フグ毒と腸内細菌の新たな関係を解明 ―トラフグ腸内細菌群への影響は塩分環境によって変わる―

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2026-06-11 東京大学,長崎大学

東京大学と長崎大学の研究グループは、トラフグの毒成分であるテトロドトキシン(TTX)が、腸内細菌群の構成だけでなく機能にも影響を与え、その効果が飼育水の塩分条件によって大きく変化することを明らかにした。研究では、無毒のトラフグ稚魚を4段階の塩分環境で飼育し、TTXを含む餌または通常餌を与えた後、16S rRNA遺伝子解析とショットガンメタゲノム解析を実施した。その結果、塩分が腸内フローラを決定する最大要因であり、TTXは細菌群の構成全体を変えるのではなく、特定細菌の代謝機能を塩分依存的に変化させることが判明した。特にArcobacter属細菌が担うアミノ酸やビタミンB群の合成機能はTTX摂取によって低下した一方、Vibrio属細菌によるフェニルアラニン合成機能は増強された。これは毒摂取に対する腸内細菌群の適応応答である可能性がある。なお、TTX投与による体長や体重への悪影響は認められなかった。本研究は、魚類と腸内細菌の共生関係や毒素の生理作用に新たな知見を与えるものであり、魚類の健康管理、養殖環境の最適化、さらには有用微生物を活用した次世代マイクロバイオーム養殖技術の開発への応用が期待される。

フグ毒と腸内細菌の新たな関係を解明 ―トラフグ腸内細菌群への影響は塩分環境によって変わる―
図1:トラフグ稚魚へのTTX投与実験のイメージ
人工的に孵化、飼育した無毒のトラフグ稚魚を4段階の塩分条件に順馴した後、フグ毒TTXを混ぜた餌を与えながら10日間飼育し、同時に毒を混ぜていない餌を与えた稚魚と腸内フローラを比較した。

<関連情報>

テトロドトキシン(TTX)は、塩分濃度勾配全体にわたって、幼魚のトラフグ(Takifugu rubripes )の腸内マイクロバイオームの機能的可能性を再構築する Tetrodotoxin (TTX) reshapes the functional potential of the gut microbiome in juvenile tiger pufferfish (Takifugu rubripes) across salinity gradients

Mai A. Wassel,Yoko Makabe-Kobayashi,Md Mehedi Iqbal,Can Huang,Masafumi Amano,Aika Shimizu,Mary Anne E. Mandario,Tomohiro Takatani,Yoshitaka Sakakura & Koji Hamasaki
Animal Microbiome  Published:11 June 2026
DOI:https://doi.org/10.1186/s42523-026-00572-7

Abstract

Background

The gut microbiota of aquatic organisms responds dynamically to environmental stressors such as salinity fluctuations. However, how microbial communities respond to combined environmental and dietary stressors, and how these interactions influence functional potential, remains incompletely understood. Here, we investigated whether dietary administration of tetrodotoxin (TTX), a neurotoxin naturally accumulated by juvenile tiger pufferfish (Takifugu rubripes), alters gut bacterial community composition and functional potential across salinity gradients.

Results

Juvenile T. rubripes were reared under four salinity conditions (34.0, 17.0, 8.5, and 2.1 ppt) and fed either a control or TTX-containing diet (1.22 MU/g). Integrated 16S rRNA gene amplicon and shotgun metagenomic analyses revealed that salinity was the primary driver of gut microbiota structure, with only 5.1% of amplicon sequence variants (ASVs) shared across salinity levels. In contrast, TTX ingestion induced salinity-dependent shifts in specific bacterial taxa rather than broad community restructuring. Core taxa, including Arcobacteraceae, Mycoplasma, Brevinema, and Vibrio, were consistently detected across treatments but exhibited pronounced changes in relative abundance and functional potential under salinity and toxin stress. Metagenomic profiling indicated that Arcobacteraceae encode genetic modules for amino acid and B vitamin biosynthesis that are absent or incomplete in the host genome, suggesting metabolic complementarity. TTX ingestion reduced the genetic representation of these biosynthetic pathways at specific salinities, particularly those associated with Arcobacteraceae. Conversely, phenylalanine biosynthesis potential enriched in TTX-fed fish, primarily associated with Vibrio spp., indicating a possible microbial functional adaptation to toxin administration. Despite these microbiome and functional shifts, TTX ingestion did not affect host growth.

Conclusions

Dietary neurotoxin administration reshaped gut microbiome functional profiles in a salinity-dependent manner, highlighting microbiome plasticity and improving our understanding of host–microbiota–environment interactions relevant to aquaculture health management.

生物環境工学
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