ヒト初乳由来のペディオコッカス・ペントサセウスB49はマウスの便秘を改善する

Pediococcus pentosaceus B49 from human colostrum ameliorates constipation in mice.

• Juqing Huang
• Suyi Li
• Qi Wang
• Xuefang Guan
• Lei Qian
• Jie Li
• Yi Zheng
• Bin Lin

抄録

便秘は、人間の生活の質に深刻な影響を与える、一般的で負担の大きい消化管（GI）疾患である。本研究では、マウスにおけるロペラミド（Lop）誘発性便秘に対するP. pentosaceus B49（ヒト初乳由来）の効果を評価した。マウスにP. pentosaceus B49（5×109 CFUまたは5×1010 CFU）を毎日14日間経口投与した。その結果、P. pentosaceus B49処理は、マウスの排便時間を短縮し、GI通過率を高め、便の産生量を増加させることで、マウスの便秘を緩和した。便秘対照群と比較して、P. pentosaceus B49処理群では、抑制性神経伝達物質（血管作動性腸管ペプチド、一酸化窒素）の血清レベルが低下し、興奮性神経伝達物質（アセチルコリンエステラーゼ、モチリン、ガストリン）の血清レベルが上昇し、短鎖脂肪酸（SCFAs）の糞便濃度が上昇していました。腸内細菌叢の解析から、P. pentosaceus B49が便秘マウスの腸内にコロニー化し、SCFA産生菌（Lactobacillus, Ruminococcaceae_UCG-014, Bacteroidales_S24-7）を増加させ、潜在的な病原菌（Staphylococcus, Helicobacter）を減少させることで、腸内細菌叢を変化させたことが明らかになった。さらに、大腸組織のトランスクリプトーム解析を行ったところ、P. pentosaceus B49は、消化管蠕動運動に関連する遺伝子（Ache, Chrm2, Slc18a3, Grp, Vip）、水分・電解質の吸収・輸送に関連する遺伝子（Aqp4, Aqp4, Aqp5, Aqp6, Aqp6, Aqp7）の発現を一部正常化したことが明らかになった。Aqp4, Aqp8, Atp12a）の発現を低下させる一方で、便秘マウスの炎症性および癌化前遺伝子（Lbp, Lgals2, Bcl2, Bcl2l15, Gsdmc2, Olfm4）の発現を低下させることが明らかになった。これらの知見は、P. pentosaceus B49がマウスの便秘を効果的に解消することを示しており、便秘の治療薬として有望な候補であることを示している。

Constipation is a prevalent and burdensome gastrointestinal (GI) disorder that seriously affects the quality of human life. This study evaluated the effects of the P. pentosaceus B49 (from human colostrum) on loperamide (Lop)-induced constipation in mice. Mice were given P. pentosaceus B49 (5 × 109 CFU or 5 × 1010 CFU) by gavage daily for 14 days. The result shows that P. pentosaceus B49 treatment relieved constipation in mice by shortening the defecation time, increasing the GI transit rate and stool production. Compared with the constipation control group, the P. pentosaceus B49-treated groups showed decreased serum levels of inhibitory neurotransmitters (vasoactive intestinal peptide and nitric oxide), increased serum levels of excitatory neurotransmitters (acetylcholinesterase, motilin, and gastrin), and elevated cecal concentration of short chain fatty acids (SCFAs). Analysis of cecal microbiota reveals that P. pentosaceus B49 was colonized in the intestine of constipated mice, and altered the cecal microbiota by increasing beneficial SCFAs-producing bacteria (i.e., Lactobacillus, Ruminococcaceae_UCG-014, and Bacteroidales_S24-7) and decreasing potential pathogenic bacteria (i.e., Staphylococcus and Helicobacter). Moreover, transcriptome analysis of the colon tissue shows that P. pentosaceus B49 partly normalized the expression of genes related to GI peristalsis (i.e., Ache, Chrm2, Slc18a3, Grp, and Vip), water and electrolyte absorption and transport (i.e., Aqp4, Aqp8, and Atp12a), while down-regulating the expression of pro-inflammatory and pro-oncogenic genes (i.e., Lbp, Lgals2, Bcl2, Bcl2l15, Gsdmc2, and Olfm4) in constipated mice. Our findings indicate that P. pentosaceus B49 effectively relieves constipation in mice and is a promising candidate for treating constipation.