腸管細胞株HT-29におけるヒトミルクオリゴ糖の Toll 様受容体2, 4およびMD2遺伝子発現に及ぼす影響 Effect of Human Milk Oligosaccharides on Messenger Ribonucleic Acid Expression of Toll-like Receptor 2 and 4, and of MD2 in the Intestinal Cell Line HT-29

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Author(s)

    • 朝隈 貞樹 ASAKUMA Sadaki
    • 農業・食品産業技術総合研究機構北海道農業研究センター集約放牧研究チーム Intensive Grazing Research Team, National Agricultural Research Center for Hokkaido Region
    • 横山 朋子 YOKOYAMA Tomoko
    • 帯広畜産大学食品科学研究部門畜産食品科学ユニット Department of Bio Resource Science, Obihiro University of Agriculture and Veterinary Medicine
    • 中村 正 NAKAMURA Tadashi
    • 帯広畜産大学食品科学研究部門畜産食品科学ユニット Department of Bio Resource Science, Obihiro University of Agriculture and Veterinary Medicine
    • 福田 健二 FUKUDA Kenji
    • 帯広畜産大学大学院畜産学研究科食品衛生学講座 Graduate School of Food Hygiene, Obihiro University of Agriculture and Veterinary Medicine
    • 浦島 匡 URASHIMA Tadasu
    • 帯広畜産大学大学院畜産学研究科食品衛生学講座 Graduate School of Food Hygiene, Obihiro University of Agriculture and Veterinary Medicine

Abstract

ヒトミルクオリゴ糖は新生児の腸管において,病原菌や毒素に結合することで感染を防ぐという間接的作用が明らかになっている.一方,ヒトミルクオリゴ糖(HMO)の腸管への直接的作用はほとんど研究されていない.そこで本研究は,主要なHMOである中性ヒトミルクオリゴ糖画分(nHMO),対照としての市販のガラクトオリゴ糖画分(GO),さらにはそれぞれの画分を構成するオリゴ糖単独の腸管免疫調節への直接的作用を検討するため,これらの投与がヒト腸管細胞株HT-29におけるToll様受容体2,4(TLR2,4)およびMD2の遺伝子発現に及ぼす影響について検討した.ヒト腸管細胞株HT-29を1 × 10<sup>6</sup>/wellで培養し,それぞれのオリゴ糖画分を0.5 mg/mL,1.0 mg/mLで,単独のオリゴ糖では40 n<small>M</small>で投与し,24時間後に細胞を回収した.細胞におけるTLR2,4およびMD2 mRNA発現を,逆転写Real Time PCRを用いて比較検討した.グラム陽性菌の構成成分を認識するTLR 2遺伝子発現において,nHMO 1 mg/mL投与のみが有意な増加(<i>p</i> < 0.05)を示した.また,グラム陰性菌の構成成分を認識するTLR 4およびMD 2遺伝子発現においては,nHMO 1 mg/mLならびにGO 0.5および1.0 mg/mL投与により有意な増加(<i>p</i> < 0.05)がみられた.単独のオリゴ糖投与では,TLR2遺伝子発現においては,3'-シアリルラクトース(3'-SL),6'-シアリルラクトース(6'-SL)そして6'-ガラクトシルラクトース(6'-GL)が有意な増加を示した.TLR4遺伝子発現においては,ラクト-<i>N</i>-フコペンタオースI (LNFP I),3'-SL,6'-SL,6'-GLが有意な増加を示した.また,いずれのオリゴ糖投与においても,MD2遺伝子発現に対する影響は認められなかった.nHMOのTLR遺伝子発現への作用が明らかになり,このことはグラム陽性菌やグラム陰性菌に対する腸管免疫機能に関わる可能性も考えられる.

It is believed that human milk oligosaccharides (HMO) act as receptor analogues that inhibit the attachment of pathogenic microorganisms to the infant colon, but the direct involvement of HMO in anti infection has not as yet been demonstrated. The present study was conducted to clarify whether HMOs as well as commercially available galacto oligosaccharides (GO), from which lactose has been removed, affect the expression of toll-like receptor (TLR) 2 and 4, and of MD2 mRNA in the HT-29, human colonic cell line. HT-29 cells were treated with neutral human milk oligosaccharides (nHMOs), which had been separated from the acidic oligosaccharide fraction and also from lactose, as well as with GOs. HT-29 cells were treated with specific oligosaccharides of major components of nHMO or GO. The mRNA expression of TLR2, 4 and MD2 were measured using Real-time RT-PCR normalized to glyceraldehydes 3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) mRNA expression. The addition of nHMO affected the expression of TLR2. Treatment with 1.0 mg/mL of nHMO as well as with 0.5 mg and 1.0 mg/mL GO enhanced the mRNA expression of TLR4. In experiments with specific oligosaccharides, treatments with 3'-sialyllactose (3'-SL), 6'-sialyllactose (6'-SL) or 6'-galactosyllactose (6'-GL) increased the expression of TLR-2, while the administration of lacto-<i>N</i>-fucopentaose I (LNFP I), 3'-, 6'-SL or 6'-GL enhanced that of TLR4. These results suggest that HMOs as well as GOs had a direct effect on colonic epithelial cells, with induction of the mRNA expression of TLR.

Journal

  • Journal of Applied Glycoscience

    Journal of Applied Glycoscience 57(3), 177-183, 2010-07-20

    Japanese Society of Applied Glycoscience

References:  48

Codes

  • NII Article ID (NAID)
    10026552082
  • NII NACSIS-CAT ID (NCID)
    AA11809133
  • Text Lang
    ENG
  • Article Type
    ART
  • ISSN
    13447882
  • NDL Article ID
    10776733
  • NDL Source Classification
    ZP24(科学技術--化学・化学工業--糖・澱粉)
  • NDL Call No.
    Z17-15
  • Data Source
    CJP  NDL  IR  J-STAGE  JASI 
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