慢性腎臓病の進行抑制には『腸内細菌叢』のバランス制御が重要
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腎機能が慢性的に低下していく慢性腎臓病は、高血圧や糖尿病などの生活習慣病が原因になって生じる疾患で、最終的には透析を必要とする「末期腎不全」に陥るほか、脳心血管疾患の発症率・死亡率も高まることが分かっている。
国内ではこの慢性腎臓病を成人の8人に1人が発症するとされるが、現時点では進行後の慢性腎臓病に対する有効な治療はほとんどなく、病気のメカニズム解明や、進行抑制に効果のある新しい治療法の開発が望まれている。
東北大学と慶應義塾大学は共同で4月13日、阿部高明氏(東北大学大学院医学系研究科病態性制御学分野および医工学研究科教授)と三島英換氏(医学部助教)、福田真嗣氏(慶應義塾大学先端生命科学研究所特任准教授、JSTさきがけ研究者)らの研究グループが、慢性腎臓病の病態において腸内細菌叢が関与していることを発見したと発表した。
同研究成果は、4月10日付けの国際腎臓学会学術誌「Kidney International」(電子版)に掲載されている。
慢性腎臓病の病態と『腸内細菌叢』の関わりに注目
近年の研究では、腸管と腎臓が互いに影響を及ぼし合っている「腸腎連関」が注目されている。慢性腎臓病にかかることでも、『腸内細菌叢』における変化が見られ、腸管壁の性状などの腸内環境が変わることがこれまでに報告されていた。
この「腸腎連関」の観点から、腸管における腎臓病メカニズムの解明を目指し、腎臓病の新しい治療法の開発につなげる取り組みが望まれるが、その一方で慢性腎臓病と『腸内細菌叢』の関与についての詳細は、ほとんど不明なままだった。
腸内細菌叢が腎不全時の代謝に大きく影響
今回、同研究グループでは、腎不全モデルマウスによる実験で、腸内細菌叢を持たない無菌マウスと腸内細菌叢を有する通常飼育マウスのそれぞれの血液、尿、便などから体内の代謝物質の違いを比較するメタボローム解析している。
その結果、腸内細菌叢の有無が腎不全時の血中において代謝物質に大きな違いを及ぼしていることが明らかになった。
また、腎不全時に体内に蓄積して毒性を発揮する尿毒素のうち、11種の尿毒素は腸内細菌叢の影響を大きく受ける(腸内細菌叢由来尿毒素)ことが分かった。
これらの尿毒素は、「100%腸内細菌叢由来」、「腸内細菌叢と宿主の代謝由来」、「腸内細菌叢代謝と食事成分由来」の3つに分類され、尿毒症毒素の原因物質とされるインドキシル硫酸は「100%腸内細菌叢由来」の物質であることも確認された。
その他、動脈硬化などの心疾患原因物質とされるトリメチルアミン-N-オキシド(TMAO)においては、腸内細菌叢由来TMAOに加え、食事成分由来TMAOも腎不全時に体内蓄積することが分かったとしている。
「腸内環境」を標的にした腎臓病の治療法開発
今回の研究成果では、腸内細菌叢は腎不全状態における腸管内での短鎖脂肪酸の産生やアミノ酸代謝にも大きく影響していることも分かっている。この短鎖脂肪酸とアミノ酸は、免疫制御・栄養シグナルといった腎保護的な役割を担っていることが近年報告されている。
これらをまとめると、腸内細菌叢は腎臓病の引き金となる尿毒素を産生する一方で、免疫や栄養面では腎保護的な役割を果たすという二面性を持つことを示唆している。またこのことから、慢性腎臓病の進展予防には腸内細菌叢のバランスの制御が重要であると示唆される。
同研究グループでは、今後は腸内環境をターゲットにした新たな腎臓病の治療法開発などの臨床応用への発展を期待できるとしている。
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