プロバイオティクス乳酸菌の体内時計改善を介した代謝調節機構の解明

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K11039
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: 渡辺 純 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 食品研究部門, 上級研究員 (10374729)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: プロバイオティクス / 乳酸菌 / 体内時計 / 代謝調節 / 胆汁酸

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、プロバイオティクス乳酸菌の肥満抑制の作用機序を時計遺伝子の発振変動を介したエネルギー代謝の概日リズム調整という観点から明らかにし、代謝調節機能を有する食品設計に活用することを目的とする。本年度は、プロバイオティクス乳酸菌による肥満抑制が、エネルギー代謝の概日リズム変化を介することを明らかにすることを目指し、以下を実施した。
エネルギー代謝の概日リズムの乱れを伴うことが報告されている、C57BL/6マウスにおける高脂肪食誘導肥満モデルを用いた。マウスに通常脂肪食、高脂肪食あるいは高脂肪食に漬物より分離した2菌株の乳酸菌を添加した飼料で飼育、体重の推移を観察した。添加した2株の乳酸菌分離株のうち、Lactobacillus plantarum #53株生菌体の投与により、高脂肪食摂取による体重増加・内臓脂肪の蓄積が抑制された。L. plantarum #53株の投与により肝臓での脂質代謝関連遺伝子の発現変動が見られたことから、本菌株の肥満抑制作用には、肝臓での脂質代謝の変化が一部関与することが示唆された。本研究では、プロバイオティクス乳酸菌が消化管で胆汁酸の加水分解を促進し、生じる脱抱合型の胆汁酸が宿主の概日リズム調節を介して、代謝調節作用を示すという作業仮説に基づき研究を進めている。これまでに、LC/MSにより盲腸内容物中の胆汁酸組成測定系を導入するとともに、肝臓・小腸等組織での時計遺伝子発現へのプロバイオティクス乳酸菌投与の影響の検討を開始している。

Current Status of Research Progress

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

Reason

食餌誘導肥満マウスモデルを用いて、漬物より分離したL. plantarum #53株に代謝調節作用を見出し、その作用に肝臓での脂質代謝改善が寄与する可能性を見出した。このような変化が、プロバイオティクス乳酸菌の胆汁酸代謝、宿主の概日リズム調節を介するか明らかにするための測定系を構築した。

Strategy for Future Research Activity

今年度に導入した胆汁酸組成および時計遺伝子発現の測定系を用い、L. plantarum #53株の代謝改善作用に消化管での胆汁酸脱抱合の促進、宿主の概日リズム調節を介するかについて解析を進める予定である。また、漬物分離株から胆汁酸加水分解酵素活性の高い菌株の選別を進めており、これらの菌株についてもL. plantarum #53株と同様に評価することによって、菌株の特異性あるいは普遍性を明らかにする予定である。

Causes of Carryover

平成30年度末にプロバイオティクス乳酸菌のマウス腸内細菌叢への影響を解析するための試薬を購入予定であったが、当該試薬が発売中止になっており、購入できなかった。次年度、代替品を購入して計画している研究を実施する予定である。