近年、健康維持や病気予防の観点から「腸内環境」への関心が世界的に高まっています。
毎日の食事で野菜や果物、穀物を積極的に摂ることが推奨されていますが、その科学的なメカニズムはこれまで私たちが考えていた以上に奥深いものであることが判明しました。
ラドウィッグがん研究所およびプリンストン大学等の研究チームは、食事に含まれる成分が腸内細菌叢に与える影響と、体内をめぐる代謝物質の発生源について、注目の研究成果を発表しました。
この一連の研究における最大の結論は、食物繊維が不足すると腸内細菌は生き残るために人間の腸の粘膜を食べ始めてしまい、それが有害物質の発生につながるという点、そして難消化性の植物性タンパク質や人体自身の代謝機能が健康維持において想像以上に重要な役割を果たしているという点です。
本研究は、マウスやラット、人間の細胞、さらには抗生物質治療を受けた患者の血液サンプルなどを駆使し、安定同位体トレース（特定の目印をつけた物質を追跡して代謝の経路を解明する実験手法）などの高度な解析を用いて実施されたものです。
以下に研究の内容をまとめます。
参考研究）
・Host metabolism can produce many indoles and phenols independently of the microbiome（2026/06/23）
食物繊維不足が引き起こす腸内細菌の「変節」
私たちの腸内には、100兆個以上もの腸内細菌が生息しています。
これらの細菌は独立して存在しているわけではなく、私たちが食べたものを餌として受け取り、その代わりに健康に寄与するさまざまな物質を作り出すという、相互に有益な共生関係を築いています。
しかし、この平和な共生関係は、食事内容によって容易に崩れてしまうことが明らかになりました。
腸内細菌の主な好物は、人間の消化酵素では分解できない食物繊維です。
食物繊維が十分に供給されている間、腸内細菌はそれを効率よく発酵分解し、短鎖脂肪酸をはじめとする有用な代謝物質を作り出します。
短鎖脂肪酸は、腸内細菌が食物繊維などを分解する際に作る酢酸やプロピオン酸、酪酸などの弱酸性物質のことで、腸内環境を整えたりエネルギー源になったりする働きがあります。
しかし、毎日の食事で食物繊維が不足すると、腸内細菌は窮地に陥ります。生き延びるために餌を求めた細菌が向かうのは、なんと宿主である人間の体内そのものです。
より具体的には、腸の表面を覆って保護している粘膜層を食べ始めてしまうのです。
粘膜層はムチンと呼ばれるタンパク質や糖鎖で構成されており、病原菌や有害物質が直接腸の壁に触れないようにするバリア機能を担っています。
食物繊維という外部からの食糧が途絶えると、細菌はこの粘膜タンパク質を分解して消化し始めます。
その結果、保護バリアが薄くなるだけでなく、タンパク質に含まれるアミノ酸であるチロシンが過剰に分解され、p-クレゾール硫酸やフェノール硫酸といった有害な代謝物質が発生します。
これらの有害物質は、病気の予後悪化や、全身的な毒性と深く関連していることが知られています。
つまり、食物繊維を摂取することは、単に便通を良くするだけでなく、腸内細菌が自分自身の腸粘膜を食い荒らすのを防ぎ、毒素の発生を食い止める防御壁の役割を果たしているのです。
期待の新栄養素「Prif」と植物性タンパク質の力
今回の研究で特に注目を集めたのが、これまであまり重視されてこなかった植物性タンパク質の新しい役割です。
これまで植物性食品の健康効果といえば、大半が食物繊維やフィトケミカルによるものだと考えられてきました。
フィトケミカルとは、植物が紫外線や害虫から身を守るために作る色素や香りの成分のことで、抗酸化作用などを持ちます。
しかし研究チームは、植物に含まれる特定のタンパク質が、腸内環境を劇的に改善させることを見出しました。
研究者らは、これを「Proteins Imitating Fiber（食物繊維に類似した働きをするタンパク質）」、略して「Prif（プリフ）」と命名しました。
通常、食事で摂ったタンパク質の多くは胃や小腸で消化酵素によってアミノ酸に分解され、体に吸収されます。
ところがPrifは難消化性の性質を持っており、小腸で吸収されずに大腸まで到達します。
大腸に届いたPrifは、腸内細菌にとって格好の栄養源となります。
特にPrifにはアミノ酸の一種であるフェニルアラニンが豊富に含まれており、これを腸内細菌が代謝すると、プロピオン酸や馬尿酸といった有用なフェノール代謝物が生成されます。
これらの代謝物は、腸の健康維持や適切な体重維持に貢献することが確認されています。
食物繊維が「自らの腸粘膜を守る防具」であるならば、Prifは「善玉代謝物を生み出すための良質な原料」であると言えます。
研究を主導したJoshua D. Rabinowitz氏は、「将来的には食品の栄養成分表示において、食物繊維のすぐ下にこの「Prif」という項目が記載されるようになるかもしれない」と語っています。
プラントベースの食生活が体に良い理由には、食物繊維だけでなく、このPrifの存在が大きく寄与していたのです。
科学界の常識を覆す人体の代謝能力
さらに研究チームは、科学界で長年信じられてきた「定説」を大きく揺るがす発見をしました。
これまで、体内に存在する特定のインドール化合物やフェノール化合物は、100% 腸内細菌の活動によってのみ作られると考えられていました。
インドール代謝物とは、必須アミノ酸であるトリプトファンから作られる化学物質のグループで、炎症性腸疾患やがん免疫、神経変性疾患などに関与する重要物質です。
そのため、これらの有用な物質を増やしたい時は、プロバイオティクスやプレバイオティクスの摂取など腸内細菌叢にアプローチすることが唯一の道だと信じられてきました。
プロバイオティクスとは人体の健康に役立つ善玉菌そのものを摂取することであり、プレバイオティクスとはその善玉菌のエサとなる食物繊維などを摂取することを指します。
しかし、研究者らがマウスやラット、さらには抗生物質を投与された患者の体内データを精密に追跡したところ、驚くべき事実が判明しました。
Host metabolism can produce many indoles and phenols independently of the microbiomeより この一連のグラフは、マウス体内におけるインドール代謝物が「宿主（マウス自身）由来」なのか「腸内細菌由来」なのかを多角的な実験モデルで解明した結果を示したもの。
・無無菌マウス（Germ-free）での比較（a, b）
無菌マウスの血清中代謝物を測定した結果、一部の代謝物（右端のインドキシル硫酸など）は著しく減少・消失（腸内細菌依存）した一方、多くのインドール代謝物（左〜中央）は通常のコントロールマウスと同等レベルで存在し、宿主自身で作られることが判明した。
・トリプトファンの静脈投与（c, d）
13C-トリプトファンを2時間静脈持続投与したところ、血清中の特定のインドール代謝物に急速な標識の取り込みが確認された。
一方、便（Faeces）中のトリプトファンは標識されておらず、この標識代謝物が腸内細菌を介さず宿主細胞で生成されたことを示している。
・抗生物質（Broad-spectrum antibiotics）処理による検証（e, f）
14日間の広域抗生物質投与で腸内細菌を除去した状態でも、13C-トリプトファンからの標識化率はコントロール群と変わらず高いまま維持される代謝物が多数存在し、宿主代謝の自給自足能が裏付けられた。
・藻類タンパク質の経口摂取（g, h）
腸内細菌による食事タンパク質の分解代謝を追跡するため、13C-標識タンパク質を24時間投与したところ、門脈血においてインドール-3-プロピオン酸やインドキシル硫酸の標識率が著しく高くなった。
これは、これらの代謝物が主に腸内細菌の資化・代謝プロセスに強く依存していることを示している。
腸内細菌を抗生物質でほぼ完全に除菌した状態であっても、インドール-3-乳酸やインドール-3-酢酸といった重要な代謝物質の血中濃度は高いまま維持されていたのです。
これはつまり、これまで腸内細菌の専売特許だと思われていた代謝物質の多くが、人間や動物自身の細胞（宿主代謝）によっても自給自足されていることを意味します。
もちろん、すべての物質が体内で作れるわけではなく、インドール-3-プロピオン酸などの一部の物質は完全に腸内細菌に依存していました。
この発見は、今後の医療や創薬の方向性を大きく変える可能性を秘めています。
有用な代謝物質を増やすためのアプローチとして、腸内細菌を介するルートだけでなく、人体の酵素や代謝経路を直接刺激するという新しい治療戦略が選択肢に加わるからです。
研究の注意点
この研究は非常に高い信頼性を持つエビデンスを提供していますが、すべての事実が完結したわけではなく、いくつかの留意点や曖昧な部分が存在します。
まず、実験データの多くがマウスやラットなどの動物モデル、あるいは培養細胞による追跡に基づいている点です。
抗生物質を服用している人間の患者データも含まれてはいますが、多様な生活習慣を持つ一般的な人間の体内で、Prifや食物繊維が常に全く同じ比率で作用するかどうかについては、今後の臨床試験による更なる検証が必要です。
また、どのような植物性食品にどの程度のPrifが含まれているのか、その具体的な含有量や効率的な抽出方法については、今後の詳細な分析が待たれる段階にあります。
特定の食品をどれだけ食べれば理想的な「Prif摂取」になるかという具体的な数値的ガイドラインは、現時点では明確に示されていません。
健康維持のための工夫
今回の研究成果を踏まえると、私たちが日々の生活で健康な腸と体を維持するためには、これまでの「ただ野菜を食べる」という意識をもう一歩推し進める必要があります。
第一に、極端な糖質制限や炭水化物抜きダイエットを行う際には細心の注意が必要です。
主食や野菜を極端に減らして炭水化物を遠ざけると、食物繊維の摂取量が激減します。
すると本研究が示した通り、お腹の中の細菌たちが自分の腸粘膜を食べ始め、毒素を作り出すという最悪の状況に陥るリスクが高まります。炭水化物を制限する場合でも、きのこ類や海藻類、野菜から十分な食物繊維を確保することが不可欠です。
第二に、タンパク質を補給する際には、肉や魚介類などの動物性タンパク質だけに偏らず、大豆製品や穀物、豆類などの植物性タンパク質を積極的にメニューに取り入れることが推奨されます。
植物性タンパク質にはPrifが含まれている可能性が高く、腸内細菌に良い刺激を与えて有用な代謝物質の産生を促してくれるからです。
第三に、サプリメントや特定の健康食品だけに頼り切らない姿勢が大切です。腸内環境を良くしようとして特定の善玉菌サプリメントだけを飲んでも、細菌たちの「餌」となる食物繊維やPrifが日々の食事から不足していれば、望ましい効果は得られません。
様々な種類の植物性食品を組み合わせて食べることが、結果として腸内細菌と自分自身の双方を健康にする最良の道となります。
まとめ
・食物繊維が不足すると腸内細菌は生き残るために腸の保護粘膜を食べ始め、有害物質の発生につながる
・植物に含まれる難消化性タンパク質「Prif」は、食物繊維と共に善玉代謝物を生み出す重要な栄養素である
・従来は菌特有と考えられていた有用物質の多くは、人間自身の代謝によっても作られていることが判明した
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