Indolelactic acid

Indolelactic acid(Indole-3-lactic acid)은 주로 장내 미생물군에 의해 생성되는 트립토판 유래의 미생물 대사물질이다. Indolelactic acid은 신호 분자로 작용해서 주기면역 반응을 조절하고 장내 안정성을 유지하고 항염증 특성을 가지고 있고 대사 경로와 장-뇌 축 통신에서 중요한 역할을 한다. Indolelactic acid의 구조는 인돌환과 젖산 부분을 포함하고 있다. Indolelactic acid은아릴탄화수소수용체(AhR)의 리간드로 작용해서 면역 세포의 분화와 사이토카인 분비를 조절한다. Indolelactic acid은 항염증, 항바이러스 및 항종양 활성을 보인다[2, 3, 4].

체외 실험에서 Indolelactic acid(100μM)은 인간 장 상피세포에서AhR와 핵 인자(적혈구 유래 2)-관련 인자 2(Nrf2)의 활성을 강화할 수 있음이 보고되었다. Indolelactic acid은 내독소 유도된 대식세포 활성화와 장 상피세포에서 IL-8의 방출 및 발현을 줄일 수 있다[5]. 게다가 Indolelactic acid은 IL12a 엔하이저 영역에서 H3K27ac의 결합을 강화해서 수상세포에서 IL12a의 생산을 가속시켜 종양 성장을 대상으로 하는 CD8+ T 세포 면역을 유도할 때 기여한다[6].

체내 실험에서 염증성 장 질환을 가진 C57BL/6 쥐에게 Indolelactic acid(20mg/kg)을 매일 경구 투여하면 TNF-α, IL-6, IL-22 수준이 하향 조절되고 장 염증이 현저히 완화되고 장내 미생물군의 다양성이 회복된다[7]. 쥐 모델에서 Indolelactic acid(35mg/kg/일)을 경구 투여하면 알데하이드 탈수소효소(ALDH)에 의존적인 경로를 통해 신경염증을 줄이고 운동 기능을 향상시키고 항우울 효과를 나타낸다[8].

References:
[1] Yu K, Li Q, Sun X, et al. Bacterial indole-3-lactic acid affects epithelium-macrophage crosstalk to regulate intestinal homeostasis. Proc Natl Acad Sci U S A. 2023 Nov 7;120(45):e2309032120.
[2] Zhang FL, Chen XW, Wang YF, et al. Microbiota-derived tryptophan metabolites indole-3-lactic acid is associated with intestinal ischemia/reperfusion injury via positive regulation of YAP and Nrf2. J Transl Med. 2023 Apr 18;21(1):264.
[3] Kim H, Lee E, Park M, et al. Microbiome-derived indole-3-lactic acid reduces amyloidopathy through aryl-hydrocarbon receptor activation. Brain Behav Immun. 2024 Nov;122:568-582.
[4] Li Y, Li Q, Yuan R, et al. Bifidobacterium breve-derived indole-3-lactic acid ameliorates colitis-associated tumorigenesis by directing the differentiation of immature colonic macrophages. Theranostics. 2024 Apr 22;14(7):2719-2735.
[5] Ehrlich AM, Pacheco AR, Henrick BM, et al. Raybould HE. Indole-3-lactic acid associated with Bifidobacterium-dominated microbiota significantly decreases inflammation in intestinal epithelial cells. BMC Microbiol. 2020 Nov 23;20(1):357.
[6] Zhang Q, Zhao Q, Li T, et al. Lactobacillus plantarum-derived indole-3-lactic acid ameliorates colorectal tumorigenesis via epigenetic regulation of CD8+ T cell immunity. Cell Metab. 2023 Jun 6;35(6):943-960.
[7] Zhang S, Nie Q, Sun Y, et al. Bacteroides uniformis degrades β-glucan to promote Lactobacillus johnsonii improving indole-3-lactic acid levels in alleviating colitis. Microbiome. 2024 Sep 19;12(1):177.
[8] Qian X, Li Q, Zhu H, Chen Y, et al. Bifidobacteria with indole-3-lactic acid-producing capacity exhibit psychobiotic potential via reducing neuroinflammation. Cell Rep Med. 2024 Nov 19;5(11):101798.