ブリガム・リサーチ・センター、ブロード研究所、ハーバード・チャン・スクールの研究者らは、特定の種や菌株の細菌が腸内細菌叢の機能の変化と2型糖尿病のリスクに関連していることを発見した。
2型糖尿病（T2D）、糖尿病前症、健康な血糖値の人々の腸内細菌叢に関する、これまでで最大かつ最も民族的、地理的に包括的な調査により、細菌内の特定のウイルスと遺伝子変異が腸内細菌叢の機能とT2Dリスクの変化と相関していることが判明した。ブリガム・アンド・ウィメンズ病院（マサチューセッツ総合ブリガム医療システムの創設メンバー）、MITとハーバードのブロード研究所、ハーバードTHチャン公衆衛生大学院の共同研究によるこの研究の結果は、 ネイチャーメディシン。
「マイクロバイオームは、地理的な場所や人種、民族によって大きく異なります。小規模で均質な集団だけを研究すると、おそらく何かを見逃してしまうでしょう」と、ブリガム・アンド・ウィメンズ病院、ブロード、ハーバード・チャン・スクールのチャニング・ネットワーク医学部門の共同責任著者であるダニエル・ドン・ワン医学博士は述べています。「私たちの研究は、この種の研究の中ではこれまでで最大かつ最も多様性に富んだ研究です。」
「腸内微生物叢と、2型糖尿病のような複雑で慢性的な異質な疾患との関係は非常に微妙です」と、ハーバード・チャン・スクールおよびブロード研究所の共同責任著者カーティス・ハッテンハワー博士は述べています。「大規模な人間集団の研究が人間の遺伝的変異を理解するために重要であったのと同様に、大規模で多様な集団は、微生物叢の詳細な変異研究にも必要であり、ますます実現可能になっています。」
2 型糖尿病は、世界中で約 5 億 3,700 万人に影響を与えています。2 型糖尿病では、体は徐々に血糖値を効果的に調節する能力を失います。過去 10 年間の研究では、腸内細菌叢 (腸内に生息する細菌、真菌、ウイルスの集合体) の変化が 2 型糖尿病の発症と関連していることが示されています。しかし、腸内細菌叢と 2 型糖尿病におけるその役割に関するこれまでの研究は規模が小さく、研究デザインも多様であったため、重要な結論を導き出すことはできませんでした。
この論文では、新たに設立されたマイクロバイオームおよび心血管代謝疾患コンソーシアム (MicroCardio) のデータを分析しました。調査には、新たに生成されたデータと、他のいくつかの実験で最初に収集されたデータが含まれており、民族的および地理的に多様な参加者の合計 8,117 の腸内マイクロバイオーム メタゲノムが網羅されています。研究対象となった人々は、2 型糖尿病、糖尿病前症、または血糖値に変化がない人で、米国、イスラエル、スウェーデン、フィンランド、デンマーク、ドイツ、フランス、中国の出身です。論文の共同筆頭著者は、ブリガム アンド ウィメンズ病院およびブロードの Channing ネットワーク医学部門の Zhendong Mei 博士と、ハーバード チャン スクールおよびブロードの Fenglei Wang 博士です。
「この大規模な研究で、私たちは2つの疑問を抱きました。1つは『2型糖尿病における腸内微生物叢を構成する種と株の役割は何か？』、もう1つは『これらの微生物は何をしているのか？』です」とワン氏は言う。「このデータを分析したところ、比較的一貫した微生物種のセットが見つかりました。 2型糖尿病に関連する 私たちの研究対象集団全体にわたって、これらの種の多くはこれまで報告されたことがない。」
腸内でのこれらの微生物の役割を理解するために、研究チームは種の機能的能力を分析した。微生物種の異なる株は、特定のアミノ酸を作る能力など、さまざまな機能を持つ可能性がある。研究チームは、特定の株がさまざまな2型糖尿病の疾患リスクに関連している可能性がある機能を持っていることを発見した。
彼らが発見した大きな機能的差異の一つは、 プレボテラカバー分岐鎖アミノ酸（BCAA）を大量に生成する能力を持つ腸内によく見られる細菌であるBCAAは、糖尿病患者の腸内細菌叢でより多く見られる。これまでの研究では、BCAAの血中濃度が慢性的に高い人は、肥満や2型糖尿病のリスクが高いことが分かっている。
研究者らはまた、バクテリオファージ（細菌に感染するウイルス）が、腸内細菌の特定の株内で検出された変化の一部を引き起こしている可能性があることを示唆する証拠も発見した。
バクテリオファージに関する私たちの発見は非常に驚くべきものでした。これは、ウイルスがバクテリアに感染し、その機能を変化させて2型糖尿病のリスクを増大させたり減少させたりすることを意味している可能性がありますが、この関係を理解するにはさらなる研究が必要です。」
フェンレイ・ワン博士（ハーバード・チャン・スクールおよびブロードバンド）
別の分析では、研究チームは新たに2型糖尿病と診断された患者のサンプルの小さなサブセットを調査し、薬物使用や長期の高血糖状態による影響を受けにくいマイクロバイオームを評価した。ワン氏によると、その結果は大規模な調査結果と同様だったという。
「腸内細菌叢の変化が2型糖尿病を引き起こすと私たちは考えています」とワン氏は言う。「細菌叢の変化が先に起こり、その後糖尿病が発症する可能性があり、その逆ではない。ただし、この関係をしっかりと証明するには、将来的な前向き研究や介入研究が必要だ。」
「これらの微生物特性が原因であれば、マイクロバイオームを変化させ、2型糖尿病のリスクを軽減する方法が見つかる可能性がある」と同氏は付け加えた。「マイクロバイオームは介入しやすい。つまり、例えば食生活の変更、プロバイオティクス、糞便移植などによってマイクロバイオームを変化させることができるのだ」
この研究の大きな限界は、大部分が患者のマイクロバイオームをある時点で調べたことだ。腸内マイクロバイオームの変化や病気の状態を時間経過とともに調べていない。この研究を基にした今後の研究では、この関連性を長期間にわたって研究し、菌株固有の機能を調べて、それがどのようにして2型糖尿病につながるのかをより深く理解することが含まれる。
「ヒトのマイクロバイオームの利点であり、課題でもあるのは、それが高度に個別化されていることだ」とハッテンハワー氏は言う。「私たち一人ひとりが極めて異なる微生物群と微生物遺伝子を持っているということは、一貫したパターンを見つけるには非常に大規模な集団研究が必要であることを意味する。しかし、それができれば、個々のマイクロバイオームは病気のリスクを減らすために作り変えられる可能性がある」
ソース：
ジャーナル参照:
メイ、Z.、 等 (2024) 8,117 個のメタゲノムのクロスコホート解析で特定された 2 型糖尿病における菌株固有の腸内微生物シグネチャー。 ネイチャーメディシン。 doi.org/10.1038/s41591-024-03067-7。
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2024-06-26 06:10:00