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アルツハイマー病における腸内細菌叢およびウイルス叢の網羅的メタゲノム解析

研究課題

研究課題/領域番号 19K17028
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分52020:神経内科学関連
研究機関大阪公立大学 (2022)
大阪市立大学 (2019-2021)

研究代表者

植松 未帆  大阪公立大学, 大学院医学研究科, 助教 (80815647)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードメタゲノム解析 / メタボローム解析 / 腸内細菌叢 / 腸内ウイルス叢 / アルツハイマー型認知症 / パーキンソン病関連疾患 / KEGG / 次世代シークエンサー / 遺伝子機能解析 / メタゲノム / 腸内微生物叢 / パーキンソン病 / アルツハイマー病 / 次世代シーケンサー
研究開始時の研究の概要

近年、腸内微生物叢が腸脳相関を介して神経変性疾患の病態に影響を与える可能性を示唆する報告が続いている。一方、viral dark matterと呼ばれる腸内ウイルス叢のゲノム配列や機能、種々の疾患との関係については、ほとんど分かっていない。本研究では、アルツハイマー病とパーキンソン病患者の糞便サンプルを用いて、細菌叢およびウイルス叢を含む腸内微生物叢の全ゲノム解析を行い、さらに同定された遺伝子を機能データベース(KEGG)で相同検索して機能解析を行う。これにより、神経変性疾患で蓄積する異常な蛋白の修飾や代謝調節に関わる可能性のある分子を探索して、腸内環境調整による新たな治療アプローチを見出す。

研究成果の概要

近年、腸内微生物叢が腸脳相関を介して神経変性疾患の病態に影響を与える可能性が示唆されている。一方、viral dark matterと呼ばれる腸内ウイルス叢のゲノム配列や機能、種々の疾患との関係については、ほとんど分かっていない。本研究では、腸脳相関により腸内環境から強い影響を受けると考えられている神経変性疾患、なかでもアルツハイマー病やパーキンソン病などに着目した。疾患群と健常コントロール群の糞便サンプルにおける細菌叢とウイルス叢のメタゲノムを比較した結果、疾患群と健常コントロール群では異なる微生物叢の組成と遺伝子機能を呈しており、新規治療法の標的となり得ることを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、次世代シークエンサー技術の飛躍的な進歩に伴い、腸内細菌叢の組成やその代謝産物が疾患の発症に与える影響に特に注目が集まっている。とりわけ、神経変性疾患と脳腸相関の関係は世界的に注目されている。本研究では、神経変性疾患に特徴的な腸内細菌叢の組成異常(ディスバイオシス)と遺伝子機能の変化を網羅的に解析することで、神経変性疾患の治療法を検討した。本研究のように腸内細菌叢の遺伝子機能を解析することで見出される治療戦略は、今後、新たな治療介入につながると期待される。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Parallel gold enhancement of quantum dots 565/655 for double-labelling correlative light and electron microscopy on human autopsied samples.2022

    • 著者名/発表者名
      Uematsu M, Mikami K, Nakamura A, Takahashi R, Yokota T, Hirokawa K, Uchihara T
    • 雑誌名

      SCIENTIFIC REPORTS

      巻: 12 号: 1 ページ: 6113-6113

    • DOI

      10.1038/s41598-022-09849-8

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Functional Restoration of Bacteriomes and Viromes by Fecal Microbiota Transplantation2021

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto, Kosuke, et al.
    • 雑誌名

      Gastroenterology

      巻: - 号: 6 ページ: 400-405

    • DOI

      10.1053/j.gastro.2021.02.013

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Metagenome Data on Intestinal Phage-Bacteria Associations Aids the Development of Phage Therapy against Pathobionts2020

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto Kosuke、Kimura Yasumasa、Shimohigoshi Masaki、Satoh Takeshi、Sato Shintaro、Tremmel Georg、Uematsu Miho、Kawaguchi Yunosuke、Usui Yuki、Nakano Yoshiko、Hayashi Tetsuya、Kashima Koji、Yuki Yoshikazu、Yamaguchi Kiyoshi、Furukawa Yoichi、Kakuta Masanori、Akiyama Yutaka、Yamaguchi Rui、Crowe Sheila E. et al
    • 雑誌名

      Cell Host & Microbe

      巻: 28 号: 3 ページ: 380-389

    • DOI

      10.1016/j.chom.2020.06.005

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Antigen-Specific Mucosal Immunity Regulates Development of Intestinal Bacteria-Mediated Diseases2019

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto Kosuke、Kawaguchi Yunosuke、Shimohigoshi Masaki、Gotoh Yoshiyuki、Nakano Yoshiko、Usui Yuki、Hayashi Tetsuya、Kimura Yasumasa、Uematsu Miho、Yamamoto Takuya、Akeda Yukihiro、Rhee Joon Haeng、Yuki Yoshikazu、Ishii Ken J.、Crowe Sheila E.、Ernst Peter B.、Kiyono Hiroshi、Uematsu Satoshi
    • 雑誌名

      Gastroenterology

      巻: 157 号: 6 ページ: 1530-1543

    • DOI

      10.1053/j.gastro.2019.08.021

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] How to demix Alzheimer-type and PSP-type tau lesions out of their mixture -hybrid approach to dissect comorbidity-2019

    • 著者名/発表者名
      Momoko Ebashi, Yoshinori Ito, Miho Uematsu, Ayako Nakamura, Katsuiku Hirokawa, Satoshi Kamei and Toshiki Uchihara
    • 雑誌名

      Acta Neuropathologica Communications

      巻: 7 号: 1 ページ: 71-71

    • DOI

      10.1186/s40478-019-0708-4

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ホットトピックス06 プロテイノパチー克服への道程:タウオパチーの病理学的検討と新規治療法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      植松未帆
    • 学会等名
      第61回日本神経学会学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] シンポジウム3 タウ病変の疾患特異性ー臨床診断から分子基盤までー:タウ分子が織りなす超微形態、病変と分布からヒト脳疾患まで2020

    • 著者名/発表者名
      植松未帆
    • 学会等名
      第61回日本神経病理学会総会学術研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Quantum dot/nanogold colabeling for double correlative light and electron microscopy of human brain2020

    • 著者名/発表者名
      植松未帆
    • 学会等名
      第61回日本神経学会学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] AD特異的4Rタウ病変をPSPと区別する2019

    • 著者名/発表者名
      江橋 桃子、融 衆太、伊藤 嘉憲、植松 未帆、中村 綾子、亀井 聡、横田 隆徳、廣川 勝昱、 内原 俊記
    • 学会等名
      第38回日本認知症学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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