明治と北里大学大村智記念研究所ウイルス感染制御学研究室は、乳酸菌OLL1073R-1株が産生する多糖体(R-1 EPS)が、ヒト肺由来培養細胞において一般的な風邪の原因となるヒトコロナウイルス229E、および新型コロナウイルスの増殖を抑制することを確認した。
今回の細胞試験により、R-1 EPSが自然免疫に作用してウイルス増殖を抑制したことが示唆された。同研究成果は、6月12日に第76回日本栄養・食糧学会大会、8日に第18回日本食品免疫学会学術大会で発表された。
共同研究では、まず、ヒトコロナウイルス229Eに対する増殖抑制効果を確認し、さらに研究を発展させたことで、新型コロナウイルスの抑制効果の可能性が見出された。
一般的な風邪に関しては、高齢者施設の入居者を対象とした観察研究において、OLL1073R-1株で発酵したヨーグルトの摂取により唾液中ヒトコロナウイルス229Eに反応するIgA抗体量を亢進するとともに、風邪の罹患リスクを低減することが明らかになっている。
これらの研究により、R-1 EPSは自然免疫および獲得免疫を活性化して、ヒトコロナウイルスの感染を抑制する可能性が示唆された。
明治は、今後もヒト試験および実験的感染モデルでの検証を通じて、免疫増強効果などを明らかにし、日常からの感染予防、健康維持増進に寄与する研究を継続していく。
研究では、各種の免疫細胞を含むヒト末梢血単核細胞(PBMC)をR-1 EPSで刺激、または刺激なしで培養し、上清を回収した。
続いて、ヒト肺由来正常培養細胞に新型コロナウイルス(Wuhan変異株[D614G株]、オミクロン株[BA. 5株])またはヒトコロナウイルス229Eをそれぞれ感染させた。
ウイルスを感染させた細胞に調製した培養上清を添加して培養し、72時間後にウイルス量を測定した。
また、ヒトコロナウイルス229Eを感染させた細胞においては、培養上清中のIFN-βタンパク質量および、細胞中の抗ウイルスタンパク質の遺伝子発現量を解析し、次の結果が得られた。
(1)新型コロナウイルスWuhan株、オミクロン株を感染させた肺細胞において、R-1 EPSで刺激したPBMC上清の添加により、いずれの株もウイルス量が有意に減少した(図1)。
(2) ヒトコロナウイルス229Eを感染させた肺細胞において、R-1 EPSで刺激したPBMC上清の添加により、ウイルス量が有意に減少した(図2)。
(3) ヒトコロナウイルス229Eを感染させた肺細胞において、培養上清中のIFN-βタンパク質量が有意に増加した(図3A)。
また、IFN-βによって誘導される、ウイルス増殖の過程を阻害する物質であるISG15、Viperinの遺伝子発現量が有意に増加した(図3B)。
IFN-βは、幅広い種類のウイルスに対して増殖抑制効果を発揮する感染防御において非常に重要な役割を果たす物質だ。R-1 EPSで刺激した免疫細胞の培養上清は、ウイルス感染時にIFN-βの産生を促進することで、複数のコロナウイルスの株に対して増殖抑制効果を示した。
これらの結果から、R-1 EPSで刺激した免疫細胞の培養液をヒト肺由来培養細胞に加えて培養することで、新型コロナウイスWuhan変異株(D614G株)およびオミクロン株(BA. 5株)、ヒトコロナウイルス229Eの増殖が抑制される。
加えて、ヒトコロナウイルス229Eを用いたウイルス増殖抑制のメカニズム解析では、ウイルスに対する感染防御に重要な働きをするIFN-βの産生促進が寄与していることが示唆された。