Reserch and Patent

前言

燕窝（海燕、Collocaliini）自古以来就以其美容效果和预防传染病的效果而闻名，也被用作中国的高级食材。众所周知，燕窝中的唾液酸含量很高。近几年的研究表明，唾液酸能够诱导产生IGF-1，进而参与维持全身功能性的稳态。Saber等人1)通过Framingham study（弗明汉研究），明确了血清IGF-1与脑梗塞、心肌梗塞等疾病的发病风险有着密切的关联。所以，为了预防脑梗塞、心肌梗塞等疾病的发病，必须要控制中高年龄段人群的血清IGF-1含量的下降。
松本等人2)在针对具有抗病毒活性的唾液酸肽进行探索的过程中发现，唾液酸含量与抗病毒活性并无关联，而与以唾液酸的结合部位为中心的糖链结构是相关的。金丸等人3)也发表过同样的报告，认为唾液酸的结合部位非常重要。
因此本公司认为，来自燕窝的含有唾液酸的功能性参与成分的结构必然重要，并针对在研究制造方法时得到的唾液酸的功能性也进行了研究。

1.提取来自于燕窝的唾液酸

已知动物唾液酸的糖链修饰有Asn型、粘蛋白型及蛋白多糖型等，无论哪种类型，氨基酸残基的结合方式均为β结合。燕窝中含有的唾液酸为粘蛋白型，存在于与Asn残基结合的糖链的非还原末端。糖链为β结合，进行β解离后，即可离析出含有唾液酸的低聚糖（唾液酸低聚糖：SAO®）。
为从燕窝中获得SAO®，要在碱性及酸性条件下进行提取。即向燕窝中加入10倍量的0.25%(w/w)的氢氧化钠水溶液，在碱性条件下进行提取。冷却后，通过离心分离及过滤除去不溶物。然后通过电透析脱盐，得到干燥的粉末。收获率约为30%。另外，再向燕窝中加入10倍量的0.5M盐酸溶液，在酸性条件下进行提取。收获率约为8%。用凝胶过滤确认SAO®的提取，结果如图1所示。图1的(1)为酸性条件下提取的唾液酸及糖的值，(2)为在碱性条件下提取的唾液酸及糖的值。酸性条件下提取时，唾液酸与糖的峰值无相关性，碱性条件下提取时，其峰值一致。由此可知，在碱性条件下对燕窝进行提取，可以得到SAO®。

图1：燕窝中提取的唾液酸低聚糖的状态

列：Toyopearl HW 40 S (10 x 800mm)
溶出液：50%乙醇溶液
流速：1ml/ml
分取：200滴/瓶

2.来自于燕窝的SAO®的功能性

自古以来，人们就将燕窝作为滋补食材而食用，但直到最近几年为止，仍没有明确其营养功能性成分。20世纪50年代时普遍认为燕窝中的唾液酸发挥了作用。虽然其成分的功能性表达机制尚不清楚，但近年来在抗衰老研究中，唾液酸再度受到关注。Malicdan4)、野口和5)冈嶋等人6)于2009年分别明确提出唾液酸能够诱导IGF-1的产生，并发现了多种生理和药理功能。因此，本公司认为燕窝的功能并非通过细胞增殖因子等直接发生作用，而是在体内通过某种信号产生的。
那么，测定SAO®对人体正常细胞增殖能力的影响，如表1所示。将SAO®的添加量为0mg/ml（空白）时作为100%，计算各添加量时的细胞增殖率。SAO®是普遍公认的存在于唾液酸中具有浓度依赖性的细胞增殖能力的物质。但是，由于这种现象在唾液酸的标准品中也能够得到确认，因此认为这不是来自于燕窝的作用。由于已经明确了唾液酸能够产生IGF-1，所以通过测定IGF-1来测定SAO®的功能，如图2所示。另外，还测定SAO®除IGF-1以外的各种生长因子的产生能力，如表2所示。除IGF-1外，还增加了除PDGF（表2-4）以外的FGF-β（表2-1）、EGF（表2-2）及HGF（表2-3）的产生。其增加率超过了50%。由于PDGF是源自血小板的增殖因子，因此在培养系统中无法确认对产生PDGF的影响，但在生物系统（体内）中可以得到不同的结果。SAO®的细胞活性显著高于用作标准的自由唾液酸（FAS）。

表1：SAO®作用下人体正常纤维芽细胞的增殖率

将SAO®的添加量为0mg/ml（无添加；对照）作为100%时，显示各添加量下的细胞增殖率。

图2：作用于人体正常细胞的SAO®对IGF-1产生的影响

表2：作用于人体正常细胞的SAO®对各种生长因子产生的影响

表2-1: FGF-b

表2-2: EGF

表2-3: HGF

表2-4: PDGF

生物体内聚集了各种不同功能的细胞。这些细胞的间隙被细胞外基底膜（Extra cellular matorix；ECM）填充，保持正常的ECM，能够抑制各种慢性疑难性炎症性疾病的产生。但是，构成该ECM的蛋白质、多糖体以及脂质极易发生变性，非常容易因心理上、物理上、环境因素以及年龄增加等各种因素而破坏。通常，从破坏到再生的机制对组织正常化来讲是一个十分重要的过程，但是如果在再生过程中出现障碍，就会缓慢地发展为慢性疑难性疾病，显著地降低生活质量（QOL）。代表性的慢性疑难性炎症性疾病如类风湿性关节炎、溃疡性大肠炎和克罗恩病等炎症性肠病、多发性硬化症。这些疾病的治疗药物主要是免疫抑制剂，长期使用会产生易感染、癌变等更严重的副作用。
由于这些原因，抑制ECM的破坏和再生时的障碍就变得十分重要。由于几乎无法分析SAO®对ECM所有构成成分的影响，因此探讨了其对胶原蛋白、含透明质酸的葡萄糖胺聚糖（GAG）类物质的影响。
通过作用于人体正常成纤维芽细胞，测定了SAO®对ECM的主要蛋白质——1型胶原蛋白产生的作用结果，如图3所示。添加5pg/ml的标准品唾液酸时，1型胶原蛋白的产生量与无添加相比，约促进了10倍的产生量，而将SAO®作为唾液酸添加5pg/ml时的结果为0.532，与无添加的0.0251相比，约促进了20倍以上的产生量。结果表明，SAO®的添加量为1mg/ml时，能够促进细胞增殖10%，同时促进除PDGF外的肝素结合性增殖因子（IGF-1、FGF-β、EGF、HGF）的产生，还能促进胶原蛋白和透明质酸等GAG的产生等，具有维持生物体健康所必须的生理作用。

图3：SAO®对1型胶原蛋白产生的影响

结语

燕窝（海燕、Collocaliini）自古以来就以其美容效果和预防传染病的效果而闻名，近年来，它的功能性成份——唾液酸也备受关注。现已明确唾液酸会诱导IGF-1的产生，与全身的功能维持和改善息息相关。但是，唾液酸含量与抗病毒活性无明显联系，而以唾液酸结合部位为中心的糖链结构至关重要。由此可知，含有来自于燕窝唾液酸的功能性参与成分的结构当然也很重要，因此对其提取方法进行了研究，并在碱性条件下提取出了SAO®。该唾液酸低聚糖的分子量为1.7k~2.3kDa，且唾液酸与己糖的质量比为0.5~0.9时，能够观察到最高的活性。
证明，SAO®可以诱导产生IGF-1、FGF-β、EGF、以及HGF等所谓的肝素结合性生长因子。此外，虽然没有显示数据，但也观察到其能够诱导所有胶原蛋白的产生。
这些结果表明，来自于燕窝的SAO®能够通过产生各种生长因子、防止细胞外基底膜的破坏，进而维持生物体功能的稳定，是一种非常重要的物质7）。特别是随着年龄的增长人体内的IGF-1也会减少，60多岁时的含量，是20多岁时的含量的1/2左右。可以推测，这个现象可能就是所谓的年龄增长性疾病的诱因，本公司认为来自于燕窝的SAO®是参与控制IGF-1减少的首选。

参考文献

1）Saber H., et. al.: Stroke, 48(7), 1760-1765 (2017)
2）松本光晴等：日本畜产学会报，73(1), 49-56 (2002)
3）Kanamaru Y., et. al.: Biosci. Biotechnol. Biochem., 63 (1), 246-249 (1999)
4）Malicdan M. C., et. al.: Nature Medicine, 15(6), 690-695 (2009)
5）野口悟：生化学, 83(4), 316-320 (2011)
6）冈嶋研二：Fragrance J., 37(10), 43-47 (2009)
7）谷久典等：药理与临床, 27(4), 187-193 (2017)