植物寄生性LactobacillusによるNOD1活性化と消化管粘膜自然免疫増強

2007 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19658029
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 高田 春比古 東北大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (30135743)
• 研究分担者: 上原 亜希子 東北大学, 大学院・歯学研究科, 助教 (00431510) ; 北澤 春樹 東北大学, 大学院・農学研究科, 准教授 (10204885)
• キーワード: プロバイオテイクス / 免疫増強 / 自然免疫 / Lactobacillus plantarum / 植物寄生性乳酸菌 / ペプチドグリカン / NOD1 / NOD2

研究概要

近年、菌体成分をパターン認識して生体防御を担う自然免疫系の研究が飛躍的に進んだ。細菌細胞壁の骨格を成すペプチドグリカン(PGN)に関しては、Toll-like receptor (TLR)2に加えて、細胞内レセプターNOD1とNOD2が、それぞれジアミノピメリン酸(DAP)含有ペプチド構造とムラミルペプチド構造を認識する。プロバイオテイクスに頻用される動物寄生性LactobacillusはDAPを保有しないが、植物寄生性のLactobacillus plantarumはDAP型でNODlとNOD2両方のリガンド構造を有している。本研究はL. plantarum PGNが多様なレセプターを介して、局所(腸管粘膜)ならびに全身の免疫機構を強力に活性化する可能性を探るものである。[本年度の成果と考察]種々のLactobacillus菌体の活性を比較検討したところ、L. plantarum菌体がNOD系を介してpriming作用を発揮する可能性については否定的な成績が得られた。一方、FK156(NOD1 agonist)でプライムしたマウスにおいては、L. plantarum2菌株を投与したマウスのみで血清TNF-αが上昇した。おそらくはL. plantarumのTLRアゴニスト成分の活性を反映していると考えられる。ヒト単球系THP-1細胞を用いて、乳酸菌によるIL-8,IL-12,IL-1βおよびTNF-α誘導能を検討したところ、何れの菌株においてもIL-8及びIL-1βの誘導を検出した。おそらくは菌体に含まれるNODアゴニストとTLRアゴニスト成分が相乗的に作用した可能性が示唆される。しかし、菌株間における誘導能に特段の差異は確認できなかった。[今後の計画]今回の結果から、予めNOD1アゴニストによりプライミングしておいたマウスにおいて、L. plantarumが強いTNF-α産生誘導能を有することが判明した。しかし、L. plantarumの生体防御能の有無を判断するためには、IL-12等その他の生体防御能に携わるサイトカイン誘導能の有無あるいはTNF-α誘導起因物質の追求等の検討が必要である。

研究成果

• [雑誌論文] Molecular cloning and functional characterization of procine nucleotide-binding oligomerization domani-2(NOD2) (2008)
  • 著者名/発表者名: Tohno, M., W. Ueda, Y. Azuma, T. Shimazu, S. Katoh, J. M. Wang, H. Aso, H. Takada, Y. Kawai, T. Saito, H. Kitazawa.
  • 雑誌名: Molecular Immunology 45 ページ: 194-203
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular cloning and functional characterization of porcine nucleotide-binding oligomerization domain-1(NOD1)recognizing minmum agonists, meso-diaminopimelic acid amd meso-lanthionine. (2008)
  • 著者名/発表者名: Tohno, M., T. Shimazu, H. Aso, A. Uehara, H. Takada, A. Kawasaki, Y. Fujimoto, K. Fukase, T. Saito, H. Kitazawa.
  • 雑誌名: Molecular Immunology 45 ページ: 1808-1817
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synergism between TLRs and NOD1/2 in oral epithelial cells. (2008)
  • 著者名/発表者名: Uehara, A., and H. Takada.
  • 雑誌名: Journal of Dental Research (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Various human epithelial cells express functional Toll-like receptors, NOD1 and NOD2 to produce anti-microbia1 peptides, but not proinflammatory cytokines. (2007)
  • 著者名/発表者名: Uehara, A., Y. Fujimoto, K. Fukase, and H. Takada.
  • 雑誌名: Molecular Immunology 44 ページ: 3200-3111
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interface Oral Health Science 2007: M. Watanabe & O. Okuno(ed.) 分担: Meso-diaminopimelic acid and meso-lanthionine, amino acids peculiar bacterial cell-wall peptidoglycans, activate human epithelial cells (2007)
  • 著者名/発表者名: Uehara, A., Y. Fujimoto, A. Kawasaki, K Fukase, and H. Takada.
  • 雑誌名: Interface Oral Health Science 2007: M. Watanabe & O. Okuno(ed.) 分担: Meso-diaminopimelic acid and meso-lanthionine, amino acids peculiar bacterial cell-wall peptidoglycans, activate human epithelial cells in culture via NOD1, Springer, Tokyo ページ: 385(275-276)
• [学会発表] ペプチドグリカンの免疫生物活性研究の歴史(シンポジウム座長・シンポジスト) (2008)
  • 著者名/発表者名: 高田春比古
  • 学会等名: 第81回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 20080324-26
• [学会発表] 上皮組織の自然免疫系、特にペプチドグリカン認識システム(シンポジスト) (2008)
  • 著者名/発表者名: 上原亜希子
  • 学会等名: 第81回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20080324-26
• [学会発表] Bacterial peptidoglycan and innate immunity(invited speaker) (2007)
  • 著者名/発表者名: Takada H
  • 学会等名: 4th Lyon-Tohoku Engineering & Science Forum towards the Joint Laboratory
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 20071213-14
• [学会発表] エンドトキシンを始めとする菌体成分とヒト上皮組織の自然免疫系に関する研究(日本エンドトキシン研究会奨励賞受賞記念溝演) (2007)
  • 著者名/発表者名: 上原亜希子
  • 学会等名: 第13回日本エンドトキシン研究会
  • 発表場所: 鹿児島
  • 年月日: 20071019-20
• [学会発表] Enhancement of TLR-mediated innate immune responses by NOD1/2 signaling(invited speaker) (2007)
  • 著者名/発表者名: Takada, H., M. Hagiwara, H. Funayama, and A. Uehara.
  • 学会等名: 7th Awaji International Forum Infection and Immunity
  • 発表場所: Awaji, Hyogo
  • 年月日: 20070901-05
• [学会発表] Various human epithelial cells express functional Toll-like receptors, NOD1 and NOD2 to produce antimicrobila peptdes, but not proinflmmatory cytokines (2007)
  • 著者名/発表者名: Uehara, A., Y. Fujimoto, K. Fukase, and H. Takada
  • 学会等名: 13th International Congress of Mucosal Immunology
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20070709-12
• [学会発表] NOD1ないしNOD2リガンドでプライムされたマウスでは様々なTLRリガンド刺激に対するサイトカイン応答が亢進する (2007)
  • 著者名/発表者名: 萩原資久、上原亜希子、横山成邦、宮田 剛、高田春比古
  • 学会等名: 第4回東北バイオサイエンスシンポジウム
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2007-06-04