腸内細菌が作る“長寿の素”「ポリアミン」が宿主の寿命を延ばすことを実証

腸内細菌がつくるポリアミンが宿主の寿命を延ばす因果関係を実証

人間の腸内には数多くの細菌が生息しており、その活動が肥満や糖尿病、免疫機能、さらには脳機能まで、私たちの体のさまざまな働きに影響を与えることが知られています。腸内細菌そのものは体内に直接侵入することは稀ですが、彼らが作り出す「代謝物」と呼ばれる物質は腸から吸収され、全身の組織に作用します。このため、腸内細菌が健康に与える恩恵を深く理解するには、どのような種類の細菌がいるかだけでなく、彼らが「何を作り出しているか」を調べることが非常に重要です。

寿命延長の鍵を握る「ポリアミン」とは？

今回注目されたのは「ポリアミン」という物質です。これはプトレッシン、スペルミジン、スペルミンといった化合物の総称で、細胞が増えたり、タンパク質が作られたりする上で欠かせない役割を担っています。動物実験では、ポリアミンが寿命を延ばすだけでなく、心臓、脳、腸の健康を支える働きも報告されており、健康な生活を送るための注目すべき物質とされています。

しかし、体内でポリアミンを作り出す能力は加齢とともに低下することが知られています。この不足分を、食事から摂るポリアミン、または腸内細菌が腸内で作り出すポリアミンで補えるのではないかと考えられてきました。ところが、従来の動物実験では、食事から摂取したポリアミンの効果と、腸内細菌が作り出したポリアミンの効果を明確に区別して評価することが非常に困難でした。

画期的な実験手法で因果関係を世界で初めて実証

近畿大学生物理工学部の栗原新准教授、金沢大学医薬保健研究域薬学系の倉石貴透教授を中心とする研究グループは、この長年の課題に挑みました。彼らは、寿命が短く、ポリアミンを含まない特定の人工餌で飼育できる「ショウジョウバエ」を実験動物として採用しました。さらに、遺伝子操作によって「ポリアミンを作り出せる腸内細菌」と「作り出せない腸内細菌」を作り分け、これらを腸内細菌を持たないハエ（ノトバイオートハエ※）に定着させるという画期的な実験系を構築しました。

※ノトバイオートハエ：体内に存在する微生物の種類がすべて分かっている実験動物のこと。本研究では、腸内細菌をもたないハエに1種類の大腸菌株だけを定着させました。

この手法により、食事由来のポリアミンの影響を完全に排除し、腸内細菌が作り出すポリアミンだけが宿主の寿命に与える影響を直接的に評価することが可能になりました。これは、特定の代謝物の産生能力を遺伝子操作した腸内細菌を用いて、その代謝物が宿主の寿命を延ばすことを明確に示した世界で初めての成果です。

食事由来のポリアミンでも寿命が延長

まず、腸内細菌を持たないハエに、ポリアミンを含まない人工餌と、プトレッシンまたはスペルミジンというポリアミンを加えた餌を与えて比較しました。その結果、ポリアミンを摂取したハエの群では、摂取しない群と比較して平均寿命が約18.2日から20.8日〜21.1日へと有意に延長することが明らかになりました。

群	平均寿命	寿命中央値	生存曲線の比較
プトレッシン	20.8日	20日	ポリアミンなし群より有意に延長
スペルミジン	21.1日	20日	ポリアミンなし群より有意に延長
ポリアミンなし	18.2日	16日	対照

腸内細菌がつくるポリアミンが体内に取り込まれ、寿命を延ばす

次に、研究グループは、ポリアミンを産生できる大腸菌株（SK929株、SK931株）と、産生できないように遺伝子を破壊した大腸菌株（SK930株）を作製しました。これらの株をそれぞれ単独で腸内細菌を持たないハエに定着させ、ポリアミンを含まない人工餌を与えました。

この結果、ポリアミン産生株を定着させたハエの体内では、非産生株を定着させたハエと比較して、ポリアミン濃度が上昇していることが確認されました。これは、腸内細菌が作り出したポリアミンが、宿主であるハエの体内にしっかりと取り込まれていることを示しています。

そして、腸内細菌が作り出したポリアミンによる寿命への影響を検証したところ、特にオスのハエで顕著な差が見られました。ポリアミンを産生できない株（SK930）を定着させた群の平均寿命が11.0日であったのに対し、産生株（SK929）を定着させた群では13.8日へと有意に延長しました。メスにおいても同様の傾向が見られましたが、一部の株では明確な延長が確認されず、性差や特定の株による影響については今後のさらなる検討が必要とされています。

性別・指標	SK929 (産生腸内細菌) 定着ハエ	SK930 (非産生腸内細菌) 定着ハエ	SK931 (遺伝子相補・産生腸内細菌) 定着ハエ
オス平均寿命	13.8日	11.0日	12.6日
オス寿命中央値	12日	11日	12日
メス平均寿命	14.9日	11.0日	10.7日

さらに遺伝子解析を行ったところ、ポリアミンを産生する腸内細菌が定着することで、免疫やストレス応答に関わる遺伝子「TotM」の発現が抑制されることが明らかになりました。この遺伝子発現の抑制が、寿命延長に貢献している可能性が示唆されていますが、詳しいメカニズムの解明は今後の研究課題です。

将来への期待：健康長寿社会への貢献

この研究は、特定の代謝物の産生能力だけを操作した菌株を、腸内細菌を持たない動物に定着させることで、その代謝物が宿主の生涯に与える影響を比較できるという、画期的な手法を確立しました。この手法は、ポリアミン以外の腸内細菌代謝物の効果検証にも応用できる可能性を秘めています。

今回の成果はショウジョウバエを用いた基礎研究であり、ヒトの寿命延長を直接示すものではありません。しかし、今後、哺乳類での再現性や安全性、作用機構の検証を進めることで、腸内細菌の代謝機能を制御する食品やプロバイオティクス（有用な微生物を含む食品）の開発へとつながり、健康長寿社会の実現に大きく貢献するかもしれません。

研究者のコメント

近畿大学生物理工学部食品安全工学科の栗原新准教授は、「腸内細菌がつくる一つの代謝物だけの効果を、生涯にわたって確かめることはこれまで困難でした。本研究では、ポリアミン産生能力のみを変えた大腸菌とポリアミンを含まない食餌を組み合わせることで、腸内細菌由来ポリアミンが宿主寿命を延ばす因果関係を示しました。ヒトへの応用には検証が必要ですが、腸内細菌の代謝機能を制御する健康長寿技術につながる成果です」とコメントしています。

論文掲載情報

本研究の成果は、米国微生物学会（ASM）が発行する微生物学に関する学術雑誌「mBio」に掲載されました。

掲載誌：mBio（インパクトファクター：5.4@2025）
論文名：Extension of host lifespan by polyamines derived from gut bacteria（腸内細菌由来ポリアミンによる宿主寿命の延長）
著者：下川ひろみ他
所属：石川県立大学生物資源工学研究所、近畿大学生物理工学部、金沢大学医薬保健研究域薬学系、新潟大学医学部メディカルAIセンター、協同乳業株式会社