飲み込んでも安全な乳酸菌抗菌ペプチドの効果と臨床応用
角田愛美 永利浩平 善藤威史徴があるが1．はじめに，この疾患の成立には咳反射の低4 ）5 ）

下に加えて口腔内常在菌が関与する 。超高齢化
6）

う蝕と歯周病（図 1 ）は，先人たちの努力によ社会を迎えている我が国においては，含嗽すら困り近年減少の傾向を示しているが ，依然として，難な要介護者の増加により，口腔常在菌を原因と人類が最も多くかかる感染症である。口腔感染症する全身への感染症が増加すると予想される。

1）を引き起こす細菌は，それぞれ単独に存在し宿主

一方で，米山らは，要介護高齢者において口腔に抵抗しているわけでない。歯面，歯周組織，舌ケアが誤嚥性肺炎の発症を低下させたと報告し ，などの口腔粘膜，入れ歯，インプラント上などに，口腔ケアが全身疾患に対する予防治療の一手段でほかの常在菌とコミュニティーを持ちつつ定着ある可能性を示した。阿久津らは食道がん手術症

し，キノコ状にバイオフィルムという要塞を形成

例において歯垢の中に病原性の細菌が検出された

し病原性を持つ生物叢に成熟していく。近年の研症例で術後肺炎の発生が高いことを報告した

究で，このバイオフィルムからの細菌による全身が，特に頭頸部の手術時において口腔ケアの導入疾患（関節リウマチや糖尿病など）への影響が解で術後合併症が減少する 。口腔常在菌を病原化

明されてきている。また高齢，疾患，治療なさせずに全身疾患の予防と共生を続けていくため

どによる宿主側の変化で免疫不全になると，通常には，口腔ケアが重要であることが改めて数多く

では病原性を発揮しないレベルの常在菌や弱毒微示されている生物を発病させる日和見感染症が起きる。口腔常経済的な優位性もあるとの報告もある 。

2 ）3 ）

7）

8）

9）。加えて口腔ケアには，医療10）〜12）13）在菌による粘膜トラブルは痛みや違和感を引き起

それでは，広く口腔ケア用品を具備する要件とこし，食事（栄養摂取）に影響する。高齢者に多は何であろうか。特に免疫の低下した人，介護をい誤嚥性肺炎は，再発を繰り返し，それにより耐必要とする人の場合（例えば寝たきり，自力で歯性菌が発生し抗菌薬治療に抵抗性を持つなどの特ブラシできない，吐き出せない人など），当事者だけでなく，その人を支える介護者たち両者にとって「優しく使いやすい」ものでなくてはならない。
我が国において毎日の食生活では味噌や醤油といった発酵食品に親しんでいるが，これらは乳酸菌の特徴を風味や保存性の向上に巧みに利用したものである。世界各地においても乳製品をはじめとする発酵食品は食文化として根付いており，乳酸菌は人々に摂取され，共生してきた。こういっ図1

要介護高齢者のう蝕と歯周病

歯周病とう蝕の結末は歯の喪失とは限らない。歯周病の進行によりセメント質の露出した歯は根面う蝕になりやすく，その後破折を引き起こす。破折した根は長く顎骨に残り，バイオフィルムの形成の場となり細菌の体内への感染ルートとなる。

24

た事実は乳酸菌の安全性の高さや有用性を証明している。本稿では，古来，食や健康増進に利用されてきた乳酸菌を，口腔ケア剤として利用する可能性を探った。
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オーラルヘルスケア

2．乳 酸菌バクテリオシンの医療用途への有効性化酵素で分解され，環境への負荷が極めて小さく，耐性菌が出現する可能性が極めて低いという特徴を有する。乳酸菌バクテリオシンは天然の安14〜16）

バクテリオシンとは，様々な細菌によってリボ全な抗菌物質として食品保存料としての利用・研ゾーム上で合成される抗菌性ペプチド，あるいは究が進められてきたが，医療分野への応用の可能タンパク質の総称である。乳酸菌においては，乳性も大いに期待される 。

酸をはじめとする有機酸やアルコール，バクテリオシンなどの抗菌性物質を生産することにより，ほかの細菌を排除，発育抑制し生存競争を優位にしている。ナイシン A を代表とする乳酸菌バク17）

3．乳酸菌バクテリオシンの代表，ナイシン
3-1．ナイシン A

テリオシン（表 1 ）は，近縁のグラム陽性菌に抗乳酸菌バクテリオシンの代表であるナイシン
は，乳酸菌 Lactococcus lactis subsp. lactis の一部

菌作用を示し，細胞膜に瞬時に作用して一般的なの菌株から産生される 34 個のアミノ酸からなる抗菌物質と比べて低濃度で高い活性を示す一方，ペプチドで，アミノ酸配列の異なる類縁体，ナイヒトに対する悪影響がなく，人や動物の腸管の消シン A，Q，Z などが存在し（図 2 ），その生合成や作用機構に関して詳細に研究がなされている。

16）

ナイシン A の医療用途への有効性

興味深いことにナイシン A は，最初の抗生物質

34 個のアミノ酸でできたペプチドであり，消化管内の酵素で分解され，環境中でも容易に分解し，残存しない。

であるペニシリンと同時代の 1928 年に，イギリ

12類縁菌であるグラム陽性菌［多剤耐性菌であるMRSA や VRE（バンコマイシン耐性腸球菌も含む）］に幅広い抗菌スペクトルを持つ。

3

瞬時に抗菌活性を示す。

4

一般的に抗生物質と比べ低濃度で作用する。

5

細胞壁前駆物質が標的となり細胞膜に孔形成をするため，ヒトや動物の細胞には影響しない。

6

耐酸性と耐熱性を持ち，特に低 pH で高い安定性を示す。

表1

スの酪農家によりチーズの中から発見された。広くグラム陽性菌に抗菌活性があり，食品汚染や食中毒をもたらす Bacillus 属，Clostridium 属細18）19）

菌に特に高い抗菌活性を持ち，栄養細胞の制御と芽 胞 の 発 芽 抑 制 に 有 効 で あ る。Listeria 属 やStaphylococcus 属細菌にも作用するため，ナイシン A は特に食品保存に活用されてきた 。WHO16）（世界保健機構）と FAO（国際連合食糧農業機関）に て 承 認 後， 米 国 FDA（ 食 品 医 薬 品 局 ） で はGRAS（Generally Recognized As Safe ）として認

7

真菌やグラム陰性菌には単独では抗菌活性がない。

8

いままで実用レベルでは耐性菌の報告がない。

（保存料）として指定され9無味無臭である。

ズなどへの食品保存料として世界 50 以上の国でめられている

Dha，すでに缶詰やチー

21）

Abu
Abu

Dhb。日本でも 2009 年に食品添加物

20）

Abu

Abu

Dha

Abu

DhaDhb図2Abu

ナイシン A の構造

灰色のアミノ酸残基は，翻訳後修飾で生じる異常アミノ酸（一般のタンパク質には含まれていないアミノ酸）を示す。実線矢印は，ナイシン Z と Q で置換されているアミノ酸，破線矢印はナイシ
36）
ン Q のみで置換されているアミノ酸を示す。（石橋ら（2014） の図を引用）
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つのナイシン分子と 4 つの lipid II 分子が複合体使用されている 。
22）3-2．ナイシン A の殺菌機構を形成することで細胞膜に直径 2.5 nm の孔を形

ナイシン A による殺菌作用は，細菌細胞膜に成し，細胞内物質を漏出させることで殺菌作用を孔を形成し，細胞内のイオンや ATP などの比較示す （図 4 ）。この基本骨格の前駆体である的大きな分子までも漏出させることで起こる

lipid II への親和性が nM レベルという低濃度でナ16）23）25）（図 3 ）。詳細を述べると，まず細菌の細胞膜上にイ シ ン が 抗 菌 活 性 を 示 す 理 由 で あ る（ 表 2 ）。

存在する細胞壁前駆体である lipid II 標的分子とlipid II はグラム陽性菌の表面に広く存在しておして，ナイシンの N 末端が lipid II のピロリン酸

り，MRSA（メチシリン耐性黄色ブドウ球菌）やを包み込むように結合し細胞膜に侵入する 。8VRE（バンコマイシン耐性腸球菌）などに対して

24）

もナイシンは殺菌作用を示す。一方，lipid26）〜28）

II が存在しないヒトの細胞には，ナイシンは殺菌作用を示さない。また近年，バイオフィルムに対する抗菌作用の可能性も報告されている

表2。

29）30）

ナイシン A の主なグラム陽性菌に対する最小発育阻止濃度（MIC ）（Fujita ら（2007） より引用）
18）

菌種

株名

Bacillus cereus

JCM 2152

TBacillus coagulans

JCM 2257

TListeria innocua

ATCC 33090

T

Lactococcus lactis

ATCC 19435

T

Streptcoccus salivarius JCM 5707
図 3 ナイシン A の枯草菌への孔形成（矢印は孔を示す）（S. M. Asaduzzaman ら（2009） より改変引用）23）

図4

Staphylococcus aureusEnterococcus faecalis

30.2

T

ATCC 12600
JCM 5803

84.9

T

231
265
2520

T

158
295

ナイシンの作用機構（Breukink and de Kruijff（2006）

25）

26

MIC（ng/mL ）の図を改変）
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オーラルヘルスケア

ン A と梅エキスの配合比を見いだし，グラム陰性

4．ネオナイシン ®

菌に対するこの弱点を改善した 。グラム陰性菌34）

4-1．高精製ナイシン A と梅エキスの合剤である大腸菌（JCM 1649 株：10 〜10 CFU/mL ）市販のナイシン製剤は，大量の塩を利用した塩

10 μL をナイシン A あるいはネオナイシン ® 試験液

34

析法で生産されるため，塩や培地成分が混じり， （10 mL ）に添加して 24 時間接触させた後，生菌純度が 2.5 ％（w/w ）と低く，そのままでは食品数を測定したところ，ネオナイシン ® で，大腸菌保存料用途以外への利用は困難であった。このよをほぼ完全に殺菌できることが確認された（図 6 ）。

うな中，九州大学大学院農学研究院，園元らとと4-2．ネオナイシン ® の口腔の細菌への有効性

もに，福岡県産のおからから分離された乳酸菌
Lactococcus lactis QU 53 株を用いてナイシン A の新規に開発したネオナイシン ® の有効性を確認するため，まず 1）う蝕の原因菌である Streptococ-高度精製技術の開発に着手し，最終的には，純度cus mutans（S. mutans，グラム陽性菌），2）肺炎，90 ％（w/w ）以上の高精製ナイシン A の工業的食中毒，表皮の感染症などの原因菌でもある Staphylococcus aureus（黄色ブドウ球菌，グラム陽性菌），生産体制を構築することができた。開発した高31）

精製ナイシン A は，従来のナイシン製剤に比べて，品質（純度），保存安定性に優れていた（図 5 ）。

3）歯周病関連菌である Aggregatibacter actinomycetemcomitans（A.a. 菌，グラム陰性菌）に対し試

ナイシン A は高純度であっても，グラム陽性験した。上述 3 種の供試菌（10 CFU/mL ）を，ネ菌と異なり，細胞壁の外側にリポ多糖からなる「外オナイシン ® 試験液（200 μL ）に添加して 37 ℃膜」を持つグラム陰性菌に対しては，外膜を通過5できず，単独では効果を示さない 。しかし外膜で 10 分間接触させた後，寒天培地にて培養し生S. mutans，菌数を測定，生存率を算出した。結果は，を破壊除去するキレート剤などと併用することにと A.a. 菌はほぼすべて殺菌され，黄色ブドウ球より，グラム陰性菌に対してもナイシン A が殺菌に対しても顕著な殺菌効果を示した（図 7 ）。

32）

菌効果を得ることが知られている

次に，歯周病原因菌の中でレッドコンプレック。一方，梅エ33）

キスは，一定の濃度で抗菌活性を示すが，強い酸味を伴い，口腔用途には不適であった。永利は，高精製ナイシン A と様々な植物由来の成分との組スと言われる最も病原性の高いグループに属
Porphyromonas
gingivalis（P. gingivalis，グラする35）

み合わせ試験を行った結果，ナイシン A との相乗ム陰性菌）に対する殺菌効果を試験した。ネオナ
イシン ® 試験液に P. gingivals を接種して 48 時間効果を有しグラム陰性細菌に対して抗菌活性を示培養した後，培養液の濁度（600 nm ）を測定し，し，かつ味にほとんど影響しない，独自のナイシ増殖抑制効果を算出した。ネオナイシン ® は，非常に低濃度ながら優れた効果を示した（図 8 ）。

図5高精製ナイシン A と従来ナイシン Aの保存安定性（40 ℃）

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図6

ネオナイシン ® の大腸菌への効果27

図7

ネオナイシン ® の黄色ブドウ球菌，S. mutansと A.a. 菌への効果

図8

図9

ネオナイシン ® の S. mutans と A.a. 菌への殺菌率と殺菌スピード

図 10

オーラルピース ® ジェルタイプとスプレータイプ

ネオナイシン ® の P. gingivalis に対する増殖抑制効果

さらに，S. mutans と A.a. 菌をネオナイシン ®に一定時間接触させた後，寒天培地にて培養してオナイシン ® を含有したジェルタイプとスプレー

生菌数を測定し，殺菌率を算出した。その結果，タイプの口腔ケア製品である。ネオナイシン ® 以

それぞれの細菌は 1 分以内という短い作用時間で外の成分もすべて可食成分でできているため，飲ほぼ死滅し，ネオナイシン ® は瞬時に殺菌作用をみ込んでも無害であり，要介護者や障害者など，示した（図 9 ）。

吐き出しのできない患者さんに使用できる。入れこれらのことからネオナイシン ® は，口腔内の歯の裏に塗布すれば，感染予防だけでなく湿潤なバイオフィルムの構成細菌となりうるグラム陽性どによる粘膜保護も可能である。細菌に対して殺菌とグラム陰性菌のどちらに対しても，瞬時に，菌効果があり，ヒト細胞に対しては影響しない上かつ強力な殺菌作用を持つ可能性を示した。特に，
S. mutans と P. gigngivalis，A.a. 菌に対する顕著に，腸管で分解され腸内細菌叢も乱さず，手術後な殺菌効果は，歯科の二大疾患であるう蝕と歯周能，かつ飲み込んでも安全である口腔ケア製品は，病の予防剤として大きな可能性を示している。

5．オーラルピース ® の新規性と臨床応用㈱トライフが開発したオーラルピース ® は，ネ28や創傷治癒期間だけでなく何度でも連続使用可
今まで存在しなかった。3 種類のフレーバーのジェルタイプとスプレータイプがあるが（図 10），
特にスプレータイプを口内に直接噴霧した後に飲み込んでしまえばよいという特徴から，オフィス
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オーラルヘルスケアや移動時（例えば航空機や列車内），そしてベッドや布団上などのうがいができない場所でも口腔ケアが可能となった。日々の歯ブラシなどでの使用とともに，オーラルピース ® でいつでもどこでも口腔ケア，という習慣が追加されることで，口腔常在菌によるバイオフィルム形成をさらに効果的に抑制できると思われる。
また，ペット用の口腔ケア製品として「オーラルピース フォーペット」も展開された。ネオナイシン ® はその作用機序から動物の口腔内においてもヒトと同様に効果が期待できる。これにより，うがいや吐き出しのできないペットに対しても，なめても飲み込んでも安全に行える毎日の口腔ケア習慣を提案できるだけでなく，ヒト用と同じラインナップのパッケージでペットとより一体感を感じられることも興味深い。

6．おわりにバクテリオシンの医療用途としての可能性は，口腔だけでなく，直接噴霧接触のできる分野，例
えば，鼻腔，咽頭，皮膚などにも拡がると考えられる。バクテリオシンの特性や作用機序などの特徴を十分考慮しながら，今後，これらの可能性と臨床での有用性についてヒトと動物の両方において検証していきたいと考えている。
謝辞 本稿作成にあたり，実験などでご尽力を頂きました鹿児島大学大学院 医歯学総合研究科発生発達育成学講座口腔微生物学分野 小松澤均教授，松尾美樹先生に感謝の意を表します。また，バクテリオシンについて九州大学大学院 農学研究院生命機能科学部門システム生物工学講座微生物工学分野 園元謙二教授には多大なご指導を賜りました。心より感謝いたします。

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28, 12〜55（2002）36）石橋直樹 他, FRAGRANCE JOURNAL, 42（5）, 35〜40（2014）29

Effectiveness and clinical applications of a safe edible antimicrobial peptide producedby lactic acid bacteria
Abstract : Recently many cases have been reported that biofilms created by oral resident microbiota trigger
not only dental caries and periodontitis but also various systemic illnesses. Nisin A, a bacteriocin peptide produced by lactic acid bacteria, has proper ties to instantly sterilize Gram-positive bacteria. In addition, it isharmless to human cells and degradable by digestive enzymes, and has neither taste nor smell. Nisin A is
widely used in over 50 countries as a food preser vative, and at the practical level no acquired resistant bacteria against nisin A have been reported. Neonisin®, a newly developed antimicrobial agent based on plum extracts and nisin A, sterilizes Gram-negative bacteria also, which are tolerant to nisin A alone, as a result ofchelating action caused by the plum extracts. Utilizing Neonisin®, Trife Inc. further developed a product fororal care, named Oralpeace®. Trife succeeded in production of highly purified nisin A, with ver y low levels of
impurities and salts, which is applied to produce Neonisin® and Oralpeace®. Since Oralpeace® consists only ofedible ingredients, patients that have difficulties in gargling and spitting can use it safely. Bacteriocins fromlactic acid bacteria are being found to have great potential for medical purposes such as prevention of bacterial infections in body parts with possible skin contact as well as food preser vation.
Key words : nisin, antimicrobial peptide, food preser vative, lactic acid bacteria, oral care, opportunistic infection, oral diseases, antibiotic-resistant bacteria

Emi Sumida＊1

Kohei Nagatoshi＊2

Takeshi Zendo＊3＊1

Sakamoto Dental Clinic
阪本歯科医院〒 136-0072 江東区大島 7-3-1 ヤヨイビル 2-D＊2
Ecofriendly institute Ltd.
株式会社優しい研究所〒 818-0013 福岡県筑紫野市岡田 1-7-14＊3
Department of Bioscience and Biotechnology, Faculty of Agriculture, Graduate School, Kyushu University
九州大学大学院 農学研究院生命機能科学部門〒 812-8581 福岡県福岡市東区箱崎 6-10-1
1995 年東京医科歯科大学 歯学部卒業，
1997 年東京医科歯科大学 歯学部付属病院医員（研修医）修了，2005 年東京医科歯科大学大学院 医歯学総合研究科博士課程修了，2005 年川崎社会保険病院 歯科口腔外科勤務（嘱託医員），2009 年阪本歯科医院（東京都江東区）勤務，現在に至る。歯科医師（歯学博士）。
＊21995 年 北海道大学 農学部農芸化学科卒業，同年，アデカクリーンエイド㈱ つくば研究所，
2000 年関西酵素㈱ 基礎研究室，
2002 年オーム乳業㈱ 開発部，
2007 年クォーク・バイオ LLP 設立，2012 年㈱優しい研究所 設立，現在に至る。
＊3
2004 年九州大学大学院 生物資源環境科学府博士課程修了，同年，九州大学大学院 農学研究院学術研究員，
2006 年九州大学大学院 農学研究院助手，
2007 年九州大学大学院 農学研究院助教，現在に至る。
＊130

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