食事脂肪はステロール代謝に関連する遺伝子の発現に影響を与え、ラットの盲腸微生物叢とその代謝物の組成に影響を与えている

Dietary Fat Influences the Expression of Genes Related to Sterol Metabolism and the Composition of Cecal Microbiota and Its Metabolites in Rats.

• Ryota Hosomi
• Anna Matsudo
• Koki Sugimoto
• Takaki Shimono
• Seiji Kanda
• Toshimasa Nishiyama
• Munehiro Yoshida
• Kenji Fukunaga

抄録

数多くの研究で、高脂肪食または低繊維食を与えた実験動物の腸内細菌叢の組成が評価されてきた。しかし、異なる脂肪酸（FA）組成が腸内細菌叢の多様性とその代謝物に及ぼす影響に焦点を当てた報告はほとんどない。そこで、本研究の目的は、異なる食餌脂肪がコレステロールや胆汁酸（BA）代謝に関連する遺伝子の肝臓mRNA発現レベルに及ぼす影響を調べるとともに、ラットの糞便微生物叢組成や細菌代謝物組成を調べることであった。4週齢の雄のWistar/STラットに、異なる供給源（大豆油、ラード、メンヘーデン油、またはツナ油）からの供給を含む15％脂肪食を30日間与えた。その後、次世代シークエンシングを用いて16SリボソームRNA遺伝子のシークエンシングを行い、ラットの糞便マイクロバイオータ組成を決定した。ラード食は他の食餌と比較して肝臓ATP結合カセットサブファミリーG遺伝子（Abcg5とAbcg8遺伝子）の発現量を劇的に減少させた。メンハーデン油食は、大豆油食、ラード食に比べて糞便中のBA排泄量が増加した。また、糞中BA排泄物はFirmicutesの相対的な存在量と正の相関があり、Bacteroidetesの相対的な存在量と負の相関がある傾向があった。これらの結果から、FA組成の異なる食用油脂は、糞便微生物叢の相対組成に異なる影響を与え、特にメンハデン油は、他の実験用油脂と比較して非常に異なる影響を与える可能性があることが示された。また、魚油の糞便微生物叢への影響は、EPAとDHAの比率や、n-3多価不飽和FA以外のFA組成によっても大きく異なる可能性がある。我々の結果は、異なる食餌性脂肪源がステロール代謝に影響を与え、ラットの糞便微生物叢の組成を変化させる方法についての新たな洞察を提供した。

Numerous studies have evaluated the composition of gut microbiota in experimental animals fed high-fat or low-fiber diets. However, few reports have focused on the effects of different fatty acid (FA) compositions on the diversity of gut microbiota and its metabolites. Therefore, the aim of this research was to investigate the effects of different dietary fats on liver mRNA expression levels of genes related to cholesterol and bile acid (BA) metabolism, as well as to investigate cecal microbiota composition and bacterial metabolites composition in rats. Four-week-old male Wistar/ST rats were fed a 15% fat diet for 30 days, including from different sources (soybean oil, lard, menhaden oil, or tuna oil). Then, the rats' cecal microbiota composition was determined by sequencing the 16S ribosomal RNA gene using next-generation sequencing. Lard diet drastically decreased the expression level of liver ATP-binding cassette subfamily G genes (Abcg5 and Abcg8 genes) compared with other diets. Menhaden oil diet increased the fecal BA excretion compared with soybean oil and lard diets. Fecal BA excretion tended to be positively correlated with the relative abundance of Firmicutes, and negatively correlated with the relative abundance of Bacteroidetes. These results have shown that dietary fats with different FA compositions have a different effect on the relative composition of cecal microbiota, and in particular, menhaden oil may have very different effects compared to other experimental fats. The effects of fish oils on the cecal microbiota may differ greatly depending on the ratio of EPA to DHA and the composition of FA other than n-3 polyunsaturated FA. Our results provided new insights on the way different dietary fat sources affect sterol metabolism and alter cecal microbiota composition in rats.