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発酵食品細菌や腸内細菌によって生産される膜小胞の生理機能の解明と応用

研究課題

研究課題/領域番号 21K05352
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
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

倉田 淳志  近畿大学, 農学部, 教授 (10416000)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード細胞外膜小胞 / 腸内細菌 / 抗体 / 蛍光顕微鏡観察 / 免疫賦活作用 / タンパク質 / サイトカイン / Toll様受容体 / 乳酸菌 / ビフィズス菌 / ランダム変異導入 / 免疫賦活 / 核酸 / リポタンパク質
研究開始時の研究の概要

発酵食品細菌や腸内共生細菌は細胞外に多様な物質を生産し、これらの発酵産物が我々の健康増進に寄与していることは経験的に明白である。申請者の研究から、「細菌が菌体外に放出する細胞外膜小胞は、ナノサイズの発酵産物である」と考えることができる。この膜小胞が免疫賦活作用を示すことを実証できたので、共生細菌由来のナノサイズの発酵産物の有効活用技術を開発する。

研究成果の概要

腸内細菌は、細胞外膜小胞(MVs)と呼ばれる代謝物を介して、宿主の生体機能へ重大な影響を与える。本提案では、独自に発酵食品細菌や腸内細菌のMVsを対象に生理機能を解明して、新たな免疫賦活剤を開発する。研究の結果、乳酸菌やビフィズス菌のMVsについて物理化学的、生化学的、機能的な特性を解明できた。これらのMV画分から、免疫賦活作用を示すタンパク質を発見した。免疫細胞や腸管上皮細胞に対するこれらのMVsの作用機序を明らかにした。細胞外MVsを高生産する培地条件を見出した。ランダム変異導入により、細胞外MVsの高生産株を育種した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

腸内細菌が放出するMVsは、宿主の免疫賦活作用を示すため、ワクチンアジュバントへの応用が期待される。しかしMVsによって増強される免疫応答は不明であり、MVsによる宿主細胞への作用機序も不明である。MVsの生産機構は不明であり、免疫賦活能に優れたMVsの高生産株は育種されていない。MVsの活用には、これらの点を解明する必要があり、本研究成果はこれらの問題点の解決に寄与する。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 備考 (6件)

  • [雑誌論文] Activation of the toll-like receptor 2 signaling pathway by GAPDH from bacterial strain RD0553282023

    • 著者名/発表者名
      Kurata Atsushi、Takeuchi Shimpei、Fujiwara Ryo、Tamura Kento、Imai Tomoya、Yamasaki-Yashiki Shino、Onuma Hiroki、Fukuta Yasuhisa、Shirasaka Norifumi、Uegaki Koichi
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 87 号: 8 ページ: 907-915

    • DOI

      10.1093/bbb/zbad059

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancement of IgA production by membrane vesicles derived from Bifidobacterium longum subsp. infantis,2023

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Kurata, Shino Yamasaki-Yashiki, Tomoya Imai, Ayano Miyazaki, Keito Watanabe, Koichi Uegaki
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 87 (1) 号: 1 ページ: 119-128

    • DOI

      10.1093/bbb/zbac172

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Characterization of extracellular vesicles from Lactiplantibacillus plantarum2022

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Kurata, Shogo Kiyohara, Tomoya Imai, Shino Yamasaki-Yashiki, Nobuhiro Zaima, Tatsuya Moriyama, Noriaki Kishimoto, Koichi Uegaki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 (13330) 号: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1038/s41598-022-17629-7

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 乳酸菌が放出する細胞外膜小胞の特性2022

    • 著者名/発表者名
      倉田淳志
    • 雑誌名

      日本乳酸菌学会誌

      巻: 33 (3) ページ: 179-185

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Influence of mutation in the regulatory domain of α-isopropylmalate synthase from <i>Saccharomyces cerevisiae</i> on its activity and feedback inhibition2022

    • 著者名/発表者名
      Takagi Hironobu、Yamamoto Kazuki、Matsuo Yoshifumi、Furuie Miki、Kasayuki Yasuha、Ohtani Rina、Shiotani Mizuki、Hasegawa Tetsuya、Ohnishi Toru、Ohashi Masataka、Johzuka Katsuki、Kurata Atsushi、Uegaki Koichi
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: - 号: 6 ページ: 755-762

    • DOI

      10.1093/bbb/zbac045

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 乳酸菌細胞外膜小胞の高生産条件の検討2023

    • 著者名/発表者名
      前田 朝海、倉田 淳志、河野 健一、上垣 浩一
    • 学会等名
      日本乳酸菌学会 2023 年度大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] RD055328 株由来の GAPDH による TLR2 シグナル伝達経路の活性化2023

    • 著者名/発表者名
      藤原 遼、石崎 真尋、竹内 慎平、田村 健人、倉田 淳志、山崎 思乃、今井 友也、 上垣 浩一
    • 学会等名
      日本乳酸菌学会 2023 年度大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 乳酸菌が産生する細胞外膜小胞の高生産条件の検討2023

    • 著者名/発表者名
      前田朝海, 倉田淳志, 河野健一, 上垣浩一
    • 学会等名
      第75回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Bifidobacterium dentiumのMVsが示すJurkat細胞の増殖抑制効果2023

    • 著者名/発表者名
      前田瑞歩, 入江健太, 岡田美玖, 福田隆志, 川本純, 今井友也, 栗原達夫, 倉田淳志, 上垣 浩一
    • 学会等名
      第75回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 腸内環境の恒常性の維持におけるプロバイオティクス由来の細胞外膜小胞の機能2023

    • 著者名/発表者名
      倉田淳志
    • 学会等名
      第96回日本生化学会大会(シンポジウム)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 乳酸菌細胞外膜小胞の高生産条件の開発2023

    • 著者名/発表者名
      前田 朝海、倉田 淳志、河野 健一、上垣 浩一
    • 学会等名
      第96回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 乳酸菌 RD055328 株由来の GAPDH の特性と細胞外膜小胞の精製2023

    • 著者名/発表者名
      藤原 遼、石崎 真尋、竹内 慎平、田村 健人、倉田 淳志、山崎 思乃、今井 友也、 上垣 浩一
    • 学会等名
      第96回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 腸内環境の恒常性維持における乳酸菌やビフィズス菌が放出する細胞外膜小胞の役割2023

    • 著者名/発表者名
      倉田 淳志
    • 学会等名
      Cytekウェブセミナー
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Bifidobacterium dentiumが生産するMVsの特性2022

    • 著者名/発表者名
      前田 瑞歩, 小西 莉子, 入江 健太, 岡田 美玖, 福田 隆志, 川本 純, 今井 友也, 栗原 達夫, 倉田 淳志, 上垣 浩一
    • 学会等名
      第74回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 壺造り純米黒酢より単離したAcetobacter pasteurianusのMVsの免疫賦活作用2022

    • 著者名/発表者名
      相松 光太、石田 隼斗、木村 友希、藤井 暁、長野 正信、今井 友也、倉田 淳志、上垣 浩一
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度 大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 壺づくり黒酢からJurkat細胞の増殖抑制作用を示すMVs生産細菌の探索2022

    • 著者名/発表者名
      石田 隼斗、相松 光太、木村 友希、藤井 暁、長野 正信、今井 友也、倉田 淳志、上垣 浩一
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度 大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Lactobacillus sp. RD055328によって生産される膜小胞の特性2022

    • 著者名/発表者名
      竹内 慎平、安井 萌香、田村 健人、倉田 淳志、山崎 思乃、今井 友也、上垣 浩一
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度 大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 高熱性古細菌 Pyrococcus abyssi 由来 N-acyl-D-amino 酸加水分解酵素の生化学的特性の解明2022

    • 著者名/発表者名
      米田 菜織、氷見山 幹基、長澤 壯柄、佐々本 康平、加塩 健悟、大嶋 真紀、倉田 淳志、中村 努、上垣 浩一
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度 大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 乳酸菌が放出する細胞外膜小胞の特性2021

    • 著者名/発表者名
      倉田 淳志
    • 学会等名
      日本乳酸菌学会設立30周年記念シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Novel TLR2 ligand of Lactiplantibacillus plantarum BMVs induces the pro/anti-inflammatory cytokines and IgA production2021

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Kurata
    • 学会等名
      EMBO Workshop; Bacterial membrane vesicles: Biogenesis, functions and medical applications
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] オープンイノベーションの創成を目指した全学横断型研究プロジェクト(研究クラスター)

    • URL

      https://www.kindai.ac.jp/rd/core/#module_table-type02_scroll

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] L plantarum genome shotgun sequencing project

    • URL

      https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/BPFY00000000.1/

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] extracellular solute-binding protein

    • URL

      https://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/acj51183

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] 乳酸菌が細胞外膜小胞を介して免疫を活性化する仕組みを解明

    • URL

      https://newscast.jp/news/5480460

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] 乳酸菌が免疫を活性化する仕組み

    • URL

      https://research-er.jp/articles/view/113994

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] オープンイノベーションの創成を目指した全学横断型研究プロジェクト(研究クラスター)

    • URL

      https://www.kindai.ac.jp/rd/core/#module_table-type02_scroll

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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