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2020 Fiscal Year Annual Research Report

内在性抗菌因子PGRPに着目した育種と飼養の抗病性シナジー強化による健全畜産戦略

Research Project

Project/Area Number 19H00965
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

北澤 春樹  東北大学, 農学研究科, 教授 (10204885)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大坪 和香子  東北大学, 農学研究科, 助教 (00598203)
麻生 久  東北大学, 農学研究科, 教授 (50241625)
野地 智法  東北大学, 農学研究科, 准教授 (10708001)
上西 博英  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 主席研究員 (80391556)
宮崎 綾子  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 動物衛生研究部門, 主任研究員 (30355169)
宗田 吉広  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 動物衛生研究部門, 上級研究員 (20391451)
須田 義人  宮城大学, 食産業学群, 教授 (90404847)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Keywordsイムノバイオティクス / 抗病性育種 / 健全畜産 / ブタ / 抗菌因子
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、以下の成果が得られた。
【課題1】 豚におけるPGRPの遺伝子多型と疾病関連形質との関係性解明: PGRP発現調節領域の多型について、ハプロタイプ構成の推定を行い、PGLYRP2、3、4それぞれで7、10、13種のハプロタイプを検出した。さらに、産子の菌叢とPGRP遺伝型との関連性を検討するため、デュロック種豚集団50頭でのPGRPプロモータ領域及びコード領域の多型を次世代シーケンシングにより検証した。【課題2】 PGRP増強活性を有する豚由来イムノバイオティクスの選抜と抗病性: 豚由来乳酸桿菌32菌株について、PIE細胞におけるPGRP遺伝子の発現増強能を検討した。菌株ごとのPGRP1,3,4の発現傾向は似ており、単離源の違いにより発現増強能が異なることが示唆され、イムノバイオティクスを選抜する上で有益な結果が得られた。5菌株でPGRP1,3,4の発現が全て増強された。一方、PGRP2の発現は他と異なり、その増強は2菌株でのみ認められ、PGRPファミリーの違いによる差異も見出された。【課題3】 HPCD子豚を用いたイムノバイオティクス候補菌株の評価: HPCD子豚を用いた試験が新型コロナウィルス感染拡大により中止となった。そこで、課題2で選抜したイムノバイオティクス候補菌株について、豚末梢血単核球に対する細胞増殖性及び乳酸産生、豚マクロファージ細胞株におけるサルモネラ取り込み能について検討した結果、1株で有益な結果が得られ、次年度の感染実験の候補株となった。【課題4】 一般豚およびPGRP選抜豚における健全育成・産肉性向上の実証: イムノバイオティクス候補乳酸菌株について、市販豚(LWD系統)への投与試験を実施した。その結果、糞便中毒素原性大腸菌の出現低下やロタウイルスの検出量が有意に低く、下痢の発症頻度も有意に低かったことから、菌株投与による豚の抗病性向上が期待された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

課題間の連携強化が順調に進み、イムノバイオティクス候補菌株の自然免疫機能性に関する成果が得られ、多くの原著論文および総説の公表を加速することができた。また、多型解析も順調に進んでいることから、抗菌剤に依存しない新たな健全育成技術基盤を創出に向けた基盤研究の発展が大いに見込まれる。

Strategy for Future Research Activity

課題間の連携により、イムノバイオティクス評価と多型解析が進んだことから、新型コロナウイルス感染拡大による研究実施制限の状況を見ながらインビボ検証試験を進め、遺伝育種学的手法とイムノバイオティクスの発展的融合による家畜健全育成技術基盤の確立を目指す。

  • Research Products

    (27 results)

All 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (16 results) (of which Int'l Joint Research: 15 results,  Peer Reviewed: 15 results,  Open Access: 13 results) Presentation (4 results) Book (1 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Int'l Joint Research] CERELA-CONICET(アルゼンチン)

    • Country Name
      ARGENTINA
    • Counterpart Institution
      CERELA-CONICET
  • [Int'l Joint Research] University of Concepcion(チリ)

    • Country Name
      CHILE
    • Counterpart Institution
      University of Concepcion
  • [Int'l Joint Research] Bangladesh Agricultural University(バングラデシュ)

    • Country Name
      BANGLADESH
    • Counterpart Institution
      Bangladesh Agricultural University
  • [Journal Article] Lactiplantibacillus plantarum as a Potential Adjuvant and Delivery System for the Development of SARS-CoV-2 Oral Vaccines2021

    • Author(s)
      Villena Julio、Li Chang、Vizoso-Pinto Maria Guadalupe、Sacur Jacinto、Ren Linzhu、Kitazawa Haruki
    • Journal Title

      Microorganisms

      Volume: 9 Pages: 683~683

    • DOI

      10.3390/microorganisms9040683

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Selection of Immunobiotic Ligilactobacillus salivarius Strains from the Intestinal Tract of Wakame-Fed Pigs: Functional and Genomic Studies2020

    • Author(s)
      Zhou Binghui、Albarracin Leonardo、Indo Yuhki、Arce Lorena、Masumizu Yuki、Tomokiyo Mikado、Islam Md. Aminul、Garcia-Castillo Valeria、Ikeda-Ohtsubo Wakako、Nochi Tomonori、Morita Hidetoshi、Takahashi Hideki、Kurata Shoichiro、Villena Julio、Kitazawa Haruki
    • Journal Title

      Microorganisms

      Volume: 8 Pages: 1659~1659

    • DOI

      10.3390/microorganisms8111659

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Functional and Genomic Characterization of Ligilactobacillus salivarius TUCO-L2 Isolated From Lama glama Milk: A Promising Immunobiotic Strain to Combat Infections2020

    • Author(s)
      Quilodran-Vega Sandra、Albarracin Leonardo、Mansilla Flavia、Arce Lorena、Zhou Binghui、Islam Md Aminul、Tomokiyo Mikado、Al Kassaa Imad、Suda Yoshihito、Kitazawa Haruki、Villena Julio
    • Journal Title

      Frontiers in Microbiology

      Volume: 11 Pages: -

    • DOI

      10.3389/fmicb.2020.608752

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Alveolar Macrophages Are Key Players in the Modulation of the Respiratory Antiviral Immunity Induced by Orally Administered Lacticaseibacillus rhamnosus CRL15052020

    • Author(s)
      Garcia-Castillo Valeria、Tomokiyo Mikado、Raya Tonetti Fernanda、Islam Md. Aminul、Takahashi Hideki、Kitazawa Haruki、Villena Julio
    • Journal Title

      Frontiers in Immunology

      Volume: 11 Pages: -

    • DOI

      10.3389/fimmu.2020.568636

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Draft Genome Sequence of Ligilactobacillus salivarius FFIG58, Isolated from the Intestinal Tract of Wakame-Fed Pig2020

    • Author(s)
      Zhou Binghui、Albarracin Leonardo、Masumizu Yuki、Indo Yuhki、Islam M. Aminul、Garcia-Castillo Valeria、Ikeda-Ohtsubo Wakako、Suda Yoshihito、Aso Hisashi、Villena Julio、Kitazawa Haruki
    • Journal Title

      Microbiology Resource Announcements

      Volume: 9 Pages: -

    • DOI

      10.1128/MRA.00839-20

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Draft Genome Sequence of Ligilactobacillus salivarius TUCO-L2, Isolated from Lama glama Milk2020

    • Author(s)
      Albarracin Leonardo、Quilodran-Vega Sandra、Fukuyama Kohtaro、Tomokiyo Mikado、Islam M. Aminul、Arce Lorena、Kitazawa Haruki、Villena Julio
    • Journal Title

      Microbiology Resource Announcements

      Volume: 9 Pages: -

    • DOI

      10.1128/MRA.00784-20

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Immunobiotic Lactobacillus jensenii TL2937 Alleviates Dextran Sodium Sulfate-Induced Colitis by Differentially Modulating the Transcriptomic Response of Intestinal Epithelial Cells2020

    • Author(s)
      Sato Nana、Garcia-Castillo Valeria、Yuzawa Mao、Islam Md. Aminul、Albarracin Leonardo、Tomokiyo Mikado、Ikeda-Ohtsubo Wakako、Garcia-Cancino Apolinaria、Takahashi Hideki、Villena Julio、Kitazawa Haruki
    • Journal Title

      Frontiers in Immunology

      Volume: 11 Pages: -

    • DOI

      10.3389/fimmu.2020.02174

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] New immunobiotics from highly proteolytic Lactobacillus delbrueckii strains: their impact on intestinal antiviral innate immune response2020

    • Author(s)
      Elean M.、Albarracin L.、Cataldo P.G.、Londero A.、Kitazawa H.、Saavedra L.、Villena J.、Hebert E.M.
    • Journal Title

      Beneficial Microbes

      Volume: 11 Pages: 375~390

    • DOI

      10.3920/BM2019.0198

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The Role of Alveolar Macrophages in the Improved Protection against Respiratory Syncytial Virus and Pneumococcal Superinfection Induced by the Peptidoglycan of Lactobacillus rhamnosus CRL15052020

    • Author(s)
      Clua Patricia、Tomokiyo Mikado、Raya Tonetti Fernanda、Islam Md. Aminul、Garcia Castillo Valeria、Marcial Guillermo、Salva Susana、Alvarez Susana、Takahashi Hideki、Kurata Shoichiro、Kitazawa Haruki、Villena Julio
    • Journal Title

      Cells

      Volume: 9 Pages: 1653~1653

    • DOI

      10.3390/cells9071653

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The Modulation of Mucosal Antiviral Immunity by Immunobiotics: Could They Offer Any Benefit in the SARS-CoV-2 Pandemic?2020

    • Author(s)
      Villena Julio、Kitazawa Haruki
    • Journal Title

      Frontiers in Physiology

      Volume: 11 Pages: -

    • DOI

      10.3389/fphys.2020.00699

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Evaluation of the Immunomodulatory Ability of Lactic Acid Bacteria Isolated from Feedlot Cattle Against Mastitis Using a Bovine Mammary Epithelial Cells In Vitro Assay2020

    • Author(s)
      Fukuyama Kohtaro、Islam Md. Aminul、Takagi Michihiro、Ikeda-Ohtsubo Wakako、Kurata Shoichiro、Aso Hisashi、Vignolo Graciela、Villena Julio、Kitazawa Haruki
    • Journal Title

      Pathogens

      Volume: 9 Pages: 410~410

    • DOI

      10.3390/pathogens9050410

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Exopolysaccharides From Streptococcus thermophilus ST538 Modulate the Antiviral Innate Immune Response in Porcine Intestinal Epitheliocytes2020

    • Author(s)
      Mizuno Hiroya、Tomotsune Kae、Islam Md. Aminul、Funabashi Ryutaro、Albarracin Leonardo、Ikeda-Ohtsubo Wakako、Aso Hisashi、Takahashi Hideki、Kimura Katsunori、Villena Julio、Sasaki Yasuko、Kitazawa Haruki
    • Journal Title

      Frontiers in Microbiology

      Volume: 11 Pages: -

    • DOI

      10.3389/fmicb.2020.00894

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The Ability of Respiratory Commensal Bacteria to Beneficially Modulate the Lung Innate Immune Response Is a Strain Dependent Characteristic2020

    • Author(s)
      Ortiz Moyano Ramiro、Raya Tonetti Fernanda、Tomokiyo Mikado、Kanmani Paulraj、Vizoso-Pinto Maria Guadalupe、Kim Hojun、Quilodran-Vega Sandra、Melnikov Vyacheslav、Alvarez Susana、Takahashi Hideki、Kurata Shoichiro、Kitazawa Haruki、Villena Julio
    • Journal Title

      Microorganisms

      Volume: 8 Pages: 727~727

    • DOI

      10.3390/microorganisms8050727

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Modulation of Toll-like receptor-mediated innate immunity in bovine intestinal epithelial cells by lactic acid bacteria isolated from feedlot cattle2020

    • Author(s)
      Mansilla F.、Takagi M.、Garcia-Castillo V.、Aso H.、Nader-Macias M.E.、Vignolo G.、Kitazawa H.、Villena J.
    • Journal Title

      Beneficial Microbes

      Volume: 11 Pages: 269~282

    • DOI

      10.3920/BM2019.0189

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Lipoteichoic Acid Is Involved in the Ability of the Immunobiotic Strain Lactobacillus plantarum CRL1506 to Modulate the Intestinal Antiviral Innate Immunity Triggered by TLR3 Activation2020

    • Author(s)
      Mizuno Hiroya、Arce Lorena、Tomotsune Kae、Albarracin Leonardo、Funabashi Ryutaro、Vera Daniela、Islam Md. Aminul、Vizoso-Pinto Maria Guadalupe、Takahashi Hideki、Sasaki Yasuko、Kitazawa Haruki、Villena Julio
    • Journal Title

      Frontiers in Immunology

      Volume: 11 Pages: -

    • DOI

      10.3389/fimmu.2020.00571

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] ブタ由来乳酸桿菌ライブラリーの構築とイムノバイオティック評価2020

    • Author(s)
      扇 隆介、北澤春樹
    • Journal Title

      日本食品免疫学会会報(学会創立15周年記念号)

      Volume: 15 Pages: 6

  • [Presentation] Immunododulatory properties and the genomic studies of immunobiotics and immunosynbiotic characterization2021

    • Author(s)
      周 冰卉, 犬童 優樹, Leonardo Albarracin, 舛水 由季, Aminul Islam, 大坪 和香子, 麻生 久, Julio Villena, 北澤 春樹
    • Organizer
      日本畜産学会第128回大会(九大、オンライン)
  • [Presentation] Lactobacillus plantarum CRL1506における抗ウイルス性イムノジェニクスの解明2021

    • Author(s)
      舟橋 龍太郎, 水野 滉也, 友常 加恵, 友清 帝, Md. Aminul Islam, Leonardo Albarracin, 大坪 和香子, 麻生 久, Julio Villena, 北澤 春樹
    • Organizer
      日本畜産学会第128回大会(九大、オンライン)
  • [Presentation] ブタパターン認識受容体遺伝子型と抗病性関連形質との関連性2021

    • Author(s)
      一関 可純, 上西 博英, 松本 敏美, 岡 希, 高森 広典, 門脇 宏, 柴田 千尋, 鈴木 英作, 岡村 俊宏, 北澤 春樹, 麻生 久, 佐藤 正寛, 鈴木 啓一, 上本 吉伸
    • Organizer
      日本畜産学会第128回大会(九大、オンライン)
  • [Presentation] 植物性発酵乳における菌体外多糖の免疫活性2021

    • Author(s)
      仲田 創, 友清 帝, 北原 秀悟, 平光 正典, 井上 孝司, 北澤 春樹
    • Organizer
      日本農芸化学会2021年度大会(東北大、オンライン)
  • [Book] 乳酸菌の機能と産業利用(監修:木下英樹、井越敬司)2021

    • Author(s)
      北澤春樹(分担執筆)4.イムノバイオティクスの畜産への応用(pp33-39)
    • Total Pages
      205
    • Publisher
      シーエムシー出版
    • ISBN
      978-4-7813-1594-2
  • [Remarks] 食と農免疫国際教育研究センター

    • URL

      http://www.agri.tohoku.ac.jp/cfai/

  • [Remarks] JSPS研究拠点形成事業先端拠点形成「食の安全性の飛躍的向上を目指した農免疫国際共同研究拠点形成」

    • URL

      http://www.agri.tohoku.ac.jp/fain/index.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 抗ウイルス剤2020

    • Inventor(s)
      北澤春樹ら
    • Industrial Property Rights Holder
      北澤春樹ら
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2020-93820号

URL: 

Published: 2022-12-28  

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