Isolation and Probiotic Characterization of Bacillus stercoris VR19 from the polyherbal Ayurvedic fermented formulation Madhookasavam

ヒトの腸内は、食物の消化を助け、免疫系を訓練し、侵入者から身を守る、何兆もの微生物の住人たちが暮らす活気ある生態系です。これらの住人の中でも、プロバイオティクスとして知られる特定のグループ（適切な量を摂取した際に健康上の利益をもたらす生きた微生物）は、長らく医学的な関心の対象となってきました。多くの人々は、これらの有益な細菌をヨーグルトや乳製品に関連付けて考えがちですが、科学者たちは、特に伝統的な発酵食品や医薬品の中に、新たな菌株を求めて、ますます他の場所へと目を向けています。これらの古来の調合物は、多くの場合、自然な発酵、つまり植物と糖が長い時間をかけて野生の微生物と相互作用するプロセスに依存しており、それが強靭で弾力性のある細菌を育む複雑な環境を作り出しています。近年の研究を突き動かしている問いは、これらの伝統的な供給源が、人間の消化管という過酷な旅を生き抜き、腸内に定着して良い働きをするための、新しい効果的なプロバイオティクスを見つけ出すための、未開拓の可能性を秘めているのかどうかという点です。

最近の研究において、研究者たちはマドゥーカスの花、蜂蜜、そしてカルダモンや白檀といったその他のハーブから作られる発酵液である、マドゥーカサヴァムと呼ばれる伝統的なアーユルヴェーダ医学に注目しました。この製剤は、腸の健康をサポートするために何世紀にもわたって使用されてきましたが、その内部の微生物の世界はほとんど未開拓のままでした。研究チームは、この液体から細菌を分離し、それらがプロバイオティックとして機能するために必要な特定の特性を備えているかどうかをテストすることを目指しました。彼らは単に何らかの細菌を探していたわけではありません。胃の酸性環境を生き延び、腸内に存在する胆汁塩に耐え、かつ害を与えることなく安全に腸内に定着できる生物を必要としていたのです。20種類の異なる細菌株のコレクションの中から、一つの有望な候補が浮かび上がりました。

研究者たちは、この際立った菌株をVR19と名付けました。これを潜在的なプロバイオティックと宣言する前に、彼らは厳格な安全性チェックを実施しました。まず、細菌が赤血球を破壊するかどうかをテストしましたが、これは潜在的な危険を示すものです。VR19はそのような活性を示さず、安全であることを示しました。次に、クロラムフェニコールやアジスロマイシンを含む一般的な抗生物質のセットに曝露し、薬剤耐性の運び手にならないことを確認しました。この菌株はそれらすべてに対して感受性を示したため、患者がこれらの薬を服用する必要がある場合に生存しないことを意味し、これは極めて重要な安全機能です。安全性が確立された後、チームは、その回復力をテストしました。彼らは、高度な酸性から中程度の酸性まで、ヒトの胃を模倣した溶液の中に細菌を置き、VR19は、特にpH 5および6に近い条件下でよく生存し、成長することを発見しました。また、消化酵素であるペプシンと、小腸に見られる胆汁塩を用いた挑戦も行いました。細菌はこれらのストレス要因を驚くほど容易に耐え抜き、胆汁濃度が3パーセント、塩分濃度が10パーセントに達しても成長を維持しました。

単なる生存を超えて、研究者たちはVR19が腸に到着した後に実際に何ができるのかを知りたいと考えました。彼らは、この菌株がセルラーゼと呼ばれる酵素を生成することを発見しました。これは、植物の細胞壁に含まれる硬い繊維であるセルロースの分解を助けるものです。この能力は重要です。なぜなら、この細菌が食事の食物繊維の消化を助け、潜在的に腸内の他の有益な微生物に餌を与える可能性があることを示唆しているからです。さらに、この菌株は、有害なフリーラジカルを中和する強力な能力、すなわち抗酸化活性を示しました。テストにおいて、細菌抽出物は最大72.9パーセントのフリーラジカルをスカベンジ（除去）し、炎症や慢性疾患に関連する酸化ストレスを軽減する能力を測定しました。

これらの細菌が実際に生存体の中で定着できるかどうかを確認するために、科学者たちは、モデルとして「シー・エレガンス（Caenorhabditis elegans）」と呼ばれる小さな透明な線虫を使用しました。これらの線虫は、より大きな動物の消化システムと同様に機能する単純な消化器系を持っており、細菌が宿主とどのように相互作用するかを観察するのに理想的です。研究者たちは線虫にVR19株を与え、何が起こるかを観察しました。数日間にわたり、彼らは細菌が線虫の腸内に正常に定着し、線虫が飢餓状態にあるときでもそこに留まり続けることを発見しました。細菌は標準的な実験用飼料よりも高い数で線虫の内部に留まっており、VR1%19が旅を生き抜くだけでなく、足場を築けることを証明しました。

最後に、彼らがどのような生物を見つけたのかを特定するために、チームは遺伝暗号を分析しました。16S rRNA遺伝子として知られる特定の遺伝子を配列解析することで、VR19が「バチルス・ステルコリス（Bacillus stercoris）」と呼ばれる種に属することを突き止めました。これは比較的最近認識された細菌種であり、バイオマスを分解し抗菌化合物を生成する能力については研究されていますが、本研究は、これがアーユルヴェーダの製剤から単離され、潜在的なプロバイオティックとして特徴付けられた初めての事例です。研究結果は、バチルス・ステルコリス VR19が、安全性、過酷な消化条件を生き抜く能力、そして食物繊維の消化や抗酸化物質の生成といった有用な機能的特性を兼ね備えていることを示唆しています。研究者たちは、これが治療法として使用される前に哺乳類やヒトでのさらなるテストが必要であると注意を促していますが、この研究は、伝統的な発酵医学が、人類の健康のための新しい微生物の味方を見つけ出すための、豊かで未開拓の供給源であることを浮き彫りにしています。