ヒト血液型ヨーグルトのプロバイオティック乳酸菌による構築

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14656051
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 齋藤 忠夫 東北大学, 大学院・農学研究科, 教授 (00118358)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北澤 春樹 東北大学, 大学院・農学研究科, 助教授 (10204885)
• Keywords: 腸管系乳酸菌 / プロバイオティクス / 腸管付着性 / レクチン / BIACORE / ヒト大腸ムチン / 表面プラズモン共鳴 / 2分子間相互作用

Research Abstract

[目的]近年、ヒト腸管内で定着して安定的に増殖することにより、整腸作用、発ガン予防、コレステロー低減作用、免疫賦活化作用など、宿主に対して有益な保健健康効果を示す生きた微生物をプロバイオティクスと呼んでいる。一方、ヒト腸管を被覆している粘液層は腸ムチンと呼ばれる糖タンパク質で出来ており、近年ヒト大腸ムチンの糖鎖構造が血液型により異なることが報告された。プロバイオティック乳酸菌の多くは、この腸ムチンに結合する糖鎖を認識し、結合することで、腸管定住性を獲得しているものと推定される。本研究は、ヒトABO式血液型に応じて、腸ムチン糖鎖結合性の高い腸管系乳酸菌によるヨーグルトを創製するという全く新しい着想に基づいたものであり、将来の個人レベルに対応したオーダーメイドヨーグルトの開発を目指すことを目的としている。
[方法]実際にヒトの乳児から高齢者に至るまでのボランティアーより糞便を集め、そこから選択培地を用いて、乳酸菌を単離を試みた。単離菌の菌種同定は、生化学性状試験に加えて16sRNAの相同性試験およびビオメリュー(社)の糖資化性試験キットを用いて菌の同定を行った。ついで、市販のA抗原プローブをセンサーチップにリガンドとして結合させ、表面プラズモン共鳴を原理とするBIACOREを用いて、菌体をアナライトとして流した。洗浄後もレゾナンスユニット値が減少しないものを、相互作用有りと判定し、その結合性はユニット値で相互比較した。同様に、ヒト大腸より調製したA型大腸ムチンをセンサーチップ上に固定し、菌体を流して相互作用の有無を検討した。結合性のあった乳酸菌の菌体表層から表層タンパク質を調製し、付着性に関与するタンパク質成分を特定し、そのクローニングを試みた。
[結果]乳児から高齢者からの糞便より、240株の乳酸菌を得た。それらの、菌種の同定も行った。また、これらの菌をBIACORE解析を行った。その結果、A型抗原を認識する乳酸菌が確かに存在することが確認された。また、同様にヒトA型大腸ムチンに結合する菌株は39菌株あった。それらの菌体表層タンパク質のSDS-PAGEより標的タンパク質を決め、そのN-末端配列情報からクローニングを行った。約600bpを読みとったが、まだ完全解明までには、すこし時間が必要である。しかし、完全読み取りによりA型糖鎖を認識するエピトープ活性ポケットの構造が明らかになると期待される。また、実際にこれらの菌で、胃酸耐性、胆汁酸耐性があり、ガス産生がなく、風味性の優れた乳酸菌を用いて、ヨーグルトを試作する予定であり、実際にボランティアーに対する投与実験を行う予定である。

Research Products

• [Publications] 齋藤忠夫: "食品関連研究室の紹介と最新のトピック研究"食品と技術. 381. 13-16 (2003)
• [Publications] H.Uchida, T.Saito et al.: "A new assay using surface plasmon resonance (SPR) to determine binding of Lactobacillus acidophilus group to human colonic mucin"Bioscience, Biotechnology and Biochemistry. 68(In press). (2004)