【論文】潰瘍性大腸炎に対するフアイア多糖体の密着結合保護と腸内代謝改善による粘膜炎症軽減効果

対象論文

項目	内容
和訳タイトル	フアイア多糖体は、炎症と酸化ストレスを抑制し、腸管バリアを維持し、腸内細菌叢を調節することにより、デキストラン硫酸ナトリウム誘発性大腸炎を軽減する
英題	Huaier Polysaccharide Alleviates Dextran Sulphate Sodium Salt-Induced Colitis by Inhibiting Inflammation and Oxidative Stress, Maintaining the Intestinal Barrier, and Modulating Gut Microbiota
発表年	2024年
筆頭著者	Yi-Fei Tang
責任著者	Bao Yuan
掲載誌	Nutrients
DOI	https://doi.org/10.3390/nu16091368

研究の信頼性チェック（PICO）

項目	内容
P (Patient/Problem)	in vitroでは、過酸化水素（H2O2、800 μM）誘発酸化ストレスモデルのヒト結腸癌由来上皮細胞株（HT-29細胞）を対象としている。 in vivoでは、3%デキストラン硫酸ナトリウム（DSS）誘発潰瘍性大腸炎モデルマウス（SPFグレード、8週齢、雄性BALB/cマウス、計24匹）を対象としている。
I (Intervention)	in vitroでは、フアイア多糖体（HP）を400、800、1600 μg/mLの各濃度で24時間事前処理した後にH2O2を4時間処置している。 in vivoでは、HPを200 mg/kg/dayの用量で14日間事前投与し、その後14から21日目まで3%DSS水と併用して経口投与した。
C (Comparison)	in vitroでは、未処理のコントロール群およびH2O2単独処理群と比較している。 in vivoでは、生理食塩水と通常滅菌水を投与した正常対照群（NC群、n=8）および生理食塩水と3%DSS水を投与した大腸炎モデル群（DSS群、n=8）と比較している。
O (Outcome)	in vitroでは細胞生存率、アポトーシス率、細胞内活性酸素種（ROS）生成量を評価した。 in vivoでは体重変化、疾患活動性指数（DAIスコア）、結腸長、血清および組織中のサイトカイン（IL-1β、IL-6、TNF-α）、酸化ストレス指標（MDA、SOD、T-AOC）、組織病理、密着結合タンパク質（ZO-1、Occludin、Claudin 1）、腸内細菌叢、腸内代謝物を評価した。

試験デザインとサンプル数

項目	内容
研究デザイン	in vitroにおける細胞生存および酸化ストレス保護実験、およびin vivoにおけるランダム化対照動物実験の二段階構成で実施された。
サンプルサイズ	in vitro実験では各アッセイにつきn=3から5、in vivo実験では計24匹の雄性BALB/cマウスを各群n=8の3群（NC群、DSS群、DSS+HP群）にランダムに割り当てた。
研究期間	細胞実験では事前処理24時間およびH2O2処理4時間、動物実験では事前投与14日間およびDSS併用投与7日間の計21日間実施された。
統計解析	データの比較には一元配置分散分析（one-way ANOVA）およびDunnettの多重比較検定が使用され、P<0.05を統計的有意水準と定義した。

結果の詳細

【in vitroにおける細胞保護効果と活性酸素種の抑制】

Tang氏ら（2024）の研究チームがNutrientsで発表した検証によると、ヒト結腸癌由来上皮細胞株であるHT-29細胞に対して、フアイア多糖体（HP）を50〜1600 μg/mLの濃度で24時間処置しても、細胞生存率に有意な低下は認められず、細胞毒性を示さないことが確認された。一方で、800 μMのH2O2処理によって誘導される細胞アポトーシスに対し、HPを400、800、1600 μg/mLの濃度で事前処理した群では、アポトーシス率が用量依存的かつ有意に減少した（P<0.0001）。

さらに、H2O2処理によって著しく上昇した細胞内活性酸素種（ROS）の平均蛍光強度についても、HPの事前処理によって有意に抑制されることがフローサイトメトリー解析により実証された（P<0.0001）。

【臨床症状および結腸短縮の有意な改善】

in vivoにおける大腸炎モデルにおいて、DSS群は14日目以降に著しい体重減少と、重度の下痢および血便を反映する高い疾患活動性指数（DAIスコア）を示した。これに対し、HPを200 mg/kg/dayで経口投与した群では、21日目における体重減少が有意に抑制され（P<0.01）、DAIスコアも有意に低下した（P<0.0001）。

解剖時における結腸の長さは、正常対照群の約8.2 cmに対してDSS群では約5.2 cmまで著しく短縮していたが、HP投与群ではこの短縮が有意に抑制され、正常に近い長さを維持した（P<0.0001）。

【血清および結腸組織における炎症性サイトカインと酸化ストレスの抑制】

大腸炎の病態悪化に関与する血清中のリポ多糖（LPS）および炎症性サイトカイン（IL-1β、IL-6、TNF-α）のレベルは、DSS群で著しく上昇していた。しかし、HPの投与により、血清LPSおよびこれらすべての炎症性サイトカインのレベルが有意に低下し、腸管透過性の亢進が抑制されていることが示唆された（P<0.0001）。

また、結腸組織中の好中球浸潤を示すミエロペルオキシダーゼ（MPO）活性および脂質過酸化物（MDA）レベルはHP投与により有意に低下し、低下していたスーパーオキシドジスムターゼ（SOD）活性および総抗酸化能（T-AOC）は有意に上昇した（P<0.0001）。

【腸管物理的バリア機能および密着結合タンパク質の回復】

組織病理学的評価において、DSS群で観察された広範な粘膜下浮腫、炎症細胞浸潤、および陰窩の消失は、HPの投与によって著しく軽減された。アルシアンブルー染色およびPAS染色において、DSS群で著しく減少していた杯細胞数および粘液分泌量は、HP投与群において有意に維持され、粘液の主成分であるMuc2タンパク質の発現も回復した。

さらに、結腸組織における密着結合タンパク質であるZO-1、Occludin、およびClaudin 1のウエスタンブロット解析において、DSS群でみられた発現低下が、HP投与によってすべて有意に回復・上昇した（P<0.05）。

【腸内細菌叢の偏りの是正と有益菌の増加】

盲腸内容物の16S rRNA解析において、DSS群で有意に低下したα多様性（Shannon index）は、HP投与群では有意な上昇には至らなかった（P>0.05）。しかし、β多様性解析（PCAおよびPCoA）において、HP投与群の細菌叢構成はDSS群から明確に分離し、正常対照群の方向へと回帰する明確なシフトを示した。

属レベルの解析において、HP投与は、DSSによって減少した有益な酪酸産生菌であるMuribaculaceae_unclassified、Anaerotruncus、およびRuminococcaceae_unclassifiedの相対存在量を有意に増加させ（P<0.05）、有害な病原菌であるEscherichia-Shigellaの増加を有意に抑制した（P<0.05）。

【腸内代謝プロファイルの変動と有益代謝物の増加】

非標的メタボロミクス解析において、HP投与群では結腸内の3-ヒドロキシ酪酸、ホスファチジルコリン（PC）、およびホスファチジルエタノールアミン（PE）のレベルが有意に上昇した（P<0.05）。

Spearman相関分析では、有害菌であるEscherichia-Shigellaの存在量が、DAIスコアや炎症性サイトカイン、酸化ストレス指標と正の相関を示し、結腸長や抗酸化因子、有益代謝物と負の相関を示した。一方で、有益菌であるMuribaculaceae_unclassified、Anaerotruncus、およびRuminococcaceae_unclassifiedは、結腸長や抗酸化因子、有益代謝物と正の相関を示し、炎症指標と負の相関を示した。

獣医療への応用可能性と専門的考察

【臨床現場での活かし方】

犬や猫の慢性腸症（CE）は、日常の臨床において遭遇頻度が高く、かつ治療に難渋しやすい病態の一つである。本研究で示されたフアイア多糖体による多角的な作用機序、特に密着結合タンパク質（ZO-1、Occludin、Claudin 1）の保護と粘液バリアの維持は、リーキーガット症候群を伴う難治性下痢の症例に対する新しい補助療法の選択肢として有用であると考えられる。

臨床獣医師は、従来の食事療法や抗菌薬療法で十分にコントロールできない症例に対し、腸管粘膜の物理的修復と抗炎症環境の創出を目的として、フアイア多糖体をアジュバント療法として導入することを検討する価値がある。

【既存治療との比較】

犬猫のCE治療における治療は病態にもよるがプレドニゾロンなどの副腎皮質ステロイド薬や食事療法が一般的である。ステロイドに関しては長期投与に伴う医原性クッシング症候群や糖尿病、免疫抑制による二次感染などの副作用が臨床上の課題となることが多い。フアイア多糖体は、ステロイド薬のように免疫系を強力かつ非特異的に抑制するのではなく、抗炎症サイトカインの調整、抗酸化能の強化、および腸内細菌叢の正常化を介して穏やかに病態を改善する。

このため、ステロイド薬の投与量を減量するために、あるいは寛解維持期における安全な長期管理手段として、既存の免疫抑制療法を補完する安全性を備えた選択肢になり得ると考えられる。

【研究の限界（Limitation）と批判的吟味】

本研究は、急性大腸炎モデルであるDSS誘発モデル、および単一のヒト結腸細胞株のみを用いた基礎研究の段階であり、実際の犬猫の自然発症IBDに対する有効性が直接立証されたわけではない。また、マウスの有効用量である200 mg/kg/dayを犬猫に外挿する際には、体表面積換算（Allometric Scaling）を考慮する必要があり、単純な体重換算では過剰投与となる恐れがあるため注意が必要である。

さらに、マウスで増加したMuribaculaceaeはげっ歯類の優勢菌であり、犬猫の腸内細菌叢とは構成が異なるため、犬猫におけるプレバイオティクスとしての実際の挙動については、今後の臨床研究による検証を待つ必要がある。

読者のためのミニ用語集

フアイア（Trametes robiniophila Murr）：薬用真菌の一種であり、その多糖体成分は抗腫瘍作用や免疫調節作用、抗炎症作用など多様な生物活性を持つことが知られている。
密着結合（Tight Junction）：隣接する上皮細胞同士を密着させ、細胞間の隙間を塞ぐことで、管腔内の異物や病原体の侵入を防ぐ腸管の物理的バリア機構である。
3-ヒドロキシ酪酸（3-hydroxybutyric acid）：ケトン体の一種であり、エネルギー源として機能するだけでなく、制御性T細胞（Treg）の比率を高めることで過剰な免疫反応を抑制する作用が報告されている。
疾患活動性指数（DAI：Disease Activity Index）：大腸炎の重症度を客観的に評価するための指標であり、通常は体重減少率、便の性状（下痢の程度）、および肉眼的血便の有無をスコア化して算出する。

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