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大豆油と炎症性腸疾患

2021年9月29日 by office-k

炎症性腸疾患(IBD)には、遺伝、免疫機能障害、腸内細菌叢、食事など様々な因子が影響する。


この100年で我々日本人の食生活は大きく変化し、摂取量が増加したのは大豆油(SO)などの植物油である。
大豆油に含まれる主要な脂肪酸であるリノール酸(LA、C18:2 ω6)は、潰瘍性大腸炎(UC)の発症と密に関連しているが、大豆油がIBDを促進するか保護するかについては議論が続いている。
さらに、LAおよびその代謝物であるアラキドン酸(AA、C20:4、ω6)は、オキシリピンやエンドカンナビノイドなどの生理活性脂質の前駆体である。そのため、LAを多く含む食事はIBDとの関連が指摘されているオキシリピン、エンドカンナビノイドのレベルを変化させる可能性がある。

下のデータは、SOを摂取するとマウスの腸管上皮バリアの透過性が高まり、大腸炎になりやすくなることを明らかにしたもの。

また、SO食は潰瘍性大腸炎感受性遺伝子であるHepatocyte Nuclear Factor 4α (HNF4α)にコードされるアイソフォームのバランスを崩し、バリア機能やIBD感受性に影響を及ぼすことが明らかになった。
また、SO食は付着侵襲性大腸菌(AIEC)の増加など、腸内細菌叢の異常を引き起こす。
解析の結果、腸内細菌とSO食は腸内のLAとそのオキシリピンおよびエンドカンナビノイドの代謝物のレベルを変化させることが明らかになり、SOを多く含む食事によって大腸炎にかかりやすくなることが示唆された、と結論。

Diet High in Soybean Oil Increases Susceptibility to Colitis in Mice

・腸内細菌叢は腸のホメオスタシスに重要な役割を果たしており、腸内細菌叢組成のdysbiosis(細菌叢の多様性が低下した状態)は、IBDを含む腸の炎症や様々な腸の病態を引き起こす可能性がある。
特に、IBD患者では付着侵襲性大腸菌(AIEC)の発生率の増加が報告されており、遺伝的に感受性の高いマウスでは、西洋食(動物性脂肪と糖分が多い)が腸内AIECのコロニー形成の増加につながる。
ヒトのAIECと90%のDNA配列相同性を有する新規マウスAIEC(MAIEC)を単離したところ、マウスにおいて大腸炎を引き起こし腸の炎症を悪化させることを示した。

・大豆油を豊富に含む食事が腸の大腸陰窩長を短くすること、肝臓におけるLAとα-リノレン酸のオキシリピン代謝物がSOによるマウスの肥満と正の相関を示すことを明らかにしてきた。
これまでの研究で、西洋食がIBDの発症との関連が示されている。

・Soybean oil-based high fat diet(SO+f)を与えたマウスでは、デキストラン硫酸ナトリウム(DSS:腸粘膜上皮障害を起こす)処理後の免疫機能障害がより大きくなっていることが示された。DSS処理により、SO+f群では結腸の長さが短くなった(7.9cmから5.6cm、29%の減少)。免疫機能障害の増加と同様に、結腸および陰窩の長さの減少は、大腸の炎症の増加と相関している。

・この研究では、3種類の大腸炎モデルマウス(DSS誘発マウス、IL-10-/-マウス、HNF4αトランスジェニックマウス)において、大豆油からなる高脂肪食がIBDの素因となることを示した。
大豆油が腸上皮のバリア機能を低下させること、また、腸内細菌叢やメタボローム、さらにはIBD感受性遺伝子HNF4αの変調が関与している可能性を示した。大豆油食は雄マウスにおいて、
i)マウスに大腸炎を引き起こすことが示されている病原体であるMAIECの存在量を増加させる。
ii)大腸内のP2-HNF4αのレベルを増加させる
iii)炎症性PUFA代謝産物であるオキシリピンを増加させる
iv)エンドカンナビノイドやオメガ3EPAなどの抗炎症性生理活性脂質のレベルを減少させる
ことが明らかになった。
この結果は、食物繊維がこれらの主要な要因ではないことを示している。多くの高脂肪食研究とは異なり、我々の大豆油食(SO+f)の食物繊維は、低脂肪・高繊維の対照食(Viv chow)の食物繊維と同等であった。
これらの結果から、現在の米国の食生活に類似したSO強化食が大腸炎発症の素因となる環境因子となる可能性があり、腸管バリアー機能不全、HNF4αアイソフォームの不均衡、微生物の異常、メタボロームの乱れが寄与していると考えられる。

・腸内細菌種の多様性の減少と宿主関連微生物の増加は、IBDモデルマウスだけでなく、この病気を患っている患者でも報告されている。IBDでは有益な細菌が減少する一方、AIECなどの微生物病原体が増加する。
本研究では、大豆油を多く含む食事によってマウスの腸管内で関連するMAIECの個体数が増加することを確認し、これをSO mAIECと呼ぶこととした。SO mAIECが増殖するのは、大豆油の主成分であるリノール酸(LA、C18:2 omega 6)をエネルギー源として利用できることによると考えられる。

・我々は、P2-HNF4αの腸内発現の増加(P1-HNF4αに対して)がバリア機能の低下やDSS誘発大腸炎の増加につながることを明らかにしてきた。ここでは、大豆油食によりP2-HNF4αタンパク質の増加とともに上皮透過性が亢進することが確認され、腸内のHNF4αアイソフォームの不均衡がSOによるIBD感受性に関与している可能性が示唆されている。
P2-HNF4αの発現量が増加した原因は、まだ解明されていない。

・LAおよびALAオキシリピンは、IBDとの関連が指摘されている炎症誘発性分子である。大豆油を与えたマウスの腸内でこれらの化合物のレベルが増加していることは、肝臓におけるLAおよびALAオキシリピンのレベルが、慢性炎症に関連する別の状態である肥満と相関することを示した我々の以前の知見を想起させる。興味深いことに、SO mAIECは宿主細胞と同様にLAおよびALAオキシリピンを産生することができ、おそらく大豆油に含まれる高いLAおよびALAレベルから産生されると考えられる。

・LA/ALAオキシリピン以外で、最も有意に制御されなかった代謝物はエンドカンナビノイドである。大豆油の存在によりエイコサペンタノイルエタノールアミド(EPEA)とパルミトオレイルエタノールアミド(POEA)が有意に減少した。大豆油存在下で培養したSO mAIECは、大豆油非存在下で培養した細菌よりもエンドカンナビノイドのレベルが低かった。これは、大豆油に含まれる何らかの成分または細菌内で大豆油によって活性化される何らかの経路が、エンドカンナビノイドの産生を阻害していることを示唆している。
エンドカンナビノイドの一つがパルミトイルエタノールアミド(PEA)であり、細菌感染に対する抵抗力を高めることが示されている。これらの結果は、エンドカンナビノイドレベルの低下が大腸炎の増加と関連していることと一致する。

・LAおよびALAとは対照的に、EPA(健康上の有益な効果という点で最もよく研究されているオメガ3 PUFAの1つ)は、大豆油の存在下で有意に減少した。
さらに、無菌マウスでは従来のマウスに比べてEPAの濃度が高いことが確認され、腸内細菌叢もEPAの濃度に関与していることが示唆された。このことは、in vitroでMAIECにおいてEPAが減少するという事実と一致しており、生体内でも病原菌がこのオメガ3脂肪酸のレベルを低下させている可能性を示唆している。

・抗炎症作用があると考えられている多くのEPA代謝物であるDiHETE(エイコサペンタエン酸由来抗炎症脂質メディエーター)、HEPE(EPA由来抗炎症性代謝物)も、大豆油食によって減少した。
全体として、オメガ3系EPAおよびその代謝物のいくつかの減少とオメガ6系LAおよびその代謝物の増加が相まって、IBD患者によく見られる炎症促進状態を生成することが予想される。

本研究では現在のアメリカの食生活に基づいた大豆油食が、雄マウスのIBD感受性を高めることが示された。
そのメカニズムとして、大豆油のLA含有量の高さが引き金となり、腸内病原菌が競争力を持って増殖することで、腸内細菌叢の調節障害が起こると考えられる。この細菌は、オキシリピンが増加し、エンドカンナビノイドやEPAが減少するなど腸内メタボロームの変化に寄与している。
その結果、IBDに特徴的な炎症環境が形成される。

Filed Under: health, nutrition Tagged With: 大腸炎, 大豆油

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