ビフィズス菌の作る酢酸が翱157感染を抑止することを発见—善玉菌（プロバイオティクス）の作用机构の一端を解明—

2011.01.11

プレスリリース
研究

概要

本研究成果のポイント
○ビフィズス菌の产生する酢酸が、肠の上皮细胞の翱157に対する抵抗力を増强
○ビフィズス菌のゲノム解析から、酢酸产生亢进につながる新规遗伝子を発见
○善玉菌（プロバイオティクス）による健康増进や予防医学への応用に期待

本研究成果は、科学雑誌『狈补迟耻谤别』（1月27日号）に掲载されました。

研究概要

横浜市立大学大学院生命ナノシステム科学研究科免疫生物学研究室の大野博司客员教授（理化学研究所免疫?アレルギー科学総合研究センター免疫系构筑研究チームリーダー）、福田真嗣研究员は、ビフィズス菌による肠管出血性大肠菌翱157の感染抑止には、ビフィズス菌が产生する酢酸が肠管上皮细胞に作用することが非常に重要で、この作用がなければ感染に抵抗性を持たないことを、マウス実験により世界で初めて明らかにしました。これは独立行政法人理化学研究所と国立大学法人东京大学、公立大学法人横浜市立大学を中心とする共同研究グループの研究成果です。

ヒト肠内常在细菌の一种であるビフィズス菌は、プロバイオティクス、いわゆる善玉菌の1つとして、私たちの体に良いといわれています。その一例として、无菌マウスに前もってビフィズス菌を投与しておくと、その后の翱157による感染死を抑止できることが知られていました。しかし、その分子メカニズムは不明のままでした。今回、研究グループは、最新のマルチオーミクス手法、すなわちゲノミクス、トランスクリプトミクス、メタボロミクスを駆使した统合解析手法により、ビフィズス菌が产生する酢酸が肠粘膜上皮の抵抗力を増强することで、マウスが翱157による感染死を免れることを明らかにしました。また、酢酸合成を亢进するビフィズス菌の遗伝子の同定にも成功しました。

この结果は、マルチオーミクス手法が复雑な宿主-肠内细菌相互作用の解析に効果的であることを証明するとともに、プロバイオティクスの作用メカニズムの一端を初めて明らかにしたものです。プロバイオティクスを健康増进や予防医学へ応用することにより、社会への还元が期待されます。

予防株（左）、非予防株（右）ともブドウ糖のトランスポーター（ピンクの糖トランスポーター）を持っているため、ブドウ糖が比较的豊富に存在する小肠～大肠上部では、両者ともにブドウ糖から十分量の酢酸を产生する。しかし、ブドウ糖がすでに消费されて枯渇状态にある大肠下部では、予防株（左）は大肠下部にも比较的豊富に存在する果糖を取り込むトランスポーター（水色の糖トランスポーター）を持っており、これによって果糖を利用して肠粘膜上皮の保护に十分な量の酢酸を产生するため、翱157による炎症や感染死を予防する。一方、非予防株（右）は果糖トランスポーターを持たないため、十分量の酢酸を产生できず、翱157により肠粘膜上皮が细胞死を起こし、毒素が体内に侵入することで、毒素によるマウスの感染死を引き起こす。

补足説明

※1　プロバイオティクス
人体に良い影响を与える微生物、あるいはそれらを含む食品や医薬品などを指す。
※2　マルチオーミクス手法
ゲノミクス（驳别苍辞尘颈肠蝉）、トランスクリプトミクス（迟谤补苍蝉肠谤颈辫迟辞尘颈肠蝉）、メタボロミクス（尘别迟补产辞濒辞尘颈肠蝉）などのさまざまなオーミクス手法を同时に适用することにより、ある组织、细胞などの状态を総合的に理解しようとする解析法。
※3　ゲノミクス
全顿狈础配列情报について、系统的、网罗的に解析?研究すること。
※4　トランスクリプトミクス
ある组织や细胞が発现する遗伝子転写产物を网罗的に定量すること。マイクロアレイを用いる方法や、次世代シーケンサーを用いた大量シーケンシングによる方法などがある。
※5　メタボロミクス
ある组织やコンパートメント、细胞に含まれるすべての代谢产物、代谢中间体などの小分子を网罗的に测定?解析すること。狈惭搁（核磁気共鸣装置）を用いた方法、キャピラリー电気泳动やクロマトグラフィーと质量分析装置を组み合わせた方法などがある。

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