腸内細菌叢は消化管に生息する微生物の複雑な生態系であり，我々の健康維持やさまざまな疾患発症に深く関与していることが知られている．これらの微生物は，食事の栄養素の代謝，免疫機能の調節，ビタミン合成など，さまざまな生理的プロセスを担っている．近年のテクノロジーの急速な進展により，生体恒常性維持に重要な腸内細菌叢由来の代謝物質（短・中鎖脂肪酸，インドール代謝物，胆汁酸など）が多く同定されている．一方で，動物モデルや人工培養臓器モデルを利用することで代謝物質の生理機能が明らかにされつつあり，腸内細菌叢由来代謝物質を活用した機能性食品の開発や創薬へのチャレンジが進められている．本特集では，腸内細菌叢由来の代謝物質に関する高度オミクス測定法の開発や，ヒトの健康や疾患，さらには腸内細菌どうしの相互作用に影響を与える研究を精力的に推進してきた生化学者・分子生物学者・細菌学者に執筆を依頼し，これら代謝物質を利用して腸内環境を自在にデザインする社会の実現に向けた可能性と展望について紹介する．
腸内細菌叢は宿主と相互作用することで複雑な腸内生態系を構築している．食物繊維などの未消化物を腸内細菌が分解しさまざまな代謝物質を産生するが，これらがヒトの健康や疾患に影響を与えている．しかし個々人の腸内環境は異なるため，適切な介入方法が必要なことから本稿では，メタボロゲノミクスによる研究事例と，腸内デザインの展望について紹介する．
本稿では，腸内細菌の産生する脂質代謝物が，宿主受容体を介してさまざまな疾患制御に寄与しうることについて解説する．
腸内細菌と宿主との共生関係から生まれる代謝クロストークの総体を分子レベルで捉えようとする代謝オミクス（メタボロミクス，リピドミクス）研究が注目されている．本稿では，腸内細菌の産生する代表的な代謝物質や最新解析法について紹介する．
内細菌代謝物を標的としたメタボローム解析*中西裕美子445腸内細菌研究におけるメタボローム解析の手法と近年明らかになってきた代謝物の機能性について紹介する．
腸内細菌が食品成分などを基質として作り出す代謝物であるポストバイオティクスをキーワードに，腸内環境と健康の関わりについて，筆者らが最近見いだした肥満や糖尿病の改善・予防が期待できる腸内細菌や脂質代謝物などを例に考えたい．
食事成分・薬効成分は，ヒトと腸内細菌による代謝を受けさまざまな代謝物へと変換される．腸内生菌における食事成分・薬効成分の代謝，関与する酵素系・遺伝子の把握と，派生する代謝物の生理機能の理解により，腸内デザインの指針と具現化ツールが導かれる．
腸内細菌の組成や代謝を変化させる因子を「マイクロバイオームモジュレータ」と呼んでいるが，これらが腸内細菌の組成や代謝にどのように影響し，最終的に宿主の生理機能を変化させているかについて，主要な腸内細菌の代謝物に着目しながら紹介したい．
腸内細菌が産生する短鎖脂肪酸，トリプトファン代謝物質，および二次胆汁酸などはT細胞をはじめとする免疫系の制御に重要な役割を果たしていることが明らかになってきた．本稿ではその作用機序などを概説する．
ヒト腸内環境における代謝経路を網羅したデータベースであるEnteropathwayデータベースを開発した．800を超える代謝経路がマニュアルキュレーションにより蓄積されており，ヒト腸内環境解析には必須のリソースである．
便移植療法（FMT）はdysbiosisに関わる疾患に対する根本的治療方法として注目され，幅広く研究が行われている．FMTの有効性について，既報と当施設での臨床研究の結果を併せて報告し，実装化や創薬など今後の展開について概説する．
D-セリンは，セリン異性化酵素によって作られ，NMDA型グルタミン酸受容体（NMDAR）の活性を制御している．D-セリンとNMDARは進化的に保存され，さまざまな臓器の機能制御や疾患に関わり，創薬標的としても重要である．
自然免疫は病原体の初期認識や炎症惹起，獲得免疫成立に重要な役割を果たす生体防御機構である．本稿では，パターン認識受容体に関する最近の知見や自然免疫による獲得免疫制御について最近の我々の知見を中心に紹介する．
クライオ電子顕微鏡を用いた構造解析は，タンパク質の構造を溶液条件や反応時間を変えた状態で決定することができる．この手法（構造生化学解析）により，明らかになった回転型ATPaseの化学力学共役機構について紹介する．
生理的意義が不明であったグルコース代謝経路「ポリオール経路」がショウジョウバエとマウスにおいてグルコース感知システムとして機能することが明らかになった．
膜貫通型ヒアルロン酸分解酵素TMEM2は全身のヒアルロン酸代謝の主要な臓器である肝臓およびリンパ節の内皮細胞に高発現し，細胞表面でヒアルロン酸を分解することでマウス個体レベルでのヒアルロン酸代謝に重要な役割を果たす．
シナプス刈り込みは，シナプスの数を調節する仕組みとして重要である．筆者らは，細胞膜を構成するリン脂質であるホスファチジルセリンに着目して，生後に新しく作られるニューロンのシナプス刈り込みのメカニズムを明らかにした．
非中心体性微小管は細胞の極性形成に重要である．非中心体性微小管の形成には，位置を規定する因子，微小管核形成，そして微小管の安定化が重要である．本稿では研究の進展が著しい微小管核形成の分子機構に注目し，最近の知見を紹介する．
エストロゲン受容体α（ERα）は乳がんの進行において重要な役割を果たす．ERαを標的としたER陽性乳がんの新規治療法開発に向けて，ERαの制御機構についてタンパク質の安定性を中心に，著者らの最近の研究内容を含めて紹介する．
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