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高脂肪食と抗生物質が協調的にミトコンドリアのバイオエネルギーを損なうことで、炎症性腸疾患の前段階を悪化させているバイオシスを誘発する
High-Fat Diet and Antibiotics Cooperatively Impair Mitochondrial Bioenergetics to Trigger Dysbiosis that Exacerbates Pre-inflammatory Bowel Disease.
PMID: 32668218 DOI: 10.1016/j.chom.2020.06.001.
抄録
過敏性腸症候群（IBS）と炎症性腸疾患（IBD）の臨床スペクトルが交差して、定義されていない重複症候群（pre-IBDと呼ばれる）を形成している。腸内細菌叢の増加とクロストリジアの減少が、IBD前患者の糞便微生物叢をIBS患者と区別していることを示す。高脂肪食を摂取している人の抗生物質の既往歴は、IBD発症前の最大のリスクと関連していた。これらのリスク因子にマウスを曝露すると、IBD以前の状態に似た状態になり、大腸上皮のミトコンドリアの生体エネルギーが低下してバイオバイオシスを誘発した。ミトコンドリア活性を刺激するPPAR-γ（ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体γ）アゴニストである5-アミノサリチル酸を用いて大腸上皮のミトコンドリアバイオエネルギーを回復させることで、IBD以前の症状が改善された。腸内細菌叢の拡大が顕著であり、低悪性度の粘膜炎症を悪化させていた。このように、環境リスク因子が協力して上皮ミトコンドリアのバイオエネルギーを損なうことで、炎症を悪化させる微生物叢の混乱を誘発し、IBD前とIBSを区別することができる。
The clinical spectra of irritable bowel syndrome (IBS) and inflammatory bowel disease (IBD) intersect to form a scantily defined overlap syndrome, termed pre-IBD. We show that increased Enterobacteriaceae and reduced Clostridia abundance distinguish the fecal microbiota of pre-IBD patients from IBS patients. A history of antibiotics in individuals consuming a high-fat diet was associated with the greatest risk for pre-IBD. Exposing mice to these risk factors resulted in conditions resembling pre-IBD and impaired mitochondrial bioenergetics in the colonic epithelium, which triggered dysbiosis. Restoring mitochondrial bioenergetics in the colonic epithelium with 5-amino salicylic acid, a PPAR-γ (peroxisome proliferator-activated receptor gamma) agonist that stimulates mitochondrial activity, ameliorated pre-IBD symptoms. As with patients, mice with pre-IBD exhibited notable expansions of Enterobacteriaceae that exacerbated low-grade mucosal inflammation, suggesting that remediating dysbiosis can alleviate inflammation. Thus, environmental risk factors cooperate to impair epithelial mitochondrial bioenergetics, thereby triggering microbiota disruptions that exacerbate inflammation and distinguish pre-IBD from IBS.
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