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腸内細菌のホルモン処理における役割

研究によって、腸内細菌がステロイドホルモンの代謝と健康にどのように影響するかが明らかになった。

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腸内細菌とステロイド代謝腸内細菌とステロイド代謝の影響に影響を与えるらしい。研究によると、腸内細菌がホルモンの健康へ
目次

ステロイドホルモンは、体のいろんな機能に影響を与える大事な分子なんだ。炎症、免疫反応、代謝、そして生殖といったプロセスに関わってる。例えば、コルチゾールは炎症や代謝をコントロールするのに役立つし、エストロゲンやテストステロンみたいな性ホルモンは生殖の健康にとって重要だよ。自然のものも合成のものも、医療で自己免疫疾患やホルモンのバランスを整えたり、特定のがんを治療するために使われることが多い。

最近の研究で、腸内細菌がこれらのステロイドホルモンの処理に関わっていることがわかってきた。腸内のマイクロバイオームは、数兆もの微生物から成り立っていて、私たちの体がこれらのホルモンや食事からの他の物質をどう使うかを変えることができるんだ。腸内細菌が胆汁酸にどんな影響を与えるかに多くの研究が焦点を当ててきたけど、ステロイドホルモンも腸の健康に影響を与えるみたい。

私たちがステロイドホルモンを摂取すると、薬であれ食事からであれ、消化器系に入る。その中のいくつかは腸内細菌によって変化させられることがあるんだ。壊されたり、異なる形に変えられて、血流に入ることができる。胆汁は肝臓が作る消化液で、これらのホルモンが処理されて排出される重要なルートなんだ。

腸内微生物のステロイド代謝における役割

腸内細菌は、ステロイドホルモンからさまざまな産物を作り出すことができて、動物研究ではストレスレベルを示すマーカーになることもあるんだ。この産物は便を通じて体外に出ることもあるけど、再び血流に戻ることもある。つまり、腸内細菌がステロイドホルモンを処理する方法は、私たちの全体的な健康に大きな影響を与える可能性があるってこと。

いくつかの研究では、この微生物代謝がステロイドの効き目に影響を与える可能性があることが示唆されている。例えば、腸内細菌がいくつかのステロイドを無効化して、効果を薄めることがあるんだ。これは、ステロイドを使った治療に影響を及ぼす可能性があって、体が薬を意図したように吸収したり利用したりしないかもしれない。

さらに、特定の代謝変化は健康問題を引き起こすこともある。例えば、一部の細菌はステロイドを変えることで、高血圧や特定のがんのリスクを高めるかもしれない。腸内細菌がステロイドホルモンとどのように相互作用するかを理解することは、健康への全体的な影響を把握するために重要なんだ。

クロストリジウム・ステロイド還元菌の発見

最近の研究では、クロストリジウム・ステロイド還元菌という特定の腸内細菌に焦点を当てた。この細菌はステロイドホルモンを処理する独特な能力を持っていることがわかったんだ。一連の実験を通じて、科学者たちはこの微生物がこれらのホルモンとどのように相互作用するか、そしてそれが人間の健康に何を意味するのかを発見した。

C. ステロイド還元菌を研究するために、研究者たちは人間の便からサンプルを取り、その細菌を実験室で育てた。特定のステロイドホルモン、例えばコルチゾールやプロゲステロンを使って培養を行った。時間が経つにつれ、HCS.1という一つの細菌株が特にこれらのステロイドを新しい形に分解するのが得意であることが観察された。

科学者たちはHCS.1株の遺伝子分析を行い、その能力をよりよく理解しようとした。彼らはこの細菌がステロイドホルモンを効率的に改変するための遺伝子を持っていることを発見した。これにより、特定の腸内微生物がこれらの重要な分子の代謝にどのように影響を与えるかがわかったんだ。

クロストリジウム・ステロイド還元菌の特徴

C. ステロイド還元菌は、ステロイドホルモンを還元する特定の能力を持っていることがわかった。この細菌は、これらのホルモンの構造を変えて、元の形とは異なるものにすることができるんだ。研究者たちは、C. ステロイド還元菌がコルチゾールにさらされた際に、このホルモンを完全に消費して新しい化学形を生成したことを観察した。

この研究は、この細菌がコルチゾールを二つの主要な産物、5β-ジヒドロコルチゾールと3β,5β-テトラヒドロコルチゾールに変換することを示した。これらの新しい形の存在は、C. ステロイド還元菌が腸内におけるステロイドホルモンの代謝に重要な役割を果たしていることを示しているんだ。

研究者たちがさらに調査を進めると、C. ステロイド還元菌は、テストステロンやプロゲステロンといった他のステロイドも処理できることがわかった。この発見は、この細菌がステロイドホルモンを変化させる大きな能力を持っていることを強調していて、健康や病気に対する幅広い影響の可能性がある。

腸内微生物におけるステロイド代謝の重要性

C. ステロイド還元菌の研究は、腸内細菌の私たちの健康における多様な役割を強調している。この細菌がステロイドを代謝する能力は、ホルモンのバランスが重要な状況で、私たちの体がこれらのホルモンにどのように反応するかに影響を及ぼす可能性がある。

例えば、ステロイド薬を受けている患者は、これらの腸内細菌の存在や活動に影響されるかもしれない。特定の細菌がステロイド薬の効果を減少させるなら、治療の効果が薄れる可能性がある。これは、炎症を抑えるためにステロイドが一般的に処方される炎症性疾患にとって特に重要だ。

腸内マイクロバイオームにおけるC. ステロイド還元菌やその親戚の存在は、クローン病のような特定の健康状態にも関連づけることができる。一部の研究では、特定の腸内細菌がクローン病患者に多く存在することが示されています。これは、微生物のステロイド代謝と炎症との潜在的な関連を示唆しているんだ。

OsrABC経路についての発見

研究者たちは、C. ステロイド還元菌内のOsrABCと呼ばれる特定の経路も特定した。この経路は、細菌がステロイドホルモンを処理するのに役立つ3つの重要な酵素から成り立っている。これらの酵素は、どのように機能するのか、またどの基質に作用するのかを理解するために詳細に研究された。

OsrBは、ステロイドホルモンを還元する重要な酵素として特定された。これは広範な活動を持っていて、さまざまなステロイドホルモンと相互作用し、それらを異なる形に変えることができる。この柔軟性は、ステロイドが豊富な環境でC. ステロイド還元菌が生存するために重要なんだ。

さらに、OsrAとOsrCという酵素も分析された。OsrAは合成コルチコステロイドに作用し、OsrCはOsrBが作用した後に異なるステロイドの形を生成することがわかった。これらの酵素の相互作用が、C. ステロイド還元菌が腸内でステロイドホルモンを管理する複雑な方法に寄与しているんだ。

腸内細菌とステロイドホルモンの広範な影響

腸内細菌がステロイドホルモンを処理する方法についての発見は、私たちのマイクロバイオームと全体的な健康の相互作用を理解する手助けとなる。これらの微生物活動は、私たちの体が薬や食事成分、さまざまな健康状態にどのように反応するかに影響を与える可能性があるんだ。

この研究は、C. ステロイド還元菌に関連した酵素がさまざまな腸内細菌に存在することを強調している。これは、ステロイドホルモンの代謝が多くの腸内微生物に共通する特性であることを示唆している。科学者たちが腸内マイクロバイオームを探求し続けることで、特定の細菌と健康結果との追加的な関連を発見するかもしれない。

特に、ステロイドの微生物代謝とクローン病のような慢性炎症状態との関連は重要だ。これらの細菌がステロイドホルモンをどのように変化させるかを理解することで、炎症性疾患の新しい治療法や管理戦略につながるかもしれない。

さらに、この研究は医療におけるより個別化されたアプローチにつながる可能性がある。例えば、個人の腸内マイクロバイオームの組成を評価することで、ステロイド療法に対する反応がどれほど良いかを知る手助けになるかもしれない。個別化医療アプローチは、私たちの腸内に存在する特定の微生物群が健康にどう影響を与えるかを考慮することを含んでいるんだ。

結論

クロストリジウム・ステロイド還元菌の発見とそのステロイドホルモンを処理する独特な能力は、腸内微生物と健康の理解において重要なステップを示している。この研究は、腸内細菌とステロイドホルモンの複雑な関係を明らかにし、健康や病気への潜在的な影響についての光を当てているんだ。

私たちがマイクロバイオームと様々な健康側面との相互作用を引き続き研究するにつれて、研究者たちはさらなる複雑さの層を発見する可能性がある。腸内細菌がステロイド代謝に与える影響は、健康状態を管理したり、治療結果を改善するための新しい戦略につながるかもしれない。

これらの微生物がどのように機能するかを理解することで、特にホルモン健康、炎症性疾患、個別化された治療計画に関連する医療の未来が形作られるかもしれない。腸内細菌のステロイド代謝における役割に関する新たな洞察は、この重要な人間の健康に関する分野でのさらなる研究の必要性を強調しているんだ。

オリジナルソース

タイトル: Gut Bacteria Metabolize Natural and Synthetic Steroid Hormones via the Reductive OsrABC Pathway

概要: Steroid hormone metabolism by the gut microbiome has multiple implications for mammalian physiology, but the underlying mechanisms and broader significance of this activity remains largely unknown. Here, we isolate a novel human gut bacterium, Clostridium steroidoreducensT strain HCS.1, that reduces cortisol, progesterone, testosterone, and related steroid hormones to 3{beta},5{beta}-tetrahydrosteroid products. Through transcriptomics and heterologous enzyme profiling, we identify and biochemically characterize the C. steroidoreducens OsrABC reductive steroid hormone pathway. OsrA is a 3-oxo-{Delta}1-steroid hormone reductase that selectively targets the {Delta}1-bond present in synthetic steroid hormones, including the anti-inflammatory corticosteroids prednisolone and dexamethasone. OsrB is a promiscuous 3-oxo-{Delta}4-steroid hormone reductase that converts steroid hormones to 5{beta}-dihydrosteroid intermediates. OsrC is a 3-oxo-5{beta}-steroid hormone oxidoreductase that reduces 5{beta}-intermediates to 3{beta},5{beta}-tetrahydro products. We find that osrA and osrB homologs predict steroid hormone reductase activity in diverse gut bacteria and are enriched in Crohns disease fecal metagenomes. These studies thus identify the basis of reductive steroid hormone metabolism in the gut and establish a link between inflammatory disease and microbial enzymes that deplete anti-inflammatory corticosteroids.

著者: Samuel H Light, C. Jacoby, K. Scorza, L. Ecker, M. McMillin, R. Ramaswamy, A. Sundararajan, A. M. Sidebottom, H. Lin, K. Dufault-Thompson, B. Hall, X. Jiang

最終更新: 2024-10-09 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.08.617280

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.08.617280.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

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