| 研究課題/領域番号 |
19H04056
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| 研究機関 | 香川大学 |
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研究代表者 |
今大路 治之 (中山治之) 香川大学, 医学部, 講師 (80294669)
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| 研究分担者 |
桑原 知巳 香川大学, 医学部, 教授 (60263810)
高見 英人 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(海洋生物環境影響研究センター), 上席研究員 (70359165)
豊田 敦 国立遺伝学研究所, ゲノム・進化研究系, 特任教授 (10267495)
下野 隆一 香川大学, 医学部, 准教授 (60404521)
田中 彩 (西村彩) 香川大学, 医学部, 助教 (30459200)
小谷野 耕佑 香川大学, 医学部附属病院, 助教 (20437685)
中村 信嗣 香川大学, 医学部附属病院, 助教 (30437686)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 腸内細菌叢 / 乳幼児 / MAPLE / 機能メタゲノム解析 / 抗菌薬暴露 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、香川大学医学部附属病院に入院中の抗菌薬投与を受けた乳幼児を対象として、抗菌薬投与前後における腸内フローラのメタゲノム解析を生後１ヶ月から離乳期まで縦断的に行うことで、①抗菌薬投与後の腸内菌叢回復が遅延する症例の頻度とその菌叢の特徴を捉え、②抗菌薬暴露によって破綻した腸内フローラを速やかに回復させる、つまりその再構成プロセスに重要な役割を担う代謝機能を同定することを研究目的としている。本年度は抗菌薬暴露後における乳幼児腸内フローラ変動の解析を行った。香川大学医学部附属病院に入院中の乳幼児から４７便検体を収集し、採取直後あるいは採取１２時間以内に処理した上で以下の解析に用いた。腸内フローラの菌数の変化をグラム染色像およびDAPI染色にて評価したところ、抗菌薬投与により明らかな腸内フローラ菌数の減少とBifidobacteriumと思われるグラム陽性菌の減少が認められた。また腸内フローラの菌組成をメタ16S rDNA解析により検討したところ、抗菌薬が投与された検体ではBifidobacterium占有率の低下とEnterobacteriaceae占有率の上昇が認められた。さらに便中短鎖脂肪酸をHPLCを用いて定量したところ、抗菌薬投与後に乳酸値の増加と酢酸量の低下が認められる検体も得られた。各検体群の臨床データ（身長、体重増加量、摂取栄養量、血液生化学データ、抗菌薬投与時の年齢、抗菌薬の種類、投与量、投与経路、投与期間など）の収集蓄積も行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
研究はおおむね順調に進んでおり、ほぼ計画通りの進捗具合である。本年度の研究実績により抗菌薬投与により破綻した乳幼児の腸内フローラが回復する過程に重要な役割を担う代謝機能の同定に向けてのある程度の検体準備ができた。さらに継続して乳幼児糞便検体の採取を試み解析の厚みを増すことでデータの頑強性を補完したい。
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度計画通り、抗菌薬投与後に変動する腸内フローラ機能の同定を行う。抗菌薬投与後から回復に至るまでの便検体について機能メタゲノム解析を行う。各サンプルから良質な300万リードを抽出し、リボソームタンパク質の出現頻度から正確な菌種組成を算出し、生理代謝機能ポテンシャル評価システムであるMAPLEを用いて生理・代謝ポテンシャルを比較することにより、抗菌薬投与によって変動する機能や腸内フローラの回復に向けて増加する代謝モジュールを同定する。また機能メタゲノム解析で推定した候補代謝産物の補充により、破綻した腸内フローラの再構成が促進されるか否かを、Bifidobacteriumを用いた培養実験により検討する。破綻期の糞便を回復直前の便懸濁液上清もしくは推定候補物質を含有または含有しないBifibobacterium用の最小栄養培地で嫌気培養する。その後、経時的に菌叢の変化をグラム染色およびDAPI染色、菌叢を構成する細菌の有無をメタ16S rDNA解析で比較し、当該物質が乳幼児の腸内フローラの回復に関与するか否かを調べる。また、機能メタゲノム解析により抽出された機能モジュールから腸内フローラ再生因子の物質特性が推測困難な場合は、破綻期と回復直前に収集した便懸濁液の遠心上清を物性に応じて分画した後、メタボローム解析を行うことも検討する。
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