新奇構造を有する高純度リポテイコ酸の免疫応答に関する研究

• Project/Area Number: 22K05494
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38050:Food sciences-related
• Research Institution: Sapporo Medical University
• Principal Investigator: 白石 宗 札幌医科大学, 医学部, 助教 (70725168)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: L. gasseri / L. paragasseri / リポテイコ酸 / ポストバイオティクス / 乳酸菌 / Lactobacillus gasseri / 免疫応答

Outline of Research at the Start

グラム陽性細菌の表層分子のリポテイコ酸（LTA）は、宿主の免疫応答を誘導する分子であり、この誘導にはLTAの構造が重要であることが示唆されている。申請者は腸管乳酸菌Lactobacillus gasseriおよびLactobacillus paragasseriのLTAにおいて、新奇の部分構造や多くの乳酸菌に共通の構造を報告した。そこで本研究では、高純度のLTAの取得方法を確立し、これらの新奇の部分構造を有するLTAの宿主に対する免疫誘導因子としての特徴を明らかにするとともに、免疫誘導に重要なLTAの部分構造を解明することを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、申請者が過去に報告した腸管乳酸菌Lactobacillus gasseri およびLactobacillus paragasseri のLTAにおいて観察される新奇の部分構造や多くの乳酸菌に共通の構造に対して、「これらの新奇の部分構造を有するLTAは、一般的な構造のLTAと異なる免疫誘導活性を示すのか？」という問いに、これらのLTAの宿主に対する免疫誘導因子としての特徴を明らかにすることが目的である。さらに、免疫誘導活性を評価する上で、LTA画分への夾雑物の混入が問題となっているため、高純度のLTA画分の取得方法を確立する。今年度は以下の成果が得られた。
L. gasseri JCM 1131T および比較対象として Lactococcus lactis JCM 16167T、Staphylococcus aureus ATCC 10832 を使用してLTAを抽出した。その結果。L. gasseri JCM 1131T のLTAとしてグリセロールリン酸モノマーユニットの54%がアラニン置換されたポリマーと四糖、三残基のアシル基を有するアンカー糖脂質が確認された。一方で、精製画分には5-10%の多量のタンパク質も検出された。S. aureus ATCC 10832 のLTAでは、グリセロールリン酸モノマーユニットの28%がアラニン置換されたポリマーと二糖、二残基のアシル基を有するアンカー糖脂質が確認された。L. lactis JCM 16167T のLTAは1H-NMRのスペクトルが得られず、タンパク質の混入も多量だったため、精製が出来ていないと判断してHICカラムの交換を行い、再度精製を実施する予定である。今後は、各菌株から得られたLTA画分のLPS、タンパク質、核酸の定量を行った後、再精製 (各種楮処理および再HIC) によって高純度のLTA画分を回収する。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究では、腸管乳酸菌L. gasseri およびL. paragasseri に観察される新奇の部分構造や多くの乳酸菌に共通の構造を有するLTAが一般的な構造のLTAと異なる免疫誘導活性を示すのかを明らかにすることが目的である。そのため、本年はL. gasseri JCM 1131T および比較対象として L. lactis JCM 16167T、S. aureus ATCC 10832 を使用してLTAを抽出した。さらに、それらLTA画分に含まれるLPS、タンパク質、核酸の混入量と構造を明らかにした。しかし、L. lactis JCM 16167T からは抽出ができなかった。以上のことから、当初の計画通りと考えられる。

Strategy for Future Research Activity

次年度では引き続きLTAの抽出と混入量および構造の確認を進め、再精製による高純度なLTA画分の回収に取り組む予定である。