Research Abstract
ビフィズス菌が持つフコシルラクトース利用遺伝子は乳児の腸内フローラの形成に影響を与える
A key genetic factor for fucosyllactose utilization affects infant gut microbiota development
2016年6月24日 Nature Communications 7 : 11939 doi: 10.1038/ncomms11939
最近の研究から、腸内フローラの形成は乳児の健康やその後の宿主の生理学的性質に影響を及ぼすことが実証されている。しかし、腸内フローラの形成を規定する宿主および腸内菌の因子はほとんど解明されていない。今回我々は、生後1カ月間の乳児腸内フローラの形成の特徴を詳細に調べたところ、乳児の腸内フローラはStaphylococcaceae,大腸菌群、ビフィズス菌のいずれかが優位であること、徐々にビフィズス菌優勢のフローラに不可逆的に移行していくこと、その移行時期には個人差が認められることが観察された。また、ビフィズス菌には母乳オリゴ糖を効率よく利用できない菌とできる菌が存在すること、母乳オリゴ糖主成分のフコシルラクトース(FL)の利用には新たに見出したABC輸送体が重要な役割を果たしていること、このABC輸送体を持つビフィズス菌が定着した乳児では、腸内の酢酸濃度とビフィズス菌の占有率が高く、大腸菌群の占有率が低いことが分かった。これらの変化は乳児の健康に影響を及ぼすことがこれまでに示されている。すなわち、母乳中のFLとビフィズス菌のFL用ABC輸送体は乳児と腸内菌の共生関係構築のための鍵となる因子であり、乳児の健康をコントロールする標的となることが期待される。
Corresponding Authors
Recent studies have demonstrated that gut microbiota development influences infants’ health and subsequent host physiology. However, the factors shaping the development of the microbiota remain poorly understood, and the mechanisms through which these factors affect gut metabolite profiles have not been extensively investigated. Here we analyse gut microbiota development of 27 infants during the first month of life. We find three distinct clusters that transition towards Bifidobacteriaceae-dominant microbiota. We observe considerable differences in human milk oligosaccharide utilization among infant bifidobacteria. Colonization of fucosyllactose (FL)-utilizing bifidobacteria is associated with altered metabolite profiles and microbiota compositions, which have been previously shown to affect infant health. Genome analysis of infants’ bifidobacteria reveals an ABC transporter as a key genetic factor for FL utilization. Thus, the ability of bifidobacteria to utilize FL and the presence of FL in breast milk may affect the development of the gut microbiota in infants, and might ultimately have therapeutic implications.
