p-クレゾール硫酸塩は、ヒト患者およびマウスモデルにおける糞便微生物叢移植および抗生物質治療の高感度尿中マーカーである

哉百名

トップに戻る本文へスキップ
米国国旗米国政府の公式ウェブサイトです。
NIH NLMロゴログイン
アクセスキーNCBIホームページMyNCBIホームページメインコンテンツメインナビゲーション

NLMは図書館として、科学文献へのアクセスを提供しています。NLMデータベースへの掲載は、NLMまたは米国国立衛生研究所がその内容を支持または同意していることを意味するものではありません。
詳細はこちら： PMC免責事項｜PMC著作権表示
ijmsのロゴ
Int J Mol Sci： 14621. オンライン公開 2023 Sep 27.
PMCID: PMC10572327PMID: 37834066
p-クレゾール硫酸塩は、ヒト患者およびマウスモデルにおける糞便微生物叢移植および抗生物質治療の高感度尿中マーカーである

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10572327/

Yuyin Zhou, 方法論, 形式的解析, 調査, データキュレーション, 原稿執筆, 可視化,1 Zheting Bi, 形式的解析, 調査, データキュレーション,1 Matthew J. Hamilton, 形式的解析, 調査, データキュレーション, 可視化,2 Li Zhang, 形式的解析, 調査,3 Rui Su, 形式的解析, 調査,1 Michael J. Sadowsky, 概念化, 資源, 執筆 - 査読と編集, 資金獲得, 2 Sabita Roy, 概念化, 資源, 資金獲得, 3 Alexander Khoruts, 概念化, 形式分析, 調査, 資源, 執筆 - 査読と編集, スーパービジョン, プロジェクト管理, 資金獲得, 4 and Chi Chen, 概念化, 方法論, 形式分析, 調査, 資源, 執筆 - 原案, 執筆 - 査読と編集, 可視化, スーパービジョン, プロジェクト管理, 資金獲得1,*。
横堀武彦、学術編集者
著者情報 論文ノート 著作権およびライセンス情報 PMC免責事項
関連データ
補足資料
データ利用声明
このページのトップへ
要旨
糞便微生物叢移植（FMT）は、再発性Clostridioides difficile感染症（rCDI）に対する非常に有効な治療法として浮上しており、また腸内細菌叢の異常が関連する他の疾患に対する治療法の可能性もある。生体液や排泄物の代謝変化をモニタリングすることは、微生物の再コロニー化のバイオマーカーを同定し、FMTが宿主に及ぼす代謝的影響を理解するための非侵襲的アプローチである。本研究では、11名のrCDI患者のFMT前とFMT後の尿サンプルをメタボローム解析により比較し、FMTによる代謝変化を検討した。その結果、チロシンの微生物代謝産物である尿中のp-クレゾール硫酸は、FMTによって急速に上昇し、芳香族アミノ酸（AAA）の他の微生物代謝産物よりもはるかに反応性が高いことが示された。患者はFMTの前にバンコマイシンで治療されていたため、AAAsの微生物代謝に対するバンコマイシンの影響をマウスの摂食試験で調べたところ、尿中のp-クレゾール硫酸、フェニルアセチルグリシン、インドキシル硫酸の減少は、糞便中のそれらのAAAs前駆体の有意な増加を伴っていた。AAAsの微生物代謝に対する抗生物質の抑制効果とFMTの回復効果は、FMTのマウスモデルでさらに検証された。このことから、尿中p-クレゾール硫酸塩は、抗生物質およびFMTの有効性を示す高感度かつ簡便な治療指標として機能し、ヒト患者の腸内細菌叢を望ましい形で操作できる可能性が示唆された。

キーワード：抗生物質、芳香族アミノ酸、p-クレゾール硫酸、糞便微生物移植、腸内細菌叢、メタボロミクス、微生物代謝
次へ

  1. はじめに
    過去10年の間に、糞便微生物叢移植（FMT）は、腸疾患、肝性脳症、メタボリックシンドローム、神経発達障害、神経変性疾患、アレルギー疾患など、腸内細菌叢の異常に直接由来する、あるいは遠因的に関連する病態に対する効果的な治療法となり、あるいは代替治療法として検討されてきた[1,2]。FMTの有効性は、標準的な抗生物質療法を回避する病状である再発性クロストリジオイデス・ディフィシル感染症（rCDI）に対する80～90％の治癒率で最も強調されている［3,4］。rCDIでは、抗生物質が常在の腸内細菌叢を抑制し、腸内病原菌のコロニー形成に対する抵抗力を低下させるため、患者はC. difficile感染症（CDI）にかかりやすくなる。CDIの再発のサイクルは、抗生物質による治療がC. difficileを根絶できないことが主な原因であり、その後、治療のたびに進行性の腸内細菌叢異常が悪化する。例えば、バンコマイシンをベースとした抗生物質療法は、初回治療後にCDIが自然再発する割合と20％程度関連しており [5,6]、その後の治療ごとに再発リスクはさらに20％増加する [7] 。対照的に、rCDI患者に健康なドナーの糞便微生物叢を投与すると、大腸の微生物群集構造が急速に回復し、rCDIに対する抵抗性が高まる [8]。

腸内細菌叢を構成する700～1000種の微生物は、体内の主要な代謝器官とみなすことができる [9]。無菌マウスを用いた研究では、循環代謝産物の最大10％が微生物代謝の誘導体であることが示されている [10]。rCDI患者では、FMTによって減少した腸内細菌叢が速やかに修復される。その結果、この臨床的背景におけるFMTは、宿主における微生物叢由来の代謝産物の組成を変化させると予想される。実際、われわれや他の研究者らは、FMTが大腸における二次的な胆汁酸代謝を回復させ、C. difficileの芽胞の発芽と植物成長をさらに抑制することを示している［5,11,12］。したがって、FMTに関連する代謝産物を調べることで、その有効性に寄与する生化学的・生理学的効果や潜在的な副作用を含む薬力学のメカニズム解明が促進される可能性がある[13]。

尿は蓄積性で代謝物が豊富であるため、宿主のメタボロームを研究するためのユニークな窓となる。尿中の微生物叢由来代謝産物は、消化管から吸収され、排泄前に内臓に生物学的に利用可能であるため、特に興味深い。しかし、尿中の微生物代謝産物を同定し、腸内細菌叢の変化との関連を定義することが難しいため、FMTによる糞便中の変化と比較して、尿中のメタボロームはFMT研究においてほとんど注目されてこなかった。

本研究では、rCDI患者の尿サンプル中の生物学的利用可能な微生物代謝産物のFMT誘発性変化を液体クロマトグラフィー質量分析（LC-MS）ベースのメタボローム解析により検討し、その後、C57BL/6マウスを用いて抗生物質およびFMT治療を行い、影響を受けた生合成経路を決定し、検証した。本研究を通じて、抗生物質およびFMTによる腸内細菌叢の改変効果をモニターするための治療指標として機能する可能性のあるマーカー代謝産物を同定することを目的とする。

次へ
2. 研究結果
2.1. rCDI患者の尿サンプルにおけるFMTによるメタボローム変化の解析
教師なし主成分分析（PCA）モデルにおけるFMT前とFMT後の尿検体の分布パターンから、同一被験者からの検体は互いに類似する傾向があり、個々の患者の尿中メタボロームに対する食事習慣や薬剤の持続的な影響を反映している可能性が示された（図S1）。しかし、教師ありの部分最小二乗-判別分析（PLS-DA）モデルでは、FMT前とFMT後のサンプルの分離が明確になり（図1A）、FMTがrCDI患者の尿に一貫した代謝変化を誘導することが示された。直交部分最小二乗-判別分析（OPLS-DA）モデルの負荷量Sプロットにおいて、FMT前検体とFMT後検体の分類に寄与する主要な尿中代謝物が同定され（図S2）、それらの化学的同一性は、真正標準物質とMSMSフラグメンテーションによってp-クレゾール硫酸塩として確認された、 p-クレゾール硫酸塩、p-クレゾールグルクロン酸塩、フェニルアセチルグルタミン酸塩、グリコイソデオキシコール酸塩（GIDCA）、スルホグリコデオキシコール酸塩（SGDCA）、スルホグリコリトコール酸塩（SGLCA）、スルホイソデオキシコール酸塩（SIDCA）などの二次胆汁酸およびその硫酸塩のグリシン抱合体であることが確認された（表S1）。これらの尿中代謝物のFMTによる変化のパターンと動態を、階層的クラスター分析（HCA）（図1B）と定量分析によってさらに検討した。p-クレゾール硫酸塩は、FMT前の尿検体16検体中15検体（93.7％）には認められなかったが、移植後1週間で急激に上昇し、その後数ヵ月間持続した（図1C）。2つのp-クレゾール抱合体と比較して、FMTによるフェニルアセチルグルタミンの増加はより緩やかで劇的ではなく、FMT後40-180日目にFMT前のレベルに戻った（図1E）。二次胆汁酸抱合体の変化は、p-クレゾール抱合体およびフェニルアセチルグルタミンと同様のパターンを共有していた（図S3A-D）。一方、微生物の代謝産物であるヒプリン酸とインドキシル硫酸、および正常尿成分であるクレアチニンは、FMTによって変化しなかった（図1F-H）。これらの結果から、rCDI患者ではp-クレゾールと選択的二次胆汁酸が最もFMTに反応する尿中代謝産物であることが示された。

画像やイラストなどを保持する外部ファイル。
オブジェクト名はijms-24-14621-g001.jpg。
図1
rCDI患者におけるFMT反応性尿中代謝物の同定。(A)rCDI患者11名のFMT前16検体、FMT後50検体の尿サンプルを用いたPLS-DAモデルのスコアプロット。t[1]およびt[2]の値は、それぞれ主成分1および2における各検体のスコアを表す。その後、FMTによって増加した尿中代謝物が同定され、構造的に定義された（図S2および表S1）。(B)定義された期間内に個々の患者から採取された尿サンプルのクラスタリング解析から得られたFMTによって増加した尿中代謝物のヒートマップと樹状図。FMT前とFMT後の尿検体における選択された代謝物の分布を濃度または相対量で示す。(C）p-クレゾール硫酸塩。(D）p-クレゾールグルクロニド。(E）フェニルアセチルグルタミン。(F)ヒプリン酸。(G）インドキシル硫酸 (H) クレアチニン。相対量は、各代謝物の単一イオンカウントと検出された全代謝物の合計イオンカウントの比として示した。統計的有意性は、一元配置分散分析（one-way ANOVA）、Tukeyの多重比較により算出し、異なるラベル（a, b）はp < 0.05を示す。

2.2. rCDI患者の糞便サンプル中のp-クレゾール抱合体およびフェニルアセチルグルタミンの前駆代謝物の追跡
FMTによる尿中p-クレゾール抱合体およびフェニルアセチルグルタミン濃度の変化の原因を解明するため、rCDI患者のFMT前およびFMT後（7日目）の糞便検体中のこれらの前駆代謝物濃度を調べた。その結果、FMTは糞便中のp-クレゾールを有意に増加させたが（図2C）、p-クレゾールの2つの前駆体であるチロシンおよび4-ヒドロキシフェニルアセテート（4HPAA）（図2A,B）、ならびにフェニルアラニンおよびフェニル酢酸（PAA）（図2D,E）には影響を及ぼさなかった。この観察から、チロシンからの微生物によるp-クレゾール形成の回復は、FMTの最初の7日以内に起こったことが示された。

画像やイラストなどを保持する外部ファイル。
オブジェクト名はijms-24-14621-g002.jpg。
図2
rCDI患者11名のFMT前およびFMT後の糞便サンプル中のチロシン、フェニルアラニン、およびそれらの微生物代謝物の濃度。FMT後の検体はFMT後7日目に採取した。(A）チロシン。(B）4HPAA。(C）p-クレゾール。(D）フェニルアラニン。(E）PAA。統計的有意差は、一対の両側スチューデントt検定によって計算した（** p < 0.01）。さらに、チロシンとフェニルアラニンの他の2つの微生物代謝物である4HPPAとPPAは、これらの糞便サンプルからは検出されなかった。

2.3. マウスの尿および糞便中のバンコマイシン応答性代謝物の分析
ヒトFMT試験では、rCDI患者はFMT前にバンコマイシンを複数回経口投与した。尿および糞便のメタボロームに対するバンコマイシンの影響を理解するために、マウスにバンコマイシンを7日間経口投与した。尿中代謝産物に関するPCAモデルは、3日目と7日目にコントロールとバンコマイシン投与サンプルの間に明確な分離を示し（図S4A）、これはp-クレゾール硫酸塩、p-クレゾールグルクロニド、フェニルアセチルグリシン、およびインドキシル硫酸塩を含む微生物代謝産物のクラスターによって寄与されていた（図S4B）。定量分析により、バンコマイシン処置が尿中のこれらの微生物代謝物を劇的に減少させることがさらに確認され（図3A-D）、これはFMT前のrCDI患者におけるp-クレゾール抱合体およびフェニルアセチルグルタミンの低レベルと同様であった。p-クレゾールおよびPAAの生合成に対するバンコマイシンの影響を、マウス糞便中のチロシン→p-クレゾールおよびフェニルアラニン→PAAの経路の代謝物を測定することによってさらに検討した。その結果、バンコマイシンはチロシンおよびフェニルアラニンの濃度を有意に上昇させ（図3E,I）、チロシンおよびフェニルアラニンのそれぞれのトランスアミノ化代謝物である4-ヒドロキシフェニルプロピオン酸（4HPPA）およびフェニルプロピオン酸（PPA）には有意な影響を及ぼさなかった（図3F,J）。対照的に、バンコマイシンは、投与3日目および7日目の両方で、マウスの糞便中の4HPAA、p-クレゾールおよびPAAの存在を消失させた（図3G,H,K）。

画像やイラストなどを保持する外部ファイル。
オブジェクト名はijms-24-14621-g003.jpg。
図3
マウスの尿（U）および糞（F）中のチロシンおよびフェニルアラニンの微生物代謝産物に対するバンコマイシンの影響。コントロール（CTL）およびバンコマイシン（Van）投与0日目（d0）、3日目（d3）、7日目（d7）に尿および糞便サンプルを採取した。(A）尿中p-クレゾール硫酸塩。(B）尿中p-クレゾールグルクロニド。(C）尿中フェニルアセチルグリシン。(D）尿中インドキシル硫酸塩。(E）糞便中チロシン。(F）糞便中4HPPA。(G）糞便中4HPPAA。(H）糞便p-クレゾール。(I）糞便フェニルアラニン。(J）糞便中PPA。(K）糞便中PAA。統計的有意性は二元配置ANOVAと多重比較により算出した（* p < 0.05; ** p < 0.01; *** p < 0.001; ND, not detected）。N=4/各処置/各時点。

チロシン、フェニルアラニン、およびそれらの微生物代謝物の変化は、PCAモデルにおける対照サンプルとバンコマイシン処理サンプルの分離によって示されるように、マウスの糞便メタボロームにおけるバンコマイシン誘発性の変化の一部であった（図S4C）。マウスでは、糞便中の胆汁酸およびアミノ酸もバンコマイシンの影響を大きく受けた。バンコマイシンは、タウロコール酸（TCA）、タウロムリコール酸（TMCA）、スルホタウロコール酸（STCA）、およびスルホタウロヘノデオキシコール酸（STCCA）を含む、タウリン結合一次胆汁酸およびそれらの硫酸塩を増加させた、 一方、デオキシコール酸（DCA）、ムリコール酸（MCA）、イソデオキシコール酸（IDCA）、ウルソデオキシコール酸（UDCA）、リトコール酸（LCA）などの二次胆汁酸は減少した（図S4D）。チロシンおよびフェニルアラニン以外にも、糞便中の遊離アミノ酸がバンコマイシンによって増加した（図S4D）。バンコマイシン処置マウスにおけるアミノ酸および一次胆汁酸塩の蓄積は、微生物代謝の剥奪によるものと推定された。

2.4. マウスの大腸消化管サンプルにおけるFMT誘発メタボローム変化の解析
抗生物質およびFMTに対する微生物のp-クレゾール生合成の感受性をさらに調べるため、マウスに広域抗生物質カクテルを投与した後、FMTを行った。大腸消化液のメタボローム解析から、PCAモデルでは抗生物質投与群とコントロール群およびFMT群が明確に分離しており（図S5A）、抗生物質が大腸消化液メタボロームの破壊を引き起こし、FMTが回復を誘導することが示された。3つの処理群の分離は、抗生物質群では遊離アミノ酸および一次胆汁酸塩（TCAおよびTMCA）の存在量が高く、対照群およびFMT群では二次胆汁酸（MCAおよびDCA）、ならびに4HPAAおよびp-クレゾールの存在量が高いことが寄与した（図S5B）。チロシン→p-クレゾールおよびフェニルアラニン→PAAの生合成経路の代謝産物を定量的に分析した結果、チロシンとフェニルアラニンは抗生物質処理により上昇したが、FMTによりそれらの濃度はコントロールに戻った（図4A,E）。大腸消化管内の4HPPA、4HPAA、PPA、PAA濃度は抗生物質で低下し、FMTで上昇した（図4B,C,F,G）。FMT試料中のp-クレゾール濃度は、コントロール群および抗生物質群よりも高かった（図4D）。

画像やイラストなどを保持する外部ファイル。
オブジェクト名は ijms-24-14621-g004.jpg である。
図4
抗生物質(AnB)とFMTを投与したマウスの結腸消化液中のチロシン、フェニルアラニンおよびその代謝物の濃度。(A）チロシン。(B）4HPPA。(C）4HPAA。(D）p-クレゾール。(E）フェニルアラニン。(F）PPA。(G) PAA。統計的有意差は、一元配置分散分析（one-way ANOVA）後にTukeyの多重比較により算出し、異なるラベル（a、b、c）はp < 0.05を示す。コントロール（CTL）群ではN = 6、AnB群ではN = 8、FMT群ではN = 12。

次へ
3. 考察
微生物のAAA代謝産物の形成に関与する代謝反応は、よく特徴付けられている。チロシン分解の最終産物であるp-クレゾールは、チロシンリアーゼを触媒とする一段階反応によって直接生成されることもあるが[14]、より一般的には、まず芳香族アミノトランスフェラーゼによって4HPPAが生成され、続いてピルビン酸：フェレドキシン酸化還元酵素によって4HPAAが生成され、次に4HPAA脱炭酸酵素によってp-クレゾールが生成されるカスケード反応によって生成される[15]（図5）。このカスケードにおける同じトランスアミノ化反応と酸化反応は、フェニルアラニンをPPA、そしてPAAに変換する役割も担っている（図5）。内因性代謝により、吸収されたp-クレゾールとPAAは、それぞれp-クレゾール抱合体とフェニルアセチルグルタミンに代謝され、尿中に排泄される[16]。本研究では、抗生物質およびFMTに最も反応する代謝産物として、微生物のAAA代謝産物、特にp-クレゾールとその抱合体が同定されたことから、腸内細菌叢の変化に対する微生物のAAA代謝の感受性が明らかになった。これらの微生物介入によって引き起こされる代謝現象の原因、およびFMTや病態のモニタリングへの応用の可能性について、以下に述べる。

画像やイラストなどを保持する外部ファイル。
オブジェクト名は ijms-24-14621-g005.jpg である。
図5
ヒトおよびマウスの尿中における、チロシンおよびフェニルアラニンの微生物代謝によるp-クレゾールおよびフェニルアセチルグルタミンの前駆体であるp-クレゾールおよびフェニルアセテート（PAA）生成に対するFMTおよび抗生物質の影響。AAA分解反応の中間体および最終生成物の形成に関与する酵素（1-4）をアノテーションした。FMTと抗生物質の影響を↑（増加）、↓（減少）、↔（影響なし）で示した。

3.1. 微生物および化学物質介入に対するp-クレゾールとPAA生合成の感受性
本研究で検討したヒトとマウスは、腸管内に同程度のAAA分解微生物叢を保有しており、同様のAAAsの微生物代謝物を産生する[15,17,18]。しかし、個々のAAAsの微生物代謝は、種（ヒトとマウス）や代謝反応によって、微生物や化学的介入に対する感受性が異なる可能性がある。本研究のrCDI患者において、FMTはチロシンおよびフェニルアラニンの尿中p-クレゾール抱合体およびフェニルアセチルグルタミンへの変換をそれぞれ増加させたが、トリプトファンの微生物代謝産物である尿中インドキシル硫酸 [17] および芳香族化合物の微生物代謝産物であるヒプリン酸 [19] 、ならびに正常尿成分であるクレアチニンには影響を及ぼさなかった。さらに、rCDI患者におけるp-クレゾール、PAA、およびそれらの前駆体のプロファイリングにより、FMTに対する個々のAAA分解反応の感受性の違いが明らかになった。FMT開始7日目には、糞便中のp-クレゾールは増加したが、他のp-クレゾールは増加せず、FMT開始1週目の尿中のp-クレゾール抱合体とフェニルアセチルグルタミンの状態に類似したプロファイリングが示された（図1および図2）。この観察から、FMTはp-クレゾールを直接生成する脱炭酸反応と溶解反応を速やかに促進するが、FMTの初期段階では4HPPAとPAAを生成するためのトランスアミノ化反応と酸化反応にはほとんど影響を及ぼさない可能性が示唆された（図5）。2つのマウス実験では、バンコマイシンはチロシンとフェニルアラニンを増加させ、PAA、4HPAA、p-クレゾールを減少させたが、糞便中の4HPPAとPPAには影響を及ぼさなかった。一方、汎抗生物質は結腸消化物中のチロシンとフェニルアラニンを増加させ、他のすべての代謝物を減少させた（図3および図4）。汎抗生物質投与とバンコマイシン単独投与の違いから、p-クレゾールおよびPAAの生合成経路における個々の反応と、これらの反応を担う細菌が、抗生物質の阻害効果に対して異なる感受性を持つことがさらに確認された。p-クレゾール生合成の感受性は、プレバイオティクスやプロバイオティクス処理など、他の形態の微生物介入でも観察された。乳酸菌株の補充は、健康な女性の尿中p-クレゾール硫酸塩の排泄を減少させることが示されている[20]。微生物による介入に加え、p-クレゾールの生合成に化学的介入を行うことも可能である。我々の最近の研究では、4HPAA脱炭酸酵素触媒によるp-クレゾール生成を含む微生物によるAAA分解が、ヒトにおける緑茶ポリフェノール摂取 [21] や乳牛におけるルチン給与 [22] によって競合的に阻害された。したがって、尿中および糞便中のp-クレゾールおよび他のAAA分解産物のプロファイリングは、微生物によるAAA代謝の状態、および微生物や化学物質の介入に対する感度を決定するための効果的な分析アプローチとして役立つ。

介入に対するp-クレゾールの生合成の感受性は、明確な実用的意味を持つ。臨床現場では、FMT治療の10～40％がrCDIの治癒に失敗している [23]。ドナー菌の生着不良が、このような治療失敗のかなりの部分を占めていると思われる [24] 。しかし、CDI再発の症状は一般にFMT後2～3週目に起こる [25] 。便中のp-クレゾールまたは尿中のその誘導体の測定が、C. difficileが再増殖する前にドナー菌の生着が成功したことの早期指標として開発され、CDI感染の再発症状を発症する運命にある患者の早期再治療を可能にする可能性がある。

3.2. p-クレゾール、C. difficile、FMTの関連性
C. difficileはp-クレゾールを産生することが知られており、またp-クレゾールの静菌活性に対して耐性であることも知られている[26,27]。したがって、p-クレゾールはCDI同定のためのマーカーとして指定されている[28,29]。本研究では、FMT前の患者におけるp-クレゾールの非存在は、効果的な抗生物質治療による代謝活性のあるC. difficileの不在を反映している。しかし、われわれのFMT後の患者におけるp-クレゾールの急速かつ持続的な存在は、CDIの再発ではなく、機能的でrCDI耐性の腸内細菌叢の効果的な回復と相関していた。実際、FarowskiらもFMT後のCDI患者において尿中p-クレゾール硫酸塩の増加を報告している[30]。したがって、p-クレゾールはもはやC. difficileおよびCDIの特異的代謝物マーカーとして考慮されるべきではない。この結論は、4HPAAをp-クレゾールに変換するグリシルラジカル酵素である4HPAA脱炭酸酵素が、C. difficileだけでなく、他の近縁種であるが非病原性の種からも精製されクローニングされたことから、腸内微生物に分布していることからも支持される[31]。さらに、Faecalibacterium属、Eubacterium属、Anaerostipes属、Ruminococcus属、Bacteroides属、Bifidobacterium属、およびCoriobacteriaceae属に属する多様な嫌気性細菌種が、他のチロシン分解酵素の遺伝子を保有し、p-クレゾールを生産することができる[14]。これらの多くはヒトの腸内細菌叢の構成メンバーである。したがって、FMTによってこれらのp-クレゾール生産菌が腸内に速やかにコロニー形成され、p-クレゾール合成とp-クレゾール硫酸塩の尿中排泄が急速に回復した。

FMTによるp-クレゾール硫酸の存在のもう一つの特徴は、rCDI患者における尿中二次胆汁酸抱合体の上昇と一致していたことである。われわれが以前に行った糞便メタボローム解析では、同じrCDI患者において、胆汁酸の微生物代謝がバンコマイシンによって消失し、その後FMTによって急速に回復することが示された[5]。さらに我々は、FMTによる二次胆汁酸合成の急速な回復が、C. difficileの発芽と増殖を阻害し、rCDIを予防することを証明した[11]。われわれの糞便微生物学的解析により、Lachnospiraceae、Ruminococcaceae、Bacteroidaceaeなどの胆汁酸代謝菌が、FMTドナーおよびFMT後のrCDI患者では、それぞれ全操作分類単位（OTU）の54％および57％を占めていたが、バンコマイシン治療後のFMT前のrCDI患者ではほとんど認められなかったことが明らかになった［5］。興味深いことに、Lachnospiraceae、Ruminococcaceae、Bacteroidaceaeの多くの種もp-クレゾールを産生する（表S2に要約）[14,32]。したがって、FMT後のrCDI患者における尿中p-クレゾール硫酸塩と二次胆汁酸抱合体の同時増加は、FMTの有効性マーカーとしてのp-クレゾール硫酸塩の価値をさらに正当化するものである。

3.3. p-クレゾール生合成異常の潜在的影響の解明における課題
p-クレゾール生合成の変化の生物学的意義の解釈は、p-クレゾールが関連する健康事象に有益な影響と有害な影響の両方と関連しているために混乱している。前述のように、C. difficileはp-クレゾールを産生する [27]。しかし、FMTによるp-クレゾール生合成の回復は、本研究におけるrCDIに対する抵抗性とも一致していた。慢性腎臓病（CKD）患者にとって、透析で除去されにくいp-クレゾール硫酸塩は、腎障害や心血管障害 [32] 、インスリン抵抗性 [33] に寄与する可能性があり、尿毒症毒素とみなされている。一方、血清中のp-クレゾール濃度はヒトのII型糖尿病と負の相関があり、非毒性レベルのp-クレゾールに慢性的に曝露すると、マウスの脂肪率、耐糖能異常、肝脂肪が低下した[34]。神経障害に関しては、自閉症児で尿中p-クレゾール硫酸塩の上昇が観察され [35]、p-クレゾールはマウスで脳のドーパミン代謝を変化させ、自閉症行動を促進することが示された [36]。一方、p-クレゾールの低用量曝露は、脳由来神経栄養因子の分泌を誘導し、神経細胞の構造リモデリングを促進することにより、神経保護作用を有する可能性がある［37］。これらのことから、p-クレゾールの生理活性、特に用量依存的な反応について、さらなる研究が必要である。

3.4. 抗生物質およびFMT処理後に観察されたp-クレゾール生合成の変化の限界
ヒトの臨床治療におけるサンプリング採取の難しさと本研究の後方視的性質のため、rCDI患者におけるバンコマイシン治療前の尿サンプルは採取されなかった。したがって、治療前の尿中メタボロームにおけるp-クレゾール硫酸の状態は不明であった。しかし、p-クレゾール硫酸塩は、菜食主義者でも雑食主義者でも、未消化タンパク質の発酵によるヒト尿中の構成的代謝物として広く受け入れられていることから[38]、バンコマイシン投与前の患者におけるp-クレゾール硫酸塩の存在は予想される。さらに、我々の臨床研究では、抗生物質とFMT治療のプラセボ対照は行わなかった。なぜなら、すべての患者が我々の確立した臨床手順 [5] に従ってバンコマイシンで治療されたからである。とはいえ、rCDI患者を対象とした別のランダム化比較試験では、FMTを行わなかった場合のマイクロバイオームの回復にはバンコマイシン治療後数ヵ月を要したことが示されており [39]、このこともp-クレゾール生合成の回復の遅れを示唆しているのかもしれない。本研究に関しては、ヒト患者における抗生物質とFMTによるp-クレゾール生合成の関連性は、2つのマウス実験によってのみ検証された。したがって、これらの結論を確認し、統合するためには、より大規模な患者コホートとプラセボ対照を用いたヒトでの追加研究が必要である。

次へ
4. 材料と方法
4.1. 患者、FMTの手順、検体採取
CDI患者のコホートおよびFMTの手順の詳細については、以前に記載されている[5,40]。手順および検体採取は、ミネソタ大学のIRB（Institutional Review Board）の承認を得た（IRB承認番号0901M56962）。患者の臨床的属性、臨床経過、便中マイクロバイオームおよびメタボロミクスの変化については、以前に記述した[5]。簡単に説明すると、11人の患者はすべて、複数回の抗生物質治療で感染症を解決できなかった後にrCDI症候群を発症した。FMT処置の2日前まで、すべての患者はバンコマイシン125mgを1日4回経口投与した。2名の健常ドナーのうち1名から糞便微生物叢を大腸内視鏡で注入した後、全例が腸管機能の臨床的回復（1日3回以下の排便と便の硬さの正常化）とrCDIの臨床的治癒（FMT後2ヵ月の追跡期間中に感染症の再発がない）を達成した。FMT前に合計16検体の朝尿を、FMT後0日目から180日目までに50検体の尿を採取した。糞便検体はFMT前とFMT後7日目に採取した。検体は処理まで-80℃で保存した。

4.2. マウスバンコマイシン処理
8週齢の雄性C57BL/6マウスをCharles River Lab（米国マサチューセッツ州ウィルミントン）から入手した。すべてのマウスは、ミネソタ大学の動物施設において、12時間の明暗サイクルの下、21℃の一定温度で飼育され、水および飼料を自由に摂取できた。治療手順は、ミネソタ大学動物飼育使用委員会（University of Minnesota Institutional Animal Care and Use Committee）の承認を得た。馴化後、マウスを2群に無作為に割り付け（各群n = 4）、確立された投与方式に従って、100 mg/kgのバンコマイシン塩酸塩水溶液または水を12時間ごとに7日間経口投与した[41]。投与3日目と7日目に、各動物の尿と糞便をメタボリックケージで採取した。全サンプルは処理まで-80℃で保存した。

4.3. マウスFMT
FMTは、我々の以前のプロトコール[42]に基づいてマウスで実施した。すべての処置は、マイアミ大学のInstitutional Animal Care and Use Committeeの承認を得た。簡単に説明すると、26匹のC57BL/6マウスを病原体フリー（SPF）条件下で飼育し、21℃で12時間の明暗サイクルで維持し、餌と水を自由に摂取できるようにした。抗生物質カクテル（0.5 mg/mLバシトラシン、2 mg/mLネオマイシン、0.2 mg/mLバンコマイシン、1.2 µg/mLピマリシン）を毎日新鮮な飲料水に調製し、FMTの7日前から20匹のマウスに与えた。FMT用の糞便懸濁液は、10匹のドナーマウスのプール糞便を用いて調製した。糞便200 mgを1 mLの滅菌PBSに懸濁し、70 µmのセルストレーナーで濾過後、6000×gで20分間遠心し、菌ペレットを得た。約1010 CFU/mLの糞便細菌を20%スクロースを含む6%NaHCO3緩衝液に懸濁した。8日目から12匹のマウスに200μLの新鮮な糞便懸濁液を7日間連続経口投与し、犠牲とした（FMT群）。他の8匹のマウスは、同じ汎抗生物質カクテルを犠牲前の7日間連続投与し続けた（AnB群）。別の6匹のマウスは実験期間中飲水を与えた（CTL群）。大腸消化物は犠牲時に採取され、さらに分析するまで-80℃で直ちに保存された。

4.4. 試薬
すべての溶媒、化学試薬、標準物質は、特に断りのない限り、Sigma-Aldrich（米国ミズーリ州セントルイス）から購入した。LC-MSグレードのアセトニトリルはFisher Scientific (Pittsburgh, PA, USA)から購入した。p-クレゾール硫酸塩はCayman Chemicals (Ann Arbor, MI, USA)から購入した。コール酸およびジエチルホスホロシアニデート(DEPC)はAlfa Aesar (Ward Hill, MA, USA)から購入した。イソデオキシコール酸はSteraloids社（Newport, RI, USA）から購入した。

4.5. 構造確認のための代謝物標準物質の合成
スルホイソデオキシコール酸、スルホグリコデオキシコール酸、スルホグリコ リトコール酸などの硫酸化標準物質は、p-クレゾール、コレステロール、イソデオ キシコール酸、グリコリドキシコール酸、グリコデオキシコール酸のジクロロメタン中氷冷 溶液にそれぞれクロロスルホン酸を加えるマイクロスケール反応によって合成 した[43]。混合物を4℃で10分間撹拌した。溶媒を蒸発させた後、生成物を50%アセトニトリル水溶液で再構成し、LC-MS分析の前に2N NaOHで中和した。グリコイソデオキシコール酸を合成するために、グリシン、DEPC、トリエチルアミンをジメチルフラン中のイソデオキシコール酸溶液と混合した[44]。混合物を室温で30分間撹拌した。溶媒を蒸発させた後、LC-MS分析に先立ち、生成物を50％アセトニトリル水溶液で再構成した。

4.6. 生体試料抽出物のLC-MS分析
LC-MS 分析のための尿、糞便および結腸消化管抽出物の調製。ヒト尿サンプルは等容量の 50%アセトニトリルと混合した。マウス尿は19容量の50%アセトニトリルと混合した。この混合物を18,000×gで10分間遠心分離し、粒子と沈殿物を除去した。糞便および結腸消化管サンプルは10容量%アセトニトリルに懸濁し、10分間ボルテックスおよび超音波処理により抽出した。懸濁液を18,000×gで10分間2回遠心分離し、上清と沈殿を分離した。上清は LC-MS 分析用に回収した。構造中にアミノ基を含む代謝物を検出するため、LC-MS 分析の前にサンプルを塩化ダンシル（DC）で誘導体化した。

サンプルの誘導体化 構造中にアミノ基またはヒドロキシル基を含む代謝物を検出するため、LC-MS分析前にサンプルを塩化ダンシル（DC）で誘導体化した。簡単に説明すると、5μLのサンプルまたは標準物質を、5μLの100μM d5-トリプトファン（内部標準物質）、50μLの10mM炭酸ナトリウム、および100μLのDC（アセトン中3mg/mL）と混合した。混合物を60℃で15分間インキュベートし、10分間遠心分離（18,000×g）した後、上清をHPLCバイアルに移し、LC-MS分析を行った。

LC-MS分析の条件 LC-MS分析では、サンプル抽出液の5 µLアリコートをAcquityTM UPLCシステム（Waters, Milford, MA, USA）に注入し、BEH C18カラムで10分間の移動相グラジエントにより分離した（表S3）。LC溶離液をSYNAPT QTOF質量分析計（Waters）に導入し、正確な質量測定とイオンカウンティングを行った（Table S3）。正確な質量測定のために、質量分析計はギ酸ナトリウム溶液（範囲m/z 50-1000）で校正し、ロックマスロイシンエンケファリン（[M+H]+ = 556.2771 m/zおよび([M-H]- = 554.2615 m/z)）のリアルタイム間欠注入でモニターした。追加の構造情報は、15から30eVの範囲の衝突エネルギーでのタンデムMS（MS/MS）フラグメンテーションによって得られた。

定量分析。標的代謝物の濃度は、個々のピーク面積と内部標準物質のピーク面積の比を計算し、QuanLynxTM ソフトウェアバージョン 4.2（Waters, Milford, MA）を使用して標準曲線でフィッティングし、それぞれの定量限界（LOQ）の値と比較することによって決定しました。4HPAA、p-クレゾール、およびPAAの定量では、LOQ未満の濃度の試料は、データの可視化と統計解析のためにLOQの半分で代用した。

4.7. 多変量解析とバイオマーカーの同定
異なるLC-MS分析で得られたデータは、各サンプルマトリックスについて結合された。クロマトグラフィーおよびマススペクトルデータは、MarkerLynxTM ソフトウェアバージョン 4.2（Waters, Milford, MA, USA）を用いてデコンボリューションした。サンプルの同一性、イオンの同一性（保持時間、RT、m/z）、および相対イオンアバンダンスからなる多変量データマトリックスは、セントロイディング、デアイソトープ、フィルタリング、ピーク認識、および統合によって生成され、さらに多変量データ解析のためにSIMCA-P+TMソフトウェアバージョン12（Umetrics、Kinnelon、NJ、USA）にエクスポートされました[45]。教師なし主成分分析（PCA）と教師あり潜在構造への投影判別分析（PLS-DA）および直交部分最小二乗判別分析（OPLS-DA）が、サンプルのデータを分析するために採用された。データマトリックスの主要な潜在変数は、確立された多変量モデルのスコア散布図に記述された。抗生物質およびFMTの影響を受ける代謝物は、多変量モデルにおいて異なる治療群からのサンプルの分離に寄与するイオンを分析することにより同定した[45,46]。代謝物マーカーの化学的同定は、正確な質量測定、元素組成分析、データベース検索（Human Metabolome Database: http://www.hmdb.ca/）（2023年5月5日アクセス）、MS/MSフラグメンテーション、および真正標準物質との比較によって行った。階層クラスター分析による代謝物マーカーのヒートマップは、Rパッケージのgplotsツール（https://cran.r-project.org/、2023年5月5日アクセス）のheatmap.2関数を用いて作成した。

4.8. 統計
実験値は平均値±平均値の標準誤差（SEM）で表した。正規性を検定し、必要に応じてLog2を用いて変換した後、データはGraphPad Prism 5（GraphPad Software, Inc.、米国カリフォルニア州ラホヤ）を用いて、対の両側Student t検定（ヒトFMT糞便データ）、一元配置分散分析に続くTukeyの多重比較（ヒトFMT尿データおよびマウスFMTデータ）、または多重比較を伴う二元配置分散分析（バンコマイシン処理マウスデータ）により統計学的に分析した。p値<0.05を統計的に有意とみなした。

次へ
5. 結論
rCDI患者およびモデルマウスのメタボローム解析から、p-クレゾール硫酸塩の生合成は、AAAsの他の微生物分解経路よりも抗生物質およびFMT治療に反応しやすいことが明らかになり、尿中p-クレゾール硫酸塩は、ヒト患者における腸内細菌叢の望ましい操作のための抗生物質およびFMT治療の効果をモニターするための高感度代謝物マーカーとなった。

次へ
謝辞
著者らは、Dan YaoによるLC-MS分析の技術的支援に感謝する。

謝辞
補足資料
以下の補足資料は、https://www.mdpi.com/article/10.3390/ijms241914621/s1。文献[47,48,49,50,51]は補足資料に引用されている。

追加データファイルはこちら(490K, zip)
こちらへ
資金提供声明
本研究は、NIH補助金R21AI091907（A.K.、M.J.S.、C.C.）およびR01DA043252（S.R.、C.C.）により一部支援された。FMTの製造およびヒト生物試料の収集（M.J.H.、M.J.S.、A.K.）は、非営利団体Achieving Curesからの慈善寄付によって支援された。メタボローム研究は、NIFAプロジェクトMIN-18-125（C.C.）から一部支援を受けた。

こちらへ
著者貢献
構想、C.C.、A.K.、M.J.S.およびS.R.、方法論、Y.Z.およびC.C.、正式な解析および調査、Y.Z.、Z.B.、M.J.H.、L.Z.、R.S.、A.K.およびC.C.、リソース、C.C.、 A.K.、M.J.S.およびS.R.；データキュレーション、Y.Z.、Z.B.およびR.S.；執筆-原案作成、Y.Z.およびC.C.；執筆-校閲および編集、C.C.、 視覚化、Y.Z.、R.S.およびC.C.、監督、C.C.およびA.K.、プロジェクト管理、C.C.およびA.K.、資金獲得、C.C.、A.K.、M.J.S.およびS.R.。すべての著者が本原稿の出版版を読み、同意した。

こちらへ
施設審査委員会声明
ヒトを対象とした研究はヘルシンキ宣言に従って実施され、ミネソタ大学の施設審査委員会（IRB）により承認された（IRB承認番号0901M56962）。動物実験プロトコールは、ミネソタ大学Institutional Animal Care and Use Committeeにより承認され、承認番号は2010-38524Aであった。

こちらへ
インフォームド・コンセント
本研究に参加したすべての被験者からインフォームド・コンセントを得た。

次へ
データ利用声明
処理されたデータは、論文および補足資料の中に含まれている。クロマトグラフィーおよびスペクトロメトリー分析の生データは、対応する著者に請求することができる。

このページのトップへ
利益相反
著者らは利益相反がないことを宣言している。

次へ
脚注
免責事項／発行者注：すべての出版物に含まれる声明、意見およびデータは、著者および投稿者個人のものであり、MDPIおよび／または編集者のものではありません。MDPIおよび/または編集者は、コンテンツで言及されているアイデア、方法、指示、製品に起因する人体または財産の損害について、一切の責任を負いません。

こちらへ
参考文献

  1. 糞便微生物叢移植の概要： 技術、適応、および転帰。Gastrointest. Endosc. 2013;78:240-249. doi: 10.1016/j.gie.2013.03.1329. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

  2. Ooijevaar R.E.、Terveer E.M.、Verspaget H.W.、Kuijper E.J.、Keller J.J. 便微生物移植の臨床応用と可能性。Annu. Rev. Med. 2019;70:335-351. doi: 10.1146/annurev-med-111717-122956. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

  3. McDonald L.C.、Gerding D.N.、Johnson S.、Bakken J.S.、Carroll K.C.、Coffin S.E.、Dubberke E.R.、Garey K.W.、Gould C.V.、Kelly C.、他 成人および小児におけるクロストリジウム・ディフィシル感染症の診療ガイドライン：米国感染症学会（IDSA）および米国医療疫学学会（SHEA）による2017年最新版 Clin. Infect. Dis. 2018;66:987-994. doi: 10.1093/cid/ciy149. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

  4. ケリーC.R.、フィッシャーM.、アレグレッティJ.R.、ラプランテK.、スチュワートD.B.、リムケットカイB.N.、ストールマンN.H. ACG臨床ガイドライン： クロストリジウム・ディフィシル（Clostridioides difficile）感染症の予防、診断、治療。Am. J. Gastroenterol. 2021;116:1124-1147. doi: 10.14309/ajg.000000001278. [PubMed] [Google Scholar].

  5. Weingarden、Chen、Bobr、Yao、Lu、Nelson、V.M.、Sadowsky、M.J.、Khoruts、A. 微生物の移植は、再発性Clostridium difficile感染症における正常な便中胆汁酸組成を回復させる。Am. J. Physiol. Liver Physiol. 2014;306:G310-G319. doi: 10.1152/ajpgi.00282.2013. [PMCフリー記事] [PubMed] [Ref] [Google Scholar].

  6. ヒト腸管モデルにおけるクロストリジウム・ディフィシル（Clostridium difficile）感染症の模擬治療において、フィダキソミシンの初回投与およびバンコマイシンまたはメトロニダゾール不応後の投与が奏功した。J. Antimicrob. Chemother. 2014;69:451-462. doi: 10.1093/jac/dkt347. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

  7. ケリーC.P.、ラモントJ.T. クロストリジウム・ディフィシル（Clostridium difficile）-これまで以上に難しい。N. Engl. 2008;359:1932-1940. doi: 10.1056/NEJMra0707500. [PubMed］［Ref］［Google Scholar］。

  8. 再発性クロストリジウム・ディフィシルに対するドナー糞便の十二指腸注入。N. Engl. 2013;368:407-415. doi: 10.1056/NEJMoa1205037. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

  9. ヒト腸管における宿主と細菌の相互作用。サイエンス。2005;307:1915-1920. doi: 10.1126/science.1104816. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

  10. Wikoff W.R., Anfora A.T., Liu J., Schultz P.G., Lesley S.A., Peters E.C., Siuzdak G. Metabolomics analysis reveals large effects of gut microflora on mammalian blood metabolites. Proc. Natl. Sci. USA. 2009;106:3698-3703. doi: 10.1073/pnas.0812874106.

  11. このような臨床試験において、大腸胆汁酸組成の変化は、クロストリジウム・ディフィシルの発芽と増殖を制御するのに十分であることが明らかになった。PLoS ONE. 2016;11:e0147210. doi: 10.1371/journal.pone.0147210. [この論文では、クロストリジウム・ディフィシル菌の発芽と増殖のメカニズムを解明することを目的とし、クロストリジウム・ディフィシル菌の発芽と増殖のメカニズムの解明を目的とした。

  12. 精密マイクロバイオーム再構成により、クロストリジウム・ディフィシルに対する胆汁酸を介した耐性が回復した。Nature. 2014;517:205-208. doi: 10.1038/nature13828. [PMCフリー論文] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

  13. Khoruts A., Staley C., Sadowsky M.J. Clostridioides difficileに対する糞便微生物叢移植： メカニズムと薬理学。Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol. 2021;18:67-80. doi: 10.1038/s41575-020-0350-4. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

  14. チロシンおよびその代謝産物を添加した培地を用いたフェノールおよびp-クレゾール産生腸内細菌の同定．FEMS Microbiol. Ecol. 2018;94:fiy125. doi: 10.1093/femsec/fiy125. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

  15. Dodd D., Spitzer M.H., Van Treuren W., Merrill B.D., Hryckowian A.J., Higginbottom S.K., Le A., Cowan T.M., Nolan G.P., Fischbach M.A., et al. A gut bacterial pathway metabolizes aromatic amino acids into nine circulating metabolites. Nature. 2017;551:648-652. doi: 10.1038/nature24661. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

  16. Wijeyesekera A., Clarke P.A., Bictash M., Brown I.J., Fidock M., Ryckmans T., Yap I.K.S., Chan Q., Stamler J., Elliott P., et al. ヒト尿中の腸内細菌共代謝産物フェニルアセチルグルタミン、4-クレシル硫酸およびヒプリン酸の定量的UPLC-MS/MS分析： INTERMAP研究。Anal. Methods. 2012;4:65-72. doi: 10.1039/C1AY05427A. [PMC無料記事] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

  17. 宿主と微生物の相互作用におけるシグナルとしての芳香族アミノ酸の腸内細菌代謝産物。Trends Endocrinol. Metab. 2020;31:818-834. doi: 10.1016/j.tem.2020.02.012. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

  18. Nguyen T.L., Vieira-Silva S., Liston A., Raes J. How informative is the mouse for human gut microbiota research? Dis. Models Mech. 2015;8:1-16. doi: 10.1242/dmm.017400. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

  19. Bajaj J.S.、Kassam Z.、Fagan A.、Gavis E.A.、Liu E.、Cox I.J.、Kheradman R.、Heuman D.、Wang J.、Gurry T.、他 合理的な便ドナーからの糞便微生物叢移植は肝性脳症を改善する： 無作為化臨床試験。Hepatology. 2017;66:1727-1738. doi: 10.1002/hep.29306. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

  20. 乳酸菌の尿中インジカン排泄に及ぼす影響．Microbiol. Immunol. 1981;25:101-112. doi: 10.1111/j.1348-0421.1981.tb00014.x. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

  21. 緑茶ポリフェノールがヒトの芳香族アミノ酸の微生物代謝に及ぼす抑制効果をメタボローム解析により明らかにした。Metabolites. 2019;9:96. doi: 10.3390/metabo9050096. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

  22. 郭怡（Guo Y., Weber W.J., Yao D., Caixeta L., Zimmerman N.P., Thompson J., Block E., Rehberger T.G., Crooker B.A., Chen C.). 乳牛のp-クレゾール産生を抑制する腔内ルチンの主要な生物学的利用可能な代謝物として4-メチルカテコールを形成する。Metabolites. 2021;12:16. doi: 10.3390/metabo12010016. [PMCフリー記事] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

  23. タリクR.、パルディD.S.、バートレットM.G.、カンナS. 再発性クロストリジウム・ディフィシル感染に対する糞便微生物叢移植の対照試験における低い治癒率： 系統的レビューとメタアナリシス。Clin. Infect. Dis. 2019;68:1351-1358. doi: 10.1093/cid/ciy721. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

  24. Staley C., Kaiser T., Vaughn B.P., Graiziger C.T., Hamilton M.J., Rehman T.U., Song K., Khoruts A., Sadowsky M.J. Predicting recurrence of Clostridium difficile infection after encapsulated fecal microbiota transplantation. Microbiome. 2018;6:166. doi: 10.1186/s40168-018-0549-6. [PMC free article] [PubMed] [PubRef] [Google Scholar].

  25. Allegretti J.R., Allegretti A.S., Phelps E., Xu H., Fischer M., Kassam Z. Classifying Fecal Microbiota Transplantation Failure： 糞便微生物叢移植失敗のタイミングと特徴を調べる観察研究。Clin. Gastroenterol. Hepatol. 2018;16:1832-1833. doi: 10.1016/j.cgh.2017.10.031. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

  26. Dawson L.F., Stabler R.A., Wren B.W. Clostridium difficileにおけるp-クレゾール耐性の役割の評価。J. Med. Microbiol. 2008;57:745-749. doi: 10.1099/jmm.0.47744-0. このような場合、[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] を参照してください。

  27. Dawson L.F.、Donahue E.H.、Cartman S.T.、Barton R.H.、Bundy J.、McNerney R.、Minton N.P.、Wren B.W. Clostridium difficile 027株および012株におけるパラクレゾール産生および耐性の解析。BMC Microbiol. 2011;11:86. doi: 10.1186/1471-2180-11-86. [また、そのような菌株は、"Crossridium difficile "と命名され、その菌種は "Crossridium difficile "と呼ばれている。

  28. クロストリジウム・ディフィシル感染の糞便揮発性バイオマーカー。PLoS ONE. 2019;14:e0215256. doi: 10.1371/journal.pone.0215256. PMC無料論文] [PubMed] [PubMed] [PubMed] [PubMed] [PubMed] [PubMed] [PubMed] [PubMed] [Google Scholar].

  29. クロストリジウム・ディフィシルのガスクロマトグラフィによる同定と修正選択培地からの細胞毒素の検出。J. Clin. Pathol. 1985;38:82-85. doi: 10.1136/jcp.38.1.82. [PMC無料記事] [PubMed] [参照] [Google Scholar].

  30. 再発性Clostridioides difficile感染症に対する糞便微生物叢移植の転帰を予測するバイオマーカーの可能性。Dig. Liver Dis. 2019;51:944-951. doi: 10.1016/j.dld.2019.01.012. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

  31. クロストリジウム・ディフィシル由来p-ヒドロキシフェニル酢酸デカルボキシラーゼ。p-クレゾールの生成を触媒する新規グリシルラジカル酵素。Eur. J. Biochem. 2001;268:1363-1372. doi: 10.1046/j.1432-1327.2001.02001.x. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

  32. Gryp T., Vanholder R., Vaneechoutte M., Glorieux G. p-クレシル硫酸。Toxins. 2017;9:52. doi: 10.3390/toxins9020052. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

  33. コッペL.、ピロンN.J.、ヴェラR.E.、クロゼM.L.、ペレティエC.C.、シャンベールS.、マッシーZ.、グロリウG.、ヴァンホルダーR.、デュゲネY.ら、p-クレシル硫酸塩はCKDに伴うインスリン抵抗性を促進する。J. Am. Soc. Nephrol. JASN。2013;24:88-99.DOI：10.1681/ASN.2012050503。[PMCフリー記事] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

  34. Brial F., Alzaid F., Sonomura K., Kamatani Y., Meneyrol K., Le Lay A., Péan N., Hedjazi L., Sato T.-A., Venteclef N., et al. 天然代謝産物4-クレゾールはグルコースホメオスタシスを改善し、β細胞機能を増強する。この論文では、4-クレゾールがグルコースホメオスタシスを改善し、β細胞機能を増強することを明らかにした。[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

  35. 自閉症スペクトラム障害における尿中p-クレゾール。Neurotoxicol. Teratol. 2013;36:82-90. doi: 10.1016/j.ntt.2012.09.002. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

  36. P-cresol Alters Brain Dopamine Metabolism and Exacerbates Autism-Like Behaviors in the BTBR Mouse. 脳科学2020;10:233. doi: 10.3390/brainsci10040233. [このような研究は、脳科学の分野では非常に重要である。

  37. 腸管神経毒p-クレゾールはPC-12細胞において脳由来神経栄養因子の分泌を誘導し、ニューロフィラメントサブユニットの発現を増加させる。AIMS Neurosci. 2022;9:12-23. doi: 10.3934/Neuroscience.2022002. [このような細胞内シグナル伝達系は、細胞内シグナル伝達系と細胞外シグナル伝達系との間の相互作用に重要な役割を果たすと考えられている。

  38. ベジタリアンと雑食動物におけるp-クレゾール硫酸およびインドキシル硫酸の産生。Clin. J. Am. Soc. Nephrol. CJASN.2012;7:982-988。[PMCフリー記事] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

  39. Kelly C.R.、Khoruts A.、Staley C.、Sadowsky M.J.、Abd M.、Alani M.、Bakow B.、Curran P.、McKenney J.、Tisch A.、他：多発性再発性クロストリジウム・ディフィシル感染症における糞便微生物叢移植の再発に対する効果： 無作為化試験。Ann. Intern. Med. 2016;165:609-616. doi: 10.7326/M16-0271. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

  40. 再発性クロストリジウム・ディフィシル感染症に対する糞便微生物叢移植のための標準化された凍結調製。Am. J. Gastroenterol. 2012;107:761-767. doi: 10.1038/ajg.2011.482. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

  41. Garland、Hryckowian A.J.、Tholen M.、Bender K.O.、Van Treuren W.W.、Loscher S.、Sonnenburg J.L.、Bogyo M. 臨床薬Ebselenは、CDIに対する抗生物質治療後のマウスの炎症を抑制し、マイクロバイオームの回復を促進する。Cell Rep. Med. 2020;1:100005. doi: 10.1016/j.xcrm.2020.100005. [PMCフリー記事] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

  42. Morphine tolerance is attenuated in germfree mice and reversed by probiotics, implicating the role of gut microbiome. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2019;116:13523. doi: 10.1073/pnas.1901182116. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

  43. Fxr-nullマウスの尿中メタボロミクスから、胆汁酸チャレンジ時に活性化する適応代謝経路が明らかになった。J. Lipid Res. 2010;51:1063-1074. [このような胆汁酸の代謝経路は、胆汁酸チャレンジによって活性化される。

  44. タウリンおよびグリシン共役胆汁酸の改良合成. Lipids. 1997;32:775-778. doi: 10.1007/s11745-997-0099-8. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

  45. LC-MSを用いた薬物代謝メタボロミクス。Drug Metab. 2007;39:581-597. doi: 10.1080/03602530701497804. [PMCフリー論文] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

  46. Bylesjo M., Rantalainen M., Cloarec O., Nicholson J.K., Holmes E., Trygg J. OPLS判別分析： PLS-DAとSIMCA分類の長所を組み合わせたもの。J.Chemom.2006;20:341-351。[CrossRef] [Google Scholar].

  47. プロバイオティクスとしてのクロストリジウム種： Potentials and challenges. J. Anim. Biotechnol. 2020;11:24。doi: 10.1186/s40104-019-0402-1。[このような研究は、日本ではほとんど行われていない。

  48. 胆汁酸誘導性7α-デヒドロキシル化オペロンの単離と特性解析（Clostridium hylemonae TN271）。Anaerobe. 2010;16:137-146. doi: 10.1016/j.anaerobe.2009.05.004. [この論文では、このような研究成果を紹介します。

  49. Clostridium leptumの7-α-デヒドロキシラーゼの特性化. Am. J. Clin. 1978;31:S243-S247.DOI：10.1093/AJCN/31.10.S243。[PubMed][CrossRef][Googleスカラー]。

  50. Heinken A.、Ravcheev D.A.、Baldini F.、Heirendt L.、Fleming R.M.T.、Thiele I. 腸内微生物における二次胆汁酸代謝の系統的評価により、炎症性腸疾患における代謝能力が明らかになった。Microbiome. 2019;7:75. doi: 10.1186/s40168-019-0689-3. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

  51. 胆汁酸7α-デヒドロキシル化細菌の「in vivoライフスタイル」： 胆汁酸7α-デヒドロキシル化細菌の "in vivoライフスタイル"：gnotobioticマウスにおける定義された微生物群集の比較ゲノミクス、メタトランスクリプトミクス、および胆汁酸メタボロミクス解析。Gut Microbes. 2020;11:381-404. doi: 10.1080/19490976.2019.1618173. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].
    International Journal of Molecular Sciencesの記事はMultidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)の提供によりここに提供される。
    NCBIをフォローする
    NLMとつながる

国立医学図書館
8600 Rockville Pike
ベセスダ、メリーランド州20894

ウェブポリシー
情報公開
HHS脆弱性情報公開

ヘルプ
アクセシビリティ
採用情報

NLM
NIH
保健省
USA.gov
ご意見をお聞かせください！

この記事が気に入ったらサポートをしてみませんか？