Studies of vaso-relax and anti-hypertensive foodstuffs for elderly humans

Research Project

Project/Area Number	20K05898
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 38050:Food sciences-related
Research Institution	Kyoto University of Advanced Science
Principal Investigator	藤田裕之京都先端科学大学, バイオ環境学部, 教授 (70523819)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000) Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000) Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000) Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords	血圧降下作用 / 動脈弛緩 / 摘出血管標本 / 食品 / 血管内皮由来弛緩作用 / 血圧降下 / 食品由来 / 機能性表示食品 / 高齢者
Outline of Research at the Start	動脈血管を弛緩・拡張作用を示す物質は、血圧降下作用を示すことが期待される。本研究においては新規でかつ高齢者にも有効な食品由来血圧降下物質をさらに得る目的で①種々の食品を用いて若齢／老齢ラット頸動脈の動脈弛緩作用を示す食品のスクリーニングを行い②その主作用成分を単離・構造決定してその作用機構を解明し、さらに③経口投与による血圧降下作用について検討を行うことである。この弛緩作用については若齢と高齢ラットを用い、その反応性の違いを検討することで、より高齢者にも有効な新たな機能性食品素材を見いだすことが可能となる。さらに、弛緩メカニズムをより詳細に解析することでその血圧調節機構についても検討する。
Outline of Annual Research Achievements	ラットを用いた動脈弛緩活性試験系について検討した結果、頸動脈だけでなく、腸間膜動脈を使用した実験系を立ち上げることができた。この時、頸動脈は初期の張力を1.0 gとすることで弛緩反応を観察するには最適であったのに対し、腸間膜動脈では血管がこれよりも細いためか、0.5 gで十分であることがわかった。また、実験動物としてSDラットを使用して評価してきたが、WKYラットでの評価も可能であることがわかった。生後30週齢を超えると、SDラットでは、体重が500 gを超え肥満化することがわかったが、WKYは300 g程度と肥満化することはなく、これらのラットを使い分けることで、種々の評価が可能と考えられたが、これらのラットでの薬物に対する血管反応には基本的にはあまり変化は認められなかったことから、今後はSDラットでの評価を進めることとした。そこで、各種健康食品に使用されている食品抽出物について動脈に対する反応性について検討した。その結果、多くの抽出物はまったく無反応であり、数種の抽出物では逆に収縮作用を示すものが認められたが、ブルーベリー葉熱水抽出物に強力な弛緩活性を示すことを見いだした。この弛緩活性は使用した摘出標本により異なったが、ED50は約0.5 mg/mLであることがわかった。そこでこの抽出物の弛緩活性の基本的な作用メカニズムについて検討した結果、アセチルコリンにより弛緩反応が認められない、血管内皮が機能していない血管では弛緩活性が認められなかったことから、この抽出物による弛緩反応は血管内皮依存性であることがわかった。活性成分の単離構造決定のため、逆相担体を用いたオープンカラムによる分画を行った結果、10%MeOH溶出画分に強力な弛緩活性が認められた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 初年度は、ラット頸動脈の摘出血管を用いた動脈弛緩反応試験系を用いてスクリーニングを行うことである。これには、亀岡、京都地域で栽培されている野菜類の熱水、またはアルコール抽出物のライブラリーや、さらにこれらに加え、他の食品素材も合わせて最終的には200種程度の抽出物について評価を行い活性のある抽出物を得、スクリーニングを行う予定としていた。 2年めにおいては、まず、各種健康食品に使用されている食品抽出物について動脈に対する反応性について検討した。その結果、多くの抽出物はまったく無反応であり、数種の抽出物では逆に収縮作用を示すものが認められたが、ブルーベリー葉熱水抽出物に強力な弛緩活性を示すことを見いだした。この弛緩活性は使用した摘出標本により異なったが、ED50は約0.5 mg/mLであることも見いだしており、当初の目的をほぼ達成できていると考えている。 3年目では、この抽出物の弛緩活性の基本的な作用メカニズムについて検討した結果、アセチルコリンにより弛緩反応が認められない、血管内皮が機能していない血管では弛緩活性が認められなかったことから、この抽出物による弛緩反応は血管内皮依存性であることがわかった。さらに、高血圧自然発症ラットに対し経口投与することにより、用量依存的に血圧降下作用を示し、0.5 g/kgの投与量でも有意な血圧降下作用を示すことを明らかにした。しかしながら、動脈弛緩活性を示す主作用成分の解析については、検討を行うことができなかった。
Strategy for Future Research Activity	昨年度、動脈弛緩活性を示す物質として見いだしたブルーベリー葉抽出物は、血管内皮依存性であり、本科研費の目的である、老齢化ラットでは血管内皮機能が減弱しているため、十分な活性を示さない可能性がある。そこで、さらに弛緩活性の強い抽出物のスクリーニングを進めていく。このため、高齢化SDラットを使用しての評価を行う予定である。スクリーニングの対象として、地場の京野菜の抽出物も含めて実施する。さらに、ブルーベリー葉抽出物に含まれる弛緩活性物質の単離構造決定のため、まず、逆相系樹脂を用いたオープンカラムを使用し、メタノール濃度をステップワイズに上昇させて分画し、弛緩活性の強い画分を見いだす。さらに、活性画分を大量に分取後、分取HPLCを用いて分画し、活性示すピークを同定する。最終的には、他の分離モードのカラムを使用して単一のピークにまで精製し、LC-MS、あるいはNMRにより活性成分の構造の解析を行い、推定できるところまで実施する予定である。