(57)【要約】【課題】腸内細菌を指標とした生体内脂質代謝の評価方法の提供。【解決手段】被験者の腸内細菌叢中におけるClostridium subcluster XIVaの割合を測定することを特徴とする血中中性脂肪値の評価方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の腸内細菌叢中におけるClostridium subcluster XIVaの割合を測定することを特徴とする血中中性脂肪値の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体内脂質代謝の評価に関する。
【背景技術】
【０００２】
高脂血症は脂肪摂取過多やその代謝異常、運動不足などが原因であると考えられている。高脂血症が進行すると、中性脂肪が血管壁に沈着して動脈硬化、高血圧、心筋梗塞、脳血管障害などの疾病につながることが知られており、高脂血症はメタボリックシンドロームの診断基準の一つともなっている。日本における高脂血症患者は約３２００万人とも推定されている。
【０００３】
一般に、血中の中性脂肪濃度が１５０ｍｇ／ｄｌ以上になった状態を高脂血症と診断する。この診断には、空腹時採血からの血中中性脂肪濃度が使用される。しかし、空腹時採血は、食事制限や侵襲性のある採血の過程を伴うため、健診対象者への負担が大きい。対象者の身体に対する負担がより少ない検査方法が求められている。
【０００４】
ヒトの体内には１００種類以上、１００兆個以上の腸内細菌が生存し、これらの多様な細菌群は、消化管内部で互いに排除したり共生関係を築きながら、腸内フロラを形成している。腸内細菌は、消化管内で、人体にとって難分解性の多糖類をエネルギー源に転換したり、ビタミンやミネラルの合成や吸収を助けたり、病原菌の増殖するのを抑えて感染を予防したり、また免疫系への関与等、様々な役割を果たしていることが知られている。
【０００５】
腸内細菌と肥満との関係も報告されている。非特許文献１では、肥満者では健常者に比べて、腸内細菌叢に占めるFirmicutesの割合が高く、一方Bacteroidesの割合が低いことが報告されている。非特許文献２でも、肥満マウスでは痩身マウスに比べて、腸内細菌叢に占めるFirmicutesの割合が高く、一方Bacteroidesの割合が低いことが報告されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ley RE et al., Nature, 2006, 444:1022-3
【非特許文献２】Backhed F et al., Proc Natl Acad Sci USA, 2005, 102:11070-5
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、腸内細菌を指標とした生体内脂質代謝の評価に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、生体の腸内細菌の状態と生理的活動との関連性について調べたところ、糞便に含まれる腸内細菌群中における特定の腸内細菌の存在比と血中中性脂肪値とが相関性を有することを見出し、本発明を完成した。
【０００９】
すなわち、本発明は、被験者の腸内細菌叢中におけるClostridium subcluster XIVaの割合を測定することを特徴とする血中中性脂肪値の評価方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の方法によれば、簡易且つ非侵襲的に血中中性脂肪の値を評価し、高脂血症等の疾患のリスクを評価することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】Clostridium subcluster XIVaと血中中性脂肪との相関。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明による血中中性脂肪値の評価方法においては、被験者の腸内細菌叢中におけるClostridium subcluster XIVaの割合を測定する。被験者の腸内細菌は、例えば、糞便や腸内から採取した試料等から採取すればよい。腸内細菌叢中における菌の割合の測定の方法は特に限定されないが、例えば、１６Ｓ ｒＲＮＡ遺伝子の塩基配列に基づいて、菌叢中に存在する菌種を分類、同定することができる。１６ＳｒＲＮＡ遺伝子は、微生物の分子生物学的分類指標として一般に利用されており、本発明による菌叢の解析において最も好ましい指標である。
例えば、糞便中の腸内細菌について１６Ｓ ｒＲＮＡ遺伝子を解析する場合、糞便を採取し、リゾチーム、Ｎ−アセチルムラミダーゼ等を用いて溶菌処理を行い、得られた試料から、市販のキット（例えば、Fast DNA SPIN kit (Q-BIOgene)）等による通常の方法を用いて、ゲノムＤＮＡの抽出を行う。抽出されたゲノムＤＮＡ中の１６ＳｒＲＮＡ遺伝子をＰＣＲ増幅し、任意の方法を用いて各菌種に特異的な配列を検出し、腸内細菌を同定して、その検出量を比較することによって、試料中に含まれる腸内細菌叢中でClostridium subcluster XIVaの占める割合（腸内細菌叢中における存在比率）を算出することができる。
【００１３】
本明細書において、腸内細菌とは、Clostridium cluster XI, Clostridium subcluster XIVa, Clostridium cluster IV, Lactobacillales, Bacillales, Clostridium cluster XVI, Clostridium cluster XVII, Clostridium cluster XVIII, Clostridium cluster IX, Megamonas, Bifidobacterium, Enterobacteriales, Bacteroidesのいずれかの菌群に含まれる細菌のことを指す。
【００１４】
１６Ｓ ｒＲＮＡ遺伝子のＰＣＲ増幅と、菌種特異的配列の検出は、当該分野で公知の任意の方法を用いて行えばよいが、例えば、Ｔ−ＲＦＬＰ（Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism）法（末端を蛍光標識したプライマーセットで鋳型ＤＮＡをＰＣＲ増幅し、制限酵素によって消化後、ＤＮＡシークエンサーを用いて蛍光標識されたＰＣＲ産物（Terminal Restriction Fragment: T-RF）を検出する方法）、ＦＩＳＨ法（細菌の細胞内に存在する１６Ｓ ｒＲＮＡを蛍光標識した特異的プローブで染色し、蛍光顕微鏡下で計測する方法）、定量的ＰＣＲ法（細菌由来ＤＮＡを鋳型として、１６Ｓ ｒＲＮＡ遺伝子の菌群に特異的な配列部分を標的とするプライマーを用いて検出する方法）、ＤＧＧＥ／ＴＧＧＥ法（細菌由来ＤＮＡ中の１６Ｓ ｒＲＮＡ遺伝子をＰＣＲによって増幅した後、ＤＮＡ変性剤の濃度、または温度の勾配をつけたポリアクリルアミドゲル中で電気泳動を行うことにより、ＰＣＲ産物を塩基配列の違いにより分離する方法）、クローンライブラリー法（細菌由来ＤＮＡ中の１６Ｓ ｒＲＮＡ遺伝子をＰＣＲで増幅した後、得られた増幅産物をクローニングによって単離して、クローンの塩基配列を解読し、構成菌群、菌種を解析する方法）等によって行うことができる。
【００１５】
以下に、Ｔ−ＲＦＬＰ法について詳しく説明する。
Ｔ−ＲＦＬＰでは、試料から抽出されたＤＮＡをテンプレートとして蛍光標識プライマーを用いて１６Ｓ ｒＲＮＡ遺伝子をＰＣＲ法により増幅し、当該増幅産物を制限酵素により切断してサンプルＰＣＲフラグメントを作成する。次に、所定のサイズのサイズスタンダードフラグメントを準備する。当該サンプルＰＣＲフラグメントとサイズスタンダードとを同時に電気泳動し、泳動度を比較し、サイズスタンダードを基準にサンプルＰＣＲフラグメントのサイズを決定する。当該サンプルＰＣＲフラグメントサイズに基づいて、試料中に含まれる菌種を同定し、各菌種の存在比率を決定する。
【００１６】
プライマーは、１６Ｓ ｒＲＮＡ遺伝子の増幅に適したものが使用されるが、増幅される領域中に１６Ｓ ｒＲＮＡ遺伝子の部分配列が含まれるように設計されることが必要である。また網羅的な菌種同定を行うため、殆どの菌種が有する１６Ｓ ｒＲＮＡ遺伝子の保存領域をプライマーとして選択することが必要である。斯かるプライマーは、遺伝子の上流側及び下流側用に２種類のプライマーが使用されるが、どちらか一方又は両方のプライマーの５’末端を蛍光色素で標識したものを用いるのが好ましい。
【００１７】
斯かる蛍光標識に利用可能な蛍光色素としては、公知の蛍光色素をいずれも使用することができるが、中でも、光安定性や波長領域、汎用性等の点から、ＦＡＭ（6-Carboxyfluorescein）、ＨＥＸ（6-carboxy-2',4,4',5',7,7'-hexachlorofluorescein）、ＲＯＸ（5(6)-Carboxy-X-rhodamine）、ＪＯＥ（6-carboxy-4',5'-dichloro-2',7'-dimethoxyfluorescein）、ＴＥＴ（5'-tetrachloro-fluorescein phosphoramidite）、ＮＥＤ（fluorescein benzoxanthene）、ＴＡＭＲＡ（6-carboxy-N,N,N,N-tetramethylrhodamine）、ＦＩＴＣ（fluorescein isothiocianate）、ＶＩＣ、ＰＥＴ、Ｔｅｘａｓ Ｒｅｄ、Ｃｙ３、Ｃｙ５等が好ましく、ＦＡＭ、ＨＥＸ、ＲＯＸがより好ましい。
【００１８】
本発明において用いられる蛍光標識プライマーとしては、５’末端側をＦＡＭで標識したフォワードプライマーを用いるのが特に好ましい。
【００１９】
ＰＣＲ法による増幅は、例えば、２本鎖ＤＮＡを１本鎖にする熱変性反応（98℃、15秒）、プライマー対を１本鎖ＤＮＡにハイブリダイズさせるアニーリング反応（60℃、2秒）、ＤＮＡポリメラーゼを作用させる伸長反応（72℃、30秒）というサイクルを単位として３０サイクル程度行うことによって実現できる。
【００２０】
次いで、増幅されたＰＣＲ産物は、残存プライマーを取り除いた後、適当な制限酵素で切断される。上記制限酵素としては、公知のものが使用でき、例えばＡｃｉＩ、ＴａｑＩ、ＨｈａＩ、ＡｌｕＩ、ＭｓｅＩ、ＳａｃII、ＢｓｔＵＩ、ＲｓａＩ、ＨａｅIII、ＭｓｐＩ、ＣｆｏＩ、ＭｒｎＩ、Ｓａｎ９６Ｉ、ＦｏｋＩ、ＡｌｎＩ、ＤｄｅＩ、ＨｉｎｆＩ、ＭｂｏＩ等が挙げられる。これらの制限酵素は１種単独で使用することもできるし、２種以上を組み合わせて使用することもできる。
【００２１】
サイズスタンダードは、市販のサイズスタンダード、例えばプラスミド酵素分解フラグメントであるGeneScan2500-ROX (Applied Biosystems)等を用いることができる。
【００２２】
前工程で得られたサンプルＰＣＲフラグメントサイズに基づいて、存在菌群及び存在比率を決定する。菌群同定、存在比率決定法としては、ピークパターン法（Takeshita T. et al.,Oral Microbiol Immunol.,22(6),419-428,2007）、ＢＰ−ＴＲＦＭＡ法（batch-processing T-RFLP analysis）（Nakano Y. et al., J. Microbiol. Methods., 75(3), 501-505,2008）、近似解法（大石進一著，「精度保証付き数値計算」, コロナ社,2000年）、Nagashima法（Nagashima K et al. Bioscience Microflora 2006 25:99-107）等が知られているが、Nagashima法を用いるのが好ましい。
【００２３】
例えば、Nagashima法においては、上記サンプルＰＣＲフラグメントをＤＮＡシーケンサー解析することにより各フラグメントのピーク面積を求め、また以下の表１に従って、フラグメントサイズに基づき各ピークに該当する菌群を同定する。全ピーク面積に対する各菌群のピーク面積の割合を、全腸内細菌叢中における当該菌群の存在比率とする。
【００２４】
【表１】
2012085551.tif 000002
【００２５】
斯くして得られた被験者の腸内細菌叢中におけるClostridium subcluster XIVaの割合（存在比率）は、同じ被験者から得られた血中中性脂肪値と相関性を有する。従って、被験者の腸内細菌叢中におけるClostridium subcluster XIVaの割合を測定することにより、当該被験者の血中中性脂肪の値を評価することができる。
例えば、後述の実施例に示されるように、血中中性脂肪濃度が高脂血症の基準値である１５０ｍｇ／ｄｌ以上の被験者では、糞便中の腸内細菌叢中におけるClostridium subcluster XIVaの割合の平均値は２５．５％であったことから、腸内細菌叢中におけるClostridium subcluster XIVaの割合が２５％以上の被験者は高脂血症のリスクを有する者であることが推定される。
【実施例】
【００２６】
以下、実施例を示し、本発明をより具体的に説明する。
【００２７】
１）方法
２０〜５０歳代男性６５名を被験者とし、絶食時採血と糞便採取を行った。
血液は、抗凝固剤（ＥＤＴＡ）処理後、遠心分離して血漿を調製した。血漿中の中性脂肪は、トリグリセライドキット（日東紡績株式会社）を用い、比色法にて測定した。
糞便の処理は、以下の通り行った。
リン酸バッファーに懸濁し、リゾチーム、Ｎ−アセチルムラミダーゼにて処理後（３７℃、３０分）、Fast DNA SPIN kit (Q-BIOgene)を用いて、製品マニュアルに従ってＤＮＡ抽出を行った。
次に抽出ゲノムＤＮＡの１６Ｓ ｒＲＮＡ遺伝子をＰＣＲにて増幅した。フォワードプライマーとして５’末端を6-carboxyfluorescein（6-FAM）で標識した516-FAM（5'-TGC CAG CAG CCG CGG TA-3'：配列番号１）を用い、リバースプライマーとして1510R（5'-GGT TAC CTT GTT ACG ACT T-3'：配列番号２）を用いた。ＰＣＲ産物を市販キット(ロシュ・ダイアグノスティックス)にて精製後、BslI（BioLabs）により３７℃で３時間制限酵素処理した。
制限酵素処理サンプルとサイズスタンダード（GeneScan2500-ROX（Applied Biosystems））にＨｉＤｉホルムアミドを加え、ＤＮＡ変性反応（１００℃、２分）を行い蛍光ラベルフラグメントを１本鎖にした。その後ＤＮＡシークエンサー（ABI PRISM 3130、Applied Biosystems）に供し、Terminal-restriction fragment length polymorphism（Ｔ−ＲＦＬＰ）法によるフラグメント解析を行った。解析ソフトウェア(Gene Scan, Applied Biosystems)にて得られたフラグメントサイズを元に、Nagashima法（Nagashima K et al. Bioscience Microflora 2006 25:99-107）にて存在菌群の同定を行い、存在菌群から腸内細菌を選別し、選別した全腸内細菌中に占める各腸内細菌の割合を算出した。
各被験者において、算出した各腸内細菌の割合と、血中中性脂肪濃度との相関解析を行った。解析はExcelの分析ツールを使用した。
【００２８】
２）結果
男性６５名の血中中性脂肪の測定値は７７．５４±７．９２ｍｇ／ｄｌ（平均±標準誤差）であった。
血中中性脂肪の測定値と、各被験者の糞便から検出された腸内細菌叢中に占める主な腸内細菌群の割合との相関解析を行った結果、Clostridium subcluster XIVaの割合と血中中性脂肪濃度との間に正の相関が認められた。相関図を図１に示す。また、血中中性脂肪濃度が高脂血症の基準値である１５０ｍｇ／ｄｌ以上の被験者の糞便中の腸内細菌叢中におけるClostridium subcluster XIVaの割合の平均値は２５．５％であった。このため、腸内細菌叢中におけるClostridium subcluster XIVaの割合が２５％以上の被験者においては高脂血症のリスクがあると予測される。
【図１】
2012085551.tif 000003
【配列表】
2012085551000001.app