マイクロバイオーム | ダーウィン・ジャーナル

リンゴに1億の微生物、細菌の多様性は有機栽培の方が高いと判明ー健康にメリットか【最新研究】

チャールズ（管理人） — Thu, 26 Sep 2019 16:44:33 +0000

私たちはリンゴを食べるたびに、無数の微生物を一緒に体内に取り込んでいるようです。

学術誌「フロンティアーズ・イン・マイクロバイオロジー」に2019年7月に掲載されたBirgit Wassermann氏らの論文によれば、リンゴに含まれている細菌の種類や量を調べた結果、リンゴを１個食べるときには、同時に約1億の細菌を取り込んでいることが判明したとのことです。

また、有機栽培と普通に栽培したリンゴでは含まれている細菌が異なり、有機栽培リンゴの方が細菌の種の多様性が高いことがわかったようです。

あなたの健康を左右するのは、腸内の微生物？

参考動画｜TED-Ed：あなたの食生活がどのように腸の健康に影響するか（日本語字幕あり）

近年、腸などにいる共生微生物（マイクロバイオーム）がヒトの健康に大きく関わっていることが明らかにされつつあります。

生で食べる野菜や果物は、こうした微生物の供給源として、ヒトの健康に重要な役割を果たしている可能性があります。

しかし、野菜や果物の微生物についてのこれまでの研究は、病原菌など食の安全に重点が置かれてきたため、マイクロバイオームの全体像についてはまだ十分な知見は得られていないようです。

本研究では、世界中で広く食べられているリンゴに注目して、細菌の量や種類が調べられました。また、有機栽培と通常の慣行栽培のリンゴで違いがあるかどうかも調べられました。

リンゴの部位によって細菌の量が違った

1: stem（果柄）2: seed（種）5: calyx（がく）6: fruit pulp（果肉）7: peel（皮）（画像クレジット：Jan Sokol[CC]）

↑リンゴの部位別の細菌の量。左が有機栽培（organic）、右が通常栽培（conventional）(Birgit Wassermann氏らの論文[CC]より引用)

リンゴの部位別にみると、果柄や種子で細菌の量が多く、果肉や皮では細菌が少ない傾向があったようです。

有機栽培リンゴ（オーガニック、organic）と、通常栽培のリンゴ（conventional）で、全体の細菌の量には違いは見られなかったようです。

有機栽培リンゴの方が、細菌の種の多様性が高かった

↑細菌の種の多様性の比較：有機栽培（organic）と通常栽培（conventional）のリンゴ (Birgit Wassermann氏らの論文[CC]より引用)

有機栽培リンゴの方が通常栽培のリンゴよりも細菌の種の多様性が高かったようです（がく部を除く）。

どんな種類の細菌がいたのか？

↑リンゴで見つかった細菌の種類 (Birgit Wassermann氏らの論文[CC]より引用)

有機栽培と通常栽培では、細菌の種類にも違いがみられました。

例えば、メチロバクテリウム属Methylobacteriumの細菌は、イチゴの香り成分の生合成を促す効果をもつことが知られているようですが、有機栽培リンゴの方で多く見つかりました（特に果肉と皮）。

一方、ラルストニア属Ralstoniaやエルウィニア属Erwiniaの細菌は、しばしば植物の健康に悪影響をもたすことが知られているようですが、通常栽培のリンゴで多かったようです。

リンゴ内に実際にいた細菌の画像

↑有機栽培リンゴの組織内で見つかった細菌の画像（A:果柄 B:果柄の根本 C:皮 D:果肉 E:種 F:がく）。果肉と種子では画像化が難しかったようです。 (Birgit Wassermann氏らの論文[CC]より引用)

まとめ

・リンゴの部位によって細菌の量や種類に違いがみられた

・有機栽培リンゴと通常栽培のリンゴでは細菌の総量には違いがみられなかったが、種の多様性は有機栽培リンゴの方が高かった

・有機栽培と通常栽培のリンゴでは細菌が大きく異なり、それぞれ特徴的な種を含んでいた

・１個のリンゴは約1億の細菌を含んでいた

マイクロバイオームの種の多様性が高いことで病原菌の繁殖が制限される可能性について報告した研究もすでにあるため、有機栽培リンゴの細菌の多様性の高さは、健康上のメリットにつながる可能性もあるようです。

管理人チャールズの感想

サンプルの数が少ないため予備的な結果と考えたほうがよいと思いますが、興味深い研究でした。

今回の論文には有機栽培と慣行栽培の違いについては大まかにしか記述されていませんでしたが、詳しい農法の違いや農薬の使い方、貯蔵時の条件など、具体的にリンゴの栽培・管理工程のどのプロセスが細菌の違いにつながっているのか、今後の研究で解明できれば面白そうですね。

プロバイオティクス（ヒトの健康に好影響を与える微生物）の存在なども、今後もしかすると農産物の栄養などを評価する上で指標の1つになってくるかもしれませんね。

マイクロバイオームに関する研究では、例えば最近次のような結果が発表されています↓

帝王切開で生まれた赤ちゃんでは、母親からの腸内細菌が伝わらず、病院の日和見病原菌が多く定着している事が判明したようです。抗生物質の影響も。https://t.co/ORnCGCKzqP
【健康】マイクロバイオームの破壊との関連が認められる分娩様式 | Nature | Nature Research: https://t.co/fpSXYPvs0T

— ダーウィン・ジャーナル (@Darwin_Journal) September 28, 2019

主要参考文献・出典情報（Creative Commons）Wassermann B, Müller H and Berg G (2019) An Apple a Day: Which Bacteria Do We Eat With Organic and Conventional Apples? Front. Microbiol. 10:1629. doi: 10.3389/fmicb.2019.01629

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糞便移植治療で自閉症の症状が長期にわたり改善ー最新研究

チャールズ（管理人） — Mon, 15 Apr 2019 11:06:57 +0000

健康な人のうんちを移植して腸内微生物相を変えることで、もしかすると様々な病気が治療できるようになるかもしれない。英科学誌「サイエンティフィック・リポーツ」に2019年4月に掲載されたDae-Wook Kang氏らの研究によれば、糞便移植など、体内の共生微生物を移植する治療によって、子供の自閉症の症状や胃腸の問題が長期間にわたって改善されることがわかったという。

アイキャッチ画像クレジット：Darryl Leja, National Human Genome Research Institute, National Institutes of Health [CC]

マイクロバイオームによる自閉症治療の新たな可能性

参考動画 | Biodesign Institute “The Gut Microbiome: Opening new possibilities for autism treatment”（英語のみ）：本論文の共著者であるRosa Krajmalnik-Brown氏らが、腸のマイクロバイオーム（微生物叢）を利用した自閉症治療の新たな可能性などについて語っている。多くの自閉症の子供が胃腸の問題を抱えており、また、抗生物質による治療で自閉症の症状が改善したとの研究報告があったことから、マイクロバイオームに着目し始めたという。

多くの研究によって、自閉症スペクトラム障害（ASD）を持つ人では腸内微生物叢に異常がみられることが報告されており、腸のマイクロバイオーム（≒共生微生物群集、腸内フローラ）と自閉症的な行動との間に関連があることが示唆されている。

そのため、健康な人から腸内微生物を移植することによって腸のマイクロバイオームを改変することで、自閉症の子供の胃腸の症状や行動的な症状を改善できる可能性が注目されている。

マイクロバイオームによる自閉症治療の成功例

2017年に掲載された論文*では、抗生物質・胃酸抑制・腸の洗浄・糞便移植を組み合わせたマイクロバイオームの移植治療によって、胃腸の症状、自閉症に関連した症状、そして腸のマイクロバイオームが大きく改善されたことがすでに報告されていた。

*Microbiota Transfer Therapy alters gut ecosystem and improves gastrointestinal and autism symptoms: an open-label study
Dae-Wook Kang et al. https://doi.org/10.1186/s40168-016-0225-7

糞便移植治療から2年たった後でも、効果は持続していた

本研究の調査結果（赤が治療前、緑が治療終了時点、水色が治療終了から8週間後、紫が治療終了から2年後）。胃腸の症状の大半については、2年後でも治療の効果が持続していた。自閉症に関連する症状などでは、治療終了時点よりさらに改善が見られた指標もあった。（Dae-Wook Kang氏らの論文 [cc] より引用）

今回、Dae-Wook Kang氏らの研究では、この糞便移植治療を受けた同じ自閉症の子供たちの2年後の状態を調査した。その結果、

★胃腸の症状の大半については、2年たった後でも、治療の効果が持続していた。

★自閉症に関連する症状では、治療終了時点よりもさらに改善が見られた指標もあった。

★腸内微生物の多様性増加やビフィズス菌の相対量の増加など、マイクロバイオームの重要な変化も持続していた。

本研究によって、糞便移植などによる微生物叢の移植治療は、胃腸の問題を抱える自閉症の子供たちに対して、長期にわたって安全で有効である可能性が示唆された。

ただし、本調査はオープンラベルの試験（患者や医者が治療の内容を知っている試験）であったため、プラセボ効果（患者が、薬に効き目があると思い込むことで、病気の症状が改善する効果）は否定できない。今後のさらなる研究が望まれる。

※糞便移植には適切な処理などが必要ですので、専門的知識のない方が自己判断で行うことはお控えください。

主要参考文献・出典情報（Creative Commons）

Kang, D., Adams, J.B., Coleman, D. et al. Long-term benefit of Microbiota Transfer Therapy on autism symptoms and gut microbiota. Sci Rep 9, 5821 (2019). https://doi.org/10.1038/s41598-019-42183-0

管理人チャールズの感想

この研究報告を見る限り、糞便移植治療によって、様々な症状が大きく改善されたようですので、マイクロバイオームによる治療には、個人的に大きな可能性を感じました。様々な研究によって脳と腸の関連が明らかにされつつあるようですので、自閉症に限らず、アルツハイマー病やパーキンソン病など色々な病気で、マイクロバイオームによる治療の新しい可能性が開かれているのかもしれません。

※マイクロバイオームがヒトの健康に及ぼす影響などについては、次の記事でも触れています。

マイクロバイオームとは？健康のためにあなたが知るべき5つの事実

のどや鼻にいる微生物群がインフルエンザ予防に役立つ？マイクロバイオーム最新研究

抗生物質の副作用ーマイクロバイオームへの悪影響で免疫力低下

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マイクロバイオームとは？健康のためにあなたが知るべき5つの事実

チャールズ（管理人） — Fri, 22 Feb 2019 01:23:32 +0000

腸内細菌・腸内フローラなどとして知られる「マイクロバイオーム」は、2007年に始まったヒトマイクロバイオームプロジェクト以降、生物学研究において最も注目されているトピックの1つのようです。

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。

⇒　糞便移植治療で自閉症の症状が長期にわたり改善ー最新研究

⇒ 抗生物質の副作用ー腸内フローラへの悪影響で免疫力低下

⇒　のどや鼻にいる微生物群がインフルエンザへの免疫に関連？マイクロバイオーム最新研究

⇒ 抗生物質耐性菌の耐性遺伝子の起源・伝播メカニズムが解明ー最新研究

⇒ 抗生物質耐性菌への画期的対策で緑膿菌や大腸菌の成長を阻害ー最新研究

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のどや鼻にいる微生物群がインフルエンザ予防に役立つ？マイクロバイオーム最新研究

チャールズ（管理人） — Sat, 19 Jan 2019 19:27:10 +0000

私たちの鼻やのどにいる微生物群は、ひょっとするとインフルエンザに対する免疫と関わっているのかもしれない。米科学誌「プロスワン」に2019年1月に掲載されたKyu Han Lee氏らの論文では、のどや鼻にいる微生物叢（マイクロバイオーム）の種類が、インフルエンザの感染しにくさと関連していることが示された。

インフルエンザの予防策

インフルエンザは世界の主要な疾病である。現在用いられている最善のインフルエンザ予防策はワクチンだが、近年ワクチンの有効率は低～中程度であり、かつワクチンの接種率は低くとどまっている。また、ワクチン（予防接種）の有効率は、シーズンや年齢層、ワクチンの接種履歴などによってばらつきが見られることも報告されており、その原因や改善策などについての研究が進められている。

アメリカとカナダにおけるインフルエンザワクチンの有効率（インフルエンザ予防接種の効果）（Lewnard, J.A.; Cobey, S. Immune History and Influenza Vaccine Effectiveness. Vaccines 2018, 6, 28. https://doi.org/10.3390/vaccines6020028 [cc]の図に日本語を追加）

Kyu Han Lee氏らは、補完的なインフルエンザの予防手段として、ヒトの体内にすむ微生物叢（マイクロバイオーム）の可能性に着目して本研究を行った。

マイクロバイオーム（微生物叢 [びせいぶつそう] ）とは？

マイクロバイオームのさまざまな働き（What is the microbiome? Protima Amon et al. BMJ http://dx.doi.org/10.1136/archdischild-2016-311643 [CC] の図に日本語を追加）

ヒトの体内や体表には100兆もの微生物（細菌・ウイルス・菌類・原生動物など）が生息していると推測されている。このようなヒトの体にすむ全ての微生物の遺伝子全体をマイクロバイオームと呼ぶ。大部分の微生物は腸にいるが、皮膚や口腔、膣など様々な場所に存在している。

マイクロバイオームはヒトの免疫システムを制御したりするなど、様々な影響を与えることが近年明らかにされつつある。過去の研究では例えば、ネズミを抗生物質で処理する（＝マイクロバイオームをかく乱）とインフルエンザ感染後の死亡リスクが上昇することなどが報告されている。

本研究の概要

2012年から2014年の間、ニカラグアで家族内でのインフルエンザ感染について調査された。インフルエンザに感染しているメンバーを含む家族が最大13日間にわたって追跡された。ニカラグアの144世帯の家庭の計717人の参加者から、鼻とのどのマイクロバイオーム計3101サンプルが回収された。データの分析は、調査登録時にインフルエンザウイルスに感染していなかった537人について行われた。

調査結果

参加者から採取した鼻とのどのマイクロバイオームは5つのタイプに分類された。このうち1つのマイクロバイオームのタイプは、インフルエンザへの感染しにくさと有意に関連していた。また、このタイプのマイクロバイオームは幼い子供にはあまり見られなかった。

本研究ではマイクロバイオームとインフルエンザ感染の因果関係については示されていない。しかし、さらなる研究によって、マイクロバイオームがインフルエンザ予防などに役立てられる可能性があるのではないかと著者らは考えている。

主要参考文献・出典情報（Creative Commons）

Lee KH, Gordon A, Shedden K, Kuan G, Ng S, Balmaseda A, et al. (2019) The respiratory microbiome and susceptibility to influenza virus infection. PLoS ONE 14(1): e0207898. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0207898

管理人チャールズの感想

ヒトの体内にすむ微生物の働きに関する興味深い研究でした。ただ本研究については、マイクロバイオームが積極的に免疫の機能に関わっているのではなく、単に免疫作用の違いによって鼻やのどの微生物相が変化しているだけといったように、因果関係が逆という可能性もあるかもしれません。マイクロバイオームについては今後のさらなる研究で一体どんなことが明らかにされていくのか、とても楽しみですね。

マイクロバイオームとヒトの健康については、次の記事でまとめています。

⇒　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？

⇒　糞便移植治療で自閉症の症状が長期にわたり改善ー最新研究

⇒ 抗生物質の副作用ーマイクロバイオームへの悪影響で免疫力低下

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2018年に話題になった生物学などの最新論文ニュースまとめ10選

チャールズ（管理人） — Mon, 17 Dec 2018 20:26:04 +0000

Altmetric社が2018年に影響力の大きかった論文トップ100のランキングを発表しています。この100本の学術論文の中から、当サイトの管理人が独断と偏見で選んだ生物学などに関係する論文10本をご紹介します。出典論文へのリンクも全て記載しています。

炭水化物の摂取量は多過ぎても少な過ぎても死亡リスクが増加する

炭水化物の摂取量はほどほどが健康に良い、との研究結果が示されました。炭水化物を減らしてタンパク質や脂肪の摂取量を増やす「糖質制限」（ロカボ、低炭水化物食）がダイエット法として世界的に流行していますが、その長期的な寿命への影響はまだはっきりしていません。

本研究では1万5428人のアメリカ人を25年間追跡した結果、炭水化物からのエネルギー摂取率の割合がほどほど（50～55％）だった場合に最も死亡リスクが低いことがわかりました。また、日本を含む世界約43万人のデータを解析した結果、炭水化物からのエネルギー摂取の割合が少な過ぎる（＜40%）場合も多過ぎる（＞70%）場合もいずれも、炭水化物を適度に摂取する人に比べて死亡リスクが上昇したそうです。

また、同じ低炭水化物食であっても、炭水化物を動物由来のタンパク質や脂肪に置き換えた場合は死亡リスクが上昇したのに対し、炭水化物を植物由来のタンパク質や脂肪に置き換えた場合は死亡リスクが低下したようです。

※2017年にはこの研究結果とは違って、炭水化物の摂取量が高いことが高い死亡率と関連していることなどが報告され、話題となりました。

⇒　2017年話題になった生物学の最新ニュース・論文まとめ10選

出典Seidelmann SB, Claggett B, Cheng S, et al. Dietary carbohydrate intake and mortality: a prospective cohort study and meta-analysis. Lancet Public Health 2018;3:e419-28. https://doi.org/10.1016/S2468-2667(18)30135-X

除草剤グリホサートはミツバチの腸内微生物相をかく乱する

参考動画：Kurzgesagt – In a Nutshell　”ミツバチ大量死の原因”　（日本語字幕あり）

花粉を媒介する送粉者として生態系や農業において重要な役割を果たすミツバチが、近年大量に失踪する現象が問題となっています。様々な研究によりその原因が少しづつ明らかにされつつあり、例えばEUではすでに今年に入ってネオニコチノイド系農薬の野外使用の全面禁止が決定しています（日本では逆に近年ネオニコチノイド系農薬の規制を緩和）。

【関連記事】⇒　仏、ネオニコ系農薬5種を使用禁止にハチ大量死との関連指摘

⇒　欧州、ミツバチ大量死の原因殺虫剤を全面禁止　際立つ日本の独自路線

本研究では、モンサント社の商品名「ラウンドアップ」で知られる除草剤グリホサートが、ミツバチの腸内の有益な微生物群をかく乱することで病原菌への感染リスクを高めるなど、間接的に悪影響を及ぼしている可能性が示されています。（共生微生物の中にはグリホサートがターゲットとする酵素を含んでいて、影響を受ける細菌などもいるため）

参考動画：”Weed killer is causing the bee genocide”　（New York Post）　本研究の概要を報じた動画（英語のみ）

2019年に発表されたグリホサートや腸内細菌に関する研究は以下の記事でも取り上げています。

⇒　除草剤グリホサートに世代を越える毒性のリスクかーラット動物実験の結果

⇒　糞便移植治療で自閉症の症状が長期にわたり改善ー最新研究

その他マイクロバイオームについては以下の記事でも触れています。

⇒ 抗生物質の副作用ーマイクロバイオームへの悪影響で免疫力低下

⇒　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？

出典Erick V. S. Motta, Kasie Raymann, Nancy A. Moran. Glyphosate perturbs the gut microbiota of honey bees. Proceedings of the National Academy of Sciences Oct 2018, 115 (41) 10305-10310; https://doi.org/10.1073/pnas.1803880115

ネット上で嘘は真実よりも速く拡散する

「フェイクニュース」についての学術研究です。2006年から2011年にTwitter上で延べ300万人が計450万回以上ツイートした約12万6,000件に及ぶ嘘と真実（6つの独立したファクトチェック機関が判定）がどのように広まるか調べた結果、嘘の方が真実よりも速く、より広く拡散することがわかりました。これは政治的なニュースに関する嘘で特に顕著だったようです。

また、嘘をより拡散させるのはボットなどの機械ではなく、むしろ人間だったようです。フェイクニュースには新規性があるため、人々がシェアする可能性が高いことが示唆されています。

参考動画：”The Truth About False News with Sinan Aral, MIT”　（MIT Initiative on the Digital Economy）論文の著者であるMITのSinan Aral氏が本研究の概要について語っています。（英語のみ）

出典Vosoughi S, Roy D, Aral S (2018) The spread of true and false news online. Science 359(6380):1146–1151. https://doi.org/10.1126/science.aap9559

AI（人工知能）が皮膚がんの診断で専門医を上回る

世界中から集められた皮膚科医58名とAI（人工知能）が皮膚がんと良性のほくろを画像から見分ける診断対決を行った結果、AIに軍配が上がりました。AIの方が皮膚科医よりも皮膚がんの見落としが少なく、しかも良性のほくろを誤って皮膚がんと間違えることも少なかったようです。このAIは皮膚がんを診断できるようになるために10万枚以上の画像を使って訓練されたとのことです。将来的に皮膚がん診断の有用なツールとなることが期待されます。

参考動画：”Detecting cancer in real-time with machine learning”　（Google）機械学習によるリアルタイムのがん検出（英語のみ）

AIに関連する研究は以下の記事でも取り上げています。

⇒　人工知能AIが脳を解読して、心の中のイメージの画像化に成功

⇒ 　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

⇒　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

出典Man against machine: diagnostic performance of a deep learning convolutional neural network for dermoscopic melanoma recognition in comparison to 58 dermatologists https://doi.org/10.1093/annonc/mdy166

ブルーライトが目を傷つけるメカニズムが判明

ブルーライト（青色光）はヒトが目で見える光（可視光線）の中でも波長が短く、強いエネルギーを持っており、テレビやPC・スマホ・タブレットのLED画面などからも多く発せられています。本研究では、目の網膜に存在するレチナールという分子がブルーライトにさらされることによって、細胞に有害な反応が生じる過程が明らかにされました。ブルーライトが目に及ぼす影響やその対策をめぐって議論が巻き起っているようです。

ブルーライトや電磁波については以下の記事でも取り上げています。

⇒ ブルーライトが脳や寿命に悪影響を及ぼす可能性、ハエの実験で判明【最新研究】

⇒ スマホなどの電磁波が人体に及ぼしうる悪影響とその対策ー最新科学論文紹介

出典Ratnayake, K., Payton, J.L., Lakmal, O.H. et al. Blue light excited retinal intercepts cellular signaling. Sci Rep 8, 10207 (2018). https://doi.org/10.1038/s41598-018-28254-8

一晩徹夜するだけでアルツハイマー病に関わるタンパク質が脳に蓄積する

睡眠不足が脳に及ぼす潜在的な悪影響についての研究です。慢性的な睡眠不足の弊害についてはすでに知られていましたが、本研究ではたった一晩徹夜するだけで、アルツハイマー病に関連するタンパク質であるアミロイドβが脳内で増加することが明らかになりました。ただし本研究の調査規模は小さく、さらなる研究が必要とのことです。

睡眠に関連する研究は以下の記事でも取り上げています。

⇒　なぜ動物は眠るの？睡眠の役割はDNAのダメージ修復かー最新研究

⇒　「学校の始業時間は早過ぎ」クロノタイプ(朝型/夜型)の最新研究

⇒　不規則な睡眠は学校の悪い成績と関連？最新の科学研究結果！

出典Shokri-Kojori, E., Wang, G. J., Wiers, C. E., Demiral, S. B., Guo, M., Won Kim, S., et al. (2018). β amyloid accumulation in the human brain after one night of sleep deprivation. PNAS 115 (17), 4483–4488. https://doi.org/10.1073/pnas.1721694115

イヌを飼うことは死亡リスクの低下と関連している

スウェーデン人約340万人を対象とした調査により、イヌを飼っている人は、飼っていない人よりも死亡率が低いことが明らかになりました。また、1人暮らしでイヌを飼っている人は心血管疾患のリスクも低いことがわかりました。イヌを飼うことで外で体を動かす機会が増えたり、うつや孤独感といった社会心理的なストレスが緩和されたりすることなどが健康に役立っている可能性があるようです。

出典Mubanga, M., Byberg, L., Nowak, C. et al. Dog ownership and the risk of cardiovascular disease and death – a nationwide cohort study. Sci Rep 7, 15821 (2017). https://doi.org/10.1038/s41598-017-16118-6

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出典

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遺伝子編集ツールCRISPRは予想以上のDNA損傷を引き起こす恐れがある

CRISPR（クリスパー）とはノーベル賞候補ともいわれる遺伝子を編集するためのツールで、医療・農業など幅広い分野での応用などが期待されています。本研究では、このCRISPRがこれまで考えられていた以上にDNAの大規模な欠損や再配列を引き起こす恐れがあるとして、その危険性を警告しています。

参考動画：What Happens When CRISPR Backfires? (Seeker)　CRISPRゲノム編集のリスクなどについて解説しています（英語のみ）

※2018年11月には、中国の研究者が世界で初めてCRISPRにより遺伝子を編集した赤ちゃんを誕生させ、物議をかもしています。

⇒ 　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】

ゲノム編集・CRISPRとは何か？については次の記事でまとめています。

⇒　ゲノム編集・クリスパー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

CRISPRを応用した遺伝子ドライブについては次の記事で解説しています。

⇒　遺伝子ドライブとは？図や動画で原理・メカニズムをわかりやすく説明

出典Kosicki, M., Tomberg, K. & Bradley, A. Repair of double-strand breaks induced by CRISPR–Cas9 leads to large deletions and complex rearrangements. Nat Biotechnol 36,765–771 (2018). https://doi.org/10.1038/nbt.4192

病院の細菌がアルコール消毒に対して耐性を高めつつある

抗生物質や薬が効かない薬剤耐性菌はすでに世界的に大きな問題となっていますが、本研究では、病院で広く使われている手洗い用のアルコール性消毒剤が効きにくくなっている細菌（エンテロコッカス・フェカリス）について報告されています。アルコール性消毒剤だけに頼らない新たな対策の必要性が訴えられています。

参考動画：”Deadly superbugs are evolving to beat alcohol hand sanitisers”　（New Scientist）　本研究についての報道（英語のみ）

抗生物質耐性菌については以下の記事でも触れています。

⇒　抗生物質が効かない薬剤耐性菌とは？問題や原因・対策を動画でわかりやすく解説！

⇒　抗生物質耐性菌への画期的対策で緑膿菌や大腸菌の成長を阻害ー最新研究

⇒　抗生物質耐性菌の耐性遺伝子の起源・伝播メカニズムが解明ー最新研究

出典Pidot SJ et al. Increasing tolerance of hospital Enterococcus faecium to handwash alcohols. Sci Transl Med 2018 Aug 1; 10:452. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.aar6115

「太平洋ゴミベルト」のプラスチック汚染が急速に進行中

参考動画：国連 “プラスチックの海”（日本語字幕あり）

海洋のプラスチック汚染は現在大きな問題となっています。地球上の海のプラスチックごみが多数集まる「太平洋ゴミベルト」と呼ばれる海域が調査された結果、その範囲は160万平方キロメートル（フランスの面積の約3倍に相当）に及び、1.8兆のプラスチック片（世界中の人々が1人あたり250のプラスチック片を持つことに相当）を含み、浮遊するプラスチックの総重量は8万トン（東京タワー約20個分に相当）になると推定されています。

参考動画：The Ocean Cleanup “Boyan Slat – The New Picture of the Great Pacific Garbage Patch (2018)”（英語のみ、本研究の概要をBoyan Slat氏が語っています）

※プラスチックの海洋汚染などに関連して、2019年には例えば次のような研究も報告されています。

⇒　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

⇒　世界最深マリアナ海溝にすむ甲殻類の体内でマイクロプラスチックを発見ー最新研究

⇒　家や食品に広く混入するプラスチック可塑剤がヒトと犬の精子を劣化させるー最新研究

出典Lebreton, L., Slat, B., Ferrari, F. et al. Evidence that the Great Pacific Garbage Patch is rapidly accumulating plastic. Sci Rep 8, 4666 (2018). https://doi.org/10.1038/s41598-018-22939-w

⇒ 2017年話題になった生物学の最新ニュース・論文まとめ10選

⇒ 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10選

⇒　2019年話題になった最新科学論文・ニュースまとめ10選

⇒　2020年話題になった科学論文ニュースまとめ10選

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抗生物質の副作用ーマイクロバイオームへの悪影響で免疫力低下

チャールズ（管理人） — Mon, 04 Sep 2017 20:04:26 +0000

抗生物質の過剰な使用を避けるべき新たな理由が見つかった。

米科学誌「プロス・パソジェンズ」で先月発表されたKoji Watanabe氏らの研究によると、抗生物質の使用により腸内のマイクロバイオーム（細菌叢、微生物叢）が撹乱されると免疫力が低下することが示唆された。

マイクロバイオーム（微生物叢、細菌叢）とは？

参考動画：Kurzgesagt – In a Nutshellより「腸内細菌はどのようにヒトの体を支配している？」日本語字幕あり

ヒトの体内には100兆もの微生物が生息していると推測されている。大部分の微生物は腸にすんでいる。このような細菌やウイルス、菌類などヒトの体内や体表にすむ全ての微生物の遺伝子素材をマイクロバイオームと呼んでいる。マイクロバイオームは、食べ物の消化を助けたり、ビタミンを生産したり、ヒトの免疫システムを制御したり、さらにはヒトの行動にまで影響を与えたりしていることが近年明らかにされつつある。

抗生物質の過剰使用という問題

近年、複数の抗生物質が効かない「多剤耐性菌」が増加しており、抗生物質の過剰な使用が問題視されている。

抗生物質の使用は耐性菌が増える原因となるだけでなく、マイクロバイオームを撹乱して人体に悪影響を及ぼす可能性もある。

Koji Watanabe氏らの研究では、ヒトの幼児と抗生物質で処理したマウスで、マイクロバイオームとアメーバ症の関係について調べられた。

アメーバ症とは

マイクロバイオームがアメーバ症に影響？

赤痢アメーバが引き起こすアメーバ症は、自覚症状がないものから命の危険に及ぶものまでさまざまで、寄生性の感染による病気・死亡の世界的に主要な原因の一つである。しかし感染を引き起こす決定要因はいまだにはっきりしていない。近年の研究により、マイクロバイオームが赤痢アメーバの病原性に影響することが示唆されている。

免疫の役割を果たす「好中球」

一方、好中球は、赤痢アメーバの腸への侵入を防ぐための免疫として重要な役割を果たす。

マイクロバイオームのバランスが崩れる（ディスバイオーシス, Dysbiosis）と好中球に影響が及ぶことが知られているが、感染症の防止にどう関係するかはまだわかっていない。

Koji Watanabe氏らの研究ではマイクロバイオームがアメーバ症の症状の深刻化にどう関係しているか調べられた。

抗生物質によりアメーバ症が深刻化

・アメーバ症の症状が顕在化した子供ではマイクロバイオーム（腸内細菌など）の多様性が低下していた。

・抗生物質であらかじめ処理したマウス（=腸内細菌など微生物群の多様性低下）では、アメーバ症の症状が深刻化した。

腸内フローラ（マイクロバイオーム）が赤痢アメーバに対する免疫に及ぼす影響（Koji Watanabe氏らの論文の図を改変）

マイクロバイオームのバランスが崩れると、好中球をうまく呼び込むことができず、また粘膜による防御機能も低下するため、アメーバ症が深刻化することがわかった。

管理人チャールズの感想

耐性菌の増加とはまた別な視点から抗生剤の問題点が指摘されましたね。同時にマイクロバイオームの重要性も浮き彫りになりました。今後も多様な観点から人々の健康に関する理解が深まっていくことが期待されます。

主要参考文献・出典情報（Creative Commons）

Watanabe K, Gilchrist CA, Uddin MJ, Burgess SL, Abhyankar MM, Moonah SN, et al. (2017) Microbiome-mediated neutrophil recruitment via CXCR2 and protection from amebic colitis. PLoS Pathog 13(8): e1006513. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1006513

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