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常在菌の解明 急ピッチ…腸内 免疫や肥満に関与

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 あまり信じたくないかもしれないが、私たちの体は細菌にまみれている。人体にすみつく細菌は1000兆個にもなるといい、60兆個といわれる人間の体細胞の数をはるかに超える。分析機器の性能が向上したことで、こうした細菌たちの働きが急速に解明されつつある。

分析機器発達

 常に体内に存在して人間と共生する数百兆~1000兆個といわれる細菌は、病原菌とは区別して常在菌とよばれる。おもなすみかは、腸や皮膚、口、鼻、生殖器など。それぞれの場所にいる細菌全体を「マイクロバイオーム」という。常在菌の存在は古くから知られていたが、従来の研究は細菌の培養に頼るものが多く、培養が難しい細菌は詳しく調べられていなかった。

 そこに強力な助っ人が登場した。遺伝子のもつ情報を読み取るシーケンサーという装置だ。人間のゲノム(全遺伝情報)の解析でも活躍した。ここ数年で解析速度が数万倍になり、膨大で果てしないと思われていた人体のマイクロバイオームの遺伝子解析が可能になったのだ。

 シーケンサーを使った解析方法には、おもに2種類ある。一つは、すべての細菌が共通してもつ「16SリボソームRNA遺伝子」を調べて菌の種類を特定する方法。もう一つは、そのマイクロバイオームがもつ遺伝子を片っ端からすべて調べあげる「メタゲノム解析」という方法だ。この二つの組み合わせで、腸内細菌などを中心に、人体にすむ細菌の種類やそこで果たしている役割が明らかになってきた。

種類に個人差

 東京大学の服部正平教授(情報生命科学)によると、大きく分けて細菌は約70種類ほど見つかっているが、体内で確認されたのは、このうち20種類ほど。しかも4種類で95%以上を占めることがわかってきた。

 また、約50人の健康な日本人の腸内細菌を16S解析とメタゲノム解析で調べたところ、細菌の種類には個人差が大きいが、全体として遺伝子の働きを調べるとほぼ同じだった。服部教授は、「腸にすみつく細菌は、種類で選ばれたのではなく、どんな働きをもっているかで選ばれてきたのだろう。たとえば、人間が分解できない糖類を分解できる細菌を体内に取り込むことで、ギブ・アンド・テークの関係を築いてきた」と説明する。

 腸内細菌は、体内の異物を排除する免疫の働きとの関係でも注目が集まっている。東京大の本田賢也准教授(免疫学)は、特定の細菌が、免疫細胞の一種を作りだすのに一役買っていることを、マウスの実験で明らかにした。

 本田准教授は、無菌状態で育てられたマウスが、大腸菌やカビの一種を除去するのに必要な「Th17」とよばれる免疫細胞を作れないことを発見した。Th17は、胸腺で作られた未成熟な免疫細胞が、腸管で刺激を受けてできる。無菌のマウスに特定の細菌を与えると、Th17ができるようになった。

治療へ応用も

 Th17は人間にもあり、特定の遺伝的な体質の人について、自己免疫に関する病気を悪化させることが知られている。マウスのTh17を作った細菌は人間では見つかっていないが、同じ働きをもつ細菌はいると考えられており、自己免疫疾患の治療への応用も検討されている。こうした研究も、腸内のマイクロバイオームを一挙に調べられるようになったからこその成果だ。

 米国の研究では、肥満の人の腸内細菌には糖類を分解するための遺伝子が多くあり、健康な人より脂肪が蓄積しやすい腸内環境になっていることがわかっている。腸内細菌の種類は一卵性双生児でさえも違っており、それを個人識別に応用しようとする試みもあるという。

 高性能なシーケンサーが広く使われるようになったのは、ここ数年のこと。腸内細菌の遺伝情報を活用した研究は「ブームの状態」(本田准教授)で、ネイチャーやサイエンスなど有力な科学論文誌にも数多く載っている。服部教授は「まだ解析方法が確立していない新しい分野なので、結果が正しいかどうか見極めることも大切だ」と話している。(森井雄一)

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