Functional analysis of anti-inflammatory protein contained in fish meat water-soluble fraction and its utilization for prevention of non-communicable diseases
| Project/Area Number |
21K05765
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 40040:Aquatic life science-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
佐伯 宏樹 北海道大学, 水産科学研究院, 教授 (90250505)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
趙 佳賢 北海道大学, 水産科学研究院, 助教 (80829052)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | 魚肉タンパク質 / 糖修飾 / 水溶性タンパク質 / 抗炎症 / メイラード反応 / 魚肉水溶性タンパク質 / 糖化 / 魚肉 / 非感染性疾患 |
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| Outline of Research at the Start |
魚肉に含まれる水溶性タンパク質画分(WSP)は，全タンパク質の20％以上を占めている。しかし，その有効利用研究は全く進んでおらず，たとえば冷凍すり身工場では，大量の魚肉洗浄水中に廃棄物として放出されている。近年申請者らは， WSPが強い抗炎症機能を有する可能性を，細胞実験によって明らかにした。そこで本計画では，WSPの抗炎症機能とその発現メカニズムを遺伝子レベルで解析し，WSP中の未知抗炎症成分を特定する。そして，非感性性疾患の緩和に対するWSP（化学修飾によって機能増強したWSPも含む）の効果を，非アルコール性脂肪性肝疾患に対する予防・寛解作用によって検証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
（1）魚類水溶性タンパク質（WSP）に含まれる各種タンパク質の抗炎症作用について，昨年度のミオシン軽鎖に続いて今年は，パルブアルブミン（PA）を人工消化系に供した後，得られた消化物をLPS-刺激マクロファージに作用させ，炎症性サイトカインの分泌抑制作用を調べた。その結果， PAはWSPほどの強いTNF-α産生抑制作用を示さなかったものの，インターロイキン（IL）-6産生を強く抑制した。さらに，同一タンパク質濃度で比較すると，PAはWSPよりも強い抗炎症機能を有していた。TNF-α は炎症反応の開始時にマクロファージから分泌されるので，PAが炎症開始段階の制御に関与している可能性は低い。それゆえ，PAは，TNF-aの分泌によって炎症反応が進行してIL-6が分泌された段階で，抗炎症機能を発現する可能性がある。
（2）WSPの主成分がフルクトース2リン酸アルドラーゼとクレアチンキナーゼ（一部断片）であることを，LC-MS/MSによって同定した。この知見をもって2023年度の各成分の機能分析に臨む。
（3）昨年度WSPの抗炎症作用を増強させる目的で，メイラード反応を用いた糖鎖導入の効果を見いだしたので，本年度はさらに詳細な検証をおこなった。WSPに対して1／2重量のアルギン酸オリゴ糖（AO：各種タンパク質の抗炎症作用を増強した実績のある被修飾糖）を混合してから凍結乾燥し，これを60℃―相対湿度65％で保持し，経時的にAOが結合したWSPを得た（WSP-AO）。そこで，この抗炎症作用を調査したところ，WSP-AOのTNF-α産生抑制作用は，濃度依存的に増強され，反応6時間で抗炎症作用はほぼ最大値に達した。この時点では，メイラード反応の進行を示す褐変化は顕著に進行していないことから，AO導入は，メイラード反応の初期から中期段階において，充分な抗炎症作用の増強効果を発揮すると判断した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2022年度の予定は，（1）2021年度の成果を充実させるとともに，（2）当初の研究計画に基づいてWSPの非感染性疾患に対する予防（寛解）作用を動物実験によって調べることであった。このうち，（1）については，当初の目的を達成できた。しかし，（2）については，コロナ禍の影響によって動物実験を完遂できる状況ではなくなったため，実施を断念し，最終年度に繰り延べることとした。
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| Strategy for Future Research Activity |
事業最終年度となる2023年度は，（1）当初の研究計画に基づいて，WSPの非感染性疾患に対する予防（寛解）作用を動物実験によって調べる。活動経費は，2022年度の活動縮小に伴って発生した繰り越し経費を充当する。なお，本項目が最終年度に実施となることから，実験モデルを精査し，限られた期間での新知見の収集をめざす。（2）2022年度には，抗炎症タンパク質成分のひとつとして，パルブアルブミン（PA）の存在を確認した。PAはIL-6を強く抑制したが，未分画のWSPは，IL-6と同様にTNF-αの産生を抑制する。そこで， PAとミオシン軽鎖3以外のWSP含有成分について，抗炎症作用を調査し，WSP中で抗炎症作用を発揮するタンパク質を特定する。（3）2023年度に得たアルギン酸オリゴ糖修飾の抗炎症増強作用メカニズムを検証する。これらを実施することで，研究計画の当初目標の達成を目指す。
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Report
(2 results)
Research Products
(3 results)
