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​ケトバイオティクスの仕組み

ポリヒドロキシ酪酸/PHBは腸内細菌のPHBデポリメラーゼでだけ加水分解されるため、基本的な作用は腸内細菌(原核生物)を介したものとなります。これを「ケトバイオティクス」と定義しています。しかしPHBデポリメラーゼは菌体内ではなく、菌体外に存在する酵素であるため、加水分解されて生成した3HB(ケトン体)は一部真核生物(哺乳類)の組織(例えばマクロファージ)に取り込まれてこれに生理作用を示すこともあり得ます。

 PHBは大腸管腔内でケトン供与体として機能し、腸内細菌(原核細胞)の代謝・増殖を活性化して結果として、酪酸菌優位な腸内環境を誘導するのです。これにより酪酸などのSCFAの遊離が増加してTregへの分化を促進します。またPHBは2次的に大腸上皮またはその直下にいるマクロファージやT細胞に3HBを供与できると考えられています。

Trendsの画像 PHBと酪酸菌 20230608_release_1_edited.jpg

参考文献

Butyrate-Treg

Furusawa Y, Obata Y, Fukuda S, Endo TA, Nakato G, Takahashi D, Nakanishi Y, Uetake C, Kato K, Kato T, Takahashi M, Fukuda NN, Murakami S, Miyauchi E, Hino S, Atarashi K, Onawa S, Fujimura Y, Lockett T, Clarke JM, Topping DL, Tomita M, Hori S, Ohara O, Morita T, Koseki H, Kikuchi J, Honda K, Hase K, Ohno H. Commensal microbe-derived butyrate induces the differentiation of colonic regulatory T cells. Nature. 2013 Dec 19;504(7480):446-50.

 

PHB-Butyrate-Treg-Inhibition of IBD

Suzuki R, Mishima M, Nagane M, Mizugaki H, Suzuki T, Komuro M, Shimizu T, Fukuyama T, Takeda S, Ogata M, Miyamoto T, Aihara N, Kamiie J, Kamisuki S, Yokaryo H, Yamashita T, Satoh T. The novel sustained 3-hydroxybutyrate donor poly-D-3-hydroxybutyric acid prevents inflammatory bowel disease through upregulation of regulatory T-cells. FASEB J. 2023 Jan;37(1):e22708. 

 

PHB-microbiome

Mishima M, Takeda S, Nagane M, Suzuki T, Ogata M, Shima A, Aihara N, Kamiie J, Suzuki R, Mizugaki H, Okamatsu-Ogura Y, Satoh T, Yamashita T. Prebiotic effect of poly-D-3-hydroxybutyrate prevents dyslipidemia in obese mice. FASEB J. 2023 Sep;37(9):e23121. 

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