JP2013509204A - ビフィズス菌株 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の第一の態様は、動物内でプロバイオティク活性を有する切除及び洗浄されたネコ科動物の胃腸管から単離することにより得られる、ビフィズス菌属の乳酸菌株を含む。プロバイオティクは、生存微生物又は死滅微生物、微生物の加工組成物、タンパク質又は炭水化物のようなそれらの構成成分、あるいは宿主に有益な作用を及ぼす細菌発酵の精製画分である。プロバイオティク菌は、生存細胞形態で一般に使用される。しかし、プロバイオティク菌により発現される有益な因子を含有する、死滅した培養物又は組成物のような非生存細胞にも及ぶことができる。これには、熱で死滅した微生物、あるいは、pH変化に曝されることにより又は圧力を受けることにより死滅した微生物が含まれ得る。本発明の目的では、「プロバイオティク」は、特に指定がない限り、本発明の微生物によって発酵中に産生される代謝産物を更に含むことが意図される。これらの代謝産物は、発酵の媒質に放出されてもよいし、微生物内に蓄えられてもよい。本明細書で使用する時、「プロバイオティク」は、また、治療的用量で与えられた場合に宿主動物に有益な機能を果たす、細菌、細菌性ホモジネート、細菌性タンパク質、細菌抽出物、細菌発酵上清、及びこれらの混合物も含む。
ビフィズス菌ロンガム菌株AH121aは、ネコ科動物の腸組織から単離した。
16s遺伝子間スペーサ(IGS)シークエンシングを行って、単離されたビフィズス菌の種を同定した。簡潔に、100μLの抽出液及び25μLの組織調製液(Sigma、XNAT2 Kit)を用いて、DNAをAH121Aから単離した。試料を室温で5分間インキュベートした後、95℃で2時間インキュベートし、次いで、100μLの中和溶液(XNAT2キット)を添加した。ナノドロップ分光分析装置を使用してゲノムDNA溶液を定量化し、4℃で保存した。PCRは、IGSプライマー、IGS L:5’−GCTGGATCACCTCCTTTCT−3’(SEQ ID NO.3)を用いて行った結果、SEQ ID NO.1が同定され、IGS R:5’−CTGGTGCCAAGGCATCCA−3’(SEQ ID NO.4)ではSEQ ID NO.2が同定された。サイクル条件は、94℃で3分間(1サイクル)、94℃で30秒間、53℃で30秒間、72℃で30秒間(28サイクル)であった。PCR反応は、4μL(50ng)のDNA、PCRミックス(XNAT2キット)、0.4μMのIGS L及びRプライマー(MWG Biotech、ドイツ)を含有していた。PCR反応は、エッペンドルフ熱サイクラー(Eppendorf thermocycler)にて行われた。PCR産物(10μL)を、TAE中2%アガロースEtBr染色ゲル上で分子量マーカー(100bp Ladder、Roche)と並べて分析して、IGSプロファイルを決定した。ビフィズス菌のPCR製品(単一バンド)を、Promega Wizard PCR精製キットを使用して精製した。遺伝子間スペーサ−領域に関して、精製されたPCR製品をプライマー配列(上記)を使用して、配列した。次いで、ヌクレオチド相同性により、菌株の同一性を決定するために、配列データを、NCBIヌクレオチドデータベースに対して検索した。得られたDNA配列データを、NCBI標準ヌクレオチド−ヌクレオチド相同性BLAST検索エンジン(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/)にかけた。この配列に最も近い配列を同定し、次いでDNASTAR MegAlignソフトウェアを用いてそれらの配列を整列させて比較した。得られた配列(SEQ ID NO.1[IGS正順]及びSEQ ID NO.2[IGS逆順])は配列一覧で見ることができる。NCIMBデータベースの検索は、AH121Aがビフィズス菌ロンガムに最も近い配列相同性を伴う特有のIGS(SEQ ID NO.1[正順]及びSEQ ID NO.2[逆順])配列を有することを明らかにした。
コンゴレッド寒天スクリーンを使用して、EPS発現菌株を表現型的にスクリーニングした。つまり、10mLの変性Rogosaブロス培養基(+0.05%システイン)を、新しく増殖させた菌株のコロニーとともに無菌で植菌し、濁るまで37℃で嫌気的にインキュベートした(約16〜約24時間)。ブロス培養物をコンゴレッド寒天平板上に無菌でストリーキングし、37℃で48時間、嫌気的にインキュベートした。増殖の副生成物として生成されたEPS及び/又は特定の株の代謝が、コンゴレッド染料の摂取を防いだ結果としてクリーム/白色コロニー形態をもたらすと考えられる。より少ないEPSを生成する株(Stains)は容易にコンゴレッド染料を摂取し、ピンク/赤色コロニー形態をもたらす。赤色EPSを生成しない株は赤色に染色し、赤色寒天を背景にほとんど透明に見える。
様々な濃度のブタ胆汁に対するネコ科動物細菌の単離物AHF121Aの耐性を判定し、pH 2.5でのネコ科動物細菌の単離物AHF121Aの生存を6時間及び様々な濃度の胆汁を用いたそれに続く胆汁耐性を評価する。
試験株はAHF121Aビフィズス菌ロンガムである。胆汁耐性は、ブタの胆汁を補ったMRS/RCA寒天平板(0.3、0.5、1.0、2.0、5.0、7.5、及び10%)を用いて検査する。pH 2.5での株の生存を、平板計数法を用いて−5、5、30、60、120、180、及び360分間隔で監視する。pH 2.5で6時間、株に課された後、胆汁耐性を検査する。
ネコ科胆汁耐性の判定手順の概略を以下に記す。
1%(3.33mL胆汁原液+146.67mLの寒天)、
0.5%(1.67mL胆汁原液+148.33mLの寒天)の様々な胆汁濃度を使用した。
○ 表1は、ネコ科動物の胆汁が菌株の増殖に与える影響を示す。ネコ科動物の菌株は≦2%の濃度のネコ科動物胆汁に耐性があった。
○ 図3は、pH 2.5での酸への耐性を示す。
BDバキュテイナーCPT管(BDカタログ番号362761)を製造業者の指示にしたがって用い、健康なヒト末梢血から末梢血単核細胞(PBMC)を単離した。PBMCを洗浄し、DulbeccoのModified Eagle Medium−Glutamax(商標)(Glutamax(グルタミン代用品)+ピルビン酸+ブドウ糖4.5g/L(Gibcoカタログ番号10569−010)、10%のウシ胎児血清(Sigmaカタログ番号F4135)、及び1%のペニシリン/ストレプトマイシン(Sigmaカタログ番号P0781)に再懸濁した。PBMCを平底96ウェルプレートでインキュベートし(各ウェルに2×105細胞)、20μLの細菌懸濁液(1×107CFU/mLの濃度)を添加した。PBMCをインキュベータ内で37℃/5% CO2にて細菌と48時間共インキュベートした。2日のインキュベーション期間の後、300×gでプレートを遠心分離し、上清を取り除き、−80℃で冷凍保存してから分析した。Meso Scale Discovery(メリーランド州Gaithersburg(カタログ番号K15008B−1))の96ウェルアッセイキットを用いて、培養上清におけるインターロイキン−10(IL−10)及びインターロイキン−12p70(IL−12p70)の濃度を定量化した。
宿主の総合的な健康の重要な決定因子における、微生物に対する適切な免疫応答。過剰な応答は炎症性疾患(例えば大腸炎)につながる可能性があり、一方、不十分な応答は病原体の持続及び播種につながる。本明細書に記載の免疫アッセイは、特定の微生物に対する応答としての宿主の免疫活性の決定のための有用な方法として本文献に十分に説明されている。
PBMCサイトカイン誘導アッセイにより、ビフィズス菌ロンガムインファンティス菌株UCC35624(B624)及びビフィズス菌ロンガム菌株121aのアッセイを行った。細菌は、以下の形式で共培養実験用に調製した。Difco MRS培養基にて37℃で嫌気性条件下で細菌を増殖し、固定相に入った直後に採集する。これらの細菌のそれぞれの凍結乾燥粉末を生成し、予めアリコートした100mgバイアル瓶にて−80℃で保存する。使用の直前に各菌株のアリコートを冷凍庫から1つ取り出し、室温に戻す。各菌株を10mLのリンガーで3回洗浄し、遠心分離する。その都度、新しいバイアル瓶を使用する。
BDバキュテイナーCPT管(BDカタログ番号362761)を製造業者の指示に従って用い、健康なヒト末梢血から末梢血単核細胞(PBMC)を単離する。PBMCを洗浄し、DulbeccoのModified Eagle Medium−Glutamax(商標)(Glutamax(グルタミン代用品)+ピルビン酸+ブドウ糖4.5g/L(Gibcoカタログ番号10569−010)、10%のウシ胎児血清(Sigmaカタログ番号F4135)、及び1%のペニシリン/ストレプトマイシン(Sigmaカタログ番号P0781)に再懸濁する。PBMCを平底96ウェルプレートでインキュベートし(各ウェルに2×105細胞)、20μLの細菌懸濁液(1×106〜8CFU/mLの濃度範囲)を添加する。最高6つの異なる量の細菌(2.5E+08、1.0E+08、5.0E+07、2.5E+07、1.0E+07、及び1.0E+06)を検査する。無細菌の対照も検査する。全てのアッセイを3回行う。2日のインキュベーション期間の後、300×gでプレートを回転させ、上清を取り除き、−80℃で冷凍保存してから分析する。PBMCをインキュベータ内で37℃/5% CO2にて細菌と48時間共インキュベートする。Meso Scale Discovery(メリーランド州Gaithersburg、カタログ番号K15008B−1)の96ウェルアッセイキットを用いて、培養上清のサイトカインのアッセイを行う。ヒトインターロイキン1β(Il−1β)、ヒトインターロイキン6(Il−β)、ヒトインターロイキン8(Il−8)、ヒトインターロイキン10(Il−10)、ヒトインターロイキン12p70(Il12p70)、ヒトインターロイキンガンマ(IFN−γ)、ヒト腫瘍壊死因子α(TNFα)、及びヒトG−CSFを定量化し、ミリリットル当たりのピコグラム(pg/mL)として報告する。各試料のアッセイを3回〜5回行う(A to E)。
ビフィズス菌ロンガムインファンティス菌株UCC35624(B624)及びビフィズス菌ロンガム菌株121aは、免疫調節のためにPBMCサイトカイン誘導アッセイを用いてアッセイされて、検査された最高6つの異なる量の細菌(2.5E+08、1.0E+08、5.0E+07、2.5E+0、1.0E+07、1.0E+06)での拡張用量応答曲線を生成する。IL−1β、IL−6、IL−8、IL−10、IL−12、TNF−α、IFN−γ、及びG−CSFを含むサイトカインの範囲に関して、上清をアッセイする。最高5人のドナー(A〜E)からのサイトカインの測定値を平均(+/−SEM)として表す。
概要
免疫応答は非常によく調節されたプロセスであり、通常、感染からの保護及び無害な環境抗原の寛容をもたらす。しかし、炎症性疾患では、活性化された免疫応答は、元来の免疫応答の活性化及び有極T細胞サブセットの拡張を特徴とする慢性的炎症性状態をもたらす。炎症性疾患の現在の治療は、主要な炎症メディエータ又は炎症細胞集団の抑制に焦点を当てている。しかし、これらのアプローチは疾患症状の一時的な抑制しか与えない。長期的治療又は予防の成功は、害を与える炎症性応答から守る細胞調節プロセスの強化によってのみ可能である。ビフィズス菌AHF121Aは、元来の免疫系(すなわち樹枝状細胞)からのIL−10の分泌を選択的に刺激するプロバイオティク微生物であり、インビトロでFoxp−3陽性調節性T細胞の極性化を誘導する。生体内では、IL−10分泌及び調節性T細胞は異常な炎症性応答の強力な抑制剤である。
免疫寛容の維持における調節性T(Treg)細胞の基本的役割は広範な動物モデルで実証されており、アレルゲン、自己抗原、又は同種抗原に対する免疫寛容を回復することによって、アレルギー、喘息性肺炎、自己免疫疾患、及び同種移植片拒絶を含む、T細胞メディエーションによるいくつかの疾患を予防又は治癒するTreg細胞の養子免疫伝達又は意図的な拡張が示された[8]。Tregメディエーションによる免疫抑制のための複数の分子機構では、IL−10の分泌が特に重要であると説明されてきた[9]。Treg細胞の欠如又は機能不良は、ヒトにおけるIgE過多症候群、過好酸球増加症、及び自己免疫とも相関されており、一方、それらの存在は免疫寛容と関連づけられている[10]。非病原性の環境抗原に対する免疫応答がアレルギー又は非有害性免疫のいずれかにつながる機構に関する研究は、アレルゲン特有のIL−10生成Tregs(TR1細胞)が健康な個体における支配的なT細胞サブセットであることを実証している[11,12]。アレルギー性でない健康な養蜂家を養蜂シーズン中に蜂毒抗原に繰り返し曝露させることは、毒抗原に対する免疫寛容の機構を確認するために有用な代表的なインビボモデルである[13]。蜂に複数回刺された後、毒抗原特有のTH1及びTH2細胞はIL−10−分泌性TR1細胞に切り替わる。これと並行して、アレルゲンに対する皮膚の後期応答の抑制並びにアレルゲン特有のTH1及びTH2細胞の阻害が生じる。この応答は、毒への曝露が続く限り観察され、養蜂シーズンの終わりから2〜3ヶ月内に初期レベルに戻る。
異常な炎症活性の治療のための、微生物及び微生物代謝物の意図的な投与への関心が高まっている。現在検討されている典型的な微生物としては、ビフィズス菌、乳酸菌、非病原性大腸菌、及びバクテロイデス菌株が挙げられる[26〜31]。これらの微生物に伴う保護効果は、おそらく、上皮細胞、樹枝状細胞、及びT細胞が関わる複数の機構を媒介としてもたらされるものである。しかし、これらの微生物に共通の特徴であるTreg細胞誘導能力がますます報告されている。例えば、ネズミ科動物の胃腸内の片利共生微生物の混合物(VSL#3プロバイオティクカクテル)との遭遇は、ネズミ科動物モデルの大腸炎における炎症の減衰と関連づけられる粘膜Treg細胞の発育を推進することが示されている[32]。加えて、ビフィズス菌インファンティス菌株の摂取は、Treg細胞の転換を促進し、生体内におけるLPS誘導型NF−κB活性から保護し、一方、ラクトバシラスロイテリは、マウスにおけるアレルギー性気道応答から保護するTreg細胞を誘導する[33、34]。Treg細胞は胸腺由来であるが、周辺器官(胃腸粘膜を含む)においても誘導され得る[35、36]。TGF−β及びレチノイン酸依存性プロセスを介するTreg細胞の転換は、主にこの粘膜内のCD103+樹枝状細胞による[37、38]。この転換は、多数の片利共生微生物の存在と関連づけられる胃腸管特有の環境因子によって推進される可能性が高い。しかし、生体内のTreg細胞の誘導において全ての片利共生微生物が同等に効果的である可能性は低い。最近の研究は、複数の片利共生微生物(ビフィズス菌ロンガムAH1206、ビフィズス菌ブレーAH1205、及びラクトバチラスサリバリウスAH102)を比較すると、ネズミ科動物モデルにおいてビフィズス菌ロンガムAH1206がTreg細胞を誘導したこと、及び肺への好酸球補充から保護し、血清IgEの誘導を遮断することが可能であったことを示した[39]。その他の菌株はTreg細胞を効果的に誘導せず、同じモデルにおいてアレルギー性炎症から保護することができなかった。したがって、Treg細胞の誘導は、潜在アレルゲンに対する異常な免疫応答性の発症に対する保護という、健康な微生物相の重要な特性であり得る。アレルギーの治療のための生きた微生物の使用に加えて、期待される別の方法は、その有益な効果に関与する微生物因子を特定し、それらの単離された因子を単独で使用することである。例えば、バクテロイデスフラジリス由来の多糖類Aは、粘膜樹枝状細胞による提示の後に無菌マウスにおける適切なTH1/TH2バランスを促進し、IL−10分泌性CD4+ T細胞を介して動物モデルにおいて大腸炎から保護する[29,40]。寛容原生樹枝状細胞及びTreg活性を誘導する新しい微生物化合物の継続的な同定は、臨床試験における評価のための新規な治療用分子を疑いなくもたらすであろう。
Ficoll密度遠心分離及び細胞分離の組み合わせを用い、CD14−特有抗体でコーティングした磁性マイクロビード(MiltentyiBiotec)を使用して、ヒト単球を血液から単離した。単離されたCD14+細胞分画の純度は、全ての実験で90%を超えていた。未熟のDC(iDC)を生成するために、精製したCD14+細胞を5日間、IL−4(R&D systems)及びGM−CFS(R&D systems)の存在下で培養して、骨髄樹枝状細胞に差別化した。6日目に、細胞を刺激しないまま残す(iDC)か、LPS(1mg/mL)5×105で細胞を刺激した。MDDCは細菌細胞で24時間刺激した。ビフィズス菌ロンガムAHF121A菌株(10:1の細菌対DC比(5×106)、1:1の細菌対DC比(5×105)で24時間。予測したとおり、抗生物質の適用の結果として、この期間中に細菌増殖は観察されなかった。この時点で上清を単離し、Luminexマルチプレックスプラットホームを用いてIL−10及びIL−12p70のレベルを分析した。
Lymphoprepグラジエントでバフィーコートの遠心分離によりPBMCを単離した。CD4+ T細胞は陰性選択アフィニティカラム(R&D Systems)を製造業者の指示どおりに用いて分離した。分離後、T細胞を洗浄し、加熱不活性化したウシ胎児血清10%、100IU/mLのペニシリン、100μg/mLのストレプトマイシン、及び2mmol/LのLグルタミンを補ったRPMI1640培養基に再懸濁した。精製したCD4+ T細胞(1×106/mL)を、固定化した抗CD3(1μg/mL)と可溶性抗CD28(5μg/mL)mAbs(Pharmingen)との組み合わせで刺激した。次いで、精製したCD4+ T細胞をDCでインキュベートした。48時間後、CD4+ T細胞は透過性になり、CD25及びFoxp−3に対して染色された。フローサイトメトリを使用して細胞を評価した。
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Claims (25)
- ビフィズス菌NCIMB 41675の単離株。
- 生存細胞形態である、請求項1に記載のビフィズス菌株。
- 非生存細胞形態である、請求項1に記載のビフィズス菌株。
- 前記ビフィズス菌が、ネコ科動物被験体からの大腸生検組織から単離される、請求項1〜3のいずれか一項に記載のビフィズス菌株。
- 前記菌株が、経口摂取後に著しく免疫調節性である、請求項1〜4のいずれか一項に記載のビフィズス菌株。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載のビフィズス菌株を含む、製剤。
- プロバイオティク材料を更に含む、請求項6に記載の製剤。
- プレバイオティク材料を更に含む、請求項6又は7のいずれか一項に記載の製剤。
- 摂取可能な担体を更に含む、請求項6〜8のいずれか一項に記載の製剤。
- 前記摂取可能な担体が、カプセル、錠剤、又は粉末のような薬学的に許容可能な担体である、請求項9に記載の製剤。
- 前記摂取可能な担体が、油懸濁液、乳ベース懸濁液、チーズ、カカオバターベース組成物、グレービー及び/又はヨーグルトベース組成物のような食料製品である、請求項9に記載の製剤。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載のビフィズス菌株又は請求項6〜11のいずれか一項に記載の製剤を含む、食品。
- 前記食品が乾燥食品である、請求項12に記載の食品。
- 前記食品が湿潤食品である、請求項12に記載の食品。
- プロバイオティク材料を更に含む、請求項12〜14のいずれか一項に記載の食品。
- プレバイオティク材料を更に含む、請求項12〜15のいずれか一項に記載の食品。
- 前記食品がコンパニオンアニマル食品である、請求項12〜16のいずれか一項に記載の食品。
- 薬剤として使用するための、請求項1〜5のいずれか一項に記載のビフィズス菌株、又は請求項6〜11のいずれか一項に記載の製剤、又は請求項12〜17のいずれか一項に記載の食品。
- 望ましくない炎症活性の予防及び/又は治療に使用するための、請求項1〜5のいずれか一項に記載のビフィズス菌株、又は請求項6〜11のいずれか一項に記載の製剤、又は請求項12〜17のいずれか一項に記載の食品。
- 望ましくない胃腸管炎症活性の予防及び/又は治療に使用するための、請求項1〜5のいずれか一項に記載のビフィズス菌株、又は請求項6〜11のいずれか一項に記載の製剤、又は請求項12〜17のいずれか一項に記載の食品。
- 望ましくない炎症活性による自己免疫不全の予防及び/又は治療に使用するための、請求項1〜5のいずれか一項に記載のビフィズス菌株、又は請求項6〜11のいずれか一項に記載の製剤、又は請求項12〜17のいずれか一項に記載の食品。
- 望ましくない炎症活性による下痢疾患の予防及び/又は治療に使用するための、請求項1〜5のいずれか一項に記載のビフィズス菌株、又は請求項6〜11のいずれか一項に記載の製剤、又は請求項12〜17のいずれか一項に記載の食品。
- コンパニオンアニマルの免疫系の調節又は改善に使用するための、請求項1〜5のいずれか一項に記載のビフィズス菌株、又は請求項6〜11のいずれか一項に記載の製剤、又は請求項12〜17のいずれか一項に記載の食品。
- コンパニオンアニマルの自己免疫疾患の予防及び/又は治療に使用するための、請求項1〜5のいずれか一項に記載のビフィズス菌株、又は請求項6〜11のいずれか一項に記載の製剤、又は請求項12〜17のいずれか一項に記載の食品。
- コンパニオンアニマルの炎症の予防及び/又は治療に使用するための、請求項1〜5のいずれか一項に記載のビフィズス菌株、又は請求項6〜11のいずれか一項に記載の製剤、又は請求項12〜17のいずれか一項に記載の食品。
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