Establishment of intestinal flora modification method for prevention of enterohemorrhagic Escherichia coli infection and inflammatory enteritis

预防肠出血性大肠杆菌感染和炎症性肠炎的肠道菌群改造方法的建立

基本信息

批准号：
20K07023
负责人：
杉山剛志
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Gihu University of Medical Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K07023/
关键词：
腸内細菌叢感染性腸炎炎症性腸疾患

项目摘要

4種の抗菌薬投与およびその後にデキストラン硫酸ナトリウム誘発大腸炎（DSS-UC）に高感受性のマウスより採取した糞便を移植したマウスの糞便中細菌叢を、16SリボソームDNAの塩基配列を次世代シーケンサーによって決定し解析した。これらのマウスは、メトロニダゾールを含む抗菌薬投与後に糞便移植した場合はDSSに対する感受性は低く、リンコマイシンを含む抗菌薬投与後の場合には、移植元のマウスと同様にDSS-UCが発症する。糞便中細菌叢を比較すると、両群は共に移植元マウス群と同様にファーミクテス門とバクテロイデス門が優勢であったが、リンコマイシン投与群はメトロニダゾール投与群に比較して、プロテオバクテリア門が少なくアクチノバクテリア門が多かった。また、デスルフォバクテリア門、カンピロバクテリア門も再構成されていた。さらに詳細に比較すると、リンコマイシン投与群ではファーミクテス門の多様性が高く、一方エンテロバクテリア科細菌は検出されなかった。これらの菌叢の差異がDSS-UC感受性に関与すると考えられ、さらに詳細な解析が必要である。抗菌薬投与によるDSS-UC感受性について、アンピシリン単独の投与で感受性が高まる結果が得られたことから、アンピシリン投与後の糞便中細菌叢を解析した。その結果、前述のDSS-UC高感受性糞便移植とは異なり、バクテロイデス門よりもアクチノバクテリア門が優勢の菌叢となっていた。アクチノバクテリア門の中ではコリネバクテリウム属、ミクロバクテリウム属などの増加が顕著であった。抗菌薬投与により減少した腸内細菌叢がその後どのように回復するか、アイソレーター内で飼育して回復した後の細菌叢を解析したところ、興味深いことにラクトコッカスのほぼ単一菌種が増加した。この意義と細菌叢の移植との関係を解析することにより、腸内細菌叢の成立・改変に関する知見が得られると考えられた。

使用 16S 核糖体 DNA 的下一代测序技术，对从对葡聚糖硫酸钠诱导的结肠炎（DSS-UC）高度敏感的小鼠收集的粪便进行移植的小鼠的粪便微生物群进行了测定和分析。当给予抗生素（包括甲硝唑）后进行粪便移植时，这些小鼠不太容易受到 DSS 的影响，但当给予抗生素（包括林可霉素）后进行粪便移植时，这些小鼠会出现 DSS-UC，就像受体小鼠一样。比较两组粪便微生物群，两组均以厚壁菌门和拟杆菌门为主，与移植小鼠组相似，但林可霉素治疗组的变形菌门和放线菌门较甲硝唑治疗组少，细菌门也较多。脱硫菌门和弯曲菌门也被重建。更详细的比较显示，林可霉素治疗组中厚壁菌门的多样性较高，而未检测到肠杆菌科细菌。这些细菌菌群的差异被认为与 DSS-UC 敏感性有关，需要进一步详细分析。关于抗生素施用引起的DSS-UC敏感性，我们发现单独施用氨苄青霉素会增加敏感性，因此我们分析了施用氨苄青霉素后的粪便菌群。因此，与上述 DSS-UC 高度敏感的粪便移植不同，细菌菌群以放线菌门而非拟杆菌门为主。放线菌门中，棒杆菌属和微杆菌属显着增加。当我们分析因使用抗生素而减少的肠道菌群在隔离器中培养后如何恢复时，我们发现，有趣的是，几乎单一种类的乳球菌增加了。通过分析其意义以及菌群移植之间的关系，人们认为可以获得有关肠道菌群建立和修饰的知识。