名古屋大学大学院医学系研究科神経遺伝情報学の大野欽司教授、オミックス医療科学の平山正昭准教授、神経内科学の勝野雅央教授、神経遺伝情報学助教の西脇寛助教、岩手医科大学脳神経内科・老年科の前田哲也教授、岡山脳神経内科クリニックの柏原健一院長、福岡大学医学部脳神経内科の坪井義夫教授らの研究グループは、パーキンソン病患者 165 人を 2 年間フォローアップして、研究開始時の腸内細菌叢*1 から 2 年後の症状進行を予測するランダムフォレストモデル*2 を作成しました。その結果、早期のパーキンソン病患者で短鎖脂肪酸産生菌が少ない患者あるいはムチン分解菌の多い患者で症状が早く進行することを明らかにしました。
現在まで 20 報のパーキンソン病患者の腸内細菌についての研究報告があり、本研究グループは 2020 年に 5 カ国のパーキンソン病患者の腸内細菌叢メタ解析を行ってムチン分解菌Akkermansia 属の増加と短鎖脂肪酸産生菌の減少を明らかにしました。また、過去にパーキンソン病患者の症状進行と個別の菌種の関係を調べる縦断的研究がフィンランドで行われており、Prevotella 属の減少と症状進行との関連が示されました。本研究グループはパーキンソン病患者 165 人を 2 年間フォローアップして、腸内細菌叢と症状の進行の関係を明らかにするために研究開始時の腸内細菌叢から 2 年後の症状進行を予測するランダムフォレストモデルを作成しました。パーキンソン病の重症度を確立された手法により 5 段階に分けて評価しました。第１段階の早期パーキンソン病患者の 2 年間の第２段階以上への進行を腸内細菌叢が正答率79.2%で予測しました。短鎖脂肪酸産生菌であるFusicatenibacter 属,Faecalibacterium 属,Blautia 属の少ない患者、ムチン分解菌であるAkkermansia 属の多い患者は症状進行が早いことがわかりました。それぞれの患者でこれら 4 つの菌の量は 2 年間で変化せず、4 つの菌がパーキンソン病の進行を早める可能性が示されました。
本研究の結果から、早期パーキンソン病患者に対して腸内細菌叢を正常化する、あるいは不足する腸内代謝産物を補う治療介入を行うことで症状進行を遅らせることができる可能性があることが示されました。
なお、この研究は日本医療研究開発機構（AMED）革新的先端研究開発支援事業（微生物叢と宿主の相互作用・共生の理解と、それに基づく疾患発症のメカニズム解明）における研究開発課題「パーキンソン病の起因となる腸管α-synuclein 異常蓄積に対する腸内細菌叢の関与の解明」の支援のもと行われたものです。また、本研究成果は「npj Parkinson’s Disease」の電子版（2022 年 6 月 1 日版）に掲載されました。
○パーキンソン病患者 165 人を 2 年間フォローアップして、研究開始時の腸内細菌叢から2 年後の症状進行を予測するランダムフォレストモデルを作成した。
○パーキンソン病患者の重症度を 5 段階に分け、第１段階の患者の 2 年以内の第 2 段階以上への進行を腸内細菌叢が正答率 79.2%で予測した。
○短鎖脂肪酸*3 産生菌であるFusicatenibacter 属, Faecalibacterium 属, Blautia 属の少ない患者とムチン*4 分解菌であるAkkermansia 属の多い患者は症状進行が早いことがわかった。
○Fusicatenibacter 属,Faecalibacterium 属,Blautia 属はパーキンソン病の進行とともに減少し、Akkermansia 属はパーキンソン病の進行とともに増加した。しかし、それぞれの患者でこれらの細菌数は 2 年間で変化せず、これらの細菌数の異常を持つ患者はパーキンソン病が早期に進行する可能性が示された。
○腸内細菌叢を正常化する、あるいは不足する腸内代謝産物を補うことでパーキンソン病の進行を遅らせることができる可能性がある。
◆詳細（プレスリリース本文）はこちら
*1 腸内細菌叢: 以前は腸内フローラとも呼ばれた。主に大腸に生息する細菌の集合体。
*2 ランダムフォレストモデル: 機械学習アルゴリズムのひとつ。効率よく 2 群を判別するモデルを作ることができる。
*3 短鎖脂肪酸(short chain fatty acids): 腸内細菌が食物繊維を消化する際に、ヒトの場合、酢酸、プロピオン酸、酪酸が産生され、これらを短鎖脂肪酸と呼ぶ。短鎖脂肪酸はエネルギー源として利用されるとともに、異常な免疫応答を抑制するなどの生体調節機能を有している。
*4 ムチン(mucin): 動物の上皮細胞から分泌される粘液の主成分。糖タンパクの混合物である。腸管において杯細胞から分泌され粘膜表面を物理的に外的刺激から保護している。
掲雑誌名：npj Parkinson’s Disease
論 文 タ イ ト ル ： Short chain fatty acids-producing and mucin-degrading intestinal bacteria predict the progression of early Parkinson’s disease
著 者 ： Hiroshi Nishiwaki1, Mikako Ito 1, Tomonari Hamaguchi 1, Tetsuya Maeda 2, Kenichi Kashihara 3, Yoshio Tsuboi 4, Jun Ueyama 5, Takumi Yoshida 6, Hiroyuki Hanada 7, Ichiro Takeuchi 6,7, Masahisa Katsuno 8, Masaaki Hirayama 5, * , Kinji Ohno1, *
所属名：
1Division of Neurogenetics, Center for Neurological Diseases and Cancer, Nagoya University Graduate School of Medicine, Nagoya, Japan
2Division of Neurology and Gerontology, Department of Internal Medicine, School of Medicine, Iwate Medical University, Iwate, Japan
3Department of Neurology, Okayama Kyokuto Hospital, Okayama, Japan
4Department of Neurology, Fukuoka University, Fukuoka, Japan
5Department of Pathophysiological Laboratory Sciences, Nagoya University Graduate School of Medicine, Nagoya, Japan
6Department of Computer Science, Nagoya Institute of Technology, Nagoya, Japan
7Center for Advanced Intelligence Project, RIKEN, Tokyo, Japan
8Department of Neurology, Nagoya University Graduate School of Medicine, Japan
* Corresponding authors
DOI：10.1038/s41531-022-00328-5
English ver.
https://www.med.nagoya-u.ac.jp/medical_E/research/pdf/npj_220601en.pdf
大学院医学系研究科 西脇 寛 助教
https://www.med.nagoya-u.ac.jp/neurogenetics/index.html
