Impact of low-carbohydrate diet on the gut microbiota and mucosal immunity

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K09324
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: 小林 拓 北里大学, 北里研究所病院, 副センター長 (10424144)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山田 悟 北里大学, 北里研究所病院, 部長(医師) (10286487)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 腸内細菌叢 / 糖質制限 / 高脂肪食 / 食事 / 腸管免疫

Outline of Annual Research Achievements

糖質制限食が腸内細菌叢に与える影響を①マウス②ヒト糖尿病患者を用いて検討した。
①マウスを用いて高脂肪低炭水化物食が腸管及び腸内細菌叢に与える影響を検討した。7-8週齢のC57BL/6マウスに標準食(Normal Fat Diet ; NFD, たんぱく質:脂質:炭水化物
=29 % :13 % :58 % )または高脂肪低炭水化物食(High Fat Low Carbohydrate Diet ; HFLCD,たんぱく質:脂質:炭水化物=20 % :60 % :20 % )を6週間与えた後屠殺し、血液、腸管及び糞便を採取した。腸管は器官培養と腸管粘膜固有層単核細胞の単離し、糞便中の腸内細菌叢の構成変化を解析した。結果、NFD群に比べHFLCD群の腸管は短く比重量は減少していた。HFLCD給餌マウスの腸管は炎症性サイトカインの上昇が見られた。また、HFLCD給餌マウスの腸内細菌叢でLactobacillalesの増加とBacteroidesの減少が見られた。
②ヒト患者における検討では、「糖質制限入院プログラム」の入院患者27例について、入院前、入院4日後、8日後、13日後の4点の便検体の計95検体を取得し、メタ１６S解析とメタゲノム解析を行った。糖質制限食により約半数が開始4日目までに腸内細菌叢が大きく変化し、多様性が増加することや経時的に増減する菌種を同定した。またメタゲノム機能解析より、アミノ酸代謝からの糖新生の亢進が示された。更に治療前の存在菌種の組み合わせから糖質制限治療の効果予測式を設定できた。