研究・技術開発レポート
ウイルス感染防御を担うプラズマサイトイド樹状細胞（pDC）を
直接活性化する乳酸菌を発見し、第59回日本ウイルス学会学術集会で発表しました。
ラクトコッカス・ラクティスは、主にチーズやヨーグルト製造に用いられる乳酸菌の一種です。キリンホールディングスのフロンティア技術研究所と小岩井乳業（株）は、ラクトコッカス・ラクティスである乳酸菌Lactococcus lactis Plasma（*1）が、体内に侵入したウイルスを認識して活性化するプラズマサイトイド樹状細胞（pDC）という免疫細胞を直接活性化することを発見しました。
免疫力を高めてウイルスに対する抵抗性を強めるには、インターフェロンα（IFN-α）産生を増強することが重要です。これまでに行った細胞および動物実験により、乳酸菌Lactococcus lactis Plasmaには、インターフェロンα産生能を高める作用など、さまざまな免疫機能増強効果があることを確認しており、機能成分も明らかになってきています。
乳酸菌Lactococcus lactis Plasma
近年、鳥インフルエンザやノロなどのウイルスに関するニュースが報じられています。遺伝子と容器といった簡単な構造からなるウイルスは、自力では生きていけず、他の生物に侵入して細胞を乗っ取り、ウイルスの増殖のために栄養素を奪います。乗っ取られた細胞は死んでしまい、ウイルスは増殖します。生体はウイルスを排除しようとはたらきますが、防御が追いつかないとウイルスが定着し、症状を引き起こすこともあります。これをウイルス感染といいます。
フロンティア技術研究所では、こうしたリスクを「食」によって避けることができないかと考え、小岩井乳業（株）と共同で、乳酸菌の探索に取り組みました。
一般に「感染」といわれるものには、大腸菌O-157や結核のような細菌性のものと、インフルエンザのようなウイルス性のものが知られており、生体はそれぞれに防御システムを用意しています。下の図のように、人の体には、ウイルスが侵入すると、免疫細胞であるpDCが活性化し、インターフェロンを放出してウイルスを排除するという感染防御システムがあります。
pDCは、哺乳類の血中にある免疫細胞の一種で、ウイルスに反応して活性化し、インターフェロンα（IFN-α）を産生します。IFN-αには、ウイルスやガン細胞の増殖を抑制するなどのはたらきがあります。そこで研究チームは、乳酸菌でpDCを活性化することができれば、ウイルス感染を防御できるのではないかと考えました。
これまでは、2009年に「細菌はpDCを直接活性化できない」という研究論文（*2）が発表されたことから、細菌の一つである乳酸菌も同様に、pDCの活性化は不可能だと考えるのが妥当でした。しかし、免疫賦活機能や腸内環境改善など数々の健康機能が知られる乳酸菌の力への期待から、研究チームはこの定説に挑戦しました。
マウス由来のpDCを用いて、31菌種125株にわたる乳酸菌を接触させ、IFN-αが産生されるかを調べたところ、やはり、ほとんどの乳酸菌は無反応でした。しかし、ごく少数ながらも、高い活性を示す乳酸菌が見つかったのです。主にチーズ製造に使われるラクトコッカス・ラクティス（Lactococcus lactis）に属する乳酸菌です。研究チームは、pDCを直接活性化する乳酸菌の中の一つ、乳酸菌Lactococcus lactis Plasmaを用いて、さらなる機能解明に取り組みました。
国内で市販されているヨーグルト7製品から分離した乳酸菌について、pDCの活性化が見られるかを同様の方法で調べました。その結果が下のグラフです。これらの乳酸菌では、乳酸菌Lactococcus lactis Plasmaのような高いIFN-α産生を示すものは見つかりませんでした。IFN-αは、インターフェロンの中でもウイルス感染防御で中心的な役割を果たすといわれています。乳酸菌Lactococcus lactis PlasmaはpDCの活性化により、IFN-α産生を強く誘導することが分かりました。またマウスだけでなく、ヒトのpDCを用いた同様の実験でも、乳酸菌Lactococcus lactis Plasmaによる活性化を確認しています。
pDCが活性化する様子を観察すると、乳酸菌Lactococcus lactis Plasmaと他の乳酸菌との違いがよく分かります。樹状細胞という名前のとおり、pDCが活性化すると、写真の矢印で示した部分のように、樹状の突起が発生します。
pDCの細胞内にはウイルスを認識する受容体があり、乳酸菌Lactococcus lactis Plasmaも、その受容体に認識されると考えられます。そこで、受容体を破壊したpDCで乳酸菌Lactococcus lactis Plasmaによる活性化能を確認し、TLR9という受容体が乳酸菌Lactococcus lactis Plasmaを認識することを突き止めました。
TLR9は、特殊なDNAを認識することが知られています。そこで、乳酸菌Lactococcus lactis PlasmaのDNAがpDCを活性化させているのではないかと考え、次の実験を行いました。乳酸菌Lactococcus lactis Plasmaから抽出したDNAをpDCに添加したところ、下のグラフのとおり、大量のIFN-αの産生が確認されました。
この2つの実験から、乳酸菌Lactococcus lactis PlasmaのDNAがpDCの受容体TLR9に認識されることでpDCを活性化し、IFN-α産生を誘導していることが示唆されました。
pDCの受容体TLR9は、ウイルスや細菌が持つ非メチル化CpG DNAに特異的に結合することが知られています。実験では、乳酸菌Lactococcus lactis Plasmaと市販ヨーグルトの乳酸菌のDNAとRNAを調製し、量を変えて、pDC活性化能の変化を調べました。その結果、これらの乳酸菌のDNAがpDCを活性化することと、乳酸菌Lactococcus lactis PlasmaのDNAのpDC活性化能が非常に高いことが示唆されました。市販ヨーグルトの乳酸菌は、菌体のままではpDCに認識されませんが、乳酸菌Lactococcus lactis Plasmaは菌体のままでpDCのTLR9に認識され、そのDNAによりIFN-αの産生を促すと考えられます。
従来から、免疫増強作用を示唆する乳酸菌が報告されていますが、乳酸菌Lactococcus lactis Plasmaとの違いは、反応プロセスをみても明らかです。乳酸菌の中には、マクロファージに作用して、細菌など細胞を殺傷するナチュラルキラー細胞（NK細胞）の活性を上げたり、そこから間接的に作用してIFN-α産生を誘導するものがあります。しかし、乳酸菌Lactococcus lactis Plasmaは、マクロファージとpDCの両方に直接作用します。また、pDCの活性化により、IFN-αだけでなく、IFN-β（ベータ）やIFN-γ（ガンマ）の産生も誘導することが分かってきました。
IFN-βとIFN-γは、いずれも免疫細胞が分泌する情報伝達物質の一種です。IFN-βは、IFN-αと同様に、ウイルスやガン細胞の増殖を抑制するなどのはたらきがあります。近年見つかったIFN-γは、腸管感染性ウイルスの排除に重要であることが分かってきています(*3)。
ウイルス感染防御は、国内だけでなく、世界的にも大きな課題となっています。キリングループでは、今回の研究成果を活用し、今後も「食と健康」の領域での研究開発に取り組み、乳酸菌Lactococcus lactis Plasmaのヒトに対する作用などを確認していきます。
主にウイルスにおける研究・調査に関わる学術機関「日本ウイルス学会」（1953年設立、英語名 The Japanese Society for Virology）が開催する年次学術集会です。分子生物学者や生化学者、医師、歯科医師などの臨床系分野の研究者も数多く参加しています。
