著者の所属・活動拠点の国は、エクアドルです。

掲載誌：Molecules

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

植物の抽出物には多くの成分が混ざっています。その組成や生物学的な作用は、原料の植物や、抽出・加工・保存の条件によって変わります。研究チームが取り上げたのは、中南米で食用とされる2種類の植物です。1つはアンデス地方の作物マカ（Lepidium meyenii）、もう1つはアマゾン地域のヤシの一種チョンタ（Bactris gasipaes）です。

液体の抽出物は、保存中に成分が劣化しやすいという弱点があります。そこで、抽出物を担体（成分を包み込む材料）と一緒に乾燥させ、微粒子の粉末にする「マイクロカプセル化」が広く使われています。一方で、植物ごとの成分の違いとマイクロカプセル化の組み合わせが、細胞への作用や腫瘍細胞への選択性にどう影響するかは、十分に分かっていませんでした。研究チームは両植物の抽出物について、液体のままの場合とマイクロカプセル化した場合を比べました。調べたのは、成分の特徴、培養した腫瘍細胞の増殖を抑える作用、炎症に関わる細胞の反応です。

何を、どのように調べたか

マカはエクアドル産のマカ粉を使い、70％エタノールで50℃、30分間かき混ぜて抽出しました。チョンタは果肉を乾燥させて粉にし、96％エタノールで70℃、1時間抽出しました。どちらも抽出後にエタノールを除き、濃縮した水性の抽出液としました。抽出液については、有機酸、フェノール化合物、アルカロイド、カロテノイドなどの成分を調べました。マイクロカプセル化には、液体を熱風中に噴霧して瞬時に乾かす「噴霧乾燥」を用いました。担体は、マカにはマルトデキストリン、チョンタにはマルトデキストリンとアラビアガムの組み合わせです。

増殖を抑える作用は、HT-29、MDA-MB-231、SK-MEL-103などの腫瘍細胞株で調べました。比較の基準には、腫瘍ではない細胞株NIH3T3を使いました。指標は、細胞の増殖を半分に抑えるのに必要な濃度（IC50）で、この値が小さいほど作用が強いことを意味します。さらに、腫瘍ではない細胞のIC50を腫瘍細胞のIC50で割った「治療指数」も計算しました。治療指数が1を超えるほど、腫瘍細胞に比較的選択的に作用していることを示します。対照として、担体だけを与えた条件と、抗がん剤シスプラチンを与えた条件も置きました。

炎症に関わる反応は、2種類の免疫系の細胞で調べました。1つはマクロファージ（免疫細胞）のRAW264.7です。細菌成分LPSで刺激したうえで抽出物を1 mL当たり0.5 mgと1 mgの濃度で与え、炎症の目印となる一酸化窒素（NO）の産生量を測りました。もう1つはTHP-1細胞で、炎症に関わる遺伝子（IL-6、TNFα、IL-1β、COX-2）の働き具合を測りました。加えて、マカの液体抽出物を、メタノールの割合を順に高めながら性質の異なる複数の画分に分けました。そして画分ごとに増殖抑制作用を調べ、含まれる成分を質量分析で推定しました。作用を手がかりに有効成分の候補を絞り込むこの手法を「生物活性誘導分画」と呼びます。

主な報告結果

マイクロカプセル化した抽出物は、多くの腫瘍細胞株で、対応する液体抽出物よりIC50が高くなりました。同じ程度に増殖を抑えるのに、より高い濃度が必要だったということです。この傾向はチョンタで最もはっきりしていました。腫瘍ではないNIH3T3でもIC50は上がりました。担体だけを与えた場合の増殖抑制は20％以下で、研究チームは、観察された作用は主に担体によるものではないとしています。なお、マイクロカプセル化による成分の封入効率は、どちらの製剤でも高い値でした。

マカの治療指数は、液体とマイクロカプセル化のどちらでも、すべての腫瘍細胞株で1を上回りました。最も高かったのは液体抽出物のHT-29細胞に対する値で、3.64でした（NIH3T3のIC50は外挿で求めた値）。マイクロカプセル化した後も1を上回りましたが、液体より低くなりました。チョンタの治療指数はばらつきが大きく、1を上回ったのは一部の条件に限られました。MDA-MB-231では両方の製剤で、SK-MEL-103とHT-29ではマイクロカプセル化した場合に1を上回りました。

成分を見ると、マカは水に溶けやすい成分が中心でした。有機酸ではリンゴ酸、フェノール化合物では4-ヒドロキシ安息香酸が主な成分でした。チョンタは油に溶けやすい成分が中心でした。カロテノイドではβ-カロテンが最も多く、次いでβ-クリプトキサンチン、9-cis-ビオラキサンチンの順でした。

LPSで刺激したマクロファージでは、刺激のみの対照でNO濃度が11.99 µMまで上がりました。研究チームの報告では、マカはこのNO産生を抑えましたが、チョンタの抑制効果は比較的弱いものでした。THP-1細胞では、どちらの抽出物もLPSのような広範な炎症反応は起こさず、IL-6も誘導されませんでした。IL-1βは24時間後に高まりましたが、その程度はLPSより有意に低いものでした。

マカの分画実験では、増殖抑制作用はメタノールの割合が高い画分ほど一様に強くなったわけではありませんでした。HT-29細胞では、F6画分はF5画分より後に出てくるにもかかわらず、作用は強くなりませんでした（IC50は1 mL当たりF6が301.88 µg、F5が228.99 µg）。強い作用を示したのはF7画分とF8画分で、それぞれF6の3.1倍、5.8倍でした。作用の強い画分は成分の構成が単純で、マカ特有とされるイミダゾールアルカロイドのレピジリンA、B、Dと推定される信号が主でした。ただし、作用の弱いF5、F6の画分にもレピジリン関連の信号が見られました。作用の強さは、これらのアルカロイドがあるかどうかとは一致せず、他の共存成分が減っていく変化と並行していました。

この報告が示すこと

研究チームは、今回の培養細胞での条件の下では、マカの液体抽出物が最も好ましい特性を示したと結論づけています。理由は、腫瘍細胞の増殖抑制、ある程度の選択性、広範な炎症反応を起こさない炎症関連の反応を併せ持っていた点です。また、封入効率が高くても、粉末を水に戻した後の作用が保たれるとは限らず、結果は植物の種類や細胞株によって変わりました。このため研究チームは、マイクロカプセル化の評価では、封入効率と水に戻した後の作用を併せて見る必要があるとしています。作用が弱まった理由としては、水に戻した試料に凝集した構造が観察されたことから、成分が細胞に届きにくくなった可能性を挙げています。ただし、成分そのものの化学的な変化がどの程度関わったのかは、今回のデータからは判断できないとしています。

研究チームは限界も示しています。2つの植物の比較は、それぞれに設定した特定の抽出・製剤条件の範囲で解釈すべきだとしています。レピジリン類の同定では標準物質との照合も核磁気共鳴（NMR）による構造確認も行っておらず、あくまで推定段階です。F5、F6で作用が弱かった理由についても、2つの可能性を区別できていません。アルカロイドの量が効果の出る濃度に届いていなかった可能性と、共存する成分が作用を妨げた可能性です。成分どうしの相乗・拮抗作用や、未同定の微量成分の関与も否定できません。そのため研究チームは、レピジリンA、B、Dを唯一の有効成分ではなく、マカの作用に寄与する候補と位置づけています。このほか、植物の種の判定は購入品の表示に基づいており、証拠となる標本は保管されていません。結果はいずれも培養細胞を用いた実験によるものです。

原著論文の著者・所属：Fabián Castillo-Solís（Centro de Investigación Biomédica (CENBIO), Facultad de Ciencias de la Salud Eugenio Espejo, Universidad UTE, Quito 170527, Ecuador; Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos y Biotecnología, Universidad Técnica de Ambato, Ambato 180104, Ecuador）、Juan A. Puente-Pineda（Centro de Investigación Biomédica (CENBIO), Facultad de Ciencias de la Salud Eugenio Espejo, Universidad UTE, Quito 170527, Ecuador）、Diana Celi（Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas, Carrera Ingeniería en Biotecnología, Universidad de Las Américas, Quito 170504, Ecuador; Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas, Carrera de Ingeniería en Agroindustria, Universidad de Las Américas, Quito 170504, Ecuador）、Henrry M. Osorio（Departamento de Física, Escuela Politécnica Nacional, Av. Ladrón de Guevara E11-253, Quito 170525, Ecuador）、Elena Coyago-Cruz（Carrera de Ingeniería en Biotecnología de los Recursos Naturales, Universidad Politécnica Salesiana, Sede Quito, Campus El Girón, Av. 12 de Octubre N2422 y Wilson, Quito 170143, Ecuador）、Eduardo Tejera（Bio-Cheminformatics Research Group, Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas, Universidad de Las Américas, Quito 170504, Ecuador; Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas, Carrera Ingeniería en Biotecnología, Universidad de Las Américas, Quito 170504, Ecuador）、Orestes Lopez（Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos y Biotecnología, Universidad Técnica de Ambato, Ambato 180104, Ecuador）、Rebeca Gonzalez-Pastor（Centro de Investigación Biomédica (CENBIO), Facultad de Ciencias de la Salud Eugenio Espejo, Universidad UTE, Quito 170527, Ecuador）

※本記事は原著論文をもとに、日本語で要約・説明を加えた研究紹介です。 出典（原著論文）：Fabián Castillo-Solís, Juan A. Puente-Pineda, Diana Celi, et al. Antitumor-Relevant Evaluation of Liquid and Microencapsulated Lepidium meyenii and Bactris gasipaes Extracts Reveals Species- and Formulation-Dependent Activity. Molecules（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-09-16. DOI: 10.3390/molecules31183286. 原著ライセンス：CC BY.