論文

2021年9月30日 (木)

気になった論文②

こんにちは。

LGG菌サムライです。 

 

さて、前回の続きです(論文紹介)。

  

前回は、アルコール摂取後に生じるアセトアルデヒドと、その分解酵素ALDH2を紹介し、

ALDH2遺伝子には野生型と変異型があることを紹介しました。

そして、両親が野生型ALDH2遺伝子の場合は野生型ホモとなりアルコールに強く、

どちらかが野生型・変異型でそれぞれ受け継いでいるヘテロ型の場合と

両方変異型(変異型ホモ)の場合は、アルコールに弱いということを書きました。

  

この研究では、野生型もしくはヘテロ型の対象者にL. rhamnosus GG(150億個)を

含む発酵乳もしくは乳酸入り牛乳(プラセボ)を摂取させた後、ビール5杯を飲んでもらい、

その後の血中および唾液中のアセトアルデヒドの濃度を調査しています。

その結果、L. rhamnosus GG発酵乳を摂取すると、遺伝子型に関わらず、

血中および唾液中のアセトアルデヒド濃度が減少していた報告されています。

特に、ヘテロ型の対象者の方が、唾液中のアセトアルデヒドの減少が顕著だったことが

示されています。

  

アルコールに弱いヒトは、少量のアルコール摂取で顔面紅潮・吐き気・動悸・眠気・頭痛などを

きたすことはご存じかと思います。

これは、アセトアルデヒド濃度が急激に上昇して起こるもので、フラッシング反応と呼ばれています。

この研究では、L. rhamnosus GG発酵乳の摂取が、フラッシングの継続時間も

有意に減少したと報告しています。

  

また、過去の研究ではL. rhamnosus GGは、in vitroの研究(※)で

アセトアルデヒドを分解することが報告されています。

今回のTrachoothamらの研究では、L. rhamnosus GG発酵乳摂取してから

3.5時間経ったあとでも口腔内に保持されていたことから、

唾液中のアセトアルデヒドの減少などにL. rhamnosus GGが影響していると

考えているようです。

※ Nosova et al. Alcohol Alcohol (2000)

  

アルコールは胃や小腸上部で吸収され、肝臓に行きます。

そして、アセトアルデヒドが生じます。

一方で、L. rhamnosus GGは体内に吸収されるわけではないので、

肝臓で生じたアセトアルデヒドに対してどのように作用するのか…?

色々と興味が湧いてきます。

 

ただ、肝臓に対するL. rhamnosus GGの効果は現在までに色々と研究されている他、

近年の腸内細菌叢研究の著しい発展は、腸肝軸(Gut-Liver Axis)に

新たな知見をもたらしています。

なので、今後、謎がどんどん解明されていくことを期待したいと思います。

  

尚、本記事はアルコール摂取を推奨するものではありません。

 

 

おしまい。

 

2021年9月28日 (火)

気になった論文①

こんにちは。

LGG菌サムライです。

 

さて、PubMedで「”lactobacillus” OR “lacticaseibacillus” AND “GG”」を

キーワードに検索すると、2021年9月27日現在で1,661件がヒットします。

そのうち、109件が2021年の論文です。

 

02

また、9月は4件の報告がありました(まだ増える可能性があります)。

その4件のうち、

『Intake of Lactobacillus rhamnosus GG (LGG) fermented milk before drinking alcohol

reduces acetaldehyde levels and duration of flushing in drinkers with wild-type and

heterozygous mutant ALDH2: a randomized, blinded crossover controlled trial』

というタイトルの論文が気になったので、紹介したいと思います。

※ Trachootham et al. Food Funct doi: 10.1039/d1fo01485d

 

日本語にすると、

『アルコールを飲む前にLactobacillus rhamnosus GG(LGG)発酵乳を摂取すると、

野生型およびヘテロ接合型変異ALDH2を持つ飲酒者におけるアセトアルデヒドレベルが減少し、

フラッシング反応の時間も減少する:無作為化盲検クロスオーバー対照試験』

という感じでしょうか。

 

ヒトがアルコールを摂取すると、肝臓で分解されてアセトアルデヒドになります。

アセトアルデヒドは毒性が強く、アルコール摂取後の様々な不調をきたす原因となる物質です。

このアセトアルデヒドを分解してくれるのが2型アルデヒド脱水素酵素(ALDH2)という酵素です。

ALDH2遺伝子には変異があることが知られ、日本を含む東アジアのヒトでは、

この変異によって酵素の働きが弱いヒトが多くいます。

 

遺伝子は両親からそれぞれ受け継いでいますので、

1)両親共に野生型(正常型):野生型ホモ

2)どちらかの親が変異型:ヘテロ型(野生型と変異型両方をもつ)

3)両親共に変異型:変異型ホモ

の3パターンのヒトがいることになり、

ヘテロ型と変異型ホモのヒト達は酵素の働きが弱い、もしくは失われているために、

飲酒後にアセトアルデヒドの濃度が上昇し不調をきたすことになります。

 

この論文では、ALDH2遺伝子が野生型のヒトとヘテロ型のタイ人男性を対象に、

飲酒とL. rhamnosus GG発酵乳摂取の影響を調査した研究について報告しています。

 

  

つづく。

2021年8月31日 (火)

ポストバイオティクスとは?④

こんにちは。

LGG菌サムライです。

 

前回の記事では、

L. rhamnosus GGの場合、プロバイオティクスとポストバイオティクスとして使用する場合には

効果が異なることが予測される”ということを書きました。

 

実際には、以前からL. rhamnosus GGの殺菌菌体を使用した研究が複数報告されています。

基本的に培養細胞もしくは動物試験レベルでの研究ですが、

生菌と死菌で作用が異なる場合、生菌と死菌で作用が同じ場合、

生菌で作用が確認される場合など、研究によって結果はまちまちという印象です。

  

スプレードライではpiliが消失してしまっていましたが、

piliが消失しないポストバイオティクスの製造法などがあれば、

それによって作用が変わってくる可能性があります。

そう考えると、上述の複数の研究でも殺菌法はそれぞれ異なりますし、

結果が様々でも当然と思えてきます。

事実、ISAPPの共同声明でも、製造法や安定性の確認など、

様々な注意すべき事項が記載されています。

  

いずれにしろ、

生菌とポストバイオティクスの効果が異なる可能性があるという観点から、

プロバイオティクスとして使用されていた微生物をポストバイオティクスとして使用するならば、

各々のポストバイオティクスを使用して試験を行い、

作用や機能性を確立することが重要となるのだと思います。

そして製造法(殺菌方法)によっても変わるというのであれば、

必ずその製品で効果を確立する必要がありますね。

ポストバイオティクスの世界も奥が深いです。

 

 

おしまい。

2021年8月27日 (金)

ポストバイオティクスとは?③

こんにちは。

LGG菌サムライです。

 

前々回からポストバイオティクスの定義について、

ISAPPが出している共同声明の内容を説明しています。

今回もその続きになります。

  

さて、この声明に関する文献の中で、

L. rhamnosus GGの線毛(pili)に関する記述と、電子顕微鏡写真があります。

この電子顕微鏡写真には、

スプレードライ(噴霧乾燥)する前と後のL. rhamnosus GGの姿が写っており、

スプレードライする前の生きた細胞では線状の構造物が確認されます(糸を引いたように見えます)。

一方で、スプレードライした後の細胞では同様の構造が確認できません。

 

この写真は、

https://www.nature.com/articles/s41575-021-00440-6

を訪問して頂ければご覧になれます)

また、下記論文で報告されたものを転載しているとのことなので、

こちらの論文も確認してみましたが、同じ写真であり、

やはりスプレードライによってpiliが消失すると記載されていました。

※ Kiekens, S. et al. Impact of spray- drying on the pili of Lactobacillus rhamnosus GG. Microb. Biotechnol. 12, 849–855 (2019).

 

Piliはこのブログでも度々出てきていますが、

L. rhamnosus GGが腸管上皮へ付着する際に重要な役割を果たしているほか、

宿主の免疫機構にも働きかけていると考えられています。

培養試験レベルでの結果ではありますが、piliの無いL. rhamnosus GGは、

腸管上皮細胞(Caco-2細胞)からの炎症マーカーIL-8の産生を増加させるほか、

細胞の増殖を抑えてしまうと、本声明に記述があります。

 

つまり、L. rhamnosus GGの場合は、

プロバイオティクスの状態(生菌)とポストバイオティクスの状態(死菌)では、

作用が異なってくることが予測できるわけです。

  

  

つづく。

2021年7月31日 (土)

ポストバイオティクスとは?②

こんにちは。

LGG菌サムライです。

 

さて、前回はプロバイオティクス、プレバイオティクス、シンバイオティクスの

定義を確認したところで力尽きてしまいました。

今回は本題に入りたいと思います。

  

まず、ISAPPの共同声明によるポストバイオティクスの定義は、

宿主に健康上の利益を与える無生物の微生物および/またはその成分の製剤」となります。

  

postは「後」、bioticは「生物の、生命の」を意味するので、postbioticで「生命の後」と

いうことで非生物となります。つまり死んでいます。

そして、声明ではこの定義を提案するうえで、「inanimate(無生物)」というワードを

使用したと述べています。

「無生物」は、生きて存在していた微生物が死滅したという事実を単純に捉え、機能の喪失を

意味するものではない、というニュアンスだそうです。

この辺りの英語の意味を理解するのは難しいですね。

  

また、ポストバイオティクスは微生物細胞もしくは微生物細胞の成分でなければならない

ということです。

弊社でも以前、Lactobacillus gasseri TMC0356というガセリ菌についても

精力的に研究を行っていたことがあります。

この際は、培養したTMC0356株の菌体を集め、熱で殺菌した「加熱死菌体」の効果を

研究しておりました。

実際、TMC0356の加熱死菌体は、インフルエンザ感染(※1)や

メタボリックシンドローム(※2)に対する宿主への効果が認められていることから、

これはポストバイオティクスの定義に当てはまるかと思います。

※1 Kawaseら(2012)FEMS Immunol Med Microbiol

※2 Shiら(2012)British Journal of Nutrition

  

 

一方で、精製された微生物の代謝産物はポストバイオティクスに該当しないとされています。

例えば、L. rhamnosus GGはp40やp75といった機能性タンパク質を産生しますが、

“これらを精製”してもポストバイオティクスにはならないようです。

  

また、ポストバイオティクスは、プロバイオティクスに由来したものでなくても

認められることも大きな特徴です。

当然、安全性が担保されていなくてはいけませんが、生菌では使用できない or

生菌で保持することが難しい菌なども無生物化すれば使用できる可能性があるので、

健康増進に使用できる微生物ツールの幅が広がることが期待されます。

 

 

つづく。

2021年7月26日 (月)

ポストバイオティクスとは?①

こんにちは。

LGG菌サムライです。

 

さて、ポストバイオティクス(postbiotics)という言葉をご存じでしょうか?

この言葉は、10年ほど前から主に「死菌体」と呼ばれるものに使用されてきたそうです。

しかし、その定義が曖昧なことから、今年(2021年)の5月に

ISAPP(International Scientific Association of Probiotics and Prebiotics)が

「postbiotics」の定義と範囲に関する共同声明を発表しました。

その文献が下記となります。

※Salminenら(2021)Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology

『The International Scientific Association of Probiotics and Prebiotics (ISAPP)

consensus statement on the definition and scope of postbiotics』

  

このブログでは、過去に「プロバイオティクスとは?」というテーマで

いくつか記事を書いているかと思いますが、今回は上述した論文をもとに

「ポストバイオティクス」について書いてみたいと思います。

  

まず、似たような言葉に「プロバイオティクス」「プレバイオティクス」

「シンバイオティクス」があります。

これらもISAPPが定義付けしていますので、復習も兼ねて、それぞれご紹介します。

  

<プロバイオティクス>

定義:「適切な量を投与することで、宿主に健康上の利益をもたらす生きた微生物」

L. rhamnosus GGは、まさに生きた微生物で、宿主の健康に有益な効果

(例えば整腸作用やアトピー予防など)を示すことからプロバイオティクスですね。

  

<プレバイオティクス>

定義:「宿主の微生物が選択的に利用することで、健康上の利益をもたらす基質」

例えば、オリゴ糖や一部の食物繊維(イヌリンなど)などは代表的なプレバイオティクスです。

これらは、ビフィズス菌のような宿主由来の善玉菌を増やすことで、宿主の健康に寄与します。

  

<シンバイオティクス>

定義:「生きた微生物と宿主微生物が選択的に利用する基質からなる混合物で、宿主に健康上の

利益を与えるもの」

元々、シンバイオティクスは「プロバイオティクスとプレバイオティクスの組み合わせ」と

考えられていました。つまり、“ただ混ぜただけ”ということになります。

この場合、投与されたプロバイオティクスは自身の効果を発揮し、プレバイオティクスは

“宿主由来の優良な自生の微生物”に利用されることで効果を発揮するという、別々の機能を

補完するだけでした。

しかし、ISAPPの定義によって、宿主由来の自生の微生物以外に、“プロバイオティクスの

ように外部から適用された微生物も、シンバイオティクスに含まれる基質のターゲットとなり得る”、

となりました。

これによって、相乗的な意味が含まれるようになりました。

  

そして、この3つの定義に加え、今回の声明にて『ポストバイオティクス』という

新たな定義が加わることになりました。

  

少し疲れましたね。

 

  

つづく。

2021年5月31日 (月)

前回の補足

こんにちは。

LGG菌サムライです。

 

前回の記事の中で、

「米国ではL. rhamnosus GGとCOVID-19に関する臨床試験が実施されている」

という内容を少し書きました。

こちらは、元々2021 ISAPP Annual Meetingの紹介がメインだったので、

今回はこの臨床試験について、もう少し詳細を紹介したいと思います。

  

米国の臨床試験サイト(https://clinicaltrials.gov)から、

この臨床試験を検索していきます。

最初に簡単なサマリーがあり、

『本試験の目的は、L. rhamnosus GGとCOVID-19に曝露した家庭内接触者における

マイクロバイオーム(人体内および人体上に生息する微生物)に対する効果を評価する

ことです。本試験は、無作為化二重盲検プラセボ対照試験であり、被験者はL. rhamnosus

GGまたはプラセボを投与されるように無作為に割り当てられ、どちらの製品を投与されて

いるかはわかりません。被験者は約60日間の試験に参加します。被験者は、研究期間中、

他のプロバイオティクスの摂取を控えなければなりません。被験者は、試験のアンケート

に答えるために、Eメールとインターネットにアクセスできる必要があります。この研究

に参加するには、L. rhamnosus GGもしくはプラセボを28日間摂取し、アンケートに

回答し、便と鼻腔スワブのサンプルを提供する必要があります。』

と記載されています。

 

そのあとに、試験に関する様々な詳細情報が掲載されています。

特に気になる情報としては、予定している試験参加者は1132人となっており、

かなり大規模な臨床試験ということがわかります。

そして、試験は2020年7月24日から開始されており、

終了予定は2022年5月25日となっています。

試験終了が1年先ということは、結果が報告されるのは

さらに先になるということですね。

未だ試験途中ということで、どのような結果になるのか分かりませんが、

今後が楽しみです。

  

そして、この試験を調べていたなかで、文献データベースPubMedでも

この研究のプロトコルが出てきました。

BMJ Openという雑誌に掲載されています。

(※ Tang et al. 2021 BMJ Open)

こちらの情報の方が、さらに詳しいかと思います。

気になる方は、オープンアクセスなので是非ご確認頂ければ。

 

  

おしまい。

2021年3月19日 (金)

ピリ(線毛)を迅速に効率良く、且つ簡単に採る方法!?③

こんにちは。

トヨエモンです。

  

さて、今回も前回からの続きですが、ようやく本題ですw

 

Moraisらの論文「マルチモーダルクロマトグラフィーを用いた

Lacticaseibacillus rhamnosus GG由来の線毛を精製するための迅速で、

効率良く、簡便な実践的方法」(Front Microbiol 2020)の要旨で、

著者たちはこのように書いています。

  

「この方法では、特定の抗体や複雑な実験装置は必要としない」

  

この論文を発見したとき、期待で胸がいっぱいだったのですが、

論文の方法の部分を読んで最初の図を見ると、

すでにクロマトグラフィーが3つ出ています・・・。

一つは、Capto Core 700カラムを使ったマルチモーダルクロマトグラフィー、

もう一つはSephacrylカラムを用いたゲルろ過クロマトグラフィー、

そしてもう一つは、HiTrap Q HPカラムを使ったイオン交換クロマトグラフィー…

 

そもそもトヨエモンはクロマトグラフィーが苦手です。

と言うか、苦手意識をもっています。

学生時代、アナログなシステムでクロマトグラフィーをやったことがあり、

その時の記憶で「クロマトは面倒臭い」という固定観念が。。。

   

勿論、この論文ではそんなアナログなことはせず、

一つの機械で3つのクロマトグラフィーを完結しています(しているはずです)。

  

確かに実験をバンバンやっている方にとっては、タイトル通りだとは思うものの、

トヨエモンにとっては「簡単に採る方法」ではありませんでした…残念。

  

ちなみにこの論文の方法を簡単に説明するならば、

菌を培養して、酵素で細胞壁を分解します。

そして、分解された細胞壁部分を上記3種類のクロマトグラフィーにかけます。

すると線毛が精製できます。

以上です(勿論、実際は細かいプロセスがあります)。

確かにこれだけ見れば簡単ですね(笑)

  

しかも、この方法の利点は、従来の方法と比較して、

線毛の収量が多く、純度が高いことだそうです。

2~3日の作業で、1リットルの培養液から、

約50マイクログラムの線毛が採れるようです。

  

カラムがあれば、

ちょっと試してみたい気がしないでもない…かも。

 

  

おしまい。

2021年3月 5日 (金)

ピリ(線毛)を迅速に効率良く、且つ簡単に採る方法!?②

こんにちは。

トヨエモンです。

 

もう3月です。

最近、1年があっという間に過ぎていきます。

歳でしょうか・・・。

   

さて、前回はMoraisらの論文(Front Microbiol 2020)について紹介しました。

そして、タイトルにある「マルチモーダルクロマトグラフィーを用いた

Lacticaseibacillus rhamnosus GG由来の線毛を精製するための迅速で、

効率良く、簡便な実践的方法」の『マルチモーダルクロマトグラフィー』について

調べたところで力尽きてしまいました。。。

今回はその続きです。

  

タイトルを見ると、もう一つ『線毛』という専門用語がありますね。

このブログでも時折紹介していますが、線毛はピリ(pili)とも呼ばれ、

L. rhamnosus GGの菌体から毛のように伸びた構造体のことです。

  

線毛は、腸管の上皮に付着するのに重要だと考えられています。

L. rhamnosus GGの線毛は、長さが1マイクロメートルに達することもあり、

1つの菌体から10~50本くらい伸びて(生えて?)います。

菌自体の大きさが数マイクロメートルですので、

もしトヨエモンが同じように髪の毛を伸ばしたら、かなりのロン毛になりますw

  

L. rhamnosus GGの線毛は、主にSpaA、SpaB、SpaCの

3種類のタンパク質から構成されています。

 

まず線毛の一番根本にあるのがSpaBです。

線毛を菌体にくっつけているイメージです。

 

そして、線状の構造を作るのがメインのタンパク質SpaAとなります。

SpaAが鎖状につながっているとイメージしてください。

 

そして、毛の一番先っちょにSpaCがあります。

 

以前はSpaAの鎖の途中、所々にSpaCが分布しているとされていました。

(Reunanen et al. Appl Environ Microbiol. 2012)

過去記事(腸管バリアとLGG菌④)を見ると、

こんな図(↓)を掲載していましたね。

01  

しかし、最近の研究報告では、

SpaCは線毛の先端のみに存在すると考えられています。

(Kant A et al. J Struct Biol. 2020)

  

  

つづく。

2021年2月28日 (日)

ピリ(線毛)を迅速に効率良く、且つ簡単に採る方法!?①

こんにちは。

トヨエモンです。

 

先日は2月とは思えないくらいの暖かい日が続きましたが、

よくよく考えたら、あと数日で3月、すぐに春ですね!

会社の梅も満開です。 

Img_5704 

  

さて、L. rhamnosus GGの論文を探していたら、

『A Fast, Efficient and Easy to Implement Method to Purify

Bacterial Pili From Lacticaseibacillus rhamnosus GG Based on

Multimodal Chromatography』

という論文を見つけました。

※ Morais et al. Front Microbiol 2020

 

フランスの研究チームの論文で、タイトルを日本語にすると

『マルチモーダルクロマトグラフィーを用いた

Lacticaseibacillus rhamnosus GG由来の線毛を精製するための

迅速で、効率良く、簡便な実践的方法』

という感じでしょうか。

タイトルだけでも、いくつか説明が必要そうですね・・・。

 

まずはマルチモーダルクロマトグラフィー…。

実はトヨエモンも初めて聞きました(汗)。

なので、少し調べてみました。

すると、マルチモードとか多モードというワードが出てきました。

どうやら、クロマトグラフィーに使用するカラムが、

複数の分離モードに対応しているようです。

  

この時点で、おそらく「クロマトグラフィーって何?」「カラムって何?」

「分離モードって何?」と思っている方もいるのではないでしょうか?

どこまで説明をすれば良いのか、トヨエモンも判りませんcoldsweats01

なので、ざっくりと書きます。

  

クロマトグラフィーとは、

混合物(色々な物質が混じっている)を固定相に通し、

各物質を分離・検出する方法です。

 

最も簡単なクロマトグラフィーに、

ペーパークロマトグラフィーというのがあります。

解かりやすい例が産業技術総合研究所(通称、産総研)のウェブサイトの中にある

キッズ向けコンテンツ『さんそうけんサイエンスタウン』にあったので紹介します。

コーヒーフィルターを細い短冊状に切って、片側の端の方に水性ペンでマークします。

そして、マークの下側部分を水に漬けておくと、毛管現象でフィルターに水が染み込んで、

マークした所より更に上へと水が登っていきます。

その時に、インクも一緒に登っていき、

インクを構成していた色にそれぞれ分かれていきます。

 

水に溶けやすい色は、より上まで登り、溶けにくい色はあまり移動しません。

そして、色ごとにフィルターを切ってしまえば、分離できたことになりますね。

この場合、フィルターペーパーが固定相に相当し、

固定相が管に詰まっている場合、これをカラムと呼びます。

   

そして、上述の場合は水への溶けやすさで分離していますが、

物質のサイズで分離することもあります。

例えば固定相に小さな穴が空いている場合、

小さな物質は穴の中に入ってしまうため、なかなか移動できませんが、

大きい物質は小さな穴にはいりこめないため、

すぐにカラム(固定相の詰まった管)の中を移動してしまいます。

このように分離の仕方には色々とあり、それらを分離モードと呼ぶわけです。

  

通常、カラムは一つの分離モードですが、

マルチモーダルクロマトグラフィーで使えるカラムは、

複数の分離モードに対応できるというわけらしいです。

  

全く本題に入れませんが、さすがに疲れました・・・。

本日はここまでにて。

 

  

つづく。