WO2021241728A1 - 抗ウイルス剤 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an antiviral agent containing antiviral probiotics (preferably immunobiotics [that is, probiotics having a mucosal immunomodulatory function such as intestinal mucosa] as an active ingredient].
- antiviral probiotics preferably immunobiotics [that is, probiotics having a mucosal immunomodulatory function such as intestinal mucosa] as an active ingredient].
- Probiotics are living microorganisms that act on the normal bacterial flora in the body of the host mammal (especially in the intestinal tract) and improve the balance to benefit the body of the mammal.
- Probiotics induce the production of bactericidal substances, competitive intake of nutritional components, competition of attachment sites, promotion / suppression of metabolic enzyme activity, etc. against infectious diseases of viruses and pathogenic bacteria, and have bactericidal effects. It is known to exert an immunostimulatory effect.
- probiotics include lactic acid bacteria such as Lactobacillus, Biffidobacterium, Enterococcus, Leuconostoc, and Pediococcus.
- lactic acid bacteria such as Lactobacillus, Biffidobacterium, Enterococcus, Leuconostoc, and Pediococcus.
- an immunostimulatory composition containing a cytoplasmic fraction of a lactic acid bacterium cell or a cytoplasmic fraction has been reported (Patent Document 1).
- Coagulans has an interferon (IFN) - ⁇ and IFN- ⁇ expression enhancing action and a natural killer (NK) cell activating action.
- IFN interferon
- NK natural killer
- lactic acid bacteria such as Bacillus coagulans have an antiviral effect against infectious diseases of sensation virus and influenza virus
- lactic acid bacteria such as Lactobacillus plantarum, Lactobacillus ramnosus, Lactobacillus fermentum, Lactobacillus paracasei, and Lactobacillus gasseri can be used to prevent or treat virus infection. It has been reported that it can be used (Patent Document 4). Further, it has been reported that the combined use of Labre bacterium and Enterococcus faecalis exerts an excellent preventive effect against influenza virus infectious diseases (Patent Document 5). However, no probiotics that effectively exert antiviral effects in complex infections of viruses and pathogenic bacteria have been known so far.
- An object of the present invention is to provide an antiviral agent containing probiotics that effectively exert an antiviral effect even in a complex infection of a virus and a pathogenic bacterium as an active ingredient.
- the present inventors are continuing diligent research to solve the above problems.
- two kinds of factors IFN- ⁇ and Mx1 were identified as an index for evaluating the antiviral property of probiotics.
- the expression levels of the above two types of factors were used as indicators to show antiviral properties.
- a genus bacterial strain was selected.
- the selected antiviral Lactobacillus bacterial strain has an effect of enhancing the expression of antiviral factors and an effect of reducing the expression of down-regulatory factors of antiviral factors, and also in the combined infection of viruses and pathogenic bacteria.
- a specific Lactobacillus bacterial strain exhibiting wakame assimilation has a 16S rRNA gene having the same nucleotide sequence as the selected antiviral Lactobacillus bacterial strain, and has an effect of enhancing the expression of antiviral factors. Confirmed to have. Furthermore, it is a species different from Lactobacillus salivarius and has at least 90% identity with the nucleotide sequence of the 16S rRNA gene of Lactobacillus salivalius (that is, the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1) that exerted an antiviral effect. It was confirmed that the Lactobacillus plantarum (also referred to as "Lactiplantibacillus plantarum”) strain having the 16S rRNA gene also has an antiviral effect. The present invention has been completed based on these findings.
- the present invention is as follows. [1] Expression of a 16S rRNA gene having at least 90% identity with the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 and an antiviral factor expression-enhancing effect and / or an antiviral factor down-regulatory factor An antiviral agent comprising one or two or more strains of the genus Lactobacillus having a reducing action. [2] Antiviral factors are interferon (IFN) - ⁇ , IFN- ⁇ , MX1 (MX dynamin like GTPase 1), OAS1 (2'-5'-oligoadenylate synthetase 1), RNaseL, PKR (Protein kinase R).
- IFN interferon
- MX1 MX dynamin like GTPase 1
- OAS1 (2'-5'-oligoadenylate synthetase 1
- RNaseL RNaseL
- PKR Protein kinase R
- antiviral factors selected from RIG-I Retinoic acid inducible gene-I
- the down-regulatory factor of the antiviral factor is selected from A20 and Toll-interacting protein.
- the antiviral agent according to the above [1] which is a downward control factor of the antiviral factor of 1 or 2.
- the lactobacillus strain has an action of enhancing the expression of one or more receptors selected from TLR (Toll-like receptor) 2, TLR4, and NOD2 (Nucleotide binding oligomerization domain-like receptor 2).
- TLR Toll-like receptor
- NOD2 Nucleotide binding oligomerization domain-like receptor 2
- Lactobacillus bacterium strain is deposited as Receipt No. NITE ABP-03218; Lactobacillus salivalius strain deposited as Receipt No. NITE ABP-03219; Deposited as Receipt No. NITE ABP-03221.
- Lactobacillus salivalius strain Lactobacillus plantaram strain deposited under receipt number NITE ABP-03474; Lactobacillus plantalum strain deposited under receipt number NITE ABP-03467; deposited as receipt number NITE ABP-03468 Lactobacillus plantalum strains; Lactobacillus plantalum strains deposited as receipt number NITE ABP-03466; Lactobacillus plantalum strains deposited as receipt number NITE ABP-03471; deposits as receipt number NITE ABP-03469 Lactobacillus plantarum strains deposited; Lactobacillus plantaram strains deposited as receipt number NITE ABP-03470; Lactobacillus plantaram strains deposited as receipt number NITE ABP-03472; and receipt number NITE ABP-
- the antiviral agent according to any one of the above [1] to [4], which is one or more selected from the Lactobacillus plantarum strain deposited as 03473; [6]
- One or two or more of the lactobacillus bacterium strains having an expression-reducing effect (hereinafter, may be referred to as "the lactobacillus genus bacterial strain") are infected with a virus (preferably a virus infection in a combined infection of a virus and a pathogenic bacterium).
- Methods of preventing and / or treating a viral infection including the step of administering to a subject (patient) in need of prevention and / or treatment of the disease; One or more Lactobacillus strains for use as antiviral agents; One or more Lactobacillus strains for use in anti-virus; or one or more Lactobacillus strains for use in the prevention and / or treatment of viral infections; , Use of one or more Lactobacillus strains to produce antiviral agents; Use of one or more Lactobacillus bacterial strains to produce prophylactic and / or therapeutic agents for viral infections; Can be mentioned.
- the Lactobacillus bacterial strain has an effect of enhancing the expression of antiviral factors and an effect of reducing the expression of down-regulatory factors of antiviral factors, and effectively exerts an antiviral effect even in a complex infection of a virus and a pathogenic bacterium. Demonstrate.
- the lactobacillus bacterium strain is a bacterial strain (that is, probiotics) that coexists in the living body (particularly, in the intestinal tract) of the host mammal, unlike vaccines and antibiotics, it has side effects. It is possible to effectively prevent / improve (treat) viral infections (preferably viral infections in complex infections of viruses and pathogenic bacteria) in humans and non-human mammals (particularly domestic animals) with little occurrence. ..
- the Lactobacillus bacterium strain has wakame assimilation property
- the Lactobacillus genus bacterial strain preferably antiviral immunobiotics
- wakame (prebiotics) immunophores having wakame assimilation. Since synbiotics promote the growth of the bacterial strain, the antiviral effect of the Lactobacillus bacterial strain can be more effectively exerted.
- FIG. 7A-C show the # 35 strain (“# 35” in the figure) or the # 58 strain (“# 35” in the figure) before stimulation with PolyI: C for 6 hours, 3 hours, and 12 hours, respectively. It is a figure which shows the result of having analyzed the A20 expression level (FIG. 7A) and the Tollip expression level (FIGS. 7B and C) in the PIE cell line stimulated by # 58 "). “**” and “***” in the figure are statistically significantly different from the results of stimulation with PolyI: C alone (“Poly (I: C) +” in the figure). (P ⁇ 0.01 and p ⁇ 0.001).
- FIG. 7A shows the # 35 strain (“# 35” in the figure) or the # 58 strain (“# 35” in the figure) before stimulation with PolyI: C for 6 hours, 3 hours, and 12 hours, respectively.
- FIG. 7A shows the result of having analyzed the A20 expression level (FIG. 7A) and the Tollip expression level (FIGS. 7B and C
- FIG. 8A shows that the # 35 strain (“# 35” in the figure) or the # 58 strain (“# 58” in the figure) is stimulated or these prior to incubation with the activated rotavirus solution.
- 6 is a fluorescent image analyzed by an indirect immunofluorescent antibody method using an anti-rotavirus antibody for a PIE cell line that was not stimulated by the strain (“control” in the figure).
- FIG. 8B is a diagram showing the results of analysis of the proportion of rotavirus-infected cells based on the results of FIG. 8A. The proportion of rotavirus-infected cells is shown as a relative value when the control is 100.
- FIG. 10A is stimulated with the # 35 strain (“# 35” in the figure) or the # 58 strain (“# 58” in the figure) before incubating with the activated rotavirus solution for 3 or 6 hours. It is a figure which shows the result of having analyzed the A20 expression level for the PIE cell line which did or did not stimulate with these strains (the "control" in the figure).
- FIG. 10A is stimulated with the # 35 strain (“# 35” in the figure) or the # 58 strain (“# 58” in the figure) before incubating with the activated rotavirus solution for 3 or 6 hours. It is a figure which shows the result of having analyzed the A20 expression level for the PIE cell line which did or did not stimulate with these strains (the "control" in the figure).
- FIG. 10A is stimulated with the # 35 strain (“# 35” in the figure) or the # 58 strain (“# 58” in the figure) before incubating with the activated rotavirus solution for 3 or 6 hours. It is
- 10B shows the # 35 strain (“# 35” in the figure) or the # 58 strain (“# 58” in the figure) before incubating with the activated rotavirus solution for 3 hours, 6 hours, or 12 hours. It is a figure which shows the result of having analyzed the Tollip expression level of the PIE cell line which was stimulated with (") or was not stimulated by these strains ("control "in the figure). The A20 expression level and the Tollip expression level are shown as relative values when the control is 1. "*”, "**”, and "***” in the figure are statistically significantly different from the control (p ⁇ 0.05, p ⁇ 0.01, and p ⁇ , respectively. 0.001) is shown. FIG.
- FIG. 11A shows the PIE cell line when incubated with activated rotavirus solution alone (“virus” in the figure) or with activated rotavirus solution and ETEC-containing solution (“virus + ETEC” in the figure). It is a figure which shows the result of having analyzed the ratio of the rotavirus-infected cell of "). The proportion of rotavirus-infected cells is shown as a relative value when "virus + ETEC” is set to 100.
- FIG. 11B shows whether to stimulate with the # 35 strain (“# 35” in the figure) or the # 58 strain (“# 58” in the figure) before incubating with the activated rotavirus solution and the ETEC-containing solution.
- control For PIE cell lines stimulated with or not stimulated with these strains (“control” in the figure), three antiviral factors (IFN- ⁇ [FIG. 12A], IFN- ⁇ [ It is a figure which shows the result of having analyzed the expression level of FIG. 12B] and Mx1 [FIG. 12C]).
- the expression levels of these antiviral factors are shown as relative values when the control is 1. "*”, "**”, and "***” in the figure are statistically significantly different from the control (p ⁇ 0.05, p ⁇ 0.01, and p ⁇ , respectively. 0.001) is shown.
- 3 types of antiviral factors RNaseL [FIG. 13A], PKR [FIG. 13B], for PIE cell lines stimulated with or not stimulated with these strains (“control” in the figure).
- RIG-1 [FIG. 13C] it is a figure which shows the result of having analyzed the expression level. The expression levels of these antiviral factors are shown as relative values when the control is 1.
- FIG. 14A shows the # 35 strain (“# 35” in the figure) or the # 58 strain (“# 58” in the figure) prior to incubation with the activated rotavirus solution and the ETEC-containing solution for 3 or 6 hours. It is a figure which shows the result of having analyzed the A20 expression level about the PIE cell line which was stimulated with (") or was not stimulated by these strains ("control "in the figure).
- FIG. 14A shows the # 35 strain (“# 35” in the figure) or the # 58 strain (“# 58” in the figure) prior to incubation with the activated rotavirus solution and the ETEC-containing solution for 3 or 6 hours. It is a figure which shows the result of having analyzed the A20 expression level about the PIE cell line which was stimulated with (") or was not stimulated by these strains ("control "in the figure).
- FIG. 14A shows the # 35 strain (“# 35” in the figure) or the # 58 strain (“# 58” in the figure) prior to incubation with
- the antiviral agent of the present invention comprises a 16S rRNA gene having at least 90% identity with the lactobacillus strain (ie, the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1) identified for use as "for antivirus".
- An agent containing one or more hereinafter, “anti-virus” It is sometimes called a “virus agent”).
- the 16S rRNA gene is usually contained in the genomic DNA of the Lactobacillus bacterial strain.
- the Lactobacillus bacterial strain which is an antiviral probiotic
- a feed composition for livestock, a food or drink composition or a pharmaceutical composition examples include health foods (functional foods, nutritional supplements, health supplements, nutritionally fortified foods, nutritionally adjusted foods, supplements, etc.), health functional foods (specified health foods, nutritional functional foods, functional foods). Labeled foods, etc.) can be mentioned.
- livestock feed and food and drink are preferable.
- anti-virus means prevention and / or improvement of viral infections by suppressing the growth of the virus, inactivating the virus, reducing the susceptibility to the virus, and the like. It means to (treat).
- the antiviral factor may be a factor that causes an antiviral effect in mammalian cells (eg, polypeptide, protein [specifically, cytokine, antibody], polynucleotide, saccharide, lipid), for example.
- the above-mentioned "downregulatory factor of antiviral factor” may be a factor that causes a decrease in the expression of antiviral factor (for example, polypeptide, protein, polynucleotide, saccharide, lipid), and for example, A20 (TNFAIP3 [ Tumor Necrosis Factor Alpha-Induced Protein 3], Tolllip (Toll-interacting protein), RNF125 (Ring Finger Protein 125), DUBA (Deubiquitinase A), CYLD (CYLD Lysine 63 Deubiquitinase), etc. Since the effect has been demonstrated in this example, a downregulator of one or two antiviral factors selected from A20 and Tollip can be preferably exemplified.
- the Lactobacillus bacterial strain has one or more receptors selected from TLR (Toll-like receptor) 2, TLR4, and NOD2 (Nucleotide binding oligomerization domain-like receptor 2) (hereinafter, "antiviral factor receptor”). It can be characterized by the expression-enhancing action of the body).
- TLR Toll-like receptor
- NOD2 Nucleotide binding oligomerization domain-like receptor 2
- antiviral factors down-regulatory factors of antiviral factors, and antiviral factor receptors (hereinafter, these may be collectively referred to as "antiviral factors, etc.")
- antiviral factors etc.
- the expression level of the antiviral factor and the like can be detected by using a method such as Western blotting method, indirect immunofluorescence method, flow cytometry, ELISA method, EIA method, RIA method and the like.
- transcripts of genes such as antiviral factors can directly detect mRNA of genes such as antiviral factors, and cDNA synthesized using mRNA of genes such as antiviral factors as a template. Can also be detected indirectly.
- the method for detecting mRNA of a gene such as an antiviral factor include (Reverse Transcription) -PCR method; Northern blotting method, microarray method, ISH method and the like.
- a method for detecting cDNA synthesized using mRNA of a gene such as an antiviral factor as a template for example, LAMP method, PCR method (for example, real-time PCR method [intercalator method, 5'-nuclease method, cycling probe). Methods], ddPCR method); LCR method; sequencing method using next-generation sequencer; Southern hybridization method using the probe for cDNA detection, microarray method, ISH method; and the like.
- antiviral factors in the present specification, “enhancement of expression of antiviral factors”, “reduction of expression of downregulatory factors of antiviral factors”, and “enhancement of expression of antiviral factor receptors” are used to refer to mammalian cell lines.
- the expression level of the antiviral factor was higher, respectively. It means “increased”, “decreased expression level of downregulatory factor of antiviral factor”, and “increased expression level of antiviral factor receptor”.
- the above-mentioned mammalian cell line is a target virus of the antiviral agent, a substance that induces virus pseudo-infection (for example, Polyinosinic-polycytidylic acid [PolyI]. : C]) and / or may be stimulated with pathogenic bacteria.
- An arbitrary threshold (cutoff value) can be set as to whether the expression level of the antiviral factor or the like has increased or decreased, and the threshold can be set as, for example, the antivirus in the comparative control.
- Mean value of expression level of sex factors and the like mean value + standard deviation (SD); mean value + 2SD; mean value + 3SD; median; interquartile range and the like can be mentioned.
- the thresholds are sensitivity (ratio at which a mammalian cell line cultured in the presence of the Lactobacillus bacterium strain can be correctly determined to be positive) and specificity (mammalian cells cultured in the absence of the Lactobacillus genus bacterial strain).
- mammalian cell line examples include a human intestinal epithelial cell line (Cac Cincinnati-2), a porcine intestinal epithelial cell line (PIE [Porcine Intestinal Epitheliocyte] cell line), and a bovine intestinal epithelial cell line (BIE [Bovine Intestinal Epitheliocyte] cell line). ) Stocks can be mentioned.
- the target virus of the antiviral agent is not particularly limited, and is, for example, a DNA virus (double-stranded DNA virus, single-stranded DNA virus, etc.), RNA virus (double-stranded RNA virus, single-stranded RNA (+)).
- a double-stranded RNA virus is preferable because the effect on the double-stranded RNA model virus has been demonstrated in this example described later.
- the target virus includes, for example, an influenza virus (single-strand RNA (-)-strand virus), a norovirus (single-strand RNA (+)-strand virus), a rotavirus (double-strand RNA virus), and the like.
- Rave virus (single-strand RNA (+)-strand virus), measles virus (positive-strand RNA (+)-strand virus), RS virus (positive-strand RNA (-)-strand virus), herpes virus (double-strand DNA virus) ), Hepatitis A virus (positive-strand RNA (+)-strand virus), hepatitis B virus (double-strand DNA virus), hepatitis C virus (positive-strand RNA (+)-strand virus), hepatitis E virus (Single-strand RNA (+)-strand virus), adenovirus (double-strand DNA virus), hoof virus (positive-strand RNA (+)-strand virus), mad dog disease virus (positive-strand RNA (-)-strand virus), Human immunodeficiency virus (single-strand RNA (+)-strand virus), corona virus (single-strand RNA (+)-strand virus), etc.
- rotavirus can be preferably exemplified.
- Influenza virus includes type A, type B, type C, triinfluenza virus and various subtypes thereof, and coronavirus includes a general coronavirus that causes colds and a new type of corona.
- Viruses eg, Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus [SARS and SARS-CoV-2], Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus [MERS], COVID-19
- SARS and SARS-CoV-2 Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus [SARS and SARS-CoV-2], Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus [MERS], COVID-19
- the target of application of the antiviral agent may be a mammal that requires prevention and / or improvement (treatment) of a viral infection, and in this example described later, it is also effective in a complex infection of a virus and a pathogenic bacterium.
- Preferably exemplify mammals in need to prevent and / or ameliorate (treat) viral infections in a combined viral and pathogenic bacterial infection, as they have been demonstrated to exert antiviral effects. be able to.
- pathogenic bacteria include, for example, mycoplasma, enterohemorrhagic Escherichia coli (eg, enterohemorrhagic Escherichia coli [EPEC], enterohemorrhagic tissue invading Escherichia coli [EIEC], toxinogenic Escherichia coli [ETEC], intestinal aggregate adhesion.
- enterohemorrhagic Escherichia coli eg, enterohemorrhagic Escherichia coli [EPEC], enterohemorrhagic tissue invading Escherichia coli [EIEC], toxinogenic Escherichia coli [ETEC], intestinal aggregate adhesion.
- EAggEC enterohemorrhagic Escherichia coli
- EHEC enterohemorrhagic Escherichia coli
- lytic bacteria and the like can be mentioned.
- the mammals include humans and non-human mammals (eg, monkeys, mice, rats, dogs, cats, livestock [eg, rabbits, pigs, horses, cows, sheep, goats, deer]) and the like. It can be mentioned, and humans and livestock can be preferably exemplified.
- non-human mammals eg, monkeys, mice, rats, dogs, cats, livestock [eg, rabbits, pigs, horses, cows, sheep, goats, deer]
- livestock eg, rabbits, pigs, horses, cows, sheep, goats, deer
- the lactobacillus bacterium strain has a 16S rRNA gene having at least 90% identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, and has an antiviral factor expression enhancing action and / or an antiviral factor downward control.
- it is a bacterial strain of the genus Lactobacillus having an action of reducing the expression of the factor, it may be a living bacterial strain or a dead bacterial strain.
- the Lactobacillus genus bacterial strain is different from the Lactobacillus salivarius strain or the Lactobacillus plantaram strain, or the Lactobacillus salivalius strain or the Lactobacillus plantalum strain whose effect has been demonstrated in the present Examples described later (for example).
- Lactobacillus hayakitensis [Lactobacillus hayakitensis], Lactobacillus agilis, Lactobacillus aviarius subsp. , Has a 16S rRNA gene having at least 90% identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, and has an effect of enhancing the expression of antiviral factors and / or an effect of reducing the expression of down-regulatory factors of antiviral factors. It also includes Lactobacillus strains.
- the Lactobacillus genus bacterial strain is specifically deposited as the Lactobacillus salivarius strain (# 35 strain) deposited under the international deposit receipt number NITE ABP-03218; the international deposit receipt number NITE ABP-03219.
- Lactobacillus salivalius strain (# 58 shares); deposited as international deposit receipt number NITE ABP-03221; and Lactobacillus salivalius strain (# 131 shares); and deposited as international deposit receipt number NITE ABP-03220. Lactobacillus salivalius shares (# 71 shares); and Lactobacillus plantaram shares (# 16 shares) deposited under the international deposit receipt number NITE ABP-03474; deposited under the international deposit receipt number NITE ABP-03467.
- Lactobacillus plantaram stock (# 6VG132 stock); Lactobacillus plantaram stock (# 6ML6109 stock) deposited as international deposit receipt number NITE ABP-03468; deposited as international deposit receipt number NITE ABP-03466 Lactobacillus plantaram stock (# 6ML686 shares); Lactobacillus plantaram stock (# 3CS123 shares) deposited as international deposit receipt number NITE ABP-03471; deposited as international deposit receipt number NITE ABP-03469 Lactobacillus plantaram stock (# 6VG141 stock); Lactobacillus plantaram stock (# 2CS82 stock) deposited as international deposit receipt number NITE ABP-03472; deposited as international deposit receipt number NITE ABP-03472 Lactobacillus plantalum strain (# 1FeB18 strain); and Lactobacillus plantalum strain (# 4FeB195 strain) deposited under the international deposit receipt number NITE ABP-03473; Lactobacillus salivarius strain (
- Lactobacillus salivalius stock (# 1) deposited under the international deposit receipt number NITE ABP-03221 31 shares); Lactobacillus plantarum shares deposited under the international deposit receipt number NITE ABP-03474 (# 16 shares); Lactobacillus plantaram shares deposited under the international deposit receipt number NITE ABP-03467 (the # 16 shares) 6VG132 shares); Lactobacillus plantarum shares deposited under the international deposit receipt number NITE ABP-03468 (# 6ML6109 shares); Lactobacillus plantaram shares deposited under the international deposit receipt number NITE ABP-03466 (the # #).
- 6ML686 shares Lactobacillus plantarum shares deposited under the international deposit receipt number NITE ABP-03471 (# 3CS123 shares); Lactobacillus plantaram shares deposited under the international deposit receipt number NITE ABP-03469 (the # 3). 6VG141 shares); Lactobacillus plantarum shares deposited under the international deposit receipt number NITE ABP-03470 (# 2CS82 shares); Lactobacillus plantaram shares deposited under the international deposit receipt number NITE ABP-03472 (the # 2). 1FeB18 strain); and one or more selected from the Lactobacillus plantarum strain (the # 4FeB195 strain) deposited under the international deposit receipt number NITE ABP-03473; can be preferably exemplified.
- nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 means that one or several nucleotides in the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 are substituted, deleted, inserted, added or inverted. , 90% or more of the entire nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 is identical.
- a nucleotide sequence in which one or several nucleotides are substituted, deleted, inserted, added or inverted is defined as, for example, in the range of 1 to 149, preferably in the range of 1 to 100.
- the "at least 90% identity” is preferably 91% or more, more preferably 92% or more, still more preferably 93% or more, still more preferably 94% or more, and particularly preferably 95% or more.
- the identity is particularly more preferably 96% or more, particularly still more preferably 97% or more, particularly even more preferably 98% or more, and most preferably 99% or more (about 100%).
- Nucleotide sequence identity is called BLASTX or BLASTP based on the algorithm BLAST (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87: 2264-2268, 1990, Proc Natl Acad Sci USA 90: 5873, 1993) by Carlin and Altschul.
- BLASTN Altschul SF, et al: J Mol Biol 215: 403, 1990
- the Lactobacillus bacterial strain further includes those having wakame assimilation.
- “wakame assimilation” means the ability to synthesize substances necessary for Lactobacillus bacteria such as proteins, nucleic acids, sugars, and lipids using wakame as a carbon source or nitrogen source.
- the antiviral agent is roughly classified into a liquid type and a non-liquid type.
- the liquid type antiviral agent the culture solution of the Lactobacillus genus bacterial strain is purified, and if necessary, appropriate physiological saline or fluid replacement or pharmaceutical additives are added and filled in ampoules or vials.
- the non-liquid type antiviral agent is an ampoule, vial, etc. by adding an appropriate freeze-protecting agent (for example, glycerol, dimethylsulfoxide [DMSO], trehalose, dextran) to the liquid type antiviral agent. It can be produced by freezing or freeze-drying after filling in.
- DMSO dimethylsulfoxide
- the method of applying (administering) the antiviral agent can be either an oral application method (oral administration) or a parenteral application method (parenteral administration), and a parenteral application method (non-oral administration).
- oral administration include intravenous administration and local administration.
- the additives include conventional pharmaceutically acceptable carriers, binders, stabilizers, excipients, diluents, pH buffers, disintegrants, isotonic agents, additives, and coating agents.
- Solubilizers, lubricants, gliding agents, solubilizing agents, lubricants, flavoring agents, sweeteners, solvents, gelling agents, nutritional agents and the like can be exemplified.
- Specific examples of such compounding components include water, wakame component, physiological saline, animal fat and oil, vegetable oil, lactose, starch, gelatin, crystalline cellulose, gum, talc, magnesium stearate, hydroxypropyl cellulose, and poly.
- the antiviral agent contains a wakame component (prebiotic) which is a nutrient source of the Lactobacillus bacterial strain as an additive, and the Lactobacillus is contained.
- Bacterial strains of the genus preferably antiviral immunobiotics
- those comprising immunosin biotics by prebiotics can be preferably exemplified.
- the seaweed component may be a seaweed powder obtained by crushing a dried seaweed product, or a seaweed component extract obtained by further extracting the seaweed powder with water or the like. ..
- the applicable (administration) amount of the Lactobacillus bacterial strain contained in the antiviral agent varies depending on the sex, age, body weight, physical condition, etc. of the subject (mammal) to be ingested, and therefore cannot be unconditionally specified. It is 10 4 to 10 12 cfu (Colony Forming Unit) per 1 kg of body weight per day, preferably 10 6 to 10 10 cfu. It should be noted that such an amount may be ingested once or may be ingested in several divided doses.
- the amount of the Lactobacillus genus bacterial strain contained in the livestock feed composition is, for example, 10 4 to 10 12 cfu / g per 1 g of the livestock feed composition. It is preferably 10 6 to 10 10 cfu.
- Example 1 Search for antiviral factors We searched for factors that can be used as indicators for evaluating the antiviral properties of probiotics.
- Test cells For the PIE cell line, cells cloned from the small intestine of a primary piglet of a ternary hybrid (LWD; landrace ⁇ large white ⁇ durock) were used.
- the PIE cell line is a DMEM liquid medium (high glucose, L-glutamine) containing 10% FCS (fetal bovine serum) and 1% streptomycin / penicillin using a 250 mL flask (manufactured by Sumitomo Bakelite) coated with type I collagen. , Containing sodium pyruvate; manufactured by GIBCO) (hereinafter, simply referred to as "DMEM liquid medium").
- FCS fetal bovine serum
- the epithelial buffer was removed and incubated in PBS containing 0.25% trypsin and 0.02% EDTA for 5 minutes at 37 ° C.
- DMEM liquid medium was added, and the detached cells were collected and then centrifuged (12000 rpm ⁇ 5 minutes) to remove the culture supernatant.
- DMEM liquid medium was newly added, and the cells were collected. After counting the number of cells, cells were seeded such that 1 ⁇ 10 6 cells per flask. After culturing for 24 hours, the culture supernatant was removed by suction with an aspirator, and DMEM liquid medium was newly added for culturing.
- the cells were stored at ⁇ 80 ° C. for each generation using a cell bunker (registered trademark) (manufactured by Nippon Zenyaku Kogyo Co., Ltd.). In addition, cell culture was performed under the conditions of 5% CO 2 /20% O 2 and 37 ° C.
- the PIE cell line was stimulated with Poly I: C, which is a double-stranded RNA virus model that induces virus pseudo-infection, and the expression of cytokine-related factors was analyzed. Specifically, the analysis was performed according to the following procedures [1] to [5]. [1] The PIE cell line was inoculated on a 12-well plate (manufactured by Sumitomo Bakelite) coated with type I collagen so as to have 3 ⁇ 10 4 cells / well, and cultured in DMEM liquid medium for 5 days.
- RNA concentration and purity were measured with a NanoDrop ND-1000 spectrophotometer (manufactured by Thermo Fisher Scientific).
- cDNA was synthesized from the obtained total RNA using the Prime Script RT reagent Kit with gDNA Eraser (Perfect Real Time) (manufactured by Takara) according to the protocol attached to the product.
- cytokine-related factors IFN- ⁇ , IFN- ⁇ , Mx1, OAS1, RNaseL, PKR, RIG-I, TLR2, TLR3, TLR4, NOD1, NOD2, MCP-1 [Also called CCL2], IL-6, IL-8 [also called CXCL8], IL-12, IL-18, TNF ⁇ , A20, BCL-3, Tollip, IRAK-M, MKP-1, and SIGIRR) and ⁇ .
- the primer set (sense primer and antisense primer) shown in Table 1 below, Platinum SYBR Green qPCR Super Mix-UDG with ROX (manufactured by Invitrogen), and ABI PRISM Quantitative PCR analysis using a 7300 real-time PCR system (manufactured by Applied Biosystem) was performed according to the protocol attached to the product.
- the expression level of various cytokine-related factors by Poly I: C stimulation is the formula (Poly I: C stimulation [expression level of mRNA of various cytokine-related factor genes / expression level of mRNA of ⁇ -actin gene] / Poly I: C unstimulated. [Expression level of mRNA of various cytokine-related factor genes / Expression level of mRNA of ⁇ -actin gene]).
- the Lactobacillus bacterial strain was selected using the IFN- ⁇ expression level 3 hours after PolyI: C stimulation and the Mx1 expression level 12 hours after PolyI: C stimulation as indicators. I decided to use it.
- Example 2 Selection of the Lactobacillus bacterial strain using antiviral property as an index
- the Lactobacillus bacterial strain was selected using the expression levels of two antiviral factors (IFN- ⁇ and Mx1) as indicators.
- the PIE cell line was stimulated with the prepared 116 kinds of Lactobacillus salivalius strain-containing solution, and then stimulated with Poly I: C to express two kinds of antiviral factors (IFN- ⁇ and Mx1).
- the Lactobacillus bacterial strain was selected using the level as an index. Specifically, the analysis was performed according to the following procedures [1] to [4]. [1] The PIE cell line was inoculated on a 12-well plate (manufactured by Sumitomo Bakelite) coated with type I collagen so as to have 3 ⁇ 10 4 cells / well, and cultured in DMEM liquid medium for 3 days.
- the PIE cell line was similarly cultured in DMEM liquid medium free of the Lactobacillus salivalius strain.
- the cells were replaced with DMEM liquid medium containing 50 ng / mL Poly I: C (catalog number P9582, manufactured by SIGMA), and cultured for 3 hours and 12 hours. By doing so, Poly I: C stimulation was performed.
- the IFN- ⁇ expression level and Mx1 expression level stimulated by various lactobacillus salivarius strains are the formulas (before stimulating with Poly I: C, when stimulated with various lactobacillus salivarius strains [IFN- ⁇ gene or Mx1 gene mRNA]. Expression level / ⁇ -actin gene mRNA expression level]) / Based on [IFN- ⁇ gene or Mx1 gene mRNA expression level / ⁇ -actin gene mRNA expression level]) when stimulated with Poly I: C (See the vertical axis in FIG. 2).
- the # 35 strain is a Lactobacillus salivarius strain having a 16S rRNA gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 and has the following characteristics.
- the # 35 strain is the NITE Patent Microorganisms Depositary (NPMD) (Address: Kazusa, Kisarazu City, Chiba Prefecture, 292-0818). Kazusakamatari Room 2-5-8 122 [# 122, 2-5-8 Kazusakamatari, Kisarazu-shi, Chiba 292-0818, Japan]) as international deposit receipt number NITE ABP-03218 on May 19, 2020. It has been deposited internationally.
- NPMD NITE Patent Microorganisms Depositary
- A Cell morphology: bacillus, spore formation: (-), motility: (-)
- B Colony morphology (Observation of colony morphology smeared on MRS agar medium and aerobically cultured at 37 ° C.
- the # 58 strain is a Lactobacillus salivarius strain having a 16S rRNA gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 and has the following characteristics.
- # 58 strain was transferred to the National Institute of Technology and Evaluation (NITE) Patent Microorganisms Depositary Center (NPMD) (Address: Room 2-5-8 122, Kazusakamatari, Kisarazu City, Chiba Prefecture, 292-0818). It has been internationally deposited under the international deposit receipt number NITE ABP-03219 on May 19, 2020.
- NITE National Institute of Technology and Evaluation
- Cell morphology bacillus, spore formation: (-), motility: (-)
- B Colony morphology (Observation of colony morphology smeared on MRS agar medium and aerobically cultured at 37 ° C.
- Example 3 Evaluation of Immunomodulatory Ability of Lactobacillus Bacterial Strain
- the PIE cell line was stimulated with only the selected # 35 strain or the # 58 strain, and the immune response of the cells was analyzed.
- the analysis of the immune response of the cells was performed according to the following procedures [1] to [3].
- the PIE cell line was inoculated on a 12-well plate (manufactured by Sumitomo Bakelite) coated with type I collagen so as to have 3 ⁇ 10 4 cells / well, and cultured in DMEM liquid medium for 3 days.
- the expression levels of various receptors (see FIG. 3) and the expression levels of various antiviral factors (see FIGS. 4 and 5) stimulated by the # 35 strain or the # 58 strain are based on the formula (stimulation of the # 35 strain or the # 58 strain). [Expression level of mRNA of various receptor genes or various antiviral factor genes / Expression level of mRNA of ⁇ -actin gene] / [Various receptor genes or various antiviral factor genes] by unstimulated strain (0 hours) Expression level of mRNA / expression level of ⁇ -actin gene mRNA]).
- Example 4.2 Evaluation of immunomodulatory ability of the Lactobacillus bacterial strain against a double-stranded RNA model virus 1 For the # 35 and # 58 strains, the # 35 strain or the # 58 strain before stimulating the PIE cell line with Poly I: C to evaluate the immunomodulatory ability against the double-stranded RNA model virus. The expression of antiviral factors was analyzed.
- A20 / TNFAIP3 is known to be a negative regulator that plays a particularly important role during virus infection, and it has been reported that rotavirus infection is significantly suppressed in cells in which A20 expression is knocked down.
- Tolllip Toll-interacting protein
- Tolllip is a negative regulator that interacts with IRAK-1 to inhibit phosphorylation and negatively control the signaling of TLR2 and TLR4, and is responsible for the expression of IFN- ⁇ and IFN- ⁇ .
- the analysis of the immune response of the cells was performed according to the following procedures [1] to [4].
- the PIE cell line was inoculated on a 12-well plate (manufactured by Sumitomo Bakelite) coated with type I collagen so as to have 3 ⁇ 10 4 cells / well, and cultured in DMEM liquid medium for 3 days.
- PIE cell lines were similarly cultured in DMEM liquid medium free of these strains.
- Example 4 shows that when the # 35 strain or the # 58 strain is administered to cells infected with double-stranded RNA virus, it is a downregulator of antiviral factors such as A20 and Tollip. It is shown that the expression level of (negative regulator) is reduced and the expression enhancing effect of antiviral factors is exerted.
- Example 6 Confirmation of the virus infection reducing effect of the Lactobacillus strains Since the # 35 strain and the # 58 strain were shown to enhance the antiviral immune response, these strains have the effect of reducing the virus infection. To confirm that, a rotavirus infection test was performed.
- Test virus strain The livestock infectious group A rotavirus OSU strain using pigs as a host was distributed by the National Institute of Animal Health, Animal Health Research Division.
- the rotavirus infection test and the subsequent indirect fluorescent antibody method using the anti-rotavirus antibody were carried out according to the following procedures [1] to [7].
- the PIE cell line was inoculated on a 96-well plate (manufactured by Sumitomo Bakelite) coated with type I collagen so as to have 3 ⁇ 10 4 cells / mL, and cultured in DMEM liquid medium for 8 days.
- the # 35 strain and the # 58 strain were added to the medium so as to have a multiplicity of infection (MOI) per well, respectively, and cultured (stimulated) for 48 hours.
- MOI multiplicity of infection
- PIE cell lines were similarly cultured in DMEM liquid medium free of these strains.
- the cells were washed 3 times with FCS-free DMEM liquid medium, and 100 ⁇ L (1 MOI) of the activated rotavirus solution prepared according to the method described in the above item [Preparation of activated rotavirus solution] was added to each well. Equivalent) was added at a time and incubated for 16 hours under the conditions of 5% CO 2 /20% O 2 and 37 ° C.
- the activated rotavirus solution was removed, 100 ⁇ L of an 80% acetone solution at 4 ° C. was added to each well, and the cells were incubated at 4 ° C.
- rotavirus A antibody anti-human RVAWa strain guinea pig serum, distributed by the National Institute of Animal Health, Animal Health Research Division. The primary antibody reaction was carried out. Specifically, rotavirus A antibody was diluted 800-fold with PBS, 50 ⁇ L was dispensed into each well, and then incubated at 37 ° C. for 40 minutes.
- a secondary antibody reaction was carried out using Alexa488-labeled anti-guinea pig IgG antibody (Cat. Ab150185, manufactured by abcam).
- such antibody was diluted 400-fold with PBS at 1: 400, 50 ⁇ L was dispensed into each well, and then incubated at 37 ° C. for 40 minutes.
- 50 ⁇ L of PBS containing 30% glycerin was dispensed into each well, and then a fluorescence signal derived from Alexa488 was emitted using a fluorescence microscope (IX70-FL manufactured by Olympus Corporation). Detected (see FIG. 8A) and calculated the percentage of cells positive for such fluorescence signal, i.e., rotavirus-positive (infected) cells (see FIG. 8B).
- Example 7 Evaluation of immunomodulatory ability of the Lactobacillus bacterial strain at the time of virus infection 1
- the PIE cell line was stimulated with the # 35 strain or the # 58 strain and then infected with rotavirus to infect the antivirus. Expression analysis of sex factors was performed.
- the rotavirus infection test and the subsequent analysis of the expression of antiviral factors were performed according to the following procedures [1] to [4].
- the PIE cell line was inoculated on a 96-well plate (manufactured by Sumitomo Bakelite) coated with type I collagen so as to have 5 ⁇ 10 4 cells / well, and cultured in DMEM liquid medium for 10 days.
- the # 35 strain and the # 58 strain were added to the medium so as to have 100 MOI per well, and cultured (stimulated) for 48 hours. As a control for unstimulating these strains, PIE cell lines were similarly cultured in DMEM liquid medium free of these strains.
- Example 8 Evaluation of immunomodulatory ability of the Lactobacillus bacterial strain at the time of virus infection 2
- the PIE cell line was stimulated with the # 35 strain or the # 58 strain, and then infected with rotavirus to infect the antivirus.
- the rotavirus infection test and the subsequent analysis of A20 and Tollip expression were performed according to the following procedures [1] to [4].
- the PIE cell line was inoculated on a 96-well plate (manufactured by Sumitomo Bakelite) coated with type I collagen so as to have 3 ⁇ 10 4 cells / mL, and cultured in DMEM liquid medium for 8 days.
- the # 35 strain and the # 58 strain were added to the medium so as to have 100 MOI per well, and cultured (stimulated) for 48 hours. As a control for unstimulating these strains, PIE cell lines were similarly cultured in DMEM liquid medium free of these strains.
- Example 9 Confirmation of the effect of reducing the combined infection of rotavirus and ETEC by the lactobacillus genus bacterial strain In actual life, not only the infection of the virus alone but also the combined infection with the pathogenic bacterium occurs. Therefore, a complex infection system of rotavirus and entero toxigenic E. coli (ETEC) was constructed. First, a rotavirus infection was established between the infection of rotavirus alone and the combined infection of rotavirus and ETEC. We examined whether there was a difference in efficiency, and then analyzed whether the # 35 strain and the # 58 strain were effective against the combined infection of rotavirus and ETEC.
- ETEC entero toxigenic E. coli
- ETEC-containing liquid The ETEC strain (distributed by the National Institute of Animal Health, National Institute of Animal Health) was drawn on an agar medium containing 5% sheep defibered blood and cultured at 37 ° C. for 20 hours. The formed colonies are cultivated, inoculated into 5 mL of tryptone soya broth liquid medium (manufactured by Nippon BD), and left to stand at 37 ° C for 5 to 8 days for ciliary restoration culture. went. Then, the fungus was caught from the mycelial membrane forming part, inoculated into 11 mL of TSB, and cultured with shaking at 37 ° C. for 20 hours.
- the cells were collected by centrifugation, washed 3 times with PBS, and heat-sterilized at 100 ° C. for 15 minutes. Then, the cells were washed with PBS and suspended in DMEM liquid medium so that the cell concentration was 1.5 ⁇ 10 10 cells / mL to prepare an ETEC-containing solution.
- the rotavirus / ETEC combined infection test and the subsequent indirect immunofluorescence method using an anti-rotavirus antibody were carried out according to the following procedures [1] to [4].
- the PIE cell line was inoculated on a 96-well plate (manufactured by Sumitomo Bakelite) coated with type I collagen so as to have 3 ⁇ 10 4 cells / well, and cultured in DMEM liquid medium for 8 days.
- the # 35 strain and the # 58 strain were added to the medium so as to have 100 MOI per well, and cultured (stimulated) for 48 hours.
- PIE cell lines were similarly cultured in DMEM liquid medium free of these strains.
- the cells were washed 3 times with FCS-free DMEM liquid medium, and the activated rotavirus solution prepared according to the method described in the item [Preparation of activated rotavirus solution] of Example 6 above was added to each well.
- Example 10 Evaluation of immunomodulatory ability of the Lactobacillus bacterial strain at the time of virus and bacterial infection 1
- the PIE cell line was stimulated with the # 35 strain or the # 58 strain and then converted into rotavirus. After infection, the expression of antiviral factors and down-regulatory factors of antiviral factors was analyzed.
- the virus / pathogenic bacterial complex infection test and the subsequent expression analysis of antiviral factors and downregulatory factors of antiviral factors were carried out according to the following procedures [1] to [4].
- the PIE cell line was inoculated on a 96-well plate (manufactured by Sumitomo Bakelite) coated with type I collagen so as to have 5 ⁇ 10 4 cells / well, and cultured in DMEM liquid medium for 10 days.
- the # 35 strain and the # 58 strain were added to the medium so as to have 100 MOI per well, and cultured (stimulated) for 48 hours. As a control for unstimulating these strains, PIE cell lines were similarly cultured in DMEM liquid medium free of these strains.
- Example 11 Selection of the Lactobacillus bacterial strain using wakame assimilation as an index Regarding the bacterial metabolites that assimilate seaweed, organic acids produced from algae hydrous carbon activate intestinal microorganisms in humans and marine invertebrates. (See “Front Immunol. 2014 Jan 14; 4: 512.” And “New Phytol. 2010 Oct; 188 (1): 82-97.”). Furthermore, as a prebiotic-related study, there is a report that metabolites obtained by microbial fermentation of red algae exert antioxidative, anticoagulant, and immunomodulatory effects (Reference "Phytomedicine. 2012 Jun 15; 19”. (8-9): 797-803. ").
- Lactobacillus salivarius strains that grow in a liquid medium containing wakame components
- Lactobacillus salivalius strain # 131 referred to as “the # 131 strain” in the present specification
- Lactobacillus salivalius strain # 71 referred to as “the # 71 strain”
- the # 131 strain is a Lactobacillus salivarius strain having a 16S rRNA gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, similar to the # 35 strain and the # 58 strain, and is the # 35 strain and the # 58 strain. Has the same characteristics as. That is, the # 131 strain has the following characteristics.
- the # 131 strain will be placed in 2020 at the National Institute of Technology and Evaluation (NITE) Patent Microorganisms Depositary Center (NPMD) (Address: 2-5-8 Kazusakamatari, Kisarazu City, Chiba Prefecture, 292-0818). It has been deposited internationally as the international deposit receipt number NITE ABP-03221 on May 19.
- A Cell morphology: bacillus, spore formation: (-), motility: (-)
- B Colony morphology (Observation of colony morphology smeared on MRS agar medium and aerobically cultured at 37 ° C.
- the # 71 strain is a Lactobacillus salivalius strain having a 16S rRNA gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, similar to the # 35 strain and the # 58 strain, and is the # 35 strain and the # 58 strain. Has the same characteristics as. That is, the # 71 strain has the following characteristics.
- the # 71 strain will be placed in 2020 at the National Institute of Technology and Evaluation (NITE) Patent Microorganisms Depositary Center (NPMD) (Address: 2-5-8 Kazusakamatari, Kisarazu City, Chiba Prefecture, 292-0818). It was deposited internationally as the international deposit receipt number NITE ABP-03220 on May 19.
- NITE National Institute of Technology and Evaluation
- Cell morphology bacillus, spore formation: (-), motility: (-)
- B Colony morphology (Observation of colony morphology smeared on MRS agar medium and aerobically cultured at 37 ° C.
- Example 12 Evaluation of the immunomodulatory ability of the # 131 strain against the double-stranded RNA model virus
- the # 131 strain has an antiviral immune response enhancing effect, similar to the # 35 strain and the # 58 strain.
- the PIE cell line was stimulated with the # 131 strain, and the expression of antiviral factors was analyzed.
- the analysis of the immune response of the cells was performed according to the following procedures [1] to [4].
- the PIE cell line was inoculated on a 12-well plate (manufactured by Sumitomo Bakelite) coated with type I collagen so as to have 3 ⁇ 10 4 cells / well, and cultured in DMEM liquid medium for 3 days.
- the [2] present # 131 strain, in addition to the medium so as to be 5.0 ⁇ 10 7 cells / mL per well, were cultured for 48 hours (stimulation).
- the PIE cell line was similarly cultured in DMEM liquid medium free of the # 131 strain.
- the IFN- ⁇ expression level stimulated by the # 131 strain is the formula (before stimulating with Poly I: C, the expression level of the mRNA of the IFN- ⁇ gene when stimulated with the # 131 strain. / ⁇ -actin gene mRNA expression level] / Calculated based on [IFN- ⁇ gene mRNA expression level / ⁇ -actin gene mRNA expression level] when stimulated with Poly I: C.
- the expression levels of various antiviral factors when both the # 131 strain and Poly I: C were unstimulated were also calculated (see FIG. 16).
- the # 131 strain had the same effect of enhancing the expression of antiviral factors as the # 35 strain and the # 58 strain.
- the # 35 strain and the # 58 strain, and the # 131 strain and the # 71 strain are both Ligilactobacillus salivalius strains having a 16S rRNA gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1. It was suggested that the Ligilactobacillus salivarius strain having the 16S rRNA gene consisting of one nucleotide sequence has both antiviral and wakame assimilation properties.
- Example 13 Confirmation of virus infection reduction effect of this Lactobacillus bacterial strain (2) Even a strain of Lactobacillus spp. That is different from Lactobacillus salivarius has high sequence identity with the nucleotide sequence of the 16S rRNA gene of Lactobacillus salivalius that exerted an antiviral effect (that is, the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1). It was analyzed whether or not what had had an antiviral effect. Specifically, nine types of Lactobacillus plantarum strains included in the Lactobacillus spp.
- the # 16 strain is a lactobacillus plantarum strain having a 16S rRNA gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 52, and is the National Institute of Technology and Evaluation (NITE) Patent Microorganisms Depositary Center (NPMD) (Address: ⁇ 292). -0818 It was deposited internationally as the international deposit receipt number NITE ABP-03474 on April 23, 2021 at Room 2-5-8 Kazusakamatari, Kisarazu City, Chiba Prefecture.
- the # 16 strain has the following characteristics, similar to the above-mentioned four types of Lactobacillus salivalius strains (the # 35 strain, the # 58 strain, the # 131 strain, and the # 71 strain).
- the # 6ML686 strain is a lactobacillus plantarum strain having a 16S rRNA gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 53, and is a National Institute of Technology and Evaluation (NITE) Patent Microorganisms Depositary Center (NPMD) (Address: It has been internationally deposited as the international deposit receipt number NITE ABP-03466 on April 23, 2021 at Room 2-5-8 122, Kazusakamatari, Kisarazu City, Chiba Prefecture, 292-0818.
- the # 6ML686 strain has the following characteristics, similar to the above-mentioned four types of Lactobacillus salivalius strains (the # 35 strain, the # 58 strain, the # 131 strain, and the # 71 strain).
- A Cell morphology: bacillus, spore formation: (-), motility: (-)
- B Colony morphology (Observation of colony morphology smeared on MRS agar medium and aerobically cultured at 37 ° C.
- the # 6ML6109 strain is a lactobacillus plantarum strain having a 16S rRNA gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 53, and is a National Institute of Technology and Evaluation (NITE) Patent Microorganisms Depositary Center (NPMD) (Address: It has been internationally deposited as the international deposit receipt number NITE ABP-03468 on April 23, 2021 at Room 2-5-8 122, Kazusakamatari, Kisarazu City, Chiba Prefecture, 292-0818.
- NITE National Institute of Technology and Evaluation
- the # 6ML6109 strain has the following characteristics, similar to the above-mentioned four types of Lactobacillus salivalius strains (the # 35 strain, the # 58 strain, the # 131 strain, and the # 71 strain).
- the # 6VG132 strain is a lactobacillus plantarum strain having a 16S rRNA gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 54, and is a National Institute of Technology and Evaluation (NITE) Patent Microorganisms Depositary Center (NPMD) (Address: ⁇ 292). -0818 It has been internationally deposited as the international deposit receipt number NITE ABP-03467 on April 23, 2021 at Room 2-5-8 Kazusakamatari, Kisarazu City, Chiba Prefecture.
- the # 6VG132 strain has the following characteristics, similar to the above-mentioned four types of Lactobacillus salivalius strains (the # 35 strain, the # 58 strain, the # 131 strain, and the # 71 strain).
- the # 6VG141 strain is a lactobacillus plantarum strain having a 16S rRNA gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 55, and is a National Institute of Technology and Evaluation (NITE) Patent Microorganisms Depositary Center (NPMD) (Address: ⁇ 292). -0818 It has been internationally deposited as the international deposit receipt number NITE ABP-03469 on April 23, 2021 at Room 2-5-8 Kazusakamatari, Kisarazu City, Chiba Prefecture.
- the # 6VG141 strain has the following characteristics, similar to the above-mentioned four types of Lactobacillus salivalius strains (the # 35 strain, the # 58 strain, the # 131 strain, and the # 71 strain).
- the # 2 CS82 strain is a lactobacillus plantarum strain having a 16S rRNA gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 56, and is a National Institute of Technology and Evaluation (NITE) Patent Microorganisms Depositary Center (NPMD) (Address: It has been internationally deposited as the international deposit receipt number NITE ABP-03470 on April 23, 2021 at Room 2-5-8 122, Kazusakamatari, Kisarazu City, Chiba Prefecture, 292-0818.
- the # 2 CS82 strain has the following characteristics, similar to the above-mentioned four types of Lactobacillus salivalius strains (the # 35 strain, the # 58 strain, the # 131 strain, and the # 71 strain).
- A Cell morphology: bacillus, spore formation: (-), motility: (-)
- B Colony morphology (Observation of colony morphology smeared on MRS agar medium and aerobically cultured at 37 ° C.
- the # 1FeB18 strain is a lactobacillus plantarum strain having a 16S rRNA gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 56, and is a National Institute of Technology and Evaluation (NITE) Patent Microorganisms Depositary Center (NPMD) (Address: It has been internationally deposited as the international deposit receipt number NITE ABP-03472 on April 23, 2021 at Room 2-5-8 122, Kazusakamatari, Kisarazu City, Chiba Prefecture, 292-0818.
- NITE National Institute of Technology and Evaluation
- the # 1 FeB18 strain has the following characteristics, similar to the above-mentioned four types of Lactobacillus salivalius strains (the # 35 strain, the # 58 strain, the # 131 strain, and the # 71 strain).
- the # 3 CS123 strain is a lactobacillus plantarum strain having a 16S rRNA gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 57, and is a National Institute of Technology and Evaluation (NITE) Patent Microorganisms Depositary Center (NPMD) (Address: ⁇ 292). -0818 It was deposited internationally as the international deposit receipt number NITE ABP-03471 on April 23, 2021 at Room 2-5-8 Kazusakamatari, Kisarazu City, Chiba Prefecture.
- the # 3 CS123 strain has the following characteristics, similar to the above-mentioned four types of Lactobacillus salivalius strains (the # 35 strain, the # 58 strain, the # 131 strain, and the # 71 strain).
- the # 4FeB195 strain is a lactobacillus plantarum strain having a 16S rRNA gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 58, and is a National Institute of Technology and Evaluation (NITE) Patent Microorganisms Depositary Center (NPMD) (Address: It has been internationally deposited as the international deposit receipt number NITE ABP-03473 on April 23, 2021 at Room 2-5-8 122, Kazusakamatari, Kisarazu City, Chiba Prefecture, 292-0818.
- NITE National Institute of Technology and Evaluation
- the # 4FeB195 strain has the following characteristics, similar to the above-mentioned four types of Lactobacillus salivalius strains (the # 35 strain, the # 58 strain, the # 131 strain, and the # 71 strain).
- Lactobacillus plantarum strains are all Lactobacillus genus bacterial strains having a 16S rRNA gene having at least 90% identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.
- the rotavirus infection test and subsequent analysis of rotavirus infection level and rotavirus-infected cells were performed according to the following procedures [1] to [7].
- the PIE1-3 cell line was inoculated on a 96-well plate (manufactured by Sumitomo Bakelite) coated with type I collagen so as to have 3 ⁇ 10 4 cells / mL, and cultured in DMEM liquid medium for 8 days. bottom.
- the above nine types of Lactobacillus plantarum strains were added to the medium so as to have 1 MOI per well, and cultured (stimulated) for 48 hours.
- PIE1-3 cell lines were similarly cultured in DMEM liquid medium free of these strains.
- the cells were washed 3 times with FCS-free DMEM liquid medium, and the activated rotavirus solution prepared according to the method described in the item [Preparation of activated rotavirus solution] of Example 6 above was added to each well. 100 ⁇ L per unit (equivalent to 1 MOI) was added and incubated for 12 hours under 5% CO 2 /20% O 2 and 37 ° C. conditions.
- RNA concentration and purity were measured with a NanoDrop ND-1000 spectrophotometer (manufactured by Thermo Fisher Scientific).
- cDNA was synthesized from the obtained total RNA using the Prime Script RT reagent Kit with gDNA Eraser (Perfect Real Time) (manufactured by Takara) according to the protocol attached to the product.
- the primer set sense primer and antisense primer shown in Table 2 below was used.
- the expression level of NSP5 by stimulation with the above 9 types of lactobacillus plantarum strains is the formula ([expression level of NSP5 gene mRNA / expression level of ⁇ -actin gene mRNA] by stimulation with the above 9 types of lactobacillus plantarum strains] / above. It was calculated based on [expression level of NSP5 gene mRNA / expression level of ⁇ -actin gene mRNA] by 9 kinds of lactobacillus plantarum strains unstimulated (see FIG. 17).
- the present invention contributes to the prevention or treatment of viral infections in the livestock industry and human medicine.
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Abstract
本発明は、ウイルス及び病原性細菌の複合感染においても、効果的に抗ウイルス効果を発揮するプロバイオティクスを有効成分として含有する抗ウイルス剤を提供することを課題とする。 配列番号1に示されるヌクレオチド配列と少なくとも90%の同一性を有する16S rRNA遺伝子を有し、かつ、抗ウイルス性因子の発現増強作用及び/又は抗ウイルス性因子の下方制御因子の発現低減作用を有するラクトバシラス属細菌株を1又は2種以上含有するものを、抗ウイルス剤として用いる。
Description
本発明は、抗ウイルス性プロバイオティクス(好ましくは、イムノバイオティクス[すなわち、腸管粘膜などの粘膜免疫調節機能を有するプロバイオティクス]を有効成分として含有する抗ウイルス剤に関する。
プロバイオティクスは、宿主である哺乳動物の生体内(特に腸管内)の正常細菌叢に作用し、そのバランスを改善することにより哺乳動物の生体に利益をもたらす生きた微生物である。プロバイオティクスは、ウイルスや病原性細菌の感染症に対して、殺菌性物質の産生、栄養成分の競合的摂取、付着部位の競合、代謝酵素活性の促進・抑制等を誘導し、殺菌効果や免疫能賦活効果を発揮することが知られている。
プロバイオティクスの具体例としては、ラクトバシラス(Lactobacillus)属、ビフィドバクテリウム(Biffidobacterium)属、エンテロコッカス(Enterococcus)属、リューコノストック(Leuconostoc)属、ペディオコッカス(Pediococcus)属等の乳酸菌が知られている。具体的には、乳酸菌菌体の細胞質画分や細胞質画分を含有する免疫賦活組成物が報告されている(特許文献1)。また、ラブレ菌(Lactobacillus brevis subsp. coagulans)の凍結乾燥粉末が、インターフェロン(IFN)-α及びIFN-γの発現増強作用や、ナチュラルキラー(NK)細胞活性化作用を有することが報告されている(特許文献2)。また、バシラス・コアグランス(Bacillus coagulans)等の有胞子性乳酸菌は、感冒ウイルスやインフルエンザウイルスの感染症に対して抗ウイルス効果を有することが報告されている(特許文献3)。また、ラクトバシラス・プランタラム(plantarum)、ラクトバシラス・ラムノーザス(rhamnosus)、ラクトバシラス・ファーメンタム(fermentum)、ラクトバシラス・パラカゼイ(paracasei)、ラクトバシラス・ガセリ(gasseri)等の乳酸菌を、ウイルス感染の予防や治療に使用できることが報告されている(特許文献4)。また、ラブレ菌と、フェカリス菌(Enterococcus faecalis)とを組み合わせて使用することにより、インフルエンザウイルスの感染症に対して、優れた予防効果を発揮することが報告されている(特許文献5)。しかしながら、ウイルス及び病原性細菌の複合感染において、効果的に抗ウイルス効果を発揮するプロバイオティクスについてはこれまで知られていなかった。
本発明の課題は、ウイルス及び病原性細菌の複合感染においても、効果的に抗ウイルス効果を発揮するプロバイオティクスを有効成分として含有する抗ウイルス剤を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を続けている。その過程において、まず、プロバイオティクスの抗ウイルス性を評価するための指標として、2種類の因子(IFN-β及びMx1)を同定した。次いで、ブタ腸管より単離された116種類のラクトバシラス・サリバリウス(Lactobacillus salivarius)(「Ligilactobacillus salivarius」ともいう)株の中から、上記2種類の因子の発現レベルを指標とし、抗ウイルス性を示すラクトバシラス属細菌株を選抜した。また、選抜した抗ウイルス性ラクトバシラス属細菌株が、抗ウイルス性因子の発現増強作用、及び抗ウイルス性因子の下方制御因子の発現低減作用を有し、ウイルス及び病原性細菌の複合感染においても、効果的に抗ウイルス効果を発揮することを見い出した。さらに、ワカメ資化性を示す特定のラクトバシラス属細菌株が、選抜した抗ウイルス性ラクトバシラス属細菌株と同一のヌクレオチド配列からなる16S rRNA遺伝子を有し、かつ、抗ウイルス性因子の発現増強作用を有することを確認した。さらに、ラクトバシラス・サリバリウスとは別の種であり、かつ、抗ウイルス効果を発揮したラクトバシラス・サリバリウスの16S rRNA遺伝子のヌクレオチド配列(すなわち、配列番号1のヌクレオチド配列)と少なくとも90%の同一性を有する16S rRNA遺伝子を有するラクトバシラス・プランタラム(Lactobacillus plantarum)(「Lactiplantibacillus plantarum」ともいう)株についても、抗ウイルス効果を有することを確認した。本発明は、これら知見に基づき、完成するに至ったものである。
すなわち、本発明は、以下のとおりである。
〔1〕配列番号1に示されるヌクレオチド配列と少なくとも90%の同一性を有する16S rRNA遺伝子を有し、かつ、抗ウイルス性因子の発現増強作用及び/又は抗ウイルス性因子の下方制御因子の発現低減作用を有するラクトバシラス属細菌株を、1又は2種以上含むことを特徴とする抗ウイルス剤。
〔2〕抗ウイルス性因子が、インターフェロン(IFN)-β、IFN-λ、Mx1(MX dynamin like GTPase 1)、OAS1(2'-5'-oligoadenylate synthetase 1)、RNaseL、PKR(Protein kinase R)、及びRIG-I(Retinoic acid inducible gene-I)から選択される1又は2以上の抗ウイルス性因子であり、抗ウイルス性因子の下方制御因子が、A20及びTollip(Toll-interacting protein)から選択される1又は2の抗ウイルス性因子の下方制御因子であることを特徴とする上記〔1〕に記載の抗ウイルス剤。
〔3〕ラクトバシラス属細菌株が、TLR(Toll-like receptor)2、TLR4、及びNOD2(Nucleotide binding oligomerization domain-like receptor 2)から選択される1又は2以上の受容体の発現増強作用を有することを特徴とする上記〔1〕又は〔2〕に記載の抗ウイルス剤。
〔4〕ウイルスが2本鎖RNAウイルスであることを特徴とする上記〔1〕~〔3〕のいずれかに記載の抗ウイルス剤。
〔5〕ラクトバシラス属細菌株が、受領番号NITE ABP-03218として寄託されているラクトバシラス・サリバリウス株;受領番号NITE ABP-03219として寄託されているラクトバシラス・サリバリウス株;受領番号NITE ABP-03221として寄託されているラクトバシラス・サリバリウス株;受領番号NITE ABP-03474として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03467として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03468として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03466として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03471として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03469として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03470として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03472として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;及び、受領番号NITE ABP-03473として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;から選択される1又は2種以上であることを特徴とする上記〔1〕~〔4〕のいずれかに記載の抗ウイルス剤。
〔6〕ラクトバシラス属細菌株が、ワカメ資化性を示すことを特徴とする上記〔1〕~〔5〕のいずれかに記載の抗ウイルス剤。
〔7〕家畜用飼料又は飲食品であることを特徴とする上記〔1〕~〔6〕のいずれかに記載の抗ウイルス剤。
〔8〕受領番号NITE ABP-03218として寄託されているラクトバシラス・サリバリウス株;受領番号NITE ABP-03219として寄託されているラクトバシラス・サリバリウス株;受領番号NITE ABP-03221として寄託されているラクトバシラス・サリバリウス株;受領番号NITE ABP-03474として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03467として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03468として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03466として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03471として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03469として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03470として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03472として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;又は、受領番号NITE ABP-03473として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株。
〔1〕配列番号1に示されるヌクレオチド配列と少なくとも90%の同一性を有する16S rRNA遺伝子を有し、かつ、抗ウイルス性因子の発現増強作用及び/又は抗ウイルス性因子の下方制御因子の発現低減作用を有するラクトバシラス属細菌株を、1又は2種以上含むことを特徴とする抗ウイルス剤。
〔2〕抗ウイルス性因子が、インターフェロン(IFN)-β、IFN-λ、Mx1(MX dynamin like GTPase 1)、OAS1(2'-5'-oligoadenylate synthetase 1)、RNaseL、PKR(Protein kinase R)、及びRIG-I(Retinoic acid inducible gene-I)から選択される1又は2以上の抗ウイルス性因子であり、抗ウイルス性因子の下方制御因子が、A20及びTollip(Toll-interacting protein)から選択される1又は2の抗ウイルス性因子の下方制御因子であることを特徴とする上記〔1〕に記載の抗ウイルス剤。
〔3〕ラクトバシラス属細菌株が、TLR(Toll-like receptor)2、TLR4、及びNOD2(Nucleotide binding oligomerization domain-like receptor 2)から選択される1又は2以上の受容体の発現増強作用を有することを特徴とする上記〔1〕又は〔2〕に記載の抗ウイルス剤。
〔4〕ウイルスが2本鎖RNAウイルスであることを特徴とする上記〔1〕~〔3〕のいずれかに記載の抗ウイルス剤。
〔5〕ラクトバシラス属細菌株が、受領番号NITE ABP-03218として寄託されているラクトバシラス・サリバリウス株;受領番号NITE ABP-03219として寄託されているラクトバシラス・サリバリウス株;受領番号NITE ABP-03221として寄託されているラクトバシラス・サリバリウス株;受領番号NITE ABP-03474として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03467として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03468として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03466として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03471として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03469として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03470として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03472として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;及び、受領番号NITE ABP-03473として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;から選択される1又は2種以上であることを特徴とする上記〔1〕~〔4〕のいずれかに記載の抗ウイルス剤。
〔6〕ラクトバシラス属細菌株が、ワカメ資化性を示すことを特徴とする上記〔1〕~〔5〕のいずれかに記載の抗ウイルス剤。
〔7〕家畜用飼料又は飲食品であることを特徴とする上記〔1〕~〔6〕のいずれかに記載の抗ウイルス剤。
〔8〕受領番号NITE ABP-03218として寄託されているラクトバシラス・サリバリウス株;受領番号NITE ABP-03219として寄託されているラクトバシラス・サリバリウス株;受領番号NITE ABP-03221として寄託されているラクトバシラス・サリバリウス株;受領番号NITE ABP-03474として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03467として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03468として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03466として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03471として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03469として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03470として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03472として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;又は、受領番号NITE ABP-03473として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株。
また本発明の実施の他の形態として、
配列番号1に示されるヌクレオチド配列と少なくとも90%の同一性を有する16S rRNA遺伝子(16S rDNA)を有し、かつ、抗ウイルス性因子の発現増強作用及び/又は抗ウイルス性因子の下方制御因子の発現低減作用を有するラクトバシラス属細菌株(以下、「本件ラクトバシラス属細菌株」ということがある)の1又は2種以上を、ウイルス感染症(好ましくは、ウイルス及び病原性細菌の複合感染におけるウイルス感染症)の予防及び/又は治療を必要とする対象(患者)に投与するステップを含む、ウイルス感染症を予防及び/又は治療する方法;や、
抗ウイルス剤として使用するための、1又は2種以上の本件ラクトバシラス属細菌株;や、
抗ウイルスにおける使用のための、1又は2種以上の本件ラクトバシラス属細菌株;や、ウイルス感染症の予防及び/又は治療における使用のための、1又は2種以上の本件ラクトバシラス属細菌株;や、
抗ウイルス剤を製造するための、1又は2種以上の本件ラクトバシラス属細菌株の使用;や、
ウイルス感染症の予防及び/又は治療剤を製造するための、1又は2種以上の本件ラクトバシラス属細菌株の使用;
を挙げることができる。
配列番号1に示されるヌクレオチド配列と少なくとも90%の同一性を有する16S rRNA遺伝子(16S rDNA)を有し、かつ、抗ウイルス性因子の発現増強作用及び/又は抗ウイルス性因子の下方制御因子の発現低減作用を有するラクトバシラス属細菌株(以下、「本件ラクトバシラス属細菌株」ということがある)の1又は2種以上を、ウイルス感染症(好ましくは、ウイルス及び病原性細菌の複合感染におけるウイルス感染症)の予防及び/又は治療を必要とする対象(患者)に投与するステップを含む、ウイルス感染症を予防及び/又は治療する方法;や、
抗ウイルス剤として使用するための、1又は2種以上の本件ラクトバシラス属細菌株;や、
抗ウイルスにおける使用のための、1又は2種以上の本件ラクトバシラス属細菌株;や、ウイルス感染症の予防及び/又は治療における使用のための、1又は2種以上の本件ラクトバシラス属細菌株;や、
抗ウイルス剤を製造するための、1又は2種以上の本件ラクトバシラス属細菌株の使用;や、
ウイルス感染症の予防及び/又は治療剤を製造するための、1又は2種以上の本件ラクトバシラス属細菌株の使用;
を挙げることができる。
本件ラクトバシラス属細菌株は、抗ウイルス性因子の発現増強作用や抗ウイルス性因子の下方制御因子の発現低減作用を有し、ウイルス及び病原性細菌の複合感染においても、効果的に抗ウイルス効果を発揮する。また、本件ラクトバシラス属細菌株は、宿主である哺乳動物の生体内(特に、腸管内)において共生する細菌株(すなわち、プロバイオティクス)であることから、ワクチンや抗生物質とは異なり、副作用がほとんど生じることなく、ヒトや非ヒト哺乳動物(特に、家畜)におけるウイルス感染(好ましくは、ウイルス及び病原性細菌の複合感染におけるウイルス感染症)を効果的に予防・改善(治療)することができる。さらには、本件ラクトバシラス属細菌株がワカメ資化性を有するものである場合、ワカメ資化性の本件ラクトバシラス属細菌株(好ましくは、抗ウイルス性イムノバイオティクス)とワカメ(プレバイオティクス)によるイムノシンバイオティクスは、前記細菌株の増殖を促進するため、本件ラクトバシラス属細菌株による抗ウイルス効果をより効果的に発揮することができる。
本発明の抗ウイルス剤は、「抗ウイルスのため」という用途に特定された、本件ラクトバシラス属細菌株(すなわち、配列番号1に示されるヌクレオチド配列と少なくとも90%の同一性を有する16S rRNA遺伝子を有し、かつ、抗ウイルス性因子の発現増強作用及び/又は抗ウイルス性因子の下方制御因子の発現低減作用を有するラクトバシラス属細菌株)を1又は2種以上含有する剤(以下、「本件抗ウイルス剤」ということがある)である。ここで、16S rRNA遺伝子は、通常、本件ラクトバシラス属細菌株のゲノムDNA中に含まれる。
本件抗ウイルス剤は、抗ウイルス性プロバイオティクスである本件ラクトバシラス属細菌株を、単独で家畜用飼料や、飲食品又は医薬品(製剤)として使用してもよいし、さらに添加剤を混合し、組成物の形態(家畜用飼料組成物や、飲食品組成物又は医薬組成物)として使用してもよい。上記飲食品としては、例えば、健康食品(機能性食品、栄養補助食品、健康補助食品、栄養強化食品、栄養調整食品、サプリメント等)、保健機能食品(特定保健用食品、栄養機能食品、機能性表示食品等)を挙げることができる。本件抗ウイルス剤としては、家畜用飼料や飲食品が好ましい。
本明細書において、「抗ウイルス」とは、ウイルスの増殖を抑制したり、ウイルスを不活化したり、ウイルスに対する感受性を低減したりすること等の作用により、ウイルス感染症を予防及び/又は改善(治療)することを意味する。
上記抗ウイルス性因子としては、哺乳動物細胞において抗ウイルス作用を引き起こす因子(例えば、ポリペプチド、タンパク質[具体的には、サイトカイン、抗体]、ポリヌクレオチド、糖類、脂質)であればよく、例えば、インターフェロン(IFN)-α、IFN-β、IFN-λ、Mx1(MX dynamin like GTPase 1)、OAS1(2'-5'-oligoadenylate synthetase 1)、RNaseL、PKR(Protein kinase R)、RIG-I(Retinoic acid inducible gene-I)、ISG15(IFN stimulated gene 15kDa)、MDA5(Melanoma differentiation-associated gene 5)、IPS-1(Interferon-β promoter stimulator-1)等を挙げることができ、後述する本実施例においてその効果が実証されているため、IFN-β、IFN-λ、Mx1、OAS1、RNaseL、PKR、及びRIG-Iから選択される1又は2以上の抗ウイルス性因子を好適に例示することができる。
上記「抗ウイルス性因子の下方制御因子」としては、抗ウイルス性因子の発現低下を引き起こす因子(例えば、ポリペプチド、タンパク質、ポリヌクレオチド、糖類、脂質)であればよく、例えば、A20(TNFAIP3[Tumor Necrosis Factor Alpha-Induced Protein 3]ともいう)、Tollip(Toll-interacting protein)、RNF125(Ring Finger Protein 125)、DUBA(Deubiquitinase A)、CYLD(CYLD Lysine 63 Deubiquitinase)等を挙げることができ、後述する本実施例においてその効果が実証されているため、A20及びTollipから選択される1又は2の抗ウイルス性因子の下方制御因子を好適に例示することができる。
本件ラクトバシラス属細菌株は、TLR(Toll-like receptor)2、TLR4、及びNOD2(Nucleotide binding oligomerization domain-like receptor 2)から選択される1又は2以上の受容体(以下、「抗ウイルス性因子受容体」ということがある)の発現増強作用により特徴付けることができる。
本明細書において、抗ウイルス性因子、抗ウイルス性因子の下方制御因子、及び抗ウイルス性因子受容体(以下、これらを総称して「抗ウイルス性因子等」ということがある)の発現とは、抗ウイルス性因子等それ自体の発現、及び/又は、抗ウイルス性因子等をコードする遺伝子(すなわち、抗ウイルス性因子等遺伝子)の転写産物(具体的には、mRNA)の発現を意味する。抗ウイルス性因子等の発現レベルは、例えば、ウエスタンブロッティング法、間接蛍光抗体法、フローサイトメトリー、ELISA法、EIA法、RIA法等の方法を用いて検出することができる。また、抗ウイルス性因子等遺伝子の転写産物の発現レベルは、抗ウイルス性因子等遺伝子のmRNAを直接的に検出することができるし、抗ウイルス性因子等遺伝子のmRNAを鋳型として合成されたcDNAを間接的に検出することもできる。抗ウイルス性因子等遺伝子のmRNAを検出する方法としては、例えば、(Reverse Transcription)-PCR法;ノーザンブロッティング法、マイクロアレイ法、ISH法等の方法を挙げることができる。また、抗ウイルス性因子等遺伝子のmRNAを鋳型として合成されたcDNAを検出する方法としては、例えば、LAMP法、PCR法(例えば、リアルタイムPCR法[インターカレーター法、5’-ヌクレアーゼ法、サイクリングプローブ法等]、ddPCR法);LCR法;次世代シークエンサーを用いたシークエンシング法;本件cDNA検出用プローブ等を用いたサザンハイブリダイゼーション法、マイクロアレイ法、ISH法;等を挙げることができる。
本明細書において、「抗ウイルス性因子の発現増強」、「抗ウイルス性因子の下方制御因子の発現低減」、及び「抗ウイルス性因子受容体の発現増強」とは、哺乳動物細胞株を本件ラクトバシラス属細菌株の存在下で培養したときに、比較対照である、哺乳動物細胞株を本件ラクトバシラス属細菌株の非存在下で培養したときと比べ、それぞれ、「抗ウイルス性因子の発現レベルが上昇すること」、「抗ウイルス性因子の下方制御因子の発現レベルが低下すること」、及び「抗ウイルス性因子受容体の発現レベルが上昇すること」を意味する。上記哺乳動物細胞株は、本件ラクトバシラス属細菌株の存在下又は非存在下で培養する前後において、本件抗ウイルス剤の対象ウイルス、ウイルス疑似感染を惹起する物質(例えば、Polyinosinic-polycytidylic acid[Poly I:C])、及び/又は病原性細菌で刺激したものであってもよい。抗ウイルス性因子等の発現レベルが上昇したかどうかや、低下したかどうかは、閾値(カットオフ値)は任意のものを設定することができ、かかる閾値としては、例えば、比較対照における抗ウイルス性因子等の発現レベルの平均値;平均値+標準偏差(SD);平均値+2SD;平均値+3SD;中央値;四分位範囲等を挙げることができる。また、閾値は、感度(本件ラクトバシラス属細菌株の存在下で培養した哺乳動物細胞株を、正しく陽性と判定できる割合)及び特異度(本件ラクトバシラス属細菌株の非存在下で培養した哺乳動物細胞株を、正しく陰性と判定できる割合)が高くなるように、哺乳動物細胞株を本件ラクトバシラス属細菌株の存在下で培養したときの発現レベルのデータと、哺乳動物細胞株を本件ラクトバシラス属細菌株の非存在下で培養したときの発現レベルのデータを基に、統計解析ソフトウェアを用いたROC(Receiver Operating Characteristic)曲線を用いて算出することもできる。
上記哺乳動物細胞株としては、例えば、ヒト腸管上皮細胞(Cacо-2)株、ブタ腸管上皮細胞株(PIE[Porcine Intestinal Epitheliocyte]細胞株)、ウシ腸管上皮細胞(BIE[Bovine Intestinal Epitheliocyte]細胞株)株を挙げることができる。
本件抗ウイルス剤の対象ウイルスとしては、特に制限されず、例えば、DNAウイルス(2本鎖DNAウイルス、1本鎖DNAウイルス等)、RNAウイルス(2本鎖RNAウイルス、1本鎖RNA(+)鎖ウイルス、1本鎖RNA(-)鎖ウイルス等)などを挙げることができ、後述する本実施例において、2本鎖RNAモデルウイルスに対する効果が実証されているため、2本鎖RNAウイルスが好ましい。対象ウイルスとしては、より具体的には、例えば、インフルエンザウイルス(1本鎖RNA(-)鎖ウイルス)、ノロウイルス(1本鎖RNA(+)鎖ウイルス)、ロタウイルス(2本鎖RNAウイルス)、風疹ウイルス(1本鎖RNA(+)鎖ウイルス)、麻疹ウイルス(1本鎖RNA(+)鎖ウイルス)、RSウイルス(1本鎖RNA(-)鎖ウイルス)、ヘルペスウイルス(2本鎖DNAウイルス)、A型肝炎ウイルス(1本鎖RNA(+)鎖ウイルス)、B型肝炎ウイルス(2本鎖DNAウイルス)、C型肝炎ウイルス(1本鎖RNA(+)鎖ウイルス)、E型肝炎ウイルス(1本鎖RNA(+)鎖ウイルス)、アデノウイルス(2本鎖DNAウイルス)、口蹄疫ウイルス(1本鎖RNA(+)鎖ウイルス)、狂犬病ウイルス(1本鎖RNA(-)鎖ウイルス)、ヒト免疫不全ウイルス(1本鎖RNA(+)鎖ウイルス)、コロナウイルス(1本鎖RNA(+)鎖ウイルス)などを挙げることができ、後述する本実施例において、その効果が実証されているため、ロタウイルスを好適に例示することができる。なお、インフルエンザウイルスには、A型、B型、C型、トリインフルエンザウイルス及びそれらの各種亜型が含まれ、コロナウイルスには、風邪の原因となる一般的なコロナウイルスの他、新型のコロナウイルス(例えば、重症急性呼吸器症候群コロナウイルス[SARS及びSARS-CoV-2]、中東呼吸器症候群コロナウイルス[MERS]、COVID-19)も含まれる。
本件抗ウイルス剤の適用対象としては、ウイルス感染症の予防及び又は改善(治療)を必要とする哺乳動物であればよく、後述する本実施例において、ウイルス及び病原性細菌の複合感染においても効果的に抗ウイルス効果を発揮することが実証されているため、ウイルス及び病原性細菌の複合感染におけるウイルス感染症を予防及び/又は改善(治療)することを必要とする哺乳動物を好適に例示することができる。
本明細書において、病原性細菌としては、例えば、マイコプラズマ、下痢原性大腸菌(例えば、腸管病原性大腸菌[EPEC]、腸管組織侵入性大腸菌[EIEC]、毒素原性大腸菌[ETEC]、腸管凝集接着性大腸菌[EAggEC]、腸管出血性大腸菌[EHEC])、溶連菌等を挙げることができる。
本明細書において、哺乳動物としては、ヒトや、非ヒト哺乳動物(例えば、サル、マウス、ラット、イヌ、ネコ、家畜[例えば、ウサギ、ブタ、ウマ、ウシ、ヒツジ、ヤギ、シカ])等を挙げることができ、ヒトや家畜を好適に例示することができる。
本件ラクトバシラス属細菌株としては、配列番号1のヌクレオチド配列と少なくとも90%の同一性を有する16S rRNA遺伝子を有し、かつ、抗ウイルス性因子の発現増強作用及び/又は抗ウイルス性因子の下方制御因子の発現低減作用を有するラクトバシラス属細菌株であれば、生きた状態の細菌株であっても死滅した状態の細菌株であってもよい。本件ラクトバシラス属細菌株は、後述する本実施例でその効果が実証されているラクトバシラス・サリバリウス株又はラクトバシラス・プランタラム株や、ラクトバシラス・サリバリウス株又はラクトバシラス・プランタラム株とは種が異なるものの(例えば、ラクトバチルス・ハヤキテンシス[Lactobacillus hayakitensis]、ラクトバチルス・アジリス[Lactobacillus agilis]、ラクトバチルス・アビアリウス亜種アラフィノーサス[Lactobacillus aviarius subsp. araffinosus]、ラクトバチルス・アビアリウス亜種アビアリウス[Lactobacillus aviarius subsp. aviarius])、配列番号1のヌクレオチド配列と少なくとも90%の同一性を有する16S rRNA遺伝子を有し、かつ、抗ウイルス性因子の発現増強作用及び/又は抗ウイルス性因子の下方制御因子の発現低減作用を有するラクトバシラス属細菌株も包含する。本件ラクトバシラス属細菌株としては、具体的には、国際寄託受領番号NITE ABP-03218として寄託されているラクトバシラス・サリバリウス株(本件#35株);国際寄託受領番号NITE ABP-03219として寄託されているラクトバシラス・サリバリウス株(本件#58株);国際寄託受領番号NITE ABP-03221として寄託されているラクトバシラス・サリバリウス株(本件#131株);及び、国際寄託受領番号NITE ABP-03220として寄託されているラクトバシラス・サリバリウス株(本件#71株);並びに、国際寄託受領番号NITE ABP-03474として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株(本件#16株);国際寄託受領番号NITE ABP-03467として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株(本件#6VG132株);国際寄託受領番号NITE ABP-03468として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株(本件#6ML6109株);国際寄託受領番号NITE ABP-03466として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株(本件#6ML686株);国際寄託受領番号NITE ABP-03471として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株(本件#3CS123株);国際寄託受領番号NITE ABP-03469として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株(本件#6VG141株);国際寄託受領番号NITE ABP-03470として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株(本件#2CS82株);国際寄託受領番号NITE ABP-03472として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株(本件#1FeB18株);及び、国際寄託受領番号NITE ABP-03473として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株(本件#4FeB195株);を挙げることができ、後述する本実施例において抗ウイルス効果が実証されているため、国際寄託受領番号NITE ABP-03218として寄託されているラクトバシラス・サリバリウス株(本件#35株);国際寄託受領番号NITE ABP-03219として寄託されているラクトバシラス・サリバリウス株(本件#58株);国際寄託受領番号NITE ABP-03221として寄託されているラクトバシラス・サリバリウス株(本件#131株);国際寄託受領番号NITE ABP-03474として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株(本件#16株);国際寄託受領番号NITE ABP-03467として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株(本件#6VG132株);国際寄託受領番号NITE ABP-03468として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株(本件#6ML6109株);国際寄託受領番号NITE ABP-03466として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株(本件#6ML686株);国際寄託受領番号NITE ABP-03471として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株(本件#3CS123株);国際寄託受領番号NITE ABP-03469として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株(本件#6VG141株);国際寄託受領番号NITE ABP-03470として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株(本件#2CS82株);国際寄託受領番号NITE ABP-03472として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株(本件#1FeB18株);及び、国際寄託受領番号NITE ABP-03473として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株(本件#4FeB195株);から選択される1又は2種以上を好適に例示することができる。
本発明において、「配列番号1に示されるヌクレオチド配列と少なくとも90%の同一性」とは、配列番号1のヌクレオチド配列における1若しくは数個のヌクレオチドが置換、欠失、挿入、付加又は逆位され、配列番号1のヌクレオチド配列全体の90%以上の配列が同一であることを意味する。ここで、「1若しくは数個のヌクレオチドが置換、欠失、挿入、付加又は逆位されたヌクレオチド配列」とは、例えば1~149個の範囲内、好ましくは1~100個の範囲内、より好ましくは1~75個の範囲内、さらに好ましくは1~50個の範囲内、より好ましくは1~40個の範囲内、さらに好ましくは1~30個の範囲内、より好ましくは1~15個の範囲内の数のヌクレオチドが置換、欠失、挿入、付加又は逆位されたヌクレオチド配列を意味する。
本発明において、「少なくとも90%の同一性」としては、好ましくは91%以上、より好ましくは92%以上、さらに好ましくは93%以上、さらにより好ましくは94%以上、特に好ましくは95%以上、特により好ましくは96%以上、特にさらに好ましくは97%以上、特にさらにより好ましくは98%以上、最も好ましくは99%以上(約100%)の同一性である。ヌクレオチド配列の同一性は、カーリン及びアルチュールによるアルゴリズムBLAST(Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87:2264-2268, 1990、Proc Natl Acad Sci USA 90: 5873, 1993)に基づくBLASTX又はBLASTPと呼ばれるプログラム(Altschul SF, et al: J Mol Biol 215: 403,1990)に基づくBLASTNと呼ばれるプログラム(Altschul SF, et al: J Mol Biol 215: 403, 1990)を利用して決定することができる。BLASTNを用いてヌクレオチド配列を解析する場合は、パラメーターは、例えば、score=100、word length=12とする。
本件ラクトバシラス属細菌株は、さらにワカメ資化性を有するものも包含する。ここで「ワカメ資化性」とは、ワカメを炭素源又は窒素源として、タンパク質、核酸、糖類、脂質等のラクトバシラス属細菌に必要な物質を合成する能力を意味する。
本件抗ウイルス剤は、液体タイプと非液体タイプとに大別される。液体タイプの本件抗ウイルス剤は、本件ラクトバシラス属細菌株の培養液を精製し、これに必要に応じて適当な生理食塩水若しくは補液又は医薬添加物を加えてアンプル又はバイアル瓶などに充填することにより製造することができる。一方、非液体タイプの本件抗ウイルス剤は、液体タイプの本件抗ウイルス剤に、適当な凍結保護剤(例えば、グリセロール、ジメチルスルホキシド[DMSO]、トレハロース、デキストラン)を添加してアンプルやバイアル瓶などに充填した後、凍結するか、あるいは、凍結乾燥することにより製造することができる。
本件抗ウイルス剤の適用(投与)方法としては、経口的に適用する方法(経口投与)、非経口的に適用する方法(非経口投与)共に可能であり、非経口的に適用する方法(非経口投与)としては、例えば、静脈内投与、局所投与を挙げることができる。
本明細書において、添加剤としては、薬学的に許容される通常の担体、結合剤、安定化剤、賦形剤、希釈剤、pH緩衝剤、崩壊剤、等張剤、添加剤、被覆剤、可溶化剤、潤滑剤、滑走剤、溶解補助剤、滑沢剤、風味剤、甘味剤、溶剤、ゲル化剤、栄養剤等の配合成分を例示することができる。かかる配合成分としては、具体的に、水、ワカメ成分、生理食塩水、動物性脂肪及び油、植物油、乳糖、デンプン、ゼラチン、結晶性セルロース、ガム、タルク、ステアリン酸マグネシウム、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリアルキレングリコール、ポリビニルアルコール、グリセリンを例示することができる。本件ラクトバシラス属細菌株がワカメ資化性を有するものである場合、本件抗ウイルス剤としては、本件ラクトバシラス属細菌株の栄養源であるワカメ成分(プレバイオティクス)を添加剤として含有し、本件ラクトバシラス属細菌株(好ましくは、抗ウイルス性イムノバイオティクス)とプレバイオティクスによるイムノシンバイオティクスを含むものを好適に例示することができる。上記ワカメ成分としては、ワカメ乾燥物を破砕処理することにより得られるワカメ粉体であっても、かかるワカメ粉体を、さらに水等で抽出することにより得られるワカメ成分抽出液であってもよい。
本件抗ウイルス剤に含まれる本件ラクトバシラス属細菌株の適用(投与)量としては、摂取させる対象(哺乳動物)の性別、年齢、体重、体調等により異なるため、一概に特定できないが、例えば、1日あたり、体重1kg当たり104~1012cfu(Colony Forming Unit)、好ましくは106~1010cfuである。なお、かかる量を1回で摂取させてもよく、数回に分けて摂取させてもよい。また、本件抗ウイルス剤が家畜用飼料組成物の場合、家畜用飼料組成物に含まれる本件ラクトバシラス属細菌株の量は、例えば、家畜用飼料組成物1g当たり104~1012cfu/g、好ましくは106~1010cfuである。
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらの例示に限定されるものではない。なお、試薬は特に断りのない限り、和光純薬工業社製の特級又は一級試薬を用い、水は全てミリQグレート水を用いた。
実施例1.抗ウイルス性因子の探索
プロバイオティクスの抗ウイルス性を評価するための指標となる因子の探索を行った。
プロバイオティクスの抗ウイルス性を評価するための指標となる因子の探索を行った。
1-1 材料及び方法
[供試細胞]
PIE細胞株は、三元交雑種(LWD;landrace×large white×durock)の初生仔ブタ小腸よりクローニングされた細胞を用いた。
PIE細胞株は、三元交雑種(LWD;landrace×large white×durock)の初生仔ブタ小腸よりクローニングされた細胞を用いた。
[細胞培養]
PIE細胞株は、I型コラーゲンでコーティングされた250mLフラスコ(住友ベークライト社製)を用いて、10% FCS(ウシ胎児血清)及び1% ストレプトマイシン/ペニシリンを含むDMEM液体培地(高グルコース、L-グルタミン、ピルビン酸ナトリウム含有;GIBCO社製)(以下、単に「DMEM液体培地」という)にて培養した。 コンフルエントに達したところで、PBSで2回洗浄し、上皮用緩衝液(0.1Mリン酸水素二ナトリウム・12水和物、0.45M スクロース、0.36% EDTA-4Na、及び0.1% BSAを含むPBS溶液)中で37℃、5分間インキュベートした後、上皮用緩衝液を除去し、0.25% トリプシン及び0.02% EDTAを含むPBS中で、37℃で5分間インキュベートした。DMEM液体培地を加え、剥離した細胞を回収後、遠心処理(12000rpm×5分間)を行い、培養上清を除去した。新たにDMEM液体培地を加え、細胞を回収した。 細胞数を計測後、フラスコ当たり1×106 cellsとなるように細胞を播種した。24時間培養後、培養上清をアスピレーターにより吸引除去し、新たにDMEM液体培地を添加し培養を行った。なお、細胞はセルバンカー(登録商標)(日本全薬工業社製)を用いて世代ごとに-80℃で保存した。また、細胞培養は、5%CO2/20%O2、37℃条件下で行った。
PIE細胞株は、I型コラーゲンでコーティングされた250mLフラスコ(住友ベークライト社製)を用いて、10% FCS(ウシ胎児血清)及び1% ストレプトマイシン/ペニシリンを含むDMEM液体培地(高グルコース、L-グルタミン、ピルビン酸ナトリウム含有;GIBCO社製)(以下、単に「DMEM液体培地」という)にて培養した。 コンフルエントに達したところで、PBSで2回洗浄し、上皮用緩衝液(0.1Mリン酸水素二ナトリウム・12水和物、0.45M スクロース、0.36% EDTA-4Na、及び0.1% BSAを含むPBS溶液)中で37℃、5分間インキュベートした後、上皮用緩衝液を除去し、0.25% トリプシン及び0.02% EDTAを含むPBS中で、37℃で5分間インキュベートした。DMEM液体培地を加え、剥離した細胞を回収後、遠心処理(12000rpm×5分間)を行い、培養上清を除去した。新たにDMEM液体培地を加え、細胞を回収した。 細胞数を計測後、フラスコ当たり1×106 cellsとなるように細胞を播種した。24時間培養後、培養上清をアスピレーターにより吸引除去し、新たにDMEM液体培地を添加し培養を行った。なお、細胞はセルバンカー(登録商標)(日本全薬工業社製)を用いて世代ごとに-80℃で保存した。また、細胞培養は、5%CO2/20%O2、37℃条件下で行った。
[Poly I:Cで刺激したPIE細胞株におけるサイトカイン関連因子の発現解析]
PIE細胞株に対して、ウイルス疑似感染を惹起する2本鎖RNAウイルスモデルであるPoly I:Cによる刺激を行い、サイトカイン関連因子の発現解析を行った。具体的には、以下の手順〔1〕~〔5〕に従って解析を行った。
〔1〕PIE細胞株を、I型コラーゲンでコーティングされた12ウェルプレート(住友ベークライト社製)に、3×104 cells/wellとなるように播種し、DMEM液体培地中に5日間培養した。
〔2〕培地を、50ng/mLのPoly I:C(catalog number P9582、SIGMA社製)を含むDMEM液体培地へ交換し、0、3、6、及び12時間培養することにより、Poly I:Cによる刺激を行った。なお、Poly I:C未刺激の対照として、PIE細胞株を、Poly I:C不含のDMEM液体培地中で同様に培養した。
〔3〕培地を除去後、細胞をPBSで1回洗浄し、細胞溶解液(TRIzol試薬[Invitrogen社製])を用いて、定法に従って細胞における全RNAを得た。RNAの濃度及び純度は、NanoDrop ND-1000スペクトロフォトメーター(Thermo Fisher Scientific社製)で測定した。
〔4〕得られた全RNAから、Prime Script RT reagent Kit with gDNA Eraser(Perfect Real Time)(Takara社製)を用い、製品添付のプロトコールに従って、cDNAを合成した。
〔5〕合成したcDNAを鋳型とし、24種類のサイトカイン関連因子(IFN-β、IFN-λ、Mx1、OAS1、RNaseL、PKR、RIG-I、TLR2、TLR3、TLR4、NOD1、NOD2、MCP-1[CCL2ともいう]、IL-6、IL-8[CXCL8ともいう]、IL-12、IL-18、TNFα、A20、BCL-3、Tollip、IRAK-M、MKP-1、及びSIGIRR)及びβアクチン遺伝子のmRNAの発現レベルを解析するために、以下の表1に示すプライマーセット(センスプライマー及びアンチセンスプライマー)と、Platinum SYBR Green qPCR Super Mix-UDG with ROX(Invitrogen社製)と、ABI PRISM 7300リアルタイムPCRシステム(Applied Biosystem社製)とを用いた定量PCR解析を、製品添付のプロトコールに従って行った。Poly I:C刺激による各種サイトカイン関連因子の発現レベルは、式(PolyI:C刺激による[各種サイトカイン関連因子遺伝子のmRNAの発現レベル/βアクチン遺伝子のmRNAの発現レベル]/Poly I:C未刺激による[各種サイトカイン関連因子遺伝子のmRNAの発現レベル/βアクチン遺伝子のmRNAの発現レベル])を基に算出した。
PIE細胞株に対して、ウイルス疑似感染を惹起する2本鎖RNAウイルスモデルであるPoly I:Cによる刺激を行い、サイトカイン関連因子の発現解析を行った。具体的には、以下の手順〔1〕~〔5〕に従って解析を行った。
〔1〕PIE細胞株を、I型コラーゲンでコーティングされた12ウェルプレート(住友ベークライト社製)に、3×104 cells/wellとなるように播種し、DMEM液体培地中に5日間培養した。
〔2〕培地を、50ng/mLのPoly I:C(catalog number P9582、SIGMA社製)を含むDMEM液体培地へ交換し、0、3、6、及び12時間培養することにより、Poly I:Cによる刺激を行った。なお、Poly I:C未刺激の対照として、PIE細胞株を、Poly I:C不含のDMEM液体培地中で同様に培養した。
〔3〕培地を除去後、細胞をPBSで1回洗浄し、細胞溶解液(TRIzol試薬[Invitrogen社製])を用いて、定法に従って細胞における全RNAを得た。RNAの濃度及び純度は、NanoDrop ND-1000スペクトロフォトメーター(Thermo Fisher Scientific社製)で測定した。
〔4〕得られた全RNAから、Prime Script RT reagent Kit with gDNA Eraser(Perfect Real Time)(Takara社製)を用い、製品添付のプロトコールに従って、cDNAを合成した。
〔5〕合成したcDNAを鋳型とし、24種類のサイトカイン関連因子(IFN-β、IFN-λ、Mx1、OAS1、RNaseL、PKR、RIG-I、TLR2、TLR3、TLR4、NOD1、NOD2、MCP-1[CCL2ともいう]、IL-6、IL-8[CXCL8ともいう]、IL-12、IL-18、TNFα、A20、BCL-3、Tollip、IRAK-M、MKP-1、及びSIGIRR)及びβアクチン遺伝子のmRNAの発現レベルを解析するために、以下の表1に示すプライマーセット(センスプライマー及びアンチセンスプライマー)と、Platinum SYBR Green qPCR Super Mix-UDG with ROX(Invitrogen社製)と、ABI PRISM 7300リアルタイムPCRシステム(Applied Biosystem社製)とを用いた定量PCR解析を、製品添付のプロトコールに従って行った。Poly I:C刺激による各種サイトカイン関連因子の発現レベルは、式(PolyI:C刺激による[各種サイトカイン関連因子遺伝子のmRNAの発現レベル/βアクチン遺伝子のmRNAの発現レベル]/Poly I:C未刺激による[各種サイトカイン関連因子遺伝子のmRNAの発現レベル/βアクチン遺伝子のmRNAの発現レベル])を基に算出した。
1-2 結果
[Poly I:C刺激したPIE細胞株におけるサイトカイン関連因子の発現解析]
Poly I:Cで刺激したPIE細胞株における上記24種類のサイトカイン関連因子遺伝子のmRNAの発現レベルを解析した結果、2種類の抗ウイルス性因子(IFN-β及びMx1)の発現レベルが、Poly I:C刺激後3時間以降に有意に増加し、特にIFN-βの発現レベルは、Poly I:C刺激後3時間目が最も高く、また、Mx1の発現レベルは、Poly I:C刺激後12時間目が最も高かった(図1A及びB参照)。
[Poly I:C刺激したPIE細胞株におけるサイトカイン関連因子の発現解析]
Poly I:Cで刺激したPIE細胞株における上記24種類のサイトカイン関連因子遺伝子のmRNAの発現レベルを解析した結果、2種類の抗ウイルス性因子(IFN-β及びMx1)の発現レベルが、Poly I:C刺激後3時間以降に有意に増加し、特にIFN-βの発現レベルは、Poly I:C刺激後3時間目が最も高く、また、Mx1の発現レベルは、Poly I:C刺激後12時間目が最も高かった(図1A及びB参照)。
これらの結果から、本件ラクトバシラス属細菌株の選抜には、Poly I:C刺激後3時間目のIFN-βの発現レベルと、Poly I:C刺激後12時間目のMx1の発現レベルを指標として用いることにした。
実施例2.抗ウイルス性を指標とした本件ラクトバシラス属細菌株の選抜
2種類の抗ウイルス性因子(IFN-β及びMx1)の発現レベルを指標として、本件ラクトバシラス属細菌株の選抜を行った。
2種類の抗ウイルス性因子(IFN-β及びMx1)の発現レベルを指標として、本件ラクトバシラス属細菌株の選抜を行った。
2-1 方法
[ラクトバシラス・サリバリウス含有液の調製]
ブタ腸管より単離された116種類のラクトバシラス・サリバリウス株を、それぞれMRS液体培地(Difco社製)に植菌し、37℃で16時間培養後、3回継代培養し、PBSで洗浄した。72℃で1.5時間熱殺菌した後、PBSで2回洗浄し、DMEM液体培地に、2.5×109 cells/mLの濃度となるように再懸濁し、116種類のラクトバシラス・サリバリウス株含有液を調製した。
ブタ腸管より単離された116種類のラクトバシラス・サリバリウス株を、それぞれMRS液体培地(Difco社製)に植菌し、37℃で16時間培養後、3回継代培養し、PBSで洗浄した。72℃で1.5時間熱殺菌した後、PBSで2回洗浄し、DMEM液体培地に、2.5×109 cells/mLの濃度となるように再懸濁し、116種類のラクトバシラス・サリバリウス株含有液を調製した。
[本件ラクトバシラス属細菌株の選抜]
PIE細胞株に対して、調製した116種類のラクトバシラス・サリバリウス株含有液による刺激を行った後、Poly I:Cによる刺激を行い、2種類の抗ウイルス性因子(IFN-β及びMx1)の発現レベルを指標として、本件ラクトバシラス属細菌株の選抜を行った。具体的には、以下の手順〔1〕~〔4〕に従って解析を行った。
〔1〕PIE細胞株を、I型コラーゲンでコーティングされた12ウェルプレート(住友ベークライト社製)に、3×104 cells/wellとなるように播種し、DMEM液体培地中に3日間培養した。
〔2〕調製した116種類のラクトバシラス・サリバリウス株含有液を、それぞれ、各ウェル当たり5.0×107 cells/mLとなるように培地に加え、2日間培養(刺激)した。なお、ラクトバシラス・サリバリウス株未刺激の対照として、PIE細胞株を、ラクトバシラス・サリバリウス株不含のDMEM液体培地中で同様に培養した。
〔3〕培地を除去し、PBSで2回細胞を洗浄した後、50ng/mLのPoly I:C(catalog number P9582、SIGMA社製)を含むDMEM液体培地へ交換し、3時間及び12時間培
養することにより、Poly I:C刺激を行った。なお、Poly I:C未刺激の対照として、PIE細胞株を、Poly I:C不含のDMEM液体培地中で同様に培養した。
〔4〕培地を除去後、細胞における全RNAの回収から、2種類の抗ウイルス性因子(IFN-β及びMx1)遺伝子のmRNAの発現レベルの解析までの手順は、上記実施例1の項目[Poly I:Cで刺激したPIE細胞株におけるサイトカイン関連因子の発現解析]における手順〔3〕~〔5〕に従って行った。各種ラクトバシラス・サリバリウス株刺激によるIFN-β発現レベルやMx1発現レベルは、式(Poly I:Cで刺激する前に、各種ラクトバシラス・サリバリウス株で刺激したときの[IFN-β遺伝子又はMx1遺伝子のmRNAの発現レベル/βアクチン遺伝子のmRNAの発現レベル])/Poly I:Cで刺激したときの[IFN-β遺伝子又はMx1遺伝子のmRNAの発現レベル/βアクチン遺伝子のmRNAの発現レベル])を基に算出した(図2の縦軸参照)。
PIE細胞株に対して、調製した116種類のラクトバシラス・サリバリウス株含有液による刺激を行った後、Poly I:Cによる刺激を行い、2種類の抗ウイルス性因子(IFN-β及びMx1)の発現レベルを指標として、本件ラクトバシラス属細菌株の選抜を行った。具体的には、以下の手順〔1〕~〔4〕に従って解析を行った。
〔1〕PIE細胞株を、I型コラーゲンでコーティングされた12ウェルプレート(住友ベークライト社製)に、3×104 cells/wellとなるように播種し、DMEM液体培地中に3日間培養した。
〔2〕調製した116種類のラクトバシラス・サリバリウス株含有液を、それぞれ、各ウェル当たり5.0×107 cells/mLとなるように培地に加え、2日間培養(刺激)した。なお、ラクトバシラス・サリバリウス株未刺激の対照として、PIE細胞株を、ラクトバシラス・サリバリウス株不含のDMEM液体培地中で同様に培養した。
〔3〕培地を除去し、PBSで2回細胞を洗浄した後、50ng/mLのPoly I:C(catalog number P9582、SIGMA社製)を含むDMEM液体培地へ交換し、3時間及び12時間培
養することにより、Poly I:C刺激を行った。なお、Poly I:C未刺激の対照として、PIE細胞株を、Poly I:C不含のDMEM液体培地中で同様に培養した。
〔4〕培地を除去後、細胞における全RNAの回収から、2種類の抗ウイルス性因子(IFN-β及びMx1)遺伝子のmRNAの発現レベルの解析までの手順は、上記実施例1の項目[Poly I:Cで刺激したPIE細胞株におけるサイトカイン関連因子の発現解析]における手順〔3〕~〔5〕に従って行った。各種ラクトバシラス・サリバリウス株刺激によるIFN-β発現レベルやMx1発現レベルは、式(Poly I:Cで刺激する前に、各種ラクトバシラス・サリバリウス株で刺激したときの[IFN-β遺伝子又はMx1遺伝子のmRNAの発現レベル/βアクチン遺伝子のmRNAの発現レベル])/Poly I:Cで刺激したときの[IFN-β遺伝子又はMx1遺伝子のmRNAの発現レベル/βアクチン遺伝子のmRNAの発現レベル])を基に算出した(図2の縦軸参照)。
2-2 結果
Poly I:Cで刺激する前に、116種類のラクトバシラス・サリバリウス株で刺激したPIE細胞株における2種類の抗ウイルス性因子(IFN-β及びMx1)の発現レベルを解析した結果、ラクトバシラス・サリバリウス株#35(本明細書において、「本件#35株」ということがある)、及びラクトバシラス・サリバリウス株#58(本明細書において、「本件#58株」ということがある)で刺激した場合の発現レベルが、最も高かった(図2の矢印及び矢頭参照)。
この結果から、本件#35株及び本件#58株を、本件ラクトバシラス属細菌株として選抜した。
Poly I:Cで刺激する前に、116種類のラクトバシラス・サリバリウス株で刺激したPIE細胞株における2種類の抗ウイルス性因子(IFN-β及びMx1)の発現レベルを解析した結果、ラクトバシラス・サリバリウス株#35(本明細書において、「本件#35株」ということがある)、及びラクトバシラス・サリバリウス株#58(本明細書において、「本件#58株」ということがある)で刺激した場合の発現レベルが、最も高かった(図2の矢印及び矢頭参照)。
この結果から、本件#35株及び本件#58株を、本件ラクトバシラス属細菌株として選抜した。
1)本件#35株は、配列番号1のヌクレオチド配列からなる16S rRNA遺伝子を有するラクトバシラス・サリバリウス株であり、以下の特徴を有する。また、本件#35株は、独立行政法人製品評価技術基盤機構(NITE;National Institute of Technology and Evaluation) 特許微生物寄託センター(NPMD;NITE Patent Microorganisms Depositary)(住所:〒292-0818 千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8 122号室[#122, 2-5-8 Kazusakamatari, Kisarazu-shi, Chiba 292-0818, Japan])に、2020年5月19日付で国際寄託受領番号NITE ABP-03218として国際寄託されている。
(a)細胞形態
形状:桿菌、芽胞形成:(-)、運動性:(-)
(b)コロニー形態(MRS寒天培地上に塗沫し、37℃、24時間好気培養したコロニーの形態を観察)
(1)グラム染色性:(+)
(2)ガス産生:(-)
(3)カタラーゼ活性:(-)
(4)インドール産性:(-)
(5)酸素に対する態度:通性嫌気性
(6)至適生育温度:37~40℃
(7)至適生育pH:pH5.5~5.8
2)本件#58株は、配列番号1のヌクレオチド配列からなる16S rRNA遺伝子を有するラクトバシラス・サリバリウス株であり、以下の特徴を有する。また、本件#58株は、独立行政法人製品評価技術基盤機構(NITE) 特許微生物寄託センター(NPMD)(住所:〒292-0818 千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8 122号室)に、2020年5月19日付で国際寄託受領番号NITE ABP-03219として国際寄託されている。
(a)細胞形態
形状:桿菌、芽胞形成:(-)、運動性:(-)
(b)コロニー形態(MRS寒天培地上に塗沫し、37℃、24時間好気培養したコロニーの形態を観察)
(1)グラム染色性:(+)
(2)ガス産生:(-)
(3)カタラーゼ活性:(-)
(4)インドール産性:(-)
(5)酸素に対する態度:通性嫌気性
(6)至適生育温度:37~40℃
(7)至適生育pH:pH5.5~5.8
(a)細胞形態
形状:桿菌、芽胞形成:(-)、運動性:(-)
(b)コロニー形態(MRS寒天培地上に塗沫し、37℃、24時間好気培養したコロニーの形態を観察)
(1)グラム染色性:(+)
(2)ガス産生:(-)
(3)カタラーゼ活性:(-)
(4)インドール産性:(-)
(5)酸素に対する態度:通性嫌気性
(6)至適生育温度:37~40℃
(7)至適生育pH:pH5.5~5.8
2)本件#58株は、配列番号1のヌクレオチド配列からなる16S rRNA遺伝子を有するラクトバシラス・サリバリウス株であり、以下の特徴を有する。また、本件#58株は、独立行政法人製品評価技術基盤機構(NITE) 特許微生物寄託センター(NPMD)(住所:〒292-0818 千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8 122号室)に、2020年5月19日付で国際寄託受領番号NITE ABP-03219として国際寄託されている。
(a)細胞形態
形状:桿菌、芽胞形成:(-)、運動性:(-)
(b)コロニー形態(MRS寒天培地上に塗沫し、37℃、24時間好気培養したコロニーの形態を観察)
(1)グラム染色性:(+)
(2)ガス産生:(-)
(3)カタラーゼ活性:(-)
(4)インドール産性:(-)
(5)酸素に対する態度:通性嫌気性
(6)至適生育温度:37~40℃
(7)至適生育pH:pH5.5~5.8
実施例3.本件ラクトバシラス属細菌株の免疫調節能の評価
PIE細胞株に対して、選抜した本件#35株又は本件#58株のみで刺激し、細胞の免疫応答を解析した。
PIE細胞株に対して、選抜した本件#35株又は本件#58株のみで刺激し、細胞の免疫応答を解析した。
3-1 方法
細胞の免疫応答の解析は、以下の手順〔1〕~〔3〕に従って解析を行った。
〔1〕PIE細胞株を、I型コラーゲンでコーティングされた12ウェルプレート(住友ベークライト社製)に、3×104 cells/wellとなるように播種し、DMEM液体培地中に3日間培養した。
〔2〕本件#35株及び本件#58株を、それぞれ、各ウェル当たり5.0×107 cells/mLとなるように培地に加え、0時間(未刺激)、3時間、6時間、12時間、24時間、及び48時間培養(刺激)した。なお、これら株未刺激の対照として、PIE細胞株を、これら株不含のDMEM液体培地中で同様に培養した。
〔3〕培地を除去後、細胞における全RNAの回収から、5種類の受容体(TLR2、TLR3、TLR4、NOD1、及びNOD2)遺伝子のmRNAの発現レベル、及び7種類の抗ウイルス性因子(IFN-β、IFN-λ、Mx1、OAS1、RNaseL、PKR、及びRIG-I)遺伝子のmRNAの発現レベルの解析までの手順は、上記実施例1の項目[Poly I:Cで刺激したPIE細胞株におけるサイトカイン関連因子の発現解析]における手順〔3〕~〔5〕に従って行った。本件#35株又は本件#58株刺激による各種受容体発現レベル(図3参照)及び各種抗ウイルス性因子発現レベル(図4及び5参照)は、式(本件#35株又は本件#58株刺激による[各種受容体遺伝子又は各種抗ウイルス性因子遺伝子のmRNAの発現レベル/βアクチン遺伝子のmRNAの発現レベル]/前記株未刺激(0時間)による[各種受容体遺伝子又は各種抗ウイルス性因子遺伝子のmRNAの発現レベル/βアクチン遺伝子のmRNAの発現レベル])を基に算出した。
細胞の免疫応答の解析は、以下の手順〔1〕~〔3〕に従って解析を行った。
〔1〕PIE細胞株を、I型コラーゲンでコーティングされた12ウェルプレート(住友ベークライト社製)に、3×104 cells/wellとなるように播種し、DMEM液体培地中に3日間培養した。
〔2〕本件#35株及び本件#58株を、それぞれ、各ウェル当たり5.0×107 cells/mLとなるように培地に加え、0時間(未刺激)、3時間、6時間、12時間、24時間、及び48時間培養(刺激)した。なお、これら株未刺激の対照として、PIE細胞株を、これら株不含のDMEM液体培地中で同様に培養した。
〔3〕培地を除去後、細胞における全RNAの回収から、5種類の受容体(TLR2、TLR3、TLR4、NOD1、及びNOD2)遺伝子のmRNAの発現レベル、及び7種類の抗ウイルス性因子(IFN-β、IFN-λ、Mx1、OAS1、RNaseL、PKR、及びRIG-I)遺伝子のmRNAの発現レベルの解析までの手順は、上記実施例1の項目[Poly I:Cで刺激したPIE細胞株におけるサイトカイン関連因子の発現解析]における手順〔3〕~〔5〕に従って行った。本件#35株又は本件#58株刺激による各種受容体発現レベル(図3参照)及び各種抗ウイルス性因子発現レベル(図4及び5参照)は、式(本件#35株又は本件#58株刺激による[各種受容体遺伝子又は各種抗ウイルス性因子遺伝子のmRNAの発現レベル/βアクチン遺伝子のmRNAの発現レベル]/前記株未刺激(0時間)による[各種受容体遺伝子又は各種抗ウイルス性因子遺伝子のmRNAの発現レベル/βアクチン遺伝子のmRNAの発現レベル])を基に算出した。
3-2 結果
本件#35株又は本件#58株で刺激したPIE細胞株における上記5種類の受容体の発現レベルを解析した結果、グラム陽性菌の菌体表層成分を認識する3種類の受容体(TLR2、TLR4、及びNOD2)の発現レベルが、有意に増加した(図3参照)。具体的には、TLR2の発現レベルは、本件#35株及び本件#58株による刺激後、それぞれ6時間及び12時間増加し、ピークを迎え、その後減少したのに対して、TLR4及びNOD2の発現レベルは、本件#35株及び本件#58株による刺激後、少なくとも48時間増加した(図3参照)。
これらの結果から、本件#35株や本件#58株を構成する菌体細胞膜成分が、上記3種類の受容体によって、リガンドとして認識されている可能性が示唆された。
本件#35株又は本件#58株で刺激したPIE細胞株における上記5種類の受容体の発現レベルを解析した結果、グラム陽性菌の菌体表層成分を認識する3種類の受容体(TLR2、TLR4、及びNOD2)の発現レベルが、有意に増加した(図3参照)。具体的には、TLR2の発現レベルは、本件#35株及び本件#58株による刺激後、それぞれ6時間及び12時間増加し、ピークを迎え、その後減少したのに対して、TLR4及びNOD2の発現レベルは、本件#35株及び本件#58株による刺激後、少なくとも48時間増加した(図3参照)。
これらの結果から、本件#35株や本件#58株を構成する菌体細胞膜成分が、上記3種類の受容体によって、リガンドとして認識されている可能性が示唆された。
また、本件#35株又は本件#58株で刺激したPIE細胞株における上記7種類の抗ウイルス性因子(IFN-β、IFN-λ、Mx1、OAS1、RNaseL、PKR、及びRIG-I)の発現レベルを解析した結果、すべての抗ウイルス性因子、すなわち、2種類のIFN(IFN-β及びIFN-λ]と、5種類のIFN誘導性因子(Mx1、OAS1、RNaseL、PKR、及びRIG-I)の発現レベルが、有意に増加した(図4及び5参照)。特に、IFN-βの発現レベルは、本件#35株や本件#58株による刺激後、6時間目で顕著に増加し、また、IFN-λの発現レベルは、本件#35株や本件#58株による刺激後、48時間目で顕著に増加した(図4参照)。
これらの結果は、本件#35株や本件#58株が、IFNと、IFNによって誘導される因子の発現レベルを増加した結果、PIE細胞株におけるウイルスに対する反応性が高まったことを示している。特に、TLR3やRIG-Iは、ロタウイルスに代表される2本鎖RNAウイルスにおける2本鎖RNAを認識し、抗ウイルス作用を発揮することや、Mx1は、1本鎖RNA又はDNAウイルスの増殖抑制に作用することが知られていることから、本件#35株や本件#58株が、抗ウイルス性免疫応答を増強することが十分期待される。
実施例4.2本鎖RNAモデルウイルスに対する本件ラクトバシラス属細菌株の免疫調節能の評価1
本件#35株及び本件#58株について、2本鎖RNAモデルウイルスに対する免疫調節能を評価するために、PIE細胞株をPoly I:Cで刺激する前に、本件#35株又は本件#58株で刺激し、抗ウイルス性因子の発現解析を行った。
本件#35株及び本件#58株について、2本鎖RNAモデルウイルスに対する免疫調節能を評価するために、PIE細胞株をPoly I:Cで刺激する前に、本件#35株又は本件#58株で刺激し、抗ウイルス性因子の発現解析を行った。
4-1 方法
細胞の免疫応答の解析は、以下の手順〔1〕~〔4〕に従って解析を行った。
〔1〕PIE細胞株を、I型コラーゲンでコーティングされた12ウェルプレート(住友ベークライト社製)に、3×104 cells/wellとなるように播種し、DMEM液体培地中に3日間培養した。
〔2〕本件#35株及び本件#58株を、それぞれ、各ウェル当たり5.0×107 cells/mLとなるように培地に加え、48時間培養(刺激)した。なお、これら株未刺激の対照として、PIE細胞株を、これら株不含のDMEM液体培地中で同様に培養した。
〔3〕培地を除去し、PBSで2回細胞を洗浄した後、50ng/mLのPoly I:C(catalog number P9582、SIGMA社製)を含むDMEM液体培地へ交換し、12時間培養することにより、Poly I:C刺激を行った。なお、Poly I:C未刺激の対照として、PIE細胞株を、Poly I:C不含のDMEM液体培地中で同様に培養した。
〔4〕培地を除去後、細胞における全RNAの回収から、5種類の抗ウイルス性因子(IFN-β、Mx1、OAS1、RNaseL、及びPKR)遺伝子のmRNAの発現レベルの解析までの手順は、上記実施例1の項目[Poly I:Cで刺激したPIE細胞株におけるサイトカイン関連因子の発現解析]における手順〔3〕~〔5〕に従って行った。本件#35株又は本件#58株の刺激による各種抗ウイルス性因子発現レベル(図6参照)は、式(Poly I:Cで刺激する前に、本件#35株又は本件#58株で刺激したときの[各種抗ウイルス性因子遺伝子のmRNAの発現レベル/βアクチン遺伝子のmRNAの発現レベル]/Poly I:Cで刺激したときの[各種抗ウイルス性因子遺伝子のmRNAの発現レベル/βアクチン遺伝子のmRNAの発現レベル])を基に算出した。また、比較対照として、前記株及びPoly I:Cの両方が未刺激での各種抗ウイルス性因子発現レベルも算出した(図6の「Poly(I:C)-」参照)。
細胞の免疫応答の解析は、以下の手順〔1〕~〔4〕に従って解析を行った。
〔1〕PIE細胞株を、I型コラーゲンでコーティングされた12ウェルプレート(住友ベークライト社製)に、3×104 cells/wellとなるように播種し、DMEM液体培地中に3日間培養した。
〔2〕本件#35株及び本件#58株を、それぞれ、各ウェル当たり5.0×107 cells/mLとなるように培地に加え、48時間培養(刺激)した。なお、これら株未刺激の対照として、PIE細胞株を、これら株不含のDMEM液体培地中で同様に培養した。
〔3〕培地を除去し、PBSで2回細胞を洗浄した後、50ng/mLのPoly I:C(catalog number P9582、SIGMA社製)を含むDMEM液体培地へ交換し、12時間培養することにより、Poly I:C刺激を行った。なお、Poly I:C未刺激の対照として、PIE細胞株を、Poly I:C不含のDMEM液体培地中で同様に培養した。
〔4〕培地を除去後、細胞における全RNAの回収から、5種類の抗ウイルス性因子(IFN-β、Mx1、OAS1、RNaseL、及びPKR)遺伝子のmRNAの発現レベルの解析までの手順は、上記実施例1の項目[Poly I:Cで刺激したPIE細胞株におけるサイトカイン関連因子の発現解析]における手順〔3〕~〔5〕に従って行った。本件#35株又は本件#58株の刺激による各種抗ウイルス性因子発現レベル(図6参照)は、式(Poly I:Cで刺激する前に、本件#35株又は本件#58株で刺激したときの[各種抗ウイルス性因子遺伝子のmRNAの発現レベル/βアクチン遺伝子のmRNAの発現レベル]/Poly I:Cで刺激したときの[各種抗ウイルス性因子遺伝子のmRNAの発現レベル/βアクチン遺伝子のmRNAの発現レベル])を基に算出した。また、比較対照として、前記株及びPoly I:Cの両方が未刺激での各種抗ウイルス性因子発現レベルも算出した(図6の「Poly(I:C)-」参照)。
4-2 結果
Poly I:Cで刺激する前に、本件#35株又は本件#58株で刺激したPIE細胞株における5種類の抗ウイルス性因子(IFN-β、Mx1、OAS1、RNaseL、及びPKR)の発現レベルは、前記株未刺激で、かつPoly I:Cで刺激したPIE細胞株における発現レベルと比べ、有意に増加した(図6参照)。
Poly I:Cで刺激する前に、本件#35株又は本件#58株で刺激したPIE細胞株における5種類の抗ウイルス性因子(IFN-β、Mx1、OAS1、RNaseL、及びPKR)の発現レベルは、前記株未刺激で、かつPoly I:Cで刺激したPIE細胞株における発現レベルと比べ、有意に増加した(図6参照)。
この結果は、本件#35株又は本件#58株が、PolyI:C刺激に対するIFN-β産生増強作用と、IFN誘導性因子(Mx1、OAS1、RNaseL、及びPKR)の発現増強作用を有することを示している。このため、本件#35株又は本件#58株が、2本鎖RNAウイルス感染に対して有用であることが示唆された。
実施例5.2本鎖RNAモデルウイルスに対する本件ラクトバシラス属細菌株の免疫調節能の評価2
A20/TNFAIP3は、ウイルス感染時に特に重要な役割を果たすネガティブレギュレーターであることが知られており、A20の発現をノックダウンした細胞において、ロタウイルスの感染が有意に抑制することが報告されている(文献「Vet Res. 2011 Nov 3;42:111. doi: 10.1186/1297-9716-42-111.」参照)。また、Tollip(Toll-interacting protein)は、IRAK-1と相互作用してリン酸化を阻害し、TLR2やTLR4のシグナリングを負に制御するネガティブレギュレーターであり、IFN-βやIFN-λの発現に関わるIRF3(Interferon regulatory factor 3)の発現調節に関与することが報告されている(文献「Fish Shellfish Immunol. 2015 Dec;47(2):807-16.」参照)そこで、本件#35株又は本件#58株による抗ウイルス性因子の発現増強作用のメカニズムを解析するために、抗ウイルス性因子の下方制御因子であるA20及びTollipの発現解析を行った。
A20/TNFAIP3は、ウイルス感染時に特に重要な役割を果たすネガティブレギュレーターであることが知られており、A20の発現をノックダウンした細胞において、ロタウイルスの感染が有意に抑制することが報告されている(文献「Vet Res. 2011 Nov 3;42:111. doi: 10.1186/1297-9716-42-111.」参照)。また、Tollip(Toll-interacting protein)は、IRAK-1と相互作用してリン酸化を阻害し、TLR2やTLR4のシグナリングを負に制御するネガティブレギュレーターであり、IFN-βやIFN-λの発現に関わるIRF3(Interferon regulatory factor 3)の発現調節に関与することが報告されている(文献「Fish Shellfish Immunol. 2015 Dec;47(2):807-16.」参照)そこで、本件#35株又は本件#58株による抗ウイルス性因子の発現増強作用のメカニズムを解析するために、抗ウイルス性因子の下方制御因子であるA20及びTollipの発現解析を行った。
5-1 方法
細胞の免疫応答の解析は、以下の手順〔1〕~〔4〕に従って解析を行った。
〔1〕PIE細胞株を、I型コラーゲンでコーティングされた12ウェルプレート(住友ベークライト社製)に、3×104 cells/wellとなるように播種し、DMEM液体培地中に3日間培養した。
〔2〕本件#35株及び本件#58株を、それぞれ、各ウェル当たり5.0×107 cells/mLとなるように培地に加え、48時間培養(刺激)した。なお、これら株未刺激の対照として、PIE細胞株を、これら株不含のDMEM液体培地中で同様に培養した。
〔3〕培地を除去し、PBSで2回細胞を洗浄した後、50ng/mLのPoly I:C(catalog number P9582、SIGMA社製)を含むDMEM液体培地へ交換し、3時間、6時間、又は12時間培養することにより、Poly I:C刺激を行った。なお、Poly I:C未刺激の対照として、PIE細胞株を、Poly I:C不含のDMEM液体培地中で同様に培養した。
〔4〕培地を除去後、細胞における全RNAの回収から、A20遺伝子及びTollip遺伝子のmRNAの発現レベルの解析までの手順は、上記実施例1の項目[Poly I:Cで刺激したPIE細胞株におけるサイトカイン関連因子の発現解析]における手順〔3〕~〔5〕に従って行った。本件#35株又は本件#58株の刺激によるA20発現レベル及びTollip発現レベル(図7参照)は、式(Poly I:Cで刺激する前に、本件#35株又は本件#58株で刺激したときの[A20遺伝子又はTollip遺伝子のmRNAの発現レベル/βアクチン遺伝子のmRNAの発現レベル]/Poly I:C刺激で刺激したときの[A20遺伝子又はTollip遺伝子のmRNAの発現レベル/βアクチン遺伝子のmRNAの発現レベル])を基に算出した。また、比較対照として、前記株及びPoly I:Cの両方が未刺激でのA20発現レベル及びTollip発現レベルも算出した(図7の「Poly(I:C)-」参照)。
細胞の免疫応答の解析は、以下の手順〔1〕~〔4〕に従って解析を行った。
〔1〕PIE細胞株を、I型コラーゲンでコーティングされた12ウェルプレート(住友ベークライト社製)に、3×104 cells/wellとなるように播種し、DMEM液体培地中に3日間培養した。
〔2〕本件#35株及び本件#58株を、それぞれ、各ウェル当たり5.0×107 cells/mLとなるように培地に加え、48時間培養(刺激)した。なお、これら株未刺激の対照として、PIE細胞株を、これら株不含のDMEM液体培地中で同様に培養した。
〔3〕培地を除去し、PBSで2回細胞を洗浄した後、50ng/mLのPoly I:C(catalog number P9582、SIGMA社製)を含むDMEM液体培地へ交換し、3時間、6時間、又は12時間培養することにより、Poly I:C刺激を行った。なお、Poly I:C未刺激の対照として、PIE細胞株を、Poly I:C不含のDMEM液体培地中で同様に培養した。
〔4〕培地を除去後、細胞における全RNAの回収から、A20遺伝子及びTollip遺伝子のmRNAの発現レベルの解析までの手順は、上記実施例1の項目[Poly I:Cで刺激したPIE細胞株におけるサイトカイン関連因子の発現解析]における手順〔3〕~〔5〕に従って行った。本件#35株又は本件#58株の刺激によるA20発現レベル及びTollip発現レベル(図7参照)は、式(Poly I:Cで刺激する前に、本件#35株又は本件#58株で刺激したときの[A20遺伝子又はTollip遺伝子のmRNAの発現レベル/βアクチン遺伝子のmRNAの発現レベル]/Poly I:C刺激で刺激したときの[A20遺伝子又はTollip遺伝子のmRNAの発現レベル/βアクチン遺伝子のmRNAの発現レベル])を基に算出した。また、比較対照として、前記株及びPoly I:Cの両方が未刺激でのA20発現レベル及びTollip発現レベルも算出した(図7の「Poly(I:C)-」参照)。
5-2 結果
Poly I:Cで刺激する前に、本件#35株又は本件#58株で刺激したPIE細胞株におけるA20及びTollipの発現レベルは、前記株未刺激でかつ、Poly I:C刺激のPIE細胞株における発現レベルと比べ、有意に減少した(図7参照)。
Poly I:Cで刺激する前に、本件#35株又は本件#58株で刺激したPIE細胞株におけるA20及びTollipの発現レベルは、前記株未刺激でかつ、Poly I:C刺激のPIE細胞株における発現レベルと比べ、有意に減少した(図7参照)。
この結果は、上記実施例4の結果も考慮すると、本件#35株又は本件#58株を、2本鎖RNAウイルス感染した細胞へ投与すると、A20やTollip等の抗ウイルス性因子の下方制御因子(ネガティブレギュレーター)の発現レベルが減少し、抗ウイルス性因子の発現増強作用が発揮されることを示している。
実施例6.本件ラクトバシラス属細菌株のウイルス感染低減効果の確認
本件#35株及び本件#58株が、抗ウイルス性免疫応答を増強することが示されたので、これら株が、ウイルス感染を低減する効果を有することを確認するために、ロタウイルス感染試験を行った。
本件#35株及び本件#58株が、抗ウイルス性免疫応答を増強することが示されたので、これら株が、ウイルス感染を低減する効果を有することを確認するために、ロタウイルス感染試験を行った。
6-1 材料及び方法
[供試ウイルス株]
ブタを宿主とする家畜感染性A群ロタウイルスOSU株は、農業・食品産業技術総合研究機構・動物衛生研究部門より分与されたものを用いた。
ブタを宿主とする家畜感染性A群ロタウイルスOSU株は、農業・食品産業技術総合研究機構・動物衛生研究部門より分与されたものを用いた。
[活性化ロタウイルス液の調製]
ロタウイルスOSU株を含むDMEM液体培地(高グルコース、L-グルタミン、ピルビン酸ナトリウム含有;GIBCO社製)200μLに、1mg/mLの精製トリプリン(T8003-1G TypeI、SIGMA社製)を2μL添加した(トリプシンの最終濃度10μg/mL)。よく混合した後、37℃で30分間インキュベートし、トリプシン処理することにより、活性化ロタウイルス液を調製した。
ロタウイルスOSU株を含むDMEM液体培地(高グルコース、L-グルタミン、ピルビン酸ナトリウム含有;GIBCO社製)200μLに、1mg/mLの精製トリプリン(T8003-1G TypeI、SIGMA社製)を2μL添加した(トリプシンの最終濃度10μg/mL)。よく混合した後、37℃で30分間インキュベートし、トリプシン処理することにより、活性化ロタウイルス液を調製した。
[ロタウイルス感染試験及び間接蛍光抗体法]
ロタウイルス感染試験と、その後の抗ロタウイルス抗体を用いた間接蛍光抗体法は、以下の手順〔1〕~〔7〕に従って行った。
〔1〕PIE細胞株を、I型コラーゲンでコーティングされた96ウェルプレート(住友ベークライト社製)に、3×104 cells/mLとなるように播種し、DMEM液体培地中に8日間培養した。
〔2〕本件#35株及び本件#58株を、それぞれ、各ウェル当たり100MOI(multiplicity of infection)となるように培地に加え、48時間培養(刺激)した。なお、これら株未刺激の対照として、PIE細胞株を、これら株不含のDMEM液体培地中で同様に培養した。
〔3〕細胞を、FCS不含のDMEM液体培地で3回洗浄し、上記項目[活性化ロタウイルス液の調製]に記載の方法に従って調製した活性化ロタウイルス液を、各ウェル当たり100μL(1MOI相当)ずつ加え、5%CO2/20%O2、37℃条件下で16時間インキュベートした。
〔4〕活性化ロタウイルス液を除去し、4℃の80%アセトン液を各ウェルに100μLずつ添加し、4℃で20分間インキュベートし、細胞の固定処理を行った。
〔5〕アセトン液を除去し、PBSで3回細胞を洗浄した後、ロタウイルスA抗体(抗ヒトRVAWa株モルモット血清、農業・食品産業技術総合研究機構・動物衛生研究部門より分与)を用いた1次抗体反応を行った。具体的には、ロタウイルスA抗体を、PBSで800倍希釈し、各ウェルに50μLずつ分注した後、37℃で40分間インキュベートした。
〔6〕細胞をPBSで3回洗浄した後、Alexa488標識抗モルモットIgG抗体(Cat. ab150185、abcam社製)を用いた2次抗体反応を行った。具体的には、かかる抗体を1:400にPBSで400倍希釈し、各ウェルに50μLずつ分注した後、37℃で40分間インキュベートした。
〔7〕細胞をPBSで3回洗浄した後、30%グリセリンを含むPBSを各ウェルに50μLずつ分注した後、蛍光顕微鏡(オリンパス社製IX70-FL)を用いて、Alexa488由来の蛍光シグナルを検出し(図8A参照)、かかる蛍光シグナルが陽性の細胞、すなわち、ロタウイルス陽性(感染)細胞の割合(%)を算出した(図8B参照)。
ロタウイルス感染試験と、その後の抗ロタウイルス抗体を用いた間接蛍光抗体法は、以下の手順〔1〕~〔7〕に従って行った。
〔1〕PIE細胞株を、I型コラーゲンでコーティングされた96ウェルプレート(住友ベークライト社製)に、3×104 cells/mLとなるように播種し、DMEM液体培地中に8日間培養した。
〔2〕本件#35株及び本件#58株を、それぞれ、各ウェル当たり100MOI(multiplicity of infection)となるように培地に加え、48時間培養(刺激)した。なお、これら株未刺激の対照として、PIE細胞株を、これら株不含のDMEM液体培地中で同様に培養した。
〔3〕細胞を、FCS不含のDMEM液体培地で3回洗浄し、上記項目[活性化ロタウイルス液の調製]に記載の方法に従って調製した活性化ロタウイルス液を、各ウェル当たり100μL(1MOI相当)ずつ加え、5%CO2/20%O2、37℃条件下で16時間インキュベートした。
〔4〕活性化ロタウイルス液を除去し、4℃の80%アセトン液を各ウェルに100μLずつ添加し、4℃で20分間インキュベートし、細胞の固定処理を行った。
〔5〕アセトン液を除去し、PBSで3回細胞を洗浄した後、ロタウイルスA抗体(抗ヒトRVAWa株モルモット血清、農業・食品産業技術総合研究機構・動物衛生研究部門より分与)を用いた1次抗体反応を行った。具体的には、ロタウイルスA抗体を、PBSで800倍希釈し、各ウェルに50μLずつ分注した後、37℃で40分間インキュベートした。
〔6〕細胞をPBSで3回洗浄した後、Alexa488標識抗モルモットIgG抗体(Cat. ab150185、abcam社製)を用いた2次抗体反応を行った。具体的には、かかる抗体を1:400にPBSで400倍希釈し、各ウェルに50μLずつ分注した後、37℃で40分間インキュベートした。
〔7〕細胞をPBSで3回洗浄した後、30%グリセリンを含むPBSを各ウェルに50μLずつ分注した後、蛍光顕微鏡(オリンパス社製IX70-FL)を用いて、Alexa488由来の蛍光シグナルを検出し(図8A参照)、かかる蛍光シグナルが陽性の細胞、すなわち、ロタウイルス陽性(感染)細胞の割合(%)を算出した(図8B参照)。
6-2 結果
まず、活性化ロタウイルス液でインキュベートしたPIE細胞株が、Alexa488由来の蛍光シグナル、すなわち、ロタウイルス陽性細胞が検出されることを確認した(図8A及びBの対照参照)。次に、PIE細胞株を活性化ロタウイルス液でインキュベートする前に、本件#35株や本件#58株で刺激すると、これら株の未刺激の場合と比べ、ロタウイルス陽性細胞の割合が、それぞれ66%及び57%まで有意に低下することが示された(図8A並びにBの#35及び#58参照)。
まず、活性化ロタウイルス液でインキュベートしたPIE細胞株が、Alexa488由来の蛍光シグナル、すなわち、ロタウイルス陽性細胞が検出されることを確認した(図8A及びBの対照参照)。次に、PIE細胞株を活性化ロタウイルス液でインキュベートする前に、本件#35株や本件#58株で刺激すると、これら株の未刺激の場合と比べ、ロタウイルス陽性細胞の割合が、それぞれ66%及び57%まで有意に低下することが示された(図8A並びにBの#35及び#58参照)。
この結果は、本件#35株や本件#58株が、ウイルス感染の低減(予防)効果を有することを示している。
実施例7.ウイルス感染時における、本件ラクトバシラス属細菌株の免疫調節能の評価1
本件#35株及び本件#58株について、ウイルス感染時における免疫調節能を評価するために、PIE細胞株を、本件#35株又は本件#58株で刺激後、ロタウイルスに感染させ、抗ウイルス性因子の発現解析を行った。
本件#35株及び本件#58株について、ウイルス感染時における免疫調節能を評価するために、PIE細胞株を、本件#35株又は本件#58株で刺激後、ロタウイルスに感染させ、抗ウイルス性因子の発現解析を行った。
7-1 方法
ロタウイルス感染試験と、その後の抗ウイルス性因子の発現解析は、以下の手順〔1〕~〔4〕に従って行った。
〔1〕PIE細胞株を、I型コラーゲンでコーティングされた96ウェルプレート(住友ベークライト社製)に、5×104 cells/wellとなるように播種し、DMEM液体培地中に10日間培養した。
〔2〕本件#35株及び本件#58株を、それぞれ、各ウェル当たり100MOIとなるように培地に加え、48時間培養(刺激)した。なお、これら株未刺激の対照として、PIE細胞株を、これら株不含のDMEM液体培地中で同様に培養した。
〔3〕細胞を、FCS不含のDMEM液体培地で3回洗浄し、上記実施例6の項目[活性化ロタウイルス液の調製]に記載の方法に従って調製した活性化ロタウイルス液を、各ウェル当たり100μL(1MOI相当)ずつ加え、5%CO2/20%O2、37℃条件下で3時間、6時間、又は12時間インキュベートした。
〔4〕活性化ロタウイルス液を除去後、細胞における全RNAの回収から、4種類の抗ウイルス性因子(IFN-β、IFN-γ、Mx1、及びRNaseL)遺伝子のmRNAの発現レベルの解析までの手順は、上記実施例1の項目[Poly I:Cで刺激したPIE細胞株におけるサイトカイン関連因子の発現解析]における手順〔3〕~〔5〕に従って行った。
ロタウイルス感染試験と、その後の抗ウイルス性因子の発現解析は、以下の手順〔1〕~〔4〕に従って行った。
〔1〕PIE細胞株を、I型コラーゲンでコーティングされた96ウェルプレート(住友ベークライト社製)に、5×104 cells/wellとなるように播種し、DMEM液体培地中に10日間培養した。
〔2〕本件#35株及び本件#58株を、それぞれ、各ウェル当たり100MOIとなるように培地に加え、48時間培養(刺激)した。なお、これら株未刺激の対照として、PIE細胞株を、これら株不含のDMEM液体培地中で同様に培養した。
〔3〕細胞を、FCS不含のDMEM液体培地で3回洗浄し、上記実施例6の項目[活性化ロタウイルス液の調製]に記載の方法に従って調製した活性化ロタウイルス液を、各ウェル当たり100μL(1MOI相当)ずつ加え、5%CO2/20%O2、37℃条件下で3時間、6時間、又は12時間インキュベートした。
〔4〕活性化ロタウイルス液を除去後、細胞における全RNAの回収から、4種類の抗ウイルス性因子(IFN-β、IFN-γ、Mx1、及びRNaseL)遺伝子のmRNAの発現レベルの解析までの手順は、上記実施例1の項目[Poly I:Cで刺激したPIE細胞株におけるサイトカイン関連因子の発現解析]における手順〔3〕~〔5〕に従って行った。
7-2 結果
PIE細胞株を活性化ロタウイルス液でインキュベートする前に、本件#35株や本件#58株で刺激すると、これら株の未刺激の場合と比べ、4種類の抗ウイルス性因子(IFN-β、IFN-γ、Mx1、及びRNaseL)の発現レベルが有意に増加した(図9参照)。
PIE細胞株を活性化ロタウイルス液でインキュベートする前に、本件#35株や本件#58株で刺激すると、これら株の未刺激の場合と比べ、4種類の抗ウイルス性因子(IFN-β、IFN-γ、Mx1、及びRNaseL)の発現レベルが有意に増加した(図9参照)。
この結果は、本件#35株や本件#58株を、ウイルス感染した細胞へ投与すると、抗ウイルス性因子の発現増強作用が発揮されることを示している。
実施例8.ウイルス感染時における、本件ラクトバシラス属細菌株の免疫調節能の評価2
本件#35株及び本件#58株について、ウイルス感染時における免疫調節能を評価するために、PIE細胞株を、本件#35株又は本件#58株で刺激後、ロタウイルスに感染させ、抗ウイルス性因子の発現を下方制御するA20及びTollipの発現解析を行った。
本件#35株及び本件#58株について、ウイルス感染時における免疫調節能を評価するために、PIE細胞株を、本件#35株又は本件#58株で刺激後、ロタウイルスに感染させ、抗ウイルス性因子の発現を下方制御するA20及びTollipの発現解析を行った。
8-1 方法
ロタウイルス感染試験と、その後のA20及びTollipの発現解析は、以下の手順〔1〕~〔4〕に従って行った。
〔1〕PIE細胞株を、I型コラーゲンでコーティングされた96ウェルプレート(住友ベークライト社製)に、3×104 cells/mLとなるように播種し、DMEM液体培地中に8日間培養した。
〔2〕本件#35株及び本件#58株を、それぞれ、各ウェル当たり100MOIとなるように培地に加え、48時間培養(刺激)した。なお、これら株未刺激の対照として、PIE細胞株を、これら株不含のDMEM液体培地中で同様に培養した。
〔3〕細胞を、FCS不含のDMEM液体培地で3回洗浄し、上記実施例6の項目[活性化ロタウイルス液の調製]に記載の方法に従って調製した活性化ロタウイルス液を、各ウェル当たり100μL(1MOI相当)ずつ加え、5%CO2/20%O2、37℃条件下で3時間、6時間、又は12時間インキュベートした。
〔4〕活性化ロタウイルス液を除去後、細胞における全RNAの回収から、4種類の抗ウイルス性因子(IFN-β、IFN-γ、Mx1、及びRNaseL)遺伝子のmRNAの発現レベルの解析までの手順は、上記実施例1の項目[Poly I:Cで刺激したPIE細胞株におけるサイトカイン関連因子の発現解析]における手順〔3〕~〔5〕に従って行った。
ロタウイルス感染試験と、その後のA20及びTollipの発現解析は、以下の手順〔1〕~〔4〕に従って行った。
〔1〕PIE細胞株を、I型コラーゲンでコーティングされた96ウェルプレート(住友ベークライト社製)に、3×104 cells/mLとなるように播種し、DMEM液体培地中に8日間培養した。
〔2〕本件#35株及び本件#58株を、それぞれ、各ウェル当たり100MOIとなるように培地に加え、48時間培養(刺激)した。なお、これら株未刺激の対照として、PIE細胞株を、これら株不含のDMEM液体培地中で同様に培養した。
〔3〕細胞を、FCS不含のDMEM液体培地で3回洗浄し、上記実施例6の項目[活性化ロタウイルス液の調製]に記載の方法に従って調製した活性化ロタウイルス液を、各ウェル当たり100μL(1MOI相当)ずつ加え、5%CO2/20%O2、37℃条件下で3時間、6時間、又は12時間インキュベートした。
〔4〕活性化ロタウイルス液を除去後、細胞における全RNAの回収から、4種類の抗ウイルス性因子(IFN-β、IFN-γ、Mx1、及びRNaseL)遺伝子のmRNAの発現レベルの解析までの手順は、上記実施例1の項目[Poly I:Cで刺激したPIE細胞株におけるサイトカイン関連因子の発現解析]における手順〔3〕~〔5〕に従って行った。
8-2 結果
PIE細胞株を活性化ロタウイルス液でインキュベートする前に、本件#35株や本件#58株で刺激すると、これら株の未刺激の場合と比べ、A20及びTollipの発現レベルが有意に減少した(図10参照)。
PIE細胞株を活性化ロタウイルス液でインキュベートする前に、本件#35株や本件#58株で刺激すると、これら株の未刺激の場合と比べ、A20及びTollipの発現レベルが有意に減少した(図10参照)。
この結果は、本件#35株や本件#58株を、ウイルス感染した細胞へ投与すると、抗ウイルス性因子の下方制御因子(例えば、A20やTollip)の発現レベルが減少し、抗ウイルス性因子の発現増強作用が発揮されることを示している。
実施例9.本件ラクトバシラス属細菌株によるロタウイルス及びETECの複合感染低減効果の確認
実際の生活においては、ウイルス単独の感染のみならず、病原性細菌との複合感染が生じる。そこで、ロタウイルス及び毒素原性大腸菌(ETEC;Entero toxigenic E. coli)の複合感染系を構築し、まずは、ロタウイルス単独の感染と、ロタウイルス及びETECの複合感染との間で、ロタウイルス感染効率に差が認められるかどうかを検証し、次いで、ロタウイルス及びETECの複合感染に対しても本件#35株や本件#58株が有効であるかどうかを解析した。
実際の生活においては、ウイルス単独の感染のみならず、病原性細菌との複合感染が生じる。そこで、ロタウイルス及び毒素原性大腸菌(ETEC;Entero toxigenic E. coli)の複合感染系を構築し、まずは、ロタウイルス単独の感染と、ロタウイルス及びETECの複合感染との間で、ロタウイルス感染効率に差が認められるかどうかを検証し、次いで、ロタウイルス及びETECの複合感染に対しても本件#35株や本件#58株が有効であるかどうかを解析した。
9-1 材料及び方法
[ETEC含有液の調製]
ETEC株(農業・食品産業技術総合研究機構・動物衛生研究部門より分与)は、5%ヒツジ脱繊維血液を含む寒天培地に画線し、37℃で20時間培養した。形成されたコロニーを釣菌し、5mLのトリプトンソイブイヨン(TSB;tryptone soya broth)液体培地(日本BD社製)に接種し、37℃で5~8日間、静置にて繊毛復帰培養を行った。その後、菌膜形成部から釣菌し、11mLのTSBに接種し、37℃で20時間振盪培養した。培養後、遠心処理により集菌し、PBSで3回洗浄し、100℃で15分間、加熱殺菌処理を行った。その後、PBSで洗浄し、菌体濃度が1.5×1010 cells/mLとなるようにDMEM液体培地に懸濁し、ETEC含有液を調製した。
ETEC株(農業・食品産業技術総合研究機構・動物衛生研究部門より分与)は、5%ヒツジ脱繊維血液を含む寒天培地に画線し、37℃で20時間培養した。形成されたコロニーを釣菌し、5mLのトリプトンソイブイヨン(TSB;tryptone soya broth)液体培地(日本BD社製)に接種し、37℃で5~8日間、静置にて繊毛復帰培養を行った。その後、菌膜形成部から釣菌し、11mLのTSBに接種し、37℃で20時間振盪培養した。培養後、遠心処理により集菌し、PBSで3回洗浄し、100℃で15分間、加熱殺菌処理を行った。その後、PBSで洗浄し、菌体濃度が1.5×1010 cells/mLとなるようにDMEM液体培地に懸濁し、ETEC含有液を調製した。
[ロタウイルス及びETECの複合感染試験と、間接蛍光抗体法]
ロタウイルス・ETEC複合感染試験と、その後の抗ロタウイルス抗体を用いた間接蛍光抗体法は、以下の手順〔1〕~〔4〕に従って行った。
〔1〕PIE細胞株を、I型コラーゲンでコーティングされた96ウェルプレート(住友ベークライト社製)に、3×104 cells/wellとなるように播種し、DMEM液体培地中に8日間培養した。
〔2〕本件#35株及び本件#58株を、それぞれ、各ウェル当たり100MOIとなるように培地に加え、48時間培養(刺激)した。なお、これら株未刺激の対照として、PIE細胞株を、これら株不含のDMEM液体培地中で同様に培養した。
〔3〕細胞を、FCS不含のDMEM液体培地で3回洗浄し、上記実施例6の項目[活性化ロタウイルス液の調製]に記載の方法に従って調製した活性化ロタウイルス液を、各ウェル当たり100μL(1MOI相当)ずつ加え、さらに、上記項目[ETEC含有液の調製]に記載の方法に従って調製したETEC含有液を、各ウェル当たり50μL(1MOI相当)ずつ加え、5%CO2/20%O2、37℃条件下で16時間インキュベートした。なお、ウイルス単独感染の対照として、活性化ロタウイルス液のみを加えたPIE細胞株を、同様にインキュベートした。
〔4〕活性化ロタウイルス液やETEC含有液を除去後、細胞の固定処理から、間接蛍光抗体法までの手順は、上記実施例6の項目[ロタウイルス感染試験及び間接蛍光抗体法]における手順〔4〕~〔7〕に従って行った。
ロタウイルス・ETEC複合感染試験と、その後の抗ロタウイルス抗体を用いた間接蛍光抗体法は、以下の手順〔1〕~〔4〕に従って行った。
〔1〕PIE細胞株を、I型コラーゲンでコーティングされた96ウェルプレート(住友ベークライト社製)に、3×104 cells/wellとなるように播種し、DMEM液体培地中に8日間培養した。
〔2〕本件#35株及び本件#58株を、それぞれ、各ウェル当たり100MOIとなるように培地に加え、48時間培養(刺激)した。なお、これら株未刺激の対照として、PIE細胞株を、これら株不含のDMEM液体培地中で同様に培養した。
〔3〕細胞を、FCS不含のDMEM液体培地で3回洗浄し、上記実施例6の項目[活性化ロタウイルス液の調製]に記載の方法に従って調製した活性化ロタウイルス液を、各ウェル当たり100μL(1MOI相当)ずつ加え、さらに、上記項目[ETEC含有液の調製]に記載の方法に従って調製したETEC含有液を、各ウェル当たり50μL(1MOI相当)ずつ加え、5%CO2/20%O2、37℃条件下で16時間インキュベートした。なお、ウイルス単独感染の対照として、活性化ロタウイルス液のみを加えたPIE細胞株を、同様にインキュベートした。
〔4〕活性化ロタウイルス液やETEC含有液を除去後、細胞の固定処理から、間接蛍光抗体法までの手順は、上記実施例6の項目[ロタウイルス感染試験及び間接蛍光抗体法]における手順〔4〕~〔7〕に従って行った。
9-2 結果
PIE細胞株を、活性化ロタウイルス液及びETEC含有液でインキュベートすると、活性化ロタウイルス液単独でインキュベートした場合と比べ、ロタウイルス陽性細胞の割合が、有意に増加することが示された(図11A参照)。
PIE細胞株を、活性化ロタウイルス液及びETEC含有液でインキュベートすると、活性化ロタウイルス液単独でインキュベートした場合と比べ、ロタウイルス陽性細胞の割合が、有意に増加することが示された(図11A参照)。
この結果は、ロタウイルス・ETEC複合感染により、PIE細胞株におけるロタウイルス感染効率は、ロタウイルスの単独感染と比べ、上昇したことを示している。
次に、PIE細胞株を、活性化ロタウイルス液及びETEC含有液でインキュベートする前に、本件#35株や本件#58株で刺激すると、これら株による刺激を行わなかった場合と比べ、ロタウイルス陽性細胞の割合が、有意に減少することが示された(図11B参照)。
この結果は、本件#35株や本件#58株が、ウイルス・病原性細菌複合感染時のウイルス感染に対しても、低減(予防)効果を効果的に発揮することを示している。
実施例10.ウイルス及び細菌感染時における、本件ラクトバシラス属細菌株の免疫調節能の評価1
本件#35株及び本件#58株について、ウイルス・病原性細菌複合感染時における免疫調節能を評価するために、PIE細胞株を、本件#35株又は本件#58株で刺激後、ロタウイルスに感染させ、抗ウイルス性因子及び抗ウイルス性因子の下方制御因子の発現解析を行った。
本件#35株及び本件#58株について、ウイルス・病原性細菌複合感染時における免疫調節能を評価するために、PIE細胞株を、本件#35株又は本件#58株で刺激後、ロタウイルスに感染させ、抗ウイルス性因子及び抗ウイルス性因子の下方制御因子の発現解析を行った。
10-1 方法
ウイルス・病原性細菌複合感染試験と、その後の抗ウイルス性因子及び抗ウイルス性因子の下方制御因子の発現解析は、以下の手順〔1〕~〔4〕に従って行った。
〔1〕PIE細胞株を、I型コラーゲンでコーティングされた96ウェルプレート(住友ベークライト社製)に、5×104 cells/wellとなるように播種し、DMEM液体培地中に10日間培養した。
〔2〕本件#35株及び本件#58株を、それぞれ、各ウェル当たり100MOIとなるように培地に加え、48時間培養(刺激)した。なお、これら株未刺激の対照として、PIE細胞株を、これら株不含のDMEM液体培地中で同様に培養した。
〔3〕細胞を、FCS不含のDMEM液体培地で3回洗浄し、上記実施例6の項目[活性化ロタウイルス液の調製]に記載の方法に従って調製した活性化ロタウイルス液を、各ウェル当たり100μL(1MOI相当)ずつ加え、さらに、上記項目[ETEC含有液の調製]に記載の方法に従って調製したETEC含有液を、各ウェル当たり50μL(1MOI相当)ずつ加え、5%CO2/20%O2、37℃条件下で16時間インキュベートした。なお、ウイルス単独感染の対照として、活性化ロタウイルス液のみを加えたPIE細胞株を、同様にインキュベートした。
〔4〕活性化ロタウイルス液やETEC含有液を除去後、細胞における全RNAの回収から、6種類の抗ウイルス性因子(IFN-β、IFN-γ、Mx1、RNaseL、PKR、及びRIG-1)遺伝子のmRNAの発現レベル、及び2種類の抗ウイルス性因子の下方制御因子(A20及びTollip)のmRNAの発現レベルの解析までの手順は、上記実施例1の項目[Poly I:Cで刺激したPIE細胞株におけるサイトカイン関連因子の発現解析]における手順〔3〕~〔5〕に従って行った。
ウイルス・病原性細菌複合感染試験と、その後の抗ウイルス性因子及び抗ウイルス性因子の下方制御因子の発現解析は、以下の手順〔1〕~〔4〕に従って行った。
〔1〕PIE細胞株を、I型コラーゲンでコーティングされた96ウェルプレート(住友ベークライト社製)に、5×104 cells/wellとなるように播種し、DMEM液体培地中に10日間培養した。
〔2〕本件#35株及び本件#58株を、それぞれ、各ウェル当たり100MOIとなるように培地に加え、48時間培養(刺激)した。なお、これら株未刺激の対照として、PIE細胞株を、これら株不含のDMEM液体培地中で同様に培養した。
〔3〕細胞を、FCS不含のDMEM液体培地で3回洗浄し、上記実施例6の項目[活性化ロタウイルス液の調製]に記載の方法に従って調製した活性化ロタウイルス液を、各ウェル当たり100μL(1MOI相当)ずつ加え、さらに、上記項目[ETEC含有液の調製]に記載の方法に従って調製したETEC含有液を、各ウェル当たり50μL(1MOI相当)ずつ加え、5%CO2/20%O2、37℃条件下で16時間インキュベートした。なお、ウイルス単独感染の対照として、活性化ロタウイルス液のみを加えたPIE細胞株を、同様にインキュベートした。
〔4〕活性化ロタウイルス液やETEC含有液を除去後、細胞における全RNAの回収から、6種類の抗ウイルス性因子(IFN-β、IFN-γ、Mx1、RNaseL、PKR、及びRIG-1)遺伝子のmRNAの発現レベル、及び2種類の抗ウイルス性因子の下方制御因子(A20及びTollip)のmRNAの発現レベルの解析までの手順は、上記実施例1の項目[Poly I:Cで刺激したPIE細胞株におけるサイトカイン関連因子の発現解析]における手順〔3〕~〔5〕に従って行った。
10-2 結果
PIE細胞株を、活性化ロタウイルス液及びETEC含有液でインキュベートする前に、本件#35株や本件#58株で刺激すると、これら株の未刺激の場合と比べ、6種類の抗ウイルス性因子(IFN-β、IFN-γ、Mx1、RNaseL、PKR、及びRIG-1)の発現レベルが有意に増加するとともに(図12及び13参照)、2種類の抗ウイルス性因子の下方制御因子(A20及びTollip)の発現レベルが有意に減少した(図14参照)。
PIE細胞株を、活性化ロタウイルス液及びETEC含有液でインキュベートする前に、本件#35株や本件#58株で刺激すると、これら株の未刺激の場合と比べ、6種類の抗ウイルス性因子(IFN-β、IFN-γ、Mx1、RNaseL、PKR、及びRIG-1)の発現レベルが有意に増加するとともに(図12及び13参照)、2種類の抗ウイルス性因子の下方制御因子(A20及びTollip)の発現レベルが有意に減少した(図14参照)。
これらの結果は、本件ラクトバシラス属細菌株(本件#35株や本件#58株)を、ウイルス・病原性細菌複合感染した細胞へ投与すると、抗ウイルス性因子の下方制御因子(例えば、A20やTollip)の発現レベルが減少し、抗ウイルス性因子の発現増強作用が発揮されることを示している。
実施例11.ワカメ資化性を指標とした本件ラクトバシラス属細菌株の選抜
海藻を資化する細菌の代謝物について特に藻類含水炭素から産生される有機酸は、ヒトや海洋無脊椎動物の腸内微生物を活性化させると報告されている(文献「Front Immunol.2014 Jan 14;4:512.」及び「NewPhytol. 2010 Oct;188(1):82-97.」参照)。さらに、プレバイオティクス関連研究として、紅藻類を微生物発酵させて得られる代謝産物が、抗酸化や抗血液凝固作用、免疫調節作用を発揮するという報告もある(文献「Phytomedicine. 2012 Jun 15;19(8-9):797-803.」参照)。これらのことは、海洋生物素材を基質として利用可能な微生物が存在し、それらを発展的に応用することで、新たな利用価値が生まれることを意味している。一方、2010年にJan-Hendrik Hehemannらの研究チームが、“海洋細菌の中で、藻細胞壁の分解を行なう酵素を特定し、その酵素をコードする遺伝子が日本人の腸内細菌にのみ存在する”ことを報告した(文献「Anim Sci J. 2011 Apr;82(2):274-81.」参照)。かかる報告から、日本人の食生活が影響し、腸内細菌が紅藻類藻細胞壁の分解という新たに獲得した能力が腸環境に広がり、日本人の腸内微生物叢に定着したと推測した。このことは、海藻を食することにより、海藻を積極的に資化できる腸内細菌が出現することを示唆している。そこで、ワカメ残渣を投与したブタの腸管粘液における腸内細菌叢大規模解析による腸内微生物の構成を解析し、ワカメ成分調製寒天培地を用いて、ワカメ資化性ラクトバシラス属細菌株の選抜を行った。
海藻を資化する細菌の代謝物について特に藻類含水炭素から産生される有機酸は、ヒトや海洋無脊椎動物の腸内微生物を活性化させると報告されている(文献「Front Immunol.2014 Jan 14;4:512.」及び「NewPhytol. 2010 Oct;188(1):82-97.」参照)。さらに、プレバイオティクス関連研究として、紅藻類を微生物発酵させて得られる代謝産物が、抗酸化や抗血液凝固作用、免疫調節作用を発揮するという報告もある(文献「Phytomedicine. 2012 Jun 15;19(8-9):797-803.」参照)。これらのことは、海洋生物素材を基質として利用可能な微生物が存在し、それらを発展的に応用することで、新たな利用価値が生まれることを意味している。一方、2010年にJan-Hendrik Hehemannらの研究チームが、“海洋細菌の中で、藻細胞壁の分解を行なう酵素を特定し、その酵素をコードする遺伝子が日本人の腸内細菌にのみ存在する”ことを報告した(文献「Anim Sci J. 2011 Apr;82(2):274-81.」参照)。かかる報告から、日本人の食生活が影響し、腸内細菌が紅藻類藻細胞壁の分解という新たに獲得した能力が腸環境に広がり、日本人の腸内微生物叢に定着したと推測した。このことは、海藻を食することにより、海藻を積極的に資化できる腸内細菌が出現することを示唆している。そこで、ワカメ残渣を投与したブタの腸管粘液における腸内細菌叢大規模解析による腸内微生物の構成を解析し、ワカメ成分調製寒天培地を用いて、ワカメ資化性ラクトバシラス属細菌株の選抜を行った。
11-1 材料及び方法
[ワカメ成分含有液体培地の調製]
ワカメ粉末0.1g、ミリQ水100mLを瓶に入れ、オートクレーブ処理(121℃、15分間)し、0.1%ワカメ水溶液を調製した。50mLのチューブに分注し、遠心分離処理(6000rpm、20分間、4℃)後、上清を回収し、かかる上清成分(ワカメ成分)に、塩化ナトリウム及びyeast extractを、それぞれ終濃度が0.5%及び0.1%となるように添加し、0.1%ワカメ成分含有液体培地を調製した。なお、かかる0.1%ワカメ成分含有液体培地に、寒天を終濃度が1.5%となるように添加し、0.1%ワカメ成分含有寒天培地を調製した。
[ワカメ成分含有液体培地の調製]
ワカメ粉末0.1g、ミリQ水100mLを瓶に入れ、オートクレーブ処理(121℃、15分間)し、0.1%ワカメ水溶液を調製した。50mLのチューブに分注し、遠心分離処理(6000rpm、20分間、4℃)後、上清を回収し、かかる上清成分(ワカメ成分)に、塩化ナトリウム及びyeast extractを、それぞれ終濃度が0.5%及び0.1%となるように添加し、0.1%ワカメ成分含有液体培地を調製した。なお、かかる0.1%ワカメ成分含有液体培地に、寒天を終濃度が1.5%となるように添加し、0.1%ワカメ成分含有寒天培地を調製した。
[ワカメ成分含有液体培地中でのラクトバシラス・サリバリウス株の培養試験]
ブタ腸管より単離された136種類のラクトバシラス・サリバリウス株を、MRS寒天培地に塗布した。72時間後に各細菌株を、MRS液体培地5mL中に入れ、37℃で、24時間インキュベートした。100μLの0.1%ワカメ成分含有液体培地中で2回継代培養した後、OD=0.5となるようにPBSで調整し、5mLの0.1%ワカメ成分含有液体培地を添加した後、そのうちの100μLを0.1%ワカメ成分含有寒天培地に塗布し、6時間ごとに培地のpHとコロニー数を測定した(図15参照)。
ブタ腸管より単離された136種類のラクトバシラス・サリバリウス株を、MRS寒天培地に塗布した。72時間後に各細菌株を、MRS液体培地5mL中に入れ、37℃で、24時間インキュベートした。100μLの0.1%ワカメ成分含有液体培地中で2回継代培養した後、OD=0.5となるようにPBSで調整し、5mLの0.1%ワカメ成分含有液体培地を添加した後、そのうちの100μLを0.1%ワカメ成分含有寒天培地に塗布し、6時間ごとに培地のpHとコロニー数を測定した(図15参照)。
11-2 結果
ワカメ成分含有液体培地中で増殖するラクトバシラス・サリバリウス株として、ラクトバシラス・サリバリウス株#131(本明細書において、「本件#131株」ということがある)、及びラクトバシラス・サリバリウス株#71(本明細書において、「本件#71株」ということがある)を同定した。
ワカメ成分含有液体培地中で増殖するラクトバシラス・サリバリウス株として、ラクトバシラス・サリバリウス株#131(本明細書において、「本件#131株」ということがある)、及びラクトバシラス・サリバリウス株#71(本明細書において、「本件#71株」ということがある)を同定した。
1)本件#131株は、本件#35株や本件#58株と同様に、配列番号1のヌクレオチド配列からなる16S rRNA遺伝子を有するラクトバシラス・サリバリウス株であり、本件#35株や本件#58株と同様の特徴を有する。すなわち、本件#131株は、以下の特徴を有する。本件#131株は、独立行政法人製品評価技術基盤機構(NITE) 特許微生物寄託センター(NPMD)(住所:〒292-0818 千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8 122号室)に、2020年5月19日付で国際寄託受領番号NITE ABP-03221として国際寄託されている。
(a)細胞形態
形状:桿菌、芽胞形成:(-)、運動性:(-)
(b)コロニー形態(MRS寒天培地上に塗沫し、37℃、24時間好気培養したコロニーの形態を観察)
(1)グラム染色性:(+)
(2)ガス産生:(-)
(3)カタラーゼ活性:(-)
(4)インドール産性:(-)
(5)酸素に対する態度:通性嫌気性
(6)至適生育温度:37~40℃
(7)至適生育pH:pH5.5~5.8
2)本件#71株は、本件#35株や本件#58株と同様に、配列番号1のヌクレオチド配列からなる16S rRNA遺伝子を有するラクトバシラス・サリバリウス株であり、本件#35株や本件#58株と同様の特徴を有する。すなわち、本件#71株は、以下の特徴を有する。本件#71株は、独立行政法人製品評価技術基盤機構(NITE) 特許微生物寄託センター(NPMD)(住所:〒292-0818 千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8 122号室)に、2020年5月19日付で国際寄託受領番号NITE ABP-03220として国際寄託されている。
(a)細胞形態
形状:桿菌、芽胞形成:(-)、運動性:(-)
(b)コロニー形態(MRS寒天培地上に塗沫し、37℃、24時間好気培養したコロニーの形態を観察)
(1)グラム染色性:(+)
(2)ガス産生:(-)
(3)カタラーゼ活性:(-)
(4)インドール産性:(-)
(5)酸素に対する態度:通性嫌気性
(6)至適生育温度:37~40℃
(7)至適生育pH:pH5.5~5.8
(a)細胞形態
形状:桿菌、芽胞形成:(-)、運動性:(-)
(b)コロニー形態(MRS寒天培地上に塗沫し、37℃、24時間好気培養したコロニーの形態を観察)
(1)グラム染色性:(+)
(2)ガス産生:(-)
(3)カタラーゼ活性:(-)
(4)インドール産性:(-)
(5)酸素に対する態度:通性嫌気性
(6)至適生育温度:37~40℃
(7)至適生育pH:pH5.5~5.8
2)本件#71株は、本件#35株や本件#58株と同様に、配列番号1のヌクレオチド配列からなる16S rRNA遺伝子を有するラクトバシラス・サリバリウス株であり、本件#35株や本件#58株と同様の特徴を有する。すなわち、本件#71株は、以下の特徴を有する。本件#71株は、独立行政法人製品評価技術基盤機構(NITE) 特許微生物寄託センター(NPMD)(住所:〒292-0818 千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8 122号室)に、2020年5月19日付で国際寄託受領番号NITE ABP-03220として国際寄託されている。
(a)細胞形態
形状:桿菌、芽胞形成:(-)、運動性:(-)
(b)コロニー形態(MRS寒天培地上に塗沫し、37℃、24時間好気培養したコロニーの形態を観察)
(1)グラム染色性:(+)
(2)ガス産生:(-)
(3)カタラーゼ活性:(-)
(4)インドール産性:(-)
(5)酸素に対する態度:通性嫌気性
(6)至適生育温度:37~40℃
(7)至適生育pH:pH5.5~5.8
実施例12.2本鎖RNAモデルウイルスに対する本件#131株の免疫調節能の評価
本件#131株について、本件#35株や本件#58株と同様に、抗ウイルス性免疫応答の増強作用を有することを確認するために、PIE細胞株をPoly I:Cで刺激する前に、本件#131株で刺激し、抗ウイルス性因子の発現解析を行った。
本件#131株について、本件#35株や本件#58株と同様に、抗ウイルス性免疫応答の増強作用を有することを確認するために、PIE細胞株をPoly I:Cで刺激する前に、本件#131株で刺激し、抗ウイルス性因子の発現解析を行った。
12-1 方法
細胞の免疫応答の解析は、以下の手順〔1〕~〔4〕に従って解析を行った。
〔1〕PIE細胞株を、I型コラーゲンでコーティングされた12ウェルプレート(住友ベークライト社製)に、3×104 cells/wellとなるように播種し、DMEM液体培地中に3日間培養した。
〔2〕本件#131株を、各ウェル当たり5.0×107 cells/mLとなるように培地に加え、48時間培養(刺激)した。なお、本件#131株未刺激の対照として、PIE細胞株を、本件#131株不含のDMEM液体培地中で同様に培養した。
〔3〕培地を除去し、PBSで2回細胞を洗浄した後、50ng/mLのPoly I:C(catalog number P9582、SIGMA社製)を含むDMEM液体培地へ交換し、12時間培養することにより、Poly I:C刺激を行った。なお、Poly I:C未刺激の対照として、PIE細胞株を、Poly I:C不含のDMEM液体培地中で同様に培養した。
〔4〕培地を除去後、細胞における全RNAの回収から、抗ウイルス性因子(IFN-β)遺伝子のmRNAの発現レベルの解析までの手順は、上記実施例1の項目[Poly I:Cで刺激したPIE細胞株におけるサイトカイン関連因子の発現解析]における手順〔3〕~〔5〕に従って行った。本件#131株の刺激によるIFN-β発現レベル(図16参照)は、式(Poly I:Cで刺激する前に、本件#131株で刺激したときの[IFN-β遺伝子のmRNAの発現レベル/βアクチン遺伝子のmRNAの発現レベル]/Poly I:Cで刺激したときの[IFN-β遺伝子のmRNAの発現レベル/βアクチン遺伝子のmRNAの発現レベル])を基に算出した。また、比較対照として、本件#131株及びPoly I:Cの両方が未刺激での各種抗ウイルス性因子発現レベルも算出した(図16参照)。
細胞の免疫応答の解析は、以下の手順〔1〕~〔4〕に従って解析を行った。
〔1〕PIE細胞株を、I型コラーゲンでコーティングされた12ウェルプレート(住友ベークライト社製)に、3×104 cells/wellとなるように播種し、DMEM液体培地中に3日間培養した。
〔2〕本件#131株を、各ウェル当たり5.0×107 cells/mLとなるように培地に加え、48時間培養(刺激)した。なお、本件#131株未刺激の対照として、PIE細胞株を、本件#131株不含のDMEM液体培地中で同様に培養した。
〔3〕培地を除去し、PBSで2回細胞を洗浄した後、50ng/mLのPoly I:C(catalog number P9582、SIGMA社製)を含むDMEM液体培地へ交換し、12時間培養することにより、Poly I:C刺激を行った。なお、Poly I:C未刺激の対照として、PIE細胞株を、Poly I:C不含のDMEM液体培地中で同様に培養した。
〔4〕培地を除去後、細胞における全RNAの回収から、抗ウイルス性因子(IFN-β)遺伝子のmRNAの発現レベルの解析までの手順は、上記実施例1の項目[Poly I:Cで刺激したPIE細胞株におけるサイトカイン関連因子の発現解析]における手順〔3〕~〔5〕に従って行った。本件#131株の刺激によるIFN-β発現レベル(図16参照)は、式(Poly I:Cで刺激する前に、本件#131株で刺激したときの[IFN-β遺伝子のmRNAの発現レベル/βアクチン遺伝子のmRNAの発現レベル]/Poly I:Cで刺激したときの[IFN-β遺伝子のmRNAの発現レベル/βアクチン遺伝子のmRNAの発現レベル])を基に算出した。また、比較対照として、本件#131株及びPoly I:Cの両方が未刺激での各種抗ウイルス性因子発現レベルも算出した(図16参照)。
4-2 結果
Poly I:Cで刺激する前に、本件#131株で刺激したPIE細胞株におけるIFN-βの発現レベルは、本件#131株未刺激で、かつPoly I:Cで刺激したPIE細胞株における発現レベルと比べ、有意に増加した(図16参照)。
Poly I:Cで刺激する前に、本件#131株で刺激したPIE細胞株におけるIFN-βの発現レベルは、本件#131株未刺激で、かつPoly I:Cで刺激したPIE細胞株における発現レベルと比べ、有意に増加した(図16参照)。
この結果は、本件#131株は、本件#35株や本件#58株と同様に、抗ウイルス性因子の発現増強作用を有することが示された。また、本件#35株及び本件#58株、並びに、本件#131株及び本件#71株は、共に配列番号1のヌクレオチド配列からなる16S rRNA遺伝子を有するラクトバシラス・サリバリウス株であることから、配列番号1のヌクレオチド配列からなる16S rRNA遺伝子を有するラクトバシラス・サリバリウス株は、抗ウイルス性と、ワカメ資化性の両方の性質を有することが示唆された。
実施例13.本件ラクトバシラス属細菌株のウイルス感染低減効果の確認(2)
ラクトバシラス・サリバリウスとは別の種のラクトバシラス属細菌株であっても、抗ウイルス効果を発揮したラクトバシラス・サリバリウスの16S rRNA遺伝子のヌクレオチド配列(すなわち、配列番号1のヌクレオチド配列)と高い配列同一性を有するものが、抗ウイルス効果を有するかどうかを解析した。具体的には、本件ラクトバシラス属細菌株に包含される9種類のラクトバシラス・プランタラム株(本件#16株、本件#6VG132株、本件#6ML6109株、本件#6ML686株、本件#3CS123株、本件#6VG141株、本件#2CS82株、本件#1FeB18株、及び本件#4FeB195株)について、ロタウイルス感染試験を行った。
ラクトバシラス・サリバリウスとは別の種のラクトバシラス属細菌株であっても、抗ウイルス効果を発揮したラクトバシラス・サリバリウスの16S rRNA遺伝子のヌクレオチド配列(すなわち、配列番号1のヌクレオチド配列)と高い配列同一性を有するものが、抗ウイルス効果を有するかどうかを解析した。具体的には、本件ラクトバシラス属細菌株に包含される9種類のラクトバシラス・プランタラム株(本件#16株、本件#6VG132株、本件#6ML6109株、本件#6ML686株、本件#3CS123株、本件#6VG141株、本件#2CS82株、本件#1FeB18株、及び本件#4FeB195株)について、ロタウイルス感染試験を行った。
本件#16株は、配列番号52のヌクレオチド配列からなる16S rRNA遺伝子を有するラクトバシラス・プランタラム株であり、独立行政法人製品評価技術基盤機構(NITE) 特許微生物寄託センター(NPMD)(住所:〒292-0818 千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8 122号室)に、2021年4月23日付で国際寄託受領番号NITE ABP-03474として国際寄託されている。本件#16株は、上記4種類のラクトバシラス・サリバリウス株(本件#35株、本件#58株、本件#131株、及び本件#71株)と同様に、以下の特徴を有する。
(a)細胞形態
形状:桿菌、芽胞形成:(-)、運動性:(-)
(b)コロニー形態(MRS寒天培地上に塗沫し、37℃、24時間好気培養したコロニーの形態を観察)
(1)グラム染色性:(+)
(2)ガス産生:(-)
(3)カタラーゼ活性:(-)
(4)インドール産性:(-)
(5)酸素に対する態度:通性嫌気性
(6)至適生育温度:37~40℃
(7)至適生育pH:pH5.5~5.8
(a)細胞形態
形状:桿菌、芽胞形成:(-)、運動性:(-)
(b)コロニー形態(MRS寒天培地上に塗沫し、37℃、24時間好気培養したコロニーの形態を観察)
(1)グラム染色性:(+)
(2)ガス産生:(-)
(3)カタラーゼ活性:(-)
(4)インドール産性:(-)
(5)酸素に対する態度:通性嫌気性
(6)至適生育温度:37~40℃
(7)至適生育pH:pH5.5~5.8
1)本件#6ML686株は、配列番号53のヌクレオチド配列からなる16S rRNA遺伝子を有するラクトバシラス・プランタラム株であり、独立行政法人製品評価技術基盤機構(NITE) 特許微生物寄託センター(NPMD)(住所:〒292-0818 千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8 122号室)に、2021年4月23日付で国際寄託受領番号NITE ABP-03466として国際寄託されている。本件#6ML686株は、上記4種類のラクトバシラス・サリバリウス株(本件#35株、本件#58株、本件#131株、及び本件#71株)と同様に、以下の特徴を有する。
(a)細胞形態
形状:桿菌、芽胞形成:(-)、運動性:(-)
(b)コロニー形態(MRS寒天培地上に塗沫し、37℃、24時間好気培養したコロニーの形態を観察)
(1)グラム染色性:(+)
(2)ガス産生:(-)
(3)カタラーゼ活性:(-)
(4)インドール産性:(-)
(5)酸素に対する態度:通性嫌気性
(6)至適生育温度:37~40℃
(7)至適生育pH:pH5.5~5.8
2)本件#6ML6109株は、配列番号53のヌクレオチド配列からなる16S rRNA遺伝子を有するラクトバシラス・プランタラム株であり、独立行政法人製品評価技術基盤機構(NITE) 特許微生物寄託センター(NPMD)(住所:〒292-0818 千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8 122号室)に、2021年4月23日付で国際寄託受領番号NITE ABP-03468として国際寄託されている。本件#6ML6109株は、上記4種類のラクトバシラス・サリバリウス株(本件#35株、本件#58株、本件#131株、及び本件#71株)と同様に、以下の特徴を有する。
(a)細胞形態
形状:桿菌、芽胞形成:(-)、運動性:(-)
(b)コロニー形態(MRS寒天培地上に塗沫し、37℃、24時間好気培養したコロニーの形態を観察)
(1)グラム染色性:(+)
(2)ガス産生:(-)
(3)カタラーゼ活性:(-)
(4)インドール産性:(-)
(5)酸素に対する態度:通性嫌気性
(6)至適生育温度:37~40℃
(7)至適生育pH:pH5.5~5.8
(a)細胞形態
形状:桿菌、芽胞形成:(-)、運動性:(-)
(b)コロニー形態(MRS寒天培地上に塗沫し、37℃、24時間好気培養したコロニーの形態を観察)
(1)グラム染色性:(+)
(2)ガス産生:(-)
(3)カタラーゼ活性:(-)
(4)インドール産性:(-)
(5)酸素に対する態度:通性嫌気性
(6)至適生育温度:37~40℃
(7)至適生育pH:pH5.5~5.8
2)本件#6ML6109株は、配列番号53のヌクレオチド配列からなる16S rRNA遺伝子を有するラクトバシラス・プランタラム株であり、独立行政法人製品評価技術基盤機構(NITE) 特許微生物寄託センター(NPMD)(住所:〒292-0818 千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8 122号室)に、2021年4月23日付で国際寄託受領番号NITE ABP-03468として国際寄託されている。本件#6ML6109株は、上記4種類のラクトバシラス・サリバリウス株(本件#35株、本件#58株、本件#131株、及び本件#71株)と同様に、以下の特徴を有する。
(a)細胞形態
形状:桿菌、芽胞形成:(-)、運動性:(-)
(b)コロニー形態(MRS寒天培地上に塗沫し、37℃、24時間好気培養したコロニーの形態を観察)
(1)グラム染色性:(+)
(2)ガス産生:(-)
(3)カタラーゼ活性:(-)
(4)インドール産性:(-)
(5)酸素に対する態度:通性嫌気性
(6)至適生育温度:37~40℃
(7)至適生育pH:pH5.5~5.8
本件#6VG132株は、配列番号54のヌクレオチド配列からなる16S rRNA遺伝子を有するラクトバシラス・プランタラム株であり、独立行政法人製品評価技術基盤機構(NITE) 特許微生物寄託センター(NPMD)(住所:〒292-0818 千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8 122号室)に、2021年4月23日付で国際寄託受領番号NITE ABP-03467として国際寄託されている。本件#6VG132株は、上記4種類のラクトバシラス・サリバリウス株(本件#35株、本件#58株、本件#131株、及び本件#71株)と同様に、以下の特徴を有する。
(a)細胞形態
形状:桿菌、芽胞形成:(-)、運動性:(-)
(b)コロニー形態(MRS寒天培地上に塗沫し、37℃、24時間好気培養したコロニーの形態を観察)
(1)グラム染色性:(+)
(2)ガス産生:(-)
(3)カタラーゼ活性:(-)
(4)インドール産性:(-)
(5)酸素に対する態度:通性嫌気性
(6)至適生育温度:37~40℃
(7)至適生育pH:pH5.5~5.8
(a)細胞形態
形状:桿菌、芽胞形成:(-)、運動性:(-)
(b)コロニー形態(MRS寒天培地上に塗沫し、37℃、24時間好気培養したコロニーの形態を観察)
(1)グラム染色性:(+)
(2)ガス産生:(-)
(3)カタラーゼ活性:(-)
(4)インドール産性:(-)
(5)酸素に対する態度:通性嫌気性
(6)至適生育温度:37~40℃
(7)至適生育pH:pH5.5~5.8
本件#6VG141株は、配列番号55のヌクレオチド配列からなる16S rRNA遺伝子を有するラクトバシラス・プランタラム株であり、独立行政法人製品評価技術基盤機構(NITE) 特許微生物寄託センター(NPMD)(住所:〒292-0818 千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8 122号室)に、2021年4月23日付で国際寄託受領番号NITE ABP-03469として国際寄託されている。本件#6VG141株は、上記4種類のラクトバシラス・サリバリウス株(本件#35株、本件#58株、本件#131株、及び本件#71株)と同様に、以下の特徴を有する。
(a)細胞形態
形状:桿菌、芽胞形成:(-)、運動性:(-)
(b)コロニー形態(MRS寒天培地上に塗沫し、37℃、24時間好気培養したコロニーの形態を観察)
(1)グラム染色性:(+)
(2)ガス産生:(-)
(3)カタラーゼ活性:(-)
(4)インドール産性:(-)
(5)酸素に対する態度:通性嫌気性
(6)至適生育温度:37~40℃
(7)至適生育pH:pH5.5~5.8
(a)細胞形態
形状:桿菌、芽胞形成:(-)、運動性:(-)
(b)コロニー形態(MRS寒天培地上に塗沫し、37℃、24時間好気培養したコロニーの形態を観察)
(1)グラム染色性:(+)
(2)ガス産生:(-)
(3)カタラーゼ活性:(-)
(4)インドール産性:(-)
(5)酸素に対する態度:通性嫌気性
(6)至適生育温度:37~40℃
(7)至適生育pH:pH5.5~5.8
1)本件#2CS82株は、配列番号56のヌクレオチド配列からなる16S rRNA遺伝子を有するラクトバシラス・プランタラム株であり、独立行政法人製品評価技術基盤機構(NITE) 特許微生物寄託センター(NPMD)(住所:〒292-0818 千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8 122号室)に、2021年4月23日付で国際寄託受領番号NITE ABP-03470として国際寄託されている。本件#2CS82株は、上記4種類のラクトバシラス・サリバリウス株(本件#35株、本件#58株、本件#131株、及び本件#71株)と同様に、以下の特徴を有する。
(a)細胞形態
形状:桿菌、芽胞形成:(-)、運動性:(-)
(b)コロニー形態(MRS寒天培地上に塗沫し、37℃、24時間好気培養したコロニーの形態を観察)
(1)グラム染色性:(+)
(2)ガス産生:(-)
(3)カタラーゼ活性:(-)
(4)インドール産性:(-)
(5)酸素に対する態度:通性嫌気性
(6)至適生育温度:37~40℃
(7)至適生育pH:pH5.5~5.8
2)本件#1FeB18株は、配列番号56のヌクレオチド配列からなる16S rRNA遺伝子を有するラクトバシラス・プランタラム株であり、独立行政法人製品評価技術基盤機構(NITE) 特許微生物寄託センター(NPMD)(住所:〒292-0818 千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8 122号室)に、2021年4月23日付で国際寄託受領番号NITE ABP-03472として国際寄託されている。本件#1FeB18株は、上記4種類のラクトバシラス・サリバリウス株(本件#35株、本件#58株、本件#131株、及び本件#71株)と同様に、以下の特徴を有する。
(a)細胞形態
形状:桿菌、芽胞形成:(-)、運動性:(-)
(b)コロニー形態(MRS寒天培地上に塗沫し、37℃、24時間好気培養したコロニーの形態を観察)
(1)グラム染色性:(+)
(2)ガス産生:(-)
(3)カタラーゼ活性:(-)
(4)インドール産性:(-)
(5)酸素に対する態度:通性嫌気性
(6)至適生育温度:37~40℃
(7)至適生育pH:pH5.5~5.8
(a)細胞形態
形状:桿菌、芽胞形成:(-)、運動性:(-)
(b)コロニー形態(MRS寒天培地上に塗沫し、37℃、24時間好気培養したコロニーの形態を観察)
(1)グラム染色性:(+)
(2)ガス産生:(-)
(3)カタラーゼ活性:(-)
(4)インドール産性:(-)
(5)酸素に対する態度:通性嫌気性
(6)至適生育温度:37~40℃
(7)至適生育pH:pH5.5~5.8
2)本件#1FeB18株は、配列番号56のヌクレオチド配列からなる16S rRNA遺伝子を有するラクトバシラス・プランタラム株であり、独立行政法人製品評価技術基盤機構(NITE) 特許微生物寄託センター(NPMD)(住所:〒292-0818 千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8 122号室)に、2021年4月23日付で国際寄託受領番号NITE ABP-03472として国際寄託されている。本件#1FeB18株は、上記4種類のラクトバシラス・サリバリウス株(本件#35株、本件#58株、本件#131株、及び本件#71株)と同様に、以下の特徴を有する。
(a)細胞形態
形状:桿菌、芽胞形成:(-)、運動性:(-)
(b)コロニー形態(MRS寒天培地上に塗沫し、37℃、24時間好気培養したコロニーの形態を観察)
(1)グラム染色性:(+)
(2)ガス産生:(-)
(3)カタラーゼ活性:(-)
(4)インドール産性:(-)
(5)酸素に対する態度:通性嫌気性
(6)至適生育温度:37~40℃
(7)至適生育pH:pH5.5~5.8
本件#3CS123株は、配列番号57のヌクレオチド配列からなる16S rRNA遺伝子を有するラクトバシラス・プランタラム株であり、独立行政法人製品評価技術基盤機構(NITE) 特許微生物寄託センター(NPMD)(住所:〒292-0818 千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8 122号室)に、2021年4月23日付で国際寄託受領番号NITE ABP-03471として国際寄託されている。本件#3CS123株は、上記4種類のラクトバシラス・サリバリウス株(本件#35株、本件#58株、本件#131株、及び本件#71株)と同様に、以下の特徴を有する。
(a)細胞形態
形状:桿菌、芽胞形成:(-)、運動性:(-)
(b)コロニー形態(MRS寒天培地上に塗沫し、37℃、24時間好気培養したコロニーの形態を観察)
(1)グラム染色性:(+)
(2)ガス産生:(-)
(3)カタラーゼ活性:(-)
(4)インドール産性:(-)
(5)酸素に対する態度:通性嫌気性
(6)至適生育温度:37~40℃
(7)至適生育pH:pH5.5~5.8
(a)細胞形態
形状:桿菌、芽胞形成:(-)、運動性:(-)
(b)コロニー形態(MRS寒天培地上に塗沫し、37℃、24時間好気培養したコロニーの形態を観察)
(1)グラム染色性:(+)
(2)ガス産生:(-)
(3)カタラーゼ活性:(-)
(4)インドール産性:(-)
(5)酸素に対する態度:通性嫌気性
(6)至適生育温度:37~40℃
(7)至適生育pH:pH5.5~5.8
また、本件#4FeB195株は、配列番号58のヌクレオチド配列からなる16S rRNA遺伝子を有するラクトバシラス・プランタラム株であり、独立行政法人製品評価技術基盤機構(NITE) 特許微生物寄託センター(NPMD)(住所:〒292-0818 千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8 122号室)に、2021年4月23日付で国際寄託受領番号NITE ABP-03473として国際寄託されている。本件#4FeB195株は、上記4種類のラクトバシラス・サリバリウス株(本件#35株、本件#58株、本件#131株、及び本件#71株)と同様に、以下の特徴を有する。
(a)細胞形態
形状:桿菌、芽胞形成:(-)、運動性:(-)
(b)コロニー形態(MRS寒天培地上に塗沫し、37℃、24時間好気培養したコロニーの形態を観察)
(1)グラム染色性:(+)
(2)ガス産生:(-)
(3)カタラーゼ活性:(-)
(4)インドール産性:(-)
(5)酸素に対する態度:通性嫌気性
(6)至適生育温度:37~40℃
(7)至適生育pH:pH5.5~5.8
(a)細胞形態
形状:桿菌、芽胞形成:(-)、運動性:(-)
(b)コロニー形態(MRS寒天培地上に塗沫し、37℃、24時間好気培養したコロニーの形態を観察)
(1)グラム染色性:(+)
(2)ガス産生:(-)
(3)カタラーゼ活性:(-)
(4)インドール産性:(-)
(5)酸素に対する態度:通性嫌気性
(6)至適生育温度:37~40℃
(7)至適生育pH:pH5.5~5.8
上記9種類のラクトバシラス・プランタラム株は、いずれも配列番号1のヌクレオチド配列と少なくとも90%の同一性を有する16S rRNA遺伝子を有するラクトバシラス属細菌株である。
13-1 材料及び方法
[材料]
PIE1-3細胞株は、デュロック種の離乳仔ブタ小腸よりクローニングされた細胞を用いた。
PIE1-3細胞株は、デュロック種の離乳仔ブタ小腸よりクローニングされた細胞を用いた。
[方法]
ロタウイルス感染試験と、その後のロタウイルス感染レベル及びロタウイルス感染細胞の解析は、以下の手順〔1〕~〔7〕に従って行った。
〔1〕PIE1-3細胞株を、I型コラーゲンでコーティングされた96ウェルプレート(住友ベークライト社製)に、3×104 cells/mLとなるように播種し、DMEM液体培地中に8日間培養した。
〔2〕上記9種類のラクトバシラス・プランタラム株を、それぞれ、各ウェル当たり1MOIとなるように培地に加え、48時間培養(刺激)した。なお、これら株未刺激の対照として、PIE1-3細胞株を、これら株不含のDMEM液体培地中で同様に培養した。
〔3〕細胞を、FCS不含のDMEM液体培地で3回洗浄し、上記実施例6の項目[活性化ロタウイルス液の調製]に記載の方法に従って調製した活性化ロタウイルス液を、各ウェル当たり100μL(1MOI相当)ずつ加え、5%CO2/20%O2、37℃条件下で12時間インキュベートした。
〔4〕活性化ロタウイルス液を除去後、2種類のラクトバシラス・プランタラム株(本件#1FeB18株及び本件#4FeB195株)で刺激したPIE1-3細胞株については、ロタウイルス感染細胞の割合を解析するために、上記実施例6の項目[ロタウイルス感染試験及び間接蛍光抗体法]における手順〔4〕~〔7〕に従って、細胞の固定処理から、間接蛍光抗体法までを行った(図18参照)。
〔5〕また、7種類のラクトバシラス・プランタラム株(本件#16株、本件#6VG132株、本件#6ML6109株、本件#6ML686株、本件#3CS123株、本件#6VG141株、及び本件#2CS82株)で刺激したPIE1-3細胞株については、ロタウイルス由来遺伝子の発現レベルを指標としたロタウイルス感染レベルの解析を行った。まず、上記活性化ロタウイルス液を除去後、細胞をPBSで1回洗浄し、細胞溶解液(TRIzol試薬[Invitrogen社製])を用いて、定法に従って細胞における全RNAを得た。RNAの濃度及び純度は、NanoDrop ND-1000スペクトロフォトメーター(Thermo Fisher Scientific社製)で測定した。
〔6〕得られた全RNAから、Prime Script RT reagent Kit with gDNA Eraser(Perfect Real Time)(Takara社製)を用い、製品添付のプロトコールに従って、cDNAを合成した。
〔7〕合成したcDNAを鋳型とし、ロタウイルス由来遺伝子(NSP5遺伝子)及びβアクチン遺伝子のmRNAの発現レベルを解析するために、以下の表2に示すプライマーセット(センスプライマー及びアンチセンスプライマー)と、Platinum SYBR Green qPCR Super Mix-UDG with ROX(Invitrogen社製)と、ABI PRISM 7300リアルタイムPCRシステム(Applied Biosystem社製)とを用いた定量PCR解析を、製品添付のプロトコールに従って行った。上記9種類のラクトバシラス・プランタラム株刺激によるNSP5の発現レベルは、式(上記9種類のラクトバシラス・プランタラム株刺激による[NSP5遺伝子のmRNAの発現レベル/βアクチン遺伝子のmRNAの発現レベル]/上記9種類のラクトバシラス・プランタラム株未刺激による[NSP5遺伝子のmRNAの発現レベル/βアクチン遺伝子のmRNAの発現レベル])を基に算出した(図17参照)。
ロタウイルス感染試験と、その後のロタウイルス感染レベル及びロタウイルス感染細胞の解析は、以下の手順〔1〕~〔7〕に従って行った。
〔1〕PIE1-3細胞株を、I型コラーゲンでコーティングされた96ウェルプレート(住友ベークライト社製)に、3×104 cells/mLとなるように播種し、DMEM液体培地中に8日間培養した。
〔2〕上記9種類のラクトバシラス・プランタラム株を、それぞれ、各ウェル当たり1MOIとなるように培地に加え、48時間培養(刺激)した。なお、これら株未刺激の対照として、PIE1-3細胞株を、これら株不含のDMEM液体培地中で同様に培養した。
〔3〕細胞を、FCS不含のDMEM液体培地で3回洗浄し、上記実施例6の項目[活性化ロタウイルス液の調製]に記載の方法に従って調製した活性化ロタウイルス液を、各ウェル当たり100μL(1MOI相当)ずつ加え、5%CO2/20%O2、37℃条件下で12時間インキュベートした。
〔4〕活性化ロタウイルス液を除去後、2種類のラクトバシラス・プランタラム株(本件#1FeB18株及び本件#4FeB195株)で刺激したPIE1-3細胞株については、ロタウイルス感染細胞の割合を解析するために、上記実施例6の項目[ロタウイルス感染試験及び間接蛍光抗体法]における手順〔4〕~〔7〕に従って、細胞の固定処理から、間接蛍光抗体法までを行った(図18参照)。
〔5〕また、7種類のラクトバシラス・プランタラム株(本件#16株、本件#6VG132株、本件#6ML6109株、本件#6ML686株、本件#3CS123株、本件#6VG141株、及び本件#2CS82株)で刺激したPIE1-3細胞株については、ロタウイルス由来遺伝子の発現レベルを指標としたロタウイルス感染レベルの解析を行った。まず、上記活性化ロタウイルス液を除去後、細胞をPBSで1回洗浄し、細胞溶解液(TRIzol試薬[Invitrogen社製])を用いて、定法に従って細胞における全RNAを得た。RNAの濃度及び純度は、NanoDrop ND-1000スペクトロフォトメーター(Thermo Fisher Scientific社製)で測定した。
〔6〕得られた全RNAから、Prime Script RT reagent Kit with gDNA Eraser(Perfect Real Time)(Takara社製)を用い、製品添付のプロトコールに従って、cDNAを合成した。
〔7〕合成したcDNAを鋳型とし、ロタウイルス由来遺伝子(NSP5遺伝子)及びβアクチン遺伝子のmRNAの発現レベルを解析するために、以下の表2に示すプライマーセット(センスプライマー及びアンチセンスプライマー)と、Platinum SYBR Green qPCR Super Mix-UDG with ROX(Invitrogen社製)と、ABI PRISM 7300リアルタイムPCRシステム(Applied Biosystem社製)とを用いた定量PCR解析を、製品添付のプロトコールに従って行った。上記9種類のラクトバシラス・プランタラム株刺激によるNSP5の発現レベルは、式(上記9種類のラクトバシラス・プランタラム株刺激による[NSP5遺伝子のmRNAの発現レベル/βアクチン遺伝子のmRNAの発現レベル]/上記9種類のラクトバシラス・プランタラム株未刺激による[NSP5遺伝子のmRNAの発現レベル/βアクチン遺伝子のmRNAの発現レベル])を基に算出した(図17参照)。
13-2 結果
PIE1-3細胞株を活性化ロタウイルス液でインキュベートする前に、7種類のラクトバシラス・プランタラム株(本件#16株、本件#6VG132株、本件#6ML6109株、本件#6ML686株、本件#3CS123株、本件#6VG141株、及び本件#2CS82株)で刺激すると、これら株の未刺激の場合と比べ、ロタウイルス由来のNSP5の発現レベルが有意に減少した(図17参照)。
PIE1-3細胞株を活性化ロタウイルス液でインキュベートする前に、7種類のラクトバシラス・プランタラム株(本件#16株、本件#6VG132株、本件#6ML6109株、本件#6ML686株、本件#3CS123株、本件#6VG141株、及び本件#2CS82株)で刺激すると、これら株の未刺激の場合と比べ、ロタウイルス由来のNSP5の発現レベルが有意に減少した(図17参照)。
また、PIE1-3細胞株を活性化ロタウイルス液でインキュベートする前に、2種類のラクトバシラス・プランタラム株(本件#1FeB18株及び本件#4FeB195株)で刺激すると、これら株の未刺激の場合と比べ、ロタウイルス感染細胞の割合が、それぞれ有意に低下することが示された(図18参照)。
これらの結果は、上記9種類のラクトバシラス・プランタラム株は、ウイルス感染の低減(予防)効果を有することを示している。
本発明は、畜産業やヒト医療におけるウイルス感染症の予防又は治療に資するものである。
Claims (8)
- 配列番号1に示されるヌクレオチド配列と少なくとも90%の同一性を有する16S rRNA遺伝子を有し、かつ、抗ウイルス性因子の発現増強作用及び/又は抗ウイルス性因子の下方制御因子の発現低減作用を有するラクトバシラス属細菌株を、1又は2種以上含むことを特徴とする抗ウイルス剤。
- 抗ウイルス性因子が、インターフェロン(IFN)-β、IFN-λ、Mx1(MX dynamin like GTPase 1)、OAS1(2'-5'-oligoadenylate synthetase 1)、RNaseL、PKR(Protein kinase R)、及びRIG-I(Retinoic acid inducible gene-I)から選択される1又は2以上の抗ウイルス性因子であり、抗ウイルス性因子の下方制御因子が、A20及びTollip(Toll-interacting protein)から選択される1又は2の抗ウイルス性因子の下方制御因子であることを特徴とする請求項1に記載の抗ウイルス剤。
- ラクトバシラス属細菌株が、TLR(Toll-like receptor)2、TLR4、及びNOD2(Nucleotide binding oligomerization domain-like receptor 2)から選択される1又は2以上の受容体の発現増強作用を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の抗ウイルス剤。
- ウイルスが2本鎖RNAウイルスであることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の抗ウイルス剤。
- ラクトバシラス属細菌株が、受領番号NITE ABP-03218として寄託されているラクトバシラス・サリバリウス株;受領番号NITE ABP-03219として寄託されているラクトバシラス・サリバリウス株;受領番号NITE ABP-03221として寄託されているラクトバシラス・サリバリウス株;受領番号NITE ABP-03474として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03467として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03468として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03466として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03471として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03469として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03470として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03472として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;及び、受領番号NITE ABP-03473として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;から選択される1又は2種以上であることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の抗ウイルス剤。
- ラクトバシラス属細菌株が、ワカメ資化性を示すことを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の抗ウイルス剤。
- 家畜用飼料又は飲食品であることを特徴とする請求項1~6のいずれかに記載の抗ウイルス剤。
- 受領番号NITE ABP-03218として寄託されているラクトバシラス・サリバリウス株;受領番号NITE ABP-03219として寄託されているラクトバシラス・サリバリウス株;受領番号NITE ABP-03221として寄託されているラクトバシラス・サリバリウス株;受領番号NITE ABP-03474として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03467として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03468として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03466として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03471として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03469として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03470として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;受領番号NITE ABP-03472として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株;又は、受領番号NITE ABP-03473として寄託されているラクトバシラス・プランタラム株。
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EP4159839A1 (en) | 2023-04-05 |
EP4159839A4 (en) | 2024-10-23 |
US20230263845A1 (en) | 2023-08-24 |
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