産総研、乳酸菌が腸管免疫を活性化する新たなメカニズムを発見

産業技術総合研究所(産総研)は6月21日、乳酸菌が腸管免疫を活性化する新たなメカニズムを発見したと発表した。

成果は、産総研 バイオメディカル研究部門 分子複合医薬研究グループの辻典子主任研究員、キッコーマン研究開発本部の川島忠臣研究員らの共同研究チームによるもの。研究の詳細な内容は、米国東部時間6月20日付けで米科学誌「Immunity」オンライン掲載に掲載された。

人体に有益な作用をもたらす微生物、およびそれを含む食品を「プロバイオティクス」という。そしてプロバイオティクスの代表格といえば、乳酸菌だ。誤解されやすいが、実は乳酸菌という1種の菌があるのではなく、代謝により糖から乳酸を生成する細菌の総称である。腸内に常在しているほか、ヨーグルトなどの発酵食品やさまざまな加工食品にも含まれているため、日常的に摂取されている、もしくは健康のために接種している人が多いのはご存じの通りだろう。

乳酸菌は健康維持・増進に効果があるだけでなく、安全性が高く、発酵食品にも応用しやすいといった観点から、食品・医薬品業界からの注目度は高い。特に免疫増強効果については多くの報告がなされており、さまざまな免疫疾患への効果が期待されているのが現状だ。乳酸菌は、ほかの細菌に比べて多量の「二重鎖RNA」(2本の相補的な配列を持つRNAがDNAのように二重鎖を組んだもの)を含んでいるという点などが特徴として挙げられる(画像1)。しかし、これまで乳酸菌特有の免疫活性化メカニズムやそれに関わる菌の成分については、実は明らかになっていなかったのである。

乳酸菌は、体内において、小腸まで達すると、そこで免疫細胞の1種であり抗原や微生物を認識して免疫応答を開始する「樹状細胞」に取り込まれる。そして、「エンドソーム」(細胞外の物質をファゴサイトーシス(食作用)により細胞内に取り込んだ際に形成される小胞)に発現する「トル様受容体3(TLR3)」(二重鎖RNAおよび二重鎖RNAウイルスを認識する)と呼ばれる免疫反応に関わるタンパク質を刺激。

さらに、細菌やDNAウイルスのDNAを認識する受容体「TLR9」(非メチル化DNA(DNAの炭素原子にメチル基がついていない配列部分)を認識)も協調して、樹状細胞によるタンパク質「インターフェロン-β」(ウイルスの増殖抑制や腫瘍細胞の増殖抑制、炎症の抑制などの作用を持つ)の産生を引き起こすことが判明。なおインターフェロン-βは抗ウイルス活性を持つことが知られているが、それと共に腸管の炎症を抑え、健康な腸を保つために重要な役割を果たすことも見出された。

そして小腸から分離した乳酸菌およびプロバイオティクス乳酸菌を調べたところ、菌株によって差異が見られるものの約7割という多数が乳酸菌に共通する性質として、免疫細胞から多量のインターフェロン-βを誘導することが確かめられたのである(画像2)。

続いて、プロバイオティクス乳酸菌の内、しょうゆもろみから分離した、二重鎖RNAを多く含有する「テトラジェノコッカス・ハロフィラスKK221株」をモデル株として用い、インターフェロン-βの腸管生理機能の解析が進められた。その結果、乳酸菌摂取により産生されるインターフェロン-βは強い抗炎症作用に関与し、動物試験により「DSS(Dextran sodium sulfate:デキストラン硫酸ナトリウム)誘発潰瘍性大腸炎」を効果的に予防することがわかったのである(画像3)。ただし乳酸菌を摂取しても、中和抗体でインターフェロン-βを不活性化すると、乳酸菌の効果が打ち消されることも確かめられた。また、乳酸菌による抗炎症作用は、腸内の常在細菌である乳酸菌と食物から摂取されるプロバイオティクス乳酸菌に共通して見られることも判明している。

研究チームは今後の予定として、消化管免疫細胞の機能を詳細にモニターする技術を開発するとした。また、腸内に常在する乳酸菌や、プロバイオティクス乳酸菌の機能を、より効果的に暮らしや臨床の場で実用化するための技術や社会基盤作りも進めて行く予定としている。