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2016 年度 実施状況報告書

免疫賦活作用をもたらす乳酸菌の表層構造の解明と設計

研究課題

研究課題/領域番号 16K18302
研究機関関西大学

研究代表者

山崎 思乃  関西大学, 化学生命工学部, 助教 (50602182)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワード乳酸菌 / 免疫賦活 / IgA
研究実績の概要

ある種の乳酸菌は、腸管免疫系を活性化し、免疫グロブリン(Ig)Aの産生を誘導することで病原性細菌の感染を防ぐ。この乳酸菌のIgA産生誘導作用は、菌体表層と免疫細胞との直接的な相互作用により発現する。乳酸菌の菌体構造は培養環境により変化するため、表層構造を設計することでIgA産生誘導作用を強化・付与できると期待される。
本研究では、乳酸菌表層のIgA産生誘導作用をもたらす細胞壁成分とその受容体との結合に注目し、菌体の立体構造ゆえに生じる受容体との結合の多価性および結合の継続時間を速度論的に評価することで、IgA産生誘導作用をもたらす表層構造を明らかにすることを目的とする。
本年度は、IgA産生誘導作用を示す乳酸菌Lactobacillus antriをモデル菌株とし、IgA産生誘導作用をもたらす細胞壁成分の特定を行った。菌体の構造を保持したまま、SDS溶液による煮沸処理後、プロテアーゼによる除タンパク質、クロロホルムによる脱脂、ヌクレアーゼによる除核酸を順次行い、各菌体成分を除去したフラクションのIgA産生の増強能を測定したところ、脱脂処理によりIgA産生増強作用が低下した。逆にクロロホルム抽出物にはIgA産生誘導作用が認められたことから、本菌株の細胞壁脂質にIgA産生誘導作用があることを明らかにした。さらに、リポテイコ酸などの細胞壁脂質を菌体表層に露出させる効果があると考えられる溶菌酵素で菌体を処理するとIgA産生誘導作用が強まることを見出し、菌体表層に露出した脂質の密度や構造がIgA産生誘導作用に影響を及ぼすことを示した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の計画では、IgA産生誘導作用を示す乳酸菌のモデル菌株としてL. sakeiを予定していた。しかし、L. sakeiでは細胞壁以外の菌体成分がIgA産生誘導作用に関与することが判明したため、細胞壁成分にIgA産生誘導作用があるL. antriに変更したが、総合的に判断しておおむね順調であると考える。

今後の研究の推進方策

L. antriのIgA産生誘導作用をもたらす細胞壁成分としてToll様受容体2のリガンドとして報告のあるリポテイコ酸に注目していたが、リポテイコ酸以外の脂質成分の関与が示唆された。今後は、まずはその脂質成分の分離・同定を行った上で、平成29年度の計画に従い、リポテイコ酸あるいは同定した脂質成分と受容体との相互作用について表面プラズモン共鳴法を用いて解析していく。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Analysis of gene expression profiles of Lactobacillus Paracasei induced by direct contact with Saccharomyces Cerevisiae through recognition of yeast mannan2017

    • 著者名/発表者名
      Shino Yamasaki-Yashiki, Hiroshi Sawada, Masahiro Kino-oka, Yoshio Katakura
    • 雑誌名

      Bioscience of Microbiota, Food and Health

      巻: 36 ページ: 16-25

    • DOI

      10.12938/bmfh.BMFH-2016-015

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 共生する細菌の選択2017

    • 著者名/発表者名
      山崎(屋敷)思乃
    • 雑誌名

      生物工学会誌

      巻: 95 ページ: 38

    • 査読あり
  • [学会発表] Characterization and modulation of cell wall components of Lactobacillus antri for the enhanced production of intestinal IgA antibody2016

    • 著者名/発表者名
      Shino Yamasaki-Yashiki, Taku Toramoto, Jun Kunisawa, Yoshio Karakura
    • 学会等名
      5th AFSLAB International Symposium
    • 発表場所
      Taiwan
    • 年月日
      2016-11-28 – 2016-11-30
    • 国際学会
  • [学会発表] 腸管IgA産生を増強するLactobacillus antriの細胞壁成分の解析2016

    • 著者名/発表者名
      寅本 拓、山崎 思乃、國澤 純、片倉 啓雄
    • 学会等名
      第68回生物工学会大会
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2016-09-28 – 2016-09-28

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公開日: 2018-01-16  

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