口腔内常在菌が産生するランティビオティクスがヒト腸内細菌叢のディスバイオシスのトリガーとなる

Lantibiotics Produced by Oral Inhabitants as a Trigger for Dysbiosis of Human Intestinal Microbiota.

• Hideo Yonezawa
• Mizuho Motegi
• Atsushi Oishi
• Fuhito Hojo
• Seiya Higashi
• Eriko Nozaki
• Kentaro Oka
• Motomichi Takahashi
• Takako Osaki
• Shigeru Kamiya

抄録

ランティバイオティクスは，グラム陽性菌が産生するバクテリオシンの一種で，幅広いスペクトルのグラム陽性菌の抗菌作用を持つ。本研究では，広く普及しているむし歯菌が主に産生するMutacin I/IIIとSmb（ジペプチド系ランティビオティクス）が，腸内細菌叢を構成する多くのグラム陽性菌に対して強い抗菌活性を有することを明らかにした。また、これらのランチオバイオティクスは、酸や温度に対しても耐性を示す。これらの特徴から、ランティビオは強い抗菌力を維持したまま腸管内に留まり、腸内細菌叢に影響を与えることができると予測した。この仮説を検証するために，69名の被験者から唾液と糞便を採取し，ランティバイオティクスの存在と腸内細菌叢の構成を調べた。その結果，口腔内にランティビオティクス産生菌を保有する被験者の腸内細菌叢では，種の豊富さが減少し，Firmicutes門の存在量が有意に減少する傾向が見られた。これらの結果は、口腔内で産生されたランティビオティック・バクテリオシンが腸内細菌叢を撹乱することを示しており、口腔内細菌が腸内細菌叢異常の原因の一つである可能性が示唆された。

Lantibiotics are a type of bacteriocin produced by Gram-positive bacteria and have a wide spectrum of Gram-positive antimicrobial activity. In this study, we determined that Mutacin I/III and Smb (a dipeptide lantibiotic), which are mainly produced by the widespread cariogenic bacterium , have strong antimicrobial activities against many of the Gram-positive bacteria which constitute the intestinal microbiota. These lantibiotics also demonstrate resistance to acid and temperature. Based on these features, we predicted that lantibiotics may be able to persist into the intestinal tract maintaining a strong antimicrobial activity, affecting the intestinal microbiota. Saliva and fecal samples from 69 subjects were collected to test this hypothesis and the presence of lantibiotics and the composition of the intestinal microbiota were examined. We demonstrate that subjects possessing lantibiotic-producing bacteria in their oral cavity exhibited a tendency of decreased species richness and have significantly reduced abundance of the phylum Firmicutes in their intestinal microbiota. Similar results were obtained in the fecal microbiota of mice fed with culture supernatant containing the lantibiotic bacteriocin Mutacin I. These results showed that lantibiotic bacteriocins produced in the oral cavity perturb the intestinal microbiota and suggest that oral bacteria may be one of the causative factors of intestinal microbiota dysbiosis.