膵がん患者の腸内細菌叢の解明と治療応用への基盤的研究

• 研究課題/領域番号: 18K15800
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分53010:消化器内科学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人国立がん研究センター
• 研究代表者: 柴 知史 国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, 研究員 (00797003)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2021年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円); 2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円); 2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: マイクロバイオーム / メタボローム / 腸内細菌 / 腸内代謝物質 / がん / 腸内環境 / メタゲノム / 腸内細菌叢 / 膵がん / 大腸がん / S-1

研究成果の概要

本研究を通して構築された研究基盤によって、大腸がんに関連する腸内細菌叢について、イタリア及びドイツの研究グループと共同研究を行い、人種間で共通して進行大腸がんに特徴的な腸内細菌群が存在することを報告した。さらに、多発大腸腺腫や早期大腸がん（粘膜内がん）症例の便中にすでに特徴的な細菌や代謝物質が存在することを世界で初めて明らかにした。また、外科切除による腸内環境の特徴を検討し、胃切除後症例及び大腸切除後症例において腸内環境の変化について纏めて、それぞれの研究成果を報告した。
今後は、膵がん患者において特徴的な腸内環境を解明し、抗悪性腫瘍剤の治療反応性との関連など臨床応用を目指す研究を進めていく。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究を通して、健康な方や疾患を有する方の便サンプルを用いて腸内細菌叢及び腸内代謝物質を解析することで、疾患に特有の腸内環境を明らかにし、臨床情報との関連を結び付ける研究基盤を確立した。今後は、特定の疾患や治療に関連する腸内環境を解明し、早期診断や治療に役立つバイオマーカーの開発、さらに、腸内細菌や腸内代謝物質を利用した新たな創薬への展開も期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Surgical Treatment for Colorectal Cancer Partially Restores Gut Microbiome and Metabolome Traits. (2022)
  • 著者名/発表者名: Shiroma H, Shiba S, Erawijantari PP, Takamaru H, Yamada M, Sakamoto T, Kanemitsu Y, Mizutani S, Soga T, Saito Y, Shibata T, Fukuda S, Yachida S, Yamada T.
  • 雑誌名: mSystems 巻: 7 号: 2
  • DOI: 10.1128/msystems.00018-22
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Feasibility study of nivolumab as neoadjuvant chemotherapy for locally esophageal carcinoma: FRONTiER (JCOG1804E) (2020)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto Shun、Kato Ken、Daiko Hiroyuki、Kojima Takashi、Hara Hiroki、Abe Tetsuya、Tsubosa Yasuhiro、Nagashima Kengo、Aoki Kazunori、Mizoguchi Yukihiro、Kitano Shigehisa、Yachida Shinichi、Shiba Satoshi、Kitagawa Yuko
  • 雑誌名: Future Oncology 巻: 16 号: 19 ページ: 1351-1357
  • DOI: 10.2217/fon-2020-0189
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Influence of gastrectomy for gastric cancer treatment on faecal microbiome and metabolome profiles (2020)
  • 著者名/発表者名: Erawijantari Pande Putu、Mizutani Sayaka、Shiroma Hirotsugu、Shiba Satoshi、Nakajima Takeshi、Sakamoto Taku、Saito Yutaka、Fukuda Shinji、Yachida Shinichi、Yamada Takuji
  • 雑誌名: Gut 巻: - 号: 8 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1136/gutjnl-2019-319188
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Meta-analysis of fecal metagenomes reveals global microbial signatures that are specific for colorectal cancer (2019)
  • 著者名/発表者名: Wirbel Jakob, Shiba Satoshi, et al.
  • 雑誌名: Nature Medicine 巻: 25 号: 4 ページ: 679-689
  • DOI: 10.1038/s41591-019-0406-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Metagenomic analysis of colorectal cancer datasets identifies cross-cohort microbial diagnostic signatures and a link with choline degradation (2019)
  • 著者名/発表者名: Andrew Maltez Thomas, Paolo Manghi, Francesco Asnicar, Edoardo Pasolli, Federica Armanini, Moreno Zolfo, Francesco Beghini, Serena Manara, Nicolai Karcher, Chiara Pozzi, Sara Gandini, Davide Serrano, Sonia Tarallo, Antonio Francavilla, Gaetano Gallo, 他25名
  • 雑誌名: Nature medicine 巻: 25 号: 4 ページ: 667-678
  • DOI: 10.1038/s41591-019-0405-7
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Metagenomic and metabolomic analyses reveal distinct stage-specific phenotypes of the gut microbiota in colorectal cancer (2019)
  • 著者名/発表者名: Yachida Shinichi、Mizutani Sayaka、Shiroma Hirotsugu、Shiba Satoshi、Nakajima Takeshi、Sakamoto Taku、Saito Yutaka、Fukuda Shinji、Shibata Tatsuhiro、Yamada Takuji
  • 雑誌名: Nature Medicine 巻: 25 号: 6 ページ: 968-976
  • DOI: 10.1038/s41591-019-0458-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 便メタゲノムおよびメタボローム解析による大腸多段階発癌における腸内微生物叢・微小環境の特徴と可能性 (2020)
  • 著者名/発表者名: 高丸博之, 柴 知史, 坂本 琢, 山田真善, 斎藤 豊
  • 学会等名: 2020年度日本消化器関連学会（JDDW 2020）
• [学会発表] FRONTiER: A feasibility trial of nivolumab with neoadjuvant CF or DCF therapy for locally advanced esophageal carcinoma (JCOG1804E) - The short-term results of cohort A and B. (2020)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto S, Kato K, Daiko H, Kojima T, Hara H, Abe T, Tsubosa Y, Kawakubo H, Fujita T, Fukuda T, Kadowaki S, Tsushima T, Hamamoto Y, Nagashima K, Aoki K, Mizoguchi Y, Kitano S, Yachida S, Shiba S, Kitagawa Y
  • 学会等名: 2021 Gastrointestinal Cancers Symposium.
  • 国際学会