動物細胞外粘液物質を介した腸内優占菌と宿主との相利共生機構の解明

通过动物细胞外粘液物质阐明肠道优势菌与宿主的互利共生机制

• 批准号: 21H02156
• 负责人: 橋本 渉
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02156/
• 关键词: 腸内細菌叢; 動物宿主; 相利共生; ムチン; グリコサミノグリカン; 微生物叢; 常在機構; 膜小胞; プロバイオティクス; Bacteroides; γ-アミノ酪酸

ヒトを含む動物は、組織の骨格形成や維持等のため、種々の粘液物質（糖タンパク質ムチンや多糖グリコサミノグリカンGAG等）を分泌する。これらの粘液物質は常在細菌にとって格好の栄養素である。本研究では、主要な腸内優占菌（BacteroidesとStreptococcus属細菌）に焦点を当て、その優占性を示す要因を細菌と動物宿主の両者の観点から解析し、相利共生機構を明らかにすることを目指す。今年度は以下の成果を得た。Bacteroides属細菌を対象に50種以上を調べた結果、過半数が粘液物質（ムチンまたはGAG）を資化することを明らかにしている。本菌におけるGAGの代謝機構を解析した結果、GAGの分解により生じる不飽和ウロン酸に作用する初発代謝酵素系（イソメラーゼとレダクターゼ）をRNAシーケンスによる遺伝子発現と組換え酵素の機能解析により分子同定した。B. ovatusとB. thetaiotaomicronが粘液物質を資化する際、必須アミノ酸や短鎖脂肪酸を分泌することを見いだしている。粘液物質を含むヒト培養細胞用培地で培養した両菌の各培養濾液は、ヒト腸管由来Caco-2細胞の増殖を促進した。また、両菌は粘液物質から著量のγ-アミノ酪酸（GABA）を産生したことから、腸内に優占するBacteroides属細菌数種についても調べたところ、優占種はGABAを分泌生産することが判明した。Streptococcus属細菌は腸内のみならず口腔内にも常在する。口腔内にも粘液物質が存在することから、口腔内細菌を対象にGAG存在下で優占する細菌叢を解析した。その結果、Granulicatella属細菌が占有率を増加させ30-40%を占めるに至った。以上のことから、Bacteroides属細菌は、高頻度で粘液物質資化性を示すとともに宿主に有益物質を提供することから腸内優占性を獲得していることが示唆された。

It contains chemicals such as animal chemicals, tissue bone formation and maintenance, and a variety of mucus compounds (carbohydrate, carbohydrate, polysaccharide, GAG, etc.). The mucus is often found in bacteria, bacteria, and vegetables. In this study, the focus of the main bacteria (Bacteroides Streptococcus) shows that it is necessary to analyze the animal host of the fungus, and the symbiotic mechanism is clear about the target of the animal host. The following achievements have been made this year. Bacteroides belongs to bacteria, such as the results of more than 50 kinds of bacteria, and more than half of the slime GAG. The results of the analysis of the results, the decomposition of GAG and the effect of GAG on the primary enzyme system (RNA) were analyzed in this laboratory. The results showed that the enzyme enzyme machine could analyze the enzyme molecule. B. Ovatus. B. thetaiotaomicron viscous material is very important, and the secretion of short fatty acids is very important. The mucus contains cell culture, culture, culture and culture. The amount of GABA in the mucus of bacteria and bacteria, the amount of γ-methylol butyric acid (GABA), the amount of bacteria in the genus Bacteroides, the amount of bacteria in the bacteria, and the secretion of GABA were detected. Streptococcus is often present in the oral cavity of bacteria. The presence of mucus in the oral cavity, the presence of bacteria in the oral cavity and the presence of GAG in the oral cavity. The results showed that the occupancy rate of Granulicatella bacteria increased by 30-40%. The above-mentioned bacteria, Bacteroides, and high-grade slime show that the host is beneficial to the host, and that it is necessary to provide information on the occupancy of the host.

项目成果

The role of calcium binding to the EF-hand-like motif in bacterial solute-binding protein for alginate import

钙与细菌溶质结合蛋白中 EF 手状基序结合对藻酸盐输入的作用

• DOI: 10.1093/bbb/zbab170
• 发表时间: 2021
• 期刊: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry
• 作者: Okumura Kenji;Maruyama Yukie;Takase Ryuichi;Mikami Bunzo;Murata Kousaku;Hashimoto Wataru
• 通讯作者: Hashimoto Wataru

ヒト腸内優占Bacteroides属細菌による宿主細胞外粘液物質の利活用とγ-アミノ酪酸（GABA）の生産を介した生存戦略

人类肠道中占主导地位的拟杆菌属细菌利用宿主细胞外粘液和产生 γ-氨基丁酸 (GABA) 的生存策略

• 发表时间: 2022
• 作者: 南 秀磨;老木 紗予子;渡辺 大輔;髙瀬 隆一;橋本 渉
• 通讯作者: 橋本 渉

動物宿主多糖由来不飽和ウロン酸を代謝する腸内優占菌酵素の構造と機能

代谢动物宿主多糖衍生的不饱和糖醛酸的肠道优势细菌酶的结构和功能

• 发表时间: 2021
• 作者: 髙瀬 隆一;幸田 有希渚;渡辺 大輔;橋本 渉
• 通讯作者: 橋本 渉

ヒト腸管細胞と腸内優占Bacteroides属細菌との宿主粘液物質を介した接着と相利共生

人体肠道细胞与肠道优势拟杆菌通过宿主粘液物质进行粘附和互利共生

• 发表时间: 2022
• 作者: 幸田 有希渚;梶川 幹太;佐藤 賢宏;髙瀬 隆一;渡辺 大輔;橋本 渉
• 通讯作者: 橋本 渉

常在細菌による動物宿主由来多糖グリコサミノグリカンの取り込み機構

常驻细菌摄取源自动物宿主的多糖糖胺聚糖的机制

• 发表时间: 2021
• 作者: 髙塚歩;風間智彦;鳥山欽哉;河田 倫典・安井 秀・山形 悦透;橋本 渉
• 通讯作者: 橋本 渉