コンドロイチン硫酸の腸管への作用による生体防御機構の解明

• 研究課題/領域番号: 18K11068
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分59040:栄養学および健康科学関連
• 研究機関: 弘前大学
• 研究代表者: 中村 敏也 弘前大学, 保健学研究科, 教授 (00155847)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
• キーワード: コンドロイチン硫酸 / プロテオグリカン / 経口投与 / 腸管上皮 / IL6 / 機能性食品 / 消化産物 / 消化管上皮細胞 / 生体防御

研究成果の概要

サケ鼻軟骨由来プロテオグリカン標品からプロテオグリカンを精製し，これをマウスに経口投与して小腸内容物のプロテオグリカン消化産物の構造を調べたところ，プロテオグリカンのコアタンパク質は分解されたがコンドロイチン硫酸（ChS）糖鎖の糖鎖長や硫酸基は変化していなかった。次に，ヒト結腸癌由来細胞Caco-2による小腸および大腸モデルを培養系で確立し，これらへの市販ChSによる細胞応答を種々検討したところ，ChSが腫瘍壊死因子-αにより誘導されるインターロイキン-6の遺伝子発現を抑制することが示された。このことは，プロテオグリカンの経口摂取により腸管の抗炎症効果が期待できる可能性を示唆した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

プロテオグリカンやコンドロイチン硫酸による腸管上皮細胞への直接影響について生体防御の観点からの研究はこれまでに報告がなく，同類の多糖鎖の機能としてはヒアルロン酸に続く新たな機能の発見となる。このプロテオグリカンの経口摂取による腸管の抗炎症効果の可能性が示唆されたことより，プロテオグリカンおよびコンドロイチン硫酸の食品への応用のしやすさ（水に溶けやすい，中性条件で熱に強い，無味無臭である，等）も相まって，幼児から高齢者に至る国民の健康維持への貢献が期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Radiation Safety and Public Health for Radiological Professionals: Meeting Report on The 5th Educational Symposium on Radiation and Health (ESRAH) by Young Scientists in 2018. (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamashina Hiroko, Terashima Marin, Oikawa Joma, Naijo Shingo, Miyao Tamao, Yachi Yoshie, Matsuya Yusuke, Yamaguchi Masaru, Tsujiguchi Takakiyo, Saga Ryo, Jun Hu, Goh Valerie Swee Ting, Nakamura Toshiya, Hosokawa Yoichiro, Date Hiroyuki.
  • 雑誌名: Radiation Environment and Medicine 巻: 10 ページ: 48-54
  • NAID: 40022494206
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphorylation of Thr328 in hyaluronan synthase 2 is essential for hyaluronan synthesis (2020)
  • 著者名/発表者名: Kasai Kosuke、Kuroda Yoshiyuki、Takabuchi Yutaro、Nitta Akihide、Kobayashi Takashi、Nozaka Hiroyuki、Miura Tomisato、Nakamura Toshiya
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 533 号: 4 ページ: 732-738
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2020.08.093
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metal coordination by L-amino acid oxidase derived from flounder Platichthys stellatus is structurally essential and regulates antibacterial activity (2020)
  • 著者名/発表者名: Kasai Kosuke、Ito Yudai、Nitta Akihide、Ariyoshi Kentaro、Nakamura Toshiya、Miura Tomisato
  • 雑誌名: Applied Microbiology and Biotechnology 巻: 104 号: 22 ページ: 9645-9654
  • DOI: 10.1007/s00253-020-10914-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dermatan sulfate oligosaccharides having reducing end 2, 5-anhydro-D-talose inhibit bovine testicular hyaluronidase activity (2019)
  • 著者名/発表者名: Kakizaki I, Koizumi H, Kobayashi T, Nakamura T, Majima M.
  • 雑誌名: Carbohydrate Research 巻: 483 ページ: 107754-107754
  • DOI: 10.1016/j.carres.2019.107754
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Lessons From a Japan-Korea Collaboration on Medical Response Training for a Nuclear or Radiological Emergency, Assuming Mass Casualty (2019)
  • 著者名/発表者名: Tsujiguchi T, Kitajima M, Tomisawa T, Shiroto Y, Yamada R, Saito K, Hanada H, Jin Y-W, Cho M, Jang S, Kim H, Pak M, Nakamura T.
  • 雑誌名: Disaster Medicine and Public Health Preparedness 巻: Sep 30 号: 4 ページ: 1-2
  • DOI: 10.1017/dmp.2019.88
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Regulation of radiosensitivity by 4-methylumbelliferone via the suppression of interleukin-1 in fibrosarcoma cells (2019)
  • 著者名/発表者名: Saga R, Hasegawa K, Murata K, Chiba M, Nakamura T, Okumura K, Tsuruga E, Hosokawa Y.
  • 雑誌名: Oncology Letters 巻: 17 ページ: 3555-3561
  • DOI: 10.3892/ol.2019.9990
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Proteoglycan-substrate gel zymography for the detection of chondroitin sulfate-degrading enzymes (2018)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi T, Kakizaki I, Nakamura T
  • 雑誌名: Analytical Biochemistry 巻: 568 ページ: 51-52
  • DOI: 10.1016/j.ab.2018.12.010
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Blackcurrant Anthocyanins Increase the Levels of Collagen, Elastin, and Hyaluronic Acid in Human Skin Fibroblasts and Ovariectomized Rats (2018)
  • 著者名/発表者名: Nanashima Naoki、Horie Kayo、Maeda Hayato、Tomisawa Toshiko、Kitajima Maiko、Nakamura Toshiya
  • 雑誌名: Nutrients 巻: 10 号: 4 ページ: 495-495
  • DOI: 10.3390/nu10040495
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Meeting report on "The 4th Educational Symposium on Radiation and Health (ESRAH) by Young Scientists in 2017" (2018)
  • 著者名/発表者名: Saga R, Tsujiguchi T, Yamaguchi M, Fukushi Y, Fujishima Y, Matsuya Y, Oikawa J, Terashima M, Date H, Nakamura T, Hosokawa Y.
  • 雑誌名: Radiation Environment and Medicine 巻: 7 ページ: 121-124
  • NAID: 40021646787
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] マウスに経口投与されたプロテオグリカンの小腸における消化産物 (2020)
  • 著者名/発表者名: 工藤 海，小林 孝，葛西宏介，横山洸大，作田泰宏，中村敏也
  • 学会等名: 第93回日本生化学会大会
• [学会発表] サケ鼻軟骨プロテオグリカンを使ったコンドロイチン硫酸分解酵素の検出 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小林 孝、柿崎育子、中村敏也
  • 学会等名: 第9１回日本生化学会大会
• [産業財産権] グリコサミノグリカン分解酵素又はその阻害物質の検出方法 (2018)
  • 発明者名: 中村敏也，柿崎育子，小林 孝
  • 権利者名: 弘前大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2018