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東北ハイテク研究会 セミナー
「米食の価値を考える」
令和5年9月5日、東北地域農林水産食品ハイテク研究会「米飯摂取を基本にした日本食の健康有益性」
東北大学 未来科学技術共同研究センター (NICHe)
戦略的食品バイオ未来産業拠点の構築
プロジェクトリーダー・教授 宮澤 陽夫
teruo.miyazawa.a7@tohoku.ac.jp

自己紹介

2宮澤 陽夫 （みやざわ てるお）1950年 北海道 小樽市生まれ
両親は 新潟県聖籠村 出身、父は ビルマ・インパールから帰還
1982年 東北大学 大学院農学研究科 博士課程修了、農博
1998年 東北大学農学研究科 機能分子解析学分野、創設教授
2013年-現在 東北大学 未来科学技術共同研究センター(NICHe)「戦略的食品バイオ未来産業拠点の構築」
プロジェクトリーダー・教授
日本栄養・食糧学会会長、アジア栄養学会連盟（FANS、ジャカルタ）会長、国際栄養科学連合（IUNS、ロンドン）理事、国際生命科学研究機構（ILSI Japan）会長・理事長、国際こめ油協会（IARBO、ムンバイ）会長を務める。

日本油化学会賞（2000）、日本栄養・食糧学会賞（2009）、
日本農芸化学会賞（2014）、日本ビタミン学会賞（2015）、紫綬褒章「食品学研究」（2015）
瑞宝中綬章「教育研究功労」（2023）

3

国際栄養科学連合
スペイン
現会長

FAO
日本

バングラディシュ

前会長

英国

インド

独国

FAO,米国次期会長

国際栄養科学連合（IUNS, ロンドン, 加盟96か国）
理事会メンバー2013年～現在 理事

4

世界の人口推移（100万人）10,0002050年までに世界の食料生産を70％増やす必要ある（国連食糧農業機関FAO）

総務省 統計局

2018

80億人

オセアニア
アフリカ

25億

8,000

75億

ヨーロッパ
南米

6,000

私が生まれた年

20億
アメリカ・
カナダ

4,000

アジア

30億人

50億

2,000

0

米 をどれだけ増産させるべきか？

5

The United Nation’s 世界の人口予測 Population
Prospects

billion

I was born
Asia

2050

2050

2020

1950

Asia

United Nations (2017). World population Prospects: the 2017 Revision.

Approx. 5 billions (>50% of the world population)
will reside in Asia in 2050

6

わが国の食品の生産・流通・消費
農・漁業

1２兆円
１７５万人

卸売市場
７兆円

食品小売
流通
５１兆円
３１０万人

消費者

７６兆円
１億２千万人

2001年は４００万人

食品製造業
農・水産物輸入２兆円 増大

３３兆円
１１０万人

外食産業
２５兆円
４８０万人

2001年は農家一人が68人の面倒をみる３０人だった

国民医療費４２兆円
2013年 農林水産統計

7

世界の米の生産国
Production shareof rice (by region)

東南アジアの人口が急速に増加しているため、米の収穫量の低下と地球温暖化による異常気象が食糧不足の地域に多大な影響を与えている。

Top rice producers(In 1,000 tonnes)

中国
2億トン

主要な米生産地域

東南アジア
日本0.1億トン

「こめ」消費の変化

120

8

1人の米消費量

115 kg1211米8.8 kg

米の消費量96604.2 kg

53)

30

味
噌の( )

62 kg

味噌の消費量量㎏

8(の消費量㎏90

消費255 kg001960

1965

1970

1975

1980

1985

1990

1995

2017年

2000 2002
農林水産省「食料需給表」

米飯を基本にした日本型食生活の変化
肉・油脂の消費増大
ガン・生活習慣病・肥満の増加
長寿者は幼少期から米飯食を継続コメ・イネの有効活用と新価値の発掘へ

化学と生物

Vol.43, No.5, 20059

分析機器（NICHe宮澤プロ）

10遺伝子からヒト介入試験まで可能

化学発光-HPLC
酸化脂質
ポリフェノールの定量

LC-MS/MS

GC-MS/MS

API-6500 QTRAP GCMS-TQ8040 Shimadzu
TCA/解糖系メタボローム・香気分析
SCIEX
超高感度定量クリーンベンチ 細胞実験

CO2 インキュベータ

顕微鏡 細胞培養

DNA マイクロアレイ リアルタイム PCR
遺伝子発現
遺伝子定性

LC-ESI-TOF
MS/MS
X500R QTOF
SCIEX
20万分子種網羅解析

日本食の食事まるごとの健康価値を知りたい 11
献立を作り、調理し、ラットに与え、肝臓の遺伝子発現を解析

国民栄養調査1960年, 2002年'60の日本食
現代日本食
欧米食

DHHS's NHANES 2001-2002

What ｗe eat in America

ラット
SD系6週齢♂, n=8
3週間自由摂取粉食

1960年代の日本食

現代日本食

ヒトの7日分(21食)の献立を作る
五訂 日本食品成分表

凍結乾燥・粉砕

調理

欧米食

米飯日本食の遺伝子発現 (米国食と比較)
肝細胞遺伝子の発現強度

遺伝子の機能分類

103

102
101
欧0
米 10
食
10-110-2

遺伝子の機能↑増加↓減少

ストレス応答０７

エネルギー(糖)代謝７３

脂質代謝７３タンパク質代謝６１１

イオンチャネル／輸送

８１２輸送／結合タンパク質６１３１６３１細胞構造

２６

細胞成長／接着８１１

シグナル伝達

10-3

10-3 10-2 10-1 100 101 102 103

日本食

12

解析遺伝子 10,399 個中
日本食は、ストレス性が低く発現が 1.5 倍以上の増減を示したもの

糖・脂質代謝を亢進

565 個 (5.4 ％)日本栄養・食糧学会誌（2008）

米粒の構造13

えい

Rice Bran Oil, RBO

玄米100Kgからこめ油1Kg
米糠の18％がこめ油

1919 in Japan14

米の高度利用

築野食品工業(株)資料より

15

米の脂質クラス

16

トリアシルグリセロール（TG）= こめ油

中性脂質
（90%）
糖脂質
（6%）

極性脂質
（9%）

グリセロ糖脂質
モノグリコシルジアシルグリセロール（MGDG）
ジグリコシルジアシルグリセロール（DGDG）
スルホキノボシルジアシルグリセロール（SQDG）
ステロール糖脂質
アシルステリルグルコシド（ASG）ステリルグルコシド（SG）
スフィンゴ糖脂質
セラミドモノグルコシド（セレブロシド, CMH）
ホスファチジルコリン（PC）

リン脂質 ホスファチジルエタノールアミン（PE）（3%） ホスファチジルイノシトール（PI）
N-アシルホスファチジルエタノールアミン
シトステロール

不ケン化物
（1%）

ﾌｨﾄｽﾃﾛｰﾙ カンペステロール
スチグマステロール

その他

トコフェロール
トコトリエノールなど

宮澤陽夫, 農化 (1977)

17

米・こめ油・日本食の健康有益性：
こめのトコトリエノールによる乳がん予防

米・こめ油はトコトリエノールに富む

18

コメ・こめ油にはトコトリエノールが多い
1mg/1g こめ油
イネ
HO
R2

ビタミンE

R1
O

トコトリエノール（T3)、イソプレノイド側鎖抗酸化、抗がん、抗肥満、皮膚保湿、脂質代謝改善
R1
HO
R2O

トコフェロール（Toc）、フィチル側鎖抗酸化、抗不妊腫瘍性血管新生（血管新生病）の抑制

19

老化障害に関与
既存血管から新血管が形成される現象
癌、糖尿病性網膜症、リウマチ性関節炎 等に関係

管腔形成

血管内皮細胞VEGF, FGF
血管基底膜腫瘍

転移増殖

腫瘍

血管内皮細胞の遊走、増殖、管腔形成の3過程を経て進む
腫瘍に栄養分と酸素を運ぶ

米糠トコトリエノールに抗血管新生作用を発見

宮澤、幾島 特許第 4447198号、2010年
US Patent, US6608103B2, 2003年

米トコトリエノール（T3）の動物試験
米トコトリエノールの経口摂取で、腫瘍性血管新生と腫瘍成長が抑制

腫瘍

血管新生

ヒト大腸癌細胞移植マウス（約500万細胞）３週目
あと残すのはヒト試験とT3の大量調製

10ｍｇT3/日を３週間経口投与

腫瘍体積64％減少
腫瘍重量44％減少

Shibata, Miyazawa et al., J. Nutr. (2007), Biochem. Pharmacol. (2008)20

トコトリエノールはエクソソーム中のヘレグリンを抑制

21

エクソソーム：細胞が分泌する30-100 nmの小胞で、細胞間の情報伝達に関与、miRNAやタンパク質（ヘレグリンなど）を含む。

=

乳がん細胞
ヘレグリンを含んだエクソソーム

細胞分化促進トコトリエノール処理した
乳がん細胞

トコトリエノールはラフトに分布してヘレグリンの活性化を阻害し、エクソソーム中のヘレグリン量を減少させることにより 乳がん細胞の増殖を抑制する。
J Nutr Biochem (2017)

こめトコトリエノールは癌をどう抑える？ 22
癌自体の細胞死(アポトーシス)
誘発

癌への高い到達度(移行量)癌 (腫瘍)

無限増殖酵素テロメラーゼ阻害
栄養分と酸素を遮断
癌転移予防
血管新生阻害血管

米トコトリエノールによる癌の退縮Shibata, Miyazawa et al.,J. Nutr. (2007), Biochem. Pharmacol. (2008), J. Nutr. Biochem. (2009).

高トコトリエノール米の創出
従来2経路に作用と考えられていたGGR(GGR1)の機能を代替する遺伝子を見出し、GGR2と命名した

GGR1
GGR2

GGR1・GGR2ダブル変異カルスは、Tocフリーとなり、T3のみを生産する

23

GGR欠損イネの幼苗を作成し、ＶＥ量を知りたい24

Tos17 mutantパネル((独)農業生物資源研究所)
からGGR欠損イネを作成した

GGRの遺伝子番号は（Os02g0744900）
生物研からイネ種子を購入し播種した
この種子はGGR遺伝子内にレトロトランスポゾンが転移し、変異している

Tos17= 翻訳領域= 非翻訳領域

アルビノの表現型となる

稲トコトリエノール生合成
GGR(Os02g0744900)
仮にGGR1としたホモロジー検索

新規遺伝子(Os01g0265000)
仮にGGR2とした
塩基レベル(4)64.0 %
アミノ酸レベル(20)52.7 %

相同性はかなり高い・ 生物研(農業生物資源研究所)のcDNAライブラリーには存在しない
・ 過去に新規遺伝子に言及した論文が存在せず、命名もされていない
Matsuzawa, Miyazawa et al, Food Chem (2013)
Kimura（東北農研）, Miyazawa et al, Sci Rep (2018)25

高トコトリエノール稲（癌抑制米）の育成
富山県農業技術センター

密陽23号

T3高生産中間母本系統

ハバタキ

現行の水稲栽培体系に適した「トコトリエノール高含有かつ多収」中間母本系統の育成

こめ成分の価値に着目した
新しい加工技術の食品開発
こめ油、高・低アミロース米、米粉の加工技術
Matsuzawa, Miyazawa et al, Food Chem (2013)
Kimura（東北農研）, Miyazawa et al, Sci Rep (2018)

高トコトリエノール
稲系統の育成試験

26

国際こめ・こめ油会議、京都国際会議場 2018 27

こめ・こめ油など米飯日本食の有益性を

28

29

国産こめ・こめ油の増産を目指し・・自給率38%を上げる
油脂・大豆・小麦・砂糖は15％以下「油糧米品種の開発」・こめ産業の発展◎一般品種の1.5倍のこめ油生産を目指す
社会実装・・東北・全国で普及を前提に・・
今年度からスタート
令和5年度 オープンイノベーション研究・実用化推進事業「こめ油と機能性成分を豊富に含み製油時の歩留まりが高いこめ油増産用イネの育種基盤構築」 東北大学、農研機構、築野食品工業

2020年10月より（ 2020.10～2030.3 ）ILSI Japan共同研究講座「“AI ディアトロフィ（量子栄養学）” による“食” の本質的価値なぜ量子コンピュータでなければならないかの探究」を開設
ヒトは一度の食事で数千分子種を同時に体内に取り込む。健康なからだの維持や疾病予防に“食” の多分子種・同時摂取の働きを理解する。膨大な種類の分子種がからだの中でどのように相互干渉しあい“食” としての本来的機能を発揮しているのか、この理解は“食” にまつわる永年の大きな課題。この解決には、新たな解析ツール構築が必要。短時間で大量データを低費用で計算可能な量子コンピュータを用いる“AI ディアトロフィ（量子栄養学）” の取り組みを進めている。これにより、“食” の真の価値の理解と動物実験に代わる機能性／安全性評価系が構築、新食材や新機能の発掘、食材の組み合わせ効果、日本食の健康有益性、望まれる食組成を有する農林水産物の育種、食の安全性、さらには“食”による100歳長寿・疾病予防・治療を可能にする。
花王、ブルボン、森永乳業、雪印メグミルク、小林製薬、森永製菓、不二製油、アサヒQI、MIZKAN、味の素 が参加

ビタミンCの代謝経路でもこの規模観→（KEGG*）
HMDB**には約28,000の食品成分が登録…つまり食品の代謝はとても複雑
https://www.genome.jp/dbgetbin/www_bget?map00053*Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes（日本）， **The Human Metabolome Database（カナダ）

次元の呪い：データの要素数に対して、計算量が指数関数的に増加する ⇔ 古典コンピュータは1.5年で2倍（ムーアの法則）
指数関数的高速化の可能性があるのは量子コンピュータのみ

点と線の設定： 線には±1を仮置き
DHA 0 mMでの各代謝物面積比を 1 としたときの DHA 10 mMでの各代謝物面積比の値（≥1:赤、<1:青）※枠囲み＝有意差あり

0mM vs 10mM
Dehydroascorbic acid

Glucose

Dehydroascorbic acid
NADPH↓
PARP↓ Rhamnose 0NAD＋↓ Mannose 2.74
Allose 2.75
Tagatose 1.64
Ascorbic acid
Mannitol 1.82
16,000 ng

Galactose

2.30

2.32

Glycolysis

GlySer

0.946

0.865

Xylitol

8.88

F1,6P

F1P

GAP

DAP

3PG

Cys0Fructose Ribose 4.65
1.57 Glyceric acid9.42

2. Ascorbicacid

Uracil 1.54
Adenosine 1.12
Cytosine 0.833

31. Gly1.51

Met 1.69

Trp

Acetyl-CoA

Acetoacetate

40. Ile1.42

3HB
Oxaloacetate

26. DAP
28. Cys

34. Ala35. Lac

36. Acetyl-CoA

37. Acetoacetate

41. Citric acid

1.27

Fumaric acidLys

Cis-Aconitic acid

57. Malic acid

TCA cycle Isocitric acid

0.366

1.37

Succinic acid

TyrPhe1.34

1.23

42. Cis-Aconitic acid

59. Lys

0.319

0.562

38. Leu

39. 3HB

60. Oxaloacetate

Citric acid

Malic acid

Aspartic acid

29. Met33. Trp

Leu

0.909

Lipid synthesis

24.
Fructose

27. 3PG

32. Pyruvicacid

0.610

Lac

11. Ribose
12. Glyceric acid
13. Uracil
14. Adenosine
15. Cytosine

23. F1P

25. GAP
30. Ser

9. Xylitol

8. Gluconic acid10. Ribose5phosphate

16. F6P
22. F1,6P

Ala

Pyruvic acid

5. Glactose
7. G1P6. G6P

PPP

1.73
0.608

4. Glucose(inside)17. Rhamnose
18. Mannose
19. Allose
20. Tagatose
21. Mannitol

Ribose5phosphate

F6PIle1. Dehydroascorbicacid (inside)

Gluconic acid

G1P

G6P

Fructose-Mannose
Or Galactose
Threonic acid
Metabolism
Oxalic acid→ctrlで0だったのでerror

1.51《食品学と計算科学の融合研究》
畠山望教授、戸田雅子教授（農）、宮澤大樹准教
授、平塚洋一准教授、宮澤教授

GlucoseGSH↓ ROS↑

3. Glucose(outside)

0. Dehydroascorbic
acid (outside)

α-ketoglutaric acid

Succinyl-CoA
0.253

Pro

1.34

Putrescine
0.847

2hydroxyglutaricacid
ProGluArg

58. Asparticacid
56. Tyr

0.566

0.740

Thr
1.11

43. Isocitric acid
54. Fumaric acid

61点=代謝物種
61線=相関の数

55. Phe44. α-ketoglutaric acid

53. Succinicacid

48.
Glu

52. Succinyl-CoA
51. Putrescine

50.
Arg

45. 2hydroxyglutaricacid
46. Pro47. Thr

49. Pro32

from “Power of Fruit and Vegetable” (祥伝社) edited by T. Miyazawa (2016)

我が恩師33

1950年代に金田ら（水産庁東海区水産研究所）は、酸化油脂の生体毒性を世界ではじめて明らかにした。
当時「魚油」はからだに良くないとされていたが、「新鮮な魚油」の栄養価は高く、「酸化した魚油」で体重減少などの栄養障害を動物実験で明らかにした。
金田尚志 東北大学名誉教授(1922-2006)

国際会議によく同行させていた
だいた。

Kaneda and Miyazawa: Lipid peroxides and nutrition.

World Review of Nutrition and Dietetics, 1987

Miyazawa: Lipid hydroperoxides in nutrition, health, and diseases.
Proceedings of the Japan Academy , 2021

「食ほど人の暮らしの中核をなす根本的なものはありません
米飯日本食は長寿健康に有益です
ご清聴ありがとうございました