詳細な調査の結果、トランス脂肪酸のエライジン酸、飽和脂肪酸のパルミチン酸など、ヒトの健康を害する脂肪酸が増加していることが判明したほか、FIを脂肪酸含有培地で培養した結果、エライジン酸の増加が確認されたことから、FIが高脂質の環境下において健康を害する脂肪酸を産生することが解明されたとする。

また、脂肪酸を多量に産生する大腸菌を作製して無菌マウスに定着させ、その上でマウスに高脂肪食が与えられたところ、通常の大腸菌と比べて肥満や血糖値が悪化したことが確認されたとのことで、このことから細菌由来の脂肪酸合成は、直接的に肥満・高血糖を悪化させる原因になり得ることが示されたという。

さらに、それらの脂肪酸が肥満・高血糖を悪化させるメカニズムの調査が行われた結果、研究チームの意に反して、FI＋大腸菌定着マウスの血液中の脂肪酸はほとんど増えていないことが確かめられたという。この事実と従来の仮説から、脂肪酸が腸管に影響を与えることで、間接的に肥満・高血糖を悪化させる可能性があることが考えられたと研究チームでは説明する。

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    (上段)腸内細菌と高脂肪食による脂肪酸の過剰産生を通した肥満・高血糖の悪化の模式図。(下段・左2点)FI定着マウスにおける高脂肪食による肥満の悪化。(下段・右2点) FIによる糞便中の脂肪酸の増加 (出所:理研Webサイト)

これらの結果を踏まえ、腸管バリア機能に重要な細胞接着分子であるタイトジャンクションの遺伝子発現が調べられたところ、FI＋大腸菌定着マウスでは大腸菌単独定着マウスと比較して低下していることが判明したほか、腸管上皮細胞が培養され、FI＋大腸菌定着マウス由来の糞便脂質抽出物やエライジン酸の添加が行われたところ、タイトジャンクションの遺伝子発現が低下することも確認。さらに、エライジン酸が肥満マウスに投与されると、腸管バリア機能の低下に加え、同マウスの肥満や血糖値も悪化することも確認されたとのことで、これらの結果から、FIが産生するエライジン酸は腸管バリア機能に影響を与え、肥満や高血糖を悪化させることが示されたという。

なお研究チームでは、今回の研究成果は、FIなどのトランス脂肪酸を産生する細菌を除去することで肥満・糖尿病などの改善につながる可能性があるとしているほか、細菌そのものではなく、細菌の脂肪酸産生遺伝子をターゲットとした治療開発も考えられるとしている。また、健全な食事は、健全な腸内細菌バランスから逸脱した「ディスバイオーシス」状態を防ぐ意味でも重要となることから、悪玉脂質やその産生細菌を抑えるという観点から食事の有効性を検証していくことで、治療のみならず疾患予防に資する可能性も期待できるともしている。