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ビッグデータを用いた食物繊維と腸内環境の関係解明:メタゲノム、メタボローム解析

Research Project

Project/Area Number 22K17386
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 58030:Hygiene and public health-related: excluding laboratory approach
Research InstitutionHirosaki University

Principal Investigator

佐藤 諭  弘前大学, 医学研究科, 助教 (00725319)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords食物繊維 / 腸内細菌 / 疫学研究 / ビッグデータ / 水溶性食物繊維 / 不溶性食物繊維 / 酪酸産生菌 / 横断研究 / 縦断研究 / 腸内環境 / メタゲノム / メタボローム
Outline of Research at the Start

約1,000人の一般住民を対象に、食物繊維摂取量を水溶性と不溶性別々に定量化し、糞便検体からメタゲノム解析で腸内細菌叢を、メタボローム解析により腸内代謝産物を算出することで、水溶性・不溶性食物繊維の腸内環境への直接的な作用を解明する。同時に身体組成や血液・尿検査などの数多くの項目を測定することで腸内細菌叢へ影響を及ぼす因子を調整する。得られたビッグデータをスパコンを用いて詳細に解析していく。本研究を通して、水溶性食物繊維と不溶性食物繊維が腸内環境へ及ぼす影響の違いを明らかにし、有効な食物繊維摂取量の解明やプロテオバイオティクスでの疾患の予防法・治療法の確立を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

2023年6月3日から6月12日にかけて行われた弘前大学大学院医学研究科の岩木健康増進プロジェクトに参加し便サンプルの回収とFFQ詳細版による食事調査を行った。腸内細菌叢については採取した便サンプルを用いて、次世代シークエンス解析とテクノスルガ・ラボ微生物同定データベース推定(16SrDNA部分解析)により評価した。食物繊維摂取量はFFQ詳細版により摂取した食物の種類と量から1日あたりの水溶性食物繊維摂取量と不溶性食物繊維摂取量を算出した。さらに、唾液サンプルによる口腔内細菌評価やブリストルスケールによる排便状況の聴取、腹部超音波を用いた脂肪肝や肝線維化の評価など多岐にわたる調査を実施した。この過程は2022年度と一緒だが2023年度の対象者は約900名と昨年度より200名ほど増加した。
2023年度の調査とデータ整理と並行し昨年度までのデータを解析することで水溶性食物繊維を豊富に含む日本食スコア高値群は酪酸産生菌を増加させ、口腔内細菌とも連動することを報告した(Nutrients. 2024 Feb 13;16(4):524. doi: 10.3390/nu16040524)。また、水溶性食物繊維が腸内酪酸産生菌を増加させることを2022年度に報告している(Microorganisms. 2022 Sep 10;10(9):1813. doi: 10.3390/microorganisms10091813.)が、酪酸産生菌は肝線維化を抑制させることも明らかにした(Int J Mol Sci. 2023 Aug 30;24(17):13470. doi: 10.3390/ijms241713470)。
2024年度はさらに対象者を増やすことを予定しており、2024年6月に予定されている調査準備も進めている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

コロナウイルス蔓延により一時的に調査対象者が減少したが2023年度は例年近くまで参加者が増加しており健診調査も順調に実施できている。2023年度のデータは解析中であるが、昨年度までのデータを用いて横断研究だけでなく経年的な変化もとらえることができるようになり、学会や論文発表を通して成果報告をすることができた。

Strategy for Future Research Activity

2023年度の解析を進めるとともに、2024年度も同様の調査を行う。2024年度は参加者の増加を検討しており順調に健診調査を行うよう準備していく。また、過去のデータも用いて、5-10年にわたる長期間の縦断研究を進めていく予定である。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] A Cohort Study of the Influence of the 12-Component Modified Japanese Diet Index on Oral and Gut Microbiota in the Japanese General Population2024

    • Author(s)
      Sato Satoshi、Chinda Daisuke、Iino Chikara、Sawada Kaori、Mikami Tatsuya、Nakaji Shigeyuki、Sakuraba Hirotake、Fukuda Shinsaku
    • Journal Title

      Nutrients

      Volume: 16 Issue: 4 Pages: 524-524

    • DOI

      10.3390/nu16040524

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effect of Liver Fibrosis on Oral and Gut Microbiota in the Japanese General Population Determined by Evaluating the FibroScan?Aspartate Aminotransferase Score2023

    • Author(s)
      Sato Satoshi、Iino Chikara、Chinda Daisuke、Sasada Takafumi、Tateda Tetsuyuki、Kaizuka Masatoshi、Nomiya Hiroki、Igarashi Go、Sawada Kaori、Mikami Tatsuya、Nakaji Shigeyuki、Sakuraba Hirotake、Fukuda Shinsaku
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 24 Issue: 17 Pages: 13470-13470

    • DOI

      10.3390/ijms241713470

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Association between reactive oxygen species production in neutrophils and liver fibrosis in the general population2023

    • Author(s)
      Sato Satoshi、Nakaji Shigeyuki、Sawada Kaori、Akimoto Naoki、Tateda Tetsuyuki、Kaizuka Masatoshi、Sasada Takafumi、Nomiya Hiroki、Igarashi Go、Iino Chikara、Chinda Daisuke、Mikami Tatsuya、Sakuraba Hirotake、Fukuda Shinsaku
    • Journal Title

      Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition

      Volume: 73 Issue: 3 Pages: 214-220

    • DOI

      10.3164/jcbn.23-46

    • ISSN
      0912-0009, 1880-5086
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A Cohort Study of the Effects of Daily-Diet Water-Soluble Dietary Fiber on Butyric Acid-Producing Gut Microbiota in Middle-Aged and Older Adults in a Rural Region2022

    • Author(s)
      Sato Satoshi、Chinda Daisuke、Shimoyama Tadashi、Iino Chikara、Kudo Sae、Sawada Kaori、Mikami Tatsuya、Nakaji Shigeyuki、Sakuraba Hirotake、Fukuda Shinsaku
    • Journal Title

      Microorganisms

      Volume: 10 Issue: 9 Pages: 1813-1813

    • DOI

      10.3390/microorganisms10091813

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 日本食スコア「12-component modified Japanese Diet Index(mJDI12)が口腔・腸内細菌叢へ及ぼす影響についての縦断研究2024

    • Author(s)
      佐藤諭、珍田大輔、飯野勢、沢田かほり、三上達也、中路重之、櫻庭裕丈
    • Organizer
      第161回 弘前医学会例会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 適正飲酒量と酒類が腸内細菌叢に及ぼす影響についてのコホート研究2023

    • Author(s)
      佐藤諭、珍田大輔、下山克、沢田かほり、三上達也、櫻庭裕丈、中路重之
    • Organizer
      第31回体力・栄養・免疫学会大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Helicobacter pylori除菌が腸内細菌叢へ及ぼす影響についてのコホート研究2023

    • Author(s)
      佐藤諭、珍田大輔、下山克、飯野勢、 沢田かほり、三上達也、中路重之、櫻庭裕丈
    • Organizer
      第65回消化器病学会大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 日常の食事から摂取された水溶性食物繊維が 腸内細菌叢に及ぼす影響2022

    • Author(s)
      佐藤諭、珍田大輔、下山克、沢田かほり、三上達也、中路重之、櫻庭裕丈
    • Organizer
      第30回体力・栄養・免疫学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 日常の食事から摂取された水溶性食物繊維が 腸内細菌叢に及ぼす影響2022

    • Author(s)
      佐藤諭、珍田大輔、下山克、沢田かほり、三上達也、中路重之、櫻庭裕丈
    • Organizer
      第8回Gut Microbiota研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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