人体を取りまく常在菌〜機能を知って共存しよう〜

ヒトの体は約30兆個^※1の細胞で形成されています。それに対して体内外に生息する常在菌の数は40〜100兆個に及ぶと言われています。これらの常在菌は、私たち宿主の健康状態や生活環境と複雑に相互作用しあって、腸内や口腔内をはじめとした様々な部位で細菌の集団（細菌叢）を形成しています。食習慣の変化や抗生物質の服用などにより健康な細菌のバランスが崩れる細菌叢破綻（ディスバイオーシス）が疾患発症に関わることがあることから、疾患の仕組みを理解するためには常在細菌叢への深い理解が必要と考えられています。

これまでは、主に、採取した細菌を単離培養し、個々の細菌を生物学的にあるいは遺伝学的に同定してきました。しかし、常在細菌叢は数百種の細菌種から構成され、その中には多くの難培養性の細菌が含まれているため、細菌叢プロファイルを把握するのは困難でした。それに対して、次世代シークエンサーの登場と共に、「アンプリコン解析」と「メタゲノム全ゲノム解析」という2つの新しい解析手法が可能となり、細菌叢プロファイル把握の効率が飛躍的に上がりました。
アンプリコン解析は、どのような細菌がどのような割合で細菌叢を構成しているかを明らかにする手法です。採取したサンプルから培養を介さずに直接細菌集団のDNAをまとめて抽出し、細菌の系統学的分類の指標として用いられる16SリボソームRNA (rRNA)遺伝子の配列データを解析します。しかし、ほとんどが科もしくは属レベル^※2までの同定にとどまり、正確な菌種を特定することは難しいという課題があります。ましてや、細菌ごとの性質や機能に直結する遺伝子レベルの解析にアプローチすることはできません。
一方メタゲノム全ゲノム解析は、アンプリコン解析ほど手軽ではありませんが、細菌叢の遺伝子配列を網羅的に解析することが可能です。メタゲノム全ゲノム解析では、アンプリコン解析よりさらに詳細の種レベルでの系統分類学的解析や、細菌ゲノムの構造解析、細菌のもつ代謝経路の解析などが可能になります。また、このデータとともに代謝物（メタボローム）や遺伝子発現（トランスクリプトーム）といった異なる階層の解析を組み合わせたオミックス解析の有用性も示されてきています。
このように、細菌叢の組成のみならず、それぞれの細菌の性質と機能を明らかにするための細菌遺伝子の配列情報の詳細な解析にも注目が集まっています。現在は、アンプリコン解析とメタゲノム全ゲノム解析を使い分けて常在菌の解析が行われています。

宿主であるヒト自身の遺伝子型のみならず、共生する常在菌の遺伝子型も疾患の発症や予後を予測するマーカーとなり得る可能性があり、常在細菌叢とその遺伝子機能の理解は、共生する細菌叢のバランスを整えることで病気を防ぐ、新しい疾患予防法の開発につながるものと考えられます。

※1. ヒトの体の細胞の数には諸説あり、かつて60~100兆という推定値もありましたが、近年は37兆2000億個と言われています。
Bianconi E, at al. (2013) An estimation of the number of cells in the human body. Ann Hum Biol. 40(6):463−471.

※2. すべての生き物は界、門、目、科、属、種と細分されます。16SリボソームRNA遺伝子の解析では、多くの場合細菌を科もしくは属レベルまでの大まかな分類までしか特定することができません。

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