ヒトマイクロバイオーム解析
ヒトマイクロバイオーム解析は、人体の中および表面に見られる微生物群の研究です。ヒトマイクロバイオーム研究の目的は、健康および罹患状態における微生物の役割を理解することにあります。
従来、ヒトの皮膚、便または血液から採取したサンプルの研究は、培養、分離して個々の微生物の表現型または遺伝型を解析する、多大な時間と労力のかかる微生物学技術に依存していました。単一サンプル中の微生物群プロファイリングは、こうした方法では不可能でした。
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口腔細菌叢のメタ16S解析
次世代シークエンサーMiSeqを活用したメタ16S解析は歯周ポケットの細菌組成の把握を可能にした。例えば、抗菌薬を投与による歯周ポケット細菌叢の変化など、これまで調べられなかった情報が得られる。今回は歯周ポケット細菌叢のデータを中心に歯科領域での解析例を紹介する。
腸内環境のデザインに向けて
大腸がん罹患時と健常時との間で腸内細菌叢が異なることに着目し、大腸がんマーカーの探索に挑戦されています。この研究が進むと、そう遠くない将来、自宅で採取した便から大腸がんを発見できるようになるかもしれません。株式会社メタジェンでは、腸内細菌環境の制御やデザインに挑戦されています。罹患状態にある腸内細菌を健康に近い状態に戻す取り組みについてもご紹介いただきます。
MiSeqを活用したヒト皮膚細菌叢の解析
日本人女性の顔面皮膚に存在する常在菌の大規模菌叢解析を実施されました。独自に開発したサンプル採集キットを使用し、簡便にかつ安定的に皮膚の細菌叢を採取することに成功されています。また、大規模菌叢解析の結果明らかになったヒトの皮膚に特徴的な細菌とそれらの細菌が皮膚に与える影響についてご講演いただきます。
16S ribosomal RNA遺伝子から始める腸内細菌叢解析
森永乳業株式会社食品基盤研究所において、腸内細菌解析を実施した結果についてご講演していただきます。腸内細菌結果も去ることながら、DNAの抽出、ライブラリー調製、シーケンス、 QIIMEを用いたデータ解析まで分かりやすくワークフローを解説しています。
ヒトマイクロバイオーム研究をリードする国際プロジェクト
次世代シーケンサー（NGS）の登場によって、 Human Microbiome Project (HMP) および MetaHITなどのいくつかの注目を集める共同プロジェクトが実現し、次世代シーケンサーを基礎ツールとして用いてヒトマイクロバイオームに関する広範なデータが発表されました。
次世代シーケンサーのスループットおよびコスト削減によって、メタゲノミクス研究が加速し、培養のできない微生物群を含む群落全体のゲノムを調べることが可能になりました。
| プロジェクト | 期間 | 内容 |
| MetaHIT | 2008 - 2012 | 健常者、肥満者、炎症性腸炎（IBD）患者の糞便を解析 |
| NIH Human Microbiome Project (HMP) | 2008 - 2013 | 健常者242名の様々な組織からサンプリングした細菌叢を元にゲノムリファレンスを構築 |
| NIH The Integrative Human Microbiome Project (iHMP) | 2013 – 進行中 | 早産、炎症性腸疾患、2型糖尿病を対象とした疾患コホートを実施中 |
ヒトマイクロバイオーム研究のためのシーケンス手法
ショットガンメタゲノミクス
- ある特定の複雑な微生物サンプルにおける、全生物種および全遺伝子を対象とする包括的なサンプリングを可能にするDNAシーケンス手法です。
16S rRNAメタゲノミクス
- あるサンプルに存在する微生物を同定し比較するために使われる、16SリボゾーマルRNA遺伝子のシーケンス手法です。
メタトランスクリプトミクス
- 複雑なサンプルにおいて全てのRNAを解析することで微生物集団を理解します。
追加のリソース
微生物ゲノム解析アプリケーションガイド
微生物解析にNGSを利用する最大の利点は、培養できない生物など予備知識が得られない場合でもゲノム情報を取得し、1 塩基の解像度で解析できることです。NGSでどのような研究が拡がるか、このガイドでご確認ください。
References
- The Human Microbiome Consortium (2012) A framework for human microbiome research Nature 48: 215–221.
- Qin J, Li Y, Cai Z, Li S, Zhu J et al. (2012) A metagenome-wide association of gut microbiota in type 2 diabetes. Nature 490:55–60.
- Maurice CF, Haiser HJ, Turnbaugh PJ. (2013) Xenobiotics shape the physiology and gene expression of the active human gut microbiome. Cell 152:39–50.
- Karlsson FH, Tremaroli V, Nookaew I, Bergstrӧm G, Behre CJ, et al. (2013) Gut metagenome in European women with normal, impaired and diabetic glucose control. Nature 498:99–103.
- Penders J, Stobberingh EE, Savelkoul PH, Wolffs PE. (2013) The human microbiome as a reservoir of antimicrobial resistance. Front Microbiol 4:87.