日本人の腸内に生息するバクテリオファージの全貌と宿主・環境因子との関連を同定

4,198人を対象とした大規模データ解析により腸内環境におけるダークマターに光

2022年9月30日
早稲田大学
東京医科大学
国立国際医療研究センター

詳細は早稲田大学WEBサイトをご覧ください。

発表のポイント
Japanese 4Dマイクロバイオームプロジェクト*1に参加した4,198人を対象に糞便のショットガンメタゲノム解析*2を行い、独自のパイプラインを用いて、4,000以上のバクテリオファージ（ファージ）のゲノム情報を同定しました。
ヒトの腸内に豊富に存在しているにも関わらず、今まで知られていなかった「未知のファージグループ」を多数発見しました。
膨大な臨床情報との関連解析により、年齢、性別、食習慣、病気、薬剤摂取などの様々な因子が、腸内のファージコミュニティに影響を及ぼしていることを見出しました。
早稲田大学ナノ·ライフ創新研究機構の西嶋傑（にしじますぐる） 次席研究員（現：欧州分子生物学研究所）、理工学術院の木口悠也（きぐちゆうや） 博士課程学生（現: 東京大学）、服部正平（はっとりまさひら） 教授（現：東京大学名誉教授）、東京医科大学消化器内視鏡学分野の永田尚義（ながたなおよし） 准教授、河合隆（かわいたかし） 教授、国立国際医療研究センター消化器内科の小島康志（こじまやすし） 医長、糖尿病研究センターの植木浩二郎（うえきこうじろう） センター長、感染症制御研究部の秋山徹（あきやまとおる） 特任研究部長、上村直実（うえむらなおみ）国府台病院名誉院長らの研究グループは、Japanese 4D (Disease, Drug, Diet, Daily life) マイクロバイオームコホート*1の大規模データを用いた解析から、腸内に生息する膨大な数のバクテリオファージ（細菌に感染するウイルス）を網羅的に同定し、新規ファージグループを発見し、全貌を解明しました。また、腸内ファージコミュニティーに影響を与える宿主・環境因子を多数発見しました。本研究成果は「Nature Communications (IF: 17.7)」に掲載されました（現地時間2022年9月6日（火）公開）。

今回の研究成果は、日本人を対象とした大規模ショットガンメタゲノムデータ*2を用いてヒトの腸内に生息するファージコミュニティの全貌を明らかにしたものです。ヒトの腸内に生息するファージは腸内細菌叢*3の形成や機能に大きな影響を与えていると考えられていますが、その多様性や生態系に関する知見は非常に限られており、ヒト腸内における「ダークマター」と呼ばれています。今回、4,198人の被験者を対象とした大規模解析を行うことで、ヒト腸内に生息するファージの全貌が明らかとなり、微生物生態系における細菌とファージの相互作用の理解、さらにはファージによる特定の腸内細菌制御に基づく病気の治療法開発につながることが期待されます。

掲載誌名：Nature Communications
掲載誌 URL：https://www.nature.com/articles/s41467-022-32832-w
DOI：https://doi.org/10.1038/s41467-022-32832-w
論文タイトル：Extensive gut virome variation and its associations with host and environmental factors in a population-level cohort
著者：Suguru Nishijima*, Naoyoshi Nagata*, Yuya Kiguchi, Yasushi Kojima, Tohru Miyoshi-Akiyama, Moto Kimura, Mitsuru Ohsugi, Kohjiro Ueki, Shinichi Oka, Masashi Mizokami, Takao Itoi, Takashi Kawai, Naomi Uemura, &Masahira Hattori
西嶋傑*、 永田尚義*、 木口悠也、小島康志、秋山徹、木村基、大杉満、植木浩二郎、岡慎一、溝上雅史、糸井隆夫、河合隆、上村直実、服部正平
*筆頭著者、責任著者