硫酸化ムチン結合性ビフィズス菌の腸管バリア機能に及ぼす影響と腸内定着機構の解析

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K06374
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: 向井 孝夫 北里大学, 獣医学部, 教授 (20229917)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 腸内細菌 / ビフィズス菌 / 腸管バリア機能

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、先行研究においてコール酸（CA）添加食給餌マウスでの腸管透過性亢進に腸内細菌が関与しているとのことが示唆されてきたことから，、CAが腸内細菌により変換され産生される二次胆汁酸であるデオキシコール酸（DCA）が腸管透過性亢進の一因ではないかと仮説をたて、DCAを投与することによる腸管透過性への影響を評価することとした。CA添加食給餌マウスにおける腸管透過性の亢進は、抗生物質の投与によって有意に抑制され、腸管透過性亢進には腸内細菌または腸内細菌の産生する物質が関与することが示唆された。一方で、DCA添加食給餌マウスにおいては、腸内細菌の有無に関わらず腸管透過性の亢進は見られず、本実験におけるマウス腸管透過性亢進はDCAの増加が原因ではないことが示唆された。また、結腸がん由来Caco-2細胞単層へのCA、DCAの添加は共に腸管バリアの低下を引き起こさず、これら胆汁酸が直接的には腸管バリア機能を低下させない可能性が示唆された。
第二に硫酸化糖鎖結合性ビフィズス菌の腸内定着性の証明とビフィズス菌の摂取による腸管バリア機能に及ぼす影響を評価するために，１）ビフィズス菌の硫酸化糖鎖結合因子を明らかにすること，２）腸管バリア機能を評価するための実験系を立ち上げることとした。第一にデータベース上で硫酸化糖鎖結合因子の候補を検索したところ，３種類の候補遺伝子が見いだされた。そこで，これらのノックアウト株の作成を試みたが現段階では３種類いずれもノックアウト株を得られていない。２）腸管バリア機能の評価系に関してはCaco-2 細胞を用いて経上皮電気抵抗値(TEER)を測定することで評価することとした。陽性コントロールとしてTNFα＋IFNγ処理で確実に抵抗値が低下することを確認したのち，目的とするビフィズス菌株の死菌体の作用を評価したが，抵抗値の低下を抑制することはできなかった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

ビフィズス菌の糖鎖結合因子のノックアウト株の取得に至っていないため。

Strategy for Future Research Activity

１）CA添加食給餌による腸管透過性の亢進の原因はDCAではなく、腸内細菌叢の変化によるものが大きいことが示唆された。しかしながら、CA投与による他の胆汁酸種への影響や、タンパク質レベルでの腸管バリア関連因子の発現量や局在といった腸内環境の変化について詳細は不明であり、さらに詳しく解析していく必要性がある。
２）ビフィズス菌の硫酸化糖鎖結合因子の候補遺伝子のノックアウト株を作製する。そのため，複数の組み換え法を用いて検討する。またバリア機能改善効果を評価するため，生菌体の評価系を作製することを検討する。