プロバイオティクスであるLactobacillus curvatus BSF206およびPediococcus pentosaceus AC1-2のStreptococcus mutansに対する抗菌・抗バイオフィルム活性

Antibacterial and anti-biofilm activities of probiotic Lactobacillus curvatus BSF206 and Pediococcus pentosaceus AC1-2 against Streptococcus mutans.

抄録

Streptococcus mutans (S. mutans)は、う蝕の原因となる最も重要な口腔内病原細菌である。ここでは、プロバイオティクス乳酸菌であるLactobacillus curvatus (L. curvatus) BSF206株とPediococcus pentosaceus (P. pentosaceus) AC1-2株のS. mutansを制御する能力を調べた。両プロバイオティクス菌株は、口腔内環境での生存を促進するために、酸や胆汁酸塩に耐性があり、過酸化水素やリゾチームにも耐性があります。さらに、両菌株は高い疎水性を持ち、静電的な相互作用も可能である。これらの特性により、両菌株は、歯肉上皮細胞やHT-29に付着して口腔組織への定着性を高めるとともに、これらのプロバイオティクスが自己凝集してS. mutansと凝集体を形成することで、S. mutansが口腔組織に定着するのを防ぎ、食物や唾液を飲み込む際に口腔内からのカリ原性細菌の除去を促進することができる。さらに、L. curvatus BSF206とP. pentosaceus AC1-2は、S. mutansの活動（バイオフィルムの形成、細胞外マトリックス成分の分泌、水不溶性グルカンの合成）を効果的に阻害し、バイオフィルムの生成に関与する主要なS. mutans遺伝子（gtfA, gtfB, ftf, brpA）の発現を低下させることが明らかになった。以上の結果から、L. curvatus BSF206およびP. pentosaceus AC1-2がS. mutansのバイオフィルム形成を阻害することは、虫歯予防の新たな戦略として有効であると考えられる。

Streptococcus mutans (S. mutans) is the most important oral pathogenic bacterial cause of dental caries. Here we investigated the abilities of probiotic lactobacillus strains of Lactobacillus curvatus (L. curvatus) BSF206 and Pediococcus pentosaceus (P. pentosaceus) AC1-2 to control S. mutans. Both probiotic strains are acid and bile salt tolerant and are resistant to hydrogen peroxide and lysozyme to promote their survival within the oral environment. In addition, both strains are highly hydrophobic and are also capable of engaging in electrostatic interactions. These properties enhance abilities of both strains to adhere to gingival epithelial cells and HT-29 for improved colonization of oral tissues, while also enabling these probiotics auto-aggregate and to form aggregates with S. mutans that both may prevent S. mutans from colonizing oral tissues and facilitate the clearance of the cariogenic bacteria from the mouth during swallowing of food and saliva. Furthermore, results presented herein revealed that L. curvatus BSF206 and P. pentosaceus AC1-2 effectively inhibited S. mutans activities (biofilm formation, secretion of extracellular matrix components, synthesis of water-insoluble glucans) and led to downregulation of expression of key S. mutans genes involved in biofilm production (gtfA, gtfB, ftf, brpA). Taken together, these results indicate that L. curvatus BSF206 and P. pentosaceus AC1-2 can inhibit S. mutans biofilm formation as a new strategy for preventing dental caries.