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私たちの最初の ブログ投稿 (パート 1/3) シリーズでは、腸のバリアの構造と腸の透過性が高まった場合の影響について話しました。腸のバリアは、1) 腸内フローラ、2) 腸粘膜、3) 腸関連免疫系の三つの保護層に分けることができます。このバリアが損なわれると、上皮の透過性が高まる可能性があります。上皮を通る物質の輸送は非常に強く調節されたプロセスです。この文脈では、細胞間輸送と細胞内輸送の区別があります。細胞内輸送は主に小さな分子が上皮細胞を通過するための能動的な輸送であるのに対し、細胞間輸送は上皮細胞間での大きな分子の受動的な拡散です。細胞間輸送の調節には、いわゆる タイトジャンクション が重要な役割を果たします。タイトジャンクション は、上皮細胞の膜に形成され、隣接する上皮細胞と相互作用するタンパク質クラスターです。隣接する二つの上皮細胞の相互作用によって、拡散バリアが構築されます。この可逆的な相互作用により、タイトジャンクション を通じた調節された物質の拡散が可能になります。
ラクトロース-マニトールテスト – 制限のあるゴールドスタンダード
腸の透過性が高いことの診断におけるゴールドスタンダードは、いわゆるラクトロース-マニトールテストです。このテストの原理は、腸からの吸収後の尿中の二つの水溶性糖の測定に基づいています。小さな糖分子であるマニトールは細胞内で吸収されるのに対し、より大きな二糖類であるラクトロースは細胞間で吸収されます。機能的な タイトジャンクション の存在により、生理的条件下ではラクトロースのごく少量しか吸収されません。腸の透過性が高まると、尿中のラクトロース濃度が上昇し、ラクトロースとマニトールの比率が変化します。ただし、この方法にはいくつかの制限があります。両方の糖が異なる輸送経路を使用するかどうかは科学的に完全には解明されていません。さらに、一般的に受け入れられている基準値の欠如や、ラボでの標準化された実施が欠けているという問題もあります。(Vanuytsel et al., 2021)
ラクトロース-マニトールテストに加えて、腸の透過性が高いことに関連する他の診断方法も確立されています。
ゾヌリン – 漏れやすい腸の感受性検査
広く普及しているバイオマーカーはゾヌリンです。ゾヌリンは、腸壁のタイトジャンクションの調節に関与するVibrio choleraeのゾヌラオクルデンストキシンに類似したヒトのタンパク質です。ゾヌリンは上皮細胞の表面にある特定の受容体に結合し、タイトジャンクションの開口を誘導する生化学的イベントのカスケードを活性化します。その結果、腸上皮細胞の透過性が増加し、さまざまな物質が腸バリアを通過し、自己免疫反応を引き起こす可能性があります。ゾヌリンファミリーペプチドを検出する(リンク: https://www.immundiagnostik.com/de/testkits/k-5600 テキスト: IDK® Zonulin ELISA (K 5600 スツール))および(リンク: https://www.immundiagnostik.com/de/testkits/k-5601 テキスト: IDK® Zonulin ELISA (K 5601 血清))の測定値は、すでに多くの出版物で確認されているように、インスリン抵抗性や肥満などの腸透過性の増加に関連する確立された代謝的特徴と相関しています。(Fasano, 2011) (Mulak et al., 2019) (Caviglia et al., 2019)
α1-アンチトリプシン – 透過性および炎症マーカー
α1-アンチトリプシンは、炎症性酵素（エラスターゼ）の阻害因子です。このような阻害因子として、α1-アンチトリプシンは炎症プロセスで放出され、炎症領域におけるエラスターゼのプロテオリティック活性を制限します。α1-アンチトリプシンは主に肝臓および腸のマクロファージ、単球、腸上皮細胞によって合成されます。その糞便中の検出は、腸のタンパク質損失および粘膜透過性の増加のマーカーと見なされます。これは、抗プロテオリティック活性により腸内での分解が少なく、ほぼ変化せずに糞便中に排出されるためです。さらに、糞便中のα1-アンチトリプシン濃度の測定は、慢性炎症性腸疾患の活動性を評価するために使用されます。単純な24時間のα1-アンチトリプシン排泄の測定に加えて、臨床現場ではα1-アンチトリプシンクリアランスの測定も普及しています（(リンク: https://www.immundiagnostik.com/de/testkits/k-6752 テキスト: IDK® α1-Antitrypsin Clearance K 6752) – 糞便および血清サンプルのα1-アンチトリプシンELISA値の比）。(リンク: https://www.immundiagnostik.com/de/testkits/k-6750 テキスト: IDK® α1-Antitrypsin ELISA (K 6750))は、他の一般的な検出方法よりも感度が高く、肝性だけでなく腸性のα1-アンチトリプシンの形態も認識します。したがって、私たちのELISAは広範なルーチン使用に対する有望な代替手段となります。
二つの特定の抗体の組み合わせにより、私たちのIDK® α1-アンチトリプシン-ELISAは偽陰性結果の可能性を大幅に排除し、信頼できる診断を保証します。(Faust et al., 2001)
FABP2 – 損傷した上皮層のマーカー
FABP（脂肪酸結合タンパク質）は、細胞質内に存在する脂溶性タンパク質のグループで、長鎖脂肪酸やコレステロールの取り込みと輸送など、さまざまな役割を果たしています。FABP2は腸上皮細胞の細胞質内でのみ合成されるため、これらの細胞の特異的なマーカーと見なされます。上皮細胞に構造的損傷が生じると、例えば進行したリーキーガットの場合、FABP2は受動的に血流に放出されます。したがって、FABP2は血液サンプル中で腸上皮層の損傷のバイオマーカーとして利用されることができます（リンク: https://www.immundiagnostik.com/de/testkits/kr6809 テキスト: (IDK® FABP2 ELISA KR6809)）。(Adriaanse et al., 2016)
基本的に、ここで紹介したすべてのバイオマーカーの組み合わせが、腸の透過性の増加の診断に推奨されます。この場合、便中のゾヌリンが最も感度の高いバリエーションです。しかし、腸の透過性がすでに非常に進行している場合、上皮層に強い構造的損傷が生じる可能性があります。これにより、ゾヌリンの濃度が低く測定されることがあります。なぜなら、ゾヌリンは上皮細胞自体によって合成され、腸に分泌されるからです。低いゾヌリン濃度と同時に高いα1-アンチトリプシンおよび高いFABP2濃度は、上皮の非常に強い損傷を示唆しています。
次回の投稿Part 3では、リーキーガットに関連する腸の免疫バリアの診断方法について詳しく説明します。
参考文献:
･Adriaanse, M. P., Leffler, D. A., Kelly, C. P., Schuppan, D., Najarian, R. M., Goldsmith, J. D., Buurman, W. A., & Vreugdenhil, A. C. (2016). 血清I-FABPは短期間のグルテンチャレンジを受けた成人セリアック病患者におけるグルテン応答性を検出します。Am J Gastroenterol, 111(7), 1014-1022. https://doi.org/10.1038/ajg.2016.162
･Caviglia, G. P., Dughera, F., Ribaldone, D. G., Rosso, C., Abate, M. L., Pellicano, R., Bresso, F., Smedile, A., Saracco, G. M., & Astegiano, M. (2019). 炎症性腸疾患患者における血清ゾヌリン：パイロットスタディ。Minerva Med, 110(2), 95-100. https://doi.org/10.23736/S0026-4806.18.05787-7
･Fasano, A. (2011). ゾヌリンと腸バリア機能の調節：炎症、自己免疫、癌への生物学的扉。Physiol Rev, 91(1), 151-175. https://doi.org/10.1152/physrev.00003.2008
･Faust, D., Spirchez, Z., Armbruster, F. P., & Stein, J. (2001). 糞便、血清および腸細胞様細胞株における新しい酵素結合免疫吸着測定法によるα1-プロテイナーゼ阻害剤の測定。Z Gastroenterol, 39(9), 769-774. https://doi.org/10.1055/s-2001-17194
･Mulak, A., Koszewicz, M., Panek-Jeziorna, M., Koziorowska-Gawron, E., & Budrewicz, S. (2019). 糞便カルプロテクチンはパーキンソン病における腸免疫系の活性化のマーカーとして上昇しています。Front Neurosci, 13, 992. https://doi.org/10.3389/fnins.2019.00992
･Vanuytsel, T., Tack, J., & Farre, R. (2021). 消化器疾患における腸透過性の役割と現在の評価方法。Front Nutr, 8, 717925. https://doi.org/10.3389/fnut.2021.717925
