前著「βグルカンの基礎と応用」が2010年9月30日に出版されてから8年が経過した。本著では、この間に起きた変化について、我国の第一線の先生方に様々な観点から論じていただいている。この間に起きた最も印象に残るできごとは、βグルカン(BG)の医薬利用をけん引してきたスエヒロタケ由来のソニフィランの販売が2011年に中止、カワラタケ由来のクレスチン、シイタケ由来のレンチナンの販売がまもなく終了する予定であることである。これらはガンの免疫療法を基礎研究ならびに臨床研究の双方から支えてきた医薬品であるが、抗体や分子標的薬などガン治療が著しく進展し、需要が減ったことへの企業の対応の結果である。また、βグルカンは20世紀後半の癌の免疫療法をリードしてきた物質であり、圧倒的多数の基礎ならびに臨床研究が行われてきた。βグルカン学と称しても良いほどに多方面から研究が行われてきた。βグルカンに関する研究は自然免疫の発展とともに、現在でも活発に行われているが、上記の理由から、βグルカン研究のゴールも様変わりすることになる。
免疫機構を向上させる、あるいは正常に保つことは「不老長寿願望」と同一の範疇にあり、特に高齢者にとって健康長寿は高い関心事となっている。粘膜免疫学の進歩ならびに常在微生物フローラの分子生物学的解析法の急速な発展によって、食物の摂取によって免疫機能の調節が可能であることが概念的に認められるようになり、この方向性は多くの企業・研究者の注目を集めるものとなってきている。食を通じて健康寿命を延ばすことは、未病、セルフメディケーション、ヘルスケアの考え方からも重要であり、40兆円を超え、国家財政を圧迫している医療介護費の削減に直接結びつくものである。これは世界で最も高齢化の進んだ我国が解き明かすべき重要な課題といえる。
わが国では古くから発酵産業が食生活に密接につながっている。その中で、麹菌、酵母などの真菌は中心的な存在である。また、茸類は汎用され、食卓を賑わす食材である。これらの真菌を中心として免疫機能を解析し、食品産業として推進することは、わが国の重要な戦略となりうるものである。
真菌に関連する生体防御や免疫関連の研究は、上記したがん治療に関する開発研究に加え、深在性真菌症や白癬といった感染症が広がっていること、真菌がアレルギーの原因となっていること等があげられる。感染症は高齢者にとっては特に重要な疾患であり、予防接種も積極的に取り組まれている。しかし、ワクチンは主に細菌やウイルス性疾患に対して用いられるものであり、真菌感染は取り上げられることが殆どない。高齢社会においては、真菌感染制御といった観点からもβグルカン研究は欠かせないものである。
このように、βグルカン研究は、長い歴史を有し、免疫増強に関する研究をけん引してきた。βグルカン研究にはこれからも同様の使命が課せられている。本書では、基礎研究ならびに応用研究について第一線で活躍している方々に執筆していただいた。本書が基礎ならびに応用研究の発展に貢献できれば幸いである。
目次
【基礎研究編】
第1章 βグルカンの構造と免疫賦活機構の解析
1 はじめに
2 βグルカン(BG)研究の黎明期
3 βグルカン(BG)の調製法と構造の特徴
4 宿主応答研究の切口
5 真菌のストレス応答
6 βグルカン(BG)と自然免疫
7 βグルカン(BG)と獲得免疫
8 粘膜免疫系の活性化
9 安全性とリスク
10 系統差と個人差
11 おわりに
第2章 βグルカン受容体Dectin-1とその免疫制御における役割
1 はじめに
2 Dectin-1はβグルカンの受容体であり,真菌感染防御に重要な役割を果たす
3 IL-17A/Fは真菌や細菌の感染防御に重要な役割を果たしている
4 Dectin-1欠損マウスはDSS誘導大腸炎に耐性である
5 低分子βグルカン投与により,DSS誘導大腸炎を抑制できる
6 Dectin-1シグナルによりIL-17Fの発現が誘導され,IL-17Fを中和することにより大腸炎の発症を阻止することができる
7 自然免疫受容体の腸管免疫に於ける役割
第3章 β-グルカン結合タンパク質を用いた(1→3)-β-D-グルカンの分析
1 緒言
2 β-グルカン解析ツールとしてのβ-グルカン結合性タンパク質
2.1 β-グルカン抗体
2.2 キノコ子実体由来のβ-グルカンの抽出とβ-グルカン抗体による定量 2.3 自然免疫受容体系β-グルカン結合タンパク質Dectin-1
2.4 昆虫由来のβ-グルカン結合タンパク質
3 まとめ
第4章 βグルカン及びその受容体の立体構造
1 はじめに
2 βグルカンの多様性
3 βグルカンの立体構造
4 βグルカン結合タンパク質の立体構造
4.1 Dectin-1
4.2 Dectin-1 とβグルカン鎖の鎖長依存的な相互作用
4.3 βグルカン鎖との結合に伴うDectin-1 の多量体形成
4.4 βGRP/GNBP3
4.5 βGRP/GNBP3 によるβグルカンの認識
5 今後の展望
第5章 βグルカン構造予測への計算科学的アプローチ
1 はじめに
2 一次構造の解析
3 計算機シミュレーション
4 SAXSによる検証
5 意義と課題
第6章 長鎖βグルカンオリゴ糖の化学合成
1 はじめに
2 β(1, 3)およびβ(1, 6)結合からなるβグルカンの合成上の課題
3 直鎖βグルカンの合成
4 分岐βグルカンの合成
5 βグルカンオリゴ糖アナログの合成
6 まとめ
第7章 β-1. 3グルカンを用いた核酸送達システム
1 はじめに
2 シゾフィラン(SPG)
3 SPGとβ-グルカン受容体の親和性評価
4 核酸/SPGおよびペプチド複合体による免疫活性
4.1 CpG-ODN/SPG 複合体による最適な核酸の混合比評価
4.2 CpG/SPG 複合体およびOVA/SPG 複合体を用いた免疫活性
5 YB-1遺伝子を標的としたSPG/AS-ODN複合体による細胞増殖抑制
6 おわりに
第8章 β-グルカンと核酸複合体の生物活性
1 はじめに
2 ドラッグキャリアーとしてのβ-グルカン
3 生理活性とその効果
3.1 Astisense-ODN/SPG 複合体による炎症性腸疾患の治療
3.2 siRNA/SPG を用いた免疫抑制へのアプローチ
3.3 CpG/SPG を用いた抗腫瘍効果
4 おわりに
第9章 βグルカンの薬剤学的特徴とその応用
1 はじめに
2 β-D-グルカンの構造と物性
2.1 (1, 3)-β-D-グルカン
2.2 (1, 6)-β-D-グルカン
2.3 (1, 4)-β-D-グルカン
2.4 β-D-グルカンの高次構造および物性
3 β-D-グルカンの薬剤学への応用
3.1 DDS について
3.2 β-D-グルカンを利用した放出制御型DDS
3.3 機能性核酸のβ-D-グルカンを利用したDDS
3.4 β-D-グルカンを利用した細胞特異的DDS
3.5 ワクチンシステムへのβ-D-グルカンの応用
4 おわりに
第10章 粘膜免疫と食品の免疫賦活機能
1 抗炎症機構の起点
2 小腸の常在細菌と抗炎症機構
3 伝統発酵食品の免疫賦活機構
4 β-グルカンの免疫賦活機能
5 おわりに
第11章 βグルカン受容体を介した抗炎症効果
1 はじめに
2 炎症性腸疾患を反映したin vitroモデルの構築
3 炎症性腸疾患モデル系を用いたレンチナンによる抗炎症効果
4 デキストラン硫酸ナトリウム(DSS)誘導マウス腸炎モデルにおけるレンチナンの効果
5 レンチナンを認識する受容体
6 まとめ
第12章 抗βグルカン抗体について
1 はじめに
2 血清中抗β-グルカン抗体価と反応性
2.1 ヒト健常人血清の抗β-グルカン抗体
2.2 動物血清の抗BG抗体反応性
3 抗β-グルカン抗体の機能的役割
3.1 抗β-グルカン抗体アイソタイプ
3.2 宿主での抗β-グルカン抗体と細胞壁β-グルカンとの相互作用
3.3 抗β-グルカンモノクローナル抗体
4 抗β-グルカン抗体の臨床的検討
4.1 ヒトでのA. brasiliensis経口服用による抗β-グルカン抗体価の変動
4.2 臨床検体における抗β-グルカン抗体
5 おわりに
【応用と利用編】
第1章 (1→3)-β-D-グルカン測定法の進歩と将来展望
1 はじめに
2 BDG含有試料
3 BDGの検出法及び定量法
3.1 化学分析・機器分析法
3.2 免疫学的測定法
3.3 酵素活性測定法
4 BDG測定法の果たす役割
4.1 機能性食品中のBDG測定
4.2 深在性真菌感染症の血清診断
5 BDG定量法の実際
5.1 使用器具類
5.2 被験試料の調製
5.3 BDG標準液
5.4 BDG測定試薬
5.5 標準操作法 (マイクロプレート法)
5.5.1 エンドポイント法
5.5.2 カイネティック法
6 測定及びデータ解釈上の留意点
7 BDG測定法の臨床評価
8 BG測定法の医学・薬学・ライフサイエンスへの貢献
9 おわりに
第2章 トキシノメーターを用いたβグルカンの測定
1 はじめに
2 LAL試薬
3 LAL試薬とトキシノメーター
4 LAL試薬を用いた血中BDG測定
5 病院検査室におけるBDG測定の精度管理
6 おわりに
第3章 大麦βグルカンの健康機能性とその応用について
1 はじめに
2 大麦の健康機能性に関する健康強調表示
3 大麦に含まれるβグルカン(大麦βグルカン)の特徴
3.1 構造と大麦品種
3.2 分析方法
3.3 機能性
3.3.1 心臓の健康維持
3.3.2 血糖値の維持
3.3.3 体重のコントロール機能・満腹感の持続効果
3.3.4 整腸作用・粘膜保護効果
3.3.5 免疫機能の調節作用
3.4 大麦βグルカンの応用
3.4.1 大麦βグルカンを含む機能性食品
3.4.2 大麦βグルカンの抽出・精製と高純度化β-グルカンの特徴
3.4.3 大麦βグルカンの抽出・精製技術の応用
4 おわりに
第4章 飲料に適した大麦β-グルカン素材「大麦β-グルカンシロップ」
1 はじめに
2 大麦の機能性と課題
2.1 大麦の機能性
2.2 大麦機能性における課題と解決策
3 大麦β-グルカンシロップの特徴
3.1 開発経緯
3.2 大麦β-グルカンシロップの特徴
4 大麦β-グルカンシロップの安全性
4.1 大麦の喫食経験
4.2 大麦β-グルカンシロップの安全性
5 ヒトに対するセカンドミール効果
5.1 セカンドミール効果について
5.2 ヒト試験
5.3 セカンドミール効果のメカニズム
6 おわりに
第5章 えん麦β-グルカンの健康機能とその利用
1 はじめに
2 えん麦について
2.1 植物分類上の位置付け
2.2 食経験
3 えん麦β-グルカンの特徴
4 機能性食品素材としてのえん麦β-グルカン
4.1 諸外国でのヘルスクレームの現況
4.2 心疾患リスク低減,脂質代謝に及ぼす影響
4.3 血糖値の低減作用
4.4 その他の機能
4.4.1 満腹感への影響
4.4.2 腸内環境への影響
5 おわりに―今後の課題など―
第6章 ユーグレナ由来βグルカン(パラミロン)
1 はじめに
2 ユーグレナ・グラシリス
2.1 ユーグレナとは
2.2 微細藻類の開発状況
2.3 ユーグレナの培養方法
2.4 ユーグレナ・グラシリスEOD-1株
2.4.1 EOD-1新規株の発見
2.4.2 EOD-1株の増殖性およびパラミロン生産性
2.4.3 EOD-1バイオマスの安全性
3 ユーグレナ由来βグルカン(パラミロン)
3.1 パラミロンとは
3.2 EOD-1由来パラミロンの構造解析
3.3 EOD-1由来パラミロンの定量(定量NMR)
3.4 EOD-1由来パラミロンの機能性について
3.4.1 耐糖能・血中脂質濃度の改善作用(動物試験)
3.4.2 免疫機能(in vitro試験)
4 おわりに
第7章 微細藻類Euglena gracilisの貯蔵多糖パラミロンの機能
1 はじめに
2 パラミロンの機能
2.1 パラミロンの抗腫瘍活性
2.2 パラミロンの抗酸化機構を介した肝臓保護効果
2.3 パラミロン摂取による排便促進とコレステロールレベル低減への効果
2.4 免疫恒常性への影響
2.4.1 パラミロンによる過剰な免疫応答の抑制
2.4.2 パラミロンによる関節リウマチ症状の緩和効果
2.4.3 パラミロンによるアトピー性皮膚炎の緩和効果
2.4.4 パラミロンによるインフルエンザウイルス感染症状の緩和効果
2.4.5 免疫に対する作用機序の仮説
3 おわりに
第8章 食用キノコ由来の糖脂質構造と食品の機能性に関する近年の動向
1 はじめに
2 糖脂質の構造
3 キノコの中性糖脂質
4 キノコの酸性糖脂質
5 ナチュラルキラーT細胞(NKT細胞)
6 キノコAGLによるNKT細胞活性化
7 キノコAGLのアジュバント効果
8 生体内でのキノコAGLの効果
9 最近の知見
9.1 α-ガラクトシルセラミド(α-GalCer)のin vitro 合成の試み
9.2 α-GalCer関連脂質の新たなセレクターリガンドの報告
10 考察
第9章 メシマコブ
1 はじめに
2 メシマコブの採取・同定とβグルカン量の定量
3 メシマコブ抽出物のアポトーシス誘導活性
4 メシマコブの免疫賦活化能と活性化経路
5 メシマコブの各種成分の機能性
6 おわりに
第10章 アガリクス
1 はじめに
2 アガリクスの化学成分
3 動物における検討
3.1 抗腫瘍作用
3.2 肝機能保護作用
3.3 免疫系への影響
4 ヒトにおける検討
4.1 アガリクスの安全性
4.2 肥満,糖尿病への効果
4.3 免疫系への影響
4.4 疲労感への影響
5 栽培方法による化学成分の比較
5.1 化学組成の比較
5.2 抗酸化力の比較
5.3 多糖画分の化学構造の比較
5.4 抗腫瘍活性の比較
6 おわりに
第11章 霊芝のβグルカンと発酵霊芝
1 はじめに
2 霊芝の名称と分類
3 霊芝の成分とβグルカン
4 発酵霊芝のβグルカン
5 自己消化が霊芝に及ぼす影響
5.1 血圧調節効果
5.2 内因性敗血症抑制効果
6 おわりに
第12章 酵母細胞壁グルカンの機能と用途開発
1 はじめに
2 酵母細胞壁の化学構造
3 酵母グルカンの立体構造
4 Toll-like receptor(TLR),Dectin-1とβ-グルカンの認識機構
5 酵母グルカンの薬理学的機能
5.1 整腸作用と便通改善(食物繊維)
5.2 免疫機能の調節と抗アレルギー
5.2.1 in vitro抗アレルギー効果について
5.2.2 アトピー性皮膚炎に対する抗アレルギー作用
5.2.3 スギ花粉症に対する抗アレルギー作用
5.2.4 腸管免疫に関する作用
5.3 腎機能の保持・改善
5.4 脂質改善効果
5.5 肥満予防とダイエット効果
5.6 用途拡大
5.6.1 酵母細胞のマイクロカプセル化
5.6.2 コーティング剤
6 最後に
第13章 パン酵母β-1, 3/1, 6-グルカンのヒトでの機能性評価
1 パン酵母細胞壁グルカン
2 β-1, 3/1, 6-グルカンの機能性
2.1 花粉症の抑制効果
2.2 通年性アレルギー性鼻炎の抑制効果
2.3 ヒト多検体間のBBG応答性の違い
2.4 整腸効果
3 今後の展開
第14章 黒酵母菌ADK-34株の生産するβグルカンの特徴とその応用について
1 はじめに
2 βグルカン生産菌としてのアウレオバシジウム属菌株の利用
3 βグルカン高生産菌 ADK-34株の特徴
3.1 βグルカン生産菌株のスクリーニング
3.2 ADK-34株の特徴
3.3 ADK-34株の遺伝子鑑定
3.4 ADK-34株を用いた黒酵母βグルカンの生産とその性質
3.4.1 黒酵母βグルカンの生産方法
3.4.2 ADK-34株が産生する黒酵母βグルカンの特性
3.4.3 黒酵母βグルカンの分析方法
3.5 黒酵母βグルカンの食品としての安全性評価
3.6 黒酵母βグルカンの機能性
3.6.1 腹腔内投与による腹腔内滲出細胞(PEC)の反応
3.6.2 黒酵母βグルカン投与によるカンジダ感染防御効果
3.6.3 黒酵母βグルカンのマウスへの経口投与による免疫賦活作用
3.6.4 抗ガン剤で引き起こされる免疫抑制に対する黒酵母βグルカンの回復効果
3.7 化粧品素材としての有用性
3.7.1 保湿効果
3.7.2 フィラグリン発現および天然保湿因子の増加
3.7.3 黒酵母βグルカンの紫外線(UV)ダメージ保護作
3.7.4 透明性
3.8 おわりに
第15章 水熱処理黒酵母βグルカン「KBG」について
1 はじめに
2 KBGの製造方法
2.1 水熱処理について
2.2 βグルカンへの応用
3 KBGの諸性質について
3.1 分子量
3.2 溶解度
3.3 酵素分解率
3.4 一次構造
4 KBGの機能性について
4.1 インフルエンザウイルス感染重症化抑制
4.2 アレルギーモデルマウスによる試験
5 KBGの応用例 5.1 ゲンチオビオースの生産
6 おわりに
