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なぜビフィズス菌は腸内に定着できるのか?- 腸内細菌との共生から紐解く生存戦略

研究課題

研究課題/領域番号 20K15438
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分38020:応用微生物学関連
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

西山 啓太  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (40756029)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード腸内細菌 / ビフィズス菌 / 共生 / 代謝産物 / 定着 / 接着 / 線毛 / 感染予防
研究開始時の研究の概要

ビフィズス菌はヒト腸内環境の恒常性維持に密接に関わるが,腸内での定着機構は不明な点が多い。申請者は,腸内細菌の相互関係を司る代謝産物に着目し,ヒト便培養液からビフィズス菌の定着因子である線毛の重合反応を誘導する代謝産物AAAを見出した。本研究では,(1)AAA産生菌の分離と同定,(2)AAA産生菌とビフィズス菌のマウス共生モデルを用いた定着試験を実施し,ビフィズス菌の新たな腸内定着機構の証明を目指す。

研究成果の概要

腸内細菌は芳香族アミノ酸を様々な物質に変換し,宿主の生理状態に多くの影響を及ぼすことが知られている。本研究では,BacteroidesとLactobacillusの協調的代謝から産生される芳香族アミノ酸の代謝産物AAAがBifidobacteriumの線毛の発現を誘導し腸内定着を促進することを見出した。本知見は,腸内細菌が産生する特定の代謝産物がBifidobacteriumの腸管定着を制御するシグナル分子として作用することを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Bifidobacteriumはヒト消化管に生息する共生細菌であり宿主の腸内環境の恒常性維持に密接に関わる。しかし,どのようにしてビフィズス菌はヒト腸内に定着できるのかという疑問に対して不明な点が多い。本研究では,ビフィズス菌の腸管定着因子である線毛発現を誘導する代謝産物AAAを産生する腸内細菌を同定し,ビフィズス菌とこれらの細菌との共生により腸内定着が促進されること,さらにAAAは病原性細菌の生育を抑制する,興味深い共生関係を見出した。これらは,ビフィズス菌の新たな腸内定着機構を明らかにしたと共に,ヒト腸内細菌叢の形成と維持の理解に向けた知見を与えるものと考える。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 7件)

  • [雑誌論文] シアル酸がもたらす腸内細菌叢への影響と機能2022

    • 著者名/発表者名
      西山啓太,向井孝夫
    • 雑誌名

      Glycoforum

      巻: 25 号: 2 ページ: A3J

    • DOI

      10.32285/glycoforum.25A3J

    • ISSN
      1349-9416
    • 年月日
      2022-04-01
    • 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] Roles of the Cell Surface Architecture of Bacteroides and Bifidobacterium in the Gut Colonization2021

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama Keita、Yokoi Tatsunari、Sugiyama Makoto、Osawa Ro、Mukai Takao、Okada Nobuhiko
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 12 ページ: 754819-754819

    • DOI

      10.3389/fmicb.2021.754819

    • 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] Extracellular Vesicles Produced by Bifidobacterium longum Export Mucin-Binding Proteins2020

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama Keita、Takaki Takashi、Sugiyama Makoto、Fukuda Itsuko、Aiso Maho、Mukai Takao、Odamaki Toshitaka、Xiao Jin-zhong、Osawa Ro、Okada Nobuhiko
    • 雑誌名

      Applied and Environmental Microbiology

      巻: 86 号: 19

    • DOI

      10.1128/aem.01464-20

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Bifidobacteriumの消化管定着に寄与する細胞表層構造物の役割2022

    • 著者名/発表者名
      西山啓太
    • 学会等名
      第95回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Bacterial-surface protein and gut colonization2022

    • 著者名/発表者名
      西山啓太
    • 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
    • 招待講演
  • [学会発表] Bacterial-surface architecture and host colonization2021

    • 著者名/発表者名
      Keita Nishiyama
    • 学会等名
      The 11th Asian Conference for Lactic Acid Bacteria
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 腸内細菌の相互作用を司る代謝産物から紐解くビフィズス菌の消化管定着2021

    • 著者名/発表者名
      西山啓太
    • 学会等名
      ビフィズス菌研究会設立記念第1回シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 腸内細菌が産生する代謝産物から紐解く細菌の共生機構2021

    • 著者名/発表者名
      西山啓太
    • 学会等名
      日本生物工学会東日本支部 賀詞交換会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 糖鎖を介した腸内細菌と宿主のクロストーク2020

    • 著者名/発表者名
      西山啓太
    • 学会等名
      第22回比較グライコーム研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 第32回日本薬学会生物系薬学部会 微生物シンポジウム2020

    • 著者名/発表者名
      西山啓太
    • 学会等名
      細菌の共生から紐解く腸内細菌の消化管定着
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2023-01-30  

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