大豆タンパク食はクロストリディオイデス・ディフィシル感染に対する感受性を高める

Report: Dietary-protein sources modulate host susceptibility to Clostridioides difficile infection through the gut microbiota. Image Credit: valzan / Shutterstock


ジャーナル Cell Reports に掲載された最近の研究によると、大豆タンパク質が豊富な食事は、腸内アミノ酸 (AA) レベルを増加させ、乳酸桿菌の増殖を促進することにより、ヒト クロストリジオイデス ディフィシルの感受性を高めます。 次に、ラクトバチルスは大豆タンパク質を消化してアミノ酸を生成し、これが再びクロストリジオイデス・ディフィシル感染(CDI)を促進します。

報告:食物タンパク質源は、腸内微生物叢を介してクロストリジオイデス・ディフィシル感染に対する宿主の感受性を調節します。 画像著作権: valzan/Shutterstock

バックグラウンド

細菌 C. difficile は大腸(結腸)の感染症を引き起こします。 C. difficile はグラム陽性の胞子形成性偏性嫌気性菌で、大腸に遍在し、院内感染を引き起こします。

軽度の下痢から重度の結腸損傷まで、さまざまな症状を経験する可能性があります。 さらに、抗生物質の使用はしばしば C. difficile 疾患の発症に関連しています。 この病気は、主に病院や介護施設に入院している高齢の患者に影響を与えます。

C. difficile のコロニー形成抵抗性は、抗生物質治療後に減少し、腸内微生物叢の異常につながることが一般的に観察されています。 腸内微生物叢は栄養素を求めて C. ディフィシルと競合し、C. ディフィシルのコロニー形成を妨げる特定説(推定)の代謝産物も生成します。

人間の腸の健康と CDI に対する感受性は、食事要因によって大きく影響されます。 腸の炎症を緩和するために、難消化性炭水化物は、腸内微生物による短鎖脂肪酸 (SCFA) の産生を誘導することにより、クロストリジウム・ディフィシレの除去を促進します。 いくつかの栄養豊富な食事、例えば、脂肪、亜鉛、およびタンパク質が多い食事は、腸内微生物叢の組成を変えることによってCDIを悪化させます.

ただし、特定説(推定)の食事成分が腸内微生物叢とどのように相互作用して CDI に影響を与えるかはわかっていません。 どの特定説(推定)の食事要因が腸内微生物叢に影響を与え、その組成と代謝に影響を与えるかについての情報はありません.

研究

現在の研究では、特定説(推定)の食事成分が腸内微生物叢とどのように相互作用し、この相互作用がCDIの重症度をどのように変化させるかを調査しました.

この研究は、特定説(推定)の病原体を含まない C57BL/6 WT 雌マウス (5 週齢) で実施されました。 セフォペラゾン治療後、感染の直前に個々のマウスから糞便サンプルを収集して、腸内微生物叢の構成を分析し、糞便AAレベルを定量化しました。

これらの動物の食事は、大豆 (SD) とカゼイン (PD) という 2 つの主要なタンパク質源で変更されました。 抗生物質で治療されたマウスは、通常の自然食 (RD) を与えられたマウスと通常の精製食 (PD) を与えられたマウスの 2 つのグループに分けられました。 その後、研究者は CE-TOFMS を使用して、RD と PD を与えられたマウスの腸代謝物を比較しました。 次に、腸内細菌叢が RD および SD に応じて研究されました。

マウス糞便微生物叢の 16S rRNA 遺伝子が研究されました。 研究者は、全ゲノム配列決定を使用して、分離されたラクトバチルス・ムリヌスの細胞エンベローププロテアーゼ (CEP) を発見しました。 その後、prtP 欠損 L. ムリヌス株 (Lm prtP) が作成されました。 次に、研究者は、Lm prtP が改良された最小培地、特に大豆で増殖できるかどうかをテストしました。

所見

RD は消化管での C. difficile の増殖を促進することにより CDI の結果を悪化させるため、ホストの食事は CDI に対する感受性に影響を与えることがわかっています。 腸内では、大豆タンパク質食は AA レベルを上昇させ、C. difficile の増殖を促進します。

主座標分析によると、糞便代謝産物は、RD または PD のいずれかを与えられたマウス間で有意に異なっていました。 RD を与えられたマウスと PD を与えられたマウスの間で、2 つのグループ間のほとんどの AA とその誘導体に関して、糞レベルに有意差がありました。

C. difficile の成長は、腸管内のアミノ酸の濃度を高めることにより、大豆タンパク質食によって促進されます。 大豆タンパク質は、AA を生成する乳酸桿菌種の成長を促進します。 マウスの糞便微生物叢の 16S rRNA 遺伝子解析によると、Lactobacillus 属は、RD および SD を与えられた抗生物質で処理されたマウスで有意に優勢でした。

L. murinus は AA レベルを高めるためにカゼインよりも大豆タンパク質を好みます。 細胞エンベロープ プロテイナーゼ PrtP は、L. murinus の重要な酵素であり、aa レベルを増加させ、C. difficile の増殖を促進します。 AA は L. murinus によって PrtP 依存的に供給され、C. difficile の増殖を促進するのに役立ちます。

(´・ω・`)ると、これらの調査結果は、食物大豆タンパク質が乳酸桿菌の増殖を促進し、抗生物質誘発性腸内細菌叢の際に腸内の AA レベルを増加させ、C. ディフィシレのコロニー形成と増殖を可能にすることを示しています。 大豆タンパク質の存在下では、L. ムリヌスが成長し、カゼインの存在下よりも多くの AA を生成することも観察されました。 さらに、細胞外細胞壁プロテアーゼ PrtP は AA レベルの増加に寄与しました。 マウスの顔から分離された L. murinus は、カゼインではなく大豆タンパク質を使用して AA を生成しました。

結論

食事と腸内細菌叢の間の相互相互作用は、CDI に対する感受性に影響を与える可能性があります。 たとえば、高タンパク質の食事や、抗生物質治療後の AA 発酵菌による治療は、腸内の AA レベルを効果的に低下させ、CDI を予防する可能性があります。

食事と腸内細菌叢が相互作用して C. difficile の増殖を制御していることを考慮すると、この研究は、特定説(推定)の腸内細菌叢と微生物由来の代謝産物が、腸内病原体による感染に対する宿主の感受性に影響を与えるという追加の証拠を提供します。



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