糖尿病と高血糖のしくみ

糖尿病は、インスリンの作用不足により高血糖の状態が続く、代表的な生活習慣病の一つです。自覚症状がないことも多く、網膜症や神経障害、腎臓疾患などの合併症のほか、動脈硬化、心臓病や脳卒中の関連も指摘されています。

合併症はなぜ起こる？

これまで糖尿病を発症すると、生活習慣の改善やインスリンを投与して、合併症を起こさないよう血糖値を保つ治療が行われてきました。糖尿病の合併症にはさまざまな要因が関わっています。その一つとして、高血糖によって糖化反応が進み、酸化ストレスが増加することが関与すると考えられています。

核酸と糖尿病研究の可能性

核酸は、酸化ストレスや細胞機能との関係について研究が進められており、インスリン分泌との関連についても検討されています。また、核酸医薬の分野では、糖尿病を対象とした新たな治療法の開発に向けた研究も進められています。

マイクロRNAを用いた糖尿病研究

2016年に東北大学が発表した研究では、2種類のマイクロRNAを血液に投与することで、インスリンの分泌に関わる膵臓のβ細胞を増殖させ、高血糖の改善が報告されました。（図1）。この研究は、糖尿病治療への応用が期待されており、関連技術は2020年に特許※として登録されています。

※特許番号6799861 核酸分子
※※なお、本章で紹介した核酸医薬の研究は、食品に含まれる核酸とは異なる医療技術の研究です。食品としての核酸に、同様の作用や効果を示すことを意味するものではありません。

■ マイクロRNA投与後の血糖値の変化（図1）

骨髄移植マウスを用いた研究では、β細胞の再生メカニズムとして、細胞外小胞を介する2種類のマイクロRNA（miRNA-106bとmiRNA-222）の伝達が重要な役割を担っていることを発見しました。この2種類のマイクロRNAを糖尿病マウスに静脈注射したところ、β細胞の増殖やインスリン分泌の回復が認められ、高血糖の改善が報告されました。

※※※本研究はマウスモデルで行われた研究です。

栄養書庫発行 : 『Nutrient Library-34 核酸の秘密』より

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日本の65歳以上の高齢化人口は2040年には35.3％になると予測されています※。高齢化に伴い平均寿命と健康寿命の差も広がり、その間の不健康な生活によるQOLの低下や医療費・介護費などの増加は大きな問題になっています。
健康寿命を伸ばすためには、疾病予防と介護予防がカギとなります。中でも脳機能の低下を防ぐことは、健康な長寿生活に不可欠なテーマです。

※令和 2年版厚生労働省白書「平成の30年間と2040年にかけての社会の変容」より

核酸と脳機能についての研究

近年、核酸の経口摂取による脳の増強・保護効果が報告されて、核酸が脳機能低下の予防に役立つのではないかと様々な研究が進められています。脳には情報伝達を行う神経細胞が1,000～2,000憶個存在し、その10～50倍のグリア細胞が神経細胞の働きを助けています。

核酸の有効な効果

マウスやラットによる研究では、神経変性疾患モデルにグアノシン、GMP、高分子DNA含有サケ白子抽出物を与えたところ、症状の改善が見られました（図1）。記憶学習などの脳機能は神経細胞とグリア細胞間の相互作用により、制御・調整されていることもわかってきました。

■ 核酸による脳疾患モデル改善効果（図1）

ドーパミン作動性神経細胞死を誘導したマウスに、高分子DNAを含むサケ白子抽出物を経口摂取した結果、パーキンソン病様行動の抑制、ドーパミン作動性神経細胞死の抑制、黒質内の活性酸素の減少が見られました。

さらに、2019年には大阪大学大学院と東京医科歯科大学の共同研究によって、パーキンソン病の原因とされているαシヌクレインの蓄積を抑制する核酸医薬が開発されました（図2）。

■ αシヌクレインタンパク質の合成を抑制する核酸医薬（図2）

パーキンソン病は神経細胞にαシヌクレインタンパク質が蓄積することで発症すると考えられています。αシヌクレインをターゲットとする核酸医薬は、メッセンジャーRNA（mRNA）を断片化してタンパク質の合成を抑制することから、レヴィ―小体型認知症や多系統萎縮症認知症などの神経疾患への応用が期待されています。

このように核酸は、脳疾患の予防や症状改善、記憶学習などに有効な効果をもたらし、さらに核酸医薬としての応用も期待されています。

栄養書庫発行 : 『Nutrient Library-34 核酸の秘密』より

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核酸の研究は獣医の立場から

私は獣医という立場から核酸の研究に携わっています。獣医というと動物のお医者さんのようなイメージがあるかもしれませんが、獣医が活躍する場というのはたくさんあります。私は犬猫の診察も行いますが、大学院から疾患モデルと呼ばれるモデル動物を使った研究をずっと続けています。

動物の疾患モデルというのは糖尿病や緑内障、がんなどの人の病気を再現できる動物です。その中でもアレルギーのモデル動物を使った研究を続けていたところ、試験をやってほしいというご要望を企業の方から受けることが多く、核酸は約4年前から研究を始めるようになりました。

核酸とは

核酸というのは、私達の体の中にある細胞に含まれているDNAやRNAのことです。DNAは皆さんがご存じのとおり、遺伝子情報を収納しているところで、私達の細胞の一つ一つにある核の中にたくさん含まれています。そしてDNAから遺伝子情報を取り出してきて、機能するためのタンパク質に置き換えるにはRNAという分子が必要になります。このDNAとRNAを含めて核酸という呼び方をしています。

細胞の大元

核酸は、私達の体の中（細胞）にもたくさんありますし、植物や動物の細胞の中にもくまなく入っています。つまり核酸は私達の細胞の大元と言えます。

RNAは常にリニューアルしていて、そのためには材料となる核酸が必要になります。核酸を食品やサプリメントから摂取することは、DNAやRNAを強化し、私達が本来持っている再生機能をスムーズにしたり、免疫機能をアップすることに繋がると考えられています。

ダイレクトに免疫機能に働きかける

さらに近年の研究では、体の中に入ってきた核酸は、そのままの形でダイレクトに免疫系の細胞に働きかけることがわかってきました。しかもその働きは、免疫機能を強化すると同時に、過剰に活性化してしまった、アレルギーのような免疫は抑えるという２つの役割を持っているのです。

身近な核酸医療

核酸の研究は、がん、認知機能、肝障害、アレルギー、慢性炎症性疾患など、この20年ほどで多岐に渡ってかなり増え、特にがんの研究が進んでいます。こうした医療系の核酸研究は、核酸医療とも呼ばれています。

マイクロRNAという言葉を耳にしたことがある方も多いと思います。これはDNAをレコード（複写）していないRNAの断片（イントロ）のことですが、以前はいらないRNAとして捨てられている、もしくは再利用されていると考えられていました。それが実は細胞の外に出て、他の細胞や免疫機能に影響していることも近年の研究でわかってきました。こうした核酸医療の研究で、今もっとも私達に身近で成果を上げているのがコロナワクチンのmRNA（メッセンジャーRNA）ワクチンと言えるでしょう。

核酸の大きな可能性

ただ核酸はサプリメントや食物として摂り入れた場合、私たちの身体の中でどのように消化されて、どういった形で吸収されているかなど、実はまだまだ解明されていない部分も多いのが現状です。しかし、その栄養価値は人間の身体に欠かすことのできない第6の栄養素とまで言われており、手術後の栄養剤や点滴、赤ちゃんが飲む粉ミルクなどには実際に添加されています。

こうした核酸の役割は、今後さらに研究が進むことで解明され、病気の治療や健康長寿につながる大きな可能性が広がっています。

私は専門が獣医ということもあり、核酸の研究をゆくゆくは人だけでなく、動物たちの健康や長寿にも繋げられればと期待しています。

田中 あかね(たなか あかね)

獣医学博士
東京農工大学大学院 農学研究院教授
動物生命科学部門 比較動物医学研究室

東京農工大学 農学部共同獣医学科で獣医師免許を取得し、卒業後は臨床に従事。現在は東京農工大学の教授として比較動物医学研究室に籍を置き、免疫・腫瘍学を専門分野として、肥満細胞の腫瘍性増殖における細胞周期調節タンパクの発現動態の解析、肥満細胞の腫瘍性増殖や免疫学的活性化における転写因子NF-κBの役割を解明。肥満細胞、さらに広く免疫系細胞の増殖や活性化を制御する分子標的治療法の確立を目指している。

栄養書庫発行 : 『Nutrient Library-34 核酸の秘密』より

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