マカ粉末のヒアルロン酸産生に対する効果
洋子 1)*，平手窪田正男 2)，上倉完之 2)，伏見建二 3)，堀 祐輔 3)，八並 一寿 4)

1)〒362-0806 埼玉県北足立郡伊奈町小室 10281 日本薬科大学薬学部〒485-0084 愛知県小牧市入鹿新田 563-6 株式会社サンシントレーディング
3)〒113-0033 東京都文京区本郷 7-3-1 東京大学アントレプレナープラザ 6 階
株式会社 TES ホールディングス臨床研究事業部
4)〒194-8610 東京都町田市玉川学園 6-1-1 玉川大学農学部

2)

Effects of Maca powder on hyaluronic acid production using in vitro study
Yoko Kubota1)*, Masao Hirate2), Sadayuki Kamikura2), Kenji Fushimi3), Yusuke Hori3) and Kazuhisa Yatsunami4)
1)

Faculty of Pharmaceutical sciences, Nihon Pharmaceutical University, 10281 Komura, Ina-machi, Kita-Adachi-Gun, Saitama
362-0806, Japan2)
Sanshin Trading Co., Ltd., 563-6 Irukashinden Komaki, Aichi 485-0084, Japan3)
TES Holding Co. Ltd., 6F University of Tokyo Entrepreneur Plaza, 7-3-1 Hongo Bunkyo-ku, Toky, 113-0033, Japan
4)
Faculty of Agriculture, Tamagawa University, 6-1-1 Tamagawagakuen Machida, Tokyo 194-8610, Japan

We studied the effect of Maca (Lepidium meyenii) powder on the function of dermal fibroblast using Maca solution which wasdissolved in the culture medium. Various concentrations of Maca solutions added into the fibroblast cells and were cultured for 48
hrs. Then we investigated the amount of hyaluronic acid (HA) production in culture medium by ELISA assay and the ability of cellproliferation by MTT assay in order to evaluate the availability of Maca powder in the realm of cosmetic. As a result, 0.05-5
mg/mL Maca solution increased the HA production, dose-dependently, and a 5 mg/mL Maca solution increased 1.8 times more thanthat of control, significantly. In the bioavailability of fibroblast cells, a 5 mg/mL Maca solution potentiated the cell proliferation,significantly. Furthermore the ratio of HA production/cell was risen by between 0.05 and 5 mg/mL of Maca solution,
dose-dependently, and 0.5 and 5 mg/mL Maca solutions significantly increased this ratio. These results suggest that Maca powder
improves not only skin fitness and texture but skin condition due to the improvement of skin turn over and skin viscoelasticity byinternal or external use.
Keywords: Maca (Lepidium meyenii) solution/ cell proliferation/ hyaluronic acid /human fibroblast cells

緒 言などのミネラル分も豊富に含んでいる(Dini et al., 1994; Zhao,マカ (Lepidium meyenii) は，標高 4000m ほどのアンデス高地

2005)．タンパク質やアミノ酸も多く含まれているため，疲労回で栽培されているアブラナ科の宿根性植物であり，インカ帝国復や健康増進が期待されると同時に，細胞単位での活性化にもの時代から栽培されてきた．アンデス地方の人々にとって，マ効果が有ると考えられ(Piacente et al., 2002; Barbul et al., 1990)，活カは，毎日の食生活における主食の一つであり，保存食として力再生，強壮効果により，不感症や不妊症の治療にも有効であも利用されており，日常生活には欠かせない植物である(Johns,るとの報告がある(Dini et al., 1994; Piacente et al. , 2002; Barbul et1981)．マカは，主として炭水化物 (59%)，タンパク質(10.2%)，

al., 1990)．また，マカには，成長ホルモンの分泌を促進するアル繊維 (8.5%)および脂肪 (2.2%)から構成されており(Quiros et al.,

ギニンが多く含まれていることが明らかになっており，その結1996)，その他にアルカロイドやタンニンおよび鉄，カルシウム

果，身体や細胞の新陳代謝が活発となり(Gonzales et al., 2009），肌のターンオーバーが改善すると同時に，肌のハリやシミ，粘*Corresponding author 窪田 洋子〒362-0806 埼玉県北足立郡伊奈町小室 10281
日本薬科大学
Tel: 048-721-1155 Fax: 048-721-7056
E-mail: ykubota@nichiyaku.ac.jp

弾性が改善することが考えられている．更に，各種の植物ステロールが含まれ(Wang, 2007)，高脂血症患者の全身性炎症を軽減する効果(Micallef et al., 2009)，およびステロール骨格を有する植物由来のβ-シトステロールがヒアルロン酸産生を促進するこンキュベーター内で 5 分間静置し，ディッシュ内の細胞を全てと(板野，2009)も報告されている．

回収した．回収された細胞数は血球計算板を用いて計測し，10%ヒアルロン酸は，水分を保持する能力が非常に高い高分子多FBS 含有D-MEM 培地に2×104 個/mLとなるように懸濁させた．

糖で，皮膚に多量に存在しており，肌のみずみずしさ，ハリ，その後，96 穴プレートに 1 ウェル当たり 2×103 cells になるよう弾力性に深く関っていることが明らかとなっている．一般に生に播種し，37℃で CO2 濃度 5%，湿度 100%の環境下で 48 時間

体成分は合成と分解により，その量がコントロールされており，前培養を行った．その後，各ウェルの培養上清を全て取り除き，ヒアルロン酸も皮膚内部で合成と分解が行われている．その周所定の濃度に調整した各検体を 100μL 添加した．同条件で 48期は，皮膚中では 1～2 日程度であり，新たに合成されたヒアル時 間 培 養 後 ， 培 養 上 清 を 検 体 と し て ， Enzyme-Linked

ロン酸の半分が 1 日で分解されていると考えられている(酒井ら,Immunosorbent Assay (ELISA)によりヒアルロン酸の定量を行っ1996）．また，皮膚中のヒアルロン酸量は加齢とともに減少してた．すなわち，ヒアルロン酸固相化マイクロプレートの各ウェいくことが知られており，特に 50 代以降では大きく減少するこ

ルに各濃度のヒアルロン酸標準溶液（0, 50, 100, 200, 500, 800とが知られている．このためヒアルロン酸量の減少を防止し，

ng/mL）及び検体(1 mM N-アセチルグルコサミン，各濃度のマカ維持・増加させることは肌の状態を維持する上で重要であると溶液，コントロールとしてマカ不含有溶液)をそれぞれのウェル考えられる(Longas et al., 1987)．に 100μL ずつ添加し，プレートミキサーを用い，1 分間混和後，本研究は，マカ粉末を培養液に溶解した溶液（マカ溶液）を37℃で 60 分間静置した．全てのウェル内の溶液を除去した後，検体として，線維芽細胞に及ぼす影響について検討した．すな

各ウェルあたり 300μL ずつの洗浄液で 4 回洗浄し続いて，全てわち，各種濃度の検体を線維芽細胞に添加して培養し細胞増殖のウェルに HRP 標識ストレプトアビジン溶液を 100μL ずつ添能を検討すると同時に，培地中のヒアルロン酸量を測定するこ加した後，37℃で 30 分間静置した．全てのウェル内の溶液を除とで，マカ粉末のヒアルロン酸産生能に対する効果を検討し，去した後，各ウェルあたり 300μL ずつの洗浄液で 4 回洗浄し，美容分野での有用性について明らかとすることを主目的とした．

ウェルに酵素基質溶液を 100μL ずつ添加した後，常温（15～25℃）で 30 分間静置した．その後，全てのウェルに反応停止溶

方 法

液を 100μL ずつ添加し，混和後，直ちにプレートリーダー（測実験材料

定波長；450nm，対照波長；650nm）で各ウェルの吸光度を測定(1) 検体，試薬し，ヒアルロン酸を定量した．
(2) MTT アッセイによる培養線維芽細胞生存率の測定試料であるマカ粉末は，株式会社サンシントレーディングより提供された全粒マカ粉末を用いた．試料は，水分を除去する

ヒアルロン酸定量を行った 96 穴プレートを pH7.4 10mM リンために，あらかじめ使用する前に室温でシリカゲルを入れたデ酸緩衝液を用いて洗浄した後，新鮮な 10% FBS 含有 D-MEM 培

シケーター中で一晩，減圧乾燥して用いた．検体は，マカ粉末

地を各ウェルに 100μL 添加し，線維芽細胞生存率の指標となる500 mg を正確に秤量し，10 ml の 5% 牛胎児血清(FBS; HyClone,MTT アッセイを行った．すなわち，Cell Counting Kit 溶液を，各Logan, Utah)含有 D-MEM 培地（Invitrogen 社，米国）に溶解した

ウェルに 10μL ずつ添加し，インキュベーター内に戻し，2 時溶液（マカ溶液）を，終濃度が 0.05， 0.5 および 5 mg/mL とな間呈色反応し，マイクロプレートリーダーで 450 nm の吸光度をるように，0.5% FBS 含有 D-MEM 培地で希釈したものを検体と測定し線維芽細胞生存率を求めた．結果は，コントロール（マして用いた．その他の薬品は試薬特級（株式会社和光純薬工業，カ不含有溶液）を 1 とした相対値として算出した．更に，ELISA東京）を使用した．線維芽細胞は，正常ヒト線維芽細胞（Lonza法により定量されたヒアルロン酸量と MTT アッセイでの細胞社，スイス），細胞活性の測定には，Cell Counting Kit-8（株式会生存率から，コントロールを 1 とした相対値として，ヒアルロ社同仁化学研究所，東京），ヒアルロン酸定量には QnE Hyaluronicン酸産生率を算出した．

Acid ELISA Assay（Biotech Trading Partners，アメリカ）を用いて3. 統計解析
データは全て 6 例の平均値と標準偏差で示した．群間の有意行った．
(2) 線維芽細胞差検定には対応のない t 検定を用い，有意差検定の結果，危険率ヒト線維芽細胞は，事前に 10% FBS 含有 D-MEM 培地中で5％未満のものを有意差ありと判断した．

37℃，CO2 濃度 5%，湿度 100%の環境下で必要量の細胞数まで培養して試験に用いた．なお，培養期間中は適宜顕微鏡下で観結 果

察し，細胞が対数増殖期であること，および形態が正常である

1.

ことを確認し，試験に適した細胞を用いた．
1.

分析方法

ヒアルロン酸産生に対する検討
EALSA 法を用いて，ヒアルロン酸標準品の定量を行った．ヒ

アルロン酸濃度として，50～800 ng/mL の間で定量性が確認され(1) 培養液中のヒアルロン酸定量たので，培養液中のヒアルロン酸濃度の定量を行った．細胞の75cm2 のフラスコディッシュに，コンフルエントになるまで培ヒアルロン酸産生の促進が認められている N-アセチルグルコサ

養した正常ヒト線維芽細胞に 20% TrypLE Select 溶液を加え，イミンの 1 mM 添加では，コントロールと比較して 1.5 倍以上のヒ2アルロン酸産生量の亢進が認められた．マカ溶液では，最終濃****HA (ug/mL)

1.5

度として 0.05～5 mg/mL で，濃度に依存的なヒアルロン酸産生量の亢進が認められ，特に 5 mg/mL のマカ溶液では，コントロ**ールと比較して，約 1.8 倍のヒアルロン酸産生量の有意な亢進が1認められた(Fig. 1)2.

線維芽細胞生存率に対する検討
N-アセチルグルコサミンの添加は，有意な線維芽細胞生存率0.5の促進効果が認められた．マカ溶液では，0.05，0.5 mg/mL にお0Control NAG 0.05 0.5
5Maca (mg/mL)

いては，コントロールと比較して線維芽細胞生存率の減少傾向が認められたものの有意な差は認められなかった．一方，マカ溶液 5 mg/mL の濃度においては，有意な線維芽細胞生存率促進

Fig. 1 Amounts of hyaluronic acid (HA).

効果が認められた(Fig. 2)．

Y axis shows the amounts (μg/mL) of HA production from fibroblast

3. ヒアルロン酸産生率に対する検討

cells. Date are shown as the mean±S.D. (n=6). Control; 0 mg/mL ofMaca, NAG; 1mM N-acetyl glucosamine. **p<0.01 from control.

濃度依存的なヒアルロン酸産生率の亢進が認められ，特に 0.5，1.2
Ratio of cell growth

マカ溶液の各濃度での細胞生存率当たりのヒアルロン酸産生率を比較した．その結果，マカ溶液 0.05～5 mg/mL において，5 mg/mL のマカ溶液では，有意な亢進が認められた(Fig. 3)．

1.1考 察***これまでの研究では，マカにはタンパク質やアミノ酸が多く1含まれているため，疲労回復や健康増進効果と同時に，細胞単位での活性化にも効果が有ると考えられている(Barbul et al.,
1990; Dini et al., 1994)．一方，最近では，マカ製品には，天日乾0.9

燥させたマカを粉末化したものと，温熱水で抽出し，グルコシノレートを多く含んだエキス末としたものの 2 種類がある．し0.8
Control NAG 0.05 0.5
5Maca (mg/mL)

かし，グルコシノレートの効果は，いまだ解明されていないため，粉末とエキス末の効果の違いは不明である．しかし，これFig. 2 Ratio of cell growth.

までの研究の多くはマカの単体あるいは粉末での効果であるたY axis shows the ratio of cell growth compared to control as “1”. Date are

め，マカ本来の効果を発揮するためには，粉末での検討が重要と考えられる．

shown as the mean±S.D. (n=6). Control; 0 mg/mL of Maca, NAG;
1mM N-acetyl glucosamine. *, **p<0.05, 0.01 from control.

今回我々は，マカ粉末を培養液に溶解したマカ溶液を検体として，線維芽細胞の培養液に添加することで，ヒアルロン酸産生能への効果を検討した．マカ溶液の 0.5 mg/mL では約 1.3 倍，2.5
Ratio of HA/cell growth

5 mg/mL では約 1.8 倍のヒアルロン酸産生の有意な亢進が認め

**

2**
1.5**

られた．次に，線維芽細胞生存率の検討を行った結果，マカ溶液では 5 mg/mL の濃度において，有意な細胞増殖能促進効果が認められた．更に，線維芽細胞生存率当たりのヒアルロン酸産生率を比較した．その結果，マカ溶液は，線維芽細胞生存率を10.5考慮した場合においてもヒアルロン酸の産生を 0.05～5 mg/mLの濃度範囲で濃度依存的に亢進し，その示適濃度は 0.5～5mg/mL であった．

0Control NAG 0.05 0.55Maca (mg/mL)

これまでに，植物由来のβ-シトステロールが，ヒアルロン酸産生を促進することが明らかとなっている(板野, 2009）．マカの構成成分にはβ-シトステロールと同様にステロール構造を有Fig. 3 Ratio of HA/cell growth.

した成分もあることから，同様の効果を示している可能性も考Y axis shows the ratio of HA production from each fibroblast cells

えられる．組織内のヒアルロン酸は，組織の水分量や形態を維compared to control as “1”. Date are shown as the mean±S.D. (n=6).

持する上で重要な機能を有しており(Falcone et al., 2006)，特に肌Control; 0 mg/mL of Maca, NAG; 1mM N-acetyl glucosamine.

においては，水分量，ハリ，キメおよび粘弾性を維持している**p<0.01 from control.

ことが明らかとなっている．このため，マカ溶液は肌の機能を維持する上で有用である可能性が示唆された．これまでの研究

板野直樹 (2009): ヒアルロン酸産生促進剤, 特許公開第2009-57290 号 (公開日 2009.3.19).

で，β-カロテンおよびＮ-アセチルグルコサミンは，ヒアルロン

Johns T (1981): The anu and the maca. J. Ethnobiol., 1, 208-212.

酸合成酵素（HAS）の一つである HAS3 遺伝子を発現させ(SakaiMicallefMA,

GargaML(2009):

Anti-inflammatory

andet al., 1999)，ヒアルロン酸の材料となる細胞内基質を増やすこと

cardioprotective effects of n-3 polyunsaturated fatty acids andで，表皮細胞のヒアルロン酸合成を高める作用があることが見plant sterols in yperlipidemic individuals. Atherosclerosis. 204,

出されている(Sayo et al, 2004)．一方，真皮においては(-)ムスコ

476-482.

ンや N-メチル-L-セリンおよびローヤルゼリーは，HAS2 遺伝子

Piacente S, Carbone V, Plaza A, Zampelli A, Pizza C (2002):の発現を促進し，ヒアルロン酸合成を高める作用があることがInvestigation of the tuber constituents of maca (Lepidium明らかとなっている．すなわち，表皮細胞のヒアルロン酸合成

meyenii Walp.). J. Agric. Food Chem., 50, 5621-5625.

では HAS3，真皮線維芽細胞では HAS2 が主に働いていること

Quiros CF, Epperson A, Holle M (1996): Physiological studies andが明らかとなっている(Sugiyama et al., 1998; Sayo et al., 2002;

determination of chromosome number in Maca,. Lepidium

Sakai et al., 1999; Sayo, 2004)．今回の結果では，線維芽細胞から

meyenii. Economic Botany, 50, 216-223.のヒアルロン酸産生を亢進していることから，マカ溶液は HAS2

酒井進吾, 佐用哲也, 神尾美智子, 井上紳太郎 (1996): ヒト皮膚を発現させ，ヒアルロン酸産生を亢進しているものと考えられ線維芽細胞のヒアルロン酸分解機構の性質, 第 19 回日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集, p.495, 札幌.

た．
これまでの試験結果を総括すると，マカ粉末を溶解したマカ

Sakai S, Sayo T, Kodama S, Inoue S (1999) N-Methyl-L-Serine

溶液は，線維芽細胞の増殖促進効果およびヒアルロン酸産生亢

Stimulates Hyaluronan Production in Human Skin Fibroblasts.

進効果を有する可能性が示唆された．また，細胞毒性を示した

Skin Pharmacol. Appl. Skin Physiol., 12, 276-83.

濃度（線維芽細胞死を示した濃度 50 mg/mL，データ未掲載）のSayo T, Sugiyama Y, Takahashi Y, Ozawa N, Sakai S, Ishikawa O,

約 1/100 の濃度（0.5 mg/mL）でも，ヒアルロン酸産生亢進効果

Tamura M, Inoue S (2002): Hyaluronan Synthase 3 Regulatesがあることから，効毒比が大きく安全性の高い可能性が示唆さ

Hyaluronan Synthesis in Cultured Human Keratinocytes. J.

れた．すなわちマカ粉末は，内用あるいは外用で使用すること

Invest. Dermatol., 118, 43-48.

で，肌のターンオーバーを改善し，ハリやキメと同時に肌水分

Sayo T, Sakai S, Inoue S (2004): Synergistic effect ofや粘弾性などの肌状態を改善する機能を有している可能性が示

N-acetylglucosamine and retinoids on hyaluronan production in

唆された．今後は，安全性を確認すると同時に，遺伝子レベルでの解析を通して，作用機序を解明する予定である．

human keratinocytes. Skin Pharmacol. Physiol. 17, 77-83.
Sugiyama Y, Shimada A, Sayo T, Sakai S, Inoue S (1998): Putative
hyaluronan synthase mRNA are expressed in mouse skin andTGF-beta upregulates their expression in cultured human skin

謝辞
本論文を最終稿とするに際して，日本薬科大学 医療薬学科
長 医学博士 渡邉泰雄教授に適切なる御助言ならびに御指導を受けた事に対して深甚なる御礼を申し上げます．

cells. J. Invest. Dermatol., 110, 116-121.
Wang Y, Wang Y, McNeil B, Harvey LM (2007): MACA: An Andean
crop with multi-pharmacological functions (Review). Food Res.
Intern. 40, 783-792.

文 献Barbul A, Lazarou SA, Efron DT, Wasserkrug HL, Efron G (1990):
Arginine enhances wound healing and lymphocyte immune
responses in humans. Surgery., 108, 331-337.
Dini A, Migliuolo G, Rastrelli L, Saturnino P, Schettino O (1994):
Chemical composition of Lepidium meyenii. Food Chem., 49,347-349.
Falcone SJ, Palmeri D, Berg RA (2006): Biomedical applications ofhyaluronic acid. In “Polysaccharides for Drug Delivery andPharmaceutical Applications”, ed. by Marchessault RH,Ravenelle F, Zhu X, pp. 155-174 Oxford University Press, NewYork.
Gonzales GF, Gonzales C, Gonzales-Castañeda C (2009): Lepidium
meyenii (Maca): a plant from the highlands of Peru-fromtradition to science. Forsch Komplementmed. 16, 373-380.

Zhao J, Muhammad I, Dunbar DC, Mustafa J, Khanj IA (2005): New
alkamides from maca (Lepidium meyenii). J. Agric. Food Chem.,
53, 690-693.