プレバイオティクス（乾燥プラム）と閉経後女性の免疫機能

米国では毎年、約200万人の女性（1日あたり約6,000人）が閉経と呼ばれる女性生殖老化の重要な段階に達しています。 閉経は月経の永久的停止と、17β-エストラジオールの減少（すなわちエストロゲン欠乏）によって引き起こされる卵胞活動の喪失によって特徴づけられます。 アメリカ人女性における閉経年齢の中央値は51歳です[1]。 現在の平均寿命80.5歳に基づくと、この国の女性は人生の最大3分の1を閉経後の段階で過ごすことが予想されます。

17β-エストラジオールの減少が免疫細胞機能、特に一部のT細胞集団に与える影響は、多くの女性健康研究の焦点となっています。 閉経後、女性が婦人科癌や乳癌、自己免疫疾患、心血管疾患、骨粗鬆症を含む慢性疾患のリスクを著しく増加させることは広く認識されています。 私たちの研究室の研究焦点である骨の健康に関して、閉経後女性は閉経前女性（20-50歳）と比較して骨折する可能性が4倍高くなります。 さらに、50歳以上の女性の3人に1人が骨粗鬆症性骨折を経験します。 閉経に伴う17β-エストラジオールの減少は、クラスター・オブ・ディファレンシエーション（CD）4+エフェクターT細胞の免疫学的変化、特に免疫抑制性のT調節（Treg）細胞に対する、炎症促進性サイトカインインターロイキン（IL）-17を発現するTヘルパー細胞（すなわちTh17細胞）の相対的な増加を伴います。 Th17細胞は破骨細胞形成の強力な促進因子であり、エストロゲン欠乏で生じる骨吸収を加速します。 対照的に、閉経時に減少または変化しないと報告されているTregの骨保護的役割は、その抗炎症特性を超えてヒトではあまり明確ではありません。 したがって、エストロゲンの減少に応答して報告されている変化したTreg/Th17比の主要な決定因子はTh17細胞の増加であり、これが閉経後骨粗鬆症の病態生理において中心的な役割を果たしています。

最近の証拠は、腸内細菌叢がこの骨免疫学的（すなわちT細胞）応答の重要な調節因子であることを明らかにしており、それにより腸-骨軸をエストロゲン欠乏誘発性骨損失を予防する実行可能な標的として確立しています。 臨床研究では、プロバイオティクスとプレバイオティクスを利用して腸内細菌叢を変化させることが、骨とミネラル代謝に有益な効果を持つことが示されています。 閉経後骨粗鬆症の動物モデルでは、プロバイオティクスとプレバイオティクスは腸由来代謝物（例えば短鎖脂肪酸（SCFA））を増加させ、より寛容性または抗炎症性の免疫応答をプログラムし、同時に骨損失を防止します。 私たちの研究室による乾燥プラムとその動物モデルにおいて骨損失を防止するだけでなく逆転させる独特な能力に関する広範な研究は、それがT細胞機能をex vivoで改善し、そのポリフェノールと炭水化物成分の両方がそのプレバイオティクス活性に寄与することを明らかにしました。 これらの発見は、3つの別個の臨床試験からの強力な証拠と組み合わさり、乾燥プラムが閉経後骨損失を防止する能力を支持し[1-3]、動物モデルで観察されたこれらの腸媒介性免疫機能変化がヒト被験者に変換されるかどうかを試験するための優れたプレバイオティクス候補としています。

エストロゲンに関連する加齢変化に加えて、閉経後女性のT細胞生物学に影響を与える他の要因（例えばビタミンD状態）は、彼女らの骨粗鬆症リスクをさらに複合化する可能性があります。 米国医学研究所のガイドラインに基づくと、51-70歳の米国人女性の28％がビタミンD不足、10％がビタミンD欠乏です。 ビタミンDは骨格健康における役割で知られていますが、その重要な骨格外機能の証拠が続々と現れています。 1,25-(OH)2D3は同時に炎症促進性Th17細胞を阻害し、抗炎症性Treg細胞の数と機能を増加させます。 さらに、ビタミンDの免疫機能への影響は、間接的ではありますが、最近腸内細菌叢に関連づけられています。 したがって、ビタミンD状態が損なわれている閉経後女性は、T細胞媒介性病理（例えば自己免疫疾患＆骨粗鬆症）のさらにより大きなリスクに直面する可能性があり、これは腸内細菌叢を標的とする重要性をさらに強調します。

この研究の目的は、プレバイオティクス活性を持つ食品である乾燥プラムによる食事補給が、Tエフェクター細胞（すなわちTh17＆Treg）とその機能にどのように影響するかを理解し、宿主のビタミンD状態がこの応答を変化させるかどうかを探求することです。 取り組むべき基本的な質問は：1）食事に乾燥プラムを補給することが免疫機能（すなわちTエフェクター細胞）に影響するかどうか；2）腸内細菌叢がエストロゲン欠乏に関連するT細胞変化に対抗する標的であることを実証した私たちの前臨床研究の所見が閉経後女性に変換されるかどうか；および3）宿主のビタミンD状態がこのプレバイオティクスへの応答に影響するかどうかです。

これを達成するために、私たちは60-75歳の健康な閉経後女性を募集し、乾燥プラムありとなしの無作為化クロスオーバー対照試験に参加してもらいます。 n=30人の女性の登録を計画しています。 適格なボランティアは、IUヘルス大学病院の臨床研究センターで5回の研究訪問を完了します。 訪問1では、ボランティアは参加資格があることを確認するスクリーニングを受け、インフォームドコンセントを与えた後、人体測定、ベースライン骨密度スキャンおよび身体機能評価を受けます。 訪問2およびその後のすべての訪問前に、参加者は便サンプルを収集し、3日間の食事記録をAutomated Self-administered 24-hour（ASA24）に入力します。

主要研究訪問（訪問2-5）は2つのアーム（各4週間持続、1週間の導入期間）と洗い出し期間（2-4週間）に分けられます。 訪問2では、参加者はコンピュータ生成乱数リストを使用して、アームA（乾燥プラム介入あり）またはアームB（乾燥プラム介入なし）に無作為に割り当てられます。 参加者がアームAにあるとき、導入プロトコルと食事への乾燥プラムの組み込み（50g/日または5-6個の乾燥プラム/日）に関する指示が提供されます。 参加者は消費された乾燥プラムの量と時間を記録し、残りの製品を返却します。 研究スタッフはスナックパックで乾燥プラムを無料で提供します。 スナックパックはカリフォルニアプルーン協会によって提供されることに注意してください。 訪問3では、参加者は訪問2で説明されたデータとサンプル収集を完了し、その後洗い出し期間を開始します。 訪問4は洗い出し期間後にスケジュールされ、訪問3で説明された同じ手順が第二アームへのクロスオーバーで繰り返されます。 訪問5（最終訪問）では、参加者はデータとサンプル収集を完了します。

訪問2-5では、参加者は身体活動と日光曝露の質問票も完了します。 彼女らは血液サンプルを提供し、健康状態の変化について研究スタッフに更新します。 研究の両アームを通じて、参加者は毎日自分の排便習慣を評価します。