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第18回 加藤範久教授(大学院生物圏科学研究科)

うまみ成分コハク酸が、がん細胞の増殖を抑制
加藤範久教授

加藤範久教授
  大学院生物圏科学研究科 生物機能開発学専攻 食資源科学講座

加 藤 範 久 (かとう のりひさ)教授

         に聞きました。 (2009.9.10 社会連携・情報政策室 広報グループ)


 

 

 

プロフィール 

1974年広島大学水畜産学部食品工業化学科を卒業。名古屋大学大学院農学研究科農芸化学専攻を単位取得退学後、非常勤講師を経て、1981年本学生物生産学部助教授。2001年から教授。2002年から生物圏科学研究科教授。

小・中・高等学校を山口県岩国市で過ごした教授は、小・中学校ではアコーディオンに熱中。中学では、さらに陸上クラブと科学クラブも掛け持ちし、忙しくて勉強どころではなかったとHPで自身を紹介しています。高校時代はというと、マンドリンクラブに熱中した結果、やはり忙しかったようで、「不得意科目、生物(暗記は苦手)」というくだりは、特に目を引きます。そんな教授も、学部2年の時、初めて学問(生化学)のおもしろさに開眼。その後、栄養学という学問にのめり込んで行くことになります。
 

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うまみ成分コハク酸が、がん細胞の増殖を抑制

広島県の出身で、大学院の後輩でもある某製菓会社の社長と学会で再会したとき、「いつか共同研究をしたいね」と話していたことが、現実のことになります。ボイセンベリー(最近健康果実として注目を浴びている、ブラックベリーとラズベリーを掛け合わせた、ニュージーランド生まれの木いちごの仲間)で菓子を作りたいので、機能性について分析・評価してくれないかと持ちかけられ、07年、共同研究が始まります。

ボイセンベリーには、天然ポリフェノールの一種であるエラグ酸が大量に含まれています。これをラットに摂取させて消化管への影響についての研究を開始しました。この研究過程で、ラットの盲腸内のコハク酸(貝類や清酒のうまみ成分でもある)の濃度が大幅に上昇することがわかりました。不思議なことに、ルチン(そばなどに含まれる)やエラグ酸(いちごなどに含まれる)などのポリフェノールが、腸内発酵によりコハク酸の産生を著しく増加させていたのです。

ポリフェノール摂取によるラット盲腸内コハク酸の増加の図

ポリフェノール非投与のコントロール群と比べてポリフェノール投与群では統計的に
有意に増加している(エラーバーの標準誤差はデータのばらつきを意味している)。

 

  

日常生活レベルの摂取で効果

腸内のコハク酸の増加が大腸がん細胞にどのような影響を及ぼしているか調べたところ、その濃度が20 ミリモル(以下「mM」)になると、大腸がん細胞の増殖が50%近くまで減ること、胃がん細胞でも抑制効果があることが確認できたのです(このニュースは2009年5月21日付けの中国新聞1面で紹介されました)。コハク酸は代表的なうまみ成分として1932年に日本人によって発見されましたが、そのコハク酸に疾病予防作用が見つかったのはこれが最初です。

「20 mMのコハク酸は、普段食べている貝汁の濃度に相当し、日常の食生活レベルの摂取で効果が得られるので、医薬品や機能性食品の開発に向いている。身近なコハク酸が有効なことが明らかになった意味は大きい。別の疾患への予防作用もありそうだ」と、教授は次なる成果に期待を寄せます。

さまざまな疾病予防作用の解明のみならず、広島地域の特産品である牡蠣(かき)などの貝類や清酒にコハク酸が豊富に含まれていることから、地域企業と機能性食品の開発に向けた共同研究も始まっています。

加藤教授のインタビューの様子
牡蠣もお酒も広島の名産ですから…

 

もうひとつの効果「血管新生抑制効果」への期待

さらに教授らは、このコハク酸には、血管新生(血管を新しく造る)を抑制する作用があることも確認します。ラットの毛細血管の伸びが、コハク酸30 mMの濃度で約60%抑制されることが分かったのです。

コハク酸の血管新生抑制作用の発見の図

ラット動脈片から発生する毛細血管の伸びがコハク酸の濃度に比例して抑制されている

 
がん細胞の増殖は転移や浸潤で起こります。がんの病巣では、血流が不足して栄養不足や酸素不足が生じるため、がん細胞は、栄養不足や酸素不足を脱しようと、新しい血管を造り、転移経路を確保、増殖していきます。

糖尿病になると動脈硬化になって、血管が固くなり、もろくなり、目詰まりを起こしやすくなります。細かい血管が密集している網膜では、血糖値が高く血管に多くの負担が掛かり、酸素と栄養分を運ぶ血液の流れが悪くなるので、網膜細胞が栄養不足となります。そこで網膜細胞は、血管障害による酸素欠乏状態を逃れようとして新しい血管をつくりますが、新生血管は非常に脆いため出血しやすく、それによって目の機能に障害が起き、最悪の場合は失明に至ります。糖尿病性網膜症による失明です。最近では、アルツハイマー病やリューマチにも血管新生が関係しているといわれています。

この血管新生の抑制作用は、がん以外のヒトの疾患への効果も期待されています。「面白いことに、コハク酸は化粧品素材として使われていることを後で知りました。肌の張りを保つ効果とされています。近年、血管新生がしわの原因となることも報告されていますので、コハク酸の肌への影響に血管新生抑制作用が関係しているかも知れません」という教授。

 

誰もやっていなかったことに着目

1989年、栄養学の国際会議でソウルを訪問したとき、観光ツアーで一緒になった製薬企 業の人から、大豆と比べると、そばの本格的な研究はほとんどされていない。消化されにくく、アレルギーを起こしやすいという欠点をも含めた「そば」の全て が知りたいと、そばタンパク質の共同研究を提案されます。

インタビューの様子
この観光ツアーでの出会いが、現在の研究スタイルのスタートになっています

当時、欧米の大豆タンパク質のコレステロール低下作用に関する研究では、そのタンパク質 の加水分解物(ペプチド:アミノ酸が数個つながったもの。タンパク質に比べて消化吸収性がよい)にコレステロール低下作用が発見され、世界的に大きな注目 を集めていました。加藤教授らは、そばのタンパク質に大豆タンパク質よりも強力なコレステロール低下作用を見出し、そのコレステロール低下作用を有するペ プチドの分離に全精力を傾けていました。しかしながら、大豆タンパク質の場合とは異なり、加水分解して分子量を低下させるに伴ってコレステロール低下作用 がなくなり、行き詰まっていました(実験に5年の歳月を費やす)。

忘れもしないあの阪神・淡路大震災の当日(1995年1月17日)、今までは「消化が良い=体に良い」ものとされていたが、「消化されないこと=体に良 い」ではいけないのかと気づきます。発想の転換です。食物繊維と同様の作用を有するのであれば、コレステロール抑制作用、体脂肪蓄積抑制、便秘改善、大腸 がんの発現抑制などの効果が期待できます。ラットによる実験で、血中および肝臓中のコレステロール濃度の上昇が抑制されたことを確認。教授は1997年、 そばタンパク質の消化抵抗性が、血中コレステロールを低下させることを発見し、「レジスタントプロテイン(注1)」という概念を提唱します。新たな学問領域の登場です。
 

(注1)体内で消化されにくいタンパク質のこと。一般的には、栄養素の供給という面から見 ると、消化の良い食品の方が効率が高いので栄養的には優れると 評価されてきました。ところが、タンパク質の消化率が低い(消化されにくい)食品が、逆に健 康にプラスになることが加藤教授らの研究ではじめて明らかになってきました。これまでに、様々なレジスタントプロテインが、食物繊維と類似した作用を有 し、コレステロール低下作用、肥満抑制作用、大腸がん抑制作用などが発見され、多くの植物性のタンパク質に広く普遍的に見られる現象であると考えられてい ます。最近の栄養学の教科書にもこの専門用語が登場しています。
 

インタビューの様子
ちょっとした発想の転換でした

 
 

国内外の研究グループのその後の研究によって、そばタンパク質のさまざまな効果が認められ、業界だけでなく、ひろく一般に健康食『そば』が愛されるようになりました。

一般に、栄養学は現実に直結する問題を分析し、明らかになったことを分かりやすい言葉で説明し、もう一度「日常に戻す」学問なので面白く社会的インパクトも大きいと語る教授。以前は、主として栄養学の基礎研究を行っていた教授は、このツアーでの出会いがきっかけとなり、基礎から応用につながる研究にも興味の幅が広がることになります。

 

その後、新たな研究への挑戦にも必然の出会いが…
ある時、製薬企業から派遣された研究員の人が、会社から「おもしろそうなタンパク質を探せ!」と命令を受けたと、他の繊維関係の企業の研究員と廊下で立ち話をしていました。そばを通り過ぎようとした時にたまたま質問されたことがきっかけとなって、加藤教授は、早速行動を開始。セリシン(蚕の繭を構成しているタンパク質)についての機能性についての研究がスタートします。1996年のことです。その時に聞いた話では、絹織物工場の精練作業(繭からセリシンを取り除く作業)をしている女性たちの手の肌が非常にきれいというのが、昔から有名とのこと。

その最初の成果として、1998年にセリシンの強い抗酸化作用(スキンケアにもつながる)がはじめて見つかりました。セリシンそのものの発見が1886年ですから、その機能性の発見までに100年以上もかかったことになります。セリシンは絹織物を作成する時に除去され、大量に廃棄され、環境汚染の原因でもあるため、その有用性の解明は、シルク関連業界の長年の悲願でした。それ以降、セリシンの抗がん作用などが次々と解明され、2007年には、セリシンがメタボリック症候群も改善することを発表しました(5月16日付け産経新聞)。こうして、現在、セリシンの機能性の分野はシルク研究の一大分野となっています。ちなみに1998年以前までにセリシンの生理作用に関する論文は僅か2報であったのが、その後今日までに、1500報以上の論文が発表されています。
 


繭糸の断面図の写真
フィブロインは絹糸の主要成分

教授はもともと、日本人の最も不足しがちな微量栄養素であるビタミンB6に興味を持っていました。ビタミンB6は、穀類や魚介類、大豆に豊富に含まれており、これらの摂取が年々減少していることが、日本人のがんなどの病気の増加につながっているのではないのかという疑問です(例えば、日本人の大腸がん発症率は世界的にも最上位)。たまたま広島大学に着任したことで、大腸がん研究ではトップレベルの広島大学の原爆放射能医学研究所(現原爆放射線医科学研究所)渡邉敦光(わたなべ ひろみつ)元教授らとのビタミンB6の共同研究が始まります。そして2001年、教授らの研究グループは、ビタミンB6がマウスの大腸がんを予防することを世界に先駆けて発見します(9月12日付け朝日新聞、例のテロ事件の翌朝掲載)。国内外の疫学的研究でもこの動物実験の結果を支持する報告が相次いで発表され、今日、大腸がんを予防する代表的な食事因子とされています。特に、先進国では共通してビタミンB6が不足傾向にありますので、ますます目が離せない状況になっています。
先生の大腸がん研究とはここでつながるんですね。
うーん、実に守備範囲が広い!
 

インタビューの様子
導かれるように広島大学へ来ました

 

専門は何ですか?

「小学校の頃の夢は、科学者でした」と語る教授に、「好きな言葉は?」とお聞きすると、「思考は現実化する」と答えが返ってきました。思い続けて努力し、 夢(目標)を叶え科学者になった教授ですが、ふとした偶然をとらえて幸運に変える力「セレンディピティ」という言葉も大切にしているのだとか。若い人たち には、チャンスが来たときにそれを掴めるよう、常に準備しておいて欲しいと、「考える」「行動する」が実践できるような指導を心がけているそうです。

栄養学以外の学会に招待講演を依頼されることが多いからでしょうか、「専門は何ですか?」とよく質問されるそうですが、面白いと思ってやっていることす べてが、専門ですと答えるそうです。若き研究者たちにも、流行を追うのではなく、「誰もやっていないこと、人が注目しないことをやってほしい」。違う分野 の人たちと交流することで触発されるも良し、絵画を見たり、音楽を聴いたりして頭を刺激するも良し。専門以外のことを受け入れる柔軟さをもった、守備範囲 の広い研究者になって欲しいとエールを送ります。

 

 

あとがき 

先生に取材をしていて「偶然です」とか「幸運でした」という言葉をよくお聞きします。「失敗ばかりですよ」とも。普段から世の中の動向に注意し、情報の収集・分析(発信も?)をするなど、能力や感性を磨いておくことで、「幸運(運命)の女神が来た!」と分かるのでしょうか? 違う分野の人との良い出会いで触発されるし、絵画を見ていてひらめくこともある。頭を刺激するきっかけはどこにでもあると楽しそうに話をされる先生。さまざまな分野との連携が今後ますます広くなるんだろうなと、期待してしまいます。ところで、やっぱり幸運の女神は前髪しかないんですか?先生!(O)