乳児腸内細菌叢の発達期における初期の酪酸生産者は、内胞子形成者である

Initial butyrate producers during infant gut microbiota development are endospore formers.

• Olivia Appert
• Alejandro Ramirez Garcia
• Remo Frei
• Caroline Roduit
• Florentin Constancias
• Vera Neuzil-Bunesova
• Ruth Ferstl
• Jianbo Zhang
• Cezmi Akdis
• Roger Lauener
• Christophe Lacroix
• Clarissa Schwab

抄録

乳児腸内細菌叢の獲得は、宿主-微生物叢共生を確立するための鍵となる。微生物が産生する代謝物は免疫系と密接に相互作用し、発酵由来の短鎖脂肪酸酪酸は、後年の慢性疾患とリンクした重要なメディエーターと考えられている。腸内酪酸形成細菌集団は、分類学的にも機能的にも多様であり、高い感染力を持つ内包胞形成細菌を含む。腸内酪酸産生菌群の後継や寄与については、これまでほとんど研究されていませんでした。本研究では、糞便中の主要な酪酸形成菌群と発酵代謝物の豊富さを明らかにし、内胞子を含む耐熱性細胞集団を分離・培養して特徴を明らかにし、代表的な菌種の酪酸形成効率をバッチ培養で比較した。その結果、先駆的な酪酸形成菌はClostridium sensu strictoのメンバーであることが明らかになった。酪酸生成菌であるFaecalibacterium prausnitzii、酪酸生成菌であるLachnospiraceae、糞中酪酸濃度は年齢とともに増加しており、これはClostridium sensu strictoと比較して酪酸生成能力が高いことによると考えられる。我々のデータは、酪酸形成集団の連続的な配列と酪酸形成集団の全体的な豊富さの増加が生後1年目に起こることを示唆しており、これは腸内酪酸形成能力の増加と関連している。この記事は著作権で保護されています。すべての権利を保有しています。

The acquisition of the infant gut microbiota is key to establishing a host-microbiota symbiosis. Microbially produced metabolites tightly interact with the immune system, and the fermentation-derived short chain fatty acid butyrate is considered an important mediator linked to chronic diseases later in life. The intestinal butyrate-forming bacterial population is taxonomically and functionally diverse and includes endospore formers with high transmission potential. Succession, and contribution of butyrate-producing taxa have been little investigated. We determined abundance of major butyrate-forming groups and fermentation metabolites in feces, isolated, cultivated and characterized the heat-resistant cell population, which included endospores, and compared butyrate formation efficiency of representative taxa in batch cultures. Our study showed that pioneer butyrate formers were members of the Clostridium sensu stricto. We observed an increase in abundance of Faecalibacterium prausnitzii, butyrate-producing Lachnospiraceae and fecal butyrate levels with age that is likely explained by higher butyrate production capacity of contributing taxa compared to Clostridium sensu stricto. Our data suggest that a successional arrangement of butyrate-forming populations and an overall increase in abundance of butyrate forming populations occur during the first year of life, which is associated with an increase of intestinal butyrate formation capacity. This article is protected by copyright. All rights reserved.

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