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脂肪組織の質的変化から明らかにする香辛料成分の機能性プロファイル＜平成 26 年度助成＞

脂肪組織の質的変化から明らかにする香辛料成分の機能性プロファイル

小堀

真珠子

（農業・食品産業技術総合研究機構 食品研究部門食品健康機能研究領域）

１. 目的質等を測定して、クルクミンが西洋型食による肥満およびメタボリックシンドロームに及ぼす影響を検高齢社会の現在において、健康長寿に寄与する食討した。これらの実験は、「農林水産省の所管する生活の提示が強く求められている。食品成分の機能研究機関等における動物実験等の実施に関する基本性を明らかにして食生活に取り入れるには、機能性指針」に従い、農業・食品産業技術総合研究機構食や安全性に関わる作用を網羅的・総合的に評価して品研究部門動物実験委員会の承認を得て実施した。

機能性のプロファイル（全体像と特徴）を明らかに

２）その他、血中、肝臓および精巣周囲脂肪組織する必要がある。の酸化ストレスは、脂質過酸化のマーカーである

香辛料成分であるクルクミンは抗酸化作用、抗炎

8- イソプロスタンおよびマロンジアルデヒド（MDA）

症作用、脂肪蓄積軽減作用等を示すことが報告されを指標として測定した。また精巣周囲脂肪組織のマているが、その作用および作用メカニズムには不明

クロファージは、マクロファージのマーカーであるな点も多い。これまでの研究において、内臓脂肪組

Mac2 に対する抗体で染色した。

織の遺伝子発現が肥満やメタボリックシンドローム

３）精巣周囲脂肪組織より RNA を抽出して、DNAの進行とともに大きく変化し、食品成分の機能性のマイクロアレイ（GeneChip Mouse Genome 430 2.0

特徴をよく反映することが明らかになってきたこと

Array, Affymetrix）を用いて遺伝子発現の網羅解析から、本研究では、ヒトの食生活を反映する西洋型を行った。また、リアルタイム RT-PCR 法により、食による食餌性肥満モデルを用い、内臓脂肪組織の精巣周囲組織および肝臓の遺伝子発現を測定した。

トランスクリプトミクスおよびメタボロミクスによ

４）精巣周囲脂肪組織の脂質メディエーターは、一りクルクミンで変化する遺伝子、代謝産物のプロ

般財団法人 化学物質評価研究機構において、LC-MS

ファイルを明らかにする。さらに、これらを手がかを用いたメタボローム解析により測定した。

りにしてクルクミンの機能性と作用機構を明らかにすることを目的とする。

３．結果および考察

２. 方法

１）クルクミンは西洋型食を摂取した肥満モデルマ
ウスの血糖値の上昇を有意に抑制した。一方、体重、

１）C57BL/6J マウスに高脂肪・高ショ糖・高コレ肝臓重量および内臓脂肪重量の有意な低下は認めら

ステロール食である西洋型食を摂取させ、食餌性肥れず、血中脂質（コレステロール、遊離脂肪酸、ト満およびメタボリックシンドロームのモデルとしリグリセリド）濃度の有意な低下も認められなかった。コントロール食（AIN93G）、西洋型食または西た（表１）。また、クルクミンは血漿、肝臓および洋型に 0.1% クルクミンを添加した飼料を 16 週間自精巣周囲脂肪組織において脂質過酸化のマーカーで由摂取させた後、体重、組織重量、血糖値、血中脂ある 8- イソプロスタンまたは MDA の濃度を大きく

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表1

浦上財団研究報告書

Vol.26（2019）

クルクミンは食餌性肥満モデルマウスの血糖値の上昇を抑制する

コントロール食

西洋型食

体重（g）

33.98 ± 1.11

40.37 ± 2.19

37.29 ± 1.81

肝重量（g）

1.48 ± 0.04

ab2.43 ± 0.31

2.13 ± 0.23ab

腎臓重量（g）

0.38 ± 0.01

0.39 ± 0.01

0.35 ± 0.03

膵臓重量（g）

0.26 ± 0.02

0.31 ± 0.02

0.27 ± 0.01

内臓脂肪（g/mouse）

1.32 ± 0.38

3.10 ± 0.46

2.29 ± 0.51aba

西洋型食＋ 0.1% クルクミンb

血糖値（mg/dL）

132 ± 8a

206 ± 18b

158 ± 10a

血漿コレストロール（mg/dL）

84.2 ± 6.0a

160.0 ± 14.0b

129.4 ± 12.5b

血漿レプチン（ng/mL）

0.41 ± 0.26a

2.12 ± 0.68b

0.95 ± 0.32ab

数値は各群 7−9 匹の平均値±標準誤差。異符合間で有意差あり。

血漿コントロール

図1

西洋型食

肝臓

西洋型食＋
クルクミン

コントロール

西洋型食

精巣周囲脂肪

西洋型食＋
クルクミン

コントロール

西洋型食

西洋型食＋
クルクミン

クルクミンは食餌性肥満モデルマウスの血漿、肝臓および精巣周囲脂肪組織における脂質の過酸化を抑制する

周囲脂肪組織のマクロファージを染色した結果、ク食餌性肥満モデルマウスにおける血中脂質濃度の上ルクミンがマクロファージの蓄積を有意に抑制した

昇や組織の脂肪蓄積に及ぼす影響は少ないが、血中（図２）。このことは、クルクミンが内臓脂肪組織におよび組織においては強い酸化ストレス抑制効果をおいて、慢性炎症への進行を抑制し、インスリン耐示すこと、また血糖値低下作用を示すことが明らか性を改善する可能性を示している。になった。

３）そこで、内臓脂肪組織における代謝産物のプロ

２）肥満の内臓脂肪組織では、マクロファージやそファイルを明らかにするため、脂質のうち炎症に関の他の免疫細胞が増加して慢性炎症を引き起こし、わるエイコサノイドのメタボローム解析を行った。

インスリン耐性からさらにメタボリックシンドロー

その結果、精巣周囲脂肪組織におけるエイコサノイムへの進行を誘導する。そこで内臓脂肪である精巣ドの含量は低く、6- ケトプロスタグランジン F1α

Mac2染色面積（%）

減少させた（図１）。これらのことからクルクミンが、コントロール

図2

西洋型食

西洋型食＋
0.1% クルクミン

コントロール

西洋型食

クルクミンは食餌性肥満モデルマウスの精巣周囲脂肪組織において、マクロファージの蓄積を抑制する

西洋型食＋
クルクミン

脂肪組織の質的変化から明らかにする香辛料成分の機能性プロファイル

TXB2
濃度（pg/mg）濃度（pg/mg）

6-keto-PGF1α31

コントロール

西洋型食

西洋型食＋
クルクミン

コントロール

西洋型食＋クルクミン濃度（pg/mg）

PGD2濃度（pg/mg）

PGE2

西洋型食

コントロール

図3

西洋型食

西洋型食＋
クルクミン

コントロール

西洋型食西洋型食＋
クルクミン

精巣周囲脂肪組織の脂質メディエーター（エイコサノイド）含量（6-keto-PGF1α）、トロンボキサン B2（TXB2）、プ用を抑制することが示唆された（図 4B）。

ロスタグランジン E2（PGE2）およびプロスタグラ

以上のことからクルクミンは、内臓脂肪組織におンジン D2（PGD2）が検出され、西洋型食やクルクいて、その脂肪蓄積抑制効果は弱いものの、強い酸ミンによる変化が示唆されたが、いずれも有意な変化ストレス抑制作用を示し、ミトコンドリアの機能化ではなかった（図３）。また、これらのうち PGE2等に関わる遺伝子発現を改善するとともに、炎症抑および PGD2 の血漿中濃度を測定したが、いずれも制作用を示すと考えられた。

西洋型食およびクルクミンによる有意な変化は認め

その後の研究により、クルクミンが小胞体ストレられなかった。しかし RT-PCR 法による遺伝子発現スに関わる eIF2 シグナル伝達関連遺伝子の発現を変解析の結果、クルクミンは西洋型食で誘導されるア動させることから、小胞体ストレスで誘導される

ラ キ ド ン 酸 5- リ ポ キ シ ゲ ナ ー ゼ（Arachidonate

eIF2 のリン酸化を抑制することが明らかになった。

5-lipoxygenase）の発現を有意に抑制することが明

また、精巣上体周囲脂肪組織の脂質のプロファイル

らかとなり、脂質メディエーターを含めた炎症抑制を変化させることも明らかになり、その結果から脂作用を有することが示唆された。

肪合成を抑制することが示唆された。クルクミンは４）DNA マイクロアレイを用いて、精巣周囲脂肪組本モデルにおいて内臓脂肪組織の酸化ストレス、小織の遺伝子発現を網羅解析した結果、クルクミンは胞体ストレス、脂肪合成を抑制して、メタボリック

ミトコンドリアの酸化的リン酸化に関わる遺伝子発シンドロームに対して予防的に働いていると考えら現を誘導した（図 4A）。さらに活性酸素種の産生にれる 1)。このように、食餌性肥満モデルマウスを用い、関わる遺伝子発現を有意に抑制した他、脂肪蓄積に内臓脂肪組織のトランスクリプトミクスおよびメタ伴い増加する免疫細胞のうち好中球、顆粒球、マクボロミクスによりクルクミンで変化する遺伝子およロファージ、単球、マスト細胞、T 細胞、ナチュラ

び代謝産物のプロファイルを明らかにすることで、ルキラー細胞等に関わる遺伝子発現が抑制された。

クルクミンのメタボリックシンドローム予防に関わまた、インスリン抵抗性に関わる TNFαや IFNγの作る作用が明らかになった。

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浦上財団研究報告書

Vol.26（2019）

Ａ

B

図4

謝

クルクミンは精巣周囲脂肪組織においてミトコンドリアの酸化的リン酸化（A）に関わる遺伝子発現および IFN γで制御される遺伝子発現（B）を変動させる
赤は増加した遺伝子の機能、緑は抑制された遺伝子、青は抑制が予想される機能辞
本研究の遂行にあたり、研究助成を賜りました公益財団法人 浦上食品・食文化振興財団および関係者の皆様に厚く御礼申し上げます。

参考文献

1) Kobori, et al. Dietary Intake of Curcumin ImproveseIF2 Signaling and Reduces Lipid Levels in the White
Adipose Tissue of Obese Mice. Scientific Reports 8,9081 (2018).

Curcumin improves the gene expression and metabolite profilesof visceral adipose tissues in diet-induced obese mice

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Curcumin improves the gene expression and metabolite profilesof visceral adipose tissues in diet-induced obese mice
Masuko KOBORI
Food Research Institute, National Agriculture and Food Research Organization, JapanTo evaluate the effect of curcumin on diet-induced obesity and metabolic
syndrome, we analyzed the gene expression and metabolite profiles of thevisceral adipose tissues of diet-induced obese mice. C57BL/6J mice were fed
either a control diet, a high-fat, high-sucrose, and high-cholesterol Western diet,or a Western diet containing 0.1% curcumin for 16 weeks. A dietary intake of
curcumin significantly reduced the increased bloo d g lucose levels in theWestern diet-induced obese mice. However, curcumin did not significantly
reduce the body weight, weight of the liver and visceral adipose tissue, or
plasma levels of triglyceride, non-esterified fatty acid, and cholesterol in themice. Curcumin significantly reduced the levels of lipid peroxidation markers
8-isoprosotane or malondialdehyde in the plasma, liver, and epididymal adipose
tissue in the obese mice. A Western diet induces the accumulation ofmacrophages and other proinflammatory cells in visceral adipose tissue andpromotes chronic inflammation, leading to systemic insulin resistance. Curcumin
suppressed the increase in the number of macrophages in the epididymal
adipose tissues. A metabolome analysis of eicosanoids detected 6-ketoprostaglandin F1α, thromboxane B2, prostaglandin E2, and prostaglandin D2 inthe epididymal adipose tissues of mice. Although curcumin did not significantly
affect the levels of the eicosanoids in the epididymal adipose tissues, an RT-PCR
analysis showed that curcumin suppresses the Western diet-induced
arachidonate 5-lipoxygenase expression in the mice. A comprehensive gene
expression analysis showed that curcumin increased the expression of genes
related to oxidative phosphorylation, and reduced the expression of genes
related to free radical production in the epididymal adipose tissue in the obese
mice. Moreover, curcumin suppressed the expression of genes related tomacrophages, monocytes, granulocytes, mast cells, T cells, and natural killer
cells in this tissue. Our results suggested that dietary curcumin strongly reduced
oxidative stress, and alleviated mitochondrial dysfunction and inflammation in
the epididymal adipose tissue of Western diet-induced obese mice.