MF Researcher Database

Researchers Database

Advance

Kuwahara Tomomi

  • Faculty of Medicine
  • School of Medicine
  • Professor
Last Updated :2026/04/17

Researcher Information

Degree

  • (BLANK)

J-Global ID

Research Interests

  • ゲノム   Bacteroides   腸内細菌   Genomic analysis   Virulence   Anearobe   

Research Areas

  • Life sciences / Bacteriology
  • Life sciences / Systems genomics
  • Life sciences / Genomics

Academic & Professional Experience

  • 2011  - 香川大学医学部, 教授
  • 2001 - 2004  The University of TokushimaFaculty of Medicine
  • 2004  - 徳島大学大学院ﾍﾙｽﾊﾞｲｵｻｲｴﾝｽ研究部, 助教授
  • 1994 - 2001  The University of TokushimaFaculty of Medicine
  • 1993 - 1994  The University of TokushimaFaculty of Medicine
  • The University of Tokushima Institute of Health Biosciences The University of Tokushima Graduate School, Department of Moleculor Beateriology

Education

  •        - 1993  The University of Tokushima  Faculty of Medicine
  •        - 1993  The University of Tokushima  Faculty of Medicine  医学

Association Memberships

  • 日本環境変異原学会   日本癌学会   日本感染症学会   日本分子生物学会   日本細菌学会   日本内科学会   

Published Papers

Books etc

  • 感染と生体防御
    建帛社 2012 9784767904467
  • シンプル微生物学
    南江堂 2011 9784524262076

Conference Activities & Talks

  • 腸管内における宿主微生物間相互作用に関わる分子の検索  [Not invited]
    第86回日本細菌学会総会、ワークショップ「細菌間および細菌宿主間の相互作用」  2013
  • Bacteroides thetaiotaomicronにおけるマリナートランスポゾン挿入変異ライブラリーの開発  [Not invited]
    第35回日本分子生物学会年会  2012
  • 腸管内常在菌によるClostridium difficileの病原性抑制機構  [Not invited]
    第35回日本分子生物学会年会  2012

Works

  • 新規塩素系殺菌剤の開発と実用化に関する研究
    2011 -2012

MISC

  • 次世代シークエンス技術を用いた周術期の眼表面菌叢解析
    堀田 芙美香; 江口 洋; 桑原 知巳; 今大路 治之; 日下 俊次  日本眼科学会雑誌  123-  (臨増)  225  -225  2019/03
  • Spore purification of mouse gut derived non-culturable bacterium
    Motoo Suzuki; Haruyuki Imaohji; Tomomi Kuwahara  GENES & GENETIC SYSTEMS  89-  (6)  328  -328  2014/12
  • 眼科領域で分離されるCorynebacteriumの薬剤耐性化状況の全国調査
    江口 洋; 桑原 知巳; 今大路 治之  感染症学雑誌  83-  (6)  732  -732  2009/11
  • 眼結膜由来のコリネバクテリウムにおけるフルオロキノロン感受性
    桑原 知巳; 江口 洋; 今大路 治之  感染症学雑誌  83-  (3)  317  -317  2009/05
  • 日本人の眼表面から分離されるCorynebacteriumの薬剤耐性化状況全国調査
    江口 洋; 桑原 知巳; 塩田 洋  日本眼科学会雑誌  113-  (臨増)  321  -321  2009/03
  • 眼材料から分離されたコリネバクテリウムのキノロン耐性化状況 全国調査第2報
    江口 洋; 桑原 知巳; 塩田 洋; 宮本 龍郎  日本眼科学会雑誌  112-  (臨増)  234  -234  2008/03
  • コリネバクテリウムの各種キノロン薬に対する感受性の違いとgyrA遺伝子変異との関連
    香留 崇; 江口 洋; 桑原 知己; 塩田 洋; 宮本 龍郎  日本眼科学会雑誌  112-  (臨増)  283  -283  2008/03
  • Suppressive Effect of Clostridium perfringens-produced Heat-stable Substance(s) on Proliferation of Human Colon Adenocarcinoma HT29 Cells in Culture
    有持 秀喜; 森田 恭二; 片岡 佳子; 中西 崇介; 桑原 知巳; 大西 克成  腸内細菌学雑誌 = Journal of intestinal microbiology  21-  (2)  66  -66  2007/04
  • Bacteroides fragilis のDNA逆位による外膜 vesicle 形成の制御
    今大路 治之; 弘田 克彦; 三宅 洋一郎; 桑原 知巳  日本細菌学雑誌  62-  (1)  135  -135  2007/02
  • キノロン耐性Corynebacteriumによる前眼部感染症の5例 gyrA遺伝子におけるアミノ酸配列とLVFX耐性との関連
    土ヶ内 健史; 江口 洋; 塩田 洋; 宮本 龍郎; 桑原 知巳  眼科臨床医報  100-  (6)  461  -461  2006/06
  • 眼科臨床分離株Corynebacteriumのキノロン耐性とgyrA遺伝子におけるアミノ酸配列変化
    江口 洋; 宮本 龍郎; 土ヶ内 健史; 塩田 洋; 桑原 知巳  日本眼科学会雑誌  110-  (臨増)  156  -156  2006/03
  • Inhibitory effect of lactoferrin-producing Bacteroides uniformis cells on the initiation stage of colon carcinogenesis induced by azoxymethane in rats
    ARIMOCHI Hideki; CHEWONARIN Teera; KUWAHARA Tomomi; KATAOKA Keiko; OHNISHI Yoshinari  日本環境変異原学会大会プログラム・要旨集  (29)  144  -144  2000
  • Inhibitory effects of lemon grass components on formation of 2-amino-1-methyl-6-phenylimidazo[4, 5-b] pyridine-induced aberrant crypt foci in the rat colon
    KATAOKA Keiko; TANTIWAT Thita; ARIMOCHI Hideki; VINITKETKUMNUEN Usanee; KUWAHARA Tomomi; OHNISHI Yoshinari  日本環境変異原学会大会プログラム・要旨集  (29)  127  -127  2000
  • Antimutagenicity and inhibitory effects of bitter melon, a Thai medicinal plant, on formation of azoxymethane-induced aberrant crypt foci in the rat colon
    KATAOKA Keiko; CHAMPANICHAYAKUL Sawitree; ARIMOCHI Hideki; KUWAHARA Tomomi; THUMVIJIT Somsakul; VINITKETKUMNUEN Usanee; OHNISHI Yoshinari  日本環境変異原学会大会プログラム・要旨集  (28)  112  -112  1999

Awards & Honors

  • 感染症学会優秀論文賞
     JPN

Research Grants & Projects

  • 小児潰瘍性大腸炎におけるIgG免疫複合体の経時的変化：再燃リスクの新規解明
    日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 2024/04 -2027/03 
    Author : 近藤 健夫; 日下 隆; 桑原 知巳; 近藤 園子; 今大路 治之
  • Role of Lactobacillus-IgG immune complex on functional resilience of gut
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2023/04 -2026/03 
    Author : 桑原 知巳; 近藤 園子; 今大路 治之; 近藤 健夫
     
    自己の腸内細菌に対する血中IgGは、腸管粘膜バリア破綻時の常在菌の血中への侵入を防ぐとともに、交差反応によって病原細菌による感染防御にも機能することが知られている。我々は、小児科潰瘍性大腸炎患者の血清IgGと自己腸内細菌との反応性を検証し、Lactobacillus属に対する反応性が寛解期に増加しているとの知見を得ている。本研究では、患者便から分離したEscherichia coliとLactobacillusとの交差反応を検証した。その結果、患者血清IgGはLactobacillus属細菌と高い反応性を示すとともに、活動期ではE. coliにも高い反応性を認めた。患者血清IgGをLactobacillus属細菌で吸収した後、E. coliに対してイムノブロットを行った結果、反応性が有意に低下したことから、Lactobacillus属細菌に対する血清IgGは、E. coliに対しても交差反応を示すことを明らかにした。また、免疫複合体による補体活性化について検討した。抗原抗体複合物による補体の古典的経路の活性化を調べた結果、多くの患者でLactobacillus属細菌とE. coli同時に血清IgGと反応させることで、補体の活性化がE. coli単独での場合と比べ低下した。これらの研究により、Lactobacillus属細菌が、E. coli特異的IgGをトラップし、E. coli等の炎症惹起性の高い菌群と血清IgGによる免疫複合体形成を低下させている可能性を示した。
  • 歯周病細菌のデンタルプラーク内環境適応と病原性との関連
    日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 2023/04 -2026/03 
    Author : 多田 彩乃; 桑原 知巳; 今大路 治之
     
    多種多様な口腔細菌から形成されるプラークの蓄積は歯周病の原因となる。歯周病は全身性慢性炎症を引き起こし、糖尿病や心血管系疾患の発症リスクを増加させる。これまでに、歯周病関連細菌であるFusobacterium nucleatumが初期定着菌であるActinomyces naeslundiiとの微生物間相互作用により形態を変化させ、バイオフィルム形成能や他の口腔細菌との共凝集能を増加させることを見出した。本研究では、「プラーク内での環境適応が歯周病細菌の細胞付着性や病原性を変化させ、歯周組織のみならず遠隔組織で病変形成を増強する」という歯周病細菌による新たな疾病発症メカニズムを明らかにする。 初年度は、歯周病細菌の組織定着性や病原性を変化させ、遠隔臓器での病変形成を促す環境シグナルの役割を解明することを目的とした。種々の培地で培養したF. nucleatumを歯肉上皮細胞（Ca9-22）、大腸がん細胞（HCT116 およびHT29）と接触させ、炎症性サイトカイン産生量を測定し、各がん細胞に対する細胞増殖促進効果をCell Counting Kit-8(CCK-8)アッセイで評価した。 今後、F. nucleatumの細胞機能傷害作用のうち、特定物質により増強されるものについて、類似物質が抑制できるか否かを調べる。
  • 低分子グアーガム分解物と次世代善玉菌のシンバイオティクス療法によるIFALD予防
    日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 2023/04 -2026/03 
    Author : 藤井 喬之; 上野 正樹; 桑原 知巳; 下野 隆一
     
    8週齢のSprague Dawleyラットに対して85%小腸切除による短腸症候群モデルを作成して予備実験を行った。しかし、想定よりも肝障害の程度が低かった。一方でマウスを用いた腸管不全合併肝障害(Intestinal failure-associated liver disease：IFALD)モデルでは肝障害に加えて、コントロールと比較して腸内細菌叢の変化が見られた。また、このIFALDモデルに5%PHGGを投与すると肝障害が軽減した。
  • 腸筋相関を軸としたフェカリバクテリウム菌の抗サルコペニア効果の検証
    日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 2022/04 -2025/03 
    Author : 今大路 治之; 桑原 知巳
  • 障害者（児）支援施設における感染症流行時の事業継続計画（BCP）立案手法の開発
    日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 2022/04 -2025/03 
    Author : 長尾 多美子; 桑原 知巳; 池田 敬子
  • 機能性プロバイオティクスによる疾患治療と予防への挑戦
    日本学術振興会：科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)
    Date (from‐to) : 2022/06 -2024/03 
    Author : 桑原 知巳; 今大路 治之
  • 漢方薬による腸内細菌叢を介した抗癌薬関連毒性予防効果の機序解明と支持療法への応用
    日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 2021/04 -2024/03 
    Author : 西内 崇将; 桑原 知巳; 今大路 治之
     
    がん支持療法として漢方薬を投与されている患者の腸内細菌叢と治療効果との関連性を調べ、がん支持療法における漢方薬の有効性を予測できる新たなバイオマーカーの開発を目指す。さらに、がん支持療法としての漢方薬の有効性に腸内細菌叢がどのように関与するのか、そのメカニズムを解明することで新たながん支持療法の創出を目指す目的の研究を行った。 今年度は、漢方薬のがん支持療法の効果に影響する腸内細菌叢プロファイルが同定できた無菌マウスへの便移殖または培養菌のカクテル投与による検討を行うための準備実験を実施した。支持療法に良好な応答を示したマウスと不応答なマウスをそれぞれ選択して、それら患者の凍結保存糞便（具体的な腸内細菌が同定できている場合はその培養液のカクテル）を用いて無菌マウスへ便移殖を行う準備をした。４週間の定着期間の後にマウスを以下の通りに群分けし、漢方薬(人参養栄湯および六君子湯)と抗がん薬(CDDP+5-FU)投与後の生存率、腸管粘膜障害や栄養学的パラメーターを測定し、群間比較を行った。
  • 加齢性骨格筋減少症における腸内フローラ機能の役割
    日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 2020/04 -2023/03 
    Author : 桑原 知巳; 豊田 敦; 刑部 有希; 世良 泰; 川崎 淨教; 高見 英人; 今大路 治之
     
    超高齢化社会を迎え、健康寿命の延伸が喫緊の課題となっている。腸内フローラは宿主の栄養吸収、免疫、精神活動と密接に関連し、筋肉組織の代謝にも大きく影響する。加齢に伴う筋肉量減少（サルコペニア）は要介護状態へ移行する大きな要因であり、その背景には高齢化に伴う筋肉組織の同化抵抗性（アナボリックレジスタンス）がある。アナボリックレジスタンスの解消は筋タンパク質合成を維持し、サルコペニア予防の鍵となる。本年度はマスターズ陸上の参加者より協力の得られた高齢者21名の腸内フローラの組成解析と便中短鎖脂肪酸定量を行った。その結果、門レベルの腸内フローラ組成に基づくクラスター解析によりA, B, Cの3つのグループに区分された。このグループ化に大きな要因を与える菌群はBacteroidetes, Firmicutes、Actinobacteria、Proteobacteria、EuryarchaeotaおよびVerrucomicrobiaであり、AはEuryarchaeota およびVerrucomicrobia、BではFirmicutes、CではActinobacteriaが他のグループと比較して優位であった。便中短鎖脂肪酸定量では明確なグループ化はできなかったが、コハク酸とiso-吉草酸、n-酪酸が高いグループが検出された。便中短鎖脂肪酸のパターンは腸内フローラ菌組成と相関しておらず、今後、菌組成と強い相関を示す機能モジュールを検索する予定である。
  • Match for the infection control system building which aimed at the human society of the psychiatry hospital and the mentally-disabled person facilities
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2019/04 -2022/03 
    Author : Nagao Tamiko
     
    An infection management specialist is absence in many social welfare facilities mentally-disabled person facilities, and an outbreak occurs much from delay corresponding to an early stage. So I aimed at the human environment of the KO medical that infection management has little interest in an inexperienced administrator of facilities and an infection measure and did the following match for infection control system building. 1. An administrator of facilities of infection management inexperience made the "infection management evaluation program" which can estimate the infection management risk level of the self-facilities.2. "Infection measure manual" specialized in the facilities the mentally-disabled person for whom it's difficult to get cooperation of an infection measure uses was made.3. The facilities with the unimproved recuperation environment and the contents of "the education which made a KO medical the subject" by which admiration has in an infection measure were considered.
  • Study for the reconstitution process of infant gut flora
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2019/04 -2022/03 
    Author : Imaohji Haruyuki
     
    We conducted a longitudinal analysis of the bacterial flora composition and functional metagenomics of the intestinal microbiota before and after antimicrobial treatment in infants. We identified functions involved in the oligosaccharide transport system, polyamine synthesis and transport, and antimicrobial peptide transport as functions that increase during the recovery period. These metabolic functions were derived from multiple bacterial groups, including Bifidobacteriaceae, suggesting that a symbiotic metabolic network among microorganisms promotes the regeneration of intestinal flora.
  • A novel immunotherapy for hematological malignancies integrating oncolytic virus therapy and the manipulation of gut microbiota
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2018/04 -2022/03 
    Author : Kadowaki Norimitsu
     
    We investigated whether manipulation of gut microbiota enhances systemic antitumor immune responses provoked by intratumoral injection of oncolytic virus. We administered broad-spectrum antibiotics to C57BL/6 mice carrying intradermal tumors of B16 melanoma on right and left flanks and injected recombinant herpes simplex virus type 1 (HSV-1) into one of the intradermal tumors. We found that the oral administration of antibiotics enhanced systemic antitumor effects provoked by intratumoral injection of HSV-1. These data suggest that certain intestinal bacteria inhibit antitumor immune responses induced by oncolytic HSV-1, and that elimination of such bacteria improves the efficacy of oncolytic virus therapy.
  • Prediction of recovery of microbiome after perturbation by the combination of mathematical analysis and metagenomics
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2018/06 -2020/03 
    Author : TAKAMI Hideto
     
    Unlike 16S rRNA, intestinal bacterial composition before and after administration of antibiotics based on the ribosome protein obtained from the intestinal flora metagenomic sequence of monozygotic twins was in good agreement with the microscopic findings. Therefore, using this intestinal flora composition, the degree of cooperation and competition between microorganisms and humans, between microorganisms, and the reactivity (amplification degree of perturbation) to the intestinal flora were analyzed. As a result, on the 99th day after birth when the flora was recovered from the disturbance caused by the administration of antibiotics, it was shown that the flora was very unstable with high reactivity and low degree of cooperation and competition. It was expected that the degree of flora disruption would be greater. This result was the first step toward the recommendation of prescription of continuous administration of antibiotics.
  • Analysis of the gut microbe-derived molecular pattern recognized by the serum IgG of ulcerative colitis patients
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2017/04 -2020/03 
    Author : KUWAHARARA TOMOMI
     
    Ulcerative colitis (UC) is one of the inflammatory bowel diseases characterized by frequent bloody diarrhea and abdominal pain. Most of the cases recurrent the symptoms and are refractory to medical treatment. In this study, we found that serum IgG of UC patients strongly reacts to Gram-negative enteric bacteria such as Proteus vulgaris and Bacteroides dorei.
  • It aims at a strong psychiatry department hospital the infection management.
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2016/04 -2019/03 
    Author : NAGAO Tamiko; YOSHIOKA Hiroko; SATOH Haruhisa
     
    Psychiatric patients present extraordinary challenges: 1. Poor hygiene, 2. Pica, 3. Closed-environment, long-term, hospitalization, 4. Inability to report symptoms, and 5. Uncooperativeness. They can be both source and susceptible host of infection, so preventing outbreaks requires special measures.We conducted a questionnaire, observed ward rounds, and cultured environmental samples. From our findings, we intervened as needed to prevent outbreaks. High-priority infection countermeasures in municipal psychiatric hospitals can prevent healthcare-related infections and maintain a hygienic environment for treatment by: 1. Establishing a rapid early response system, 2. Building an organizational structure to capture outbreak data from nearby regions and implement stepwise countermeasures, 3. Preventing imported infections, and 4. Suitably improving the environment.
  • Regulation and physiological significance of histamine production in Raoultella ornithinolytica
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2015/04 -2018/03 
    Author : Imaohji Haruyuki
     
    Raoultella orithinolytica is a member of Enterobacteriaceae, which widely distributes the environment including human intestine. In this study, we revealed the mechanism of histamine production in R. ornithinolytica strain AA097. We found that histamine production in R. orithinolytica is under coordinate positive regulation by CRP and Fis. The histamine-producing R. orithinolytica stimurated colonic epithelial cell growth in germ-free mice. We disclosed that histamine plays a role in oxidative stress response in R. orithinolytica.
  • Role of the sugar metabolism of resident microbiota in the gut homeostasis
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2014/04 -2017/03 
    Author : KUWAHARA Tomomi
     
    Inhibitory effect of Bacteroides thetaiotaomicron (BT) on the toxinogenicity of Clostridium difficile was evaluated in the co-infection model using BALB/c germ-free mice. The fecal Toxin A level in the mice infected with wild type BT and CD was lower than those in the mice colonized with CD and PS6- or polysaccharide transport-deficient BT. This result indicates that the BT inhibition on CD toxin production is mediated by BT polysaccharides. Cytotoxicity assay to HT-29 cells with the fecal supernatant showed the similar results as described above. In addition, the number of CD cell stained in Gram-positive was higher in the feces from the mice infected with wild BT and CD than the mice in other groups. These results indicate that the BT inhibition on CD toxin production is due to the suppression of CD autolysis by BT polysaccharides.
  • The role of clostridial T-A system
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2014/04 -2017/03 
    Author : Suzuki Motoo
     
    Segmented filamentous bacteria (SFBs) are non-culturable spore-forming bacteria, tightly attaching to the intestinal epithelial cells. SFBs play crucial roles in the maturation of gut immune function, especially the induction of Th17 lymphocytes. However, we found the phenomenon that Th17-induction of SFBs was not detected by repeating fecal passages in germ-free mice. We suspected that Th17-uninducible SFB strain was selected from multiple clones, since we observed many single nucleotide polymorphisms in DNA sample obtained for whole-genome sequencing analysis. To clarify the effect of each SFB strain on Th-17 induction, we attempted to isolate single-clone SFB. We have established the method for purifying spores from feces of SFB-gnotobiotic mice. Furthermore, we have isolated single-clone SFB by inoculating the diluted purified spore into germ-free mice.
  • Production of novel rare sugar gum and study effects on resident bacteria in oral cavity with rare sugar gums
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2013/04 -2017/03 
    Author : OGAWA TAKAAKI; IZUMORI Ken; SAWADA Daijyou; TADA Jyunko; KHALEQUE Hasibul
     
    D-tagatose is the most suitable for selecting rare sugars that are readily soluble in water, sugars with a degree of sweetness of 60% or more, and the effect for resident bacteria in the oral cavity. In vitro, when D-tagatose was added to the culture broth, proliferation against S. mutans such as GS5, acid and insoluble glucan production was markedly inhibited, biofilm formation was inhibited, and glucosyltransferase activity was inhibited. The production of D-tagatose gum was succeeded, and in vivo, used for 4 weeks of clinical trial. No side effects were observed in the subject. No. of oral bacteria, in particuler No. of S. mutans were decreased with the gums. This result was consistent with in vitro results.
  • Analysis of physiological significance of the diversity and the phase-variable regulation of the capsular polysaccharides in Bacteroides
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2012/04 -2015/03 
    Author : NAKAYAMA HARUYUKI; KUWAHARA Tomomi
     
    The human gut microbe Bacteroides fragilis can alter the expression of its surface molecules such as capsular polysaccharides (PS) through the reversible DNA inversions. B. fragilis strain YCH46 possesses master DNA invertases, Mpi that mediates the on-off switching of seven promoter regions for PS biosynthesis. However the underlying molecular mechanisms to regulate the DNA inversions by Mpi are still unclear. In this study, we identified the thirteen Mpi-binding proteins by in vitro pull-down assay. The mpi gene colocalizes with a tyrosine-type site-specific recombinase gene (BF2766) in a head-to-head manner. By comparing the transcriptomes of BF2766 deletion mutants, we found that BF2766-mediated inversion controlled the expression of Mpi as well, which in turn regulated the expression of PS loci in a hierarchical manner, allowing a coordinate alteration of surface structures.
  • バクテリアルトランスロケーション下の腸管免疫機構の解明と治療法への展開
    日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 2013/04 -2014/03 
    Author : 栗田 信浩; 岩田 貴; 島田 光生; 宇都宮 徹; 桑原 知己; 吉川 幸造; 佐藤 宏彦; 高橋 章
     
    【目的】Bacterial translocation (BT)下、腸管のhomeostasis維持破綻の観点から、Tight Junction(TJ)タンパク発現とともに、T細胞依存性IgA産生、自然免疫(TLR2/4/5経路)、及びこれらを制御するCD4+Foxp3+TregやFollicular helper T cellsに発現するProgrammed Cell Death-1(PD-1)を中心にIL10などの諸因子の発現から腸管免疫機構を解明し、予防法開発に繋げる。 【方法】検討1: TNFα・NF-kB経路・TJ傷害の検討 Wister系ラットにCPT-11 250mg/kgを腹腔内投与(0,24時間)し、24時間後に犠死させ、TNFα、NF-kB、IL-1b、IL-6、Claudin 2/4、Occudin、ZO-1 mRNA発現をRT-PCRにて測定し、TJタンパクについては免疫組織化学染色を行った。検討2: T細胞依存性IgA分泌における自然免疫系(樹状細胞、TLR2/4/5)との相関関係 CPT11投与モデルにおけるCD4+T細胞、CD4+Foxp3+Treg、TLR 2/4 mRNAをRT-PCRにて検討、さらにPD-1を含めて免疫組織化学染色を施行した。 【結果】検討1: TNFα、NFk-B、IL-1b、IL-6炎症性cytokine mRNAの上昇が認められ、Claudin-1/4、Occludin、ZO-1 mRNA発現が有意に低下し、BTの病態が確認された。検討2: CD4+T細胞、CD4+Foxp3+Treg TLR 2/4 mRNA、タンパク発現の有意な上昇が確認された。PD-1タンパク発現は確認できていない。 【結論】CPT-11投与モデルで、TNFα・NF-kB経路が惹起され、TJ傷害されており、この病態にhelper T細胞、CD4+Foxp3+Treg、TLR2/4が関与していることが確認され、今後、PD-1発現などより詳細な検討を行う。
  • Inhibitory effect of gut commensals against pathogenic organisms
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2011 -2013 
    Author : KUWAHARA Tomomi; NAKAYAMA Haruyuki; ICHIMURA Minoru
     
    Human intestinal symbiont, Bacteroides thetaiotaomicron (BT) showed inhibitory effect in its culture supernatant against the cytotoxicity of Clostridium difficile (CD). Screening of Tn4351 insertion mutant library of BT identified the mutants that lost the inhibitory effect on CD cytotoxicity. In these mutants, Tn4351 was inserted into the genes for polysaccharide transport or capsular polysaccharide biosynthesis. These results indicate that the polysaccharides produced by BT play roles in the inhibition of CD cytotoxicity.
  • Evaluation of tight junctions under bacterial translocation for development of treatment
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2010 -2012 
    Author : KURITA Nobuhiro; TAKAHASHI Akira; KUWAHARA Tomomi
     
    Under bacterial translocation, expressions of inflammatory cytokines (TNFα、NF-κB et al.) and Toll like receptor (TLR) 2, 4 were increased and caused apoptosis. Tight Junction (TJ) protein (Claudin-1・4、Occludin et al.) were decreased. Diversity of microbiome was decreased and Akkermansia, which disturbed intestinal epithelium, was appeared. Herbal medicine (TU-100) decreased inflammatory cytokines and TLR 2, 4 and maintained TJ proteins and diversity of microbiome, which intoruduced Blautia having protective effects of intestinal epithelium.
  • Regulatory Network for Expression of Antibiotic Tolerance in Pseudomonas aeruginosa
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2009 -2011 
    Author : ONO Tsuneko; MIYAKE Yoichiro; MURAKAMI Keiji; KUWAHARA Tomomi; TETSUYA Yoshinaga; SHIZUO Kayama
     
    It has been suggested that lasR, lasI and rpoS genes of Pseudomonas aeruginosa involved in ofloxacin tolerance and the tolerance induced in Las quorum sensing system was regulated by rpoS gene. Conversely, rpoN gene and PQS quorum sensing genes, pqsA, pqsE, and pqsR, negatively affected the antibiotic tolerance. In addition, we have isolated 14 and 11 mutants decreased antibiotic tolerance in adherent cells and in biofilm cells, respectively.
  • In vivo analysis of the gene expression of L.reuteri under the presence of glycerol
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2008 -2010 
    Author : MORITA Hidetoshi; KUWAHARA Tomomi; TOH Hidehiro
     
    Lb.reuteri generates 3-hydroxy propionaldehyde (3-HPA) as a substrate with glycerol. The dehydration type of 3-HPA is released from the cells and the hydration type or the dimer of 3-HPA with the reversibility (HPA system) in broth. All the types of 3-HPA are named generally with reuterin. There are no report that Lb. reuteri produced reuterin in animal gastrointestinal tract. Therefore, Lb.reuteri JCM 1112 associated gnotobiotic mouse was used, and 3-HPA in the mouse cecal contents was detected in vivo by the two-dimensional nuclear magnetic resonance (NMR) using ^<13>C_3-glycerol. The genes which associated with 3-HPA production from ^<13>C_3-glycerol was expressed in intentionality comparison with no glycerol intake group. Particularly, the expression of pduF which was a glycerol transporter gene recognized the significant difference with the group which take in no glycerol. here was no report that detected from probiotics such an antibacterial in vivo. It was proved that probiotics produced antibacterial in the gastrointestinal tract of the mammal according to our first report that in vivo detection of 3-HPA which was produced by Lb. reuteri.
  • Analysis of the unculturable microbial populations in human gut microbiota
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2008 -2010 
    Author : KUWAHARA Tomomi; NAKAYAMA Haruyuki
     
    Human harbors the numerous microbes at environmentally exposed anatomical sites. These microbes constitute the unique ecosystem called resident microflora. Gut microflora is the largest microbial ecosystem in human, which contains over 100 trillions of microbes of nearly 1,000 species. Gut microflora provides beneficial effects to the host through digestion of nutrients, synthesis of essential vitamins, and colonization resistance to enteric pathogens. However, the molecular mechanism of host-microbe symbiosis in the gut is largely unknown due to the fact that the majority of gut microflora is unculturable bacteria. It is important to disclose the biology of the unculturable populations to address the molecular interaction between the host and intestinal microbes. Herein, we determined the whole genome sequence of segmented filamentous bacteria that are representative gut unculturable microbes.
  • Basic and applied genomics of enterohemorrhagic Escherichia coli and related enteropathogens
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2005 -2009 
    Author : HAYASHI Tetsuya; OGURA Yoshitoshi; OOKA Tadasuke; TOBE Toru; IIDA Tetsuya; KUWAHARA Tomomi
     
    By performing a series of genome sequencing and functional analyses of enterohemorrhagic Ecsherichia coli (EHEC) and related enteropathogens. we succeeded in developing a rapid O157 EHEC strain typing system, obtaining the complete genome sequences of three major non-O157 EHECs, and improving our understanding of functions and evolution mechanisms of type III secretion mechanisms and other virulence systems of these pathogens. In addition, we succeeded in clarifying the genetic and functional differences of adult and infant gut microbiota by comparative metagenomic analysis and obtaining the complete genome sequences of 3 bacterial species (4 strains, including an unculturable bacterium) residing in intestine.
  • Genome analysis of bacteria inhabiting the mucosal surface of intestine
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2006 -2007 
    Author : HAYASHI Tetsuya; NAKAYAMA Keisuke; OGURA Yoshitoshi; OOKA Tadasuke; KUWAHARA Tomomi; KUROKAWA Ken
     
    The final goal of our research is to clarify the compositional and genomic features of gut microbiota and their positional differences. However, it is impossible to know the positional differences by metagenomic analysis of fecal samples. We need to analyze the samples that are obtained directly from intestine, but such sampling in human is accompanied by many technical and ethical problems. Therefore, the mouse intestine was used as a model system in our study. In the present research project, we focused on the microbiota residing on the mucosal surface, which are obviously playing most important roles in term of host-resident microbe interaction, particularly on genome sequence determination of segmented filamentous bacterium (SFB). SFB is an unculturable bacterium which appears on the mucosal surface as a dominant bacterial species during the period of weaning. We first isolated about 5,000 SFB cells from the intestine of weanling mice by a micromanipulator, amplified their genomic DNA by rolling circle amplification, and tried to determine the sequence by the random shotgun sequencing method. However, we found that plasmid DNA was preferentially amplified, and thus, it is very hard to determine the whole genome sequence by this strategy. Therefore, we cultivated SFB cells in gnotobiotic mice, and prepare their DNA for genome sequencing. We then constructed a random shotgun library of SFB, and generated about 50,000 shotgun reads. Contamination of DNA derived from other bacterial species severely disturbed our analysis, but by PCR-based gap closing, we have obtained 50 super-contigs. For the final finishing process, we have re-isolated SFB cells and prepared a BAC library. Currently, we are determining the end-sequences of 1,200 BAC clones for the final finishing process. The approach we employed in this study is a new strategy for the genome analysis of unculturable bacteria in gut microbiota.
  • Bacteroidesの多様な表層抗原性を生み出すゲノムシステムの解明
    日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 2006 -2007 
    Author : 桑原 知巳; 中山 治之
     
    ヒト大腸常在菌であるBacteroides fragilisのゲノム上に存在するinvertible領域のうち、Class I領域は莢膜多糖、II、III、IVおよびVI領域は外膜蛋白質の発現制御に関わっている。昨年度の研究においてClassIV領域のDNA inversionに関与するtyrosine recombinase遺伝子(BF2766)を同定し、この領域が本菌種におけるouter membrane vesicleの形成に関与することを明らかにした。本年度はClass II領域のDNA inversionを制御するrecombinase遺伝子を同定するため、候補遺伝子の破壊株を作成し、Class II領域のDNA inversionが消失する変異株を検索した。その結果、Class V領域の外膜蛋白質SusC/Dshufflon内部に存在するtyrosine recombinase遺伝子(BF0667)の変異株において、10箇所全てのClassII領域でのDNA inversionの消失もしくは逆位頻度の減少が認められた。この変異株にBF0667をプラスミドで相補するとClass II領域におけるDNA inversionが回復したことから、BF0667はグローバルにClass II領域のDNA inversionを制御するtyrosine recombinaseをコードしていると考えられた。さらにBF0667欠損変異株においては外膜蛋白質SusC/DshufflonであるClass VおよびVI領域においてもDNA inversionが消失していた。この結果、BF0667がClass II領域のみならず、他の2箇所の外膜蛋白質SusC/D sbufflonのDNA inversionをも包括的に制御しており、BF0667は配列認識特異性の低いユニークなsite-specificrecombinaseをコードしていると考えられた。さらに、BF0667の欠損変異株を野生株と1対1の菌数になるように混合後、無菌マウスに経口接種し、糞便内での残存率を比較した。その結果、BF0667欠損変異株の糞便内生菌数は野生株の約1%であり、BF0667によるこれら領域の発現制御が腸管への定着に重要な役割を果たしていると考えられる。
  • Molecular analysis of anteliotic-tolerance and stress response in adherent bacteria
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2005 -2007 
    Author : ONO Tsuneko; MIYAKE Yoichiro; ABIKO Yoshimitsu; HIGUCHI Tomihiko; KUWAHARA Tomomi; KAYAMA Shizuo
     
    In this project, we have studied about the molecular mechanism of antibiotic tolerance and stress response in adherent cells The following results werte obtained in this study. 1. To assess the contribution of ppGpp in antibiotic tolerance to quinolone in Pseudomonas aeruginosa, knockout mutants of relA, spoT and dksA, were constructed and investigated for their antibiotic susceptibility to quinolones. The survival of the dksA and spoT mutants in the presence of ofloxacin and ciprofloxacin were shown to be approximately 20-180 and 10-40 times respectively, higher than the same for the wild type strain. The data suggest that elevated basal levels of ppGpp may be responsible for rendering these mutants tolerant to quinolones and expand the importance of ppGpp as an antimicrobial target in P. aeruginosa 2. An rpoN mutant in Pseudomonas aeruginosa has been constructed and investigated its importance as a target for antibiotics. The stationary phase cells of the rpoN mutant displayed an approximately 15 times higher survival rate to quinolones and carbapenems than the wild-type cells. Real-time PCR revealed that in contrast to the wild-type strain, the stationary phase cells of the rpoN mutant grown without antibiotics had approximately 4-140 and 2-14-fold higher transcripts of pvdS and vqsR genes, respectively, than the wild type strain. In the presence of antibiotics, pvdS and vqsR transcripts were 400 and 5-fold, respectively, elevated in comparison to the wild-type. Flow cytometry assays using GFP reporter demonstrated increased expression of the vqsR gene in the rpoN mutant. A pvdS mutant of P. aeruginosa, deficient in pyoverdine production, was shown to be susceptible to biapenem. These findings suggest that rpoN is involved in the tolerance to antimicrobial agents in P. aeruginosa and its tolerant effect is partly dependent on increased pyoverdine production and vqsR gene expression.
  • Bacteroidesの表層抗原性を制御する部位特異的組換え酵素の同定
    日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 2005 -2005 
    Author : 桑原 知巳; 中山 治之
     
    Bacteroides fragilisはヒト大腸に常在する偏性嫌気性グラム陰性桿菌である。本菌種のゲノム上には外膜蛋白質や莢膜多糖などの菌体表層構造の構築に関与する遺伝子群の発現をpromoter領域のDNA inversionによってon-off制御している領域が少なくとも31箇所存在する。本菌種の病原性に関与する莢膜多糖生合成領域の7領域とその他の7領域における遺伝子発現のon-off制御はMpiと呼ばれる一つの部位特異的組換え酵素によって行われているが、その他の領域のDNA inversionを制御する部位特異的組換え酵素遺伝子は同定されていない。本研究は、B.fragilisの多様な表層抗原性を生み出すゲノムシステムを理解するため、promoter領域のDNA inversionに関与する全ての部位特異的組換え酵素遺伝子群を同定することを目的としている。本研究において我々は、莢膜生合成遺伝子のpromoter領域のDNA inversionを制御する部位特異的組換え酵素遺伝子(BF2765)と近接して存在するClass IV領域のDNA inversionを制御する部位特異的組換え酵素遺伝子、BF2766を同定した。Class IV領域はB.fragilisのゲノムに2箇所存在するが、そのうちの1つに部位特異的組換え酵素遺伝子BF2766が近接している。B.fragilis YCH46株においてBF2766の欠損変異株を作成し、Class IV領域のDNA inversionの状態をPCRで確認した結果、BF2766の欠損変異株では2領域ともにpromoterの向きが1方向に固定されており、BF2766がclass IV領域のDNA inversionを制御する責任遺伝子であることを明らかにした。現在、B.fragilisのゲノムに存在する全ての部位特異的組換え酵素遺伝子を標的として遺伝子破壊株の作成を進めている。
  • Analysis of infectious factors of Bacteroides fragilis in the compromised host
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2003 -2004 
    Author : OHNISHI Yoshinari; KUWAHARA Tomomi; KATAOKA Keiko; NAKAYAMA Haruyuki; ARIMOCHI Hideki
     
    Genomic analysis of Bacteroides fragilis strain YCH46 revealed that this strain has acquired an exceptionally high capability to utilize polysaccharides through extensive amplification of the genes involved in polysaccharide binding, degradation and transport. The expression of genes involving in the synthesis of surface architectures, such as capsular polysaccharides and outer membrane proteins are regulated in an on-off switching through reversible DNA inversions of promoters. We identified a unique 27-kb gene cluster, designated as sgu (sialoglycoconjugate utilization) gene cluster, which consists of 13 genes responsible for the uptake and degradation of sialoglycoconjugates and is located on the region downstream of the sialidase gene (nanH3) in B. fragilis strain YCH46. PCR analysis demonstrated that almost all of the regions in the sgu gene cluster were conserved among the B. fragilis strains tested. Results of transcriptional analysis enabled classification of the genes in the sgu cluster into three regulatory units on the basis of expression patterns in response to various kinds of carbon sources. A mouse model of intraabdominal abscess formation revealed that nanH3, estA, and estS in the sgu gene cluster were thought to play an important role on abscess formation of B. fragilis. The restriction barrier of B. fragilis could be overcome by methylation of plasmid DNA in vitro with a cell-free extract from the homologous strain.
  • ノイラミニダーゼ遺伝子の導入による乳酸菌の機能改良に関する研究
    日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 2002 -2004 
    Author : 桑原 知巳
     
    Lactococcus lactis YIT2081株にClostridium perfringens, Salmonalla TypyhimuriumおよびBacteroides fragilis由来のノイラミニダーゼ遺伝子nanHを導入し、ノイラミニダーゼを産生する乳酸菌を作成した。これらのうち、最も培養上清中のノイラミニダーゼ活性が高かった菌株はC.perfringensのnanH遺伝子を導入したL.lactis YIT2081(pBCnanH1)であり、本菌株をマウスに経鼻投与すると抗原として用いた卵白アルブミンに対する糞便中の特異的IgA量がベクターコントロール群の3.4倍に上昇したことから、本菌株は粘膜アジュバントとして有用であると考えられた。しかしながら、経口接種した乳酸菌の腸管への定着率は極めて低いことが知られており、本年度はL.lactis YIT2081(pBCnanH1)の腸管への定着率を調べた。ノイラミニダーゼを産生するL.lactis YIT2081(pBCnanH1)と対照菌株であるL.lactis (pBE31)を10mlのMRS broth (Em 5ug/ml)で30℃16時間培養し、新鮮な5mlのMRS brothで再懸濁したものをそれぞれ7週齢の雄性ラット4匹に、1ml/匹の量を経口投与した。糞便は輸送用培地に採取したものを100倍と10,000倍に希釈し、TATAC(Em 20μg/ml)培地に塗布した。これを30℃で3日間培養し、コロニーを計数した。投与生菌数はL.lactis (pBE31)が1.0×10^9 CFU/ml、L.lactis YIT2081(pBCnanH1)が0.9×10^9 CFU/mlであった。各菌株の糞便中の生菌数測定の結果、両菌株とも投与8時間後までは全てのラットの糞便中から分離されたが、24時間以降では対照群の1個体にのみL.lactisが検出された。以上の結果より、ノイラミニダーゼ遺伝子の導入は、L.lactisの腸管への定着率に影響を及ぼさないことが明らかとなった。
  • 微生物ゲノム解析
    Date (from‐to) : 2002
  • Analysis of Microbiol genomes
    Date (from‐to) : 2002
  • 生理活性物質産生腸内フローラによる疾病の予防と治療
    日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 2000 -2001 
    Author : 大西 克成; 中山 治之; 片岡 佳子; 桑原 知巳; 有持 秀喜
     
    昨年度は発癌抑制作用を有するlycopeneおよびlactoferrinをそれぞれ産生する大腸菌およびBacteroides uniformisを作製し腸管に定着させることで、azoxymethane(AOM)で誘発される大腸前癌病変aberrant crypt foci(ACF)の形成が抑制されることを示した。本年度はラクトフェリン産生腸内菌であるBacteroides uniformis TCTK101株を用いて以下の点を明らかにした。 1.ヒト由来ラクトフェリン遺伝子を大腸菌-BacteroidesのシャトルベクターpVAL-1に導入して得られたプラスミドpVLFKを用いてBacteroides uniformis BU1001株を形質転換することでラクトフェリン産生B. uniformis TCTK101株を作製した。900bpのラクトフェリンDNAプローブを用いたノーザンハイブリダイザーションによって2.2kbのラクトフェリンmRNAが合成されていることを確認した。 2.B. uniformis TCTK101株においてラクトフェリンタンパク質は外膜に局在していた。 3.B. uniformis TCTK101株の一夜培養液をF344ラットに飲料水として摂取させたところ、ベクター対照株であるB. uniformis TCTK11株投与群と比べて脾臓単核細胞のYAC-1細胞に対する細胞障害活性が有意に上昇した。
  • 植物成分および機能性腸内菌による大腸発がんの防御機構の研究
    日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 2000 -2000 
    Author : 大西 克成; 桑原 知巳; 有持 秀喜; 片岡 佳子; 中山 治之
     
    薬用植物であるレモングラスの構成成分、および発癌抑制物質を産生する機能性腸内菌が大腸発がんを予防できるかどうかをazoxymethane(AOM)および2-amino-1-methyl-6-phenylimidazo[4,5-b]pyridine(PhIP)により誘発される大腸前癌病変aberrant crypt foci(ACF)を指標として検討した。 1.AOM誘発ACF形成を抑制したBacteroides uniformis KYU2株にヒトラクトフェリン産生プラスミドpVLFKを導入したB.uniformis KYU2(pVLFK)株はベクタープラスミドコントロール株に比べてAOM誘発ACF形成をさらに抑制する傾向を示した。ラットに1日間投与したB.uniformis BU1001(pVLFK)株は4週間を経ても糞便1gあたり約10^7 colony forming unitで観察され、腸管内に定着している事が分かった。 2.レモングラス構成成分であるcitral、geraniolおよびβ-myrceneを各1g/kgでイニシエーション期にラットに胃内投与するとAOM誘発ACF数が有意に減少した。肝臓のUDP-glucuronyltransferase活性は約2倍に上昇し、大腸粘膜中のO^6-methylguanine量は有意に減少した。ポストイニシエーション期にcitralおよびgeraniolを1g/kgで投与すると4つ以上のcryptからなるfocus数が有意に減少し、geraniol投与群では全ACF数も有意に減少した。PhIP誘発ACF数はcitral(0.1g/kg)、geraniol(1g/kg)およびこれらの混合物(各500mg/kg)をイニシエーション期またはポストイニシエーション期にラットに投与すると有意に減少した。
  • 発がん予防における腸内フローラの役割の解明と機能的腸内菌の開発
    日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 1999 -1999 
    Author : 大西 克成; 桑原 知巳; 有持 秀喜; 片岡 佳子; 中山 治之
     
    大腸発がんにおける腸内菌の役割を明らかにすると共に、発がん抑制物質を産生する機能性腸内菌を作製し、大腸発がん予防に利用できるかどうかを検討することを目的として以下の点を明らかにした。 1.azoxymethane(AOM)および2-amino-1-methyl-6-phenylimidazo[4,5-b]pyridine(PhIP)により誘発される大腸前癌病変aberrant crypt foci(ACF)形成に対するClostridium perfringensの抑制機構を明らかにするため、C.perfringens3株(GAI0668株、NCTC8237株、13株)、phospholipaseC欠損株13plc^-、および復帰株13plc^-(pJIR418α)株の培養液を飲料水として飲ませ、AOMおよびPhIP誘発ACF形成に対する影響を調べたところ、GAI0668株が最もよくACF形成を抑制した。各菌株の培養上清中のphospholipaseC活性をp-nitrophenyl phosphorylcholineを基質として測定したところ、酵素活性とACF形成抑制作用との関連はなかった。GAI0668株の培養上清中のACF形成抑制作用は、加熱処理(100℃、10分)しても失活しなかった。 2.大腸発がん予防のための機能性腸内菌のモデルとして作製したリコペン産生大腸菌HB101(pVEIB)株の懸濁液を飲料水として飲ませたラットにPhIP(75mg/kg,10dose)を投与し、最終投与3週間後の大腸ACFを観察したが、ベクタープラスミドのみを導入したHB101(pVAL-1)株投与群と比べてACFの有意な減少は見られなかった。実験終了前日の糞便中の投与大腸菌数はHB101(pVEIB)株投与群で2.23±0.66×10^8cfu/g、HB101(pVAL-1)株投与群で3.09±1.13×10^8cfu/gで総菌数の5%以下であった。 3.腸管内に定着できる機能性腸内菌を作製するために、腸内フローラの最優勢菌であるBacteroides uniformisにヒトラクトフェリン産生プラスミドpVLFKを導入した。ウサギ抗ラクトフェリン抗体を用いたWestern blottingにより本菌の膜画分に80kDaのラクトフェリンのバンドが認められた。この組換え体B.uniformis(pVLFK)の培養液をラットに飲料水として投与したところ、ベクタープラスミドのみを導入したB.uniformis(pVAL-1)株投与群と比べてAOM誘発ACF形成が有意に減少した。
  • 発がんとがん予防における腸内フローラの役割の解明と機能的腸内菌の開発
    日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 1998 -1998 
    Author : 大西 克成; 有持 秀喜; 片岡 佳子; 桑原 知巳
     
    1. 抗菌スペクトルの異なる抗生物質 bacitracin-neomycin-streptomycin(BcNmSm)、metronidazole(MNZ)またはkanamycinで処理したラットに、大腸発癌物質2-amino-1-methyl-6-phenylimidazo[4,5-b]pyridine(PhIP)を投与し、大腸aberrant crypt foci(ACF)数、DNA付加体量を調べた。その結果、ACF数はBcNmSmを投与したラットで有意に減少していた。しかし、DNA付加体レベルは各群間で有意な差がなかった。 2. 腸管内でPhIPの解毒抱合体を脱抱合する腸内菌叢由来のβ-glucuronidase、cysteine conjugate β-lyaseの活性を、上記の抗生物質処理を行ったラットの糞便を用いて測定した。その結果、β-glucuronidase活性およびcysteine conjugate β-lyase活性は、いずれの抗生物質によっても低下していた。 3. 各種腸内菌培養液を経口投与したラットにおけるPhIP誘発大腸ACF形成を観察すると、Bacteroides fragilis ATCC25285株、Clostridium perfringens GAI0668株、Clostridium butyricum NCIB7423株およびEscherichia coli W3110株を投与したラットではACF形成が培養液無投与PhIP群に比べて有意に抑制されていた。 4. リコペン産生プラスミド保有大腸菌の菌体をラットに投与し、大腸発癌物質azoxymethaneによって誘発されるACF数が抑制されるかどうかを調べた。その結果、リコペン産生大腸菌投与群ではベクタープラスミド保有大腸菌を投与した場合に比べてACF数が有意に減少していた。さらに、4個以上のaberrant cryptを持つfocusの数も有意に減少していた。
  • Bacteroides fragilisのノイラミニダーゼ遺伝子の発現調節
    日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 1997 -1998 
    Author : 桑原 知巳
     
    Bacteroides fragilis は臨床検体より頻繁に分離される偏性嫌気性グラム陰性桿菌であり、特に本菌による敗血症は致命率が高い。Bacteroides fragilisの病原因子のーつとして考えられているノイラミニダーゼ遺伝子nanHの下流にはシアル酸の代謝に関与するsia1icacid permiase や lyase遺伝子の存在が推測されているがその証明は未だなされていない。本研究ではnanH遺伝子の下流にシアル酸代謝に関与する遺伝子群が存在するか否かを調べた。 既にクローン化しているnanH遺伝子を含む約5.4kbのDNA断片からnanH遺伝子の下流約2.8kbの領域をpBluescript II KS+にサブクローニングし、塩基配列を決定した。さらにその下流領域は、上記決定配列の一部を用いて増幅したinverse PCR産物をpT7blueにクローニング後、塩基配列を決定した。nanH遺伝子下流8,170bpのDNA断片中には、4つのORFと、3′側が中断された5番目のORFが存在した。ORF1,とORF5から予想されるアミノ酸配列は共にPorphyromonas gingivalisのβ-N-acetylhexosaminidaseと高いホモロジーを示した。ORF2がコードし得る220アミノ酸配列は、ウシのplatelet-activating factor acethylhydrolase Ibのa sununitやE.coliのthioesterase Iなどのesterase類と相同性が認められた(それぞれ 29.0% および30.6%の相同性)。ORF3から予想される690アミノ酸配列は、N末端領域(220残基)においてVibrio mimicus arylesteraseと、またC末端領域(470残基)においてマウスのsialate9-O-acetylesteraseとそれぞれ25.5%および29.2%の相同性が認められた。またORF4は856アミノ酸残基をコードし得ると予測され、相同性検索の結果ヤギのβ-mannosidaseと29.2%の相同性を示した。以上よりnanH遺伝子下流には糖鎖分解に関与する遺伝子群がクラスターを形成している可能性が示唆された。
  • 発がんとがん予防における腸内フローラの役割の解明と機能的腸内菌の開発
    日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 1997 -1997 
    Author : 大西 克成; 片岡 佳子; 桑原 知巳; 木内 武美
     
    大腸癌の発生における腸内菌の役割を調べるために、ラットに大腸発癌剤azoxymethane(AOM)もしくは2-amino-1-methyl-6-phenylimidazo[4,5-b]pyridine(PhIP)を投与し、それらによって誘発される大腸癌の前癌病変であるaberrant crypt foci(ACF)の形成に、腸内菌がどのような影響を与えるのかを調べた。その結果、次のことがわかった。 1.Lactobacillus acidophilusおよびClostridium perfringensの培養液または培養上清を雄Sprague-Dawleyラットに摂取させると、AOM誘発ACFの形成が抑制された。 2.bacitracin、neomycin、streptomycinの3種混合溶液(BcNmSm)で前処理し、腸内菌数を減少させた雄Fisher 344 ラットでは、PhIP誘発ACFの形成が抑制された。また、3つ以上のcryptからなるACF中のaberrant crypt数はmetronidazoleおよびBcNmSm投与群において有意に減少していた。 3.機能的腸内菌のモデルとして遺伝子工学的に構築したリコペン産生Escherichia coliの菌体を雄Fisher 344 ラットに投与すると、生理食塩水投与群に比べて、4つ以上のcryptからなるACF数が有意に減少した。また、ベクタープラスミド保有E.coliを投与した群と比較すると、ACFの総数および4つ以上のcryptからなるACF数が有意に減少した。フィトエン産生E.coliは、AOM誘発ACF形成に対する抑制効果を示さなかった。
  • 病原性嫌気性菌の病原性遺伝子発現機構
    Date (from‐to) : 1996
  • Regulation of expression of Virulence Gene in Pathogenic Anaerobes
    Date (from‐to) : 1996
  • 腸内細菌の宿主生理機能の修飾作用に関する研究

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