PNAS：プロバイオティクスはあまり有益ではない

関連研究は「Intestinal barrier dysfunction orchestrates the onset of inframmatory host-microbome cross-talk in a human gut inframmation-on-a-chip」というタイトルで『PNAS』誌に発表された。

DOI：doi.org/10.1073/pnas.1810819115

ヒト腸管炎症の誘発は複雑な過程に関連し、粘膜損傷、障壁機能損傷及び免疫細胞の補充と浸潤などは、いずれも炎症反応を引き起こす。人間と動物のモデルにおける研究でも、腸上皮組織、微生物と免疫成分の間の機能失調の相互作用は炎症発症機序の重要な要素である。

しかし、既存のモデルではこれらの複雑な相互作用を操作することができないため、これらの相互作用の中で具体的などこおよびどの要素が腸管炎症を引き起こすかを見つけるのは容易ではありません。」ということで、腸管炎症反応の発生を調整する重要な調節剤を識別することは非常に重要であるこの識別は、炎症カスケード反応全体に対する主要な開始者の臨床的および治療的選択の発展をサポートするからである。」と著者は指摘する。

本研究では、著者らは腸腔細胞、免疫細胞、微生物群間の相互作用を効果的にシミュレーションし、腸炎症の発生と発展をトリガし、監視することを可能にする新しい「腸炎症チップ」（gut inframmation-on-a-chip）を使用した。この場合、研究者は十分に研究されたマウスモデルにおける炎症の進行をシミュレーションし、これはおそらく化学デキストラン硫酸ナトリウム（DSS）引き起こされる。

これはUTのHyun Jung Kimで、微生理学的システムを持っています。 （Cockrell School of Engineering, University of Texas at Austin）

腸炎症チップも個この病変の臓器チップ（organ-on-a-chip）。これまで、制御された環境における器官の機能をシミュレートするために器官チップ技術が使用されてきたが、この新しい装置により、科学者は重要な要素の追加と除去を通じてシステムを微調整することができるようになった。

この研究を率いたHyun Jung Kim博士は、「腸内の特定の条件をカスタマイズすることで、この病気のために原始的な触媒や発病開始剤を作ることができる。根本的な病因を特定できれば、より正確に適切な治療法を見つけることができる」と話しています。

この新型マイクロチップ（microchip）を用いて、DSS治療は細胞毒性損傷を与えない場合、上皮障壁の完全性、腸絨毛の構造と粘液の発生を損なうことを発見した。また、DSSの影響は可逆的であり、研究結果により、DSS感受性上皮細胞（DSS-sensitized epithelium）と免疫細胞との相互作用は酸化ストレスを増加させ、腸管微生物群に炎症性サイトカインを産生させ、免疫細胞の募集を招くことが明らかになった。

重要なのは、研究によると、上皮バリアの完全性と機能を破壊することは炎症を引き起こす重要な要素である。プロバイオティクスによる治療は酸化ストレスを効果的に低減することができるが、DSS誘導障壁破壊後のプロバイオティクスの投与は上皮障壁機能障害と炎症促進反応を修復することはできない。

著者は「腸管炎症チップを用いて、バリア機能障害が腸管炎症を引き起こす重要なトリガー因子の一つであることを発見した。上皮バリアの完全性を維持する粘膜酸化ストレスの抑制とその後の異常細胞間宿主−微生物群クロストークによる炎症促進カスケード反応*。”

将来、研究者は彼らのチップ技術に基づいて、腸管微生物群がどのように炎症、癌転移、微生物群が癌免疫治療効果に与える影響を制御するかを決定するために、炎症性腸疾患や結腸直腸癌モデルなどのよりカスタマイズされたヒト腸管疾患モデルを開発する予定である。

担当：アイマン

参考資料：

プロバイオチックは常にプロバイオチックの健康に有益ではないかもしれません

肠壁障害機能障害は、ヒトの