CICC は細菌丨ラクトバチルス・アシドフィルスについて話します

ラクトバチルス・アシドフィルス

ラクトバチルス・アシドフィルス

ラクトバチルス・アシドフィルスは人間の腸内の重要な微生物です。多くの有益な効果があり、安全に使用されてきた長い歴史があります[1]。我が国の「食品に使用できる細菌リスト」、欧州食品安全機関（EFSA）の安全性が保証された細菌（QPS）リスト、米国食品医薬品局（FDA）の一般に安全と認められた細菌（GRAS）リストに掲載されており、食品、飼料などの分野で広く使用されています。

本稿では、ラクトバチルス・アシドフィルスの分類の歴史、研究の進捗状況、応用、国内外の保存状況、特徴などを詳しく紹介します。

カテゴリ履歴

1900

モロは乳児の糞便からグラム陽性非胞子形成桿菌を分離し、バチルス・アシドフィルスと名付けた[2,3]。現在の分類基準では、モロによるこの菌株の説明は不完全であり、その名前は有効な命名法とはみなされません。

その後研究者らがさらに研究を進めたところ、クラールコレクションに保存されていた菌株はモロの論文に記載されている菌株とは一致せず、モロによって分離された菌株の具体的な特徴は確認できなかった[4,5]。

1920

ホランドは細菌の名前をバチルスからラクトバチルスに変更しましたが、説明を提供したり、以前の説明を引用したりせず、新しい名前を提案することもありませんでした。したがって、その名前は有効に公表されたものとはみなされない。[6]

1923

Lactobacillus acidophilus という名前は Bergey's Manual の初版に記載されていますが、著者情報が引用されておらず、有効な出版物とはみなされません。バーギーのマニュアルの第2版から第7版では、この名前の作者としてホランドが挙げられており、この名前は広く使われていたものの、効果的に公表されることはなかったことを示しています。[7]

1970

ハンセンとモクコは、国際システム生物学会議[7,8]の協力を得て、この菌株の特徴を詳細に記述し、タイプ菌株ATCC 4356と命名した。ラクトバチルス・アシドフィルスは1980年に正式に提案され、事実上発表され、細菌名の承認リストに掲載されました[9]。

研究の進捗

ラクトバチルス・アシドフィルスは腸内で最も重要なプロバイオティクスの一つであり、宿主の健康に深く関係しています。腸内細菌叢を調整し、病原菌の増殖を抑制します。心臓血管疾患の改善や腫瘍の抑制などの効果もあります。

1. 胃腸の健康に関して

ラクトバチルス・アシドフィルスは、競争的排除を通じて消化器系の健康を調整し、腸内の有益な微生物の増殖を促進し、活性代謝物を生成し、上皮細胞バリアを強化する役割を果たします。キムら[10]ラクトバチルス・アシドフィルスは、炎症性サイトカインの分泌を調節し、腸内細菌叢の多様性を高め、代謝物中の短鎖脂肪酸の含有量を増やすことで、マウスのDSS誘発性大腸炎を軽減できることを発見しました。シャオら[11]臨床試験により、加熱殺菌したラクトバチルス・アシドフィルス製剤を摂取した後、慢性下痢の患者の排便回数が減少し、腹痛や膨満感が軽減されることがわかった。さらに、ラナ・アル・サディ[12]は細胞実験と動物実験を通じて、ラクトバチルス・アシドフィルスが上皮細胞のタイトジャンクションを強化し、腸管バリアの欠陥を改善し、炎症性腸疾患を予防できることを発見しました。

2. 病原菌の抑制に関して

ラクトバチルス・アシドフィルスは、バクテリオシンなどの活性代謝物を生成し、pHを下げ、接着部位を競合することで病原菌を阻害することができます。 Qu Xiaojuan らによる研究ラクトバチルス・アシドフィルスはカンジダ・アルビカンスの口腔上皮細胞への付着を阻害し、マウスの口腔内でのカンジダ・アルビカンスの感染率を低下させることが示された[13]。孫華地 他[14]は、ラクトバチルス・アシドフィルスがバクテリオシンを産生することで大腸菌、黄色ブドウ球菌、サルモネラ菌、炭疽菌、リステリア菌、枯草菌、ストレプトコッカス・アガラクティエに対して拮抗作用を持つことを発見した。サンドラ[15]は、ラクトバチルス・アシドフィルスが有機酸を生成し、環境のpHを下げ、病原菌を抑制することができることを試験管内研究で発見しました。

3. 心血管疾患の改善

心血管疾患の発症率は世界中で増加しており、毎年世界人口の約3分の1が心血管疾患で亡くなっています。血中コレステロール値の上昇は心血管疾患の重要な原因の一つです。ラクトバチルス・アシドフィルスはコレステロールを下げ、心血管疾患を予防する[16]。パークら[17]ラクトバチルス・アシドフィルスを補給すると、高コレステロール血症のラットの血清中の総コレステロール含有量が減少し、糞便代謝物中の酸性ステロール含有量が増加することがわかりました。ソンら[18]ラクトバチルス・アシドフィルスを経口投与すると、肝臓の低密度リポタンパク質受容体の発現が増加し、高脂肪食を与えられたマウスの体重増加が抑制され、血漿中の高密度リポタンパク質コレステロールのレベルが低下することが分かりました。

4. 腫瘍抑制の観点から

ラクトバチルス・アシドフィルスは、腫瘍細胞のアポトーシスを誘導し、免疫反応を調節することで腫瘍を抑制することができます。試験管内実験研究によると、ラクトバチルス・アシドフィルスの上清と細胞抽出物はヒト大腸癌細胞Caco-2の増殖を抑制し、細胞のアポトーシスを促進し、癌細胞の移動と浸潤の能力を低下させることが示されています[19]。マルーフ[20]の研究では、ラクトバチルス・アシドフィルスの補給が乳がんモデルマウスのナチュラルキラー細胞を活性化し、IFN-γなどのサイトカインの産生を調節し、腫瘍の増殖を抑制できることが示されました。チェンら[21]ラクトバチルス・アシドフィルスを経口投与すると、大腸がんを患ったマウスの大腸と脾臓組織におけるケモカイン受容体CXCR4の発現が抑制され、大腸腫瘍の増殖が遅れ、がん細胞のアポトーシスが促進されることがわかった。

応用

1. 食品産業

ラクトバチルス・アシドフィルス菌は発酵食品の製造によく使用されます。ラクトバチルス・アシドフィルスをラクトバチルス・デルブルッキ亜種ブルガリクスおよびストレプトコッカス・サーモフィルスと組み合わせて発酵乳を製造すると、発酵時間が短縮され、製品の粘度が上昇し、製品中のジアセチルなどの典型的な風味物質の含有量が増加する可能性がある[22]。チーズ製造において、ラクトバチルス・アシドフィルスを添加すると、製品の弾力性と凝集性が向上し、製品の味が改善される[23]。さらに、ラクトバチルス・アシドフィルスを豆乳発酵に使用すると、製品の豆臭を大幅に軽減することができます[24]。ラクトバチルス・アシドフィルスは発酵特性に加えて、発酵乳、粉乳、フルーツジュースなどの食品にプロバイオティクスとして添加されることが多く、細菌の抑制、下痢の緩和、腸の健康の改善に役立ちます[25,26]。

2. 飼料産業

飼料にラクトバチルス・アシドフィルスを添加すると、成長を促進し、病気を予防し、飼料の利用率を向上させることができます。養殖業において、ラクトバチルス・アシドフィルスは水生動物の腸内細菌叢構造を改善し、栄養素の消化吸収能力を高め、免疫機能を高め、水質を改善することができます[27]。ブロイラーの養殖では、ラクトバチルス・アシドフィルスを補給することで、ブロイラーの体重増加率を大幅に高め、血清コレステロール値を下げることができます[28]。ラクトバチルス・アシドフィルスは、豚のケトン体産生を増加させ、赤身肉の割合を高め、豚肉の官能品質を改善するために肥育豚の飼育に使用されています[29]。

国内外の保存

ラクトバチルス・アシドフィルスは主要な国際コレクションに保存されており、その中でもCICCはモデル株CICC 6075を保存しています。この株は、ATCC 4356、DSM 20079、JCM 1132など、多くの国際的に有名な培養コレクションのモデル株と同じ番号を持ち、分類研究に使用できます。

さらに、CICC は、さまざまな起源と用途、および潜在的な用途を持つ25 種類の Lactobacillus acidophilus 株を保存しています。

CICC 22162、CICC 20248、CICC 20250、CICC 20709、CICC 20710 などは、ヨーグルトや乳製品の発酵に使用できます。

CICC 6074 は、GB 4789.35-2023 食品安全国家基準 食品微生物学検査 乳酸菌検査の陽性対照株として使用されます。

特徴

1 グラム陽性細菌。細長い桿菌（0.6～0.9 μm ×1.5～6.0 μm）で、先端が丸く、単独、対、または鎖状に配列し、運動性がなく、胞子を持たない。

2 コロニーは丸く、白く、凸型で、表面は滑らかで湿っており、縁はきれいです。

3 最適生育温度は35～38℃、耐熱性は悪く、最適生育pH値は5.5～6.0であり、他の乳酸菌が生育できない環境でも生育・繁殖できる。

4 グルコース、フルクトース、ラクトース、スクロースを同型発酵に利用して D-/L-乳酸を生成します。タンパク質分解能力が弱く、牛乳中の酸生成率が比較的低い。

出典：中国工業微生物培養コレクション管理センター

中国工業微生物培養コレクションセンター（CICC）は、中国で唯一の国立工業微生物培養コレクションセンターです。当センターでは、優れた性能を有するラクトバチルス・アシドフィルスを多数含む500株以上の乳酸菌を含む、14,000株以上の各種産業用微生物資源を保存しています。

参考文献

[1] Widyastuti Y、Rohmatussolihat、Febrisiantosa A.牛乳発酵における乳酸菌の役割[J]。食品栄養科学、2014年、05(4):435-442。

[2] Moro E、Ueber die nach Gram farbbaren Bacillen des Säuglingsstuhles[J]、Wiener klin。 Wochenschr、1900(13)、114–115。

[3] モロ E、Ueber den Bacillus acidophilus n.スペックEin Beitrag zur Kenntniss der Normalen Darmbacterien des Säuglings[J]、Jahrb。キンダーハイク、1900(352)、38–55。

[4] SADorla-Jensen u. O. Winther、Bacterium bifidum および Thermobacterium intestinale[J]、Zbl。 Bakt.、II.アブト、1936(93)、321。

[5] ロゴサML、ワイゼンマンRF、ミッチェルJA、他ヒトの口腔乳酸菌の種の分化、および新種 Lactobacillus salivarius の説明。スペックおよび lactobacillus Cellobiosus nov.スペック[J]。 Jバクテリオール。 1953年6月;65(6):681-699.

[6] Holland DF.細菌の一般的な形態の属索引[J].細菌学ジャーナル、1920年、2(5):505。

[7] Hansen PA、Mocquot G.Lactobacillus acidophilus（Moro）comb. nov.[J].Int.j.syst.bacteriol, 1970, 20(3):325-327.

[8] ハンセンPA.ラクトバチルス属の菌株。乳酸菌および近縁生物に関する分類小委員会による報告書。国際微生物学会の細菌命名法に関する国際委員会の小委員会[M]。 1968年。

[9] Skerman VBD、Mcgowan V、Sneath PHA.細菌名の承認リスト[J]。オーストラリア医学雑誌、1980年、2(1):3-4。

[10] Selle K、Lightfoot YL、Yang T.大腸炎におけるLactobacillus acidophilus表層タンパク質AによるSIGNR3依存性免疫調節[J]。 EMBOジャーナル、2015年、34(7):881-895。

[11] Xiao SD、Zhang ZD、Lu H、他。慢性下痢患者を対象とした加熱殺菌したラクトバチルス・アシドフィルスLBの多施設ランダム化比較試験[J]。治療の進歩、2003年、20：253-260。

[12] AL-Sadi R、NighoT P、Noghot M、et al.ラクトバチルス・アシドフィルスは、菌株特異的かつToll様受容体2依存性の腸管上皮タイトバリアジャンクションの強化と腸管炎症に対する保護を誘導する[J]。アメリカ病理学雑誌、2021年、191(5):872-884。

[13] Qu Xiaojuan、Liu Tieyu、Liu Weiguo、他。口腔カンジダアルビカンス感染に対するラクトバチルスアシドフィルスの阻害効果[J]。中国公衆衛生ジャーナル、2006年、(08):958-859。

[14] Sun Huadi、Cai Lili、Chen Xiaojing、他。広範囲抗菌スペクトルを持つラクトバチルス・アシドフィルス菌のバクテリオシンの活性に関する研究[J]。河南理工大学誌（自然科学版）、2020年、41(04):84-89。

[15] Tejero-Sariñena S、Barlow J、Costabile A、他。病原体に対するさまざまなプロバイオティクスの抗菌活性のin vitro評価：有機酸の効果の証拠[J]。嫌気性部、2012、18(5): 530-538。

[16] Gao H、Li X、Chen X、他。さまざまな生理学的および病理学的プロセスにおけるラクトバチルス・アシドフィルスの機能的役割 [J]。微生物学とバイオテクノロジージャーナル、2022年、32(10):1226。

[17] Park YH、Kim JG、Shin YW 他ラクトバチルス・アシドフィルスATCC 43121の食事摂取がラットのコレステロール代謝に及ぼす影響[J]。微生物学とバイオテクノロジージャーナル、2007年、17(4):655-662。

[18] ソン・M、パーク・S、リー・H、他食事誘発性肥満マウスの血漿コレステロール値に対するラクトバチルス・アシドフィルスNS1の影響[J]。酪農科学ジャーナル、2015年、98(3):1492-1501。

[19] Dallal MMS、Mojarrad M、Baghbani F、他。プロバイオティクスのラクトバチルス・アシドフィルスとラクトバチルス・カゼイが大腸腫瘍細胞の活性に及ぼす影響（CaCo-2）[J]。イラン医学アーカイブ、2015年、18(3):167-172。

[20] マルーフ H、ハッサン ZM、モバレス AM、他。ラクトバチルス・アシドフィルスはマウスモデルにおいて乳がんに対する免疫反応を調節する可能性がある[J]。臨床免疫学ジャーナル、2012年、32：1353-1359。

[21] 陳CC、林WC、孔MS、他プロバイオティクスLactobacillus acidophilus NCFMの経口接種は、分節性同所性大腸癌と腸管外組織の両方で腫瘍の増殖を抑制する[J]。英国栄養学ジャーナル、2012年、107(11):1623-1634。

[22] Li Ziye、Li Bailiang、Guan Jiaqi 他。ラクトバチルス・アシドフィルスKLDS 1.0901のヨーグルト発酵特性と抗酸化活性への影響[J]。食品研究開発、2019年、40(22):49-56。

[23] 林超プロバイオティクスチーズにおけるラクトバチルス・アシドフィルスの応用に関する研究[D]。東北農業大学、2013年。

[24] Shurtleff W, Aoyagi A. 豆乳ヨーグルト、豆乳アシドフィルス菌乳およびその他の培養豆乳の歴史（1918-2012）[M] Soyinfoセンター、2012年。

[25] Millette M、Luquet FM、Lacroix M. Lactobacillus acidophilusおよびLactobacillus casei発酵乳による特定の病原体のin vitro増殖制御。[J].応用微生物学論文集、2010年、44(3):314-319。

[26] Sanders ME、Klaenhammer TR.招待レビュー：プロバイオティクスとしてのLactobacillus acidophilus NCFM機能性の科学的根拠。[J]Journal of Dairy Science、2001、84(2):319-331。

[27] 張魯、周建、段元良ほか。水産養殖におけるラクトバチルス・アシドフィルスの応用に関する研究の進展[J]。飼料研究、2024年、(17):155-161。

[28] Vantsawa P、Umar T、Bulus T.プロバイオティクスLactobacillus acidophilusのブロイラー鶏の生産性に対する影響[J]。農業と食品科学の直接研究ジャーナル、2017年、5(8):302-306。

[29] Dowarah R、Verma AK、Agarwal N、他。種特異的プロバイオティクスPediococcus acidilactici FT28の肥育豚における血液生化学的プロファイル、枝肉特性および肉の物理化学的特性に対する有効性[J]。獣医学研究、2018年、117：60-64。