Effects of lifestyle changes on gut microbiota and metabolites: N-of-1 crossover intervention study
| Project/Area Number |
20H04117
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
宮地 元彦 早稲田大学, スポーツ科学学術院, 教授 (60229870)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
國澤 純 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 医薬基盤研究所 ワクチン・アジュバント研究センター, センター長 (80376615)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
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| Keywords | 腸内細菌叢 / 身体活動 / 食事 / 排便 / 睡眠 / マイクロバイオーム / 介入 / 代謝 / 移住 / 代謝産物 / マイクロバイオーム / N-of-1研究 / ポストバイオティクス |
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| Outline of Research at the Start |
研究申請者は2,277名の成人男女を対象とし、日本人の腸内細菌叢群集構造は居住地、身体活動量、野菜摂取量などの生活環境・習慣と関連することを示した。因果関係を効率的に明らかにするために、一人の被験者が短期移住、身体活動量増加、野菜摂取量増加の週単位の介入と除去を1年間繰り返し、その間の全ての糞便と24時間365日の生活習慣を測定・記録することで、腸内細菌叢群集構造の個人内変動に生活環境・習慣の変動が及ぼす影響を経時的に明らかにする、N-of-1交差介入試験を実施する。これにより、生活習慣改善による腸内細菌叢操作の可能性に関する知見が得られ、疾病予防や健康寿命延伸に資することが期待される。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、2021年9月1日 から2022年8月31日までの1年間約52週間にわたり、一人の被験者に対し、野菜摂取増加、たんぱく質摂取増加、運動量増加の1週(7日)単位の介 入と除去を各6回ずつ繰り返し、その間の全ての糞便と被験者の身体状況と24時間365日の生活習慣を観察・記録することで、生活習慣変動が腸内細菌叢群集構造 の個人内変動に 及ぼす影響を経時的に明らかにする、N-of-1交差介入試験を実施した。2022年8月31日までの1年間を通して、介入とデータ収集が完了した。ウエアラブルデバイ スによる身体活動、睡眠記録及び栄養解析アプリによる食事記録は、1日の欠損もなく365日間の観察が完了した。
対照期間や洗い出し期間と比較して、野菜摂取期間中は食物繊維が5-10g/d、たんぱく質摂取期間はエネルギー比が5－10％、運動介入期間中は移動距離が10km/d有意に増加した。たんぱく質介入期間中は他の期間と比較して、腸内細菌叢のα多様性指数が有意に増加した。主座標分析（PCoA）では、たんぱく質摂取で有意に他の期間と異なる腸内細菌叢構造の違いが観察され、野菜摂取期間はその逆方向の変化が見られた。属レベルの菌ごとでの介入の影響として、たんぱく質摂取期間に、Christensenellaceae、Akkermansia他２属の増加、Prevotella copli、Eubacterium rectale他２属の減少が見られた。野菜摂取期間ではBifidobacterium他２属の減少、Ruminococcus.1他３属の増加か見られた。これらの腸内細菌叢の変化は運動介入期間では見られなかった。
以上の結果から、たんぱく質摂取は腸内細菌叢の多様性や主要構成細菌を数日で変化させ、介入が終了すると速やかに回復すること、その変化は再現性を持って繰り返し観察されることが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
令和２年、令和３年とコロナ禍で介入の開始が遅れるなどの計画変更があったが、被験者の誠実な研究遂行と、分担者の分析が円滑に進んだことにより、計画通りに進展していると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
腸内細菌叢の解析結果とデータ処理が完了したので、論文の執筆を開始し、学術誌への投稿を進める。また、解析結果の学会発表のための抄録の作成と投稿も並行して進めていく。令和５年中には本研究の結果を学術誌に掲載すること、学会での発表と討議を完了する予定である。
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Report
(3 results)
Research Products
(12 results)
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[Journal Article] Dietary Vitamin B1 Intake Influences Gut Microbial Community and the Consequent Production of Short-Chain Fatty Acids2022
Author(s)
Park J, Hosomi K, Kawashima H, Chen YA, Mohsen A, Ohno H, Konishi K, Tanisawa K, Kifushi M, Kogawa M, Takeyama H, Murakami H, Kubota T, Miyachi M, Kunisawa J, Mizuguchi K.
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Journal Title
Nutrients
Volume: 14
Issue: 10
Pages: 2078-2078
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Oral administration of Blautia wexlerae ameliorates obesity and type 2 diabetes via metabolic remodeling of the gut microbiota2022
Author(s)
Hosomi K, Saito M, Park J, Murakami H, Shibata N, Ando M, Nagatake T, Konishi K, Ohno H, Tanisawa K, Mohsen A, Chen YA, Kawashima H, Natsume-Kitatani Y, Oka Y, Shimizu H, Furuta M, Tojima Y, Sawane K, Saika A, Kondo S, Yonejima Y, Takeyama H, Matsutani A, Mizuguchi K, Miyachi M, Kunisawa J
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 13
Issue: 1
Pages: 4477-4477
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Comprehensive analysis of gut microbiota of a healthy population and covariates affecting microbial variation in two large Japanese cohorts2021
Author(s)
Park J, Kato K, Murakami H, Hosomi K, Tanisawa K, Nakagata T, Ohno H, Konishi K, Kawashima H, Chen YA, Mohsen A, Xiao JZ, Odamaki T, Kunisawa J, Mizuguchi K, Miyachi M
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Journal Title
BMC Microbiol
Volume: 21
Issue: 1
Pages: 151-151
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] 日本人における身体活動量とコリバクチン産生菌の関連2022
Author(s)
二宮 友佳, 中潟 崇, 南里 妃名子, 大野 治美, 谷澤 薫平, 小西 可奈, 村上 晴香, 恒松 雄太, 佐藤 道大, 渡辺 賢二, 宮地 元彦
Organizer
日本健康支援学会
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