腸–脳連関（Gut–Brain communication）

腸は，第二の脳とも呼ばれる独自のネットワークを持っており，脳からの指令がなくても独立して活動することが出来る．腸–脳連関とは生物にとって重要な器官である脳と腸がお互いに密接に影響を及ぼしあうことであり，ストレスを感じた際に起こる腹痛は，脳が自律神経を介して腸にストレスの刺激を伝えることが原因だといわれており（脳→腸），逆に，腸内環境が悪化すると，ストレスに対して過敏になることも報告されている（腸→脳）．脳と末梢器官である消化管との間では，神経を介した情報伝達が行われており，その神経の一つが迷走神経である．迷走神経には各末梢器官から脳への情報伝達を担う求心性迷走神経と脳から末梢器官への情報伝達を担う遠心性迷走神経があり，体内の環境をコントロールする役割を担っている．

Soy–deprestatin（SDP）は，京都大学の大日向耕作准教授らが，大豆タンパク質β-conglycininのサーモリシン消化物中に発見した10残基（LSSTQAQQSY）からなるペプチドである⁽²⁾2) Y. Mori, S. Asakura, A. Yamamoto, S. Odagiri, D. Yamada, M. Sekiguchi, K. Wada, M. Sato, A. Kurabayashi, H. Suzuki et al.: FASEB J., 32, 568 (2018).．このペプチドは，経口投与でマウス尾懸垂試験や強制水泳試験において，無動時間を減少させる効果が認められており，抗うつ様作用があることが確認されている．さらにセロトニン5-HT_1A，ドパミンD₁，GABA_A受容体の拮抗薬が，SDP経口投与後の抗うつ様作用を消失させることから，SDPがセロトニン5-HT_1A，ドパミンD₁，GABA_A受容体を介した経路で抗うつ様作用を示すことが明らかにされた（図1図1■SDPの作用機序）．SDPは経口投与後，腸–脳連関により抗うつ様作用を示す初のペプチドである．これまでの抗うつ作用を示す薬剤は，経口摂取により消化管から血中に取り込まれ，血流に乗って脳に到達し効果を発揮するものであったが，SDPは消化管から吸収されずに消化管の受容体を刺激し，そのシグナルが迷走神経を介して脳に到達し，GABA経路を介して抗うつ様作用を発揮する全く新しい作用機序を示す物質である．その利点は，①消化吸収の時間が不要なため，効果が現れるまでの時間が短い，②血中に入ることなく効果が現れるため副作用が現れにくい，と考えられる．

図1■SDPの作用機序

ユーハ味覚糖株式会社では，SDPに関して京都大学との共同研究を2017年から行っている．世界中で増加しているメンタルの不調に対抗する情動調節効果を有する食品素材としての可能性と，ヒトの血中に入ることなく，迷走神経を介した脳への作用により効果を発揮するSDPの大きな可能性に期待したためである．われわれは，SDPを含む食品素材を，大豆（SOY）とリラックス（RELAX）を合わせ，SOYLAX_®と命名した．

SOYLAX_®の開発

1. SOYLAX_®生産法

大豆は食品原料として広く使用されている．その中でも大豆タンパク質は大豆から搾油した後の残渣として各種方面で利用されている．前述したように大豆タンパク質の主成分はglycinin，β-conglycininおよびLPの3種類であるが，これらのタンパク質のうちβ-conglycininのLeu278からTyr287まで（α′-サブユニット）およびLeu140からTyr149まで（βサブユニット）の10残基からなるデカペプチドがSDPである．SDPは，大豆タンパク質（β-conglycinin）をプロテアーゼで消化することによって得られるが（図2図2■Soy–deprestatin（SDP）の生産法），SDPの配列のN末側もしくはC末側のアミノ酸を1残基欠失しただけでマウスを用いた尾懸垂試験での効果が減弱する⁽¹⁾1) M. Kohno, M. Hirotsuka, M. Kito & Y. Matsuzawa: J. Atheroscler. Thromb., 13, 247 (2006).ため，プロテアーゼによる消化の際には，過分解が起こらないように反応を調節する必要がある．食品加工用プロテアーゼ製剤の中で，厳密な消化部位認識が出来る酵素は少ないが，サーモリシンによるβ-conglycininの消化で生成することがわかっていた．実際に食品素材であるSOYLAX_®を開発するにあたって，分離大豆タンパク質（soy protein isolate: SPI）に対する分解プロファイルを各種酵素製剤で検討し，酵素反応液中に生成するSDPをLC/MSで測定したところ，サーモリシン以外の酵素による消化ではSDPの生成が認められなかった．このため，実生産の際に使用する酵素をサーモリシンの食品加工用酵素製剤に絞り，反応条件の最適化を行った．原料として用いる大豆タンパクや消化酵素であるサーモリシンの安定性・反応性に係る各種ファクター，消化反応中に生成する大豆タンパク質の部分消化物の各性質からSDP生産条件が設定された．商業規模で生産した大豆タンパク質のサーモリシン消化液を乾燥・粉末化し，SOYLAX_®パウダー生産方法を確立した．LC/MSを用いた分析により，得られたSOYLAX_®パウダーにはSDPが0.1％（w/w）含有していることを確認した．

図2■Soy–deprestatin（SDP）の生産法

2. SOYLAX_®の効果検証

得られたSOYLAX_®パウダーの効果を確認するため，マウスでの抗うつ様効果を検証した（図3図3■マウス尾懸垂試験によるSOYLAX_®の抗うつ様効果）．ddYマウスに100 mg/kg BWのSOYLAX_®を経口投与し，45分後に尾懸垂試験による無動時間を測定したところ，無動時間が有意に低下した．SOYLAX_®には，SDPと同様に抗うつ様効果があることが確認された．

図3■マウス尾懸垂試験によるSOYLAX_®の抗うつ様効果

ddYマウス（♂，n＝7）に水（溶媒コントロール）およびSOYLAX_Ⓡ（100 mg/kgBW）を経口投与．投与の45分後に尾懸垂試験を実施．6分間の試験中の無動時間の割合（％）を測定し，平均値（±標準誤差）を算出した．

さらに，マウスにSOYLAX_®を10 mg/kg BW/dayで5日間経口投与し，最終投与後24時間後に尾懸垂試験を行った（図4図4■マウスへの低用量SOYLAX_®の反復投与後の尾懸垂試験による抗うつ様効果確認試験）．その結果，単回投与での尾懸垂試験結果と同様に無動時間の有意な減少が観察され，10 mg/kg BWという低用量（SDPとして10 μg/kg BW）でも抗うつ様効果を示すことが明らかになった．SOYLAX_®は，単回投与ではマウスに対して10 mg/kg BW以下の投与量では，尾懸垂試験における無動時間の有意な減少が観察されないが，反復投与を行うことにより低用量においても抗うつ様効果があることを示唆している．

図4■マウスへの低用量SOYLAX_®の反復投与後の尾懸垂試験による抗うつ様効果確認試験

ddYマウス（♂，n＝7）に水（溶媒コントロール）およびSOYLAX_Ⓡ（10 mg/kgBW）を1日1回，5日間経口投与．最終投与の24時間後に尾懸垂試験を実施．6分間の尾懸垂試験中の無動時間の割合（％）を測定し，平均値（±標準誤差）を算出した．

SOYLAX_®とGABA，テアニンとの抗うつ様効果の比較

マウスにGABA，テアニン，そしてSOYLAX_®については含有するSDP量でそれぞれ1 mg/kg BWおよび0.1 mg/kg BWを経口投与し，45分後に尾懸垂試験を行いその効果を比較したところ（図5図5■GABA, テアニン，SOYLAX_Ⓡ（SDP）の抗うつ様効果の比較），1 mg/kg BWの投与量では3つの被験物質すべてにおいて有意な無動時間の減少が観察されたが，0.1 mg/kg BWの投与量ではGABAおよびテアニン投与群において無動時間の有意な減少が観察されず，SOYLAX_®（SDPとして0.1 mg/kg BW）投与群でのみ無動時間の有意な減少が観察された．SOYLAX_®に含まれるSDPは，尾懸垂試験において0.3 mg/kg BW以上で効果があることが報告されている⁽¹⁾1) M. Kohno, M. Hirotsuka, M. Kito & Y. Matsuzawa: J. Atheroscler. Thromb., 13, 247 (2006).．SOYLAX_®には，大豆タンパク質由来のさまざまなペプチドが含まれているため，一概にSDPのみの効果であるということは断定できないが，強い効果を有することが示唆される．

図5■GABA, テアニン，SOYLAX_Ⓡ（SDP）の抗うつ様効果の比較

ddYマウス（♂，n＝7）に水（溶媒コントロール），GABAおよびテアニン（1, 0.1 mg/kgBW），SOYLAX_Ⓡ（SDPとして0.1 mg/kgBW）を経口投与．投与の45分後に尾懸垂試験を実施し，6分間の試験中の無動時間の割合（％）を測定し，平均値（±標準誤差）を算出した．

SOYLAX_®効果検証ヒト試験①

マウスを用いた尾懸垂試験で抗うつ様効果が確認されたため，ヒトでの効果を確認することとし，ヒト試験「大豆由来ペプチド配合チュアブル錠が飲用者に与える心理的および生理的な影響評価」をランダム化プラセボ対照クロスオーバー法比較試験で検証した⁽³⁾3) 鹿島康浩，大橋邦啓，加藤莉那，松川泰治：薬理と治療，47, 1425 (2019).．SOYLAX_®を含有する被験食品（チュアブル錠）を作製しSOYLAX_®として1 gを経口摂取した．試験では14名の健康な被験者に対し試験品（SOYLAX_®含有チュアブル錠）あるいはプラセボを与えた後15分の計算課題を課し，計算課題の前後のストレス指標の変化をPOMS短縮版（profile of mood states：「緊張–不安」，「抑うつ–落込み」，「怒り–敵意」などの全6つの気分尺度を評価する質問紙法）および新版STAI（state-trait anxiety inventory：不安の2因子である「状態不安」と「特性不安」を測定するための質問紙法）により比較した．試験の結果，試験品摂取後の心理学的ストレス指標，POMSでの「抑うつ–落込み」およびSTAIでの「状態不安」のスコアがプラセボ摂取後と比較して有意に改善した．これらの結果はSOYLAX_®を含有するチュアブル錠の摂取が精神ストレスを緩和する効果を有する可能性を示唆した．

SOYLAX_®効果検証ヒト試験②

SOYLAX_®およびコラーゲンペプチドを含有するタブレット錠摂取による精神的ストレスに対する軽減効果について，ランダム化プラセボ対照クロスオーバー比較試験によって検証した．健康な被験者10名に対して試験物あるいはプラセボを与えた後，計算課題を課し経時的にストレス指標を質問紙（POMS短縮版および新版STAI），唾液コルチゾール濃度変化，脳波により測定した⁽⁴⁾4) 長谷川聖，加藤莉那，鹿島康浩，福田真一，大貫宏一郎，松川泰治：薬理と治療，49, 439 (2021).．試験の結果，試験物摂取群ではプラセボ摂取群と比較して，POMSでの「緊張–不安」のスコアの低下，唾液コルチゾール濃度の低下，脳波の高周波数成分の低下が観察された．これらの結果からSOYLAX_®およびコラーゲンペプチドを含むタブレットの摂取が，仕事や勉強で生じる緊張や不安等のストレスを軽減し，気分改善をもたらす可能性を示唆した．

SOYLAX_®効果検証ヒト試験③

SOYLAX_®配合タンパク質摂取がアスリートのストレス反応と主観的健康感に与える影響について，ランダム化プラセボ対照二重盲検平行群間比較試験にて検証を行った⁽⁵⁾5) 長谷川聖，加藤莉那，鹿島康浩，松川泰治，大貫宏一郎，倉崎信子：薬理と治療，49, 1157 (2021).．大学野球部に所属する男性で健康上の問題がない26名を被験者とした．被験者を無作為に13名ずつの2群に分け，被験者に対して試験品（SOYLAX_®含有タンパク質食）摂取群およびプラセボ摂取群を設定し，14日間，毎朝8時の練習開始前に粉末状のタンパク質食を水に溶かして摂取した．被験者には被験物摂取期間前日（Day0），摂取期間（Day1–14），被験物摂取終了翌日（Day15）に各評価（POMS短縮版，GHQ12（12-item general health questionnaire），MCL-S2（mood check list-short form.2）の質問紙法および唾液コルチゾール濃度測定を実施した．試験の結果，Day15の練習後にSOYLAX_®群はプラセボ群よりも有意に低い唾液コルチゾール濃度を示した．また，VAS試験においてDay9にSOYLAX_®群はプラセボ群よりも有意に高い得点を示した．これらの結果は，SOYLAX_®の摂取が運動により惹起される一過性の身体ストレスを緩和する効果および，体の動かしやすさに関する自覚を向上する効果を有する可能性を示唆した．

以上のヒトを対象にした試験の結果から，SDP含有素材であるSOYLAX_®にはマウスでの試験で得られた抗うつ様の効果がヒトに対しても認められ，ストレスや不安に対する緩和効果があることが示唆された．

SOYLAX_®のその他の効果

腸–脳連関よる脳機能への影響に関する論文は，近年になり年々増えているが未知の部分が多い．また，抑うつ状態の原因として脳内で生じる炎症が原因の一つであるという報告⁽⁶⁾6) X. Nie, S. Kitaoka, K. Tanaka, E. Segi-Nishida, Y. Imoto, A. Ogawa, F. Nakano, A. Tomohiro, K. Nakayama, M. Taniguchi et al.: Neuron, 99, 464 (2018).や，脳由来神経栄養因子（Brain derived neurotorophic factor:BDNF）の低下が関係している⁽⁷⁾7) Y. Shirayama, A. C.-H. Chen, S. Nakagawa, D. S. Russell & R. S. Duman: J Neurosci., 22, 3251 (2002).との報告も出てきている．さらに，アルツハイマー病をはじめとする神経変性疾患にも，神経炎症⁽⁸⁾8) W. Swardfager, K. Lanctot, L. Rothenburg, A. Wong, J. Cappell & N. Herrmann: Biol. Psychiatry, 68, 930 (2010).，神経新生の低下との関連性^{(9, 10)}9) E. P. Moreno-Jiménez, M. Flor-García, J. Terreros-Roncal, A. Rábano, F. Cafini, N. Pallas-Bazarra, J. Ávila & M. Llorens-Martín: Nat. Med., 25, 554 (2019).10) G. U. Hoeglinger, P. Rizk, M. P. Muriel, C. Duyckaerts, W. H. Oertel, I. Caille & E. C. Hirsch: Nat. Neurosci., 7, 726 (2004).が報告されるようになってきた．ヒト試験で得られたSOYLAX_®の抗ストレス，抗うつ，抗不安などメンタルヘルスに関連した効果は，上記基礎的な知見とどのように関連しているのかは興味深いテーマであり，現在も研究を続けている．SOYLAX_®投与による炎症やBDNFの変化についても追跡しており，これらの変化に関連した疾病予防への効果についても検討を続けている．

我が国は超高齢社会に突入し，脳に関連したさまざまな疾病が増加している．うつ病などの気分障害も世界的に増加の一途をたどっている．さらに，新型コロナウィルス感染症の流行による，外出自粛，在宅勤務によるこれまでとは異なるストレスの増加によるメンタルヘルスへの影響が現れる可能性もあり，うつ病をはじめとする気分障害を予防するための食品の開発は今後も重要性を増していくものと考えられる．われわれも，食品および食品素材の開発を通して医療に出来るだけ頼らない，食による健康維持に役立てるよう，研究開発を続けていきたい．