抗生物質は炎症性腸疾患の原因になりますか?

検査された 4 つの抗生物質はすべて粘液バリアを破壊する能力がありました。| 写真提供: Getty Images

抗生物質の不合理な使用は、抗菌薬耐性菌を引き起こすだけでなく、宿主細胞に直接作用することもある。ジャーナルに掲載された最近の研究によると、 科学の進歩 マウスに抗生物質を1日2回、3日間投与する短期治療でも、腸内細菌と免疫系を隔てる粘液バリアの完全性が損なわれることがわかった。粘液の薄い層が損傷すると、細菌が宿主組織と密接に接触できるようになり、免疫反応が誘発されてマウスが腸炎を起こしやすくなる。腸上皮と微生物叢を隔てる粘液バリアの破壊は、炎症性腸疾患（IBD）の特徴である。

マウスは、アンピシリン、メトロニダゾール、ネオマイシン、バンコマイシンという異なるクラスの抗生物質 4 種類を経口投与されました。この研究では、4 種類の抗生物質すべてが粘液バリアを破壊し、結腸上皮への細菌の侵入を引き起こす可能性があることが分かりました。この研究では、バンコマイシンが、微生物叢とは無関係に、結腸の杯細胞の粘液分泌を阻害できることが分かりました。

バンコマイシンを投与されたマウスは、結腸上皮のほとんどの領域で透明な粘液が欠如していました。特に懸念されたのは、バンコマイシンが注入後数分で杯細胞による粘液分泌に影響を与える能力でした。この研究は、特定の抗生物質が結腸細胞で小胞体 (ER) ストレスを誘発し、粘液産生を減少させることを示唆しています。この観察に基づき、研究者らは、抗生物質は宿主細胞に直接作用することで粘液バリアに有害な影響を与えると結論付けています。抗生物質治療後の微生物叢を無菌マウスに移しても、浸透表現型の移行にはつながりませんでした。このことから、研究者らは、粘液バリアに対するバンコマイシンの効果は、微生物叢を移すことによって無菌マウスに移すことはできないと結論付けました。研究者らは、無菌マウスへの抗生物質治療に加え、糞便微生物叢移植、RNAシークエンシングとそれに続く機械学習、生体外粘液分泌測定も使用し、抗生物質が杯細胞にERストレスを誘発することで微生物叢に依存しない方法で粘液分泌を直接阻害することを確認しました。この効果は微生物叢とはまったく無関係でした。

研究者らは、バンコマイシン治療によって引き起こされる粘液分泌障害を回復できるかどうかをテストしました。彼らは以前、TUDCA（タウロウルソデオキシコール酸）治療が結腸杯細胞の小胞体ストレスを軽減することで粘液分泌速度を上昇させることができることを発見していました。バンコマイシン治療は結腸で小胞体ストレスを誘発するため、TUDCA治療を使用してERストレスを軽減することで粘液分泌を回復させることができました。これにより、バンコマイシン治療は小胞体ストレスを誘発することで結腸杯細胞からの分泌を実際に阻害することが再確認されました。

「抗生物質の使用が炎症性腸疾患（IBD）発症の危険因子となる理由を説明する仮説を我々は提案する。反復的な抗生物質治療が、おそらく遺伝的素因と相まって粘液バリアを侵食し、時間が経つと腸の炎症につながる可能性があると推測している」と、イスラエルのサフェドにあるバル・イラン大学のシャイ・ベル博士で論文の責任著者はツイートした。