腸心軸に関する新たな知見:微生物代謝産物バイオマーカー、マルチオミクス、および工学的に設計された細菌デリバリーシステム
Yankun Chen1, Yiyu Li2,3, Huaguan Lu4
1Engineering Research Center of Innovative Drug of Traditional Chinese and Zhuang Yao Medicine, Ministry of Education, Guangxi University of Chinese Medicine, Nanning, China.
Abstract:
腸・心軸(gut-heart axis)の研究は急速に発展しているが、臨床への応用は依然として限定的である。本レビューでは、心血管疾患(CVD)における微生物由来の代謝物、バイオマーカー、マルチオミクス・ワークフロー、および設計された細菌による介入に関する最新の知見を批判的に統合することで、この乖離を解消することを目的とする。TMAO、短鎖脂肪酸、胆汁酸、インドール誘導体、およびフェニルアセチルグルタミンが、いかにして状況依存的な心血管影響を及ぼすか、また、なぜ機能的な微生物遺伝子マーカーや統合バイオマーカーパネルが、単一の分類群によるシグネチャーよりも優れた性能を示す可能性があるかについて検討する。次に、因果推論およびバイオマーカーの検証に向けたマルチオミクス戦略、すなわちメタゲノミクス、メタボロミクス、プロテオミクス、シングルセルおよび空間オミクス、およびバイオインフォマティクスによる統合について評価する。最後に、遺伝子回路設計、定着制御、バイオコンテインメント(生物学的封じ込め)、および安全性をはじめとする設計された細菌デリバリーシステムを評価し、臨床応用、費用対効果、および知的財産に関する短・中・長期的なマイルストーンを概説する。重要な結論として、CVDにおける精密マイクロバイオーム医療には、標準化されたアッセイ、前向き検証、強固な規制経路、および公平な商業化が必要である。本レビューは、メカニズム的な洞察とトランスレーショナルな要件を結びつけることで、CVDにおけるマイクロバイオーム標的の診断法および治療法を開発するための枠組みを提示する。
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