腸内細菌代謝物を用いたテーラーメイドな善玉菌の分離・培養技術の創出

2020 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 20K05938
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 佐々木 大介 神戸大学, 科学技術イノベーション研究科, 特命助教 (00650615)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 腸内細菌 / 善玉菌 / 分離培養 / プロバイオティクス / 有用腸内細菌

研究実績の概要

ヒトにはヒトの善玉菌ではなく個人には個人ごとの、つまりテーラーメイドな善玉菌が必要な時代が来ると予想される。それに先んじて、我々の研究グループが所有する in vitro腸内細菌叢モデルの培養液を分離培養源として使用すれば、テーラーメイド善玉菌を取得する新規技術を開発できるという着想が、本研究のポイントである。本研究の成果は、近未来的に、健常人の健康維持を目的とした善玉菌を提供するために必要な技術要素となることが予想される。さらに各種疾患の改善・治療法の一つのツール開発として、有用腸内細菌の分離法を確立することは非常に価値がある。
初年度は、有用腸内細菌の分離法を確立を実施した。具体的には、腸内細菌叢の詳細な解析から、有用菌候補を多く保有していると思われる１人の健常人糞便を in vitro培養し、培養上清を取得した。フィルター滅菌等にて除菌後、上清濃度および別途添加する酢酸などの短鎖脂肪酸濃度の希釈系列、接種する糞便液の希釈系列を作成し、ブチルゴム栓をしたバイアル瓶を用いてそれぞれの組み合わせで培養した。数週間後、生育した菌液を数千倍まで希釈し、再度、液体上清培地に植菌し、その後にロールチューブ法で作成した固形培地に移してコロニーを単一化し、16S rRNA 遺伝子を解読することで菌種の同定した。その結果、Bacteroidetes門およびFirmicutes門に属する細菌が複数種分離できた。

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

嫌気性細菌の集積培養を３回繰り返したため、それなりに期間を要したが、初年度内にファーストロットの分離菌株のシーケンスまで実施することができた。また、次回ロットの有用菌保持者の選出も次世代シーセンスを実施し、独自に解析した結果を評価することで完了している。次年度は初年度に立ち上げた独自の分離培養方法と工程を踏襲して研究を進めていく、そのため、おおむね順調に研究が進行し、今後の準備を整ったと考えている。

今後の研究の推進方策

今年度の分離培養では、ロールチューブによる菌体の分離が不十分でいくつかの菌株が混合している培養も見受けられた。今後は、それらの更なる分離を進めるとともに分離株の単一化とその生育試験を行い、有用性を評価する予定である。また、集積培養の際の培地の検討も含め、新たな有用菌保持者を選出して新しいロットの分離培養を始める。予備的な糞便の菌叢解析は実施済みであり、次世代シーケンスの解析結果を元にして、次の分離源の選出が完了している。

次年度使用額が生じた理由

次年度の初めの３ヶ月間に、分離株のシーケンスの土台を作るため、研究補助員を雇用することを予定した。そのための人件費を確保するために、初年度の使用金額をできるだけ抑えたため、差額が生じた。なお、初年度に購入予定だったものは、次年度以降に順次購入し、研究を進めていく予定である。