Optimization of human intestinal microbiota model and construction of evaluation system of postbiotics

人体肠道菌群模型优化及后生元评价体系构建

• 批准号: 22K05540
• 负责人: 福田 伊津子
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Kobe 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-22K05540/
• 关键词: 腸内細菌叢; 短鎖脂肪酸; 腸管上皮細胞

近年、腸内細菌叢と疾病・健康との関連性が指摘されており、腸内細菌叢の代謝産物が宿主であるヒトの健康に寄与していることが明らかとなっている。腸内細菌叢の構成バランスは個々人によって異なるが、腸内細菌叢や腸内発酵による代謝産物であるポストバイオティクスが、宿主の腸内環境を含む生体機能全体に影響を与え、結果として再び腸内細菌叢の構成に影響する腸内生態系を形成している。本研究では、腸内生態系を考慮したヒト腸内細菌叢モデルの最適化とポストバイオティクスの評価系の構築を目的とした。ヒト腸内細菌叢モデルを最適化するため、市販の培地に加えて既報の培地組成を参考に、様々な培養条件で得た培養液中の細菌叢構成および短鎖脂肪酸分析を行った。培地検討の結果、Enterobacteriaceaeの数をヒトの糞便検体と同程度まで抑えられた培地は酢酸、吉草酸、イソ酪酸、イソ吉草酸といった脂肪酸が含まれていることから、Enterobacteriaceaeが死滅しやすい環境にあったため、糞便検体と同程度までEnterobacteriaceaeの増殖を抑えられたと考えた。多様度指数の解析では、培養スターターとして用いた糞便細菌叢によって多様度が高い培地が異なった。また、ポストバイオティクスの評価として、腸管上皮細胞株であるHT29-MTX細胞を用いてバリア機能の指標としてムチン（Muc2）、オクルディン（OCLN）、クローディン（CLDN）、ZO-1のmRNA発現量について評価した。短鎖脂肪酸を腸管内で存在しうる60 mM酢酸、20 mMプロピオン酸、20 mM酪酸の混合物として24時間作用させたところ、MUC2とZO-1の発現量を増加させることでバリア機能を増強することが示唆された。腸炎のマーカーとして知られるCLDNは短鎖脂肪酸により発現量が低下する傾向にあった。OCLNの発現量に変化はなかった。

In recent years, the relationship between intestinal flora and disease and health has been criticized, and the metabolites of intestinal flora have been criticized as hosts and health. The composition of intestinal bacterial flora affects the formation of intestinal ecosystem, including the overall function of organisms, as a result of individual differences in intestinal bacterial flora and metabolites of intestinal fermentation. The aim of this study was to optimize the intestinal flora and to construct an evaluation system for intestinal flora. Optimization of bacterial flora in the intestine and analysis of short-chain fatty acids in culture medium with reference to culture conditions The results of the study showed that the number of Enterobacteriaceae in the faecal environment was similar to that of the control group, and the growth of Enterobacteriaceae was inhibited by the control group. Analysis of diversity index, culture and utilization of fecal bacterial flora, and diversity index The expression of mRNA in intestinal epithelial cell line HT29-MTX was evaluated by Muc2, OCLN, CLDN and ZO-1. A mixture of 60 mM acetic acid, 20 mM citric acid, and 20 mM butyric acid was present in the intestine and the production of MUC2 and ZO-1 increased during 24 hours. CLDN has a tendency to decrease production of fatty acids. OCLN's production capacity is changing.