フラクトオリゴ糖摂取による細菌叢および真菌叢の変動メカニズム

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K15799
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 加藤 完 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, 研究員 (20632946)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 腸内細菌 / 真菌叢 / プレバイオティクス

Outline of Annual Research Achievements

腸内真菌は注目される真核微生物のひとつである。しかしながらその知見は細菌と比較して乏しく、真菌叢解析のスタンダードとなる実験手法や解析手法に関する研究が求められる。そこで本研究ではマウス糞便を用いた腸内細菌叢・真菌叢解析を行うための実験手法の確立を目的とした。糞便サンプルからの真菌の単離, および単離した真菌菌体と糞便サンプルから腸内細菌叢解析に広く利用される12手法でDNA抽出を実施し、得られたDNAサンプルに含まれる細菌由来・真菌由来DNAの定量を行ったところ, 酵母細胞壁溶解酵素Zymolyase を用いたDNA抽出方法によって糞便中の真菌からの効率的なDNA抽出が可能であることが分かった。
またプレバイオティクスとして知られるフラクトオリゴ糖 (FOS) およびガラクトオリゴ糖(GOS)の経口投与によって宿主免疫系応答や腸内細菌叢に変動を与えたマウスの糞便サンプルからDNA抽出を行い、真菌ゲノムDNA中のInternal transcribed spacer (ITS) 領域を増幅する複数のプライマーを用いて真菌叢解析を行ったところ、シーケンスリードから生成されたASV 単位の解析により多様性の有意な増加や構成の有意な変動が確認され、プレバイオティクスの種類による腸内細菌および真菌叢にも変動が起きている可能性が示された。
本研究では、異なるオリゴ糖であるFOSとGOSが腸内環境（細菌叢および真菌叢）にどのように影響を与えるかを比較し（短期:60時間および長期:1ヶ月間）、その中でGOS摂取では真菌数が増加し、長期的試験では各プレバイオティクスの摂取では、腸内細菌叢構成が異なることを示し、糞便中IgA量の経時的な変動が異なることが示された。これらプレバイオティクス投与による腸内環境変動のメカニズムの一端を明らかにすることができた。