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。

近年来，已经指出了肠道菌群与疾病与健康之间的关系，并且已经发现肠道菌群的代谢产物有助于宿主人的健康。肠道菌群组成的平衡因人而异，但是后生物学是由肠道菌群和肠道发酵引起的一种代谢物，会影响整个生物学功能，包括宿主的肠道环境，因此，肠道生态系统再次构成了肠道生态系统，再次影响了肠道菌群的组成。这项研究旨在考虑肠道生态系统并建立生物后评估系统的人类肠道菌群模型。为了优化人类肠道微生物群模型，使用先前报道的培养基组成，除了市售培养基外，还使用先前报道的培养基在各种培养基中获得的培养基中进行了菌群组成和短链脂肪酸分析。由于培养基的结果，培养基的数量降低至与人类粪便标本的水平相同，其中含有脂肪酸，例如乙酸，瓣膜酸，等亚酸和异硫酸酸，因此，因此，由于肠杆菌科可能会抑制肠杆菌的生长，因此肠杆菌科的生长是相同的。在对多样性指数的分析中，具有较高多样性的介质因用作培养的粪便而有所不同。此外，作为生物学后评估，使用肠上皮细胞系HT29-MTX细胞评估粘蛋白（MUC2），Occludin（OCLN），Claudin（CLDN）（CLDN）和ZO-1的mRNA表达水平作为屏障功能的指标。使短链脂肪酸充当60 mM乙酸，20 mM丙酸和20 mM丁酸的混合物，可以在肠道中存在24小时，这表明增加了MUC2和ZO-1的表达水平，并增强了屏障功能。 CLDN，被称为肠炎的标记，由于短链脂肪酸，往往具有较低的表达水平。 OCLN的表达水平没有变化。