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Bifidobacterium bifidum CGMCC 15068 の投与は、マウスのアゾキシメタン（AOM）/デキストラン硫酸ナトリウム（DSS）誘発性大腸炎関連大腸癌（CAC）において、腸内細菌叢とメタボロームを調節する
Administration of Bifidobacterium bifidum CGMCC 15068 modulates gut microbiota and metabolome in azoxymethane (AOM)/dextran sulphate sodium (DSS)-induced colitis-associated colon cancer (CAC) in mice.
PMID: 32367312 DOI: 10.1007/s00253-020-10621-z.
抄録
腸内細菌叢は大腸がん（CRC）において重要な役割を果たしており、プロバイオティクスの使用は有望な介入方法となる可能性がある。本研究の目的は、アゾキシメタン（AOM）/デキストラン硫酸ナトリウム（DSS）誘発大腸炎関連CRC（CAC）マウスモデルに対するビフィドバクテリウム・ビフィダムCGMCC 15068の有益な効果を調べることであった。CACは、AOM（10mg/kg）の腹腔内注射と、2%DSSを飲料水に7日間のサイクルで3回投与し、2回の連続したDSS投与の間に14日間の回復期間を設けることで誘発された。B. bifidum CGMCC 15068（3×10CFU/mL）を回復期間中に1日1回経口投与した。その後、16S rRNAシークエンシング技術とガスクロマトグラフィー質量分析法（GC-MS）を用いて、それぞれ糞便微生物組成とメタボロームをプロファイリングした。その結果、B. bifidum CGMCC 15068の投与により、CACマウスモデルにおける腫瘍形成が抑制された。また、B. bifidum CGMCC 15068の前処理により、Akkermansia, Desulfovibrionaceae, Romboutsia, Turicibacter, Verrucomicrobiaceae, Ruminococcaceae_UCG_013, Lachnospiraceae_UCG_004, Lactobacillusの相対的な存在量が増加した。一方、B. bifidum CGMCC 15068は、クエン酸サイクル（TCAサイクル）、解糖、酪酸代謝、脂肪酸生合成、ガラクトース代謝に関与する代謝物を変化させた。また、異なる種類の微生物と代謝物との間には、いくつかの有意な相関関係が確認されました。これらの知見は、腸内細菌の代謝異常や腸内代謝プロファイルを調節することで、腸の健康にB. bifidum CGMCC 15068の有益な役割をサポートしています。プロバイオティクスを用いた腸内微生物組成の操作は、CRCの有望な予防戦略となる可能性がある。将来的には、この戦略の潜在的な臨床応用のために、長期的かつ大規模な臨床試験が必要である。
The gut microbiota plays an important role in colorectal cancer (CRC), and the use of probiotics might be a promising intervention method. The aim of our study was to investigate the beneficial effect of Bifidobacterium bifidum CGMCC 15068 on an azoxymethane (AOM)/dextran sulphate sodium (DSS)-induced colitis-associated CRC (CAC) mouse model. CAC was induced by an intra-peritoneal injection of AOM (10 mg/kg) and three 7-day cycles of 2% DSS in drinking water with a 14-day recovery period between two consecutive DSS administrations. B. bifidum CGMCC 15068 (3 × 10 CFU/mL) was gavaged once daily during the recovery period. Then, the faecal microbial composition and metabolome were profiled using the 16S rRNA sequencing technology and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS), respectively. The administration of B. bifidum CGMCC 15068 attenuated tumourigenesis in the CAC mouse model. In addition, B. bifidum CGMCC 15068 pre-treatment increased the relative abundance of Akkermansia, Desulfovibrionaceae, Romboutsia, Turicibacter, Verrucomicrobiaceae, Ruminococcaceae_UCG_013, Lachnospiraceae_UCG_004, and Lactobacillus. Meanwhile, B. bifidum CGMCC 15068 altered metabolites involved in the citrate cycle (TCA cycle), glycolysis, butyrate metabolism, fatty acid biosynthesis, and galactose metabolism. Several significant correlations were identified between the differentially abundant microbes and metabolites. These findings supported the beneficial role of B. bifidum CGMCC 15068 in intestinal health by modulating dysbiosis and the gut metabolic profile. The manipulation of the gut microbial composition using probiotics might be a promising prevention strategy for CRC. Long-term and large-scale clinical trials are warranted for the potential clinical applications of this strategy in the future.