著者の所属・活動拠点の国は、セルビアです。

掲載誌：Foods

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

セルビアの農家などで作られる伝統チーズは、生の牛乳やヤギ乳を原料とし、市販のスターター（発酵用の種菌）を加えずに作られることが多い食品です。こうしたチーズでは、スターター以外に由来する乳酸菌（NSLAB）が微生物群の主要な部分を占め、熟成中の風味づくりにも関わるとされています。

研究チームは、セルビアの伝統チーズから得た乳酸菌がどれほど多様かを調べることを目的としました。そのうえで、在来の乳酸桿菌（ラクトバチルス類）の中から有望な株を選び出すことも目指しました。選抜では、安全性、食品製造での性質、プロバイオティクス候補としての性質、ヒト腸上皮細胞との相互作用を組み合わせて評価しています。なお著者らは、ここで選ばれる株はあくまで「プロバイオティクス候補」であり、プロバイオティクスと認められるには宿主での健康効果の確認が必要だとしています。

何を、どのように調べたか

材料は、セルビア各地の11か所で小規模生産者や農家から購入した、生乳（牛乳またはヤギ乳）製の伝統チーズです。チーズから菌を分離し、乳酸菌の特徴を示した56株を解析の対象にしました。

まず、DNAの「指紋」を比べるRAPD-PCRという方法で分離株をグループ分けしました。区別できないほど似た株は重複として除き、代表となる37株について16S rRNA遺伝子の配列を読み、菌の種類を特定しました。

乳酸桿菌に分類された7株は、段階的にふるいにかけました。最初は安全性の評価で、バイオフィルム（菌が表面に作る膜状の集合体）を作るかどうかと、抗生物質が効くかどうかを調べました。次に食品製造に関わる性質として、乳たんぱく質（カゼイン）の分解能と、牛乳を酸性にする力（pHの低下）を測りました。

さらに、胃液・十二指腸液・腸液を模した液に順に入れて生き残る割合を調べました。病原菌の増殖を抑える力も確かめています。最後に、ヒト腸上皮細胞のモデルであるCaco-2細胞を使い、菌が細胞に付着する量と、細胞を傷つけないかを確認しました。あわせて、細胞内の不要物を分解・再利用する仕組みである「オートファジー」に関わる遺伝子とたんぱく質、粘液や防御・抗酸化に関わる遺伝子、細胞どうしの結合に関わるたんぱく質の変化を測りました。

主な報告結果

DNAの指紋パターンは4つの大きなグループに分かれました。原料乳の種類や採取地域によるまとまりは見られず、分離株全体に大きな多様性があったと報告されています。代表37株のうち最も多かったのは腸球菌（エンテロコッカス属）で、19株（51.35%）を占めました。その中ではEnterococcus faeciumが10株と最多でした。次いで乳酸桿菌が7株（18.92%）、ラクトコッカス属とロイコノストック属がそれぞれ5株（13.51%）、ストレプトコッカス属が1株でした。

乳酸桿菌7株のうち、Lactiplantibacillus plantarum ZI337とLacticaseibacillus paracasei KBの2株はバイオフィルムを作ったため除外されました。残る5株は、調べた抗生物質すべてが効きました。牛乳を酸性にする力はいずれも中程度で、主スターターに期待されるほど強くはありませんでした。24時間後のpH低下幅は、0.73（Limosilactibacillus fermentum KT）から1.99（Lacticaseibacillus rhamnosus KO）でした。

消化管を模した試験では、Lcb. paracasei KRが生育できずに除外され、残る4株が全工程を生き延びました。腸液の工程を終えた後の生残率は、Lpb. plantarum ZI237が55.92%で最も高い値でした。続いてLcb. rhamnosus KOが46.53%、Lm. fermentum KTが41.83%、Lpb. plantarum ZI137が29.12%でした。この生残率は、処理前の生菌数を対数で表した値に対する割合として計算されています。

病原菌の増殖を抑える試験では、指標として6つの病原菌株（同じ種の別の株も含む）が使われました。ZI137、ZI237、KOの3株はこのうち5つの増殖を抑え、KTは2つを抑えました。この抑制作用は、バクテリオシン（菌が作る抗菌性のたんぱく質）によるものではないと判断されています。Caco-2細胞への付着量はZI137が約2.6×10^6 CFU/mLで最も多く、他の3株は1.1×10^6〜1.3×10^6 CFU/mLでした。細胞を傷つける作用は、どの株にも見られませんでした。

細胞の応答では、ZI237がオートファジーの開始から形成に至る複数の段階の遺伝子発現を高めました。一方で、p62という遺伝子の発現は下がりました。KTも、範囲はより狭いものの似た傾向を示しました。両株とも、たんぱく質の段階でp62の量が有意に減っていました。KTは、粘液成分に関わるMUC2とMUC5、上皮の抗菌防御に関わるHBD-1、抗酸化に関わるNQO1の遺伝子発現を高めました。ZI237が高めたのはNQO1だけでした。細胞間結合たんぱく質については、E-カドヘリンとクローディン4に変化は見られませんでしたが、KTの処理ではオクルディンが有意に減少しました。

この報告が示すこと

研究チームは、セルビアの伝統チーズが多様な在来乳酸菌の重要な供給源であると結論づけました。調べた乳酸桿菌の中では、安全性、消化管モデルでの生残、病原菌の抑制、たんぱく質分解能、細胞での遺伝子応答を総合して、Lpb. plantarum ZI237を最も総合的に有望な候補と位置づけています。Lm. fermentum KTも、粘膜防御などに関わる遺伝子を刺激した点で候補に挙げられました。ただし、細胞間結合に関わるオクルディンが減ったことから、上皮のバリアへの総合的な影響は慎重に解釈すべきだとしています。

著者らは、解釈の限界もいくつか挙げています。RAPD-PCRは1種類のプライマーで行われたため、同じパターンの株は「この条件では区別できない」という意味にとどまります。16S rRNA遺伝子の解析は、近縁の種を見分けにくい場合があります。p62の減少だけでは、オートファジーが実際に活発になったとまでは言えません。遺伝子発現の変化も、粘液の増加や抗酸化作用そのものを示すものではありません。病原菌の抑制に有機酸がどれほど寄与したかも区別されていません。消化管モデルでの生残率には標準化された評価法がないため、ほかの研究と比べる際には計算方法に注意が必要です。著者らは、食品の中での働きや、より複雑な細胞モデル・生体での効果を確かめる追加の研究が必要だと述べています。

原著論文の著者・所属：Nikola Bajčetić（Department of Industrial Microbiology, Faculty of Agriculture, University of Belgrade, Nemanjina 6, 11080 Belgrade, Serbia）、Jovana Nenadović（Department of Industrial Microbiology, Faculty of Agriculture, University of Belgrade, Nemanjina 6, 11080 Belgrade, Serbia）、Ivana Perić（Department of Industrial Microbiology, Faculty of Agriculture, University of Belgrade, Nemanjina 6, 11080 Belgrade, Serbia）、Dušan Stevanović（Group for Probiotics and Microbiota-Host Interaction, Department of Microbiology and Plant Biology, Institute of Molecular Genetics and Genetic Engineering, University of Belgrade, Vojvode Stepe 444a, 11042 Belgrade, Serbia）、Nemanja Mirković（Department of Industrial Microbiology, Faculty of Agriculture, University of Belgrade, Nemanjina 6, 11080 Belgrade, Serbia）、Nikola Popović（Group for Probiotics and Microbiota-Host Interaction, Department of Microbiology and Plant Biology, Institute of Molecular Genetics and Genetic Engineering, University of Belgrade, Vojvode Stepe 444a, 11042 Belgrade, Serbia）、Milica Mirković（Department of Industrial Microbiology, Faculty of Agriculture, University of Belgrade, Nemanjina 6, 11080 Belgrade, Serbia）

※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）：Nikola Bajčetić, Jovana Nenadović, Ivana Perić, et al. Biodiversity of NSLAB in Traditional Serbian Cheeses and Stepwise Functional Characterization of Selected Autochthonous Lactobacillus Strains Through Technological, Probiotic and Intestinal Epithelial Interaction Assessment. Foods（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-09-11. DOI: 10.3390/foods15183220. 原著ライセンス：CC BY.