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2019 Fiscal Year Research-status Report

Construction of strategy to remedy dysbiosis state using in vitro human colonic microbiota model

Research Project

Project/Area Number 18K05487
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

佐々木 建吾  神戸大学, 科学技術イノベーション研究科, 特命准教授 (50558301)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 星 奈美子  神戸大学, 医学部附属病院, 講師 (40645214)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
KeywordsBacillus coagulans / probiotics / microbiota / ulcerative colitis
Outline of Annual Research Achievements

Bacillus属に関連する菌種は胞子形成能を有しており、生存したまま大腸まで到達して発芽する事によりプロバイオティクスとしての効果を示す。乳酸菌Bacillus coagulansに関連する数菌種は、米国食品医薬品局(FDA)から安全性を認められたGenerally Recoginized As Safe(GRAS)を取得している。本研究では、Bacillus coagulans SANK70258(以下、ラクリス菌とする)が健常人ヒト腸内細菌叢に与える効果を調査してきた。本成果によりヒト腸内細菌叢に含まれる細菌種を網羅して、その多様性を維持しているIn vitroヒト大腸細菌叢モデルを開発して利用してきている。その結果、健常人モデルについてはラクリス菌は(炎症を惹起する事が報告されている)Enterobacteriaceae科に関連するBacteriaを抑制して(P=0.016)、Lachnospiraceae科に関連するBacteriaの生育を促していた(P=0.031)。また、ラクリス菌の投与により酪酸生成が増加していた(P=0.031)(酪酸はナイーブT細胞の制御性T細胞への分化誘導を促す)。
一方、潰瘍性大腸炎患者モデルの腸内細菌叢においても、ラクリス菌の投与によりEnterobacteriaceae科に関連するBacteriaの抑制が観察された(P=0.023)。しかし、Lachnospiraceae科に関連するBacteriaや酪酸生成の増加は認められなかったが、これはLachnopiraceae科に関連する細菌が潰瘍性大腸炎患者内には少ないからであると考えられる。
本研究において、ラクリス菌が健常人や潰瘍性大腸炎患者の腸内細菌叢に与える効果を示すことができたと考えられる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

2年目の目標は「Dysbiosis状態の患者腸内細菌叢モデルが候補物投与によりSymbiosis状態に近づいているか確認する」ことである。潰瘍性大腸炎患者の腸内細菌叢の特徴としてEnterobacteriaceae科が多いことが挙げられる。ラクリス菌は潰瘍性大腸炎患者の腸内細菌叢に対して抗菌作用によりEnterobacteriaceae科を抑制していた。このようにラクリス菌は、潰瘍性大腸炎患者に対する将来の投与物候補であると考えられる。候補投与物の特定に至っており、本研究は順調に進展していると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

ヒト腸内細菌叢のDysbiosis状態をよりdrasticに変える投与物の組み合わせを探る。

Causes of Carryover

昨年度末に一部の物品の購入が滞ったため。次年度において、ヒト臨床検体(便)中の腸内細菌叢の解析に使用することを計画している。

  • Research Products

    (14 results)

All 2020 2019 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results)

  • [Journal Article] Effect of Resistant Starch on the Gut Microbiota and Its Metabolites in Patients with Coronary Artery Disease2019

    • Author(s)
      Yoshida Naofumi、Sasaki Kengo、Sasaki Daisuke、Yamashita Tomoya、Fukuda Hajime、Hayashi Tomohiro、Tabata Tokiko、Osawa Ro、Hirata Ken-ichi、Kondo Akihiko
    • Journal Title

      Journal of Atherosclerosis and Thrombosis

      Volume: 26 Pages: 705~719

    • DOI

      10.5551/jat.47415

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Construction of a Model Culture System of Human Colonic Microbiota to Detect Decreased Lachnospiraceae Abundance and Butyrogenesis in the Feces of Ulcerative Colitis Patients2019

    • Author(s)
      Sasaki Kengo、Inoue Jun、Sasaki Daisuke、Hoshi Namiko、Shirai Tomokazu、Fukuda Itsuko、Azuma Takeshi、Kondo Akihiko、Osawa Ro
    • Journal Title

      Biotechnology Journal

      Volume: 14 Pages: 1800555~1800555

    • DOI

      10.1002/biot.201800555

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Less biomass and intracellular glutamate in anodic biofilms lead to efficient electricity generation by microbial fuel cells2019

    • Author(s)
      Sasaki Daisuke、Sasaki Kengo、Tsuge Yota、Kondo Akihiko
    • Journal Title

      Biotechnology for Biofuels

      Volume: 12 Pages: 72

    • DOI

      10.1186/s13068-019-1414-y

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Butyryl-CoA:acetate CoA-transferase gene associated with the genus Roseburia is decreased in the gut microbiota of Japanese patients with ulcerative colitis2019

    • Author(s)
      SHINOHARA Ryohei、SASAKI Kengo、INOUE Jun、HOSHI Namiko、FUKUDA Itsuko、SASAKI Daisuke、KONDO Akihiko、OSAWA Ro
    • Journal Title

      Bioscience of Microbiota, Food and Health

      Volume: 38 Pages: 159~163

    • DOI

      https://doi.org/10.12938/bmfh.18-029

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Bifidogenic and butyrogenic effects of young barely leaf extract in an in vitro human colonic microbiota model2019

    • Author(s)
      Sasaki Daisuke、Sasaki Kengo、Kadowaki Yasushi、Aotsuka Yasuyuki、Kondo Akihiko
    • Journal Title

      AMB Express

      Volume: 9 Pages: 182

    • DOI

      10.1186/s13568-019-0911-5

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 冠動脈疾患患者大腸フローラモデルによる候補投与物の調査2019

    • Author(s)
      佐々木建吾・吉田尚史・佐々木大介・大澤朗・山下智也・近藤昭彦
    • Organizer
      日本農芸化学会
  • [Presentation] バイオ電気化学的システムによる複合微生物系の制御2019

    • Author(s)
      佐々木建吾・佐々木大介・森田仁彦・柘植陽太・近藤昭彦
    • Organizer
      日本生物工学会
  • [Presentation] Regulation of Complex Microbial Communities to Develop a Sustainable and Healthy Society2019

    • Author(s)
      Kengo Sasaki
    • Organizer
      KSBB Fall Meeting and International Symposium
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Designing microbial consortium for efficient utilization2019

    • Author(s)
      Kengo Sasaki
    • Organizer
      Asian Synthetic Biology Association
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 健康・持続可能社会の構築に向けた複合微生物系(ヒト腸管・バイオガス発酵槽内)の制御2019

    • Author(s)
      佐々木建吾
    • Organizer
      日本生物工学会
    • Invited
  • [Remarks]

    • URL

      http://www2.kobe-u.ac.jp/~akondo/sasaki_kengo.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 食物繊維の哺乳動物腸内での分解性能または有機酸生産能を評価する方法2020

    • Inventor(s)
      佐々木大介・佐々木建吾・近藤昭彦
    • Industrial Property Rights Holder
      佐々木大介・佐々木建吾・近藤昭彦
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2020-56736号
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 腸内環境改善組成物2019

    • Inventor(s)
      盤若明日香・坪田潤・佐々木建吾・佐々木大介・近藤昭彦
    • Industrial Property Rights Holder
      盤若明日香・坪田潤・佐々木建吾・佐々木大介・近藤昭彦
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2019-065869号
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 整腸用組成物、善玉菌の培養方法、並びに飲食品、医薬部外品、又は医薬品2019

    • Inventor(s)
      佐々木建吾・佐々木大介・門脇靖司・青塚康幸
    • Industrial Property Rights Holder
      佐々木建吾・佐々木大介・門脇靖司・青塚康幸
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2019-158205号

URL: 

Published: 2021-01-27  

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