赤ワインに含まれるレスベラトロールは生活習慣病予防や抗老化作用を持つ成分として注目を集めている。我々はこの成分の最初の分子標的は核内受容体PPARと考え研究を進めている（図１）。その概要を紹介するとともに、今後の問題点についても触れたい。

レスベラトロールはバイケイソウ（毒草）の根から、高岡道夫（北海道帝国大学）により1940年分離精製、命名されたフィトアレキシン（抗菌性物質）である。高岡のメンターは、日本の天然物化学の祖、眞島利行（当時 東北帝国大学）であり、眞島門下から、女性初の帝国大学入学生で、紫根の成分シコニン（1918年）、紅花の成分カーサミン（1929年）の化学構造を報告した黒田ちか等、多くの著名科学者が輩出している。眞島門下の目的は、古い歴史を持ち東洋で発展してきた「本草学」を、化学構造を決定することで、西洋で当時発展してきた「科学」への橋渡しを行うことと捉えることができる。
　レスベラトロールは、葡萄や生薬・虎杖根（イタドリ）に含まれている。葡萄は、最古の本草学書「神農本草経（西暦22～250年）」において、「上薬」（毎日摂取可能）に分類され、「筋骨、気力（脳）に作用し、長期摂取で身を軽くし、寿命を伸ばす」と記載されている。虎杖根は「名医別録」（西暦500年）において、「炎症、癌、循環器疾患に処方」と記載されている。これらの作用は、レスベラトロールの作用として現在までに報告されている内容と一致しており(1-4)、我々は科学的にその分子機構を解明することができる段階にあると考えられる。一方、葡萄から抽出したレスベラトロールはサプリメントとして販売できるが、より多く含まれ、安価なイタドリは生薬に属し、そこから抽出したレスベラトロールは日本の薬事法の規制にかかるというジレンマも生じている。

シクロオキシゲナーゼ（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を生成する反応を触媒する (5)。そして、その後の合成酵素の違いにより多彩な作用を持つプロスタノイドが生成される（図２A及びB）。アスピリンをはじめとする非ステロイド性抗炎症薬（NSAIDs）はCOX活性阻害によって抗炎症作用を持つ。COXには、1972年に酵素化学的に同定されたハウスキーピング型のCOX-1と1993年分子生物学的手法で発見された誘導型のCOX-2の2種類のアイソザイムが存在する。COX-2は、炎症以外に、発癌、生活習慣病にも関与することが明らかになってきた(6, 7)。このような経緯で、COX-2選択的阻害薬は、COX-1活性阻害に由来する副作用のない抗炎症薬として世界的注目を集めた。そのような状況の中、化学的処理によるマウス皮膚がんモデルで、レスベラトロール塗布により抑制効果があり、それはCOX-1活性阻害に由来すると報告された（1997年） (8)。翌年、我々はレスベラトロールがある種の培養癌細胞で、COX-2酵素活性と発現の両方を抑制することを報告し (9)、レスベラトロールに関する研究が注目を集めた。一方で、COX-1阻害による胃腸や腎臓に対する副作用がないCOX-2選択的阻害剤は、北米で人気薬剤として処方されたが、その後、循環器疾患の発生率を上げること、既存のNSAIDsも高用量を服用すると同様な副作用があることが報告された。この結果は、本草学でいう下薬の記述「治療薬は毒であるので、毎日飲んではいけない。」を思い起こす。標的分子に対し、特異性が高く、強い作用を持つことが薬剤開発のコンセプトであるが、長く飲み続けることは危険であり、特に生活習慣病を予防するためには、薬に依存せず、食事や運動がより重要であることを示している。

核内受容体スーパーファミリーに属するPPARは、リガンド依存性転写因子でα，β/δ，γの3つのサブタイプが存在し、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脂肪燃焼に、β/δは筋肉をはじめとした様々な組織に発現し、脂肪燃焼、運動能力改善に、γは白色脂肪組織やマクロファージに発現して、インスリン感受性に関与することがそれぞれ報告されている。実際にα合成リガンドであるフェノフィブラートは脂質異常症改善薬として、γ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処方されている(10)。先にレスベラトロールがある種の癌細胞でCOX-2発現を抑制すると述べたが、血管内皮細胞に対してはそのような効果はなく、細胞特異性があることを我々は見出した。なぜ、このような性質を持つかを検討する過程で、レスベラトロールによるPPARg活性化が、関与すること(11) 、レスベラトロールによるPPARα活性化を介して、脳卒中マウスモデルにおいて脳梗塞を抑制し、脳保護作用を持つことを明らかにした(12)。そしてこのPPARα活性に起因して多くの作用（次節参照）を持つと考えて研究を進めている。この我々の着想は、レスベラトロールがPDE（ホスホジエステラーゼ）阻害活性を持つとの報告(13)によって、さらに増強された。検討の結果、レスベラトロールによるPPARα活性化がPDE阻害など細胞内cAMPを増加条件で、増強されることを見出した。注目すべきことに、cAMPだけではPPARα活性化は検出されない(14) 。以下に、この作用を生体で考察する（図３）。規則正しい生活（食事、休息、運動、睡眠のバランスがよい生活）の中で、食事としてレスベラトロールを摂取すると、弱くPPARαが活性化される。空腹時（グリコーゲン減少時）に脂質代謝が活性すると、β酸化—酸化的リリン酸化—電子伝達系によって細胞内ATP増加／cAMP減少が生じる。その結果、通常は、PPARα活性化が抑制されるように調節される。しかし、レスベラトロールはPDE阻害活性を同時に有するため、cAMP減少を抑制し、PPARαを持続的に活性化する。このフィードフォワードPPARα活性化が、レスベラトロールを、継続的な摂取した場合、生活習慣病予防に寄与する分子機構と考えている。

酵母、線虫、ショウジョウバエ同様、哺乳動物においても、レスベラトロールがSIRT1を活性化し、カロリー制限を模倣して寿命を延長することが報告され(2)、レスベラトロール研究が世界的に大きな流行になり、多くの論文が報告されている。NAD^＋依存性脱アセチル化酵素SIRT1は、細胞内のエネルギーホメオスタシスにおいて重要な役割を担っているため、抗肥満やインスリン抵抗性の改善などレスベラトロールの生活習慣病予防効果にSIRT1活性化が関与していると考えられる。しかし、レスベラトロールが直接SIRT1を活性化するかについては議論がなされている。我々は、１）レスベラトロールを摂取したマウスの肝臓で、SIRT1がPPARα依存的に発現誘導されること、２）レスベラトロールを高脂肪食とともに摂取すると、生存率が回復したが、PPARαノックアウトマウスでは、この効果は見出されず、レスベラトロールの高脂肪食に対する寿命改善効果はPPARαに依存していることを見出した(14, 15、論文投稿準備中)。一方、SIRT1を活性化するとPPARαが活性化することが報告されており(16)、両者はお互いを活性化するような関係にある（図１）。レスベラトロールによるSIRT1活性化はアロステリック制御されることが報告されたが(2)、活性化される濃度を考慮すると、我々はPPARαが初期の標的と考えている。
　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」に関わる分子として注目されてきた。レスベラトロールの血管に対する作用として、一酸化窒素（NO）量の増加や血管内皮型NO合成酵素（eNOS）の発現誘導が報告されている(17)。NOは、血管拡張作用、血小板凝集抑制作用、生体防御反応等を有し、心血管疾患予防効果に関わっている。しかし上記の報告は、レスベラトロールのヒト血中濃度に比べると、かなり高濃度（33μM）での効果であった。正常ヒト臍帯静脈由来血管内皮細胞（HUVEC）に、生理的条件により近い濃度のレスベラトロール（１μM）を６日間処理した場合、SIRT1と共に、eNOS遺伝子の発現が誘導されること、さらに、生体の恒常性維持に関わるオートファジー関連遺伝子、活性酸素消去や抗炎症作用に関与する遺伝子の発現が誘導されることを見出した(18)。これらの遺伝子群の発現変動が、レスベラトロールの心血管系での効果に関与している可能性がある。最近、オートファジー活性化に、PPARα活性化(19)やcAMP(20)が関与することが報告され、前述のレスベラトロールのcAMPを介するPPAR活性化と関連していると予想される。
　なお、レスベラトロール以外にも、COX-2発現抑制およびPPAR活性化の効果をもつ成分として、植物精油成分のカルバクロール、シトラール、シトロネロール、ゲラニオールを見出している(21-23)。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、レスベラトロールに類似した効果を有するフィトケミカルを探索できると考えている(1)。これらの知見は、植物二次代謝物生合成(24)の視点から考察すると興味深い（図４）。レスベラトロールは、植物が細菌感染など環境から刺激を受ける防御システムとして誘導されるスチルベン合成酵素（STS）によって作られるが、STSを持つ植物はあまり多くはない。しかし、STSはケルセチン（たまねぎ）やカテキン（お茶）などの生合成に関与するⅢ型カルコン合成酵素（CHS）スーパーファミリーに属している。さらに、このファミリーには脂肪酸合成酵素（FAS）サブユニットも含まれており、この経路からアラキドン酸やEPAが生合成される。そして、これらはCOXの基質であり、かつPPARの内因性リガンドとして、ヒトに効果をもたらす。未解明であるが、植物とヒトの共生の視点でこれらの関係を見直してみることが重要だと考えられる。

我々のPPARαノックアウトマウスを用いた実験において、遺伝背景が異なると異なった結果を示す。例えば、レスベラトロールの脂質代謝改善効果は、脂肪燃焼効率の良い129系（痩せ型）と、脂肪を蓄積する傾向のあるC57BL６系（肥満型）では異なっている。また、レスベラトロールの効果は普通食と高脂肪食でも異なっており、さらにPPAR応答遺伝子群の発現は体内時計によっても制御されるため、実験条件の管理を厳しくする必要があった。他の研究者による論文を精読すると、やはりこのような条件が重要であり、ある一つの遺伝子背景を持った動物を同じ条件で飼育した場合に限り得られていることがわかる。このことは、遺伝因子と食事条件などの環境因子が、機能性食品のヒトへの応用を考える際、非常に重要であることを示している。東洋医学では、病状が同じでも個人の体質に合わせて薬を処方することを基本にしている。一方、西洋医学では、病気の診断によって薬が決定されることが多かったが、１）ゲノム情報の活用(25)、２）環境因子（エピゲノムとメタゲノム）(26)に関する研究が進み、ゲノム情報に基づいたオーダーメイド医療として確立されつつある。１）に関して、抗がん剤治療において、遺伝子多型に基づいて薬剤選択等が行われている。また、抗凝固薬でワルファリンはその標的分子の機能に関わるビタミンKエポキシド還元酵素（VKORC1）とワルファリンの代謝酵素CYP2C9の遺伝子多型で、適正な投与量に倍以上の相違があることが報告されている。さらに、ビタミンEの心血管イベントに対する有用性について、ハプトグロブリンの遺伝子多型に依存しており、それを考慮した場合にのみ統計的有意差を持つことが報告されている。　２）については、エピゲノムの分子機構として、DNA及びヒストンのメチル化が重要であり、これらメチル基の供給は、葉酸などの栄養素に依存していること、また食事（栄養）によって腸内細菌叢の変化がおこり、それが疾患と関連していることも報告されている。
　最近、医療の分野ではゲノム情報の利用に関するインターネットサイトが多く存在している。しかし、医療費の削減を考えると、治療よりも予防に関与する、機能性食品の分野において、ゲノム情報の利用を進めるべきであると考える。繰り返しとなるが、ゲノム情報の視点と食事条件などの環境因子の視点（エピゲノム、メタゲノム）を考慮に入れて、初めて、機能性食品のヒトへの応用が可能になると考えられる。

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26) 仲野 徹：エピジェネティクス――新しい生命像をえがく，岩波書店（2014）

井上　裕康（イノウエ　ヒロヤス）

1977年 愛知県立半田高校卒業
1981年 京都大学理学部生物系卒業
1987年 大阪大学大学院医学研究科博士課程修了（医学博士：栄養学教室 田中武彦教授）
同年　 　国立循環器病センター研究所生化学部研究員
1991年 米国留学（ダラスサウスウエスタンメディカルセンター　２年間）
1994年 国立循環器病センター研究所薬理部分子薬理研究室室長
2003年 奈良女子大学生活環境学部食物栄養学科　教授

ホームページ
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