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2020 年度 実施状況報告書

腸内細菌が認知機能に与えるインパクトの解明:認知症予防を目指した臨床研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K07861
研究機関国立研究開発法人国立長寿医療研究センター

研究代表者

佐治 直樹  国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, もの忘れセンター, 副センター長 (30624910)

研究分担者 山下 智也  神戸大学, 医学部附属病院, 准教授 (90437468)
道川 誠  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (40270912)
都築 毅  東北大学, 農学研究科, 准教授 (00404848)
室谷 健太  久留米大学, 付置研究所, 准教授 (10626443)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード腸内細菌 / 認知機能
研究実績の概要

私達は、もの忘れ外来の患者さんを対象に腸内細菌についての臨床研究を実施しています。これまでの研究の結果、①認知症と腸内細菌叢(エンテロタイプ)には有意な関連がありました。また、②軽度認知障害群と認知機能健常群との比較でもエンテロタイプは異なっており、認知症になる前から腸内細菌叢に変化が生じていました。③加齢や動脈硬化を伴う生活習慣病の併存によってもエンテロタイプの割合に違いがありました。しかし、その機序は未解明であったため、腸内細菌の代謝産物も解析した結果、④認知症群で、アンモニアなどの有機酸は増加し乳酸値は減少していることもわかりました。さらに、⑤腸内細菌は大脳白質病変(脳MRIの異常所見)とも独立して関連しており、腸内細菌と脳・認知機能に関する独立した関係が判明しました。
また、腸内細菌、細菌代謝産物、認知機能、の関連を包括的に評価しており、食事内容・口腔内細菌・血液バイオマーカーの情報を付加したデータベースを作成して、腸内細菌と認知症に関与するメカニズムの解明も目標にしています。食事内容については、日本食パターンの有無や認知機能との関連も調査しました。その結果、⑥魚介類、きのこ、果物、大豆などの食品を多く摂取した群は認知症の有病率が有意に低く、腸内細菌の代謝産物の濃度も低い傾向でした。また、認知症の新規血液バイオマーカーとして、ニューロフィラメントL(NfL)を計測し、⑦腸内細菌や認知機能との関連を調査しています。その結果、NfLは認知機能スコアや脳小血管病と有意に関連していました。口腔内細菌については、42例の口腔内検体の細菌叢を次世代シーケンサで解析し、腸内細菌や認知症との関連を調査中です。

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

腸内細菌と認知症との関連については、複数の原著論文を出版し、主な横断調査は完了しつつあります。並行して、共同研究者らと実施しているサブ研究の解析・進捗も順調です。①頭部MRI画像(脳小血管病)の解析については、大脳白質病変は腸内細菌と独立した強い関係にあることがわかりました(学会発表済、論文公開済)。②食事・栄養と腸内細菌との関係については、研究結果を国際学会に演題投稿したところ、優良演題として口演に選出されました(2021年度に学会発表、論文投稿済・査読中)。③バイオマーカーの研究については、新規の認知症バイオマーカーとして最近注目されているニューロフィラメントL(NfL)を測定し興味深い知見を見いだしました(2021年度に学会発表・論文投稿の予定)。④口腔内細菌の研究については、42例の口腔内検体の細菌叢を次世代シーケンサで解析し、腸内細菌や認知症との関連を分担研究者とともに調査中です。

今後の研究の推進方策

主解析とサブ解析は概ね順調にデータ解析や論文発表できています。主研究とサブ解析について目処がつけば、横断調査から縦断調査のデータ解析へフェーズを移行する予定です。縦断調査によって腸内細菌と認知機能に関する因果関係、そのメカニズムが解明できれば、認知症予防を目標とした介入試験や臨床研究の計画を立案できるかもしれません。2021年度は、共同研究者の施設において、新規の腸内細菌に関するバイオマーカー(lipopolysaccharides: LPS)を測定する予定です。腸脳連関に関与する重要な因子であり、その解析結果を踏まえて、今後の方策を展望したいと思っております。

次年度使用額が生じた理由

神戸大学における血液検体の測定スケジュール調整が2020年度はつかなかったため、
2021年度に実施することとなり、測定経費(測定キットの単価:約12万円、測定に関する消耗品:約5000円)を2021年度に繰り越した。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 7件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] The association between cerebral small vessel disease and the gut microbiome: a cross-sectional analysis.2021

    • 著者名/発表者名
      Saji N, Murotani K, Hisada T, Tsuduki T, Sugimoto T, Kimura A, Niida S, Toba K, Sakurai T.
    • 雑誌名

      J Stroke Cerebrovasc Dis

      巻: 30 ページ: 105568

    • DOI

      10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2020.105568.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Oral dysfunctions and cognitive impairment/dementia2021

    • 著者名/発表者名
      Nakamura T, Zou K, Shibuya Y, and Michikawa M
    • 雑誌名

      J Neurosci Res

      巻: 99 ページ: 518-528

    • DOI

      10.1002/jnr.24745

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The relationship between dementia and metabolites attribute to gut microbiome: a cross-sectional sub-analysis study conducted in Japan.2020

    • 著者名/発表者名
      Saji N, Murotani K, Hisada T, Kunihiro T, Tsuduki T, Sugimoto T, Kimura A, Niida S, Toba K, Sakurai T.
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 10 ページ: 8088

    • DOI

      10.1038/s41598-020-65196-6.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 認知症と腸内細菌2020

    • 著者名/発表者名
      佐治直樹
    • 雑誌名

      老年内科

      巻: 2 ページ: 464-472

  • [雑誌論文] 腸内細菌と認知機能2020

    • 著者名/発表者名
      佐治直樹
    • 雑誌名

      BRAIN and NERVE-神経研究の進歩

      巻: 72 ページ: 241-250

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 腸内細菌と認知機能2020

    • 著者名/発表者名
      佐治直樹
    • 雑誌名

      イルシー (ILSI JAPAN機関誌)

      巻: 141 ページ: 3-11

  • [雑誌論文] Current biomarkers for Alzheimer’s disease: From CSF to Blood2020

    • 著者名/発表者名
      Zou K, Abdullah M, Michikawa M
    • 雑誌名

      J Personalized Med

      巻: 10 ページ: -

    • DOI

      10.3390/jpm10030085

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] High temperature promotes amyloid β-protein production and γ-secretase complex formation via Hsp902020

    • 著者名/発表者名
      Noorani A.A., Yamashita H, Gao Y, Islam S, Su Y, Nakamura T, Enomoto H, Zou K, and Michikawa M
    • 雑誌名

      J Biol Chem

      巻: 295 ページ: 18010-18022

    • DOI

      10.1074/jbc.RA120.013845

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A cationic gallium phthalocyanine inhibits amyloid β peptide fibril formation.2020

    • 著者名/発表者名
      Tabassum S, Sheikh A. M., Yano S, Ikeue T, Mitaki S, Michikawa M and Nagai A
    • 雑誌名

      Curr Alzheimer Res

      巻: 17 ページ: 1-12

    • DOI

      10.2174/1567205017666201008112002

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Neurodegeneration of trigeminal mesencephalic neurons by the tooth loss triggers the progression of Alzheimer’s disease in 3 x Tg-AD model mice.2020

    • 著者名/発表者名
      Goto T., Kuramoto E., Dha A., Wang R. P.-H., Seki H., Iwai H., Yamanaka A., Matsumoto S., Hara H., Michikawa M. Ohyagi Y., Leung W. K., Chang R. C.-C
    • 雑誌名

      J Alzheimers Dis

      巻: 76 ページ: 1443-1459

    • DOI

      10.3233/JAD-200257

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Beta-amyloid increases the expression levels of Tid1 responsible for neuronal cell death and amyloid beta production.2020

    • 著者名/発表者名
      Zhou C, Taslima T, Abdelhamid M, Kim S-W, Akatsu H, Michikawa M*, Jung C-G
    • 雑誌名

      Mol Neurobiol

      巻: 57 ページ: 1099-1114

    • DOI

      10.1007/s12035-019-01807-2

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dietary Lactoferrin Supplementation Prevents Memory Impairment and Reduces Amyloid-beta Generation in J20 Mice2020

    • 著者名/発表者名
      Abdelhamid, M., Jung, C. G., Zhou, C., Abdullah, M., Nakano, M., Wakabayashi, H., Abe, F., Michikawa M
    • 雑誌名

      J Alzheimers Dis

      巻: 74 ページ: 245-259

    • DOI

      10.3233/JAD-191181

    • 国際共著
  • [学会発表] 腸内細菌からの疾患予防をめざして. 腸内細菌から認知症予防を展望する2021

    • 著者名/発表者名
      佐治直樹
    • 学会等名
      第21回動脈硬化教育フォーラム
    • 招待講演
  • [学会発表] 腸内細菌の代謝産物は認知症の関連因子である2020

    • 著者名/発表者名
      佐治直樹
    • 学会等名
      第39回日本認知症学会学術集会
  • [学会発表] Relationship between cognitive function and gut microbiome-associated metabolites: a cross-sectional study in Japan.2020

    • 著者名/発表者名
      Saji N, Murotani K, Hisada T, Kunihiro T, Tsuduki T, Sugimoto T, Kimura A, Niida S, Toba K, Sakurai T
    • 学会等名
      The ESO-WSO CONFERENCE 2020
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of Systemic Arterial Pulsatile Function on Cerebral Small Vessel Disease.2020

    • 著者名/発表者名
      Saji N
    • 学会等名
      The 21st International Vascular Biology Meeting.
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 腸内細菌と認知症:新しい視点での認知症予防に向けて2020

    • 著者名/発表者名
      佐治直樹
    • 学会等名
      第46回健康食品セミナー 特定非営利活動法人 健康食品フォーラム
    • 招待講演
  • [学会発表] small vessel disease -up to date-. Cerebral small vessel disease and dementia: a role of arterial stiffness.2020

    • 著者名/発表者名
      Saji N
    • 学会等名
      第61回日本神経学会学術大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Vessels meet dementia-共通版を探るー ア ルツハイマー病の分子病態とApoE2020

    • 著者名/発表者名
      道川 誠
    • 学会等名
      第52回日本動脈硬化学会総会・学術集会
  • [学会発表] アルツハイマー病の血液バイオマーカー2020

    • 著者名/発表者名
      道川 誠
    • 学会等名
      第39回日本認知症学会学術集会
  • [備考] 腸内細菌と大脳白質病変との関連性を見出しました

    • URL

      https://www.ncgg.go.jp/hospital/monowasure/news/20210107.html

  • [備考] 腸内細菌が代謝する物質(代謝産物)と認知症が関連することを見出しました。

    • URL

      https://www.ncgg.go.jp/hospital/monowasure/news/20200518.html

  • [備考] 軽度認知障害という認知症の前段階においても、腸内細菌は認知機能低下に関連することを見出しました

    • URL

      https://www.ncgg.go.jp/hospital/monowasure/news/20191218.html

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公開日: 2021-12-27  

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