微生物学：マイクロバイオーム規模の関連の域を超え原因微生物の特定へ
Nature 552, 7684 doi: 10.1038/nature25019
マイクロバイオーム規模の関連研究からは、数多くの疾患が微生物相の変化と関連していることが証明されている。これらの研究では通常、疾患のバイオマーカーとして多数の共生細菌が列挙されるが、疾患病因との明確な関連は明らかにされていない。この分野が相関性の域を超えて因果関係の特定に取り組み始めるためには、個体数がさまざまな微生物のカタログを改良して、それに続く機構研究を可能にする有効なシステムが必要となる。今回我々は、微生物と表現型の関係のトライアンギュレーションが、微生物相研究につきもののノイズを低減させて原因微生物の特定を可能にする効果的な方法であることを実証する。異なる微生物群集を保有するノトバイオートマウスは、大腸炎モデルにおいて異なる生存率を示すことが分かった。これらのマウスを同居させると、混成した微生物相を有し、大腸炎に対して中程度の感受性を示す個体が誕生した。親マウス系統および混成微生物相マウスで微生物と表現型の関係をマッピングしたところ、ラクノスピラ科の細菌が疾患からの保護との相関要因であることが明らかになった。我々は、誘導的な微生物培養技術を用いることで、この科のこれまで知られていなかった細菌Clostridium immunisを発見するとともに、この細菌の大腸炎感受性マウスへの投与で、これらのマウスが大腸炎関連死から保護されることを見いだした。今回の手法の一般化可能性を示すため、我々はこの手法を用いて、ある抗菌ペプチドの腸内発現を誘発する共生細菌を複数特定した。このように、我々は微生物と表現型のトライアンギュレーションを用いて、標準的なマイクロバイオーム関連研究の域を超え、2つの全く異なる表現型の原因微生物を特定した。微生物と表現型のトライアンギュレーションによる疾患調節性共生細菌の特定は、ヒトマイクロバイオーム研究により広く応用できる可能性がある。
