牛乳脂肪球膜が短腸症候群のラットモデルにおける結腸粘膜バリア機能を向上させる

Milk Fat Globule Membrane Enhances Colonic-Mucus-Barrier Function in a Rat Model of Short-Bowel Syndrome.

• Zhicai Yu
• Ying Li
• Yang Niu
• Qingya Tang
• Jiang Wu

抄録

背景:

臨床研究により、大腸が短腸症候群（SBS）の影響を緩和する上で重要な役割を果たしていることが明らかになっています。以前、我々はラットの SBS モデルにおいて、乳脂肪球膜（MFGM）が腸管バリアの完全性を保護する効果があることを示した。ここでは、同じラットモデルを用いて、経腸的 MFGM 補給が腸内微生物叢および大腸粘液バリア機能に及ぼす影響とその関連メカニズムを調べた。

BACKGROUND: Clinical research reveals that colon plays an important role in mitigating the effects of short-bowel syndrome (SBS). Previously, we showed that the milk fat globule membrane (MFGM) had protective effects on gut barrier integrity in the rat SBS model. Here, we used the same rat model to investigate the effects of enteral MFGM supplementation on gut microbiota and colonic-mucus-barrier function and its related mechanisms.

方法:

24頭の雄のSprague-Dawleyラットを無作為に3群に分けた。シャム、SBS（大規模な小腸切除を行ったラット）、SBS+MFGM（1.5 g/kg/d MFGMを添加したSBSラット）の3群に無作為に分けた。その後、腸管透過性、クリプト深さ、杯細胞数、ムチン1（MUC1）、ムチン2（MUC2）、微生物叢、短鎖脂肪酸、および大腸のヌクレオチド結合オリゴマー化ドメイン、ロイシンリッチリピート、パイリンドメイン含有タンパク質6（NLRP6）経路のタンパク質発現を評価した。

METHODS: We randomly divided 24 male Sprague-Dawley rats into 3 groups: Sham, SBS (rats with massive small-bowel resection), and SBS+MFGM (SBS rats supplemented with 1.5 g/kg/d MFGM). We then evaluated gut permeability, crypt depth, goblet-cell count, mucin 1 (MUC1), mucin 2 (MUC2), microbiota, short-chain fatty acids, and protein expressions of nucleotide-binding oligomerization domain, leucine-rich repeat, and pyrin domain-containing protein 6 (NLRP6) pathway of the colon.

結果:

SBS+MFGM群はSBS群と比較して、腸管透過性が低下し、クリプト深さが増加し、ゴブレット細胞が増加し、MUC1/MUC2陽性細胞が増加した。また、SBS+MFGM群では、Firmicutesがより多く、アセテート濃度が低かった（P < 0.05）。シャムラットはSBSラットに比べてBacteroidetesの発現量が有意に低かったが、SBS+MFGM群とSBS群では差はなかった。さらに、SBS+MFGM群では、NLRP6およびインターロイキン（IL）-18の発現はSBS群より高かったが、IL-1βおよびCaspase-1（システイニルアスパラギン酸特異的プロテアーゼ-1）の発現はSBS群より低かった（P < 0.05）。

RESULTS: Compared with SBS rats, SBS+MFGM rats exhibited lower intestinal permeability, increased crypt depth, more goblet cells, and more MUC1/MUC2-positive cells. The SBS+MFGM group also had greater Firmicutes abundance and lower acetate concentration (P < .05). Sham rats had significantly lower Bacteroidetes abundance than SBS rats, but SBS+MFGM and SBS groups did not differ. Additionally, the SBS+MFGM group had higher NLRP6 and interleukin (IL)-18 expression but lower IL-1β and Caspase-1 (cysteinyl aspartate-specific protease-1) expression than the SBS group (P < .05).

結論:

MFGMのサプリメントは、おそらく大腸粘液バリアとNLRP6インフルナソームの調節を強化することを通じて、SBSの腸内細菌叢組成を調節する。

CONCLUSION: Supplementation of MFGM modulates gut microbiota composition in SBS, possibly through strengthening the colonic mucus barrier and regulation of NLRP6 inflammasome.

© 2020 American Society for Parenteral and Enteral Nutrition.