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2021 年度 実績報告書

循環器疾患における腸内細菌叢の役割の解明と新規治療標的の探索

研究課題

研究課題/領域番号 19H03653
研究機関神戸大学

研究代表者

山下 智也  神戸大学, 医学部附属病院, 准教授 (90437468)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード腸内細菌 / 心不全 / 大動脈瘤 / 大動脈解離
研究実績の概要

本研究の目的は、循環器疾患(心不全/心房細動/動脈瘤/大動脈解離)の発症における腸内細菌叢の役割・因果関係を調査し、関連メカニズムを解明して、新規の治療標的を探索することである。可能な範囲で、(1)臨床研究でのヒト糞便中の腸内細菌叢と疾患との関連を調査すること (2)マウス疾患モデルでの解析や腸内細菌への介入治療を実施して、有用性の有無を作用機序の解明をめざす。臨床研究と基礎研究(動物実験)の融合研究で進めていく中で、臨床応用できる新規治療標的・治療法を探索する。
研究成果として、心房細動(Heart Vessels 2021;36:105-14)に特徴的な腸内細菌を同定し、心不全に関しては腸内細菌代謝物トリメチルアミンNオキシド(TMAO)との関連も明らかにできた(Int J Cardiol 2021; 338: 138-42)。心不全でのメタゲノムとメタボロームの統合解析にて、アミノ酸代謝と腸内細菌との関連が示され報告した(Front Cardiovasc Med. 2021; 8: 789325)。予定通り大動脈瘤患者の菌叢も解析中である。
一方、心不全モデルマウスにての実験を実施したが、拡張不全モデルマウスの再現が困難であった。動脈瘤マウスモデルにおいて、抗生物質投与(腸内細菌の除菌)により動脈瘤が抑制できることを確認し、腸内細菌が単球細胞の分化に影響を与え、病態の増悪に関連していることがわかってきた。臨床研究にて動脈瘤関連腸内細菌がわかれば、それに対しての介入を動物実験で実施する方針である。
大動脈解離マウスモデルに関しては、BAPN(β-aminopropionitrile)+アンギオテンシンII投与モデルが確立できており、抗生物質の効果の検証や腸内細菌を用いた介入実験を実施している。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

すでにいくつかの論文を複数発表し、投稿中も複数あるので、予定以上の進捗と言える。
しかし、ヒトでは発症以前にはわからない疾患であったり、ヒトの病態を再現できる良い疾患モデル動物が存在しないなど、臨床・基礎融合研究の限界も感じる。

今後の研究の推進方策

大動脈瘤患者の腸内細菌メタゲノム解析を実施中であり、本年度中に成果をまとめる。さらに、そこで判明する関連菌種に対しての除菌治療や培養菌株の投与を、動脈瘤マウスモデルに対して治療として実施する。
大動脈解離マウスモデルに対しては、動脈硬化予防菌として同定しているBacteroides vulgatusとdoreiを経口や腸内に投与して、抑制効果の有無を検証する。
実験の成果として、新規介入標的となる腸内細菌やその代謝物を見いだすことができれば、大きく展開をかえる必要性があると考えている。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Gut microbial composition in patients with atrial fibrillation: effects of diet and drugs2021

    • 著者名/発表者名
      Tabata Tokiko、Yamashita Tomoya、Hosomi Koji、Park Jonguk、Hayashi Tomohiro、Yoshida Naofumi、Saito Yoshihiro、Fukuzawa Koji、Konishi Kana、Murakami Haruka、Kawashima Hitoshi、Mizuguchi Kenji、Miyachi Motohiko、Kunisawa Jun、Hirata Ken-ichi
    • 雑誌名

      Heart and Vessels

      巻: 36 ページ: 105~114

    • DOI

      10.1007/s00380-020-01669-y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bacteroides spp. promotes branched-chain amino acid catabolism in brown fat and inhibits obesity2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Naofumi、Yamashita Tomoya、Osone Tatsunori、Shinohara Masakazu、Kitahama Seiichi、Sasaki Kengo、Sasaki Daisuke、Emoto Takuo、Saito Yoshihiro、Kitaura Yasuyuki、Shimomura Yoshiharu、Kondo Akihiko、Kajimura Shingo、Inagaki Takeshi、Yamada Takuji、Hirata Ken-ichi
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 24 ページ: 103342~103342

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.103342

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metagenomic analysis of gut microbiota reveals its role in trimethylamine metabolism in heart failure2021

    • 著者名/発表者名
      Emoto Takuo、Hayashi Tomohiro、Tabata Tokiko、Yamashita Tomoya、Watanabe Hikaru、Takahashi Tomoya、Gotoh Yasuhiro、Kami Kenjiro、Yoshida Naofumi、Saito Yoshihiro、Tanaka Hidekazu、Matsumoto Kensuke、Hayashi Tetsuya、Yamada Takuji、Hirata Ken-ichi
    • 雑誌名

      International Journal of Cardiology

      巻: 338 ページ: 138~142

    • DOI

      10.1016/j.ijcard.2021.06.003

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two Gut Microbiota-Derived Toxins Are Closely Associated with Cardiovascular Diseases: A Review2021

    • 著者名/発表者名
      Yamashita Tomoya、Yoshida Naofumi、Emoto Takuo、Saito Yoshihiro、Hirata Ken-ichi
    • 雑誌名

      Toxins

      巻: 13 ページ: 297~297

    • DOI

      10.3390/toxins13050297

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Uncovering the Role of Gut Microbiota in Amino Acid Metabolic Disturbances in Heart Failure Through Metagenomic Analysis2021

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Tomohiro、Yamashita Tomoya、Takahashi Tomoya、Tabata Tokiko、Watanabe Hikaru、Gotoh Yasuhiro、Shinohara Masakazu、Kami Kenjiro、Tanaka Hidekazu、Matsumoto Kensuke、Hayashi Tetsuya、Yamada Takuji、Hirata Ken-ichi
    • 雑誌名

      Frontiers in Cardiovascular Medicine

      巻: 8 ページ: 789325

    • DOI

      10.3389/fcvm.2021.789325

    • 査読あり
  • [学会発表] 腸内細菌叢と循環器疾患・代謝疾患との関連について2022

    • 著者名/発表者名
      山下智也
    • 学会等名
      第42回日本肥満学会
    • 招待講演
  • [学会発表] 腸内細菌と循環器疾患2021

    • 著者名/発表者名
      山下智也, 平田健一
    • 学会等名
      第27回日本心臓リハビリテーション学会
    • 招待講演
  • [学会発表] 腸内細菌と動脈硬化性疾患2021

    • 著者名/発表者名
      山下智也
    • 学会等名
      第11回日本脳血管・認知症学会総会
    • 招待講演
  • [学会発表] 循環器疾患と腸内細菌2021

    • 著者名/発表者名
      山下智也
    • 学会等名
      第58回日本臨床生理学会総会
    • 招待講演
  • [学会発表] 循環器疾患と腸内細菌2021

    • 著者名/発表者名
      山下智也, 平田健一
    • 学会等名
      第118回日本内科学会総会・講演会
  • [学会発表] Impact of gut microbial LPS on cardiovascular diseases2021

    • 著者名/発表者名
      Naofumi Yoshida, Yoshihiro Saito, Takuo Emoto, Tomoya Yamashita, Ken-ichi Hirata
    • 学会等名
      第5回日本循環器学会基礎研究フォーラム
  • [学会発表] Metagenomic analysis of gut microbiota reveals its role in trimethylamine metabolism in heart failure2021

    • 著者名/発表者名
      Takuo Emoto, Tomoya Yamashita, Shintaro Takeda, Yoshihiro Saito, Naofumi Yoshida, Ken-ichi Hirata
    • 学会等名
      第5回日本循環器学会基礎研究フォーラム
  • [学会発表] Structural differences in bacterial LPS lead to different immune responses and progression of atherosclerotic plaque lesions in mice2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Saito, Tomoya Yamashita, Naofumi Yoshida, Takuo Emoto, Masakazu Shinohara, Ken-ichi Hirata
    • 学会等名
      第5回日本循環器学会基礎研究フォーラム
  • [学会発表] Microbiome and Coronary Artery Disease2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Yamashita, Ken-ichi Hirata
    • 学会等名
      第5回日本循環器学会基礎研究フォーラム
  • [学会発表] 腸内細菌に介入する動脈硬化予防2021

    • 著者名/発表者名
      山下智也, 平田健一
    • 学会等名
      第53回日本動脈硬化学会総会・学術集会
  • [学会発表] 心不全における腸内細菌の役割と新規治療標的としての重要性2021

    • 著者名/発表者名
      山下智也, 平田健一
    • 学会等名
      第86回日本循環器学会学術集会
  • [図書] 腸内微生物叢最前線2021

    • 著者名/発表者名
      山下智也, 平田健一(編集 内藤裕二)
    • 総ページ数
      152
    • 出版者
      診断と治療社
    • ISBN
      4787824597

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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