腸内細菌の栄養素偏好がin vivoで定量化されている

科学分野:

• 微生物群の研究
• 代謝経路
• 栄養学

背景:

• 腸内微生物群が 健康や病気に 果たす役割は ますます理解されています
• 主に微生物製品に焦点を当てており,微生物の投入にはあまり注意を払っていません.
• 腸内細菌の栄養利用を理解することは 微生物群の調節に不可欠です

研究 の 目的:

• ネズミの腸内微生物のインプットとアウトプットを定量的に調べる
• 異なる細菌の特定の栄養素の好みを特定する.
• 栄養素の好みと 微生物の組成の変化を 食事と関連付ける

主な方法:

• マウスの腸内微生物の栄養素の流れを追跡するために,同位体追跡技術を使用した.
• 遺伝子特有の細菌のタンパク質配列を分析し,栄養素の利用パターンを決定した.
• 栄養成分 (繊維,タンパク質) と宿主由来分子 (乳酸塩,3-ヒドロキシブチラート,尿素) が微生物の供給源として貢献することを調査した.

主要な成果:

• 食物繊維は微生物による炭水化物発酵の主な材料です
• 食事中のタンパク質は,枝分かれの脂肪酸と芳香性代謝物の主要な供給源である.
• 宿主由来の乳酸,3-ヒドロキシブチラートと尿素は,グルコースやアミノ酸とは異なり,重要な微生物の栄養素として機能する.
• 異なる栄養素の好みを観察した. 固虫類は食用タンパク質を好み,バクテロイド類は食用繊維を好み,アクルマンシア類は宿主乳酸を好む.
• これらのバクテリアの栄養素の好みは,食事の変化に伴う微生物組成の変化と相関しています.

結論:

• 食事の構成は 摂取した特定の栄養素を利用する細菌を 選択的に促進することで 腸内微生物群を根本的に形作ります
• 栄養素の好みを理解することで 食事と微生物群の構造との間に 機械的なつながりが生まれるのです
• この研究は,腸内微生物群の機能の包括的な見方をするために,食事と宿主由来のインプットの両方を考慮することの重要性を強調しています.