オウルジャン・オズデミル医師心臓血管外科専門医
健康的な暮らし · エピジェネティクス

HDAC・酪酸・ローヤルゼリー

体のすべての細胞は同じ遺伝子を持っています。細胞ごとの違いは、どの遺伝子をオンにし、どの遺伝子をオフにしておくかにあります。ミツバチは、食事がこの調節に及ぼす影響を最もわかりやすく示しています。

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並んで描かれた働きバチと、体の長い女王バチ
働きバチ（左）と女王バチ（右）。 両者は同じ遺伝子を持ちます。幼虫の時期に与えられる餌が、その後の発達を決めます。

同じ遺伝子、異なる結果

遺伝子が働くかどうかは、DNAが巻きついているヒストンというタンパク質の上にある小さな化学的な印によって、一部が決められています。ヒストンにアセチル基が付くと、DNAがほどけて遺伝子を読み取れるようになります。ヒストン脱アセチル化酵素（HDAC）と呼ばれる酵素はこのアセチル基を取り除き、DNAを締めつけて遺伝子を沈黙させます。そのためHDACは、遺伝子の音量つまみにたとえられます。

同じ遺伝子、異なる結果

腸からの信号：酪酸

酪酸は、大腸の細菌が食物繊維を発酵させるときに生じる短鎖脂肪酸です。腸の壁の細胞にとって主要なエネルギー源です。実験室の研究では、酪酸がHDAC酵素を抑えることが示されています。興味深いことに、この作用で変化する遺伝子は約2パーセントにすぎません。酪酸をつくる細菌を育てるには、食物繊維の多い食事がもっとも簡単な方法です。詳しくは腸内細菌叢のページをご覧ください。

酪酸がHDAC酵素を抑えたときに変化する遺伝子の割合はわずか約

0%

つまり作用はとても選択的です。

Davie JR. J Nutr 2003;133(7 Suppl):2485S-2493S. doi:10.1093/jn/133.7.2485S

絶食とケトン体

絶食とケトン体

長時間食事を取らないときや糖質を大きく減らしたとき、肝臓は脂肪からケトン体を作ります。その中で最も重要なベータヒドロキシ酪酸は、腸内細菌が作る酪酸と構造がよく似ており、やはりHDAC阻害作用を持ちます。マウスを使った研究では、絶食、カロリー制限、外から与えたベータヒドロキシ酪酸によって組織のヒストンのアセチル化が高まり、酸化ストレスから守る遺伝子(FOXO3AとMT2)が活性化しました。この結果は、いつ、どれだけ食べるかが遺伝子の使われ方に影響しうることを示唆します。ただし人において、この仕組みが健康に及ぼす効果はまだ示されていません。詳しくは代謝と長寿のページをご覧ください。

ブロッコリーとスルフォラファン

ブロッコリーとスルフォラファン

ブロッコリー、特にブロッコリースプラウト(芽)に含まれるスルフォラファンは、実験室の研究でHDAC酵素を抑制しました。健康なボランティアを対象とした小規模な研究では、生のブロッコリースプラウトを食べた人の血液細胞でHDAC活性が低下しました。一方、同じ量の成分を消化酵素を含まないカプセルで摂った人には、この効果は見られませんでした。つまり、生の野菜とサプリメントは同じものではありません。別の研究では、大量のブロッコリースプラウトが意図しない遺伝子領域にも影響しうることが分かっています。そのためサプリメントよりも、ブロッコリー、キャベツ、カリフラワーなどの野菜を日常的に食べることが勧められます。

運動と筋肉

運動と筋肉

運動も遺伝子の働きを変えます。健康なボランティアが60分間の自転車運動をしたところ、筋細胞の核からHDAC4とHDAC5という酵素が外へ出され、遺伝子へのブレーキが緩みました。この過程は、運動中にエネルギーが低下した際に働くAMPKなどのシグナル分子が調節しています。定期的な運動が長期的に筋肉の糖や脂肪の利用を改善する仕組みの一つがこれです。また脚の筋肉は静脈の血液を心臓へ送り返すポンプの役割も果たすため、運動は静脈の健康にとっても重要です。詳しくは動くことと運動のページをご覧ください。

健康なボランティアで

0分

の自転車運動により、筋細胞の核からHDAC4とHDAC5が外へ移動しました。

McGee SL et al. J Physiol 2009;587(Pt 24):5951-5958. doi:10.1113/jphysiol.2009.181065

女王バチと働きバチ

ミツバチでは、女王バチと働きバチは遺伝的には区別できません。それでも女王バチは繁殖能力があり、体が大きく、はるかに長く生きます。違いを生むのは幼虫の時期に与えられる餌です。女王になる運命の幼虫には、大量のローヤルゼリーが与えられます。

同じ遺伝子を持ちながら、女王バチは夏に働きバチより約

0倍

長く生きます。

女王バチの平均寿命は1〜2年、夏の働きバチの平均寿命は15〜38日です（冬は150〜200日）。平均値から算出しています。
Remolina SC, Hughes KA. Age (Dordr) 2008;30(2-3):177-185. doi:10.1007/s11357-008-9061-4

この違いは遺伝ではなくエピジェネティックなものだという強い根拠があります。幼虫でDNAのメチル化を行う酵素Dnmt3を抑えると、ローヤルゼリーを与えたときに近い効果が現れ、ほとんどの幼虫が卵巣の発達した女王に育ちました。また、ローヤルゼリーの重量の最大5パーセントを占める10-ヒドロキシ-2-デセン酸（10-HDA）がHDACを抑えることも示されており、これがカースト（階級）の変化に寄与しうると考えられています。

同じ遺伝子、 異なる運命。

ローヤルアクチン：女王をつくるタンパク質？

ローヤルアクチンは、ローヤルゼリーに含まれる約57 kDaのタンパク質です。2011年、このタンパク質が幼虫の体の大きさと卵巣の発達を高め、発育期間を短くすると報告されました。しかし2016年、別の研究グループはこの結果を再現できませんでした。現在では、女王への発達は単一のタンパク質だけでなく、ローヤルゼリーの複数の成分と餌の量が合わさって決まると考えられています。この議論は、目を引く一つの結果も、繰り返し確認されるまでは確定的とみなすべきではないことを示す良い例です。

レスベラトロールとサーチュイン

赤ブドウ。レスベラトロールは主に赤ブドウに含まれます。

皮に近づくと。レスベラトロールの大部分はブドウの皮にあります。

レスベラトロール分子。2つの環をもつ小さな植物成分で、サーチュインとの関係はまだ研究段階です。

サーチュインは、細胞のエネルギー分子NAD+と働くHDACファミリーの一群です。そのため、細胞のエネルギー状態と遺伝子の調節を結びつけています。2003年には、赤ブドウの皮に含まれるレスベラトロールが、酵母細胞でサーチュインを活性化し寿命を延ばすことが示されました。その後、この効果は測定方法によるものかもしれないと議論され、さらに特定の条件下では実際の活性化の仕組みが記述されました。

人での根拠は弱いものです。2型糖尿病の成人を対象とした研究をまとめたコクラン・レビューでは、合計50人の参加者による短期研究が3件しか見つからず、レスベラトロールの有益性または有害性を判断するには根拠が不十分であると結論づけられました。赤ワインはレスベラトロールの供給源としては勧められません。含有量が少なく、アルコールの害がどのような利益よりも大きいためです。

ラクトフェリン：乳の中の保護タンパク質

ラクトフェリンは鉄と結合するタンパク質で、人と牛の乳、特に最初の乳である初乳に多く含まれます。微生物に対する作用や免疫の調節作用は、実験室の研究でよく記述されています。しかし人での結果は一貫していません。25の研究をまとめたメタアナリシスでは、成人では炎症マーカーのインターロイキン6が低下したものの、CRPは変わりませんでした。呼吸器感染症は小児では減少しましたが、成人では減少しませんでした。2,203人の早産児を対象とした大規模な無作為化研究では、ラクトフェリンが感染リスクを下げることは示されませんでした。人での動脈の硬さとの関連についての根拠は、まだ限られています。

人にとってどのような意味があるのか

ハチの例は、食事が遺伝子の使われ方を変えうることを示す印象的なモデルですが、あくまで例えです。ローヤルゼリー、酪酸、レスベラトロール、ラクトフェリンのサプリメントが人の老化を遅らせたり血管の病気を防いだりすることを示す、十分な臨床的根拠はありません。現時点で最も確実な方法は、腸内細菌を育てる食物繊維を多く含むバランスのよい食事、定期的な身体活動、そして十分な睡眠です。ハチ製品にアレルギーがある方や喘息のある方は、ローヤルゼリーを使う前に医師にご相談ください。

参考文献

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