本研究では肥満の抑制に働く腸内細菌およびその代謝産物の探索を目的として, まず, α-GIであるアカルボースを用いて, 食餌誘導性肥満モデルに対する作用を検証した。その結果, アカルボースの投与により, 体重増加抑制, 脂肪重量の減少, 耐糖能の改善, さらに腸内細菌叢の変化も認められた。次に, アカルボースの抗肥満作用が腸内細菌叢依存的かどうかを検証するため, アカルボース投与に加え, 抗菌スペクトラムの異なる抗生物質を与えることで腸内細菌叢を変化させた。その結果, アカルボースによる抗肥満作用は, ストレプトマイシン投与マウスにおいて減弱し, バンコマイシン投与マウスにおいて増強した。そのため, バンコマイシン投与により残存する菌種がアカルボースによる抗肥満作用に関連あると考えられた。そこで, アカルボースおよびバンコマイシン両剤併用マウスの糞便中の細菌叢を解析したところ, EnterobacteriaceaeやVerrucomicrobiaceae, Lactobacillaceae科菌などの増加がみられた。さらに, 盲腸内容物のメタボローム解析の結果から, 肥満と負の相関を示す代謝産物を複数見出した。今後は, 本研究で見出した候補菌種を用いたノトバイオートマウスや, 候補化合物の投与によって, 肥満との関連を詳細に検証していくことで, 抗肥満作用を持つ腸内細菌由来代謝産物の同定を試みたい。
The gut microbiota has recently been recognized as a key environmental factor driving metabolic diseases such as obesity. Acarbose, alpha-glucosidase inhibitor (alpha-GI) which inhibits enzymes for carbohydrates digestion, has been reported to modulate gut microbiota composition. Moreover, acarbose is implicated to have anti-obesity effect. However, whether acarbose prevents obesity and contribution of gut microbiota to this effect are still unclear. I found that acarbose prevented weight gain and improves glucose tolerance in high-fat fed mice. Furthermore, treatment with acarbose changed gut microbiota composition. Antibiotic treatment modulated anti-obesity and anti-glycemic effect of acarbose. Several gut metabolites were negatively correlated with weight gain in high fat fed mice. These results indicate the gut microbiota influences anti-obesity effect of acarbose.