腸内細菌の代謝物は宿主ハエの寿命を直接延長します

腸内微生物叢は、代謝機能や免疫系機能など、宿主の生理機能のさまざまな側面に影響を与えます。腸内細菌によって生成される多くの代謝産物は、腸上皮（細菌は通過できない可能性があります）を通過して宿主組織に侵入することができ、微生物の活動が宿主の生理機能に影響を与える経路を提供します。しかし、宿主の寿命に対する個々の腸内細菌の代謝産物の具体的な寄与を決定することは依然として困難です。

このギャップに対処するために、日本の近畿大学生物指向理工学部の栗原新准教授と金沢大学の倉石隆之教授が率いる研究チームは、遺伝子組み換えされたジェノバイオティックハエを使用した。 大腸菌（大腸菌）。この実験システムにより、研究者らは、ポリアミンを生産できる細菌を保有するハエと、ポリアミンを生産しないように遺伝子組み換えされた細菌を保有するハエを比較することができました。 」プトレッシンやスペルミジンを含むポリアミンは、生物学的機能の改善と寿命の延長に関連する腸内微生物代謝産物として知られています。私たちは、食事から得られるポリアミンとは関係なく、腸内細菌によって特異的に生成されるポリアミンが宿主の寿命に直接影響を与えることができるかどうかを理解したいと考えました。」 と栗原博士は言います。研究結果はオンライン雑誌に掲載されました mBio 2026 年 9 月 10 日。

研究者らはまず、プトレシンまたはスペルミジンを補充した化学的に定義されたポリアミンを含まない餌で飼育されたバクテリアを含まないハエを用いて、食餌性ポリアミンの効果を調べた。両方の完全なグループは、ポリアミンを含まない餌で飼育されたハエよりも有意に長い寿命を示しました。平均寿命は、プトレッシンを与えられたハエでは20.8日、スペルミジンを与えられたハエでは21.1日であったのに対し、ポリアミンを欠いている対照群ではわずか18.2日でした。

次に研究チームは、腸内細菌によって特異的に生成されるポリアミンが寿命延長に寄与する可能性があるかどうかを調査した。研究者らは、3つの遺伝的差異のいずれかを持ったハエを定着させた 大腸菌 株: SK929、プトレシンを生産できる野生株。 SK930、プトレシン生合成に関与する3つの遺伝子が欠失した変異株。 SK931はプトレシンを生産できる相補株です。すべてのグループは、ポリアミンを含まない異なる食餌で維持され、研究者らは細菌によるポリアミン生成の寄与を評価することができました。

プトレシンは、SK929 および SK931 が定着したハエの全身ホモジネートから、それぞれ約 1.2 nmol/mg および 1.3 nmol/mg の割合で検出されました。しかし、SK930が定着したハエでは検出限界を下回りました。研究者らはまた、3つのグループすべてでスペルミジンを特定したが、これはハエがポリアミンを自ら合成する能力と一致している。ポリアミン産生株を保有するハエのプトレシンレベルが高いことは、宿主による細菌由来のプトレシンの取り込みとスペルミジンへの変換を示した。

平均余命の結果は性別による差を示しました。雄のハエでは、プトレシン産生株SK929とSK931が定着したハエの平均寿命はそれぞれ13.8日と12.6日であったのに対し、ポリアミン欠損株SK930が定着したハエは11.0日であった。ポリアミンを生成する両方のグループは、SK930 グループよりも大幅に長い寿命を示しました。

メスのハエにおける効果は系統間であまり一貫性がありませんでした。 SK929と交配した雌の平均寿命は14.9日で、SK930株を保有する対照群の11.0日よりも大幅に長かったのに対し、相補的なSK931株の平均寿命はわずか10.7日でした。

研究者らはまた、寿命の延長に影響を与える根本的な分子メカニズムも調査した。ポリアミン欠損対照群と比較して、ポリアミン産生細菌と宿主の相互作用は、ポリアミン欠損対照群の有意なダウンレギュレーションと相関していた。 トットエム そして カルダモン 表現。それ トットエム JAK/STAT 免疫/ストレス応答経路は加齢とともに活性化され、その下方制御が長寿に寄与している可能性があります。ただし、正確なメカニズムはまだ解明されていません。

「この実験的アプローチにより、腸内細菌によって生成される個々の代謝産物が宿主の寿命にどのような影響を与えるかを調べることができます。」 栗原先生が解説してくれました。 「この研究ではポリアミンに焦点を当てましたが、同じ戦略は他の細菌代謝産物の長期的な影響を調査するのに役立ちます。最終的には、この洞察はポリアミン生産を最適化する機能性食品とプロバイオティクスの開発を推進し、健康維持のために腸内微生物の代謝を調節するための新しい食事ベースの戦略を提供することができます。」

全体として、この研究は、腸内細菌由来のポリアミンが宿主の寿命を積極的に調節しているという制御された実験的実証を提供し、他の微生物叢由来の分子が宿主の長期的な健康にどのような影響を与えるかを調査するための強力な方法論的枠組みを確立している。