著者の所属・活動拠点の国は、韓国です。

掲載誌：Journal of Microbiology and Biotechnology

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: 論文PDF

研究の目的

キムチは、主に乳酸菌によって発酵する韓国の伝統的な発酵野菜食品です。これまでの細胞や動物を使った研究では、キムチやその成分が炎症や代謝の乱れを和らげ、腸の壁を守る働き（バリア機能）を支える可能性が報告されてきました。しかし、腸の表面を覆う上皮細胞のバリア機能、免疫細胞の一種であるマクロファージの炎症反応、そしてマクロファージ内への脂質の蓄積の三つに、キムチが同時に作用するのかどうかは分かっていませんでした。

食べ物の成分がまず接するのは腸の上皮細胞で、その奥の粘膜にはマクロファージがいます。両者は互いに信号を送り合い、マクロファージが強く活性化すると、とくに脂質代謝の乱れと重なった場合に、炎症を強めて上皮のバリアを損なうことがあります。研究チームは、この位置関係を保ったまま両方の細胞の反応を調べられる培養モデルを作り、炎症と脂質の負荷がかかった条件で、2種類のキムチから得た成分が上皮細胞とマクロファージにどう影響するかを明らかにしようとしました。

何を、どのように調べたか

調べたキムチは2種類です。一つは種菌を加えずに自然に発酵させたキムチ（S-K）、もう一つは乳酸菌の一種ロイコノストック・メセンテロイデスKCKM0828株を種菌として加えて発酵させたキムチ（LMS-K）です。どちらも白菜と同じ調味料で作り、6℃で14日間発酵させました。発酵後に凍結乾燥して粉末にし、溶媒（DMSO）に分散させてから0.22マイクロメートルのフィルターでろ過し、溶け出した成分（可溶性画分）を実験に使いました。

細胞には、ヒトの大腸がん由来で腸上皮のような層を作るCaco-2細胞と、ヒトの単球由来のTHP-1細胞を薬剤でマクロファージに変化させたものを用いました。Caco-2細胞は小さな穴の開いた膜を底に持つ容器（トランスウェル）の上で21日間育てて上皮の層とし、その容器を、マクロファージが入った下側の容器にはめ込みました。これにより、上側（腸の内腔側）と下側（粘膜側）が分かれた状態で、両方の細胞が培養液を通じてつながります。

キムチ成分は上側の上皮細胞に、粉末換算で1ミリリットルあたり1ミリグラムの濃度で加えました。この濃度は、事前の試験で0.5および1.0ミリグラムでは両方の細胞の生存に影響がなく、1.5と2.0ミリグラムでは生存率が下がったことから選ばれました。下側のマクロファージには、細菌の成分で炎症を引き起こすLPSと、酸化されたLDLコレステロール（酸化LDL）を同時に加え、炎症と脂質の負荷をかけました。24時間培養した後、刺激もキムチも加えない群、刺激だけの群、刺激にキムチ成分を加えた群を比べました。

測定したのは、上皮細胞では炎症に関わる遺伝子（RELA、PTGS2）の働きと、炎症の司令役となるたんぱく質NF-κBの量や活性化の目印、蛍光物質で標識した小さな分子（FITC-デキストラン）が上皮の層を通り抜ける量、細胞どうしの接着に関わるTJP1遺伝子やE-カドヘリンというたんぱく質です。マクロファージでは、炎症に関わる遺伝子とたんぱく質（NF-κB、COX-2）、細胞内に溜まった脂質の量、脂質の処理を調節するPPARαやLXRの量、酸化LDLの取り込みに関わる受容体CD36とLOX-1を調べました。実験はそれぞれ独立に3回行い、キムチを加えた各群は刺激だけの群と比べました。2種類のキムチどうしの直接比較は行っていません。

主な報告結果

上皮細胞では、下側からのLPSと酸化LDLの刺激によってRELAとPTGS2の遺伝子の働きが高まり、NF-κBの総量と活性化型の量も増えました。上側にS-KまたはLMS-Kを加えると、刺激だけの群に比べてこれらはいずれも有意に低くなりました。

上皮のバリアについては、刺激によってFITC-デキストランが上皮の層を通り抜ける量が増えましたが、どちらのキムチ成分でもその量が有意に減りました。E-カドヘリンは、刺激を受けると細胞の境界に沿った染まり方が途切れがちになり、キムチ成分を加えた群では蛍光の強さが刺激だけの群より有意に高くなりました。刺激で低下したTJP1遺伝子の働きは、LMS-Kでは有意に高まりましたが、S-Kでは有意な変化はありませんでした。

キムチ成分を直接加えていない下側のマクロファージでも変化が見られました。刺激によって炎症に関わる遺伝子の働きと、COX-2およびNF-κBのたんぱく質量が増えましたが、上側にどちらのキムチ成分を加えた場合も、これらは有意に低くなりました。一方、刺激で減ったPPARαは、キムチ成分を加えると増えました。

マクロファージ内の脂質の蓄積は刺激によって増えましたが、どちらのキムチ成分を加えた群でも有意に少なくなりました。これに伴い、脂質の処理を調節するPPARαのたんぱく質量とLXRの量はどちらの群でも増え、酸化LDLの取り込みに関わるCD36とLOX-1は遺伝子・たんぱく質のいずれでも減りました。遺伝子レベルでは、LXRをつくるNR1H3はどちらのキムチでも増えましたが、PPARAが有意に増えたのはLMS-Kだけでした。

この報告が示すこと

研究チームは、上皮細胞とマクロファージを分けて培養するこのモデルの中で、上側から与えたキムチ由来の可溶性成分が、上皮側の炎症とバリアの乱れを和らげ、離れた下側のマクロファージの炎症や脂質蓄積の低下を伴っていたと結論づけています。また、このモデルが、炎症と脂質の負荷がかかった条件で食品由来の成分に対する上皮とマクロファージの反応を一緒に評価する方法として使えることを示したとしています。

一方で、限界も述べられています。使ったのはろ過した可溶性成分でありキムチそのものではないこと、マクロファージの変化が上皮細胞から出た物質によるのか、キムチ成分が上皮を通り抜けたためなのかは区別できていないことです。培養細胞と決まった刺激の組み合わせでは、粘液や腸内細菌、全身の影響などを含む実際の腸の複雑さは再現できません。脂質の測定も、取り込み・貯蔵・排出のどれが関わったかを区別していません。さらに、成分の詳しい比較をしていないため、効果を特定の微生物や物質に結びつけることはできず、2種類のキムチを直接比べていないので、どちらが優れているかも示されていません。

原著論文の著者・所属：Ha-Rin Moon（Global Convergence Research Division, World Institute of Kimchi, 86 Kimchi-ro, Nam-gu, Gwangju 61755, Republic of Korea）、Jieun Lee（Global Convergence Research Division, World Institute of Kimchi, 86 Kimchi-ro, Nam-gu, Gwangju 61755, Republic of Korea）、Min-Sung Kwon（Global Convergence Research Division, World Institute of Kimchi, 86 Kimchi-ro, Nam-gu, Gwangju 61755, Republic of Korea）、Wooje Lee（Global Convergence Research Division, World Institute of Kimchi, 86 Kimchi-ro, Nam-gu, Gwangju 61755, Republic of Korea）

※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）：Ha-Rin Moon, Jieun Lee, Min-Sung Kwon, et al. Kimchi Modulates Epithelial–Macrophage Responses in a Caco-2/THP-1 Co-Culture Model of Inflammatory Lipid Stress. Journal of Microbiology and Biotechnology（出版社：Springer Science+Business Media） 2026-10-15. DOI: 10.4014/jmb.2608.08002. 原著ライセンス：CC BY.