有望シーズ展開事業

地域イノベーション戦略支援プログラム「腸内細菌叢」プロジェクト
神奈川国際ライフサイエンス実用化拠点
研究概要集

革新的計測・評価技術によるライフイノベーション創生（平成 29 年度～令和２年度）－レギュラトリーサイエンス推進拠点の形成－

令和 3 年 3 月（地独）神奈川県立産業技術総合研究所
Kanagawa Institute of Industrial Science and Technology

終了報告書
平成 30 年 2 月 27 日
総合調整機関：（地独）神奈川県立産業技術総合研究所

有望シーズ展開事業

地域イノベーション戦略支援プログラム「腸内細菌叢」プロジェクト
神奈川国際ライフサイエンス実用化拠点
研究概要集

革新的計測・評価技術によるライフイノベーション創生（平成 29 年度～令和２年度）－レギュラトリーサイエンス推進拠点の形成－

令和 3 年 3 月（地独）神奈川県立産業技術総合研究所
Kanagawa Institute of Industrial Science and Technology

終了報告書
平成 30 年 2 月 27 日
総合調整機関：（地独）神奈川県立産業技術総合研究所

目次有望シーズ展開事業 「腸内細菌叢」プロジェクト 解析ツール開発グループ
総研

括
解析ツール開発グループ
プロジェクトリーダー／グループリーダー博司

1

中西 裕美子

5

大野

究 報 告
肥満者、または、耐糖能異常者に特有の腸内細菌と代謝物の探索

プロジェクト参加者一覧

9

業績

11

有望シーズ展開事業 「腸内細菌叢」プロジェクト 腸内環境制御グループ
総研

括
腸内環境制御グループ
グループリーダー真嗣

15

1. 腸内環境制御基盤技術の開発に向けた難培養性腸内細菌の培養法確立および生体に与える影響の評価
中藤 学、大縄悟志

21

究

報

福田

告

2. 腸内環境制御基盤技術の開発に向けた研究ツールの開発
大縄悟志、中藤 学、井上 浄

27

プロジェクト参加者一覧

31

業績

33

「腸内細菌叢」プロジェクト
解析ツール開発グループ

記入例：リーダー用「腸内細菌叢」プロジェクト

解析ツール開発グループ

プロジェクトリーダー／グループリーダー

大野博司【基本構想】
我が国において 2 型糖尿病患者は増加の一途をたどり、罹患者数は約 1000 万人を数えるに到っている。
2 型糖尿病は高齢者における主要な疾患であり、肥満・脂質異常症・高血圧などメタボリックシンドロームの病態に関与する諸疾患とともに動脈硬化を促進させる。更には心筋梗塞・脳卒中などの合併症のリスク増大を介して日本人の健康寿命を短縮する重大な原因となっており、社会的・経済的問題となっている。
最近腸内細菌と肥満、2 型糖尿病といった生活習慣病との関連が動物やヒトで報告され、このことが肥満や2 型糖尿病の病態に関与するのではないかと考えられている。従って摂取する栄養素やエネルギー状態によって変化する腸内細菌叢を捉えることができれば、肥満や 2 型糖尿病発症といった生活習慣病の予測や治療に役立つと考えられる。本研究では、摂取する栄養素やエネルギー状態の把握とメタゲノム解析による腸内細菌の菌種や機能といった包括的な解析に加え、遺伝的背景を加味し、そのデータを横断的に解析することにより、食習慣、腸内細菌叢、生活習慣病発症の相互関係を明らかにすることを目的とする。方法は、これまでの欧米人の論文をもとに東京大学付属病院の検診受診者で 20 歳から 75 歳までの男女含む
肥満者 100 名、耐糖能異常者 100 名、肥満も耐糖能異常もない者 計 100 名の合計 300 名を対象とした。解析項目は、(1) 簡易型自記式食事歴法質問票(BDHQ)を用いた食事調査と活動量計を用いた身体活動量の測定、(2)腹部エコーを含む臨床データ(3)血中アディポカインの測定、(4)腸内細菌叢の 16S・メタゲノム解析、(5)血中・糞便中のメタボローム解析、(6)単核球を用いたトランスクリプトーム解析、(7)全ゲノムシークエ
ンスによる遺伝子多型解析、(8)統合データベースの作成と解析ツールの開発を行う。このことにより、どのような腸内細菌叢が生活習慣病発症に重要な役割をしているかが明らかとなり、さらに新規バイオマー
カーなどの開発や予防薬、個別化医療といった新しい予防法やリスク診断の実現を目指す。

本研究では、東京大学附属病院予防医学センターと共同

ブミン、 AST（GOT）、 ALT（GPT）、γ-GTP、総ビリルビ
ン、ALP、LDH、コリンエステラーゼ、血清アミラーゼ、で、健康診断の受診者うち、空腹時血糖が 110 mg/dL もし
くはヘモグロビン A1c が 6.0％以上の受診者を耐糖能異常

Na、K、Cl、Ca、P、Fe、総コレステロール、HDL コレス
テロール、中性脂肪、LDL コレステロール、尿素窒素、ク

１．研究目的（Impaired glucose tolerance :IGT）群、また、BMI が 25 以
上で正常血糖の受診者を肥満群とし、これらの受診者に加レアチニン、尿酸、
空腹時血糖値、
ヘモグロビンA1c（HbA1c）、
赤血球数、白血球数、ヘモグロビン、ヘマトクリット、尿え、同数の非肥満で非耐糖能異常の受診者を健常者群として本研究にリクルートし、通常の検診項目に加えて便や血蛋白、尿糖、腹部エコー2) 食事・栄養調査

液を採取した。被験者の食事・栄養摂取状況、身体活動量・エネルギー消費量などの生活習慣データ、炎症性サイトカ

簡易型自記式食事歴法質問票(BDHQ)を用いた食事調査、活動量計

インを含めた臨床データ、腸内細菌叢の 16S 解析・メタゲ
ノム解析、水溶性や脂溶性のメタボローム解析、CAGE 手

3) 血中サイトカインの測定
Adiponectin, MCP-1, CRP, Adipsin, Leptin, Resistin, SerpinE１、法を用いた RNAseq 解析を行うとともに、これらのデータを統合的・包括的に解析するためのデータベース化を図り、

TNFa, NGF, IL-6, Insulin, IL-8, HGF
4) ヒトゲノム DNA を用いた遺伝子多型解析

新しい解析ツールをモジュールした解析ソフトウエアの開発を行うことを目的とした（本研究における調査項目を

5) 便を用いたメタ 16S 解析、メタゲノム解析
6) 血液・便を用いたメタボローム解析

下記に示す）。さらに、この統合データベースと解析ソフ
トウエアを用いて、食習慣・身体活動量、腸内細菌叢、生7) 末梢血単核球 (PBMC) から抽出した RNA を用いた
CAGE 解析

活習慣病発症の相互関係を明らかにし、腸内細菌叢を介した未病改善やリスク診断の開発を行うことを目的としている（図 1）。
＜調査項目＞
1) 通常の検診項目
身長、体重、腹囲、体脂肪率、血圧、脈拍、総蛋白、アル－1－「腸内細菌叢」プロジェクト

記入例：リーダー用

図 1. プロジェクト概要
図 2. 統合データベースの作成

２．研究成果(1) 被験者のリクルートと臨床情報の収集
2017 年 7 月より生活習慣データのリクルートを開始し 311
名（健常者 111 名、肥満者 100 名、耐糖能異常者 100 名）のリクルートが終了した。簡易型自記式食事歴法質問票(BDHQ)を用いた食事調査と活動量計を用いた身体活動量の測定については、219 名分の BDHQ による食事調査を行い、栄養素について 90 項目、食事の項目として 70 項目について一日当たりの摂取量を解析した。また活動量については 600 時間以上計測できた 170 名について歩数と活動強度についてデータ解析を完了した 。
(2) 統合データベースの作成と解析ツールの開発
臨床情報、腸内細菌叢、代謝物の情報のデータベースを作成し、被験者ごとに目的の情報を表示できるインターフ
図 3. 統合データベースのデータマート機能

ェースを作成した。さらに、データ間の関連性を簡単に調べるため臨床情報と各データの相関解析を行うツールも実装した（図 2）。さらにデータベースの機能として、デー
タベースとして利用する際に、研究者側の興味のある被験者のデータを取り出せるようにデータマート機能を実装した（図 3）。取得したい臨床情報やオミクスデータを選択し、被験者の背景（年齢、性別、BMI など）の設定値を入力して被験者の絞り込みを行い、出力することが可能となった。

(3) 血中・糞便中のメタボローム解析
血液、及び、糞便から水溶性と脂溶性代謝物の抽出を行い、水溶性代謝物はガスクロマトグラフィー質量分析を用
いて分析を行い、306 検体から糞便中から 124 種類、血清中から 102 種類の代謝物を同定した。また、脂溶性代謝物
は液体クロマトグラフィー質量分析を用いて分析を行い、糞便中から 1927 種類、血清中から 625 種類の物質を同定した。
(4) 腸内細菌叢解析
健常者、肥満者、耐糖能異常者の糞便検体を用いて、DNA抽出し、16S rRNA 遺伝子の V1-2 領域を PCR で増幅しシークエンシングを行い、菌種の同定を試みた。門レベルにおいて肥満者で Bacteroidetes が健常者、耐糖能異常と比較し有意に減少していた。更に肥満者では健常者と比較しActinobacteria が有意に増加していた。以前の日本人の肥満「腸内細菌叢」プロジェクト－2－記入例：リーダー用
者と非肥満者の腸内細菌叢を比較した研究から、Bacteroidetes が肥満者で減少しており[1]、今回の研究結果と一致していた。
属レベルで有意差検定を行った結果、Collinsella 属のみが肥満群と耐糖能異常群で有意に増加していることがわかった。Collinsella 属の基準株である C. aerofaciene はヒトの主要な腸内細菌の１つとして知られている。Collinsella
属が肥満者で増加し、食物繊維摂取量の低下により増加するという報告[2]があるため、Collinsella 属は肥満により増するため、メタゲノム解析に必要な DNA 量が採取できた290 検体の糞便から DNA を再抽出し、ショットガンシー
クエンシング法によるメタゲノム解析を行った。その結果、
7G のシーケンシングリードが得られ、そこから約 6.5M の遺伝子を同定した（図 4）。本研究のデータは過去に報告されていた日本人のメタゲノム解析から得られた遺伝子数（約 4.8M）[6]よりも多く、本研究から新規遺伝子を含む
より多数の日本人の腸内細菌の遺伝子カタログを得ることができた。

加する細菌である可能性が考えられた。
(5) 各種データの相関解析
代謝物データは相互の相関係数に応じてクラスタリング
を行い代謝物クラスターを作成した。まず、被験者の耐糖能異常や肥満の表現型とこれらの代謝物クラスターとの相関について解析した。本研究では、健常者、肥満者、耐糖能異常者からそれぞれ血清生化学検査、および血中のイン
スリン、アディポカインを測定している。これらの情報をもとに、糖尿病の指標として空腹時血糖、HbA1c、HOMAIR（インスリン抵抗性指数：早朝空腹時の血中インスリン値と空腹時血糖値から算出され、インスリン抵抗性の簡便な指標として臨床上よく使用される）、肥満の指標として
BMI（Body Mass Index）などを臨床データとして組み込み、相関解析を行った。その結果、糞便中の水溶性代謝物に関しては、単糖や糖代謝物のクラスターが HOMA-IR、脂肪図 4. メタゲノム解析から推定された糞便中の腸内細菌

肝、メタボリック症候群やその他のパラメーターと強い正の関連を示していた。次に、腸内細菌叢データと代謝物クの遺伝子数ラスターの結果との相関解析を行い、耐糖能異常と関連のある代謝物と細菌の同定を試みた。
その結果、単糖や糖代

メタゲノム解析の結果、糞便糖代謝物はPhosphotransferase system や Starch and sucrose metabolism な

謝物のクラスターは Dorea 属、Coprococcus 属などの腸内細菌と正の相関を示す一方、Bacteroides 属、Alistipes 属など糖代謝に関わる KEGG pathway に含まれる遺伝子と強く相関しており、またこれらの遺伝子は HOMA-IR、中性脂どの細菌と負の相関を示した。特にDorea 属とCoprococcus
属は Lachnospiraceae 科に属する細菌種であり、過去の報告でも肥満や糖尿病との関連が 示唆されている[3]。また、

肪などの代謝異常マーカーとも関連していた。以上の結果
から、糞便代謝物と腸内細菌の機能変化が関連していることが示された。

単糖や糖代謝物の増加は、腸内環境において多糖の分解が亢進している可能性を示唆している。過去の報告ではマウスにおいて多糖の分解亢進による宿主への過剰なエネル
ギー供給が肥満に関与する可能性が指摘されているが [4]、ヒトにおいては未だ実証されておらず、今回の結果はその仮説を証明する重要な知見となる可能性がある。
同様の手法を用いて脂質代謝物クラスターと腸内細菌との関連も検討したところ、顕著な所見としてリゾホスファ
チジルコリン（LPC）がインスリン抵抗性の高い被験者の検体で増加していたこと、またこれらの代謝物は Alistipes
属や Parabacteroides 属と負の相関を示すことがわかった。
腸管内での LPC の増加と腸内細菌によって生成される代謝物は動脈硬化性疾患との関連が示唆されており[5]、今回の結果は糖尿病患者において動脈硬化性疾患が増加する(7) マウス試験によるインスリン抵抗性に関わる腸内細菌の評価
相関解析により、Dorea 属、Coprococcus 属などの腸内細菌はインスリン抵抗性の指標と正の相関を示し、Bacteroides 属、Alistipes 属などの細菌は負の相関を示した。
このヒトのデータから示唆された細菌とインスリン抵抗性との因果関係を解析するため、高脂肪食誘発性肥満モデ
ルマウスを用いて上記の腸内細菌を投与したマウスのイ
ンスリン抵抗性の評価を行った。C57BL/6N マウスに高脂肪食（HFD）負荷を行い、3 週間、計 6 回腸内細菌を経口投与した。その結果、体重増加には影響はなかったものの、インスリン負荷試験ではヒト由来検体の結果と同様の結果が得られた。

一つの機序を示唆している可能性がある。
(6) 腸内細菌叢のメタゲノム解析
上記で認めた代謝産物を産生する腸内細菌叢を明らかに(8)PBMC の CAGE 手法による遺伝子発現解析
PBMC の CAGE 解析（理化学研究所が開発した mRNAの 5’末端から約 20 塩基をタグとして切り出す技術で、高－3－「腸内細菌叢」プロジェクト

記入例：リーダー用
速シーケンシング技術と組み合わせることによりゲノムof overweight and obese pregnant women. Gut Microbes.

ワイドな遺伝子発現プロファイルを得ることができる）が完了した。この PBMC の遺伝子発現データと血漿中のサ

2018;9(3):189-201.
Allin KH, Tremaroli V, Caesar R, Jensen BAH, Damgaard

3.

MTF, Bahl MI, et al. Aberrant intestinal microbiota in
individuals
withprediabetes.
Diabetologia.

イトカインやアディポネクチンのデータとの相関解析を行ったところ、炎症性サイトカインやアディポネクチンと有意な相関のある遺伝子を明らかにした。また、その中でインスリン抵抗性（IR）と有意な相関が見られた遺伝子は4.

2018;61(4):810-20.
Turnbaugh PJ, Ley RE, Mahowald MA, Magrini V, Mardis

特に炎症に関わる遺伝子であることが分かった。この結果
から、インスリン抵抗性の被験者は全身性の炎症状態にあ

ER, Gordon JI. An obesity-associated gut microbiome withincreased capacity for energy harvest. Nature.

ることが推察された。

2006;444(7122):1027-31.
Wang Z, Klipfell E, Bennett BJ, Koeth R, Levison BS,

5.

Dugar B, et al. Gut flora metabolism of phosphatidylcholine
promotes
cardiovasculardisease.
Nature.

３．今後の展望
統合データベースについてはこれまでにリクルートした健常者、肥満者、耐糖能異常者のサンプルから、臨床情報、簡易型食事頻度アンケート(BDHQ)、CAGE 手法を用

6.

2011;472(7341):57-63.
Nishijima S, Suda W, Oshima K, Kim SW, Hirose Y, Morita

いた PBMC の RNA-Seq データ、糞便中と血中の代謝物
データ、糞便中の腸内細菌叢とメタゲノムデータの取得

H, et al. The gut microbiome of healthy Japanese and its
microbial and functional uniqueness. DNA researchを完了しており、これらのデータを順次統合データベースに集約している。さらに、データ公開や提供に向けたイン2016;23(2):125-33.

ターフェース構築や運用方法について、現在、研究者から意見を聞き、運用にあたり必要なツールを実装するように開発を進めている。さらに、それぞれオミクス階層における単回帰分析や多重ロジスチィック解析、腸内細菌解析特有の α 多様性、β 多様性などの解析ツールを上記の統合データベースに組み込むとともに、横断的解析である相関解
析、主成分解析、クラスター解析やランダムフォレストなどの機械学習のアルゴリズムなどの解析手法を取り入れる。また、被験者の全ゲノムシークエンスの解析を進め、個別化に向けた解析システムを構築する。
横断的解析ツールを用いて解析した結果、インスリン抵
抗性やメタボリックシンドロームに関与する腸内細菌や代謝物を同定しており、インスリン抵抗性に関してはマウ
スモデルへの腸内細菌投与によりインスリン抵抗性の悪化、もしくは、インスリン感受性の改善を証明することができた。これらの結果について論文を投稿する予定である。
今後、本プロジェクトにより作成したデータベースや解析ツールを公開することにより、健常者、及び、生活習慣病発症に関する日本人特有の腸内細菌叢の変化、代謝物データ、臨床データ等を他の疾患と比較することも可能となり、他の疾患に対する新規バイオマーカーなどの探索や予防薬等の開発につながることが期待できる。

【参考文献】
1.

Kasai C, Sugimoto K, Moritani I, et al. Comparison of thegut microbiota composition between obese and non-obese
individuals in a Japanese population, as analyzed byterminal restriction fragment length polymorphism andnext-generation
2015;15:100.

2.

sequencing.

BMC

Gastroenterol.

Gomez-Arango LF, Barrett HL, Wilkinson SA, Callaway
LK, McIntyre HD, Morrison M, et al. Low dietary fiber
intake increases Collinsella abundance in the gut microbiota「腸内細菌叢」プロジェクト

－4－

研

究

報

告

記入例：研究員用

肥満者、または、耐糖能異常者に特有の腸内細菌と代謝物の探索
腸内細菌叢プロジェクト

解析ツール開発グループ
中西

１．

はじめに

裕美子

所に応じて作成する必要があると提唱されている。

近年、肥満や 2 型糖尿病（T2D）といった生活習慣病と腸内細菌との関連が動物やヒトで報告されている。肥満のヒトでは Firmicutes 門の細菌と Bacteroidetes 門の細菌の比（Firmicutes/Bacteroide[F/B]比）が高く、細菌種の多様性は

１．２ 日本における肥満や T2D を対象とした腸内細菌研究
前述のように、海外ではヒトを対象とした肥満や T2D

低いことなどが報告されている。さらに肥満や T2D の患者の腸内細菌を無菌マウスに移植すると同様の病態を生の対規模なコホート研究が行われているが、日本人における肥満や T2D の腸内細菌叢の研究例は少ない。肥満に関じることから、異常な菌の組成そのものが病態の原因の１つであることが証明されている。従って、肥満や T2D にしては 2015 年に発表された健常者 23 名と肥満者 33 名の
糞 便 中 の 腸 内 細 菌 叢 を T-RFLP （ Terminal Restriction

伴う異常な腸内細菌叢を改善することで病態の治療や予防に役立つことが期待されている。本研究では、肥満やFragment Length Polymorphism）法で比較した結果では、Bacteroidetes 門の細菌が肥満者で有意に低かったことを報T2D の発症に関連する腸内細菌やその代謝物を探索し、また、それらの機能解析を行うことで、肥満や T2D の発症告している[7]。また、T2D に関しては健常者 50 名と T2D
患者 50 名の糞便中の腸内細菌を RT(Real time)-PCR法 で 比や悪化に関与する腸内細菌のメカニズムを解明する。

肥満や T2D と腸内細菌との関わり較し た 結 果、T2D 患者で C. coccoides group 、Atopobium
cluster 、 Prevotella 属が有意に減少し、Lactobacillus 属がAtopobium
有意に増加していた。また、C. coccoides group 、

近年、世界中で増加の一途をたどっている肥満や糖尿病

cluster は T2D 患者の血中でも検出され た。T2D 患者ではが腸内細菌と密接な関わりがあると多数報告されている。
まず、2006 年に Gordon らのグループが肥満の患者や肥満

糞便中の酢酸、プロピオン酸が有意に減少していたことも報告している [8]。これらの研究では、症例数が少ないこと、また、腸内細菌叢を解析する手法として、T-RFLP 法

１．１

モ デ ル マ ウ ス に お い て 、 Firmicutes 門 が 増 加 し 、Bacteroidetes 門が減少することを報告した[1, 2]。その後、や RT-PCR 法を用いているが、これらの方法では腸内細肥満のヒトや肥満モデルマウスにおいて、Verrucomicrobia
門の Akkermansia mucinphila の割合が減少していることが菌叢の一部分を解析することしかできないことが問題であり、症例数を増やし網羅的な解析法による腸内細菌叢解明らかとなり、同菌をマウスに経口投与したところ、インスリン抵抗性や脂肪の蓄積といったメタボリックシンド

析を行い、日本人における肥満や糖尿病の発症に関わる腸内細菌を探索することが重要である。

ロームの病態を改善できたことが報告された[3]。一方、
T2D の発症には遺伝的要因と環境要因が関与すると考え

２．１

られているが、これまでの研究から遺伝学的要因の寄与は小さく、環境要因の影響の方が大きいことが示唆されてい

２．１．１

る[4]。そのため、環境要因の１つとして近年、腸内細菌の重要性が注目されており、実際に、中国やヨーロッパにお本研究では、東京大学附属病院予防医学センターと共同で、健康診断の受診者うち、空腹時血糖が 110 mg/dL もしいて T2D 患者の大規模コホート研究が行われた[5, 6]。中国人の T2D 患者の腸内細菌叢のメタゲノム解析（細菌のくはヘモグロビン A1c が 6.0％以上の受診者を耐糖能異常（Impaired glucose tolerance :IGT）群、また、BMI が 25 以

ゲノム情報すべてを読み、どのような遺伝子を持つかを解析する手法）結果から、T2D 群に特徴的な腸内細菌の遺伝上で正常血糖の受診者を肥満群とし、これらの受診者に加え、同数の非肥満で非 IGT の受診者を健常者群として本研子群を用いて T2D 発症リスクを判別することが可能であることが報告されている[5]。また、ヨーロッパでも同様の究にリクルートし、通常の検診項目に加えて便や血液を採取した。2017 年 7 月よりリクルートを開始し 311 名（健コホートが行われたが、２つコホート研究を比較するとヨーロッパ系コホートと中国人コホートでは T2D を識別す

常者 111 名、肥満者 100 名、耐糖能異常者 100 名）をリクルートした。

実験方法
ヒト試験の概要

るメタゲノムマーカーが異なっていたことから、メタゲノ
ムによる T2D 予測法は、研究の対象集団の年齢や居住場－5－「腸内細菌叢」プロジェクト

２．１．２

腸内細菌叢解析ていた。細菌の分類を属レベルで比較を行ったところ、採取した糞便から DNA 抽出し、16S rRNA 遺伝子の V1-2
領域を PCR で増幅した後、Miseq（llumina）によりシーケが分かった。

ンスを行った（図 1）。得られた遺伝子配列から 97%以上の類似性をもつ配列を Operational taxonomic unit (OTU) と２．２．２設定した。OTU の系統分類は、理化学研究所内で保有している腸内細菌のゲノム DNA 情報をリファレンスとしてCollinsella 属が肥満群と IGT 群で有意に増加していること

メタボローム解析の結果

血液、及び、糞便から水溶性代謝物の抽出し、水溶性代

種レベルまで分類した。

謝物は GCMS を用いて分析を行い、306 検体から糞便中から 124 種類、血清中から 102 種類の代謝物を同定した。ま

２．１．２

ず、代謝物に関しても全体的な傾向を調べるため、主成分分析を行った結果、血漿中代謝物は IGT 群が他の ２群とメタボローム解析

腸内細菌叢解析に用いた糞便検体から水溶性代謝物と短鎖脂肪酸を抽出し、それぞれの抽出サンプルをガスクロ
マトグラフィー質量分析計（GCMS-TQ8030、島津製作所）
を用いて、測定を行った（図 1）。水溶性代謝物の抽出と誘導体化は、糞便に水：MeOH：クロロホルムを 5：5：2の比率で加え、上層の水溶性画分を凍結乾燥した後に、Methoxyamine を 加 え オ キ シ ム 化 後 に比較しクラスターが分離しており、全体的に代謝物に変化がみられた。一方で糞便中代謝物についてはあまり 3 群が分離しておらず、全体的な傾向に違いは見られなかった。
次に、血漿中代謝物について、多群検定を行い 3 群間で有意に異なる代謝物を調べた。その結果、64化合物に有意差（ P 値が 0.05 以下）が見られた。有意差が見られた血漿中代

N-Methyl-N-trimethylsilyl-trifluoroacetamide を加えトリメチ
ルシリル化を行った。また、短鎖脂肪酸の抽出と誘導体は、謝物の種類について着目するとアミノ酸や単糖が IGT 群で多く、短鎖脂肪酸が健常者群で多いことが分かった。
糞便中代謝物についても、多群検定を行い 3 群間で有意

水：HCl：ジエチルエーテルを 2：1：4 の比率で加え、上層 の 脂 溶 性 画 分 を 採 取 し 、に異なる代謝物を調べた。その結果、34 化合物に有意差（P 値が 0.05 以下）が見られた。血漿中代謝物ではアミノ

N-tert-Butyldimethylsilyl-N-methyltrifluoroacetamide を 加 え
誘導化を行った。それぞれの誘導体化したサンプルは酸や単糖が IGT 群で多かったが、糞便中代謝物では肥満群
で特にそれらの物質が多い傾向にあり、血漿中と糞便中でBPX-5 カラムを用いて、GCMS-TQ8030 の MRM モードで測定を行った。

は異なる傾向にある事が分かった。

２．２．３
構築

LC-MS を使用したメタボローム解析のこれまで GCMS を使用したメタボローム解析を行ってきたが、一部の代謝物は GCMS での分析系では測定することが難しい。そこで、液体クロマトグラフィー質量分析
計（LCMS）を使用し計測する代謝物を増やし解析するため、新たな LCMS の分析系を構築した。
LCMS-8040（島津製作所）を用いて、カラムは Discovery
HS F5（Sigma）を使用し移動相 A 液（0.1%ギ酸）、B 液（0.1%
ギ酸/アセトニトリル）をグラジエント溶出し代謝物の分離を行い、MRM モードで測定を行う系を構築した。このシステムを使用し、アミノ酸系代謝物を 14 物質、ビタミ

図 1. 分析の概要

ン 6 物質、また、腸内細菌が介在し動脈硬化を誘発する報告がある代謝物 4 物質を新たに計測することが可能となった。
以上より、現在までに GCMS のシステムで 310 物質、

２．２ 結果２．２．１ 腸内細菌叢解析の結果
腸内細菌叢の全体的な変化を比較するため、データのグ
ループ間の距離の指標である Weighted unifrac distance を計算しプロットを行 ったところ、3 群は分かれることはな
かったため、全体的な細菌叢において変化は見られなかった。また、腸内細菌叢の多様性の低下が疾患に関連するな
どの報告があるが、多様性についても 3 群では変化がなかった。次に、細菌の系統的な種類ごとに比較を行った
ところ、肥満群では Bacteroidetes 門の細菌が有意に減少していた。これは過去の研究の結果とも一致していた。
また、肥満群では Actinobacteria 門の細菌も有意に増加し「腸内細菌叢」プロジェクト

LCMS のシステムで 22 物質を計測することが可能となっ
た。

２．２．４
関連性

動脈硬化関連代謝物と HOMA-IR とのLCMS で計測した動脈硬化を誘発する代謝物について、
健常者群、肥満群、IGT 群で比較した結果、血漿中の代謝物 A が健常者群と比較し IGT 群で有意に増加していた（P=0.0008, Kruskal-Wallis test followed by Dann’s multiple
comparison test）。その他の関連代謝物は IGT 群で高い傾向にあるものの有意差はなかった。次に、HOMA-IR（イン－6－スリン抵抗性指数：早朝空腹時の血中インスリン値と空腹【参考文献】

時血糖値から算出され、インスリン抵抗性の簡便な指標として臨床上よく使用される）を用いて、HOMA-IR と動脈1. R. E. Ley, P. J. Turnbaugh, S. Klein, J. I. Gordon, Human gut
microbes associated with obesity. Nature 444, 1022-1023(2006).
2. P. J. Turnbaugh et al., An obesity-associated gut microbiomewith increased capacity for energy harvest. Nature 444,
1027-1031 (2006).
3. H. Plovier et al., A purified membrane protein from
Akkermansia muciniphila or the pasteurized bacterium
improves metabolism in obese and diabetic mice. Nature
medicine 23, 107-113 (2017).
4. C. Fuchsberger et al., The genetic architecture of type 2
diabetes. Nature 536, 41 (2016).
5. J. Qin et al., A metagenome-wide association study of gut
microbiota in type 2 diabetes. Nature 490, 55-60 (2012).
6. H. K. Pedersen et al., Human gut microbes impact hostserum metabolome and insulin sensitivity. Nature 535, 376-381(2016).
7. C. Kasai et al., Comparison of the gut microbiota
composition between obese and non-obese individuals in a
Japanese population, as analyzed by terminal restriction
fragment length polymorphism and next-generation sequencing.
BMC Gastroenterol 15, 100 (2015).
8. J. Sato et al., Gut dysbiosis and detection of "live gut
bacteria" in blood of Japanese patients with type 2 diabetes.
Diabetes care 37, 2343-2350 (2014).
9. R. Liu et al., Gut microbiome and serum metabolome
alterations in obesity and after weight-loss intervention. Nat
Med 23, 859-868 (2017)

硬化関連物質の相関解析を行った。その結果、血漿中と糞便中の代謝物 A、糞便中代謝物 B が HOMA-IR と有意な相関を示す事がわかった（図２）。

図 2. 血漿中と糞便中の代謝物 A、糞便中代謝物 B とHOMA-IR との相関プロット（代謝物 A、及び、B は動脈硬化に関連する報告がある代謝物）

３．

考察及び今後の展望

糞便中の腸内細菌叢解析の結果から、門レベルでは肥満者で Bacteroidetes が減少し、Actinobacteria が増加していた。
属レベルでは Collinsella 属が肥満者と IGT で有意に増加していた。肥満者で Bacteroidetes 門の細菌が減少することは過去の報告と一致していた。Actinobacteria や Collinsella 属の変化についてはあまり報告がないため、日本人特有の腸内細菌叢の変化を示していると考えられる。
血漿メタボロームの結果からは、IGT 群ではアミノ酸の増加や糖類の増加が見られ、血中アミノ酸の増加は 2 型糖尿病のヒトで増加しているという過去の報告[9]と一致していた。また、肥満者と IGT の血漿で短鎖脂肪酸が減少していた。短鎖脂肪酸はインスリン感受性や代謝機能を上げる報告があるため、そのような有用な代謝産物が減少していることが、肥満や糖尿病の発症や悪化に関与している可能性がある。糞便メタボローム解析の結果からは、血漿の結果と比較し、グループ間に違いはあまりみられず、血漿中とは異なる代謝物の変動をしていた。腸内の低分子代謝物の多くは吸収され血中に入り、肝臓等で代謝を受けるた
め、糞便中で変化していた代謝物が血中においても同じ変動がみられなかったことが考えられた。
動脈硬化関連代謝物の分析からは、インスリン抵抗性の指標である HOMA-IR と代謝物 A、及び、B が有意な相関を示すことが分かった。これらの結果から、インスリン抵抗性の高い被験者では代謝物 A または B などの動脈硬化を誘発する代謝物が増加し、動脈硬化のリスクが高いことが示唆された。これは糖尿病患者において動脈硬化性疾患が増加する一つの機序を示唆している可能性が考えられた。今後はメタゲノム解析の結果を統合し、代謝物産生に関わる腸内細菌群を特定する。また、簡易型自記式食事歴法質問票(BDHQ)を用いた食事調査の結果と比較し、食事と動脈硬化関連代謝物の比較も行っていく予定である。

－7－「腸内細菌叢」プロジェクト

プロジェクト参加者

【解析ツール開発グループ】
大野 博司

プロジェクトリーダー

理化学研究所 生命医科学研究センター 粘膜システム研究チーム チームリーダー
平成 29 年 4 月 1 日着任、統括窪田 哲也

サブリーダー

理化学研究所

生命医科学研究センター

粘膜システム研究チーム

上級研究員

平成 29 年 4 月１日着任、臨床データの取得

金 錫元 常勤研究員
平成 29 年 4 月 1 日着任、平成 30 年 8 月 31 日離任、統合データベース構築

中西 裕美子 常勤研究員
平成 30 年 11 月 1 日着任、代謝物データの取得、解析

望月 芳樹

非常勤研究員

理化学研究所

生命医科学研究センター 統合ゲノミクス研究チーム

技師

平成 30 年 9 月１日着任、統合データベース構築－9－「腸内細菌叢」プロジェクト

業

績記入例：業績業績Ohno H. Gut microbes act in concert to exacerbate
inflammation in spinal cords. Nature. 585(7823): 102-106,【原著論文】
1.

Kubota T, Inoue M, Kubota N, Takamoto I, Mineyama T,
Iwayama K, Tokuyama K, Moroi M, Ueki K, Yamauchi T,
Kadowaki T. Downregulation of macrophage Irs2 byhyperinsulinemia impairs IL-4-indeuced M2a-subtype
macrophage activation in obesity. Nat Commun. 9:4863,(2020)
9.

(2018)
2.

Interaction for Border Defense.
8(9):E1342, (2020)

Wakabayashi T, Yamaguchi K, Matsui K, Sano T, Kubota
T, Hashimoto T, Mano A, Yamada K, Matsuo Y, Kubota N,

10.

Kadowaki T, Iwatsubo T. Differential effects of diet- andgenetically-induced brain insulin resistance on amyloid
pathology in a mouse model of Alzheimer's disease. Mol
Neurodegener. 14:15. (2019)
3.

11.

5.

12.

13.

Satoh-Takayama

N,

Ohno

H.

Unravelingthe

Akama Y, Park EJ, Satoh-Takayama N, Gaowa A, Ito A,
Kawamoto E, Darkwah S, Appiah MG, Myint PK, Ohno
H, Imai H, Shimaoka M. Sepsis Induces Deregulation of

Satoh-Takayama N, Kato T, Motomura Y, Kageyam T,

IL-13 Production and PD-1 Expression in Lung Group 2
Innate Lymphoid Cells. Shock. 2020 Aug 20. doi:
10.1097/SHK.0000000000001647. Online ahead of print.

Induced Group 2 Innate Lymphoid Cells in the Stomach
Provide Immune Protection through Induction of IgA.

【総説】

Immunity 52(4):635-649. (2020)

1.

Shimokawa C, Kato T, Takeuchi T, Ohshima N, Furuki T,
Ohtsu Y, Suzue K, Imai T, Obi S, Olia A, Izumi T, Sakurai

窪田哲也、肥満に伴う高インスリン血症がマクロフ
ァージの適応障害を誘導しインスリン抵抗性を惹起する、適応医学、20(2) 2-7、2017

2.

diabetes. Nat Commun. 11(1):1922. (2020)

窪田哲也、窪田直人、門脇 孝、インスリン抵抗性インスリン作用「失調」仮説- 医と食 Vol. 10 No.3:
146-149, 2018

Zhu Y, Cui G, Miyauchi E, Nakanishi Y, Mukohira H,
Shimba A, Abe S, Tani-Ichi S, Hara T, Nakase H, Chiba T,
Sehara-Fujisawa A, Seno H, Ohno H, Ikuta K. Intestinal
epithelial cell-derived IL-15 determines local maintenance3.

大野博司、腸内細菌と宿主の生理･病理、生物試料分
析 41：125-134, 20184.

大野博司、腸内フローラの健康と病気への関わり、亜鉛栄養治療誌 Vol.8 No. 2: 50-57, 2018

and maturation of intra-epithelial lymphocytes in theintestine.Int Immunol. 32(5):307-319 (2020)
8.

Ohno H. The impact of metabolites derived from the gut

Nakae S, Saito H, Koyasu S. Innate Lymphoid Cells in the
Induction of Obesity. Cell Rep. 28:202-217. (2019)

M, Arakawa H, Ohno H, Hisaeda H. CD8+ regulatory T
cells are critical in prevention of autoimmune-mediated7.

cells.

Heterogeneity and Specialization of ILCs. Immunity.
53(4):699-701 (2020)

Taguchi-Atarashi N, Kinoshita-Daitoku K, Duroda E, Di
Santo JP, Mimuro H, Moro K, Ohno H. Bacteria-

6.

Ohno H, Satoh-Takayama N. Stomach microbiota,

microbiota on immune regulation and diseases. Int
Immunol. 32(10):629-636 (2020)

Responses in Peyer's Patches and Antigen-Specific IgAProduction. Front Immunol. 10:2432. (2019)
Sasaki T, Moro K, Kubota T, Kubota N, Kato T, Ohno H,

Microorganisms.

Helicobacter pylori, and group 2 innate lymphoid
Exp Mol Med. doi: 52(9):1377-1382 (2020).

Hara S, Sasaki T, Satoh-Takayama N, Kanaya T, Kato T,
Takikawa Y, Takahashi M, Tachibana N, Kim KS, Surh CD,
Ohno H. Dietary Antigens Induce Germinal Center4.

Beck K, Ohno H, Satoh-Takayama N. Innate Lymphoid
Cells: Important Regulators of Host-Bacteria

5.

大野博司、宮本博邦、腸内細菌叢と宿主の生理・病理、
日本動物用医薬品協会会報 Vol.62 No. 6: 1-20, 2018

－ 11 －「腸内細菌叢」プロジェクト

Miyauchi E, Kim S-W, Suda W, Kawasumi M, Onawa S,
Taguchi-Atarashi N, Morita M, Taylor TD, Hattori M,

6.

宮本浩邦、児玉浩明、大野博司、畜産･家禽類の生産性を制御する環境微生物-好熱菌･耐熱金を中心として-、畜産技術 762:18-22, 20183.

大野博司、腸内細菌叢と疾患･生体防御、第 39 回日本臨床栄養学会総会・第 38 回日本臨床栄養協会総会
第 15 回大連合大会ワークショップ

7.

球と疾患誘導、実験医学増刊 Vol.37、No. 2、2019
8.

4.

10.

大野博司、腸マイクロバイオームと疾患･生体防御･免疫、第 49 回日本小児感染症学会学術集会特別講演
2017.10

中西裕美子、大野博司、老化と腸内細菌、実験医学増刊 Vol.37 No. 2 20195.

9.

2017.10

佐藤尚子、大野博司、共生細菌が制御する自然リンパ中西裕美子、大野博司、腸内細菌叢が宿主の生理機能

大野博司、腸内細菌が健康と病気に及ぼす影響、｢長野ブランド郷土色｣平成 29 年度第 2 回公開シンポジ

へ及ぼす影響、感染症 Vol.49 No.4 2019

ウム、2018.1、長野

中西裕美子、大野博司、腸内細菌と健康長寿、老年医
学 Vol.57 No.8 20196.

窪田哲也、肥満における M2a-subtype マクロファージ
活性化障害の分子機構、第 12 回 Diabetes Leading-edge
Conference、2018.8、千葉

11.

窪田哲也、窪田直人、門脇孝、TLR4 は飽和脂肪酸に対する受容体ではないが、マクロファージの代謝を
リプログラミングすることによって脂質誘導性の炎

7.

症を惹起させる、Cardio-Renal Diabetes Vol.7 40-44,
2019

West、2018.9、Kyoto
8.

12.

窪田哲也、窪田直人、門脇孝、肥満に伴う高インスリン血症によるマクロファージの Irs2 低下は IL-4 誘導性の M2a-subtype マクロファージの活性化を障害す

9.

14.

大野博司、宿主-腸内細菌相互作用、第 25 回日本門脈圧亢進症学会 特別講演、2018.9、大阪
Ohno H. Obesity, Impaired Glucose Tolerance and gut
microbiota. 5th International. Probiotics and Prebiotics
Symposium、2018.12, Surabaya, Indonesia

る、DIABETES UPDATE 8(2) 2-3、201913.

Ohno H. Impact of smoking on the gut microbiota in IBD
patients FALK Sympoium “IBD and Liver: East Meets

竹内直志、中西裕美子、腸内細菌叢と肥満・2 型糖尿病、ヒトマイクロバイオーム Vol.2 202010.

and diseases. 第 47 回 日 本 免 疫 学 会 学 術 集 会
Overview Talk、2018.12、福岡

宮内栄治、大野博司、多発性硬化症における腸内細菌と免疫系の役割、メディカル・サイエンス・ダイジェ
スト 2020

大野博司、Host-microbiota interaction in the host health11.

大野博司、ヒトマイクロバイオームと疾患発症の関連、第 5 回日本食看護研究会、2019.3、東京

15.

16.

對田

尚、大野博司、炎症性腸疾患と抗体医薬、臨床

免疫・アレルギー科、Vol.74 No.1 2020

12.

Ohno H. The impact of metabolites derived from the gut
microbiota on immune regulation and diseases. Int

13.

窪田哲也、肥満に伴う M2a-subtype マクロファージ活性化障害の分子機構、第 62 回日本糖尿病学会、2019.
5、仙台

Immunol. 32(10):629-636, 202017.

窪田哲也、The novel mechanisms of adiponectin secretion.
DESIRE Conference 2019、2019.2、東京

宮内栄治、大野博司、二種類の腸内細菌が相乗的に中枢神経系炎症を促進する、実験医学 Vol.39 No.3，202114.

大野博司、宿主-腸内細菌叢相互作用：腸内細菌叢の解析手法と医療･産業への応用の可能性、情報機構セミナー、2019.9、東京

15.

【招待講演】
1.

2.

Ohno H. Impact of small intestinal bacteria on the

大野博司、腸内細菌叢と免疫について、日本動物用医薬品協会 第 49 回学術講習会 2017.9

pathogenesisofexperimental
autoimmune
encephalomyelitis, an animal model of multiple sclerosis.

大野博司、腸内細菌叢と疾患･生体防御、第 45 回日

3th International Scientific Conference on Probiotics,
Prebiotics, Gut Microbiota and Health IPC2019, 2019.6、

本臨床免疫学会総会（合同シンポジウム１） 2017.9

Prague, Czech Republic「腸内細菌叢」プロジェクト－ 12 －

microbiota and autoimmune diseases. 第 48 回日本免疫16.

Ohno H. Impact of small intestinal bacteria on thepathogenesisofexperimental
autoimmune
encephalomyelitis, an animal model of multiple sclerosis.
Korean Society for Biochemistry and Molecular Biology

学会学術集会28.

International Conference, 2019.6、済州、大韓民国
17.

18.

20.

29.

2019.7、

窪田哲也、窪田直人、門脇孝

肥満における M2 マク

ロファージ活性化障害機構
2021. 03 富山

第 41 回日本肥満学会

大野博司、腸内細菌叢と疾患の発症･病態との関わり、第 84 回日本インターフェロン・サイトカイン
学会学術集会 2019.8、神戸

19.

Ohno H. Shimokawa C., Miyauchi E., Hisaeda H., Gut
microbiota and and host diseases, especially autoimmune
diseases. The 8th Global Network Forum on Infection and
Immunity 2020.1, Chiba, Japan

大野博司、腸内細菌叢と自己免疫疾患：多発性硬化症と 1 型糖尿病、動物共生科学の創生による、ヒト
健康社会の実現に関する国際シンポジウム
相模原

2019.12、浜松【受賞講演】
1.

窪田哲也、病態発症における臓器内・臓器間のインスリン作用失調メカニズムの解明-IRS-1/IRS-2 を中心とした解析- 第 22 回日本臨床分子医学会 学会

大野博司、宿主-腸内細菌叢相互作用：腸内細菌叢の2019, 4、名古屋

解析手法と医療･産業への応用の可能性、情報機構
セミナー 2019.9、東京賞

Ohno H. Gut microbiota and autoimmune diseases. 17th

【口頭発表】

International Congress of Immunology 2019.10、北京、
中華人民共和国

1.

窪田哲也、肥満におけるマクロファージ Irs2 の役割の解明、第 32 回日本糖尿病・肥満動物学会年次学術集会 2017.2

21.

大野博司、宿主-腸内細菌叢相互作用、第 37 回日本
ヒト細胞学会学術集会

22.

2019.10、東京

2.

M2a-subtype マクロファージにおける Irs2 の役割の解明、第 91 回日本内分泌学会学術総会、2018.4、宮崎

大野博司、知っていますか？腸内環境と免疫系・生体防御や病気との関わり、千葉県獣医師会市民公開講座

2019.10、千葉
3.

23.

24.

窪田哲也、窪田直人、井上真理子、林高則、相原允一、
高本偉碩、山内敏正、植木浩二郎、門脇孝、肥満の

窪田哲也、窪田直人、井上真理子、林高則、相原允一、

大野博司、腸内細菌叢研究と疾患、特に腸疾患に関し て 、 第 74 回 日 本 大 腸 肛 門 病 学 会 学 術 集 会

高本偉碵、山内敏正、植木浩二郎、門脇孝、マクロファージにおける Irs2 は IL-4 による M2a-subtype 活性

2019.10、東京化を減弱し、インスリン抵抗性を惹起する、第 61 回
日本糖尿病学会年次学術集会、2018.5、東京

Ohno H. Gut microbiota and autoimmune diseases.
Block Symposium : Mucosal Immunology and4.

Nakanishi Y. and Ohno H. Aging-related alterations in theintestinal environment leads to gut dysbiosis. International
Conference on Ageing, 7 – 8 March 2019, Penang,

Microbiota KAI International Meeting 2019 2019.10、Seoul、大韓民国

Malaysia25.

大野博司、柴田亮平、中西裕美子、加藤完、池田和貴、須田亙、Weng Sheng Kong、山出史也、中野泰至、
服部正平、菅野雅元、有田誠、下条直樹、腸内細菌

5.

叢と小児アトピー性皮膚炎：出生コホートによる解析、第 56 回日本小児アレルギー学会 2019.11、千窪田哲也、窪田直人、井上真理子、林高則、相原允
一、山内敏正、門脇 孝、マクロファージ Irs2 を介した慢性炎症とインスリン抵抗性発症メカニズム、第92 回日本内分泌学会学術総会、2019. 5 仙台

葉
6.
26.

27.

窪田哲也、窪田直人、林高則、相原允一、山内敏正、

大野博司、腸内細菌と 2 型糖尿病、第 44 回日本比較内分泌学会及びシンポジウム、2019.11、さいたま

門脇孝、血管内皮細胞の IRS-2 は動脈硬化抑制に働く、第 62 回日本糖尿病学会年次学術集会、2019. 5、市

仙台

Ohno H. Shimokawa C., Miyauchi E., Hisaeda H., Gut

7.

竹内直志、宮内栄治、島本周、松山彰収、大野博司－ 13 －「腸内細菌叢」プロジェクト

腸内細菌代謝物酢酸は IgA の反応性を変化させ細菌福岡叢を制御する、第 56 回日本消化器免疫学会総会
2019.8、京都【受賞】
8.

Satoh-Takayama N., Ohno H. Identification of stomach
ILC2-inducible commensal bacteria belonging to S24-7
family of order Bacteroidales. 第 48 回日本免疫学会学術集会

2019.12、浜松

1.

大野博司、文部科学大臣表彰 科学技術賞（研究部門）
2018.4、東京

2.

大野博司、第 61 回野口英世記念医学賞 2019.11、福島

9.

Taida T., Miyauchi E., Nakanishi Y., Ohno H.
Cigarette smoking facilitates intestinal colonization oforal bacteria in patients with inflammatory bowel disease.
第 48 回日本免疫学会学術集会 2019.12、浜松

10.

3.

窪田哲也、第 33 回日本肥満・糖尿病動物学会 研究賞 2019.3, 福岡

4.

窪田哲也

第 32 回日本臨床分子医学会

学会賞

2019. 4, 愛知

Takeuchi T., Nakanishi Y., Mizuno Y., Yamamichi N.,
Suda W., Hattori M., Kubota N., Kubota T., Ohno H. Gut
Microbial Fermentation of Polysaccharides Impacts
Insulin Resistance in Humans. American Diabetes
Association 80th Scientific Meeting. 2020, 6, Online
meeting11.

【記者発表・取材】
1. 記者発表「腸内細菌が中枢神経系炎症を促進する仕組
みを解明－多発性硬化症の予防・治療に新たな可能性－」
2020.8.27

對田尚、宮内栄治、内山幹、小井戸薫雄、荒川廣志、
大草敏史、大野博司、喫煙は炎症性腸疾患患者において口腔内細菌の腸管定着を促進し免疫応答を誘導す
る、第 6 回 Gut Microbiota 研究会 2020, 9、京都

12.

Nakanishi Y., Ohno H. Omics analysis revealed agingrelated alterations in the intestinal
MBSJ2020. 2020, 11, Online meeting

environment.

【ポスター発表】1.

中西裕美子、竹内直志、水野由子、山道信毅、須田亙、服部正平、窪田直人、窪田哲也、大野博司 2 型
糖尿病や肥満の発症に関わる腸内細菌と代謝物の探索 第 62 回日本糖尿病学会 2019 5, 仙台

2.

Ito T., Nakanishi Y., Kato T., Jinnohara T., Yamaide F.,
Shimojo N., Ohno H. Exploring asthma onset factors in
the intestinal environment with a human children birthcohort. 第 48 回日本免疫学会学術集会 2019.12、浜松

3.

Takeuchi T., Kameyama K., Miyauchi E., Nakanishi Y.,
Kanaya Takashi, Ohno H. Lipid-reactive bacteria
exacerbates metabolic disorders via impairment of the gut
integrity. 第 48 回日本免疫学会学術集会 2019.12、浜松

4.

Miyauchi E., Taniguchi T., Olia A., Nagayasu E., Osbert
K., Suzue K., Imai T., Shimokawa C., Onishi R., OdongoAginya E.I., Palacpac N., Maruyama H., Kimura E., Mita
T., Horii T., Hisaeda H., Ohno H. Altered gut microbiota
composition in patients with Plasmodium falciparum
malaria. 第 42 回 日本分子生物学会年会 2019.12,「腸内細菌叢」プロジェクト－ 14 －

「腸内細菌叢」プロジェクト
腸内環境制御グループ

記入例：リーダー用「腸内細菌叢」プロジェクト

腸内環境制御グループ
グループリーダー福田真嗣【基本構想】
本プロジェクトの目的は、様々な疾患との関連が示唆されている腸内細菌叢を含む腸内環境を適切に制御することにより、腸内環境のバランスの悪化が起因となる疾患の予防や治療につながる腸内環境制御システムの基盤構築である。ヒトの腸管内にはおよそ種類、 兆個にも及ぶとされる腸内細菌が生息している。正常なバランスを保っている腸内細菌叢は外部から侵入する外来細菌の定着を防ぎ、宿主免疫系を活性化する。一方で、腸内細菌叢のバランスの乱れは大腸炎や大腸がんといった腸管関連疾患のみならず、代謝疾患やアレルギー疾患などの発症にも関与することが報告されている。遺伝子解析技術の進歩
により、腸管内に生息する細菌叢の構成や種類については多くの情報が得られているが、生息する個々の腸内細菌が果たす役割、もしくはその培養方法については研究途上である。また、腸内細菌叢由来の代謝物質が宿主の健康維持や疾患に深く関与していることが示唆されてきたが、それらがどのような腸内細菌により産生されているかなど不明な点が多い。腸内細菌叢をはじめとする腸内環境を適切に制御するためには、個々の腸内細菌の特性を理解し、腸内細菌叢由来代謝物質や菌体自身が宿主へ与える影響を知ることが重要となる。腸内細菌が主に生息する大腸は嫌気環境であり、腸内細菌叢を構成する細菌のほとんど
は偏性嫌気性細菌に区分されている。これら腸内細菌を培養するために、グローブボックスなどの嫌気環境を構築する装置や、これらを用いた嫌気培養による腸内細菌の単離培養法が構築され、腸内細菌の単離培養に使用する培地もいくつか市販されている。しかしながら、現段階の技術では培養できない難培養性
腸内細菌も報告されるなど、腸内細菌の培養技術については改善の余地が数多く残されている。本プロ
ジェクトの鍵となる腸内環境制御基盤技術の構築を行うためには、難培養性腸内細菌を含む腸内細菌を安定的に単離・培養する方法を構築し、標的とする腸内細菌の特性を理解し、自在に操るためのツール開発が必要となる。そこで、本研究では、（１）難培養性腸内細菌の新規培養方法の確立、（ ）難培養性腸内細菌単独定着マウスを用いた表現型解析、（ ）標的となる腸内細菌を選択的に取得するためのツールの開発、の つの研究課題に取り組んだ。これらの課題に取り組むことで、腸内環境を適切に制御するための基盤技術を確立し、将来的には腸内環境の乱れが素因となるような疾患の新たな予防法や治療法開発への貢献が期待できる。

１．研究目的
プロジェクト期間中において以下の各項目を重点項目として定めた。
項目

腸内細菌基準株の安定的培養技術の確立

腸内細菌叢を構成する個々の腸内細菌を得るには主に二つの方法がある。一つ目は、ヒトやマウスの便に含まれる複数の腸内細菌を寒天培地プレート上で培養し、コロニーを形成させ、単離する方法である。二つ目は微生物バン

図１ 理研

クに登録されている腸内細菌基準株を入手し、培養する方法である。日本国内において腸内細菌を含む微生物基準株

微生物株の提供のみならず、寄託・譲渡も依頼することができる。

微生物材料開発室のホームページ

は理化学研究所バイオリソースセンター（以下、理研と記載する）内の微生物材料開発室に保管・登録されてお、図、り、入手することができる 図。プロジェクト計画段階より蓄積してきたヒトおよびマウスの腸内細菌叢の解析データから、健康や疾患に関与することが想定される細菌種より購入した。入手した腸内細菌基準の基準株を理研
株は、事項以降に示す研究にて使用するため、嫌気チャン

図２ 微生物検索結果の一例
各菌種の基準株の基本情報を得ることができる。

バー内にて安定的かつ容易に培養する方法を模索した。

－ 15 －「腸内細菌叢」プロジェクト

記入例：リーダー用
項目
ヒト由来腸内細菌の単離・培養技術の確立
ヒトやマウスの腸内細菌叢において主要な割合を占め

標的腸内細菌を単離するためのツール開発
項目
腸内細菌叢を構成する腸内細菌の中には、ビフィズス菌

る菌は基準株として単離されているものが多い。一方で、腸内細菌叢の中でその割合が低く、数が少ない菌の単離・や乳酸菌などに代表される、宿主の健康維持や免疫系の亢進に作用する有用菌が存在する。その一方、病原性大腸菌

培養は困難であり、単離・培養するための培地の工夫や既存の方法とは異なる新たな培養法の開発が必要不可欠でなどの腸管関連疾患や代謝疾患・自己免疫疾患に関与する
腸内細菌なども存在する。多種多様な腸内細菌により構成ある。多くの腸内細菌は偏性嫌気性細菌に分類され、単離・培養中に少量の酸素が混入するだけで死滅することもあ

される腸内細菌叢から特定の腸内細菌を単離するには、先に述べたように便試料懸濁液を直接培地プレート上に播る。このような特徴を持つ腸内細菌を単離・培養するには、培養環境中の酸素を可能な限り除去することが必要であ

種し、コロニーを形成させ単離する方法がある。選択培地や培地に特定の物質を添加することによりある程度の選る。
加えて、われわれの体内には食物に由来する多くの栄養択をすることは可能であるものの、標的となる細菌のみを単離する効率は高くない。そこで、標的腸内細菌を効率よ

素や未消化物が存在しており、腸内細菌はそれらを栄養源として増殖している。そのため細菌の増殖に必要な栄養等

く単離するためのツールの開発を実施した。

を添加した新たな培地を作製することも重要な課題となっている。これらのことを踏まえ、新たな培地作製や新規２．研究成果培養装置を使用した難培養性腸内細菌の培養方法の検討を実施した。開発した培地や培養法の検証をするために、得ることができた。実験方法、結果の詳細は「研究報告」の項目に記載するため、本項では要点のみを示す。

プロジェクト期間中、以下に挙げる具体的な研究成果を

健常人の便試料から腸内細菌の単離・培養を試みた。
腸内細菌基準株の安定的培養方法の確立
プロジェクト計画段階およびプロジェクト中に蓄積したヒトおよびマウスの腸内細菌叢の解析データから独自から入手可能なに腸内細菌株のリストを作成し、理研
腸内細菌基準株を取得した。はじめに嫌気性細菌の一般的
ブイヨン培地（以下な培養に広く用いられている培地）を用いて寒天培地および液体培地を作製し、腸内細菌基準株の培養を実施した。大半の腸内細菌基準株は培地を用いて安定培養することができた。一部の腸内細菌培地のみでは培養できなかったが、培地
基準株はに特定の基質を添加することで安定培養することができ図

ヒト由来便試料からの腸内細菌の単離・培養の流れ腸内細菌が生体に及ぼす影響の検討
項目
単離・培養方法が確立された腸内細菌の生体に与える影響を評価するためには、以下に示す二つの動物実験が必要不可欠となる単独腸内細菌定着マウスを構築し、腸管
内代謝物質の網羅的解析や、腸管上皮細胞および免疫細胞組成の検討、（ ）安定培養した腸内細菌の経口投与によるた。一方で、培地をベースにした培養方法では安定的に培養できなかった腸内細菌基準株もあった。そこで、より多種多様な栄養素が豊富に含まれている培地をベースとして、いくつかの栄養素を独自に添加した改良型培地を使用することで、培地では安定的に培養することができなかった腸内細菌を安定的に培養することに成功。しかしながら、 種類の腸内細菌基準株に関した（表 ）
しては、これまで検討してきた培養方法で培養することができなかった。

疾患モデルマウスを用いた評価。本プロジェクトの拠点である川崎生命科学・環境センター（）には実験動物の維持、繁殖、実験を実施するための研究設備が備わっていない。そこで隣接する公益財団法人 実験動物中央研究所とする）と連携し、単独腸内細菌定着マウス（以下の解析や腸内細菌投与実験を実施した。プロジェクト 年目以降は安定培養方法を確立した腸内細菌数もプロジェ
クトの進捗とともに増加しており、単独腸内細菌定着マウスを構築するためのスペースの確保が課題となった。そこで、一つでも多くの腸内細菌の機能を明らかにするため、
大型実験動物施設を有する筑波大学との共同研究を締結
し、同施設においても単独腸内細菌定着マウスに関連する研究を進めた。

「腸内細菌叢」プロジェクト

基準株

培養

要培養条件

入手数

成功数

検討

グラム陽性菌48

46

2

グラム陰性菌1713

4

表１ プロジェクト終了時の腸内細菌基準株の培養状況
ヒト由来腸内細菌の単離・培養技術の確立
はじめに嫌気培養に向け、嫌気チャンバーおよび嫌気性培地の作製のための脱酸素ユニット装置のセットアップを行った。次に、脱酸素ユニットを用いて炭酸ガスを添加しながら嫌気性培地を作製し（図 ）、嫌気チャンバー内において厳密な嫌気環境下でしか生育できない腸内細菌基－ 16 －

記入例：リーダー用
準株の培養を行った。その結果、培養時間以降に腸内細菌基準株の増殖が目視でも確認され、嫌気環境が正常にの成分が膜を通して反対側に供給される仕組みとなっている 図 。
始めに本培養装置の有用性を検証するために、構築することができた。

左側に培地と難培養性腸内細菌基準株を添加し、右側に腸内細菌叢を含む培地を加え、嫌気チャンバー内にて培養を試みた。その結果、本透析培養器を用いることで難培養性
腸内細菌基準株を培養することに成功した。また、本透析培養器を用い、ヒト由来腸内細菌叢を培養することにより、単独培地を用いた培養方法では増やすことが出来ない、もしくは単独培養よりも効率よく増える菌を複数見出すことができた（図 ）。

図脱酸素ユニットの外観および作製した嫌気培地。指示薬が添加されており、酸素がない状態では培地は黄色を呈しているが、酸素の混入があると赤色を呈する
これまで構築してきた嫌気培養方法を用いて、ヒト便試料からの腸内細菌の単離・培養を試みた。便試料に含まれる食物由来未消化物をフィルターにより除去し、残った腸内細菌叢懸濁液を様々な非選択培地 選択培地に播種し、嫌気チャンバー内にてコロニーを形成させた。プレート上に形成されたコロニー群から単コロニーを釣菌し、液体培を地内にて培養を継続した。増幅が確認されたものは抽出し、その配列をシークエンス解析することで、菌種の同定を行った。プロジェクト期間中に本手法により 種類
種類グラム陰性菌をヒトのグラム陽性腸内細菌および便試料より単離した（図図および表 ）。

嫌気チャンバーと二槽式透析培養器を用いた腸内細図
菌の培養

ヒト由来便試料から単離したグラム陽性菌およびグラム陰性菌のグラム染色像

単離数

表

グラム陽性菌

グラム陰性菌3 種 (7 菌株)

9 種 (15 菌株)

プロジェクト終了時までに単離したグラム陽性菌とグラム陰性菌の数
難培養性腸内細菌の培養が難しい理由として考えられる一つの要因は、腸内細菌同士の共生関係が双方もしくは片方の生存に必須となる場合が想定される。腸内細菌叢を構成する個々の腸内細菌同士は生存競争を繰り広げる一方で、互いに助け合い共生する細菌も存在していると考えられている。すなわち、ある腸内細菌が産生する代謝物質
が他の腸内細菌の増殖に重要である可能性がある。このような状況を擬似的に再現するために、二槽式透析培養器を用いた腸内細菌の培養を試みた。本培養装置器は細菌を通さずに特定の成分のみを通す特殊な膜を中央部に配置しており、腸内細菌叢を含む培地で産生された代謝物質など

図

ヒト腸内細菌叢を二槽式透析培養法により培養した際に特徴的に増えてくる腸内細菌の割合を単独培地による培養と比較した結果
腸内細菌が生体に及ぼす影響の評価
安定培養に成功した腸内細菌基準株の中から選抜した
腸内細菌をマウスに投与し、免疫系に与える影響を評価した。その結果、グラム陰性常在腸内細菌の一つを投与するとマウスの生存には影響しないものの、脾臓が肥大し、炎症に対する免疫応答が強く惹起されることを見出した。常在腸内細菌の免疫感作によりこのような強い炎症反応が誘導される報告はほとんどなく、本所見は新しい知見であると考えられる。さらに炎症の応答を惹起する成分の特定を検討した。その結果、グラム陰性常在腸内細菌細胞膜画－ 17 －「腸内細菌叢」プロジェクト

記入例：リーダー用分を投与すると、投与後時間で脾臓の重量の増加、免疫中の一つは、標的となるグラム陽性細菌特異的な結合があ細胞の増加が認められた。
一方で、骨髄の細胞を検討したと
ころ造血幹細胞や骨髄系前駆細胞の減少が見られた。これりながら、同種異株の腸内細菌には結合を示さなかった。
また、標的細菌を含む複数の腸内細菌基準株を混合したらの結果から、グラム陰性常在腸内細菌の細胞膜成分が炎症の引き金となり、造血幹細胞および多能性前駆細胞が脾

腸内細菌混合溶液から本抗体を用いることで効率よく標的細菌を単離・濃縮する手法の構築に成功した 図 。

臓に移行し、免疫細胞を増加する可能性が示唆された。また、グラム陰性常在腸内細菌の定着が粘膜免疫系に及ぼす影響を評価するため、無菌マウスおよび単独グラム陰性常在腸内細菌定着マウス（ノトバイオートマウス）における脾臓での免疫細胞の検討を行なった。その結果、脾臓の重量や免疫細胞数に大きな変化は生じておらず、菌の定着のみでは脾臓における炎症を惹起しないことが明らかにな。
った（図 ）

図
前後におけるそれぞれの試料のフローサイトメトリーの結果（左図）、細菌 検出用プライマーおよび細菌用いた定量の結果（右図）

検出用プライマーを．研究体制
本プロジェクトでは、研究を円滑に進めるために様々な研究機関との共同研究を実施した（図 ）。共同研究先との綿密な連携はプロジェクトを推進していく上で重要な項はプロジェクト拠点である
と隣接し
目となる。
ているため、研究ディスカッションを頻繁に実施した。一方で、慶應義塾大学の両研究施設、筑波大学は距離も離れており、互いの研究施設での打ち合わせをする機会が不足することが懸念された。この課題を克服するため、常時オ

図

無菌マウスおよび単独腸内細菌定着マウス（ノトバイオートマウス）便のグラム染色像（上段）および脾臓重量（下段）。無菌マウスにおいても未消化物の塊が観察されるが、ノトバイオートマウスでは未消化物以外に矢印で示すように定着した腸内細菌が検出される。

ンラインで互いの研究室を繋ぐことにより、円滑にコミュ
ニケーションが取れる環境を整備し活用した。また、森下
仁丹株式会社および熊本大学とは定期的に進捗状況を報告する機会を設け、プロジェクトの成果や課題の共有を行
い、共同研究の進め方を議論した。

標的腸内細菌単離に向けたツールの開発
多種多様の腸内細菌から構成される腸内細菌叢から標的となる細菌を単離するには、選択培地や特定の基質を添加した培地による培養を経る必要がある。そこでより効率良く標的細菌のみを単離・濃縮する方法を検討するツールとして抗体に着目した。抗体は抗体産生細胞が産生する糖
タンパク分子で、特定の分子を認識して結合する働きを担う。実際に生体内に侵入した外来抗原を認識し、排除する機構にも抗体は関与している。一方で、腸内細菌を認識す
る抗体の作製は過去にも報告はあるが、その特異性は低く
分類学的に類似の腸内細菌も認識してしまうという課題

図があった。そこで本プロジェクトでは、標的抗原に対する特異性の高い抗体の作製手法を用いて、特定の腸内細菌を

4．今後の展望標的とする抗体の作製を試みた。グラム陽性腸内細菌の一つを標的とする抗体作製を行い、同種異株の腸内細菌に対ための礎となる腸内細菌に関する新たな知見の取得、制御技術・ツールの開発を 年間実施してきた。特に個々の腸して様々な反応様式をとる抗体産生細胞を取得した。その内細菌の特性を理解するため、より多くの腸内細菌を単「腸内細菌叢」プロジェクト

本プロジェクトの研究協力体制

本プロジェクトでは、 腸内環境制御基盤技術の構築の－ 18 －

記入例：リーダー用
離・培養するための手法の開発に注力した。さらに既存の様、事務局の皆様には手厚いサポートをしていただき深く

腸内細菌培養方法を基に新たな腸内細菌用培地などの開発により、種類の腸内細菌基準株の安定的培養法を確を 支援下さった神奈
御礼申し上げます。最後に、
川県民の皆様にも深く感謝申し上げます。

立し、嫌気チャンバー並びに様々な種類の選択培地や、市販の培地をベースとして独自に栄養素などを追加した培を組み合わせることによりヒト由来腸内細菌を地、種類単離することができた。また、新規難培養性腸内細菌の培養方法の検討を行い、二槽式透析培養法を用いた独自の培養法にてヒト腸内細菌叢を培養することで、これまで見出せなかった難培養性腸内細菌を増やすことに成功した。安定的な培養方法を確立した腸内細菌に関しては、
単独腸内細菌定着マウスの構築や、腸内細菌の投与実験により、腸管常在細菌についての新たな知見を得ることができた。本プロジェクトでは数多くの腸内細菌基準株やヒト
由来腸内細菌の単離・培養に成功したが、腸内細菌の特性や宿主に及ぼす影響の解析は動物試験を伴うため、時間を要する。今後も、引き続き共同研究先と連携しつつ、重要性が高いと考えられる腸内細菌の腸内細菌単独定着マウスを構築し、代謝物質の網羅的解析、腸管上皮細胞や免疫細胞の変化を検討することで、腸内細菌の特性を理解し、腸内環境制御基盤技術開発のための知見を深める。
腸内環境制御基盤術構築に向けたツールの一つとして、腸内細菌特異的抗体の作製に着手し、独自に見出した作製法を利用することで、標的細菌に対して高い特異性を有する抗体の作製に成功した。本抗体は、数種類の腸内細菌を混合した腸内細菌混合溶液から標的細菌を濃縮することが可能である。次の課題としては、多種多様な腸内細菌で構成される腸内細菌叢からの標的細菌の単離・濃縮法の検証が必要だが、本抗体を活用することで、標的細菌を効率良く単離・濃縮するための技術開発に繋がることが期待される。本プロジェクトを通じて作製した抗体は、これまで作製されてきた既報・販売されている細菌に対する抗体とは異なり、標的細菌に対する特異性が高い。そのため、本プロジェクトで使用した新規抗体作製法が標的細菌に特異性の高い抗体を作出する上で優れた方法であり、今後は、
これまでに蓄積した腸内細菌の基礎データの中から、機能性食品開発への応用や創薬の標的として活用することができる腸内細菌に対する抗体の作製を進め、腸内環境制御
基盤技術開発ツールとして活用する。
今後は、プロジェクト実施中に蓄積したデータやツールを活用することで、腸内環境制御を目指した有用菌のサプリメントや機能性食品の開発、病原性細菌や疾患に対する予防・治療薬の開発など、医療やヘルスケア産業への応用を実施する。最終的には腸内環境を「意のままに」制御するための基盤技術を構築し、健康寿命の延伸を目指す。

5．謝辞
本プロジェクトの成果は、参画いただいた研究員、研究協力員、共同研究先の皆様の 尽力により達成することができました。心より感謝申し上げます。鈴木邦雄理事長、
馬来義弘前理事長、岸本幸宏副理事長をはじめとする役員の皆様、研究開発部の柳沼由美子部長や滝元宏治－ 19 －「腸内細菌叢」プロジェクト

研

究

報

告

1. 腸内環境制御基盤技術の開発に向けた難培養性腸内細菌の培養法確立および生体に与える影響の評価
中藤 学、大縄悟志
１．

はじめに

細菌叢をはじめとする腸内環境を正常に保つことは
健康維持にとって重要となる。

ヒトを含む哺乳類は、生後すぐに外部の環境に曝されることにより微生物との共生関係が始まる。体内にありながら外界とも繋がる消化管内も例外では

１．２ 個々の腸内細菌を対象とした研究の重要性と課題ない。ヒトの腸管にはおよそ 1000 種類、40 兆個もの腸内細菌が生息しており、地球上のあらゆる環境

これまでの研究から各個人の腸内細菌叢の構成、の中で最も生息密度が高い場所の一つとなっている。腸内細菌同士は互いに生存競争を繰り広げた種類および経時的変化が明らかとなってきた。また、項目 1.1 で述べてきたように腸内細菌叢由来のり、互いに支えあったりしながら一定のバランスを保つことで腸内細菌叢を形成している。食生活の変

代謝物質は宿主の健康維持に重要な要素となっているのみならず、疾患とも深く関わることが明らかに化が大きい乳幼児期では腸内細菌叢の変動も大きくなるが、成人になると日々の食事や生活様式によりなってきた。そのため個々の腸内細菌の特性や代謝物質を理解することが重要である。しかしながら、多少の変動はあるものの腸内細菌叢は安定した状態となる（参考文献１）。

それらの代謝物質が腸内細菌叢を構成するどの腸内細菌由来するものであるかについては、不明な点が１．１

多い。また、これらについて研究報告数が少ない一番の理由は、腸内細菌の培養方法が十分に確立され腸内細菌叢が宿主に与える影響

宿主と共存関係を構築している腸内細菌叢は宿主に有益な効果をもたらしている。我々は呼吸や飲食ていないことが挙げられる。腸内細菌はその多くが偏性嫌気性細菌に分類されており、少量の酸素の混などにより、常に外来抗原が体内へと侵入するリス
クを抱えている。腸内細菌叢は消化管内に侵入して入により生育が阻害されてしまう。脱酸素剤などを利用した簡易的嫌気環境の構築やグローブボックス

くるこれらの外来性抗原の定着を防ぐ役割を果たしている。また、腸内細菌は食物由来の未消化物を栄などの嫌気培養装置を利用した腸内細菌の培養も進んでいるものの、依然として単離・培養ができない養源として発酵分解し、その際に代謝物質として低分子を菌体外に放出する。腸内細菌叢由来代謝物質

腸内細菌も数多く残されているのが現状である。

は腸管上皮細胞のエネルギー源となるだけではな
く、物理的バリアの構築に寄与し腸管上皮細胞の恒１．３常性維持にも重要な役割を果たしている（参考文献2）。更に、一部の腸内細菌由来代謝物質は宿主の免技術の構築は、我々の健康維持や疾患予防に有効な手段となる。このような基盤技術を構築するために疫機能を活性化する。例えば、腸内細菌叢を構成す
る主要な細菌群の一種であるクロストリジウム目細は、以下に示す 3 つの課題に取り組む必要がある。
1. 腸内細菌の安定的な大量培養方法の確立

腸内環境制御基盤技術の構築に向けて

腸内細菌叢を含む腸内環境を適切に制御する基盤

2.
3.

菌群が食物繊維を代謝発酵し産生する酪酸は、炎症やアレルギーの起因となる過剰な免疫応答を抑制す

難培養性腸内細菌の新規培養技術の開発
単独腸内細菌定着マウスを作製や腸内細菌

る細胞である制御性 T 細胞の分化誘導を促進するといった重要な役割を果たしている（参考文献 3、の投与が生体に与える影響の評価
個々の腸内細菌についての基礎データの蓄積は、

4）。
その一方で、ストレスや生活習慣の乱れにより腸腸内環境制御基盤技術に必要となる創薬、栄養補助
食品、機能性食品の開発にも直結することが期待さ

内細菌叢のバランスが崩れることが疾患につながることも知られている。実際に腸内細菌叢の乱れが大れる。

腸がんや大腸炎などの腸管関連疾患のみならず、糖尿病、動脈硬化、自閉症、アレルギー疾患など多岐

２．

にわたる疾患の発症にも関連することが報告されている（参考文献 5）。また、バランスの乱れた腸内２．１
立細菌叢由来の代謝物質も、これらの疾患を引き起こす要因となっている（参考文献 6）。ゆえに、腸内

個々の腸内細菌の特性を理解するために微生物バ
ンクの一つである理化学研究所バイオリソースセン－ 21 －

実験と結果
腸内細菌基準株の安定的培養方法の確「腸内細菌叢」プロジェクト

ター（理研 BRC）より腸内細菌基準株 65 種類（グラム陽性菌 48 種類、グラム陰性菌 17 種類）を入手し検討数
グラム陽性菌48 種

た。これらの腸内細菌基準株の情報を参照したとこ
ろ、入手した細菌の培養には特殊な処理を施した動改良型 YCFA 培地,3 種)
グラム陰性菌17 種

いて、寒天培地および液体培地を作製し、嫌気チャンバー内にて腸内細菌基準株の安定培養が可能かどうか検討した。それぞれの培地に腸内細菌のストック溶液を添加し、嫌気性チャンバー内において 24-72
時間 37℃に保ちながらプレート上でのコロニー形成の検討および液体培地中における腸内細菌の増幅を行った（図 1）
。その結果、39 種類のグラム陽性菌、12 種類のグラム陰性菌のコロニー形成および液体培
地での増殖を確認することができた。また GAM 培地に特定の基質を追加することにより 4 種類のグラム陽性菌の安定培養に成功した。
しかしながら、10 種類の腸内細菌基準株については GAM 培地を基本とした培地では増殖が観察されなかったため、GAM 培地よりもビタミンやミネラル成分を多く含有する YCFA 培地に更に数種類の栄養素を添加した改良型 YCFA 培地(mYCFA)による培養を試みた。改良型 YCFA 培地を用いることで 3 種類のグラム陽性菌、1 種類のグラム陰性菌については安定培養方法を確立できた。安定的な培養方法を確立したすべての腸内細菌基準株は、細菌類を染色する方法の一つであるグラム染色を実施することで単一の細菌であることを確認した。単一菌であることが確認できた腸内細菌基準株については、今後の実験の際に他の菌が混入した場合でも対処できるように予備の凍結ストックを作製した。

13 種(GAM 培地 12 種,がかかるうえに、今後の研究を進めていく上で腸内細菌基準株の大量培養が必要となるためコストも嵩そこで、はじめに嫌気性菌の培養に一般的に用いられている GAM ブイヨン（日水製薬株式会社）を用

46 種(GAM 培地 43 種,

物血液を添加した培地が使用されているものも含まれていた。しかし、動物由来の血液は入手まで時間んでしまう。また動物愛護の観点からも代用方法があればそちらを採用することが望まれる。

培養成功数

改良型 YCFA 培地,1 種)

表１本プロジェクト中に安定培養法を確立できた

腸内細菌基準株の数

２．２

ヒト由来腸内細菌の単離・培養

ヒトやマウスの腸内細菌叢を構成する腸内細菌において主要な割合を占めるものは基準株として単離されているものが多いが、割合が低く、数が少ない
マイナーポピュレーションの腸内細菌については新たに単離・培養方法を検討する必要がある。偏性嫌気性細菌である腸内細菌の分離のため、はじめに脱酸素ユニットを用いて培地中の酸素を完全に除く方法を確立した。次に、嫌気チャンバーに使用するガスの組成をいくつか検討し、最適なガスの割合を見出した。これらの嫌気培養のための各種条件が整った後、厳密な嫌気環境下でのみしか生育できない腸内細菌基準株を用いて、培養の可否を検討した。その結果、24 時間後には細菌の増殖が認められ、嫌気環境が適切に構築することが出来た。
ヒトやマウスの便試料には腸内細菌のみならず未消化物などの夾雑物も含まれている。夾雑物を取り除きつつ、腸内細菌のみを残す条件を、径の異なるフィルターを用いて検討を行い、最適なフィルターの組み合わせおよびフィルターを通す回数を決定した。確定した条件を適応し、健常人便試料より夾雑物を取り除いた腸内細菌叢の懸濁液を嫌気培地プレートに播種し、嫌気チャンバー内にてコロニーの形成を検討した。24-72 時間後に形成されたコロニー群
から単コロニーを分取し、液体培地内にて培養を継続した。増幅が確認されたものは DNA を抽出し、その配列を 16S rRNA 用ユニバーサルプライマーでシー
クエンス解析することで、菌種の同定を行った。上記手法をヒト便試料を用いて実施する際、様々な種類の選択培地や、市販の培地をベースとして独自に栄養素などを添加した培地である mYCFA を使用した。
その結果、プロジェクト期間中に 3 種類のグラム陽性菌、9 種類のグラム陰性菌を単離・培養することに成功した(図 2)。同定が完了した菌株については、今後の研究のためグリセロールストックの作製を行った。

図 1 寒天、液体 GAM 培地による腸内細菌基準株の検討「腸内細菌叢」プロジェクト－ 22 －

めに装置の小型化について検討を行なった。現在使用しているガラス製二槽式透析培養器は片側に 12-15
ml の培地が必要となる。それに伴い、栄養素供給側の使用培地する培地の量も多くなる。近年、プラス
チック製の類似した構造を有する培養器（Uniwells、
図 2 ）が購入可能となった。本プラスチック製共培
養器は最大容量が1.0-1.5 ml と少なく、使用する培地を減らすことが可能である。そこで Uniwells を用いて難培養性腸内細菌基準株の培養を試みた。培養後24時間以降、菌の増殖が開始される様子が確認された。
しかしながら、96 時間培養後にグラム染色により便懸濁溶液を用いて増幅された菌を確認したところ標的細菌以外にも複数の菌が増殖していた（図 4）。複数回実験を繰り返し実施したが、目的の菌のみの培養することは出来なかった。これらの結果から、装置を小型化するには現状使用しているガラス製培養
機器自体を小型化する必要であると考えられた。

図2

健常人便試料より単離した腸内細菌のグラム染色の一例

２．３ ヒト由来腸内細菌単離に向けた新規培養技術の確立腸内細菌同士は生存競争をすることにより宿主の消化管内の限られた生存領域を確保しているが、一図 4 小型透析培養器の検証、左図はガラス器具との大きさの違い、右図は小型装置で培養した後のグラ方で、互いに共生関係を持つ腸内細菌も存在している可能性が示唆されている。このような腸内細菌は

ム染色画像

互いの利益になるような代謝物質を産生、利用することで増殖していることが推察される。そこで微生

さらに、栄養供給側に使用する培地の検証のため、様々な物質を含む培地を用意し、難培養性腸内細菌

物共生系を検討するために使用される、二槽式透析培養器を用いた腸内細菌の培養を試みた。左右のガ

基準株の培養を行なった。その結果、いくつかの培地で難培養性腸内細菌基準株を培養することが出来

ラス器具の間には、細菌は通過することができない
が、代謝物質などの低分子化合物は透過できる径のた。興味深いことに、使用した培地により、培養した同じ腸内細菌基準株の形態が異なることを見出し膜を装填した。本透析培養器の有用性を検証するために難培養性腸内細菌基準株の培養を試みた。嫌気チャンバー内にて 72 時間 37℃に保ちながら培養した結果、本透析培養器を用いることで難培養性腸内細た（図 5 ）。これは供給培地側から入り込む栄養素が異なり、腸内細菌自体の増殖効率や環境ストレスが変化することにより生じていることが示唆された。

菌基準株を培養することができた(図 3)。

図 5 二槽式透析培養器を用いた難培養性腸内細菌基準株の培養検討。培地 A の形態が理研 BRC に掲載さ

図 3 二槽式透析培養器を用いた難培養性腸内細菌基れているグラム染色像に近い。

準株の培養検討
次に、二槽式透析培養器の小型化および栄養素供
給側の使用培地の至適条件の検討を実施した。はじ最後に二槽式培養法を用い、ヒト由来腸内細菌を継時的に培養し、市販培地のみで培養した場合と二槽式培養法を比較して有用性を検討した。フィルタ－ 23 －「腸内細菌叢」プロジェクト

ーを用いてヒト便に含まれている未消化物を除去
し、ヒト腸内細菌叢を調整した。二槽式透析培養器の一方に、ヒト腸内細菌叢を含む培地を加え、供給側培地に mYCFA もしくは腸内細菌叢を含む培地を加えた。嫌気環境下にて培養を行い、経時的にヒト
腸内細菌叢培養液を回収した。比較解析用のために
GAM 培地、mYCFA にそれぞれヒト腸内細菌叢を加えたもの（以下単独培養法と表記する）を同様に培養し、継時的に培養液を回収した。
各時点における培養液から DNA を抽出、16SrRNA 遺伝子アンプリコンを網羅的に解析し、二槽式培養法と単独培養法との比較解析を実施した。その結果、培養前のヒト腸内細菌叢に一番近い種類の腸内細菌を培養するのに適した培養方法は、
mYCFA を用いた単独培養法であることが明らかとなった。一方、二槽式透析培養法では検出される腸内細菌の種類は減少するものの、単独培養法では増やせない菌を複数見いだした。これらの菌は供給培
地側に mYCFA を用いた場合よりも腸内細菌叢を含む培地を用いる方がより効率よく増加することを見出した (プロジェクト総括内、図 6)。

２．４

ラム陰性常在腸内細菌の細胞膜成分が炎症の引き金となり、造血幹細胞および多能性前駆細胞が脾臓に移行し、免疫細胞を増やしていることが示唆された(図 7)。

図 7 細菌の細胞膜成分投与後 12 時間における脾臓
の重さ（左図）および骨髄における各細胞数（右図）
最後に、グラム陰性常在腸内細菌の定着が生体に与える影響を評価するため無菌マウスおよび単独グ
ラム陰性常在腸内細菌定着マウス（ノトバイオート

腸内細菌が生体に与える影響の評価

本プロジェクトではこれまでに 40 種類を超える腸内細菌基準株の安定培養方法を確立してきた。次に、
これらの腸内細菌が生体に与える影響を評価するために以下に示す動物実験を実施した。始めに、腸内細菌基準株の中から選抜した 8 種類の腸内細菌をマウスに腹腔内投与し、免疫系に与える影響を評価した。
本年度検討した 7 種類の腸内細菌は軽い炎症を起こすだけであったが、1 種類のグラム陰性常在腸内細菌(図 6 に記載されているグラム陰性腸内細菌 1)を投与すると脾臓において強い炎症応答を引き起こすことが明らかになった(図 6)。さらに炎症応答に伴う免疫細胞の変化を検証したところ、特徴的に変化する免疫細胞集団を見出すことができた(図 6)。

マウス）における脾臓での免疫細胞の検討を行なった。その結果、脾臓の重量や免疫細胞数に大きな変化は生じておらず、細菌の定着のみでは脾臓における炎症を惹起しないことが明らかとなった。以上のことから、グラム陰性常在腸内細菌は恒常性が保たれた状態では生体内に侵入できないため炎症を惹起できないことが示唆された(プロジェクト総括内、図7)。

３．考察および今後の展望
プロジェクト期間中に 59 種類の腸内細菌基準株の安定的培養法の確立に成功した。一方で、安定培養法の確立が出来ていない 6 種類の腸内細菌基準株については増殖に必要な因子が足りていないことが予想された。これらの腸内細菌基準株については、引き続き二槽式透析培養器を用いた培養もしくは増殖に必要な増殖因子の探索を続ける。嫌気チャンバーと様々な種類の選択培地や、市販の培地をベースとして独自に栄養素などを追加した培地、mYCFA を組み合わせることによりヒト由来腸内細菌を 12 種類単離

図6

腸内細菌腹腔内投与後の脾臓重量および、免することに成功した。これらの細菌の中には、有用な作用をもたらす細菌や疾患に関与する可能性のあ

疫細胞の細胞数
さらにグラム陰性常在腸内細菌が引き起こす強い炎症応答の詳細な機構を解明するために炎症を引き起こすグラム陰性常在細菌側の因子および様々な組織に対する影響を検証した。その結果、細菌の細胞膜成分を投与すると、細菌を投与した際と同様の炎症が引き起こされることを新たに見出した。また新たに、骨髄において造血幹細胞や骨髄系前駆細胞の減少が見られた。これらの細胞サブセットの減少はる細菌も含まれているため、引き続き単離できた菌の詳細な機能解析を実施する。腸内細菌が生体に与える影響の評価では、グラム陰性常在腸内細菌の免疫感作により引き起こされる強い炎症応答を見出した。炎症を引き起こす因子やメカニズムの一旦は明らかとなってきたが、腸管内に存在しているグラム
陰性常在細菌がどのような働きを担っているのかについては明らかになっていないことが多い。より詳脾臓やリンパ節などの全身に細胞が移行したことに細にノトバイオートマウスを調べることによりグラム陰性常在細菌が生体にどのような影響を及ぼすのよるものであると推測される。これらの結果からグか検討する。

「腸内細菌叢」プロジェクト－ 24 －

本プロジェクトでは数多くの腸内細菌基準株やヒト由来腸内細菌の単離・培養に成功した。今後は、

4 Atarashi, K., Tanoue, T., Suda, W., Oshima, K., Nagano,

これらの腸内細菌の機能や宿主に対してどのように働いているかを検討することが重要となる。今後もY., Nishikawa, H., Fukuda, S., Saito, T., Narushima, S.,
Hase, K., Kim, S.W., Fritz, J.V., Wilmes, P., Ueha, S.,

引き続き共同研究先とも連携しつつ、一つでも多くの腸内細菌単独定着マウスを構築し、代謝物質の網

Matsushima, K., Ohno, H., Olle, B., Sakaguchi, S.,
Taniguchi, T., Morita, H., Hattori, M., Honda, K. Treg

羅的解析、腸管上皮細胞や免疫細胞の変化を検討することで腸内細菌の特性を理解し、腸内環境制御基

induction by a rationally selected
mixture of Clostridia strains from the human microbiota.

盤技術開発に繋げる。

Nature 500: 232-236, (2013).

4． 謝辞

5 Sekirov, I., Russell, S.L., Antunes, L.C., Finlay, B.B.
Gut microbiota in health and disease. Physiol Rev.

本実験の遂行にあたり、腸内細菌の分離、新規培養技術の構築では慶應義塾先端生命科学研究所の谷川直紀博士、楊佳約博士、筑波大学トランスボーダ

Jul;90(3):859-904. (2010).

ー医学センターの尾花望博士、森下仁丹株式会社の河野麻実子博士を始め多くの方々のご協力を賜りま6 Schulz, M.D., Atay, C., Heringer, J., Romrig, F.K.,
Schwitalla, S., Aydin, B., Ziegler, P.K., Varga, J., Reindl,

した。腸内細菌が生体に与える影響の評価では熊本大学 滝澤仁教授、林慶和博士のご協力を賜りました。

W., Pommerenke, C., Salinas-Riester, G., Böck, A.,
Alpert, C., Blaut, M., Polson, S.C., Brandl, L., Kirchner,

また動物実験については公益財団法人 実験動物中央研究所の高橋利一氏、小倉智幸氏、何裕遥氏、富山T., Greten, F.R., Polson, S.W., Arkan, M.C. High-fat-dietmediated dysbiosis promotes intestinal carcinogenesis

香代氏、野津量子氏から腸内細菌単独定着マウス構
築のためのご指導、ご協力を賜りました。厚く御礼

independently of obesity. Nature. 514(7523):50812,(2014)

申し上げます。
【参考文献】
1 Odamaki, T., Kato, K., Sugahara, H., Hashikura, N.,
Takahashi, S., Xiao, J.Z., Abe, F., Osawa, R., Age-relatedchanges in gut microbiota composition from newborn tocentenarian: a cross-sectional study. BMC Microbiol.
25:16:90, (2016).
2 Okada, T., Fukuda, S., Hase, K., Nishiumi, S., Izumi, Y.,
Yoshida, M., Hagiwara, T., Kawashima, R., Yamazaki,
M., Oshio, T., Otsubo, T., Inagaki, O. K., Kakimoto, K.,
Higuchi, K., Kawamura, Y. I., Ohno, H., Dohi, T.
Microbiota-derived lactate accelerates colon epithelial cell
turnover in starvation-refed mice. Nat. Commun. 4: 1654,(2013).
††††
3 Furusawa, Y., Obata, Y., *Fukuda, S. ( co-first and*corresponding author), Endo, T. A., Nakato, G.,
Takahashi, D., Nakanishi, Y., Uetake, C., Kato, K., Kato,
T., Takahashi, M., Fukuda, N.N., Murakami, S., Miyauchi,E., Hino, S., Atarashi, K., Onawa, S., Fujimura, Y.,
Lockett, T., Clarke, J.M., Topping, D.L., Tomita, M.,
Hori, S., Ohara, O., Morita, T., Koseki, H., Kikuchi, J.,†
Honda, K., * Hase, K., * Ohno, H. Commensal microbederived butyrate induces the differentiation of colonic
regulatory T cells. Nature 504: 446-450, (2013).

－ 25 －「腸内細菌叢」プロジェクト

2. 腸内環境制御基盤技術の開発に向けた研究ツールの開発
大縄悟志、中藤 学、井上 浄
１．

はじめに
１．２

ヒトの腸管内に共生する腸内細菌は食物由来の未標的細菌特異的抗体の作製意義

消化物を発酵分解することで代謝物質を産生し、腸管上皮細胞の恒常性維持や粘膜免疫系の構築に寄与

抗体は免疫細胞の一つである B 細胞から産生される糖タンパク質で、抗原と呼ばれる免疫応答を引している。中には腸内環境改善効果を有する細菌も存在しており、それらを含む製品や食品はプロバイ

き起こす物質に特異的に結合する能力を持っている。抗原の中には細菌も含まれており、特定の細菌

オティクスと呼ばれ、腸内環境を整え、宿主に良い影響をもたらす。その一方で、生活習慣の乱れなどを認識することのできる抗体も報告されている。例
えば、有用菌の一つである Bifidobacterium longumのストレスにより腸内細菌叢が撹乱されると、腸内細菌叢より産生される代謝物質が疾患の発症に関与(B. longum)に対する抗体作製の報告がある。本抗体
は B. longum を認識するものの、他のすることも知られている。機能性食品やプロバイオ
ティクスの開発や、疾患に関連する腸内細菌を標的

Bifidobacterium 属細菌にも広く交差性を示すため腸内細菌叢などの集団から標的となる B. longum を特とした創薬を効率よく進めるには、標的となる腸内細菌を宿主の腸内細菌叢から効率よく分離するツー

異的に単離・濃縮するために利用することは困難であることが示唆される（参考文献 5）。B. longum にルの開発が必要不可欠である。

対する抗体以外にも市販の細菌に対する抗体も多くのものが標的細菌以外の細菌に反応するという問題

１．１

がある。そのため、腸内細菌叢を構成する多種多様な腸内細菌の中から標的となる細菌のみを単離する

腸内環境を整える方法と課題

腸内細菌叢を含む腸内環境を整える方法として、ヨーグルトや発酵食品等の機能性食品の摂取が一般に浸透しており、これは日常的に実施可能という観にはより特異性の高い抗体の使用が求められる。

点から予防的アプローチとして広く利用されている。しかしながら、機能性食品を摂取している間は

１．３ 腸内環境制御基盤技術の構築のための研究ツール作製

便中から機能性食品に含まれる有用菌が検出される
ものの、摂取していない期間は体内から有用菌は検

腸内細菌叢を含む腸内環境を適切に制御する基盤
技術の構築は、我々の健康維持や疾患予防に有効な出されなくなるため（参考文献 1）、機能性食品の効果は一時的であることが示唆されている。一方手段となる。プロバイオティクスのような基盤技術を構築するため以下に示す 2 つの課題に取り組んだ
1.
2.

で、人から分離した有用菌を人に摂取することで200 日間経過しても摂取した有用菌が検出されるという報告もある（参考文献 2）。また、臨床的見知からは、潰瘍性大腸炎などの特定疾患に指定されて特異性の高い腸内細菌特異的抗体の取得
作製した腸内細菌特異的抗体を用いた標的細菌の分離・濃縮法の検討

いる炎症性腸疾患治療において「便細菌叢移植療法」が一定の効果を示すことが報告されている（参

２．

実験と結果

考文献 3、4）。しかしながら、これらの方法は同一個人由来の細菌叢ではなく他人の細菌叢のため、２．１投与した腸内細菌群が患者の腸内に定着できないな
どの問題も残る。そこで我々は腸内環境を調整する

グラム陽性腸内細菌 A（以後、細菌 A）を選択し、細菌 A に対する抗体の作製を試みた。はじめに従来一つの手法として、外来性細菌ではなく宿主由来の腸内細菌を利用し、再度体内に戻すことにより、持の抗体の作製方法と本研究室で確立した免疫不全マ
ウスを使用した新規抗体作製方法（以降、新規法と続的な腸内環境改善が期待できると考えた。このような腸内環境制御基盤技術の開発を行うには宿主由記載する）を比較し、抗原感作後における血清中の抗体価の確認を ELISA 法により検討した。最終抗原

来の特定の腸内細菌を多種多様な腸内細菌が存在す
る腸内細菌叢の中から効率よく標的細菌のみを単離感作が終了した時点で、血清を採取し、抗体価を検討したところ従来法に比べ、新規法では有意な抗体するツールの開発が重要となってくる。

価の上昇が確認された（図 1）。

標的腸内細菌特異的抗体の作製

本研究室で安定培養方法を確立した細菌の中から、－ 27 －「腸内細菌叢」プロジェクト

図 1 最終抗原感作後の血清中の細菌 A に対する抗体価の比較、青は従来法、赤は新規法、グレーは未感
作をそれぞれ示す。* p<0.05

２．２

細菌 A に対する特異的な抗体の選抜

図 3 フローサイトメーターによる抗体と代表的な腸内細菌への結合の検証。赤色は細菌 A に対する抗抗体価の上昇が確認されたマウスの脾臓を用いて、抗体産生細胞（ハイブリドーマ）の構築を行なった。得られた 48 クローンのハイブリドーマの中体、青はアイソタイプコントロール抗体をそれぞれ示している。

から細菌 A に対する反応性が高いものを選択し、以後の解析に用いた。はじめに、細菌 A に対する

２．３
検討

特異性を検証するために、細菌 A および細菌 A と同種異株の腸内細菌に対する抗体の反応性の検証を

抗体を使用したアプリケーションの標的となる腸内細菌を特異的に認識する抗体が得行なった。フローサイトメーターを用いて、各細菌と抗体との反応を検討したところ細菌 A 以外の同られたため、次に腸内環境制御基盤技術へと応用するためのツールとしての有用性を検証した。まず、

種異株の細菌に対して反応性を示さなかった（図2）。次に作製した抗体と腸内細菌叢を構成する代作製した抗体を用いて以下の点についての評価を行った。

表的なグラム陰性菌、グラム陽性菌との反応性の検証を行なった。2 種類のグラム陰性菌、3 種類のグ1.
2.

ラム陽性菌に対する抗体の反応性を検証したところ全ての細菌に対して結合は見られなかった(図 3)。

抗体の結合した標的細菌の再培養が可能か
複数の腸内細菌が存在する中から標的細菌のみを単離・濃縮することができるか
一般的に抗体を用いた標的の分取方法としてはフこれらの結果から、新規法を用いた抗体作製方法は標的細菌に対して高い特異性を有する抗体を作製す

ローサイトメトリーを使用した分離方法が使用されている。しかしながら、酸素濃度に過敏な腸内細菌るための有効な手法であることが明らかとなった。

を扱うためには可能な限り嫌気環境下において作業をする必要が生じる。そこで、本プロジェクトでは抗体、磁気ナノ粒子、カラムを使用して標的を分離
す る こ と が 可 能 な 、Magnetic-activated cell sorting(MACS)を使用することとした。MACS 機材は嫌気
チャンバーに入れ込むことが可能であり、嫌気環境下で作業をすることが可能である。
項目 1 の検討のため標的細菌に特異的抗体およびMACS に必要な各種試薬を反応させたサンプルをカラムに通したのちに、標的分画を寒天培地上に撒種し、コロニーが形成されるかどうかの検討を行なった。未処理の状態と MACS 工程を経たサンプルの双方においてコロニー形成が確認された。このことか
ら MACS 試薬は標的細菌の生育を阻害しないことを明らかにした(図 4)。

図 2 フローサイトメーターによる抗体と細菌 A および同種異株への結合の検証。赤色は細菌 A に対する抗体、青はアイソタイプコントロール抗体をそれぞれ示している。

「腸内細菌叢」プロジェクト－ 28 －

同様の手法によりグラム陰性腸内細菌に対しても標的細菌に対して高い特異性を有する抗体を作製し、腸内細菌混合液からの標的となるグラム陰性細菌の分離・濃縮をすることに成功した（図 6）

図 4 未処理と MACS 処理した後の細菌 A を寒天培
地に播種したのち 24 時間後のコロニー形成の様子
最後に細菌 A および 5 種類の腸内細菌 B から F までを混合した、腸内細菌混合液から作製した抗体を用いて MACS により細菌 A の単離・濃縮を検討した。作製した抗体を腸内細菌混合液に反応させたの
ち、MACS による分離・濃縮を検証した。MACS 前後の試料をそれぞれフローサイトメーター(FACS)
にて解析したところ、標的細菌を含まない分画であ図 6 MACS 前後におけるそれぞれの試料の FACS の結果（左）、グラム陰性標的細菌検出用プライマー

るフロースルー分画では細菌 A が含まれず、標的分画の方にのみ細菌 A のシグナルが観察された。よりを用いた q-PCR（右）詳細な解析を実施するため MACS 後のフロースルー
画分と標的画分からそれぞれ DNA を抽出し、細菌３．考察および今後の展望
腸内環境制御基盤技術の構築に向けたツールの一A を検出するプライマーおよび腸内細菌 B を検出す
るプライマーを利用した定量 PCR を実施した。そつとして腸内細菌特異的抗体の作製に着手し、新規法を利用することで標的細菌のみを認識する抗体のの結果、フローサイトメーターの結果と同様の結果
を得ることができた。これらの結果から本プロジェ作製に成功した。作製した抗体はこれまで作製されてきた既存の細菌に対する抗体とは異なり特異性がクトで作製した抗体を用いることで効率よく標的細菌を分離・濃縮するツールとして利用できる可能性高い。本結果は、本プロジェクトで使用した新規抗体作製法が標的細菌に特異性の高い抗体を作出するたを示せた（図 5）。

めの優れた方法であることを示唆するものであった。
また作製した抗体を利用して、標的細菌を含む腸内細菌混合溶液からの標的細菌の分離・濃縮法を構築することができた。次の課題としては、多種多様な腸内細菌で構成される腸内細菌叢からの標的細菌の単離・濃縮法の検証が必要となる。今後は、これまでに蓄積した腸内細菌の基礎データの中から機能性食品開発への応用や創薬の標的として活用することができる腸内細菌に対する抗体の作製を進める。

4．

謝辞

本実験の遂行にあたり、慶應義塾大学の井上ひかる氏、公益財団法人実験動物中央研究所の高橋利
一氏、小倉智幸氏、何裕遥氏、富山香代氏、野津量
子氏にご協力を賜りました。厚く御礼申し上げます。
【参考文献】
1 Kim, S., Suda, W., Kim, S., Oshima, K., Fukuda, S.,

図 5 MACS 前後におけるそれぞれの試料の FACS のOhno, H., Morita, H., Hattori, M., Robustness of Gut
Microbiota of Healthy Adults in Response to Probiotic

結果（上段）、細菌 A 検出用プライマーおよび細菌
B 検出用プライマーを用いた q-PCR（下段）－ 29 －「腸内細菌叢」プロジェクト

Intervention Revealed by High-Throughput
Pyrosequencing. DNA Res. Jun;20(3):241-53, (2013).
2 Maldonado-Gomez, M.X., Martinez, S., Bottacini, F.,
O’Callaghan, A., Ventura, M., van Sinderen, D.,
Hillmann, B., Vangay, P., Knights, D., Hutkins , R.W.,
Walter, J. Stable Engraftment of Bifidobacterium
Longum AH1206 in the Human gut depends on
individualized features of resident microbiome. Cell Host
Microbe. Oct 12; 20(4):515-526, (2016).
3 Ishikawa, D., Sasaki, T., Osada, T., Kuwahara-Arai,
K., Haga, K., Shibuya, T., Hiramatsu, K., Watanabe, S.
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Jan;23(1):116-125, (2017).
4 Paramsothy, S., Kamm, M.A., Kaakoush, N.O., Walsh,
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「腸内細菌叢」プロジェクト－ 30 －

プロジェクト参加者

氏名
福田真嗣

役職
在籍期間
プロジェクトリーダー
平成 29 年 4 月〜令和 3 年 3 月
慶應義塾大学先端生命科学研究所・特任教授兼任

井上浄

サブリーダー
平成 29 年 4 月〜令和 3 年 3 月
慶應義塾大学先端生命科学研究所・特任准教授兼任

中藤学

サブリーダー、常勤研究員

平成 29 年 6 月〜令和 3 年 3 月

大縄悟志

常勤凖研究員平成 31 年 4 月〜令和 3 年 3 月

Aw Wanping

非常勤研究員平成 31 年 4 月〜令和 3 年 3 月
慶應義塾大学先端生命科学研究所・特任助教兼任

古川梨紗子

研究補助員

令和 2 年 4 月〜令和 3 年 3 月

栗原眞理子

業務補助員

令和 1 年 6 月〜令和 3 年 3 月

田中一己

研究協力員（慶応義塾大学）

平成 29 年 8 月〜令和 3 年 3 月

飯倉稚可子

研究協力員（日本獣医生命科学大学） 平成 29 年 8 月〜令和 2 年 3 月

井上ひかる

研究協力員（慶応義塾大学）

平成 29 年 8 月〜令和 3 年 3 月

竹内奈穂

研究協力員（慶応義塾大学）

平成 29 年 8 月〜令和 3 年 3 月

松本怜奈

研究協力員（慶応義塾大学）

平成 29 年 8 月〜平成 31 年 3 月

村井結美

研究協力員（慶応義塾大学）

平成 29 年 8 月〜平成 30 年 3 月

高橋春乃

研究協力員（慶応義塾大学）

平成 30 年 4 月〜令和 3 年 3 月－ 31 －「腸内細菌叢」プロジェクト

業

績記入例：業績

業

A., Fukuda, S., Imai, H., Matsuda, I. First report of foregut
microbial community in proboscis monkeys: Are diverse forests[原著論文] (†equally contributed and *correspondence)
1. †Mishima, E., †Fukuda, S., Kanemitsu, Y., Saigusa, D.,
Mukawa, C., Asaji, K., Matsumoto, Y., Tsukamoto, H.,
Tachikawa, T., Tsukimi, T., Fukuda, NN., Ho, HJ., Kikuchi, K.,
Suzuki, C., Nanto, F., Suzuki, T., Ito, S., Soga, T., Tomioka, Y.,
Abe, T. Canagliflozin reduces plasma uremic toxins and alters
the intestinal microbiota composition in a chronic kidneydisease mouse model. Am. J. Physiol. Renal Physiol. Nov

2. Yasutomi, E., Hoshi, N., Adachi, S., Otsuka, T., Kong, L.,
Ku, Y., Yamairi, H., Inoue, J., Ishida, T., Watanabe, D., Ooi, M.,
Yoshida, M., Tsukimi, T., Fukuda, S., Azuma, T. Proton Pump
Inhibitors Increase the Susceptibility of Mice to Oral Infection
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Kurihara Y, Matsushima K, Liu J, Akomo-Okoue EF, Gravena
W, Kashima M, Suzuki M, Kadowaki K, Suzumura T, Inoue E,
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Mukawa C, Tsukamoto H, Sato T, Oikawa Y, Iwasaki T, Oe Y,
Tsukimi T, Fukuda NN, Ho HJ, Nanto-Hara F, Ogura J, Saito
R,Nagao S, Ohsaki Y, Shimada S, Suzuki T, Toyohara T,
Mishima E, Shima H, AkiyamaY, Akiyama Y, Ichijo M,
Matsuhashi T, Matsuo A, Ogata Y, Yang CC, Suzuki
C,Breeggemann MC, Heymann J, Shimizu M, Ogawa S,
Takahashi N, Suzuki T, Owada Y,Kure S, Mano N, Soga T,
Wada T, Kopp JB, Fukuda S, Hozawa A, Yamamoto M, Ito－ 33 －「腸内細菌叢」プロジェクト

S,Wada J, Tomioka Y, Abe T.

Gut microbiome-derived phenyl

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23. Wu CJ, Lu, M, Feng X, Nakato G and Udey MC. Matriptase
cleaves EpCAM and TROP2 in Keratinocytes, destabilizing

16. Tanaka K, Watabe T, Kato K, Tsukimi T, Sato MP, Odamaki

both proteins and associated claudins. Cells Apr; 9(4): 1027
(2020).

T, Tomita M, *Fukuda S. Draft genome sequences ofEnterococcus faecalis strains isolated from healthy Japanese

24. Seo K., Tanaka K., Fukuda S., Arakawa K. Complete

individuals. Microbiol. Resour. Announc. 8: e00832-19, (2019).

Genome Sequences of Two Cutibacterium acnes Strains
Isolated from an Orthopedic Surgical Site. Microbiology

17. Jo R, Nishimoto Y, Umezawa K, Yama K, Aita Y, Ichiba Y,
Murakami S, Kakizawa Y, Kumagai T, Yamada T, *Fukuda S.

Resource Announcements Apr; 9(17):e00290-20 (2020).

Comparison of oral microbiome profiles in stimulated andunstimulated saliva, tongue, and mouth-rinsed water. Sci. Rep.

25. Tsukimi T., Watabe T., Tanaka K., Sato P. M., Suzuki H.,
Tomita M., *Fukuda S. Draft Genome Sequences of

9: 16124, (2019).

Bifidobacterium animalis Consecutively Isolated from Healthy
Japanese Individuals. Journal of Genomics.8: 37-42, (2020).

18. Yang J, Tsukimi T, Yoshikawa M, Suzuki K, Takeda T,
Tomita M, *Fukuda S. Cutibacterium acnes

26. Seong KH, Ly NH, Katou Y, Yokota N, Nakato R,(Propionibacterium acnes) 16S rRNA genotyping of microbial
samples from possessions contributes to owner identification.

Murakami S, Hirayama A, Fukuda S, Kang S, Soga T,
Shirahige K, Ishii S. Paternal restraint stress affects offspring

mSystems 4: e00594-19, (2019).

metabolism via ATF-2 dependent mechanisms in Drosophilamelanogaster germ cells. Commun. Biol. 3: 208, (2020).

19. Kitamoto S, Alteri CJ, Rodrigues M, Nagao-Kitamoto H,
Sugihara K, Himpsl SD, Bazzi M, Miyoshi M, Nishioka T,

27. Inoue H., Shibata S., Li K., Inoue J., Fukuda S and Arakawa

Hayashi A, Morhardt TL, Kuffa P, Grasberger H, El-Zaatari M,
Bishu S, Ishii C, Hirayama A, Eaton KA, Dogan B, Simpson

K. Complete Genome Sequences of Bifidobacterium longum
strain Jih1 isolated from human feces. Microbiology Resource

KW, Inohara N, Mobley HLT, Kao JY, Fukuda S, Barnich N,
Kamada N. Dietary L-serine confers a competitive fitness

Announcements May 28; 9(22):e00319-20 (2020).

advantage to Enterobacteriaceae in the inflamed gut. Nat.
Microbiol. 5: 116-125, (2020).

28. Toju H., S Abe M., Ishii C., Hori Y., Fujita H., Fukuda S.
Scoring Species for Synthetic Community Design: Network

20. Erawijantari PP, Mizutani S, Shiroma H, Shiba S, Nakajima

Analyses of Functional Core Microbiomes. Frontiers in
Microbiology Jun 25;11:1361. (2020).

T, Sakamoto T, Saito Y, Fukuda S, Yachida S, Yamada T.
Influence of gastrectomy for gastric cancer treatment on faecal

29. Yang J., Yang Y., Ishii M., Nagata M., Aw W., Obana N.,

microbiome and metabolome profiles. Gut 69: 1404-1415,(2020).

Tomita M., Nomura N., *Fukuda S. Does the Gut Microbiota
Modulate Host Physiology through Polymicrobial Biofilms?
Microbes and Environments;35(3). (2020).

21. Nanto-Hara F, Kanemitsu Y, *Fukuda S, Kikuchi K, Asaji
K, Saigusa D, Iwasaki T, Ho HJ, Mishima E, Suzuki T, Suzuki「腸内細菌叢」プロジェクト

30. Caballero-Flores G., M Pickard J., Fukuda S., Inohara N.,－ 34 －

Núñez G. An Enteric Pathogen Subverts Colonization

3. 福田真嗣

Resistance by Evading Competition for Amino Acids in the
Gut. Cell Host & Microbe Jul 17;S1931-3128(20)30359-0

腸内細菌叢がもたらす生体恒常性と疾患
腎臓内科・泌尿器科 7: 519-526, (2018).

(2020).
4. Toju, H., Peay, KG, Yamamichi, M., Narisawa, K., Hiruma,
31. *Nakato G., Morimura S., Lu M., Feng X., Wu CJ. andUdey MC. Amelioration of congenital tufting enteropathy inK., Naito, K., Fukuda, S., Ushio, M. Nakaoka, S., Onoda, Y.,
Yoshida, K., Schlaeppi, K., Bai, Y., Sugiura, R., Ichihashi, Y.,

EpCAM(TROP1)-deficient mice via heterotopic expression of
TROP2 in intestinal epithelial cells. Cells Aug; 9(8): 1847,

Minamisawa, K., Kiers, ET. Core microbiomes for sustainableagroecosystems. Nat. Plants 4: 247-257, (2018).

(2020).
5. 村上慎之介、*福田真嗣
32. Mishima E., Ichijo M., Kawabe T, Kikuchi K., Akiyama Y.,
Toyohara T., Suzuki T., Suzuki C., Asao A., Ishii N., Fukuda S.,

腸内環境に基づく層別化ヘルスケアがもたらす未来
生物工学会誌 96: 524-528, (2018).

Abe T. Germ-Free Conditions Modulate Host Purine
Metabolism, Exacerbating Adenine-Induced Kidney Damage.

6. 村上慎之介、*福田真嗣

Toxins Aug 26;12(9):E547 (2020).

「腸内デザイン」が切り拓く病気ゼロ社会
化学と生物 56: 692-696, (2018).

33. Nakamura A., Yokoyama Y., Tanaka K., Benegiamo G.,
Hirayama A., Zhu Q., Kitamura N., Sugizaki T., Morimoto K.,

7. 朴成和、福田真嗣、工藤千恵、砂川優

Itoh H., Fukuda S., Auwerx J., Tsubota K., Watanabe M.
Asperuloside Improves Obesity and Type 2 Diabetes throughマイクロバイオーム研究の可能性
がん分子標的治療 16: 56-63, (2019).

Modulation of Gut Microbiota and Metabolic Signaling.
iScience Sept; 23(9):101522 (2020).

8. 野間口達洋、村上慎之介、*福田真嗣

34. Tomizawa Y., Kurokawa S., Ishii D., Miyaho K., Ishii C.,

腸内細菌叢由来代謝物質がもたらす生体恒常性と疾患性
生化学 19: 65-72, (2019).

Sanada K., Fukuda S., Mimura M., Kishimoto T. Effects of
Psychotropics on the Microbiome in Patients with Depression[招待講演]and Anxiety: Considerations in a Naturalistic Clinical Setting.
The International Journal of Neuropsychopharmacology Sep

1. 福田真嗣
腸内微生物生態系の制御による新たな疾患予防・治療戦

25; pyaa070 (2020).

略第 31 回日本バイオフィルム学会学術集会

35. Fujishima H, Okada N, Matsumoto K, Shimizu E, Fukuda S,
Tomita M. Conjunctival Injection Reduction in Patients with2017 年 7 月 8 日

Atopic Keratoconjunctivitis Due to Synergic Effect of Bovine
Enteric-Coated Lactoferrin in 0.1% Tacrolimus Ophthalmic

2. 福田真嗣 腸内細菌叢由来代謝物質がもたらす生体恒常性維持機構, 第 42 回日本医用マススペクトル学会年会

Suspension. J. Clin. Med. 9: E3093, (2020).

一橋大学一橋講堂

36. Ogawa Y, Miyoshi C, Obana N, Yajima K, Hotta-Hirashima
N, Ikkyu A, Kanno S, Soga T, *Fukuda S, *Yanagisawa M. Gut

3. 福田真嗣 もう一つの臓器 腸内細菌叢の機能に迫る,
第 62 回日本口腔外科学会総会・学術大会
国立京都国

microbiota depletion by chronic antibiotic treatment alters the
sleep/wake architecture and sleep EEG power spectra in mice.

際会館

Sci. Rep. 10: 19554, (2020).

4. 福田真嗣 腸内環境を標的とした新たな疾患予防・治療戦略, 第 13 回日本キレーション治療セミナー 大手町[総説]
1. 福田真嗣

ファーストスクエアカンファレンス

腸内環境に基づく個別化ヘルスケアの必要性
MEDCHEM NEWS 27(4) 219-223, (2017).

5. 福田真嗣 腸内環境に基づく個別化ヘルスケアの必要性, 第 22 回日本フードファクター学会学術集会 日大湘筑波大学

2017 年 9 月 15 日

2017 年 10 月 21 日

2017 年 11 月 26 日

南藤沢キャンパス 2017 年 12 月 2 日
2. 中藤学
腸管上皮とマイクロ RNA
臨床免疫・アレルギー科 69(1);114-120, (2018).

6. 福田真嗣 腸内細菌叢由来代謝物質がもたらす宿主恒常性, 2017 年度生命科学系学会合同年次大会 神戸ポートアイランド 2017 年 12 月 6-9 日－ 35 －「腸内細菌叢」プロジェクト

7. 福田真嗣 もう一つの臓器、腸内細菌叢の機能に迫る,
第 20 回生命化学研究会 箱根湯本 2018 年 1 月 5 日

20. 福田真嗣 腸内細菌叢機能の包括的理解と腸内デザインによる新規ヘルスケア産業の創出 BioJapan 2018 パ
シフィコ横浜（神奈川）、2018 年 10 月 12 日

8. 福田真嗣

加齢がもたらす腸内環境変動は肥満型ディスバイオーシスを誘導する(3 月 29 日)、腸内細菌叢由来
代謝物質がもたらす生体恒常性（3 月 30 日）第 95 回日本生理学会

香川県高松市 2018 年 3 月 29-30 日

21. 福田真嗣 疾患制御における腸内細菌叢由来代謝物質の役割 第 12 回メタボロームシンポジウム 鶴岡市先端研究産業支援センター（山形）、2018 年 10 月 17-19 日、
18 日

9. 福田真嗣 腸内環境の制御による疾患予防・治療基盤
技術の構築 第 4 回 Gut Microbiota 研究会 東京プリン

22. Shinji Fukuda

The impact of gut microbiota-derived

スホテル（東京）、2018 年 5 月 12 日

metabolites in health and disease, NTU 90th Anniversary
Symposium, National Taiwan University, Taipei, Taiwan, Nov.

10. 福田真嗣 腸内細菌叢がもたらす生体恒常性と疾患
第 72 回日本口腔科学会学術集会 ウィンクあいち（愛15th, 2018.

知）、2018 年 5 月 11-13 日、13 日

23. 福田真嗣 食を介した腸内環境の制御による新たな健康維持基盤技術の創出 第 16 回大麦食品シンポジウム

11. 福田真嗣 腸内環境を標的とした新たな疾患予防・治療基盤技術の創出 第 20 回 KEMS 研究会 慶應義塾大学

サッポロビール本社（東京）、2018 年 11 月 23 日

信濃町キャンパス（東京）、2018 年 5 月 19 日

24. Shinji Fukuda A metabologenmic approach reveals thefunction of gut microbiota in helath and disease, Asia-Pacific

12. 福田真嗣 もう一つの臓器、腸内細菌叢の機能に迫る
第 29 回 HiHA セミナー 広島大学東広島キャンパス（広Nutrigenomics and Nutrigenetics Organization (APNNO) 2018,
Ito International Research Center (Tokyo), Dec. 3rd, 2018.

島）、2018 年 5 月 25 日
25. 福田真嗣

茶色い宝石物語、腸内細菌叢の革新的制御

13. 福田真嗣 腸内環境に基づく個別化医療・ヘルスケアの必要性 第 67 回日本アレルギー学会学術大会 幕張メ技術の開発、サイエンスパーク拠点間連携シンポジウム
湘南ヘルスイノベーションパーク（神奈川）、2019 年 1ッセ（千葉）、2018 年 6 月 22-24 日、23 日

月 2４日

14. 中藤学 腸内環境を整えて生活習慣病を予防し、健康寿命をのばそう, かながわ発・中高生のためのサイエン

26. 福田真嗣 メタボロゲノミクスが解き明かす腸内細菌叢機能とその制御 神戸大学農工連携次世代バイオプロ

スフェア 新都市ホール 2018 年 7 月 14 日

ダクション主催フォーラム庫）、2019 年 1 月 31 日

神戸大学百年記念館（兵15. 福田真嗣 もう一つの臓器、腸内細菌叢の機能に迫る,
第 58 回生命科学夏の学校（山梨）、2018 年 8 月 31 日

27. Shinji Fukuda

16. Shinji Fukuda

function of gut microbiota in helath and disease, The 3rd Kyoto
Biomolecular Mass Spectrometry Society (KBMSS)The importance of gut luminal metabolism

A metabologenmic approach reveals thein health and disease, FALK symposium 212 IBD and Liver:
East meets West, Kyoto Hotel Okura, Sep. 7-8th, 2018. 8th.

Symposium 2019, Kyoto University Masukawa Hall, Kyoto,
Japan, Feb. 23rd, 2019.

17. 福田真嗣

28. Shinji Fukuda

もう一つの臓器、腸内細菌叢の機能に迫る

The impact of gut microbiota-derived

第 2 回慶應ライフサイエンスシンポジウム 慶應義塾大学日吉キャンパス（東京）、2018 年 9 月 13 日

metabolites in tumorigenesis, U.S.-Japan Cooperative Medical
Sciences Program, 21th International Conference on Emerging

18. 福田真嗣

Infectious Disease in the Pacific Rim, La Thanh hotel, Hanoi,
Vietnam, Feb. 27th, 2019.

腸内環境に基づく個別化ヘルスケアの必要性 第 39 回日本食品微生物学会学術総会 大阪市立大学
杉本キャンパス（大阪）、2018 年 9 月 27−28 日、27 日

29. Shinji Fukuda

19. Shinji Fukuda

function of gut microbiota in helath and disease, KeioInternational Symposium 2019, Keio University Faculty of

The impact of gut microbiota-derived

A metabologenmic approach reveals themetabolites in tumorigenesis, The 77th Annual Meeting of theJapanese Cancer Association, Osaka International Convention

Pharmacy, Tokyo, Japan, Mar. 8th, 2019.

Center, Sep. 27-29th, 2018. 28th.

30. 福田真嗣「腸内細菌叢」プロジェクト－ 36 －

第 3 の液性因子：腸内細菌叢由来代謝物質

がもたらす機能

日本農芸化学会 2019 年度大会

東京農業大学世田谷キャンパス（東京）、2019 年 3 月 24 日

2. Hayashi Y,Sezaki M, Sheoran S, Morishima T, Nakato G,
Fukuda S, Takizawa H. Microbial signal instructs early

31. Shinji Fukuda A metabologenmic approach reveals thefunction of gut microbiota in helath and disease, The 9thhematopoiesis upon intestinal tissue damage，48th Annual
Scientific Meeting of International Society of Experimental

Federation of the Asian and Oceanian Physiological Society
Congress (FAOPS 2019), Kobe Convention Center, Hyogo,

Hematology，Brisbane, Australia, 2019 年 8 月 24 日

Japan, Mar. 29th, 2019.

3. 田中一己，Wanping Aw，鈴木健大，尾花望, 冨田勝，
福田真嗣 米ぬか摂取による大腸炎抑制メカニズムの解明

32. 福田真嗣 第 3 の液性因子：腸内細菌叢由来代謝物質がもたらす機能 第 92 回日本内分泌学会学術集会 仙台

第 2 回慶應ライフサイエンスシンポジウム 神奈川県横浜市 2018 年 9 月 13 日研究奨励賞受賞

国際センター（宮城）、2019 年 5 月 10 日
4. Nao Takeuchi, Kazuki Tanaka, Wanping Aw, Masaru
33. 福田真嗣 微生物叢に基づく層別化医療・ヘルスケアがもたらす未来 第 3 回大型医療研究推進フォーラム

Tomita, Shinji Fukuda Rare sugar, D-psicose, suppresses highfat diet-induced obesity through gut microbiota alterations Asia

歯科医師会館（東京）、2019 年 5 月 25 日

Pacific Nutrigenomics and Nutrigenetics Organization 2018
Biennial Conference Tokyo Japan , Tokyo, Japan, 2018 Dec. 3.

34. 中藤学 私たちと腸内細菌:腸内環境を整えて、健康寿
命を延ばそう 健康に働くための腸内細菌セミナー 神奈

Best Oral presentation 受賞

川県川崎市, 2019 年 10 月 28 日

5. Takizawa H, Hayashi Y, Sezaki M, Sheoran S, Morishima T,
Nakato G, Biswas S, Fukuda S. Early hematopoiesis translates

35. 福田真嗣 腸内環境を標的とした新たな疾患予防・治療基盤技術の創出 第 23 回腸管出血性大腸菌感染症研究

microbial signals to intestinal tissue repair，24th Congress of
the European Hematology Association，Amsterdam,会，愛媛県松山市，2019 年 12 月 6 日

Netherlands, 2019 年 6 月 16 日

36. 田中一己，Aw Wanping，鈴木健大，尾花望，楊佳約，
木村彰宏，冨田勝，福田真嗣．米ぬか摂取による大腸炎

6. 田中一己，Aw Wanping，鈴木健大，尾花望，楊佳約，抑制効果は腸内細菌叢由来トリプトファン代謝物質がもたらす，第 42 回日本分子生物学会年会，福岡県博多市，

冨田勝，福田真嗣．米ぬか摂取による大腸炎抑制効果は腸内細菌由来トリプトファン代謝物質がもたらす，第 232019 年 12 月 6 日

回腸内細菌学会，東京都江戸川区, 2019 年 6 月 18 日 最優秀発表賞 受賞

37. 福田真嗣 もう一つの臓器腸内細菌叢の機能に迫る
微生物の個・集団・共生が支える持続可能な社会，茨城
県つくば市，2020 年 2 月 10 日

7. 井上ひかる，中藤学，冨田勝，井上浄，福田真嗣．腸内細菌標的抗体を用いた標的腸内細菌分離技術の開発，
第 42 回日本子生物学会，2019 年 12 月 4 日

38. 福田真嗣 腸内環境に基づく層別化医療・ヘルスケアがもたらす未来 第 35 回日本臨床栄養代謝学会学術集

8. 髙橋春乃，田中一己，竹内奈穂，尾花望，冨田勝, 福会，京都府，2019 年 2 月 27 日

田真嗣．アンドロゲン受容体欠損マウスにおける腸内細菌叢を介した肥満発症機構の解明，第 42 回日本分子生物

39. 福田真嗣 消化管内細菌叢がもたらす生体恒常性と疾患 第 63 回秋季日本歯周病学会学術大会 2020 年 10 月

学会年会，福岡県博多市，2019 年 12 月 6 日

16 日

9. 竹内奈穂，田中一己，Aw Wanping，尾花望，冨田勝,
福田真嗣 希少糖摂取がもたらす腸内細菌叢を介した抗肥40. 福田真嗣 腸内環境の制御による感染症予防・治療基盤技術の創出 第 10 回 家畜感染症学会学術集会 2020 年

満効果の分子機構の解明，第 42 回日本分子生物学会年会，福岡県博多市，2019 年 12 月 6 日

12 月 12 日
10. 田中一己，Aw Wanping，鈴木健大，尾花望，楊佳約，[口頭発表]
1. 田中一己，Aw Wanping，鈴木健大，尾花望，冨田勝，

木村彰宏，冨田勝，福田真嗣．米ぬか摂取による大腸炎
抑制効果は腸内細菌叢由来トリプトファン代謝物質がも福田真嗣．米ぬか摂取による大腸炎抑制機構の解明，日
本農芸化学会 2019 年度大会，東京都世田谷区, 2019 年 3

たらす，日本農芸化学会 2019 年度関東支部例会，東京都世田谷区，2019 年 12 月 7 日

月 26 日 優秀発表、トピックス賞 受賞－ 37 －「腸内細菌叢」プロジェクト

11. Nao Takeuchi, Kazuki Tanaka, Wanping Aw, Nozomu

真嗣 希少糖摂取による腸内細菌叢変化は抗肥満効果をもObana, Masaru Tomita, Shinji Fukuda, Understanding the antiobesity molecular mechanisms of rare sugar, D-psicose, intake

たらす 第 2 回慶應ライフサイエンスシンポジウム 神奈
川県横浜市 2018 年 9 月 13 日

via gut microbiota modulation., Miami Winter Symposium
2020 Molecular Mechanisms Linking the Microbiome and6. 井上ひかる，中藤学，井上浄，冨田勝，福田真嗣 腸

Human Health, Miami, Florida, 2020 年 1 月 27 日

内細菌叢感作がもたらす宿主免疫応答の理解 第 2 回慶應
ライフサイエンスシンポジウム 神奈川県横浜市 2018 年

12. Kazuki Tanaka, Wanping Aw, Kenta Suzuki, Nozomu
Obana, Jiayue Yang, Akihiro Kimura, Masaru Tomita, Shinji

9 月 13 日

Fukuda. Gut microbiota-derived tryptophan metabolites fromrice bran dietary intervention ameliorate colonic inflammation.,

7. 竹内奈穂，田中一己，Wanping Aw，冨田勝, 福田真嗣
希少糖摂取による腸内細菌叢変化は抗肥満効果をもたら

Miami Winter Symposium 2020 Molecular Mechanisms
Linking the Microbiome and Human Health, Miami, Florida,

す生命医薬情報連合大会(IIBMP2018) 山形県鶴岡市 2018
年 9 月 19 日

2020 年 1 月 27 日 Poster Prize
8. 田中一己，Aw Wanping，鈴木健大，尾花望，冨田勝，
13. Hikaru Inoue, Gaku Nakato, Masaru Tomita, Joe Inoue,
Shinji Fukuda, Development of target bacterial isolation

福田真嗣．米ぬか摂取による大腸炎抑制機構の解明，第12 回メタボロームシンポジウム，山形県鶴岡市, 2018 年

method using anti-bacterial species specific monoclonal
antibody., Miami Winter Symposium 2020 Molecular

10 月 18 日．

Mechanisms Linking the Microbiome and Human Health,Miami, Florida, 2020 年 1 月 27 日

9. 竹内奈穂，田中一己，Wanping Aw，冨田勝, 福田真嗣
希少糖摂取による腸内細菌叢変化は抗肥満効果をもたら

14. Haruno Takahashi, Kazuki Tanaka, Nao Takeuchi, Nozomu

す第 12 回メタボローム・シンポジウム 山形県鶴岡市
2018 年 10 月 18 日

Obana, Masaru Tomita, Shinji Fukuda, Investigating therelationships between gut microbiota and obesity onset in

10. 竹内奈穂，田中一己，Wanping Aw，冨田勝, 福田真嗣

androgen receptor knockout mice., Miami Winter Symposium
2020 Molecular Mechanisms Linking the Microbiome and希少糖摂取による腸内細菌叢変化は抗肥満効果をもたらす 第 41 回日本分子生物学会 神奈川県横浜市 2018 年 11

Human Health, Miami, Florida, 2020 年 1 月 27 日

月 28 日[ポスター発表]
1. 竹内奈穂，田中一己，アウ・ワンピン，冨田勝，福田

11. 田中一己，Aw Wanping，鈴木健大，冨田勝，福田真嗣．米ぬか摂取による大腸炎抑制機構の解明，第 41 回日

真嗣 Rare sugar, D-psicose suppresses high-fat diet-induced
obesity through gut microbiota alterations 日本微生物生態学

本分子生物学会年会，神奈川県横浜市, 2018 年 11 月 29
日．

会第 32 回大会

沖縄・宜野湾市 2018 年 7 月 12 日
12. Kazuki Tanaka, Wanping Aw, Kenta Suzuki, Nozomu

2. 竹内奈穂，田中一己，アウ・ワンピン，冨田勝，福田真嗣 Rare sugar, D-psicose suppresses high-fat diet-induced

Obana, Masaru Tomita, and Shinji Fukuda. Rice bran-derived
fibers ameliorate colonic inflammation through gut microbiota

obesity through gut microbiota alterations International
Conference on Beneficial Microbes: Microbes for the Benefit

modulation and fermentation, APNNO 2018, Tokyo, Japan,
2018 Dec. 3.

of Mankind, Kuching, Malaysia 2018 年 7 月 30,31 日
13. Kazuki Tanaka, Wanping Aw, Kenta Suzuki, Nozomu
3. 竹内奈穂，田中一己，アウ・ワンピン，冨田勝，福田真嗣 希少糖摂取による腸内細菌叢変化は抗肥満効果をもObana, Jiayue Yang, Masaru Tomita, and Shinji Fukuda. Ricebran-derived fibers ameliorate colonic inflammation throughたらす 第 58 回生命科学夏の学校 山梨県南都留郡 2018
年 8 月 31 日

gut microbiota modulation and fermentation, 2019 Keystone
Symposia on Molecular and Cellular Biology, Montreal,
Canada, 2019 Mar. 13.

4. 井上ひかる，中藤学，井上浄，冨田勝，福田真嗣 腸内細菌叢感作がもたらす宿主免疫応答の理解 第 58 回生
命科学夏の学校 山梨県南都留郡 2018 年 8 月 31 日 若

14. Hayashi Y, Sheoran S, Morishima T, Nakato G, Fukuda S,
Takizawa H. Acute gut inflammation orchestrates early

手賞受賞

hematopoiesis via innate immune signaling，17th Stem Cell
Research Symposium，兵庫県淡路島, 2019 年 5 月 24 日

5. 竹内奈穂，田中一己，アウ・ワンピン，冨田勝，福田「腸内細菌叢」プロジェクト－ 38 －

【特許】(1) 国内特許出願 3 件(2) 国外特許出願 1 件－ 39 －「腸内細菌叢」プロジェクト

有望シーズ展開事業「腸内細菌叢」プロジェクト
研究概要集
発行日

令和3年3月10日

発

地方独立行政法人行

神奈川県立産業技術総合研究所 溝の口支所〒213－0012川崎市高津区坂戸3－2－1
TEL（044）819－2030
印

刷

野崎印刷紙器株式会社
TEL（045）571－3508