How we study the microbes living in your gut | Dan Knights

翻訳: Tamami Inoue 校正: Eriko T

If I asked you to name a microbe that's living in your gut,

腸内に住んでいる 細菌の名前を聞いてみると

many of you would probably say E. coli.

ほとんどの方が 大腸菌と答えるでしょう

A lot of people say this. It's the best-known of the gut microbes.

そのとおり 大腸菌は 一番 有名な腸内細菌ですね

But it turns out that E. coli is outnumbered in your gut

しかし 腸内の大腸菌は 他の種類の細菌の千分の１ほどしか

いないことが判明しました

about a thousand to one

by other species, many of which you probably haven't heard of.

そのうち多くは みなさん おそらく聞き覚えがない細菌で

These are Bacteroides; Prevotella is another example.

例えばバクテロイデスとか プレボテラといった菌です

Those are the two that dominate the modern human gut.

この２種類が現代人の 腸内細菌の中では圧倒的に多いのです

There are about a hundred trillion microbes living inside you.

みなさんの体内には 百兆の細菌が住んでいます

We call this your microbiome,

これを「マイクロバイオーム」と 呼んでいます

so it's like a little world living inside you --

あなたの体内に住んでいる 小さな世界というか

actually more like a universe.

宇宙に近いです

A hundred trillion means if you took a blade of grass

百兆個というのは もしも 腸内細菌１つにつき

and planted it for every microbe living in your gut,

芝生を１本ずつ植えたら

that could fill a million football fields.

100万のアメフト場を 覆うほどの数です

So it's incredibly complex.

信じられないほど複雑です

But interestingly,

でも 興味深いことに

as our bodies have been adapting to life in modern society,

私たちの体は 現代社会の生活に適応するにつれ

we're losing some of our normal microbes,

正常な腸内細菌の一部を 失いつつあり

and at the same time,

それと同時に

かなりの種類の 腸に関する病気が

there are quite a few diseases related to the gut

that are skyrocketing in developed nations all around the world.

世界中の先進国で 急増しています

And many of you probably know someone who suffers from obesity,

みなさんの知り合いにも 肥満や 糖尿病や クローン病や

diabetes, Crohn's disease or ulcerative colitis,

潰瘍性大腸炎や アレルギーや 喘息で

allergies and asthma.

苦しんでいる人がいるでしょう

Every one of these diseases

それらすべての病気と

and many others related to metabolism and autoimmunity

多くの代謝性疾患と自己免疫疾患は

are linked to a loss of healthy diversity in the gut.

健康な腸内細菌の多様性が 失われたことに関連しています

My lab got our first indication of this

私の研究室では この兆候を初めて観察したとき

when actually we were studying non-human primates.

実はヒトではない霊長類を 研究していました

We wanted to find out what happens to a monkey's microbiome

ジャングルから動物園へ 移されたサルのマイクロバイオームが

when they move from the jungle to a zoo.

どうなるかを調査していたのです

Does their microbiome change? Do they pick up new bugs?

マイクロバイオームの変化は？ 新たな細菌の定着は？

Do they lose some? Does it get better or worse?

減った細菌はいるか？ それで体調はよくなるか？悪化するか？

We tracked two different species in the jungle,

ジャングルに生息する ２種類のサルを追跡しました

one in Vietnam, one in Costa Rica,

ベトナムのサルと コスタリカのサルです

and then we sequenced the DNA from their stool.

そして それぞれフンから DNA配列を検出しました

This is how we study the microbiome in my research lab.

私の研究室ではこうやって マイクロバイオームを研究しています

And what we found in the DNA is that in the wild,

そのDNA配列から分かったことは 野生状態では

these two species had totally different sets of microbes.

２種類の間で腸内細菌の構成が 全く異なっていて

It was like a fingerprint for the species.

まるで その種の特徴が 現われているかのようでした

But in the zoo, they had lost most of that diversity

しかし 動物園に移された後は 細菌の多様性をほとんど失い

and had acquired some other set of microbes.

新たな組み合わせの細菌が 定着していました

So this was very curious.

とても不思議でした

We've got these two different microbiomes.

マイクロバイオームは２種類ありました

In the wild, picture a lush tropical rainforest

野生のサルの場合は

緑豊かな熱帯雨林のようでした

living the guts of these monkeys.

That's the kind of diversity that we're talking about.

これが ここでいう「多様性」です

そして 動物園のサルは 多様性を失っていました

Then in the zoo, they've lost diversity.

Picture a rainforest that's been burned to the ground

焼け野原になった熱帯雨林が

and taken over by a few invasive species.

一握りの外来種に 支配されている —

That's more like the microbiome in a captive primate.

檻の中の霊長類のマイクロバイオームは そんな状態なのです

Now, in the meantime,

さて それと同時に

many of the animals in the zoo are not doing so well.

動物園の動物の多くは 元気がありません

They have issues with obesity,

肥満だったり

wasting,

衰弱していたり

gastroenteritis, diarrhea, bloating,

胃腸炎に 下痢に 腹部膨満

and some of them were barely holding onto their lives.

瀕死の動物も数頭いました

Now, of course, we were very interested to find out

さて もちろん 私たちが 非常に関心を持っていたのは

what are these so-called invasive species that are taking over in the zoo.

動物園を制圧しつつある このいわゆる 外来種の腸内細菌とは何者なのか？でした

So we went back to the DNA, and what the DNA told us

そこで DNAをもう１度検査したところ

is that every monkey in the zoo

動物園のサル全頭の体内には

had become dominated by Bacteroides and Prevotella,

バクテロイデスとプレボテラが 圧倒的に多いことが判明しました

the same microbes that we all have in our guts as modern humans.

これは 現代人の腸内にある 腸内細菌と同じです

We wanted to find a way to visualize this,

それを視覚化したかったので

and we used some tools from multivariate ecology

生態学の多変量解析ツールを使い

to put all of the microbiomes we were studying onto an axis.

研究中のマイクロバイオームを全て xy軸に配置しました

And what you're seeing here is a distance plot

こちらが その距離を 示したプロット図です

where every point is a different animal's microbiome.

図上の点は動物個体ごとの マイクロバイオームです

So every point represents a whole zoo of microbes.

点の１つ１つが 微生物でできた宇宙のようなものです

And the microbiomes that have a lot of microbes in common

マイクロバイオーム同士 共通した細菌が多いほど

are close to each other.

近い位置にあります

The ones that are very different are farther apart.

異なる細菌を持つほど 遠く離れています

So this is showing you

この図から

that the two groups of wild monkeys are over on the left.

野生のサル２種類は 左側にまとまっていることがわかります

The top left are these highly endangered monkeys

左上はベトナムにいる 絶滅危惧種の

called the red-shanked douc in Vietnam.

アカアシドゥクラングールという （野生の）サルです

And at the bottom left are monkeys from Costa Rica.

左下はコスタリカの（野生の）サルです

So you can see that they have totally different microbiomes in the wild.

野生では全然違う マイクロバイオームだとわかりますね

And then the same two species of monkey in the zoo are converging,

このサル２種が 動物園に収容されると どちらも図中で同じ場所に集まってきます

so their microbiomes change

つまり マイクロバイオームが変化して

and they become much more similar to each other,

お互いに似通ってくるということです

even though these are zoos on different continents,

他の大陸にある動物園だろうと

different geographical regions, and they're eating different diets.

地理的に異なる場所だろうと 食べ物が異なろうと そうなります

Now, we did study some other species of primate.

私たちは他の種類の 霊長類も研究しました

What species of primate do you think is even more divergent

檻に入ってる霊長類よりも さらに 野生の霊長類から

かけ離れている霊長類は 何だと思いますか？

from the wild primates than the captive primates?

Modern humans.

現代人です

These are humans living in developing nations.

これは発展途上国にいる ヒトのものです

So they were more different from the wild primates

動物園のサルよりさらに

than those in the zoo.

野生のサルから離れています

And the final group that we studied, all the way on the right,

そして 最後に研究したのが 一番 右側の集団で

is people living in the USA.

アメリカに住むヒトです

And when I saw this figure,

この図を見たとき

the hairs raised up on the back of my neck,

背筋がゾッとしました

because one way to think about it is, "Oh, that's interesting,

こういう捉え方もあるからです 「興味深いね

captive monkeys are sort of on their way to becoming like Americans."

檻の中のサルは ある意味 アメリカ人へ進化途中なんだ」

(Laughter)

（笑）

But the other way to think about it

しかし 別の捉え方もあります

is that Americans are like super-captive monkeys.

「アメリカ人は大規模な檻に 入れられたサルだ」

And I was actually looking at this figure on my computer screen

実は この図をコンピューターで 見ていた時に

when I got the news that four of the red-shanked doucs

動物園にいる アカアシドゥクラングールが４匹

had died in the zoo of gut-related issues.

腸の病気で死んだというニュースが 飛び込んできました

So for some of these animals,

ある種類の動物にとって

having the right microbes living inside them

適切な細菌が腸内にいるかどうかが

may be a matter of survival.

生死を分けるのかもしれません

Now this brings us to the human part of the story.

では これを人間に当てはめてみましょう

Obviously, the microbiomes in the USA

アメリカ人の場合 もちろん マイクロバイオームが

aren't causing premature death as frequently as in the zoo,

動物園ほど頻繁に 早死にの原因に なっているわけではありませんが

but we have major risk of obesity, diabetes,

アメリカ人は 肥満や糖尿病を はじめとする様々な疾病の

a number of these other diseases.

リスクを抱えています

And this applies not just to people who have been living in the USA

これはアメリカに 数世代に渡って住んでいる人にだけ

for many generations,

当てはまることではありません

but also to immigrants and refugees,

移民や難民にも言えることです

who, for most immigrant and refugee groups,

移民と難民のほとんどは

arrive in the USA metabolically healthy,

アメリカ到着時は　 代謝疾患を患っていないのに

and then within a few years,

それから数年以内に

they become just as high-risk for obesity and diabetes

他のアメリカ人と同様に 肥満と糖尿病の

as other Americans.

ハイリスク群になるのです

And we discussed this issue with two groups

この問題を

東南アジアからアメリカへの移住が続いている ２つの民族グループと共に話し合いました

that have been coming to the USA from Southeast Asia:

the Hmong, who started coming in the mid-1970s

1970年代中盤に ベトナム戦争とラオス内戦から逃れ

as refugees from the Vietnam War and the US secret war in Laos;

難民として渡ってきたモン族と

and the Karen, who have been coming more recently as refugees from Myanmar.

より最近 ミャンマーからの難民として 移住が始まったカレン族です

So we've been working for a few years

私たちは モン族とカレン族の マイクロバイオームが

with these local communities and clinicians

to study what happens to the Hmong and Karen microbiomes

タイの村や難民キャンプから アメリカに移住した後

when people move from refugee camps and villages in Thailand to the USA.

どう変化するのかを研究するために

地域コミュニティや医療者たちと 数年間 活動してきました

And what we found

そこで発見したのは

is that when people come to the USA from these groups,

その民族の人たちが アメリカに来ると

かなりの割合のマイクロバイオームを 失うということです

they lose a large fraction of their microbiome,

somewhere around 20 percent,

20％ほど失うのです

and those who come to the USA and become obese

アメリカに来てから肥満になった人は

lose about a third of their microbes.

腸内細菌が３分の１ほど減ります

So we know that moving to the USA

だから アメリカに引っ越すだけで

is sufficient to cause a dramatic change in your microbiome,

腸内細菌に劇的な変化が起きるのです

probably not for the better.

多分 悪い方にです

Are these microbes actually causing the obesity,

その細菌が肥満の原因なのか？

or is the obesity causing a change in the microbes?

それとも 肥満が細菌の割合を変えるのか？

This is something that we're following up on,

それは今 追跡調査しているところです

and the evidence we have now in my lab

そして 現在 私の研究室で つかんでいるエビデンスを

combined with evidence from a number of labs around the world

世界中の研究室のエビデンスと合わせると

tells us that certain changes in the microbiome

マイクロバイオームの変化の 種類によっては

do lead to obesity,

肥満など 多くの いわゆる現代の西洋化した病気に

and a number of other modern, kind of Westernized diseases.

つながっていることがわかりました

The good news is that your microbiome can actually change.

嬉しいことに 実は あなたの マイクロバイオームは変えられます

Unlike your own genome,

ゲノムとは違い

it's a living, breathing thing,

生き物だからです

and there's a broad front of research happening right now

そして マイクロバイオーム環境が 悪化しても

to better understand how we can restore our microbiomes

それを修復する方法の解明が 今 現在 幅広く

when something goes wrong,

研究されています

using diet,

食事や

using live microbes.

生きた細菌を使った方法です

And in fact, one of the next steps for us

そして 私たちの次のステップは

is collecting and preserving microbes from healthy people around the world

世界中の健康な人たちから 細菌を集めて保存することです

so that they can be kept as cultural assets for those groups

そうすれば その細菌がその民族の 文化財として保存され

to potentially protect them as they adapt to modern society,

現代社会に適応する際に彼らを 守れるかもしれませんし

and to protect future generations

関連疾患リスクが

who are currently growing up to have increased risk of these diseases

世代ごとに増加していく環境で 現在育っている

with every generation.

未来の世代も守れます

I'm looking forward to a future

マイクロバイオームを 修復し 補充するのに

where we have the tools that we need to restore and replenish our microbiomes,

必要な技術を手にできる 将来を楽しみにしています

and in that world, the monkeys will live happier and healthier lives,

その世界では サルたちは もっと幸せに健康に生きるし

and so will we.

人間もそうなります

(Applause)

（拍手）