JP6732731B2 - プロバイオティクスの被貪食能の評価方法およびこれを利用したスクリーニング方法 - Google Patents
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Description
[1]細菌と接触したことがない貪食作用を有する細胞にプロバイオティクスを接触させる工程を含む、プロバイオティクスの被貪食能の評価方法。
[2]細胞が、未分化な細胞から分化誘導されることにより得られる細胞である、[1]に記載の方法。
[3]細胞が少なくともBDCA1(CD1c)、BDCA3(CD141)、CD14、MHCクラスII、CD172a、CD11R1のいずれか1種類のマーカーを発現している、[1]または[2]に記載の方法。
[4]さらに、細胞を観察する工程を有し、貪食された前記プロバイオティクスを計測することを含む、[1]〜[3]のいずれか一項に記載の方法。
[5]プロバイオティクスが細菌を含む、[1]〜[4]のいずれか一項に記載の方法。
[6]細菌と接触したことがない貪食作用を有する細胞を含む、プロバイオティクスの被貪食能の評価キット。
[7]対照プロバイオティクスまたは被験プロバイオティクスを、それぞれ、細菌と接触させたことがない別個の貪食作用を有する細胞に接触させる工程、前記各細胞を観察し、前記対照プロバイオティクスを接触させた場合に生じる現象と、前記被験プロバイオティクスを接触させた場合に生じる現象とを比較して、比較結果を得る工程、および比較結果に基づいて、前記被験プロバイオティクスを選別する工程を含む、プロバイオティクスのスクリーニング方法。
[8]細菌と接触させたことがない細胞を含む、プロバイオティクスのスクリーニングキット。
[9]細菌と接触したことがない貪食作用を有する細胞が少なくともBDCA1(CD1c)、BDCA3(CD141)、CD14、MHCクラスII、CD172a、CD11R1のいずれか1種類のマーカーを発現している細胞に貪食される、プロバイオティクス。
[10][9]に記載のプロバイオティクスを含む、動物用飼料。
[11][9]に記載のプロバイオティクスがTL2937株(受託番号:FERM BP−11272)であり、前記TL2937株を投与することを含む、IL−1β上昇調節剤。
感染症などに罹患していない、出荷の1カ月前の成熟ブタ(LandraceとLarge YorkshireのFlにDurocを交配させた、LWDブタ(ヒルズ))の外頚静脈から採血し、真空採血管(TERUMO)に入れた。そして、Lympholyte-Mammal(CEDARLANE)の比重法を用いて、この血液からLympholyteを分注したチューブに、細胞懸濁液を静かに重層してから、遠心分離法(1800rpm、60min、20℃)を用いて、単核球細胞を分画した。ここで、この単核球細胞を1×107個/ウェルで播種し、1時間で保持して付着させた。その後に、IL−4(R&D system)と、GM−CSF(R&D system)を20ng/mLずつで含むRPMI培地を添加してから培養(37℃、5%のCO2の条件下)し、この培養の開始から72時間後に、新たな培地に交換した。さらに、この培養(37℃、5%のCO2の条件下)を5日間で継続して、分化誘導した末梢血由来の樹状細胞を得た。
(2−1)フローサイトメトリーによる細胞の調製
上記の末梢血由来の細胞について、ブタ樹状細胞の表面マーカーであるCD172aとCD11R1を、それぞれフィエリスリン(PE)およびペリオジニン(PerCP)で共染色し、フローサイトメトリーに供した。その結果として、二重染色によるドットプロット解析を図1に示した。なお、縦軸はCD172a陽性細胞数、横軸はCD11R1陽性細胞数である。そして、図1Aの上の四角は、両表面マーカーの発現が高い細胞集団のCD172a+ CD11R1+サブセットを示し、これを実施例1の細胞として用いた(図1A)。また、図1Aの下の四角は、CD172aの発現が低くて、CD11R1の発現が高い細胞集団のCD172alow CD11R1+サブセットを示し、これを実施例2の細胞として用いた(図1A)。
(2−2)磁気ビーズ分離(MACS)法による細胞の調製
磁気ビーズ分離法を用いて、上記の末梢血由来の細胞から、CD172a陽性細胞を分離するため、0.5%のBSA、2mMのEDTA、PBSを含むMACSバッファーで洗浄し、上記の末梢血由来の細胞の1×107個に対して、それぞれ、Mouse anti-porcine Monocyte/Granulocyte-Biotin (Southern Biotech、Catalog Number 4525-08)(anti−CD172a)を10μLで添加してから、インキュベート(4℃、10min)した。その後に、MACSバッファーで洗浄し、それぞれ、Streptavidin標識マイクロビーズ(MiltenyiBiotec)を10μLで添加してから、インキュベート(4℃、15min)した。さらに、MACSバッファーで洗浄し、MACSバッファーに懸濁させた。
感染症などに罹患していない、健康な成熟ブタ(LWD)の腸管組織から、パイエル板を採取し、1%のStreptomycin/Penicilin(Invitrogen)を含むPBSで洗浄した。次に、ハサミを用いて、そのパイエル板の組織をホモジナイズした。そして、1mg/mLのコラゲナーゼおよび15μg/mLのDNaseを含むRPMI培地を添加してから、振とう培養(37℃、60min)した。ここで、この組織液の上清をアスピレーターにて除去し、10%のFCS、0.02%のEDTAを含むPBSを添加してから、インキュベート(37℃、5min)した。さらに、PETRI DISH(Corning)に、二枚重ねのガーゼを敷き、その上で培養したパイエル板の組織を押し潰して、細胞懸濁液を調製した。
フローサイトメトリーを用いて、実施例1および実施例2と同様に、上記の腸管由来の細胞を調製した。ここで、図1Bの上の四角は、CD172a+ CD11R1+サブセットを示し、これを比較例1の細胞として用いた(図1B)。また、図1Bの下の四角は、CD172alow CD11R1+サブセットを示し、これを比較例2の細胞として用いた(図1B)。
磁気ビーズ分離法を用いて、実施例3と同様に、上記の腸管由来の細胞から、CD172a陽性細胞を得た。これを比較例3の細胞として用いた。
上記の各細胞に接触させる菌株には、株式会社明治が保有するLactobacillus (L.) plantarum TL2766(以下、TL2766株と称することがある)およびLactobacillus (L.) jensenii TL2937(受託番号:FERM BP−11272)(以下、TL2937株と称することがある)を用いた。 このとき、MRS培地を用いて、上記の2菌株を培養(37℃、24h)することを1回の継代とし、3回で継代した。
(5−1)フローサイトメトリーを用いた観察
上記でゲーティングして得られた実施例1および実施例2、比較例1および比較例2の細胞を5×106個/ウェルで播種し、一晩で培養した。次に、これらの培地に対して、TLR2抗体(BioLegend.、Catalog Number 309710)とTLR4抗体(BioLegend.、Catalog Number 312808)を200ng/mLで添加してから、インキュベート(37℃、一晩)した。そして、TL2766株およびTL2937株を殺菌処理してから、前記の菌体を5×108個/ウェルで接触させた。
(5−2)走査型電子顕微鏡(SEM)を用いた観察
塩酸で希釈したコラーゲン(新田ゼラチン)を用いて、トランズウェルインサート(0.4μmの小孔ポリエステルメンブレン(Corning))の膜表面をコートしてから、上記の磁気ビーズ分離法で得られた実施例3および比較例3の細胞を5×106個/ウェルで播種し、細胞を定着(一晩)させた。ここで、TL2766株およびTL2937株を殺菌処理してから、これらの菌体を5×108個/ウェルで接触(37℃、2h)させた。その後に、0.2MのHEPESバッファーで洗浄してから、2.5%のグルタルアルデヒド(日新EM)で固定処理(25℃、2h)した。さらに、HEPESバッファーで洗浄してから、PBSを用いて、5回で洗浄した。そして、0.25%のタンニン酸で固定処理(25℃、15min)してから、0.5%のタンニン酸で固定処理(25℃、15min)した後に、1%のタンニン酸で固定処理(25℃、1h)した。ここで、50%、70%、90%および100%のエタノールで脱水(10min)してから、t−ブチルアルコールに2回で浸漬(30min)し、t−ブチルアルコールに置換した。さらに、凍結乾燥(一晩)してから、細胞の表面を白金で処理し、これらの細胞を走査型電子顕微鏡で観察した。
(5−3)レーザー顕微鏡観察を用いた観察
顕微鏡観察用のディスク(カバーガラス、φ12mm、ブタ腱由来のペプシン可溶性のコラーゲンタイプIコート(IWAKI))に、上記の磁気ビーズ分離法で得られた実施例2および比較例2の細胞を播種した。そして、培地の1mLに対して50μLの割合で、CellLight Early Endosomes-RFP(Life technologies)をウェルに添加してから、細胞のエンドソームを染色(37℃、一晩)した。ここで、TL2937株を殺菌処理してから、これらの菌体をウェルで接触させた。その後に、PBSで洗浄してから、4%のパラホルムアルデヒドを含むPBSで固定処理(25℃、20min)した。さらに、PBSで洗浄してから、Fluoroshield with DAPI(ImmunoBioScience)で封入した後に、細胞の内部への菌体(TL2937株)の被貪食能を共焦点レーザスキャン顕微鏡(Carl Zeiss Microscopy、LSM-700)で観察した。
(5−4)透過型電子顕微鏡(TEM)を用いた観察
塩酸で希釈したコラーゲン(新田ゼラチン)を用いて、トランズウェルインサート(0.4μmの小孔ポリエステルメンブレン(Corning))の膜表面をコートしてから、上記の磁気ビーズ分離法で得られた実施例3および比較例3の細胞を5×106個/ウェルで播種し、細胞を定着(1h)させた。ここで、TL2766株およびTL2937株を殺菌処理してから、これらの菌体を5×108個/ウェルで接触(37℃、2h)させた。その後に、0.2MのHEPESバッファーで洗浄してから、2.5%のグルタルアルデヒド(日新EM)で固定処理(4℃、一晩)した。さらに、0.2MのPBSで洗浄してから、4%の四酸化オスミウムで固定処理(4℃、4h)した。ここで、50%、70%、80%、90%、95%および100%のエタノールで脱水(10min)してから、QY1(n−ブチルグリシジルエーテル)で置換した。さらに、エポン樹脂に置換して、チャンバーから膜を切除し、エポン樹脂に膜を包埋した。そして、熱風乾燥(60℃、3d)してから、標本をトリミングした後に、ウルトラミクロトーム(ウルトラカットS、Leichert)に、ガラスナイフを装着して、厚さが0.2μmの超薄切片を作製した。さらに、これらの切片をグリッドの上に載せて、白金ブルーと鉛染色液で電子染色して乾燥させ、これらの細胞を透過型電子顕微鏡(ZeroA H-7650)で観察した。
これらの結果から、細胞質の内部に貪食された菌体(細菌)を定量的に計数できることを確認できた。
実施例3における細胞の透過型電子顕微鏡の写真から以下の基準により、細胞の内部に貪食された菌体数を定量的に計数した。すなわち、(1)細胞内のエンドソーム(空隙)に有る黒い物体を、細胞の内部に貪食された菌体とした。(2)菌体を1つ以上で取り込んだ細胞を、計数の対象とした。(3)細胞膜が破壊された細胞を、計数の対象から除外した。(4)計数の対象の細胞を、ランダムに選定した。
(7)フローサイトメトリーによるサイトカインの解析
細胞の内部に取り込まれた菌体数の計数から、TL2766株に比べて、TL2937株では、細胞への被貪食能が高いことが示された。ここで、実施例1および実施例2におけるTL2766株と接触させた細胞およびTL2937株と接触させた細胞について、フローサイトメトリーで解析し、IL−1βおよびIL−10の発現状況を調べた。
Claims (7)
- 細菌と接触したことがない貪食作用を有する細胞にプロバイオティクスを接触させる工程と、前記細胞に貪食された前記プロバイオティクスを計測する工程とを含む、
プロバイオティクスの評価方法。 - 細胞が、未分化な細胞から分化誘導されることにより得られる細胞である、請求項1に記載の方法。
- 細胞が少なくともBDCA1(CD1c)、BDCA3(CD141)、CD14、MHCクラスII、CD172a、CD11R1のいずれか1種類のマーカーを発現している、請求項1または2に記載の方法。
- プロバイオティクスが細菌を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 細菌と接触したことがない貪食作用を有する細胞を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載プロバイオティクスの評価方法に使用する、プロバイオティクスの評価キット。
- 有用なプロバイオティクスをスクリーニングする方法であって、
対照プロバイオティクスまたは被験プロバイオティクスを、それぞれ、細菌と接触させたことがない別個の貪食作用を有する細胞に接触させる工程、および
前記貪食作用を有する細胞に貪食された対照プロバイオティクスまたは被験プロバイオティクスの多寡を計測する工程
を含み、前記貪食された被験プロバイオティクスの量が、前記貪食された対照プロバイオティクスの量よりも有意に大きい場合、被験プロバイオティクスがプロバイオティクスとして有用であるとする、前記方法。 - 細菌と接触させたことがない貪食作用を有する細胞を含む、請求項6に記載のスクリーニング方法に用いる、スクリーニングキット。
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