変形性関節症 (OA) は、重度の痛み、可動性の障害、さらには障害を引き起こす一般的な変形性関節疾患です。腸内微生物叢の腸内細菌叢の異常を改善し、短鎖脂肪酸（SCFA）の含有量を増やすと、臨床症状をさらに緩和し、この病気の進行を遅らせることができることを示唆する証拠が増えています。
2024 年 4 月 8 日、Journal of Nanobiotechnology は、Au ナノ粒子が腸内細菌叢を変化させることにより、骨粗鬆症 (OP) と関節リウマチ (RA) の両方の発症における過度の骨量減少を改善できると報告しました。
研究者らは、Au ナノ粒子が腸内微生物叢に依存した形で、前十字靱帯切断 (ACLT) によって誘発される OA を大幅に軽減することを観察しました。 16S rDNA 遺伝子配列決定により、Au ナノ粒子が腸内微生物叢の多様性と構造を変化させ、アッカーマンシア属とラクトバチルス属の存在量の増加として現れることが示されました。
加えて、金ナノ粒子また、炎症を軽減することで骨破壊を改善できる酪酸塩などの SCFA の含有量も増加しました。 Auナノ粒子がM1/M2マクロファージの動的バランスを調節し、IL-10などの抗炎症性サイトカインの血清レベルを増加させたことは注目に値します。
この研究は、Au ナノ粒子が「微生物叢 - 腸 - 関節」軸間の相互作用を調節することによって抗変形性関節症効果を発揮し、変形性関節症の治療に有望なアプローチを提供することを示しています。
「微生物叢-腸-関節」軸
「微生物叢 - 腸 - 関節」軸は、腸内細菌叢、腸免疫系、関節組織を結び付ける伝達経路です。腸内細菌叢は、宿主免疫系の恒常性と栄養素の代謝を維持する上で重要な役割を果たします。
しかし、このバランスは、抗生物質、ストレス、食事の変化などのさまざまな要因によって乱される可能性があり、腸内細菌叢の異常、腸の炎症、腸の透過性の増加につながります。その結果、リポ多糖類 (LPS) などの微生物の代謝産物が循環に入り、自然免疫を活性化し、全身性炎症や関節損傷を引き起こす可能性があります。
金ナノ粒子と腸内細菌叢
Au ナノ粒子は、小さいサイズ、高い表面積、生体適合性などの独特の物理化学的特性により、生物医学研究で広く使用されています。これまでの研究では、Au ナノ粒子が DNA、RNA、タンパク質、酵素などの生体分子と相互作用し、細胞増殖、アポトーシス、分化などの細胞プロセスを調節できることが実証されています。
近年では、腸内細菌叢の研究における金ナノ粒子の応用も広く注目を集めています。 Au ナノ粒子は腸内微生物叢の組成と機能を調節し、腸の炎症とバリア機能を改善できることが報告されています。
Auナノ粒子とSCFA
酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸塩などの SCFA は、結腸内での食物繊維の発酵によって生成される主要な微生物代謝産物です。 SCFA は、GPR41 や GPR43 などの特定の受容体に結合することにより、宿主の代謝と免疫機能の調節において重要な役割を果たします。
これまでの研究では、酪酸塩が破骨細胞の分化を阻害し、骨芽細胞の分化を促進し、骨破壊の減少につながる可能性があることが示されています。さらに、SCFA は、マクロファージ、T 細胞、制御性 T 細胞 (Treg) などの免疫細胞の分化と機能を調節し、炎症と寛容のバランスを調節することもできます。
要約すると、この研究は、抗変形性関節症効果を発揮するために「微生物叢 - 腸 - 関節」軸を調節する際の Au ナノ粒子の応用の可能性を説明しました。今後の研究は、Au ナノ粒子の安全性と有効性、およびその臨床応用に焦点を当てる必要があります。
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