2010 Fiscal Year Annual Research Report
複合オミックス解析によるプロバイオティクス因子の同定とその評価
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22780132
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
福田 真嗣 独立行政法人理化学研究所, 免疫系構築研究チーム, 研究員 (80435677)
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| Keywords | ビフィズス菌 / 酢酸 / O157 / マルチオーミクス / 腸内細菌 / プロバイオティクス / 病原性大腸菌 / 相互作用 |
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| Research Abstract |
腸内細菌叢(腸内フローラ)の改善による腸管関連疾患や感染症などの改善・予防効果が明らかになってきている。それと共にビフィズス菌などのプロバイオティクスの有用性が健康維持・予防医学の面から認識されているが、それらを裏づける科学的根拠は乏しかった。そこでわれわれは、腸管出血性大腸菌Ol57感染症に対するプロバイオティクスの効果について、マウスモデルを用いたマルチオーミクス解析手法を考案し、プロバイオティクスによるO157感染死予防機構について解析を行った。O157感染死を予防できるビフィズス菌と予防できないビフィズス菌を用い、代謝物や発現遺伝子群の網羅的解析、すなわちマルチオー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、予防できないものを定着させたマウスよりも糞便中の糖質の含量が有意に少なく、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特徴的に有しており、マウス腸管内で発現していることが明らかになった。この糖質のトランスポーター遺伝子を欠損させることでO157感染死を予防できなくなったことから、プロバイオティクスによるO157感染死予防効果の一因として、糖質のトランスポーターを介した高い糖代謝能(酢酸産生能)が重要であることが示唆された。
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[Journal Article] Bifidobacteria can protect from enteropathogenic infection through production of acetate2011
Author(s)
Fukuda, S., Toh, H., Hase, K., Oshima, K., Nakanishi, Y., Yoshimura, K., Tobe, T., Clarke, J. M., Topping, D. L., Suzuki, T., Taylor, T. D., Itoh, K., Kikuchi, J., Morita, H., Hattori, M., and Ohno, H
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Journal Title
Nature
Volume: 469
Pages: 543-547
Peer Reviewed
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