新奇機能性食品素材の応用に向けたガセリ菌の膜小胞に関する研究

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K15770
• Research Institution: Sapporo Medical University
• Principal Investigator: 白石 宗 札幌医科大学, 医学部, 助教 (70725168)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: Lactobacillus gasseri / 膜小胞 / リポテイコ酸 / バイオジェニクス / プロバイオティクス

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、宿主と相互作用することが知られている「膜小胞（Membrane vesicle : MV）」に関して、乳酸菌のような有用細菌においてMVの知見がまだまだ少ないことに着目して、ヒト腸内乳酸菌の Lactobacillus gasseri のMVの免疫誘導能および、菌体との脂質構成や内包タンパク質の違いなどの特徴を明らかにすることで、MVを新たなバイオジェニクスとした機能性食品素材への応用の可能性を評価することを目的とした。今年度は以下の成果が得られた。
L. gasseri JCM 1131T および比較対象として Staphylococcus aureus ATCC 10832 を使用して、定常期後期の培養上清よりMVの精製を行った。精製方法は、一般的なMV精製法である超遠心を用いた。透過電子顕微鏡により、得られた画分中にMVの存在を確認した。 L. gasseri JCM 1131T と S. aureus ATCC 10832 から、それぞれ湿重量で7.0 mg/g cellと7.4 mg/g cellの粗精製MV画分が得られた。また、タンパク質および核酸含有量は、それぞれ L. gasseri で4.4 ug/mg、1.0 ug/mgであり、S. aureus で4.0 ug/mg、5.8 ng/mgだった。L. gasseri に比べて、S. aureus のMV画分の核酸量が少なく、興味が持たれるが、今後再現性も含めて評価を進める予定である。さらに、イムノブロットにより両者の粗精製MV画分には、リポテイコ酸も含まれていることが確認された。今後は、上記の再現性を確認するとともに、MVの免疫誘導能および、菌体との脂質構成や内包タンパク質の違いなどの特徴を明らかにする。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本研究では、ヒト腸内乳酸菌の L. gasseri のMVの免疫誘導能および、菌体との脂質構成や内包タンパク質の違いなどの特徴を明らかにすることで、MVを新たなバイオジェニクスとした機能性食品素材への応用の可能性を評価することが目的である。そのため、本年はL. gasseri JCM 1131T および比較対象として S. aureus ATCC 10832から粗精製MV画分を取得して、それぞれの回収率、含有タンパク質、核酸、リポテイコ酸の有無を比較した。しかし、MVの精製に時間がかかったため、次年度では早急に、免疫誘導能および、菌体との脂質構成や内包タンパク質の違いなどの特徴を明らかにする。以上のことから、当初の計画よりやや遅れていると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

次年度は、ヒト単球細胞株THP-1細胞とMV画分を使用してTHP-1細胞から産生されるIL-8, IL-6, TNF-a, IL-10, IL-12をELISA法によって定量することで免疫誘導能の評価を行う予定である。その他、L. gasseri と S. aureus における菌体由来およびMV由来の脂質構成比較、タンパク質のSDS-PAGE、銀染色による比較を行うことで、両者が有する脂質やタンパク質の違いを評価することで、免疫誘導能に差があった場合の原因の一端を明らかにできる可能性がある。

Causes of Carryover

当初の計画よりもやや遅れており、それに伴い本来行うはずであった試験等が出来なかったため次年度使用額が生じた。さらに、旅費として計画していた金額も、コロナ禍のため、未使用であった。次年度は、ヒト単球細胞の培養関連消耗品やELISAキット、脂質分析に関する費用が必要であり、これら消耗品の購入として繰り越した金額の使用を計画している。