Optimization of polyamine levels in the intestinal tract by controlling gut microbiota using lactic acid bacteria from traditional fermented foods
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20H02908
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 38020:Applied microbiology-related
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
栗原 新 近畿大学, 生物理工学部, 准教授 (20630966)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小柳 喬 石川県立大学, 生物資源環境学部, 准教授 (20535041)
芦田 久 近畿大学, 生物理工学部, 教授 (40379087)
松本 光晴 協同乳業株式会社研究所, 研究所, 主幹研究員 (50505972)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2020: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
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| Keywords | ポリアミン / 乳酸菌 / 発酵食品 / 腸内細菌 / Staphylococcus / 代謝産物 |
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| Outline of Research at the Start |
「もう一つの臓器」と呼ばれる腸内常在菌叢を適切に制御し「病気の発信源」である大腸内の環境を最適化することは、健康寿命の延伸に大きく貢献する。本研究課題では腸内常在菌叢の主要な代謝産物であり、健康寿命の延伸に著効を示すことが近年明らかとなったポリアミンに注目し、ヒト腸内に優勢に存在する腸内細菌（ヒト腸内常在菌叢最優勢種）および伝統的発酵食品に由来する乳酸菌のポリアミン合成・輸送機構を遺伝子・タンパクレベルで解明する。次に同定した遺伝子の発現誘導によりポリアミンを高生産する技術を開発し、個別培養・混合培養・マウスモデルを用いて検証するとともに、宿主の健康増進効果を解析する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ポリアミンの摂取が動物の健康寿命延伸に大きく寄与していることが報告されている。発酵食品にはポリアミンを高濃度で含むものが存在し、このポリアミンは発酵微生物由来であると考えられる。これら食経験のある発酵微生物からポリアミンを高生産する細菌をスクリーニングできれば、その培養上清からポリアミン高含有サプリメントを作出できるほか、プロバイオティクスとして摂取した場合に消化管内でのポリアミン産生が期待される。
本研究では、様々な発酵食品から高濃度でポリアミンを産生する菌を分離することを目的として、発酵食品からMRS平板培地を用いて細菌を分離し、液体培養した分離株の培養上清中に含まれるプトレッシンの濃度をプトレッシンオキシダーゼを用いた簡易定量法でスクリーニングし、HPLCで定量した。
石川県産かぶらずしに由来するLactobacillus curvatus KP3-4の培養上清には167 μMのプトレッシンが検出された。一方で、プロバイオティクスとして用いられる代表的な乳酸菌およびL. curvatusの基準株のJCM 1096TとJCM 1091の培養上清からは、ポリアミンは検出されなかった。また、味噌に由来するStaphylococcus epidermidis FB146の培養上清には478 μMのプトレッシンが存在していた。一方で、代表的なStaphylococcus属細菌21菌種の基準株には、S. lugdunensis DSM 4804Tの培養上清中に数10 μMのプトレッシンが存在した以外には、ポリアミンは検出されなかった。
今後は分離したポリアミン高生産細菌の全ゲノムシーケンス等を通じて、ポリアミン高生産のメカニズムの解明を行い、動物実験等を通じて発酵食品由来細菌のポリアミンを通じた健康増進法を開発する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2種の発酵食品から2種のポリアミン高生産細菌を分離することに成功し、既に論文化を進めている。また、かぶらずし由来乳酸菌KP3-4についてはノトバイオートマウスを作成し、現在、糞便中のポリアミン濃度を解析中である。また、Lactobacillus curvatus KP3-4およびStaphylococcus epidermidis FB 146について、全ゲノムを解読中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
発酵食品からのポリアミン高産生菌の分離をさらに進める。また、全ゲノムを解読中であるLactobacillus curvatus KP3-4およびStaphylococcus epidermidis FB 146については、これらの発酵食品由来細菌のポリアミン高産生機構を遺伝子レベルで解析する。
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Report
(1 results)
Research Products
(5 results)
