腸内細菌由来の細胞外小胞(BEVs)がCOVID-19の免疫応答に変調をもたらすことを解明~腸内フローラの乱れが「BEVs」を介して全身の炎症や後遺症に関与する可能性を示唆~

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2026-07-27 東京大学

東京大学医科学研究所・新世代感染症センター(UTOPIA)と国立感染症研究所などの共同研究グループは、COVID-19による腸内細菌叢の乱れ(ディスバイオシス)が、腸内細菌由来細胞外小胞(BEVs)の組成を変化させ、全身の免疫応答や炎症に影響を及ぼすことを明らかにした。患者便から精製したBEVsを解析した結果、健康者由来BEVsとは異なり、免疫細胞に対してIL-8をはじめとする炎症性サイトカインの産生を強く誘導・変動させることが判明した。また、回復後にはBEVsの炎症誘導能が正常化する患者がいる一方、一部では炎症性BEVsが持続しており、COVID-19後遺症との関連が示唆された。さらに、感染に伴う腸内細菌叢の変化だけでなく、細菌ごとのBEVs放出特性の変化が免疫応答に影響する可能性も示された。本成果は、BEVsを重症化や後遺症のバイオマーカーや治療標的として活用する可能性を示すとともに、腸内環境の制御を通じた感染症対策や新たな診断・治療法の開発につながることが期待される。

腸内細菌由来の細胞外小胞(BEVs)がCOVID-19の免疫応答に変調をもたらすことを解明~腸内フローラの乱れが「BEVs」を介して全身の炎症や後遺症に関与する可能性を示唆~

<関連情報>

COVID-19における腸内細菌叢由来の細菌性細胞外小胞:その特徴と免疫学的影響 Gut Microbiota-Derived Bacterial Extracellular Vesicles in COVID-19: Their Signature and Immunological Impact

Aya Ishizaka, Michiko Koga, Tomoya Hayashi, Ken J Ishii, Hiroyuki Yamamoto, Hiroshi Yotsuyanagi, Taketoshi Mizutani
Journal of Extracellular Vesicles  Published: 23 July 2026
DOI:https://doi.org/10.1002/jev2.70341

ABSTRACT

Gut microbial dysbiosis has been observed in several diseases. Although causal links and direct effects on host cells remain unclear, bacteria-derived extracellular vesicles (BEVs) from the gut microbiota may regulate the host immune response. We examined the impact of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) infection on the gut microbiome and BEVs release, and the effects of released BEVs on cytokine responses in monocyte-derived cell lines. Fecal samples from 17 patients with coronavirus disease 2019 (COVID-19) and 20 healthy individuals were collected to isolate bacterial and BEV fractions. Parental BEV-releasing bacteria were identified from vesicle-encapsulated bacterial DNA by 16S rRNA gene sequencing. Patients with COVID-19 exhibited altered gut microbiota composition and the profile of bacterial DNA-containing BEVs (dcBEVs) release compared to healthy controls. BEVs from patients, but not from healthy individuals, significantly changed cytokine levels in U937 monocyte cells. Following COVID-19 recovery, dcBEV profiles diverged into two distinct groups: those that retained the capacity to induce cytokines in monocytes and those that lost this functionality. BEVs from single bacterial cultures within families altered after COVID-19 onset affected the expression of genes in monocytes, primarily immune-response genes, notably chemokine ligands and G protein-coupled receptors. SARS-CoV-2–induced dysbiosis alters the profile of dcBEVs release, thereby modulating the host immune response and potentially contributing to COVID-19 pathogenesis.

医療・健康
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