腸内マイクロバイオームが発がん性DNA損傷に与える影響

The Effect of Gut Microbiome on Carcinogenic DNA Damage.

• Yun-Chung Hsiao
• Chih-Wei Liu
• Liang Chi
• Yifei Yang
• Kun Lu

抄録

ヒトの腸は広大な微生物群集である腸内マイクロバイオーム（GM）を宿主としている。このGMは、過去10年の間に人間の健康の重要なモジュレーターとして考えられてきた。特に、腸内細菌叢の変化が大腸がん、腺がん、膵臓がんなどのがんと関連していることがいくつかの研究で明らかになっています。DNAアダクトの形成は発がんの重要なイベントの一つであり、遺伝子組み換えがDNAアダクトに影響を与えるかどうかについては、まだ検討されていない。本研究では、様々な内因性プロセスや生理的ストレス要因に起因する 10 個の DNA アダクトを、無胚芽マウス（GF）と慣行飼育マウス（CONV-R）を用いて、高感度 LC-MS/MS を用いて解析した。その結果、GFマウスとCONV-Rマウスでは、肝臓、大腸、小腸で特異的なDNAアダクトに有意な差が認められた。これらの違いは、GM が好中球殺菌活性、脂質過酸化（LPO）、酸化ストレスの発生、内因性アルデヒド代謝などの内因性プロセスを局所的または全身的に制御していることを示唆していると考えられた。GMが内因性プロセス、DNA損傷、がん発症のリスクにどのように影響するかを解明するためには、さらなる研究が必要である。

The human intestine is host to a vast microbial community, the gut microbiome (GM). The GM has been considered as a key modulator of human health in the past decade. In particular, several studies have supported that altered GM is associated with cancer, such as colorectal cancer, adenocarcinoma, and pancreatic cancer. Formation of DNA adduct is one of the key events in carcinogenesis, and whether GM can influence DNA adducts has yet been examined. This study analyzed 10 DNA adducts, attributed to various endogenous processes and physiological stressors, using highly sensitive LC-MS/MS in germ-free (GF) and conventionally-raised (CONV-R) mice. Our results showed that significant differences in specific DNA adducts appeared in liver, colon, and small intestine samples between GF and CONV-R mice. The differences in adduct levels may indicate that GM can locally or systemically regulate endogenous processes including neutrophil bactericidal activity, lipid peroxidation (LPO), oxidative stress generation, and endogenous aldehyde metabolism. Further studies are warranted to elucidate how GM influences endogenous process, DNA damage and the risks of developing cancer.