博 士 （ 獣 医 学） 松 本恒 弥
学 位 論 文 題 名

放 射 線 照 射 実 験 に 使 用 す る SPFマ ウ ス の 腸 管 中 に お け る
Eeterobacter cloacaeの 意 義
学位論文内 容の要旨
実験動物管理にとって，動物をとりまく環境をできるだけ一定にし，実験結果の再現性を確保するという事は最も重要な事である。本研究はこのような観点に立ち，マウスの内なる環境因子として，腸管内のEnterobacter cloacae(E.cloacae)が放線線照射実験にどの様な影響を与えるかを1）放射線照射後の早期死，2）病原菌などの腸管内定着阻止，3）腹部放射線照射マウスの移植腫瘍の肺転移に及ぼす影響にっいて検討した。
はじめに，SPFマウスにおけるE．cloacae汚 染と致死線量放射線照射後の生存時間及び半数致死線量の変化との関係にっいて検討した。骨髄死線量である8． 62Gyの7線を全身照射すると，E．cloa
cae陽性マウスは30日以内にすべてが死亡したが，腸内細菌陰性マウスでは7−32％が30日目でも生存していた。照射後平均生存時間も明らかに陽性マウスの方が短かった。照射後死亡したE．cloacae陽性マウスの大部分の心血からE.cloacaeが分離された。E．cloacae
経口投与マウスの死亡パターンは該菌陽性マウスの場合とほぼ同じであった。LDヨ。/3。値を比較したところE. cloacae陽性マウスでは陰性マウスより明らかにこの値は低下していた。腸死線量の全身照射後，該菌陽性マウスは陰性マウスより明らかに早期に死亡した。これらの成績か
ら，E．cloacaeは致死線量照射後マウスの敗血症の原因菌となり，生存時間の短縮やLDヨ。／30値の低下をもたらすことが明かとなった。
次に，E．cloacae
陽性マウスでみられた放射線照射による早期死は本菌に特異的な現象なのか，あるいは低病原性腸内細菌に一般的にみられる現象なのかを明らかにするため，腸内細菌陰性マウス，E．cloacae陽性マウス，腸内細菌陰性マウスにE．scんeHcんぬcon（E．c0臣），岡e6sfefぬ pneUmonぬeあるいはPr0とeusUM2gnHsを経口投与したマウ スの致死線量照射後の死亡パターンとLD。。／3。にっいて比較検討した。骨髄死線量あるいは腸死線量照射後，腸内細菌陽性マウスはいずれも陰性マウスより早期に死亡したが，腸内細菌陽性マウス間では差を認めることができなかった。腸内細菌陽性マウスそれぞれのLD
ヨ。／3。値はほぼ同じであり，緑膿218

菌陰性コンベンショナルマウスのそれと差を認めなかった。以上の成績から，ここで用いた4種の腸内細菌は致死線量を照射されたマウスに対し同様な作用を及ぼすことが明かとなった。
生体防御作用のうえから，予め腸内細菌構成菌のーっとなっているE. cloacaeが他の腸内細菌及びPseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa)の腸 管内定着にどの様に影響するか検討した。E．cloacae単一汚染ノトバイオートマウスはその後に投与されたE.coliやP. aeru―ginosaの定着を抑制することなく，E. cloacae陽性リミテッドフ口ラマウスでもE. coliの定着抑制は認められなかった。しかし，E. cloaca
eノトバイオートに投与されたP.aeruginosaやE．cloacae陽性リミテッ ドフ口ラマウスに投与され たE，coliの増殖は抑制された。E．
cloacae陽性SPFマウスに投 与されたE. coli，E. coli 0115，P. aerugin
osaはE. cloacae
陰性SPFマウスの場合とは異なり，腸管内に定着しなかった。これらの成績から，比較的複雑な菌叢を持つマウスにおいて，腸内菌叢構成菌としてのE.cloacaeには病原・非病原性E.coliやP. aerugi
nosaの定着を阻止する作用があることが示唆された。
最後に，腹部を放射線で照射されたマウスに同系線維肉腫細胞を静脈投与すると肺転移が抑制される現象に腸内菌叢，特にE. cloacaeがどの様にかかわっているかにっいて検討した。無菌マウスと抗生物質投与SPFマウスでは，腹部照射による転移抑制作用は認められなかった。E.
cloacae単一投与ノトバイオートマウスでは腹部照射効果が認められたが，他の腸内菌叢構成菌単一投与ノトバイオートマウスでは，この効果は認められなかった。SPFマウスの腹部照射後，E．clo
acaeは盲腸内容物中で増加し，盲腸粘膜に付着するとともに盲腸壁から腸管膜リンパ節に侵入することが観察された。E.cloac
ae単一投与ノトバイオートマウスでは，腹部を照射しなくても転移は抑制され，照射すると転移抑制効果はさらに大きくなった。腹部照射を行わずに
E．cloacaeの生菌あるいは死菌をi．v．投与する事によっても肺転移は抑制された。これらの成績から，本現象は腹部照射により障害を受けた腸管からE.cloacaeあるいはその菌体成分が，体内に侵入することによって引き起こされることが明かとなった。
以上の実験成績は，E． cloacae
がマウスの腸内菌叢の安定とそれに基づく放射線照射実験成績の 安定 ，すなわち再現性の確保に重要な 役割を担っていることを示している。

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学位論文審査の要旨
主査教授佐藤文昭
茂郎
副査教授波岡悠紀臣
副査教授清水操
副査教授小沼実験 動物管 理にと って， 動物 をとり まく環 境をで きる だけ一 定にし ，実験 結果の再現性を確保すると いう 事は最 も重要 ナょ事 である。マウスの内なる環境因子として，腸内細菌が，放射線影響を 修飾 す る こ と が知 ら れ て い る 。申 請 者 は 腸 管内 のE
nterobactercloacae(E.cloacae)の有無が， 放射 線照射 実験に どのよ うな 影響を 与える かにっ いて研 究を 行い， その成績を本論文にまとめた 。本 論文は 和文71頁 より なり， 参考論 文14編 を付し ている 。
申 請 者 拭 ， はじ め に ， SPFマ ウ ス に おけ る E.cloacae汚 染 と 致死 線 量 放 射 線照 射 後 の 生 存
時 間及び 半数致 死線量 の変 化との 関係に っいて 検討 した。 骨髄死 線量で ある8． 62Gyの7線を 全身 照射 す る と ， E. cloaCae陽性 マウス は30
日 以内に すべて が死亡 した が，腸 内細菌 陰性マ ウス
で は7− 32％ が30日 目 でも 生 存 し て い た。 照 射 後平 均生存 時間も 明らか に陽 性マウ スの方 が短か った 。 照 射 後 死亡 し た E.cloacae
陽 性マウ スの 大部分 の心血 からE．cloacaeが 分離さ れた。
E. cloacae経 口 投 与 マ ウ スの 死 亡 パ 夕 一ン は 該 菌 陽 性 マウ ス の 場 合 とほ ば 同 じ で あっ た 。
LDヨ 0/3。値 を 比 較 し たと こ ろ E.cloac
ae陽 性 マウス では陰 性マ ウスよ り明ら かにこ の値 は低下して いた 。腸死 線量の 全身照 射後，該菌陽性マウスは陰性マウスより明らかに早期に死亡した。
こ れら の 成 績 か ら， E. cloacaeは致死 線量照 射後 マウス の敗血 症の原 因菌と なり ，生存 時間の短縮や L
Dヨ0/3。値 の低下 をも たらす ことが 明らか となっ た。
次 に ， E.cloa
cae陽 性マ ウスで みられ た放 射線照 射によ る早期 死は 本菌に 特異的 な現象 なのか，あ るい は低病 原性腸 内細菌 に一 般的に みられ る現象 なのか を明 らかに するため，腸内細菌陰性 マウス ，E.cloaca
e陽性マ ウス， 腸内 細菌陰 性マウ スにEscherichiacoli(E.coli，Klebーsi
ellapne Ltmoma
eあ る いはProteusv
ulgarisを 経口投 与した マウ スの致 死線量 照射後 の死亡
パ タ―ン とLD
ヨ0/3。 にっい て比較 検討し た。 骨髄死 線量あ るいは 腸死線 量照 射後， 腸内細 菌陽性マウ スは いずれ も陰性 マウス より 早期に 死亡し たが， 腸内細 菌陽 性マウ ス間では差を認めること ができ なかっ た。腸 内細 菌陽性 マウス それぞ れの L
Dヨ0/3。値は ほぼ同 じで あった 。以上 の成績 から， ここで 用いた 4
種 の腸内 細菌 は致死 線量を 照射さ れた マウス に対し 同様な 作用を 及ぼ す220

ことが明らかとなった。
さらに 予め腸内細菌構成菌のーっとなっているE． cloa
caeが他の腸内細菌及びPseu
domo‑nas aeruginosa (P. aeruginosa)の腸管内定着にどの様に影響するか検討した。E. cloacae
ノトバイ オートに投与されたP. aerugirt
osaやE. cloacae
陽性リミテッドフ口ーラマウスに投与され たE. coliの増殖は抑制され た。E. cloaca
e陽性SPFマウスに投与されたE. coli，P． aeruginosaはE. cloacae陰性SPFマウスの場合とは異なり，腸管内に定着しなかった。
これらの 成績から，比較的複雑な菌 叢を持つマウスにおいて，腸内菌叢構成菌としてのE．
cloacaeには病原・非病原性E. coliやP. aeru
ginosaの定着を阻止する作用があることが示唆された。
最後に，腹部を放射線で照射されたマウスに同系線維肉腫細胞を静脈投与すると肺転移が抑制される現象に腸内菌叢，特にE.cloacaeがどの様にかかわっているかにっいて検討した。無菌マウスと抗生物質投与SPFマウスでは，腹部照射による転移抑制作用は認められなかった。E．
cloa
cae単一投与ノトバイオートマウスでは腹部照射効果が認められたが，他の腸内菌叢構成菌単一投与ノトバイオートマウスでは，この効果は認められなかった。SPFマウスの腹部照射後，E. cloacaeは盲腸内容物中で増加し，盲腸粘膜に付着するとともに盲腸壁から腸管膜リンパ節に侵入することが観察された。E. cloacae単一投与ノトバイオ―トマウスでは，腹部を照射しなくても転移は抑制され，照射すると転移抑制効果はさらに大きくなった。腹部照射を行わずにE. cloacaeの生菌あるいは死菌を静脈内投与する事によっても肺転移は抑制された。これらの成績から，本現象は腹部照射により障害を受けた腸管からE.cloacaeあるいはその菌体成分が，体 内に 侵入 し生 体防御細胞が活性化されることによるものと考えられる。
以上のように申請者は，SPFマウスを用いて，E. clo
acaeによる放射線急性死の修飾機構を明らかに すると共に，同菌がP. aerugino
saやE. coliの腸管内定着を抑制することを見い出した。さらにE.cloa
caeが移植腫瘍の肺転移を抑制する機序解明のための重要な知見を提供した。よって審査員一同は，申請者松本恒弥氏が博士（獣医学）の学位を受けるに十分な資格を有するものと認める。

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