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健康機能を有する乳酸菌の可能性 誌名 誌名 ミルクサイエンス = Milk science ISSN ISSN 13430289 巻/号 巻/号 653 掲載ページ 掲載ページ p. 203-209 発行年月 発行年月 2016年12月 農林水産省 農林水産技術会議事務局筑波産学連携支援センター Tsukuba Business-Academia Cooperation Support Center, Agriculture, Forestry and Fisheries Research Council Secretariat

健康機能を有する乳酸菌の可能性健康機能を有する乳酸菌の可能性 誌名 ミルクサイエンス = Milk science ISSN 13430289 巻/号 653 掲載ページ

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健康機能を有する乳酸菌の可能性

誌名誌名 ミルクサイエンス = Milk science

ISSNISSN 13430289

巻/号巻/号 653

掲載ページ掲載ページ p. 203-209

発行年月発行年月 2016年12月

農林水産省 農林水産技術会議事務局筑波産学連携支援センターTsukuba Business-Academia Cooperation Support Center, Agriculture, Forestry and Fisheries Research CouncilSecretariat

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一Ill鱈冒平成28年度酪農科学シンポジウム

「我が国における乳・ 乳製品の近未来」

一般講演

Milk Science Vol. 65, No. 3 2016

「健康機能を有する乳酸菌の可能性」

冠木敏秀*

(雪印メグミルク株式会社ミルクサイエンス研究所,埼玉県川越市南台 1-1-2,350-1165)

Possibility of the lactic acid bacterium having a healthy function

Toshihide Kabuki*

(Milk Science Research Institute, Megmilk Snow Brand Co., Ltd., 1-1-2 Minamidai, Kawagoe, Saitama 350-1165, Japan)

1. はじめに

近年,腸内細菌と健康との関係が非常に注目されてい

る。腸内に存在する微生物は腸内菌叢を構成しており,

その数は1000種類, 1000兆個にも達するとの報告がさ

れている1)。この数はヒトを構成する全ての細胞の10倍

以上であり,我々は,このような多くの腸内細菌と共生

しながら生活をしている。消化管は,栄養を吸収するだ

けでなく,食物等を通じて侵入する異物や病原体に対す

る最大の免疫器官でもある。近年の研究で腸内細菌が栄

養吸収や免疫制御にも関わることが明らかになってきて

おり,腸内細菌と肥満,糖尿病,アレルギー疾患,潰瘍

性大腸炎,大腸ガンなどの予防など健康に関する研究分

野が非常に活発なものとなっている2,3)。特に乳酸椙菌

やビフィズス菌は,ヒトの消化管から多数検出されてお

り,健康機能に深く関与していることが明らかとなって

いる4)0

また,チーズやヨーグルト,漬物などの発酵食品を介

して摂取した乳酸菌が健康機能に関与していることが報

告されている。これら微生物の健康機能発現には,プロ

バイオティクスとして腸内フローラのバランスを改善す

る場合とバイオジェニックスとして生体に直接作用し,

免疫機能促進,抗変異原作用,抗酸化作用,その他の生

理活性を発揮する場合が考えられている5,6)0

*連絡先冠木敏秀(かぶき としひで)〒350-1165 埼玉県)II越市南台 1-1-2雪印メグミルクミルクサイエンス研究所

(Tel : 049-242-8165, Fax : 049-242-8157, E-mail : [email protected]) 2016年10月31日受 付

[doi:10.11465/milk.65.203]

そこで,本講演では,乳酸菌が持つ健康機能の可能性

について,我々の知見を中心に紹介する。

2. 脂質代謝を改善する乳酸菌の研究

近年,腸内菌叢の解析方法が発展し,研究が進んだこ

とで,腸内菌叢と肥満が関係していることが報告され

た。ワシントン大学の Gordon教授のグループは,無菌

マウスでは高脂肪食による肥瀾が生じにくいこと,また

通常マウスの腸内菌叢を移植することで体脂肪の増加が

認められることを示し,腸内菌叢が肥満に関係する可能

性を示した叫一方で,乳酸菌を摂取した際の肥満への

影響についても多くの研究が行われており,肥満を抑制

する乳酸菌についてはこれまでにいくつかの報告があ

るが8,9), ここでは弊社のLactobacillusgasseガSBT2055

(LG2055)を用いた研究結果を紹介する。

L. gasseriは健康な成人の小腸内に多い乳酸枠菌であ

り, LG2055は人工消化液耐性試験で高い耐性を示し,

ヒト試験で摂取後90日まで検出される例が確認される

などプロバイオティクス適性を有する菌株である10)0

Satoら11)は, LG2055発酵乳の凍結乾燥物を高脂肪食

に混合した餌をラットに摂取させ,脂質代謝への影響を

調べたところコントロールである脱脂粉乳摂食群では,

高脂肪食によって腸管膜脂肪組織の脂肪細胞が肥大した

が, LG2055摂取群では脂肪細胞の肥大は有意に抑制さ

れた。また,ラットに対照としてブルガリクス菌とサー

モフィルス菌で発酵させた発酵乳,試験群として対照食

にLG2055を加えて発酵させた発酵乳を 4週間摂取し

たところ, LG2055を含む発酵乳の摂取で対照群と比較

して,有意に脂肪細胞サイズの低下が見られたizl (Fig.

1)。

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204

3.4

* ^ 宙i

$$ ~

゜.... 3.2

.゚s ヽ~

3 吾

名2.8 且."O ....

LG

< 2.6

YG NF

Experimental groups

Fig. 1 Distribution of mesenteric adipocyte size. Experimental groups (n = 8 in each group): rats fed non-fermented milk base (NF), those fed yoghurt fermented with yoghurt cultures (YG), and those fed yoghurt containing LG2055 (LG). Logarithmic values are shown as box plots; the center line of each box represents the median; the top and bottom of the boxes represent the 25th and 75th percentile of the data, respectively; and the top and the bottom of the error bars represent the 10th and the 90th percentile of the data, respec-tively. The asterisk indicates P < 0.01 for LG versus NF and YG; one-way ANOV A, followed by Bonferroni's multiple comparison test.

そこで, 肥蒟気味な健康成人が LG2055を摂取した

ときの脂肪組織に対する影親を試験した。 肥満気味の健

康な成人87名を 2群に分け,一方の群には LG2055を

1伊個/g含む発酵乳を,もう一方の群には LG2055を含

まない発酵乳を 1日200g, 12週間摂取させた。摂取終

了後, CTスキャン画像より 内臓脂肪,および皮下脂肪

の占める面積を測定して比較した結果,LG2055摂取群

(a) Visceral fat nea

102

0

8

6

0

9

9

ー(<o)3とこllJV

94

第65巻

では内臓脂肪星,皮下脂肪量ともに摂取前よりも有意に

減少し,対照群との比較でも有意に減少することが明ら

かとなった13l(Fig. 2)。

また,内臓脂肪量の減少については,後に行った別の

ヒト試験によって,摂取する LG2055の生菌数がより

少ない場合でも確認できた14)。

3. 免疫賦活活性を有する乳酸菌の研究

腸管は,栄養吸収器官である一方で,経口的に侵入し

た病原体に対する生体防御の最前線である。腸管の総面

積は約200m門こもおよびテニスコート 1面分に相当し

ており,免疫細胞の約 6割が腸管に存在している。こ

の腸管免疫系は,腸内細菌だけではなく,プロバイオテ

ィクスやバイオジェニックスとして摂取されたピフィズ

ス菌や乳酸菌をも認識・ 応答することが報告されてお

り,現在も精力的に研究が進められている。

我々はこれまでに LG2055の免疫賦活機能について

研究行ってきた結果,LG2055の多様な免疫賦活活性を

明らかにしてきた。腸管での粘膜免疫の中心である免疫

グロプリン A (IgA)は,主に腸管などの粘膜組織に存

在する Bリンパ球で作 られ,粘膜上皮細胞を通過 して

体外へ分泌されて体内への異物の侵入を防いでいる。そ

こで, LG2055をマウスに経口投与すると腸管での IgA

産生誘導が認め られた15)。また,インフルエンザウイ

ルス感染モデルマウスにおいて,ウイルス感染後の体重

減少および感染率が LG2055により 抑制された。また,

肺胞洗浄液中のインフルエンザウイルスの減少および肺

組織でのインフルエンザウイルスの NP遺伝子量が減少

したことを明らかにしており, LG2055が免疫機能を増

強する可能性が期待された16)(Fig. 3, Fig. 4)。

そこで, LG2055を含有する発酵乳を健常成人が摂取

したときのインフルエンザウイルスワクチン抗体価およ

102

6 ,

lBJ V

94

(b) Subcutaneous fat

**

r--——’

Control LG2055 Control LG2055

Fig. 2 Reduction in abdominal adiposity in humans with obese tendencies in a randomized controlled trial. Data are presented as the amount of the change from the baseline of Visceral fat area (a), Subcutaneous fat (b). Values are means (95% confidence interval (CI)). Within-group comparisons between week O (WO) and W12: **P<0.01. Between-group comparisons: #P < 0.05, ##P < 0.01. Group-by-time interaction ('Group-by-time'): #P < 0.05, ##P < 0.01.

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第 3号 205

)0095908580

a

、,̀`

[yo] l4D!aM Apog

—·•·Control ---0-LG2055

゜2

4

6 Days after infection

0

0

0 0 0 0

0

8

6

4

2

[茎]-e>_>」

ns

‘ー’ー

b

、,`

0 5 10 15 20 Days after infection

Fig. 3 The oral administration of LG2055 protects mice from lethal PR8 virus infections. The LG2055 (1.6 x 109 du/mouse, n = 17), or 25% trehalose solution (n = 17) was orally administered to the C57BL/6N mice throughout the experiment once a day, from 21 days before the virus infection. After the administration for 21 days, mice were intranasally infected with the A/Puerto Rico/8/34 (PRS; HlNl) strain of influenza A virus at a titer of 1,000 pfu, and the survival rate (a) and body weight loss (b) of the mice were monitored. Data are presented as means土SEM.*: p<0.05. **: p<0.01.

(a) (b)

5.0E+o6

20 ・

4.0E+o6 ” C.

' ̀一C. ―' 3.0E+06 p = 0.052

二"r> c:i:15 -1-**

... C

~ ..::

口'!10 "'= 2.0E+06 C. ... X

> CIJ

1.0E+06 苔5<II

&

O.OE+oo

Control LG2055 C゚ontrol LG2055

Fig. 4 The oral administration of LG2055 inhibits influenza a virus replication in the lung. The LG2055 (1.0 x 109 du/mouse), or 25% treha-lose solution was orally administered to the C57BL /6N mice throughout the experiment once a day, from 7 days before the virus infection. After the 7 day pre-treatment, the mice were intranasally infected with the PR8 virus at a titer of 1,000 pfu. (a) The BAL fluids of the mice (n = 6 for each group) were collected at 5 days after infection. Virus titers in the BAL fluids were measured by plaque assays. (b) Total RNAs were isolated from the lung tissue of the mice infected with the PR8 virus at 5 days after infection. Subsequently, the RNAs were subjected to real-time PCR analysis using a specific primer set for PR8-NP. The data represent relative mRNA expressions which were normalized with the expression level of GAPDH mRNA. Data are presented as means士SEM.**:

p <0.01.

ぴ各種免疫指標に及ぽす影響について,プラセポ対照無

作為化二重盲検並行群間試験で検討した17¥

健常な成人男女200名 (20-74歳 ;平均年齢48.8歳;

男性35人,女性165人)を2群に分け, LG2055群には

LG2055を含有するドリンクヨーグルト,対照群には

LG2055を含有しないドリンクヨーグルトを 1日1本

(100 g), 16週間摂取させた。摂取開始から 4週間後

に,全員にインフルエンザワクチン (A型HlNl,A型

H2N3, B型)を接種した。摂取開始時, 4週間後(ワ

クチン接種時), 7週間後,11週間後, 16週間後に採血

を行い,それぞれのワクチン株に対する抗体価を測定し

た。また,摂取開始時, 7週間後, 16週間後に末梢血単

核球の NK細胞活性,および唾液中の slgA量を測定し

た。

その結果,LG2055群は, ワクチン接種後の A型

HlNlおよび B型に対する抗体価が対照群よりも有意

に高い値を示した。また, B型に対する抗体保有率は,

LG2055群が対照群よりも有意に高い割合を示した

(Table 1)。

NK細胞活性と唾液中 slgA濃度は,摂取開始時か ら

7週間後の変化最において, LG2055群が対照群よりも

有意に高い値を示した (Fig.5)。

以上の結果から, LG2055含有発酵乳の摂取は,獲得

免疫系と自然免疫系の両者を増強することで生体防御機

能を高める可能性が示唆された。

4. 免疫抑制活性を有する乳酸菌の研究

近年,アレルギーや自己免疫疾患等でみられるよう

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206 第65巻

Table 1 Change in the HI antibody titers to Influenza Vaccine during the study period.

HI antibody titers

Antigen Group W4 WO vaccination W7 Wll W16

Placebo 15.1 15.3 84.2 63.7 53.1

A/HlNl (95%CI) (12.2-18. 7) (12.4-18.9) (67.6-104.9) (51.4-79.4) (42.1-67.0)

LG2055 20.6 21.1 115.7* 87.5* 66.5

(95%CI) (16.4-25.8) (16.6-26.7) (91.1-146.8) (70.2-109.1) (53.0-83.5)

Placebo 41.5 34.3 132.1 145.4 142.0

A/H3N2 (95%CI) (31.8-54.1) (26.2-44.8) (102.0-171.1) (112.1-188.7) (109. 7-183.9)

LG2055 43.4 34.0 138.1 151.9 133.1

(95%CI) (33.7-55.9) (26.2-44.2) (108.2-176.2) (117.7-196.0) (103.9-170.5)

Placebo 13.1 12.9 28.1 27.3 26.0

B (95%CI) (11.3-15.3) (10.9-15.1) (24.4-32.4) (23.8-31.3) (22.6-29.82)

LG2055 15.0 16.9* 33.3 34.0* 29.1

(95%CI) (12.7-17.7) (14.3-20.0) (28.2-39.2) (29.2-39.5) (24.8-34.2)

The number is the geometric mean of the HI antibody titers, and 95% confidence interval in parentheses. *, p < 0.05, Mann-Whitney U test between-group comparisons.

(a) Total subjects

50

403020100

(冬):互loe王Z

•[~

(苓)

(b) Total subjects #

6.0

4.0

n~

。。

2

0

2

Al>l-oeエZく

-4.0

-6.0 WO W7 W16 WO W7 W16

Fig. 5 Changes in NK cell activity during the study period. Data are presented as total subjects (placebo: n = 94, LG2055: n = 94). Data are presented as actual values (a) and the amount of the change from the baseline (b) . Data are presented as mean士standarderror for the LG2055 group (closed circle) and placebo group (open circle), #: p < 0.05, between-group comparisons by t test. *: p < 0.05, ** : p < 0.01, *** : p < 0.001, within-group comparisons between WO and each subsequent time point (W7 and W16) using Bonferroni multiple comparisons test.

に,免疫制御系の破綻を原因とする疾患が増加してい

る。アレルギーは,本来生体にとって無害な抗原に対し

て生体側の免疫細胞が過剰に応答してしまう疾患であ

る。また,潰瘍性大腸炎や関節リウマチなどの自己免疫

疾患は,免疫細胞が生体自身の組織や成分などを攻撃し

てしまう疾患であり,いずれも免疫細胞の過剰な応答と

増殖が原因であると考えられている18)。我々は,これ

までに免疫細胞の増殖と炎症性サイトカイン産生の抑制

を指標として約40菌株の乳酸菌を対象としてスクリー

ニングを実施したところ, Lactobacillushelveticus SBT

2171 (LH2171)に強い抑制活性を見出した19)。そこで,

自己免疫疾患モデルとして関節リウマチの動物実験モデ

ルであるコラーゲン誘導性関節炎 (Collagen-Induced

Arthritis: CIA) を用いて LH2171の関節炎発症予防効

果を検証し,その機構を解析した20)0

DBJ/lJマウスの皮内にウシJI型コラーゲンを免疫す

ることで関節炎を発症させ,関節炎発症率,臨床スコ

ア,後肢の腫れ,および体重減少を解析した。免疫の 3

週間前から加熱処理した LH2171菌体をマウスの腹腔

に投与することで, LH2171の発症抑制効果を評価し

た。また,後肢の所属リンパ節である鼠径リンパ節細胞

について FACS解析を行った。その結果,対照群とし

てPBSを投与した群では関節炎の発症率が100%で

あったのに対して, LH2171投与群では最終的に25%の

発症率に留まった。臨床スコアにおいても, PBS群と

LH2171投与群の問で顕著な差が見られ, CIA発症に伴

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第 3号 207

(a) 100 7 -+-Control (c) 2.6 J--control

-o-LH2171 2.5 -o-LH2171 80

^ ... ~ ー・ ~ -E E 一~ 24 i 1l c: 60 I .,. 唇 23 I P=0006

盈j40 & ;, 22

20 21

0 6oooooo6ooooooo 2.0

21 28 35 42 21 28 35 42

Days after immunization Days after immunization

(b) 5 (d) 115 ] -+-Control I -control 4 -o-LH2171 __ TTlll

寂.. 110

i 3 炉r~ 名品 105

〗゜ 2 苔" ;, 100

閤95

。蛤←21 28 35 42 90

Days after immunization 21 28 35 42 Days after immunization

Fig. 6 LH2171 alleviated collagen-induced arthritis (CIA) in mice. To induce arthritis, DBA/lJ mice (8-week-old) were immunized with an emulsion of 100 mg of bovine type II collagen (CII) which was dissolved in 0.05 M acetic acid and emulsified in Complete Freund's Adjuvant (CFA), and with repeated immunization after 21 days. LH2171 group mice were administered with 1 mg heat-killed LH2171 by the intraperitoneal injection three times a week after the first immunization and daily after the second immunization. The control group mice were administered PBS with the same frequency. After the second immunization, mice were observed for measurement of arthritis incidence (A), disease severity score (B), paw thickness (C), and body weight change (D). Data are expressed as means 6 SEM (n= 10) and compared with the control group by log-rank test (A) and two-way repeated measures ANOVA (B, C, D).

う後肢の腫れと体重減少が LH2171投与群では有意に

抑制された (Fig.6)。

また,鼠径リンパ節細胞の FACS解析では,炎症惹

起による B細胞, T細胞の増加が LH2171投与により

有意に抑制された。これらの結果から, LH2171が免疫

細胞の過剰な増殖とサイトカインの過剰産生を抑制し,

リウマチの発症を抑制することが示された。本実験で

は,加熱処理した菌体を用いたので, LH2171の菌体成

分には過剰な免疫応答を抑制する成分が含まれているも

のと考えられる。

5. おわりに

今回,健康機能を有する乳酸菌として, LG2055の脂

肪蓄積抑制効果,免疫賦活活性, LH2171の免疫抑制効

果の可能性を紹介した。乳酸菌は,プロバイオティク

ス,バイオジェニクスとして,健康に寄与することが明

らかになってきている。しかし,プロバイオティクスが

もたらす腸内細菌や宿主との相互関係やバイオジェニッ

クスとしての有効成分の特定,メカニズムなどは未知の

部分が多い。今後の更なる研究で,乳酸菌と健康の新た

な関わりが数多く見いだされ,疾病の予防や改善に応用

されていくことが期待される。

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Page 8: 健康機能を有する乳酸菌の可能性健康機能を有する乳酸菌の可能性 誌名 ミルクサイエンス = Milk science ISSN 13430289 巻/号 653 掲載ページ

第 3号

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T., Endo, T., Ukibe, K., Uenishi, H., Kadooka, Y.,

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