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

2022 年度 実績報告書

• 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, 上級研究員 (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】PGRP4について、遺伝子型と糞便中の菌叢との関連性についての検討を行った。HPCD豚において発現が上昇していたPGRP4遺伝型を保有する際に増加する細菌としてAkkermansia属等を検出した。一方、離乳時体重の増加とEggerthellaceae科の細菌が有意な関連性を示したが、PGRP4の発現上昇を示す遺伝型を有する個体で当該細菌は増加する傾向を示した。これらの結果はPGRP4発現量と菌叢、あるいは成長性との関連性を示唆するものであり、さらなる解析が期待される。【課題２】PGRP発現を増強するイムノバイオティクス候補菌株について、ブタ小腸由来の上皮細胞、マクロファージを用いたロタウイルス感染モデル系により、感染免疫調節機能について評価した。I型インターフェロンの遺伝子発現増強とその増強に関わるTLRネガティブレギュレーターを介する調節機能が明らかとなり、自然免疫応答性を指標とした機構解明を進めることができた。【課題３】糞便に排泄されたウイルスの最高値や検出期間にPGRP4遺伝子多型間でイムノバイオティクス処置による明確な差は認められなかったものの、試験期間におけるウイルス感染価のArea under the curveにおいて、PGRP4遺伝子型がグループCの場合に陰性対照（PBS）群よりもイムノバイオティクス処置群で低くなる傾向が確認され、イムノバイオティクス処置のロタウイルス排泄抑制効果がPGRP4遺伝子多型と関連する可能性が示唆された。今後、統計学的解析が可能となるよう、供試頭数を増やし追試する必要がある。【課題４】イムノバイオティクス候補菌株による小腸におけるPGRPの発現調節機能が認められると共に、免疫調節機能強化と乳酸桿菌の増加も認められたことから、それらの機能から健康性の向上効果が大いに期待された。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] The Respiratory Commensal Bacterium Corynebacterium pseudodiphtheriticum as a Mucosal Adjuvant for Nasal Vaccines (2023)
  • 著者名/発表者名: Ortiz Moyano Ramiro、Raya Tonetti Fernanda、Fukuyama Kohtaro、Elean Mariano、Tomokiyo Mikado、Suda Yoshihito、Melnikov Vyacheslav、Kitazawa Haruki、Villena Julio
  • 雑誌名: Vaccines 巻: 11:611 ページ: 1～14
  • DOI: 10.3390/vaccines11030611
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 豚のオミクス解析と疾病に関する最近の話題と研究 (2023)
  • 著者名/発表者名: 宗田吉広, 関山恭代, 須田智子, 宮崎綾子, 新開浩樹, 廣瀬健右, 上西博英, 北澤春樹
  • 雑誌名: 豚病会報 巻: 81 ページ: 30-38
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lactiplantibacillus plantarum Strains Modulate Intestinal Innate Immune Response and Increase Resistance to Enterotoxigenic Escherichia coli Infection (2022)
  • 著者名/発表者名: Baillo Ayelen、Villena Julio、Albarracin Leonardo、Tomokiyo Mikado、Elean Mariano、Fukuyama Kohtaro、Quilodran-Vega Sandra、Fadda Silvina、Kitazawa Haruki
  • 雑誌名: Microorganisms 巻: 11:63 ページ: 1～17
  • DOI: 10.3390/microorganisms11010063
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Mucus Binding Factor Is Not Necessary for Lacticaseibacillus rhamnosus CRL1505 to Exert Its Immunomodulatory Activities in Local and Distal Mucosal Sites (2022)
  • 著者名/発表者名: Tomotsune Kae、Raya Tonetti Fernanda、Mizuno Hiroya、Elean Mariano、Fukuyama Kohtaro、Zhou Binghui、Ikeda-Ohtsubo Wakako、Nishiyama Keita、Yamamura Akihiro、Karasawa Hideaki、Ohnuma Shinobu、Horii Akira、Saito Tadao、Kitazawa Haruki、Villena Julio
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 23:14357 ページ: 1～17
  • DOI: 10.3390/ijms232214357
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Immunomodulatory Effects of Probiotics: A Novel Preventive Approach for the Control of Bovine Mastitis (2022)
  • 著者名/発表者名: Kober A. K. M. Humayun、Saha Sudeb、Islam Md. Aminul、Rajoka Muhammad Shahid Riaz、Fukuyama Kohtaro、Aso Hisashi、Villena Julio、Kitazawa Haruki
  • 雑誌名: Microorganisms 巻: 10:2255 ページ: 1～17
  • DOI: 10.3390/microorganisms10112255
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Ability of Postimmunobiotics from L. rhamnosus CRL1505 to Protect against Respiratory Syncytial Virus and Pneumococcal Super-Infection Is a Strain-Dependent Characteristic (2022)
  • 著者名/発表者名: Raya Tonetti Fernanda、Clua Patricia、Fukuyama Kohtaro、Marcial Guillermo、Sacur Jacinto、Marranzino Gabriela、Tomokiyo Mikado、Vizoso-Pinto Guadalupe、Garcia-Cancino Apolinaria、Kurata Shoichiro、Kitazawa Haruki、Villena Julio
  • 雑誌名: Microorganisms 巻: 10:2185 ページ: 1～22
  • DOI: 10.3390/microorganisms10112185
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Lactiplantibacillus plantarum LOC1 Isolated from Fresh Tea Leaves Modulates Macrophage Response to TLR4 Activation (2022)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Masahiko、Albarracin Leonardo、Tsujikawa Yuji、Fukuyama Kohtaro、Sakane Iwao、Villena Julio、Kitazawa Haruki
  • 雑誌名: Foods 巻: 11:3257 ページ: 1～24
  • DOI: 10.3390/foods11203257
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Modulation of Alveolar Macrophages by Postimmunobiotics: Impact on TLR3-Mediated Antiviral Respiratory Immunity (2022)
  • 著者名/発表者名: Tomokiyo Mikado、Tonetti Fernanda Raya、Yamamuro Hikari、Shibata Ryoko、Fukuyama Kohtaro、Gobbato Nadia、Albarracin Leonardo、Rajoka Muhammad Shahid Riaz、Kober A. K. M. Humayun、Ikeda-Ohtsubo Wakako、Villena Julio、Kitazawa Haruki
  • 雑誌名: Cells 巻: 11:2986 ページ: 1～23
  • DOI: 10.3390/cells11192986
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Respiratory Commensal Bacteria Increase Protection against Hypermucoviscous Carbapenem-Resistant Klebsiella pneumoniae ST25 Infection (2022)
  • 著者名/発表者名: Dentice Maidana Stefania、Ortiz Moyano Ramiro、Vargas Juan Martin、Fukuyama Kohtaro、Kurata Shoichiro、Melnikov Vyacheslav、Jure Maria Angela、Kitazawa Haruki、Villena Julio
  • 雑誌名: Pathogens 巻: 11:1063 ページ: 1～11
  • DOI: 10.3390/pathogens11091063
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Genomic Characterization of Lactiplantibacillus plantarum Strains Possessing Differential Antiviral Immunomodulatory Activities (2022)
  • 著者名/発表者名: Albarracin Leonardo、Raya Tonetti Fernanda、Fukuyama Kohtaro、Suda Yoshihito、Zhou Binghui、Baillo Ayelen A.、Fadda Silvina、Saavedra Lucila、Kurata Shoichiro、Hebert Elvira M.、Kitazawa Haruki、Villena Julio
  • 雑誌名: Bacteria 巻: 1 ページ: 136～160
  • DOI: 10.3390/bacteria1030012
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Genomic and Immunological Characterization of Hypermucoviscous Carbapenem-Resistant Klebsiella pneumoniae ST25 Isolates from Northwest Argentina (2022)
  • 著者名/発表者名: Albarracin Leonardo、Ortiz Moyano Ramiro、Vargas Juan Martin、Andrade Bruno G. N.、Cortez Zamar Juan、Dentice Maidana Stefania、Fukuyama Kohtaro、Kurata Shoichiro、Jure Maria Angela、Kitazawa Haruki、Villena Julio
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 23:7361 ページ: 1～20
  • DOI: 10.3390/ijms23137361
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Editorial: Malnutrition and Infections (2022)
  • 著者名/発表者名: Villena Julio、Kitazawa Haruki、Al Kassaa Imad、Alvarez Susana
  • 雑誌名: Frontiers in Nutrition 巻: 9:897780 ページ: 1-2
  • DOI: 10.3389/fnut.2022.897780
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The role of respiratory microbiota in the protection against viral diseases: respiratory commensal bacteria as next-generation probiotics for COVID-19 (2022)
  • 著者名/発表者名: ANDRADE Bruno G. N.、CUADRAT Rafael R. C.、TONETTI Fernanda Raya、KITAZAWA Haruki、VILLENA Julio
  • 雑誌名: Bioscience of Microbiota, Food and Health 巻: 41 ページ: 94～102
  • DOI: 10.12938/bmfh.2022-009
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 緑茶葉より単離した乳酸菌のIL-12発現誘導の作用機序の解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 政彦、辻川 勇治、坂根 巌、Julio Villena、北澤春樹、薩 秀夫
  • 学会等名: 日本食品免疫学会第１８回学術大会(JAFI2022)
• [学会発表] Lactobacillus delbrueckii TUA4408Lが生産する抗ウイルス性イムノジェニクスの解明 (2022)
  • 著者名/発表者名: 今村圭哉、須田義人、北澤春樹(会員外:船橋龍太郎、荒木祥太、周冰 卉、大坪和香子、山下順弘、菅原 誠、Julio Villena、宮﨑綾子)
  • 学会等名: 日本食品免疫学会第１８回学術大会(JAFI2022)
• [学会発表] Postimmunobiotics: promising alternatives to combat viral infectious diseases (2022)
  • 著者名/発表者名: Haruki Kitazawa
  • 学会等名: The Special Seminar in INSIBIO
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Immunomodulatory potential of EPS produced by LAB for the dairy industry (2022)
  • 著者名/発表者名: Hafiza Mahreen Mehwish, Md. Shahid Riaz Rajoka, KAKM Humayun Kober, Tomokiyo Mikado, Binghui Zhou, Wakako Ikeda-Ohtsubo, Haruki Kitazawa
  • 学会等名: 日本畜産学会第130回大会
• [学会発表] Evaluation of anti-inflammatory immunobiotics in bovine mammary epithelial cells (2022)
  • 著者名/発表者名: 福山 皓太朗, 高木 理宏, MD Aminul Islam、Muhammad, Shahid Riaz Rajoka, AKM, Humayun Kobe, 大坪 和香子, 野地 智, 麻生 久, Julio Villena, 北澤 春樹
  • 学会等名: 日本畜産学会第130回大会
• [学会発表] Advanced development of an in-vitro IBD model for the selection of immunobiotics (2022)
  • 著者名/発表者名: 笠原 日菜子, AKM Humayun Kober、Muhammad Shahid Riaz Rajoka, 周 冰卉, 大坪 和香子, Julio Villena, 北澤 春樹
  • 学会等名: 日本畜産学会第130回大会
• [学会発表] Basic research on growth improvement of immunosynbiotic (2022)
  • 著者名/発表者名: 周 冰卉, 劉 瑛琦, 櫻井 美月, AKM, Humayun Kober、Muhammad Shahid Riaz Rajoka, 大坪 和香子, Julio Villena, 北澤 春樹
  • 学会等名: 日本畜産学会第130回大会
• [学会発表] 「ポストイムノバイオティクス」の呼吸器モデル系による抗ウイルス免疫評価 (2022)
  • 著者名/発表者名: 友清 帝, 山室 ひかり, 柴田 涼子, 福山 皓太朗, Leonardo Albarracin, 大坪 和香子, Julio Villena, 北澤 春樹
  • 学会等名: 日本畜産学会第130回大会
• [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選抜及び評価 (2022)
  • 著者名/発表者名: 荒木祥多, 北原秀悟, 扇 隆介, 櫻井美月, 周 冰卉, 庄 涛, 宮﨑綾子, 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2022
• [学会発表] Survival of immunobiotics in the GI tract for immunosynbiotic development (2022)
  • 著者名/発表者名: Binghui Zhou, AKM Humayun Kober, Muhammad Shahid Riaz Rajoka, Wakako Ikeda-Ohtsubo, Julio Villena, Haruki Kitazawa
  • 学会等名: 酪農科学シンポジウム2022
• [学会発表] 乳酸桿菌表層タンパク由来イムノジェニクスの解明 (2022)
  • 著者名/発表者名: 山室ひかり, 友清 帝, 柴田諒子, 周 冰卉, Julio Villena, Leonard Albarracin, 大坪和香子, 北澤春樹
  • 学会等名: 酪農科学シンポジウム2022
• [学会発表] (ポスト)イムノバイオティクス 免疫力を底上げする有用微生物の将来性 (2022)
  • 著者名/発表者名: 北澤春樹
  • 学会等名: 宮城県食品産業協議会 令和４年度記念講演会
  • 招待講演
• [学会発表] 安全安心な持続的家畜生産に貢献するイムノバイオティクス ～モルッカの新たな一面～ (2022)
  • 著者名/発表者名: 北澤春樹
  • 学会等名: 国際養鶏養豚総合展（IPPS）2022
  • 招待講演
• [学会発表] 「次世代継承型イムノバイオティクス」の創成 (2022)
  • 著者名/発表者名: 北澤春樹
  • 学会等名: 第３５回 秋田県 排尿・生殖研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 抗ウイルス性イムノバイオティクスの応用基盤研究 (2022)
  • 著者名/発表者名: 北澤春樹
  • 学会等名: 第55 回日本無菌生物ノートバイオロジー学会総会（シンポジウム1）
  • 招待講演
• [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/