2009 Fiscal Year Annual Research Report
宿主-微生物間相互作用情報に基づくプロバイオティクス評価系の構築
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20780105
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
福田 真嗣 The Institute of Physical and Chemical Research, 免疫系構築研究チーム, 基礎科学特別研究員 (80435677)
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| Keywords | プロバイオティクス / 腸内細菌 / 代謝物プロファイリング / 複合オミクス / 相互作用 / ビフィズス菌 / 遺伝子発現プロファイリング / ゲノム |
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| Research Abstract |
近年、多種多様な効果を持つプロバイオティクスが社会に導入されてきているが、それらがどのような機構で宿主と、あるいは微生物同士が相互作用し、宿主に有益な効果をもたらすのかについての詳細は明らかでない。そこで我々は、無菌マウスに限られた菌のみを定着させたモデル実験系を用いて宿主-腸内フローラ間相互作用を解析してきた。これまでの研究成果から、無菌マウスに腸管出血性大腸菌O157を投与すると7日以内に全例が死に至るが、典型的なプロバイオティクスであるBifidobacterium longumを前投与しておくと、その後のO157投与による感染死は予防され、成人の腸管内に常在するビフィズス菌であるBifidobacterium adolescentisを前投与しても感染死が予防できないことを明らかにした。Ol57による感染死を予防できるビフィズス菌2株と予防できないビフィズス菌2株を用いて、代謝物や発現遺伝子群の網羅的解析、すなわち複合オミクス解析により詳細な比較を行ったところ、感染死を予防できるビフィズス菌を定着させたマウスでは、短鎖脂肪酸の一つである酢酸が有意に多いことを見出した。ヒト大腸上皮株化細胞であるCaco-2細胞を用いてO157感染に対する酢酸の効果を調べたところ、酢酸を培地に加えるとO157が産生する病原因子の発現量に違いはないにもかかわらず、Caco-2細胞の細胞死が有意に抑制された。トランスクリプトーム解析結果から、酢酸によるマウス腸管上皮層での抗炎症応答が促進していることが明らかになった。ビフィズス菌の比較ゲノム解析結果から、感染死を予防できるビフィズス菌は主にフルクトースを取り込むABC型の糖質のトランスポーターをコードする遺伝子を有し、マウス腸管内で発現していることを明らかにした。以上の結果から、プロバイオティクスの効果の一因として、腸管内での高い糖代謝能が必要であることが示唆された。
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[Presentation] Gut environment assessment system based on multiple omics approach2010
Author(s)
Fukuda, S., Date, Y., Kato, T., Nakanishi, Y., Chikayama, E., Tsuboi, Y., Tsuneda, S., Moriya, S., Kikuchi, J., Ohno, H.
Organizer
National Institute of Health Human Microbiome Project Research Network Meeting
Place of Presentation
Houston
Year and Date
20100100
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[Presentation] Multiple Omics Identified Microbial Metabolites to Protect Host from Enterohemorrhagic Escherichia coli O157:H7 Lethal Infection2009
Author(s)
Fukuda, S., Nakanishi, Y., Toh, H., Yoshimura, K., Oshima, K., Tobe, T., Morita, H., Itoh, K., Kikuchi, J., Hattori, M., Ohno, H.
Organizer
14th International Congress of Mucosal Immunology
Place of Presentation
Boston
Year and Date
20090700
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[Presentation] Multiple Omics Identified Microbial Metabolites to Protect Host from Enterohemorrhagic Escherichia coli O157:H7 Lethal Infection2009
Author(s)
Fukuda, S., Nakanishi, Y., Toh, H., Yoshimura, K., Oshima, K., Tobe, T., Morita, H., Itoh, K., Kikuchi, J., Hattori, M., Ohno, H.
Organizer
The 8th International Workshop on Advanced Genomics
Place of Presentation
Tokyo
Year and Date
20090600
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