腸内細菌相談室

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今回のエピソードでは、腸管上皮細胞の代謝に腸内細菌叢がどのような影響を与えているかについてお話していきます！腸管上皮細胞は、ヒトの組織内に腸内細菌や消化産物などが侵入しないように緊密な連携を取り、腸管バリアを形成することをお話してきました。腸管バリアを細かく見ていくと、そこには上皮細胞間の密着結合(タイトジャンクション)と呼ばれる構造が存在すること、タイトジャンクションの損傷が腸管透過性の増加を促し、リーキーガットの状態になることをお話してきました。現在、様々な研究で、腸内細菌と腸管上皮細胞間のコミュニケーションについても調査されていて、腸内細菌は腸管バリアの成り立ちに必須であることが明らかとなってきています。今回は、2017年Muらの、"Leaky  Gut As a Danger Signal for Autoimmune Diseases"というレビュー論文を元に、お話していきます！

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今回のエピソードでは、上皮細胞間を密着させる密着結合が壊れる仕組みについてお話します。前回までに、密着結合や接着結合が腸管上皮細胞をつないでいること、栄養吸収は上皮細胞の経細胞経路と傍細胞経路から毛細血管を伝って進むことをお話してきました。正常時においては、選択的な栄養吸収が行われることで、腸内の物質の自由な組織への拡散が防がれていますが、密着結合が壊れた場合には選択的な栄養吸収を行うことができなくなります。この結果として、リーキーガットと呼ばれる状態になるのですが、密着結合はどのようにして壊れるのでしょうか？早速本編に移ります！

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今回のエピソードでは、消化された食べ物に由来する栄養素が、腸管でどのように吸収され、そして全身へ行き渡るのかというお話をしていきます。前回のエピソードでは、腸管上皮細胞は、互いに密着結合や接着結合と呼ばれる細胞間の緊密な連携を行い、腸管バリアを形成することで異物を体内へ入れないことをお話しました。では、腸管バリアが存在する中で栄養はどのように吸収され、利用されているのでしょうか？

エピソードを終えるころには、栄養吸収の基礎を理解できるようになります。では、早速上皮細胞を覗いてみましょう！

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今週は、一週間に渡って腸内環境におけるリーキーガットについてお届けしていきます！リーキーガットとは、日本語では腸管壁滲漏と呼ばれる現象で、腸管上皮細胞の密着が損なわれることによって、腸管の物質透過性が増加することで、血流に本来入らない異物などが侵入する状態を指します。リーキーガットの結果、健康上の問題を引き起こすことが知られており、リーキーガットに対する正しい理解が重要です。そこで、今回はリーキーガットの主役となる構造である、密着結合(タイトジャンクション)について易しく解説していきます！

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今週は、腸内環境とバイオフィルムという、ちょっとニッチなテーマについてお話してきました。ニッチである理由としては、腸内環境について、あるいはバイオフィルムについての研究は無数に存在するのに対して、腸内環境におけるバイオフィルムの研究は非常に限られている点にあります。例えば、アメリカ国立医学図書館の文献検索エンジンであるPubMedによると、腸内細菌叢である"gut  microbiota"の検索結果は63302件、"biofilm"の検索結果は72888件ですが、"gut microbiota  biofilm"の検索結果は598件と1/100以下となってきます。一方で、大腸がんや炎症性腸疾患関連菌にはバイオフィルムの形成能力が確認されていることから、腸内環境とバイオフィルムは重要な研究テーマでしょう。

では、今週の総括として腸内環境とバイオフィルムのお話をしていきます！

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今回のエピソードでは、腸内環境に形成されるバイオフィルムに関する最新の研究についてお話します。この研究は、2023年1月23日に発表されたもので、なんと今週の月曜日に生まれたできたてホヤホヤの成果です。本成果は、Journal  of Experimental Medicineに掲載されている"Gut microbiota biofilms: From  regulatory mechanisms to therapeutic  targets"に掲載されていて、腸内細菌叢のバイオフィルム形成についてレビュー論文の形で論じています。感染症などと密接に関係するバイオフィルム形成ですが、腸内環境ではどのような役割があるのか、早速お話していきます。

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今回お届けするエピソードは、前回に引き続き腸管におけるバイオフィルム形成についてのお話です！前回のエピソードと、あえてタイトルをほとんど変えていないことにお気づきでしょうか？そうです。年号以外は同じタイトルにしてみました。前回は2015年時点での腸管におけるバイオフィルム形成について分かっていることを取り上げましたが、今回は2020年以降の知見をまとめていきます。5年間の間に、腸管におけるバイオフィルム形成について理解は深まったのでしょうか？

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今回のエピソードでは、腸内環境とバイオフィルムに関連したお話をしていきます。バイオフィルムは、水のあるとこに頻繁に見られる固体表面の微生物コミュニティです。歯には歯垢としてバイオフィルムが確認されますが、消化管、例えば腸内環境はどうでしょうか？水で満たされているし、沢山の腸内細菌もいますが、細菌がマイクロコロニーの形成を経てバイオフィルムを形成できるかどうかは難しい問題です。ヒトは、上皮細胞の一部から粘液を分泌することで粘液層を形成しています。粘液層は外粘液層と内粘液層に分けることができますが、通常内粘液層には細菌がほとんど存在しないことで知られています。外粘液層は、言葉の通り液体なのでバイオフィルムが形成されるのは難しそうです。このように、腸内環境とバイオフィルムの関係は難しいので、先人の知恵を借りることにしましょう。今回は、2015年WN.  de Vosの"Microbial biofilms and the human intestinal  microbiome"を元に、お話していきます！

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今回のエピソードでは、バイオフィルムの形成過程と感染症についてのお話をします。#147では水のあるところにバイオフィルムが存在すること、#148ではバイオフィルム内の細菌は自己誘導因子によって、クオラムセンシングという仕組みの元にコミュニケーションを取ることをお話してきました。実は、バイオフィルムが形成されることで、クオラムセンシングによる細菌の病原性の発現が確認されており、感染症を引き起こすとして問題になっています。今回は、そんなバイオフィルムのでき方と、バイオフィルムと感染症の関係についてお話していきます！

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今回のエピソードでは、バイオフィルム内で細菌同士が行うコミュニケーションに注目します。私達人間は、言葉やジェスチャーを使用してお互いに意思疎通を図ることで、社会生活を営むことができる生物です。細胞が寄り集まってできた多細胞生物には、このように他の個体とコミュニケーションを取ることで、有利な状況を作って現在まで生き延びてきたと言えるでしょう。では、単細胞生物についてはどうでしょうか。単細胞生物には目も耳も有りません。コミュニケーションを取ることは一見不可能に思えます。しかし、20世紀末に細菌の間でもコミュニケーションが取られていることが分かってきました。それが、今回のお話であるバイオフィルム内でのコミュニケーションに繋がってきます。

耳や目を使わない細菌同士の会話に迫ります！

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