Study on food ingredients that alleviate rice allergy

Research Project

Project/Area Number	21K11642
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
Research Institution	Obihiro University of Agriculture and Veterinary Medicine
Principal Investigator	得字圭彦帯広畜産大学, 畜産学部, 准教授 (90322883)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000) Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords	米アレルギー / タンパク質複合体 / グルタチオン / アレルゲン / アレルギー / 培養細胞 / メタボローム
Outline of Research at the Start	米アレルギー症状緩和作用をもつ品種ゆきひかりと他品種との炊飯-消化産物についてメタボローム解析で比較し、ゆきひかりに特徴的な有効成分候補を見つける。培養細胞を使った米アレルギー抑制効果評価系で候補成分をを評価し、米アレルギー症状緩和能力に関連する成分を同定する。さらに、食物アレルギーモデルマウスを用いて個体レベルでもアレルギー症状抑制に寄与するかを検証する。
Outline of Annual Research Achievements	本研究課題では、まずアレルギー症状を緩和するコメ品種「ゆきひかり」と、緩和効果のない「きらら397」の炊飯米の成分を比較した。その結果、「ゆきひかり」にはグルタチオン関連物質の含量が「きらら397」より少ないことがわかった。グルタチオンは酸化還元状態の調節に関与するため、両品種間にはレドックス状態の違いがあり、これがタンパク質のジスルフィド結合を通じてアレルギー症状の緩和に影響を及ぼしている可能性がある。「ゆきひかり」と「きらら397」の米粒タンパク質をNative PAGEで比較すると、約350kDaの位置に「ゆきひかり」特有のバンドが観察された。さらに、Native PAGEとSDS-PAGEの二次元電気泳動では、この350kDaのバンド位置から複数のスポットが現れた。また、タンパク質抽出時に還元型グルタチオンを添加すると、この350kDaのバンドが薄くなることが確認された。これらの結果から、「ゆきひかり」ではグルタチオン含量が低いため、ジスルフィド結合が保持されて巨大なタンパク質複合体を形成していることが示唆された。令和5年度の研究では、nanoLC-MS/MSを用いてこの複合体中のペプチドを解析し、複数のアレルゲンタンパク質を同定した。その中で、α-アミラーゼ/トリプシンインヒビターとグリオキシラーゼIの合成ペプチドに対する抗体を作成し、Native PAGEからウエスタン解析を行った。その結果、両抗体とも350kDaのタンパク質複合体に結合することが確認された。これらの結果から、「ゆきひかり」ではグルタチオン含量が少ないために、α-アミラーゼ/トリプシンインヒビターやグリオキシラーゼIなどのアレルゲンタンパク質同士がジスルフィド結合を介して巨大な複合体を形成し、このことによりアレルゲン性が低減されることでアレルギー症状の緩和につながる可能性が考えられた。