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“1兆分の1”の真実NEW

D-アミノ酸の分析技術を確立。
それは、教科書を書き換えるほどの発見へとつながった。

未来への手がかり、キラルアミノ酸とは何か

人間の骨や肉をつくるタンパク質のもとになっているのがアミノ酸です。
体内には20種類存在しており、グリシンを除く19種類は、右手と左手のように、
互いに鏡に映したような2つの立体構造(光学異性体)をとります。
それぞれ、D体(D-アミノ酸)とL体(L-アミノ酸)と呼び、
D体とL体に識別されたアミノ酸を「キラルアミノ酸」と呼びます。

図:アスパラギン酸のD体とL体

アスパラギン酸のD体とL体

「キラルアミノ酸研究」にいち早く着目した資生堂

長い間、人間の生命活動にはL-アミノ酸のみが関わっていると考えられてきたため、D-アミノ酸は生命科学の対象ではありませんでした。
1990年代になると国内外の研究者によって哺乳類の体内でD-アミノ酸の存在が発見され、その機能が少しずつ明らかになりはじめます。
しかし、研究対象は分析が可能な一部のD-アミノ酸に限られていました。

大脳皮質でのD-セリンの機能 下垂体・松果体でのD-アスパラギン酸の機能 精巣でのD-アスパラギン酸の機能

資生堂は「D-アミノ酸とL-アミノ酸を識別するキラルアミノ酸研究こそ、生命科学に新しい価値を提供できるのではないか」という新しい発想のもと、
20種類のアミノ酸すべてのD体とL体を分析する技術を開発。世界で初めて実用化に成功しました。
この技術をもとにD-アミノ酸の機能を解明する研究が加速。得られた成果は化粧品だけでなく、食品や医療の分野にも応用されようとしています。

キラルアミノ酸を分析する 独自の装置を開発

資生堂の化学分析技術(クロマトグラフィー技術)と九州大学の生体分析化学技術を融合。
さらに、 NEDO(当時独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、現国立研究開発法人)の助成事業を活用した産学官連携により、
「二次元高速液体クロマトグラフィー(2D-HPLC)システム」(特許4291628)が開発されました。(図1)
このシステムはすべてのD-アミノ酸とL-アミノ酸を同時に分離して定量することが可能です。(図2)
結果、従来の方法では困難であった、生体試料(血液、尿、組織)中の微量のキラルアミノ酸を対象とした研究が推進できるようになりました。

Y. Miyoshi, K. Hamase, Y. Tojo, M. Mita, et al, J. Chromatography B, 877, 2506-2512 (2009)
K. Hamase, Y. Miyoshi, M. Mita,et al, J. Chromatography A, 1217, 1056-1062 (2010)
Y. Miyoshi, K. Hamase, et al, J.Chromatography B, 879, 3184-3189 (2011)

二次元高速液体クロマトグラフィーシステムによる分析の流れ
分析対象のアミノ酸群

そして、医療の領域へ

健康や疾患状態によって体内のD-アミノ酸と-アミノ酸のバランスが変化することを発見。資生堂は、この変化が診断や治療の指標(バイオマーカー)として活用できる可能性を提唱しました。

バイオマーカーの例

●ALS(筋萎縮性側索硬化症)

体が動かせなくなる神経難病であるALS(Amyotrophic Lateral Sclerosis)。D-アミノ酸代謝酵素の異常が脊髄のD-アミノ酸(D-セリン)のバランスを崩し、運動神経変性の制御に関与することを明らかにしました。

J. Sasabe, Y. Miyoshi, M. Mita, K. Hamase, S. Aiso, et al Proc Natl Acad Sci USA, 109, 627-632 (2012)

ALSの進行とD−セリンの量の関係

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●腎臓病

虚血で引き起こされる腎臓の近位尿細管障害を、血中・尿中のDーアミノ酸バランスの解析により、従来の検査マーカーよりも早期に検出できることを明らかにしました。

J. Sasabe, Y. Miyoshi, Y. Tojo, M. Mita, K. Hamase, S. Aiso, et al, PLoS ONE, 9(1):e86504 (2014)

腎障害の進行とD/L-セリン比の関係
現在、キラルアミノ酸の分析技術をもとに、疾患の原因の特定や、診断法といった臨床研究・開発が進められています。これまでにない精密な健康診断(キラルアミノ酸プロファイル)が確立されれば、一人ひとりに最適な医療が選択できる、新しい社会が実現するかもしれません。それは、QOL(Qualiy Of Life)の向上や、経済的負担の軽減へとつながる可能性も秘めています。

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