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2019 年度 実施状況報告書

高性能腸内細菌培養装置による生体大腸における異常腸内細菌叢の是正戦略を立てる

研究課題

研究課題/領域番号 18K05487
研究機関神戸大学

研究代表者

佐々木 建吾  神戸大学, 科学技術イノベーション研究科, 特命准教授 (50558301)

研究分担者 星 奈美子  神戸大学, 医学部附属病院, 講師 (40645214)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードBacillus coagulans / probiotics / microbiota / ulcerative colitis
研究実績の概要

Bacillus属に関連する菌種は胞子形成能を有しており、生存したまま大腸まで到達して発芽する事によりプロバイオティクスとしての効果を示す。乳酸菌Bacillus coagulansに関連する数菌種は、米国食品医薬品局(FDA)から安全性を認められたGenerally Recoginized As Safe(GRAS)を取得している。本研究では、Bacillus coagulans SANK70258(以下、ラクリス菌とする)が健常人ヒト腸内細菌叢に与える効果を調査してきた。本成果によりヒト腸内細菌叢に含まれる細菌種を網羅して、その多様性を維持しているIn vitroヒト大腸細菌叢モデルを開発して利用してきている。その結果、健常人モデルについてはラクリス菌は(炎症を惹起する事が報告されている)Enterobacteriaceae科に関連するBacteriaを抑制して(P=0.016)、Lachnospiraceae科に関連するBacteriaの生育を促していた(P=0.031)。また、ラクリス菌の投与により酪酸生成が増加していた(P=0.031)(酪酸はナイーブT細胞の制御性T細胞への分化誘導を促す)。
一方、潰瘍性大腸炎患者モデルの腸内細菌叢においても、ラクリス菌の投与によりEnterobacteriaceae科に関連するBacteriaの抑制が観察された(P=0.023)。しかし、Lachnospiraceae科に関連するBacteriaや酪酸生成の増加は認められなかったが、これはLachnopiraceae科に関連する細菌が潰瘍性大腸炎患者内には少ないからであると考えられる。
本研究において、ラクリス菌が健常人や潰瘍性大腸炎患者の腸内細菌叢に与える効果を示すことができたと考えられる。

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

2年目の目標は「Dysbiosis状態の患者腸内細菌叢モデルが候補物投与によりSymbiosis状態に近づいているか確認する」ことである。潰瘍性大腸炎患者の腸内細菌叢の特徴としてEnterobacteriaceae科が多いことが挙げられる。ラクリス菌は潰瘍性大腸炎患者の腸内細菌叢に対して抗菌作用によりEnterobacteriaceae科を抑制していた。このようにラクリス菌は、潰瘍性大腸炎患者に対する将来の投与物候補であると考えられる。候補投与物の特定に至っており、本研究は順調に進展していると考えられる。

今後の研究の推進方策

ヒト腸内細菌叢のDysbiosis状態をよりdrasticに変える投与物の組み合わせを探る。

次年度使用額が生じた理由

昨年度末に一部の物品の購入が滞ったため。次年度において、ヒト臨床検体(便)中の腸内細菌叢の解析に使用することを計画している。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 備考 (1件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] Effect of Resistant Starch on the Gut Microbiota and Its Metabolites in Patients with Coronary Artery Disease2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Naofumi、Sasaki Kengo、Sasaki Daisuke、Yamashita Tomoya、Fukuda Hajime、Hayashi Tomohiro、Tabata Tokiko、Osawa Ro、Hirata Ken-ichi、Kondo Akihiko
    • 雑誌名

      Journal of Atherosclerosis and Thrombosis

      巻: 26 ページ: 705~719

    • DOI

      10.5551/jat.47415

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Construction of a Model Culture System of Human Colonic Microbiota to Detect Decreased Lachnospiraceae Abundance and Butyrogenesis in the Feces of Ulcerative Colitis Patients2019

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Kengo、Inoue Jun、Sasaki Daisuke、Hoshi Namiko、Shirai Tomokazu、Fukuda Itsuko、Azuma Takeshi、Kondo Akihiko、Osawa Ro
    • 雑誌名

      Biotechnology Journal

      巻: 14 ページ: 1800555~1800555

    • DOI

      10.1002/biot.201800555

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Less biomass and intracellular glutamate in anodic biofilms lead to efficient electricity generation by microbial fuel cells2019

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Daisuke、Sasaki Kengo、Tsuge Yota、Kondo Akihiko
    • 雑誌名

      Biotechnology for Biofuels

      巻: 12 ページ: 72

    • DOI

      10.1186/s13068-019-1414-y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Butyryl-CoA:acetate CoA-transferase gene associated with the genus Roseburia is decreased in the gut microbiota of Japanese patients with ulcerative colitis2019

    • 著者名/発表者名
      SHINOHARA Ryohei、SASAKI Kengo、INOUE Jun、HOSHI Namiko、FUKUDA Itsuko、SASAKI Daisuke、KONDO Akihiko、OSAWA Ro
    • 雑誌名

      Bioscience of Microbiota, Food and Health

      巻: 38 ページ: 159~163

    • DOI

      https://doi.org/10.12938/bmfh.18-029

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bifidogenic and butyrogenic effects of young barely leaf extract in an in vitro human colonic microbiota model2019

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Daisuke、Sasaki Kengo、Kadowaki Yasushi、Aotsuka Yasuyuki、Kondo Akihiko
    • 雑誌名

      AMB Express

      巻: 9 ページ: 182

    • DOI

      10.1186/s13568-019-0911-5

    • 査読あり
  • [学会発表] 冠動脈疾患患者大腸フローラモデルによる候補投与物の調査2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木建吾・吉田尚史・佐々木大介・大澤朗・山下智也・近藤昭彦
    • 学会等名
      日本農芸化学会
  • [学会発表] バイオ電気化学的システムによる複合微生物系の制御2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木建吾・佐々木大介・森田仁彦・柘植陽太・近藤昭彦
    • 学会等名
      日本生物工学会
  • [学会発表] Regulation of Complex Microbial Communities to Develop a Sustainable and Healthy Society2019

    • 著者名/発表者名
      Kengo Sasaki
    • 学会等名
      KSBB Fall Meeting and International Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Designing microbial consortium for efficient utilization2019

    • 著者名/発表者名
      Kengo Sasaki
    • 学会等名
      Asian Synthetic Biology Association
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 健康・持続可能社会の構築に向けた複合微生物系(ヒト腸管・バイオガス発酵槽内)の制御2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木建吾
    • 学会等名
      日本生物工学会
    • 招待講演
  • [備考]

    • URL

      http://www2.kobe-u.ac.jp/~akondo/sasaki_kengo.html

  • [産業財産権] 食物繊維の哺乳動物腸内での分解性能または有機酸生産能を評価する方法2020

    • 発明者名
      佐々木大介・佐々木建吾・近藤昭彦
    • 権利者名
      佐々木大介・佐々木建吾・近藤昭彦
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2020-56736号
  • [産業財産権] 腸内環境改善組成物2019

    • 発明者名
      盤若明日香・坪田潤・佐々木建吾・佐々木大介・近藤昭彦
    • 権利者名
      盤若明日香・坪田潤・佐々木建吾・佐々木大介・近藤昭彦
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2019-065869号
  • [産業財産権] 整腸用組成物、善玉菌の培養方法、並びに飲食品、医薬部外品、又は医薬品2019

    • 発明者名
      佐々木建吾・佐々木大介・門脇靖司・青塚康幸
    • 権利者名
      佐々木建吾・佐々木大介・門脇靖司・青塚康幸
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2019-158205号

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公開日: 2021-01-27  

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