The Journal of Farm Animal in Infectious Disease
Vol.9 No.4 2020

基調講演要旨腸内環境の制御による感染症予防・治療基盤技術の創出
腸内環境の制御による感染症予防・治療基盤技術の創出
福田真嗣
福田真嗣
慶應義塾大学先端生命科学研究所、神奈川県立産業技術総合研究所

慶應義塾大学先端生命科学研究所、神奈川県立産業技術総合研究所
筑波大学トランスボーダー医学研究センター、株式会社メタジェン
筑波大学トランスボーダー医学研究センター、株式会社メタジェン
ヒトの腸内には数百種類以上で 38 兆個にもおよぶとされる腸内細菌が生息しており、これらの集団（腸内細菌叢と呼ぶ）は腸管細胞群と密接に相互作用することで、複雑な腸内微生物生態系、すなわち「腸ヒトの腸内には数百種類以上で 38 兆個にもで個々の腸内細菌がどのように振る舞うことで内エコシステム」を形成している。腸内エコシステムはヒトの健康維持に重要であることが知られているが、およぶとされる腸内細菌が生息しており、これ腸内エコシステムの恒常性維持に寄与している
そのバランスが崩れると大腸癌や炎症性腸疾患といった腸そのものの疾患に加えて、自己免疫疾患やらの集団（腸内細菌叢と呼ぶ）は腸管細胞群とのか、すなわち宿主－腸内細菌叢間相互作用の代謝疾患といった全身性疾患につながることも知られている。したがってその重要性から、腸内細菌叢は密接に相互作用することで、複雑な腸内微生物分子機構の詳細は不明な点が多い。われわれは生態系、すなわち「腸内エコシステム」を形成
これまでに、腸内細菌叢の遺伝子情報と代謝物異種生物で構成されるわれわれの体内の「もう一つの臓器」とも捉えられるが、一方で個々の腸内細菌がしている。腸内エコシステムはヒトの健康維持質情報を網羅的に解析し、時系列情報に基づいどのように振る舞うことで腸内エコシステムの恒常性維持に寄与しているのか、すなわち宿主－腸内細菌に重要であることが知られているが、そのバラて数理科学的に統合解析するメタボロゲノミク
叢間相互作用の分子機構の詳細は不明な点が多い。われわれはこれまでに、腸内細菌叢の遺伝子情ンスが崩れると大腸癌や炎症性腸疾患といったスを独自に構築し（図１）［1］、腸内細菌叢か報と代謝物質情報を網羅的に解析し、時系列情報に基づいて数理科学的に統合解析するメタボロゲノミ
腸そのものの疾患に加えて、自己免疫疾患や代ら産生される代謝物質である酢酸や酪酸などのクスを独自に構築し（図１）1)、腸内細菌叢から産生される代謝物質である酢酸や酪酸などの短鎖脂肪酸が、謝疾患といった全身性疾患につながることも知
短鎖脂肪酸が、腸管上皮層のバリア機能の向上
腸管上皮層のバリア機能の向上や、免疫系に作用して大腸炎抑制に寄与することを明らかにした 2, 3)。まられている。したがってその重要性から、腸内や、免疫系に作用して大腸炎抑制に寄与するこ
4-7)
た特定の腸内細菌やその代謝物質が感染症予防に寄与することや、腎疾患における尿毒症物質産生
細菌叢は異種生物で構成されるわれわれの体内とを明らかにした［2,3］。また特定の腸内細菌に関与すること 8-10)、大腸がんにおいて口腔内細菌の関与や二次胆汁酸産生が増悪因子となり得ることをの「もう一つの臓器」とも捉えられるが、一方やその代謝物質が感染症予防に寄与すること

200-300

CE-TOFMS

Host condition

ServerNext Generation Sequencer

図1

メタボロゲノミクスアプローチの概要

図 1：メタボロゲノミクスアプローチの概要－ 91 －科学的根拠に基づく食習慣の改善、適切なサプリメント開発や創薬など、腸内エコシステムの適切な制御による新たな健康維持、疾患予防・治療基盤技術の創出に向けたわれわれの取り組みについて紹介

家畜感染症学会誌
9 巻 4 号 2020

腸内環境の制御による感染症予防・治療基盤技術の創出する。

図2

腸内細菌叢由来代謝物質がもたらす宿主恒常性と疾患

図 2：腸内細菌叢由来代謝物質がもたらす宿主恒常性と［4-7］や、腎疾患における尿毒症物質産生に関【参考文献】
参考文献
与すること［8-10］、大腸がんにおいて口腔内C., et al. : Int J Mol Sci, 19: 4079, 2018
1.
Ishii, C., et al. : Int J Mol Sci, 19: ［1］4079,Ishii,2018
細菌の関与や二次胆汁酸産生が増悪因子となり
Furusawa,［2］
2.
Furusawa, Y., et al. : Nature, 504: 446-450, 2013 Y., et al. : Nature, 504: 446-450, 2013
得ることを明らかにした12］。このように、
3.
Fukuda, S.,［11,et al.
: Nature, 469: 543-547,
Fukuda, S., et al. : Nature, 469: 543-547, 2011［3］ 2011
メタボロゲノミクスアプローチを適用すること
4.
Kim, Y.G., et al. : Science, 356: 312-315,
Kim, Y.G., et al. : Science, 356: 312-315, 2017［4］ 2017
5.
Kitamoto, S., et al. : Nat Microbiol, 5:116-125,2020
で、腸内環境を介した全身性の恒常性維持には、
S., et al. : Nat Microbiol, 5: 116-125,［5］ Kitamoto,
6.
Nagao-Kitamoto, H., et al. : Nat Med, 26: 608-617, 2020
2020
腸内細菌叢から産生される代謝物質が重要であ
7.
Caballero-Flores, G., et al. : Cell Host & Microbe, 28: 526-533, 2020
H., et al. : Nat Med, 26: 608-617,［6］
ることを明らかにした（図2）al. : J Am Soc Nephrol, 26: Nagao-Kitamoto,8.
Mishima, E., et1787-1794, 20152020 20179.
Mishima, E., et al. : Kidney Int, 92: 634-645,
このように腸内細菌叢由来代謝物質が生体恒G., et al. : Cell Host & Microbe,［7］ Caballero-Flores,
10.
Kikuchi, K., et al. : Nat Commun, 10: 1835,
2019
常性維持に重要な役割を担うことが明らかと
11.
Yachida, S., et al. : Nat Med, 25: 968-976, 28:2019526-533, 2020なったことから、本研究成果を社会実装する目
12.
Erawijantari, P.P., et al. : Gut, 69: 1404-1415,
2020
E., et al. : J Am Soc Nephrol, 26: 1787［8］ Mishima,的で、慶應義塾大学と東京工業大学とのジョイントベンチャーとして株式会社メタジェンを設立した。本講演では、腸内環境に基づく層別化医療・ヘルスケアをキーワードに、科学的根拠に基づく食習慣の改善、適切なサプリメント開1794, 2015［9］ Mishima, E., et al. : Kidney Int, 92: 634-645, 2017［10］Kikuchi, K., et al. : Nat Commun, 10: 1835, 2019［11］Yachida, S., et al. : Nat Med, 25: 968-976, 2019［12］Erawijantari, P.P., et al. : Gut, 69: 1404-1415, 2020

発や創薬など、腸内エコシステムの適切な制御による新たな健康維持、疾患予防・治療基盤技術の創出に向けたわれわれの取り組みについて紹介する。

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