紫外線・ストレスは老化の一因

 紫外線が肌に当たると,日焼けやシミの原因になることは知られています。しかし,それだけではありません。紫外線は活性酸素種を産生し,肌のきめ細かさ,弾力性を失わせるなど,肌の老化と深く関連しています。活性酸素種はストレスによっても発生します。ストレスが肌の大敵といわれる所以です。

動物を用いた研究において,レスベラトロールは紫外線によるDNAの障害を防止すること,血清中の抗酸化力を増加させること,過酸化脂質 (活性酸素種によって傷つけられた脂質) を減少させること,紫外線によって活性化する炎症関連転写因子NF-kBの働きを抑制することなどが報告されています。

SOD様活性,DPPHラジカル消去活性

 レスベラトロールは,抗酸化力の指標であるSOD様活性 (図1),DPPHラジカル補足活性 (図2) が,共に極めて強いことが明らかとなりました。レスベラトロールは,活性酸素種に対して生体を保護する働きがあることが示唆されました。

図1. レスベラトロールのSOD様活性

図2. レスベラトロールのDPPHラジカル捕捉活性

チロシナーゼ活性阻害作用 (in vitro)

肌のくすみやシミの原因となるメラニンは,生体内において酵素チロシナーゼの働きにより生成します。この酵素の活性を阻害することでメラニンの生成が抑制され,美白効果を発揮することが期待されます。

レスベラトロールのチロシナーゼ活性阻害作用を確認したところ,濃度依存的にチロシナーゼを阻害することが明らかになりました (図4)。

図3. 黒色メラニン構成

図4. レスベラトロールのチロシナーゼ活性阻害作用

表1. レスベラトロール (純品) およびコウジ酸100 µMにおけるチロシナーゼ活性阻害率

化合物 チロシナーゼ活性阻害率 (%)
マッシュルーム由来 マウスB16メラノーマ由来
レスベラトロール (純品) 63.8±3.8 32.7±5.1
コウジ酸 76.7±1.1 43.0±2.5

Kimら,Oxyresveratrol and hydroxystilbene compounds. Inhibitory effect on tyrosinase and mechanism of action. J. Biol. Chem., 277(18), 16340-16344, 2002. から引用改変

ヒアルロニダーゼ活性阻害作用 (in vitro)

ヒアルロン酸は,皮膚,関節液,硝子体,靱帯 (じんたい) 等,生体に広く分布する保水性高分子です。皮膚においては,細胞の接着,保護および肌の水分保持,柔軟性の維持などを担っています。

ヒアルロン酸は,年齢と共に減少すると言われています。さらに肌に紫外線が当たるなどして炎症が起きると,ヒアルロニダーゼ (分解酵素) が活性化し,ヒアルロン酸の分解が促進されます。結果的に,肌の潤いやハリが失われ,シミやたるみの原因となります。

レスベラトロールのヒアルロニダーゼ活性阻害作用を確認したところ,濃度依存的にヒアルロニダーゼを阻害することが明らかになりました (図5)。

図5. レスベラトロールのヒアルロニダーゼ活性阻害作用

コラゲナーゼ活性阻害作用 (in vitro)

コラーゲンは,皮膚では真皮の70%を占め,真皮全体に分布しています。言わば皮膚組織の骨格です。コラーゲンは,皮膚に適度な弾性および強度を保持していますが,肌に紫外線が当たるなどして炎症が起きると,コラゲナーゼ (分解酵素) が活性化し,分解されてしまいます。結果的に,皮膚の老化現象であるシワやたるみが起こります。

 レスベラトロールのコラゲナーゼ活性阻害作用を確認したところ,濃度依存的にコラゲナーゼを阻害することが明らかになりました (図6)。

図6. レスベラトロールのコラゲナーゼ活性阻害作用

エラスターゼ活性阻害作用 (in vitro)

エラスチンは,コラーゲンと同様に皮膚を構成するタンパク質で,皮膚の弾力性に関与しています。しかし,肌に紫外線が当たるなどして炎症が起きると,エラスターゼ (分解酵素) が活性化し,分解されてしまいます。結果的に,皮膚の老化現象であるシワやたるみが起こります。

レスベラトロールは低濃度でエラスターゼを阻害し,エラスチンの分解を抑制することが明らかとなりました (図7)。

図7. レスベラトロールのエラスターゼ活性阻害作用

抗炎症作用

レスベラトロールの抗炎症作用は,転写因子NF-kBの働きを抑えることによる作用です。転写因子NF-kBは,炎症反応のほか,ガン細胞の増殖にも関わっています。

通常,NF-kBは抑制因子によって不活性化されていますが,紫外線や細菌の感染など,外的要因等によって抑制因子が解離することで活性化されます。レスベラトロールはこの抑制因子が解離する段階を阻害している (不活性型に保つ) ことが,研究から明らかになっています。

炎症関連因子が産生されない結果,発赤,できものの悪化,かゆみなどが抑制されると考えられます。

図8. レスベラトロールの抗炎症作用メカニズム

アクネ菌 (P. acnes) (in vitro)

ニキビの発症+悪化は,ヒト皮膚毛包内の常在菌であるアクネ菌P. acnesの増殖が密接に関与しているとされます。

アクネ菌は,皮脂を栄養源として増殖します。増殖したアクネ菌が産生するリパーゼは,皮脂中のトリグリセリドを分解して脂肪酸を遊離させ,白血球の真皮への遊走,浸潤,炎症因子の放出という一連の炎症反応を引き起こします。炎症因子は皮膚を刺激し,炎症のみならず,表皮の角化も進行させます。これらが,ニキビの発症・悪化のメカニズムです。

アクネ菌を塗沫した寒天培地にレスベラトロールを添加すると,濃度300 µg/mL以上でアクネ菌の増殖が抑制されること (抗菌作用) が確認されました (図9)。

レスベラトロールには強い抗炎症作用があるため,抗菌作用と併せて,ニキビの発症・悪化を抑えることが期待されます。

コントロール

レスベラトロール 1000 µg/mL

図9. レスベラトロールの抗アクネ菌作用

中央のスポットにDMSOまたはレスベラトロール (1000 µg/mL) を滴下し,培養したもの。左は全体にアクネ菌が増殖したため,全体が白っぽく見える。右はスポットの周囲 (白い点線円の内側) でアクネ菌の増殖が阻害された。n=2.

脂質代謝の改善

食の欧米化によって,日本人も多くの脂肪を摂取するようになりました。脂肪の過剰摂取は肥満,脂肪肝,動脈硬化などの原因となります。

ところが,高脂肪の食事を摂っているにもかかわらず血管系疾患の発生率が低い地域があることが分かってきました。この傾向はフレンチ・パラドックスと言われて研究者の注目を集めています。調査の結果,フレンチ・パラドックスは赤ワインの消費と関連することが示唆されています。

分子レベルの研究も行われています。Picardらは,3T3-L1脂肪前駆細胞において,Sirt1タンパク質 がPPARγ核内受容体の働きを抑制することを証明しました (Nature, 429, 771-776, 2004.)。PPARγ核内受容体は,脂肪細胞の分化維持や脂肪の蓄積に関与しているタンパク質です。マウス白色脂肪細胞にレスベラトロールを作用させたところ,脂肪蓄積の減少,遊離脂肪酸の放出が確認されました。これらの結果は,レスベラトロールが脂質代謝を改善することを示唆するものです。

心臓病の予防

レスベラトロールには,動脈硬化を予防する効果が報告されています。また,血小板の凝集を抑制することで,心臓病のリスクを低下させることが報告されており,レスベラトロールが心臓病を予防する作用は一般に認知されるようになっています。

糖尿病

レスベラトロールには,高カロリー食摂取マウスのインスリン感受性を上昇させる,糖尿病モデルマウスにおいて脂質代謝を上昇させる,神経疼痛を緩和する,神経細胞を保護する,などの作用が報告されています。

脂肪細胞への脂肪蓄積の軽減 (in vitro)

(1) 3T3-L1脂肪前駆細胞

レスベラトロール-P5について,3T3-L1を分化誘導した脂肪細胞における脂脂肪蓄積を評価しました。

顕微鏡写真による目視観察においては脂肪滴の減少,縮小が濃度依存的に確認されました。また,オイルレッドO染色抽出液の吸光度測定においても,濃度依存的に脂肪蓄積を抑制していることが明らかとなりました。これらのことから,レスベラトロールに強い脂肪蓄積抑制作用があることが示されました。

図10. 3T3-L1分化細胞における脂肪滴 (矢印) の蓄積
左,コントロール (DMSO) 右,レスベラトロール (1 µg/mL)  オイルレッドO染色

(2) VAC内臓脂肪細胞

レスベラトロール-P5について,VAC内臓脂肪細胞 (ラット由来) における脂肪蓄積を評価しました。

顕微鏡写真による目視観察においては脂肪滴の減少,縮小が濃度依存的に確認されました。また,オイルレッドO染色抽出液の吸光度測定においても,濃度依存的に脂肪蓄積を抑制していることが明らかとなりました。これらのことから,レスベラトロールに強い脂肪蓄積抑制作用があることが示されました。

図11. VAC内臓細胞における脂肪滴の蓄積
左,コントロール (DMSO) 右,レスベラトロール (100 µg/mL)

神経保護作用
アミロイドβペプチドによる細胞障害からの保護 (in vivo)

アルツハイマー病は,脳内にアミロイドβペプチドと呼ばれる物質が蓄積することによって,認知障害が引き起こされる病気です。詳しい発病メカニズムは不明ですが,アミロイドβペプチドが神経細胞を傷害することが関係していると考えられています。レスベラトロールはアミロイドβペプチドによる細胞障害を緩和することが明らかとなりました。

図12. アミロイドβペプチド (Aβ)による神経毒性の軽減

Aβ細胞障害から2時間後にレスベラトロールを添加した。ラット海馬神経細胞にAβを20 µM共培養させる (灰色のバー) と,神経が傷害されて値が低下する。レスベラトロールは細胞の障害を軽減する。
*Aβ細胞障害のみと比較してp<0.05,**Aβ細胞障害のみと比較してp<0.01, n=3.
Han YSら, Neuroprotective effects of resveratrol against beta-amyloid-induced neurotoxicity in rat hippocampal neurons: involvement of protein kinase C. Br. J. Pharmacol. 141(6), 997-1005, 2004. より引用改変

酸化的ストレスからの保護① (in vivo)

 レスベラトロールは,脳内で発生する活性酸素種を抑え,神経細胞を保護することが報告されています (Wang Qら, Neurochem Res., 29(11), 2105-2112, 2004.)。

脳内において活性酸素種が発生する要因には,アルツハイマー病,パーキンソン病,脳虚血によるもののほか,加齢も影響することが指摘されています。

ラットに生理食塩水,カイニン酸 (8 mg/kg/日),またはカイニン酸+レスベラトロール(30 mg/kg/日) を5日間経口投与しました。最終の投与から3時間後に脳を摘出し,免疫染色によって神経障害を評価しました。

 その結果,レスベラトロールは海馬のCA1,CA3領域,および歯状回において,カイニン酸による生細胞数の減少を有意に抑制したほか,酸化障害マーカーのGFAP,イソレクチンB4の増加も有意に抑制しました。

酸化的ストレスからの保護② (in vivo)

高齢者層において,脳虚血は最もよく見られる神経傷害の原因といわれています。脳皮質,海馬はものを判断したり記憶したりする働きを担う脳の組織ですが,一時性脳虚血の影響を受けやすい組織です。脳虚血は興奮性神経伝達物質を放出し,最終的に活性酸素を生じて神経細胞を破壊します。

実験では,ラットの両側総頚動脈を結紮し,血流を停止させて虚血状態を作りました。レスベラトロールは20 mg/kgの用量を虚血操作の直後に尾静脈から投与しました。

虚血操作の前後における血圧,脳内血流量,心拍数をモニターしたグラフが図13です。血圧は,レスベラトロール投与群で約20%低下しましたが,これはレスベラトロールの血管拡張作用によるものと考えられます。脳内血流量は,虚血比較群と比べて有意に (p<0.01) 多いことが分かりました。レスベラトロールには,脳虚血を緩和する作用があることが示唆されました。心拍数はいずれの群間にも有意な差は見られませんでした。

図13. ラット両側頚動脈結紮脳虚血操作前後における (A) 血圧,(B) 脳内血流量,(C) 心拍数の経時変化
n=12,平均値±標準誤差 #,虚血対照群と比較してp<0.05 ##,虚血対照群と比較してp<0.01

脳内血流量はレーザードップラー流量計 (Moor Instrument) の針状センサーを海馬に挿入して測定した。

Lu KTら,Neuroprotective effects of resveratrol on cerebral ischemia-induced neuron loss mediated by free radical scavenging and cerebral blood flow elevation. J. Agric. Food Chem., 54(8), 3126-3131, 2006. から引用改変

表2. 神経ダメージスコア

スコア
偽手術対照群 0.5±0.3
虚血対照群 2.6±0.5
虚血+レスベラトロール投与群 1.2±0.4*

スコア:平均値±標準誤差, n=12,
* 虚血対照群に対してp<0.05

<スコア表>
0:異常なし
1:3分の1の面積がダメージを受けている
2:3分の2の面積がダメージを受けている
3:全面積がダメージを受けている

図14. 海馬切片の顕微鏡写真
上,正常な脳組織 中,虚血対照群の脳組織 下,虚血+レスベラトロール投与群の脳組織

図15. 脳内のDHBA濃度の経時変化
n=12, 平均値±標準誤差 *,偽手術対照群と比較してp<0.05 #,虚血対照群と比較してp<0.05

このページのデータは,Lu KTら,Neuroprotective effects of resveratrol on cerebral ischemia-induced neuron loss mediated by free radical scavenging and cerebral blood flow elevation. J. Agric. Food Chem., 54(8), 3126-3131, 2006. から引用改変

 レスベラトロール投与群では,脳の血流が改善した結果,脳の萎縮が抑えられることが分かりました。虚血操作から6時間後の脳切片を顕微鏡で観察したところ,虚血対照群では脳の萎縮によって隙間が生じていました。一方,レスベラトロール投与群では脳の萎縮が軽度に抑えられていました (図14)。神経へのダメージをスコア (点数) 化して比較しても,レスベラトロール投与群が優位にスコアを下げて (改善) います (表2)。

脳内の活性酸素種は,酸化反応の生産物としてDHBAという物質を生じます。レスベラトロール投与群ではDHBAの濃度が有意に押えられた (図15) ことから,脳内における活性酸素種による傷害を抑えることが分かりました。

ヒト摂取試験

弊社社内ボランティアによる,レスベラトロール-P5の継続摂取臨床試験を行いました。試験の概要は以下のとおりです。

被験者 男性6名 (42~63歳),女性4名 (25~35歳)
慢性的な疾患を有さないこと
試験期間 4週間
夕方から夜にかけて,1日1回水と共に摂取
1日摂取量 レスベラトロール-P5を40 mg
血液成分 (血中脂質関連)
総コレステロール(mg/dL) 摂取前 209.7±38.1
摂取後 200.8±37.4
LDLコレステロール(mg/dL) 摂取前 127.5±33.5
摂取後 103.5±20.0
HDLコレステロール(mg/dL) 摂取前 66.2±18.4
摂取後 66.4±20.9
中性脂肪 (TG)(mg/dL) 摂取前 74.0±30.8
摂取後 65.9±33.2
遊離脂肪酸 (mg/dL) 摂取前 0.44±0.31
摂取後 0.45±0.17
空腹時血糖値 (mg/dL) 摂取前 95.8±18.1
摂取後 85.6±10.0
アディポネクチン (µg/mL) 摂取前 7.13±3.34
摂取後 7.33±3.35

平均値±標準偏差 (N=10)

体重・BMI・体脂肪率
体重 (kg) 摂取前 58.6±10.9
摂取後 62.5±13.16
BMI 摂取前 22.3±2.4
摂取後 22.0±6.7
体脂肪率 (%) 摂取前 22.4±6.5
摂取後 23.1±6.2

平均値±標準偏差 (N=10)

【グラフの読み方】

各被験者の,レスベラトロール-P5摂取期間の前後における値を細線で示す。太線は平均値を示す。

酸化ストレスマーカー
血清SOD活性(%阻害率) 摂取前 4.1±3.1
摂取後 6.2±2.4 p<0.05
尿中8-OHdG(ng/mL) 摂取前 13.1±4.1
摂取後 8.5±4.0 p<0.05
尿中HEL(nmol/mL) 摂取前 116.5±45.4
摂取後 83.1±28.2 p<0.05
尿中イソプラスタン(ng/mL) 摂取前 4.4±2.9
摂取後 3.7±2.9 p=0.056
考察

10人の健康な男女による4週間の継続摂取臨床試験を行いました。被験者には毎日夕方から夜にかけての時間帯に,40 mg/dayのレスベラトロール-P5を摂取させました。摂取期間の前後に,絶食下で採血+採尿を行い,各パラメーターを比較しました。

まず,本試験期間中に副作用と見られる肉体的+精神的異常は見られませんでした。また,血液検査において病的な変化を示す指標はありませんでした。

血液成分のうち,脂質関連の指標として,総コレステロール,LDLコレステロール (悪玉コレステロール),中性脂肪に減少傾向が見られました。また,空腹時血糖値にも減少傾向が見られました。とくに高値を示した2名が,試験後に正常域まで改善したことが注目されます。これらの結果から,レスベラトロール-P5には血中脂質の減少作用,血糖値を正常化させる効果が示唆されました。

一方,体重,体脂肪率に微増が見られましたが,BMIに低下傾向が見られました。

酸化ストレスマーカーの変化では,血清SOD活性が有意に上昇し,抗酸化力が上昇していることを示唆しています。尿中8-OHdG (DNA損傷マーカー),HEL (脂質過酸化マーカー) が有意に減少し,イソプラスタン (脂質過酸化マーカー) も減少傾向を示しました。これらの結果から,レスベラトロールの摂取によって酸化ストレスが軽減され,防御能力も強くなったことが示唆されます。