腸内細菌の「隠れた」グループは健康に不可欠である可能性がある

謎の細菌群が病気のない人々の腸内マイクロバイオームで繁殖しているようで、それらが健康に重要である可能性を示唆しています。

私たちの腸内には 4,600 種以上の細菌が存在すると推定されており、細菌同士や体と相互作用して、免疫システムから睡眠、老化速度、精神的健康状態のリスクに至るまで、あらゆるものに影響を与えています。

しかし、これらの種の約3分の2は「隠れたマイクロバイオーム」の一部であり、そのほとんどは研究室で増殖することができず、名前さえ付けられていません。私たちは、腸内でゲノムを発見した後にのみ、それらの存在を知ります。 「これらの種は単なる傍観者なのか、それとも人間の健康に関係があるのかという、切実な疑問がまだ残っています。」ケンブリッジ大学のアレクサンドル・アルメイダ氏は言う。

アイデアを得るために、アルメイダと彼の同僚は、腸内微生物叢のサンプルで見つかった一連のゲノムの中から細菌の遺伝的指紋を検索しました。これらは、主にヨーロッパ、北米、アジアの 39 か国からの 11,000 人以上を対象とした研究から得られたものです。

このうち約半数には既知の病状はなく、残りの半数は炎症性腸疾患、肥満、慢性疲労症候群など13の病状のうちのいずれかと診断されていた。

研究者らは、715 種の細菌がこれらの症状の少なくとも 1 つに関連付けられており、そのうち 342 種は病気がある場合に多く見つかり、373 種は健康状態が良好である場合に多く見つかりました。

これらの候補の中で、最も強い関連性を持つ CAG-170 と呼ばれる属が浮上しました。 「さまざまな条件にわたって一貫して、病気に比べて健康時にCAG-170が著しく増加しているようであることがわかりました」とアルメイダは言います。

研究の別の部分で、アルメイダと彼の同僚は、どの細菌種が腸内微生物の健全な混合、または腸内微生物叢の異常として知られる不均衡な状態と最も関連しているかを調査した。

「やはり、CAG-170が顕著な効果を発揮しているようだということがわかりました」とアルメイダは言う。 「基本的に、CAG-170の量が多いほど腸内細菌叢が低下し、腸内微生物叢がより健全であるという明確な相関関係がありました。」

その理由を調査するために、チームは次にCAG-170のゲノムを調べ、高レベルのビタミンB12を生成できる代謝経路の遺伝子と、さまざまな炭水化物や繊維を分解する酵素の遺伝子を発見した。

CAG-170細菌自体がビタミンB12を利用する兆候はなかったが、通常、CAG-170細菌と一緒に見られる他の種はビタミンB12を利用する能力を持っていることが多いとアルメイダは言う。 「CAG-170はより利他的なアプローチをとり、マイクロバイオームの残りの部分に代謝サポートを提供しているようです。」

イタリアのトレント大学のニコラ・セガタ氏は、これは腸内マイクロバイオームのどの特徴が健康や病気に関連しているのかをより深く理解するための重要な一歩であると述べ、同氏の研究は最近、健康な腸内マイクロバイオームがどのようなものであるかを明らかにしたが、そのような細菌がこれらの利点をもたらすメカニズムについては具体的に概説しなかった。

CAG-170の数値が高いことが健康状態を引き起こすのか、それともその結果なのか、答えるのは簡単ではないとアルメイダ氏は言う。それを解決するには、CAG-170の導入が特定の症状のリスクを軽減するかどうかを調査する研究が必要になります。

「ヒトのマイクロバイオームと人体は非常に密接に結びついているため、それらは単一の非常に複雑なシステムと見なされるべきです」と瀬形氏は言います。 「前者と後者との因果関係を議論するのではなく、システム全体が健康または不健康な状態、また健康と不健康な食事にどのように関連しているかを調査する必要があります。」

瀬形教授は、この研究を栄養学的臨床試験で追跡し、食事のどの変化がマイクロバイオームとヒトのシステムのどの部分に影響を与えるかを評価することが重要であると述べている。

アルメイダは、CAG-170 の可能性を 2 つの観点から捉えています。 1 つ目は、これらの細菌が腸内マイクロバイオームの健康状態の指標として使用できる可能性があるということです。 2 つ目は、全体的な健康をサポートするように設計された新世代のプロバイオティクスへの扉を開くことです。

CAG-170はプロバイオティクスの優れた候補である可能性がある、と瀬潟氏は言う。しかし、これらの細菌を研究室で増殖させることは非常に困難であり、ましてやそれらを生きたまま腸内に送り込んで実際に定着させる方法を開発することは言うまでもない。 「CAG-170の量を増やすことができる最高の食品やプレバイオティクスサプリメントを見つけることは、それらの種をプロバイオティクス製品として開発することよりも、もっと身近なことである可能性があります」と彼は言う。

しかし、ゲノムデータは何が役立つかについての手がかりを提供してくれる、とアルメイダは言います。 CAG-170 細菌はアミノ酸のアルギニンを生成できないようであるため、より多くのアミノ酸を提供することで細菌の培養に役立つ可能性があり、あるいはいつか腸内での存在を高める可能性があります。