当院は腸活のお話をすることが多いですが、猫ちゃんの腸活に有用な菌の情報って少ないです。

これを読むと、母猫から直接乳汁を飲むことは腸内細菌を構成するうえでとっても大事なんだと感じますね。

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猫の乳由来乳酸菌：新たなプロバイオティクスの可能性

猫の乳由来乳酸菌：新たなプロバイオティクスの可能性

Characterization and Evaluation of Lactic Acid Bacteria from Feline Milk for Probiotic Properties

Haohong Zheng†, Jiali Wang†, Yunjiang Liu, Zhijun Zhong,

Haifeng Liu, Ziyao Zhou and Guangneng Peng*

Key Laboratory of Animal Disease and Human Health of Sichuan Province
College of Veterinary Medicine, Sichuan Agricultural University

2025年7月8日

研究背景

研究背景

薬剤耐性菌の増加

抗生物質の過剰使用により、多剤耐性菌（MDR）が出現し、深刻な公衆衛生上の脅威となっています。2019年には、細菌性AMRが世界で約500万人の死亡に関連し、心血管疾患に次いで3番目の死因となりました。

ペットによる耐性菌リスク

ペットはMDR細菌の貯蔵庫となる可能性があり、これらの病原体がヒトに伝播するリスクがあります。人とペットの密接な身体的接触により、薬剤耐性病原体の人獣共通感染症の可能性が高まります。

ペット用抗生物質の制限

公衆衛生上の懸念と厳格な獣医薬品規制により、猫などのコンパニオンアニマル向け抗生物質の開発と利用可能性は、ヒト用に比べ遅れています。その結果、ペットの細菌感染症の治療選択肢は比較的限られており、AMR感染症のリスクが高まっています。

代替手段の必要性

コンパニオンアニマルに使用する安全で効果的な抗生物質の代替品を特定することが緊急の優先事項となっています。

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研究目的

研究目的

猫の乳由来乳酸菌の特性評価とプロバイオティクスとしての可能性を探る

抗生物質代替品の特定

猫の乳から乳酸菌（LAB）を分離し評価することで、抗生物質の代替となるプロバイオティクスを特定する

従来の特性評価

成長動態、付着能力、安全性、抗病原性活性などのin vitro評価を実施する

抗酸化能と代謝物の評価

猫の乳由来LAB株の抗酸化能力と有益な代謝物産生を初めて評価する

猫特有のプロバイオティクス開発

猫特有のプロバイオティクス株の開発のための理論的基盤を提供し、抗生物質の潜在的代替品とする

本研究は、猫の乳由来乳酸菌の抗酸化能力と有益な代謝物産生を評価した初めての研究です。

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材料と方法：菌株の分離と同定

材料と方法：菌株の分離と同定

サンプル収集

健康な授乳期の猫3頭から獣医師が無菌的に乳サンプルを採取。サンプルは4°Cで保存。採取前60日間は抗生物質やプロバイオティクスの投与なし。

菌株の分離

各サンプル1 mLを4 mL MRSブロスに接種し、37°Cで培養。混合物が濁るか細菌沈殿が生じるまで培養。段階希釈後、100 µLをMRS寒天培地に塗布し、37°Cで24〜72時間培養。異なる黄色コロニーを選択。

菌株の精製

疑わしい乳酸菌をMRS寒天培地にプレートストリーク法で接種し、37°Cで3回培養して精製。グラム染色、形態評価、カタラーゼ試験、コアグラーゼ反応で特性評価。グラム陽性、桿菌・球菌、カタラーゼ・コアグラーゼ陰性、非運動性の分離株を選択し、25%グリセロール溶液で-80°Cで保存。

種の同定

市販のDNAキットを使用してDNAを抽出。プライマー27Fと1492Rを使用して16S rDNA遺伝子を増幅。PCR産物を1%アガロースゲルで可視化。シーケンシング結果をNCBI GenBankの既存遺伝子配列と照合。最尤法を用いて系統樹を構築。

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分離された乳酸菌の種類

分離された乳酸菌の種類

分離された乳酸菌株

健康な猫の乳から3つの乳酸菌株が分離され、16S rDNA遺伝子解析により同定されました：

Weissella confusa (M1)

1株

Lactobacillus plantarum (M2)

1株

Lactobacillus plantarum (M3)

1株

同定方法

市販のDNAキットを使用して各分離株のDNAを抽出

プライマー27Fと1492Rを使用して16S rDNA遺伝子を増幅

Mega 7.0を使用して最尤法で系統樹を構築

系統樹の概要図

16S rDNA遺伝子に基づく分離株とタイプ株の系統関係

※実際の系統樹はFigure 1(B)に示されています

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成長動態と耐性能力の評価

成長動態と耐性能力の評価

成長曲線

M1 (W. confusa)
M2 (L. plantarum)
M3 (L. plantarum)

3株とも良好な成長曲線を示し、特にM2とM3は早期に対数増殖期に入り、高い菌数を維持

耐性能力

酸耐性

pH 2.0-4.0の環境下でのM2、M3株の優れた生存率

胆汁塩耐性

0.01-0.05%の胆汁塩環境下でのM2、M3株の優れた生存率

主な知見

  • M2およびM3株（L. plantarum）は酸性環境と胆汁塩環境に対して高い耐性を示した
  • M1株（W. confusa）は比較的低い耐性を示した
  • これらの特性は、乳酸菌が胃腸管を通過して腸に到達する能力に影響する重要な因子である
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安全性評価

安全性評価

溶血性試験

  • 3つの分離株はすべて羊血液プレート上で非溶血性を示しました
  • 大腸菌（ATCC 25922）をβ溶血性の陽性対照として使用
  • すべての分離株が安全性の基本条件を満たしていることを確認

抗生物質感受性試験

  • 18種類の抗菌薬に対する感受性を評価
  • 3つの分離株はすべてKZ、E、GM、C、TE、AMP、P、CTX、CXM、AK、RD、AMLに感受性を示しました
  • VA、NOR、KZ、Sに対しては耐性を示しました
  • アミノグリコシド系（ゲンタマイシン、ストレプトマイシン）とグリコペプチド系（バンコマイシン）に対する自然耐性を持つことが確認されました

結論

3つの分離株はすべてin vitro試験で高い安全性を示しましたが、臨床応用のためには遺伝学的レベルとin vivo評価による更なる確認が必要です。

溶血性試験と抗生物質感受性試験の結果

図3：(A) 血液平板上での溶血性試験 (B) 各分離株の抗生物質阻害ゾーン

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抗病原性活性

抗病原性活性

オックスフォードカップ法による抗菌活性

3つの分離株の細胞フリー上清（CFS）を用いて、一般的な腸内病原菌に対する拮抗作用を評価しました。

オックスフォードカップ法による抗菌活性の結果

阻害ゾーン判定基準：

  • レベルI: 8mm〜12mm
  • レベルII: 12mm〜16mm
  • レベルIII: 16mm〜20mm
  • レベルIV: 20mm以上

凝集試験結果

凝集試験は、プロバイオティクスが病原菌を集め、排除する能力を評価するために実施されました。

注目点： L. plantarum M3株は、すべての4種の病原菌に対して優れた凝集能力を示しました。

主な発見

すべての分離株は4種の標準的な病原菌の成長を阻害する能力を持ちますが、特にM3株はE. coliとS. aureusに対して優れた阻害効果を示しました。また、凝集試験の結果も抗菌能力と一致しており、M3株が優れた抗菌特性を持つことを確認しました。

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抗酸化能力

抗酸化能力

H2O2耐性

3株とも低～中濃度のH2O2にほとんど影響を受けず、約100%の生存率を維持しています。

総抗酸化能

株M3は最も強い抗酸化能（0.48 mM Trolox相当）を示し、Kim らの報告した16株中13株のLABより高い値でした。

DPPHラジカル消去能

分離株の上清は87.15～87.53%のDPPHラジカル消去能を示し、先行研究（4.70～53.55%）よりも大幅に高い値でした。

還元能

反応溶液のOD700値を測定することで、3株の還元能を評価しました。すべての分離株が優れた還元能を示しました。

DPPHラジカル消去能の比較

3株の分離株は、先行研究で報告されたLABと比較して優れたDPPHラジカル消去能を示しています。

結論

3株すべてが優れた抗酸化能力を示し、抗酸化剤として開発される潜在的な可能性を持っています。特に株M3は総合的に最も優れた抗酸化特性を示しました。

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有益な代謝物の生成

有益な代謝物の生成

胆汁塩加水分解酵素 (BSH)

  • 胆汁塩を加水分解し、悪影響を軽減
  • 細胞の活力向上と抗菌能力強化
  • 腸内微生物叢のバランスを維持

研究結果：

先行研究では800株中わずか22株のみがBSH活性を示したが、本研究の3株全てがBSH活性を示した

細胞外多糖類 (EPS)

  • 抗酸化作用と免疫調節作用
  • 微生物叢の恒常性維持に貢献

研究結果：

他の由来のLABの生産能力は20〜370 mg/Lだが、本研究の3株は全て500 mg/L以上（560.86〜598.84 mg/L）を生産

γ-アミノ酪酸 (GABA)

  • 中枢神経系の抑制性神経伝達物質
  • 免疫細胞の活性化
  • がん細胞増殖抑制と食欲刺激

研究結果：

3株のGABA生産能力は0.13〜0.15 g/Lで、Li et al.が報告したL. plantarum 8014（0.16 g/L）よりわずかに低い

結論：猫由来の潜在的プロバイオティクス株は、他の由来のプロバイオティクスと比較して、より多くの有益な代謝物を生産し、優れたプロバイオティクス特性を示しました。

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L. plantarum M3の優れた特性

L. plantarum M3の優れた特性

L. plantarum M3の総合評価

3株の中で最も優れたプロバイオティクス特性を示した

耐性能力

  • 胆汁塩、酸性環境に高い耐性
  • 人工胃液・腸液後の生存率: 61.75%

付着能力

  • 自己凝集能: 73.39%
  • トリクロロメタンへの疎水性: 62.16%
  • Caco-2細胞への高い付着性

安全性

  • 非溶血性
  • 様々なβ-ラクタム系抗生物質に感受性

抗菌活性

  • 4種の病原菌に対する優れた凝集能力
  • オックスフォードカップ法での高い抗菌活性

抗酸化能力

  • 強い抗酸化能力: 0.48 mM Trolox相当
  • DPPHラジカル消去能: 87%以上

代謝物生成

  • EPS生成: 500 mg/L以上
  • GABA生成: 0.13-0.15 g/L
  • 胆汁塩加水分解酵素(BSH)活性
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ペットフードへの応用可能性

ペットフードへの応用可能性

猫用プロバイオティクスの現状

現在の応用分野

  • 急性胃腸炎の予防と治療
  • 炎症性腸疾患（IBD）の管理
  • アレルギー反応の軽減

現行製品の課題

現在のプロバイオティクスの多くは非猫由来（植物や他の動物種）であり、猫の固有腸内微生物叢を乱す可能性があります。

猫乳由来の優位性

猫乳由来の乳酸菌は宿主との親和性が高く、安全性に優れており、猫の腸内環境により適合しています。

健康増進効果と応用

抗菌・抗病原性

薬剤耐性菌を含む病原菌への拮抗作用により、感染症予防に貢献

腸内環境の改善

腸上皮細胞への高い付着能力と胆汁塩加水分解酵素（BSH）の産生による腸内微生物叢バランスの維持

抗酸化作用

優れたDPPHラジカル消去能（87.15〜87.53%）による酸化ストレス軽減効果

神経系への好影響

GABA産生（0.13〜0.15 g/L）による神経伝達物質バランスの調整

猫乳由来の乳酸菌、特にL. plantarum M3は、猫専用プロバイオティクスサプリメントやペットフード添加物として大きな可能性を持っています。

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結論と今後の展望

結論と今後の展望

主な研究成果

  • 猫の乳から3種類の乳酸菌を分離（Lactobacillus plantarum 2株、Weissella confusa 1株）
  • L. plantarum M3株は、成長、耐性、付着能力、抗酸化特性において優れたパフォーマンスを示した
  • 分離された乳酸菌は、胃酸や胆汁などの厳しい環境での生存能力と有害細菌との戦う能力を実証

総括

L. plantarum M3は優れたプロバイオティクス特性を持ち、猫における多剤耐性菌感染症の治療において抗生物質の補助または代替として使用できる可能性が示唆されました。猫の乳は新しいプロバイオティクス開発の貴重な資源となり得ます。

今後の研究課題

  • 遺伝子レベルでの詳細な解析が必要
  • 生体内（in vivo）での評価実験の実施
  • 特定の菌株がどのように抗菌作用を体系的に発揮するかの解明
  • プロバイオティクス株の大量培養・安定化技術の開発

応用の可能性

  • 猫用サプリメントとしての開発
  • ペットフードへの添加による健康増進効果
  • 抗生物質との併用療法としての臨床応用
  • 他の動物種への応用研究の拡大
いつか使えるプロバイオティクスになる？
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腸内細菌叢 腸活
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