Bacillus velezensis は腸内微生物叢を調節することでデオキシニバレノール誘発性の腸炎と肝障害を軽減する

小さな腸内の助っ人が重要な理由

私たちが頼りにする多くのパン、シリアル、飼料は、穀物に繁殖する真菌が産生する毒素デオキシニバレノール（DON）を静かに蓄積することがあります。低レベルであっても、DON は腸を乱し、肝臓に負担をかけ、ヒトや家畜の免疫を弱める可能性があります。本研究は、自然に存在する細菌 Bacillus velezensis WMCC10514 が腸内で生きた防御役として働き、DON を分解し、炎症を鎮め、全身の健康を支える腸–肝連関を保護できるかを検討しています。

日常の穀物に潜む見えない脅威

DON は非常に頑健で、収穫、貯蔵、食品加工を通じても残存するため、穀物由来の食品や飼料にしばしば検出されます。体内では主に腸と肝臓を攻撃し、これらは栄養の吸収や有害物質の解毒を協調して行う器官です。化学的・物理的処理による除去は効果が限られ、食品の品質を損なうリスクもあるため、研究者は毒素を結合、変換、あるいは中和するとともに腸の健康を支える有益微生物（プロバイオティクス）に注目しています。

プロバイオティクス候補の実地検証

研究チームは、伝統的な発酵の種から分離された株 B. velezensis WMCC10514 に着目しました。まず胃や小腸に相当する強酸や胆汁酸の条件下での生存能力を調べたところ、WMCC10514 は中等度の酸や胆汁条件でも高い生存率を保ち、腸粘膜に付着しやすい粘性のバイオフィルムを形成しました。重要なのは、模擬消化条件下でも実験溶液中の DON をかなりの割合で分解したことです。蛍光標識を用いた確認では、この株がマウスの腸内に定着して持続することが示され、毒素が体内に入る最初の場で直接作用し得ることが示唆されました。

成長、腸粘膜、肝臓の保護

生体内での効果を評価するため、マウスに4週間にわたり DON を与え、ある群には毎日 WMCC10514 を併給しました。毒素だけを与えたマウスは摂食量と体重増加が低下し、肝臓には腫脹や損傷した細胞、炎症性免疫細胞の浸潤が明瞭に見られました。小腸では絨毛が短縮し、クリプトが深くなり、バリア機能が低下しており、主要な密着結合タンパク質である ZO‑1 と Occludin のレベルが低下していました。プロバイオティクスを併給したマウスでは摂食量と体重増加が回復し、肝および腸組織ははるかに健全な外観を示し、密着結合タンパク質も正常に近づきました。肝臓や糞便中の DON 蓄積は低下し、血液検査ではプロ炎症性シグナルが大幅に低下し、抗炎症性分子 IL‑10 が回復していました。

微生物と化学物質の対話を再均衡

肝臓と腸組織の深い遺伝子解析は、DON が炎症や疾患に関連する遺伝子経路、特に免疫反応の中枢的警報ラインである TLR4/NF‑κB 系を強く活性化することを示しました。WMCC10514 はこれらの変化の多くを逆転させ、炎症関連遺伝子の活動を低下させました。同時に、毒素は Lactobacillus や Bacteroides といった有益群を減少させ、好ましくない種を優勢にすることで正常な腸内細菌叢を乱しました。プロバイオティクスは腸内に定着して有益微生物を回復させ、微生物間の複雑な相互作用ネットワークを安定化しました。この健全なコミュニティは酢酸、酪酸、バレル酸のような短鎖脂肪酸をより多く産生し、これらは腸のバリアを支持し肝臓の栄養源にもなります。これらの分子の増加は腸と肝臓の炎症関連遺伝子発現の低下と関連し、微生物叢回復と臓器保護をつなぐ化学的な橋渡しを示唆しました。

食品安全への示唆

端的に言えば、本研究は B. velezensis WMCC10514 が毒素そのものを弱めると同時に、体がその影響に対抗するのを助け得ることを示しています。消化管を通過して生存し、腸に定着して DON を分解し、友好的な微生物叢を再構築し、保護的な脂肪酸を増やし、過剰な免疫経路を鎮めることで、このプロバイオティクス株はマウスの腸と肝臓を損傷から守りました。ヒトや家畜で広く利用するにはさらなる検討が必要ですが、慎重に選ばれた生菌が将来的に飼料や食品に添加され、DON のような頑強な穀物毒素に対する追加の防御線となり得る可能性を示唆しています。

引用: Huang, X., Xu, B., Lei, Y. et al. Bacillus velezensis mitigates deoxynivalenol-induced intestinal inflammation and liver injury via modulating the gut microbiota. npj Sci Food 10, 57 (2026). https://doi.org/10.1038/s41538-026-00707-9

キーワード: マイコトキシン解毒, 腸内微生物叢, プロバイオティクス, 腸肝軸, デオキシニバレノール