| 研究分担者 |
桑原 知巳 香川大学, 医学部, 教授 (60263810)
高見 英人 東京大学, 大気海洋研究所, 特任研究員 (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, 医学部附属病院, 講師 (30459200)
小谷野 耕佑 香川大学, 医学部附属病院, 講師 (20437685)
中村 信嗣 香川大学, 医学部附属病院, 助教 (30437686)
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| 研究実績の概要 |
本研究では、抗菌薬投与を受けた乳幼児を対象として、抗菌薬投与前後の腸内細菌叢の菌叢組成解析や機能メタゲノム解析を縦断的に行い、抗菌薬暴露によって破綻した腸内細菌叢の回復プロセスに関与する代謝機能の同定を試みた。
香川大学医学部附属病院に入院中の乳幼児から経時的に得た２４便検体よりDNAを抽出し、次世代シークエンサーを用いて各サンプルあたりランダムに抽出した100万リードのメタゲノム配列データを取得した。KEGGに登録されている機能モジュールを利用した生理・代謝機能ポテンシャル評価法であるMAPLEを用いて抗菌薬暴露前後に変動する代謝機能を検索した。その結果、抗菌薬投与によって機能アバンダンスが消失する代謝モジュールや回復期に増加する代謝モジュールが複数同定された。特に回復期初期から回復期に増加する機能として、エネルギー産生系、核酸・アミノ酸合成、オリゴ糖輸送、ポリアミンやビタミン合成、あるいは抗菌ペプチド輸送に関与する機能が同定された。これらの代謝機能はBifidobacteriaceaeのみならずEnterobacteriaceae, Streptococcaceae, Enterococcaceaeに由来していることから、微生物間の共生的代謝ネットワークにより腸内フローラの再生が促されていると推察された。
次に、ポリアミン合成機能が回復移行期に多く認められることから、ポリアミンが回復プロセスに関わる候補物質の一つとして考えられた。そこで回復期における最優性菌であるB. breveの増殖におけるポリアミンの影響を検討したところ、検討したポリアミン（オルニチン、アグマチン、スペルミジン、スペルミン、プトレシン）を培地に添加することによってB. breveの増殖が促進されたことから、回復プロセスに関わる物質でB. breveに対する増殖促進物質の候補としてポリアミンが示唆された。
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