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腸内常在性乳酸菌の生体外機能強化系の確立と宿主への還元性評価

研究課題

研究課題/領域番号 19J22578
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分42010:動物生産科学関連
研究機関信州大学

研究代表者

生井 楓  信州大学, 総合医理工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2022-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2021年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2021年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2019年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード乳酸菌 / リボソーム工学 / 腸管常在性乳酸菌
研究開始時の研究の概要

本研究では、宿主の腸内環境に適応している腸内常在性乳酸菌を単離した後に、リボソーム工学(リボソーム攻撃性の抗生物質を用いて微生物に薬剤耐性変異を導入し、その潜在能力を引き出す手法)を適用し薬剤耐性変異株を取得する。そして、得られた変異株の機能性及び腸管定着性を細胞株及び炎症モデルマウスを用いて検証することで、宿主適応性と機能性を兼ね備えた乳酸菌創出の方法論確立を目指す研究である。

研究実績の概要

腸内細菌叢は食生活や遺伝的要因など様々な要因の影響を受け構成されるため、まるで指紋のように個体差(個人差)があることが分かっている。そのため、宿主の健康維持・増進を目的に研究されてる「プロバイオティクス」も接種する宿主の腸内細菌叢の影響を受け、その効果に差が出ることが指摘されている。実際、あらゆる宿主に対して効果のあるプロバイオティクス開発には至っておらず、課題である。そこで、既に宿主の腸内に定着している乳酸菌を単離し、機能性を強化することが出来れば、宿主に適合したプロバイオティクスを提供することが出来るのではないかと考えた。このことを踏まえ、前年度では乳酸菌のLactobacillus johnsoniiをマウス糞便より単離し、抗生物質であるストレプトマイシンを利用し、変異株を取得するリボソーム工学を適用した。本年度は変異株の種類を増やす為、再度同様のリボソーム工学を適用し、新たに3種類の変異株を取得した(全8種; K56N, K101R-R49G, P104H, K56R, K101R, K101M, K56S, K101E)。さらに、変異株の特徴付けのため、SDS-PAGEを用いて培養液上清中のタンパク質を解析した。結果として、特にK56N変異を有する変異株では野生株では見られないバンドが50 kDaの位置に出現しており、リボソーム工学により分泌タンパク質が変化したことが示された。取得した変異株の免疫応答の変化を検証する為、野生株及び各変異株の加熱死菌体をRAW264.7の培養液に添加した。その後、活性化マーカーである腫瘍壊死因子(TNF-α)量を測定した。結果として、P104H変異を有する株では野生株と比較し有意に高いTNF-αを誘導した。これらのことは腸管常在性乳酸菌を単離しリボソーム工学を適用することで、免疫調節作用を強化できることが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Ribosome-Engineered Lacticaseibacillus rhamnosus Strain GG Exhibits Cell Surface Glyceraldehyde-3-Phosphate Dehydrogenase Accumulation and Enhanced Adhesion to Human Colonic Mucin2020

    • 著者名/発表者名
      Ishida Minori、Namai Fu、Shigemori Suguru、Kajikawa Shoko、Tsukagoshi Masami、Sato Takashi、Ogita Tasuku、Shimosato Takeshi
    • 雑誌名

      Applied and Environmental Microbiology

      巻: 86 号: 20

    • DOI

      10.1128/aem.01448-20

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] A breeding strategy of ribosome engineering for probiotics enhances the adhesion to human colonic mucin in Lacticaseibacillus rhamnosus GG2021

    • 著者名/発表者名
      生井楓、重盛駿、下里剛士
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度仙台大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] IL-1Ra分泌乳酸菌組換え体の大腸炎における炎症改善効果と盲腸内細菌叢への影響2019

    • 著者名/発表者名
      生井楓、重盛駿、荻田佑、下里剛士
    • 学会等名
      日本畜産学会第126回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Oral Administration of a Genetically Modified Osteocalcin-Secreting Lactococcus Lactis Improves Carbohydrate Metabolism in High-Fat Diet-Induced Obese Mice2019

    • 著者名/発表者名
      Fu Namai, Suguru Shigemori, Tasuku Ogita, Takashi Sato, Takeshi Shimosato
    • 学会等名
      International scientific conference on probiotics, prebiotics, gut microbiota, and health
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-05-29   更新日: 2024-03-26  

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