ホルモン、代謝、骨の健康に影響を与える腸内細菌タンパク質を発見

人間の腸内には、血流と腸管神経系を通して体内のすべての臓器の機能を調節する物質を生成する数兆個の微生物が生息しています。しかし、マイクロバイオームを構成する細菌のほとんどがどのような影響を及ぼすかについては、ほとんど解明されていません。

コペンハーゲン大学を率いる国際科学者チームは、この細菌の共通株を特定しました。この株は、全く新しい種類の薬剤開発への道を開く可能性があります。「ヒト腸内細菌が産生するポリペプチドがげっ歯類の代謝を改善する」と題されたこの研究は、Nature Microbiology誌に掲載されています。

この細菌は、ホルモンであるイリシンに似た2つのタンパク質分子を生成します。イリシンは運動中に筋肉から放出され、脂肪代謝に役割を果たします。

発見されたシグナル伝達タンパク質はRORDEP1とRORDEP2と呼ばれ、体内のホルモンバランスだけでなく、体重、骨密度、血糖値にも影響を与えます。

「RORDEP産生細菌の数は人によって10万倍も異なることがあり、この細菌の数が多い人は体重が低い傾向があることが分かりました」と、ノボ・ノルディック財団基礎代謝研究センターの准教授で、この研究の筆頭著者であるヨン・ファン氏は言う。

体重と血糖値の調節

本研究では、RORDEPタンパク質が、食欲と血糖値の調節を助けるGLP-1やPYYといった体内のホルモン、そして血糖値を安定させるために必要なインスリンの分泌を増加させる仕組みを研究者らが説明しています。同時に、RORDEPタンパク質は体重増加に寄与する可能性のあるGIPというホルモンの分泌を抑制します。さらに、これらのタンパク質は脂肪燃焼を直接的に促進します。

「RORDEP産生細菌またはRORDEPタンパク質そのものを注入したラットとマウスの実験では、体重増加の減少、血糖値の低下、そして骨密度の増加が見られました。これは、ホルモン組成を変化させる腸内細菌をマッピングした初めての事例であり、非常に興味深いことです」とヨン・ファン氏は語る。

慢性疾患治療におけるパラダイムシフト

腸内細菌が人間の健康に果たす役割を研究した結果、コペンハーゲン大学の科学者らは2年前、同大学からの資金援助を受けてバイオテクノロジー企業GutCRINEを設立した。

最初の臨床試験はすでに開始されています。1つの試験では、RORDEPを産生する生きた細菌を健康な被験者に投与し、人体への生物学的影響を調べています。もう1つの試験では、RORDEP1タンパク質の影響を調べています。

「私たちは現在、基礎研究を臨床研究へとつなげ、RORDEP産生細菌、あるいはRORDEPタンパク質そのもの（天然型または化学的に改変された形態）が、ファーマバイオティクスとして知られる新しいクラスの生物学的医薬品の基礎となり得るかどうかを調べています」と、本研究のプロジェクトリーダーであり、筆頭著者でもあるコペンハーゲン大学のオルフ・ペダーセン教授は述べている。

彼はこう付け加えた。

今後10～15年を見据え、RORDEP産生細菌の予防と治療の両面における可能性を検証することを目指しています。RORDEP産生細菌が、一般的な慢性疾患の予防を目的とした栄養補助食品として用いられる次世代プロバイオティクスとなり得るかどうか、また、改変されたRORDEPタンパク質が、将来、心血管疾患、肥満、糖尿病、骨粗鬆症の治療薬として開発できるかどうかを検証したいと考えています。

この研究は、コペンハーゲン大学、ヘルレウ・ゲントフテ病院、シェラン島大学病院、ノボ ノルディスク社、デンマーク工科大学、ステノ糖尿病センター、重慶医学大学（中国）の科学者らと共同で実施された。