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

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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。