Control of quantity and quality of membrane vesicles produced by lactic acid bacteria

乳酸菌产生膜囊泡数量和质量的控制

• 批准号: 22K05396
• 负责人: 山崎 思乃
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kansai University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05396/
• 关键词: 乳酸菌; 膜小胞; 免疫賦活活性; グラム陽性菌

腸内環境は宿主の健康や疾病と密接に関わることから、乳酸菌などのプロバイオティクスがもつ腸内環境改善効果が注目されている。我々はこれまでに宿主の腸管免疫系を活性化し、感染予防を担う免疫グロブリンA（IgA）の産生を増強する乳酸菌株を見出している。一方、細菌は核酸やタンパク質などを含むメンブランベシクル（MV）と呼ばれるナノサイズの膜小胞を産生する。MVは細菌同士の情報伝達ツールとしての機能だけではなく、宿主に対しても多様な生理作用をもつことがわかってきた。我々が見出した乳酸菌株もMVを産生し、そのMVもIgA産生を増強することを発見している。このMVを粘膜に投与するワクチンの免疫増強剤として応用することを目指しているが、乳酸菌は厚い細胞壁をもつグラム陽性菌であり、産生するMV量の少なさが研究開発の課題となっている。そこで本研究では、乳酸菌のMV産生機構やMVが免疫賦活をもたらすメカニズムを解明することで、MVの「量」と「質（免疫賦活活性）」の向上に挑むことを目的とする。本年度は、乳酸菌がMVを形成するトリガーとなる小孔やゆがみを細胞壁に生じさせる、あるいはMV産生を誘導する環境ストレスを加えることで、乳酸菌のMV産生量を増加させ、かつ、MVの免疫賦活活性を向上できるかを検討した。免疫賦活作用をもつMVを産生するLimosilactobacillus antriをモデル菌株とし、静菌剤として利用され、細胞壁を脆弱化するグリシンを高濃度で添加して培養することでMVの生産性を約16倍に増大させることに成功した。また、細胞増殖に阻害的にはたらく培地中の酢酸ナトリウムを除去し、低pHに維持して培養することで、MVの免疫賦活活性を10倍程度向上させることができた。

由于肠道环境与宿主健康和疾病密切相关，因此益生菌（例如乳酸菌细菌）的作用引起了人们的注意。我们以前已经发现了激活宿主的肠道免疫系统并增强免疫球蛋白A（IGA）的产生，该乳酸菌菌株（IGA）的产生，该菌株A（IGA）是负责预防感染的。另一方面，细菌产生含有核酸，蛋白质等的纳米大小囊泡（MVS）。已经发现，MV不仅是在细菌之间传达信息的工具，而且对宿主具有多种生理影响。我们还发现，乳酸菌菌株产生了MV，并且MV还增强了IgA的产生。目的是将这种MV作为疫苗中的免疫增强剂应用于粘膜的疫苗中，但是乳酸细菌是革兰氏阳性细菌，具有较厚的细胞壁，而产生的MV少量是研究和发育中的挑战。因此，这项研究旨在通过阐明乳酸细菌的MV生产机制以及MVS导致免疫刺激的机制来改善MV的“数量”和“质量（免疫刺激活性）”。今年，我们研究了乳酸细菌是否可以通过引起小毛孔和扭曲来增加MV产生的量并改善MV的免疫刺激活性，从而触发细胞壁中MV形成，或增加诱导MV产生的环境应力。该模型应变是limosilactobacillus antri，它产生具有免疫刺激特性的MV，并被用作抑菌剂，并且通过培养较低的细胞壁培养甘氨酸，以高浓度和培养为培养，它成功地将MV生产率提高了约16倍。此外，通过在抑制细胞生长并保持低pH值的培养基中除去乙酸钠，MV的免疫刺激活性提高了约10倍。

项目成果

免疫賦活作用をもつ乳酸菌メンブランベシクルの高産生

高产乳酸菌膜囊泡，具有免疫刺激作用

• 发表时间: 2022
• 作者: 吉住僚太朗;西村慎一;八代田陽子;松山晃久;吉田稔;Makoto Hibi;児玉直弥，田中誠，樋口雄大，園木和典;赤川夏月，片倉啓雄，山崎思乃;川嶋ふみ枝，共田怜央，雑賀あずさ，石田渓，細見亮太，國澤純，片倉啓雄，山崎思乃;西村 桂子，坂本 悠，片倉 啓雄，山崎 思乃
• 通讯作者: 西村 桂子，坂本 悠，片倉 啓雄，山崎 思乃

Lactiplantibacillus plantarumのメンブランベシクルの腸内細菌への接着現象の解析

植物乳杆菌膜囊泡对肠道细菌的粘附现象分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 吉住僚太朗;西村慎一;八代田陽子;松山晃久;吉田稔;Makoto Hibi;児玉直弥，田中誠，樋口雄大，園木和典;赤川夏月，片倉啓雄，山崎思乃;川嶋ふみ枝，共田怜央，雑賀あずさ，石田渓，細見亮太，國澤純，片倉啓雄，山崎思乃;西村 桂子，坂本 悠，片倉 啓雄，山崎 思乃;赤川夏月，片倉啓雄，山崎思乃
• 通讯作者: 赤川夏月，片倉啓雄，山崎思乃

Limosilactobacillus antriのメンブランベシクルの産生特性とその免疫賦活活性の解析

柠檬酸乳杆菌前膜囊泡的生产特性及其免疫刺激活性分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 吉住僚太朗;西村慎一;八代田陽子;松山晃久;吉田稔;Makoto Hibi;児玉直弥，田中誠，樋口雄大，園木和典;赤川夏月，片倉啓雄，山崎思乃;川嶋ふみ枝，共田怜央，雑賀あずさ，石田渓，細見亮太，國澤純，片倉啓雄，山崎思乃;西村 桂子，坂本 悠，片倉 啓雄，山崎 思乃;赤川夏月，片倉啓雄，山崎思乃;刑部真以，片倉啓雄，山崎思乃
• 通讯作者: 刑部真以，片倉啓雄，山崎思乃

Lactiplantibacillus plantarum NBRC 15891由来メンブランベシクルの抗炎症作用

植物乳杆菌 NBRC 15891 来源的膜囊泡的抗炎活性

• 发表时间: 2023
• 作者: 吉住僚太朗;西村慎一;八代田陽子;松山晃久;吉田稔;Makoto Hibi;児玉直弥，田中誠，樋口雄大，園木和典;赤川夏月，片倉啓雄，山崎思乃;川嶋ふみ枝，共田怜央，雑賀あずさ，石田渓，細見亮太，國澤純，片倉啓雄，山崎思乃
• 通讯作者: 川嶋ふみ枝，共田怜央，雑賀あずさ，石田渓，細見亮太，國澤純，片倉啓雄，山崎思乃

Lactiplantibacillus plantarum由来メンブランベシクルが腸内細菌の代謝に及ぼす影響の解析

植物乳杆菌来源的膜囊泡对肠道细菌代谢的影响分析

• 发表时间: 2023
• 作者: 吉住僚太朗;西村慎一;八代田陽子;松山晃久;吉田稔;Makoto Hibi;児玉直弥，田中誠，樋口雄大，園木和典;赤川夏月，片倉啓雄，山崎思乃
• 通讯作者: 赤川夏月，片倉啓雄，山崎思乃