疾患群である（Wright et al.、2018）。過去10年間で、IBDの発症率は、アジアの新興工業国または都市化した国々で著しく増加しています（Ng et al., 2017; Ng et al., 2019）。このため、IBDは世界的に公衆衛生上の課題となっている。IBDの病因は、遺伝的および環境的要因によって引き起こされる、不適切で持続的な粘膜免疫応答によって特徴付けられることを、かなりの証拠が示唆している（Caruso et al.、2020年）。腸内細菌叢は、IBDの発生と発症の極めて重要な原因と考えられている（Honda and Littman, 2012; Caruso et al., 2020）。IBDにおけるディスバイオシスは、常在菌の多様性の低下や腸内細菌叢の組成の変化として現れます（Honda and Littman, 2012; Caruso et al., 2020）。遺伝子感受性マウスが無菌状態で大腸炎を発症しないという知見や、IBD治療における抗生物質やプロバイオティクスの有効性は、腸内細菌叢の重要な役割をさらに裏付けています。(Podolsky, 2002; Caruso et al., 2020; Lee and Chang, 2021）。
移植領域で一般的に使用されている免疫抑制剤であるタクロリムス（タクロ）は、難治性のIBD患者の治療にも推奨されており、その効果は目覚ましいものがあります（Baumgartら、2006；Rodríguez-Lagoら、2020年）。高い経口バイオアベイラビリティと活性化T細胞に対する強力な阻害効果(Fellermann et al., 2002; Komaki et al., 2016)という利点から、FKは近年、コルチコステロイド抵抗性UCおよび難治性瘻孔周囲CDの寛解誘導に選択的に利用されています（Rodoríguez-Lago et al.,2020; Gordon et al., 2022）。しかし、治療域が比較的狭く、神経毒性、腎毒性、代謝異常、日和見感染などの用量依存的な副作用があるため（Baumgart et al., 2006）、タクロリムスはIBDのブリッジング戦略や短期の寛解導入に用いることが推奨されている（Rodoríguez-Lago et al., 2020）。IBDにおけるタクロリムスの副作用を軽減し、有効性を高める戦略について、さらなる研究が必要である。
従来、タクロリムスはFK506結合蛋白に結合してカルシニューリンホスファターゼを阻害し、サイトカイン、特にインターロイキン（IL）-2の転写・分泌を阻害してTリンパ球の活性化・増殖を抑制することにより免疫抑制機能を発揮する（Thomson et al, 1995; Chow and Leong, 2007）。近年、私たちのグループや他のグループの研究により、タクロリムスが腸内細菌叢の組成や細菌分類を変化させることが報告されています（Jiang et al., 2018; Zhang et al., 2018）。私たちは、タクロリムス処理マウスにおいて、Allobaculum、Bacteroides、Lactobacillusの著しい拡大を実証しました（Zhang et al.、2018年）。革新的に、我々の研究は、タクロリムス誘導微生物叢が大腸粘膜と循環の両方で免疫制御効果を引き出し、末梢血単核細胞、腸間膜リンパ節および大腸粘膜におけるCD4+CD25hiFoxP3+制御性T細胞の割合が著しく増加することを報告しました（Zhang et al., 2018）．このタクロリムスによる腸内細菌叢の抑制機能は、皮膚移植マウスモデルでさらに確認されました。さらに、我々の研究では、タクロリムスによる糖代謝の障害が腸内細菌叢と部分的に関連していることが確認され、酪酸の経口補充はマウスにおいてタクロリムスによる高血糖を予防・回復する可能性があることが示されました（Jiao et al.、2020年）。これらのデータは、免疫疾患の治療のために、免疫抑制剤と腸内細菌叢を組み合わせる可能性を提起している。しかし、我々の知る限り、大腸炎モデルにおけるタクロリムス誘導性マイクロバイオームの組成と機能、およびその基礎となるメカニズムは依然として不明である。
本研究では、デキストラン硫酸ナトリウム（DSS）誘発大腸炎マウスモデルにおいて、タクロリムスの役割と腸内細菌叢、免疫反応、胆汁酸プロファイルへの影響を評価した。さらに、タクロリムスと腸内細菌叢の組み合わせは、臨床における大腸炎患者の治療における前向きな戦略として考慮される可能性がある。
2 材料と方法
2.1 動物実験
動物実験は、結果の信頼性を確認するため、異なる2つのセンター（西中国病院と朝陽病院）で同じ条件で行われた。6週齢の雄性C57BL/6マウスは、Beijing Vital River Laboratory Animal Technology Corporation Ltd.と四川大学実験動物センターから入手した。すべての動物は、12時間の明暗サイクルで一定の温度と湿度の下、特定病原体フリー（SPF）条件下で飼育された。最初の7日間の適応期間中は、標準的な食事と滅菌水を自由摂取で供給した。すべての動物実験は、北京朝陽病院の動物倫理委員会および四川大学西中病院動物倫理委員会の承認を得た（Ref. No. 20211277A）。
2.2 デキストラン硫酸ナトリウム誘発大腸炎モデルおよび治療法
マウスは、実験開始前に6〜10匹ずつの異なるグループに無作為に分けられた。大腸炎は、飲料水に2.5％（w/v）のデキストラン硫酸ナトリウム（DSS、M.W：36000-50000、MP Biomedicals、カナダ）を7日間加えた後、滅菌水に交換することにより誘発した。タクロリムス（Tacro, Astellas Ireland Corporation Ltd, Shenyang, China）を異なる用量（0.1 mg/kg、1 mg/kg、10 mg/kg）で1日1回滅菌水中に経口投与し、実験終了まで維持した。粉末状のLactobacillus plantarum 550（Lacto）は、漬物から分離され、Sichuan Cuisine Corporation Ltd（中国、成都）のShuxi Condimentsの技術研究所から贈り物として提供され、200μL滅菌水／マウス／日中の1×108CFUがDSS投与の3日前に毎日口腔内ガベージを介して与えられ、実験の終わりまで維持されました。対照群のマウスには、同量の滅菌水をガベージで投与した。体重と水消費量は毎日記録した。便中の血液は、便潜血検査キット（BA2020B、BaSO、Zhuhai、China）を用いたPyramidon半定量アッセイにより検出し、「-」、「＋」、「＋＋」、「＋＋＋」、「＋＋＋」として記録した。疾患活動性指数（DAI）は、文献(Jang et al., 2019)に記載されているように、体重減少（％）、便の硬さ、便中の血液を採点することにより評価し、若干の修正を加えた（補足表1）。マウスは処理終了時に犠牲にし、結腸長を測定した。16S rRNA配列決定および標的胆汁酸メタボロミクスアッセイのために、結腸内容物を収集し、スナップ冷凍して-80℃に保存した。大腸粘膜を分離し、トランスクリプトミクス解析まで凍結保存した。近位および遠位結腸の切片を4％パラホルムアルデヒドで固定し、ヘマトキシリン・エオシン（H&E）で染色した。組織学的スコアは、文献に記載された基準に従って計算した（炎症の重症度に基づいて、各結腸セグメント［近位または遠位］に対して0から4のスコアを与え、複合スコア［近位および遠位］は、マウスあたりの総結腸組織学的スコアを提供した）（Liu et al.、2017）。
2.3 16S rRNAアンプリコンシーケンス
TGuide S96 Magnetic Soil and Stool DNA Kit (TIANGEN Biotech Corporation Ltd, Beijing, China)を用いて、メーカーの指示に従い、マウスの糞便内容物から全ゲノムDNAを抽出した。全長16S rRNA遺伝子は、ユニバーサルプライマー（27F：5'-AGRGTTTGATYNTGGCTCAG-3'、1492R：5'-TASGGHTACCTTGTTASGACTT-3'）を用いて以下の条件下で増幅した。95℃、2分；98℃、10秒、55℃、30秒、72℃、90秒の25サイクル；そして72℃、2分の最終段階。精製したPCR産物は、Biomarker Technologies Corporation（中国、北京）のPacBioプラットフォームで配列決定した。円形コンセンサスシーケンス（CCS）リードは、SMRT Link（バージョン8.0）により、minPasses≥5およびminPredictedAccuracy≥0.9の設定パラメータに従って、補正した元のサブリードから生成した。バーコードとプライマーを同定し、キメラを除去した後、高品質のリードを取得し、USEARCH（バージョン10.0）を用いて類似度97%以上の運用分類単位（OTU）としてクラスター化した。種アノテーション、分類学的・多様性解析はQIIME2 (version 2020.06)を用いて行った。αの多様性を反映するためにChao1指数とShannon指数を用い、βの多様性の非類似性を示すためにnonmetric multidimensional scaling（NMDS）分析を実施した。グループ間のβ多様性の有意差を測定するために、R言語のveganパッケージを適用してANOSIM分析を行った。LDAスコア＞3の線形判別分析効果量（LEfSe）分析とメタゲノムプロファイルの統計解析（STAMP）を行い、グループ間で有意に異なる細菌を属レベルで特定した。
2.4 胆汁酸標的メタボローム解析
マウス糞便中の胆汁酸のハイスループット標的定量は、Biomarker Technologies Corporation（中国、北京）でUHPLC-MS/MSにより実施した。35サンプルのアリコート（25mg）を秤量し、0.1%ギ酸を含む予冷した抽出液1000μLを加え、同位体標識した内部標準混合物（アセトニトリル-メタノール-水、2：2：1）をチューブあたり添加しました。30秒間ボルテックスした後、混合物を35Hzで4分間ホモジナイズし、その後、氷水浴で5分間超音波処理を行った。後者の9分間の円を3回繰り返した後、チューブを-40℃で1時間インキュベートし、12000 rpm、4℃で15分間遠心分離した。得られた上清をUHPLC-MS/MS分析用に回収した。
クロマトグラフィー分離には、Waters ACQUITY UPLC BEH C18カラム（150 *2.1 mm, 1.7 μm, Waters）を備えたUHPLC System（Vanquish, ThermoFisher Scientific）を使用した。移動相Aには1mmol/L酢酸アンモニウムと0.1%酢酸を水に溶かしたものを、移動相Bにはアセトニトリルを用いた。カラム温度は50℃に設定し、オートサンプラー温度は4℃に維持した。注入量は1μLであった。Q Exactive HFX質量分析計（Thermo Fisher Scientific）により、パラレル反応モニタリング（PRM）モードでの質量分析を行った。イオン源パラメータは以下の通り：スプレー電圧＝＋3500／-3100V、シースガス（N2）流量＝40、オーガス（N2）流量＝15、スイープガス（N2）流量＝0、オーガス（N2）温度＝350℃、キャピラリ温度＝320℃。
本研究では、合計39種類の胆汁酸が同定された（補足表2に詳述）。校正用標準溶液は、UHPLC-PRM-MS分析に供する前に、希釈倍率2で段階的に希釈した。測定試料の最終濃度（cF、nmol/L）は、システムから出力される直接計算濃度（cC、nmol/L）に希釈倍率を乗じることで求めた。組織サンプル中の標的代謝物濃度（cM、nmol/kg）は、以下の式に従って算出した（VF：サンプルの最終量、m：サンプルの質量）。CM[nmol⋅kg−1]=CF[nmol⋅L−1]⋅VF[μL]m[mg]��[��·��−1]=��[��·�−1]·��[��]�[��]
2.5 トランスクリプトーム解析
マウスの結腸粘膜から全RNAを、mirVana miRNA Isolation Kit（Ambion）を用いて、製造元のプロトコルにしたがって抽出した。RNAの完全性は、Agilent 2100 Bioanalyzer (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA)で評価した。RNA integrity number (RIN) ≥ 7のサンプルは、その後の分析に供された。ライブラリーの構築には、TruSeq Stranded mRNA LT Sample Prep Kit (Illumina, San Diego, CA, USA)を使用しました。トランスクリプトームの配列決定および解析は、OE Biotech Corporation Ltd. (中国・上海)が行った。(中国、上海)が行った。
ライブラリーはIllumina HiSeq X Tenプラットフォームで配列決定した。各サンプルについて約50メガバイトの生リードが生成された。生データはTrimomaticを用いて前処理を行った。ポリNを含むリードと低品質リードを除去した後、クリーンリードを取得し、HISAT2を用いてマウスゲノム（GRCm38.p6）にマッピングした。Cufflinksを用いて各遺伝子のエキソンモデル100万マップあたりのフラグメント数（FPKM）値を算出し、HTSeq-countにより各遺伝子のリードカウントを求めた。微分発現遺伝子（DEG）は、DESeq（2012）Rパッケージを用いて同定し、その後、遺伝子セット濃縮解析（GSEA）により同定した。P値<0.05、fold change > 2またはfold change < 0.5を有意差発現の閾値として設定した。異なるグループやサンプルにおける遺伝子の発現パターンを示すために、DEGの階層的クラスター分析を行った。DEGのGene Ontology（GO）濃縮およびKyoto Encyclopedia of Genes and Genomes（KEGG）パスウェイ濃縮解析には、超幾何分布に基づくRソフトウェアが採用された。免疫浸潤解析は、Immune Cell Abundance Identifier (ImmuCellAI)を用いて実施した。
2.6 統計解析
データは、平均値±平均値の標準誤差（SEM）で示した。統計解析には、GraphPad Prism（version 8.0; GraphPad Software, San Diego, CA, USA）を利用した。分布の正規性はShapiro-Wilk検定で確認し、グループ間の差はStudent's t-testまたは必要に応じて二元配置分散分析、Tukeyのポストホックテストを使用して評価した。生存率の比較には、ログランク検定を用いた。P < 0.05は統計的に有意であるとみなされた。
3 結果
3.1 DSSマウスモデルにおけるタクロリムスの大腸炎改善効果
対照マウスと比較して、2.5％DSSを7日間経口投与したマウスでは、体重減少、DAIスコアの増加、生存率の低下が有意に観察された（図1A、B、E）。タクロリムスの投与量（10 mg/kg）は、ヒトの血清濃度に最も近い最高耐容量である我々の以前の研究によって決定した（Zhangら、2018）。タクロリムス群とコントロール群では、体重、DAIスコア、生存率、結腸長に有意差は認められず、この用量でのタクロリムスの安全性が支持されました。DSS大腸炎モデルの体重、DAIスコア、生存率は、タクロリムス投与により有意（それぞれP<0.0001、P<0.0001、P<0.01）に改善された（図1A、B、E）。さらに、形態学的変化や病理学的スコアから判断される長さの短縮、陰窩-絨毛構造の崩壊、杯細胞喪失、免疫細胞浸潤などの大腸炎症状は、DSS＋タクロ投与群ではDSS群と比較して有意（P<0.01）に改善された（図1C、D、F、G）。これらの結果から、タクロリムスはDSS誘発大腸炎を臨床症状および病理学的変化の両面で改善することが示されました。
図1
図1 タクロリムスはDSS誘発大腸炎を緩和した。(A, B) 異なる投与群におけるマウスの体重変化およびDAIスコア。(C, D) 大腸の肉眼的観察および長さ。(E)実験中のマウスの生存率。(F）結腸切片の代表的なヘマトキシリン・エオジン染色像（100×および400×）。スケールバー、200μm（上）および50μm（下）。(G）近位結腸および遠位結腸の組織学的スコア（n=6/群）。データは平均値±SEMで示す。**P < 0.01 および ****P < 0.0001。DSS + Tacro群とDSS群の比較で有意性を報告。DAI、疾患活動性指数、Con、コントロール、DSS、デキストラン硫酸ナトリウム、Tacro、10mg/kgタクロリムス。
より低用量のタクロリムス（0.1mg/kgおよび1mg/kg）も、本研究の急性DSS大腸炎モデルで使用された。これらの低用量のタクロリムスは、大腸炎におけるDAIスコアの上昇を抑制し、生存率を改善した（補足図1B、E）。一方、低用量のDSS＋タクロ群では、DSS群と比較して体重変化および結腸長に有意差は見られなかった（補足図1A、C、D）。これらのデータからも、DSSマウスモデルにおけるタクロリムスの有効性が裏付けられました。研究の一貫性と有効性のため、以下の研究ではタクロリムスは10 mg/kgの用量で使用された。
3.2 タクロリムスはDSS誘発大腸炎において腸内細菌叢の有益な変化を誘発し、ラクトバチルス属の著しい拡大を特徴とする
DSS処理マウスの腸内細菌叢の多様性と組成に対するタクロリムスの影響を調べるために、マウスの糞便内容物から抽出したDNAの16S rRNAアンプリコンシークエンシングを実施した。腸内細菌叢のα-多様性は、図2AのChao1 indexまたはShannon indexとして明示されるControl、Tacro、DSS、DSS + Tacroの各群間で有意差はなかった。
図2
図2 タクロリムスは大腸炎におけるラクトバチルス属の有意な増加を誘発した。(A）マウスの糞便内容物における微生物α多様性。(B）NMDS法およびANOSIM法に基づくβ多様性解析。(C）腸内細菌組成の門派レベルでの相対的存在量。(D)属レベルでのコントロール群とDSS処理群のLDAスコア。閾値は3とした。 E）STAMPで評価したコントロール群とDSS処理群間の有意差のある細菌。(F）乳酸菌相対量とDAIスコアの相関分析。Con群、DSS群、DSS＋Tacro群の合計28検体をこの解析に含めた。(G）DSSグループと比較した場合のDSS＋TacroグループのLDAスコアを、属レベルで示したもの。(H）STAMPで評価したDSSグループとDSS＋Tacroグループとの間で有意に異なる属。(I）異なる処理群間のlog 2スケールでの乳酸菌の存在量。データは平均値±SEMで表示される。*P < 0.05, ***P < 0.001, ns, no significance; Con, control; DSS, dextran sulfate sodium; Tacro, 10 mg/kg tacrolimus; NMDS, nonmetric multidimensional scaling; LDA, linear discriminant analysis; STAMP, statistical analysis of metagenomic profile; DAI, disease activity index.
腸内細菌叢のβ多様性に応じて、NMDS解析を行ったところ、コントロール群、DSS群、DSS＋Tacro群の間で微生物群集に有意な（P<0.001）分離が見られた。DSS群はコントロール群から離れた位置にあり、DSS + Tacro群はDSS群よりもコントロール群に近い位置にありました（図2B）。以前の研究（Shin et al., 2015）と一致して、DSSの投与は、pylum_ProteobacteriaとDeferribacteresの相対存在量の明らかな増加、Firmicutes/Bacteroidetes比の減少をもたらした。これらの変化はすべて、タクロリムス処理によって逆転した（図2C）。LEfSeは、グループ間で有意な差がある潜在的なバイオマーカーを特定するために一般的に使用される方法である。本研究では、DSS群では正常対照群と比較して、_Oscillospira属、Bacteroides属、Escherichia属、Enterococcus属、Turicibacter属、Mucispirillum属の存在量が有意に増加し、一方で_Lactobacillus属、 Allobaculum属、Clostridium属の存在量は有意に減少していました（図2D）。コントロール群とDSS群の間で属レベルで有意差があった細菌のうち、Lactobacillusが約30％と最大の平均割合を占めた（図2E）。相関分析の結果、図2F（R=-0.81、P < 0.001）および補足図2A（R=-0.76、P < 0.001）に示すように、大腸炎のDAIスコアは属_Lactobacillusの存在量と負の相関があることがわかった。
DSS＋タクロ群では、LEfSe解析により、大腸炎モデルにおけるgena_Oscillospira、Escherichia、Turicibacter、Mucispirillum、SMB53、Bilophilaの存在量の増加、およびgena_LactobacillusとAllobaculumの存在量の低下がタクロリムスの投与により有意に逆転することがわかった（図2G）。また、Lactobacillus属、Oscillospira属、Turicibacter属などは、タクロリムス投与により顕著に（P < 0.05）回復した（図2H、I）。このような微生物叢の有意な変化の中で、最も大きな変化を示したのは_Lactobacillus属の存在量で、DSS + Tacro群で最も高い割合（約15％）を示しました（図2H）。この結果を検証するため、別のセンターでも同様の研究を行ったところ、いずれもDSS群でgenus_Lactobacillusが減少し、タクロリムスで治療するとその存在量が回復するという同様の傾向を確認しました（補足図2A、B）。これにより、腸内細菌叢の組成は2つのセンターで類似していないものの、今回の調査結果に対する信頼が強まった。
3.3 Lactobacillus plantarum 550（Lacto）はタクロリムス治療と組み合わせてさらに大腸炎を改善した
Lactoは、Lactobacillus plantarum属の1株で、最近、我々のグループによって四川料理の漬物から分離され、16SリボソームDNA同定により決定されました。DSS + 1Tacro (1 mg/kg)群およびDSS + Lacto群の体重変化はDSS群と有意差がなかったが、DSS + 1Tacro + Lacto群にLactoを併用すると、DSS + 10Tacro (10mg/kg) 群の体重にさらに近い高いレベルを維持した（図3A）。さらに、Lactoは、DSSモデルにおけるタクロリムスの単剤療法と比較して、DSS + 10Tacroマウス（図3A）の体重減少をさらに防止した（P < 0.05）。DAIで判断すると、1mg/kgまたは10mg/kgの用量のタクロリムスのいずれかとラクトの組み合わせは、DSS群と比較してDAIスコアを有意に（それぞれP < 0.01 および P < 0.0001 ）減少させました（図3B）。大腸炎の炎症と負の関係にある大腸長（Liu et al., 2017）を測定したところ、DSS＋10Tacro（P＜0.01）だけでなく、DSS＋Tacro＋Lacto群（それぞれP ＜ 0.05, P ＜ 0.01）でも有意に長さが増加しており、DSS＋10Tacro＋Lacto群で最も長さが増加したとの報告があった（図 3C, D）。生存率は、DSS＋10Tacro群およびDSS＋10Tacro＋Lacto群で有意に（P＜0.01）増加し、後者の方が生存率が高いことが示された（図3E）。DSS群と比較して、タクロリムスとLactoの共治療は、組織学的スコアによって決定されるように、明らかに（それぞれP < 0.05 とP < 0.01）大腸粘膜の炎症を緩和した（図3F、G）。全体として、タクロリムスと組み合わせたラクトは、臨床的および組織学的症状において、マウスモデルにおける大腸炎をさらに改善した。
図3
図3 タクロリムスとLactobacillus plantarum 550の併用により、より優れた大腸炎の寛解が達成された。(A, B) 異なる投与群におけるマウスの体重変化およびDAIスコア。(C, D) 大腸の肉眼的観察および長さ。(E)実験中のマウスの生存率。(F）大腸切片の代表的なヘマトキシリン・エオジン染色像（100×および400×）。スケールバー、200μm（上）および50μm（下）。(G）近位結腸および遠位結腸の組織学的スコア（n=6/群）。データは平均値±SEMで示す。*P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001, ****P < 0.0001. B）、（D）、（E）、（G）で報告された有意性は、すべてDSS群との比較のためである。DAI、疾患活動性指数、Con、コントロール、DSS、デキストラン硫酸ナトリウム、1Tacro、1mg/kgタクロリムス、10Tacro、10mg/kgタクロリムス、Lacto、Lactobacillus plantarum 550.
3.4 タクロリムスとラクトの併用は、炎症性シグナル伝達経路を有意に抑制した
RNAシーケンスデータから、転写レベルでは、DSS投与後に、同種移植片拒絶反応、IFN-γ反応、IL6 JAK STAT3シグナル、炎症反応、NF-κB経由のTNFαシグナル、補体、IL2 STAT5シグナルなどの免疫・炎症関連シグナル経路が有意にアップレギュレートされていることがわかった（図4A）。移植片拒絶反応、NF-κB経由のTNFαシグナル、IL6 JAK STAT3シグナル、炎症反応および補体を含むこれらの経路のほとんどは、タクロリムスによって有意にダウンレギュレーションされた（図4B）。タクロリムスにLactoを併用した場合、IFN-γおよびIFN-α応答、同種移植片拒絶反応、IL2 STAT5シグナル、炎症反応などのシグナル伝達経路がさらに低下し（図4C）、タクロリムスとLactoの併用療法が、タクロリムス単剤療法群と比較して大腸炎マウス大腸粘膜における炎症反応をさらに抑制していることが示唆されました。遺伝子セット変動解析の結果を図4Dに可視化した。色の範囲は、各サンプルについて、上記のシグナル伝達経路の相対的な存在量を示している。
図4
図4 Lactobacillus plantarum 550の補充は、転写レベルで腸管粘膜の炎症を変調させた。(A-C) 遺伝子セット濃縮解析。2以上のNES値が実証された。結果は、（A）DSS群対Con群、（B）DSS＋Tacro群対DSS群、（C）DSS＋Tacro＋Lacto群対DSS＋Tacro群で変調した経路を示す。(D）全群における選択された生物学的プロセスに関する遺伝子セットバリエーション解析の結果である。(E）Con群、DSS群、DSS + Tacro群、DSS + Tacro + Lacto群における浸潤免疫細胞のプロファイル。データは、平均値±SEMで示す。*P < 0.05. NES、正規化濃縮スコア；Con、コントロール；DSS、デキストラン硫酸ナトリウム；Tacro、10mg/kgタクロリムス；Lacto、Lactobacillus plantarum 550. n=3/グループ。
大腸粘膜における免疫細胞のプロファイルを示すために、トランスクリプトームシーケンスデータに基づいて免疫細胞の浸潤レベルを分析した。図4Eに示すように、単球およびマクロファージ、特にM1サブタイプの割合はDSS群において上昇したが、M2サブタイプはDSS介入によりわずかに減少し、DSS誘発大腸炎におけるM1およびM2マクロファージの相反する役割を概観する発表済みの報告（Linら、2014）と一致した。タクロリムスは単球とマクロファージの割合の増加をある程度抑制したが、タクロリムスとラクトの共投与は有意（P < 0. 05）、これらの自然免疫細胞（図4E）の拡大を抑制したが、樹状細胞（DC）、1型通常樹状細胞（cDC1）、2型通常樹状細胞（cDC2）、形質細胞性樹状細胞（pDC）などの他の免疫細胞は抑制しなかった。B細胞、メモリーB細胞、B1細胞、濾胞B細胞、胚中心B細胞、CD8+細胞傷害性T細胞（Tc）、ナイーブCD8+T細胞、Tγδ細胞（Tgd）、マスト細胞、M2マクロファージ、NK細胞、好塩基球、顆粒球および好酸球（補足図3）。これらのことから、ラクト摂取による大腸粘膜の炎症抑制には、炎症シグナル伝達経路の制御が関与している可能性が示唆された。
3.5 タクロリムスとラクトの併用は、大腸炎における腸内細菌叢の多様性を改善し、胆汁酸プロファイルを変化させた。
次に、大腸炎寛解に対するLacto補充効果が、以前にタクロリムス治療群で観察されたのと同様に、腸内細菌叢の変化と何らかの関係があるかどうかを探るため（Zhang et al., 2018; Jiao et al., 2020）、16S rRNAシーケンスの結果をLacto存在時と不在時で比較検討しました。タクロリムス投与群と比較して併用投与群で腸内細菌叢のα多様性の増加が認められ、Chao1指数とShannon指数で反映された（図5A）。また、NMDSおよびANOSIM解析の結果、これら2群の細菌群集は互いに異なることが明確に示されました（図5B）。タクロリムス投与とは対照的に、病原性細菌であるProteobacteriaの相対的な存在量はさらに減少し、健康なヒトの腸内細菌叢コミュニティを構成する2大フィラであるFirmicutesとBacteroidetesの存在量はLacto補充によってよりよく維持されていた（図5C)。しかし、Lacto単独では、大腸炎における細菌の多様性に有意な影響を与えず、腸内細菌叢の組成に有益な変化を引き起こすことはなかった（図5D-F）。
図5
図5 タクロリムスにLactobacillus plantarum 550を共投与したところ、大腸炎における腸内細菌の多様性と胆汁酸代謝が変化した。(A、D）Chao1指数とShannon指数で求めた腸内細菌のα-多様性。(B、E）NMDS法およびANOSIM法に基づくβ-diversity解析。(C, F)腸内細菌組成の門派レベルでの相対的存在量。(G, H)胆汁酸濃度と乳酸菌相対存在量の相関分析。(I) TCDCAの相対濃度をlog2スケールで表示したもの。(J）DAIスコアとTCDCA濃度との相関分析。(K）全群の胆汁酸受容体の正規化発現量。データは、平均値±SEMで示した。*P < 0.05, **P < 0.01, ns, no significance. NMDS、nonmetric multidimensional scaling；FDR、false discovery rate；DAI、disease activity index；Con、control；DSS、dextran sulfate sodium；Tacro、10mg/kg tacrolimus；Lacto、Lactobacillus plantarum 550；TCDCA、taurochenodeoxycholic acid; Tgr5、武田薬品Gタンパク質共役型受容体5；Fxr、ファルネソイドX受容体；Vdr、ビタミンD（1，25-ジヒドロキシビタミンD3）受容体；Rxra、レチノイドX受容体α；Rxrg、レチノイドX受容体γ；Rxrb、レチノイドX受容体β．
胆汁酸代謝は、特定の腸内フローラが積極的に関与する生物学的プロセスである（Wahlström et al.、2016）。近年、腸内細菌由来の胆汁酸がIBD患者や実験的大腸炎において重要な役割を果たすことが報告されている(Lavelle and Sokol, 2020; Sinha et al., 2020; Thomas et al., 2022). タクロリムスとラクトの併用後の多様性と組成の著しい変化を考慮し、本研究ではハイスループット配列決定により胆汁酸も検出されました。Con群、DSS群、DSS＋タクロ群で分析したすべての胆汁酸の中で、セカールタウロヘノデオキシコール酸（TCDCA）レベルは、属_Lactobacillusの相対存在量と最も強い相関があった（図5G）。さらに、我々の実験では、TCDCA濃度とgenus_Lactobacillusの存在量の間に有意な正の相関（R=0.82；FDR<0.001）が観察された（図5H）。
DSS介入後に著しく（P < 0.01）低下したTCDCA濃度は、タクロリムス処理によって回復することはなかった。しかし、タクロリムス＋ラクトの併用投与は、タクロリムス投与と比較してTCDCA濃度を劇的に（P < 0.05）上昇させた（図5I）。また、マウスのセカールTCDCA濃度はDAIスコアと負の相関（R=-0.83；P<0.001）を示し（図5J）、この胆汁酸と大腸炎の重症度との関連性が示唆された。
胆汁酸は、シグナル伝達分子として機能して受容体を活性化し、それによって腸の炎症に影響を与えることができます（Perino et al., 2021; Yang et al., 2021）。トランスクリプトーム解析で示されたように、DSS投与は、Gタンパク質共役胆汁酸受容体1（Gpbar1、TGR5）、ファルネソイドX受容体（FXR）、ビタミンD（1, 25-ジヒドロキシビタミンD3）受容体（VDR）、レチノイドX受容体（RXR）は、様々な程度で、TGR5を除いてタクロリムス投与により多少緩和され、この効果はラクトの同時投与によりさらに増幅された（図5K）。以上のことから、タクロリムスとラクトの併用は、大腸炎マウスの腸内細菌の多様性と組成、および胆汁酸代謝を改善し、腸の炎症緩和に寄与している可能性があることが示された。その詳細なメカニズムについては、今後さらに解明していく必要がある。
4 討論
本研究では、タクロリムスがDSS誘発大腸炎を改善することを、マウスモデルで確認した。タクロリムス投与後、Lactobacillus属の顕著な拡大を特徴とする腸内細菌叢の有益な変化が観察された。この属の1種（Lactobacillus plantarum 550、Lacto）の経口補充は、大腸炎をさらに改善した。タクロリムスの単剤投与と比較して、Lactoとタクロリムスの併用は、炎症性シグナル伝達経路をさらにダウンレギュレートする一方で、大腸における単球とマクロファージ、特にM1サブタイプの割合を著しく阻害した。この過程で、腸内細菌叢の多様性だけでなく、胆汁酸代謝も大きく変化し、大腸炎の寛解に寄与していると考えられる。
近年、タクロリムスは難治性IBDの治療薬として推奨されており、ヒトおよび動物の大腸炎において有効性を示しています（Baumgart et al., 2006; Yoshino et al., 2010）。従来のカルシニューリン依存的なT細胞に対する抑制効果に加え、いくつかの研究により、タクロリムスによる大腸炎改善のメカニズムが、活性化マクロファージの抑制に関連している可能性が報告されている（Yoshino et al., 2010; Cai et al.。2021）、樹状細胞の遊走制限とそれに続くCD4+ T細胞のTh1およびTh17細胞への分化（Regmi et al., 2019）、さらにアポトーシスを介した腸管上皮傷害からの保護（Satake et al., 2022）。先行研究に従い、タクロリムス投与によりDSS誘発大腸炎が有意に緩和されることを確認しました。DSS投与後に上昇したIFN-γ応答、NF-κBを介したTNFαシグナル、IL6 JAK STAT3シグナル、炎症反応経路などのシグナル伝達経路はタクロリムスにより有意に抑制されました。
腸内細菌叢は、免疫応答の制御に重要な役割を果たす（Shi et al., 2017）。タクロリムス自体の免疫抑制作用を除けば、私たちのグループや他のグループによるこれまでの研究で、タクロリムスが腸内細菌叢の多様性や組成を変化させ、その結果、移植片拒絶反応（Jiang et al., 2018; Zhang et al., 2018）、糖代謝（Bhat et al., 2017; Jiao et al., 2020）、感染（Tourret et al., 2017）および内皮機能（Toral et al., 2018）が調整されていると報告しています。本研究では、大腸炎モデルにおけるタクロリムス誘発マイクロバイオームの変化について初めて説明し、その特徴は、属レベルでLactobacillusに続いてAllobaculumの存在量が有意に増加することでした。これは、正常マウスでのタクロリムス処理後にLactobacillus属とAllobaculum属が豊富に存在することを示した我々の先行研究（Zhang et al., 2018; Jiao et al., 2020）と一致する。Allobaculumは、欠陥のある免疫応答の指標として支持された（Dimitriu et al.、2013）。
ラクトバチルス属は、IBDや実験的大腸炎で減少することが一般的に報告されており（Sartor, 2004; Wang et al., 2020）、本研究でも確認されました。そして、このプロバイオティクスの回復または補充は、腸の炎症の緩和と関連していました（Oliva et al., 2012; Wang et al., 2020）。タクロリムス＋腸内細菌叢が同種移植片生存率の上昇を達成したことを提案する我々の以前の研究（Zhang et al., 2018）に基づき、本研究では、タクロリムスと乳酸菌株の組み合わせが大腸炎にポジティブな役割を果たすことを確認しました。大腸内容物は、特に大腸炎の状態でのツーオミの検出には不十分であることが観察されたため、先行研究（Wong et al., 2022）と同様のプロトコールに従って、セカル内容物を使用しました。腸内細菌叢の最も代表的な変化は炎症が起きている部分であるため、これを行うには一定の限界があります。しかし、併用療法の有効性から、DSS誘発大腸炎モデルにおいて、乳酸菌属の存在量が減少していることが確認されました。
タクロリムスとラクトバチルス属の併用療法の有効性は、ループス傾向マウス（Kim et al., 2021）、移植片対宿主病（Beak et al., 2022）、成人型アトピー性皮膚炎（諸井 et al., 2011）で実証されており、Treg細胞やTh17細胞のバランスを調整することで作用しました。ここでは、最近、我々のグループが四川料理の漬物から分離し、予備実験で短鎖脂肪酸（酪酸、酢酸、プロピオン酸など）を生成することが証明されたLacto株を、タクロリムス治療の補助剤として選択しました。近年、Lactobacillus plantarumの一部の菌株が、乱れた腸内細菌叢を回復させ、腸管バリア機能や免疫関連遺伝子発現に影響を与え、マウスの大腸炎を減衰させることが報告されています（Sun et al., 2020; Wu et al., 2022）。その結果、タクロリムス単剤投与群よりも併用投与群の方が、炎症性シグナル伝達経路のさらなるダウンレギュレーションを伴って、大腸炎の寛解が良好であることがわかりました。図3Aに示したように、タクロリムスとラクトの併用は、低用量（1mg/kg）、高用量（10mg/kg）ともに、タクロリムスの単剤投与に比べ、マウスの大腸炎の治療効果を促進した。特に、タクロリムス（1mg/kg）とラクトの併用は、タクロリムス（10mg/kg）の単独療法に近い効果を示しました。これらの結果から、併用療法は大腸炎治療におけるタクロリムスの投与量を減らし、投与量に起因する副作用を軽減する可能性があることが示されました。さらに、トランスクリプトームシーケンスデータの解析により、タクロリムスとラクトの併用療法が、大腸炎における大腸単球とマクロファージの両方の割合を減少させるが、樹状細胞（DC）、タイプ1の通常型樹状細胞（cDC1）の割合は減少しないことを最初に報告しました。タイプ2樹状細胞（cDC2）、形質細胞性樹状細胞（pDC）、B細胞、メモリーB細胞、B1細胞、濾胞B細胞、胚中心B細胞、CD8+細胞障害性T細胞（Tc）、ナイーブCD8+T細胞、Tγδ細胞（Tgd）、肥満細胞、M2マクロファージ、NK細胞、好塩基球、顆粒球と好酸球。このデータは、マクロファージと炎症性シグナル伝達経路が、タクロリムスとラクトの併用による大腸炎の改善において重要な役割を果たすことを実証した。
理論的には、腸内細菌叢の組成と胆汁酸代謝の改善が、併用療法後の改善メカニズムを説明するのに役立つかもしれない。最近の研究で、Lactobacillus caseiの1株がタウリン抱合胆汁酸を増加させることによりマウスのDSS誘発大腸炎を改善することが示されており、増加したTCDCAによるFXRの活性化が抗炎症作用を示すかもしれない（Wongら、2022）。これはおそらく、FXRの活性化によってマクロファージの極性が抗炎症性のM2表現型にシフトし、IL-10の分泌が促進され、IFN-γの産生が抑制されたことに起因する（Fiorucci et al.、2018）。また、1,25-ジヒドロキシビタミンD（1,25（OH）2D3）または微生物代謝物（胆汁酸、酪酸など）によりアップレギュレートされた大腸VDRシグナルが、マクロファージのサブタイプバランスの回復に寄与し、大腸炎の改善につながることを裏付ける発表済みエビデンス（Zhu et al., 2019; Battistini et al., 2020）。さらに、核内受容体RXRは、VDRまたはペルオキシソーム増殖剤活性化受容体γ（PPARγ）（Kissら、2013）とヘテロ二量体を形成し、大腸で高発現し、酪酸によって活性化することができる（Desreumauxら、2001; Litvakら、2018）。VDR/RXRまたはRXR/PPARγヘテロダイマーの活性化のいずれかが、大腸の炎症から保護することが証明された（Desreumaux et al.、2001；Zhu et al.、2019）。我々の研究では、組み合わせ処理後に観察されたTCDCA濃度の上昇は、このプロバイオティクスが主に胆汁酸の脱共役、7α-デヒドロキシル化およびエステル化に関与しているので、TCDCAに対するラクトバチルス属の直接的代謝効果に起因しないかもしれない（Jia et al.、2018）。むしろ、これは腸肝循環の調節や細菌の相互作用などの複雑な要因に起因する可能性があり、さらなる研究に値する。我々の結果と上述の研究に基づき、タクロリムスとラクトの併用療法は、腸内細菌叢だけでなく由来する胆汁酸プロファイルにも有益な変化をもたらし、大腸マクロファージにおける胆汁酸受容体（FXR、VDR、RXR）の発現が上昇し、それによってマクロファージM1/M2サブタイプのバランスが回復して、炎症性サイトカインの放出が抑制されたと推測されました。その結果、炎症性シグナル伝達経路がダウンレギュレートされ、大腸の炎症が緩和された。今後、TCDCA、腸炎、Lactobacillus plantarumを相関させるin vitroの実験を追加し、大腸炎における併用療法の有効性のメカニズムを探る必要がある。
5 まとめ
タクロリムスの治療域が狭いため、その効果を高めつつ副作用を軽減する、IBDの有望な治療戦略が求められています。本研究では、タクロリムス治療の有効性を確認するとともに、大腸炎モデルにおいてタクロリムスによる腸内細菌叢の変化を革新的に示しました。ラクトバチルス・プランタラムは、大腸炎におけるタクロリムスの治療効果を促進し、おそらく腸内細菌叢と胆汁酸プロファイルの変化から、マクロファージのM1/M2サブタイプのバランス維持につながると考えられます。今回の知見は、大腸炎患者の治療にタクロリムスと乳酸菌を併用する前向きな戦略を提供するものである。
データの利用可能性に関する声明
本研究における16S rRNAシーケンスの生データは、SRAデータベース（アクセッション番号PRJNA940074）で公開されている。
倫理に関する声明
この動物実験は、北京朝陽病院の動物倫理委員会および四川大学西中病院動物倫理委員会の審査・承認を得た（資料番号：20211277A）。
著者の貢献
WLとDZは本論文に等しく貢献した。WLは実験を行い、原稿を作成した。DZは実験の一部を行い、データを分析し、図を描き、原稿の改訂を手伝った。TH、YL、LSは執筆のアイデアを提供し、実験と原稿の改訂を手伝った。ZLとXPは、Lactobacillus plantarum 550を分離し、株の性能試験のための事前実験を完了した。LLとYWは、本研究の設計と監督を行った。すべての著者が論文に貢献し、その内容に対して責任を負うことに同意する。
資金提供
本研究は、中国国家自然科学基金（NSFC）の一般プログラム（81970463）および四川省地域イノベーション協力プロジェクト（2022YFQ0053）の支援を受けました。
謝辞
本研究で使用したプロバイオティクスの提供について、四川料理公司淑女調味料技術研究院（中国成都）に感謝する。(中国、成都)のプロバイオティクスへの貢献に感謝する。
利益相反
ZLとXPは、四川料理酒渓調味料技術研究院に在籍しています。LTD.に勤務しています。
残りの著者は、潜在的な利益相反と解釈され得る商業的または金銭的関係がない状態で研究が行われたことを宣言する。
出版社からのコメント
本記事で表明されたすべての主張は、あくまでも著者のものであり、必ずしも所属団体、出版社、編集者、査読者のものを代表するものではありません。この記事で評価される可能性のある製品、またはその製造元が主張する可能性のある主張は、出版社によって保証または承認されるものではありません。
補足資料
本論文の補足資料は、オンラインにてご覧いただけます：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcimb.2023.1130820/full#supplementary-material。
参考文献
Battistini, C., Ballan, R., Herkenhoff, M. E., Saad, S. M. I., Sun, J. (2020). ビタミンdは炎症性腸疾患における腸内細菌叢を調節する。Int. J. Mol. Sci. 22 (1):362. doi: 10.3390/ijms22010362
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Baumgart, D. C., Pintoffl, J. P., Sturm, A., Wiedenmann, B., Dignass, A. U. (2006). タクロリムスは、重度のステロイド抵抗性またはステロイド依存性の炎症性腸疾患患者において、安全かつ有効である-長期追跡調査。Am. J. Gastroenterol. 101 (5), 1048-1056. doi: 10.1111/j.1572-0241.2006.00524.x
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Beak, J. A., Park, M. J., Kim, S. Y., Jhun, J., Woo, J. S., Choi, J. W., et al. (2022). FK506と乳酸菌は、Tヘルパー17/制御性T細胞バランスの調節により、急性移植片対宿主病を改善させる。J. Transl. Med. 20 (1), 104. doi: 10.1186/s12967-022-03303-z
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Bhat, M., Pasini, E., Copeland, J., Angeli, M., Husain, S., Kumar, D., et al. (2017). 免疫抑制が腸内細菌叢のメタゲノム組成に与える影響：移植後糖尿病に対するシステム生物学的アプローチ. サイ・レプ 7 (1), 10277. doi: 10.1038/s41598-017-10471-2
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Cai, X., Wang, X., He, M., Wang, Y., Lan, M., Zhao, Y., et al. (2021). マウス大腸炎治療のためのpH応答性高分子ナノ粒子を用いたタクロリムスの大腸標的送達。Int. J. Pharm. 606, 120836. doi: 10.1016/j.ijpharm.2021.120836.
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Caruso, R., Lo, B. C., Núñez, G. (2020). 炎症性腸疾患における宿主-微生物叢の相互作用。Nat. Rev. Immunol. 20 (7), 411-426. doi: 10.1038/s41577-019-0268-7
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Chow, D. K., Leong, R. W. (2007). 炎症性腸疾患の治療におけるタクロリムスの使用について。Expert Opin. Drug Saf. 6 (5), 479-485. doi: 10.1517/14740338.6.5.479
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Desreumaux, P., Dubuquoy, L., Nutten, S., Peuchmaur, M., Englaro, W., Schoonjans, K., et al. (2001). レチノイドX受容体（RXR）/ペルオキシソーム増殖剤活性化受容体γ（PPARγ）ヘテロダイマーの活性化因子による結腸炎症の減弱。J. Exp. Med. 193 (7), 827-838. doi: 10.1084/jem.193.7.827
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Dimitriu, P. A., Boyce, G., Samarakoon, A., Hartmann, M., Johnson, P., Mohn, W. W. (2013). 自然免疫と適応免疫に関連するマウスの腸内細菌叢の時間的安定性。Environ. Microbiol. 5 (2), 200-210. doi: 10.1111/j.1758-2229.2012.00393.x
PubMedアブストラクト｜クロスリファレンス全文｜Google Scholar
Fellermann, K., Tanko, Z., Herrlinger, K. R., Witthoeft, T., Homann, N., Bruening, A., et al. (2002). 難治性大腸炎のタクロリムス（FK506）静注または経口投与に対する反応。炎症性腸疾患(Inflammation Bowel Dis. 8 (5), 317-324. doi: 10.1097/00054725-200209000-00002
CrossRef Full Text｜Google Scholar
Fiorucci, S., Biagioli, M., Zampella, A., Distrutti, E. (2018). 胆汁酸活性化受容体は自然免疫を制御する。Front. Immunol. 9, 1853. doi: 10.3389/fimmu.2018.01853
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Gordon, M., Sinopoulou, V., Akobeng, A. K., Pana, M., Gasiea, R., Moran, G. W. (2022). 副腎皮質ステロイド抵抗性潰瘍性大腸炎における寛解導入のためのタクロリムス（FK506）。コクランデータベースシスト．Rev. 4 (4), Cd007216. doi: 10.1002/14651858.CD007216.pub2
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
ホンダ、K.、リットマン、D.R. (2012). 感染症や炎症におけるマイクロバイオーム。Annu. Rev. Immunol. 30, 759-795. doi: 10.1146/annurev-immunol-020711-074937
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Jang, Y. J., Kim, W. K., Han, D. H., Lee, K., Ko, G. (2019). Lactobacillus fermentum種は、免疫応答を制御し、腸内細菌叢を変化させることにより、デキストラン硫酸ナトリウム誘発大腸炎を改善する。腸内細菌 10 (6), 696-711. doi: 10.1080/19490976.2019.1589281
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Jia, W., Xie, G., Jia, W. (2018). 胃腸の炎症と発がんにおける胆汁酸-微生物叢のクロストーク。Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol. 15 (2), 111-128. doi: 10.1038/nrgastro.2017.119
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Jiang, J. W., Ren, Z. G., Lu, H. F., Zhang, H., Li, A., Cui, G. Y., et al. (2018). Optimal immunosuppressor induces stable gut microbiota after liver transplantation. World J. Gastroenterol. 24 (34), 3871-3883. doi: 10.3748/wjg.v24.i34.3871.
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Jiao, W., Zhang, Z., Xu, Y., Gong, L., Zhang, W., Tang, H., et al. (2020). 酪酸はタクロリムス誘発腸内細菌叢による高血糖を正常化する。Am. J. Transplant. 20 (9), 2413-2424. doi: 10.1111/ajt.15880
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Kim, D. S., Park, Y., Choi, J. W., Park, S. H., Cho, M. L., Kwok, S. K. (2021). 乳酸菌の補充は、SIGNR3経路を介してループス傾向マウスのTh17/Tregバランスを調節することにより、タクロリムスの効力に相乗効果を発揮する。Front. Immunol. 12, 696074. doi: 10.3389/fimmu.2021.696074.
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Kiss, M., Czimmerer, Z., Nagy, L. (2013). マクロファージと樹状細胞の機能形成における脂質活性化核内受容体の役割(The role of lipid-activated nuclear receptors in shaping macrophage and dendritic cell function): 生理学から病理学へ。J. Allergy Clin. Immunol. 132 (2), 264-286. doi: 10.1016/j.j.jaci.2013.05.044
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
小牧由美子・小牧史子・井戸亜希子・桜庭明子（2016）．活動性潰瘍性大腸炎に対するタクロリムス療法の有効性と安全性；システマティックレビューとメタアナリシス. J. Crohns Colitis 10 (4), 484-494. doi: 10.1093/ecco-jcc/jjv221
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Lavelle, A., Sokol, H. (2020). 炎症性腸疾患のキーアクターとしての腸内細菌叢由来代謝産物。Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol. 17 (4), 223-237. doi: 10.1038/s41575-019-0258-z
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Lee, M., Chang, E. B. (2021). 炎症性腸疾患（IBD）とマイクロバイオーム-犯行現場を探って手がかりを得る。消化器病学 160 (2), 524-537. doi: 10.1053/j.gastro.2020.09.056
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Lin, Y., Yang, X., Yue, W., Xu, X., Li, B., Zou, L., et al. (2014). ChemerinはM2マクロファージの極性を抑制することでDSS誘発大腸炎を悪化させる。Cell Mol. Immunol. 11 (4), 355-366. doi: 10.1038/cmi.2014.15
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Litvak, Y., Byndloss, M. X., Bäumler, A. J. (2018). コロノサイトの代謝が腸内細菌叢を形成する。サイエンス 362 (6418):eaat9076. doi: 10.1126/science.aat9076
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Liu, L., Dong, Y., Ye, M., Jin, S., Yang, J., Joosse, M. E., et al. (2017). マウスとヒトの両方の炎症性腸疾患におけるNLRP3インフラムソーム活性化の病原性役割。J. Crohns Colitis 11 (6), 737-750. doi: 10.1093/ecco-jcc/jjw219
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
諸井真理子・内聡・中村和彦・佐藤聡・清水直樹・藤井誠一郎・他(2011). 成人型アトピー性皮膚炎に対する加熱殺菌乳酸菌パラカゼイK71含有食の有効性. J. Dermatol. 38 (2), 131-139. doi: 10.1111/j.1346-8138.2010.00939.x.
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Ng, S. C., Kaplan, G. G., Tang, W., Banerjee, R., Adigopula, B., Underwood, F. E., et al. (2019). 人口密度と炎症性腸疾患のリスク。アジア太平洋の13の国または地域における前向きな人口ベース研究。Am. J. Gastroenterol. 114 (1), 107-115. doi: 10.1038/s41395-018-0233-2
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Ng, S. C., Shi, H. Y., Hamidi, N., Underwood, F. E., Tang, W., Benchimol, E. I., et al. (2017). 21世紀における炎症性腸疾患の世界的な発生率と有病率：人口ベースの研究のシステマティックレビュー。Lancet 390 (10114), 2769-2778. doi: 10.1016/S0140-6736(17)32448-0
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Oliva, S., Di Nardo, G., Ferrari, F., Mallardo, S., Rossi, P., Patrizi, G., etc. (2012). 無作為化臨床試験：活動性の遠位型潰瘍性大腸炎を有する小児におけるラクトバチルス・ロイテリATCC 55730直腸浣腸の有効性。Aliment Pharmacol. Ther. 35 (3), 327-334. doi: 10.1111/j.1365-2036.2011.04939.x
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
ペリーノ、A.、デマニー、H.、ベラスケス-ビレガス、L.、シューンヤンス、K.（2021）. 健康、病気、老化における胆汁酸シグナリングの分子生理学。Physiol. Rev. 101 (2), 683-731. doi: 10.1152/physrev.00049.2019.
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
ポドルスキー（Podolsky, D. K.) (2002). 炎症性腸疾患。N Engl. J. Med. 347 (6), 417-429. doi: 10.1056/NEJMra020831
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Regmi, S., Pathak, S., Nepal, M. R., Shrestha, P., Park, J., Kim, J. O., et al. (2019). 炎症トリガー局所薬物放出は、樹状細胞の移動とTh1/Th17分化を抑制することにより大腸炎を改善する。J. コントロールリリース 316, 138-149. doi: 10.1016/j.jconrel.2019.11.001.
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Rodríguez-Lago, I., Castro-Poceiro, J., Fernández-Clotet, A., Mesonero, F., López-Sanromán, A., López-García, A., 他 (2020). タクロリムスは炎症性腸疾患において短期的な臨床反応を誘導するが、長期的な臨床反応は誘導しない。アリメント・ファーマコル．Ther. 51 (9), 870-879. doi: 10.1111/apt.15687.
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Sartor, R. B. (2004). 炎症性腸疾患における腸内細菌叢の治療操作。抗生物質、プロバイオティクス、およびプレバイオティクス。胃腸病学 126 (6), 1620-1633. doi: 10.1053/j.gastro.2004.03.024
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
佐竹真一郎、桜庭秀樹、平賀秀樹、吉田聡、曙光、太田聡、他（2022）．タクロリムスはERKを介してTGFβ受容体II型の発現をアップレギュレートし、腸管上皮傷害に対する保護を提供する。In Vivo 36 (4), 1684-1693. doi: 10.21873/invivo.12880.
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Shi, N., Li, N., Duan, X., Niu, H. (2017). 腸内細菌叢と粘膜免疫系との相互作用。Mil Med. Res. 4, 14. doi: 10.1186/s40779-017-0122-9
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Shin, N. R., Whon, T. W., Bae, J. W. (2015). プロテオバクテリア（Proteobacteria）。Microbial signature of dysbiosis in gut microbiota. トレンド・バイオテクノル(Trends Biotechnol). 33 (9), 496-503. doi: 10.1016/j.tibtech.2015.06.011.
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Sinha, S. R., Haileselassie, Y., Nguyen, L. P., Tropini, C., Wang, M., Becker, L. S., et al. (2020). ディスバイオシスによる二次胆汁酸欠乏症は腸の炎症を促進する。Cell Host Microbe 27 (4), 659-670.e655. doi: 10.1016/j.chom.2020.01.021.
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Sun, M., Liu, Y., Song, Y., Gao, Y., Zhao, F., Luo, Y., et al. (2020). DSS誘発マウス大腸炎に対する乳酸菌プランタラム-12の改善効果. Food Funct. 11 (6), 5205-5222. doi: 10.1039/D0FO00007H.
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Thomas, J. P., Modos, D., Rushbrook, S. M., Powell, N., Korcsmaros, T. (2022). 炎症性腸疾患の病態における胆汁酸の新たな役割。Front. Immunol. 13, 829525. doi: 10.3389/fimmu.2022.829525.
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Thomson, A. W., Bonham, C. A., Zeevi, A. (1995). タクロリムス（FK506）の作用機序：分子および細胞機構。Ther. Drug Monit 17 (6), 584-591. doi: 10.1097/00007691-199512000-00007
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Toral, M., Romero, M., Rodríguez-Nogales, A., Jiménez, R., Robles-Vera, I., Algieri, F., et al. (2018). ラクトバチルス・ファーメンタムは、血管の酸化還元状態の回復とeNOSカップリングの改善により、タクロリムス誘発性高血圧を改善する。モル．Nutr. Food Res. 62 (14), e1800033. doi: 10.1002/mnfr.201800033
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Tourret, J., Willing, B. P., Dion, S., MacPherson, J., Denamur, E., Finlay, B. B. (2017). 免疫抑制治療は回腸抗菌ペプチドと腸内細菌叢の分泌を変化させ、その後の尿路病原性エシェリヒア・コリによるコロニー形成に有利に働く。トランスプランテーション 101 (1), 74-82. doi: 10.1097/TP.000000001492
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Wahlström, A., Sayin, S. I., Marschall, H. U., Bäckhed, F. (2016). 胆汁酸と微生物叢の腸内クロストークと宿主代謝への影響。セル・メタブ. 24 (1), 41-50. doi: 10.1016/j.cmet.2016.05.005.
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Wang, M. X., Lin, L., Chen, Y. D., Zhong, Y. P., Lin, Y. X., Li, P., et al. (2020). エボジアミンは、乳酸菌レベルと酢酸産生を増加させることにより、潰瘍性大腸炎に治療効果を発揮する。Pharmacol. Res. 159, 104978. doi: 10.1016/j.phrs.2020.104978.
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Wong, W. Y., Chan, B. D., Sham, T. T., Lee, M. M., Chan, C. O., Chau, C. T., et al. (2022). Lactobacillus casei strain shirotaは、タウリン共役胆汁酸の増加およびIκBαの安定化を介したNF-κBシグナルの阻害により、デキストラン硫酸ナトリウム誘発大腸炎マウスを改善する。Front. Nutr.9, 816836. doi: 10.3389/fnut.2022.816836
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Wright, E. K., Ding, N. S., Niewiadomski, O. (2018). 炎症性腸疾患の管理。Med. J. Aust. 209 (7), 318-323. doi: 10.5694/mja17.01001.
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Wu, Y., Jha, R., Li, A., Liu, H., Zhang, Z., Zhang, C., et al. (2022). プロバイオティクス（Lactobacillus plantarum HNU082）の補充は、マウスの腸管バリア機能、免疫関連遺伝子発現、腸内細菌叢、代謝経路に影響を与え、潰瘍性大腸炎を緩和させる。Microbiol. Spectr. 10 (6), e0165122. doi: 10.1128/spectrum.01651-22
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Yang, M., Gu, Y., Li, L., Liu, T., Song, X., Sun, Y., et al. (2021). 炎症性腸疾患における胆汁酸-腸内細菌叢軸。ベンチからベッドサイドへ。ニュートリエンツ 13 (9):3143. doi: 10.3390/nu13093143.
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
吉野崇、中瀬浩、本澤祐子、松村浩二、山本聡、武田祐子、他（2010）．マクロファージに対するタクロリムスの免疫抑制作用は、実験的大腸炎を改善する。Inflammation Bowel Dis. 16 (12), 2022-2033. doi: 10.1002/ibd.21318
CrossRef Full Text｜Google Scholar
Zhang, Z., Liu, L., Tang, H., Jiao, W., Zeng, S., Xu, Y., et al. (2018). マウスにおける高用量タクロリムスによって変化する腸内細菌叢の免疫抑制効果。Am. J. Transplant. 18 (7), 1646-1656. doi: 10.1111/ajt.14661.
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
Zhu, X., Zhu, Y., Li, C., Yu, J., Ren, D., Qiu, S., et al. (2019). 1,25-ジヒドロキシビタミンdは、miR-125bを抑制することにより、マクロファージの極性を制御し、実験的炎症性腸疾患を改善させる。Int. Immunopharmacol 67, 106-118. doi: 10.1016/j.intimp.2018.12.015
PubMed Abstract｜CrossRef Full Text｜Google Scholar
キーワード：大腸炎、タクロリムス、腸内細菌叢、Lactobacillus plantarum、胆汁酸
引用元：日本経済新聞 Lv W, Zhang D, He T, Liu Y, Shao L, Lv Z, Pu X, Wang Y and Liu L (2023) Combination of Lactobacillus plantarum improve the effects of tacrolimus on colitis in a mouse model. Front. Cell. Infect. Microbiol. 13:1130820. doi: 10.3389/fcimb.2023.1130820.
Received（受理）された。23 December 2022; Accepted: 2023 年 2 月 06 日。
発行：2023年3月13日
編集者
王暁燕（中国・中南大学消化器科
レビューした人
Juan Francisco Burgueño, 独立研究員、ヨーテボリ、スウェーデン
孫文大学第一附属病院 Ren Mao（中国・広州市
Hailong Cao（天津医科大学総合病院、中国
Copyright © 2023 Lv, Zhang, He, Liu, Shao, Lv, Pu, Wang and Liu. これは、クリエイティブ・コモンズ表示ライセンス（CC BY）の条件の下で配布されるオープンアクセス記事です。原著者および著作権者のクレジットを記載し、本誌の原著を引用することを条件に、一般的な学術慣行に従って、他のフォーラムでの使用、配布、複製が許可されます。本規約を遵守しない使用、配布、複製は許可されません。
*Correspondence: Yufang Wang, wangyufang04@126.com; Ling Liu, lingzipurple@163.com
†これらの著者はこの研究に等しく貢献し、第一著者権を共有する。
‡ORCID: Ling Liu, orcid.org/0000-0001-6413-708X
免責事項：本記事で表明されたすべての主張は、あくまでも著者のものであり、必ずしも所属団体や出版社、編集者、査読者のものを代表するものではありません。この記事で評価される可能性のある製品、またはその製造元が主張する可能性のある主張は、出版社によって保証または支持されるものではありません。
こんな人も見ています
Clostridioides difficile感染症を有する炎症性腸疾患患者における腸内細菌叢とマイコビオーム
Si Yu, Xiaomeng Ge, Hui Xu, Bei Tan, Bowen Tian, Yujie Shi, Yimin Dai, Yue Li, Songnian Hu, Jiaming Qian
腸内細菌叢由来のインドール3-プロピオン酸はアリール炭化水素受容体を部分的に活性化し、マクロファージの貪食作用を促進し敗血症の傷害を軽減させる
黄志彬、胡鎮、呂晨欣、羅思丹、陳悠、周志鵬、胡景娟、張芳齢、范登、劉克玄
ゲノミクスとメタボロミクスによる乳酸菌のトリプトファン代謝の特異性と予測可能性の解き明かし
Tong Pan, Zhangming Pei, Zhifeng Fang, Hongchao Wang, Jinlin Zhu, Hao Zhang, Jianxin Zhao, Wei Chen, Wenwei Lu
Rorc遺伝子座のシスエレメントは、3型自然リンパ球の発生を制御する
張徳慧、張昊、葛静、斉興、郭信義、王小虎、陳東
マイクロバイオームは腎移植の成績に影響するか？
Paul M. Campbell、Gavin J. Humphreys、Angela M. Summers、Joanne E. Konkel、Christopher G. Knight、Titus Augustine および Andrew J. McBain
フッター
ガイドライン
エクスプロア
アウトリーチ
接続
フォローする
© 2023 Frontiers Media S.A. All rights reserved.
プライバシーポリシー|ご利用規約

この記事が気に入ったらサポートをしてみませんか？