腸内でのHDAC3活性を促進する微生物系由来代謝物

科学分野:

• 微生物学
• エピジェネティクス
• 胃腸内科

背景:

• 哺乳類の宿主と共生微生物は共進化し,共生関係を形成する.
• エピジェネティック・マシーンが哺乳類の細胞に 環境のシグナルを処理させるが,これらの経路に対する微生物の影響は不明である.

研究 の 目的:

• 微生物群に由来する代謝物が,表遺伝子経路,特に腸内のヒストン脱酸化酵素3 (HDAC3) 活性をどのように調節するかを調査する.
• 特定の微生物代謝産物とその宿主微生物の相互作用と腸の健康における役割を特定する.

主な方法:

• 微生物群が増殖したマウスの腸内皮質細胞におけるHDAC3の活性と,細菌のないマウスの活性を比較する.
• イノシトール-1,4,5-トリスホスファート (InsP3) を生成するための細菌代謝の分析.
• InsP3とフィテートによる腸損傷の回復,ヒト腸内オーガノイドの成長,およびHDAC3依存の増殖の評価.

主要な成果:

• HDAC3の活性度は,細菌のないマウスと比較して,微生物群が増殖したマウスで有意に高かった.
• エシェリキア・コライのような共生細菌は,フィテート代謝とInsP3の生産を通じてHDACの活動を刺激する.
• InsP3とフィテートは腸の修復を促進し,ヒトのオルガノイドの成長を促進し,HDAC3依存の増殖を促進し,ブチラート抑制に抵抗します.

結論:

• 微生物から派生したInsP3は,哺乳類のHDAC3を腸内で活性化する主要な代謝物質である.
• この経路は上皮の修復と成長を促進し,微生物の代謝産物と宿主の表皮遺伝子調節の間の直接的な関係を示しています.
• HDAC3はエピジェネティックセンサーとして機能し,宿主の反応を調節し,腸内ホメオスタシスを維持するために微生物の信号を統合します.