素材レポート

シアル酸（N-アセチルノイラミン酸）の機能性タマ生化学㈱渡辺 剛、岐阜大学 工学部 化学・生命工学科 纐纈 守が示唆されている 6）。

はじめにシアル酸は、炭素原子 9 個で分子内にカルボキシル基をまたシアル酸は、炎症などの障害が生じたときに糖鎖から切断酵素により遊離することから、現在炎症マーカーとして有する酸性アミノ糖類のノイラミン酸誘導体の総称でN-アセも注目されている 9〜12）。さらに最近では、がんの発生や再同定されており、主に動物界に広く分布している 1）。ヒトのシ

一方、シアル酸は脳などの器官の老化にも深く関係してチルやN-グリコリルなど（図 1）、これまでに50 種類以上がアル酸は、N-アセチルノイラミン酸（N-acetyl neuraminic

発のマーカー 16）としても研究されている。

おり13）、老化赤血球では糖鎖末端の NANA の含有率が低acid ; NANA）2）であり、グルコースから数ステップをかけくなることが報告 14）されており、また関節リウマチでは免疫NANAは、通常糖タンパク質や糖脂質の糖鎖の構成成悪 15）を招くことが示唆されている。またインフルエンザウイルて生合成される 。
3）分であり、非還元末端に局在化している。ヒトの全身に分布グロブリンG（IgG）上の NANA の減少がリウマチ症状の増スなどは、細胞膜糖鎖のNANAが結合した部位を標的マーしているが、特に赤血球、血管、気道や神経などの細胞カーとし感染が開始する 17）。

細胞膜の糖鎖の末端に局在化することで、膜が負電荷を帯く関わっている。そのため、これを利用した診断薬、新たな膜あるいは母乳や唾液などの外分泌液に含まれている 4、5）。

びるため、陽イオンと結合したり、陰イオンと反発したりしながら細胞単位での情報伝達機能を担っているとも考えられている 6）。さらに、シアル酸の生合成酵素を欠損させたマウスは、胎生期で死に至り7、8）生存することができない。そのため、シアル酸は動物の生命活動に必須の成分であると考えこのように、NANAはヒトの生命活動及びその維持に深薬剤や健康素材開発が現在活発に進められている。

ツバメの巣「ツバメの巣」は、漢方では燕窩（えんか）と言われ東南アジアに生息している体長 10〜15cm のアナツバメ族られている。

（Collocaliini）の鳥が、洞穴（窩）などに唾液腺から分泌いる（図 2）。シアル酸は、細胞間で増殖や分化のための理や高級食材としてスープやデザートとしても使われている（写これまでにシアル酸の機能に関する研究が詳しく行われて情報伝達や細胞間接着作用、またサイトカインの取り込み、さらに細胞の品質管理など生体制御作用を担っていることする粘膜質の分泌物で作ったもので、古くから多くの薬膳料真 1）。

漢方としての燕窩は、中医学書の本草綱目拾遺では、「味甘淡平、大養肺陰、化痰止咳、補而能清、為調理虚損労療之聖薬」と記載され、補中益気の効能があり、主に疲労回復、肺結核、慢性下痢、胸のつかえあるいは吐き気などに有効とされている。また、美容や長寿を目的としても使われ楊貴妃も好んで食べたと言われている。

図1

哺乳類の主なシアル酸

図2

細胞膜における糖鎖及びシアル酸の役割

食品と開発

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No. 1「中国食品成分表」（雄渾社 1982 年）によると水分 13.4％、タンパク質 49.9％、 脂

写真 1

ツバメの巣（燕窩）59質 0％及び炭水化物 30.6％で構成されている。さらに、
KathanとWeeks の研究では 18）、ヒトと同じシアル酸であるN-アセチルノイラミン酸（NANA）を糖鎖の形で約 9％見慣れた物体の探索時間（F）含有している。

1．学習能の向上
DHAは、脳を形成する構成成分であり、その存在と機能が広く研究されている 19、20）。動物実験では、DHA

新奇物体の探索時間（N）が欠乏すると異常行動や学習能の低下が見られるようになる。またNANAも、脳中のガングリオシドや糖脂質中に多く含まれていること21）や脳の形成に重要とされている
乳児期の母乳、特に初乳にNANA が 150mg/100mlと大量に含まれている（N − F）/（N ＋ F）× 100

ことから、DHAと同様に脳の発22）達に重要な役割を担っていると考えられている。

DHA 添加群

Yokogoshiらは 23）、雌親に妊娠させる3 週間前からn-3 系脂肪酸（DHA）を含まない餌で飼育し、さらに出産以降の授乳期も欠乏させた餌で飼育した雌親からの仔

DHA 欠乏群+NANA

図3

ラット（DHA 欠乏）と同様なDHA 欠乏食の雌親に1％NANAを含む飲料水を摂取させ、授乳した仔ラット（DHA欠乏 +NANA）の学習能力を比較している（図 3）。

その結果、新奇対象認知試験においてDHA 欠乏仔ラッ

トでは、通常食仔ラットと比較し、明らかに見慣れている物

DHA 欠乏食および NANA 添加食による探索行動（F) は見慣れた物体であるため、通常直ぐに認識できるため探索時間が短くなる。一方、(N) 新奇物体に対しては探索時間が長くなる。その差の比が下段のグラフとなる。バーが高いほど学習能力が高いday）を投与し観察している。

血中 TG の低下

体への探索行動時間が長く、新奇物体への探索行動は時及びインスリン抵抗

親から生まれたDHA 欠乏 +NANA 仔ラットは見慣れた物

IR 及び OGTTは、機能が高いことが示唆された。両者間での大脳皮質や海馬で有意に改善され、間が短い。一方、DHA 欠乏症食にNANAを摂取させた母体への探索行動が短く、新奇物体へは明らかに長くなり認知性指標のHOMANANA 摂 取 両 群

中の DHA 量は差がなく、さらに血清、大脳皮質、海馬のさらに 肝 機 能 の質中のジメチルアセタール類（プラズマローゲン由来）の量がAST 及 び ALP にシアル酸含量にも有意差はなかった。しかしながら、大脳皮NANA 摂取群では有意に高値を示した。このため、仔ラッ

指 標 であるALT、関しても改 善がみ

トの学習能力の差は、NANA 摂取により脳内のプラズマローられていた（図 5）。

している。

NANA の 肝 臓 保

ゲン量が増えたことによる脳内の抗酸化性向上のためと考察
他方、MorganとWinickの研究では、栄養失調の仔24）

ラットを用いてY 字迷路試験を行っている（図 4）。

栄養不足の仔ラットでは、通常食群に比べ迷路を抜けるまでに時間が長く掛かっているが、DHA 欠乏食にNANAを投与（1mg/50g body weight）した群では、迷路の達成時間において有意に短くなっており学習能力の差が見られた。また組織学試験では、大脳や小脳のガングリオシドと糖脂質中の NANA

これらのことから、護あるいは肝再生

栄養十分な食事+NANA

図4

栄養不足食+NANA

栄養不足仔ラットを用いた迷路試験

迷路における消費時間であり、バーが低い程学習能が高い促進作用が示唆されると考察している。

また、 血 清 中 の 炎 症 及 び 酸 化 ストレスに 関しては、

NANA 摂取により生体内炎症マーカーであるIL6やTNF-αあるいは抗酸化指標であるTAS 及び TBARS の改善がみ

ALT

AST

ALP

Urea

Crea

Unic Acid

含量に差が生じていた。これは、 放射性同位体で識別させたNANA の取り込み試験で脳内のガングリオシドや糖脂質に標識されたNANAが取り込まれること25、26）からも指示できるとしている。

2．炎症と酸化ストレス
Zhangらは 27）、高脂肪食により誘発する炎症並びに酸化ストレスの軽減効果を、12 週間にわたってNANA（50mg 及び 400mg/kg/60

図5

肝機能マーカー食品と開発

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No. 1

られていた（図 6、7）。て有 意に唾 液の分 泌 量が低 下している。しかしながら、れた炎症及び酸化ストレスを改善する可能性が示唆され、8）。この作用機序としてSprengerらは、加齢により減少しこれらの結果からNANA の摂取は、高脂肪食で誘導さNANA の摂取により老齢ラットの唾液量が改善された（図肝臓における抗酸化に関与する遺伝子の発現改善もみられた脳内のガングリオシドに結合したNANAが、NANAを摂体重増加は、NANAを高濃度に摂取することで軽減できるを介してNANAが結合したガングリオシドが生合成され回復ていた。また、この試験において高脂肪食摂取に起因する取することでムスカリン受容体刺激（副交感神経末梢刺激系）ことが示唆されている。

したためと結論付けている（図 9）。

3．唾液分泌向上

4．抗動脈硬化ドライマウス正式名「口腔乾燥症」は、文字通り口腔内厚生労働省の「平成 27 年人口動態統計月報年計（概数）が乾燥する状態を指し、近年患者数が増加している。症状の概況」によると、日本人の死因上位は、28.7%が悪性新難、嚥下不良あるいは口臭など生活の質を大きく低下させ患であり、心疾患と脳血管疾患の動脈硬化症に関わる血管は、口腔内の乾燥以外にも舌の痛み、味覚異常、摂食困る。この症状は、高齢者に多く見られていたことから、これまで老化現象によるものと考えられていたが、最近では加齢による様々な疾病に起因しているとも言われている 28）。正確な統計がないが、予備群を含めると3,000 万人〜5,000 万人と言われている。

29、30）

シアル酸は、外分泌液中にも多く含まれているが、その構成成分であるシアル酸を摂取したとき、これら外分泌液にどの様な影響をもたらすか興味が持たれる。
Sprengerらは、ラットに0.8% NANAを含有させた餌31）を3 週間与えた後、ピロカルピン（唾液分泌刺激剤）唾液分
泌機能検査をNANA の摂取の有無で評価している。

老齢ラット（24ヶ月齢）では若齢ラット（3ヶ月齢）に対し生物、15.2% が心疾患、9.4% が肺炎、8.7% が脳血管疾系疾患は合計で約 24%にものぼる（図 10）。

動脈硬化は、初期の段階では酸化ストレスなどの要因により血管の内皮で炎症が起こりプラークの形成や血管の硬化が始まり、その後心臓病、脳血管障害あるいは閉塞性動脈硬化症など重大な病気を引き起こす。動脈硬化は、酸化ストレスなどが要因であることから多くの抗酸化物質による研究が行われている。

NANAは、過酸化水素などの活性酸素の捕捉剤として働くことが示唆されている 32）が、他方で動脈硬化症など多くの疾患患者の血漿中ではNANAが増加することも明らかにされている 11〜13、33）。そのため、これらの疾患のバイオマー

カーあるいはリスクファクター 34）として議論されている。

図8

図6

炎症マーカー

図7

酸化ストレスマーカー

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唾液量の変化図9 ガ
 ングリオシド及びタンパク質結合 NANA 量61

グルコリルノイラミン酸が多く含まれていることが明らかになっている 39）。どこから来て、なぜ局在しているかなど、今後のさらなる研究が待たれる。

さらに最近では、シアル酸生合成酵素遺伝子の変異が引き起こす「縁取り空胞を伴う遠位型ミオパチー」の医薬品としての研究が行われており40）、ヒトにおいても外因性のNANA の投与による試験も行われている。

図 10

主な死因別死亡者数の割合（平成 27 年）

Guoらは 35）、アポプロテインE 欠損マウスを用いてケルセチンを正対象として外因性 NANAによるアテローム性動脈硬化の影響を観察している（アポプロテインE の機能：主に肝細胞で産生され、臓器へコレステロールや脂肪酸の運搬と脂質代謝の制御）。

試 験は、 通 常 食 群、 高 脂 肪 食 群、ケルセチン（12.5mg/kg/day）、 混 合 食 群（ケルセチン12.5mg、NANA100mg/kg/day）とNANA 添 加 群（100mg/kg/day）とで行っている。その結果、大動脈の動脈硬化プラークや肝臓における脂質の堆積がNANA やケルセチン及び混合食群で有意に減少した（図 11）。

図 11

高脂肪食摂取による組織内の油滴量

また、混合食では総コレステロール値が、さらに、NANA摂取群では有意にトリグリセリドが減少した（図 12）。これは、リポプロテインリパーゼの活性化による改善と考えられた。
血 漿 中の LDLとVLDL の 低 下 及び HDL の 上 昇 傾 向など、質の改善傾向も見られている（図 13）。さらに、高脂肪食摂取による抗酸化活性指標の低下は、NANAあるいはケルセチンの摂取により改善された。また、TNF-αとICAM-1のタンパク質発現の減少により、炎症が軽減された（図 14）。これらの結果よりNANAは、酸化ストレスを低

図 12

血漿中のコレステロール量及びトリグリセリド量減することにより、動脈硬化を軽減できる可能が示唆された。

おわりに最近の研究 36）では、ヒトの細胞は約 37 兆個と言われており、それぞれが互いに関与し合い複雑な器官などを構成し、生命体を形成・維持している。細胞は脂質二重層の膜で形成され、その膜には、タンパク質が埋め込まれていたり結合していたりしている。膜にある脂質やタンパク質には糖

図 13 血 漿リポ蛋白質中の総コレステロール及び総トリグリセリドのプロファイル鎖が外側に向かって結合し、その末端には酸性アミノ糖であるN-アセチルノイラミン酸が結合し細胞を特徴付け、さらに外界からの情報を収集するなどの役割の一端を担っている。

シアル酸は、50を超える多くの種類があるが、ヒトはその中でN-アセチルノイラミン酸しか生合成していない。

多くの動物が保有しているN-グルコリルノイラミン酸は、N-アセチルノイラミン酸を原料に水酸化酵素の働きで生合成される 37）。チンパンジーやオランウータンなどにも見られるが、ヒトはこの酵素活性が欠損しているため、進化の手がかりとしても研究されている 38）。最近の研究から、がん細胞にN-62

図 14

大動脈及び肝臓中の TNF- αの濃度

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