メチオニン、トリプトファン、ナイアシンの欠乏は雌マウスの腸管トランスクリプトームと腸内細菌叢を再構築する

概要

カロリー制限は、さまざまな生物種において寿命を延ばし代謝の健康を改善しうる確かな介入法として知られており、その効果は宿主の代謝の再構築と腸内細菌叢の変化の両方によるものと考えられるようになっています。近年の研究では、特定の食事成分を制限するだけでも同様の効果が得られる可能性が示されています。メチオニンや分岐鎖アミノ酸の制限は代謝を改善し腸内細菌叢を調節しますが、ほかの栄養素の影響はまだよくわかっていません。

本研究では、雌マウスを用いて、メチオニン、トリプトファン、ナイアシンの欠乏が宿主の腸管の遺伝子発現と腸内細菌叢に与える影響を調べました。腸管組織のトランスクリプトーム解析から、これらの栄養素を一時的に制限すると、腸管の遺伝子発現、とくに酸化的リン酸化やATP産生に関わる遺伝子の発現が大きく変化することがわかりました。

シングルセル解析では、これらの栄養素の制限によって腸管の免疫細胞集団が増加することが明らかになりました。腸内細菌叢の解析でも、一時的な欠乏によって細菌の構成が変化し、一部では乳酸桿菌（Lactobacillus）属の相対的な存在量の増加が見られました。

これらの結果は、特定の栄養素を狙って制限することが、宿主と腸内細菌叢の相互作用を再プログラムする戦略となりうることを示しています。