著者の所属・活動拠点の国は、中国です。

掲載誌：Veterinary Sciences

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

エロモナス・ハイドロフィラ（Aeromonas hydrophila）は、川や湖、排水などに広く存在する細菌です。魚や両生類、鳥類、哺乳類など多くの動物に感染し、敗血症などを起こします。著者らによると、この菌は世界の養殖業で魚の大量死と大きな経済損失を招いてきました。感染対策は抗生物質に大きく頼ってきましたが、その結果、薬が効かない耐性菌の問題が深刻になっています。

そこで抗生物質に代わる手段として注目されているのが、細菌がつくる抗菌性のペプチド（短いタンパク質）です。研究チームはこれを「バクテリオシン様阻害物質（BLIS）」と呼んでいます。なかでも乳酸菌がつくるBLISは、安全性が一般に認められている点から有望とされています。ロイコノストック・ファルケンベルゲンセ（Leuconostoc falkenbergense）は発酵食品に使われる食品用の乳酸菌で、2021年に正式に命名されました。ただ、抗菌物質をつくる菌としての力はほとんど調べられていませんでした。研究チームは、この種に属する菌株が産生するBLISの性質と、A. hydrophilaに対する抗菌作用、その仕組みを明らかにしようとしました。

何を、どのように調べたか

研究チームは、中国山東省の市場で廃棄されていた魚の腸から菌を分離し、SBL-85-2と名付けました。16S rRNAという遺伝子の配列と、31個の基本的な遺伝子に基づく系統解析によって、この菌をL. falkenbergenseと同定しました。

安全性の確認として、二つの方法を用いました。一つは血液寒天培地で赤血球を壊す性質（溶血性）があるかどうかを調べる方法で、溶血性を示すA. hydrophilaを比較対象にしました。もう一つは全ゲノム配列の解析で、病原性に関わる遺伝子や薬剤耐性遺伝子をデータベースと照合しました。

菌の培養液から菌体を除いた上清について、過酸化水素や有機酸の影響を除いたうえで抗菌活性を確かめ、粗精製したBLISを「S-2」としました。抗菌の強さは、寒天上に広がる菌の生育が止まった円の直径（阻止円）で評価しました。調べた菌はグラム陰性菌とグラム陽性菌の両方を含みます。さらに、S-2をpH 4〜9、零下20℃〜100℃の温度、各種のタンパク質分解酵素、紫外線にさらし、活性がどれだけ残るかを測りました。分子の大きさは、透析と電気泳動で推定しました。泳動後のゲルに病原菌を含む寒天を重ね、どの位置に抗菌活性があるかも確認しています。

作用の仕組みについては、A. hydrophilaにS-2を作用させて三つの観察を行いました。生きた菌と死んだ菌を色分けする蛍光染色、走査型電子顕微鏡による細胞表面の観察、そして菌の細胞内に残るエネルギー物質ATPの測定です。いずれも試験管内の実験で、各実験は独立に3回繰り返されました。

主な報告結果

S-2はグラム陰性菌とグラム陽性菌の両方に抗菌活性を示しました。最も強く効いたのはA. hydrophilaで、阻止円の直径は39.14 ± 0.65 mmでした。ほかの試験菌に対する阻止円は27.92〜37.76 mmでした。考察では、A. salmonicidaやVibrio fluvialisなど、養殖に関わるほかの病原菌にも明確な活性があったと述べられています。SBL-85-2の上清を加えた培養では、加えない対照に比べてA. hydrophilaの増殖が大きく抑えられました。

作用の仕組みを調べた実験では、S-2で処理したA. hydrophilaで死んだ細胞の割合が対照より大きく増えました。電子顕微鏡では、細胞表面が粗くなり、穴が開き、内容物が漏れ出す様子が観察されました。細胞内のATPは処理時間とともに減り続け、2時間後には対照に比べて69.16 ± 4.10%少なくなりました。研究チームは、S-2が細胞膜を傷つけて透過性を高め、ATPを漏れ出させると解釈しています。

安定性の試験では、S-2は熱に強い性質を示しました。100℃で10分処理した後も元の活性の87.18 ± 0.14%を保ち、3時間連続して紫外線を当てた後も92.67 ± 0.75%が残りました。一方、pHが高くなるほど活性は大きく下がりました。タンパク質分解酵素で処理した後に残った活性は、トリプシンで47.36%、パパインで46.43%、ペプシンで39.55%、プロテイナーゼKで68.42%でした。プロナーゼEでは93.42%が残り、影響は小さいものでした。酵素で活性が下がることから、研究チームはS-2がタンパク質性の物質だと判断しています。分子の大きさについては、電気泳動で2.7 kDa未満の位置に1本のバンドが見られ、抗菌活性もこのバンドと同じ位置に現れました。

SBL-85-2の性質も調べられています。この菌は培養4時間後から盛んに増え始め、10時間後に増殖が頭打ちになりました。上清の抗菌活性は8時間後に現れ、16時間後に最大になりました。全ゲノム解析では、乳酸菌がつくる抗菌ペプチドの一群「クラスIIバクテリオシン」をつくる遺伝子のまとまりが推定されました。その中心には、ペディオシンという抗菌ペプチドに似た前駆体の遺伝子がありました。ただし、完全な遺伝子のまとまりに通常含まれる、自分を守るためのタンパク質や運び出し装置の遺伝子は見つかりませんでした。安全性の面では、血液寒天上で溶血は見られませんでした。ゲノムにも典型的な高リスクの病原因子は見つかっていません。薬剤耐性に関しては、バンコマイシン耐性に関連する遺伝子（vanT、vanY）が染色体上に検出されましたが、既知配列との一致度は32.45〜36.76%と低いものでした。2つのプラスミドには耐性遺伝子は見つかりませんでした。

この報告が示すこと

研究チームは、これまで食品の発酵や保存に使われてきたL. falkenbergenseの菌株が、養殖の病原菌A. hydrophilaに効く低分子の抗菌ペプチドをつくると結論づけています。その作用は、細胞膜の完全性を損なうことによると考えられます。菌株自体にも試験管内での安全性を示す結果が得られたとして、著者らはこの成果を、抗生物質への依存を減らす代替策を探るための予備的な実験的根拠と位置づけています。

著者らは、限界も明記しています。第一に、S-2は粗精製の段階で調べたもので、単一の物質として精製されていません。質量分析やアミノ酸配列の決定による構造確認もまだです。そのため、クラスIIバクテリオシンという位置づけは推定にとどまります。第二に、精製物が得られなかったため、菌の増殖を止める最小濃度（MIC）や殺す最小濃度（MBC）は求めていません。効果は阻止円や増殖の推移による定性的・半定量的な評価です。第三に、実験はすべて試験管内で行われました。免疫や腸内細菌、代謝による分解といった魚の体内の要因が効果にどう影響するかは分かっていません。養殖で抗生物質の代わりとして使えるかどうかは、生体での検証が必要だとしています。

原著論文の著者・所属：Binglun Sui（College of Animal Science and Technology, Jilin Agricultural Science and Technology College, Jilin 132101, China）、Boran Zhang（College of Animal Science and Technology, Jilin Agricultural Science and Technology College, Jilin 132101, China）、Yuqi Wang（College of Animal Science and Technology, Jilin Agricultural Science and Technology College, Jilin 132101, China）、Bowen Lou（College of Animal Science and Technology, Jilin Agricultural Science and Technology College, Jilin 132101, China）、Cheng Jiang（College of Animal Science and Technology, Jilin Agricultural Science and Technology College, Jilin 132101, China）、Wanli Sha（College of Animal Science and Technology, Jilin Agricultural Science and Technology College, Jilin 132101, China; Jilin Province Technology Innovation Center of Pig Ecological Breeding and Disease Prevention and Control, Jilin Agricultural Science and Technology College, Jilin 132101, China; Jilin Provincial Key Laboratory of Preventive Veterinary Medicine, Jilin Agricultural Science and Technology College, Jilin 132101, China）、Wenlong Dong（College of Animal Science and Technology, Jilin Agricultural Science and Technology College, Jilin 132101, China; Jilin Province Technology Innovation Center of Pig Ecological Breeding and Disease Prevention and Control, Jilin Agricultural Science and Technology College, Jilin 132101, China; Jilin Provincial Key Laboratory of Preventive Veterinary Medicine, Jilin Agricultural Science and Technology College, Jilin 132101, China）、Baishuang Yin（College of Animal Science and Technology, Jilin Agricultural Science and Technology College, Jilin 132101, China; Jilin Province Cross Regional Cooperation Technology Innovation Center of Porcine Main Disease Prevention and Control, Jilin 132101, China; Jilin Provincial Key Laboratory of Preventive Veterinary Medicine, Jilin Agricultural Science and Technology College, Jilin 132101, China）

※本記事は原著論文をもとに、日本語で要約・説明を加えた研究紹介です。 出典（原著論文）：Binglun Sui, Boran Zhang, Yuqi Wang, et al. Characterization and Antibacterial Activity of a Low-Molecular-Weight Bacteriocin-like Inhibitory Substance S-2 Produced by Leuconostoc falkenbergense SBL-85-2 Against Aeromonas hydrophila. Veterinary Sciences（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-09-09. DOI: 10.3390/vetsci13090933. 原著ライセンス：CC BY.