ラクトバシラス属

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ラクトバシラス属
Lactobacillus sp 01.png
上皮細胞とその近くにいるラクトバシラス属細菌
分類
ドメ
イン
: 真正細菌 Bacteria
: フィルミクテス門 Firmicutes
: バシラス綱 Bacilli
: ラクトバシラス目 Lactobacillales
: ラクトバシラス科 Lactobacillaceae
: ラクトバシラス属 Lactobacillus
学名
Lactobacillus
Beijerinck, 1901

ラクトバシラス属Lactobacillusラクトバキルス)は、グラム陽性の通性嫌気性または微好気性桿菌、非芽胞形成性の真正細菌である[1]。ラクトバシラス属は、乳酸に代謝する乳酸菌群の大部分を占めている。ヒトでは、ラクトバシラス属細菌は多数の身体部位における微生物叢英語版の重要な構成要素である。ヨーロッパ系の女性では、ラクトバシラス属は通常、内微生物の主要な細菌である[2][3][4]

代謝[編集]

多くのラクトバシラス属は、いくつかの種は糖から乳酸のみを産生するホモ乳酸発酵を用い、いくつかの種は糖からアルコールまたは乳酸のいずれかを産生することができるヘテロ乳酸発酵を用いる。ラクトバシラス属は、呼吸鎖の完全な欠如にもかかわらず、酸素耐性である。この酸素耐性はマンガン依存性であり、ラクトバシラス・プランタルム (Lactobacillus plantarum) において研究、説明されている。この属の多くの種は、増殖のためにを必要とせず、極めて高い過酸化水素耐性を有する。

ゲノム[編集]

ラクトバシラス属のゲノムの大きさは1.2-3.3 Mb(メガ塩基対)と大きなばらつきがある。したがって、タンパク質をコードする遺伝子の数は1100個から3200個まで幅がある[5]。ラクトバシラス属は、ゲノムのコード領域に豊富な複合マイクロサテライトを含み、不完全で多様なモチーフを有する[6]

分類[編集]

ラクトバチルス属は、現在180種以上の種を含み、多様な種を包含する[7]。ラクトバシラス属は多系統群であり、Pediococcus属はL. casei群を分け、L. acidophilusL. salivariusおよびL. reuteriは3つの異なる亜種の代表である。Paralactobacillus属はL. salivarius群に属する。近年、ラクトバシラス属の他の種(以前は乳酸桿菌のロイコノストック(Leuconostoc)分枝として知られていた)が、AtopobiumCarnobacteriumWeissellaOenococcusおよびLeuconostocに再分類されている。より最近になって、PediococcusP. dextrinicusは、ラクトバシラス属の種として再分類されている[8]。代謝に基づけば、ラクトバシラス種は3つの群に分けることができる:

人間の健康[編集]

膣管[編集]

女性の生殖管はヒトの微生物の主要なコロニー形成部位の1つであり、これらの細菌の組成とヒトの健康と関係があり、単一の種による支配が一般的な健康および妊娠における良好な結果と相関している。女性の約70%において、ラクトバシラス属が優勢であるが、これはヨーロッパ起源のアメリカ人女性とアフリカ起源の女性の間で変化することが判明しており、後者のグループはより多様な膣内微生物を有する傾向がある。ベルギーとタンザニアの女性の比較でも同様の違いが確認されている[2][3][4]

他の病原体との相互作用[編集]

ラクトバシラス属は、in vitroおよびin vivo真菌病原体カンジダ・アルビカンスの増殖および有害細菌を阻害する過酸化水素を産生する[9][10]抗生物質治療後、特定のカンジダ種は、腸管など細菌が共生する身体部位でのラクトバシラス属の再増殖を抑制することができる[9][10]

プロバイオティクス[編集]

単一のプロバイオティクスとして投与されたラクトバシラス属は、過敏性腸症候群[11]またはクローン病[12]の人々には有益ではない。他のプロバイオティクスと組み合わせて投与すると、過敏性腸症候群の患者に役立つかもしれないが、少数の症例では副作用が生じる可能性があり、最も効果的なプロバイオティクスの種類や効果の大きさに不確定性が残る[11]。ラクトバシラス属とビフィズス菌のプロバイオティクスは、回腸嚢炎および胆管炎の臨床症状を軽減することができる[13]。L.アシドフィルスは、壊死性腸炎および他の新生児感染症を予防するために使用される[14]。ラクトバシラス属は、マウスの発育早期における抗生物質への曝露の長期的な副作用に対抗しうることが最近示されている[15]

口腔衛生[編集]

いくつかのラクトバシラス種は、う蝕の症例と関連している。乳酸は歯を腐食する可能性があり、唾液中のラクトバシラス属細菌数は長年にわたり「う蝕検査」として使用されてきた。ラクトバシラス属は特徴的に既存のう蝕病変、特に冠状う蝕病変を進行させる。最近の研究では、プロバイオティクスで有益な乳酸桿菌が歯の部位に生息することを可能にし、歯のう蝕を誘発するレンサ球菌の病原体の付着を妨げることを示している[16]ので、問題は複雑である。口腔衛生に関連したラクトバシラス属の科学的研究は新しい分野であり、ほんのわずかの研究と結果しか発表されていない[17][18]

食糧生産[編集]

いくつかのラクトバシラス属は、ヨーグルトチーズザワークラウトピクルスビールサイダーキムチココアケフィアおよび他の発酵食品および動物飼料の製造における発酵を利用している産業においてスターター培養菌として使用されている。ラクトバシラス種の抗菌および抗真菌活性は、これらの微生物を阻害するバクテリオシンおよび乳酸などの低分子化合物の産生に依存する[19]サワードウのパンは自然に粉の中に存在する微生物を利用するか、水と小麦の培地中で生育する酵母とラクトバシラス属の共生培養物である「スターター」を使用することで自発的に行われる。微生物は糖を乳酸に代謝し、生育環境のpHを下げ、ヨーグルト、ザワークラウトなどの「酸味」を作り出す。多くの伝統的な漬物製法では、野菜が塩水に沈められ、耐塩性のラクトバシラス属が野菜に含まれる天然の糖を利用する。得られる塩と乳酸の混合物は、真菌のような他の微生物にとって敵対的な環境であり、このようにして野菜は長期にわたって食品として保持される。ラクトバシラス、特にL. カゼイおよびL. ブレビスは、最も一般的なビール腐敗菌である。しかし、ラクトバシラスはBelgian lambicsビールやAmerican wild aleビールなどのサワービールの製造に欠かせないものであり、ビールに味わいを与える。

脚注[編集]

  1. ^ Makarova, K.; Slesarev, A.; Wolf, Y.; Sorokin, A.; Mirkin, B.; Koonin, E.; Pavlov, A.; Pavlova, N. et al. (October 2006). “Comparative genomics of the lactic acid bacteria”. Proc Natl Acad Sci U S A 103 (42): 15611–6. doi:10.1073/pnas.0607117103. PMC 1622870. PMID 17030793. http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=1622870. 
  2. ^ a b Petrova, Mariya I.; Lievens, Elke; Malik, Shweta; Imholz, Nicole; Lebeer, Sarah (2015). “Lactobacillus species as biomarkers and agents that can promote various aspects of vaginal health”. Front. Physiol. 6. doi:10.3389/fphys.2015.00081. ISSN 1664-042X. 
  3. ^ a b Ma, Bing; Forney, Larry J.; Ravel, Jacques (20 September 2012). “Vaginal Microbiome: Rethinking Health and Disease”. Ann. Rev. Microbiol. 66 (1): 371–389. doi:10.1146/annurev-micro-092611-150157. ISSN 0066-4227. PMC 3780402. PMID 22746335. http://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev-micro-092611-150157. 
  4. ^ a b Fettweis, JM; Brooks, JP; Serrano, MG; Sheth, NU; Girerd, PH; Edwards, DJ; Strauss, JF; Jefferson, KK et al. (2014). “Differences in vaginal microbiome in African American women versus women of European ancestry”. Microbiology (Reading, England) 160 (Pt 10): 2272–82. doi:10.1099/mic.0.081034-0. PMC 4178329. PMID 25073854. http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=4178329. 
  5. ^ Mendes-Soares, Helena; Suzuki, Haruo; Hickey, Roxana J.; Forney, Larry J. (2014-04-01). “Comparative Functional Genomics of Lactobacillus spp. Reveals Possible Mechanisms for Specialization of Vaginal Lactobacilli to Their Environment” (英語). Journal of Bacteriology 196 (7): 1458–1470. doi:10.1128/JB.01439-13. ISSN 0021-9193. PMC 3993339. PMID 24488312. http://jb.asm.org/content/196/7/1458. 
  6. ^ Basharat, Z; Yasmin, A (2015). “Survey of compound microsatellites in multiple Lactobacillus genomes”. Canadian Journal of Microbiology 61 (12): 898–902. doi:10.1139/cjm-2015-0136. ISSN 0008-4166. http://www.nrcresearchpress.com/doi/abs/10.1139/cjm-2015-0136. 
  7. ^ All names cited in the List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature: List D - L”. LPSN bacterio.net. 2017年5月4日閲覧。
  8. ^ (IJSEM, Paper in Press).
  9. ^ a b “Review article: fungal microbiota and digestive diseases”. Aliment. Pharmacol. Ther. 39 (8): 751–766. (April 2014). doi:10.1111/apt.12665. PMID 24612332. "In addition, GI fungal infection is reported even among those patients with normal immune status. Digestive system-related fungal infections may be induced by both commensal opportunistic fungi and exogenous pathogenic fungi. ...
    In vitro, bacterial hydrogen peroxide or organic acids can inhibit C. albicans growth and virulence61
    In vivo, Lactobacillus sp. can inhibit the GI colonisation and infection of C. albicans62
    In vivo, C. albicans can suppress Lactobacillus sp. regeneration in the GI tract after antibiotic therapy63, 64"
     
  10. ^ a b “Small intestinal fungal overgrowth”. Curr Gastroenterol Rep 17 (4): 16. (April 2015). doi:10.1007/s11894-015-0436-2. PMID 25786900. "Small intestinal fungal overgrowth (SIFO) is characterized by the presence of excessive number of fungal organisms in the small intestine associated with gastrointestinal (GI) symptoms. Candidiasis is known to cause GI symptoms particularly in immunocompromised patients or those receiving steroids or antibiotics. However, only recently, there is emerging literature that an overgrowth of fungus in the small intestine of non-immunocompromised subjects may cause unexplained GI symptoms. ... Fungal-bacterial interaction may act in different ways and may either be synergistic or antagonistic or symbiotic [29]. Some bacteria such as Lactobacillus species can interact and inhibit both the virulence and growth of Candida species in the gut by producing hydrogen peroxide [30]. Any damage to the mucosal barrier or disruption of GI microbiota with chemotherapy or antibiotic use, inflammatory processes, activation of immune molecules and disruption of epithelial repair may all cause fungal overgrowth [27]." 
  11. ^ a b Ford, Alexander C; Quigley, Eamonn M M; Lacy, Brian E; Lembo, Anthony J; Saito, Yuri A; Schiller, Lawrence R; Soffer, Edy E; Spiegel, Brennan M R et al. (2014). “Efficacy of Prebiotics, Probiotics, and Synbiotics in Irritable Bowel Syndrome and Chronic Idiopathic Constipation: Systematic Review and Meta-analysis”. The American Journal of Gastroenterology 109 (10): 1547–1561. doi:10.1038/ajg.2014.202. ISSN 0002-9270. PMID 25070051. 
  12. ^ “Systematic review of randomized controlled trials of probiotics, prebiotics, and synbiotics in inflammatory bowel disease”. Clin Exp Gastroenterol 7: 473–87. (Dec 9, 2014). doi:10.2147/CEG.S27530. PMC 4266241. PMID 25525379. http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=4266241. 
  13. ^ Saez-Lara, Maria Jose; Gomez-Llorente, Carolina; Plaza-Diaz, Julio; Gil, Angel (2015). “The Role of Probiotic Lactic Acid Bacteria and Bifidobacteria in the Prevention and Treatment of Inflammatory Bowel Disease and Other Related Diseases: A Systematic Review of Randomized Human Clinical Trials”. BioMed Research International 2015: 1–15. doi:10.1155/2015/505878. ISSN 2314-6133. PMC 4352483. PMID 25793197. http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=4352483. 
  14. ^ Baucells, B.J.; Mercadal Hally, M.; Álvarez Sánchez, A.T.; Figueras Aloy, J. (2015). “Asociaciones de probióticos para la prevención de la enterocolitis necrosante y la reducción de la sepsis tardía y la mortalidad neonatal en recién nacidos pretérmino de menos de 1.500g: una revisión sistemática”. Anales de Pediatría. doi:10.1016/j.anpedi.2015.07.038. ISSN 1695-4033. 
  15. ^ Leclercq, Sophie; Mian, Firoz M.; Stanisz, Andrew M.; Bindels, Laure B.; Cambier, Emmanuel; Ben-Amram, Hila; Koren, Omry; Forsythe, Paul et al. (2017). “Low-dose penicillin in early life induces long-term changes in murine gut microbiota, brain cytokines and behavior”. Nature Communications 8: 15062. doi:10.1038/ncomms15062. http://www.nature.com/articles/ncomms15062. 
  16. ^ 中谷 清吾、大山 祐賀子、真柳 弦、八巻 恵子、伊藤 康博、南渕 麻衣子、平田 晴久、島内 英俊「歯周病関連細菌に対するLactobacillus salivarius WB21株の影響」、『日本歯周病学会 第50回春季日本歯周病学会学術大会プログラムおよび講演抄録集, セッションID: B-9-1030』2007年doi:10.14833/amjsp.2007s.0.53.0
  17. ^ Twetman, S; Stecksén-Blicks, C (2008). “Probiotics and oral health effects in children”. International Journal of Paediatric Dentistry 18 (1): 3–10. doi:10.1111/j.1365-263X.2007.00885.x. PMID 18086020. 
  18. ^ Meurman, J. H.; Stamatova, I (2007). “Probiotics: Contributions to oral health”. Oral Diseases 13 (5): 443–51. doi:10.1111/j.1601-0825.2007.01386.x. PMID 17714346. 
  19. ^ Inglin, Raffael C. (2015). “High-throughput screening assays for antibacterial and antifungal activities of Lactobacillus species”. Journal of Microbiological Methods 114 (July 2015): 26–29. doi:10.1016/j.mimet.2015.04.011. 

関連項目[編集]

外部リンク[編集]