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Jun 27, 2023

鶏の盲腸微生物叢は脂肪代謝を調節することで腹部脂肪の沈着を軽減します

npj バイオフィルムとマイクロバイオーム 第 9 巻、記事番号: 28 (2023) この記事を引用する 702 アクセス数 1 引用数 1 Altmetric Metrics 詳細 盲腸微生物叢は鶏の健康に重要な役割を果たします。

npj Biofilms and Microbiomes volume 9、記事番号: 28 (2023) この記事を引用

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メトリクスの詳細

盲腸微生物叢は鶏の健康に重要な役割を果たします。 しかし、脂肪代謝、特に養鶏産業における重大な問題である腹部脂肪沈着に対するその寄与はまだ不明である。 ここでは、脂肪代謝を解明するために、腹部の脂肪沈着が有意に（p < 0.05）高いおよび低い生後 1、4、および 12 か月のニワトリを選択しました。 脂肪同化作用遺伝子（ACSL1、FADS1、CYP2C45、ACC、およびFAS）のmRNA発現が有意に（p < 0.05）高く、脂肪異化作用遺伝子（CPT-1およびPPARα）および脂肪のmRNA発現が有意に（p < 0.05）低い。腹部脂肪蓄積量の多い鶏の肝臓/腹部脂肪における輸送遺伝子 APOAI は、不均衡な脂肪代謝が過剰な腹部脂肪蓄積につながることを示しました。 パラバクテロイデス、パラサッテレラ、オシリバクター、およびアナエロフスティスは、腹部脂肪沈着の高い鶏で有意に高かった（p < 0.05）が、腹部脂肪沈着の少ない鶏ではスファエロケタが高かった。 さらに、スピアマン相関分析は、盲腸のパラバクテロイデス、パラサッテレラ、オシリバクター、およびアナエロフスティスの相対存在量が腹部脂肪の沈着と正の相関があるのに対し、盲腸のスファエロヘタは脂肪の沈着と負の相関があることを示しました。 興味深いことに、腹部脂肪の蓄積が少ない成鶏の糞便微生物叢を生後 1 日の雛に移植すると、パラバクテロイデス属と脂肪同化遺伝子が有意に減少し (p < 0.05)、スファエロケタ属 (p < 0.05) と脂肪異化遺伝子が顕著に増加しました (p < 0.05)。 ）。 私たちの発見は、鶏肉生産における脂肪沈着を調節する盲腸微生物叢の潜在的なメカニズムを評価するのに役立つ可能性があります。

養鶏産業では、遺伝子育種技術と高エネルギー飼料による商業目的の鶏の人工選抜により、ブロイラーの成長率と飼料転換が前例のないほど促進されました1。 しかし、急速に成長するブロイラーは、過剰な腹部脂肪の蓄積を伴うことが多く2、これは消費者と生産者の両方にとって好ましくない特性であり、腹部脂肪の85%以上は食事エネルギーの浪費と考えられているため体にとって役に立たない3。 最近の報告によると、ブロイラーは世界中で年間約 300 万トンの腹部脂肪を生産しており、その結果、養鶏産業に 27 億ドルを超える経済的損失が生じ4、収益性の高い養殖に大きな障害となっている5。 これはかなりのエネルギー成分ではありますが、内臓抜きの際に除去する必要があり、鶏肉の生産においては無駄であると考えられています6。 腹部脂肪の蓄積は飼料の利用量を減らし、産卵鶏の繁殖能力を低下させ、屠殺プロセスに悪影響を及ぼし、環境汚染を引き起こします2、7、8。 また、鶏肉の脂肪含有量も増加し、人間の心血管疾患のリスクが高まります9。 研究者らは、生物学的に、腹部脂肪細胞は体重、胸部、脚の筋肉よりも高い (0.82) 遺伝率を示す活性な細胞であることを発見しました5。その結果、脂肪が蓄積します。 また、腹部脂肪重量と体重には強い正の相関関係があり、これが鶏の肥満形質に対する遺伝的選択を妨げていることも報告されています4。 過剰な脂肪の蓄積は、ここ数十年で謎となっており、新たな懸念事項となっています。 したがって、過剰な脂肪の蓄積を引き起こすメカニズムを理解することが重要な問題となっています。

宿主の腸には共生微生物の約 80% が生息しており、そのうち 99% は腸内細菌叢と呼ばれる細菌です 10、11、12、13。 腸内微生物叢が脂肪の沈着と肥満において重要な調節的役割を果たす可能性があることが確立されています4,14。 肥満微生物叢の定着がマウスの脂肪沈着を促進することが証拠によって明らかになりました 15。 たとえば、メタノブレビバクターとフェカリバクテリウムの存在量が多いと、アッカーマンシアの存在量が少ないと、脂肪の沈着が増加します4,6。 さらなる研究では、腸内細菌叢が脂肪代謝に影響を与え、調節し、栄養素の利用に重要な役割を果たし、追加の収穫可能なエネルギーを生成し、結果として腹部脂肪の沈着を引き起こすことが示されました6,16。 例えば、Enterococcus faecium は鶏レバーの脂肪酸合成酵素 (FAS) とアセチル CoA カルボキシラーゼ (ACC) の分泌を増加させ 17、FAS と ACC の上昇により脂肪酸の生成が増加し、脂肪酸がトリグリセリドに取り込まれて脂肪の沈着が増加します 18。 クレブシエラ属と大腸菌は脂肪生成の特徴を持っており、その存在量が多いと血清中の総コレステロール、低比重リポタンパク質、トリグリセリド濃度が増加し、脂肪の蓄積を促進します19。 一方で、Mucispirillum schaedleri などの一部の微生物叢は鶏の脂肪沈着を減少させ 4、脂肪の少ない鶏には Sphaerochaeta が豊富に存在することがわかります 14。 Lactobacillus johnsonii BS15 は、リポタンパク質リパーゼ (LPL) 活性を通じて脂肪の沈着を減少させ、ブロイラーの脂肪異化作用を改善します20。 鶏肉に豊富に存在する微生物とスフィンゴモナスは、筋肉や肝臓の脂肪異化遺伝子と正の関連があり、脂肪の蓄積を減少させる可能性があります 21。 以前の研究では、腸内微生物叢が脂肪の沈着を増加させるだけでなく、脂肪の沈着を減少させることもできることが示されています4,14。 腸内微生物群集の複雑なネットワークでは、動的に最も高い細菌多様性が盲腸で観察されます22。 したがって、盲腸の細菌組成とは何なのか、どのような種類の盲腸細菌が腹部の脂肪沈着を減少させることができるのか、またそれらが脂肪代謝をどのように調節するのかは興味深い問題となっている。