2020 Fiscal Year Research-status Report

Improvement of alcohol-poisoning symptoms in mice by the oral administration of live Lactobacillus plantarum SN13T cells

Research Project

Project/Area Number	20K11510
Research Institution	Hiroshima University
Principal Investigator	杉山政則広島大学, 医系科学研究科(薬), 共同研究講座教授 (30106801)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	ナランダライダンシーツォーダロ広島大学, 医系科学研究科(薬), 特任助教 (00786072) 野田正文広島大学, 医系科学研究科(薬), 特任准教授 (40457289) 杉本幸子広島大学, 医系科学研究科(薬), 准教授 (60549012) 東川史子広島大学, 医系科学研究科(薬), 特任准教授 (70346534)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	植物乳酸菌 / 生薬 / 腸内細菌 / 盲腸 / 虫垂
Outline of Annual Research Achievements	炎症性腸疾患の発症に腸内細菌のRF32目細菌群とAkkermansia (A.) muciniphilaが密接に関与しているとの報告がある。本年度は、これら腸内細菌の増殖性を解析した。すなわち、エタノールを経口投与してアルコール中毒を誘発させたマウスから回収した盲腸内容物を、条件を変えて嫌気培養し、解析した。研究代表者らは以前、生薬の一種艾葉 (ガイヨウ：よもぎ) の熱水抽出液を培地として植物乳酸菌SN13T株を培養すると、本菌が増殖することを見出した。そこで、各種生薬抽出液を用意し、それぞれに盲腸（虫垂）内容物を添加し、腸内細菌の増殖性を観察した結果、山梔子 (サンシシ：クチナシの実) 、及び枸杞子 (クコシ：クコの実) の抽出液で何らかの細菌が増殖し、しかも添加前の盲腸内容物中のTMA量が半分以下に減少していた。次に、本研究室保存の植物乳酸菌を幾つか選び、山梔子および枸杞子抽出液を培地として増殖させ、その培養液（醗酵液）中に含まれるTMA量を測定した。その結果、いくつかの乳酸菌株で上記抽出液を発酵させた場合に、TMA産生量が著しく低下した。また、植物乳酸菌の培養液上清を培地に添加し、A. muciniphilaの増殖性について調べた。その結果、細胞外多糖体を産生する植物乳酸菌によりA. muciniphilaの増殖促進が観察された。興味深いことに、アルコール摂取または非摂取のマウスより回収した盲腸内容物と半透膜を隔ててA. muciniphilaを培養したところ、エタノール摂取させたサンプルは、非摂取サンプルと比べ、A. muciniphilaの増殖性が悪いことが確認された。このことは、アルコールの摂取により、盲腸内容物中にA. muciniphilaの増殖を抑制する物質が産生されることを示唆するものである。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason エタノール摂取マウスより回収した盲腸内容物を使ったin vitroアッセイの結果、炎症性腸疾患に対して有害菌であると考えられたRF32目細菌群の増殖を抑制する生薬と植物乳酸菌の組み合わせをいくつか見出すことができた。また、炎症性腸疾患の予防改善に有効であると考えられるA. muciniphilaにおいては、当初想定していた乳酸菌との共培養系では、両者の増殖速度の違いと乳酸生成によるpH低下によってA. muciniphilaの増殖が阻害されてしまうため、培養液上清を用いたアッセイ系に切り替えて実験を進めている。
Strategy for Future Research Activity	当初の計画通り、令和２年度に構築したアッセイ系を利用して、より優れた生薬エキスと乳酸菌株の組み合わせを調査するとともに、その発酵液からA. muciniphilaおよびRF32目細菌に影響を及ぼす機能性分子を精製し、その化学構造を決定したい。また、この盲腸内容物を使ったin vitroアッセイ系において、マイクロバイオーム解析ならびにメタボローム解析を試み、発酵液の添加による腸内細菌叢の変動を解析する。
Causes of Carryover	新型コロナウイルス感染症の影響で予定より研究が遅れ，それに伴い物品費に次年度使用が生じた。特に、A. muciniphilaの増殖に関わっていると考えられる植物乳酸菌SN13T株の作用が、A. muciniphilaに対して直接働きかけているものなのか、、他の腸内細菌群の増殖や代謝物を介する間接的なものなのか、追試する必要がある。その点について、令和3年度に実施するとともに、本件に関わる消耗品として使用する計画である。