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

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19H00965
• Research Institution: Tohoku 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) ; 野地 智法 東北大学, 農学研究科, 教授 (10708001) ; 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) ; 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, 上級研究員 (30355169) ; 麻生 久 東北大学, 農学研究科, 教授 (50241625) ; 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, グループ長 (80391556) ; 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】PGRP4について、遺伝子型と糞便中の菌叢との関連性についての検討を行った。HPCD豚において発現が上昇していたPGRP4遺伝型を保有する際に増加する細菌としてAkkermansia属等を検出した。一方、離乳時体重の増加とEggerthellaceae科の細菌が有意な関連性を示したが、PGRP4の発現上昇を示す遺伝型を有する個体で当該細菌は増加する傾向を示した。これらの結果はPGRP4発現量と菌叢、あるいは成長性との関連性を示唆するものであり、さらなる解析が期待される。【課題２】PGRP発現を増強するイムノバイオティクス候補菌株について、ブタ小腸由来の上皮細胞、マクロファージを用いたロタウイルス感染モデル系により、感染免疫調節機能について評価した。I型インターフェロンの遺伝子発現増強とその増強に関わるTLRネガティブレギュレーターを介する調節機能が明らかとなり、自然免疫応答性を指標とした機構解明を進めることができた。【課題３】糞便に排泄されたウイルスの最高値や検出期間にPGRP4遺伝子多型間でイムノバイオティクス処置による明確な差は認められなかったものの、試験期間におけるウイルス感染価のArea under the curveにおいて、PGRP4遺伝子型がグループCの場合に陰性対照（PBS）群よりもイムノバイオティクス処置群で低くなる傾向が確認され、イムノバイオティクス処置のロタウイルス排泄抑制効果がPGRP4遺伝子多型と関連する可能性が示唆された。今後、統計学的解析が可能となるよう、供試頭数を増やし追試する必要がある。【課題４】イムノバイオティクス候補菌株による小腸におけるPGRPの発現調節機能が認められると共に、免疫調節機能強化と乳酸桿菌の増加も認められたことから、それらの機能から健康性の向上効果が大いに期待された。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] The Respiratory Commensal Bacterium Corynebacterium pseudodiphtheriticum as a Mucosal Adjuvant for Nasal Vaccines (2023)
  • Author(s): Ortiz Moyano Ramiro、Raya Tonetti Fernanda、Fukuyama Kohtaro、Elean Mariano、Tomokiyo Mikado、Suda Yoshihito、Melnikov Vyacheslav、Kitazawa Haruki、Villena Julio
  • Journal Title: Vaccines Volume: 11:611 Pages: 1～14
  • DOI: 10.3390/vaccines11030611
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 豚のオミクス解析と疾病に関する最近の話題と研究 (2023)
  • Author(s): 宗田吉広, 関山恭代, 須田智子, 宮崎綾子, 新開浩樹, 廣瀬健右, 上西博英, 北澤春樹
  • Journal Title: 豚病会報 Volume: 81 Pages: 30-38
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Lactiplantibacillus plantarum Strains Modulate Intestinal Innate Immune Response and Increase Resistance to Enterotoxigenic Escherichia coli Infection (2022)
  • Author(s): Baillo Ayelen、Villena Julio、Albarracin Leonardo、Tomokiyo Mikado、Elean Mariano、Fukuyama Kohtaro、Quilodran-Vega Sandra、Fadda Silvina、Kitazawa Haruki
  • Journal Title: Microorganisms Volume: 11:63 Pages: 1～17
  • DOI: 10.3390/microorganisms11010063
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The Mucus Binding Factor Is Not Necessary for Lacticaseibacillus rhamnosus CRL1505 to Exert Its Immunomodulatory Activities in Local and Distal Mucosal Sites (2022)
  • Author(s): Tomotsune Kae、Raya Tonetti Fernanda、Mizuno Hiroya、Elean Mariano、Fukuyama Kohtaro、Zhou Binghui、Ikeda-Ohtsubo Wakako、Nishiyama Keita、Yamamura Akihiro、Karasawa Hideaki、Ohnuma Shinobu、Horii Akira、Saito Tadao、Kitazawa Haruki、Villena Julio
  • Journal Title: International Journal of Molecular Sciences Volume: 23:14357 Pages: 1～17
  • DOI: 10.3390/ijms232214357
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Immunomodulatory Effects of Probiotics: A Novel Preventive Approach for the Control of Bovine Mastitis (2022)
  • Author(s): Kober A. K. M. Humayun、Saha Sudeb、Islam Md. Aminul、Rajoka Muhammad Shahid Riaz、Fukuyama Kohtaro、Aso Hisashi、Villena Julio、Kitazawa Haruki
  • Journal Title: Microorganisms Volume: 10:2255 Pages: 1～17
  • DOI: 10.3390/microorganisms10112255
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The Ability of Postimmunobiotics from L. rhamnosus CRL1505 to Protect against Respiratory Syncytial Virus and Pneumococcal Super-Infection Is a Strain-Dependent Characteristic (2022)
  • Author(s): Raya Tonetti Fernanda、Clua Patricia、Fukuyama Kohtaro、Marcial Guillermo、Sacur Jacinto、Marranzino Gabriela、Tomokiyo Mikado、Vizoso-Pinto Guadalupe、Garcia-Cancino Apolinaria、Kurata Shoichiro、Kitazawa Haruki、Villena Julio
  • Journal Title: Microorganisms Volume: 10:2185 Pages: 1～22
  • DOI: 10.3390/microorganisms10112185
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Lactiplantibacillus plantarum LOC1 Isolated from Fresh Tea Leaves Modulates Macrophage Response to TLR4 Activation (2022)
  • Author(s): Suzuki Masahiko、Albarracin Leonardo、Tsujikawa Yuji、Fukuyama Kohtaro、Sakane Iwao、Villena Julio、Kitazawa Haruki
  • Journal Title: Foods Volume: 11:3257 Pages: 1～24
  • DOI: 10.3390/foods11203257
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Modulation of Alveolar Macrophages by Postimmunobiotics: Impact on TLR3-Mediated Antiviral Respiratory Immunity (2022)
  • Author(s): Tomokiyo Mikado、Tonetti Fernanda Raya、Yamamuro Hikari、Shibata Ryoko、Fukuyama Kohtaro、Gobbato Nadia、Albarracin Leonardo、Rajoka Muhammad Shahid Riaz、Kober A. K. M. Humayun、Ikeda-Ohtsubo Wakako、Villena Julio、Kitazawa Haruki
  • Journal Title: Cells Volume: 11:2986 Pages: 1～23
  • DOI: 10.3390/cells11192986
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Respiratory Commensal Bacteria Increase Protection against Hypermucoviscous Carbapenem-Resistant Klebsiella pneumoniae ST25 Infection (2022)
  • Author(s): Dentice Maidana Stefania、Ortiz Moyano Ramiro、Vargas Juan Martin、Fukuyama Kohtaro、Kurata Shoichiro、Melnikov Vyacheslav、Jure Maria Angela、Kitazawa Haruki、Villena Julio
  • Journal Title: Pathogens Volume: 11:1063 Pages: 1～11
  • DOI: 10.3390/pathogens11091063
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Genomic Characterization of Lactiplantibacillus plantarum Strains Possessing Differential Antiviral Immunomodulatory Activities (2022)
  • Author(s): Albarracin Leonardo、Raya Tonetti Fernanda、Fukuyama Kohtaro、Suda Yoshihito、Zhou Binghui、Baillo Ayelen A.、Fadda Silvina、Saavedra Lucila、Kurata Shoichiro、Hebert Elvira M.、Kitazawa Haruki、Villena Julio
  • Journal Title: Bacteria Volume: 1 Pages: 136～160
  • DOI: 10.3390/bacteria1030012
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Genomic and Immunological Characterization of Hypermucoviscous Carbapenem-Resistant Klebsiella pneumoniae ST25 Isolates from Northwest Argentina (2022)
  • Author(s): Albarracin Leonardo、Ortiz Moyano Ramiro、Vargas Juan Martin、Andrade Bruno G. N.、Cortez Zamar Juan、Dentice Maidana Stefania、Fukuyama Kohtaro、Kurata Shoichiro、Jure Maria Angela、Kitazawa Haruki、Villena Julio
  • Journal Title: International Journal of Molecular Sciences Volume: 23:7361 Pages: 1～20
  • DOI: 10.3390/ijms23137361
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Editorial: Malnutrition and Infections (2022)
  • Author(s): Villena Julio、Kitazawa Haruki、Al Kassaa Imad、Alvarez Susana
  • Journal Title: Frontiers in Nutrition Volume: 9:897780 Pages: 1-2
  • DOI: 10.3389/fnut.2022.897780
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The role of respiratory microbiota in the protection against viral diseases: respiratory commensal bacteria as next-generation probiotics for COVID-19 (2022)
  • Author(s): ANDRADE Bruno G. N.、CUADRAT Rafael R. C.、TONETTI Fernanda Raya、KITAZAWA Haruki、VILLENA Julio
  • Journal Title: Bioscience of Microbiota, Food and Health Volume: 41 Pages: 94～102
  • DOI: 10.12938/bmfh.2022-009
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 緑茶葉より単離した乳酸菌のIL-12発現誘導の作用機序の解析 (2022)
  • Author(s): 鈴木 政彦、辻川 勇治、坂根 巌、Julio Villena、北澤春樹、薩 秀夫
  • Organizer: 日本食品免疫学会第１８回学術大会(JAFI2022)
• [Presentation] Lactobacillus delbrueckii TUA4408Lが生産する抗ウイルス性イムノジェニクスの解明 (2022)
  • Author(s): 今村圭哉、須田義人、北澤春樹(会員外:船橋龍太郎、荒木祥太、周冰 卉、大坪和香子、山下順弘、菅原 誠、Julio Villena、宮﨑綾子)
  • Organizer: 日本食品免疫学会第１８回学術大会(JAFI2022)
• [Presentation] Postimmunobiotics: promising alternatives to combat viral infectious diseases (2022)
  • Author(s): Haruki Kitazawa
  • Organizer: The Special Seminar in INSIBIO
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Immunomodulatory potential of EPS produced by LAB for the dairy industry (2022)
  • Author(s): Hafiza Mahreen Mehwish, Md. Shahid Riaz Rajoka, KAKM Humayun Kober, Tomokiyo Mikado, Binghui Zhou, Wakako Ikeda-Ohtsubo, Haruki Kitazawa
  • Organizer: 日本畜産学会第130回大会
• [Presentation] Evaluation of anti-inflammatory immunobiotics in bovine mammary epithelial cells (2022)
  • Author(s): 福山 皓太朗, 高木 理宏, MD Aminul Islam、Muhammad, Shahid Riaz Rajoka, AKM, Humayun Kobe, 大坪 和香子, 野地 智, 麻生 久, Julio Villena, 北澤 春樹
  • Organizer: 日本畜産学会第130回大会
• [Presentation] Advanced development of an in-vitro IBD model for the selection of immunobiotics (2022)
  • Author(s): 笠原 日菜子, AKM Humayun Kober、Muhammad Shahid Riaz Rajoka, 周 冰卉, 大坪 和香子, Julio Villena, 北澤 春樹
  • Organizer: 日本畜産学会第130回大会
• [Presentation] Basic research on growth improvement of immunosynbiotic (2022)
  • Author(s): 周 冰卉, 劉 瑛琦, 櫻井 美月, AKM, Humayun Kober、Muhammad Shahid Riaz Rajoka, 大坪 和香子, Julio Villena, 北澤 春樹
  • Organizer: 日本畜産学会第130回大会
• [Presentation] 「ポストイムノバイオティクス」の呼吸器モデル系による抗ウイルス免疫評価 (2022)
  • Author(s): 友清 帝, 山室 ひかり, 柴田 涼子, 福山 皓太朗, Leonardo Albarracin, 大坪 和香子, Julio Villena, 北澤 春樹
  • Organizer: 日本畜産学会第130回大会
• [Presentation] ロタウイルス感染低減性イムノバイオティクスの選抜及び評価 (2022)
  • Author(s): 荒木祥多, 北原秀悟, 扇 隆介, 櫻井美月, 周 冰卉, 庄 涛, 宮﨑綾子, 宮澤光太郎, 大坪和香子, 麻生 久, 北澤春樹
  • Organizer: 酪農科学シンポジウム2022
• [Presentation] Survival of immunobiotics in the GI tract for immunosynbiotic development (2022)
  • Author(s): Binghui Zhou, AKM Humayun Kober, Muhammad Shahid Riaz Rajoka, Wakako Ikeda-Ohtsubo, Julio Villena, Haruki Kitazawa
  • Organizer: 酪農科学シンポジウム2022
• [Presentation] 乳酸桿菌表層タンパク由来イムノジェニクスの解明 (2022)
  • Author(s): 山室ひかり, 友清 帝, 柴田諒子, 周 冰卉, Julio Villena, Leonard Albarracin, 大坪和香子, 北澤春樹
  • Organizer: 酪農科学シンポジウム2022
• [Presentation] (ポスト)イムノバイオティクス 免疫力を底上げする有用微生物の将来性 (2022)
  • Author(s): 北澤春樹
  • Organizer: 宮城県食品産業協議会 令和４年度記念講演会
  • Invited
• [Presentation] 安全安心な持続的家畜生産に貢献するイムノバイオティクス ～モルッカの新たな一面～ (2022)
  • Author(s): 北澤春樹
  • Organizer: 国際養鶏養豚総合展（IPPS）2022
  • Invited
• [Presentation] 「次世代継承型イムノバイオティクス」の創成 (2022)
  • Author(s): 北澤春樹
  • Organizer: 第３５回 秋田県 排尿・生殖研究会
  • Invited
• [Presentation] 抗ウイルス性イムノバイオティクスの応用基盤研究 (2022)
  • Author(s): 北澤春樹
  • Organizer: 第55 回日本無菌生物ノートバイオロジー学会総会（シンポジウム1）
  • Invited
• [Remarks] 食と農免疫国際教育研究センター
  • URL: https://www.agri.tohoku.ac.jp/jp/center/agri_cfai/