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2021 年度 実績報告書

内在性抗菌因子PGRPに着目した育種と飼養の抗病性シナジー強化による健全畜産戦略

研究課題

研究課題/領域番号 19H00965
研究機関東北大学

研究代表者

北澤 春樹  東北大学, 農学研究科, 教授 (10204885)

研究分担者 大坪 和香子  東北大学, 農学研究科, 助教 (00598203)
野地 智法  東北大学, 農学研究科, 教授 (10708001)
宗田 吉広  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 動物衛生研究部門, 上級研究員 (20391451)
宮崎 綾子  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 動物衛生研究部門, 主任研究員 (30355169)
麻生 久  東北大学, 農学研究科, 教授 (50241625)
上西 博英  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, グループ長 (80391556)
須田 義人  宮城大学, 食産業学群, 教授 (90404847)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードイムノバイオティクス / 抗病性育種 / 健全畜産 / ブタ / 抗菌因子
研究実績の概要

本年度は、以下の成果が得られた。
【課題1】子豚のPGRP2・3・4において、プロモータ及びコード領域でSNPを検出した。それらからハプロタイプの再構成を試み、PGRP2で3種、PGRP3及びPGRP4でそれぞれ7種を検出した。PGRPの遺伝型と発現の関連性を検討したところ、PGRP4の特定のハプロタイプを持つ個体について、消化器系各臓器において処置内容に関わらずPGRP4が高発現する傾向が確認された。【課題2】我々が保有するブタ由来乳酸桿菌ライブラリーより、昨年度までに評価をした菌種に加え、新たな菌種についても、ブタ小腸上皮細胞を用いてPGRPの遺伝子発現を増強するイムノバイオティクス候補菌株の評価を行った。昨年までと同様に、発現調節能は菌株特異的であり、内在性抗菌因子の強化に有用なイムノバイオティクス候補菌株の存在が再認識でき、その探索を進めることができた。【課題3】イムノバイオティクス候補菌株を7日間連続経口投与した子宮切断術作出初乳未接種(HPCD)子豚に豚ロタウイルスを経口投与した結果、ウイルス接種後3日目及び5日目の糞便中ウイルス排泄量が菌株によって対照のPBS投与群よりも有意に低かった。また、HPCD子豚末梢血中貪食細胞の化学蛍光(CL)活性は菌株投与後、FFIG67株においてはウイルス接種日あるいは接種後7日目にかけてPBS群と比較して顕著な増加が確認された。【課題4】イムノバイオティクス候補菌株を抗菌剤無添加飼料給与LWD交雑豚に投与したところ、対照区に比べ下痢の頻度が抑えられ、毒素原性大腸菌の感染は有意に低かった。さらに豚肉における総不飽和脂肪酸組成割合が有意に高くなり、枝肉格付け評価も高まった。以上のことから、イムノバイオティクス候補菌株の投与は、健康性を保ちながら産肉性の向上に寄与することが期待された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

内在性抗菌因子の増強に有用なイムノバイオティクス候補菌株について、菌種を拡大した評価・選抜を推進することができ、多型との関連について解析を進めながら、無菌ブタおよび一般豚における投与試験の開始に至り、論文公表を進めると共に抗菌剤に依存しない新たな健全育成技術基盤の創出に向けた取り組みを着実に進めることができた。

今後の研究の推進方策

ブタ小腸由来細胞を用いたインビトロにおけるイムノバイオティクス候補菌株の内在性抗菌因子の増強に関わる機構解明をさらに進めながら、多型との相関を含めたインビボ検証試験を進め、遺伝育種学的手法とイムノバイオティクスの発展的融合による家畜健全育成技術基盤の確立を目指す。

  • 研究成果

    (32件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 12件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件) 図書 (5件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] CERELA-CONICET(アルゼンチン)

    • 国名
      アルゼンチン
    • 外国機関名
      CERELA-CONICET
  • [国際共同研究] コンセプシオン大学(チリ)

    • 国名
      チリ
    • 外国機関名
      コンセプシオン大学
  • [雑誌論文] Immunomodulation Potential of Probiotics: A Novel Strategy for Improving Livestock Health, Immunity, and Productivity2022

    • 著者名/発表者名
      Kober A. K. M. Humayun、Riaz Rajoka Muhammad Shahid、Mehwish Hafiza Mahreen、Villena Julio、Kitazawa Haruki
    • 雑誌名

      Microorganisms

      巻: 10:388 ページ: 1~21

    • DOI

      10.3390/microorganisms10020388

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Soymilk-fermented with Lactobacillus delbrueckii subsp. delbrueckii TUA4408L improves immune-health in pigs2022

    • 著者名/発表者名
      Suda Y.、Kagawa K.、Fukuyama K.、Elean M.、Zhou B.、Tomokiyo M.、Islam M. Aminul、Rajoka M.S.R.、Kober A.K.M. Humayun、Shimazu T.、Egusa S.、Terashima Y.、Aso H.、Ikeda-Ohtsubo W.、Villena J.、Kitazawa H.
    • 雑誌名

      Beneficial Microbes

      巻: 13(1) ページ: 61~72

    • DOI

      10.3920/BM2021.0068

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Lactobacillus delbrueckii CRL 581 Differentially Modulates TLR3-Triggered Antiviral Innate Immune Response in Intestinal Epithelial Cells and Macrophages2021

    • 著者名/発表者名
      Elean Mariano、Albarracin Leonardo、Fukuyama Kohtaro、Zhou Binghui、Tomokiyo Mikado、Kitahara Shugo、Araki Shota、Suda Yoshihito、Saavedra Lucila、Villena Julio、Hebert Elvira M.、Kitazawa Haruki
    • 雑誌名

      Microorganisms

      巻: 9:2449 ページ: 1~18

    • DOI

      10.3390/microorganisms9122449

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Immunobiotic Lactobacilli Improve Resistance of Respiratory Epithelial Cells to SARS-CoV-2 Infection2021

    • 著者名/発表者名
      Islam Md. Aminul、Albarracin Leonardo、Tomokiyo Mikado、Valdez Juan Carlos、Sacur Jacinto、Vizoso-Pinto Maria Guadalupe、Andrade Bruno G. N.、Cuadrat Rafael R. C.、Kitazawa Haruki、Villena Julio
    • 雑誌名

      Pathogens

      巻: 10:1197 ページ: 1~16

    • DOI

      10.3390/pathogens10091197

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Characterization of Weissella viridescens UCO-SMC3 as a Potential Probiotic for the Skin: Its Beneficial Role in the Pathogenesis of Acne Vulgaris2021

    • 著者名/発表者名
      Espinoza-Monje Marcela、Campos Jorge、Alvarez Villamil Eduardo、Jerez Alonso、Dentice Maidana Stefania、Elean Mariano、Salva Susana、Kitazawa Haruki、Villena Julio、Garcia-Cancino Apolinaria
    • 雑誌名

      Microorganisms

      巻: 9:1486 ページ: 1~24

    • DOI

      10.3390/microorganisms9071486

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Draft genome sequences of two hypermucoviscous carbapenem-resistant ST25 Klebsiella pneumoniae strains causing respiratory and systemic infections2021

    • 著者名/発表者名
      Jure Maria Angela、Albarracin Leonardo、Vargas Juan Martin、Maidana Stefania Dentice、Zamar Juan Cortez、Kitazawa Haruki、Villena Julio
    • 雑誌名

      Journal of Global Antimicrobial Resistance

      巻: 26 ページ: 174~176

    • DOI

      10.1016/j.jgar.2021.05.018

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Respiratory Commensal Bacterium Dolosigranulum pigrum 040417 Improves the Innate Immune Response to Streptococcus pneumoniae2021

    • 著者名/発表者名
      Raya Tonetti Fernanda、Tomokiyo Mikado、Ortiz Moyano Ramiro、Quilodran-Vega Sandra、Yamamuro Hikari、Kanmani Paulraj、Melnikov Vyacheslav、Kurata Shoichiro、Kitazawa Haruki、Villena Julio
    • 雑誌名

      Microorganisms

      巻: 9:1324 ページ: 1~19

    • DOI

      10.3390/microorganisms9061324

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Evaluation of Porcine Intestinal Epitheliocytes as an In vitro Immunoassay System for the Selection of Probiotic Bifidobacteria to Alleviate Inflammatory Bowel Disease2021

    • 著者名/発表者名
      Sato Nana、Yuzawa Mao、Aminul Md Islam、Tomokiyo Mikado、Albarracin Leonardo、Garcia-Castillo Valeria、Ideka-Ohtsubo Wakako、Iwabuchi Noriyuki、Xiao Jin-zhong、Garcia-Cancino Apolinaria、Villena Julio、Kitazawa Haruki
    • 雑誌名

      Probiotics and Antimicrobial Proteins

      巻: 13(3) ページ: 824~836

    • DOI

      10.1007/s12602-020-09694-z

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dolosigranulum pigrum Modulates Immunity against SARS-CoV-2 in Respiratory Epithelial Cells2021

    • 著者名/発表者名
      Islam Md. Aminul、Albarracin Leonardo、Melnikov Vyacheslav、Andrade Bruno G. N.、Cuadrat Rafael R. C.、Kitazawa Haruki、Villena Julio
    • 雑誌名

      Pathogens

      巻: 10:634 ページ: 1~11

    • DOI

      10.3390/pathogens10060634

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Ligilactobacillus salivarius Strains Isolated From the Porcine Gut Modulate Innate Immune Responses in Epithelial Cells and Improve Protection Against Intestinal Viral-Bacterial Superinfection2021

    • 著者名/発表者名
      Indo Yuhki、Kitahara Shugo、Tomokiyo Mikado、Araki Shota、Islam Md. Aminul、Zhou Binghui、Albarracin Leonardo、Miyazaki Ayako、Ikeda-Ohtsubo Wakako、Nochi Tomonori、Takenouchi Takato、Uenishi Hirohide、Aso Hisashi、Takahashi Hideki、Kurata Shoichiro、Villena Julio、Kitazawa Haruki
    • 雑誌名

      Frontiers in Immunology

      巻: 12:652923 ページ: 1~22

    • DOI

      10.3389/fimmu.2021.652923

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Immunobiotic Feed Developed with Lactobacillus delbrueckii subsp. delbrueckii TUA4408L and the Soymilk By-Product Okara Improves Health and Growth Performance in Pigs2021

    • 著者名/発表者名
      Suda Yoshihito、Sasaki Nana、Kagawa Kyoma、Elean Mariano、Zhou Binghui、Tomokiyo Mikado、Islam Md. Aminul、Rajoka Muhammad Shahid Riaz、Kober A. K. M. Humayun、Shimazu Tomoyuki、Egusa Shintaro、Terashima Yuji、Aso Hisashi、Ikeda-Ohtsubo Wakako、Villena Julio、Kitazawa Haruki
    • 雑誌名

      Microorganisms

      巻: 9:921 ページ: 1~18

    • DOI

      10.3390/microorganisms9050921

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of Dietary Supplementation of Immunobiotic Lactiplantibacillusplantarum N14 Fermented Rakkyo (Allium chinense) Pickled Juice on the Immunocompetence and Production Performance of Pigs2021

    • 著者名/発表者名
      Islam Md. Aminul、Hashiguchi Kenji、Kober A.K.M. Humayun、Morie Kyoko、Zhou Binghui、Tomokiyo Mikado、Shimazu Tomoyuki、Aso Hisashi、Villena Julio、Suda Yoshihito、Kitazawa Haruki
    • 雑誌名

      Animals

      巻: 11:752 ページ: 1~18

    • DOI

      10.3390/ani11030752

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Antiviral immunobiotics and immunopostbiotics: promising alternatives to combat viral infectious diseases2021

    • 著者名/発表者名
      Haruki Kitazawa
    • 学会等名
      The 11th Asian Conference for Lactic Acid Bacteria
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of in vitro evaluation system for immunobiotics and immunogenetics in swine2021

    • 著者名/発表者名
      Haruki Kitazawa
    • 学会等名
      AGRITECH SEMINAR (Embassy of Belgium in Tokyo)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] イムノバオティクスの畜産応用基盤研究2021

    • 著者名/発表者名
      北澤春樹
    • 学会等名
      日本乳酸菌学会設立30周年記念シンポジウム(多様な乳酸菌研究と乳酸菌利用の新たな潮流)
    • 招待講演
  • [学会発表] 健全畜産シナジー強化の創出2021

    • 著者名/発表者名
      北澤春樹
    • 学会等名
      日本畜産学会第129回大会 メインシンポジウム「畜産学のレジリエンスと進化」
    • 招待講演
  • [学会発表] (パラ)イムノバイオティクスの抗ウイルス食品・飼料免疫学的利用性2021

    • 著者名/発表者名
      北澤春樹
    • 学会等名
      第25回 腸内細菌学会学術集会 シンポジウム2「感染症と腸内フローラ・腸管免疫」
    • 招待講演
  • [学会発表] Functional and genomic characterization of immunobiotic lactobacilli for immunosynbiotic development2021

    • 著者名/発表者名
      Binghui Zhou, Yuhki Indo, Leonardo Albarracin, Yuki Masumizu, Md Aminul Islam, Wakako Ikeda-Ohtsubo, Hisashi Aso, Julio Villena, Haruki Kitazawa
    • 学会等名
      The 11th Asian Conference for Lactic Acid Bacteria
    • 国際学会
  • [学会発表] ロタウイルス感染低減性イムノバイオティクスのインビトロ評価2021

    • 著者名/発表者名
      北原秀悟, 荒木祥多, 扇 隆介, 櫻井美月, 周 冰卉, 庄 涛, 宮崎綾子, 宮澤光太郎, 大坪和香子, 麻生 久, 北澤春樹
    • 学会等名
      酪農科学シンポジウム2021
  • [学会発表] Advanced in vitro evaluation to explore novel anti-rotavirus immunobiotics2021

    • 著者名/発表者名
      Shugo Kitahara, Shota Araki, Ryusuke Ogi, Mitsuki Sakurai, Binghui Zhou, Tao Zhuang, Ayako Miyazaki, Kohtaro Miyazawa, Wakako Ikeda-Ohtsubo, Hisashi Aso, Haruki Kitazawa
    • 学会等名
      日本畜産学会第129回大会
  • [学会発表] Development of transgenerational immunobiotic library with innate immune activation2021

    • 著者名/発表者名
      Mitsuki Sakurai, Ryusuke Ohgi, Taiga Sakuma, Yuhka Nakano, Binghui Zhou, Yoshihito Suda, Md. Aminul Islam, Wakako Ikeda-Ohtsubo, Haruki Kitazawa
    • 学会等名
      日本畜産学会第129回大会
  • [学会発表] 豚空腸オルガノイドを活用したイムノバイオティクス菌株のロタウイルス増殖抑制効果のex vivo評価2021

    • 著者名/発表者名
      宮﨑綾子, 宮澤光太郎, 西川明芳, 須田遊人, 岸田なつみ, 髙木道浩, 下地善弘, 鈴木香澄, 吉岡 豪, 北原秀悟, 荒木祥多, 扇 隆介, 友清 帝, 北澤 春樹
    • 学会等名
      日本畜産学会第129回大会
  • [学会発表] Characterization of immunobiotics for survivability in the GI tract2021

    • 著者名/発表者名
      Binghui Zhou, Yuhki Indo, Leonardo Albarracin, Yuki Masumizu, Md Aminul Islam, Wakako Ikeda-Ohtsubo, Hisashi Aso, Julio Villena, Haruki Kitazawa
    • 学会等名
      日本畜産学会第129回大会
  • [学会発表] Basic research on the development of immunosynbiotics2021

    • 著者名/発表者名
      Yingqi Liu, Binghui Zhou, Nozomi Oka, Kengo Matsuo, Hironori Takamori, Wakako Ikeda-Ohtsubo, Haruki Kitazawa
    • 学会等名
      日本畜産学会第129回大会
  • [図書] 腎と透析(増大号)特集 COVID-19と腎臓病 (総論)粘膜免疫防御機構:有用微生物によるCOVID-19感染・重症化の軽減ネットワーク)2022

    • 著者名/発表者名
      Julio Villena, 北澤春樹(分担執筆)
    • 総ページ数
      364
    • 出版者
      東京医学社
  • [図書] 食品免疫学事典(担当: 8章 食品機能の評価法 8-15 代替法の開発)2021

    • 著者名/発表者名
      北澤春樹(共編著者、分担執筆)
    • 総ページ数
      496
    • 出版者
      朝倉書店
  • [図書] 食品免疫学事典(担当: 6章 免疫調節食品 6-15 乳酸菌)2021

    • 著者名/発表者名
      北澤春樹(共編著者、分担執筆)
    • 総ページ数
      496
    • 出版者
      朝倉書店
  • [図書] 食品免疫学事典(担当: 3章 免疫の働き 3-30 トル様受容体(TLR))2021

    • 著者名/発表者名
      北澤春樹(共編著者、分担執筆)
    • 総ページ数
      496
    • 出版者
      朝倉書店
  • [図書] 食品免疫学事典(担当:3章 免疫の働き 3-3 自然免疫)2021

    • 著者名/発表者名
      北澤春樹(共編著者、分担執筆)
    • 総ページ数
      496
    • 出版者
      朝倉書店
  • [備考] 食と農免疫国際教育研究センター

    • URL

      https://www.agri.tohoku.ac.jp/jp/center/agri_cfai/

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公開日: 2022-12-28  

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