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伝統的発酵食品由来乳酸菌を用いた腸内常在菌叢制御による腸管内ポリアミン濃度最適化

研究課題

研究課題/領域番号 20H02908
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分38020:応用微生物学関連
研究機関近畿大学

研究代表者

栗原 新  近畿大学, 生物理工学部, 准教授 (20630966)

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2021年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2020年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
キーワードポリアミン / 発酵食品 / Latilacto. curvatus / Staphy. epidermidis / かぶらずし / みそ / 発酵食品由来細菌 / プロバイオティクス / 酒粕 / プトレッシン / 乳酸菌 / 腸内細菌 / Latilactobacillus / Staphylococcus / 代謝産物
研究開始時の研究の概要

「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。

研究成果の概要

ポリアミンは、末端にアミノ基を持つ脂肪族炭化水素であり、その摂取により動物の健康寿命が延伸することが報告されている。本研究では我々が新たに開発したポリアミンの比色簡易定量法にて、2種の発酵食品由来細菌を分離した。次に、分離細菌を定着させたノトバイオートマウスを用いて宿主腸管におけるポリアミン産生を確認した。また、ヒト腸内常在細菌の最優勢種の一斉培養システムを改良するとともに、ヒト常在腸内細菌であるBacteroides thetaiotaomicronのポリアミン合成系を解析した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年世界中の研究者がポリアミン摂取の健康寿命延伸効果を報告しているが、ヒトにおいてはポリアミンを高濃度で含む食品素材が存在しないために、十分な摂取量を確保できていない。本研究で分離した食品由来細菌は、ノトバイオートマウス腸管内でポリアミン産生に寄与することが明らかとなったことから、上記課題の解決に繋がると考えられる。また、未解明の腸内細菌によるポリアミンの合成系について培養を伴う研究により、遺伝学的・生化学的な知見を得た。さらに、培養が困難なことが知られているヒト腸内常在細菌を網羅的に培養できる培養法を開発した。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Isolation of the high polyamine-producing bacterium <i>Staphylococcus epidermidis</i> FB146 from fermented foods and identification of polyamine-related genes2023

    • 著者名/発表者名
      SHIRASAWA Hideto、NISHIYAMA Chisato、HIRANO Rika、KOYANAGI Takashi、OKUDA Shujiro、TAKAGI Hiroki、KURIHARA Shin
    • 雑誌名

      Bioscience of Microbiota, Food and Health

      巻: 42 号: 1 ページ: 24-33

    • DOI

      10.12938/bmfh.2022-011

    • ISSN
      2186-3342
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] N-Carbamoylputrescine Amidohydrolase of Bacteroides thetaiotaomicron, a Dominant Species of the Human Gut Microbiota2023

    • 著者名/発表者名
      Shimokawa Hiromi、Sakanaka Mikiyasu、Fujisawa Yuki、Ohta Hirokazu、Sugiyama Yuta、Kurihara Shin
    • 雑誌名

      Biomedicines

      巻: 11 号: 4 ページ: 1123-1123

    • DOI

      10.3390/biomedicines11041123

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Putrescine Production by Latilactobacillus curvatus KP 3-4 Isolated from Fermented Foods2022

    • 著者名/発表者名
      Hirano Rika、Kume Aiko、Nishiyama Chisato、Honda Ryosuke、Shirasawa Hideto、Ling Yiwei、Sugiyama Yuta、Nara Misaki、Shimokawa Hiromi、Kawada Hiroki、Koyanagi Takashi、Ashida Hisashi、Okuda Shujiro、Matsumoto Mitsuharu、Takagi Hiroki、Kurihara Shin
    • 雑誌名

      Microorganisms

      巻: 10 号: 4 ページ: 697-697

    • DOI

      10.3390/microorganisms10040697

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Health-Promoting Effects of Dietary Polyamines2021

    • 著者名/発表者名
      Hirano Rika、Shirasawa Hideto、Kurihara Shin
    • 雑誌名

      Medical Sciences

      巻: 9 号: 1 ページ: 8-8

    • DOI

      10.3390/medsci9010008

    • 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
  • [雑誌論文] The importance of genetic research on the dominant species of human intestinal indigenous microbiota2021

    • 著者名/発表者名
      KURIHARA Shin
    • 雑誌名

      Bioscience of Microbiota, Food and Health

      巻: 40 号: 1 ページ: 19-26

    • DOI

      10.12938/bmfh.2020-011

    • NAID

      130007966550

    • ISSN
      2186-3342
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 発酵食品に由来するポリアミン高産生菌を用いたポリアミン含有飲料の開発2023

    • 著者名/発表者名
      児玉成美、中村花恵、白澤秀斗、梅田雅大、小栁喬、栗原新
    • 学会等名
      日本ポリアミン学会 第13回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] The importance of nutrition considering the function of the indigenous microbiota in the gut2022

    • 著者名/発表者名
      Shin Kurihara
    • 学会等名
      22nd International Congress of Nutrition
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 食品成分を用いた腸内細菌叢の制御2022

    • 著者名/発表者名
      栗原新
    • 学会等名
      第2回 腸内デザイン学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 腸内細菌のアミン化合物の産生機構とその機能2022

    • 著者名/発表者名
      栗原新
    • 学会等名
      第34回微生物シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 発酵食品に由来するポリアミン高産生菌Staphylococcus epidermidis FB146のポリアミン関連遺伝子の同定2022

    • 著者名/発表者名
      白澤秀斗、西山知里、平野里佳、小栁喬、奥田 修二郎、高木宏樹、栗原新
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] プトレッシンを産生する新規プロバイオティクス候補乳酸菌Latilactobacillus curvatus KP 3-4の分離と解析2022

    • 著者名/発表者名
      平野 里佳、本田 涼将、西山 知里、白澤 秀斗、下川 ひろみ、河田 明輝、凌 一葦、小栁 喬、芦田 久、奥田 修二郎、高木 宏樹、栗原 新
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 発酵食品由来ポリアミン高生産菌Staphylococcus epidermidisの分離と全ゲノム解析2021

    • 著者名/発表者名
      白澤 秀斗、西山 知里、平野 里佳、小栁 喬、高木 宏樹、栗原 新
    • 学会等名
      2021年度日本乳酸菌学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] かぶらずし由来Latilactobacillus curvatus KP 3-4のプトレッシン産生機構の解明を目的とした全ゲノム解析2021

    • 著者名/発表者名
      平野 里佳、本田 涼将、西山 知里、白澤 秀斗、下川 ひろみ、河田 明輝、凌 一葦、小栁 喬、芦田 久、奥田 修二郎、高木 宏樹、栗原 新
    • 学会等名
      2021年度日本乳酸菌学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 発酵食品に由来するポリアミン高産生菌Staphylococcus epidermidis FB146のプトレッシン産生機構の解明を目的とした全ゲノム解析2021

    • 著者名/発表者名
      白澤秀斗、西山知里、平野里佳、小栁喬、奥田 修二郎、高木宏樹、栗原新
    • 学会等名
      日本ポリアミン学会 第12回年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 発酵食品由来乳酸菌Latilactobacillus curvatus KP 3-4 はオルニチンデカルボキシラーゼを介してプトレッシンを合成する2021

    • 著者名/発表者名
      平野 里佳、本田 涼将、西山 知里、白澤 秀斗、下川 ひろみ、河田 明輝、凌 一葦、小栁 喬、芦田 久、奥田 修二郎、高木 宏樹、栗原 新
    • 学会等名
      日本ポリアミン学会 第12回年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 発酵食品に由来する高ポリアミン産生菌Staphylococcus epidermidisの分離と解析2021

    • 著者名/発表者名
      白澤 秀斗、平野 里佳、栗原 新
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Proteus mirabilisのプトレッシンエクスポーターPstSCABの同定2021

    • 著者名/発表者名
      平野 里佳、太田 宏一、杉山 友太、紺谷 優季、阪中 幹祥、栗原 新
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] かぶらずし由来プトレッシン産生乳酸菌Lactobacillus curvatus KP3-4の分離2020

    • 著者名/発表者名
      本田 涼将、白澤 秀斗、河田 明輝、平野 里佳、小栁 喬、芦田 久、栗原 新
    • 学会等名
      日本乳酸菌学会2020年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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