統一した解析手法に基づく疾患横断的な腸内環境研究基盤拠点の構築

近年、これまでは不可能と考えられていた新しいテクノロジーが、生命科学の分野を席巻しつつあります。その一つが、次世代シークエンサーの開発です。シークエンスとは、遺伝子のDNA塩基配列を解析することです。腸管内には多種多様な微生物（細菌など）が共存しています。従来は、これらの微生物を培養して、増殖させることが必要でしたが、微生物の多くは培養が難しく、微生物の特定は困難でした。培養という過程を経ずに、微生物の集団から遺伝子を丸ごと抽出し、それを構成する遺伝子をシークエンス解析することで、微生物の構成を明らかにし、これらの微生物の変化と環境との相互作用を解明することを「メタゲノム解析」と呼びます。このメタゲノム解析により、腸内（腸内フローラ）の全容が解明されつつあります。

様々な病気における腸内フローラの役割が明らかにされつつあります。例えば、炎症性腸疾患（潰瘍性大腸炎やクローン病）や大腸癌は、腸内フローラが大きく影響していることが明らかになっています。さらに慢性関節リウマチや多発性硬化症といった脳の病気のように大腸とは離れた臓器においても、腸内フローラの関与が指摘されています。

しかし、サンプル（便）収集、便からのDNAの抽出、シークエンス解析による解析データの解釈が各研究施設で異なることから、同じサンプル（便）由来の解析でも異なる結果が出ることが問題となっていました。

本研究では、最近、日本から発表された最適なメタゲノム解析手法（標準プロトコル）を用いて解析を行います。６つのナショナルセンター（6NC）の連携により様々な患者さんの腸内フローラの解析データを読み解き、腸内フローラに基づく診断や治療応用へ展開させることを目的としています。本研究は、6NCの高い専門性を活かして標準プロトコルによりサンプル採取、メタゲノム解析、データ解析を実施し、臓器や病気横断的な腸内環境を明らかにするものです。

病気が発症している臓器が別で、これまで異なる病気を考えられていたものが、腸内フローラの観点から、同一の原因から発症していることを突き止めることができる可能性があります。もしそうであれば同じ薬で効果が期待でき、新しい治療の選択肢を提供できると考えています。

研究のイメージ図

期待される効果

6NCは、小児〜長寿者まで幅広い年齢層の患者さん、特にまれな病気を持つ患者さんを各病気に対する専門医が診断・治療を行うハイボリュームセンターの集合体です。したがって、極めて幅広く、貴重で質の高いサンプル（便）と臨床情報（生活習慣などに関するアンケートなど）を収集することができます。

本研究が進むことで、これまで発症臓器が異なるため、異なる病気と考えられていたものが共通の腸内フローラを病因としているなど、新しい知見を得る可能性があります。6NCが高い専門性を持って連携して解析データを読み解き、意見交換、討論することで、食生活と腸内環境を基盤とした予防、診断と治療への応用が期待できます。

主任研究者

谷内田真一（国立がん研究センター研究所、ゲノム医科学分野、分野長）
（大阪大学大学院医学系研究科 医学専攻、ゲノム生物学講座 がんゲノム情報学、教授）

「医食同源」という言葉があります。医療と食事は、本質的に根源は同じであるという意味です。本邦では光岡知足博士に始まる腸内細菌研究で細菌との「共生」という概念をもつことで、食品等への共生菌の作用機序を制御する先進的な取組や研究が行われてきました。本研究では、様々な難病や希少な病気に対して6NCの高い専門性を活かして、臓器・疾患横断的に同一の標準解析方法で腸内フローラを明らかにし、6NCが一体となって腸内フローラの観点から様々な病気の原因解明や治療につなげることを目標としています。

分担研究者

【国立国際医療研究センター】
糖尿病研究センター
坊内良太郎

【国立成育医療研究センター】
免疫アレルギー・感染研究部
森田英明

【国立長寿医療研究センター】
もの忘れセンター
佐治直樹

【国立循環器病研究センター】
研究所・血管生理学部
中岡良和