魚由来線維芽細胞のコラーゲン産生を促進するオリーブ葉成分の同定と作用機構の解明

• Project/Area Number: 18K05821
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 40040:Aquatic life science-related
• Research Institution: Kagawa University
• Principal Investigator: 小川 雅廣 香川大学, 農学部, 教授 (10398034)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 金久保 光央 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究グループ長 (70286764)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2018: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: コラーゲン / オリーブ葉 / ポリフェノール / オリーブハマチ / 線維芽細胞

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、線維芽細胞のコラーゲンを増やす（以後、コラーゲン増加活性と呼ぶ）オリーブ葉成分の特定と、その成分が線維芽細胞にいかに作用してコラーゲンを増やすのか（以後、メカニズムと呼ぶ）を解明することである。本年度（実施2年目）は、当初計画の【I】では、コラーゲン増加活性をメダカ尾ビレ由来線維芽細胞（OLHNI-2）で調べ、金魚鱗線維芽細胞GAKSの結果と比較を行った。【II】ではコラーゲン増加活性をもつ成分の特定のため、コラーゲン増加活性を示すオリーブ葉抽出画分の主要成分を分析した。【III】ではメカニズムの解明のため、コラーゲンの合成に必須のアスコルビン酸関連化合物の定量を行った。
【I】については、50ppmのオリーブ葉抽出液で処理したOLHNI-2ではコラーゲン前駆体量が2.4倍に増加したものの、その10分の一の濃度の5ppmではコラーゲン前駆体は増加しなかった。5ppmのオリーブ葉抽出液で処理したGAKSでは、コラーゲン前駆体量が1.5倍に増加したことから、メカニズムの解明にはOLHNI-2よりGAKSの方が適していると分かった。
【II】では、オリーブ葉抽出液のうちコラーゲン増加活性の高かった画分に含まれる成分を分析したところ、Oleuropein、Luteolin-7-glucoside、Verbascosideの3成分が多く含まれていることが分かった。
【III】については、GAKSを用いてメカニズムの解析に取り組んだ。オリーブ葉の成分は、細胞内のアスコルビン酸含量を増加させること、また細胞内のデヒドロアスコルビン酸をアスコルビン酸に変換するのに関わるグルタチオンの量も増加させることが分かった。よって、オリーブ葉の成分はグルタチオンの合成量を増加させることで、細胞内のアスコルビン酸濃度を上昇させ、その結果としてコラーゲンの合成も促進させたものと示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

【I】については、魚類由来の線維芽細胞ではOLHNI-2よりもGAKSの方が、またヒト由来の線維芽細胞ではASF-4-1よりもKMST-6の方がコラーゲン増加活性は高いことが分かった。以上よりコラーゲン増加メカニズムを解明するために使用する細胞をGAKSおよびKMST-6と決定できた。おおむね計画が順調に進展しているといえる。
【II】については、コラーゲン増加活性を示すオリーブ葉抽出画分を選定し、その画分の主要成分をOleuropein、Luteolin-7-glucoside、Verbascosideの三つに絞ることができた。おおむね計画が順調に進展しているといえる。
【Ⅲ】のメカニズム解明については、当初、【II】のコラーゲンを増やす成分を決定してからメカニズムの解析を行う予定であったが、各成分の収量が少なかったことから、各成分を精製せずオリーブ葉抽出液のままでメカニズムの解析を行った。その結果、コラーゲンを増やすメカニズムの一つとして、オリーブ葉成分が線維芽細胞中のアスコルビン酸およびその上流にあるグルタチオンの量を増加させていることが分かった。メカニズムについての手掛かりがつかめたことより、おおむね計画が順調に進展しているといえる。

Strategy for Future Research Activity

今後は、精製したOleuropein、Luteolin-7-glucoside、Verbascosideを、それぞれ金魚の線維芽細胞GAKSあるいはヒトの線維芽細胞KMST-6に添加し、コラーゲン増加活性を調べ、線維芽細胞のコラーゲンを増やすオリーブ葉成分を決定する。また、コラーゲン増加メカニズムの解明については、アスコルビン酸やグルタチオンの量を増やすのに関わる細胞内タンパク質の発現量を、免疫化学的手法などを用いて解析を進めていく予定である。