Comprehensive analysis of intestinal colonization factors derived from gut microbes

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16H04901
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 福田 真嗣 慶應義塾大学, 政策・メディア研究科(藤沢), 特任准教授 (80435677)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮内 栄治 国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, 基礎科学特別研究員 (60634706)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 腸内細菌 / メタボロゲノミクス / 腸内エコシステム / 定着 / メタゲノム / メタボローム

Outline of Annual Research Achievements

ヒトの腸管内には多種多様な腸内細菌が生息しており（この集団を腸内細菌叢と呼ぶ）、それらが宿主腸管細胞と密接に相互作用することで、複雑な腸内微生物社会が形成されている。メタゲノム解析やメタボローム解析データを組み合わせたメタボロゲノミクスアプローチなどにより、腸内細菌叢由来代謝物質が、宿主の腸管のみならず全身の恒常性維持や疾患発症に大きく関与することが明らかとなりつつある。しかし、この複雑で洗練された腸内微生物社会がどのようなメカニズムで形成・維持されているのかの詳細については不明な点が数多く残されている。そこで本研究では、大腸菌をモデル細菌として用い、無菌マウスや超並列シーケンサー、質量分析計といったツールを駆使することで、腸内細菌が有する腸管内への定着因子の探索を行う。
本年度は、昨年度実施した大腸菌ミューテーター株定着ノトバイオートマウス便のメタゲノム解析およびメタボローム解析を実施した。その結果、マウス腸管内への定着に有利と考えられる大腸菌遺伝子変異候補を複数同定した。そこでそれら候補遺伝子の変異株を用いて、野生型大腸菌株とのマウス腸内における競合定着試験を実施したところ、野生型大腸菌よりも遺伝子変異株の方が腸管内への定着に有利になることを明らかにした。今後はその大腸菌遺伝子変異がもたらすマウス腸管内への定着機構の分子メカニズムについて、オミクスアプローチによる詳細な解析を実施する。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Canagliflozin reduces plasma uremic toxins and alters the intestinal microbiota composition in a chronic kidney disease mouse model. (2018)
  • Author(s): †Mishima, E., †Fukuda, S. (†equally contributed), Kanemitsu, Y., Saigusa, D., Mukawa, C., Asaji, K., Matsumoto, Y., Tsukamoto, H., Tachikawa, T., Tsukimi, T., Fukuda, NN., Ho, HJ., Kikuchi, K., Suzuki, C., Nanto, F., Suzuki, T., Ito, S., Soga, T., Tomioka, Y., Abe, T.
  • Journal Title: Am. J. Physiol. Renal Physiol. Volume: 315 Pages: 824-833
  • DOI: 10.1152/ajprenal.00314.2017.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 腸内細菌叢がもたらす生体恒常性と疾患 (2018)
  • Author(s): 福田真嗣
  • Organizer: 第72回日本口腔科学会学術集会
  • Invited
• [Presentation] The importance of gut luminal metabolism in health and disease (2018)
  • Author(s): Shinji Fukuda
  • Organizer: FALK symposium 212 IBD and Liver: East meets West
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 腸内環境に基づく個別化ヘルスケアの必要性 (2018)
  • Author(s): 福田真嗣
  • Organizer: 第39回日本食品微生物学会学術総会
  • Invited
• [Presentation] A metabologenmic approach reveals the function of gut microbiota in health and disease (2018)
  • Author(s): Shinji Fukuda
  • Organizer: Asia-Pacific Nutrigenomics and Nutrigenetics Organization (APNNO) 2018
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Patent(Industrial Property Rights)] Ｄ－プシコース応答性増殖能を有する腸内細菌 (2018)
  • Inventor(s): 福田真嗣、竹内奈穂
  • Industrial Property Rights Holder: 福田真嗣、竹内奈穂
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2018-131052