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Nature Communications 14권, 기사 번호: 926(2023) 이 기사 인용

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전염증성 장내 미생물은 파킨슨병(PD)의 특징입니다. 프리바이오틱 섬유는 미생물군집을 변화시키며, 이 연구는 PD 환자에게 사용하기 위한 프리바이오틱 섬유의 유용성을 이해하려고 했습니다. 첫 번째 실험에서는 프리바이오틱스 섬유를 사용한 PD 환자 대변의 발효가 유익한 대사산물(단쇄 지방산, SCFA)의 생성을 증가시키고 미생물군을 변화시켜 프리바이오틱스에 호의적으로 반응하는 PD 미생물군의 능력을 입증했음을 보여줍니다. 그 후, 새로 진단되고 약물을 투여받지 않은(n = 10) 및 치료를 받은 PD 참가자(n = 10)를 대상으로 공개 라벨, 비무작위 연구를 수행하여 10일간의 프리바이오틱스 개입의 영향을 평가했습니다. 결과는 프리바이오틱스 개입이 PD 참가자에게 잘 견디고(1차 결과) 안전하며(2차 결과) 미생물총, SCFA, 염증 및 신경필라멘트 경쇄의 유익한 생물학적 변화와 관련이 있음을 보여줍니다. 탐색적 분석은 임상적으로 관련된 결과에 대한 효과를 나타냅니다. 이 개념 증명 연구는 PD 환자에게 프리바이오틱 섬유질을 사용한 위약 대조 시험에 대한 과학적 근거를 제공합니다. ClinicalTrials.gov 식별자: NCT04512599.

파킨슨병(PD)의 위험 결정 요인에는 유전적 요인과 환경적 요인이 모두 포함됩니다. 산발적이든 단일 유전적이든 관계없이 환경 요인은 취약한 숙주에서 PD 발병을 유발하거나 질병 진행에 영향을 미치는 데 중요할 수 있습니다. 장내 미생물군은 건강과 질병 모두에 영향을 미칠 수 있으며, 장내 미생물군(즉, 미생물군-장-뇌 축)이 파킨슨병 증상, 진행 및 치료 성공에 영향을 미치는 것은 타당합니다1. 연구에 따르면 PD2,3,4를 포함한 여러 신경 질환에서 장내 미생물 군집이 파괴된 것으로 나타났습니다. 건강한 개인에서 발견되는 미생물 군집의 공생 박테리아 구성의 차이(즉, 세균불균형)는 PD5,6의 초기 및 후기 단계 모두와 관련이 있습니다. PD에 대한 특정 미생물군 특징은 없지만, 환자는 연령이 일치하는 대조군에 비해 장내 미생물 구성이 상당히 다릅니다7,8. PD 관련 미생물군은 추정 전염증성 그람 음성 지질다당류(LPS) 생성 병원체가 상대적으로 풍부하게 증가하고 추정 항염증성 단쇄 지방산(SCFA) 생성 박테리아가 상대적으로 풍부하게 감소하는 것이 특징입니다9,10 ,11,12,13,14,15. 널리 보고된 분류군별 변화에는 Enterobacteriaceae과, Akkermansia 속, Lactobacillus, Bifidobacterium의 상대적 풍부함 증가와 Lachnospiraceae 계열의 상대적 풍부함 감소 및 낮은 분류학적 계층적 추정 SCFA 생성 속 Faecalibacterium5가 포함됩니다. 일반적으로 PD 환자는 전염증성 미생물군집을 가지고 있습니다. 미생물총의 이러한 변화는 장 장벽 무결성의 파괴를 포함한 여러 메커니즘을 통해 전신 및 신경 염증을 증가시킬 수 있습니다. SCFA는 결장에서 SCFA 수준이 낮을 때 장벽 파괴(즉, 장의 과투과성)가 발생하므로 장 장벽 무결성을 유지하는 데 중요합니다16,17. 장 장벽 붕괴는 LPS와 같은 전염증성 박테리아 성분이 전신 순환계로 유입되는 것을 허용하며, 연구에 따르면 LPS는 소교세포를 활성화하고 신경변성을 촉진할 수 있음이 입증되었습니다18,19. 따라서 PD 환자의 낮은 수준의 SCFA는 신경염증에 기여하는 장 누출을 촉진할 수 있습니다.

프리바이오틱 섬유질의 섭취는 미생물총 구성과 SCFA20 수준에 영향을 미칩니다. 식이섬유는 포유동물의 효소에 의해 가수분해되지 않고 대신 위장관의 박테리아에 의해 발효됩니다. 각 박테리아 그룹은 섬유의 물리적, 화학적 특성에 대한 선호도를 가지고 있으며, 이 정보는 SCFA를 생산하는 별개의 박테리아 그룹의 성장을 촉진하는 프리바이오틱 섬유의 혼합물을 선택하는 데 활용될 수 있습니다20,21,22,23. 이 연구의 첫 번째 목적은 (1) 프리바이오틱스 섬유가 PD 환자 미생물군에서 SCFA 생산을 증가시킬 수 있는지 여부를 결정하고 (2) 어떤 프리바이오틱스가 미생물군을 변형하고 대변 발효 시스템을 사용하여 SCFA를 증가시키는지 결정하는 것이었습니다. 그런 다음 이러한 결과를 사용하여 10일간의 공개 라벨 비무작위 연구에 사용된 섬유질을 선택하여 (1) 10일 동안 프리바이오틱스 혼합물의 일일 섭취가 허용 가능한지(1차), (2) PD 환자에게 사용하기에 안전하고(2차) (3) 미생물총, SCFA 생산, LPS 결합 단백질(LBP), 조눌린, 대변 칼프로텍틴, 사이토카인, C 반응성 단백질, 고이동성 그룹을 포함한 PD 관련 생물학적 결과에 영향을 미칩니다. 상자 1, 뇌 유래 신경 영양 인자 및 신경필라멘트 경쇄. 이 연구에는 두 그룹의 PD 환자가 포함되었습니다. 즉, 약물 치료를 시작하기 전 질병 초기 환자(즉, 새로 진단된, 약물 치료를 받지 않은 환자)와 레보도파 치료 및/또는 기타 PD 약물 치료로 질병이 더 진행된 환자(즉, 치료받은 환자)가 포함되었습니다.

1% relative abundance) at baseline and after the prebiotic intervention. Bold taxa indicate a significant difference (q < 0.05) between baseline and after prebiotic intervention assessed using a two-tailed, Wilcoxon signed-rank test and corrected for multiple comparisons using the Benjamini–Hochberg method. The prebiotic intervention: d, e decreased relative abundance of putative pro-inflammatory bacteria from the phylum Proteobacteria and the species Escherichia coli; f–j increased relative abundance of putative beneficial SCFA-producing bacterial species including Fusicatenibacter saccharivorans, Parabacteroides merdae, Faecalibacterium prausnitzii, Bifidobacterium adolescentis, Ruminococcus bicirculans; k–l decreased the relative abundance of Ruminococcus bromii and Ruminococcus torques; and m increased levels of plasma SCFA. A two-tailed, Wilcoxon signed-rank test was used for analysis. Bar height represents the group mean and individual samples are indicated. n = 19 (a–l) and n = 18 (m) biologically independent samples assessed at baseline and after the prebiotic intervention. Group means and standard deviations are shown in Supplementary Table 4 and source data are provided as a Source Data File. BL baseline, Prebiotic after the 10-day prebiotic intervention./p>30), and able to consent. Exclusion criteria included: (1) intestinal resection, (2) history of gastrointestinal disease except for hiatal hernia, GERD, or hemorrhoids, (3) severe renal disease defined by creatinine more than 2.5 times normal, (4) abnormal liver function defined by ALT/AST > 4 times normal or elevated bilirubin, (5) antibiotic use within the 12 weeks prior to enrollment, (6) consumption of probiotics, prebiotics, or synbiotics within four weeks prior to enrollment, (7) consumption of a non-standard diet (e.g., vegan, vegetarian, gluten-free, Paleo)./p>