エルゴチオネインは腸内の善玉菌を強化し、発がんを抑制する

Hatzios研究室（ブロード研究所およびハーバード・MGH）が率いる国際研究チームは、ヒトの腸内常在菌が、嫌気性（酸素のない）環境下で、一般的な食物由来の抗酸化物質であるエルゴチオネイン（EGT）をエネルギー源として利用していることを明らかにしました。本研究は、Cell Host and Microbe誌に掲載されています。

研究はどのように進められましたか?

• 試験管内モデル：2つの大きな門（クロストリジウム・シンビオサムとバクテロイデス・フラギリス）の重要な代表例の分離培養では、培地中に「唯一の」抗酸化物質としてエルゴチオネインのみが含まれていました。
• クロスフィーディング: 複数の菌株を一緒に育てると、一方の菌株が EGT をよりアクセスしやすい代謝産物 (ピルビン酸や短鎖脂肪酸など) に変換し、それをもう一方の菌株が取り込むことで、どちらも O₂ が存在しない状態で ATP を生成できることがわかりました。
• 対照実験: C. symbiosum も B. fragilis も単独では EGT を含む培地で効果的に成長できませんでしたが、組み合わせると ATP 生成と細胞バイオマスが 2 倍に増加しました。

主な調査結果

1. エルゴチオネインの役割: キノコ、豆、全粒穀物に含まれるこの抗酸化物質は、保護作用があるだけでなく、腸内の一般的な細菌属のエネルギー基質でもあるようです。
2. 嫌気呼吸の強化：クロスフィーディングにより、酸素欠乏の結腸環境での生存に不可欠な発酵および NAD⁺ 再生経路の活性が高まりました。
3. コミュニティの安定性: EGT 交換は、病原菌の優勢を防ぎ、有益な代謝物 (SCFA) の生成を刺激することで、微生物コミュニティの構造的安定性を強化します。

著者らは、大腸がん患者においてエルゴチオネイン代謝経路がより頻繁に認められることを発見したと指摘しており、これは微生物によるエルゴチオネイン代謝と腫瘍の病因との関連を示唆している可能性がある。このことは、酵素阻害剤や食生活の改善（例えば、キノコや豆類などエルゴチオネインを豊富に含む食品の摂取量の増加）を用いて、治療目的で腸内細菌叢を調節する将来性を開くものである。

健康への影響

• 栄養生態学: 食物繊維に加えて、食物抗酸化物質は「善玉」微生物にとって貴重な燃料として働き、短鎖脂肪酸の生成と免疫調節への貢献を高めます。
• 新しいプレバイオティクス：エルゴチオネインとその誘導体は、有益な嫌気性菌を「活性化」し、腸内細菌叢の乱れに対抗できる標的プレバイオティクスとなる可能性があります。
• 治療上の意味: 食事中の EGT の利用可能性を操作することで、代謝の健康を改善し、炎症を軽減し、腸のバリア機能を強化できる可能性があります。

「腸の嫌気性領域でのエネルギー生産を助ける抗酸化物質の相互摂取の実際のメカニズムを初めて示しました」と筆頭著者のZe Zhou氏は言う。

著者らは3つの重要な点を強調しています。

1. 代謝の「架け橋」としてのエルゴチオネイン
   「エルゴチオネインは抗酸化物質として作用するだけでなく、嫌気性細菌のエネルギー源となり、結腸内の細菌群集を強化することを初めて実証しました。」

2. 大腸がん予防との関連
   「強化された微生物群集は、結腸上皮を保護し、腫瘍の増殖を抑制することが知られている酪酸などの短鎖脂肪酸をより多く生成します」と共著者のマリア・ゴンザレス教授は付け加えた。

3. プレバイオティクス療法の展望
   「さらなる研究により、大腸がんの検査と予防のための現在の戦略を補完できる、標的を絞ったエルゴチオネインベースのプレバイオティクスの開発が可能になるだろう」とZe Zhou博士は結論付けています。

この研究は、微生物叢の内部生体エネルギーを「活性化」し、宿主の健康を改善できる天然の抗酸化物質をベースにした新世代のプレバイオティクスへの道を開くものです。