2015 Fiscal Year Annual Research Report
植物性機能物質の炎症制御機構解析－慢性炎症を基盤とした生活習慣病対策－
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15H01767
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture |
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Principal Investigator |
上原 万里子 東京農業大学, 応用生物科学部, 教授 (20211071)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 信之 東京農業大学, 応用生物科学部, 准教授 (50370135)
井上 博文 東京農業大学, 応用生物科学部, 助教 (10639305)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | フィトケミカル / 炎症制御 / ロコモティブシンドローム / メタボリックシンドローム / シグナル伝達 / ポリフェノール / 含硫化合物 / 骨粗鬆症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では植物性機能物質の抗炎症作用に着目していることから、初年度は、炎症制御によりその分化が左右される破骨細胞(OC)を主な試験対象とした。OCの分化制御は骨粗鬆症を惹起する骨破壊の抑制に繋がることから、OCを用いた抗炎症作用を有する植物性機能物質のｽｸﾘｰﾆﾝｸﾞを行った。先ず、骨髄細胞を用いた植物性機能物質の細胞毒性試験と酒石酸抵抗性酸性ﾎｽﾌｧﾀｰｾﾞ(TRAP)を指標とするOC分化の抑制作用について検討を行った。その結果、低毒性・低用量でOCの分化を強く抑制する5つの物質は、equol(大豆ｲｿﾌﾗﾎﾞﾝ代謝産物）>sulforaphane(含硫化合物）>3-hydroxytyrosol(ｵﾘｰﾌﾞﾎﾟﾘﾌｪﾉｰﾙ) >hesperetin = naringenin(柑橘系ﾌﾗﾎﾞﾉｲﾄﾞ) ＞cyanidin(ｱﾝﾄｼｱﾆﾝ類)の順となった。定量PCRによるOC分化関連遺伝子発現も植物性機能物質により制御された。低毒性でOC分化を強く抑制する物質の中で、ｲｿﾌﾗﾎﾞﾝ代謝産物では既に確認済みであることから、含硫化合物sulforaphane投与OCついて、DNAﾏｲｸﾛｱﾚｲによる網羅的遺伝子発現変動解析を行った結果、OC分化を正に制御するCtsk と新分子としてCldn5とが抽出された。Ctskは骨基質分解酵素であるCathepsin Kの遺伝子であり、定量PCRの結果と一致した。また、OCの細胞融合・多角化を負に制御するTal1の発現上昇も確認された。次に強い効果を示したｵﾘｰﾌﾞﾎﾟﾘﾌｪﾉｰﾙでは、OCの分化・増殖分子群のﾀﾝﾊﾟｸ質発現について検討し、標的分子の解析も行ったところ、MAPKｼｸﾞﾅﾙの抑制とheat shock protein（HSP)70が特異的分子であることが確認された。ｱﾝﾄｼｱﾆﾝ類については、脂肪細胞への影響も一部検討した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究はおおむね順調に進展しているが、骨芽細胞、脂肪細胞に対する植物性機能物質の影響は若干遅れ気味である。しかし、次年度実施予定の疾患モデル動物に対する影響を部分的に前倒しで始めていることから、今後の研究の進捗状況に問題はないと判断している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、破骨細胞と脂肪細胞を用いて行う植物性機能物質による分化制御並びに標的タンパク質解析の続きと細胞内阻害経路を明らかにするため、siRNAを用いた細胞内機能解析を行う。また、植物性機能物質による転写因子および核内受容体を介した炎症制御機構解明のため、ルシフェラーゼアッセイによる解析も行う。更に、in vivo試験での抗炎症作用を検討するため、炎症性疾患として、原発性骨粗鬆症モデルある卵巣摘出および続発性骨粗鬆症モデルであるⅡ型糖尿病動物、肥満モデル動物等への植物性機能物質の経口または皮下投与を行い、エンドポイントでの生化学的指標から炎症性応答遺伝子およびタンパク質発現、生体防御機構に関するマーカー等で評価し、植物性機能物質が、細胞レベルのみならず、動物個体レベルでも炎症を制御できるか否かを明らかにする。
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