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香辛料感受性腸内菌（S-SIB） ―その増減は宿主の健康に寄与するのか―＜平成 30 年度助成＞

香辛料感受性腸内菌（S-SIB）―その増減は宿主の健康に寄与するのか―
久田孝（国立大学法人 東京海洋大学学術研究院・食品生産科学部門）

日本では高齢化や食事バランスのくずれにより、生活習慣病患者とその予備軍が増加しており、かかよびトウガラシ（中国産）の乾燥粉末製品を小売店より購入し使用した。

る医療費は全体の 1/3 に達する 1)。生活習慣病の予防・改善には食生活の改善、適度な運動が重要であ高ショ糖低食物繊維食マウスに及ぼす影響るが、機能性食品の効果も期待されている。健常成

動物実験は文部科学省「研究機関等における動物

人の大腸内には 500 〜 1000 種の細菌類が百兆個も実験等の実施に関する基本指針」を遵守し、東京海存在するといわれ、菌体そのものや代謝活動が宿主

洋大学動物実験委員会による承認（H30-4）を受けの健康に影響を及ぼすと考えられている 。一般的て行った。5 週齢雄性 ICR マウス 30 匹を三共ラボに、ヒトではビフィズス菌 Bifidobacterium や乳酸サービスより購入し、ステンレス製網ケージ（3 匹桿菌 Lactobacillus が腸内常在の有用菌（善玉菌）と／ケージ）で飼育した。Table 1 に示す高ショ糖低認識され、その割合を増加させる（プレバイオティ

食物繊維食（No fibre, NF）で 3 日間予備飼育後、無クス性）食品成分の探索が続けられている。今世紀

作 為 に 5 群（CM： ク ミ ン、CR： コ リ ア ン ダ ー、に入り、次世代シーケンサー（NGS）による腸内菌TM：ウコン、RP：トウガラシ）に分け、NF 食にそ叢の解析および、メタゲノミクス、メタボロミクス

れぞれの香辛料を 2%（w/w）加えた食餌を 7 日間を組み合わせた研究がめざましく発展し、門レベル投与した。投与終了後、イソフルラン吸気麻酔下ででのバランスと疾病スコアとの関連が多く報告され放血致死後、盲腸を摘出した。

2)るようになった。しかし、各食品（機能性成分）に感受性を持ち増減する菌種＝ SIB（Susceptible gut

Table 1

Composition of test diets (g/100 g)

Indigenous Bacteria）が存在するのか、またその増減が、実際に宿主の健康に寄与するのかを明らかにすることも重要と考えられる。

No fibre
Dried spice powder

2％ Spice
2.0

Milk casein

2020

香辛料 3)、特に一般的なカレーに使用されるクミン、

DL-Methionine

0.30.3

コリアンダー、ウコン、およびトウガラシを投与しCorn starch

2018

Sucrose5050

Corn oil5.05.0Vitamin mix (AIN-76)

1.0

1.0

Mineral mix (AIN-76)

3.5

3.5

Choline bitartrate

0.20.2

本研究では、様々な健康機能性が報告されてきたたマウス盲腸内の SIB の特定と分離を試みた。

材料および方法
香辛料
クミンシード（インド産）、コリアンダーシード（モロッコ産）、ウコン（ターメリック、インド産）、お38

浦上財団研究報告書

総菌数および分離

Vol.28（2021）

Table 2Disease activity index (DAI) scoring system.

盲腸内容物を無菌的に 0.1% 寒天加リン酸緩衝生
Score

Bodyweightloss

Stool
condition

BloodinStool

0<0Normal

No

Blood Liver（BL）寒天培地（ニッスイ製薬）に塗抹

11-5%し、37℃で 48h 嫌気培養後、出現した特徴的なコ

2

6-10%

Loose

Occult3

11-15%

4>15%

Diarrhea

Gross

理的食塩水で 10 倍段階希釈し、細菌カウンタ（PHC）を用いた誘電泳動インピーダンス計測法（DEPIM）
で 総 菌 数 を 測 定 し た。 ま た 各 希 釈 液 0.03mL をロニーを、BL 寒天培地を用いて純粋分離した。分離菌は常法どおり 16S rDNA の BLASTn 検索による同定後、マイクロバンクビーズ（イワキ）を用いて、-80 で保存した。

結果および考察
盲腸内菌叢（株）ファスマックに委託し、盲腸内容物の全ゲ

盲腸内菌叢

ノムを抽出後、16S rDNA（V4）領域のアンプリコ

総菌数は各群とも 11log cells/g で、OTU の主座ンのシーケンスを Illumina 社 MiSeq システムを用い

標分析 PCoA では、CM、CR、および RP 群で NF 群て行い、解析ソフト QIIME2、データベース SILVAと明確に異なる菌叢構成を持つことが示された（Fig.

を用いて、約 250 塩基の配列について 97% 相同の1）。

operational taxonomic unit（OTU）を得た。

Table 3 にリード数の高い 30 OTU を示す。最優勢OTU は CM 群 で Bacteroides sartorii -、CR 群 でDSS 誘 導 IBD マ ウ ス に 及 ぼ す 常 在

Lactobacillus johnsonii -、TM で Bifidobacterium

Bifidobacterium 投与の影響

pseudolongum -、BP 群 で L. johnsonii - お よ び L.

5 週齢雄性 ICR マウス 18 匹を通常食 CE-2（日本murinus - 類縁菌であった。そのリード数は NF 群よ

ク レ ア ） で 4 日 間 予 備 飼 育 後、3 群（Intact、DSSり高い傾向であり、それぞれの SIB とした。これら

Control、DSS+Bp）に分け、DSS+Bp 群の餌を、上記の実験で分離した B. pseudolongum Spice-7 を 9log
cells/g 加えた CE-2 に置き換えた。群分け 3 日後、
DSS Control と DSS+Bp 群の飲料水に 5%（w/v）デキストラン硫酸ナトリウム（DSS、WAMV=5000、フジフイルム和光純薬）を加え、7 日間飼育した。
飼育期間中の体重、糞便の状態を観察し、Table 2に沿って Disease activity index（DAI）を求めた。飼育終了後、盲腸および大腸を摘出し、大腸長を測定し、大腸中間部の断面のヘマトキシン・エオシン（HE）染色像を観察した。

Fig. 1

PCoA of the OTU

香辛料感受性腸内菌（S-SIB） ―その増減は宿主の健康に寄与するのか―

Table 3

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Read numbers of the dominant OTU of the caecal microbiome of test mice.の SIB の う ち、L. Johnsonii 、L. murinus お よ び B.

pseudolongum Spice-7 の IBD 抑制効果を検討した。

pseudolongum が分離、同定された。

DSS に よ る 糞 便 の 軟 化、 下 痢、 血 便 は B.

pseudolongum Spice-7 により抑制され、DAI の上昇

IBD マ ウ ス に 及 ぼ す 常 在 B. pseudolongumも抑制された（Fig. 2）。DSS 誘導 IBD の指標とされ投与の影響る大腸長の低下と、大腸上皮細胞、基底層の損傷はウコンおよび主要成分のクルクミンの多くの機能性が知られており、そのうち IBD 抑制効果も報告さ
れ て い る 。 そ こ で、 上 記 の 実 験 で 分 離 し た B.
4)本実験でも認められ、B. pseudolongum Spice-7 により抑制される傾向であった（Fig. 3）。
本研究ではカレーで使用される主な香辛料である

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浦上財団研究報告書

Fig. 2Vol.28（2021）Changes of DAI in tested mice

いて、IBD モデルだけではなく、ほかの生活習慣病モデルにおける検討も行う予定である。また、将来はヒト糞便培養系を用いたヒト SIB の分離と機能性の検討につなげることが必要と考えられる。
（本研究内容の一部は 2019 年度日本乳酸菌学会、および Xia Y., Kuda T., et al. 2020. J. Funct Foods 61 ,103467 に公表済みである。）
謝辞
本研究の遂行にあたり、多大なご援助を賜りました公益財団法人 浦上食品・食文化振興財団に厚く御礼申し上げます。
参考文献

Fig. 3

Image of caecum, colon and HE stained colon tissue.

クミン、コリアンダー、ウコン、トウガラシを投与し、それぞれ増加する SIB の菌種を推定した。さらにウコンにより増加する SIB として分離、同定した B.

pseudolongum の DSS 誘導 IBD マウスにおける炎症抑制効果がみられた。これらの結果は、各香辛料の機能性は腸内菌叢の変動と相関することを示唆している。今後は、分離 SIB と各香辛料の相乗効果につ

1) 2019 年度「高齢化白書」、内閣府．
2) Cani PD 2018. Gut , 67 , 1716-25.
3) Bower A et al. 2016. Crit Rev Food Sci Nutr 56 ,2728-46.
4) Gong Z et al. 2018. Mol Immunol 104 , 11-9.

Spice-susceptible gut indigenous bacteria (S-SIB)– Does either an increase or decrease contribute to host health? –41

Spice-susceptible gut indigenous bacteria (S-SIB)– Does either an increase or decrease contribute to host health? –Takashi KUDA
Food Science and Technology, Tokyo University of Marine Science and Technology
Some food ingredients are thought to be correlated with the gut microbiome.
To clarify the presence of susceptible gut indigenous bacteria (SIB) against four
popular spices, ICR mice were fed with a high-sucrose diet containing no-fibre(NF), 2% w/w cumin-seeds (CM), coriander-seeds (CR), turmeric (TM), or red chili
pepper (RP) for seven days. The caecal microbiome was then examined by 16S
rDNA amplicon sequencing using a MiSeq system. A principal coordinate analysisof the operational taxonomic units (OTUs) revealed microbiome alterations in theCM, CR, and RP groups. Typical SIBs increased in the CM, CR, TM, and RP groups
were Bacteroides acidifaciens - and Bacteroide sartorii -like, Lactobacillus
johnsonii -like, Bifidobacterium pseudolongum -like, and Lactobacillus murinus –like bacteria, respectively. Of these SIBs, B. pseudolongum , L. johnsonii , and L.
murinus were isolated and identified using BL agar and a 16S rDNA BLAST
search, respectively. Turmeric and its main functional compound, curcumin havean ameliorative effect on dextran sodium sulphate (DSS)-induced inflammatory
bowel disease (IBD). To determine the role of SIB on the host, the effect of the B.
pseudolongum Spice-7 strain, which was isolated from the mouse in this study,
on 5% (w/v) DSS drinking water-induced IBD ICR mice was examined. The
increased disease activity index was suppressed by B. pseudolongum (9 log cells/g diet). The IBD indices of colon length shortage, as well as mucosa andsubmucosa damage, observed with haematoxylin and eosin (HE) staining, alsotended to be suppressed by B. pseudolongum . These results suggest that the B.
pseudolongum strain, which is a turmeric-SIB, has a synergistic effect withturmeric on host health.