竹友直生 (株)明治 研究本部 研究企画部 参与
高野俊明 公益財団法人 ダノン健康栄養財団
西尾純子 東京大学 生産技術研究所 炎症・免疫制御学社会連携研究部門 特任助教
内田英明 (株)明治 研究本部 食機能科学研究所 乳酸菌研究部
木村勝紀 (株)明治 研究本部 食機能科学研究所 乳酸菌研究部 グループ長
小田巻俊孝 森永乳業(株) 食品基盤研究所 生物機能研究部 主任研究員
菅原宏祐 森永乳業(株) 食品基盤研究所 生物機能研究部 研究員
清水金忠 森永乳業(株) 食品基盤研究所 生物機能研究部 部長
矢嶋信浩 カゴメ(株) 総合研究所 主席研究員
信田幸大 カゴメ(株) 総合研究所 自然健康研究部
志田寛 (株)ヤクルト本社中央研究所 基礎研究一部 免疫制御研究室副主席研究員
藤原大介 キリン(株) 基盤技術研究所 主任研究員
松本光晴 協同乳業(株) 研究所 技術開発グループ 主任研究員
藤原茂 カルピス(株) 発酵応用研究所 主席研究員
朝原崇 (株)ヤクルト本社中央研究所 主任研究員
野本康二 (株)ヤクルト本社中央研究所 審議役
池上秀二 (株)明治 研究本部 食機能科学研究所 乳酸菌研究部長
松岡隆史 (株)フレンテ・インターナショナル
澤稔彦 九州大学 大学院農学研究院 生命機能科学部門 分子微生物学・バイオマス資源化学講座 微生物工学分野 学術研究員
善藤威史 九州大学 大学院農学研究院 生命機能科学部門 分子微生物学・バイオマス資源化学講座 微生物工学分野 助教
園元謙二 九州大学 大学院農学研究院 生命機能科学部門 分子微生物学・バイオマス資源化学講座 微生物工学分野;バイオアーキテクチャーセンター 機能デザイン部門 食品機能デザイン分野 教授
梶川揚申 東京農業大学 応用生物科学部 生物応用化学科 微生物学研究室 助教
五十君静信 国立医薬品食品衛生研究所 食品衛生管理部 室長
山本真悠子 (株)ヤクルト本社中央研究所 基礎研究一部
松本敏 (株)ヤクルト本社中央研究所 基礎研究一部 部長
林多恵子 丸善製薬(株) 研究開発本部
大竹孝明 旭川医科大学 消化器・血液腫瘍制御内科 講師
脇田義久 サッポロホールディングス㈱ 食品開発IC
瀬川修一 サッポロビール(株) 価値創造フロンティア研究所
高後裕 旭川医科大学 消化器・血液腫瘍制御内科 教授
竹田和則 (株)カロッツェリアジャパン バイオテクノロジー研究所 所長
太田富久 金沢大学 大学院医薬保健学総合研究科 特任教授
高木昌宏 北陸先端科学技術大学院大学 マテリアルサイエンス研究科 教授
千葉勝由 (株)ヤクルト本社中央研究所 特別研究員
丸橋敏弘 カルピス(株) 飼料事業部 マネージャー
星野貴行 筑波大学 生命環境系 生命環境科学研究科 教授
2007年に『乳酸菌の保健機能と応用』を上梓し好評を得たと聞いております。しかし、その後の乳酸菌のからだに対する作用に関する学術研究や乳酸菌を利用した商品の開発研究の進展はめざましいものがあり、より新しい情報を得たいとの要望が寄せられていると聞いております。本書『新しい乳酸菌の機能と応用』はこのような状況を受けて当分野の第1線の研究者に執筆いただいたものです。
現在、わたしたちの健康に貢献する乳酸菌としてヨーグルトを始めとした発酵乳製品やその他様々な発酵食品が知られおり、これらを用いて安全で保存性が高く風味豊かで栄養価の高い食品がつくられ、わたしたちの食卓にのぼっています。
また、腸内に生息している乳酸菌も体に良い作用をするものとして注目を浴びています。
これらの乳酸菌はいずれも古い時代から体に有益な作用をするものとして多くの研究者に認められ、一般の人々もそのことを実感していました。そして多くの研究者はこの有益な作用をそれぞれの最先端の科学的実験で証明を試みてきました。
しかしながら、充分にその有益を証明するのに長い時間を要しました。ところが、最近になって、機が熟し最先端の微生物学、分子生物学、免疫学などによってこの10数年の間多くの事実が明らかにされました。最近では著名な科学誌『サイエンス』が、腸内共生菌関連の研究分野についてその重要性を強調しています。
そして、今、乳酸菌とからだとの相互作用とその健康に及ぼすしくみが乳酸菌の構成成分や乳酸菌の代謝生産と生体の細胞の受容体の相互作用との関係から明らかとなってきています。特にからだの免疫系と乳酸菌、特に腸内細菌との相互作用の解明においてその成果は著しいものがあります。
その代表的な例が「トル様受容体」の発見です。2011年のノーベル生理学、医学賞の対象にこの「トル様受容体」の発見とその働きが含まれています。「トル様受容体」の働きは多面にわたりますが、本書と関連する部分についてといえば、発酵食品や腸内中の乳酸菌を認識できる、腸管免疫細胞にある受容体が「トル様受容体」です。
グラム陽性、陰性菌の識別、共生菌や病原性菌などの識別をこの「トル様受容体」が行っているのです。すなわち免疫反応をどの様に進めるのかを制御しているといえるでしょう。したがって通常はこのトル様受容体はからだの免疫系が正常に保つように働いているわけですが、その働きが充分でないと様々な病気の原因になるということです。
以上のようなことは、乳酸菌がからだの免疫細胞(おそらく他の細胞も含まれる)に直接受容体と結合し乳酸菌の特徴に関する情報を与えるシステムの詳細が実証されたことを意味します。換言すれば、乳酸菌のからだに対する有益性が「トル様受容体」の存在とその働きの解明によって具体的に示されたといえましょう。
さらに、乳酸菌の有益性に科学的根拠を与える方法について、最近大きな進歩が見られています。たとえば腸内細菌の構成菌の種類と数を決める実験方法の進展です。これまで、培養法が主でしたが、これに加えて細菌の遺伝子構造の違いを分類に応用する方法が開発されました。この両者を併用することにより、腸内細菌の数や種類を、より正確に決定できるようになったのです。特に個人間の差、健常者と病者の差を高い確度で明らかにすることが可能になり、健常者と病者の間の腸内細菌差を明確にし、腸内細菌の疾病の発症に与える影響を明らかにしました。これらの成果は、有益な乳酸菌の生体への利用、すなわちプロバイオティクス乳酸菌の免疫系やその他、神経系など生体調節系へ作用機構の解明やヒトの臨床試験におけるプロバイオティクスの有効性についての研究も大いに進展させました。
その結果、感染症、アレルギー、自己免疫疾患その他の疾患における予防、治療における有効性が証明されました。
本書は以上のような研究成果を背景に現在わが国において、この分野で活躍している方々に執筆をお願いしたものです。
本書は基礎編と応用編から構成されています。基礎編では特に乳酸菌の種類について、腸内に生息しているもの、そして実際に発酵食品の製造に用いられているもの、そしてプロバイオティクスとして用いられているものなど存在形態利用法の違いによって述べていただきました。
応用編では乳酸菌のもつ有益作用について最新の研究成果を執筆いただきました。整腸作用、抗アレルギー作用、感染防御作用を中心に化粧品、農水畜産への応用などまで幅広く執筆していただきました。乳酸菌の機能について最近の情報を得るうえで研究、技術開発に携われる多くの方々のお役にたてるものと確信しています。したがって大学、企業の研究者、大学院生、学生の方々に読んで頂きたいと切に願っております。
【基礎編】
第1章 発酵食品に利用される乳酸菌とその性質 (竹友直生)
1 発酵食品と乳酸発酵
2 発酵食品に利用される乳酸菌
3 発酵食品における乳酸菌の働き
3.1 発酵食品の保存性
3.2 発酵食品の嗜好性
3.3 発酵食品の栄養生理機能
3.4 健康効果と乳酸菌
第2章 プロバイオティクスとして利用される乳酸菌類の種類と性質 (高野俊明)
1 はじめに
2 FAO/WHOのプロバイオティクスのガイドライン
2.1 属/種/株の同定
2.2 In vitroスクリーニング試験
2.3 安全性
2.4 In vivo試験
2.5 健康表示
3 プロバイオティクスを巡る論点
3.1 プロバイオティクスの定義について
3.2 どの菌をプロバイオティクスと呼ぶか?
3.3 菌株の由来
4 プロバイオティクスとして利用されている乳酸菌類
5 おわりに
第3章 腸管免疫機構に関わる腸内細菌の役割 (西尾純子)
1 要約
2 はじめに
3 Segmented filamentous bacteriaによるTh17細胞の誘導
3.1 Segmented filamentous bacteria (SFB)
3.2 Segmented filamentous bacteriaによるTh17細胞の誘導
3.3 Th17細胞
3.4 消化管におけるIL-17産生細胞の機能
4 Clostridium属によるTreg細胞の誘導
4.1 Treg 細胞とは
4.2 Clostridium によるTreg細胞の誘導
5 Bacteroides Fragilis
6 乳酸菌が消化管免疫細胞に及ぼす影響
7 腸管以外の部位で起こる免疫反応や疾患に対する腸管常在菌の影響について
8 おわりに
【応用編】
<整腸作用>
第4章 乳酸菌と整腸作用 (内田英明、木村勝紀)
1 はじめに
2 腸運動の調節
3 腸内菌叢の改善
4 有害物質の生成抑制
5 有害物質の吸着
6 栄養素の消化吸収の向上
6.1 乳糖の吸収性向上(乳糖不耐症の軽減)
6.2 タンパク質の吸収性向上
6.3 カルシウム吸収促進
7 おわりに
第5章 ビフィズス菌と整腸作用 (小田巻俊孝、菅原宏祐、清水金忠)
1 従来からの整腸作用
2 腸内細菌叢を介したビフィズス菌の生理作用
3 腸内環境の全貌解明に向けて
4 おわりに
第6章 植物性食品由来乳酸菌と整腸作用 (矢嶋信浩、信田幸大)
1 はじめに
2 植物性食品由来乳酸菌L.brevis KB290のヒト試験における整腸効果
2.1 方法
2.2 結果と考察
3 植物性食品由来乳酸菌L.brevis KB290のIBSに対する効果
3.1 方法
3.2 結果と考察
4 おわりに
<抗アレルギー作用>
第7章 プロバイオティクスのアレルギー抑制機構 (志田寛)
1 はじめに
2 アレルギー発症機構
3 衛生仮説
4 アレルギーと腸内フローラ異常
5 プロバイオティクスの利用
6 プロバイオティクスのアレルギー抑制機構
6.1 Th1/Th2バランスの制御
6.2 Treg細胞の誘導
6.3 腸管バリア機構の制御
6.4 その他
7 おわりに
第8章 乳酸菌の抗アレルギー作用 (藤原大介)
1 アレルギー疾患の増加
2 衛生仮説について
3 アレルギーの発症機構について
4 L. paracasei KW3110株の選抜
5 アレルギーモデルマウスにおけるKW3110株経口投与の効果
6 アトピー性皮膚炎モデルマウスにおけるKW3110株の効果
7 おわりに
第9章 プロバイオティクスによる成人型アトピー性皮膚炎緩和効果 (松本光晴)
1 はじめに
2 Bifidobacterium animalis subsp. lactis LKM512
3 ポリアミン
4 アトピー性皮膚炎患者の腸内菌叢と腸内ポリアミン濃度
5 臨床試験①(10名、二重盲検クロスオーバー試験)
6 臨床試験②(44名、二重盲検並行群間比較試験)
7 メタボロミクスを用いた未知の有効性成分の探索
8 おわりに
第10章 乳酸菌の花粉症抑制作用 (藤原茂)
1 花粉症の現状
2 環境因子と花粉症
3 乳酸菌による花粉症の発症抑制および症状の改善
4 乳酸菌と花粉症 ― Pros and Cons ―
5 まとめ
<抗感染・抗がん・その他の作用>
第11章 プロバイオティクス・シンバイオティクスによる腸管感染防御 (朝原崇、野本康二)
1 はじめに
2 ヒトにおけるプロバイオティクス・シンバイオティクスの効果
2.1 感染性腸炎、下痢症に対する作用
2.2 医学領域への応用
2.2.1 新生児および小児・小児外科領域における効果
2.2.2 消化器外科領域における効果
2.2.3 救命救急領域における効果
3 動物実験モデルを用いたプロバイオティクス・シンバイオティクスの感染防御メカニズムの検討研究
3.1 食中毒菌に対する作用
3.2 日和見感染薬剤耐性菌に対する作用
4 まとめ
第12章 Helicobacter pylori抑制作用 (木村勝紀)
1 はじめに
2 H. pyloriとは
3 H. pylori感染症とプロバイオティクス
4 プロバイオティクスのH. pylori抑制作用
4.1 in vitroにおけるH. pylori抑制作用
4.2 in vivoにおけるH. pylori抑制作用
4.2.1 動物実験
4.2.2 ヒト試験
5 おわりに
第13章 乳酸菌がつくるEPS(多糖体)の免疫賦活作用 (池上秀二)
1 はじめに
2 1073R-1乳酸菌が産生するEPS、1073R-1乳酸菌を使用したヨーグルトの
免疫賦活作用
2.1 In vitroにおけるEPSのIFN-γ産生誘導活性
2.2 マウスへの経口投与によるNK活性増強効果
3 1073R-1乳酸菌を使用したヨーグルトの健常高齢者における風邪症候群への
罹患リスク低減効果
3.1 山形県舟形町での試験
3.2 佐賀県有田町での試験
3.3 2つの試験結果のメタ解析
4 1073R-1乳酸菌を使用したヨーグルト、EPSの抗インフルエンザウイルス活性
5 おわりに
第14章 歯周病予防 (松岡隆史)
1 歯周病
2 歯周病原細菌
3 乳酸菌による歯周病原細菌抑制効果
3.1 in vitro試験と歯周病原細菌数抑制の作用機序
3.2 乳酸菌服用による唾液への影響
3.3 乳酸菌服用による歯肉縁下プラークへの影響
3.4 口臭予防効果
4 その他の機能性乳酸菌
5 おわりに
第15章 乳酸菌が産生する抗菌ペプチド (澤稔彦、善藤威史、園元謙二)
1 バイオプリザベーション
2 バクテリオシンと抗生物質の違い
3 乳酸菌バクテリオシンの分類
4 バクテリオシンの生合成機構
5 バクテリオシンの作用機構
6 バクテリオシン産生乳酸菌の探索とその分離源
7 バクテリオシンの多様性の活用
8 今後の展望
第16章 乳酸菌組換えワクチン (梶川揚申、五十君静信)
1 はじめに
2 経口抗原運搬体としての乳酸菌
3 乳酸菌によるワクチンデリバリーのデザイン
4 組換え乳酸菌の経粘膜投与による防御免疫の誘導
5 乳酸菌組換えワクチンのこれから
第17章 慢性炎症と発がん―プロバイオティクスを用いた病態制御の可能性 (山本真悠子、松本敏)
1 はじめに
2 発がんと生活習慣
3 慢性炎症と発がん
4 腸内細菌と発がん
5 炎症を母体とした大腸発がんにおけるIL-6/Stat3経路の重要性
6 IL-6トランスシグナリングの生成と粘膜マクロファージ/樹状細胞系細胞の関与
7 食事によるがんの予防
8 プロバイオティクスのがん予防
9 おわりに
第18章 緑茶カテキンの吸収性を高めるタンナーゼ産生Lactobacillus plantarumの研究 (林多恵子)
1 はじめに
2 タンナーゼ産生乳酸菌のスクリーニング
3 複合体を形成したEGCgをEGCに変換するLp22A-3
4 緑茶カテキンEGCgとLp22A-3株併用における肥満マウスの抗肥満効果
5 おわりに
第19章 プロバイオティクスのγ-GTP改善効果 (大竹孝明、脇田義久、瀬川修一、高後裕)
1 はじめに
2 プロバイオティクスの肥満・メタボリック症候群に対する効果
3 アルコール性肝障害とプロバイオティクス
4 代謝反応を介したアルコール性肝障害への効果―動物モデルでの実証
5 γ-GTP改善効果―ヒト試験での実証
6 まとめ
<化粧品への応用>
第20章 新種乳酸菌を含む複合培養産物の化粧品・農産物への応用(竹田和則、太田富久、高木昌宏)
1 はじめに
2 抗酸化作用に関して
3 メラニン生成抑制効果に関して
4 抗炎症・抗アレルギー作用に関して
5 抗加齢に関する知見
6 植物成長促進効果に関して
第21章 乳酸菌・ビフィズス菌発酵を利用した化粧品素材の開発 (千葉勝由)
1 はじめに
2 乳酸菌・ビフィズス菌を利用した化粧品素材開発の現況
3 開発事例
3.1 乳酸菌培養液
3.2 乳酸桿菌/アロエベラ発酵液
3.3 大豆ビフィズス菌発酵液
3.4 乳酸菌発酵を利用したヒアルロン酸の製造
4 おわりに
<農水畜産への応用>
第22章 プロバイオティクスとしての乳酸菌の畜産への応用 (丸橋敏弘)
1 畜産用生菌剤の必要性
2 肉用鶏向け乳酸菌生菌剤
2.1 肉用鶏の飼育形態
2.2 応用の方法と求められる効果
3 採卵鶏用乳酸菌生菌剤
3.1 飼育形態
3.2 求められる効果と考えられる応用例
4 豚用乳酸菌生菌剤
4.1 飼育形態
4.2 求められる効果と考えられる応用例
5 生菌剤の畜産での使用菌種例
6 動物の健やかな生活のための菌叢を目指して
第23章 プロバイオティクスの水産業への応用 (星野貴行)
1 はじめに ～水産業のプロバイオティクスの特殊性～
2 霞ヶ浦コイの優占乳酸菌叢の季節変化
3 コイ用プロバイオティクス候補株の選択と投与試験
4 腸管付着性を指標にした新たなプロバイオティクス候補株の分離
5 コイヘルペスウィルス症対策へのプロバイオティクス乳酸菌の利用の可能性
6 フィールドレベルでのプロバイオティクス実用試験の現状
ビフィズス菌,植物性食品由来乳酸菌,発酵食品,腸管免疫機構,整腸作用,抗アレルギー,アトピー性皮膚炎緩和,花粉症抑制,ヘリコバクターピロリ抑制,歯周病予防,抗菌ペプチド,組換えワクチン,カテキン吸収向上,γ-GTP改善,化粧品素材,畜産,水産業
