Understanding the morbid state of the frailty from the intestinal ecosystem and investigation of biomarkers for early diagnosis

Research Project

Project/Area Number	19K19128
Research Category	Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Basic Section 57050:Prosthodontics-related
Research Institution	Okayama University
Principal Investigator	TOKUMOTO KANA 岡山大学, 大学病院, 医員 (40837126)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status	Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help	¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords	要介護高齢者 / フレイル / 口腔内細菌叢 / 腸内エコシステム / 16S rRNA解析 / 16SrRNA解析
Outline of Research at the Start	我々の腸内には，腸内細菌叢と宿主が腸内エコシステムを形成しており，近年，この腸内エコシステムの変調が疾患の発症と大きく関わっていることが報告された．そこで，フレイルが腸内エコシステムの変調によって発症・維持されているのではないかと仮説を立て，特定の腸内細菌やその代謝産物がフレイルの発症や維持を引き起こしているという因果関係を明らかにし，フレイル発症の原因として特定された菌やその代謝産物の生物学的な影響を明らかにし，腸内細菌叢をターゲットとした新たな治療的介入法の開発に繋げる．さらに，腸内のフレイル発症原因菌を増加させる食習慣や運動習慣，これに関連する口腔内細菌叢を明らかにする．
Outline of Final Research Achievements	When older people require nursing care, frailty including oral frailty might be one of the previous step parameter but these morbid states were not enough revealed. On the other hand, relationship between the modulation of intestinal ecosystem and the frailty onset has been reported. This prospective cohort study aimed to investigate the relationship between frailty onset between human enterobacteria. Totally, 22 older people who required nursing care at nursing home were enrolled in this study. Clinical experiments and excrement sample collection were performed. During the observation period, 16 participants were dead, and average survival time of analyzed subjects were 806.6 +/- 562.8 days. As a result of microbiota analysis, 55 kinds of families were identified.
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	フレイルは，身体的・精神心理的・社会的背景が複雑に絡み合い関わって発症する疾患であるため，治療法のみならず診断基準についてもコンセンサスが得られていないのが現状である．本研究成果は，フレイルを腸内エコシステムの変調と捉え，腸内細菌叢の観点からその発症の原因を解き明かそうとした点で，学術的独自性が高い．また，本研究の発展は，治療法の開発に繋がるのみならず，診断基準や重症度分類をも変える可能性を秘めており，フレイルの新たな概念を提唱するものとなる．世界一の長寿国日本が抱える医療界最大の課題であるフレイルの理解は，医療界に革新をもたらすことに疑いの余地がない，創造的かつ革新的な研究である．