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takahashicleaning · 2 months ago

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ＴＥＤにて

ロブ・ナイト：微生物がどのようにして私達を作っているのか

（詳しくご覧になりたい場合は上記リンクからどうぞ）

ロブ・ナイトは、人体内の微生物研究におけるパイオニアです。

私達の体内に宿る小さな単細胞生物群は、私達の健康において、極めて大きな役割を担っています。そして、この分野は、未だに良く知られていません。

「私達が、体内に抱えている３ポンドの微生物は、ゲノム内のどの遺伝子よりも重要かもしれません」と言います。

その彼の理由を聴いてみましょう。昔の日本では、田んぼで天然肥料が使用されていたことが結果的に良かったことかもしれません。自然分娩も？他にも、結果的に良かっただけでなく科学的に数値でなぜ？を解明し始めています。

将来的には、ビックデータと人工知能で解析を自動化し、スマートフォンのアプリで視覚化できるそうです。

なお、ビックデータは教育や医療に限定してなら、多少は有効かもしれません。それ以外は、日本の場合、プライバシーの侵害です。

通信の秘匿性とプライバシーの侵害対策として、匿名化処理の強化と強力な暗号化は絶対必要です！

さらに、オープンデータは、特定のデータが、一切の著作権、特許などの制御メカニズムの制限なしで、全ての人が望むように再利用・再配布できるような形で、商用・非商用問わず、二次利用の形で入手できるべきであるというもの。

主な種類では、地図、遺伝子、さまざまな化合物、数学の数式や自然科学の数式、医療のデータやバイオテクノロジー、サイエンスや生物などのテキスト以外の素材が考えられます。

誰でも、常に、健康に関心がありますが、今まで、必ずしも、何が大切なのか理解していたとは限りません。

例えば、古代エジプトを見ると、死��の世界に必要だと思われた体の部分はとても大事に扱われ、その一方、ある部分は除外されました。つまり、胃、肺、肝臓などは、注意深く保存されましたが、なんと、脳は、潰され鼻から抽出され捨てられていました。

確かに、脳は、一体、何の役に立つと言うのでしょう。しかし、脳程の重さで我々自身ともいえる重要な臓器が、我々の体に他にあるでしょうか？なのに、知られている事も関心も殆どありませんでした。

しかし、新しい科学の進歩で、ヒトの理解に役立つ重要な事柄が、分かり始めて来たばかりだとしたら、もっと、それについて知りたいと思いませんか？

実は、その脳に似た物が他にもあるのです。我々の腸です！！

腸内の微生物と言った方がいいでしょう。でも、大切なのは、腸内微生物だけではありません。体内外の微生物が、広範囲に渡り影響を及ぼし、大きく健康を左右していることが分かってきました。

このように微生物は、広範囲に渡り活動しています。食物を消化したり、免疫系に働きかけ、病気に対抗したりし、また、我々の行動にさえも、影響を及ぼします。

では、微生物叢(そう)の分布図とはどんなものでしょうか？全く、これと同じではないでしょうが、生物学的多様性を理解するには、助けとなる手段となります。

固有の様態をした有機体が、世界中その土地土地にいて、それが直接その地の特性となります。

微生物学でも同じ様な事が言えますが、正直言って、顕微鏡の下では、微生物は本質的に皆似ているので、様相から識別するのでなく、ヒト微生物のDNA配列をヒト微生物叢(そう)プロジェクトと呼ばれるプロジェクトでNIHから１億7300万ドルの支援を受け研究しています。

何百人もの研究者が集まり、ヒト微生物全てのATGC配列を読み取り、集めて見てみるとこんな感じです。

どれがどれだか、ちょっと見分けがつきませんね。我々が開発した計算技法でテラバイトの配列データ全てをマップとしてもっとよく使える様にし、250人の健康なボランティアから採ったヒト微生物叢(そう)のデータを用い作ったものがこの様になります。

図の一点ずつが複雑な微生物の集合体、微生物叢(そう)を表します。言った通りどれも似ているでしょう。

１つの点が、健康な人体の１カ所から採取された微生物叢(そう)を表しています。様々な色がその箇所毎に個々の大陸を作って地図を作っているかの様です。

これで分かることは、体の箇所により非常に微生物叢(そう)が異なるという事です。緑色は口腔の。その反対側の青色は皮膚の。紫色は子宮入口内の。そして、下の茶色の塊は、糞便の微生物叢(そう)を表しています。

そして、この数年、体の部分により微生物叢には信じられない程の多様性がある事が分かりました。

その２組の微生物叢(そう)の違いは、とてつもなく、この珊瑚礁と草原の微生物叢(そう)の違いより著しいのです。そう考えるとすごい事なんです。

60センチ離れただけで、人体の微生物生態系は大きく変わり、その相違は、地球上何千キロ行っても、あり得ない程の膨大さなのです。そして、同じヒトだからといって、我々の微生物の生態系は、皆同じだという訳ではありません。

人体は、約10兆程のヒト細胞で成っていますが、宿している微生物細胞の数は100兆でヒト細胞数の10倍です。

コンピュータとそれを使う人の微生物が、マッチするだけでなく、犬と飼い主の微生物もマッチします。

しかし、成人の微生物は比較的、変動しない事が分かっているので、誰かと共同生活をしても成人は固有の微生物を何週間も時には何年も持ち続けます。

初期のヒトの微生物叢(そう)は、出産で大きく差が出るという事も分かっています。

普通分娩で産まれた赤ちゃんは、基本的に母親の子宮内入口微生物叢(そう)を持ち、一方、帝王切開で産まれた赤ちゃんの微生物は全て皮膚常在菌となります。

帝王切開で産まれた人は、微生物との関わりがある嘆息、アレルギー。そして、肥満さえも、普通分娩の人より罹り易く、出産と健康との関係が考えられています。思えば、ごく最近まで、ほ乳類は全て自然分娩でした。

我々と共進化して来た保護的微生物がないという事は、微生物が関わる健康問題には、本当に重大な事かもしれません。

数年前、私の娘が産まれた時、緊急の帝王切開でしたが、私と妻は自分たちで普通分娩の様に娘が母体の子宮内入口常在菌に覆われる様にしました。

さあ、これが娘の健康にどんな効果があったのか全く分かりませんが、どれ程の愛情を持ってしても、たった１人の子供からだけのサンプルサイズでは、一般的データを得るには十分ではありません。

この２年間、娘は耳感染症に罹った事はありません。これからも何もない事を祈っています。さらに子供たちを使って微生物に保護的な効果が一様にあるものかどうか臨床研究を始めました。

出産方法が大きく影響し、最初の微生物生態系が決まります。

他には、人間の限界をはるかに超えたコンピューターを使用して個々の人間の微生物同士をマッチングさせるという事も行なっています（人材雇用マッチングの知見を活用している）

人間ではなく微生物同士なので、基本的人権もプライバシーも問題ありません。たとえ、微生物の健康に関する情報が流出してもみんなの知識になって行きます。

では、この後どうなるのでしょう？

ヒト微生物プロジェクトのデータ分布図をもう一度ご覧ください。点が一人の体の一部から採った微生物叢(そう)を表し、全部で250人からの物です。子供の身体的成長や精神的成長は目にできたとしても、これは初めてご覧になる物でしょう。

ある同僚の子供の微生物学的成長です。今からご覧になるのは、ある赤ちゃんの便からの物で、腸内細菌叢(そう)を代表するものです。２年半近く、毎週試料を採取しました。

１日目から始めました。胎児はまず最初に黄色い粒、子宮内入口微生物叢(そう)から始まります。自然分娩から当然期待される事ですね。

２年半の間で、この子の微生物叢(そう)は、健康な成人の糞便微生物叢(そう)に似通ってきます。

始めますので、どうなるか見て下さい。見ているのは１週間に１ステップです。週毎に、子供の糞便微生物叢(そう)の変化が見られ、その週毎の変化は、ヒト微生物プロジェクトが行ったコホートの健康な成人と比べると、ずっと大きいのです。

その成人の微生物叢(そう)は、下の茶色の物です。ご覧の様に成人の便のそれに近くなっているのが見れますね。これが約２年程続き、ここでとても驚くことが起きます。

この子は耳感染症に対する抗体ができるのです。ここで微生物叢(そう)に大きな変化が現れてきて、耳感染症からの回復が比較的速くなります。

巻き戻してみましょう。ほんのこの数週間で劇的な変化が見られます。何ヶ月も進展があまりなく、838日ぐらいして、このビデオの最後の方ですが、比較的回復が早くなるのです。この頃には根本的に成人の便と同じ微生物叢(そう)になります。

途中、抗生物質の介入、有無に関わらずです。

実に興味深い事です。なぜなら、この事から年齢が変わると、どうだろうか？という基本的疑問が湧いてくるからです。

微生物叢の変化が大きい生後数年間には我々の行動が、影響するのでしょうか？それともその影響は、あまりに微々たるもので何も影響しないのでしょうか？

興味深い事に、生後６ヶ月間、胎児に、抗生物質を投与すると、抗生物質を与えなかった子供と比べ、後に肥満になる率が高いというデータがあり、生後６ヶ月間は十分注意しないと初期の腸内細菌叢(そう)は後々、大きくその人の健康に影響するという事が分かってきました。

これで抗生物に対し耐性が出来る薬物耐性菌の問題はもちろんの事、これは大切な事ですが、腸内細菌叢(そう)の変化で、その保護力が弱まり、エジプト人がミイラ作りの際、脳を潰し抽出するのに使った金属製の道具に対するような恐怖で、我々は抗生物質を扱う事になるかもしれない。ということを興味深く考えさせられます。

これが先ほどの微生物の重要な機能です。また、過去ほんの数年で、微生物があらゆる病気、炎症性腸疾患、心臓病、結腸がん、又は、肥満にも関連しているという事が分かって来たのです。

肥満には大きく影響し、今では腸内微生物を見て90%の正確さで、肥満かどうかわかるのです。

これに感心なさるかもしれませんが、ある意味では医療検査としては、ちょっと問題になります。

恐らく微生物の事など知らなくても、見ただけでこの２人のどちらが肥満がどうか見分けられます。全ゲノムの配列を解読し、ヒトDNAから判断すると肥満だと決定できるのは、60%の正確さだからです。驚きますね。ということは我々が抱えている約1.5キロの微生物は、ゲノムの遺伝子より健康には大切なのかもしれません。

それでマウスを使って、色々研究出来、多発性硬化症、鬱病、��閉症、肥満などの多くの疾患と微生物との関係が明らかとなってきました。

でも、どうしてどの微生物が病気の原因となるのか？保護的役割をするのか？知る事が出来るのでしょう？

こういう事が出来ます。マウスを微生物のいない無菌の環境で育て、その環境に有用微生物と思われる微生物を加えどうなるか見ます。肥満のマウスからの微生物を採り、遺伝的に異常のない無菌環境で育てられたマウスに移植すると、同じ微生物を移植された自然環境のマウスより太ってしまいます。

実に驚くべき出来事です。微生物は食餌の消化を助け、そこから効率よくエネルギーを取っているという事もありますが、実際、宿主の行動に影響を与えているのです。

微生物の働きで宿主は普通のマウスより食べ、そんなマウスに好きなだけ、食べさせたら太るだけです。信じられないようなことですね。これで微生物はほ乳類の行動に影響すると言う事が分かります。

では生物種間でもこうなるのだろうか？という疑問が湧いてくると思います。

肥満の人の微生物を無菌の環境で育ったマウスに移植すると、痩せた人の微生物を移植した時より太りましたが、肥満を抑制する微生物を培養してマウスに移植する事もできます。栄養失調に関しても同じ様な研究をしました。

ゲイツ財団の資金を受けたプロジェクトでクワシオルコルという栄養失調からくる深刻な疾患を持つマラウイの子供達を見ています。クワシオルコルの微生物叢(そう)を移植されたマウスは、ほんの３週間で体重が30%減少します。

これは臨床で子供達に使われているピーナッツ原料のサプリを使い健康を回復させる事ができます。そして双子のクワシオルコルに罹っていない方の健康な子どもからの微生物叢を移植したマウスには問題はありません。

これは本当にすごいことです。

なぜなら、ヒト腸内細菌叢(そう)をマウスで試し、その結果、自由に操作して個別化された治療法を生み出せるかもしれないという事を示唆しているからです。

それで人々がこの発見に参加することは、本当に大切だと思い、数年前、こういう事を始めました「アメリカの消化器官」と呼ばれるプロジェクトで微生物分布図のどこに自分がいるのか見れるようになったのです。

これは最大のクラウドファンディングによる科学プロジェクトでこの時点で8,000人以上の人々が登録しています。運営の仕方は、まず試料が送られてその人の微生物のDNAが配列され、その本人にそれが送られます。

それは匿名で科学者、教育関係者、興味のある一般の人々にも公表し、誰でもそのデータにアクセスできるようにします。

また、同時に、バイオフロンティア協会の研究室を見学する人々に糞便を見るのにロボットやレーザーを使う事を説明したりしています。

別に誰もが知りたい事ではないようですが、でも皆様はそうでないだろうと思い、キットをいくらか持ってきましたので、もし関心がおありならどうぞお試し下さい。

こんな事をする理由は、微生物は健康状態を見るのに重要だと言うだけでなく、実際に病気を治す事が分かったからです。

これはごく最近ミネソタ大学で我々が、考えてきた可能性の１つです。もう一度、ヒト微生物の分布図をご覧になると・・・クロストリジウム・ディフィシルを持つ人の微生物叢を加えます。

これは、ひどい時は１日に20回も下痢をした人からの微生物です。

我々の臨床試験に参加できるまで、抗生物質が効かないそんな状態が２年間続いていた人々からのものです。

では、図の下に散らばる健康な人の糞便微生物をこの患者達に移植したらどうなるでしょう？

この患者達に移植したらどうなるでしょう？善玉菌が悪玉菌と戦ってくれ、健康が回復するでしょうか？

それがどうなるか見てみましょう。

患者の中の４人が、今、健康な人からの移植を受け取る寸前です。

そして移植されたかと思うと、瞬く間に腸内細菌叢(そう)に劇的変化が現れます。

この移植の翌日、患者はすっかり回復し、下痢の症状は消えました。

４人は根本的に健康を取り戻し、微生物叢(そう)は健康な提供者のそれに似て、今この下に位置しています。

この旅は始まったばかりです。微生物の炎症性腸疾患から肥満まで、あらゆる病気との関係、また、自閉症や鬱病さえとの関連を研究している段階です。

しかし、我々は、微生物叢(そう)の現在地点だけでなく、これから行くべき方向に向かうには、何をすべきかを知る為に微生物GPSのような物を開発する必要があり、又これを子供でも使えるような簡単なものにする必要があります。

ありがとうございました。

最後に、細菌（微生物）とウイルスは異なります。

２０１８年現在では、サピエンスは20万年前からアフリカで進化し、紀元前3万年に集団が形成され、氷河のまだ残るヨーロッパへ進出。紀元前2万年くらいにネアンデルタール人との生存競争に勝ち残ります。

そして、約1万2千年前のギョベクリ・テペの神殿遺跡（トルコ）から古代シュメール人の可能性もあり得るかもしれないので、今後の発掘作業の進展具合で判明するかもしれません。

メソポタミアのシュメール文明よりも古いことは、年代測定で確認されています。古代エジプトは、約5千年前の紀元前３０００年に人類最初の王朝が誕生しています。

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