著者の所属・活動拠点の国は、中国です。

掲載誌：Microorganisms

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

羊肉に含まれるDHA（ドコサヘキサエン酸）は肉の栄養価を高める脂肪酸です。しかし論文によると、羊肉のDHA量は一般に少なく、羊の体内で前駆体の脂肪酸からDHAを作る力も限られています。そのため、DHAを多く含む脂質を飼料に直接加える方法が有効とされます。従来のDHA源は魚油ですが、中国では乳と乳製品以外の動物性原料を反すう動物の飼料に使うことが禁じられています。そこで注目されているのが、海にすむ従属栄養性の原生生物シゾキトリウムです。株によっては総脂肪酸の40%以上をDHAが占めます。

羊や牛などの反すう動物では、飼料の脂肪酸は第一胃（ルーメン）の微生物によって分解・変換されてから吸収されます。これまでの研究では、主にシゾキトリウムの粉末や菌体が使われてきました。著者らは、細胞から抽出した油（シゾキトリウム油）ではDHAが微生物とより直接に接するため、粉末とは異なる影響が出る可能性があると指摘しています。そこで研究チームは、シゾキトリウム油を与えると第一胃の微生物、微生物の発酵でできる揮発性脂肪酸（VFA）の濃度、第一胃の内壁（上皮）の遺伝子の働き、血液中の代謝物がどう変わるかを調べました。

何を、どのように調べたか

対象は、生後3か月の健康な雄の湖羊（中国の羊の品種）の子羊20頭です。7日間の慣らし期間の後、体重が同程度になるよう10頭ずつ2群に無作為に分け、84日間飼育しました。比べたのは、中程度の繊維を含む飼料の脂質の一部を変えた2つの条件です。一方の群（対照群）はパーム油を含む飼料を食べました。もう一方の群は、パーム油の一部を1%のシゾキトリウム油に置き換えた飼料を食べました。推定されるDHA摂取量は、1頭1日あたり2.24 gから6.16 gに増えました。各群の10頭は1つの囲いでまとめて飼われ、飼料は自由に食べられる状態でした。

試験終了時に、体重の増え方、第一胃の内壁の形態、と畜時の第一胃内容物のVFA濃度を測りました。第一胃の微生物は、細菌の種類を見分ける目印となる遺伝子（16S rRNA遺伝子）の配列を読んで調べました。第一胃上皮ではRNAを解析し、どの遺伝子の働きが変わったかを見ました。この解析は計8頭で行いました。血清の代謝物は質量分析で網羅的に測定し、各群5頭ずつを比較しました。さらに、微生物、VFA、上皮の代謝経路の間の関連を、探索的な相関分析で調べました。

主な報告結果

シゾキトリウム油群では、第一胃の内壁表面の突起（乳頭）が長く、上皮が厚くなっていました。乳頭の長さは平均2286.49 μmで、対照群の1764.30 μmより長く、上皮全体の厚さも平均114.52 μmで、対照群の80.07 μmより厚くなりました。乳頭の幅と、表面の角質層の厚さには差がありませんでした。

と畜時の第一胃では、シゾキトリウム油群のほうが酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、VFA全体の濃度が高く、酢酸とプロピオン酸の比率は低くなっていました。

微生物の多様性と群集全体の構成には、両群で明確な差はありませんでした。ただし7つの属で割合が異なりました。シゾキトリウム油群では、繊維を分解する細菌フィブロバクター（Fibrobacter）などの3属が多くなりました。一方、メタンを作る古細菌メタノスフェラ（Methanosphaera）などの4属は少なくなりました。相関分析では、フィブロバクターがプロピオン酸やVFA全体と正の関連を示し、メタノスフェラはプロピオン酸と負の関連を示しました。

第一胃上皮では104個の遺伝子の働きに差がありました（52個が増加、52個が減少）。シゾキトリウム油群では、プロピオン酸や酪酸の代謝、細胞のエネルギー産生にかかわるTCA回路と酸化的リン酸化、脂肪酸の鎖を伸ばす反応などに関係する遺伝子群が、全体として高く働く方向に偏っていました。これらの遺伝子群の中では、ACOT7やTHEM4などの遺伝子の働きが強まっていました。論文によると、ACOT7はDHAを含む長鎖の多価不飽和脂肪酸が細胞内で活性化された形（アシルCoA）に高い活性を示し、THEM4は細胞内のアシルCoAと遊離のCoAのバランスの調節にかかわります。

血清では、質量分析で検出された298の代謝物特徴量（測定で得られた個々の信号で、それぞれが同定済みの物質と一対一に対応するとは限らないもの）に差がありました。このうち191がシゾキトリウム油群で高く、107が低くなっていました。DHAと判定された特徴量はシゾキトリウム油群で高く、DHAを含むリン脂質の多くも高い値でした。

体重の増え方（1日あたり増体量）は、シゾキトリウム油群0.33 kg、対照群0.29 kgで、高めの傾向にとどまり、統計的に明確な差ではありませんでした。

この報告が示すこと

研究チームは、この条件下では、パーム油の一部を1%のシゾキトリウム油に置き換えることが、第一胃の一部の微生物、と畜時のVFA濃度、第一胃上皮の遺伝子の働き、血清の代謝物の変化を伴っていたと結論づけています。微生物群集が全体として大きく入れ替わったわけではなく、変化は特定の属に限られていました。上皮で見られた遺伝子の変化について著者らは、VFAの利用やエネルギー代謝の変化、そして脂質にさらされる状況への上皮の適応を反映している可能性があると述べています。

一方で、著者らは複数の限界を挙げています。各飼料はそれぞれ1つの囲いでしか試されておらず、摂食量も個体ごとではなく囲い単位で記録されていました。遺伝子解析と代謝物解析は頭数が少なく、統計的な検出力が限られる可能性があります。第一胃のpHは測定されていません。また、シゾキトリウム油はパーム油の一部と置き換えて与えられたため、観察された差が油を加えたことによるのか、パーム油を減らしたことによるのか、その両方なのかは区別できません。さらにVFAはと畜時に1回測っただけなので、飼育期間を通じて少しずつ進んだ内壁の発達を説明する根拠としては限られ、実際にVFA濃度と内壁の形態の間には強い相関は見られませんでした。研究チームは、これらの関連を確かめるには、より多くの頭数での解析が必要だとしています。

原著論文の著者・所属：Rongyu Yao（State Key Laboratory of Herbage Improvement and Grassland Agro-Ecosystems, Key Laboratory of Grassland Livestock Industry Innovation, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, College of Pastoral Agriculture Science and Technology, Lanzhou University, Lanzhou 730020, China）、Ziang Wang（State Key Laboratory of Herbage Improvement and Grassland Agro-Ecosystems, Key Laboratory of Grassland Livestock Industry Innovation, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, College of Pastoral Agriculture Science and Technology, Lanzhou University, Lanzhou 730020, China）、Xiuxiu Weng（State Key Laboratory of Herbage Improvement and Grassland Agro-Ecosystems, Key Laboratory of Grassland Livestock Industry Innovation, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, College of Pastoral Agriculture Science and Technology, Lanzhou University, Lanzhou 730020, China）、Xiangpeng Yue（State Key Laboratory of Herbage Improvement and Grassland Agro-Ecosystems, Key Laboratory of Grassland Livestock Industry Innovation, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, College of Pastoral Agriculture Science and Technology, Lanzhou University, Lanzhou 730020, China）、Wanhong Li（State Key Laboratory of Herbage Improvement and Grassland Agro-Ecosystems, Key Laboratory of Grassland Livestock Industry Innovation, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, College of Pastoral Agriculture Science and Technology, Lanzhou University, Lanzhou 730020, China）

※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）：Rongyu Yao, Ziang Wang, Xiuxiu Weng, et al. Effects of Partial Replacement of Palm Oil with Schizochytrium Oil on Rumen Microbiota, Ruminal Volatile Fatty Acid Concentrations, Rumen Epithelial Transcriptome, and Serum Metabolome in Hu Lambs Fed a Medium-Fiber Diet. Microorganisms（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-10-06. DOI: 10.3390/microorganisms14102268. 原著ライセンス：CC BY.