安全な高吸収化機能性食品の開発支援を目指した、安全性評価のための指標の抽出と標準化に向けた研究

文献情報

• 文献番号: 202024005A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: 安全な高吸収化機能性食品の開発支援を目指した、安全性評価のための指標の抽出と標準化に向けた研究
• 研究課題名（英字）: -
• 課題番号: H30-食品-若手-002
• 研究年度: 令和2(2020)年度
• 研究代表者(所属機関): 長野 一也(国立大学法人大阪大学 大学院薬学研究科)
• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 健康安全確保総合研究分野 食品の安全確保推進研究
• 研究開始年度: 平成30(2018)年度
• 研究終了予定年度: 令和2(2020)年度
• 研究費: 10,047,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

本研究では、機能性食品の中でも、リスクに直結する可能性がある「吸収性を改善(曝露量が増加)した機能性食品」に着目し、独自の「物性-動態-毒性の連関解析手法」を適用することで、安全な高吸収化機能性食品を開発する際の指標（動態学的因子など）の抽出を目的とする。具体的には、独自処方の高吸収性非晶質クルクミンを開発する中で、吸収特性(水溶性/消失速度など)の異なる製剤を多数有しているため、それらの物性と動態、毒性を比較することで、高吸収化製剤の安全性を評価するうえでの指標を抽出し、開発する際の安全性評価の標準化・ガイドライン策定に資する知見の収集が期待される。

研究方法

物性評価には、Viscosizer-TDを用いて、拡散係数を解析した。また、動態評価のうち、吸収はラットを用いて、Area Under Curveを比較し、排泄はLC-MS/MS系を活用して定量した。毒性は、老化マウスを活用して評価した。

結果と考察

上記の目的を達成するために、1年目では、各項目について解析するためのアッセイ系の足がかりが構築できた。また、2年目では、アッセイ系の最適化とともに、実際に、様々な非晶質製剤を比較することで、品質に関わる知見や評価指標を抽出できた。さらに、本年度（3年目）では、以下の通り、品質に関わる知見や評価指標を引き続き抽出しつつ、対応策を含めた知見が収集できた。
1) 「各製剤中のCURの拡散速度」を指標に、非晶質性の質（高水溶性の維持）を担保しうることを提示。
2) 分散剤の使い分けで、吸収プロファイル（速効型/徐放型）を制御しうることを提示。
3) CURは、既知経路である胆汁酸排泄のみならず、尿中にも排泄されていることが提示。
4) 老化によって、より高感度に非晶質CURの毒性を観察できると仮説したものの、本実験系では、安全性の高感度な評価指標を見出すことはできなかった。

結論

これらの成果をまとめて考えることで、安全な高吸収化機能性食品の開発のためには、以下の対応策を講じることが重要な可能性を提示した。
1. [水溶性]と[安定性]の解析から、高水溶性非晶質製剤の品質を担保するためには、①アルミ蒸着袋のように、「包装」を考慮するか、②水溶性と製剤的安定性のバランスで「分散剤：PGFEの配合量」を調整するか、③非晶質化させるための「適切な分散剤の選択」を考慮することが、高吸収化非晶質製剤の品質担保に対する対応策になりうる。
2. [動態]と[水溶性・吸収性]の解析から、単に、水溶性を高めて、吸収性を亢進（AUCが大きい）させることだけではなく、その質（最高血中濃度や徐放性）を考慮し、高分子ポリマーや分散剤を使い分けることによって、吸収プロファイル（速効型・徐放型）を変化させることができるため、安全で有用な製剤設計を最適化することが可能である。
3. [蓄積性]と[代謝]、[毒性]の解析から、安全性評価においては、労力のかかる亜急性毒性試験（90日間の反復連日投与試験）や慢性毒性試験（12ヶ月間の反復連日投与試験）だけに頼るのではなく、MS4の蓄積性や、代謝や排泄の程度や速度を評価項目として理解することが、高確度で理論的な毒性発現予測につながりうることを提示した。
※ 行政評価でも指摘されている汎用性評価を見据え、CUR以外の成分への適用を試みた結果、同様の非晶質処方により、レスベラトロール/シリマリンも水溶性が向上することから、更なる検証は必要なものの、本事業の成果は、他成分に対しても適用できる可能性が提示された。

公開日・更新日

• 公開日: 2021-11-29
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 202024005B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: 安全な高吸収化機能性食品の開発支援を目指した、安全性評価のための指標の抽出と標準化に向けた研究
• 研究課題名（英字）: -
• 課題番号: H30-食品-若手-002
• 研究年度: 令和2(2020)年度
• 研究代表者(所属機関): 長野 一也(国立大学法人大阪大学 大学院薬学研究科)
• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 健康安全確保総合研究分野 食品の安全確保推進研究
• 研究開始年度: 平成30(2018)年度
• 研究終了予定年度: 令和2(2020)年度
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

本研究では、機能性食品の中でも、リスクに直結する可能性がある「吸収性を改善(曝露量が増加)した機能性食品」に着目し、独自の「物性-動態-毒性の連関解析手法」を適用することで、安全な高吸収化機能性食品を開発する際の指標（動態学的因子など）の抽出を目的とする。具体的には、独自処方の高吸収性非晶質クルクミンを開発する中で、吸収特性(水溶性/消失速度など)の異なる製剤を多数有しているため、それらの物性と動態、毒性を比較することで、高吸収化製剤の安全性を評価するうえでの指標を抽出し、開発する際の安全性評価の標準化・ガイドライン策定に資する知見の収集が期待される。

研究方法

物性評価には、1H-NMRやIRなどを用いて、分子間相互作用を解析した。また、安定性の評価には、40℃/75% RHによる加速試験を実施した。動態評価のうち、吸収はラットを用いて、AUCを比較し、分布/蓄積/代謝/排泄はLC-MS/MS系を活用して定量した。毒性は、90日間の反復投与などにより評価した。

結果と考察

上記の目的を達成するために、3年間研究を推進し、以下の通り、品質に関わる知見や評価指標を抽出収集できた。
1)分子間相互作用について：・1H-NMRで「半値幅」を指標に、非晶質性の質（製剤の均一性）を評価可能なことが提示、・IRで「CURピークのシフトの程度」を指標に、非晶質性の質（製剤の均一性）を評価可能なことが提示、・NOESYで「CUR同士の相関ピークの消失」を指標に、非晶質性の質（製剤の水溶性）を評価可能なことが提示、・Taylor分散分析で「CURの拡散速度」を指標に、非晶質性の質（水溶性の維持）を評価可能なことが提示
2)安定性について：・外観のみならず、X線回折で「ハローピーク」を指標に、非晶質の安定性を評価可能なことが提示
3)動態学的因子について：・吸収プロファイルや、吸収後のコンパートメントモデルをフィッティングし、「Cmax, Tmax, AUC、α相/β相の速度といった動態学的因子」を指標にすることで、効能の発現予測/安全性を推定可能なことが提示
4)組織分布/蓄積について：・各組織での分布量（経時的な解析により蓄積量）を評価できる分析系を構築することで、「分布量や蓄積量」を指標に、安全性を推定可能なことが提示
5)代謝/排泄について：・代謝物を特定し、その定量系を構築することで、「代謝物量や排泄量」を指標に、安全性を推定可能なことが提示「代謝物」を1つの指標にすることで、経口曝露後に吸収されずに糞便排泄されているのか、体内に吸収されたうえで、胆汁酸排泄されているのかを推定可能なことが提示
6)毒性について：「分布量の多い組織」を指標にすることで、毒性発現を観察しやすくなることが推定された。ただし、食経験があって、安全性の高い成分の評価にあたっては、in vitro試験の結果や動態（ADME）の結果と組み合わせて考慮することも求められる。

結論

これらの成果をまとめて考えることで、安全な高吸収化機能性食品の開発のためには、以下の対応策を講じることが重要な可能性を提示した。
① [水溶性]と[安定性]の解析から、PGFEのような分散剤を追加配合した高水溶性非晶質製剤は、非晶質性に影響を与えないものの、外観として、固化しやすくなるため、その品質を担保するためには、①アルミ蒸着袋のように、「包装」を考慮するか、②水溶性と製剤的安定性のバランスで「分散剤：PGFEの配合量」を調整するか、③非晶質化させるための「高分子ポリマーや分散剤の吸湿性」を考慮し、「適切な分散剤の選択」することが、高吸収化非晶質製剤の品質担保に対する対応策になりうる。
② [動態]と[水溶性・吸収性]の解析から、単に、水溶性を高めて、吸収性を亢進（AUCが大きい）させるだけではなく、その質（最高血中濃度や徐放性）を考慮し、高分子ポリマーや分散剤を使い分けることによって、吸収プロファイル（速効型・徐放型）を変化させることができるため、安全で有用な製剤設計を最適化することが可能である。
③ [蓄積性]と[代謝]、[毒性]の解析から、安全性評価においては、労力のかかる亜急性毒性試験（90日間の反復連日投与試験）や慢性毒性試験（12ヶ月間の反復連日投与試験）だけに頼るのではなく、MS4の蓄積性や、代謝や排泄の程度や速度を評価項目として理解することが、高確度で理論的な毒性発現予測につながりうることを提示した。
※ 当該研究では、クルクミンの高水溶性・高吸収性非晶質製剤をモデルに選択したものの、同様の非晶質処方により、レスベラトロールやシリマリンも水溶性が向上することを見出した。今後、さらなる検証・確認は必要なものの、本事業で収集された成果は、他の成分に対しても適用できる可能性が提示された。

公開日・更新日

• 公開日: 2021-11-29
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 202024005C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: 高吸収性機能性食品の安全性を評価するための指標を抽出し、収集された科学的知見から、安全な高吸収化機能性食品を開発支援するための対応策を提案した。
• 臨床的観点からの成果: 本研究において、臨床的観点は該当外
• ガイドライン等の開発: 審議会等で参考にされた場合や、行政政策に反映されたことは現状なし
• その他行政的観点からの成果: 審議会等で参考にされた場合や、行政政策に反映されたことは現状なし
• その他のインパクト: 食品化学新聞（2018年9月20日3面）と化学工業日報（2019年10月30日（水）1面のトップ記事）に、取り上げられた。

発表件数

• 原著論文（和文）: 0件
• 原著論文（英文等）: 1件
• その他論文(和文): 1件
• その他論文(英文等): 0件
• 学会発表(国内学会): 17件
• 学会発表(国際学会等): 1件
• その他成果(特許の出願): 3件
• その他成果(特許の取得): 0件
• その他成果(施策への反映): 0件
• その他成果(普及・啓発活動): 0件

特許

• 特許の名称: クルクミン含有製剤
• 詳細情報: 分類: ; 特許番号: WO/2018/159852 ; 発明者名: 野一也、原田和生、東阪和馬、堤 康央、中尾友洋

• 特許の名称: クルクミン含有製剤、並びにその吸収性又は溶出性の評価方法
• 詳細情報: 分類: ; 特許番号: WO/2018/159853 ; 発明者名: 長野一也、東阪和馬、堤 康央、木下圭剛

• 特許の名称: クルクミン含有製剤、並びにその吸収性又は溶出性の評価方法
• 詳細情報: 分類: ; 特許番号: 特願2018-37731 ; 発明者名: 長野一也、吉田卓也、東阪和馬、堤 康央、木下圭剛

主な原著論文20編（論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限る）

• 原著論文1: Kazuya Nagano, Tomohiro Nakao, Mariko Takeda et al; Polyglycerol fatty acid ester contributes to the improvement and maintenance of water solubility of amorphous curcumin by suppressing the intermolecular interaction and the diffusion rate of curcumin; Food Chemistry , 437 , 137866- (2024); 10.1016/j.foodchem.2023.137866.

公開日・更新日

• 公開日: 2021-11-29
• 更新日: 2025-05-26

収支報告書

• 文献番号: 202024005Z
• 報告年月日: 2022年04月08日

収入

• (1)補助金交付額: 13,061,000円
• (2)補助金確定額: 13,061,000円
• 差引額 [(1)-(2)]: 0円

支出

研究費 (内訳)	直接研究費	物品費	9,868,729円
		人件費・謝金	0円
		旅費	0円
		その他	178,271円
	間接経費		3,014,000円
合計			13,061,000円

備考

• 備考: -

公開日・更新日

• 公開日: 2022-07-01
• 更新日: -