研究者らは、腸内マイクロバイオームのメンバーである乳酸菌が重要な免疫系タンパク質にどのような影響を及ぼし、それによってストレスレベルや精神的健康に影響を与えるかを特定しました。これらの発見は、特別に配合されたプロバイオティクスサプリメントを使用してうつ病や不安症を予防および治療する新しい方法につながる可能性があります。
腸内微生物叢と脳との関係は、精神疾患の重要な研究分野となっています。研究では、腸内マイクロバイオームの破壊がストレスや気分障害に関連していることが示されており、乳酸菌はそのような障害で主に減少する細菌科の1つです。乳酸菌は、ヨーグルト、発酵野菜（オリーブ、キムチ、ザワークラウト）、サラミ、サワー種パンなどの発酵食品に含まれています。
プロバイオティクスと呼ばれる有益な細菌を利用して腸内微生物を制御しようとする初期の試みは、さまざまな結果をもたらしました。これは主に、39 兆の微生物が含まれると推定されるマイクロバイオームの圧倒的な複雑さによるものです。バージニア大学 (UVA) の研究者らは、乳酸菌がメンタルヘルスにどのように影響するかのメカニズムを研究するために珍しい手法を使用しました。
この研究の責任著者の一人であるアルバン・ゴルチエ氏は、「これまでの研究から、乳酸菌が気分障害の改善に有益で、心理的ストレス後に消失することはわかっているが、主にマイクロバイオーム研究の技術的課題により、根本的な理由は不明のままだ」と述べた。
これらの技術的困難を回避するために、研究者らは、Altered Schaedler Flora (ASF)と呼ばれる2株の乳酸菌を含む8株の細菌株からなるコンソーシアムを利用した。微生物学は、各種の細菌が厳密に制御されている生物の研究です。
彼らは、マウスを3週間毎日ランダムに2種類の軽度のストレス因子にさらし、微生物叢を破壊し、乳酸菌のレベルを減少させた。マイクロバイオームの破壊が不安やうつ病のような行動のマーカーまたは引き金であるかどうかを判断するために、研究者らはストレスを受けたマウスのマイクロバイオームを無菌マウス、または体内に微生物を持たないマウスに移植した。彼らは、これらの行動が微生物叢とともに伝達されることを発見し、気分障害や環境ストレスへの曝露に関連する行動を引き起こすには細菌の伝達だけで十分であることを示唆しています。
これがどのように起こるかを理解するために、研究者らはストレスを受けた微生物叢にさらされたマウスの血清のメタボローム研究を実施した。大きく変化した唯一のサイトカイン (免疫系細胞によって分泌されるタンパク質) はインターフェロン ガンマであり、これらのマウスでは減少しました。ガンマ インターフェロンは、ウイルスや特定の細菌感染から身を守るための自然免疫および適応免疫に不可欠です。
研究者らは、未変化のASF、または両方のラクトバチルス菌株から除去されたASFのいずれかを使用して、細菌を含むマウスと含まないマウスを作成し、それがインターフェロン-ガンマ産生の変化に関与しているかどうかを調べた。両グループのマウスはストレス要因にさらされ、その後脳が分析されました。全体として、乳酸桿菌陰性マウスは、乳酸桿菌陽性マウスと比較して、恐怖や不安に関連する脳領域のニューロン活性化が増加していました。
乳酸桿菌陽性マウスと乳酸桿菌陰性マウスの新鮮なグループに、1日2時間のストレストレーニングを7日間受けさせた。乳酸菌を持たないマウスのみがストレスの影響を受けやすいことが判明した。ストレス前後の測定では、乳酸菌陰性マウスのガンマインターフェロン濃度が陽性マウスよりも低いことが示され、このタンパク質が存在しない場合、マウスは環境ストレスに対してより感受性が高いことが示唆された。インターフェロン-ガンマ中和抗体を注射されたマウスは、急性ストレスに対してより強い反応を示すようでした。
研究者らは、今回の発見は気分障害における腸内微生物叢と免疫系の役割を理解するための新たな枠組みを提供すると述べている。
「これらの結果により、プロバイオティクスの開発を最適化するための新しいツールが得られ、新しい治療法の発見が加速されるでしょう」とこの研究の筆頭著者兼責任著者であるアンドレア・メルチャック氏は述べた。 「最も重要なことは、不安やうつ病を予防および治療するために、乳酸菌やインターフェロンガンマの健康なレベルを維持する方法を探ることができるようになったということです。」
この研究は、『Brain, Behavior, and Immunity』誌に掲載されました。