肥満に関与する腸内菌群の特定と腸内菌叢の改善による肥満予防の試み

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23617003
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 平山 和宏 東京大学, 農学生命科学研究科, 准教授 (60208858)
• Project Period (FY): 2011-04-28 – 2015-03-31
• Keywords: 腸内菌叢 / 肥満 / 無菌動物 / 動物モデル / 高脂肪食

Outline of Annual Research Achievements

本課題は肥満と腸内菌叢の関係を明らかにし、肥満の要因となる腸内菌群または菌叢のバランスを見出すことを目指して研究をおこなった。また、無菌動物技術を応用することにより、マウスでありながらヒトの腸内菌叢を保有するヒトフローラ定着（HFA）マウスを作製することにより、腸内菌叢と肥満の関係や、肥満の予防や治療法の研究のためのモデル動物を開発することも目的とした。
まず、健康な成人男子からBMIが高い群と低い群を選抜して糞便を採取し、高度な嫌気培養を含む培養法により腸内菌叢の構成を解析した。その結果、BMIの平均が28.4±1.8の高BMI群と19.7±1.4の低BMI群を設定することができ、個体によって腸内菌叢の構成に明らかな違いがあることが観察されたが、それぞれのBMI群に特徴的な腸内菌叢の構成や菌群は見出すことはできなかった。
次に、高BMIおよび低BMIのヒト糞便の懸濁液を無菌マウスに経口投与することによって、それぞれ複数のHFAマウス群を作製し、内臓脂肪の蓄積量などを比較した。すると、投与する糞便によって内臓脂肪の量に有意な違いが認められるHFAマウス群が存在することが明らかとなった。しかし、投与した糞便提供者のBMIとHFAマウスの内臓脂肪の量との相関は明らかではなかった。
そこで、作製したHFAマウス群に高脂肪飼料を給与し、持っている腸内菌叢によって肥満を誘発する食餌に対する反応が異なるかどうかを検討した。その結果、通常飼料を与えた場合と高脂肪飼料を与えた場合とでは腸内菌叢の違いが宿主の肥満におよぼす効果が異なっている可能性が示唆された。しかし、そのような違いをもたらす特徴的な腸内菌群や菌叢構成には明らかとはならなかった。
本研究は、腸内菌叢の違いが宿主の肥満に関与していることを示唆し、無菌動物技術を用いることにより腸内菌叢と肥満を研究するためのモデルマウスが開発できる可能性が示された。