ヒト臍帯間葉系幹細胞は腸内細菌叢-SCFAs-免疫軸の調節を介して大腸の炎症を改善する

2023年9月26日 16:06

ヒト臍帯間葉系幹細胞は腸内細菌叢-SCFAs-免疫軸の調節を介して大腸の炎症を改善する

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37749611/

Airu Liuら、Stem Cell Res Ther. 2023.
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引用

要旨
背景炎症性腸疾患（IBD）は世界的な健康問題であり、その発症には腸内細菌叢の異常が極めて重要な役割を果たしている。間葉系幹細胞（MSCs）療法は、腸内細菌叢の組成を調節することができるIBD治療の新規ツールとして期待されている。しかし、間葉系幹細胞による腸内細菌叢の変化の機能的意義は十分に理解されていない。

方法：ここで我々は、DSS誘発大腸炎に対するヒト臍帯MSCs（HUMSCs）の保護効果を媒介する腸内細菌叢の役割を初めて調べた。腸内細菌叢の変化と短鎖脂肪酸（SCFAs）産生は、16S rRNA配列決定と標的メタボロミクスにより解析した。スペクトラム抗生物質カクテル（ABX）、糞便微生物叢移植（FMT）、無菌糞便濾液（SFF）を用いて、腸内細菌叢とその代謝産物の保護効果を評価した。サイトカインマイクロアレイ、酵素結合免疫吸着測定法（ELISA）、フローサイトメトリーを実施し、CD4+Tホメオスタシスへの影響を評価した。

結果ここで我々は、DSS誘発大腸炎に対するMSCの保護効果を媒介する腸内細菌叢の役割を初めて調べた。腸内細菌叢の枯渇と糞便微生物叢移植（FMT）実験を行うことで、ヒト臍帯由来MSCが腸内細菌叢の組成と多様性をリモデリングし、特にアッカーマンシア（Akkermansia）、フェカリス菌（Faecalibaculum）、クロストリジウム（Clostridia_UCG_014）などのSCFAs産生菌の存在量をアップレギュレートすることで、大腸の炎症を改善し、T細胞免疫恒常性を再構築することを明らかにした。また、標的メタボロミクスにより、MSCs投与によるSCFAs産生の増加が明らかになり、差次的細菌とSCFAsとの間には有意な正の相関が認められた。一方、無菌糞便濾過液（SFF）経口投与実験と組み合わせることで、根本的な保護メカニズムは、微生物叢由来のSCFAs産生の増加を介した腸粘膜のTreg/Th2/Th17バランスの改善とさらに関連していた。

結論本研究は、大腸炎に対するMSCの保護作用に関する理解を前進させ、MSCによる大腸炎の回復におけるマイクロバイオーム-メタボライト-免疫軸の新たな役割の証拠を提供するものである。

キーワード CD4+Tホメオスタシス；大腸炎；腸内細菌叢；間葉系幹細胞（MSCs）；短鎖脂肪酸（SCFAs）。

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助成金
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