食事時間による腸内概日時計のターゲティングが消化管の炎症を改善する

2024-08-01 Thu
食事時間の調整による腸内概日リズムの修正を通じた胃腸炎症の緩和に関する研究背景情報炎症性腸疾患（IBD）患者の生検において、腸内概日リズム遺伝子の発現が損なわれていることが観察されています。交代制勤務者に見られるような概日リズムの乱れは、IBDを含む胃腸疾患のリスク増加と関連していることが証明されています。特に腸において、上皮細胞の概日時計は微生物叢を調節することで胃腸の恒常性のバランスを取るとされています。しかし、IBDにおける腸内概日リズムの役割はまだ完全には解明されていません。
最近の研究では、時間制限食が代謝の健康と炎症を改善し、腸内微生物叢に影響を与えることが示されています。そのため、研究チームは食事時間を調整して腸内概日リズムを修正することで、IBDの発症と進行に影響を与える可能性があると仮説を立てました。
論文の出典この研究はミュンヘン工科大学とサリー大学の研究者らによって共同で行われ、Yunhui Niu、Marjolein Heddes、Baraa Altahaらが含まれており、論文は「Cellular & Molecular Immunology」誌の2024年6月25日のオンライン版に掲載されました。
研究プロセス研究デザインと方法動物モデルの選択と検証：
研究チームはIL-10遺伝子欠損マウス（IL-10-/-）をIBD関連マウスモデルとして選択し、概日リズム行動と胃腸免疫恒常性に問題があることを示しました。マウスは明暗サイクル（LD）と継続的暗闇（DD）条件下での行動を野生型対照群と比較しましたが、総活動量がわずかに減少したものの、有意な変化はありませんでした。
分子生物学的検証：
野生型およびIL-10遺伝子欠損マウスの結腸上皮細胞において、概日リズム遺伝子と炎症関連遺伝子を同時に検出しました。結果、野生型マウスの結腸細胞では概日リズム遺伝子が強い日内変動を示したのに対し、IL-10欠損マウスではこのリズムが完全に失われ、同時に炎症関連遺伝子（TNF、IFNγなど）の発現が著しく増強されていました。
食事時間の制限：
時間制限食（Restricted Feeding, RF）の影響を調べるため、研究チームは実験マウスが活動する夜間（ZT13-ZT17）に摂食時間を制限し、最初の8時間から徐々に4時間に減らし、4週間継続しました。この間、摂食量と夜間活動レベルを測定し、両群のマウスの摂食量と活動レベルは類似していました。
データと結果概日リズム遺伝子の回復：
実験により、夜間の時間制限食がIL-10欠損マウスの結腸組織における概日リズム遺伝子のリズミカルな発現を著しく改善し、対照群と同等のレベルに達したことが示されました。
胃腸炎症マーカーの変化：
食事時間の調整により、IL-10欠損マウスの炎症マーカー（TNFやIFNγなど）のレベルが著しく低下し、結腸上皮組織のCD4+ T細胞数と結腸密度が改善され、結腸横断切片の炎症スコアが大幅に減少しました。
微生物叢リズムの回復：
研究ではまた、腸内微生物叢の組成とリズムを検出しました。結果、IL-10欠損マウスの微生物叢リズムが完全に失われていましたが、夜間の時間制限食後、微生物叢のリズムが回復しました。
免疫細胞の移動：
免疫細胞の定量化と転写体シーケンシングの結果、制限食が結腸固有層におけるCD4+ T細胞の日内変動分布を著しく回復させ、同時に総CD4+ T細胞数を減少させたことが示されました。
結論と意義研究結果は、腸内概日リズムの喪失がIBD発症の重要な要因である可能性を示しています。夜間の時間制限食により腸内概日リズムを回復させることで、炎症反応と結腸の健康を改善し、IL-10欠損マウスの生存率を著しく向上させることができます。対照的に、腸内概日リズム遺伝子BMAL1を欠損したマウスでは、この食事時間調整の改善効果は見られず、時間制限食の利点を決定する上で腸内概日リズムが重要であることが証明されました。
研究のハイライト直接的証拠：腸内概日リズム機能不全が宿主の免疫バランスを崩し、IBD様大腸炎の発症と進行を促進するという直接的な証拠を初めて提示しました。
新戦略：時間制限食による腸内概日リズムの回復は、IBD症状を改善する新しい戦略を提供し、将来的に概日リズムに基づいたIBD治療法の開発に活用できる可能性があります。
微生物叢研究：研究は、IBDの発症における腸内微生物叢リズムの役割を明らかにし、胃腸の健康における腸内概日リズムの重要性をさらに強調しました。
研究の将来の方向性研究結果は、IBDにおける腸内概日リズムの重要性と時間制限食の潜在的利点を強力に支持していますが、さらなる長期実験が不可欠です。将来の研究では以下を考慮する必要があります：
1. 長期RF実験：IBDに対する長期RFの持続的改善効果の評価。
2. 作用メカニズムの探索：RFが腸内概日リズム遺伝子および関連シグナル経路を通じてIBDに影響を与える具体的なメカニズムの詳細な探求。
まとめこの研究は、食事時間の調整による腸内概日リズムの修正を通じて、胃腸炎症性疾患を緩和・予防するための強力な科学的証拠と新しいアプローチを提供し、将来的にIBDおよび他の関連代謝性疾患の治療のための潜在的な介入戦略を提示しています。