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腸内細菌叢の生体内における機能の詳細を明らかにし、これを創薬の材料や新しい治療法の確立へ展開するには、腸内細菌叢の代謝物である便中有機酸を指標にしたメタボローム分析が必要不可欠である。本研究では、便中有機酸のメタボローム分析のための新規計測システムを開発し、本計測システムが実用性に優れることを明らかにする。
本年度は、薬物を扱った応用研究を実施し、本計測システムが便中有機酸のメタボローム分析および腸内細菌叢の機能解析に適用できることを示した。まず、セフェム系抗菌薬が腸内細菌叢へ及ぼす影響を明らかにするために、抗菌薬を投与したラットの便中有機酸組成の経時変化をモニタリングし、対照群と対比した。抗菌薬投与群では、便中酢酸が顕著に低下した。この結果は、抗菌薬の投与によって酢酸を産生するBifidobacteriumが減少するという報告を支持するものであった。さらに、抗菌薬によって低下した免疫機能を改善する目的で、セフェム系抗菌薬と併用投与される漢方薬 補中益気湯が、腸内細菌叢へ及ぼす影響について検討した。補中益気湯と抗菌薬をラットに経口投与したところ、抗菌薬だけを投与した群に比べ、便中酢酸および酪酸の低下が抑制された。酢酸および酪酸は、腸内環境の改善に寄与する腸内細菌叢の代謝物であるので、この結果は免疫機能と腸内細菌叢の関連性を示唆するものと考えられた。便中有機酸のメタボローム分析によって腸内細菌叢の機能解析を実践できる本計測システムは、腸内細菌叢が関わる薬物相互作用のメカニズム解明においても有用な分析法であることを明らかにできた。
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