第18期 加藤 范久 教授  (研究生院生物圈科学学科)

鲜味成分的琥珀酸抑制癌细胞的增殖

 采访了研究生院生物圈科学学科 生物功能开发学专业  食物资源科学教研室 加藤范久(Kato Norihisa)教授

(2009.9.10 社会合作与信息政策办公室  宣传小组)

简介

1974年毕业于广岛大学水畜产学院食品工业化学科。名古屋大学研究生院农学学科农艺化学专业获得学分后退学,当过大学代课老师,1981年为本校生物生产学院副教授,2001年为教授,2002年为生物圈科学学科(该链接为英语页面)教授。
教授在山口县岩国市上小学,初中和高中。在网页上自我介绍说,小学和初中,他喜欢玩手风琴。初中还参加学校田径队和科学兴趣小组,因为每天忙于这些活动,根本顾不上学习。高中时喜欢玩曼陀林,整天很忙。他特别突出的是“不擅长生物(不擅长死记硬背)”。尽管这样,到了大学2年级,教授突然对学问(生化学)感兴趣了。后来又喜欢上了营养学。

>分子营养学研究室的网页请阅览这里(该链接为日语页面)
 

鲜味成分的琥珀酸抑制癌细胞的增殖

在学会上碰到念研究生时的学弟,广岛县人的某点心公司总经理,对他说,“什么时候我们一起合作研究吧”。总经理对他说,我想使用黑树莓(是最近因健康水果受到关注的黑莓乘以悬钩子,原产于新西兰的树莓的同类植物)制作点心,你能不能帮我分析和评估它的作用吗?于是他们于2007年开始了联合研究。

黑树莓含有大量的天然多酚之一的琥珀酸。开始了让小鼠摄入多酚对消化道有什么影响的研究。在研究过程中,发现小鼠盲肠内的琥珀酸(也是贝类和清酒的鲜味成分)的浓度大幅度提高。不可思议的是,芦丁(包含于荞麦等之中)和鞣花酸(包含于草莓等之中)等多酚在肠内发酵,显著地增加了琥珀酸的产生。

与不摄入多酚的小鼠群相比,摄入多酚的小鼠群在统计学上增加很明显
(误差棒的标准误差表示数据的参差不齐)。

日常生活摄入的效果

研究肠内琥珀酸的增加对大肠癌细胞产生什么影响,发现当浓度为20毫摩尔(下面称“mM”)时,大肠癌细胞的增殖降低50%左右,也有抑制胃癌细胞的效果(2009年5月21日的中国新闻第1版报导了这个新闻)。琥珀酸作为代表性的鲜味成分,是1932年由日本人发现的,但是发现这个琥珀酸有预防疾病的作用这还是第一次。

教授说,“20mM的琥珀酸相当于一般喝的贝类汤的浓度,日常生活摄入的量有效,所以适合开发医药品和保健食品。发现常见的琥珀酸有效的意义很大,据说还有预防其他疾病的作用”,对琥珀酸的前景充满希望。

不仅发现了对各种疾病的预防作用,还发现广岛地区的特产牡蛎等贝类和清酒中含有丰富的琥珀酸,所以还与地区企业开始联合研究开发保健食品。

牡蛎和酒都是广岛的特产…

还期待另一个效果,即“抑制血管新生的效果”

教授他们还确认了琥珀酸有抑制血管新生(新造血管)的作用,发现琥珀酸30mM能抑制小鼠毛细血管生长的60%。

抑制小鼠动脉片产生的毛细血管的生长与琥珀酸浓度成比例

癌细胞的增殖由转移和浸润产生。癌的病灶因血液循环不好,营养和氧气不足而发生,因此癌细胞制造新血管,确保和增殖转移通道,以此摆脱营养和氧气不足。

如果得了糖尿病,动脉就会硬化,血管变硬变脆,容易堵塞。细微血管密集的网膜,因血糖值高,血管负担重,提供氧气和营养的血液循环不好,所以网膜细胞营养不足。因此网膜细胞为了摆脱因血管障碍引起的氧气缺乏状态而制造新血管,但是新生血管非常脆弱,容易出血,使眼睛功能出现问题,最坏情况将导致失明,糖尿病性网膜症引起的失明。据说最近发现阿尔茨海默病和风湿病也跟血管新生有关。

希望这个血管新生的抑制作用对癌症以外的人类疾病也有效。教授说,“有趣的是,我们后来知道琥珀酸也用作化妆品的原料,好像对保持皮肤的弹力有效果。最近还有研究报告说,血管新生是产生皱纹的原因,琥珀酸对皮肤的影响,也许与对血管新生的抑制作用有关”。

着眼于没人搞的研究

1989年因参加营养学的国际会议访问汉城时,听一起参加观光的制药公司的人说,与大豆相比,对荞麦几乎没有开始真正的研究。他建议我们联合研究荞麦蛋白质,彻底研究“荞麦”,包括荞麦难以消化,容易过敏等缺点。

这次观光旅游的邂逅,促成了现在的研究形式
 

当时,在对欧美大豆蛋白质的降低胆固醇作用的研究中,在其蛋白质的加水分解物(肽:多个氨基酸形成的物质。与蛋白质相比,消化吸收性较好)中发现了胆固醇下降,受到了全世界的关注。加藤教授他们在荞麦的蛋白质中发现了比大豆蛋白质更强的降低胆固醇的作用后,倾全力研究具有降低胆固醇作用的肽的分离。但是,与大豆蛋白质不同,加水分解后,随着分子量下降,胆固醇降低的作用也没了,研究走进了死胡同(这项研究花费了5年时间)。

在难忘的阪神淡路大地震的当天(1995年1月17日),以前一直认为“消化好=对身体好”,但在那一天,发现不能“不消化=对身体好”吗?需要转变思路。如果具有与食物纤维相同的作用,就能期待有抑制胆固醇的作用,抑制体脂肪积累,改善便秘,抑制大肠癌等效果。在对小鼠的实验中,确认了抑制血液及肝脏中的胆固醇浓度的上升。教授于1997年发现荞麦蛋白质的不容易消化性降低了血液中的胆固醇,提出了“耐药蛋白(注1)”这一概念。一个新学问领域出现了。

(注1)是体内难以消化的蛋白质。一般来说,从营养素提供的角度来看,容易消化的食品效率高,所以富有营养。但是,蛋白质消化率低(难以消化)的食品反过来有助于健康,加藤教授他们的研究第一次证明了这一点。迄今各种耐药蛋白都有类似食物纤维的作用,发现有降低胆固醇,抑制肥胖以及抑制大肠癌的作用,可以认为是许多植物性蛋白质广泛普遍的现象。最近的营养学的教科书也出现了这个专业词汇。

稍稍作了思路的转变

      
经过国内外研究小组后来的研究,确认了荞麦蛋白质的各种效果,不仅业界,也使普通民众普遍喜欢上了健康食品『荞麦』。

教授说,一般来说,营养学分析现实碰到现象,用通俗易懂的话说明研究发现的结果,是再一次“返回日常”的学问,很有意思,对社会的影响很大。教授以前主要是研究营养学的基础,自从那次观光旅游的邂逅之后,研究范围从基础扩大到了应用。

从那以后觉得对新研究的挑战也有必然的邂逅…

有一天,制药公司派来的研究人员与纤维企业的研究人员在走廊里聊天说,公司要他“寻找有意思的蛋白质!”。那时加藤教授正要结束对荞麦的研究,听到这件事后,教授马上决定开始对丝胶(形成蚕茧的蛋白质)作用的研究。那是1996年时的事。那时听说,丝绸工厂做精练工作(从茧取出丝胶的工作)的女工们的手的皮肤非常好,这是自古以来大家都知道的。

作为第一批成果,1998年首次发现了丝胶的强抗氧化作用(达到皮肤保健)。发现丝胶是在1886年,所以直到发现这个作用花费了100多年。丝胶在制作丝绸物时去除,被大量扔掉,也是环境污染原因之一,因此发现丝胶的有用性是丝绸行业多年来的愿望。从那之后,不断发现了丝胶的抗癌作用等,2007年,公布了丝胶也有改善代谢综合征的作用(5月16日产经新闻)。就这样,现在丝胶作用的研究成了丝绸研究的一大领域。并且在1998年之前,关于丝胶的生理作用的论文仅2篇,但至今已发表了1500多篇论文。
     

蚕丝蛋白是丝绸的主要成分

教授本来对日本人最缺乏的微量营养素的维他命B6非常感兴趣。维他命B6在谷类,鱼虾贝类和大豆中很丰富,这些年的摄入量年年减少,因此怀疑是否因此导致了日本人癌症等疾病的增长(比如,日本人的大肠癌的发病率是世界上最高的)。刚调到广岛大学的时候,与在大肠研究处于顶级水平的广岛大学原爆放射能医学研究所(现核辐射医学研究所)的当时的渡边敦光(Watanabe Hiromitu)教授一起开始研究维他命B6。并且于2001年,教授领导的研究小组在世界上首次发现了维他命B6能预防小鼠的大肠癌(9月12日朝日新闻,就是911恐怖事件的第二天)。国内外流行病研究也接连公布了这方面的研究成果,支持了这个动物实验的结果,现在已成了预防大肠癌的代表性的饮食因素。尤其是发达国家有维他命B6不足的通病,这项研究越来越受人关注了。
老师对大肠癌的研究就是从这里开始的。
老师的研究范围真大啊!

被吸引到了广岛大学

您是搞什么专业的?

教授说,“我从小就想当科学家”。我问教师,“您最喜欢的格言是什么?”,教授回答说,“实现自己的设想”。教授是位不断努力思考,实现理想(目标)的科学家。他非常重视“运气”,这是将一个偶然变成幸运的力量。希望年轻人做好准备,在机会来临之际能抓住它。他还非常重视培养学生的“思考”和“行动”能力。

教授还经常被邀请在营养学之外的学会作特别演讲,据说经常被人问,“您是搞什么专业的?”,教授回答说,我觉得有意思的研究都是我的专业。我希望年轻的研究人员不要赶时髦,“搞没人搞的,没人关注的研究”。可以与不同专业的人进行交流,受些启发;也可以看看绘画。听听音乐,刺激大脑。教授鼓励年轻人保持灵活性,接受专业之外的知识,成为知识面较宽的研究人员

 

后记

采访教授,我多次听到“偶然”和“幸运”这个词汇,还听到“不断失败”。平时关注社会上的动向,收集和分析(介绍)信息,提高自己的能力和悟性,就能知道“幸运(命运)女神来了!”吗?教授快乐地说,与不同专业的人交流能触发自己的灵感,欣赏绘画也可能会有新发现,刺激自己大脑有多种方法。他期待与各专业的合作今后将越来越多。不过,教授,幸运女神只有刘海吗?(O)


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