アジア人種の食と腸内フローラと健康に関する調査研究

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25304006
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 中山 二郎 九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (40217930)
• 研究分担者: 清原 千香子 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (00169963) ; 佐藤 匡央 九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (90294909)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 腸内細菌叢 / アジア / 食と健康 / 16S rRNA遺伝子 / 次世代シーケンサー

研究実績の概要

多民族が混在するアジアは、ユニークで健康効果の高い食文化の宝庫であり、「食と体と健康」の疫学フィールドとして注目される。そこで、我々は、アジア諸国・計１０ヶ国（中国、インドネシア、日本、韓国、マレーシア、モンゴル、フィリピン、シンガポール、台湾、タイ）の研究グループと共同で、アジア各地域における食と腸内細菌叢と健康状態について、詳細かつ網羅的に調査している。
まず、被験者を４つの年齢層グループ（①幼年期0～3歳、②少年期7～11歳、③壮年期20～40歳、④高齢期70歳以上）に分け、各国各グループ30名を目標に、食生活習慣と健康状態をアンケート調査し、また糞便細菌叢を次世代シーケンサーを用いた細菌16S ribosomal RNA遺伝子の大量配列解析によりプロファイル化した。
2013年度までに、②については８ヶ国、③および④については６ヶ国の調査を終了している。2014年度は、①について日本で生誕した111名の追跡調査。②はさらに１ヶ国を追加して計９ヶ国の調査解析を行った。そして、これまでの計約600名の糞便細菌叢解析の結果から、アジア人の腸内フローラは大きく、ビフィズス菌・バクテロイデスの多いBB型とプレボテラ属細菌の多いP型に大きく分けられることを見出している。2014年度は特に、その要因調査を②の少年期のデータから、①菌叢データのメタゲノムシュミレーション解析（PICRUSt）、②食習慣アンケート調査結果の統計解析、の２つのアプローチにより行った。その結果、P型の人はインディカ米やジャワニカ米などジャポニカ米に比べると難消化性デンプンを多く含む米の摂取量が多く、そのためプレボテラ属などαアミラーゼを有する細菌が多くなっているのに対し、BB型では、難消化性デンプンや食物繊維摂取量が少なく、腸管の胆汁酸量が高くなり胆汁酸感受性のプレボテラ属細菌が生息できなくなっている、という作業仮説を立てるに至った。

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

糞便サンプルの収集と細菌叢解析については、2014年度は、①日本で誕生した111名の１歳児までの追跡調査が完了、②小学児童についてはシンガポールを除く９ヶ国での調査完了した。当初の予定に比べて多少遅れ気味であるが、最終年度の2015年度で３年間の計画をほぼ達成できる見込みである。また2014年度の課題として挙げていた、細菌叢解析に用いる次世代シーケンサーのアップデート（ロッシュ454ゲノムシーケンサーから、よりリード数とコストパフォーマンスにおいて優れるイルミナ社のMiSeqへの変更)も完了した。そして、もっとも大切な、国間の腸内細菌叢の差の原因解明についての研究も上記のように進展させることができたので、全体としては、ほぼ予定通り進展していると自己評価する。

今後の研究の推進方策

当初の計画では、10ヶ国、４つの年齢層グループ（①幼年期0～4歳、②少年期7～11歳、③壮年期20～40歳、④高齢期70歳以上）、各国各グループ30名からのサンプリングと解析を計画していたが、参加国の諸事情から、①乳幼児期0～3歳／2ヶ国、②少年期7～11歳／9ヶ国（終了）、③壮年期20～40歳／9ヶ国（8ヶ国終了）、④高齢期60歳以上／8ヶ国（7ヶ国終了）に修正する。特に、③と④について日本でのサンプリングが遅れているので2015年度は注力する。そして、国間そして年齢間の腸内細菌叢の差の要因解析にも、食習慣アンケートデータの解析に加えて、細菌叢の全遺伝子についてショットガンメタゲノム解析を行い（2013年度の新学術領域ゲノム支援研究の支援で36サンプルの解析が終了しているので、2015年度はさらなる解析をゲノム支援研究に申請する予定）、その細菌コミュニティーの機能の差を調査して、細菌叢の差や変化の要因を明らかにしたいと考えている。

次年度使用額が生じた理由

上記のように、糞便のサンプリングと細菌叢解析に若干の遅延および計画縮小があり、357,402円を繰り越すことになった。

次年度使用額の使用計画

細菌叢解析の遅延分については2015年度に解析する。また、サンプリングについて計画縮小した分については、これまで計画計上していなかった便中細菌の代謝物解析などに費やすことにする。

研究成果

• [雑誌論文] Diversity in gut bacterial community of school-age children in Asia (2015)
  • 著者名/発表者名: J Nakayama, K Watanabe, J Jiang, K Matsuda, S Chao, P Haryono, O La-ongkham, M Sarwoko, I Sujaya, L Zhao, K Chen, Y Chen, H Chiu, T Hidaka, N Huang, C Kiyohara, T Kurakawa, N Sakamoto, K Sonomoto, K Tashiro, H Tsuji, M Chen, V Leelavatcharamas, C Liao, S Nitisinprasert, E Rahayu, F Ren, Y Tsai, Y Lee
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 5 ページ: 8397(1-11)
  • DOI: 10.1038/srep08397
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 進化する次世代シーケンサーによる腸内細菌叢の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 東佳那子、中山二郎
  • 雑誌名: 腸内細菌学雑誌 巻: 29 ページ: 印刷中
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] グローバル化する腸内フローラ研究とAsian Microbiome Project (2015)
  • 著者名/発表者名: 東佳那子、中山二郎
  • 雑誌名: ソフト・ドリンク技術資料 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
• [雑誌論文] Senior Thai fecal microbiota comparison between vegetarians and non-vegetarians using PCR-DGGE and real-time PCR (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Ruengsomwong, Y. Korenori, N. Sakamoto, B. Wannissorn, J. Nakayama, S. Nitisinprasert
  • 雑誌名: J. Microbiol. Biotechnol. 巻: 24 ページ: 1026-1033
  • DOI: 10.4014/jmb.1310.10043
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] アジア人の食と腸内細菌と健康に関するマルチコホート研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中山二郎
  • 学会等名: 第19回腸内細菌学会
  • 発表場所: 北里大学（東京）
  • 年月日: 2015-06-18 – 2015-06-19
  • 招待講演
• [学会発表] Asian Microbiome Project phase 2: アジア人の腸内細菌叢の加齢に伴う変化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山本 麻寿紗、東 佳那子、百田 理恵、本田 倫子、渡辺 幸一、Shirchin Demberel、Sunee Nitisinprasert、Park Yong Ha、Endang S. Rahayu、Fa-Zheng Ren、Yuan Kun Lee、園元 謙二、中山 二郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山）
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] Asian Microbiome Project:アジア人の食と腸内フローラと健康に関する横断型コホート研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中山 二郎、東 佳那子、山本 麻寿紗、百田 理恵、本田 倫子、渡辺 幸一、リー ユアンカン
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山）
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
  • 招待講演
• [学会発表] Asian Microbiome Project: アジア人の腸内細菌叢に関する横断型コホート研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中山二郎、東佳那子、山本麻寿紗、本田倫子、百田理恵、園元謙二、Yuan Kun Lee
  • 学会等名: 第88回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 長良川国際会議場（岐阜）
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-28
  • 招待講演
• [学会発表] Asian Microbiome Project: Diversity in gut microbiota of Asian people (2015)
  • 著者名/発表者名: Jiro Nakayama & Yuan Kun Lee
  • 学会等名: 4th Beneficial Microbes Conference
  • 発表場所: Hague (The Netherlands)
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
  • 招待講演
• [学会発表] Asian Microbiome Project: 次世代シーケンサーを用いたアジア人腸内細菌叢のプロファイル化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 東佳那子、百田理恵、山本麻寿紗、林 哲也、小椋義俊、黒川 顕、豊田敦、加藤和人、AMP study group、園元謙二、渡辺幸一、Lee Yuan Kun、中山二郎
  • 学会等名: 第21回日本生物工学会九州支部熊本大会
  • 発表場所: 熊本大学工学部
  • 年月日: 2014-12-06 – 2014-12-06
• [学会発表] Asian Microbiome Project:アジア人の腸内細菌叢に関する調査研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中山二郎
  • 学会等名: 日本食品免疫学会第９回宿泊セミナー
  • 発表場所: 水月ホテル鴎外荘（東京）
  • 年月日: 2014-12-05 – 2014-12-06
  • 招待講演
• [学会発表] Asian microbiome project phase II：アジア人の腸内フローラの加齢による変化 (2014)
  • 著者名/発表者名: Jiro Nakayama et al.
  • 学会等名: 第18回腸内細菌学会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2014-06-11 – 2014-06-12