Search for new prebiotics focused on B. acidifaciens

Research Project

Project/Area Number	22K11728
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
Research Institution	Nayoro City University
Principal Investigator	田邊宏基名寄市立大学, 保健福祉学部, 准教授 (60573920)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000) Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords	B. acidifaciens / 難消化性糖質 / ラット
Outline of Research at the Start	Bacteroides acidifaciensはインスリン感受性改善および肥満を抑制すると報告されている。しかし、一般的な陸生植物由来難消化性糖質にはB. acidifaciensを増加させる効果がない。我々は褐藻類由来難消化性糖質の摂取がラット大腸内B. acidifaciensを特異的に増加させることを発見し、褐藻類難消化性糖質に特徴的な構成糖および結合がB. acidifaciensに特異的に利用され、増殖作用を示すという仮説を立脚した。本研究では褐藻類と陸生植物由来難消化性糖質を比較し、B. acidifaciensを増加させる難消化性糖質の特徴を特定する。
Outline of Annual Research Achievements	昨年の研究により、5％のAscophyllum nodosum由来食物繊維の摂取で充分にラット盲腸内B. acidifaciens数を増加させることが明らかになったため、本年度はこの効果が発現し始める時期を明らかにする目的で、A. nodosum飼料摂取後定期的に解剖し、盲腸内B. acidifaciens数の変化を解析した。6週齢のSD系雄性ラット42匹を6群に分け、5％A. nodosum添加飼料で飼育した。飼育開始日、飼育1、3、5、7、10および14日後に解剖し、盲腸内B. acidifaciens数を測定した。その結果、5% A.nodosum粉末は、3日間摂取させることによって、B. acidifaciensを有意に増加させ、7日から10日間の摂取によりB. acidifaciensの数を最大限増加させることが明らかになった。この時、各種有機酸濃度は全く増加しなかったが、アンモニア等も増加しておらず、多様性の低下も認められないため、腸内細菌叢のバランスが乱れた状態を示すディスバイオシスの状況にもなかった。また、昨年度調製した褐藻粉末による動物実験を実施した。5%の A.nodosum粉末、ワカメ粉末、コンブ粉末をそれぞれ添加した飼料で7日間飼育し、盲腸内容物のサンプリングまで行った。この実験を充実させるため、さらに3群加えた。それらの群とはいずれも5％アルギン酸粉末群である。アルギン酸はマンヌロン酸とグルロン酸の割合（M/G）によって多くの性質の異なる亜種が存在し、コンブとワカメも異なる。A.nodosumの持つアルギン酸に近いのはコンブであるが、これら粉末の変化におけるアルギン酸の寄与度を明らかにするため、M/Gの異なる3種のアルギン酸粉末群も加えて検討した。今後はこの盲腸内容物サンプルから盲腸内B. acidifaciens数、有機酸濃度等を解析し、食経験の少ないにA.nodosum代わり、日本において多く食される褐藻に置き換えることができるか検討する。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 褐藻類の調整を終え、さらに精製アルギン酸群を加えた最終的な動物実験の実施まで完了している。こちらは進んでおり、粛々と分析を進めるだけである。一方で、菌類の単離は完了しておらず、やや遅れている。しかしながら、来年は動物実験に充てるべき時間を菌類の単離に充てられるため、全体としてはおおむね順調に進展している。
Strategy for Future Research Activity	天然の褐藻類から調整した難消化性糖質を摂取させたラットから得られたサンプルの盲腸内IgA量をELISA法で、盲腸内有機酸濃度をHPLC法で、盲腸内細菌数をメタ16SrRNA遺伝子解析法で解析する。特にB. acidifaciens数に関してはrtPCR法によっても解析する。また、菌の単離も続行する。