尿中TMAOレベルは、腸内微生物叢の分類学的組成と、腸内細菌科が抱えるコリンTMAリアーゼ遺伝子（CUTC）に関連しています。

食事性コリンの腸内微生物叢の代謝は、トリメチルアミン（TMA）を介してアテローム性動脈硬化を促進する可能性があり、これは急速に吸収され、肝臓でトリメチルアミンn-酸化物（TMAO）に肝臓で変換されます。この研究の目的は、TMAOの尿路レベルが特定の細菌分類群の糞便相対存在量と細菌コリンTMAリアーゼ遺伝子Cutcに関連しているかどうかを検証することでした。GenBankで利用可能なシーケンスの分析により、CUTC遺伝子を2つの主要なクラスター、CUT-DDとCUT-KPにグループ化しました。CUTCを定量化するために定量的リアルタイムポリメラーゼ連鎖反応（QPCR）プロトコルが開発され、16人の健康な成人から3週間連続して毎週収集された3つの糞便サンプルから分離されたDNAで使用されました。同じDNAが16S RRNA遺伝子プロファイリングに使用されました。同時に、尿を使用して、タンデム質量分析（UPLC-MS/MS）と組み合わせた超パフォーマンス液体クロマトグラフィーによるTMAOを定量化しました。すべてのサンプルはCUTCとTMAOに対して陽性でした。相関分析により、Cut-KP遺伝子クラスターが腸内細菌科と有意に関連していることが示されました。線形混合モデルは、尿中TMAOレベルが糞便カットkpおよび23の操作性分類単位（OTU）によって予測される可能性があることを明らかにしました。TMAOと有意に関連するOTUのほとんどは、Cut-KPと有意に関連しており、これら2つの要因間の可能性のある関係を確認しました。結論として、この予備的な方法開発研究は、尿中に排泄されたTMAO、特定の糞便細菌OTU、および腸内菌のコリン-TMA変換酵素に起因するCUTCサブグループとの関係の存在を示唆しています。

Gut microbiota metabolization of dietary choline may promote atherosclerosis through trimethylamine (TMA), which is rapidly absorbed and converted in the liver to proatherogenic trimethylamine-N-oxide (TMAO). The aim of this study was to verify whether TMAO urinary levels may be associated with the fecal relative abundance of specific bacterial taxa and the bacterial choline TMA-lyase gene cutC. The analysis of sequences available in GenBank grouped the cutC gene into two main clusters, cut-Dd and cut-Kp. A quantitative real-time polymerase chain reaction (qPCR) protocol was developed to quantify cutC and was used with DNA isolated from three fecal samples collected weekly over the course of three consecutive weeks from 16 healthy adults. The same DNA was used for 16S rRNA gene profiling. Concomitantly, urine was used to quantify TMAO by ultra-performance liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry (UPLC-MS/MS). All samples were positive for cutC and TMAO. Correlation analysis showed that the cut-Kp gene cluster was significantly associated with Enterobacteriaceae. Linear mixed models revealed that urinary TMAO levels may be predicted by fecal cut-Kp and by 23 operational taxonomic units (OTUs). Most of the OTUs significantly associated with TMAO were also significantly associated with cut-Kp, confirming the possible relationship between these two factors. In conclusion, this preliminary method-development study suggests the existence of a relationship between TMAO excreted in urine, specific fecal bacterial OTUs, and a cutC subgroup ascribable to the choline-TMA conversion enzymes of Enterobacteriaceae.