腸内細菌叢代謝物は、食事性ポリソルベート80増悪放射線腸炎と闘う

Gut Microbiota Metabolite Fights Against Dietary Polysorbate 80-Aggravated Radiation Enteritis.

• Yuan Li
• Huiwen Xiao
• Jiali Dong
• Dan Luo
• Haichao Wang
• Shuqin Zhang
• Tong Zhu
• Changchun Zhu
• Ming Cui
• Saijun Fan

抄録

放射線治療は悪性腫瘍に対する最新の管理方法の要であるが、多様な副作用を伴う。本研究では、ポリソルベート80（P80）などの食品添加物が放射線誘発性消化管（GI）毒性を悪化させることを示した。16SリボソームRNAのハイスループットシークエンシング解析から、P80の摂取は腸内細菌叢の豊富さと組成を変化させ、重度の放射線誘発性消化管障害を引き起こすことが明らかになった。P80処理したマウスの糞便微生物を保有するマウスは放射線に対して非常に感受性が高く、抗生物質を投与したマウスもまた、P80処理後の放射線に対してより感受性が高いことが示された。重要なことは、食物繊維の腸内微生物発酵の主要代謝物である酪酸は、Gタンパク質共役型受容体（GPCR）の活性化と腸内細菌組成の維持を介して、照射動物のP80消費増悪性腸毒性に対して有益な効果を示したことである。さらに、酪酸塩は、一般的な放射線誘発性障害に対する幅広い治療効果を有していた。これらの知見は、P80が放射線治療中の癌患者の潜在的な危険因子であることを示しており、放射線治療に伴う合併症を軽減するための治療オプションとして酪酸塩が採用される可能性を示唆している。

Radiation therapy is a cornerstone of modern management methods for malignancies but is accompanied by diverse side effects. In the present study, we showed that food additives such as polysorbate 80 (P80) exacerbate irradiation-induced gastrointestinal (GI) tract toxicity. A 16S ribosomal RNA high-throughput sequencing analysis indicated that P80 consumption altered the abundance and composition of the gut microbiota, leading to severe radiation-induced GI tract injury. Mice harboring fecal microbes from P80-treated mice were highly susceptible to irradiation, and antibiotics-challenged mice also represented more sensitive to radiation following P80 treatment. Importantly, butyrate, a major metabolite of enteric microbial fermentation of dietary fibers, exhibited beneficial effects against P80 consumption-aggravated intestinal toxicity via the activation of G-protein-coupled receptors (GPCRs) and maintenance of the intestinal bacterial composition in irradiated animals. Moreover, butyrate had broad therapeutic effects on common radiation-induced injury. Collectively, our findings demonstrate that P80 are potential risk factors for cancer patients during radiotherapy and indicate that butyrate might be employed as a therapeutic option to mitigate the complications associated with radiotherapy.

Copyright © 2020 Li, Xiao, Dong, Luo, Wang, Zhang, Zhu, Zhu, Cui and Fan.