オートファジーを活性化するポリアミン強化酵母の開発
DOI:
https://doi.org/10.51094/jxiv.1614キーワード:
ポリアミン、 スペルミジン、 酵母、 オートファジー、 抗老化、 発酵、 非遺伝子組み換え食品抄録
ポリアミンは細胞増殖をはじめとする細胞の生命活動に重要な物質だ。近年,ポリアミンにオートファジー促進作用や寿命延長作用があることが報告されており,アンチエイジング素材として注目を集めている。ポリアミンを豊富に含む食品として納豆やチーズ,きのこ類が知られているが,加齢とともに低下する生体内ポリアミンを補うには十分量ではない。そのため,ポリアミンを高濃度に含有する食品素材が求められている。我々は,Saccharomyces cerevisiaeにUV変異処理を施し,ポリアミンを高含有する3L63株開発した。驚くことに,その強化酵母は,親株の5.9倍のポリアミンを含有するものであった。さらに,3L63株はポリアミンの中でも体内吸収率が高いスペルミジンを高含有しているという特徴を有している。3L63株は,最大10kLスケールでの工業生産に成功しており,得られた乾燥酵母粉末(エリオン®SP,エリオン®SP100)は全ての食品安全基準を満たしていた。機能面は,in vitroによる試験でエリオン®SP100にヒト真皮繊維芽細胞の増殖促進作用があることが示された。さらにその作用は,老化誘導細胞でも確認された。また,HeLa細胞でエリオン®SP100にオートファジー促進作用があることも確認しており,それはオートファジー活性剤として知られるスペルミジンを上回る結果となった。本研究は,機能性食品成分としての非遺伝子組み換え高ポリアミン酵母株の開発を実証し,その機能成分の可能性を評価した。
利益相反に関する開示
全ての著者は三菱ガス化学株式会社の従業員である。この研究の資金はすべて三菱ガス化学株式会社から提供された。ダウンロード *前日までの集計結果を表示します
引用文献
厚生労働省:令和6 (2024)年簡易生命表の概況, 2025
厚生労働省:健康寿命の令和4年値について, 2024
Soda K, Kano Y, Chiba F, Koizumi K, Miyaki Y: Increased Polyamine Intake Inhibits Age-Associated Alteration in Global DNA Methylation and 1,2-Dimethylhydrazine-Induced Tumorigenesis. PLoS ONE 8(5): e64357, 2013.
Eisenberg T, Knauer H, Schauer A, Büttner S, Ruckenstuhl C, et al.: Induction of autophagy by spermidine promotes longevity. Nat. Cell Biol, 11, 1305–1314, 2009.
Pegg AE: Mammalian polyamine metabolism and function. IUBMB Life. 61:880–94, 2009.
Sagar NA, Tarafdar S, Agarwal S, Tarafdar A, Sharma S.: Polyamines: Functions, Metabolism, and Role in Human Disease Management. Med Sci (Basel) 9(2):44, 2021.
Madeo F, Eisenberg T, Pietrocola F, Kroemer G:Spermidine in health and disease. Science 359(6374), 2018.
Liao CY, Kummert OMP, Bair AM, Alavi N, Alavi J, et al.: The Autophagy Inducer Spermidine Protects Against Metabolic Dysfunction During Overnutrition. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 76(10): 1714–1725, 2021.
Yue F, Li W, Zou J, Jiang X, Xu G, et al.: Spermidine Prolongs Lifespan and Prevents Liver Fibrosis and Hepatocellular Carcinoma by Activating MAP1S-Mediated Autophagy. Cancer Res. 77(11): 2938–2951, 2017.
Gupta VK, Scheunemann L, Eisenberg T, Mertel S, Bhukel A, et al.: Restoring polyamines protects from age-induced memory impairment in an autophagy-dependent manner. Nat Neurosci. 16(10):1453–1460, 2013.
Minois N, Rockenfeller P, Smith TK, Carmona-Gutierrez D: Spermidine feeding decreases age-related locomotor activity loss and induces changes in lipid composition. PLoS One 9(7): e102435, 2014.
Aman Y, Schmauck-Medina T, Hansen M, Morimoto RI, Simon AK, et al.: Autophagy in healthy aging and disease. Nature aging 1(8): 634–650, 2021.
Rudman D, Kutner MH, Chawla RK, Goldsmith MA, Blackston RD, et al.: Serum and urine polyamines in normal and in short children. J Clin Invest. 64: 1661–1668, 1979.
Okamoto A, Sugi E, Koizumi Y, Yanagida F, Udaka S et al.: Polyamine content of ordinary foodstuffs and various fermented foods. Biosci Biotechnol Biochem 61: 1582–1584, 1997.
Atiya Ali M, Poortvliet E, Strömberg R, Yngve A et al.: Polyamines in foods: development of a food database. Food Nutr Res 55: 5572, 2011.
Gromkowska-Kępka KJ, Puścion-Jakubik A, Markiewicz-Żukowska R, Socha K:The impact of ultraviolet radiation on skin photoaging - review of in vitro studies. J Cosmet Dermatol 20(11): 3427–3431, 2021.
Frewer LJ, van der Lans IA, Fischer ARH, Reinders MJ, Menozzi D et al:Public perceptions of Agri-food applications of genetic modification—A systematic review and meta-analysis. Trends Food Sci Technol 30: 142–152, 2013.
U.S. Food and Drug Administration (FDA):Code of Federal Regulations Title 21 §184.1983—Baker’s Yeast. 2016.
Akao T, Yashiro I, Hosoyama A, Kitagaki H, Horikawa H, et al.: Whole-genome sequencing of sake yeast Saccharomyces cerevisiae Kyokai no. 7. DNA Res 18(6): 423–434, 2011.
Davoodi M, Karimooy FN, Budde T, Ortega-Martinez S, Moradi-Kor N:Beneficial effects of Japanese sake yeast supplement on biochemical, antioxidant, and anti-inflammatory factors in streptozotocin-induced diabetic rats. Diabetes Metab Syndr Obes 12: 1667–1673, 2019.
Yamada T, Park G, Node J, Ozaki K, Hiraiwa M, et al.: Daily intake of polyamine-rich Saccharomyces cerevisiae S631 prevents osteoclastic activation and bone loss in ovariectomized mice. Food Sci Biotechnol 28(4): 1241–1245, 2019.
Davoodi M, Karimooy FN, Budde T, Ortega-Martinez S, Moradi-Kor N: Beneficial effects of Japanese sake yeast supplement on biochemical, antioxidant, and anti-inflammatory factors in streptozotocin-induced diabetic rats. Diabetes Metab Syndr Obes 12:1667-1673, 2019.
Monoi N, Matsuno A, Nagamori Y, Kimura E, Nakamura Y, et al.: Japanese sake yeast supplementation improves the quality of sleep: a double-blind randomised controlled clinical trial. J Sleep Res 25(1):116-123, 2016.
Haghipanah M, Ghalami F, Saadat M, Abbasi-Maleki S, Gholizadeh Salmani RH, et al.: Investigation of the neuroprotective action of Japanese sake yeast on dementia type of Alzheimer disease in rats: behavioral and neurobiochemical assessment. NeuroSci 4(1):45-53, 2023.
沼口友恵,竹中悠人,佐藤勇紀:スペルミジン含有酵母「エリオンSP®」の機能性. Food Style 21 27(10), 2023.
Bardocz S, Brown DS, Grant G, Pusztai A: Luminal and basolateral polyamine uptake by rat small intestine stimulated to grow by Phaseolus vulgaris lectin phytohaemagglutinin in vivo. Biochim Biophys Acta 1034(1):46-52, 1990.
Muñoz-Esparza NC, Latorre-Moratalla ML, Comas-Basté O, Toro-Funes N, Veciana-Nogués MT et al.: Polyamines in food. Front Nutr 6:108, 2019.
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投稿日時: 2025-10-07 23:14:08 UTC
公開日時: 2025-10-21 01:00:29 UTC
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越澤, 知世
沼口, 友恵
玉腰, 優典
佐藤, 勇紀
橋本, 勝行
Mohamad Ishak, Nur Syafiqah
池本, 一人

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