SIV感染における大腸粘膜関連マイクロバイオーム：Bacteroidetesへのシフトは粘膜CD4 T細胞枯渇と腸球損傷と一致する

The colonic mucosa-associated microbiome in SIV infection: shift towards Bacteroidetes coincides with mucosal CD4 T cell depletion and enterocyte damage.

• Kristina Allers
• Christiane Stahl-Hennig
• Tomas Fiedler
• Daniel Wibberg
• Jörg Hofmann
• Désirée Kunkel
• Verena Moos
• Bernd Kreikemeyer
• Jörn Kalinowski
• Thomas Schneider

抄録

腸内マイクロバイオームはヒト免疫不全ウイルス（HIV）の発症において重要と考えられており、患者の健康状態を改善するための潜在的な治療標的となる。シミアン免疫不全ウイルス（SIV）感染時の大腸粘膜関連マイクロバイオームの縦断的変化を、イルミナシーケンシングプラットフォーム上の16S rRNAアンプリコンアプローチとバイオインフォマティクス解析を用いて調べた。6匹の動物のSIV感染後、ウイルス負荷が大腸でピークを迎えるまでの間、微生物組成の変化は観察されなかった。急性粘膜SIV感染時には、Bacteroidiaクラスを含むBacteroidetes属、Firmicutes属、その家族であるRuminococcaceaeとEubacteriaceaeがより豊富になっていた。SIV感染の慢性期までBacteroidetesの豊富さは維持されていた。粘膜関連マイクロバイオームにおけるバクテロイデット類へのシフトは、SIV感染によって誘発された粘膜CD4 T細胞の枯渇の程度と関連しており、腸球損傷の増加率と相関していた。これらの観察は、ウイルス誘発性粘膜免疫破壊の間にBacteroidetes株が増加することを示唆している。Bacteroidetesはリポ多糖類および短鎖脂肪酸産生細菌に属しているため、その急速な濃縮は、SIV/HIV感染における炎症性組織障害および代謝変化に寄与している可能性がある。これらの点については、今後の治療介入に関する研究で検討されるべきである。

The intesinal microbiome is considered important in human immunodeficiency virus (HIV) pathogenesis and therefore represents a potential therapeutic target to improve the patients' health status. Longitudinal alterations in the colonic mucosa-associated microbiome during simian immunodeficiency virus (SIV) infection were investigated using a 16S rRNA amplicon approach on the Illumina sequencing platform and bioinformatics analyses. Following SIV infection of six animals, no alterations in microbial composition were observed before the viral load peaked in the colon. At the time of acute mucosal SIV replication, the phylum Bacteroidetes including the Bacteroidia class as well as the phylum Firmicutes and its families Ruminococcaceae and Eubacteriaceae became more abundant. Enrichment of Bacteroidetes was maintained until the chronic phase of SIV infection. The shift towards Bacteroidetes in the mucosa-associated microbiome was associated with the extent of SIV infection-induced mucosal CD4 T cell depletion and correlated with increasing rates of enterocyte damage. These observations suggest that Bacteroidetes strains increase during virus-induced mucosal immune destruction. As Bacteroidetes belong to the lipopolysaccharide- and short chain fatty acids-producing bacteria, their rapid enrichment may contribute to inflammatory tissue damage and metabolic alterations in SIV/HIV infection. These aspects should be considered in future studies on therapeutic interventions.