• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Mechanism of recovery in the gut microbiome: Multivariate analysis of the effects of antibiotic disturbance and probiotics

Research Project

Project/Area Number 19J14598
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 45040:Ecology and environment-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

尾島 望美  京都大学, 生命科学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2019-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2020: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
KeywordsBifidobacterium bifidum / Probiotics / Antibiotics / Gut microbiota / Dysbiosis / Gut microbiome / Vancomycin / Bifidobacteria
Outline of Research at the Start

ヒトの腸内に生息する約100兆個の菌(腸内細菌)は、薬や食生活の変化などで頻繁に、かつ、継続的に攪乱を経験し、細菌叢の乱れ (ディスバイオシス) は肥満や炎症性腸疾患などの身体へ悪影響を及ぼすことが報告されている。先行研究ではビフィズス菌のようなプロバイオティクスなどの微生物投与がディスバイオシスからの回復に効果的であると報告されている。しかし、回復のメカニズムを解明する研究は少ない。
本研究ではマウスを用いて、様々な抗生物質を与えディスバイオシスを引き起こし、ビフィズス菌などのプロバイオティックスを与え、腸内細菌叢の回復と宿主への長期的な影響、及び回復メカニズムを解明すべく、研究を行う。

Outline of Annual Research Achievements

ヒトの腸内細菌叢は、ヒトの健康に大きな影響を及ぼすことが近年明らかとなっている。しかし、腸内細菌叢は薬の服用(特に抗生剤)などで頻繁に、かつ継続的に攪乱を経験し、細菌叢の乱れ(ディスバイオシス)は肥満や炎症性腸疾患などの身体への悪影響を及ぼすことが報告されている。近年では、抗生物質によるディスバイオシスの治療の一環としてプロバイオティクスが使われているが、実際の効果については未解明な点が多い。
本研究ではマウスを用いて、ディスバイオシス後の回復においてのプロバイオティクスの効果を検証した。3種類の抗生剤を使用し、プロバイオティクスとしてはBifidobacterium bifidum JCM 1254 を使用した。抗生物質投与後、いずれかの回復処置を行った:1)プロバイオティクス投与(B. bifidum); 2) 健康なマウスからの糞便移植(FT); 3) 自然回復(Natural Recovery)。各週、菌叢解析のため、糞便サンプルを回収した。回収した糞便サンプルからゲノムを抽出し、NGSを用いた16S rRNA 解析で菌叢解析を行った。腸内細菌叢のα多様性を評価し、回復を評価するためには、Bray-Curtis Index of Dissimilarity を使用した。宿主の健康状態を評価するためには、体重と盲腸の重さを測り、また腸管組織の炎症系遺伝子の発現をqPCR で測定した。
結果として、腸内細菌叢のレスポンスは、抗生物質の種類で大きくことなることが明らかとなった。特に一回目のVancomycin 投与ではProteus属細菌など、Proteobacteria 門に属する炎症系の菌の上昇がみられた。また、Vancomycin 投与によって、盲腸は肥大化し、コントロールと比べて2 倍の重さになったが、プロバイオティクス投与によって盲腸の肥大化や炎症が抑制された。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2020 2019

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Bifidobacterium bifidum Suppresses Gut Inflammation Caused by Repeated Antibiotic Disturbance Without Recovering Gut Microbiome Diversity in Mice2020

    • Author(s)
      M. N. Ojima, A. Gotoh, H. Takada, T. Odamaki, J. Xiao, T. Katoh, T. Katayama
    • Journal Title

      Front Microbiol .

      Volume: 18;11 Pages: 1349-1349

    • DOI

      10.3389/fmicb.2020.01349

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Enzymatic Adaptation of Bifidobacterium bifidum to Host Glycans, Viewed from Glycoside Hydrolyases and Carbohydrate-Binding Modules2020

    • Author(s)
      Katoh Toshihiko、Ojima Miriam N.、Sakanaka Mikiyasu、Ashida Hisashi、Gotoh Aina、Katayama Takane
    • Journal Title

      Microorganisms

      Volume: 8 Issue: 4 Pages: 481-481

    • DOI

      10.3390/microorganisms8040481

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cross-feeding of human milk oligosaccharide degradants within bifidobacterial community enhances bifidus flora formation?2019

    • Author(s)
      Toshihiko Katoh, Aina Gotoh, M.Nozomi Ojima, Takane Katayama
    • Journal Title

      Milk Science

      Volume: 68 Issue: 2 Pages: 117-123

    • DOI

      10.11465/milk.68.117

    • NAID

      130007689205

    • ISSN
      1343-0289, 2188-0700
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Minority species influences microbiota formation: the role of Bifidobacterium with extracellular glycosidases in bifidus flora formation in breastfed infant guts2019

    • Author(s)
      Gotoh Aina、Ojima Miriam Nozomi、Katayama Takane
    • Journal Title

      Microbial Biotechnology

      Volume: 12 Issue: 2 Pages: 259-264

    • DOI

      10.1111/1751-7915.13366

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] The Role of Priority Effects in the Formation of Bifidobacterial Communities2020

    • Author(s)
      Ojima Miriam Nozomi、 Katoh Toshihiko、 Katayama Takane、 Jiang Lin
    • Organizer
      ASM Microbe 2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Probiotic Bifidobacterium bifidum alters the gut microbiome after repeated antibiotic disturbance but contributes to the recovery of host health2019

    • Author(s)
      M. Nozomi Ojima, Aina Gotoh, Hiromi Takada, Toshihiko Katoh, Takane Katayama
    • Organizer
      ASM Microbe 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-05-29   Modified: 2024-03-26  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi