脳機能活性化や健康長寿の鍵となる機能性食品素材・農産物（後編）

抗糖化機能性食品の基礎からヒト臨床研究への橋渡し：
クロモジ
米井

嘉一 1*・伊賀瀬道也 2・八木雅之 1・髙部稚子 1値），③過剰な飲酒がある．この三つに共通しているのはじめにがアルデヒドである．空腹時血糖の異常はなくても，食筆者らの研究室は 2014 年度から「戦略的イノベーショ

後に 140 mg/dL 以上の高血糖になる人は少なくない．

ン創造プログラム（SIP）」に加わり，運動器の障害（ロこのような食後高血糖は血糖スパイクと呼ばれ，動脈硬コモティブシンドローム）に糖化ストレスの関与，新規化の進行が早く，身体にさまざまな障害を惹起すること

抗糖化機能性食品について研究を行っている．ここでは，がわかってきた．血糖スパイクは『アルデヒドスパーク』

食品の新規機能として糖化ストレス軽減させる抗糖化作を引き起こす．連鎖反応によって多種のアルデヒドが同用に注目し，協力企業である養命酒製造株式会社（創業時に生成される（図 1）4)．生体内ではグリセルアルデヒ1602 年）とともに研究を進めてきた．500 種以上の野菜・ド（glyceraldehyde：GA）， グ リ コ ー ル ア ル デ ヒ ド

果実・ハーブよりスクリーニングをした結果，日本固有（glycolaldehyde），アセトアルデヒド（acetaldehyde：の低木であるクロモジを主たる研究対象に選んだ．本稿AA），3- デ オ キ シ グ ル コ ソ ン（3-deoxyglucosome：3-DG），グリオキサール（glyoxal：GO），メチルグリオキサール（methylglyoxal：MGO），マロンジアルデヒド（malondialdehyde）が代表的なアルデヒドとしてではクロモジに関する基礎研究からヒト臨床研究に至る一連の流れについて紹介する．
糖化ストレスとは作用する．皮膚では糖化ストレスの要因アルデヒドとし糖化ストレスとは，還元糖，脂質，アルコールに由来するさまざまなアルデヒド（ꑲ）が生体内で過剰に生成てアクロレイン（acrolein）がもっとも重要な役割を果たしている．

される状態を現わす．これらのアルデヒドはタンパク質

アルデヒド基（-CHO）は反応性に富むため，反応をなど生体内物質と反応してカルボルニル修飾蛋白や糖化つかさどる酵素が特に存在しなくても反応は進む．反応

最終生成物（advanced glycation end products：AGEs）の進行は基質濃度，温度，時間によって規定される．

を生成，AGEs/RAGE（receptor for AGEs）シグナルをグルコースは通常は環状構造（cyclic form）を示す．

刺激してさまざまな変化が生じ，老化に伴う退行性変化

グルコースの一部が開環すると，直鎖構造（open-chain1)や認知症 をはじめとする疾病の病因となる

2,3)

．

form）を呈しアルデヒド基（-CHO）が露出して，有害食品中における糖化反応と生体内における糖化反応のなアルデヒド作用を発揮する．血糖スパイクで問題とな違いは，生体内では予想よりきわめて速い速度で糖化反る直鎖型グルコースが生じるグルコースの開環率は応が進むことにある．狭義には，グルコースのアルデヒ0.002 ％と小さいため，通常の血糖範囲（90 〜 140 mg/

ド基がタンパク質のリシン残基とイミンを作って結合し，アマドリ転移を起こした場合がメイラード反応（狭義の糖化反応）である．カルボニルタンパク質は，アミノ酸側鎖の酸化的分解や脂質過酸化反応によって生じるアルデヒド化合物の付加によって生成される．アルデヒ
ド基を起因とする糖化反応もカルボニル化反応も，生体内では両者は同時に生じている．ここでは両者をひっくるめて糖化ストレスと呼ぶことにするが，実質的にはꑲ化ストレスと言えよう．
糖化ストレスを引き起こす原因には①血糖スパイク，②脂質異常症（中性脂肪高値，LDL コレステロール高図 1．糖化ストレスによる組織障害：グルコーススパイク・ア
ルデヒドスパークから AGEs 生成へ

著者紹介

同志社大学大学院生命医科学研究科 E-mail: yyonei@mail.doshisha.ac.jp
1
同志社大学大学院生命医科学研究科，2 愛媛大学医学部附属病院抗加齢・予防医療センター

生物工学

第97巻

＊第11号（2019）653

特集dL）では，糖毒性と呼ばれる有害作用の頻度は低くなる．
フルクトースの開環率は 0.06 ％でグルコースの 300 倍も化作用を以下に示す．

あることから，生体内での糖化反応性および毒性は強い．

検証中である．

筆者らは「血糖スパイクは，直鎖型単糖類の露出アルデ〈第二段階〉AGEs 生成抑制についてはクロモジ抽出

ヒドが蛋白表面の糖鎖や血液・組織中に遊離した糖質と物が幅広く AGEs および中間体アルデヒド生成を抑制す連鎖反応を起こして多種のアルデヒドが生成する」と仮8)．陽性対照 AG に比較しても同ることがわかる（表 1）

説を立てている．

等以上で，特に MGO と CML の生成抑制作用が強い．

〈第一段階〉グルコーススパイク抑制については現在

また，強い抗酸化活性を有し，AGEs 生成反応を緩抗糖化機能和 す る． ク ロ モ ジ 抽 出 物 の 抗 酸 化 能 は DPPH 法

第一段階の機序には Į グルコシダーゼ阻害作用が含ま

12,900 mgTE/100 g，ORAC 法 376,000 mgTE/100 g，
電 子 ス ピ ン 共 法（ESR）： ス ー パ ー オ キ シ ド 除 去 能
37,800 unit SOD/g， ヒ ド ロ キ シ ラ ジ カ ル 除 去 能53,400 ȝmol DMSO/g，一重項酸素除去能 218,000 ȝmolHis/g であった 8)．このクロモジ精油の抗酸化能は，ヒれる．第二段階は AGEs 指標として蛍光性 AGEs，ペンノキ葉精油，ヒノキ枝葉精油，スギ葉精油とほぼ同程度

トシンジン，カルボキシメチルリジン（CML）が，陽性である 9)．

対照としてアミノグアニジン（aminoguanidine：AG）〈第三段階〉AGEs 架橋切断作用と OPH 活性増強作用

糖化ストレスを軽減する機序はいくつかの段階に分けられる．第一は血糖スパイクおよびアルデヒドスパークの抑制，第二は AGEs 生成反応の抑制，第三は AGEs 分解の促進，第四は AGEs/RAGE シグナルの制御 5) である．

は AGEs 分解に関わる機能である．AGEs 架橋切断作用を用いて評価する．
第三段階では AGEs 架橋切断作用，酸化蛋白分解酵素

は，クロモジ抽出物が陽性対照 PTB と遜色のない活性（oxidized protein hydrolase：OPH）活性の増強作用を8)．クロモジ抽出物（5 mg/mL）の OPHを有する（表 2）

評価する．AGEs 架橋切断作用は，AGEs 架橋である Į活性増強率（146.3 ± 1.1 ％）はすでに高いレベルにある．

ジ ケ ト ン 構 造（C − C 結 合 ）を 有 す る 1-phenyl-1,2propanedione（PPD）を用いて，架橋切断によって生成する安息香酸を逆相 HPLC により定量評価する 6)．陽性
対照として N-phenacylthiazolium bromide（PTB）を用いる．一方，OPH は蛋白の N 末端アシル化アミノ酸を遊離するセリンプロテアーゼの一種で，AGEs 分解活性を 有 す る．OPH 活 性 増 強 作 用 は，OPH と 反 応 基 質
N-acetyl-L-alanine p-nitro-anilide（AAPA）を反応させ，7)反応産物を比色法により測定し評価する ．

これらの多岐にわたる機序からの機能性は糖化ストレス起因性のさまざまな疾病予防に貢献できると期待される．
免疫機能改善作用：クロモジ抽出物が免疫機能の改善および抗ウイルス作用を有することが確認されている 10)．
糖尿病モデル動物における合併症予防効果

ストレプトゾトシン起因性 1 型糖尿病ラットに対してクロモジ抽出物を 8 週間投与し，糖化ストレス指標に及ぼす効果を検討した 11)．

生体内ではこれらの機序がすべて起こりうること，機糖尿病を発症すると，AGEs/RAGE シグナルが活発

能性成分の吸収率や腸内細菌叢への影響も異なるため，化し炎症性サイトカイン産生が刺激され腎組織中腫瘍壊機能性成分の総合的抗糖化作用はヒト臨床試験を実施し死因子 -Į（TNF-Į）・IL-6 が増加，腎機能が障害されクて初めて明らかになる．

．ク
レアチニンクリアランス（CCr）は低下する（図 2）
ロモジ抽出物投与により TNF-Į，IL-6，CCr の変動が基礎研究

In vitro 実験有意に改善した．糸球体基底膜蛋白の糖化ストレス障害

現状におけるクロモジ抽出物の抗糖表 2．AGEs 分解促進濃度

表 1．AGEs・中間体アルデヒド生成抑制

IC50（mg/mL）
蛍光性 AGEs

3DG
GOMGO
CML
IC50：50％反応阻止濃度

654

クロモジ

0.127
0.177
0.145
0.262
0.064

AG0.111
0.257
0.108
0.409
0.261

クロモジ（mg/mL）

PTB

0.008
0.04
0.2
1.0
5.05.0（mmol/L）

架橋切断率（％）
2.7 ± 0.03
2.9 ± 0.02
3.7 ± 0.01
8.1 ± 0.04
23.1 ± 0.17
23.9 ± 0.10

PTB: N-phenacylthiazolium bromide, 分子量 284.17
生物工学

第97巻第11号（2019）脳機能活性化や健康長寿の鍵となる機能性食品素材・農産物（後編）

図 4．SIP 研究成果産物：クロモジ飴（インフルエンザ感染予防）

図 2．クロモジ抽出物による糖尿病腎症進展予防

臨床試験においても安全性評価は重要である．「クロモジエキス配合食品摂取による過剰摂取安全性試験」では 12 名の健常者を対象に想定の 5 倍量（1000 mg/ 日）を4 週間摂取していただき，試験品に起因する有害事象がないことを確認した．
クロモジ抽出物に免疫増強作用，抗ウイルス作用が確認されたため 10)，クロモジ抽出物含有飴を用いたインフル
エンザに対する予防効果を検証する臨床試験を行った 12)．
この試験は二重盲検ランダム化比較試験で行った．具体的にはすでにインフルエンザ予防ワクチンの接種を受けた 135 名の健常者（大学病院の看護スタッフ）を二群に分け，一方にはクロモジエキス入りのど飴，他方にはこれを含まないプラセボのど飴を 12 週間，毎食後に 1 個摂取させた．その結果 67 名のクロモジエキス入りのど図 3．クロモジ抽出物による糖尿病性白内障進展予防

飴摂取群からはインフルエンザ感染者が 2 名であったのに対し 68 名のプラセボ群からは 9 名がインフルエンザを発症し両群のインフルエンザ発症率に統計学的な有意が緩和された結果と考えている．白内障については，水差を認め，同時に安全性も確認された．この結果を踏ま晶体クリスタリン蛋白の糖化障害がクロモジ抽出物によえ，クロモジエキス含有のど飴が製品化され上市されたり緩和され，白内障ステージの進展が予防された（図 3）．

（図 4）．

臨床研究

今後の展望

臨床研究への橋渡し前に必要な手順として安全性の確

クロモジは日本固有の植物であり付加価値を賦与する認手続きがある．細菌を用いた復帰突然変異試験にて異ことによって世界レベルで競争力の強い製品に発展する

常なし，ほ乳類培養細胞を用いる染色体異常試験にて染可能性を秘めている．クロモジからはすでに生薬「烏樟色体構造異常の誘発なし，ラット骨髄幼若赤血球に対す（うしょう）」をはじめ，楊枝や箸，クロモジ茶，アロマ

る小核誘発作用および骨髄細胞への増殖抑制作用にて染セラピー用精油，クロモジ飴が上市されている．さらに

色体異常の誘発なし・骨髄抑制なし，ラット 13 週間反研究を続け，クロモジに新規機能性を賦与し，魅力ある復経口投与毒性試験（120,600 および 3,000 mg/kg/ 日）「クロモジ」製品を生み出すお手伝いをしたいと考えてにて異常なしであることを確認した．これで初めてヒトいる．

への投与が可能となり，倫理審査の承認の後，臨床試験官連携協議会に「水質を改善することで抗糖化物質の含が開始された．
生物工学

第97巻

2018 年に農林水産省「『知』の集積と活用の場」産学第11号（2019）655

特集量増加を目指した機能性農作物の栽培と循環型栽培方法

利益相反申告の研究開発」プラットフォームを申請した．核となる技
術は，特殊加工陶器片がシアノバクテリアの持続的増殖を促し，光合成により産生する酸素により，殺菌，消臭，本研究を実施するにあたり SIP 研究協力企業として養命酒製造株式会社より研究支援を受けた．

土壌改善が示されたからである．現在のクロモジの特性（スペック）については本稿で示したが，特殊加工陶器片による土壌改善によってハイスペッククロモジが誕生するか否か検証してみたい．
クロモジの産地は北海道南端から本州・四国・九州まで広く自生している．筆者らの主導により全国規模の産業に発展する可能性があり，林業の活性化に大いに貢献できるだろう．
謝

辞

本研究は，総合科学技術・イノベーション会議の SIP（戦略「次的イノベーション創造プログラム 研究課題番号 14533567）
世代農林水産業創造技術」（農研機構生研センター委託研究）より支援を受け実施された．

656

文1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)
10)
11)
12)

献

Igase, M. et al.: Glycative Stress Res., 5, 45 (2018).
Nagai, R. et al.: Anti-Aging Med., 7, 112 (2010).
Ichihashi, M. et al.: Anti-Aging Med., 8, 23 (2011).
Yonei, Y. et al.: Prime: Int. J. Aesthet. & Anti-AgeingMed., 8, 19 (2018).
Sato, K. et al.: Glycative Stress Res., 2, 191 (2015).
Yagi, M. et al.: Glycative Stress Res., 2, 58 (2015).
Yagi, M. et al.: Glycative Stress Res., 4, 184 (2017).
Yagi, M. et al.: Glycative Stress Res., 4, 329 (2017).
Tanaka, H. et al.: Chem. Pharm. Bull., 32, 3747 (1984).
養命酒製造株式会社：特開 2018-95594（P2018-95594A）(2018/6/21).
Yagi, M. et al.: Glycative Stress Res., 4, 317 (2017).
Igase, M. et al.: Glycative Stress Res., 6, 68 (2019).

生物工学

第97巻第11号（2019）