リサ・R・マネス
2 型糖尿病 (T2DM) は世界中で数百万人に影響を及ぼし、年間数十億ドルの費用がかかります。この病気の症状を予防または緩和する食事成分をより深く理解することで、病気に苦しむ人の数が増え続けるのを助けることができます。酪酸は、有益な腸内細菌の成長を促進することで繊維から発酵できる脂肪酸です。マウスと腸の細胞培養研究では、酪酸は遺伝子発現レベルでインスリン感受性を高めることが示されています。ヒト細胞での遺伝子発現に対する酪酸の影響を示す研究はほとんどまたはまったく行われていないため、私たちの研究室では、in vitro で肝細胞または前脂肪細胞への影響を調べました。定量 PCR を使用して、in vitro で 0.05、0.1、1.0 mg/ml の酪酸に曝露したインスリンショックを受けた THLE-2 ヒト肝細胞におけるインスリン受容体基質 1 (IRS1) とグルコーストランスポーター 2 (GLUT2) の発現の変化を調べました。また、同じ濃度のこの脂肪酸がヒト前脂肪細胞中の IRS1 と GLUT4 に与える影響も調べました。ヒト肝細胞では、IRS1 と GLUT2 の発現は、ヒトでは無毒とされる酪酸レベルと同程度まで増加しましたが、前脂肪細胞では IRS1 と GLUT4 の両方がアップレギュレーションされていました。結果は、酪酸発酵を促すようにヒトの食生活を変えると、2 型糖尿病患者のインスリン感受性が増すか、または病気の予防に役立つ可能性があることを示唆しています。
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考察:この研究は、酪酸が試験管内でヒト前脂肪細胞における GLUT4 および IRS1 の発現を増加させることを示しています。研究で使用した酪酸の濃度はすべて、これらの遺伝子の発現の上方制御をもたらしました。GLUT4 の最大の増加は 0.1 mg/ml 酪酸と一致しましたが、IRS1 の発現の最大の変化は酪酸の最低濃度で起こりました。興味深いことに、テストされた最低濃度は、ヒト被験者の血漿で無毒であることが示されているレベルに近いです。Conley ら (1998) は、血漿中の 0.04 mg/ml 酪酸がヒトにとって安全であることを示しました。これは、ヒトにとって安全な酪酸レベルは、インスリン感受性に重要な遺伝子の上方制御をもたらす可能性が高いことを意味します。この脂肪酸は、リスクのある患者の DMT2 予防と、すでに DMT2 に苦しんでいる患者の治療に大きな期待が寄せられています。これらの遺伝子の発現に対する影響は、ヒト前駆脂肪細胞では、ヒト肝細胞ほど顕著ではありません。THLE-2 ヒト肝細胞は、1.0 mg/ml の酪酸を使用して GLUT2 の 9.1 倍のアップレギュレーションを示し、0.05 mg/ml の酪酸を使用して IRS1 の 15.8 倍のアップレギュレーションを示しました。テストされた酪酸の最低レベル (0.05 mg/ml) では、GLUT2 の 3.0 倍のアップレギュレーションが見られました。これは、Conley らがヒトに安全であるとみなしたレベルに近いレベルで、両方の遺伝子が影響を受けることを示しています。全体として、ヒト肝細胞と前駆脂肪細胞には、酪酸の存在下で増加するインスリン経路の遺伝子、グルコーストランスポーター遺伝子、および IRS1 があります。言い換えれば、インスリンの直接の標的である細胞は、安全なレベルの酪酸の存在下でインスリンに対する感受性が増加するということです。 DMT2 のリスクがある患者に、病気を予防するために食べるのに最適な食品を教育し、身体活動を増やすことが、予防のための最良の考え方です。食物繊維を多く含む食事は酪酸値を高め、糖尿病のマウスやラットの症状を緩和することが示されています。酪酸はインスリン経路に関与する遺伝子を増加させ、それによって試験管内でインスリン抵抗性のある細胞のインスリン感受性を高めることも示されています。総合的に、これらの研究結果は、DMT2 の予防と治療における酪酸の使用を強調しています。
結論:この研究は、酪酸が試験管内でヒト前脂肪細胞における GLUT4 および IRS1 の発現レベルを高めることを示しました。この研究は、生体内でのげっ歯類の研究および試験管内でのヒトの腸および肝臓細胞に関する研究と一致しており、このカルボン酸がインスリン感受性を高めるという主張を裏付けています。食物繊維を増やし、腸内で酪酸の生成を増やすことは、DMT2 の予防と治療に役立ちます。
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