高血圧症における口腔内細菌叢と口腔-腸内細菌伝播の役割

Roles of oral microbiota and oral-gut microbial transmission in hypertension.

抄録

はじめに:

歯周炎（PD）と高血圧（HTN）との関連は、かなりのエビデンスがありますが、この関連性の背後にある性質は明らかではありません。歯周炎につながる口腔内細菌叢のディスバイオシスは、さまざまな系統疾患を悪化させることが知られているが、高血圧症における口腔内細菌叢の変化と血圧（BP）への影響については、まだ発見されていない。

INTRODUCTION: Considerable evidence has linked periodontitis (PD) to hypertension (HTN), but the nature behind this connection is unclear. Dysbiosis of oral microbiota leading to PD is known to aggravate different systematic diseases, but the alteration of oral microbiota in HTN and their impacts on blood pressure (BP) remains to be discovered.

目的:

口腔内および腸内細菌叢の変化とHTNにおけるその役割の特徴を明らかにする。

OBJECTIVES: To characterize the alterations of oral and gut microbiota and their roles in HTN.

方法:

我々は、HTNにおける口腔内および腸内細菌叢の役割を解析するために、横断研究（HTN参加者95名、対照者39名）および6ヶ月追跡研究（HTN参加者52名、対照者26名）を実施した。唾液、歯肉下プラーク、および糞便を採取し、16S rRNA遺伝子配列決定またはメタゲノム解析を行った。C57BL/6Jマウスを抗生物質で前処理して腸内細菌叢を枯渇させた後、ヒト唾液を経口投与して、口腔と腸の微生物伝達異常がHTNに及ぼす影響を検証しました。

METHODS: We performed a cross-sectional (95 HTN participants and 39 controls) and a 6-month follow-up study (52 HTN participants and 26 controls) to analyze the roles of oral and gut microbiota in HTN. Saliva, subgingival plaques, and feces were collected for 16S rRNA gene sequencing or metagenomic analysis. C57BL/6J mice were pretreated with antibiotics to deplete gut microbiota, and then transplanted with human saliva by gavage to test the impacts of abnormal oral-gut microbial transmission on HTN.

結果:

PDを有する参加者のBPは、横断的コホートおよびフォローアップコホートの両方で、PDを有さない参加者よりも高かった。唾液腺14属、歯肉縁下15属、腸管10属の相対量がHTNで有意に変化し、唾液腺7属、歯肉縁下12属、腸管6属の相対量が血圧と有意に相関していた。5属16種が口腔-腸管伝達物質として同定され、HTNにおける口腔-腸管微生物伝達の存在が示された。Veillonellaは、横断的コホートと追跡調査コホートの両方で、HTN参加者に安定的に濃縮された頻繁な口腔内腸管伝達物質であった。HTN参加者の唾液は、高血圧マウスのBPを上昇させた。ヒト唾液由来のVeillonellaは、マウス腸内でコロニー形成に成功し、高血圧条件下ではより豊富に存在した。

RESULTS: BP in participants with PD was higher than no PD in both cross-sectional and follow-up cohort. Relative abundances of 14 salivary genera, 15 subgingival genera and 10 gut genera significantly altered in HTN and those of 7 salivary genera, 12 subgingival genera and 6 gut genera significantly correlated with BP. Sixteen species under 5 genera were identified as oral-gut transmitters, illustrating the presence of oral-gut microbial transmission in HTN. Veillonella was a frequent oral-gut transmitter stably enriched in HTN participants of both cross-sectional and follow-up cohorts. Saliva from HTN participants increased BP in hypertensive mice. Human saliva-derived Veillonella successfully colonized in mouse gut, more abundantly under HTN condition.

結論:

PDと口腔内細菌叢はHTNと強く関連しており、おそらく口腔-腸間の微生物の伝達を介していると考えられる。唾液由来のVeillonellaの異所性コロニー形成は、高血圧を悪化させる可能性がある。したがって、口腔内細菌叢や口腔-腸内細菌伝播の正確な操作は、より良い高血圧の予防と治療のための有用な戦略である可能性がある。

CONCLUSIONS: PD and oral microbiota are strongly associated with HTN, likely through oral-gut transmission of microbes. Ectopic colonization of saliva-derived Veillonella in the gut may aggravate HTN. Therefore, precise manipulations of oral microbiota and/or oral-gut microbial transmission may be useful strategies for better prevention and treatment of HTN.