子宮内膜症マウスにおける糞便メタボロミクスと腸内細菌叢の相関性

Correlation of fecal metabolomics and gut microbiota in mice with endometriosis.

• Zhexin Ni
• Shuai Sun
• Yanli Bi
• Jie Ding
• Wen Cheng
• Jin Yu
• Lin Zhou
• Mingqing Li
• Chaoqin Yu

抄録

問題点:

子宮内膜症（EMS）は慢性炎症性疾患であり、病因は不明である。これまでに3つの研究でEMSマウスにおける腸内細菌叢の影響が明らかにされているが、EMSに関する重要な手がかりを得るために糞便メタボロミクスの特徴を調べた研究はない。本研究では、EMSマウスの糞便メタボロミクスと腸内細菌叢の相互作用を明らかにすることを目的としている。

PROBLEM: Endometriosis (EMS) is a chronic inflammatory disease with unclear pathogenesis. Three studies have uncovered the influence of gut microbiota on mice with EMS, but no study has investigated the characteristics of fecal metabolomics to determine some important clues on EMS. This research aims to uncover the interaction between fecal metabolomics and gut microbiota in EMS mice.

研究の方法:

EMSモデルの構築には雌C57BL/6Jマウスを用いた。EMSマウスの糞便代謝物の検出にはノンターゲットメタボロミクスを適用した。腸内細菌叢の構成を明らかにするために、16s rRNAシークエンシングを用いた。腸内細菌叢の機能特性はPICRUStを用いて解析し、レシーバー演算子特性曲線(ROC)分析を用いて潜在的な重要な微分代謝物を決定し、スピアマン相関係数を用いて重要な微分代謝物と腸内細菌叢との相関関係を表現した。

METHOD OF STUDY: Female C57BL/6J mice were used to construct the EMS model. Nontarget metabolomics was applied to detect the fecal metabolites of EMS mice. The 16s rRNA sequencing was used for clarifying the composition of the gut microbiota. The functional characteristics of gut microbiota were analyzed using the PICRUSt. The receiver operator characteristic curve (ROC) analysis was utilized for determining the potential important differential metabolites, and the Spearman correlation coefficient was applied for expressing the correlation between the important differential metabolites and gut microbiota.

結果:

合計156種類の名称のついた差動代謝物をスクリーニングした。その結果、EMSマウスの腸内細菌叢の多様性と豊富さが減少した。その結果、腸内細菌叢の機能予測には11の経路が関与しており、その中でも第二胆汁酸生合成とα-リノレン酸（ALA）代謝が有意な濃縮経路であった。EMSマウスの糞便中には、チェノデオキシコール酸とウルソデオキシコール酸の増加とALAと12,13-EOTrEの減少が認められた。

RESULTS: A total of 156 named differential metabolites were screened. The diversity and the abundance of gut microbiota in EMS mice decreased. Eleven pathways were involved in the differential metabolites and the functional prediction of gut microbiota, among which the second bile acid biosynthesis and alpha-linolenic acid (ALA) metabolism were significant the enrichment pathways. The increased abundance of chenodeoxycholic and ursodeoxycholic acids and the decreased abundance of ALA and 12,13-EOTrE were found in the feces of EMS mice.

結論:

これらの異常な糞便代謝物は、腸管出血の影響を受けたEMSマウスの特徴であり、本疾患を鑑別するための重要な指標となる可能性があると考えられる。

CONCLUSIONS: The abnormal fecal metabolites, which are influenced by dysbacteriosis, may be the characteristics of EMS mice and can be the potential important indices to distinguish the disease.

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