JP5852558B2 - 腸管免疫の抑制剤のスクリーニング方法 - Google Patents
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Description
本発明はまた、IL−6、IL−8およびMCP−1の3種の発現量を抑制する、上記のLactobacillus属菌に関する。
本発明はさらに、炎症性免疫関連サイトカインの発現量が30%以上抗炎症的に変化する、上記のLactobacillus属菌に関する。
本発明はさらにまた、Lactobacillus casei、Lactobacillus reuteri、Lactobacillus rhamnosus、Lactobacillus salivarius、Lactobacillus jenseniiまたはLactobacillus gasseriである、上記のLactobacillus属菌に関する。
また、本発明は、Lactobacillus jensenii TL2937菌株(受託番号:FERM BP−11272)に関する。
さらに、本発明は、腸管上皮細胞における炎症性免疫作用を抑制する抑制剤をスクリーニングする方法であって、
(1)トール様受容体(TLR)2および4を発現する細胞を、候補抑制剤で刺激する工程、
(2)(1)で刺激した細胞を、炎症誘導因子で刺激する工程、
(3)(2)で刺激した細胞における1または2以上の炎症性免疫関連サイトカインの発現量を計測する工程、
を含み、1または2以上の前記炎症性免疫関連サイトカインの発現量が、前記(1)の工程を行わなかったコントロールと比較して抗炎症的に変化した場合、前記候補抑制剤が炎症性免疫作用抑制性であるとする、前記方法に関する。
(1’)(1)で刺激した細胞を洗浄する工程
をさらに含む、上記の方法に関する。
本発明はまた、炎症性免疫関連サイトカインの発現量が、コントロールと比較して30%以上抗炎症的に変化した場合、候補抑制剤を炎症性免疫作用抑制性であるとする、上記の方法に関する。
本発明はさらに、TLR2および4が、ウシ、ブタまたはヒト由来である、上記の方法に関する。
本発明はさらにまた、炎症誘導因子が、毒素原性大腸菌(ETEC)である、上記の方法に関する。
また、本発明は、発現量を計測する炎症性免疫関連サイトカインが、IL−6、IL−8およびMCP−1である、上記の方法に関する。
さらに、本発明は、炎症性免疫作用抑制剤が、イムノバイオティクスまたはその派生物(イムノジェニクス)である、上記の方法に関する。
本発明はまた、Lactobacillus属菌またはBifidobacterium属菌である、上記のイムノバイオティクスに関する。
本発明はさらに、上記の菌またはイムノバイオティクスを少なくとも1つ含む炎症抑制剤組成物に関する。
また、本発明は、上記の炎症抑制剤組成物を含む、食品組成物に関する。
さらに、本発明は、上記の炎症抑制剤組成物を含む、飼料組成物に関する。
(1)トール様受容体(TLR)2を発現する細胞を、候補抑制剤で刺激する工程、
(2)(1)で刺激した細胞を、炎症誘導因子で刺激する工程、
(3)(2)で刺激した細胞における1または2以上の炎症性免疫関連サイトカインの発現量を計測する工程
を含み、1または2以上の前記炎症性免疫関連サイトカインの発現量が、前記(1)の工程を行わなかったコントロールと比較して抗炎症的に変化した場合、前記抑制剤が炎症性免疫作用抑制性であるとする、前記方法に関する。
本発明の一態様において、発現量が30%以上抗炎症的に変化した場合に、候補抑制剤を炎症性免疫作用抑制性であると判定する。
TLR2を発現する細胞は、好ましくはさらに1種または2種以上の別のTLRを発現している。別のTLRとしては、これに限定するものではないが、例えば、TLR1、TLR3、TLR4、TLR5、TLR6、TLR9などが挙げられる。ウィルス性炎症に関与するTLRとしては、TLR3、TLR9が挙げられ、好ましくは、TLR3である。細菌性炎症に関与するTLRとしては、TLR1、TLR4、TLR5、TLR6、TLR9などが挙げられ、好ましくはTLR4である。
本発明において「腸管上皮細胞」とは、脊椎動物の腸管管腔面に存在する細胞であり、腸管における栄養吸収や生体防御に関わる免疫応答に関与している細胞を指す。腸管上皮細胞にはTLRをはじめとするパターン認識受容体が発現していることが知られており、したがって腸管における免疫応答には、TLRのシグナリング経路を介するものが含まれる。上述のとおりTLRファミリーは脊椎動物で高度に保存されているため、脊椎動物としてはいかなる脊椎動物でもよいが、好ましくは腸内細菌叢を有する動物、より好ましくは哺乳動物である。
炎症誘導因子としては、炎症性免疫を誘導することが可能なものであれば、当業者に知られたいかなるものを用いてもよい。これに限定するものではないが、例えば、リポ多糖、ウィルス性dsRNA、PolyI:C(合成dsRNA)などの化合物、大腸菌などの菌体などが挙げられる。腸内において炎症性免疫を誘導する観点から、好ましくは毒素原性大腸菌(ETEC)である。
BIE細胞を以下に記載の実施例1と同様に播種して培養し、3日後にETECで刺激した。ETEC刺激の12時間後に12種のサイトカイン(IL−1α、IL−1β、IL−4、IL−6、IL−7、IL−8、IL−10、IL−12、MCP−1、TNF−α、TGF−β、LIF)について、リアルタイムPCR法を用いて、mRNAの発現量を定量した。その結果刺激をしなかったコントロールと比較して、IL−1α、IL−6、IL−8およびMCP−1の発現量が顕著に増大していたので、これを候補サイトカインとした。次に、BIE細胞の播種3日後からさらに前刺激予定期間として2日間培養を続け、その後ETECで刺激した。ETEC刺激の12時間後に、前記候補サイトカインについて、リアルタイムPCR法を用いて、mRNAの発現量を定量した。その結果刺激をしなかったコントロールと比較して、IL−6、IL−8およびMCP−1の発現量が顕著に増大していたので、この3種を計測する炎症性免疫関連サイトカインとして選抜した(図4参照)。
本発明において「イムノジェニクス」とは、イムノバイオティクスに由来する、免疫調節因子のことをいう。イムノジェニクスに含まれるものとしては、これに限定するものではないが、例えば、菌体表層の成分として細胞壁を構成するペプチドグリカン、テイコ酸、リポテイコ酸および菌体外多糖(EPS)、また、菌体内の成分では、染色体DNA等の核酸成分、その制限酵素による加水分解断片であるオリゴDNAあるいは各種酵素タンパク質などを含む細胞質成分などが挙げられる。
本発明の一態様において、本発明のLactobacillus属菌は、上記炎症性免疫関連サイトカインの発現量を30%以上抑制する。
(a)形態的性質
桿菌
(b)培養的性質
培地名:Lactobacilli MRS Broth (Difco, Ref. No. 288130)
pH:無調整
培養温度:37℃
培養時間:18時間
(1)形状:円形
(2)直径:1〜2mm
(3)色調:白色
(4)隆起状態:半球状
(5)周縁:全縁
(6)表面形状:スムーズ
(7)透明度:不透明
(8)粘稠度:バター様
(c)生理学的性質
(1)グラム染色性:陽性
(2)乳酸発酵形式:ホモ乳酸発酵
(3)酸素要求性:通性嫌気
(4)発育温度:15℃+、45℃−
(a)形態的性質
桿菌
(b)培養的性質
培地名:Lactobacilli MRS Broth (Difco, Ref. No. 288130)
pH:無調整
培養温度:37℃
培養時間:18時間
(1)形状:円形
(2)直径:1〜2mm
(3)色調:白色
(4)隆起状態:半レンズ状
(5)周縁:全縁
(6)表面形状:スムーズ
(7)透明度:不透明
(8)粘稠度:バター様
(c)生理学的性質
(1)グラム染色性:陽性
(2)乳酸発酵形式:ホモ乳酸発酵、乳酸旋光性:D型
(3)酸素要求性:通性嫌気
(4)発育温度:15℃−、45℃+
子ウシ腸管上皮(BIE)細胞を用い、炎症誘導因子としては腸管毒素原性大腸菌E.coli(ETEC 987P株)を用い、以下の表1に記載の乳酸菌18株について検討を行った。それぞれ56℃で30分間熱殺処理した。
菌株はMRS培地 (Difco, Detroit, USA)で3回継代培養後(37℃、16h)、十分にPBSで洗浄した。洗浄後56℃、30分間熱殺菌に供した。さらにPBSで2回洗浄後、DMEM(10%FCS、1%ストレプトマイシン/ペニシリン)に再懸濁した。
BIE細胞を24ウェルプレートに1.5×104個/ウェルで播種し、3日間培養した。培養3日目に供試乳酸菌(100MOI)で2日間刺激した。刺激後、PBSでウェルを3回洗浄し、ETEC5×107個/mLで刺激した。
培地を除去・洗浄した後、TRIzol Reagentを用いた系によりTotalRNAを抽出した。TotalRNAよりQuantiTect Reverse Transcription Kit(Qiagen)を用いてcDNA合成を行った。
得られたcDNAを用いてリアルタイムRT−PCRを行った。PCR反応溶液はPlatinumTM SYBRTM Green qPCR SuperMix-UDG with ROX(Invitrogen)を用いた系により行い、7300 Real Time PCR System(Applied Biosystems, Lincoln, CDF, USA)を用いて分析及び解析を行った。得られた増幅曲線群より、指数関数的増幅領域の任意の蛍光値でのCt(Threshold cycle:閾値サイクル)から標準曲線を算出した。この標準曲線より、各試料における各種サイトカインのmRNA発現量を算出し、その値を各試料におけるβ−アクチンのmRNA発現量で割り、ETECコントロールを1としたときの相対発現強度として比較した。ETECコントロールに対する2群間の統計学的有意差はStudent’s t検定で解析した。
BIE細胞を24ウェルプレートに1.5×104個/ウェルで播種し、3日間培養した。培養3日目に化学合成トリアシル化リポペプチドであるPam3CSK4(200ng/mL)もしくはOLL2768株(5×107個/1mL)で12,24,36,48時間刺激し、トール様受容体シグナル抑制因子(MKP−1(MAPK phosphatase 1:MAPKホスファターゼ1)、IRAK−M(Interleukin-1 Recepter-Associated Kinase M:インターロイキン−1受容体関連キナーゼM)、SIGIRR(Single Ig IL-1-Related Recepter:シングルIgIL−1関連受容体)、BCL−3(B-cell CLL/Lymphoma 3:B細胞CLL/リンフォーマ3)、Tollip(Toll-Interacting Protein:トール相互作用タンパク質)、A20(TNFAIP3(Tumor Necrosis Factor, Alpha-Induced Protein 3:腫瘍壊死因子アルファ誘導タンパク質3))の発現をリアルタイムRT−PCR法により解析した。
また、BIE細胞をOLL2768株で48時間刺激後、PBSでウェルを3回洗浄し、ETEC5×107個/mLで3、6、12時間刺激を行った場合の抑制因子の発現についても解析した。
BIE細胞からのTotalRNA抽出及びcDNA合成は例1(c)と同様に行い、定量的リアルタイムRT−PCR法によるウシサイトカインmRNAの定量は例1(d)と同様に定量した。
PIE細胞を用い、例1と同様に抗炎症性活性を評価した。すなわち、PIE細胞を3×104個/ウェルとなるように12ウェルプレートに播き、37℃、5%CO2条件下で3日間培養した。各供試乳酸菌を100MOIで、培地コントロールおよびETECコントロール以外のウェルに500μlずつ添加し、37℃、5%CO2条件下で48時間培養した。12wellプレートをPBSで洗浄し、各ウェルにDMEM培地(10%FCS、1%SP)を500μl加えた後、ETEC(987P株)の死菌体を培地コントロール区以外のウェルに5.0×107個/ウェル(100MOI)となるように播き、PIE細胞を12時間刺激した。刺激後、各ウェルにTRIzolを500μL添加し、ピペッティングにより細胞溶解液を回収した。Total RNAを抽出し、リアルタイムPCR法により各試料におけるIL−6、IL−8およびMCP−1のmRNA発現量を算出し、その値を各試料におけるβ−actinのmRNA発現量で割り、ETECコントロールを100とした時の相対発現量として評価した。ETECコントロールに対する2群間の統計学的有意差はStudent’s t検定で解析した。
(a)PIE細胞の調製および刺激
コラーゲンTypeIコート済み24ウェルプレートに1×104個/ml濃度の細胞を1ウェルあたり500μlとなるように添加し、37℃、5%CO2条件下で3日間培養した。PIE細胞の培地交換を行なった後、表1に記載されているイムノバイオティック候補菌株を各々100MOIで刺激し、37℃、5%CO2条件下で0〜48時間培養した。乳酸菌による前刺激の後、PBSで3回洗浄し、光学顕微鏡でウェル内に供試乳酸菌が残っていないことを確認した。次に、poly(I:C)添加DMEM(FCS 10%,ペニシリン−ストレプトマイシン 1%添加DMEMにpoly(I:C)が12.5μg/mlとなるように希釈した)で各ウェルの培地を置換し12時間培養した。コントロールとして、非刺激ウェルおよびpoly(I:C)刺激のみのウェルを設定した。
培養したPIE細胞からmRNAを抽出し、cDNAを合成した。例1(d)と同様にリアルタイムPCR法により抗ウイルス性の指標として、I型インターフェロンであるIFN−β、抗炎症性の指標として、MCP−1の発現誘導を解析した。すなわち、cDNAを鋳型とし、作製したプライマーを用いて発現解析を行った。サイトカイン遺伝子の発現解析は、ABI PRISM 7300 リアルタイム PCR System(Applied Biosystem)により行った。検量線はプラスミドを段階希釈して分析した結果として得られた曲線から、指数関数的増幅領域の任意の蛍光値でのCt(Threshold cycle)から標準直線を算出した。各サンプルにおけるCtと標準直線から、各条件で振り分けたサンプルにおけるサイトカインのmRNA発現量を算出した。同サンプルのβ−アクチンの発現量を求め、各発現量の値を標準化し、poly(I:C)コントロールを100とした時の相対発現強度を比較した。poly(I:C)コントロールに対する2群間の統計学的有意差はStudent’s t検定で解析した。
供試した豚計20頭(雌)はLWD系統で、2週齢時に導入し5頭ずつ4区に分けて3週齢までは市販代用乳を給与し馴致した。4週齢以降の飼料には、成長段階に合わせ離乳用飼料を含めて基礎成分の異なる4種のものを用意し、それぞれ抗菌剤入り飼料を100%として抗菌剤を含まない基礎成分同等飼料0%と混合することで、抗菌剤入り飼料50%と25%の計4飼料条件4区を設定し、それぞれ任意飽食とした(表2および3)。
供試した豚計40頭(雌あるいは去勢雄)はLWD系統で、3週齢時に導入し5頭ずつ8区に分けて4週齢までは離乳用飼料を給与し馴致した。36日齢以降の飼料には成長段階に合わせ基礎成分の異なる3種のものを用意し(表1)、それぞれ抗菌剤入り飼料100%の3種、抗菌剤を含まない基礎成分同等飼料0%の3種、計6種を調整し任意飽食とした。更には、3週齢から15週齢までは抗菌剤の代替物として2種類のイムノバイオティック乳酸菌(L1:L. jensenii TL2937,L2:L. plantarum MEP221118)も別容器にて培養液とともに給与した(表5)。培養液中の菌数は3×108cfu/gとした。給与量は1日1頭当り3g/体重kgとした。培養液にはホエーを酵素分解処理したものを用いた。8区への給与体制は表5に示した。
サンプル採取は全て例5と同様に行った。検討項目として例5から抗体産生能評価は削除し、また検査した病原性大腸菌の種類にETEC987Pを追加した。出荷および枝肉成績調査は例5と同様に行った。
Claims (8)
- 腸管上皮細胞におけるウィルス性の炎症性免疫作用を抑制するイムノバイオティクスをスクリーニングする方法であって、
(1)腸管上皮細胞を、イムノバイオティクスで刺激する工程、
(2)(1)で刺激した細胞を、poly(I:C)で刺激する工程、
(3)(2)で刺激した細胞における1または2以上の炎症性免疫関連サイトカインの発現量を計測する工程、ここで該サイトカインが少なくともIFN−βまたはMCP−1を含む、
を含み、1または2以上の前記炎症性免疫関連サイトカインの発現量が、前記(1)の工程を行わなかったコントロールと比較して抗炎症的に変化した場合、前記イムノバイオティクスがウィルス性の炎症性免疫作用抑制性であるとする、前記方法。 - (1)と(2)との間に、
(1’)(1)で刺激した細胞を洗浄する工程
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 炎症性免疫関連サイトカインの発現量が、コントロールと比較して30%以上抗炎症的に変化した場合、イムノバイオティクスを炎症性免疫作用抑制性であるとする、請求項1または2に記載の方法。
- 腸管上皮細胞が、ウシ、ブタまたはヒト由来である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 発現量を計測する炎症性免疫関連サイトカインが、IFN−βおよびMCP−1である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- Lactobacillus jensenii TL2937菌株(受託番号:FERM BP−11272)を含む炎症抑制剤組成物。
- 腸内における炎症性疾患を予防および/または処置するための、請求項6に記載の炎症抑制剤組成物。
- 請求項6または7に記載の炎症抑制剤組成物を含む、飼料組成物。
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