Development of a low-cost simple evaluation method to improve cultivation methods for functional enhancement of mushrooms.

Research Project

Project/Area Number	22K02193
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 08030:Family and consumer sciences, and culture and living-related
Research Institution	Minami Kyusyu University
Principal Investigator	吉本博明南九州大学, 健康栄養学部, 教授 (30516919)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	江口文陽東京農業大学, 地域環境科学部, 教授 (60337467)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords	NF-kappa B / きのこ / 栽培法 / 機能性 / ヒメマツタケ / NF-kB
Outline of Research at the Start	本研究の目標は、きのこの機能性を増強する栽培方法の簡便な評価法を提供することである。きのこの機能性は、栽培方法の変更によって増強できる。しかし、従来の方法では確認に膨大なコストが発生する。そこで、よりコストのかからない指標として、抗炎症作用に着目し、きのこの機能性の中核をなすと考えられる炎症反応の上流域と下流域の活性相関を検討し、メルクマールとなる上流域の反応を決定する。そのために、次のことを明らかにする。① NF-κBの既成アッセイキットを複数検討し、操作プロトコールの点からより簡便なキットを選定する。② 最適な検出条件（抽出物濃度、惹起剤、培養細胞種等）を検討する。
Outline of Annual Research Achievements	きのこは多成分系で機能性を発揮する食品で、国内市場は縮小傾向であるが、国際市場では成長が予測されている。特に機能性に対する期待が高く、機能性を増強する栽培法開発による国際競争力の強化が今後望まれる。しかし、機能性の増強栽培法の評価は時間とカネが必要であり、イノベーションの妨げとなっている。本研究は、きのこの機能性を増強する栽培方法の簡便な評価法を提供することを目的とする。その評価ターゲットとして、きのこに普遍的に存在する抗炎症作用に着目し、炎症反応の上流に位置すると考えられるNF-kBの活性抑制を指標とした評価法の樹立を目指す。先行する研究によって、きのこの抗炎症作用にNF-kBが関与することは明らかとなっており、下流域の炎症反応であるIL-8遺伝子発現抑制等との相関も見出した。しかしながら、NF-kBの発現幅が狭く、十分かつ再現性の高い相関性を見出すに至っていない。本年の研究においては、この点を明らかにするために、NF-kB遺伝子を惹起する異なる惹起剤の検討をおこなった。すなわち、リポポリサッカロイド（LPS）、インターロイキン1β（IL-1b）、腫瘍壊死因子（TNF-a）の3種の惹起剤の比較をおこなった。3種の惹起剤の濃度を変えてNF-kB遺伝子発現量を計測した結果、LPSおよびIL-1bは、濃度依存的にNF-kB遺伝子発現量が増加したが、TNF-aでは濃度依存性は認められなかった。また、LPSに比較してIL-1bの発現量は高く、感度の幅を広げるための惹起剤としてはIL-1bが有利であることが示唆された。しかしながら、いずれの惹起剤においても、発現量の幅は未だ狭い結果となり、より発現量を高めるためには、培養細胞種、培養時間、惹起剤の添加タイミング、反応時間等の実験プロトコールの詳細な検討が必要なことが明らかとなったので、引き続きこれらの点を明らかにしていく。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 当初の計画では、初年度は、ELISAキットの比較を行うこととしていたが、NF-kB遺伝子発現量が十分でなかったため、2年目に行うこととしていた、惹起剤の比較をまずは行うこととした。その結果、Il-1bが濃度依存的にNF-kB遺伝子を発現することが明らかとなり、発現量も比較して多いことが判明した。しかしながら、未だ発現量が相関分析するに足る幅を示していないことから、より感度を上げるために、細胞種、培養時間、惹起剤反応時間などを検討する必要がある。2年度においては、これらの点を明らかにしたいと考える。
Strategy for Future Research Activity	今後もNF-kB遺伝子発現にかかわる、各種条件の詳細な検討をおこなう。一方で、複数のきのこサンプルのデータベース作成も行う。研究計画の前後関係の変更はあったものの、概ね順調に推移しているので、引き続き、課題を検討していく。