ラクトバチルス ファーメンタム NS9 とアロニア アントシアニジン抽出物の組み合わせがヨウ素酸ナトリウムを軽減します。

Scientific Reports volume 13、記事番号: 8380 (2023) この記事を引用

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1 オルトメトリック

メトリクスの詳細

乾性加齢黄斑変性症（AMD）を予防するための効果的なアプローチを探求することが重要です。 この研究では、ヨウ素酸ナトリウム誘発乾性AMDモデルのラット網膜において、フルフィールド網膜電図波振幅の大幅な減少と網膜構造の乱れが検出されました。 ラクトバチルス・ファーメンタムNS9（LF）とアロニアアントシアニジン抽出物（AAE）の組み合わせで処理したラット網膜では、6つのa波とb波の振幅と抗酸化活性が大幅に増加し、外核層の厚さが大幅に改善されました。モデル。 効果はAAE単独による治療よりもはるかに優れていました。 プロテオミクス分析では、モデルと比較して、α-、β-、および γ-クリスタリンの発現が、AAE 単独治療では 3 ～ 8 倍、AAE + LF 治療では 6 ～ 11 倍増加していることが示されました。このことは免疫分析によってさらに確認されました。ブロッティング分析。 腸内微生物組成の分析により、AAE + LF 治療群では他の群と比較して Parasutterella 属および P. excrementihominis 種がより多く存在することが示されました。 結果は、AAE + LF の併用治療が、AAE 単独治療よりも有意に優れた網膜変性を予防する潜在的な方法であることを示しました。

加齢黄斑変性症（AMD）は、網膜の変性構造損傷と機能喪失により、中心視力の進行性喪失と失明を引き起こす重篤な眼疾患として知られています1,2。 ドライ型 AMD は、AMD 患者全体の約 90% を占めます1。 現在、乾性AMDを管理するための効果的な治療法が存在しないことが大きな問題となっている。 乾性AMDに対する考えられる治療選択肢を検討する必要がある。

加齢に関連した障害である AMD は、視覚異常が顕著なアルツハイマー病 (AD) と関連していることが多く、認知機能が低下する前に発症すると考えられています。 この 2 つの疾患は、β-アミロイド (Aβ) の沈着、慢性炎症、酸化ストレスなど、いくつかの特徴を共有しています 3。 我々は、ラクトバチルス NS 株の摂取により、高アンモニア血症ラットの不安が軽減され、認知機能が改善されることを実証しました4。 L. helveticus NS8 および L. fermentum NS9 は、脳ペプチドドームの制御に対して株特異的な効果を示しました5。 L. fermentum NS9 はまた、腸内細菌叢の組成を正常化し、アンピシリン誘発性の記憶保持障害を軽減しました6。

乾性 AMD の正確なメカニズムは不明のままですが、網膜色素上皮細胞 (RPE) と光受容体の酸化ストレス誘発性損傷が AMD の発症に強く関与していると考えられています7。 最近の研究では、L. fermentum が D-ガラクトース誘発老化モデルにおける酸化ストレスと炎症を軽減することが示されました 8。 また、腸内微生物叢が目の健康に大きな役割を果たしており、腸網膜軸が加齢に伴う黄斑疾患に関与していることを示す研究も増えています9。 微生物の腸内細菌叢異常は、血液網膜関門の透過性を変化させ、網膜変性と関連する可能性があります10。 腸内微生物叢は炎症や免疫反応の調節因子としても機能する可能性があります11。 L. パラカゼイ KW3110 は、腸内微生物叢の組成と免疫系機能の調節を通じて、加齢に伴う慢性炎症と網膜神経節細胞 (RGC) の減少を抑制することが報告されています 12。

以前の研究では、アロニア アントシアニジンがクリスタリン タンパク質の発現を大幅に増加させるなど、ラットの網膜に対して保護効果がある一方、網膜電図 (ERG) やラットの網膜の構造に対する効果は控えめであることがわかりました 13。 ポリフェノールと腸内細菌叢の間には相互作用があり、プロバイオティクスとプレバイオティクスを組み合わせると効果の増加が観察されています14,15。

ヨウ素酸ナトリウム (NaIO3) は酸化剤であり、選択的な RPE 損傷を誘発する可能性があります。 マウス NaIO3 モデルは、再現性のある斑状の網膜変性を引き起こすため、乾性 AMD の研究に広く使用されています 16,17,18。 この研究では、アロニア アントシアニジン抽出物 (AAE) と L. fermentum NS9 の効果と考えられるメカニズムを調査しました。 (LF) NaIO3 誘発乾性 AMD モデルにおけるラット網膜上の、AAE 治療単独との比較。

ERG は、網膜機能を評価するための一般的で感度の高い測定値です19。 モデルグループでは、対照グループと比較してERG振幅が大幅に減少しました。これには、Scotopic 0.01 ERGのb波が88.01%減少し、Scotopic 3.0 ERGのa波とb波が71.75%と90.34%減少し、合計振幅が減少しました。暗所視 3.0 の振動（3 動作）は 80.10%、明所視 3.0 ERG の b 波は 61.51%、明所視 3.0 の P1 波の振幅は 76.01% それぞれ減少し（図 1 および 2A ～ F）、全体的な機能の悪化を示しました。 NaIO3 処理後のラット網膜。 モデル群と比較して、AAE治療は、暗所視0.01ERG、明所視3.0ERG、明所視3.0ちらつきのb波振幅をそれぞれ150.96%、99.36%、58.90%大幅に改善しました（図1および2A、E、F）。 、これは私たちの以前の発見と一致しました13。 予防効果は、LF と併用した AAE の治療でより顕著でした。 6 つの異なる測定値すべての ERG a 波および b 波の振幅は、モデルと比較して、それぞれ 233.35%、149.90%、201.43%、189.55%、130.42%、142.79% 大幅に増加しました (図 1 および 2A ～ F)。 。 AAEグループと比較して、暗所視3.0のERG a波とb波はさらに112.07％と50.28％増加し、暗所視3.0の振動の合計振幅は66.73％、明所視3.0のちらつきのP1波の振幅は52.80％増加しました（図1および図2）。 2B～D、F）。

さまざまな治療におけるラット網膜の全視野ERGの記録されたスペクトル。 ラット網膜の暗所視 0.01 ERG、暗所視 3.0 ERG、暗所視 3.0 振動電位、明所視 3.0 ERG および明所視 3.0 ちらつきを、ISCEV (国際臨床電気生理学的視覚学会) 標準に従って記録しました。 対照：治療を行わない対照。 モデル: 30 mg/kg 体重 NaIO3 尾静脈注射による損傷モデル。 AAE: 損傷モデルのアロニア アントシアニジン (60 mg/kg 体重) 治療。 AAE + LF: 60 mg/kg 体重のアロニア アントシアニジンおよび 108 CFU/ml の L. fermentum NS9 による損傷モデルの治療。

異なる治療におけるラット網膜の平均ERG振幅。 (A) 暗所視 0.01 ERG の b 波。 (B、C) Scotopic 3.0 ERG の a 波と b 波。 (D) Scotopic 3.0 振動の合計振幅 (3 ops)。 (E) Photopic 3.0 ERG の b 波。 (F) Photopic 3.0 フリッカーの P1 波振幅。 示されているデータは平均値 ± 標準偏差 (n = 10) です。 *p < 0.05、**p < 0.01 (一元配置分散分析とそれに続くテューキー検定)。

治療の保護機能は、網膜構造の組織学的分析でも実証されました。 NaIO3 誘発損傷モデルの網膜は、無秩序な構造と、乱れた外核層および内核層 (ONL および INL) を伴う細胞層の減少を示しました。 AAE グループの網膜は、その構造と細胞層に改善が見られました。 AAE + LF グループでは改善がさらに顕著で、核の整列は比較的整っていました (図 3A)。 ONL の平均厚さは、対照と比較してモデルで 49.89% 大幅に減少しました。 モデルと比較して、ONL の厚さは AAE と AAE + LF でそれぞれ 39.53% と 78.67% 大幅に増加しました (図 3B)。 平均 ONL 厚さは、AAE グループと比較して、AAE + LF では 28.06% 増加しました (図 3B)。

ラットの網膜構造に対するAAE単独およびAAE + LFの保護効果。 (A) 倍率 200 倍で撮影した、H&E 染色したラット網膜切片の画像。 (B) 網膜の外核層の厚さ。示されているデータは平均 ± 標準偏差 (n = 4) です。 *p < 0.05、**p < 0.01 (一元配置分散分析とそれに続くテューキー検定)。 ONL 外側核層、INL 内側核層。 バーは 50 μm に相当します。

図4に示すように、抗酸化酵素であるスーパーオキシドジスムターゼ（SOD）、カタラーゼ（CAT）、グルタチオンペルオキシダーゼ（GPx）の活性はそれぞれ11.52％、11.50％、8.79％低下し、マロンジアルデヒド（MDA）レベルは低下しました。対照群と比較してモデル群では99.26%増加しており、損傷を受けたラットの抗酸化状態が悪化していることが示されました。 AAE治療ラットでは、GPx活性の限定的な増加とMDAレベルの減少が観察されました（図4C、D）。 AAE + LF 治療は、網膜の抗酸化能力の大幅な改善を示しました。 AAE + LF処理では、モデルと比較して、SOD、CAT、GPxの酵素活性がそれぞれ14.37％、30.53％、4.72％増加し、MDAレベルが55.57％減少しました（図4）。 AAE治療と比較して、AAE + LFでは、SOD、CAT活性が14.67％および30.00％増加し、MDAレベルが29.88％減少しました（図4）。 この結果は、AAE + LF の治療が、損傷したラット網膜における抗酸化酵素活性を上方制御し、MDA の生成を減少させることにより、抗酸化能力を大幅に増加させたことを示唆しています。

ラット網膜の抗酸化能力。 (A-C) それぞれ SOD、CAT、GPx アクティビティ。 (D) MDA コンテンツ。 示されているデータは平均値 ± 標準偏差 (n = 8) です。 *p < 0.05、**p < 0.01 (一元配置分散分析とそれに続くテューキー検定)。 SODスーパーオキシドジスムターゼ、CATカタラーゼ、GPxグルタチオンペルオキシダーゼ、MDAマロンジアルデヒド。

以前の研究では、アロニア果実抽出物による治療がストレス条件下でクリスタリンタンパク質の上方制御につながることが示されています13。 この研究では、α-クリスタリン A 鎖 (αA)、α-クリスタリン B 鎖 (αB)、β-クリスタリン A3 (βA3)、β-クリスタリン A4 (βA4)、β-クリスタリン B1 (βB1) を含む 14 種類のクリスタリン タンパク質を使用しました。 、β-クリスタリン B2 (βB2)、β-クリスタリン B3 (βB3) および γ-クリスタリン AE (γA-E)、γ-クリスタリン S (γS) および γ-クリスタリン N (γN) が質量分析法によりラットの網膜で検出されました。 。 図５Ａに示すように、対照ラット網膜の全クリスタリンタンパク質中の上記１４種のタンパク質の相対割合は、３７．００％、９．４２％、７．６４％、４．２９％、３．６１％、２２．０１％、４．２５％、０．３３％、それぞれ2.20%、1.17%、1.01%、0.01%、6.91%、0.15%。

ラット網膜におけるクリスタリンタンパク質とカスパーゼ3の発現。 (A) 対照ラットにおけるさまざまなクリスタリンの相対発現パーセンテージ (NOR グループで発現される各タンパク質の平均量は 1 または 100% に設定されました)。 (B) α-クリスタリン A 鎖 (αA)、α-クリスタリン B 鎖 (αB)、β-クリスタリン A3 (βA3)、β-クリスタリン A4 (βA4)、β-クリスタリン B1 (βB1)、β-クリスタリンの発現異なる処理における B2 (βB2)、β-クリスタリン B3 (βB3)、および γ-クリスタリン S (γS)、質量分析法で測定。 (C) 網膜サンプルにおける αA および γS のイムノブロッティング。 各サンプルの基本的なタンパク質発現を示す内部参照としてヒストン H2B が検出されました。 (D) 異なる処理におけるカスパーゼ 3 の発現。 示されているデータは平均値 ± 標準偏差 (n = 3) です。 *p < 0.05、**p < 0.01 (一元配置分散分析とそれに続くテューキー検定)。

αA、αB、βA3、βA4、βB1、βB2、βB3およびγSを含む上位8つのクリスタリンの発現を、ラットの異なる治療間でさらに比較しました。 8 つのタンパク質の発現は、対照と比較してモデルで 17 ～ 99% わずかに増加しましたが、統計的に有意ではありませんでした (p > 0.05)。 しかし、これらのタンパク質の発現は、AAE および AAE + LF 処理の両方で劇的に増加しました。 αA、αB、βA3、βA4、βB1、βB2、βB3およびγSの発現は、それぞれ7.55倍、8.72倍、10.53倍、11.11倍、10.75倍、8.26倍、8.80倍および9.86倍でした（図5B）。 AAE + LF、モデルのものよりも優れています。 アントシアニジンのみで処理したAAEと比較して、AAE + LFの処理は、αA、αB、βA4、βB1、βB2およびγSの発現を51.69%、110.10%、74.19%、45.34%、52.58%、68.39%と有意に増加させた(図５Ｂ）、βＡ３およびβＢ３の発現をそれぞれ２６．６０％および２２．９５％増加させる傾向があった（図５Ｂ）。 結果は、AAE + LF の併用治療がストレス条件下での保護クリスタリンタンパク質のはるかに高い上方制御をもたらすことを示しました。 同様の結果がイムノブロット分析でも得られました (図 5C)。 αA と γS は両方とも、対照ラット網膜では検出されず、モデルでは低発現でした。 それらの発現は AAE で明らかに増加し、AAE 治療よりも AAE + LF で高くなりました (補足ファイルを参照)。

クリスタリンタンパク質の変化に加えて、アポトーシスを調節するタンパク質であるカスパーゼ 3 の発現も、対照と比較してモデルで有意に増加しました (図 5D)。 上昇は、AAE 治療ではわずかに抑制されましたが、AAE + LF の治療では顕著に抑制されました。 AAE + LF グループにおけるカスパーゼ 3 の発現は、モデルと比較して 51.38%、AAE と比較して 44.34% 減少しました (図 5D)。 この観察は、AAE + LFの併用治療によるラット網膜におけるアポトーシスの下方制御を示唆しています。

NaIO3 誘発性乾性 AMD では、腸内細菌叢の組成に変化が見られることが判明しました。 対照と比較して、NaIO3 損傷モデルでは腸内微生物の豊富さと多様性が増加する傾向があり、Chao1 指数は 7.22% 増加し、シンプソン指数は 8% 増加しました。 AAE または AAE + LF 治療により、腸内微生物群集が再構築され、モデルと比較して Chao1 およびシンプソン指数が低く、対照よりも高い指数が得られました（図 6A ～ C）。 PCoA と PLSDA は、対照とモデルの間でクラスターが分離された微生物群集構造の違いを明らかにしましたが、対照、AAE および AAE + LF 処理の構造は近い傾向がありました (図 6D、E)。 ただし、統計的有意性を示す指標はありませんでした。

異なる処理によるラットの糞便中の属レベルでの腸内細菌叢の構造パターン。 (A) ラットの糞便中の全微生物属のランク存在量曲線。 操作分類単位 (OTU) の数は、サンプリングされた配列タグの数の関数として機能します。 (B、C) さまざまな処理におけるチャオ指数とシンプソン指数を含む、α 多様性を示す箱ひげ図。 (D、E) 腸内細菌叢の加重 Unifrac 距離に基づく主成分分析 (PCoA) と属レベルの部分最小二乗判別分析 (PLSDA) の分析結果を含む、β 多様性を示す図。

属レベルでの分類群の相対存在量をさらに比較しました (図 7A)。 全分類群の約 40% を占めるバクテロイデスが最も多く存在し、ラクトバチルス、アリスティペス、パラバクテロイデス、アッカーマンシア、エシェリヒアおよびパラステレッラが 4 つのグループの主要な分類群 (平均存在量の 3% 以上) でした。 異なるグループ間で主要な分類群の相対存在量に有意差はありませんでした (図 7A)。

さまざまな治療後の腸内微生物叢の変化。 (A) 細菌属の相対的な存在量。 (B) 線形判別分析 (LDA) 効果サイズ (LEfSe) を計算して、異なるグループ間をより強く区別する属レベルの分類群を調査しました。

メタゲノム解析 LEfSe アプローチを適用して、4 つのグループ間の各レベルの違いの原因となる主要な系統型を特定しました。 コントロールのBacteroides vulgatusおよびL. reuteri種のメンバー。 カンピロバクテラル目、イプシロンプロテオバクテリア綱、ヘリコバクター科、モデルのヘリコバクター属。 AAEにおけるB.フラジリス種およびアリスティペス・ティモネンシス種、バークホルデリアル目、ベータプロテオバクテリア綱およびステレラ科。 AAE + LFにおけるParasutterella excrementihominis種およびParasutterella属は、他のグループよりも有意に蔓延しており、これが異なる治療後の腸内細菌叢の違いに寄与していました（図7B）。

ERG 反応は、網膜の機能に対する介入の影響に関する重要な手がかりを提供する可能性があります 19。 我々の結果では、AAEとLFを組み合わせた治療は、ERGのa波とb波の振幅を大幅に増加させ、細胞層の障害とONLの菲薄化を抑制し、アントシアニジンのみで治療した場合と比較して、ラットの網膜損傷の軽減に有意な改善を示しました。 その結果、L. fermentum NS9と組み合わせたアントシアニジンは、主に錐体系に機能するアロニアアントシアニジンのみで処理した場合よりも、桿体系と錐体系の両方でラット網膜の損傷からより優れた保護を示したことが示されました（図1および2）。

NaIO3 誘発酸化ストレスからラット網膜に対する併用治療 (AAE + LF) の保護効果は、網膜における抗酸化能力の増加とアポトーシスの減少によるものと考えられます。 AAE治療群ではGPx活性の上昇とMDA産生の抑制が観察されましたが、AAE+LF併用治療ではSOD、CAT、GPxを含む抗酸化酵素活性のより広範囲な上方制御とMDAレベルのより強い抑制が見られました（図4）。 。 Kimらはまた、L. plantarumで発酵させたパプリカが、マウスの眼組織におけるNaIO3を介したSODおよびグルタチオン（GSH）レベルの低下を緩和し、網膜変性の保護効果を高める可能性があることを発見した20。

酸化ストレスは Aβ の形成を促進しますが、これはタンパク質のミスフォールディングと凝集によって引き起こされます 21。 αA クリスタリンと αB クリスタリンは両方ともヒートショックタンパク質 (HSP) ファミリーに属します。 これらは、RPE、光受容体、および RGC を損傷から保護するために、ミスフォールドタンパク質と高い親和性を持っています 17,22。 我々の結果では、αAおよびαBクリスタリン発現は、モデルと比較して、AAE + LFで処理されたラット網膜において7.55倍および8.72倍上方制御され、AAE処理に基づいて51.69％および110.10％増加した（図5B）。 。 網膜におけるαAおよびαBクリスタリンの高発現は、RPEおよび光受容体の酸化ストレス誘発性アポトーシスを防止する可能性があり、これはカスパーゼ3の下方制御によって裏付けられていた(図5D)。

αA および αB クリスタリンに加えて、βA3、βB2、および γS クリスタリンタンパク質も RGC を二次変性から保護することが実証されています 23。 我々の結果は、AAE + LFの併用治療は、AAEのみと比較して、発現が26.60%、52.58%、および68.39%増加したことを示しました(図5B)。 以前の研究では、αB、βA1/3、βA4、βB2、およびγS-クリスタリンがドルーゼンに存在し、AMD24に関連している可能性があるRPEの基底に沈着していることが特定されました。 この研究では、AAE および AAE + LF グループにおける αA、αB、βA3、βA4、βB1、βB2、βB3 および γS の発現がすべて、コントロールおよびモデルと比較して有意に上方制御されていることを観察しました。 詳細なメカニズムは不明のままですが、クリスタリンの大幅なアップレギュレーションは、ストレス誘発性の抗酸化損傷、細胞アポトーシス、網膜の構造と機能の喪失から網膜を保護し、乾性AMDの発症を遅らせるために重要であると考えられています。

AAE治療と比較して、AAE + LFはラット網膜の保護に対して顕著な増強効果を示し、これはAAEに基づくL. fermentum NS9の機能を示唆する。 アントシアニジンは植物組織に広く分布しており、主にグリコシドまたはアグリコンの形で存在します。 L. fermentum は炭水化物の代謝に有益であることが報告されています 25。 我々の結果では、AAE + LF処理後に、糖分解株として知られるParasutterellaおよびP. excrementihominisの相対存在量の大幅な増加が検出されました。 マイクロバイオームの中核メンバーとして、パラステラは L-システインを大量に消費する一方、L-システインは血糖調節に大きな役割を果たしています 26。 齧歯類モデルでは、炭水化物の摂取によりパラステッレラの割合が増加しました27。 P. excrementihominis は、宿主免疫の維持に重要な役割を果たすことが報告されています 28。 一部のプロバイオティクスは、グリコシドをアグリコンに変換して吸収を促進します。 Lactiplantibacillus plantarum GY29を使用して開発されたフラボノイド強化ヨーグルトを与えられたICRマウスでは、Parasutterella発現の増加が見られました。 小腸では、アントシアニンは主にアグリコンとして吸収されます 30。 AAE + LF グループにおけるパラステレラの発現の改善により、アントシアニジンの生物学的利用能が強化され、免疫機能が向上する可能性があります。 腸内微生物叢が、AD や AMD などの多くの加齢に伴う変性疾患において重要な役割を果たしていることが示唆される研究が増えています9,31,32。 私たちの研究では、L. fermentum NS9 とアントシアニジン抽出物を組み合わせると、おそらく網膜クリスタリン発現、抗酸化能力、微生物叢のバランス異常の改善を通じて、NaIO3 誘発網膜損傷を軽減できることが示されました。 組み合わせた治療は、アロニア アントシアニジン抽出物単独よりも大幅に優れていました。 L. fermentum NS9 とアントシアニジンの両方を補給することは、網膜変性を予防および軽減する有望な方法となる可能性があります。

この研究で使用されるプロトコルは、薬用植物開発研究所の動物倫理委員会によって審査され、承認されています（番号 SLXD-20201218031）。 すべての手順は、眼科および視覚研究における動物の使用に関する視覚および眼科研究協会 (ARVO) の声明に従って実行されました。 すべての方法は、関連するガイドラインおよび規制に従って実行されました。 さらに、すべての動物実験は ARRIVE ガイドラインに従って実施されました。 40 匹の雄の Sprague-Dawley (SD) ラット、180 ～ 200 g が国立食品医薬品管理研究所 (中国、北京、番号 SCXK2017-0005) から提供されました。 動物は 22 °C で 12 時間/12 時間 (午前 7 時から午後 7 時) の明暗サイクルで飼育されました。

L. fermentum NS9 株を 37 °C で 12 時間、MRS (De Man, Rogosa and Sharpe 寒天) 培地に接種しました。 細菌を３０００ｒｐｍで５分間の遠心分離によって回収し、リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ、ｐＨ７．４）で２回洗浄した。 この菌株を108コロニー形成単位(CFU)/mlの濃度で再懸濁した。

アロニア アントシアニジン抽出物は、アロニア メラノカルパ果実からの水抽出物の赤紫色の粉末であり、Greater Hinggan Gebei Frigid Zone Biotechnology Co., LTD (黒竜江省、中国) から購入しました。 この粉末には、10% のデンプン (粉末の調製中に外部から添加)、10.3% のアントシアニジン、およびアロニア メラノカルパ果実由来の糖類、タンパク質、食物繊維を含むその他の水溶性栄養素が含まれています。

ラットを、対照群、モデル群、AAE 群、および AAE + LF 群にランダムに分けました。 AAE群には、蒸留水に溶かした600mg/kg体重（60mg/kg体重のアントシアニジン）のアロニアアントシアニジン抽出物を1日1回、28日間経口投与した。 AAE + LF 群では、ラットを 60 mg/kg 体重の AAE と 108 CFU/ml の L. fermentum NS9 で 28 日間治療しました。 対照群とモデル群では、ラットに蒸留水を経口投与した。 マウス NaIO3 注射モデルは広く使用されている AMD モデル 16、17、18 であり、予備実験で 30 mg/kg 体重が適切な用量であることを確認しました。 8 日目に、モデル、AAE および AAE + LF 群に、体重 kg あたり 30 mg の NaIO3 を 1 回静脈内注射しました。

ラットの全視野 ERG は、以前に報告されているように、ERG 記録システム (D430 Diagnosis、米国) を使用して記録されました 13,33。 ERGの測定前に、ラットを12時間暗順応させた。 記録の２０分前に、塩酸ケタミンと塩酸キシラジンの混合物をそれぞれ１００ｍｇ／ｋｇおよび１５ｍｇ／ｋｇの用量で筋肉内注射することによって動物を麻酔した。 0.5% トロピカミドおよび 0.5% 塩酸フェニレフリンを含む点眼薬をラットの目に投与し、瞳孔を拡張させました。 a 波と b 波の両方の振幅が記録され、統計的に分析されました。

塩酸キシラジンと併用した塩酸ケタミンの筋肉内注射によりラットを安楽死させた後、両目を摘出した。 以前に報告されたように、網膜を固定し、H&E で染色しました 34,35。 各セクションについて、網膜全体のデジタル画像をデジタル カメラ (Leica DMi8、Wetzlar、ドイツ) を使用して倍率 200 倍で撮影しました。 外核層（ONL）の厚さは、Image J ソフトウェア（米国国立衛生研究所、米国ベセスダ）を使用して測定しました。 各網膜切片の 12 箇所を、視神経の両側から開始して、各切片を 0.5 mm 間隔で測定しました。 12 回の測定値を平均して、平均 ONL 厚さを求めました。

ラットの眼球から採取した網膜サンプルをリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ、ｐＨ７．４）でホモジナイズし、３５００ｒｐｍで１０分間遠心分離し、上清を回収した。 各サンプルの上清中の SOD、CAT、GPx の活性および MDA の含有量は、測定キット (Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute、南京、中国) を使用して分光測光的に測定しました。

ラット網膜タンパク質は、前のプロトコルに従ってタンデム MS を使用して同定および分析されました 13。 網膜組織を８Ｍ尿素緩衝液中で超音波処理により溶解した。 トリプシンで消化した後、オンライン EASY-nLC 1200 ナノ高速液体クロマトグラフィー (HPLC) システム (Thermo Fisher Scientific、米国) と組み合わせた Orbitrap Q Ex-active HF 質量分析計でペプチドを分析しました。 質量分析の結果は、PEAKS Studio (ウォータールー、カナダ) を使用して分析および定量化されました。

イムノブロッティング分析は、以前に報告されているように実行されました13,36。 網膜タンパク質を含む膜を、非特異的結合をブロックするために Tween/Tris 緩衝生理食塩水 (TBST) 中の 5% スキムミルクで洗浄し、α-クリスタリン A 鎖および γ-クリスタリン S に対する一次抗体とともにインキュベートしました。SuperSignal Western を使用して免疫ブロットを実行しました。 Plus (#34577、Thermo Scientific) を選択します。 ブロットは、ブロッティング中に抗体とハイブリダイゼーションする前に切断されました。

ラットの糞便標本は、「ラット網膜におけるクリスタリンタンパク質およびカスパーゼ 3 の発現に対する処理の影響」セクションのラット処理の終了時に採取され、分析まで直ちに – 80 °C で保存されました。 微生物 DNA 抽出とメタゲノム分析は、以前に報告されたように、Microeco Tech Co., Ltd. (中国広東省) によって実施されました 37。

マイクロバイオーム配列のバイオインフォマティクス分析では、Kraken2 (v2.0.7) を使用してリードを分類に割り当て、Bracken (v2.5.0) を使用して分類上の存在量を正確に推定しました。 LEfSe 分析を適用して、グループ間で異なる豊富な細菌分類群を特定しました。 対数線形判別分析 (LDA) スコア > 4 を取得した分類群のみが最終的に考慮されました。 誤検出率 (FDR) を決定するために、多重検定補正法である Benjamini-Hochberg が使用されました。

結果は平均値 ± 標準偏差として表示されます。 グループ間の差異は、一元配置分散分析とその後のテューキー検定によって評価されました。 p < 0.05 は統計的に有意であるとみなされました。 統計分析は、Prism 8.0 (GraphPad Software、米国カリフォルニア州サンディエゴ) を使用して実行されました。

現在の研究中に生成されたデータセット、および/または現在の研究中に分析されたデータセットは、合理的な要求に応じて責任著者から入手できます。

Abokyi, S.、To、CH、Lam、TT & Tse、DY 加齢黄斑変性症における酸化ストレスの中心的な役割: 分子機構と動物モデルのレビューからの証拠。 オキシド。 医学。 セルロンゲブ。 2020、7901270。https://doi.org/10.1155/2020/7901270 (2020)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Kaarniranta、K.、Pawlowska、E.、Szczepanska、J.、Jablkowska、A. & Blasiak、J. ROS 媒介の加齢黄斑変性症 (AMD) の病因におけるミトコンドリア DNA 損傷の役割。 内部。 Ｊ．Ｍｏｌ． 科学。 20(10)、2374。https://doi.org/10.3390/ijms20102374 (2019)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Ashok, A. et al. 網膜変性とアルツハイマー病：進化する関連性。 内部。 Ｊ．Ｍｏｌ． 科学。 21(19)、7290。https://doi.org/10.3390/ijms21197290 (2020)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Luo、J.ら。 乳酸菌株を摂取すると、高アンモニア血症ラットの不安が軽減され、認知機能が改善されます。 科学。 中国生命科学。 57(3)、327–335。 https://doi.org/10.1007/s11427-014-4615-4 (2014)。

論文 PubMed Google Scholar

Zhang、P.ら。 動的なマウスペプチドドームの風景は、腸脳軸のプロバイオティック調節を明らかにします。 科学。 信号。 13(642)、0443。https://doi.org/10.1126/scisignal.abb0443 (2020)。

記事 CAS Google Scholar

Wang, T. et al. ラクトバチルス・ファーメンタム NS9 は、抗生物質によって引き起こされるラットの生理学的および心理的異常を回復します。 ベネフ。 微生物。 6(5)、707–717。 https://doi.org/10.3920/BM2014.0177 (2015)。

記事 CAS Google Scholar

Hwang, N.、Kwon, MY、Woo, JM & Chung, SW 酸化ストレス誘発ペントラキシン 3 発現ヒト網膜色素上皮細胞は、加齢黄斑変性症の発症に関与しています。 内部。 Ｊ．Ｍｏｌ． 科学。 20(23)、6028。https://doi.org/10.3390/ijms20236028 (2019)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

リー、F.ら。 ラクトバチルス・ファーメンタム HFY06 は、雄の昆明マウスにおける d-ガラクトース誘発性の酸化ストレスと炎症を軽減します。 食の機能 12(24)、12479–12489。 https://doi.org/10.1039/d1fo00982f (2021)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Rinninella、E. et al. 加齢黄斑変性症における食事、微量栄養素、腸内細菌叢の役割: 腸-網膜軸からの新たな視点。 栄養素 10(11)、1677。https://doi.org/10.3390/nu10111677 (2018)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Tang, J.、Tang, Y.、Yi, I. & Chen, DF 緑内障神経変性における共生微生物叢誘発 T 細胞応答の役割。 プログレ。 脳解像度 256(1)、79–97。 https://doi.org/10.1016/bs.pbr.2020.06.002 (2020)。

論文 PubMed Google Scholar

パロリーニ、C. 腸内細菌叢および免疫系に対する魚の n-3 PUFA の影響。 3月 麻薬。 17(6)、374。https://doi.org/10.3390/md17060374 (2019)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

森田裕也 ほかラクトバチルス・パラカゼイ KW3110 を長期摂取すると、生理的に老化したマウスの加齢に伴う慢性炎症と網膜細胞の損失が防止されます。 老化 10(10)、2723 ～ 2740 年。 https://doi.org/10.18632/aging.101583 (2018)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Xing、Y.ら。 ラット網膜におけるヨウ素酸ナトリウム誘発損傷からのアロニア メラノカルパ果実抽出物の保護。 栄養素 13(12)、4411。https://doi.org/10.3390/nu13124411 (2021)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

オズダル、T.ら。 ポリフェノールと腸内細菌叢の間の相互作用と生体アクセス性への影響。 栄養素 8(2)、78。https://doi.org/10.3390/nu8020078 (2016)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

JL フロイド & MB グラント 腸と目の軸: ネズミのモデルから学んだ教訓。 眼科。 それで。 9(3)、499–513。 https://doi.org/10.1007/s40123-020-00278-2 (2020)。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

Kannan, R. & Hinton, DR ヨウ素酸ナトリウムによる網膜変性: 古いモデルからの新たな洞察。 神経再生。 解像度 9、2044 ～ 2045 年。 https://doi.org/10.4103/1673-5374.147927 (2014)。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

周、Ｐ．ら。 ヨウ素酸ナトリウム中のαBクリスタリンによる網膜の保護は、網膜変性を誘発しました。 PLoS ONE 9(5)、e98275。 https://doi.org/10.1371/journal.pone.0098275 (2014)。

論文 ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Kim、SY、Zhao、Y.、Kim、HL、Oh、Y. & Xu、Q. 非分離の強脈絡膜/網膜色素上皮/網膜ホールマウントで観察されたヨウ素酸ナトリウム誘発性網膜変性。 アン。 目の科学。 7、3. https://doi.org/10.21037/aes-21-27 (2022)。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

スカート、A.ら。 血管新生性加齢黄斑変性症に対するベバシズマブ硝子体内注射後の網膜電図の a 波振幅の増加。 アクタ・オフタルモール。 89(3)、e269–e273。 https://doi.org/10.1111/j.1755-3768.2010.02005.x (2011)。

論文 PubMed Google Scholar

Kim、HR、Kim、S.、Lee、SW、Sin、HS & Kim、SY ヨウ素酸ナトリウム誘発性網膜損傷に対する発酵パプリカ (Capsicum annuum L.) の保護効果。 栄養素 13(1)、25。https://doi.org/10.3390/nu13010025 (2020)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Chen, Z. & Zhong, C. アルツハイマー病における酸化ストレス。 神経科学。 ブル。 30(2)、271–281。 https://doi.org/10.1007/s12264-013-1423-y (2014)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Piri, N.、Kwong, JM、Gu, L. & Caprioli, J. 網膜の熱ショックタンパク質: 神経節細胞の生存における Hsp70 とアルファ クリスタリンに焦点を当てる。 プログレ。 レチン。 目の検査 52、22–46。 https://doi.org/10.1016/j.preteyeres.2016.03.001 (2016)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

ラム、C.ら。 蛍光差分二次元ゲル電気泳動を使用した部分視神経切断後のラット網膜における局所タンパク質発現の定量的プロファイリング。 モル。 医学。 議員 20、2734 ～ 2742。 https://doi.org/10.3892/mmr.2019.10525 (2019)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Slingsby, C. & Wistow, GJ 水晶体内外のクリスタリンの機能: 伸長細胞および有糸分裂後の細胞における役割。 プログレ。 生物物理学。 モル。 バイオル。 115(1)、52–67。 https://doi.org/10.1016/j.pbiomolbio.2014.02.006 (2014)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

ルー、LCら。 高脂肪食を与えたD-ガラクトース誘発老化ラットの糞便微生物叢と代謝物に対する潜在的なプロバイオティクス株の影響。 プロバイオティクス抗微生物。 タンパク質。 12(2)、545–562。 https://doi.org/10.1007/s12602-019-09545-6 (2020)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Henneke、L. et al. 食事性炭水化物腸パラステラ: 肥満および 2 型糖尿病におけるヒト脂肪酸生合成代謝軸。 腸内微生物。 14(1)、2057778。https://doi.org/10.1080/19490976.2022.2057778 (2022)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

ノーブル、EEら。 幼少期の砂糖摂取は、肥満とは関係なくラットのマイクロバイオームに影響を与えます。 Ｊ．Ｎｕｔｒ． 147(1)、20-28。 https://doi.org/10.3945/jn.116.238816 (2017)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

アントンソン、AM et al. 出生前ストレス時の母親の独自の免疫および機能的微生物プロファイル。 科学。 議員 10(1)、20288。https://doi.org/10.1038/s41598-020-77265-x (2020)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

リー、Ｘら。 マウスの腸内細菌叢の多様性に対する新しいフラボノイド強化ヨーグルトの影響。 ブラズ。 Ｊ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ． 52(4)、2287–2298。 https://doi.org/10.1007/s42770-021-00598-w (2021)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Gui、H.ら。 消化管におけるアントシアニン代謝に関する現在の知識: 吸収、分布、分解、相互変換。 クリティカル。 食品科学牧師ニュートル。 2022 年 1 ～ 14 日。 https://doi.org/10.1080/10408398.2022.2026291 (2022)。

記事 CAS Google Scholar

Kairlykyzy、A. et al. カザフスタンのアルツハイマー型認知症患者における腸内微生物叢の変化に関する研究。 科学。 議員 12(1)、15115。https://doi.org/10.1038/s41598-022-19393-0 (2022)。

論文 ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

ジンカーナゲル、MS et al. 腸内マイクロバイオームと血管新生加齢黄斑変性症の発症との関連。 科学。 議員 7、40826。https://doi.org/10.1038/srep40826 (2017)。

論文 ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Miwa, Y.、Tsubota, K. & Kurahara, T. マウスの網膜電位図に対するミダゾラム、メデトミジン、および酒石酸ブトルファノールの組み合わせ麻酔薬の効果。 モル。 ヴィス。 25、645–653 (2019)。

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Wang, X. et al. レンチウイルスベクターを介した Sox9 のノックダウンは、ラットの網膜における光損傷に対する神経保護効果を示します。 モル。 ヴィス。 25、703–713 (2019)。

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Wang, Y. et al. インビボでの可視光誘発網膜変性に対するシーバックソーン (Hippophae Rhamnoides L.) 種子由来のプロアントシアニジンの保護効果。 栄養素 8(5)、245。https://doi.org/10.3390/nu8050245 (2016)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Zhao, MH、Hu, J.、Li, S.、Wu, Q. & Lu, P. 糖尿病ラット網膜における P66Shc 発現。 BMCオフタルモール。 18(1)、58。 https://doi.org/10.1186/s12886-018-0724-3 (2018)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Ma, S.、Qin, J.、Hao, Y. & Fu, L. 16S rRNA およびメタゲノム配列解析を使用した、腸内微生物叢の組成と機能と老人性骨粗鬆症の高齢ラットモデルとの関連。 エージング 12(11)、10795 ～ 10808。 https://doi.org/10.18632/aging.103293 (2020)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

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中国中国医学アカデミー眼科病院のリナ・リャン教授の技術的支援と議論に感謝します。 この研究は、中国国家重点研究開発プログラム (番号 2021YFA1302601) によって支援されています。

これらの著者、Yan Xing と Shan Liang も同様に貢献しました。

この作品は、Chenxi Jia 氏と Feng Jin 氏が共同で監修しました。

広東省植物開発バイオテクノロジー重点研究室、華南師範大学生命科学部、広州、510631、中国

ヤン・シン、ヘ・ニー、リウ・ヤン、ハイハン・リー

抗酸化および抗老化研究所、Guozhen Health Technology (Beijing) Co., Ltd.、北京、102206、中国

Yan Xing、Limei Zhang、Xueqin Zhang、Jiancheng Wang、Shuangshuang Song

中国科学院微生物研究所、微生物生理学的および代謝工学の主要研究室、北京、100101、中国

シャン・リャン

プロテオミクス国家重点研究所、北京プロテオーム研究センター、ライフオミクス研究所、国立タンパク質科学センター（フェニックスセンター）、北京、102206、中国

賈晨西

中国科学院心理研究所、精神衛生主要研究所、北京、100101、中国

フォン・ジン

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YX、HL、FJ が実験を設計しました。 YX、LZ、XZ、JW、SS が実験を実施しました。 SL、HN、LY、CJ は試薬/材料/分析ツールを提供しました。 SL と CJ はデータを分析しました。 YX は原案を作成しました。 SL、HL、CJ、FJ が論文を改訂しました。 著者全員が原稿を読んで承認しました。

Hai-Hang Li、Chenxi Jia、または Feng Jin との通信。

著者らは競合する利害関係を宣言していません。

シュプリンガー ネイチャーは、発行された地図および所属機関における管轄権の主張に関して中立を保ちます。

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転載と許可

Xing、Y.、Liang、S.、Zhang、L. 他。 ラクトバチルス ファーメンタム NS9 とアロニア アントシアニジン抽出物の組み合わせは、ヨウ素酸ナトリウム誘発性の網膜変性を軽減します。 Sci Rep 13、8380 (2023)。 https://doi.org/10.1038/s41598-023-34219-3

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受信日: 2022 年 11 月 2 日

受理日: 2023 年 4 月 26 日

公開日: 2023 年 5 月 24 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-34219-3

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