トリプトファン代謝産物は免疫系に影響を与えることにより、炎症性腸疾患と結腸直腸癌を調節します

トリプトファンは必須アミノ酸であり、腸内の3つの異なる代謝経路を通過します。腸内微生物叢のインドール経路、腸内細胞の腸内細胞のセロトニン系、免疫細胞のキヌレニン経路と腸内層は、腸のトリプトファン代謝の3つの腕です。臨床、in vivoおよびin vitroの研究により、これらの腕のそれぞれがIBDに大きな影響を与えることが示されました。このレビューでは、トリプトファンのさまざまな代謝物が、IBDの主要な合併症として、IBDおよび結腸直腸癌の病態生理にどのように関与しているかを説明しています。インドール代謝産物は大腸炎を緩和し、結腸直腸癌から保護しますが、セロトニンアームはより複雑で受容体特異的なパターンに従います。インドール代謝産物とキヌレニンはアリール炭化水素受容体（AHR）と相互作用して、T調節細胞の分化を誘導し、TH17とTH1の応答を閉じ込め、抗炎症性メディエーターを産生します。キヌレニンは、腫瘍浸潤CD8+細胞を減少させ、腫瘍細胞の免疫回避を媒介します。セロトニン系はまた、結腸直腸癌細胞の増殖と転移を増加させますが、インドール代謝産物は結腸直腸癌の成長を大幅に減少させる可能性があります。トリプトファン代謝産物の標的療法は、IBDおよび結腸直腸癌の管理を改善する可能性があります。インドール-3-カルビノール（I3C）、キヌレニンモノオキシゲナーゼ（KMO）の阻害、および特定のセロトニン作動性受容体の選択的刺激または阻害などのインドール代謝産物の補給は、大腸炎を緩和する可能性があります。さらに、インドール代謝産物の補給、インドールアミン2,3-ジオキシゲナーゼ1（IDO1）、KMO、セロトニン受容体の阻害がどのように結腸直腸癌から保護できるかを説明します。さらに、トリプトファン代謝産物と細胞内シグナル伝達経路との間の広範な分子相互作用について徹底的に説明します。

Tryptophan is an essential amino acid, going through three different metabolic pathways in the intestines. Indole pathway in the gut microbiota, serotonin system in the enterochromaffin cells and kynurenine pathway in the immune cells and intestinal lining are the three arms of tryptophan metabolism in the intestines. Clinical, in vivo and in vitro studies showed that each one of these arms has a significant impact on IBD. This review explains how different metabolites of tryptophan are involved in the pathophysiology of IBD and colorectal cancer, as a major complication of IBD. Indole metabolites alleviate colitis and protect against colorectal cancer while serotonin arm follows a more complicated and receptor-specific pattern. Indole metabolites and kynurenine interact with aryl hydrocarbon receptor (AHR) to induce T regulatory cells differentiation, confine Th17 and Th1 response and produce anti-inflammatory mediators. Kynurenine decreases tumor-infiltrating CD8+ cells and mediates tumor cells immune evasion. Serotonin system also increases colorectal cancer cells proliferation and metastasis while, indole metabolites can profoundly decrease colorectal cancer growth. Targeted therapy for tryptophan metabolites may improve the management of IBD and colorectal cancer, e.g. supplementation of indole metabolites such as indole-3-carbinol (I3C), inhibition of kynurenine monooxygenase (KMO) and selective stimulation or inhibition of specific serotonergic receptors can mitigate colitis. Furthermore, it will be explained how indole metabolites supplementation, inhibition of indoleamine 2,3-dioxygenase 1 (IDO1), KMO and serotonin receptors can protect against colorectal cancer. Additionally, extensive molecular interactions between tryptophan metabolites and intracellular signaling pathways will be thoroughly discussed.