学術情報 ～会員企業のプロバイオティクス研究のいま～

タカナシ乳業株式会社《設立》 1950年4月

で研究されています。タカナシ乳業はバリオ社との間でライセンス契約を締結し、以来、整腸作用や免疫調節作用などに関する様 々 な研究を行 ってきました。日本人を対象に行った整腸作用に関する研究では、腸内環境及び便性の改善作用が確はじめに認され、1996年、LGG Ⓡ乳酸菌を含むドリンクタイプの発酵乳が、乳酸菌を関与成分とする特定保タカナシ乳業株式会社（以下、タカナシ乳業）の健用食品として初めて許可されました。

CIマークは、バラをモチーフにしています。バラ

今回は、横浜本社内にある商品研究所を訪れ、の育成には手間がかかりますが、その手間を惜しLGGⓇ乳酸菌の免疫調節作用に関連するものとしまなければ非常に美しい花を咲かせてくれます。て「アトピー性皮膚炎予防」「花粉症の症状軽減」

牛乳や乳製品も、素材にこだわり、基礎研究から「インフルエンザウイルス感染予防」の研究と、「大製造まで手間を惜しまず取組み、高品質な製品を腸炎抑制」に関する研究について、お話しを伺い提供したいという想いが、このCIマークに込めらました。

れているのだそうです。
タ カ ナ シ 乳業 が 主 に 研究 し て い る 乳酸菌 はLactobacillus rhamnosus GG株（以下、LGGⓇ乳酸

1. アトピー性皮膚炎予防菌）です。この乳酸菌は1985年にアメリカ・タフ

アトピー性皮膚炎の家族歴のある妊婦を対象にツ大学のゴルバッハ博士とゴルディン博士によっ行ったフィンランドでの研究では、出産1カ月前かて健康な人の腸内から発見されたもので、フィンら出産6カ月後までLGG Ⓡ乳酸菌を摂取していたランドのバリオ社がライセンスを獲得し、世界中グループは、子どものアトピー性皮膚炎の発症率が非摂取グループに比べ半減し、その効果は出生15p <0.001

後7年経過しても有効であることがわかりました。

12性皮膚炎発症抑制のメカニズムを探るために、東総症状スコア

アトピー悪化

この研究を受け、LGG Ⓡ乳酸菌によるアトピー
京農工大学と共同でNC/NGaマウス（アトピー性9皮膚炎を自然発症するマウス。以下、NCマウス）を使った試験を行いました。

6

NCマウスの妊娠確認後にマウスを2群に分け、LGGⓇ乳酸菌を含む餌または含まない通常の餌を、3仔マウスが離乳する4週齢まで与え、離乳後は仔0

LGG 乳酸菌摂取群

LGG 乳酸菌非摂取群

図1 LGGⓇ乳酸菌を長期摂取した12週齢NCマウスのアトピー性皮膚炎の臨床スコア

マウスにも12週齢まで同様の餌を与えました。
12週齢の仔マウスの皮膚状態を調べたところ、
LGGⓇ乳酸菌摂取群の毛並みはきれいであるのにが認められました（図2）。
〔以上、文献2より〕

対し、LGG Ⓡ乳酸菌非摂取群は皮膚炎の症状が現れていました。また、皮膚炎の総症状スコアにお次に、この鼻閉症状抑制のメカニズムを解明すいても、LGG 乳酸菌非摂取群は有意に悪化してるために、発酵乳およびプラセボ摂取前後の腸内いました（図1）。

細菌叢を網羅的に解析しました。すると、花粉飛Ⓡ

さらに、
in vitro 試験において、LGGⓇ乳酸菌は散季節において、プラセボ群の53％で腸内細菌叢抗原提示細胞を介して、菌株特異的に制御性T細が大きく変化していたのに対し、発酵乳群は21％胞を活性化することが明らかとなり、過剰になっでした。この結果から、発酵乳摂取による腸内菌た免疫応答全体を正常化させ恒常性を維持する叢の安定化が、スギ花粉症の発症抑制に関係して可能性が考えられました。
〔以上、文献1より〕いることが示唆されます。
〔以上、文献3より〕

2. 花粉症の症状軽減

3. インフルエンザウイルス
感染予防

タカナシ乳業が保有するLactobacillus gasseri
TMC0356株（以下、TMC0356菌）は、様々な試験

フ ィ ンランドのヘルシンキ市内18カ所の保育により、免疫調節作用があることが認められてい施設で行われた、LGG Ⓡ乳酸菌の長期飲用試験でます。そこで、LGGⓇ乳酸菌とTMC0356菌で発酵は、LGG Ⓡ乳酸菌の摂取は子どもの呼吸器感染症した発酵乳を用い、花粉症への影響を検討しましの発症を有意に抑え、症状を軽減することが報告た。いくつかのアレルギー研究用モデルマウスをされています。そこで、LGGⓇ乳酸菌とTMC0356使って試験を実施したところ、鼻の症状に対して菌の免疫調節作用によるインフルエンザウイルス有益な作用が認められたことから、ヒトを対象に感染予防の可能性について動物実験を行い、検証次のような試験を行いました。

を試みました。

2006年のスギ花粉シーズンに、花粉症患者29名発酵乳（発酵乳群）および乳酸菌が含まれない飲■試験1： 乳酸菌の経鼻投与によるインフルエ
ンザ発症率・生存率への影響料（プラセボ群）を10週間摂取してもらいました。

信州大学との共同試験を行い、マウスの鼻腔内結果をみると、スギ花粉飛散量がピークとなるにLGG Ⓡ乳酸菌を3日間投与した後、自然免疫の試験開始6週目に、鼻アレルギー症状もピークが活性の指標となる、肺のナチ ュ ラルキラ ー 細胞観察されましたが、その後、発酵乳群では、臨床的（NK細胞）を測定しました。その結果、LGGⓇ乳酸

判定と自覚症状の両方で、鼻閉症状に有意な改善

菌群は緩衝液投与群（コントロール群）と比較しを2群に分け、LGGⓇ乳酸菌とTMC0356菌の調整

症状スコア

2

鼻閉症状臨床スコア

発酵乳群

ブラセボ群

1.525

101週

症状スコア

22週

3週

4週

5週

6週

7週

8週

9週

p <0.053

10週

20

ＮＫ活性︵％︶

p <0.050.5

p <0.0115

10

鼻づまり自覚症状

1.5 （シンプトンメディケーションスコア）
51

p <0.01 p <0.05
00.50
1週

図2

2週

3週

4週

5週

6週

7週

8週

9週

花粉症患者の鼻閉に対する発酵乳摂取の効果

10週

コントロール群 LGG 乳酸菌群

図3 LGGⓇ乳酸菌の鼻腔内投与によるNK活性の変化

100

10090

908080p <0.017070

生存率︵％︶

発症率︵％︶60504060503020201010図40510015 （日）p <0.0140300

コントロール群
LGG 乳酸菌群

051015 （日）LGGⓇ乳酸菌の鼻腔内投与がインフルエンザ発症率及び生存率に及ぼす影響て有意にNK活性が上昇していました（図3）。

毎日経口投与し、14日目にインフルエンザウイル

次に、インフルエンザウイルス感染に対する影スを経鼻接種して感染させ、影響を調べました。

響を調べるために、マウスにLGG 乳酸菌を鼻腔マウスの眼や毛の状態、行動、呼吸などをスコ内投与し、翌日インフルエンザウイルスを上気道ア化して観察したところ、乳酸菌投与群はコントに感染させ、発症率と生存率を観察しました。

ロール群に比べて症状が軽微でした
（図5）
。また、

Ⓡ

その結果、LGG 乳酸菌群はインフルエンザウ肺のインフルエンザウイルス数を測定したところ、イルス感染症の発症率が有意に低下し、マウス生有意に減少していました（図6）。
〔以上、文献5より〕

存率も有意に上昇しました（図4 ）。
〔以上、文献4

試験1及び試験2の結果から、乳酸菌が腸管内Ⓡより〕の免疫系を介し、インフルエンザウイルスに対して予防的に作用している可能性が示唆されま■試験2：乳酸菌の経口投与によるインフルエンザの症状軽減への影響した。

次に、マウスにLGGⓇ乳酸菌及びTMC0356菌を＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

3コントロール群
LGG 乳酸菌群
TMC0356菌群

2悪化＊＊：p <0.01

151015：p <0.0120（日）図5 LGGⓇ乳酸菌及びTMC0356菌経口投与がインフルエンザの症状に及ぼす影響

肺のインフルエンザウイルス数

症状スコア

Inﬂuenza virus

41

p <0.05700

5600

p <0.05500400
300
200
1000コントロール群 LGG 乳酸菌群 TMC0356菌群

図6 LGGⓇ 乳酸菌及びTMC0356菌経口投与が肺のインフルエンザウイルス数に及ぼす影響

写真1対照群

DSS群

DSS+LGG群

DSS群に示した矢印は、腸管上皮の壊死、損壊部分を示す。
p <0.05（a） 8

p <0.01

p <0.05

大腸の長さ︵炎症スコア64p>0.05
10p <0.05p <0.05864︶

cm220

図7（b）

対照群

DSS群

DSS+LGG群

0対照群

DSS群

DSS+LGG群

DSS処理マウスの腸管炎症スコア（a）と大腸の長さ（b）に対するLGGⓇ乳酸菌発酵乳投与の影響

4. 大腸炎の抑制

毎日1回投与し、さらにDSS投与期間（4日間）も同様にLGGⓇ乳酸菌発酵乳を投与したマウ

近年増加している潰瘍性大腸炎やクロ ー ン病などの炎症性腸疾患（IBD）は、腸管上皮細胞のアポトーシス（細胞死）と深く関与していることがス（DSS＋LGG群）③DSSもLGGⓇ乳酸菌発酵乳も投与しないマウス（対照群）

知られています。アメリカのヴァンダービルト大試験の結果、DSS群では腸管上皮にダメージが学医学部のヤン博士は、LGG Ⓡ乳酸菌の培養上清観察 され、絨毛組織 が 破壊 されていましたが、を腸管上皮細胞に添加することによって、細胞のDSS＋LGG群では組織のダメージは見られるもアポトーシスが抑制されることを発見しました。のの、その度合いは低く対照群に近いことが認め

さらにLGG 乳酸菌の培養液から、腸管上皮細胞られました（写真1）。

Ⓡのアポトーシスを抑制するタンパク質のp40、p75

次 に、各群 の 炎症 スコアを 比較 したところ、を発見、分離することに成功しています。そこで、

DSS群と比較しDSS＋LGG群は有意に低値を示

LGG 乳酸菌の大腸炎抑制効果についてヤン博士しました（図7－a）。また、炎症を起こすと大腸がと共同研究を行いました。

萎縮し、長さが短縮します。そこで大腸の長さをⓇ比較すると、DSS群は有意に長さが短くなってお■腸管上皮の炎症抑制

り、炎症 による 大腸 の 収縮 が 見 られましたが、LGG 乳酸菌の培養上清 が大腸炎に及ぼす影

DSS＋LGG群と対照群の間には有意差がなく、響について調べるために、以下の3群のマウスを炎症による大腸収縮は確認されませんでした（図用い、大腸組織を顕微鏡で観察しました。

7－b）。
〔以上、文献6、7より〕Ⓡ＊1①界面活性剤のDSSを4日間投与して人為的に大腸炎を発症させたマウス（DSS群）②DSS投与前に6日間、LGG Ⓡ乳酸菌発酵乳を＊1 培養上清：培養液を遠心分離した際の上澄み部分。菌などの不溶性物質は遠心分離によって沈殿するため、培養上清には可溶性の物質が含まれる。

■腸管上皮の炎症抑制メカニズムの解明【試験1】

LGG 乳酸菌 から 遠心分離 した 水溶性画分 を

LGG Ⓡ乳酸菌発酵乳もしくはLGG Ⓡ乳酸菌を含マウス大腸上皮由来の細胞（YAMC細胞）に添加まない乳（プラセボ）の遠心上清をYAMC細胞にすると、上皮細胞の成長に関わる EGF 受容体＊ 2添加し、さらに、細胞のアポトーシスを誘発させとAkt ＊3 が活性化することが確認されています。

るために炎症性サイトカインであるTNF-αを添

LGG 乳酸菌発酵乳は、腸管上皮細胞のEGF受容加して6時間培養した後、TUNL染色によりアポ体やAktの活性化というステップを踏んで、腸管トーシスを起こした細胞の検出を試みました。

ⓇⓇ

上皮細胞の成長を促進し、ダメ ー ジから保護しその結果、何も添加していない通常細胞（図9－ていると推測されます（図8－A）。そこで、LGG Ⓡ①）ではアポトーシスを起こした細胞は検出され乳酸菌発酵乳による腸管上皮の炎症抑制作用のませんでしたが、TNF-αで処理することによって、メカニズムを 明 らかにするために、YAMC細胞

LGG 乳酸菌発酵乳を 用 いて 検討 を 行 いまLGG 乳酸菌p40 & p75

した。

タイトジャンクション＊2 FGF受容体：上皮成長因子（EGF）と結合する受容体タンパク質。EGFと結合すると活性化し、細胞の成長促進メカニズムが働き始める。

腸内へ到達

腸内へ到達？
活性化分泌？

＊3 Akt：細胞の成長に関わるシグナル伝達経路に働くリン酸化酵素（タンパク質）の一つ。

病原菌
異物

EGF受容体
＜B＞

＜A＞
＊4

PKC

Akt

バリア機能の破壊

炎症アポートシス
炎症性サイトカイン
酸化ストレス

腸管上皮細胞＊4：p40とp75は、EGF受容体を介してプロテインキナーゼ（PKC）経路などを経ることによっても腸管上皮バリア機能に作用する。

図8 腸管上皮細胞における恒常性調節メカニズム
100

1050①

③胞

細常通

②
菌酸

Ｇ
ＬＧ

乳

乳

酵発

④
乳

菌酸

⑤⑥14
ＡＧ78

菌酸
乳 78
Ｇ 14
ＬＧＡＧ+TNF‑αで処理

ＧＧ
非Ｌ

乳

乳

酵発

図9 LGGⓇ乳酸菌発酵乳によるTNF-α誘導性
アポトーシスに対する抑制効果

ベースラインに対するＴＥＲ値︵％︶

アポトーシスを起こした細胞の割合︵％︶

15908070

対照60

過酸化水素
過酸化水素+発酵乳

50

過酸化水素+免疫沈降
過酸化水素+プラセボ

400123（時間）

図10 腸管バリア機能破綻に対する発酵上清の保護作用アポト ー シスを起こした細胞が検出されました

p75が腸管上皮バリア機能の保護に作用している（②）
。また、LGG 乳酸菌発酵乳の遠心上清を加ことが示唆されました。
〔以上、文献6、7より〕

えた細胞では、TNF-α処理によってもほとんど＊5：細胞間が緊密であるほどバリア機能が高く、また高い電気抵抗値を示す。

Ⓡ

アポトーシスを起こした細胞が見られない（③）のに対し、プラセボではアポトーシスを起こしたおわりに細胞が観察されました（④）
。なお、LGG Ⓡ乳酸菌のアポトーシス抑制効果は、EGF受容体の活性を阻害する試薬AG1478を添加することで失われま線毛（ pili ）があることも、LGGⓇ乳酸菌の大きした（⑥）
。この結果により、LGGⓇ乳酸菌はEGFな特徴です。この線毛はLGGⓇ乳酸菌が腸表面に受容体活性化を介して腸管上皮のダメ ー ジを抑付着する際の重要な構造体であることがわか っ制することが示唆されました。
〔以上、
文献6、7より〕ており、線毛を除去すると極端に付着性が低下してしまいます。現在、フィンランドでは、LGGⓇ乳【試験2】酸菌の腸管への付着性が免疫反応に及ぼす影響

腸管上皮の細胞間が密接している部分はタイトジャンクションと呼ばれ、細胞間を通り抜けよについて試験が行われており、タカナシ乳業も注目しているそうです。

うとする物質を妨げ、腸管上皮のバリア機能を支LGGⓇ乳酸菌は世界で最も研究されている乳酸えています（図8－B ）。LGG Ⓡ乳酸菌発酵乳もし菌であり、学術的根拠も豊富です。タカナシ乳業

くはプラセボの上清をヒト結腸由来上皮細胞にもその有用性をさらに追求し、消費者に伝えてき添加して1時間前処理した後、過酸化水素を加え、たいと、取材の最後に研究者の皆さんは話してく

バリア機能への影響を調べました。バリア機能のださいました。

指標として、経上皮電気抵抗（TER）値の測定 を＊5行いました。
過酸化水素処理によってTER値の顕著な低下が観察されましたが、発酵乳上清を添加することによってTER値の低下が抑制されました。しかし、抗p40抗体と抗p75抗体を用いて発酵乳上清から両タンパク質を除去（免疫沈降）した細胞もしく
はプラセボ上清を添加した細胞では、発酵乳上清を添加した細胞と比較して著しい低下を示しました（図10 ）。この結果から、発酵乳中のp40と▲LGGⓇ乳酸菌 Represented with the kind permission of Antoni
Hendrikxs,Matti Kankainen&Willem M.de Vos-Utrecht,Helsinkiand Wageningen University《今回の記事は、以下の文献・学会発表を参考にまとめました》1）
森田裕嗣ほか. モデル動物試験系における乳酸菌Lactobacillus GG株の抗アレルギー効果の解析. 日本免疫学会（2005）
2）Kawase M, et al. Effect of fermented milk prepared with two probiotic strain on Japanese cedar pollinosis in a
double-blind placebo-controlled clinical study. International J. Food Microbiology 128 ; 429-434（2009）3）Kubota A, et al. Lactobacillus strains stabilize intestinal microbiota in Japanese pollinosis patients. Microbiol.
Immunol. 53（4）; 198-205（2009）
4 ）Harata G, et al. Intranasal administration of Lactobacillus rhamnosus GG protects mice from H1N1 influenza virus
infection by regulating respiratory immune responses. Lett. Appl. Microbiol. 50（6）; 597-602（2010）5）Kawase, et al. Oral administration of lactobacilli from human intestinal tract protects mice against influenza virus
infection. Lett. Appl. Microbiol. 51; 6-10 (2010)
6）Yoda K, et al. Lactobacillus GG-fermented milk prevents DSS-induced colitis and regulates intestinal homeostasis
through activation of epidermal growth factor ereptor. Eur. J. Nutr. 53（1）; 105-115（2014）7）
依田一豊ほか. 発酵乳中のLactobacillus GGタンパク質と腸管上皮の恒常性. 月刊 細胞 47（2）; 93-96（2015）《取材・編集：（株）BBプロモーション 髙林 昭浩》