ヒトの腸内には、病気の原因となる悪玉菌や健康維持に活躍する善玉菌（プロバイオティクス）など、宿主の生態に影響を与える腸内常在細菌が、宿主の細胞数よりはるかに多い100兆個ほど存在しています。
この常在菌叢を積極的に制御して健康を改善させる取り組みが盛んとなり、善玉菌の増殖が悪玉菌の脅威を防ぐ効果を持つことが分かってきています。しかし、その予防効果の作用メカニズムは、謎のままでした。
理研免疫・アレルギー科学総合研究センターの免疫系構築研究チームと東京大学の研究グループは、腸管出血性大腸菌O157の感染を抑止する効果が知られているビフィズス菌が、酢酸を生産し、腸管上皮細胞を保護するため、抵抗性を強めることを、マウスを使った実験で世界で初めて明らかにしました。
通常では死に至る、1万個のO157菌を経口投与したマウス実験で、ある種のビフィズス菌（予防株）をあらかじめ経口投与しておくと感染死を防ぐことができます。
しかし、予防できないビフィズス菌（非予防株）も存在し、ゲノミクス、トランスクリプトミクス、メタボロミクスを駆使した最新のマルチオーミクス手法で、予防株と非予防株の違いを詳しく調べた結果、予防株だけが腸管上皮に作用し間接的に感染死を防いでいました。
具体的には、予防株だけに存在する果糖トランスポーター遺伝子を同定し、予防株が果糖から効率よく酢酸を産生することで腸粘膜上皮を保護することを突き止めました。
今回の成果は、マルチオーミクス手法が複雑な腸内細菌の相互作用の解析に効果のあることを証明しました。
これにより、プロバイオティクスの作用メカニズムの全体像を明らかにすることが可能になり、健康増進や予防医学への貢献が期待できます。
