食事由来の硝酸塩と鉄を腸内細菌が保護作用を持つ分子に変換(Gut bacteria convert dietary nitrate and iron into protective molecules)

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2026-08-19 カロリンスカ研究所(KI)

カロリンスカ研究所の研究チームは、腸内細菌が食事由来の硝酸塩と非ヘム鉄から、ジニトロシル鉄錯体(DNIC)という生理活性分子を生成する仕組みを発見した。DNICは腸から吸収され、肝臓や腎臓など全身の組織へ運ばれる。マウス、細胞、細菌、人由来試料を用いた実験から、腸内細菌がDNIC生成に不可欠であることが示された。また、硝酸塩や鉄の補給、あるいは合成DNICによってDNIC濃度を高めると、疾患モデル動物で血圧低下、血管機能改善、血糖コントロール改善、肝臓への脂肪蓄積減少などの効果が確認された。研究成果は、野菜などに含まれる硝酸塩と鉄が腸内細菌によって変換され、健康に有益な分子を生み出す新たなメカニズムを示している。ただし、人における健康効果については今後の研究が必要である。

<関連情報>

腸内細菌叢は、心血管代謝に有益なジニトロシル鉄錯体を生成する Gut microbiota generate dinitrosyl iron complexes with cardiometabolic benefits

Andrei L. Kleschyov ∙ Miho Shimari ∙ Ariela Maína Boeder ∙ … ∙ Eddie Weitzberg ∙ Jon O. Lundberg ∙ Mattias Carlström
Cell  Published:August 19, 2026
DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2026.07.055

食事由来の硝酸塩と鉄を腸内細菌が保護作用を持つ分子に変換(Gut bacteria convert dietary nitrate and iron into protective molecules)

Highlights

  • Gut bacteria expressing nitrate reductase (NR) generate DNICs from nitrate and non-heme iron
  • DNICs transfer to tissues and exert bioactivity via the Fe(NO)2 entity but not free NO
  • DNICs alleviate experimental cardiometabolic disease and liver steatosis
  • DNICs activate sGC, inhibit leucine uptake, and normalize aberrant mTORC1 signaling

Summary

Gut bacteria affect host physiology, but the underlying mechanisms are not completely understood. We identify a pathway whereby gut microbes convert inorganic nitrate and non-heme iron into mobile bioactive dinitrosyl iron complexes (DNICs) that are distributed systemically and affect host metabolism. Electron paramagnetic resonance detected DNICs in tissues of conventional but not germ-free mice. Mouse and human feces and E. coli generated DNICs from nitrate and iron citrate, whereas a nitrate-reductase-deficient mutant did not. Dietary supplementation with nitrate+iron citrate or synthetic DNICs increased tissue DNIC levels and ameliorated cardiometabolic dysfunction in Western diet-fed mice. Additionally, in HepG2 cells and human hepatocyte spheroids, DNIC reduced fatty acid-induced steatosis. DNIC bioactivity is mediated by the Fe(NO)2 entity, rather than by free nitric oxide (NO), and involves activation of soluble guanylyl cyclase (sGC), inhibition of leucine uptake, and mTORC1 signaling normalization. Modulating DNIC formation by the gut microbiota could be a strategy to support cardiometabolic health.

生物化学工学
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