高脂肪食と腸内細菌の関係

腸内細菌叢は、食事性多価不飽和脂肪酸を代謝することにより、宿主の肥満に対する抵抗性を高める。

腸内細菌が多価不飽和脂肪酸を他の脂肪酸に変換する過程で、宿主のエネルギー代謝を調節しており、その能力次第で肥満が改善または悪化するという。東京農工大学大学院農学研究院応用生命化学代謝機能制御学の木村郁夫氏らの研究によるもので、詳細は「Nature Communications」に9月5日オンライン掲載された。

　食生活の欧米化とともに、サラダ油などに含まれるオメガ6系多価不飽和脂肪酸の摂取量が増える一方で、魚類に含まれるオメガ3系多価不飽和脂肪酸の摂取量は減少している。また高脂肪食は、高脂肪であること自体が代謝性疾患のリスクであると同時に、腸内細菌叢のバランスを変化させて肥満や代謝性疾患を誘発する可能性がある。しかしこれまでの研究では、多価不飽和脂肪酸が腸内細菌によって代謝される過程で生じる新たな脂肪酸の影響は明らかでなかった。

　木村氏らは、通常食で飼育したマウスと高脂肪食で飼育したマウスの腸内細菌叢を解析するとともに、多価不飽和脂肪酸の腸内細菌代謝物を定量的に解析した。その結果、高脂肪食飼育マウスの腸内では善玉とされる乳酸菌が有意に減少していること、および、リノール酸（オメガ6系多価不飽和脂肪酸の一種）の腸内細菌代謝産物である水酸化脂肪酸（HYA）が有意に減少していることを確認した。この結果は、高脂肪食によって腸内細菌叢のバランスが乱れるだけでなく、腸内細菌の代謝産物にまで影響が及ぶことを意味している。

　また、高脂肪食にリノール酸を添加して飼育したマウスは脂肪組織に炎症が誘発されたが、HYAを添加し飼育したマウスは炎症所見が少なく体重増加も有意に抑制された。さらに、腸内HYA濃度が通常食マウスと同等になるように調節して飼育したマウスでは、体重抑制作用のある腸管ホルモンGLP-1の分泌が亢進した。これらの結果、腸内細菌による多価不飽和脂肪酸の代謝産物であるHYAが、肥満および肥満に伴う組織の炎症を抑制することが示唆される。なお、HYA産生能のある乳酸菌を腸内に定着させたマウスでも同様の代謝改善効果が認められた。

　以上一連の結果から、腸内細菌叢は食事中に含まれている多価不飽和脂肪酸の代謝を制御しており、高脂肪食によって誘発される肥満や炎症に関与していることがわかった。著者らは、「肥満や代謝性疾患に対する新たな治療法につながる知見であり、今後の研究と応用が期待される」と述べている。

Gut microbiota confers host resistance to obesity by metabolizing dietary polyunsaturated fatty acids.

Author

Junki Miyamoto, Miki Igarashi, Keita Watanabe, Shin-Ichiro Karaki, Hiromi Mukouyama, Shigenobu Kishino, Xuan Li, Atsuhiko Ichimura, Junichiro Irie, Yukihiko Sugimoto, Tetsuya Mizutani, Tatsuya Sugawara, Takashi Miki, Jun Ogawa, Daniel J Drucker, Makoto Arita, Hiroshi Itoh, Ikuo Kimura

Journal

Nature communications. 2019 Sep 05;10(1);4007. doi: 10.1038/s41467-019-11978-0.

Abstract

Gut microbiota mediates the effects of diet, thereby modifying host metabolism and the incidence of metabolic disorders. Increased consumption of omega-6 polyunsaturated fatty acid (PUFA) that is abundant in Western diet contributes to obesity and related diseases. Although gut-microbiota-related metabolic pathways of dietary PUFAs were recently elucidated, the effects on host physiological function remain unclear. Here, we demonstrate that gut microbiota confers host resistance to high-fat diet (HFD)-induced obesity by modulating dietary PUFAs metabolism. Supplementation of 10-hydroxy-cis-12-octadecenoic acid (HYA), an initial linoleic acid-related gut-microbial metabolite, attenuates HFD-induced obesity in mice without eliciting arachidonic acid-mediated adipose inflammation and by improving metabolic condition via free fatty acid receptors. Moreover, Lactobacillus-colonized mice show similar effects with elevated HYA levels. Our findings illustrate the interplay between gut microbiota and host energy metabolism via the metabolites of dietary omega-6-FAs thereby shedding light on the prevention and treatment of metabolic disorders by targeting gut microbial metabolites.