健康保持増進への寄与が期待できる精油成分の機能性評価

Nara Women's University Digital Information Repository
Title
健康保持増進への寄与が期待できる精油成分の機能性評価
Author(s)
井上, 裕康; 中田, 理恵子
Citation
井上裕康・中田理恵子:日本食品化学研究振興財団第19回研究成果
報告書, pp.32-36
Issue Date
2013
Description
URL
http://hdl.handle.net/10935/3755
Textversion
publisher
This document is downloaded at: 2016-05-09T20:35:14Z
http://nwudir.lib.nara-w.ac.jp/dspace
日本食品化学研究振興財団第 1
9回研究成果報告書(2
0
1
3
)
健康保持増進への寄与が期待できる精油成分の機能性評価
井上裕康・中田理恵子
奈良女子大学生活環境学部食物栄養学科
F
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Abstract
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.
1
. 研究目的
食生活の改善や医学の発展によって、我が国は世界有
数の長寿固となっている。一方で、ライフスタイルの変
化による生活習慣病擢患者の急増がますます懸念されて
いる。このような社会的背景から、日常的に摂取する食
品に含まれる食品機能成分の生活習慣病予防効果が注目
PP
AR [a
.
,f
3
/
o
,y
]
COX-2
霞窃型シクロ才キシゲナーぜ
されており、このような機能成分を積極的に摂取して健
ぺル才キシソーム相猫班活性f
t
変容体
−・脂質異常症改善[a
J
康の保持増進に努めることは、健康な社会を実現するた
めに重要である。食品機能成分の中には、薬剤と同じ標
的たんぱく質に作用して効果を示すと考えられるものが
ある。これらの成分は、薬剤より活性は弱いものの、長
期間摂取することによって機能性を発揮すると考えられ
脳保謹効果[α
1
インスリン抵抗性改善 [
y
]
生活習慣病予防
る。私たちはこのような視点から、誘導型シクロオキシ
図I
. COX-2発現抑制と PPAR活性化
ゲナーゼ(COX-2)発現抑制と核内受容体 PPAR (ペルオ
キシソーム増殖剤活性化受容体)活性化を指標とした食
。
)
品機能成分の探索を行っている(図 1
触媒する(図 2)。アスピリンをはじめとする非ステロ
oxの活性阻害
イド性抗炎症剤(NSAIDs)の作用は、 c
による PG産生抑制によることは広く認められている。
coxには、ハウスキーピング型の COX-1と、誘導型
coxはプロスタグランジン(PG)産生の律速酵素であ
り、アラキドン酸を基質にして PGH2を生成する反応を
32
日本食品化学研究振興財団第 1
9回研究成果報告書(2
0
1
3
)
の COX-2の 2種類のアイソザイムが存在する。 COX-2
は、リポポリサッカライド( LPS)などの炎症性刺激によ
り誘導され、抗炎症性ステロイドであるデキサメタゾン
によって抑制されることから、炎症との関与が明らかに
)。さらに、 COX-2ノックアウトマウスの
なっている( 1
解析や臨床、疫学調査を含む研究から、発癌や生活習慣
病にも関与することが明らかになってきている(2
4
。
)
リン聞賞
アラキドン酸
I
cox活性|↓|叩鯛|
"
"
"
"
"
恥
2
〆グ汀イ =一一
TXA2 P
G
F
2
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1 P~ P
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IPG畏容体何タンパク質共倒}
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(
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l
5
d
P
G
J
2
4
I
IPPARP/5)~
図2
. シクロオキシゲナーゼ経路と PPAR
核内受容体スーパーファミリーに属する PPARは、リ
。
) α、J
3
1
6、yの 3つのサ
ガンド依存性転写因子である(5
プタイプが存在し、脂質代謝、糖代謝、細胞増殖や分化
に関与している。 αは主に肝臓に発現して脂肪燃焼に関
与し、その合成リガンドであるフェノフイプラートは脂
3
1
6は筋肉をは
質異常症改善薬として用いられている。 J
じめとした様々な組織に発現し、運動能力の改善への関
与が報告されている。 yは白色脂肪組織やマクロファー
ジに発現して、合成リガンドであるチアゾリジン誘導体
はインスリン抵抗性改善薬として用いられている o この
ように PPARは生活習慣病の薬剤標的分子として認知さ
,7
。
)
れている(6
私たちは、マクロファージ系細胞で、核内受容体
PPARyによって COX-2発現がフィードパック制御され
)。この制御は、 PGDiの代謝産
ることを報告してきた(8
物である lSd-PGJiが PPARyのリガンドとして作用し、
NF-KB等を介して COX-2発現を制御することに起因し
ている(図 2)。一方、血管内皮細胞において PPARyの
発現が低いため、マクロファージ系で観察されるフィー
ドパック制御が働かないと考えられたが、ヒト発現ベ
クターを血管内皮細胞に導入することで発現抑制効果
)。これらの知見から、
が観察されることを見出した(8
COX-2発現抑制と PPAR活性化は相互に作用する関係に
あり、両方の効果をもっ食品中の単一分子が、薬剤に比
べると作用は弱いものの低濃度で長期間摂取することに
より、生活習慣病予防に有効に作用すると、私たちは考
えて研究を行っている o
COX-2発現抑制と PPAR活性化の両効果を持つ成分
として、我々は最初にレスペラトロールを見出した。レ
スベラトロールは、適度な赤ワイン摂取と心血管疾患の
発症率が負の相関関係を示す、いわゆる“フレンチパラ
ドックス”に関する分子として・注目され、生活習慣病予
)
o 私た
防効果に関する数多くの研究がなされている(9
ちはこれまでに、 COX-2遺伝子の発現調節機構の解析か
0
,1
1)、レスベラトロールが COX-2の発現を細胞選
ら
(1
2
)、この細胞選択的発現調節には
択的に抑制すること( 1
PPARyが関与すること(8
)を見出した。さらに、レスベ
3
!
6、yを選択的に
ラトロールは培養細胞系で PPARα、J
1
3
,1
4
)レスベラトロールの経口投与が
活性化すること (
脳虚血モデルマウスに対して脳保護効果を有すること、
PPARα 遺伝子欠損型マウスを用いた解析から、このレ
スベラトロールの脳保護効果が PPARα 活性化を介して
3)。また、レスベラトロー
作用することを明らかにした( 1
、 i
nv
i
t
r
oと i
nv
i
v
oの両方
ルの 4量体パチカノール Cが
で PPARα および PPARJ3/Sを活性化することを報告した
(
1
4
)。また、レスベラトロールの機能として、常ヒト瞬
帯静脈由来血管内皮細胞( HUVEC)に、生理的条件に近
い低濃度のレスベラトロールを繰り返し処理すると、血
管拡張や血小板凝集抑制に関与する血管内皮型 N O合成
酵素の発現が誘導されること、生体の恒常性維持に関わ
るオートファジ一関連遺伝子、活性酸素消去や抗炎症作
用に関与する遺伝子の発現が同時に誘導されることを報
5)。さらに、植物精油の機能性評価から、
告している( 1
レスベラトロールと同じように COX-2発現抑制および
PPAR活性化の両効果をもっ成分として、タイム油から
6
)、レモングラス油からシトラール
カルパクロール( 1
(
1
7
)、パラ油からシトロネロールとゲラニオール (
1
8
)
を
同定した。同様な効果は、ビールホップ成分フムロンや、
パセリ等の成分クリシン等においても報告されており、
COX-2と PPARを指標にして、レスベラトロールと同じ
効果を有する食品機能成分を探索できる可能性が考えら
れる。
香辛料やハープなどの各種精油は、食品の噌好性や保
存性を向上させるだけでなく、薬理・生理作用を有する
ことが古くから知られており、生薬・民間薬としても用
いられてきた。しかしながら、それらの作用は伝承や経
験によるものや、機能性が定まっていないものが多く、
分子レベルでの有効性の評価は必ずしも十分ではない。
そこで本研究では、 COX-2発現抑制と PPAR活性化とい
う新しい指標を用いて香辛料精油の機能性を評価し、健
康の維持増進に寄与する精油成分の分子作用機構を明ら
かにすることを目的とした。
3
3
日本食品化学研究振興財団第 1
9図研究成果報告 .
!
.
F(
2
0日)
2
. 研究方法
認められた。一方、バニラ油、ジンシャ−¥1
1
!、ナツメグ
2・1. 材 料
油
、 ブラックペッパー油では抑制効果が認められなかっ
c
as
ear
oma機能性評価に用いた香辛料精油は市販品 (
)
。最も抑制効果の強かったシナモンパーク泊は、
た(図 3
s
h
op
)を使用した。
2・
2
. 浩義細胞を用いた
0
.
0
01%までの範囲で濃度依存的に COX2プロモーター
活性を抑制した。
co
×
・2プロモーター活性の測定
ウシ血管内皮細胞 (
BEAC)にヒト COX
2プロモーター
コントロール
シナモンパーク泊
キャラウzイ
鴻
シナモンリーフ油
クミン油
カルダモン鴻
ス9ーアニス油
コリアンダー油
レシフエ ラーゼレポー ターベクター
で転写制御される J
ARy発現ベクタ ー を共導入したのちに 、炎
と、 ヒ卜 PP
IP
Sを香辛料精油 またはその成分とともに添
症性刺激斉]L
加した。反応 f
炎
翁l
J包を回収し、細胞抽出 I
夜のルシフエラ一
J
!
I定した。なお 、1
3−ガラク トシダーゼ発現ベク
ゼ活性を i
ターを同時に導入し、その酵素活性で遺伝子導入効率を
.
.
.
バニラ油
補正した。
ジンジャー油
ナツメグ池
ブラックペッ,t
一泊
2・
3
. 培養細胞を用いた PPAR活性化の検討
0
BEAC に PP
AR応 答 性 エ レ メ ン ト ( PPRE
)を も っ レ
2
0
4
0
6
0
8
0
1
0
0 1
2
0 1
4
0
COX-2ブロモ-~ー活性伶}
PPREl
uc
)
と 、 ヒト PPAR
α,1
3
1
0
,Yの
ポータ ーベクター (
hPP
ARα,pCMX
・
いずれかの発現ベクター (
それぞれ GS-
図 3. 香辛料精油の COX-2プロモー ター活性抑制効果
hNUCI
,pCM X・
hPPARy
)を共導入し 、2
4時間後に芥辛
LPS刺激のみを行ったものをコントロール( 1
0
0
%)とし
2プロモーター活性
て、LPSによって誘導された COXr
t
1による抑制効裂を示す。なお、シナモ
の各香辛料精 i
i
i
!は 0
.
0
01
%、それ以外の香辛
ンパーク泊とジンジャ− i
!
I
J
またはその成分を添加した。 24時間反応後に J
レ
料 柿i
シフエラーゼ活性を測定した。 COX-2プロモーター活性
の場合と同搬に、日・ ガラク トシ ダーゼ発現ベクタ ー を同
料車両i1t1 は 0.01 % になるようにi~加した。 (・: p<0.05,” :
時に導入し、その酵紫活性で遺伝子導入効率を補正した。
p
<
0
.
0
01
,
..干 p
<0
.
0
0
0
1VS コントロール)
2・
4
. マウス を用いた PPAR活性化の検討
8∼ 1
0週
|愉!
j
g性 の PP
ARα ノックア ウ トマウスおよび
次に 、PPAR活性化能を検討したところ 、今回用いた
対照野生型 (
1
2
9
/
SV)マウスに 、 体重 lk
gあたり 50mg
I
l種 類 の 香 辛 料 精 r
1
J
1すべてにおいて、 PPARのサプタ
のシナモンパーク泊主成分を L
% トラガカントガムと混
イ プ い ず れ か の 活 性 化 が 認 め ら れ た ( 図 4。
) 3種 類 の
合し 、 ゾンデを用いて 3日間投与 した。 コントロール群
PP
ARの活性化は精油毎で異なっていた。 COX
2プロモー
% トラガカ ント ガムのみを投与した。 3
のマウスには、 1
ター活性の抑制効果が最も強かったシナモンパーク泊で
日後に 血液と肝臓を採取した。血液から血紫を部j
整し 、
ARα 、1
31
δ、yの全てに対して強い活性化能が認め
は、PP
トリグリセリド濃度を測定した。肝・臓からは RNA を抽
i
l
t
l、クミン油、
られた。同様の傾向は、シナモンリー 7
出して、定包
・ RT-PCR法により PPAR応答遺伝子群の発
カルダモン油でも示された。 キャラウェイ r
1
1
Jは、COX-2
PARα の合成リガンド、フ ェノフイ
現量の変化 を網べた。P
プロモーター活性抑制効果は強かったが、 PPAR活性化
プラートを用いて同じ実験を行い、効果を比較した。
l
は相対的に低かった。ナツメグ油、ブラックペッパ−i
では、
COX
2プロモーター活性の抑制は認められな いが、
3
. 研究成果および考察
PPARaあるいは 1
3
1
0を活性化した。根−も強い活性化を示
3・
1
. 香辛料精油による co
×−
2プロモー ター活性の抑
制と PPAR活性化
a、。1
0、yを活性化した。 シナモンパー
度依存的に PPAR
したシナモンパー ク油は、 0
.
001
% より低い濃度域で濃
すでに報告したタ イム池等の場合と同じように、各材i
ク納については、 LPS作用の阻害やインスリン抵抗性改
2発現抑制および
普効果の報告がなされて い るが、 COX-
r
1
uをエタノールで希釈 し 0
.
01
% での効果を検討した。 ジ
ンジャー 油 とパラ泊はエタノールでは不i
容のため 、ジメ
PPAR活 性化がその分子作用機榊と して関与して いる可
)で希釈した。また、シナモ
チルス ルホ オキシ ド
( DMSO
能性が考えられた。
1
1
tとジンジャー泊は 0
.
0
1% で細胞障害性が認め
ンパーク r
られたので、0.
0
01
% での検討を行った。 l
l極 の 香 辛 料
3・
2
. シナ モンパーグ油主成分によ る PPAR活性化と
COX-2発現抑制
精油のうち 、 シナモンパー ク油、キャラウェイ油、シナ
使用したシナモンパーク油には、主成分と して t
r
a
ns
-
モン リーフ 油
、 クミン油、カルダモ ン油、ス ターアニス油、
シンナムアルデヒドが約 86
% 含まれていた。したがって、
が
コリアンダー 油 で、COX-2プロモ ー ター活性の抑制j
34
日本食品化学研 究振興財団 第 1
9図研究成果報告曾(201
3
)
ノフィ プラートでは PP
ARα 依存的な血紫 トリグリセリ
r
a
ns
−シンナム
ド註の減少が見られた。 しかしながら 、t
アルデ ヒドではこのような減少は認められなかった。肝
ー
臓 における遺伝子発現変動を調べたところ、フ ェノフイ
プラートを投与した群では、 PPAR応答配列を持つ遺伝
子の発現が PPAR
α 依存的に誘導 された。一方
、 t
r
ans
司シ
ンナムア J
レデ ヒドを投与 した群では、このような PPARα
依存的な発現誘導は認められな か った。以上の ように、
今回用い た実験条件では、培養細胞系で見られた trans
シンナムア jレデヒ ドに よる PPARα活性化を、マウスを
用いた生体で認める ことはできなか った。
生体では、 trans・シンナムアルデヒドが代謝 されるた
め、PPARα 活性化の活性化が見られないのではないか
r
a
n
s
−シンナムアルデヒ ドの代謝物の PPARα 活
と考え 、t
性化を培養細胞系で検討した。その結果、代謝物のケイ
6
8
I
f22
24
ヒ酸、カフ ェ酸はいずれも 、
PPAR
α活性化能を示さなかっ
26
た。 したがって、 trans−シンナムアルデヒドの代謝 を抑
PPAR活性化
rans−シンナ
制する 方法を併用すると、生体においても t
図4
. 香辛料精油の PPAR活性化
ムアルデヒドは PPARα 活性化を示すのではないかと考
PPAR活性化は、コントロール (
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4
.まとめ
COX-2発現抑制と PPAR活性化 を指標と して、健康
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成分の機能性評価 を
保持噌進への寄与が期待できる精i
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Hか ら両効果をもっ
行った。我々は これま でに
、 植物精i
成分と して、カルパクロ ール、 シ トラー ル、シ トロ ネロー
% には、およそ 70~1 M の tran s ­
シナモンパーク油 0.001
ル、ゲラニオ ールを同定 している 。今回は香辛料精油の
シンナムアルデヒ ドが含まれている 。そこで、この地度
評川を行い、培養細胞を用いた系において、両効果もつ
A R活性
と同程度の trans−シンナムア Jレデヒドによる PP
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ans
−シンナムア J
レデ
成分としてシナモンパーク油から t
化を検討 したところ、 50~1 M で約 2 1 倍の PP
ARα 活性化
ヒドを新たに同定した。
yにおいて も同械の活性
が認められた。 PPARl3/δおよび、
化が認められた。 したがって、シナモンパー ク泊に よる
5
.研究発表
PPAR活性化は 、主成分の t
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−シンナムア ルデヒドに
5・
1.学会発表
岩佐千絢、 勝川路子、滝浮祥恵、中田理恵子、井上
起因していると考えられた。
裕康:シナモンパー ク泊による PPARa活性化の検討
2プロモー
次に、 trans−シンナムア Jレデヒドの COX-
ター活性を測定した。 PPA Ry発現ベクタ一 存在 下で測
2012年 1
2月、福岡)
第 85回日本生化学会大会 (
・シンナムアルデヒド
定したと ころ、25μ M以上で trans
事祥恵、高井綾子、中田理
井上裕康、岩佐千絢、滝j
は、COX-2プロモーター活性を有意に抑制した。一方、
2発現抑制と PPAR活性化を介したシナ
恵子 :COX-
PPARy発現ベクタ ー非存在下で は、有意な抑 n
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効果は
モンパーク油の機能性評価, 日本ビタミン学会第 6
5
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認められなかった。以上の結果から 、シナモ ンパーク 1
回大会(2013年 5月、東京)
によ る COX2プロモー ター活性の抑制効果は、t
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5・
2
. 誌上発表
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ンナムアルデヒドによる効果であり、その抑制は PP
依存的であるこ とが明らかとな った。
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・シンナムアルデヒドまたはフェノフィプラー
に
、 trans
トを 3日間投与した ところ、 PPARα の合成リガンド、フ エ
35
日本食品化学研究振興財団第 1
9回研究成果報告書(2
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6
. 引用文献
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