2023 Fiscal Year Research-status Report

腸内細菌の改変によるグルコシノレートの生体調節機能増強を意図した基盤解析

Research Project

Project/Area Number	22K11721
Research Institution	Obihiro University of Agriculture and Veterinary Medicine
Principal Investigator	渡辺純帯広畜産大学, 畜産学部, 教授 (10374729)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords	腸内細菌 / グルコシノレート / イソチオシアネート / 代謝変換 / 抗炎症 / 乳酸菌
Outline of Annual Research Achievements	本研究は、①in vitro培養系を用いて腸内細菌によるグルコシノレートの代謝変換の修飾を介してその生体調節機能を向上しうる食品素材・プロバイオティクスを選抜し、②選抜した食品素材・プロバイオティクスがグルコシノレートの抗メタボリックシンドローム・抗炎症性を向上しうるか明らかにすることを目的としている。本年度は①および②について、以下を実施した。種々の分離源由来の乳酸菌株について、消化管内環境生残性とブロッコリー粉末をグルコシノレート源とした際のイソチオシアネート(ITC)変換能を指標に、Leuconostoc mesenteroides、Lacticasebacillus paracasei、Latilactobacillus sp.それぞれ1菌株を選抜した。ヒトと消化管構造が類似するブタの糞便を腸内細菌源としてin vitro培養し、選抜した乳酸菌がブロッコリーグルコシノレートからのITC変換を促進するか調べた。腸内細菌単独ではITCへの変換は観察されず、選抜株の中で低pH耐性が高いLatilactobacillus sp.株を添加してもITC産生は増加しなかった。この要因としてLatilactobacillus sp.株が腸内細菌との共培養により何らかの損傷を受けている可能性が示唆された。今後、この要因を明らかにするとともに、他の分離株を腸内細菌のin vitro培養系に添加してITC変換能を評価する予定である。②については、生じたITCによる消化管における抗炎症作用を意図し、Caco-2細胞をリポ多糖で処理した際の細胞死の抑制作用でまず評価することとした。リポ多糖の処理による細胞死が、乳酸菌による変換で生じたITCにより抑制されることを示した。今後、①により得られた乳酸菌株と腸内細菌の培養上清の細胞死抑制作用を調べる予定である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason ITC変換能を有する乳酸菌株を複数取得した。これらのうち1菌株を腸内細菌と共培養したが、ITC変換の促進は見られなかった。乳酸菌のITC変換能が共培養により消失するという予期せぬ結果が得られ、進捗はやや遅れているものと考える。しかし、他の分離株と腸内細菌の共培養を行うとともに、ITC変換能が共培養により消失するのか検討中であり、変換により生じるITCの消化管での抗炎症作用がin vitroで可能となっている。今後、計画に従い研究を進めることで、計画を達成できると考えている。
Strategy for Future Research Activity	Latilactobacillus sp.株以外の分離株と腸内細菌の共培養を行うとともに、Latilactobacillus sp.株のITC変換能が共培養により消失する原因を検討する予定である。また、必要に応じて乳酸菌株の選抜をさらに行う。また、腸内細菌叢を変化させることが知られている難消化性オリゴ糖をはじめとするプレバイオティクスを乳酸菌分離株とともに培養系に添加し、腸内細菌の改変によりITC変換能が向上するか検討する。有望な乳酸菌株・食品素材について、まずin vitro培養上清を培養細胞系で抗炎症性を評価し、さらに動物モデルを用いて評価する。
Causes of Carryover	備品費としてグローブボックスを計上していたが、申請額よりも大幅な削減があったため購入を断念し、その代替としてKUHIMMを使用することとしたため、初年度から次年度使用額が生じた。一方で、共通機器であるHPLC、リアルタイムPCR装置を使用するが、その使用料が当初予定よりも大幅に増加する予定である。また、すでに計上している培養用機材、分子生物学実験用試薬、HPLCカラムなどの消耗品、旅費として翌年度分と合わせて使用する計画である。