腸内細菌叢の撹乱プロセスの理解と是正評価系の開発

• Project/Area Number: 22K11801
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 稲垣 瑞穂 岐阜大学, 応用生物科学部, 准教授 (50626356)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 腸内細菌 / 抗生物質 / プレバイオティクス / 評価モデル / Dysbiosis

Outline of Research at the Start

腸内環境を健全に導く方法がわかれば効率の良い健康管理につながる。しかしながら、現時点では腸内細菌・腸内環境の評価・管理する具体的な方法がない。腸内細菌の評価・管理が困難である理由は、腸内細菌は個人の食事内容、体質や生活習慣などに応じ「個人ごとに異なる腸内細菌叢」が形成される点にある。そのため「それぞれの腸内細菌叢に対する評価および改善（＝個別化対応）」が必要となる。本研究では、個人の腸内細菌叢を意図的に撹乱したモデル（撹乱モデル）の作出を目指す。通常モデルと撹乱モデルを比較することで、プロ・プレバイオティクス素材の適切な評価（個別化対応を実現する評価）の基盤とする。

Outline of Annual Research Achievements

腸内細菌は食事、体質、生活習慣などに応じて個人ごとに異なって形成される。良好な腸内環境の保ち方や腸内環境が乱れたときの適切な対応法が個人ごとに分かれば、効率の良い健康管理につながると考えられる。当研究室では、糞便に含まれる腸内細菌を培養することで個人の腸内環境を模し、その培養環境に食素材を加えることで機能性評価を行っている。しかしながら、腸内環境は頑強性を備えているため、食素材添加と未添加（対照）との違いが検出しづらい。本研究では、腸内環境を意図的に撹乱させた培養条件を用いることで、プレバイオティクス素材の有効性をより明確に評価できる試験系の構築を目指している。
今年度は、マクロライド系抗生物質を用いた重度な撹乱が腸内環境に与える影響を調査した（健常被験者、n=6）。嫌気GAM培地に生理食塩水に懸濁した糞便溶液を播種し培養を開始した。DMSOに溶解した抗生物質（対照はDMSOのみ）を培養6時間後に投与し引き続き培養した。48時間後培養液についてpHの経時変化、短鎖脂肪酸解析、Bifidobacterium属数測定、菌叢解析を実施した。培養液pHは、培養約8時間以降から抗生物質投与による影響、具体的にはpH遷移の遅延、pH遷移パターンの変形が観察された。短鎖脂肪酸解析では酪酸産生量の有意な減少が見られた。定量PCR解析では6名中5名の被験者においてBifidobacterium属が減少していた。菌叢解析ではShannon indexスコアの有意な減少、Bacteroidaceaeの増加傾向（p=0.0625）Lachnospiraceaeの減少傾向 （p=0.0937）が観察された。抗生物質投与により菌叢構成が撹乱し、腸内細菌叢が産生する短鎖脂肪酸の組成に影響を与えていることが示された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

通常培養と抗生物質処理培養において有意差が認められ、食素材評価の手がかりを得ることができた。

Strategy for Future Research Activity

次年度は2名の学生とともに、当初の計画通り、軽度撹乱の培養条件に関する検討を進める。