커피, 야채 및 운동은 장에서 놀라운 연관성을 공유합니다

모닝커피, 발효식품, 운동습관, 앉아있는 시간은 어떻게 연결되나요? 대규모 국제 미생물군집 조사에서는 일상적인 선택이 장내 세균, 염증 및 만성 질환과 어떻게 연관되는지 조사하여 친숙한 음식과 생활 습관 사이의 예상치 못한 차이를 밝혀냈습니다.

연구: 반대되는 미생물 매개 축은 수정 가능한 생활 방식을 건강 및 만성 질환과 연결합니다. 이미지 출처: 코로나 보레알리스 스튜디오/Shutterstock

최근 저널에 발표된 연구에서 자연의학연구자들은 장내 미생물 군집이 수정 가능한 생활 방식 요소, 일반 건강 및 15가지 만성 질환 간의 연관성을 통계적으로 중재하는지 여부를 조사하고 미생물군집 기반 예측 점수를 개발했습니다. 이번 연구는 독일의 유럽 분자 생물학 연구소와 협력하여 도쿄 의과 대학, 일본 건강 보안 연구소, 도쿄 대학, RIKEN, 와세다 대학 및 기타 일본 연구 기관의 과학자들이 수행했습니다.

배경

세계보건기구(WHO)는 전세계 사망률의 3분의 2 이상이 만성 질환에 기인한다고 추정합니다. 식이요법, 음주 및 흡연, 신체 활동 부족, 장시간 앉아 있는 행동 등 생활 방식 요인이 만성 질환 위험에 영향을 미칩니다. 장내 미생물군집은 최근 생활습관 관련 질병 및 건강 상태와 관련이 있는 것으로 나타났습니다. 대부분의 연구에서는 생활습관 요인과 질병 위험을 별도로 조사했기 때문에 미생물군집의 매개 역할을 이해하기가 어렵습니다. 이러한 관계를 명확히 하고 공유된 질병별 미생물 패턴을 식별하려면 임상 결과와 미생물 데이터를 통합하는 대규모 인구 기반 연구가 필요합니다.

연구에 대하여

이 연구는 일본 성인 참가자 6,803명의 분변 산탄총 메타게놈 데이터를 평가했습니다. 4D (질병, 약물, 다이어트 및 일상 생활) 연구 프로젝트, 16~95세. 분석에서는 식습관, 음주, 흡연, 신체 활동, 앉아서 생활하는 행동 등 28가지 생활 방식 관련 요인을 조사했습니다. 결과에는 일반적인 건강 상태와 염증성 장 질환을 포함한 15가지 만성 질환이 포함되었습니다.IBD), 과민성 대장 증후군 (IBS), 제2형 당뇨병(T2D), 심혈관 질환 및 호흡기 질환. 대부분의 질병 진단은 의사가 확인한 것이지만 IBS는 자체 보고된 Rome IV 설문지를 사용하여 평가되었습니다. 일반적으로 건강한 것으로 분류된 2,119명의 참가자는 동반질환, 이전의 만성 질환이나 수술, 약물 사용 또는 특정 만성 바이러스 감염이 없었습니다.

연구자들은 박테리아 종 프로파일을 사용하여 미생물 구성을 특성화했으며, 미생물 기능 잠재력은 교토 백과사전(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)을 사용하여 주석이 달린 유전자로부터 추론했습니다.케그) 직교 및 모듈. 분변단쇄지방산(SCFA)은 1,713명의 참가자에서 측정되었으며 혈장 염증성 사이토카인과 케모카인은 1,740명에서 평가되었습니다. 라이프스타일 노출은 자가 보고되었으며, 지난 달에 대한 식이요법 관련 질문도 포함되었습니다. 장시간 앉아 있는 시간은 하루 9.5시간 이상으로 정의됩니다. 중재 분석에서는 생활 방식 노출과 임상 결과 사이의 잠재적 중개자로서 박테리아 종과 기능성 미생물 특징을 평가했습니다. 모델은 연령, 성별, 체질량 지수(BMI) 및 약물 사용. 연구자들은 또한 역인과관계의 가능성을 줄이기 위해 역매개를 테스트했지만 이 접근법은 인과관계를 확립할 수 없었습니다.

종단적 조사에서는 중앙값 2년 동안 수집된 804개의 샘플을 사용하여 402명의 참가자를 대상으로 생활 방식과 관련된 미생물군집 패턴의 변화를 조사했습니다. 연구자들은 마이크로바이옴 기반 질병 및 건강 평가(만들어진) 통계적 예측 모델을 사용하여 박테리아 종 프로필에서 점수를 매깁니다. 그들은 일본 코호트의 점수를 평가하고 3,095명으로 구성된 13개의 독립적인 외부 코호트에서 이를 테스트했습니다.

연구 결과

분석을 통해 생활 방식 요인과 일반 건강 및 만성 질환을 통계적으로 연결하는 두 가지 반대되는 미생물 특징 그룹이 확인되었습니다. 연구자들은 박테리아 종과 미생물 기능 유전자와 관련된 수많은 중요한 중재 관계를 확인했습니다. 식물성 식단, 발효식품, 커피 소비 및 신체 활동은 주로 건강 지향 중재 패턴을 보여주었습니다. 이에 비해 정제된 탄수화물 섭취, 흡연, 장시간 앉아 있는 행위는 주로 질병 관련 미생물 경로와 관련이 있었습니다. 소화, 대사, 정신 및 면역 관련 질환에서는 상대적으로 많은 수의 미생물 매개체가 나타났습니다.

건강 지향 매개체는 대변 SCFA, 특히 부티레이트와 양의 상관관계가 있었고, 종양 괴사 인자와 같은 염증 표지자와는 음의 상관 관계가 있었습니다.TNF-α), 인터루킨-8(IL-8), 인터페론 감마(IFN-γ). 질병 중심 매개체는 일반적으로 SCFA와 약한 연관성을 보였고 염증성 사이토카인과 강한 양성 연관성을 보였습니다. 구강 유래 박테리아는 건강 지향 매개체가 없는 것과 비교하여 질병 지향 매개체의 26.3%를 나타냅니다. 특정 조건에서 질병을 일으킬 가능성이 있는 미생물인 병원체는 질병 지향 매개체의 14.3%를 차지하며 건강 지향 그룹에는 없었습니다.

식이 분석을 통해 다양한 식품군과 관련된 특정 미생물 기능이 밝혀졌습니다. 야채, 과일, 버섯은 펙틴, 헤미셀룰로오스, 셀룰로오스를 포함한 식물 유래 다당류를 분해하는 예상 미생물 경로와 연결되어 있습니다. 다음을 포함한 여러 부티레이트 생성 박테리아 패칼리박테리움 프라우스니치이, 혐기성 종균그리고 푸시카테니박터사카리보란스건강 지향 중재자로 확인되었습니다. 커피 소비는 부티레이트 생성 박테리아와 관련된 유사한 건강 지향 미생물 패턴과 관련이 있었습니다. 로소니박터 아사카롤리티쿠스 커피 섭취와 IBD 가능성 감소를 연결하는 잠재적인 미생물 매개체로 나타났습니다.

발효 식품 소비는 부티레이트 생산 박테리아가 풍부한 미생물 군집과 관련이 있습니다. 그러나 장내에서 검출된 스타터배양 미생물은 다음과 같습니다. 바실러스 서브틸리스, 당신이 말한 라티락토바실러스그리고 연쇄구균 서모필루스발효식품 소비와 건강 사이의 관찰된 연관성을 통계적으로 유의미하게 중재하지는 않았습니다. 대두 제품, 특히 낫토와 된장은 에쿠올 생산과 관련이 있습니다. 아들러크로이치아 종.

유제품 소비는 더욱 복잡한 연관성을 보여주었습니다. 우유와 요구르트 섭취는 다음과 관련이 있습니다. 비피도박테리움 종 및 유당 대사에 관여하는 유전자 등이 있으나, 개별 종은 질병별로 다른 매개 패턴을 ​​보였다. IBD, T2D 및 우울증의 경우 유제품 소비와 관련하여 질병 중심 매개가 건강 중심 매개보다 더 두드러졌습니다. 연구자들은 또한 질병 지향 매개체로서 하류 젖산염 및 아세트산염 생산에 관여하는 미생물 유전자를 확인했습니다.

쌀, 빵, 국수, 탄산음료를 포함한 정제된 탄수화물의 섭취는 주로 질병 중심의 미생물 특징과 관련이 있었습니다. 연쇄상 구균 타액에서 발견되는 종, 유산균 종, 및 Klebsiella pneumoniae, 대장균 그리고 모르가넬라 모르가니. 장내 미생물총의 질병 관련 특징과 관련된 미생물 기능에는 전분 및 설탕 활용, 젖산염 생산, 생물막 형성 및 그람 음성 세포 외피 생합성이 포함됩니다.

알코올 소비는 숙주 유래 글리칸 활용과 관련된 양방향 미생물 중재를 입증했습니다. 질병 중심 중재는 IBS, 이상지질혈증, 고혈압, 고요산혈증 및 우울증을 비롯한 여러 조건에서 우세했습니다. 신체 활동은 부티레이트 생성 박테리아와 관련이 있는 반면, 앉아 있는 행동은 다음을 포함한 질병 관련 종과 관련이 있습니다. 대장균 그리고 루미노코쿠스 그나부스. 종단적 분석은 여러 생활 방식과 관련된 미생물 특성의 일관성을 뒷받침했지만 이러한 변화가 이후의 질병 결과에 영향을 미치는지 여부는 확립하지 못했습니다.

MADE 점수는 연구의 엄격한 일반 건강 기준을 충족하는 참가자를 다른 참가자와 구분하는 반면, 질병별 점수는 일본 코호트에서 특정 만성 질환이 있는 개인과 없는 개인을 구별했습니다. 13개의 독립적인 코호트에 대한 외부 검증을 통해 11개의 코호트에서 일관된 질병 식별 성능이 입증되었습니다. 성과는 질병에 따라 달랐으며 IBS에 대한 차별은 제한적이었습니다. MADE 점수를 연령, 성별, BMI 및 생활 방식 요인과 결합하면 16개 결과 중 9개에 대한 차별성이 향상되었지만 임상적 유용성은 아직 입증되지 않았습니다. 점수는 또한 개별 질병과 관련된 뚜렷한 미생물 패턴을 포착했습니다.

결론

이번 연구 결과는 식물성 식품, 커피 및 신체 활동을 건강 지향 미생물 프로필과 연관시켰고, 정제된 탄수화물과 앉아서 생활하는 행동은 질병 지향 프로필과 연결시켰습니다. MADE 점수는 미생물 프로필이 상태에 따라 성능이 달라지면서 인구 전체에 걸쳐 건강과 질병을 구별하는 데 도움이 될 수 있음을 시사했습니다. 인과 관계를 확립하고 기본 메커니즘을 명확히 하며 임상 적용 가능성을 결정하려면 실험 연구와 임상 생활 방식 중재 시험이 필요합니다. 다른 한계로는 자가 보고된 식이 노출, 측정되지 않은 혼란 가능성, 연구 결과가 일본 이외의 지역에 얼마나 잘 적용되는지에 대한 불확실성 등이 있습니다. 미생물군집 테스트의 비용, 접근성 및 임상적 가치에 대해서도 추가 연구가 필요합니다.