14. 10周年特別企画
シクロケムの「科学」を紹介
 
13. スーパービタミンE“トコトリエノール”の可能性
 
  矢野 友啓さん
東洋大学生命科学部食環境科学科教授・薬学博士
12. 抗がんサプリメントとシクロデキストリン
 
  福田 一典さん
銀座東京クリニック院長
11. 高分子微粒子とシクロデキストリンの関係
 
  川口 春馬さん
神奈川大学工学部特任教授・慶応義塾大学名誉教授・工学博士
10. 補完代替医療(健康食品)の現況と今後
 
  大野 智さん
東京女子医科大学国際統合医科学インスティテュート特任准教授・医学博士
09. マヌカハニーとシクロデキストリンの相乗効果
 
  ゲーハート・シュミットさん
トーマス・ヘンレさん
ケリー・ポールさん
08. 植物のニオイとシクロデキストリン
  西村 弘行さん
第1回
西村 弘行さん
調理・加工の方法によって野菜の成分は変化する
第2回
西村 弘行さん
米国留学時代に師事したカルビン教授から学んだ好奇心の大切さ
第3回
西村 弘行さん
大学発ベンチャー企業のフロントランナーとしても活躍
07. ニュージーランド産「プロポリス」とNF(神経線維腫症)治療効果
  丸田 浩さん
  丸田 浩さん
NPO「NF CURE Japan」
理事・薬学博士
06. 高分子とシクロデキストリンの遭遇
  椿本 恒雄さん
  椿本 恒雄さん
元・日宝化学(株)
取締役社長
05. 農学とシクロデキストリンの接点
  平田 豊さん
  平田 豊さん
東京農工大学農学府
教授・農学博士
04. マヌカハニーとその抗菌物質MGO(食物メチルグリオキサール)
  ケリー・ポールさん
  ケリー・ポールさん
マヌカヘルス
ニュージーランド(株)
CEO
03. α、β、γ、各種シクロデキストリンの選択的製造を可能に
  ゲーハート・シュミットさん
  ゲーハート・シュミットさん
ワッカーケミー社
ミュンヘン本社
ファインケミカル部門社長 生物学博士
02. シクロデキストリンとともに歩んで。その道程と現況
  小宮山 真さん
  小宮山 真さん
東京大学 先端科学技術研究センター
教授・工学博士
01. サプリメントの現代事情とシクロデキストリン
  堀 美智子さん
  堀 美智子さん
医療情報研究所
(株)エス・アイ・シー
取締役
医薬情報部門責任者

サイエンストーク 科学の現場

植物のニオイとシクロデキストリン 第2回(全3回) 米国留学時代に師事したカルビン教授から学んだ好奇心の大切さ

野菜のなかでもタマネギや行者ニンニク、ニラなどユリ科ネギ属に関して、西村先生は日本有数の研究者として知られます。とくにタマネギについては、「血液サラサラ効果」「記憶障害改善効果」「男性ホルモン(テストステロン)増加効果」に対する3つの特許をお持ちです。また、ニオイの専門家として、ユーカリの葉から放出される蚊に対する忌避物質などを発見しています。
今回は、これらの研究を主眼として話が進みました。ポスドクで留学した米国カリフォルニア大学(バークレー校)で師事したカルビン教授仕込みという“旺盛な好奇心”がキラキラと息づき、熱い思いに満ちた研究生活がうかがえました。

プロフィール

タマネギ中の含硫アミノ酸に血中男性ホルモンの増加効果を発見

寺尾 西村先生の研究の歴史を遡ると、最初のテーマはどんなことでしたか。
西村 私はもともと「タマネギ」の専門家でして、名古屋大学大学院では、タマネギの貯蔵の研究に取り組んでいました。タマネギは全生産量の約20%が廃棄されており、芽を出させないようにするためにはどうしたらよいかということが問題になっていたのです。

すでに’73年、ジャガイモの芽を出させないために放射線(γ線)を照射することが、厚生省(現厚生労働省)により認可されていました。タマネギに含まれる含硫化合物が放射線に敏感に反応して変化することを突き止め、弱い放射線を照射することで芽を出させないことを明らかにしました。

寺尾 では、40年以上にわたって含硫化合物を研究してきたわけですね。
西村 「イオウの西村」で通っています(笑)。大学院修了後、助手として北海道大学に移ってからも、研究室でタマネギやニンニクを相手に含硫化合物の合成をしていました。脂溶性のニオイ物質と毛髪や皮膚の脂分が混ざり合って、体中、プンプン臭うわけです。自宅帰りの地下鉄のなかでは、周囲の人にクスクス笑われて、これには閉口しました(笑)。
寺尾 私はイオウの親戚であるセレンを研究していましたから、その気持ちがよくわかります。いつも話すことなのですが、ニオイが体についてしまい、大学院時代は女性とデートもできませんでした(笑)。
西村 タマネギの研究では、「血液サラサラ効果」「記憶障害改善効果」「男性ホルモン(テストステロン)増加効果」に関する3つの特許を取得しています。

タマネギはカットすることによって成分が変化し、丸ごとそのままの状態と健康効果に違いが生じることになります。タマネギをカットして、そのまま1時間ほど放置しておくとニオイ物質のトリスルフィド類やセパエン類(ニンニクではアホエンやビニルジチイン類)が生成されますが、これらは、血液さらさら作用(血小板凝集抑制作用)や記憶障害改善作用を促します(図−1参照)。なお、これらのニオイ物質は抗酸化力にすぐれていることもわかっています。

[図−1]

図−1

  私自身はもちろん、研究室の学生たちが被験者になって、共同研究先の札幌逓信病院でタマネギの抗酸化作用の臨床実験を行ないました。実験前に採血をし、その後、カットしてから1時間放置しフライパンで炒めたタマネギ1個分を食べ、1時間後に再び採血しました。血液中の過酸化脂質の変化を調べたところ、「過酸化脂質量の多かった人の数値が、わずか1時間で急激に低下した」ことが認められました。ニオイ物質自体は熱に強いので、加熱しても大丈夫です。
寺尾 この「放置しておく」ことがポイントですね。酵素は、前回の話にも出てきたように冷えた状態では働きませんが、熱にも弱く、また水にもよく溶けるので、酵素が働かないうちに加熱したり、水にさらしては効果が発揮されないことになります。
西村 昔から、ユリ科ネギ属は強壮効果があるとされてきました。そこで、科学的根拠を明らかにするために、タマネギ中のどんな成分が血中男性ホルモンを増やすかを探索してうちに、それが水溶性の含硫アミノ酸であることを発見したのです。

タマネギは約90%が水分で、残り約10%が成分です。含硫アミノ酸は比較的多く含まれていて、全体の重さの約0.5%を占めます。タマネギ1s中、含硫アミノ酸は5g含まれる計算です。しかし、包丁でカットすると酵素アリナーゼが働いて含硫アミノ酸を分解してしまうので、調理・加工を工夫して、含硫アミノ酸量を保持させる必要があります。

そこで私が開発した加工法というのは、タマネギの鬼皮を取り除いて丸ごと、電子レンジで約2分間(500W)加熱し、内部の酵素アリナーゼを破壊するというものです。この処理後は、カットしてカレーに入れたり、味噌汁に加えたりして調理すれば、血中男性ホルモンを増やす料理ができることになります。これは「テストステロン増加剤、およびネギ属植物処理物の製造方法」の名称で、弘前大学医学部の水島豊教授と共同で特許を取得しています。ちなみに、行者ニンニクにも、男性ホルモン増加効果が認められます。

寺尾 含硫アミノ酸というのは、メチオニンとかシステインとかですか。
西村 システイン誘導体です。
寺尾 近年、40〜50代の男性に、「加齢男性性腺機能低下(LOH)症候群」で悩む人が増えてきているといわれます。この疾患は、ストレスなどが原因で男性ホルモンの分泌量が平均以上に減少して、意欲の減退や不眠、動悸・息切れ、性機能障害などが起きます。なお、厚生労働省の研究班が‘07年度から3年間で、ホルモンの補充によって抑うつや性機能障害の改善効果があるかを確かめる臨床試験を行なっています。タマネギで男性ホルモンが増えれば、こんな手軽で安心な方法はないわけで、素晴らしいですよね。
西村 男性ホルモンの増加は、中高年の男性にだけでなく、精子の数の減少が問題になっている20〜30代の若い男性にも役立ちます。その結果、”草食系男子”から”肉食系男子”に変身して(笑)、子どもが増えれば、少子化で頭の痛い大学の運営にも、将来的に貢献してくれることになるでしょう。
寺尾 ずいぶん長いスパンで考えているんですね(笑)。
西村 女性にも無関係ではありません。乳がんが増え続けていますが、女性ホルモンのエストロゲンの生産が活発になることが原因のひとつに挙げられています。男性ホルモンが増えることで、ホルモンバランスが調節できれば、乳がん予防にもつながると期待できます。
 

ユーカリの葉から蚊に対する忌避物質を発見して特許を取得

寺尾 ‘75年から2年間、米国カリフォルニア大学(バークレー校)で博士研究員として、光合成研究でノーベル化学賞を受賞(‘61年)したM.カルビン教授に師事していらっしゃったんですね。
西村 前年に、シアトルで催された国際会議に出席した機会を利用して、バークレー校にポスドクで留学させてもらいたいと打診したところ、「では、論文を送りなさい」と。送ってから半年後にやっと手紙が来て、「私たちのラボは総勢100人ほどの陣容で、トップのカルビン教授があなたにたいへん興味をもち、一緒に研究することを望んでいる」と書かれていました。それで、農芸化学系ではなく、有機化学系の先生に就くことになったのです。

当時は1ドル300円の時代でしたが、私を独身者と思ったようで、月給750ドルと提示してきたので、「私には妻も娘もいる」と伝えると900ドルにアップしてくれました。渡米後も途中で、「いい研究をしていると思うが」と昇給の交渉をすると、「確かにいい研究をしている」と納得してくれ、1000ドルになりました(笑)。

寺尾 どのような研究をしていらしたのですか。
西村 カルビン教授は性格の激しい人で、ガンガン要求してきて、理解できなければ「Get out!」とピシャリといって終わり。しかし、研究者にとって極めて大切な特性のひとつである好奇心にあふれた先生で、私自身、その後の研究生活に大きな影響を受けました。

当時はちょうど、オイルショツクの時代で、石油に替わるエネルギー源の研究が盛んでした。植物は太陽エネルギーと二酸化炭素と水で炭水化物をつくり、代謝して炭化水素を生成しています。つまりそれは、石油に近い物質をつくっているということではないかと、カルビン教授は注目したのです。教授の指示によって、私は炭化水素を多く生成する植物を探索する研究に携わることになり、乾燥した熱帯地域によく出掛けていきました。ついに、探し当てることができたときには、「カルビン教授、石油のなる木を発見!」とマスコミにも取り上げられました。

寺尾 カルビン教授は発想もユニークですね(笑)。
西村 ところで、バークレー校にも慣れてきた頃、キャンパスを歩いているといつも、清々しいニオイがしていることに気づきました。私はニオイの研究者でもありますから、それがテルペン系であり、周囲をみまわして、ユーカリから香っているのがわかりました。さっそく葉を摘んできて、蒸留装置を組んで精油を抽出し分析する研究を自主的に始めました。その研究報告をカルビン教授にしたところ、「私が指示した覚えはないが…」というので、「アフター5の自由な時間に研究したものです」と返答すると、以後、その研究に専念してよいと許されることになったのです。

ユーカリといえば、サマータイムは早く帰宅することが多いので、ポスドクの仲間らと公園でよくバーベキューパーティなどを楽しみましたが、そこにもユーカリの木がみられました。場所柄、蚊が飛びかっていても不思議はないのですが、これが見当たらないのです。夕方になると一段とニオイが強くなる公園のユーカリの葉から放出される何かの物質が、蚊に対する忌避剤になっているに違いないと目星をつけました。そこで、これらの葉から抽出した精油を、帰国後に知り合いの日本化薬(株)で分析してもらうと、「新物質」であることが明らかになり、特許をとりました。

寺尾 こうした植物から放出されるニオイは、植物自らが生き抜くための防衛手段と考えられるわけですね。
西村 そうです。あらゆる植物が、他の植物や動物、微生物の攻撃を受けながら自然生態系のなかで生きています。種が落ちて芽が出ると、微生物や昆虫などが食べにきます。長い年月の間に、植物は防御機構をつくってきたのです。動物の免疫機構に該当すると考えていいでしょう。酵素を働かせて、微生物や昆虫などに対する“抗体”をつくり、撃退するのです。これをファイトアレキシンといいます。その撃退する姿を如実に表わした名前をもつのが、「蝿毒草(はえどくそう)」や「除虫菊(じょちゅうぎく)」などです。

また子孫繁栄のために、集団で群落をつくり、根っこや葉から特殊な化学成分を放出して他の植物の芽を出させないようにしている植物もあります。タンポポのようにどこからか飛んでくる種に対しても、こうして防衛しているのです。

寺尾 昆虫もいろいろなカタチで子孫繁栄や自己防御をはかっていますね。
西村 昆虫のなかには、メスが性フェロモンを放出すると、オスはどんなに遠くからでもやってきて交尾するものがいます。メスのニオイに対して、その方向と距離を知るアンテナ(触角)をオスはもっているのです。昆虫の種類によっては、性フェロモンのほかにも、集合フェロモン、警報フェロモンなどさまざまなフェロモンが認められます。たとえば、アリはアリマキの存在をキャッチすると、警報フェロモンを放出して、仲間のアリに注意を促すのはよく知られるところです。微生物同士の間にも、植物や昆虫や微生物のそれぞれの間にも、こうした生物間相互作用が認められます。
寺尾 西村先生が発見したユーカリの葉から放出される忌避物質も、つまり、ユーカリと蚊の間にみられる生物間相互作用の産物ということになりますね。
西村 植物が生き抜くために産み出す防衛手段が、天然界の二次代謝産物だと考えられます。これら二次代謝産物のなかに、人間に不都合な微生物の繁殖を抑えたり、害虫を寄せつけない物質も発見されているわけです。私の天然物化学の研究は、こうした植物の人間に対する有益な活性物質を明らかにしていくことが大きなテーマとなっています。
寺尾 ユーカリは温暖な地域に育つ植物ですから、北海道で研究するのは難しいのではありませんか。
西村 そのため、種子島や沖縄によく通いました。カルビン教授仕込みで、私も好奇心に磨きがかかっていますから(笑)、土地の人の話をよく聞いて、そこから研究のテーマをみつけることも珍しくありません。

種子島の飛行場の近くにある厚生労働省の「薬用植物栽培試験場」で栽培研究のプロジェクトに参画していたとき、島の人たちと焼酎を飲みながら夕食をとる機会も多かったのですが、「この辺は蚊やブヨが多いので、草に火をくべて追い払っているんです」というのを聞いて、頭の中で“これは、面白そうだ”と好奇心の明かりがピカッと光りました。島の人に頼んで、その草がはえているところに連れていってもらいました。それは、砂浜の砂地に育つ「ハマゴウ」という植物でした。ハマゴウの抽出エキスを住友化学(株)にもち込み分析してもらうと、強い活性のある炭素数10個のモノテンペンであることがわかり、これまた「新物質」がみつかりました。

寺尾 発見の母はまさに“好奇心”ですね(笑)。植物から放出される物質の研究も、またそれらの物質と虫類との関係の研究もいろいろ行なわれています。なので、苦肉の策として私は、東京農工大の島田先生と共同で、虫同士に焦点を当てて研究を進めています。

ある虫は天敵の虫を寄せ付けないために、天敵の嫌いなニオイを発しています。この天敵の虫を歓迎しない植物にとっては、忌避剤として役立つニオイとなります。つまり、この天敵が嫌いなニオイをつかまえてきて、シクロデキストリンで包接させてゆっくり出させるようにすると、植物にも寄ってこないことになるわけです。

西村 現在、市販されている虫除け剤の主要な有効物質はディート(DEET)ですが、効力の持続時間が1時間ほどですし、副作用として皮膚がんの原因になる危険性が心配されています。これに替わる有効物質が求められている折、有力な候補として、国際会議でユーカリから抽出した有効物質の化学合成に関する研究報告をしました。安全性は高いものの、効力の持続時間は延びたといっても約2時間に留まります。シクロデキストリンで包接するというのは、いいアイデアかも知れませんね。
寺尾 シクロデキストリンで包接したとしても、効力の持続時間は湿度や温度などによって影響を受けますが、化学修飾することにより、ニオイを出にくくしたり、出やすくしたりコントロールすることはできます。フィルム(PP)にシクロデキストリンで包接したニオイを練りこんで、表面を防水加工するといった方法も一案です。
西村 これからの研究の成果が楽しみです。シクロデキストリンの応用開発の分野は可能性に満ちていて、今後とも、どんどん広がっていくことが考えられますね。
寺尾 次回は西村先生が取り組むベンチャー企業の話や、教育者として若者たちへのメッセージなどをうかがっていきたいと思います。

 
第1回第2回第3回|(全3回)