身体適応性に基づく腸内細菌叢の特徴と腸内健康への影響 (MICROPEPS)

腸内細菌叢は、消化管に生息するすべての微生物（細菌、ウイルス、真菌）を含みます。 生後すぐに定着が始まり、食事、抗生物質の使用、睡眠、ストレス、身体活動、環境因子への曝露、さらに年齢、性別、民族的・移住背景などの多数の要因の影響を受けて生涯を通じて進化します（Hou et al., 2022）。

この微生物生態系は、宿主に対して消化と栄養吸収、免疫調節、病原体からの保護など、いくつかの必須機能を果たします（Estaki et al., 2016）。 特にヒトの酵素では消化できない食物繊維などの複雑な炭水化物を発酵させることで、特定の細菌が短鎖脂肪酸（SCFA）、主に酪酸、プロピオン酸、酢酸を産生します。 これらの代謝産物は、腸管バリアの完全性の維持と結腸上皮細胞のエネルギー代謝において重要な役割を果たします（Estaki et al., 2016）。

微生物の組成または機能が、多様性、相対的な割合、または代謝経路において変化すると、ディスバイオーシス（腸内細菌叢の異常）の状態が発生します。 この不均衡は、さまざまな病的状態で頻繁に観察され、糖尿病、特定のがん、動脈硬化、喘息、炎症性腸疾患（IBD）、さらにはうつ病などの疾患の発症と関連していることが示されています（Hou et al., 2022）。

IBDには、クローン病（CD）と潰瘍性大腸炎（UC）が含まれます。 CDは消化管全体にわたる不連続な病変が特徴であるのに対し、UCは大腸の連続的で表層的な炎症を伴います。 これらの疾患は、世界人口の0.3-0.5%に影響を与えています（Ng et al., 2017）。 多くの研究により、IBD患者と健常者の間で腸内細菌叢の組成に有意な差があることが示されており（Oligschlaeger et al., 2019）、腸管バリア機能の障害につながっています（Qiu et al., 2022）。

並行して、増加する証拠は、身体活動的な個人の腸内細菌叢が、座りがちな人々のものとは異なることを示唆しています（Estaki et al., 2016; Clarke et al., 2014; Barton et al., 2017; Mohr et al., 2020）。

より最近では、私たちの研究室は、非活動的な個人から高い（エリートサッカー選手）および非常に高い（エリートサイクリスト）運動能力を持つエリートアスリートまでの50名のボランティアの腸内細菌叢を特徴付けました（EXOMIC, NCT05220657）。 私たちのデータは、運動能力が食事とは独立して、腸内微生物生態系と糞便中のSCFAレベルに影響を与えることを明らかにしました。 興味深いことに、非常に高い運動能力を持つ個人は、微生物の多様性、密度、および機能的経路の豊富さが低下しており、そのような微生物生態系が宿主のエネルギー代謝と運動パフォーマンスにとって有益であるかどうか疑問を投げかけています。 私たちのコホートのヒトドナーからのFMTを抗生物質処理マウスに使用することで、運動能力に関連するドナー腸内細菌叢が、レシピエントマウスのインスリン感受性と筋グリコーゲン貯蔵に影響を与えることをさらに実証し、運動に関連する腸内細菌叢が宿主の代謝反応を形成する上で重要な役割を果たすことを強調しました（Martin et al., 2025）。

この文脈において、この臨床研究は、座りがちな個人から高いまたは非常に高いエネルギー要求を持つエリートアスリートまでの連続体における腸内細菌叢の細菌メタゲノムを特徴付け、特定の腸内細菌叢の組成と機能的プロファイルが異なるレベルの運動能力と関連しているかどうかを決定することを目的としています。 このプロジェクトの最終目標は、将来の腸の健康に関する研究のための糞便微生物叢バイオバンクを作成することです。

MICROPEPS臨床プロトコルは、前向き、単一施設、比較的、最小限の介入研究です。 このプロトコル内では、薬剤、医療機器、または製品は試験されません。 この研究は、Exermoveプラットフォーム（M2S研究所）で実施され、活動的、訓練された、および高度に訓練された持久力を持つ男性の運動能力と腸内細菌叢のメタゲノムシグネチャーを評価します。 参加者は、3回の研究室訪問に参加します：

1. 組み込み訪問：人体測定、食事および身体活動アンケート。 参加者はその後、糞便収集キットを受け取り、7日以内に糞便サンプルを収集して送付します。
2. 2回目の訪問：VO₂maxを決定するための漸増式サイクリングテスト。
3. 3回目の訪問：空腹時条件下での代謝評価、安静時および準最大運動時。

これらのテスト中に測定された代謝パラメータ（例：VO₂max、有酸素性および無酸素性閾値でのパワー出力、最大炭水化物および脂質酸化）は、糞便サンプルから得られたメタゲノムショットガンデータと相関させられます。

さらに、この研究は、運動能力によって層別化されたドナーの糞便微生物叢バイオバンクを確立します。 DSS誘発性大腸炎と組み合わせた糞便微生物叢移植のマウスモデルを使用して、最終的な目的は、ドナーの運動能力と腸内微生物生態系が炎症反応と腸管透過性にどのように影響するかを決定することです。