日本関連：この研究は海外機関を中心とする国際共同研究で、日本の研究機関に所属する共著者が参加しています。

掲載誌：Nature Communications

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

なぜ5か国をまとめて調べたのか

腸内細菌叢（腸の中にすむ微生物の集まり）は、食事や生活環境の影響を受けて人の代謝や免疫に関わることが知られています。しかし、国や文化による食生活の違いが腸内細菌叢とどう結びつくのかは、はっきりしていませんでした。

著者らは、その理由の一つとして研究方法のばらつきを挙げています。これまでの国際比較は、別々に行われた研究の結果を並べたものが多く、検体の採取や保存、DNAの抽出、解析手順が研究ごとに異なっていました。そのため、国の間に見えた差が、本当の生物学的な違いなのか、方法の違いによる見かけの差なのかを区別しにくかったといいます。

そこで研究チームは「ヒトの食事と微生物叢イニシアチブ（THDMI）」として、米国、英国、スペイン、メキシコ、日本の5か国で、参加者の募集から検体処理、遺伝子解析、食事調査までの手順をそろえた研究を実施しました。目的は、国ごとの食事・生活・微生物の違いを明らかにすることと、食事と腸内細菌叢の関係が国を越えて共通するのか、それとも集団ごとに異なるのかを確かめることです。

調べ方と、国ごとに現れた違い

解析の対象となったのは、品質確認を経た1,976人分のデータです。便検体はショットガンメタゲノム解析（試料に含まれる微生物のDNAをまとめて読み取り、どんな微生物がどれだけいるかを調べる方法）にかけられました。食事は各国で妥当性が確認された食物摂取頻度調査票を用い、共通の食品コードへ対応づけたうえで、29の栄養素と60の食品グループにまとめられています。

その結果、栄養素の摂取量、食品の摂取傾向、微生物の構成のいずれについても、国ごとにはっきりした違いが認められたと報告されています。研究チームは、年齢、性別、BMI、化粧品の使用頻度、さらに解析で読み取ったDNA量（シーケンス深度）といった要因を考慮に入れても、国による差が最も大きな説明要因として残ったとしています。なお本研究は一時点で採取した検体を用いた横断的な研究であり、因果関係を示すものではありません。

食事と微生物の関係をまとめて捉える解析では、両者の間に強い相関が見られましたが、著者らはこれが主に国の間の違いによって生じていると述べています。国ごとに分けて解析すると、関係の中心となる微生物の顔ぶれは国の間であまり重ならず、いくつかの微生物が2〜3か国にまたがる程度でした。日本に特徴的な例として、納豆に含まれることで知られる枯草菌（Bacillus subtilis）に対応するゲノム単位が日本の参加者でほぼ独占的に検出され、日本国内では納豆の摂取量と強い相関を示したことが報告されています。

食事の質との関係は国によって異なった

研究チームは、食事全体の質を点数化する指標である健康的食事指数（HEI-2015）も用いました。これは米国の食生活指針にもとづき、推奨される食品群の摂取と、控えるべき成分の摂取をまとめて評価するものです。この指標による点数は国によって大きく異なり、平均点が最も高かったのはスペインで、以下、英国、米国、メキシコ、日本の順でした。ただし著者らは、各国の調査票を単一の栄養データベースに対応づけ、米国由来の採点法をそのまま当てはめたことによる偏りの可能性を、研究の限界として挙げています。

腸内細菌叢の構成とHEIの関係を国ごとに調べたところ、5か国すべてで共通して関連が認められた項目はありませんでした。米国、メキシコ、スペインでは総合点やいくつかの構成項目との関連が見られた一方、日本と英国では関連は限られていました。さらに、ある国のデータで食事の質を予測するよう学習させた機械学習モデルを別の国に当てはめると、予測の精度は大きく下がりました。著者らは、この結果を、食事と微生物の関係を支える微生物が集団ごとに異なることを示すものと解釈しています。

もっとも、共通する部分がまったくなかったわけではありません。健康的な食事と関連する微生物のうち48のゲノム単位は5か国すべてで重なっており、その多くはクロストリジア綱に属する一つのまとまりに含まれていたと報告されています。

微生物のゲノムそのものにも地域差

研究チームはさらに、種の内部のゲノムの違いにも踏み込みました。メタゲノムデータから微生物のゲノムを組み立て、品質基準を満たしたものを種ごとにまとめて比較したところ、解析対象となった73種のうち35種で、ゲノムの類似度が国ごとにまとまる傾向が統計的に確認されました。食物繊維を分解する系統であるプレボテラ属やラクノスピラ科などで、その傾向が目立ったといいます。

遺伝子の働きに注目した解析では、糖の代謝、アミノ酸の合成、補酵素やビタミンの代謝などに関わる経路が、国ごとに異なるかたちで目立っていました。たとえば葉酸については、食事からの摂取量が少ない国の微生物ほど葉酸を自分で作る遺伝子が豊富で、摂取量が多い国では乏しいという、摂取量と逆向きの傾向が5か国を通して観察されました。著者らはこれを、食事からの供給が多い集団では微生物による合成への依存が減っている可能性を示唆するものと述べています。

種ごとの例も報告されています。ビフィズス菌の一種（Bifidobacterium longum）では、ガラクトースの代謝に関わる遺伝子が他国のゲノムの7割以上で保たれていたのに対し、メキシコ由来のゲノムでは1割未満にとどまりました。ただし著者らは、地域差が見られた経路の大半について、横断的なデータだけでは特定の食事要因に帰することはできず、系統の分岐、微生物どうしのやりとり、宿主の遺伝的要因、本研究で測定していない環境要因なども関わりうると慎重に述べています。

この研究が示すこと

著者らは、健康的な食事に共通して反応する微生物の中核的な部分は確かに存在するものの、食事と腸内細菌叢の結びつき全体は、文化、地理、長年の食習慣によって大きく形を変えると結論づけています。

また、参加者に女性や食事の質が比較的高い人が多いこと、調査票の対応づけに伴う偏りが残ること、一時点の観察であるため因果関係は確かめられないことなどを限界として挙げています。そのうえで、どの集団にも当てはまる一つの微生物指標を探すのではなく、集団ごとの違いを織り込んだ枠組みへ視点を移す必要がある、というのが本研究から伝わる含意です。

著者：Lora A. Khatib（Department of Pediatrics, University of California San Diego, La Jolla, CA, USA）、Renee Oles（Department of Pediatrics, University of California San Diego, La Jolla, CA, USA）、Alejandra Ríos Hernández（Department of Pediatrics, University of California San Diego, La Jolla, CA, USA）、Tyler Myers（Center for Microbiome Innovation, University of California San Diego, La Jolla, CA, USA）、Jianshu Zhao（Department of Pediatrics, University of California San Diego, La Jolla, CA, USA）、Megha Kumar（Department of Cognitive Science, University of California San Diego, La Jolla, CA, USA）、Ana Laroya（Microbiome Innovation in Nutrition & Health Research Unit, Institute of Agrochemistry and Food Technology, Spanish National Research Council (IATA-CSIC), Paterna-Valencia, Spain）、Veronica Tolosa-Enguis（Microbiome Innovation in Nutrition & Health Research Unit, Institute of Agrochemistry and Food Technology, Spanish National Research Council (IATA-CSIC), Paterna-Valencia, Spain）、Nobuko Matsunami（School of Life Science and Technology, Institute of Science Tokyo, Tokyo, Japan）、Daisuke Suzuki（School of Life Science and Technology, Institute of Science Tokyo, Tokyo, Japan）、Nodoka Chiba（School of Life Science and Technology, Institute of Science Tokyo, Tokyo, Japan）、Katharine Gilbert（Center for Microbiome Innovation, University of California San Diego, La Jolla, CA, USA）、Promi Das（Center for Microbiome Innovation, University of California San Diego, La Jolla, CA, USA）、Jon G. Sanders（Center for Microbiome Innovation, University of California San Diego, La Jolla, CA, USA）、Lucas Patel（Bioinformatics and Systems Biology Program, University of California San Diego, La Jolla, CA, USA）、Nicole Litwin（Crohn’s & Colitis Foundation, New York, NY, USA）、Brent Nowinski（Center for Microbiome Innovation, University of California San Diego, La Jolla, CA, USA）、Amanda Birmingham（Department of Pediatrics, University of California San Diego, La Jolla, CA, USA）、Sawyer H. Farmer（Department of Pediatrics, University of California San Diego, La Jolla, CA, USA）、Caitriona Brennan（Department of Pediatrics, University of California San Diego, La Jolla, CA, USA）、MacKenzie Bryant（Department of Pediatrics, University of California San Diego, La Jolla, CA, USA）、Caitlin Tribelhorn（Department of Pediatrics, University of California San Diego, La Jolla, CA, USA）、Karenina Sanders-Bodai（Department of Pediatrics, University of California San Diego, La Jolla, CA, USA）、Charles Cowart（Center for Microbiome Innovation, University of California San Diego, La Jolla, CA, USA）、Oliver Nizet（Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Johns Hopkins University, Baltimore, MD, USA）、Edgar A. Diaz（Department of Pediatrics, University of California San Diego, La Jolla, CA, USA）、Patrick Veiga（Université Paris-Saclay, INRAE, AgroParisTech, UMR1319 MICALIS Institute, Jouy-en-Josas, France）、Sudarshan Anand Shetty（Danone Research & Innovation, Utrecht, the Netherlands）、Jan Knol（Danone Research & Innovation, Utrecht, the Netherlands）、Christophe Lay（Precision Nutrition D-Lab, Danone Global Research & Innovation Center, Singapore, Singapore）、Hana Koutníková（Danone Research & Innovation, Gif sur Yvette, France）、Soline Chaumont（Danone Research & Innovation, Gif sur Yvette, France）、Julien Tap（Université Paris-Saclay, INRAE, AgroParisTech, UMR1319 MICALIS Institute, Jouy-en-Josas, France）、Aurélie Cotillard（Danone Research & Innovation, Gif sur Yvette, France）、Muriel Derrien（Laboratory of Molecular Bacteriology, Department of Microbiology and Immunology, Rega Institute, KU Leuven, Leuven, Belgium）、Manolo Laiola（Danone Research & Innovation, Gif sur Yvette, France）、Antonio González（Department of Pediatrics, University of California San Diego, La Jolla, CA, USA）、Armando R. Tovar（Department of Nutritional Physiology, Instituto Nacional de Ciencias Medicas y Nutricion Salvador Zubiran, Mexico City, Mexico）、Nimbe Torres（Department of Nutritional Physiology, Instituto Nacional de Ciencias Medicas y Nutricion Salvador Zubiran, Mexico City, Mexico）、Yolanda Sanz（Microbiome Innovation in Nutrition & Health Research Unit, Institute of Agrochemistry and Food Technology, Spanish National Research Council (IATA-CSIC), Paterna-Valencia, Spain）、Takuji Yamada（School of Life Science and Technology, Institute of Science Tokyo, Tokyo, Japan）、Daniel McDonald（Department of Pediatrics, University of California San Diego, La Jolla, CA, USA）、Se Jin Song（Center for Microbiome Innovation, University of California San Diego, La Jolla, CA, USA）、Andrew P. Bartko（Center for Microbiome Innovation, University of California San Diego, La Jolla, CA, USA）、Rob Knight

※本記事は原著論文をもとに、日本語で要約・説明を加えた研究紹介です。 出典（原著論文）：Lora A. Khatib, Renee Oles, Alejandra Ríos Hernández, et al. Five-country analysis of geographic and dietary drivers of gut microbiome composition and genomic variation. Nature Communications 2026-09-21. DOI: 10.1038/s41467-026-77928-9. 原著ライセンス：CC BY.