抗生物質による腸内微生物叢の枯渇はマウスの体細胞性神経因性疼痛を改善する [免疫・炎症]
腸内微生物叢は、神経機能および神経学的障害に関与することが見出されているものの不明な点が多い。本研究では、腸内微生物叢が慢性的な体細胞性疼痛障害にどのような影響を与えるかを調査し、末梢神経損傷、化学療法、および糖尿病性神経障害を有するマウスにおける神経因性疼痛の発症および維持に重要な役割を持っていることを示した。
マウスにおけるさまざまな形態の傷害または疾患、坐骨神経の慢性狭窄傷害(CCI)、オキサリプラチン(OXA)化学療法、およびストレプトゾシン(STZ)誘発糖尿病によって生じた神経因性疼痛は、腸内微生物叢の枯渇によって予防または大幅に抑制することができた。
抗生物質カクテルの継続的な摂食は、腸内微生物叢の大枯渇を引き起こした。腸内微生物叢の枯渇は、CCI-、OXA-、およびSTZ誘発性熱痛覚過敏または機械的アロデニアを防止または完全に抑制し、ならびに脊髄におけるCCIまたはSTZ治療誘発グリア細胞活性化およびDRGにおけるOXA誘導サイトカイン産生を阻害する。
また、SPFマウスからABX処理マウスへの糞便細菌の移植は、腸内微生物叢を部分的に回復させて神経因性疼痛を完全に回復させた。行動的に発現された疼痛症候群の回復は腸内微生物叢の完全回復を必要としないことを示しており、微生物叢の特定の細菌またはサブコミュニティが疼痛行動調節に特異的に関与している可能性があることを示唆している。Akkermansia、Bacteroides、およびDesulfovibrionaceae phylusは、神経損傷マウスにおける痛みの発症に重要な腸内微生物叢に属する可能性がある。
興味深いことに、微生物叢の枯渇は、高血糖として現れるSTZ誘発性糖尿病の発症を完全に防止した。この予期せぬ発見は、腸内微生物叢がSTZ誘発性糖尿病自体の発症と糖尿病性神経因性疼痛症状の両方に重要な役割を果たしている可能性があることを示しており、糖尿病の病因および糖尿病性疼痛におけるその役割を理解するためのさらなる研究が必要となる。
この研究におけるもう一つの重要な発見は、腸内微生物叢の部分的な回復が、以前は腸内微生物叢の枯渇によって予防または抑制されていた神経因性疼痛を完全に回復させたことである。
Akkermansia、Bacteroides、およびDesulfovibrionaceae phylusは、神経損傷マウスにおける痛みを伴う症状の発症において重要な役割を果たし得る。腸内微生物叢を操作することによって疼痛管理の道を拡張するためには、腸内細菌とニューロン経路との間の正確な関連性を見つける必要がある。神経系と腸内微生物叢の他のいくつかの特定の細菌との相互作用は以前に同定されている。微生物代謝産物の循環または迷走神経によるニューロン形質導入の変化によって、腸内微生物叢はDRG、脊髄および脳を含む腸の遠位にある系と相互作用することができる。腸内のグラム陰性菌からのLPSが血液中に放出され、DGRと脊髄に循環することがわかっている。
細菌によって産生される短鎖脂肪酸がミクログリアの成熟に重要であることが判明している。腸内で産生されるサイトカインは腸内微生物叢の影響を強く受け、中枢神経系におけるアストロサイトの機能を調節する。腸内微生物叢のバクテロイデス・フラギリスは、スフィンゴ脂質と多糖類を産生して神経の髄鞘形成、神経炎症、慢性疼痛に重要な役割を果たす。
腸内微生物叢は、さらに、GABA やセロトニン(5-HT)などの神経伝達物質または神経調節物質のレベルを調節して神経機能に影響を与える。この新知見は、腸内微生物叢が神経系とどのように相互作用するかについての知識を広げるものである。また今後は、腸内微生物叢の特定の細菌が脊髄およびDRGにおける疼痛処理とどのように相互作用するかについての同定が必要となる。
腸は体内環境と外部環境との直接的な界面として免疫活動において非常に活発であり、さまざまな種類の先天的な適応免疫細胞を特徴とし、これらのシステムの複雑さによって相互作用する。要約すると、この研究は、体細胞性慢性疼痛の異なる形態における腸内微生物叢の明確な役割を明らかにしており、疼痛処理におけるグリア機能およびニューロン-免疫相互作用に対する腸内微生物叢の影響についてさらなる研究が必要である。
出典文献
Gut microbiota depletion by antibiotics ameliorates somatic neuropathic pain induced by nerve injury, chemotherapy, and diabetes in mice
Pingchuan Ma, Rufan Mo, Huabao Liao, et al.
Journal of Neuroinflammation volume 19, Article number: 169 (2022)
マウスにおけるさまざまな形態の傷害または疾患、坐骨神経の慢性狭窄傷害(CCI)、オキサリプラチン(OXA)化学療法、およびストレプトゾシン(STZ)誘発糖尿病によって生じた神経因性疼痛は、腸内微生物叢の枯渇によって予防または大幅に抑制することができた。
抗生物質カクテルの継続的な摂食は、腸内微生物叢の大枯渇を引き起こした。腸内微生物叢の枯渇は、CCI-、OXA-、およびSTZ誘発性熱痛覚過敏または機械的アロデニアを防止または完全に抑制し、ならびに脊髄におけるCCIまたはSTZ治療誘発グリア細胞活性化およびDRGにおけるOXA誘導サイトカイン産生を阻害する。
また、SPFマウスからABX処理マウスへの糞便細菌の移植は、腸内微生物叢を部分的に回復させて神経因性疼痛を完全に回復させた。行動的に発現された疼痛症候群の回復は腸内微生物叢の完全回復を必要としないことを示しており、微生物叢の特定の細菌またはサブコミュニティが疼痛行動調節に特異的に関与している可能性があることを示唆している。Akkermansia、Bacteroides、およびDesulfovibrionaceae phylusは、神経損傷マウスにおける痛みの発症に重要な腸内微生物叢に属する可能性がある。
興味深いことに、微生物叢の枯渇は、高血糖として現れるSTZ誘発性糖尿病の発症を完全に防止した。この予期せぬ発見は、腸内微生物叢がSTZ誘発性糖尿病自体の発症と糖尿病性神経因性疼痛症状の両方に重要な役割を果たしている可能性があることを示しており、糖尿病の病因および糖尿病性疼痛におけるその役割を理解するためのさらなる研究が必要となる。
この研究におけるもう一つの重要な発見は、腸内微生物叢の部分的な回復が、以前は腸内微生物叢の枯渇によって予防または抑制されていた神経因性疼痛を完全に回復させたことである。
Akkermansia、Bacteroides、およびDesulfovibrionaceae phylusは、神経損傷マウスにおける痛みを伴う症状の発症において重要な役割を果たし得る。腸内微生物叢を操作することによって疼痛管理の道を拡張するためには、腸内細菌とニューロン経路との間の正確な関連性を見つける必要がある。神経系と腸内微生物叢の他のいくつかの特定の細菌との相互作用は以前に同定されている。微生物代謝産物の循環または迷走神経によるニューロン形質導入の変化によって、腸内微生物叢はDRG、脊髄および脳を含む腸の遠位にある系と相互作用することができる。腸内のグラム陰性菌からのLPSが血液中に放出され、DGRと脊髄に循環することがわかっている。
細菌によって産生される短鎖脂肪酸がミクログリアの成熟に重要であることが判明している。腸内で産生されるサイトカインは腸内微生物叢の影響を強く受け、中枢神経系におけるアストロサイトの機能を調節する。腸内微生物叢のバクテロイデス・フラギリスは、スフィンゴ脂質と多糖類を産生して神経の髄鞘形成、神経炎症、慢性疼痛に重要な役割を果たす。
腸内微生物叢は、さらに、GABA やセロトニン(5-HT)などの神経伝達物質または神経調節物質のレベルを調節して神経機能に影響を与える。この新知見は、腸内微生物叢が神経系とどのように相互作用するかについての知識を広げるものである。また今後は、腸内微生物叢の特定の細菌が脊髄およびDRGにおける疼痛処理とどのように相互作用するかについての同定が必要となる。
腸は体内環境と外部環境との直接的な界面として免疫活動において非常に活発であり、さまざまな種類の先天的な適応免疫細胞を特徴とし、これらのシステムの複雑さによって相互作用する。要約すると、この研究は、体細胞性慢性疼痛の異なる形態における腸内微生物叢の明確な役割を明らかにしており、疼痛処理におけるグリア機能およびニューロン-免疫相互作用に対する腸内微生物叢の影響についてさらなる研究が必要である。
出典文献
Gut microbiota depletion by antibiotics ameliorates somatic neuropathic pain induced by nerve injury, chemotherapy, and diabetes in mice
Pingchuan Ma, Rufan Mo, Huabao Liao, et al.
Journal of Neuroinflammation volume 19, Article number: 169 (2022)
2022-07-05 17:35
