（7）Lactobacillus delbrueckiiの菌体外多糖類の免疫賦活性に関する研究

　乳酸菌は菌体外多糖(EPS)とよばれる細胞外ポリマーを産生する[1]。EPSは、バイオフィルム形成に関与する主な物質であり、環境ストレスから微生物を保護する役割を持つ。 乳酸菌が産生するEPSは、構造的に2つ報告されており、1種の単糖のみの繰り返し単位で構成されているホモ多糖と、少なくとも2つの異なる糖から構成されるヘテロ多糖に分類され、分子量は4.0×10⁴ から 6.0×10⁴ Daと知られている[2]。 乳酸菌が産生するEPSの構造は、菌種間だけではなく、菌株間でも異なることが報告されている。例えば、Lactobacillus plantarum C88が産生するEPSは、ガラクトースとグルコースから構成され、 そのモル比は1:2、分子量は1.15×10⁶Daである[3]が、L. johnsonii strain 151が産生するEPSは、構成糖は同じであるが、そのモル比は4:1、分子量は1.0×10⁵ Daである[4]。さらに、L. delbrueckii subsp. bulgaricus NCFB2074が産生するEPSは、 ガラクトースとグルコースから構成され、そのモル比は4:3、分子量は1.8×10⁶ Daである[5]が、L. delbrueckii subsp. bulgaricus OLL1073R-1が産生するEPSは、構成糖は同じであるが、そのモル比は3:2、分子量は1.2×10⁵Daである[6]。
　1990年代より、EPSの経口投与により、宿主に有益な効果をもたらすという事が多数報告されている[1]。 例えばL. rhamnosus KL37が産生するEPSは、マウスにおいて、コラーゲン誘導関節炎を改善したという報告があり[7]、また、L. plantarum C88が産生するEPSは活性酸素を取り除き、 酵素的・非酵素的な抗酸化活性のアップレギュレーションを含む抗酸化作用を持つという報告がある[3]。EPSを多く産生する菌株である L. delbrueckii subsp. bulgaricus OLL1073R-1で発酵させたヨーグルトを高齢者が摂取すると、風邪をひくリスクが減少したという報告があり[8]、このことは、EPSがヘルパーT1(Th1)細胞の増殖を高め、 続いてTh1細胞からのIL-2,IFN-α産生を促し、最終的にナチュラルキラー細胞の活性を促すことによるものだと考えられている [9,10]。しかし、EPSを含め、10 kDa以上の分子量のものは通常の胃腸粘膜を通過しない[11]ため、 EPSは簡単に宿主の腸間リンパ球と接触するとは考えにくい。一方、西谷らはトランスウェルシステムを用いた腸管モデルにより、レンチナンと呼ばれる分子量10 kDa以上のキノコ由来の -1,3; 1,6-グルカンが腸管上皮細胞との相互作用を介して、 宿主の免疫システムに作用することを報告している[12]。その際に使用されたトランスウェルシステムは、ヒト腸管上皮細胞様Caco-2細胞とマウスマクロファージ様RAW264.7細胞からなり、Caco-2細胞をウェルのアピカル側（疑似腸管上皮下組織）に、 RAW264.7細胞をバソラテラル側（疑似粘膜固有層および粘膜下組織）においたものである。このシステムにおいて、彼らは、アピカル側に加えたレンチナンが、LPS処理したRAW264.7細胞から産生されるTNF-αのシグナルを受けたCaco-2細胞からのIL-8の産生を大いに減少させることを示している。 そこで、我々は上記と同様の腸管モデルを用いて、下図のごとくアピカル側にL. delbrueckiiの各株が産生するEPSを投与し、下表に示すCaco-2細胞あるいはRAW264.7細胞から産生される可能性のある種々のサイトカインを定量することでEPS間の宿主の免疫システムへの影響の差違を検証しているところである。 　

　 　

　参考文献
(1) Ciszek-Lenda, M., 2011. Biological functions of exopolysaccharides from probiotic bacteria. Centr. Eur. J. Immunol. 36, 51-55.
(2) Welman, A.D., Maddox, I.S., 2003. Exopolysaccharides from lactic acid bacteria: perspectives and challenges. Trends Biotechnol. 21, 269-274.
(3) Zhang, L., Liu, C., Li, D., Zhao, Y., Zhang, X., Zeng, X., Yang, Z., Li, S., 2013. Antioxidant activity on exopolysaccharide isolated from Lactobacillus plantarum C88. Int. J. Biol. Macromol. 54, 270-275.
(4) Gorska-Froczek, S., Sandstrom, C., Kenne, L., Paociak, M., Brzozowska, E., Strus, M., Heczko, P., Gamian, A., 2013. The structure and immunoreactivity of exopolysaccharide isolated from Lactobacillus johnsonii strain 151. Carbohydr. Res. 378, 148-153.
(5) Harding, L.P., Marshall, V.M., Hernandez, Y., Gu, Y., Maqsood, M., Mclay, N., Laws, A.P., 2005. Structural characterisation of a highly branched exopolysaccharide produced by Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus NCFB2074. Carbohydr. Res. 340, 1107-1111.
(6) Uemura, J., Itoh, T., Kaneko, T., Noda, K., 1998. Chemical characterization of exocellular polysaccharide from Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus OLL1073R-1. Milchwissenschaft. 53, 443-446.
(7) Nowak, B., Ciszek-Lenda, M., Sr?ttek, M., Gamian, A., Kontny, E., Gorska-Froczek, S., Marcinkiewicz, J., 2012. Lacrobacillus rhamnosus exopolysaccharide ameliorates arthritis induced by the systemic injection of collagen and lipopolysaccharide in DBA/1 mice. Arch. Immunol. Ther. Exp (Warsz). 60, 211-220.
(8) Makino, S., Ikegami, S., Kume, A., Horiuchi, H., Sasaki, H., Orii, N., 2010. Reducing the risk of infection in the elderly by dietary intake of yoghurt fermented with Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus OLL1073R-1. Br. J. Nutr. 104, 998-1006.
(9) Makino, S., Ikegami, S., Kano, H., Sashihara, T., Sugano, H., Horiuchi, H., Saito, T., Oda, M., 2006. Immunomodulatory effects of polysaccharides produced by Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus OLL1073R-1. J. Dairy Sci. 89, 2873-2881.
(10) Nagai, T., Makino, S., Ikegami, S., Itoh, H., Yamada, H., 2011. Effects of oral administration of yogurt fermented with Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus OLL1073R-1 and its exopolysaccharides against influenza virus infection in mice. Int. Immunopharmacol. 11, 2246-2250.
(11) Hayashi, T., Ueda, S., Tsuruta, H., Kuwahara, H., Osawa, R., 2012. Complexing of green tea catechins with food constituents and degradation of the complexes by Lactobacillus plantarum. Biosci. Microb. Food Health. 31, 27-36.
(12) Nishitani, Y., Zhang, L., Yoshida, M., Azuma, T., Kanazawa, K., Hashimoto, T., Mizuno, M., 2013. Intestinal anti-inflammatory activity of lentinan: influence on IL-8 and TNFR1 expression in intestinal epithelial cells. PLoS One. 8, e62441.