Development of Innovative Therapies for Gut Microbiota-Related Neurodegenerative Diseases Based on Comprehensive Metagenomic Analysis

基于综合宏基因组分析开发肠道微生物相关神经退行性疾病的创新疗法

• 批准号: 22K15733
• 负责人: 植松 未帆
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Osaka Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K15733/
• 关键词: メタゲノム解析; メタボローム解析; 腸内細菌叢; 腸内ウイルス叢; アルツハイマー型認知症; パーキンソン病関連疾患; 次世代シークエンサー; 遺伝子機能解析; 次世代ファージ療法; パーキンソン関連疾患

腸内では腸内細菌やバクテリオファージ（ファージ）が相互関係を保ちながら恒常性を維持している。腸内細菌叢は、ビタミンや補酵素、アミノ酸、脂肪酸、神経伝達物質の生合成など、宿主であるヒトにとって有益な機能を有して共生していることから、「もう一つの臓器」ともいわれ、近年では腸内細菌叢の破綻（ディスバイオーシス）がパーキンソン関連疾患やアルツハイマー型認知症などの神経変性疾患の病態へ関与する可能性も示唆されている。腸内細菌叢の遺伝子のショットガンシークエンシング（長い遺伝子配列を短いランダムな断片としてクローニングして配列決定したのちに、断片のオーバーラップ部分をコンピュータ解析により結合し、元の長い配列を再構築する手法）によって、全メタゲノム解析を行えば、腸内細菌叢を構成する細菌種を同定し、なおかつそれらの菌の持つ遺伝子がコードする蛋白質の機能、および各遺伝子の相対的存在量（アバンダンス）を調べることができる。本研究の目的は、パーキンソン関連疾患やアルツハイマー型認知症患者の糞便サンプルの腸内細菌叢のメタゲノム解析により疾患に特徴的な腸内細菌叢の破綻（ディスバイオーシス）を同定すること、および、糞便のメタボローム解析および腸内細菌叢の遺伝子機能解析を併せて行うことにより、疾患において相対的に機能低下する代謝経路や、異常に亢進する代謝経路、細菌による薬剤の分解経路、細菌由来アミロイドの生合成などの、疾患群に特有の変化を見出し、治療標的となる共生病原腸内細菌（パソビオント）およびその代謝経路を同定することである。さらに、同定したパソビオントを制御するため、標的細菌ゲノム上の溶原ファージ配列から溶菌酵素配列を抽出することによって次世代ファージ療法の基盤情報を取得することである。本年度は、これらの目的に沿って研究を進めた。

在肠道中，肠道细菌和噬菌体在保持体内平衡的同时保持相互关系。肠道菌群共生被称为“另一种器官”，因为它具有对宿主人类有益的功能，例如维生素，辅酶，氨基酸，脂肪酸和神经递质的生物合成，近年来也建议使用肠道毒素含量（glassimins insiss）（涉及肠道型），这可能是对肠道造成的。和神经退行性疾病，例如阿尔茨海默氏症的痴呆症。 By performing total metagenomic analysis by shotgun sequencing of genes in the intestinal microbiota (a technique in which long gene sequences are cloned into short random fragments and sequenced, followed by computer analysis to reconstruct the original long sequence), the bacterial species that make up the intestinal microbiota can be identified, and the function of the proteins encoded by the genes of these bacteria, and the relative abundance可以检查每个基因的（丰度）。这项研究的目的是通过对来自帕金森氏症疾病和阿尔茨海默氏症患者的粪便样本的肠道菌群的肠道菌群和阿尔茨海默氏痴呆症患者的肠道菌群的肠道菌群分析来确定疾病的肠道菌群特征的破坏，并确定了疾病的特征，这些疾病的特征是代理疾病的特征。途径，通过细菌降解药物的途径以及细菌衍生的淀粉样蛋白的生物合成以及鉴定共生性致病性胃病（Pasobiont）及其代谢途径是治疗靶标的。此外，为了控制已鉴定的pasobionts，通过从靶细菌基因组上的溶菌率噬菌体序列中提取溶酶发生酶序列来获得下一代噬菌体治疗的基本信息。今年，我们根据这些目标进行了研究。