乳酸菌による線虫の寿命延長および生体防御賦活の機構

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非寄生性の自活土壌線虫であるCaenorhabditis elegans(線虫)は、老化研究の優れたモデルとして世界的に利用されている。これまでに、ビフィズス菌給餌によって線虫の寿命が延長し、感染抵抗性も亢進することを報告してきた(Appl.Environ.Microbiol.2007;73:6404-9および2010;76:4105-8)。本研究ではビフィズス菌給餌による寿命延長効果に着目し、ビフィズス菌の長寿効果に関わる関連シグナル経路の探索およびビフィズス菌の有効菌体成分の探索を試みた.ビフィズス菌の長寿効果に関わる遺伝子の探索を試みるため、病原菌に対する生体防御で主要な役割を果たすp38MAPK経路と、長寿や熱、紫外線などストレス応答で作動するDAF-2経路に着目した。各種遺伝子をノックアウトした線虫を用いて寿命に与える影響を調べたところ、p38MAPK経路のpmk-1または転写因子Skn-1のノックアウト線虫では、ビフィズス菌を与えても寿命が延びず、これらの遺伝子がビフィズス菌の寿命延長効果に関連していることが判明した。一方、DAF-2経路の転写因子daf-16のノックアウト線虫では、ビフィズス菌摂取によって寿命が延び、長寿効果に本遺伝子が関与していないことが分かった。以上より、ビフィズス菌はp38MAPKシグナル伝達経路を活性化し、長寿をもたらしていると推察される。長寿に関わるビフィズス菌の菌体成分を探索するため、細胞壁の粗分画と、細胞壁を取り除き細胞膜に包まれた原形質体(プロトプラスト)を作製し、それぞれが線虫の寿命に与える影響を調べた。細胞壁とプロトプラストのいずれもが、未処理のビフィズス菌と同様に有意な寿命延長効果を示した。ペプチドグリカンの少ないプロトプラストでも効果が見られたことから、細胞壁の主成分であるペプチドグリカンよりも、ペプチドグリカンに包埋されているテイコ酸やプロトプラスト化しても細胞膜表面に残留するとされるリポテイコ酸などの細胞壁微量成分の方が寿命延長にはむしろ重要な役割を果たしていると考えられる。