日本語AIでPubMedを検索
考古学的薬用粘土の抗菌活性の形成における鉱物とマイクロバイオームの織り成す役割
The interweaving roles of mineral and microbiome in shaping the antibacterial activity of archaeological medicinal clays.
PMID: 32348844 DOI: 10.1016/j.jep.2020.112894.
抄録
文化人類学的分布:
薬用土（ME）、天然のアルミノ珪酸塩ベースの物質（主にカオリナイトとモンモリロナイト）は、2千年以上にわたってヨーロッパの薬局方の一部であり、「毒」の解毒剤として一般的に使用されていました。
ETHNOPHARMACOLOGICAL RELEVANCE: Medicinal Earths (MEs), natural aluminosilicate-based substances (largely kaolinite and montmorillonite), have been part of the European pharmacopoeia for well over two millennia; they were used generically as antidotes to 'poison'.
研究の目的:
3つのレムニア土と3つのシレジア土の抗菌活性を試験するために、バーゼル大学の薬学部博物館に所蔵されている16世紀から18世紀の薬用土を使用し、図解要旨に記載されている方法で試験を行った。同じ組成の天然粘土（基準粘土）と合成粘土（B、Al、Ti、Feなどの元素を添加した天然粘土）と比較し、各グループのサンプルに含まれる場合の抗菌活性を促進するパラメータを評価する。
AIM OF THE STUDY: To test the antibacterial activity of three Lemnian and three Silesian Earths, medicinal earths in the collection of the Pharmacy Museum of the University of Basel, dating to 16th-18th century and following the methodology outlined in the graphical abstract. To compare them with natural clays of the same composition (reference clays) and synthetic clays (natural clays spiked with elements such as B, Al, Ti and Fe); to assess the parameters which drive antibacterial activity, when present, in each group of samples.
材料と方法:
化学的（ICP-MS）、鉱物学的（バルク（XRD）とナノレベル（TEM-EDAX）の両方）、有機物（細菌と真菌）のDNA配列決定、グラム陽性、S. aureus、グラム陰性、P. aeruginosaに対する生理活性（MIC）の試験を行っています。
MATERIALS AND METHODS: a total of 31 samples are investigated chemically (ICP-MS), mineralogically (both bulk (XRD) and at the nano-sized level (TEM-EDAX)); their organic load (bacterial and fungal) is DNA-sequenced; their bioactivity (MIC) is tested against Gram-positive, S. aureus and Gram-negative, P. aeruginosa.
結果:
参考のスメクタイトやカオリナイトは上記の病原体に対して抗菌活性を示さない。しかし、同じ粘土にBやAlを添加した場合（TiやFeは添加しない）、抗菌活性を示します。6つのMEのうち、両方の病原体に対して抗菌性を示すのは2つだけである。生理活性を有するMEのDNA配列決定を行ったところ、真菌成分であるTalaromyces spの存在が明らかになった。タラロミセスは、代謝外物であるビオキサントラセンBの生産者として知られており、以前の論文では、本研究の対象となったLEサンプルの一つに関連して、ビオキサントラセングループの近縁メンバーをすでに同定している。菌類とその代謝物を結びつけることで、この菌類の負荷がMEの抗菌活性を促進する重要なパラメータである可能性を示唆しています。
RESULTS: Reference smectites and kaolinites show no antibacterial activity against the above pathogens. However, the same clays when spiked with B or Al (but not with Ti or Fe) do show antibacterial activity. Of the six MEs, only two are antibacterial against both pathogens. Following DNA sequencing of the bioactive MEs, we show the presence within of a fungal component, Talaromyces sp, a fungus of the family of Trichocomaceae (order Eurotiales), historically associated with Penicillium. Talaromyces is a known producer of the exometabolite bioxanthracene B, and in an earlier publication we have already identified a closely related member of the bioxanthracene group, in association with one of the LE samples examined here. By linking fungus to its exometabolite we suggest that this fungal load may be the key parameter driving antibacterial activity of the MEs.
結論:
カオリナイトやスメクタイトの抗菌活性は、天然粘土にBやAlなどの元素を添加したものや、一部の考古学的な土にしか見られない有機物（真菌）によるものなどがあります。このような有機物は、博物館のコレクションで長期保存された結果、無作為に得られたものであるとは、先験的には考えられません。なぜなら、少なくとも薬用のレムニアの土の場合には、意図的に真菌類の成分が添加された可能性を示唆する歴史的証拠があるからです。
CONCLUSIONS: Antibacterial activity in kaolinite and smectite clays can arise either from spiking natural clays with elements like B and Al, or from an organic (fungal) load found only within some archaeological earths. It cannot be assumed, a priori, that this organic load was acquired randomly and as a result of long-term storage in museum collections. This is because, at least in the case of medicinal Lemnian Earth, there is historical evidence to suggest that the addition of a fungal component may have been deliberate.
Copyright © 2020. Published by Elsevier B.V.