2022年 | プレスリリース・研究成果
腸内微生物叢改善による子牛の難治性下痢症の改善 ～糞便移植の有効性を裏付ける科学的メカニズムを探索～
【本学研究者情報】
〇大学院農学研究科 教授 野地智法
研究室ウェブサイト
【発表のポイント】
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難治性下痢症を発症する子牛に対する糞便移植※1により、70％もの割合で、その症状を劇的に改善させることに成功しました。
- ドナーからレシピエントに移行すべき腸内細菌としてSelenomonas属を同定しました。
- 糞便移植の効果を期待する上で、ドナーもしくは移植前のレシピエントの糞便中に低値で抑えるべき複数の代謝物を特定しました。
- 糞便移植の優良ドナー選抜を目的としたシミュレーションにより、Sporobacter属を糞便バイオマーカーとして有用な細菌として定義しました。
【概要】
子牛の下痢症がもたらす経済損失は年間10億円と甚大であり、その治療としては抗菌薬が多用されているのが現状です。しかし、家畜生産現場から生まれる薬剤耐性菌が世界レベルの問題として取り上げられており、抗菌薬のみに依存しない、新たな疾病制御技術の確立が急務とされています。
東北大学大学院農学研究科 食と農免疫国際教育研究センターのIslam Jahidul特任助教、野地智法教授および、千葉県農業共済組合 北部家畜診療所の田中秀和副所長らの研究グループは、糞便移植による子牛の下痢症制御を可能にするための研究基盤を構築しました。
腸内に生息する微生物は、個体の健全性を保つ上で重要な役割を有していることが、近年の研究から次々と明らかにされています。今回、難治性に至った下痢症を発症するレシピエント牛に対し、健常ドナー牛より採取した糞便を移植することで、その症状を劇的に緩和させることが可能であることを実証しました（図１参照）。加えて、子牛の下痢症制御を目的とした糞便移植が効果的である理由を、ドナーとレシピエントの糞便を用いた細菌叢解析※2（メタゲノム解析）および代謝物解析※3（メタボローム解析）により解明し、有効性に関わる細菌および代謝物を探索することに成功しました。
本研究成果は、2022年2月21日午前1時（英国時間）に英国BioMed Central （BMC）社が発行する科学誌Microbiomeに掲載されました。
図1：子牛の難治性下痢症制御を目的とした糞便移植技術
【用語解説】
※1 糞便移植
健康牛より採取した糞便を速やかに生理的食塩水で懸濁し、それをガーゼで濾すことで調整した糞汁を、下痢症発症牛の直腸内にカテーテルを用いて、経肛門より注入する技術。
※2 細菌叢解析
サンプル（例：糞便）中の細菌群集よりゲノムDNAを抽出し、細菌が共通して有し、かつ系統分類が可能な16S rRNA遺伝子の配列を決定することで細菌叢を解析する方法。
※3 代謝物解析
サンプル（例：糞便）中に含まれる低分子物質（例：糖リン酸、アミノ酸、核酸、有機酸、単/中鎖脂肪酸、ビタミン、ジペプチド）を網羅的に特定するための方法。
問い合わせ先
（研究に関すること）
東北大学大学院農学研究科 食と農免疫国際教育研究センター
教授 野地智法
TEL: 022-757-4312
E-mail: nochi*tohoku.ac.jp
（*を@に置き換えてください）
（報道に関すること）
東北大学大学院農学研究科 総務係
TEL: 022-757-4003
E-mail: agr-syom*grp.tohoku.ac.jp
（*を@に置き換えてください）
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