生活習慣変動が腸内細菌叢と代謝物に及ぼす影響：N-of-1交差介入試験

• 研究課題/領域番号: 20H04117
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分59040:栄養学および健康科学関連
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 宮地 元彦 早稲田大学, スポーツ科学学術院, 教授 (60229870)
• 研究分担者: 國澤 純 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 医薬基盤研究所 ワクチン・アジュバント研究センター, センター長 (80376615)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円); 2023年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2022年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2021年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円); 2020年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
• キーワード: マイクロバイオーム / 身体活動 / 食事 / 介入 / 腸内細菌叢 / 排便 / 睡眠 / 代謝 / 移住 / 代謝産物 / マイクロバイオーム / N-of-1研究 / ポストバイオティクス

研究開始時の研究の概要

研究申請者は2,277名の成人男女を対象とし、日本人の腸内細菌叢群集構造は居住地、身体活動量、野菜摂取量などの生活環境・習慣と関連することを示した。因果関係を効率的に明らかにするために、一人の被験者が短期移住、身体活動量増加、野菜摂取量増加の週単位の介入と除去を1年間繰り返し、その間の全ての糞便と24時間365日の生活習慣を測定・記録することで、腸内細菌叢群集構造の個人内変動に生活環境・習慣の変動が及ぼす影響を経時的に明らかにする、N-of-1交差介入試験を実施する。これにより、生活習慣改善による腸内細菌叢操作の可能性に関する知見が得られ、疾病予防や健康寿命延伸に資することが期待される。

研究成果の概要

本研究では、一人の被験者に対し、野菜摂取増加、たんぱく質摂取増加、運動量増加の1週間(7日)単位の介 入と除去を各6回ずつ繰り返し、その間の全ての糞便と被験者の身体状況と24時間365日の生活習慣を観察・記録することで、生活習慣変動が腸内細菌叢群集構造 の個人内変動に及ぼす影響を経時的に明らかにするN-of-1交差介入試験を実施した。その結果、腸内細菌叢は１週間のたんぱく質や野菜の摂取増加によって繰り返し変動することが示唆された。N-of-1研究の成果を最大化するためには、集団を対象としたコホート研究を実施し、腸内細菌叢と生活習慣や健康アウトカムとの関連を示す研究成果が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

この研究は、1人の被験者に対して介入を繰り返すことで、介入の効果の検出を改善し、介入の効果の再現性を確認できたことである。 本稿で発表された成果以外にも、未解析の多数のデジタルデータ（活動量、睡眠、食事と栄養、ショットガン分析データ）や生体サンプル（凍結便、血液、唾液）が保存されており、さらなる分析やデータ解析が可能であり、今後の腸内細菌叢研究に活用することができる。 これらの研究成果と蓄積されたデータやサンプルは、新しい生活習慣病の予防法や個別化・精密化された生活習慣指導の開発に活用することができる。

研究成果

• [雑誌論文] Longitudinal trajectory of vascular age indices and cardiovascular risk factors: a repeatedmeasures analysis (2023)
  • 著者名/発表者名: Watanabe D, Gando Y, Murakami H, Kawano H, Yamamoto K, Morishita A, Miyatake N, Miyachi M
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 13(1) 号: 1 ページ: 5401-5401
  • DOI: 10.1038/s41598-023-32443-5
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 腸内細菌叢とスポーツ栄養 (2023)
  • 著者名/発表者名: 宮地元彦
  • 雑誌名: 日本スポーツ栄養研究誌 巻: 16 ページ: 12-17
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dietary Vitamin B1 Intake Influences Gut Microbial Community and the Consequent Production of Short-Chain Fatty Acids (2022)
  • 著者名/発表者名: Park J, Hosomi K, Kawashima H, Chen YA, Mohsen A, Ohno H, Konishi K, Tanisawa K, Kifushi M, Kogawa M, Takeyama H, Murakami H, Kubota T, Miyachi M, Kunisawa J, Mizuguchi K.
  • 雑誌名: Nutrients 巻: 14 号: 10 ページ: 2078-2078
  • DOI: 10.3390/nu14102078
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Oral administration of Blautia wexlerae ameliorates obesity and type 2 diabetes via metabolic remodeling of the gut microbiota (2022)
  • 著者名/発表者名: Hosomi K, Saito M, Park J, Murakami H, Shibata N, Ando M, Nagatake T, Konishi K, Ohno H, Tanisawa K, Mohsen A, Chen YA, Kawashima H, Natsume-Kitatani Y, Oka Y, Shimizu H, Furuta M, Tojima Y, Sawane K, Saika A, Kondo S, Yonejima Y, Takeyama H, Matsutani A, Mizuguchi K, Miyachi M, Kunisawa J
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 13 号: 1 ページ: 4477-4477
  • DOI: 10.1038/s41467-022-32015-7
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Association Between Temporal Changes in Diet Quality and Concurrent Changes in Dietary Intake, Body Mass Index, and Physical Activity Among Japanese Adults: A Longitudinal Study (2022)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Daiki、Murakami Haruka、Gando Yuko、Kawakami Ryoko、Tanisawa Kumpei、Ohno Harumi、Konishi Kana、Sasaki Azusa、Morishita Akie、Miyatake Nobuyuki、Miyachi Motohiko
  • 雑誌名: Frontiers in Nutrition 巻: 9 ページ: 753127-753127
  • DOI: 10.3389/fnut.2022.753127
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Comprehensive analysis of gut microbiota of a healthy population and covariates affecting microbial variation in two large Japanese cohorts (2021)
  • 著者名/発表者名: Park J, Kato K, Murakami H, Hosomi K, Tanisawa K, Nakagata T, Ohno H, Konishi K, Kawashima H, Chen YA, Mohsen A, Xiao JZ, Odamaki T, Kunisawa J, Mizuguchi K, Miyachi M
  • 雑誌名: BMC Microbiol 巻: 21 号: 1 ページ: 151-151
  • DOI: 10.1186/s12866-021-02215-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Stool pattern is associated with not only the prevalence of tumorigenic bacteria isolated from fecal matter but also plasma and fecal fatty acids in healthy Japanese adults (2021)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Daiki、Murakami Haruka、Ohno Harumi、Tanisawa Kumpei、Konishi Kana、Todoroki-Mori Kikue、Tsunematsu Yuta、Sato Michio、Ogata Yuji、Miyoshi Noriyuki、Kubota Naoto、Kunisawa Jun、Wakabayashi Keiji、Kubota Tetsuya、Watanabe Kenji、Miyachi Motohiko
  • 雑誌名: BMC Microbiology 巻: 21 号: 1 ページ: 196-196
  • DOI: 10.1186/s12866-021-02255-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 日本人における身体活動量とコリバクチン産生菌の関連 (2022)
  • 著者名/発表者名: 二宮 友佳, 中潟 崇, 南里 妃名子, 大野 治美, 谷澤 薫平, 小西 可奈, 村上 晴香, 恒松 雄太, 佐藤 道大, 渡辺 賢二, 宮地 元彦
  • 学会等名: 日本健康支援学会
• [学会発表] 健常日本人における生活習慣と腸内細菌叢との関係 (2021)
  • 著者名/発表者名: 宮地元彦
  • 学会等名: 日本公衆衛生学会
  • 招待講演
• [学会発表] 腸内細菌叢とスポーツ (2021)
  • 著者名/発表者名: 宮地元彦
  • 学会等名: 日本臨床スポーツ学会
  • 招待講演
• [学会発表] 食を通して全ての人に健康を：食と運動を通した健康づくり (2021)
  • 著者名/発表者名: 宮地元彦
  • 学会等名: 日本学術会議、連続公開シンポジウム「SDGs達成に向けた農芸化学の挑戦」
  • 招待講演
• [図書] たんぱく質のきほんとレシピＢＯＯＫ (2023)
  • 著者名/発表者名: 宮地元彦
  • 総ページ数: 160
  • 出版者: 朝日新聞出版
  • ISBN: 9784023341180