この記事では、管理人が見つけた解説動画を中心にして、ヒトの健康にとって重要と思われる、マイクロバイオームに関する5つの事実についてまとめみてみました。

アイキャッチ画像：腸内微生物環境の3Dモデル　Courtesy of Pacific Northwest National Laboratory（creative commons）

マイクロバイオームとは？

参考動画：「バクテリアはどうやってあなたの体を支配しているか（”How bacteria rule over your body”）」 –　マイクロバイオーム（Kurzgesagt – In a Nutshell）：マイクロバイオームの概要についてわかりやすく解説したアニメーション動画（日本語字幕あり）

ヒトの体内と体表には、100兆以上の共生微生物が生息していると言われています。細菌を中心として、ウイルス、菌類な様々な微生物がいます。腸内細菌が特に注目されていますが、肌、口の中、膣など色々な部位に生息しています。ヒトにとって無害なもの、有益なもの、有害なものなど様々です。

これらの微生物を全て合わせたものをマイクロバイオータと呼ぶようです。

そして、このマイクロバイオータが含む遺伝子を全て合わせたものをマイクロバイオームと呼ぶようです。

※ただし、これら2つの用語は互いに区別なく使われることも多いようです。

この微生物の遺伝子を全て合わせたもの（＝マイクロバイオーム）は、ヒトの全遺伝子数の150倍にもなるようです。つまり、遺伝子の数でいえば、私たちの体を動かしている全遺伝子のうち、私たち自身の遺伝子が占める割合は、たった0.5％ほどに過ぎないのです。私たちは微生物によって生かされているといっても過言ではないのかもしれませんね。

以下、マイクロバイオームと健康に関する5つの事実です。

１、マイクロバイオームは様々な病気と関係しており、あなたの脳や行動にさえ影響を与える

マイクロバイオームは例えば、肥満、ニキビ、喘息、アレルギー、アトピー、糖尿病、多発性硬化症、がん、自閉症、うつ病、アルツハイマー病など、様々な病気との関連が指摘されています。

肥満とマイクロバイオームの関連を示したマウス実験

参考動画：「ヒトの腸内微生物によってマウスは痩せる」”Human gut microbes slim mice” （Washington University in St. Louis）（英語のみ）

一方はやせており一方は肥満である、人間の双子の腸の共生微生物をそれぞれ無菌マウスに移植した実験の結果、健康的な食事を与えられた場合、やせた人から微生物を移植されたマウスはやせたままだった一方、肥満の人から微生物を移植されたマウスでは体重が増加して太り、インスリン抵抗性に関わる代謝の問題が発生したそうです。

さらに、2匹のマウスを一緒にして互いの腸内にどちらの微生物が侵入できるか実験で調べたところ、その結果は食べ物によって変わることがわかりました。

飽和脂肪が少なく野菜・果物が多い健康的な食事を与えられた場合は、肥満の人由来の微生物を移植されたマウスは、やせた人由来の微生物が腸内に侵入したため、体重増加が防止できました。しかし、飽和脂肪が多く野菜・果物が少ない不健康な食事を与えられた場合は、肥満の人由来の微生物を移植されたマウスは、やせた人由来の微生物が腸内に侵入・定着できなかったため、体重が増加してしまったようです。

関連論文： Vanessa K. Ridaura et al. Gut Microbiota from Twins Discordant for Obesity Modulate Metabolism in Mice. Science, 2013; 341 (6150): 1241214 DOI: 10.1126/science.1241214

関連記事　⇒　朝食を食べることはダイエットには役立たない可能性、最新研究が示唆

がん治療にマイクロバイオームが役立つ？

参考動画：「マイクロバイオーム：腸内細菌はどのようにがん治療に役立ちうるか」”The microbiome: how might gut bacteria help treat cancer?”（Cancer Research UK）：（英語のみ）

腸内細菌は、治療に対して、がんがどのように反応するかに影響を与えているかもしれません。患者の腸内細菌が変われば、がんに対する免疫療法の効果が高まる可能性があるようです。

糖尿病とマイクロバイオームの関連

関連動画：「2型糖尿病は腸内細菌が引き起こすかもしれない」”Type 2 diabetes may be caused by gut bacteria”（University of Copenhagen UCPH）：（英語のみ）

近年増加している2型糖尿病は、もしかすると腸内細菌によって引き起こされるのかもしれません。

マイクロバイオームは脳や行動に影響を与える

参考動画：「心を変える微生物：マイクロバイオームはいかに脳と行動に影響するか」Mind-altering microbes: how the microbiome affects brain and behavior: Elaine Hsiao at TEDxCaltech　（TEDx Talks）

ヒトの様々な行動や、多発性硬化症、自閉症、うつ病などとマイクロバイオームの関連について触れられています（日本語字幕あり）

２、粉ミルク育児や帝王切開出産は、子供に健康上のリスクをもたらしうる

母乳のメリット

参考動画：「母乳について私たちが知らないこと」”What we don’t know about mother’s milk | Katie Hinde”　（TED）（日本語字幕あり）

母乳は例えば、子供の腸内細菌を育み、免疫上のメリットをもたらすことが知られています。

帝王切開出産のデメリット

参考動画：帝王切開出産のリスクに関する解説　”The New Birth Trend That’s All About Bacteria – IBD in the News” （Mayo Clinic）：（英語のみ）

帝王切開出産では、経膣出産よりも、子供の炎症性腸疾患（IBD）や喘息、アレルギーのリスクが高まるとの研究報告があるようです。帝王切開では母体の膣にいる細菌が子供に伝わらないことが原因と考えられていますが、膣の体液をしみこませたガーゼを新生児に塗り付けることで、母体由来の細菌をうまく定着させることができるかもしれない、とのことです。

３、抗生物質の過剰な使用には、健康上のリスクがある

参考動画 ：抗生物質過剰使用の問題や耐性菌についてのわかりやすい解説 “The Antibiotic Apocalypse Explained” （Kurzgesagt – In a Nutshell）（日本語字幕あり）

抗生物質は医療の歴史における革命的発明であり、これまでたくさんの人々の命を救ってきました。しかし一方で、近年、抗生物質は過剰に使用されています。

たとえば、風邪やインフルエンザは基本的に細菌ではなくウイルスが原因と考えられているため、抗生物質は効かないにもかかわらず、病院で処方されることがあります。また、畜産業で家畜に対して大量の抗生剤が使われることが問題視されているようです。

抗生物質の過剰使用がもたらす問題は大きく２つあります。一つは、抗生物質が効かない抗生物質耐性菌の出現を促すこと、もう一つは、抗生物質の使用によりマイクロバイオームがかく乱されることで個人の健康リスクが高まる可能性があることです。

抗生物質のメリット・デメリットをよく考慮したうえで、抗生物質の不要な使用を減らしていくことが必要とされているようです。

同様に、抗菌剤や現代社会の「清潔」は、場合によって有益なマイクロバイオームに悪影響を及ぼすことで、あなたの健康を損ねる可能性があります。全ての細菌が悪さをするわけでは決してなく、それどころか、人間の健康にとって欠かせない細菌も少なくないと思いますので、状況に応じて冷静に判断することが大切かもしれませんね。

※原則として、抗生物質は医師や薬剤師の指示や相談のもとで、必要な場合に、適切な量を適切な期間、服用して下さい。自己判断のみで服用を途中でやめたりすると、耐性菌を増やす原因となる可能性がありますのでご注意下さい。

４、あなたが食べたものは、マイクロバイオームを通してあなたの健康に影響する

参考動画：「あなたの食生活がどのように腸の健康に影響するか」 – シルパ・ラヴェラ （TED-Ed）日本語字幕あり

フランスには「あなたが何を食べているか言ってごらん、そうすればあなたがどんな人物か当ててあげよう」といった内容の諺があるそうです。上の動画では、健康のために腸内細菌の多様性を維持する方法の一般論の1つとして、果物や野菜に含まれる食物繊維や、加工が最小限の新鮮な食品の摂取などを推奨しています。

５、糞便移植など新しい治療法が試されつつある

糞便バンク「オープンバイオーム」

参考動画：「あなたのうんちが誰かの命を救うかもしれない」”Your Poop Could Save Someones Life | VICE on HBO”（VICE News）：（英語のみ）

糞便の中身の大半は、細菌だと言われています。近年、ある種の感染症を治療するために、患者に健康な人の糞便を移植する医療行為が大きな成果を上げています。「オープンバイオーム」という非営利の糞便バンクでは、適正審査を通過した糞便提供ボランティアに対して、一回につき40ドルの報酬が与えられているそうです。

自閉症患者への糞便移植

参考動画：「糞便移植は自閉症の子供たちを助けられるか？」”Can fecal transplants help children with autism? “（Fox News）（英語のみ）：糞便移植によるマイクロバイオームの移植によって、自閉症の子供の胃腸障害や行動などに改善が見られたとするニュース報道です。

他にもプロバイオティクス（＝適量ならば健康上の利益がある、生きた微生物）やプレバイオティクス（＝有益な微生物を増やすような「細菌の餌」）などが新たな病気の治療法として注目されているようです。今後のさらなる研究でどんなことが明らかにされるか、楽しみですね。

参考文献：アランナ コリン著 あなたの体は9割が細菌: 微生物の生態系が崩れはじめた（河出書房新社）※Amazonへのアフィリエイトリンクを含んでいます

読みやすい翻訳で、マイクロバイオームとヒトの健康について幅広い視点からわかりやすくまとめられていると思います。

関連記事

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当記事ではその中からオンラインで無料閲覧できる2017年話題になった生物学関係の研究論文を10本ご紹介します。

第63位　3Dプリンターで作った人工卵巣でマウスが出産に成功

参考動画：Newsyによる本研究の報道（英語）
3Dプリンターによってすでに耳や腎臓などの作成が試みられています。
本研究では3Dプリンターで作られた人工卵巣がマウスの体内で機能することが確認されました

今後はヒトの不妊治療などへの応用も期待されます。

※2019年にはイスラエルの研究チームが3Dプリンタで人工心臓の作成に成功しています。

⇒  3Dプリンタで人工心臓の作成に成功、患者自身の細胞などを素材にー最新研究

卵子についての研究は次の記事でも触れています。

⇒ 「卵子の数は決まっている」との定説覆す新発見、卵巣の幹細胞で不妊治療の将来に光明かー最新研究

第24位　プラスチックを分解するガの幼虫を発見

参考動画：Newsyによる本研究の報道（英語）
環境への負荷が懸念されているプラスチックですが、レジ袋などに使われるポリエチレンを分解できるガの幼虫が発見されました。本研究の知見が今後プラスチックごみ問題などに応用できる可能性も期待されます。
※2019年の研究では、イルカ・クジラ・アザラシなどの体内でマイクロプラスチックが発見されています。

⇒　マイクロプラスチックを海洋哺乳類の体内で発見、調査した全個体でー英最新研究

第17位　インスタグラムの投稿写真からAIがうつ病を診断

参考動画：Newsyによる本研究の報道（英語）

写真や動画を共有するSNS「インスタグラム」への投稿写真から投稿者がうつ病かどうかを、人工知能（AI）プログラムが人間の一般開業医よりも高い精度で診断できたと発表されました。

うつ病の人は例えば、より暗くて青色・灰色が強い写真を投稿する傾向があったようです。

本研究の成果は今後うつ病などの早期発見に役立つことが期待されます。

※うつ病やAI関連の研究については以下の記事でも取り上げています。

⇒  うつ病は脳の構造を変えるー大規模調査で判明、最新脳科学研究

⇒　あなたの顔に一瞬現れる「微表情」からAIが本音の感情を読み取る！？ー最新心理学研究

第15位　がんの原因となる遺伝子変異の3分の2はDNAの複製エラーに起因

参考動画：論文の著者Tomasetti氏らが、がんの原因に関する本研究の成果をわかりやすく解説しています（英語）

がんの原因となる遺伝子変異を引き起こす要因は３つ（環境要因、遺伝要因、細胞分裂時のDNA複製エラー）ありますが、変異の3分の2はDNAの複製エラーに起因していたようです。

DNAの複製エラーは不運としか言えないため、著者らはがん予防の自助努力をしたにも関わらずがんになってしまった患者の方々は罪悪感を感じるべきではないと主張しています。

※ナノテクノロジーを用いた新しい治療法の可能性については次の記事でも触れています。

⇒ 体内で極小ナノロボットが活躍！動画で最新医療ナノテクノロジーの応用例を紹介

第10位　人工子宮で羊の胎児を育てることに成功

参考動画：Tech Insiderによる本研究の報道（英語）

本研究では 「バイオバッグ」と呼ばれるポリエチレンの袋で、羊の胎児を育てることに成功したと発表。将来的にはヒトの早産児への応用を目指しているようです。

※早産児に関連する研究については次の記事でも取り上げています。

⇒ 人工知能AIで早産児の脳の発達度を評価、脳波を測定して自動分析ー最新研究

第8位　羽に覆われた恐竜のしっぽを琥珀中で発見

参考動画:National Geographicが本論文の琥珀画像などを取り上げています（英語）

この恐竜の羽毛は立体構造まで保存されており、羽毛の進化についての理解が深まることが期待されます。

※化石に関連する研究については以下の記事でも取り上げています。

⇒  卵からふ化直後に琥珀に閉じ込められた1億3千万年前の昆虫を発見！古生物学最新研究

⇒ 奇妙な形態のカニの化石を発見、「カニとは何か」定義が揺らぐ？ー最新研究

第7位　子供や若者の肥満が過去40年で10倍に増加

参考動画：VOA Newsによる本研究の報道（英語）

世界保健機関（WHO）などが、世界200カ国から1億人以上の身長と体重のデータを分析した結果を発表。肥満の増加傾向に対し、ジャンクフードへの課税や健康的な食事の推進など対策を呼びかけています。

※近年、ヒトの腸内細菌などの共生微生物（マイクロバイオーム）が肥満と関連していることを示す研究もあります。

⇒　驚異のヒト体内共生微生物、健康のためにあなたが知るべき5つの事実ーマイクロバイオームとは？

その他ダイエットに関連して次のような研究も発表されています。

⇒　朝食を食べることはダイエットには役立たない可能性、最新研究が示唆

⇒  「悪い脂肪」は「良い脂肪」に変わる！？脂肪細胞の新発見で肥満治療に期待

第6位　ドイツの自然保護区の飛行昆虫が約30年で4分の1以下に減少

参考動画：Atlanta Journal-Constitutionによる本研究の報道（英語）

世界的な昆虫の減少が科学者らの関心を集めています。昆虫は送粉者あるいは鳥や他の動物の食料などとして食物網において重要な役割を果たしており、生態系への影響が懸念されています。

※2019年にも世界的な昆虫の減少を報告した論文が注目を集めています。

⇒　2019年前半に話題になった生物学などの最新論文ニュースまとめ12選

第4位　ヒト胚にCRISPR遺伝子編集を用いて遺伝病の原因遺伝子を修正

参考動画：Al Jazeera Englishによる本研究の報道（英語）

本研究では、ヒトの受精卵にCRISPRゲノム編集を用いて、遺伝性心筋症の原因となる遺伝子変異を除去したと発表。倫理的問題を含めて議論が巻き起こっています。

※ゲノム編集・CRISPRの概要や応用例については、以下の記事でも解説しています。

⇒ ゲノム編集・CRISPRとは？図や動画でわかりやすく簡単に原理・応用例や倫理的問題を解説

⇒ 世界初の遺伝子編集ベビーを誕生させた中国研究者、自ら語る【動画】

⇒ 遺伝子ドライブとは？原理・メカニズムの要点を簡潔に解説（動画・図説あり）

第1位　脂肪や炭水化物の摂取と心臓血管疾患・死亡率との関連についての調査結果

世界18カ国から35～70歳の10万人以上の食生活について大規模に調べた結果、次のようなことなどがわかりました。

★炭水化物の摂取量が高いことは高い死亡リスクと関連

★脂肪の摂取量が高いことは低い死亡リスクと関連

★飽和脂肪の摂取量が高いことは、低い脳卒中リスクと関連

論文の著者らは、炭水化物や脂肪について従来の食事ガイドラインを見直すべきと主張しています。

※この論文自体の問題点や論文解釈の注意点などについて詳しく指摘しているサイトもありましたのでリンクを載せておきます。

※2018年には、この研究結果とは違って「炭水化物の摂取量はほどほどがよい」との研究がThe Lancet Public Healthに発表され、話題となりました。詳細は下のリンクから2018年のまとめをご覧ください。

2018年のまとめはこちら！

⇒　2018年に話題になった生物学などの論文ニュースまとめ10選

ネイチャーの姉妹誌「サイエンティフィック・リポーツ」に今週掲載されたXueyi Shen氏らの研究では、大量の脳の画像データを解析して、うつ病患者と健常者の間で脳の構造に違いがあることを発見した。

うつ病の原因はまだはっきりしていない

2012年のWHOの報告によると、うつ病に苦しむ人は世界で3億5000万人と推測されている。

うつ病の原因となるメカニズムの解明は急務で、MRIという技術を使いヒトの脳の画像を解析する研究が幅広く行われている。

たとえば、うつ病患者では健康な人より脳の偏桃体などが小さいという研究報告もあるが、そうではないという報告もあり、一貫した結果は得られていない。

これまでの研究ではサンプルサイズが小さすぎたり、サンプリング手法に問題があった可能性がある。

8590人の脳画像データを用いた大規模な研究

イギリスのUKバイオバンク（研究目的でヒトに関する試料などを保管する機関）では、イギリス国内から50万人もの被験者のデータが集められている。

今回、Xueyi Shen氏らの研究ではこのUKバイオバンクから8590人の画像データを利用し、うつ病患者と健常者間で脳の構造に違いがあるかどうかを調べた。

最新技術で脳のネットワークを調査

うつ病患者の脳の異常は解剖学的に1つの領域だけに限られていないため、うつ病の原因は脳の複数領域の接続に関わる脳のネットワークの異常である可能性がある。

脳の様々な領域をつなぐ白質という構造について調べるため、最新技術「拡散テンソル画像（DTI）」を利用した。

マサチューセッツ工科大学マクガヴァン脳研究所の動画：脳の白質を示した拡散テンソル画像（DTI）

うつ病患者では脳の白質について変化がみられた

調査の結果、うつ病患者は健常者より脳の白質の統合性が低下していることがわかった。

白質の統合性の低下は、うつ病患者の脳における感情の制御や報酬系の障害を反映している可能性がある。

このことから、うつ病は心の状態だけでなく、脳にも物理的に影響を与えていることが示唆された。

※近年、ヒトの腸内細菌などの共生微生物（マイクロバイオーム）がうつ病と関連していることを示す研究もあります。詳しくは次の記事をご覧ください。

⇒　驚異のヒト体内共生微生物、健康のためにあなたが知るべき5つの事実ーマイクロバイオームとは？

管理人チャールズの感想

脳を解析する手法が進歩したおかげで、様々な病気と脳の関係が具体的に明らかにされつつあるようですね。こうした研究成果がうつ病の効果的な診断や治療・改善にできるだけ早くつながることを願っています。

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