2019年10月24日にFrontiers in Immunology誌に掲載された小規模な研究では、日光曝露によって一般的に得られる紫外線B波（UVB）への曝露が、腸内細菌叢に特定の有益な変化を引き起こす可能性があることが示されています。この変化は、曝露前の血清中のビタミンD濃度に依存しています。
西洋社会では、現代のライフスタイルと環境の変化が主な原因となり、免疫疾患や炎症性疾患が増加しています。炎症性腸疾患（IBD）もその一つです。
現代の雇用や労働環境は、紫外線B波（UVB）を含む日光曝露量の減少や、抗生物質の過剰使用を伴う可能性があります。これらの2つの要因は、腸内細菌叢の構成に関連し、慢性炎症性疾患と関連しています。
ビタミンD、UVB、そして腸内細菌叢とヒトの健康
ビタミンDは脂溶性ビタミンで、腸粘膜細胞を強化します。腸粘膜細胞は、細菌やその他の微生物、そしてそれらの毒性物質が腸から血液や体組織に侵入するのを防ぎます。
そのバリア機能のメカニズムは、腸粘膜上皮細胞間のタイトジャンクションの形成を促進する遺伝子の発現を高めること、抗菌性化合物を産生すること、そして機能しない細胞成分を除去するオートファジーを促進することです。
ビタミンDを含む天然食品は少ないため、ビタミンDの必要量の80%は、ビタミンDの生成につながるUVBの皮膚照射によって満たされています。
ビタミンD欠乏症のリスクを高める要因としては、赤道から遠く離れた地域に住んでいること、屋内にとどまっていること、そして皮膚を日光にさらさないようにしていることなどが挙げられます。このような状況では、冬季のUVB不足により、季節性ビタミンD欠乏症が悪化します。
ビタミンD欠乏は腸内環境の炎症を引き起こし、腸内細菌叢の乱れを促進します。慢性炎症にはビタミンDサプリメントの摂取が効果的です。経口サプリメントは、腸内細菌叢内の特定の細菌数を増加させる作用もあるようです。
興味深いことに、UVBへの曝露量が限られていることが、炎症性腸疾患（IBD）などの慢性免疫関連炎症性疾患を促進する主な要因です。つまり、UVBはビタミンD産生以外にも健康に影響を及ぼすのです。
つまり、ビタミンD濃度、UVB曝露量、そして腸内細菌叢は、多発性硬化症やIBDなどの自己免疫性炎症性疾患のリスク増加とそれぞれ独立して関連しており、本研究ではこれら3つを因果関係の連鎖として結びつけようとしました。
本研究
本研究は、狭帯域UVB（NB-UVB）照射が腸内細菌叢に及ぼす影響を調査することを目的としていました。
平均年齢28歳の女性21名からなる小グループを対象に、パイロットスタディを実施しました。参加者は2つのグループに分けられ、1つは研究開始前に冬の間中、1日500 IUから3500 IUのビタミンDサプリメントを服用していたグループ、もう1つは服用していなかったグループです。ビタミンD濃度は研究開始時に測定されました。
研究期間中、参加者は1週間で光線療法ユニットにおいて全身NB-UVB照射を3回受けました。その後、血清中の25-ヒドロキシコレカルシフェロール（25-OH D）濃度を測定しました。
次のステップでは、最初のUVB照射の3日前と最後のUVB照射の3日後に採取したサンプルの糞便細菌叢の構成を調べるため、RNAシーケンシングを実施しました。
結果
UVB照射前の血中ビタミンD濃度は、第一群では75nmol/L以上であったのに対し、ビタミンDサプリメントを摂取しなかった群では25～75nmol/Lと不十分な範囲であった。
したがって、UVB照射が限られる季節には、十分な濃度を維持するためにビタミンDサプリメントの摂取が必要であると考えられる。
平均して、UVB照射後、ビタミンD濃度は7.3nmol/L上昇したが、初期濃度が低いほど上昇幅は大きかった。これは約10%の上昇に相当し、UVB照射が血中ビタミンD濃度を効果的に上昇させる可能性があることを示唆している。
便RNAシークエンシングの結果、初期ビタミンD濃度が低かった患者の腸内細菌叢には、初期段階で多様性が欠如していることが明らかになった。
UVB照射後、初期ビタミンD濃度が低かった第一群では細菌種数が有意に増加したが、他の群では変化は見られなかった。
濃度が増加した菌種には、ラクノスピラ科、リケネラ科、デスルフォバクター科、そしてクロストリジウム科の一群が含まれていました。
ラクノスピラ科の濃度は血清ビタミンD濃度とともに増加しており、これは以前の研究結果と一致しています。この属は、自己免疫性炎症性疾患と比較して良好な健康状態と関連しています。
これは、UVBがビタミンD濃度を上昇させることで自己免疫性炎症性疾患を予防し、ひいては腸内細菌叢を正常化することを示していると考えられます。
腸内細菌叢の構成には季節的な変動が報告されており、今回の知見を踏まえると、季節によってUVB光への曝露量が異なることが原因である可能性があります。
例えば、炎症性腸疾患（IBD）の再発はビタミンD欠乏症でよく見られますが、これはビタミンD濃度の低下に伴う腸内細菌叢の乱れが原因と考えられます。
意義
本研究は、皮膚へのUVB曝露が腸内細菌叢の構成を変化させ、おそらくビタミンD濃度の上昇を介していることを初めて示しました。
研究者らは、健康な被験者において、UVB曝露によって1週間以内に血中ビタミンD濃度が上昇することを発見しました。
また、ヒトにおけるビタミンD濃度の低さは腸内細菌叢の構成変化と関連しており、NB-UVB曝露後にはビタミンD濃度の上昇によってこの変化が是正される可能性が高いことも発見しました。
研究者らは、これがUVBの免疫系への影響による可能性があると考えています。より多くの免疫細胞が腸を含む体内の様々な臓器に移動するにつれて、腸内細菌叢の構成を腸と全身の健康に好ましい方向に整える化学物質が放出されます。
これは、これまで知られていなかった、バランスの取れた細菌叢を介して腸内細菌叢の健康を高めることができる、新たな皮膚腸軸の存在を示唆しています。
これは、慢性自己免疫性炎症性疾患がUVB曝露に反応する仕組み、すなわちUVB曝露が安定した適切なビタミンD濃度の維持に役立つ仕組みを説明する一助となる可能性があります。
出典
https://www.news-medical.net/news/20191024/Ultraviolet-B-light-is-good-for-the-gut-microbiome.aspx