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プロバイオティクスがどのような機構で宿主動物と、あるいは微生物同士が相互作用(cross-talk)し、宿主に有益な効果をもたらすのかについての詳細は明らかでないことから、腸管出血性大腸菌O157:H7による無菌マウスの感染死をモデル動物実験系として用い、マウス感染死とその感染死予防を遺伝子発現プロファイリングおよび代謝物プロファイリングの手法を用いて評価した。無菌マウスにE.coli O157:H7とBifidobacterium longumをそれぞれ、あるいは両方を投与したノトバイオートマウスを作製し、それらの小腸柔毛上皮細胞およびパイエル板上に特殊に分化した上皮細胞を剥離・回収し、cDNAマイクロアレイを用いて遺伝子発現プロファイリングを行った。得られた数値データは多変量解析手法の一つである主成分分析法を用いてO157、B.longum、または両菌株投与群における腸管上皮細胞での遺伝子発現変動を時系列データとともに評価した。代謝物を分析した場合には、上記のノトバイオートマウスの盲腸内容物を採取し、核磁気共鳴(NMR)を用いてその低分子化合物を^1H-NMR法により網羅的にプロファイリングした。得られた^1H-NMRスペクトルは数値データに変換し、同様に主成分分析法を用いて評価した。B.longum単独投与マウス(BL)とO157単独投与マウス(EC)とではIECとFAEにおける遺伝子発現プロファイルが大きく異なったが、B.longum+O157投与マウス(BE)ではBLマウスとそのプロファイルが類似した。特にGO termで分類されるimmune responseやcytoskeletonに関る遺伝子群の変動が顕著であった。代謝物レベルでもBL、ECおよびBEのプロファイルは異なったが、やはりBEはBLのパターンと類似した。
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