研究により、腸内微生物叢が老化と心臓病に重要な役割を果たすことが判明
最後に見直したもの： 14.06.2024
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最近 Nature Medicine に発表された研究で、中国の科学者グループは、代謝と年齢に関連する腸内微生物叢の特徴を調査し、代謝、年齢、心血管疾患の長期リスクの関係をより深く理解するために、21 の代謝パラメータに基づいて代謝多疾患クラスターの前向き分析を実施しました。
心血管疾患は世界的に死亡率の主な原因であり、密接に関連している代謝障害と年齢は、心血管疾患のリスクを大幅に高めると考えられています。代謝障害は加齢とともにより複雑かつ広範囲に及び、高齢者では、心血管疾患は一般的に多疾患状態の中で発症します。
さまざまな集団における腸内微生物叢の多様性に関連する老化パターンの証拠が増えていることから、腸内微生物叢は免疫と代謝を結び付け、加齢に伴う変化を起こし、健康的な老化の根底にある可能性があります。研究では、腸内微生物叢におけるバクテロイデスの多様性の低さと固有の分類群の多様性の増加が健康的な老化と関連していることが示されています。しかし、腸内微生物叢、代謝、年齢の相互作用のパターン、およびこれらの相互作用が心血管の健康に及ぼす影響の程度は不明のままです。
この研究では、研究者らは特定の代謝パラメータに基づいて多疾患状態クラスターを特定することから始め、次に年齢と関連する腸内微生物叢シグネチャとこれらの多疾患状態クラスターを調べました。さらに、腸内微生物叢シグネチャの変化と年齢に関連する 55 種の微生物に基づいて、微生物年齢の概念を定義し、特定の多疾患クラスターにおける腸内微生物叢の構成と微生物年齢の役割を決定するために使用しました。
最初のコホートには、40 歳から 93 歳の成人が含まれていました。人口統計学的特性、病歴、代謝変数、アルコール消費、喫煙、身体活動レベルなどのライフスタイル要因に関するデータは、2010 年と 2014 年に収集されました。追跡データには、診断された心血管疾患に関する情報が含まれていました。イスラエル、オランダ、フランス、ドイツ、米国、英国の 4 つの糞便メタゲノム データセットが検証コホートとして使用されました。
21 の代謝パラメータに基づく代謝多重疾患クラスターは、心血管疾患のリスクと関連していました。パラメータには、体重、身長、ウエスト周囲径、高密度コレステロールと低密度コレステロール（HDL-C と LDL-C）、アポリポタンパク質 A-1、総コレステロール、空腹時インスリン濃度、アポリポタンパク質 B、γ-グルタミルトランスフェラーゼ、アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ、アラニンアミノトランスフェラーゼ、耐糖能、尿酸、トリグリセリド、ヘモグロビン A1c、空腹時血漿グルコースが含まれていました。
これらのパラメータに基づいて、健康な代謝プロファイル、低レベルの HDL-C とアポリポタンパク質 A1、高レベルの LDL-C、アポリポタンパク質 B、総コレステロール、インスリン抵抗性、肥満、肝臓酵素の上昇、高血糖を含む 5 つの代謝性多疾患クラスターが特定されました。
すべての参加者から便サンプルを収集し、抽出した DNA を使用してメタゲノム配列決定を実施しました。メタゲノムデータは、元のコホートのメタゲノムプロファイリングに使用されました。
参加者は2つの年齢グループ（60歳未満または60歳以上）に分けられ、4つの不健康な多疾患クラスターについて、健康な代謝プロファイルクラスターと比較してCVDリスク比が計算されました。心血管疾患のリスク比も、若年グループと高齢グループについて計算されました。
環境要因と宿主要因が腸内微生物叢に与える影響を評価し、腸内微生物叢の独自性と多様性の指標を計算しました。次に、腸内微生物叢の年齢と代謝に関連する特徴を調べ、代謝、微生物年齢、心血管疾患リスクの関連性を特定しました。
結果によると、健康な代謝プロファイルクラスターと比較して、高血糖と肥満のクラスターは、11.1年間でそれぞれ117%と75%高い心血管疾患リスクを示しました。これらの結果は検証コホートで確認されました。
さらに、糞便メタゲノムデータから、腸内微生物叢の構成は年齢と多重疾患クラスターの両方と関連していることが示されました。60歳以上の人では、性別、年齢、食事要因、ライフスタイルに関係なく、高血糖と肥満クラスターに関連する心血管疾患のリスク増加は微生物年齢が高い人ほど大きく、微生物年齢が低い人ほどリスクが低かったです。
プレボテラ属の菌数減少を特徴とする微生物年齢の若返りは、薬剤、食事要因、教育水準、性別、年齢、ライフスタイルに関係なく、不健康な代謝クラスターを持つ高齢者の心血管疾患リスクの減少と関連していた。
この研究では、バクテロイデス属の菌数の大幅な減少や、腸内細菌科や連鎖球菌などの通性嫌気性細菌の独自性と豊富さの増加など、腸内微生物叢の加齢に伴う明確な特徴が明らかになった。炎症誘発経路と微生物老化パターンのこれらの増加は、加齢に伴う免疫、消化、生理機能の低下と関連していると思われる。
結論として、この研究では、腸内微生物叢の構成と多様性、年齢、代謝の相互作用と、心血管疾患リスクとの関連を調査した。腸内微生物叢の構成は、年齢や代謝性多疾患パラメータと関連していることがわかっています。
さらに、腸内微生物叢の種の構成に基づくと、微生物年齢が若いほど代謝機能不全に関連する心血管疾患のリスクが軽減されることがわかっており、腸内微生物叢が代謝機能不全の高齢者の心血管の健康を調節していることを示唆しています。