和食文化国民会議シンポジウム 「和食と健康」～食と今話題の腸内細菌の新展開～
2018年2月6日@富士ソフトアキバプラザ5階 アキバホール

数： 数10兆個 （宿主であるヒト細胞とほぼ同じ）
重量： 1kg 以上
種類： 主なものだけで150菌種以上
個人差： 非常に大きい

腸内細菌と腸炎との関連
Nature, 504:446-50. (2014).
Nature Immunol., 15:517-9. (2014).

腸内細菌と肥満・糖尿病との関連
Nature, 519:92-6. (2015).
Nature, 514:181-186. (2014).
Nature, 444:1027-31. (2006).

腸内細菌と知能との関連
Cell, 155:1451-1463. (2013).
Sci. Rep., 4:4548 (2014).

疾患と腸内細菌との関連（非培養法による菌叢解析）
疾患

2型糖尿病

1型糖尿病

肥満

クローン病

肝硬変

増加している、または割合の多い菌種
Bacteroides caccae
Clostridium hathewayi

減少している、または割合の少ない菌種
Eubacterium rectale
Faecalibacterium prausnitzill

Clostridium ramosum
Clostridium symbiosum
Eggerhella lenta
Escherichia coli
Akkermansia muciniphila
Bacteroides ovatus

Roseburia intestinalis
Roseburia inulinivorans

Ruminococcus torques

Bacteroides vulgatus
Bacteroides fragilis
Bacteroides thetaiotaomicron

Blautia producta

Bacteroides cellulosilyticus

Bacteroides massiliensis

Bacteroides vulgatus
Bacteroides caccae
Parabacteroides merdae

Ruminococcus gnavus
Streptococcus salivarius

Faecalibacterium prausnitzii
Faecalibacterium prausnitziiRuminococcus gnavus
Villonella paravula

Coprococcus comes
Alistipes putredinis

1. Nature 490, 55-60 (2012) 2. ISME J 5, 82-91. (2011) 3. Science 341, 1241214. (2013)
4. Am J Gastroenterol 105, 2420-2428. (2010) 5. J Gastroenterol Hepatol 28, 613-619. (2013) 6. Nature 513, 59-64. (2014)

文献

(1)

(2)

(3)

(4)
(5)
(6)

占有順位

属名123456789101112131415161718
19202122232425
26
27
28

Bacteroides
Alistipes
Parabacteroides
Dorea
Ruminococcus
Bacteroides
Clostridium
BacteroidesEubacterium
Ruminococcus
unknown
Ruminococcus
Faecalibacterium
Ruminococcus
Collinsella
Dorea
Bacteroides
Roseburia
Bacteroides
Eubacterium
Parabacteroides
Bacteroides
Bacteroides
Bacteroides
Bacteroides
Eubacterium
Bacteroides
Coprococcus

29Btid

種名

分譲機関 占有番号
順位

uniformis
putredinis
merdaelongicatena
bromiicaccaeJCM 5828
JCM 16772
JCM 9497
DSM 13814
ATCC 27255
JCM 9498

thetaiotaomicron
halliitorques

JCM 5827
ATCC 27751
ATCC 27756

prausnitzii
lactaris
aerofaciens
formicigeneransvulgatus
intestinalis

ATCC 27768
ATCC 29176
JCM 7790ATCC 27755
JCM 5826
DSM 14610

siraeum
distasonis

ATCC 29066
JCM 5825

ovatusJCM 5824

rectalexylanisolvens
comes

JCM 17463
JCM 15633
ATCC 27758

293031323334353637383940414243444546474849505152
53545556

属名
Bacteroides
Bacteroides
Eubacterium
Bacteroides
Ruminococcus
Subdoligranulum
Bacteroides
Streptococcus
Clostridium
Holdemania
Bacteroides
Coprococcus
Clostridium
Bacteroides
Butyrivibrio
Bacteroides
Parabacteroides
Clostridium
Clostridium
Bacteroides
Anaerotruncus
Ruminococcus
Bacteroides
Bacteroides
Clostridium
EnterococcusClostridium
Blautia

種名ventriosum
dorei
obeum
variabilecapillosus
thermophilus
leptumfiliformis
stercoris
eutactus
eggerthii
crossotus
finegoldii
johnsonii
nexilepectinophilus
colihominis
gnavusintestinalis
fragilis
asparagiforme
faecalis
scindens
hansenii

分譲機関
Nature 464: 59−65 (2010)
番号

ATCC 27560
JCM 13471
DSM 25238
DSM 15176
ATCC 29799
JCM 17834
ATCC 29065
DSM 12042
JCM 9496
ATCC 27759
入手不能
JCM 12986
DSM 2876
JCM 13345
JCM 13406
入手不能
ATCC 27757
ATCC 43243
JCM 15631
ATCC 29149
JCM 13265
JCM 11019
DSM 15981
ATCC 700802
JCM 6567
JCM 14655

デンマークとスペインの健常成人と肥満成人を含む124人の腸内細菌を培養を介さない方法で解析し、占有率を上位56種について算出した。

腸内細菌の遺伝⼦機能同定の重要性
Nature 505:559-63. (2014)
⾁⾷? ?

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Aさんの腸内細菌叢? ? ?? ?
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Bさんの腸内細菌叢

植物⾷?
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Aさんの腸内細菌叢? ? ?? ?
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Bさんの腸内細菌叢

腸内環境の制御は遺伝⼦発現の制御によって成⽴するが、遺伝⼦機能が不明なのでこれが不可能である。

腸内細菌の代謝産物の重要性
大腸腸管内腔

腸内細菌

代謝産物
代謝・放出

粘液層 (体外)
大腸上皮(体内)
吸収・利用可能例)短鎖脂肪酸
アミン

占有順位

属名1234567891011121314151617181920212223242526272829

Bacteroides
Alistipes
Parabacteroides
Dorea
Ruminococcus
Bacteroides
Clostridium
Bacteroides
Eubacterium
Ruminococcus
unknown
Ruminococcus
Faecalibacterium
Ruminococcus
Collinsella
Dorea
Bacteroides
Roseburia
Bacteroides
Eubacterium
Parabacteroides
Bacteroides
Bacteroides
Bacteroides
Bacteroides
Eubacterium
Bacteroides
Coprococcus
Bacteroides

種名

分譲機関 占有番号
順位

uniformis
putredinis
merdaelongicatena
bromiicaccaeJCM 5828
JCM 16772
JCM 9497
DSM 13814
ATCC 27255
JCM 9498

thetaiotaomicron
halliitorques

JCM 5827
ATCC 27751
ATCC 27756

prausnitzii
lactaris
aerofaciens
formicigeneransvulgatus
intestinalis

ATCC 27768
ATCC 29176
JCM 7790
ATCC 27755
JCM 5826
DSM 14610

siraeum
distasonis

ATCC 29066
JCM 5825

ovatusJCM 5824

rectalexylanisolvens
comes

JCM 17463
JCM 15633
ATCC 27758

2930313233
34353637
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
545556

属名
Bacteroides
Bacteroides
Eubacterium
Bacteroides
Ruminococcus
Subdoligranulum
Bacteroides
Streptococcus
Clostridium
Holdemania
Bacteroides
Coprococcus
ClostridiumBacteroides
Butyrivibrio
Bacteroides
Parabacteroides
Clostridium
Clostridium
Bacteroides
Anaerotruncus
Ruminococcus
Bacteroides
Bacteroides
Clostridium
Enterococcus
Clostridium
Blautia

種名ventriosum
dorei
obeum
variabilecapillosus
thermophilus
leptumfiliformis
stercoris
eutactus
eggerthii
crossotus
finegoldii
johnsonii
nexilepectinophilus
colihominis
gnavusintestinalis
fragilis
asparagiforme
faecalis
scindens
hansenii

分譲機関
番号

ATCC 27560
JCM 13471
DSM 25238
DSM 15176
ATCC 29799
JCM 17834
ATCC 29065
DSM 12042
JCM 9496
ATCC 27759
入手不能
JCM 12986
DSM 2876
JCM 13345
JCM 13406
入手不能
ATCC 27757
ATCC 43243
JCM 15631
ATCC 29149
JCM 13265
JCM 11019
DSM 15981
ATCC 700802
JCM 6567
JCM 14655

Nature 464: 59−65 (2010)デンマークとスペインの健常成人と肥満成人を含む124人の腸内細菌を培養を介さない方法で解析し、占有率を上位56種について算出した。

GAM培地に生えたGAM培地に生えなかった
入手不可能

試験を行った44菌種のうち32菌種がGAM培地で培養可能であり、これはヒト最優勢56菌種の57%、入手可能な44種の79%であった。

ヒト時腸内常在菌叢最優勢種、善玉菌などを96-wellプレート上でグリセロールストックし、使い捨てで使用。

96-well用植菌スタンプを用いたハイスループット培養・解析が可能。

http://symbiogenic.blogspot.jp/2015/09/6096-well-plate.html（「石川 腸内細菌 96well」で検索）
Biosci Biotechnol Biochem. 2017 81:2009-2017.

ハエ、酵母などでスペルミジンが寿命伸長に寄与し、そのメカニズムはオートファジー誘導とヒストンのアセチル化の促進であった 。Nat. Cell Biol. 11:1305-14. (2009)
マウスにプトレッシン・スペルミジン・スペルミンの混合物を経口投与することで、寿命伸長が起こった。
これらのマウスでは炎症が抑制されていた。
Exp. Gerontol.44:727-32. (2009)
ハエに対するスペルミジン投与、あるいはODC（プトレッシン合成酵素）の強制発現により、オートファジーが誘導され、記憶力が増強された。
Nat. Neurosci.16:1453-60. (2013)
スペルミジンの経口摂取は心筋細胞、腎臓でオートファジー促進により心臓を保護し、寿命伸長に役立つ。
Nat. Med. 22:1428-1438. (2016)

複数の腸内細菌の代謝産物の受け渡しによるポリアミン産⽣機構
ビフィ
ズス菌

酸による刺激遺伝⼦adiCとadiAが働く。

乳酸菌

大腸菌

アルギニン

遺伝⼦aguDが働く。

アグマチン

ポリアミン

粘液層(体外)大腸上皮(体内)Sci. Rep. 4:4548 (2014)
Sci. Adv. 4:eaat0062 (2018)

寿命伸⻑和食発酵食品のもつ腸内細菌の遺伝子と代謝産物への影響による機能性を明らかにしたい。

和食発酵食品酸によるaadcの発現促進？
取り込み
食品中のフェニルアラニン（加齢・過食による大腸へのオーバーフロー？）分泌フェネチルアミン

腸内細菌の酵素
AADCによる代謝

粘液層 (体外)大腸上皮(体内)

セロトニン？
特願2019-26780

プロバイオティクスとプレバイオティクス①プロバイオティクス細菌
発酵食品などに含まれ、体内で有益な働きをする生菌（腸内細菌叢では善玉菌と呼ばれることが多い。）
例）乳酸菌・ビフィズス菌②プレバイオティクス
プロバイオティクス細菌を含む有用菌を腸管内で増殖させる目的でヒトに経口摂取される難消化性物質例）ラクチュロース・ラフィノース

プロバイオ
ティクス細菌
プレバイオ
ティクス

プロバイオティクス細菌によるプレバイオティクスの利用

大腸

胃・小腸
ヒトによる消化・吸収

病原菌
による利用

腸内常在菌
による利用

プロバイオティクス細菌
による利用

×

通常の糖：グルコースなど○
既存プレバイオティクス：ラクチュロースなど◎
次世代型プレバイオティクス

腸に届き、善玉菌のみを生育させ、腸内細菌叢を劇的に改善させるオリゴ糖の探索

共同研究者

候補物質のスクリーニングを様々な構造を持つ数10種類のオリゴ糖ライブラリに対して行った。

中井博之准教授（新潟大学）

北岡本光先生（農研機構）

増殖促進効果（%）
600

400
Bifidobacterium infantis

800

常在菌を増殖させない！

200
200

00

腸内常在菌優勢種
悪玉菌

Bacteroides thetaiotamonicron
Bacteroides uniformis
Bacteroides vulgatus
Parabacteroides distasonis
Parabacteroides ovatus
Coprococcus comesRuminococcus torques
Ruminococcus lactaris
Collinsella aerofaciens
Eubacterium ventriosum
Eubacteroim siraeum
Roseburia intestinalis
Clostridium perfringens
Leuconostoc mesenteroides
Lactobacillus casei
Lactobacillus rhamnosus
Lactobacillus gasseri
Lactobacillus johnsonii
Lactobacillus plantarum
Lactococcus lactis
Lactobacillus reuteri
Bifidobacterium bifidum
Bifidobacterium infantis
Bifidobacterium longum
Bifidobacterium breve
Bifidobacterium pseudolongum
Bifidobacterium adolescentis
Bifidobacterium lactis
Bifidobacterium catenulatum

1000

Bacteroides thetaiotamonicron
Bacteroides uniformis
Bacteroides vulgatus
Parabacteroides distasonis
Parabacteroides ovatus
Coprococcus comes
Ruminococcus torques
Ruminococcus lactaris
Collinsella aerofaciens
Eubacterium ventriosum
Eubacteroim siraeum
Roseburia intestinalis
Clostridium perfringens
Leuconostoc mesenteroides
Lactobacillus casei
Lactobacillus rhamnosus
Lactobacillus gasseri
Lactobacillus johnsonii
Lactobacillus plantarum
Lactococcus lactis
Lactobacillus reuteri
Bifidobacterium bifidum
Bifidobacterium infantis
Bifidobacterium longum
Bifidobacterium breve
Bifidobacterium pseudolongum
Bifidobacterium adolescentis
Bifidobacterium lactis
Bifidobacterium catenulatum

Galactosyl--1,4-Rhamnose（次世代型プレバイオティクス候補 ）既存プレバイオティクスB

1000
800

600400乳酸菌
ビフィズス菌Gal-β1,4-Rha(次世代型プレバイオティクス候補)

Bifidobacterium infantis（善玉菌）

次世代型プレバイオ
ティクスを利用し、選択的に増殖する。

Clostridium difficile（悪玉菌）

利用できない為に競争に負け、減少する。

腸内常在菌

菌叢の破綻

菌叢改善

和食素材由来食物繊維から次世代型プレバイオティクスの宝庫？

この知見を用いたハイスループット解析系を用いて、