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ラムナン硫酸

ラムナン硫酸（ラムナンりゅうさん、rhamnan sulfate）は、緑藻類のヒトエグサ、スジアオノリ、アナアオサ[1][2]や微細藻類のスピルリナ [3]などに含まれる多糖類の一種。その中でもヒトエグサでの含有量が最も高い[1]。平均分子量は数万から数百万、主な構成糖はL-ラムノースと硫酸化L-ラムノースで、硫酸化多糖でもある。ラムナン硫酸にはまだまだ未知の部分が多く、これからの研究・発展が期待される多糖である。

研究

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硫酸化多糖には、コンドロイチン硫酸、デルマタン硫酸、ヘパラン硫酸、フコイダンなど色々なものがあり、これらは以前から研究されていたが、ラムナン硫酸についてはほとんど研究がされていなかった。1980年代に埼玉大学の前田昌徹教授らがヒトエグサのラムナン硫酸に着目、研究した結果、その構造や血液凝固阻害活性が明らかになった[1][2][4]。これが、ラムナン硫酸の本格的な研究の始まりである。ラムナン硫酸による様々な生体への作用が報告されている[4][5]。

抗血液凝固作用と血管内皮細胞に対する抗炎症作用
ラムナン硫酸は血液の凝固を阻止する抗血液凝固作用をもつことが知られている。これは血栓形成予防につながる。試験管内での抗トロンビン活性[4] [6][7][8]、活性化部分トロンボプラスチン時間やプロトロンビン時間の延長による抗血液凝固作用[9][10][11][12][6]が報告され、アンチトロンビン依存的にトロンビンを阻害することが示されている[6][8]。さらにラットにラムナン硫酸を投与することにより活性化部分トロンボプラスチン時間やプロトロンビン時間の延長が認められ[10][11]、n vivoでも抗血液凝固作用が認められている。また生活習慣病や血栓症などの様々な病気の原因となる血管内皮細胞に対するラムナン硫酸の抗炎症作用が培養細胞を用いた実験で明らかになっている[6]

抗ウイルス作用
抗ウイルス作用についても比較的古くから研究がなされ、培養細胞を使った単純ヘルペスウイルスI型、サイトメガウイルス、エイズウイルス、インフルエンザウイルスやコロナウイルス等のエンベロープ型ウイルスに対する抗ウイルス活性が知られている[13][14][15]。さらにインフルエンザA型ウイルスを用いて詳細な評価がなされており、ウイルスの細胞への吸着、侵入過程を阻害することが明らかになっている[15]。さらにマウスでのインフルエンザ増殖抑制効果、中和抗体価産生刺激効果[15]、マウスでのエンテロウイルスに対する増殖抑制効果[16]が報告されおり、in vivoでも抗ウイルス作用を示すことがわかっている。

生活習慣病に対する作用
生活習慣病に絡んでゼブラフィッシュを使ったラムナン硫酸の体重増加抑制作用と肝臓脂質沈着制御作用[17]、ヒト試験でのラムナン硫酸4週間摂取による血中コレステロールの低下作用[18]、ラットとヒトでラムナン硫酸摂取による血糖値上昇抑制作用[19]が知られている。

その他
ヒアルロン酸は皮膚において水分の保持や柔軟性の維持に重要な役割を持っている。これが減少すると皮膚の乾燥やしわの原因となる。ヒアルロニダーゼはヒアルロン酸を分解する酵素であり、これを阻害することは皮膚の乾燥やしわの防止になると考えられている。実際にラムナン硫酸の試験管内でのヒアルロニダーゼ阻害活性[20]が認められている。

参考文献

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  1. ^ a b c Maeda M, Uehara T, Harada N, Sekiguchi M, Hiraoka A. Heparinoid-active sulphated polysaccharides from Monostroma nitidum and their distribution in the chlorophyta. Phytochemistry. 1991;30(11):3611-4. doi: 10.1016/0031-9422(91)80076-D.
  2. ^ a b Lee J-B, Yamagaki T, Maeda M, Nakanishi H. Rhamnan sulfate from cell walls of Monostroma latissimum Phytochemistry. 1998;48(6):921-5. doi: 10.1016/S0031-9422(97)00927-8.
  3. ^ Lee JB, Srisomporn P, Hayashi K, Tanaka T, Sankawa U, Hayashi T. Effects of structural modification of calcium spirulan, a sulfated polysaccharide from Spirulina platensis, on antiviral activity. Chem Pharm Bull (Tokyo). 2001;49(1):108-10. doi: 10.1248/cpb.49.108.
  4. ^ a b c Harada N, Maeda M. Chemical structure of antithrombin-active Rhamnan sulfate from Monostrom nitidum. Biosci Biotechnol Biochem. 1998;62(9):1647-52. doi: 10.1271/bbb.62.1647.
  5. ^ Suzuki K, Terasawa M. Biological Activities of Rhamnan Sulfate Extract from the Green Algae Monostroma nitidum (Hitoegusa). Mar Drugs. 2020;18(4). doi: 10.3390/md18040228.
  6. ^ a b c d Okamoto T, Akita N, Terasawa M, Hayashi T, Suzuki K. Rhamnan sulfate extracted from Monostroma nitidum attenuates blood coagulation and inflammation of vascular endothelial cells. J Nat Med. 2019;73(3):614-9. doi: 10.1007/s11418-019-01289-5.
  7. ^ Li H, Mao W, Hou Y, Gao Y, Qi X, Zhao C, et al. Preparation, structure and anticoagulant activity of a low molecular weight fraction produced by mild acid hydrolysis of sulfated rhamnan from Monostroma latissimum. Bioresour Technol. 2012;114:414-8. doi: 10.1016/j.biortech.2012.03.025.
  8. ^ a b Li N, Liu X, He X, Wang S, Cao S, Xia Z, et al. Structure and anticoagulant property of a sulfated polysaccharide isolated from the green seaweed Monostroma angicava. Carbohydr Polym. 2017;159:195-206. doi: 10.1016/j.carbpol.2016.12.013.
  9. ^ Liu X, Hao J, He X, Wang S, Cao S, Qin L, et al. A rhamnan-type sulfated polysaccharide with novel structure from Monostroma angicava Kjellm (Chlorophyta) and its bioactivity. Carbohydr Polym. 2017;173:732-48. doi: 10.1016/j.carbpol.2017.06.031.
  10. ^ a b Liu X, Du P, Liu X, Cao S, Qin L, He M, et al. Anticoagulant Properties of a Green Algal Rhamnan-type Sulfated Polysaccharide and Its Low-molecular-weight Fragments Prepared by Mild Acid Degradation. Mar Drugs. 2018;16(11). doi: 10.3390/md16110445.
  11. ^ a b Liu X, Wang S, Cao S, He X, Qin L, He M, et al. Structural Characteristics and Anticoagulant Property In Vitro and In Vivo of a Seaweed Sulfated Rhamnan. Mar Drugs. 2018;16(7). doi: 10.3390/md16070243.
  12. ^ Yamashiro Y, Nakamura M, Yogi T, Teruya T, Konishi T, Uechi S, et al. Anticoagulant Activity of Rhamnan Sulfate Isolated from Commercially Cultured Monostroma nitidum. Int J Biomed Mater Res. 2017;5(3):37-43. doi: 10.11648/j.ijbmr.20170503.12.
  13. ^ Lee JB, Hayashi K, Hayashi T, Sankawa U, Maeda M. Antiviral activities against HSV-1, HCMV, and HIV-1 of rhamnan sulfate from Monostroma latissimum. Planta Med. 1999;65(5):439-41. doi: 10.1055/s-2006-960804.
  14. ^ Lee JB, Hayashi K, Maeda M, Hayashi T. Antiherpetic activities of sulfated polysaccharides from green algae. Planta Med. 2004;70(9):813-7. doi: 10.1055/s-2004-827228.
  15. ^ a b c Terasawa M, Hayashi K, Lee JB, Nishiura K, Matsuda K, Hayashi T, et al. Anti-Influenza A Virus Activity of Rhamnan Sulfate from Green Algae Monostroma nitidum in Mice with Normal and Compromised Immunity. Mar Drugs. 2020;18(5):254. doi: 10.3390/md18050254.
  16. ^ Wang S, Wang W, Hao C, Yunjia Y, Qin L, He M, et al. Antiviral activity against enterovirus 71 of sulfated rhamnan isolated from the green alga Monostroma latissimum. Carbohydr Polym. 2018;200:43-53. doi: 10.1016/j.carbpol.2018.07.067.
  17. ^ Zang L, Shimada Y, Tanaka T, Nishimura N. Rhamnan sulphate from Monostroma nitidum attenuates hepatic steatosis by suppressing lipogenesis in a diet-induced obesity zebrafish model. J Funct Foods. 2015;17:364-70. doi: 10.1016/j.jff.2015.05.041.
  18. ^ 西川政勝, 三井雅之, 梅田幸嗣, 北岡義国, 高橋良枝, 田中茂男. 正常高値および軽症高コレステロール血症者における食用海藻ヒトエグサ抽出硫酸多糖類の血中コレステロールにおよぼす影響 新薬と臨牀. 2006;55(11):1763 -70.
  19. ^ 上村佑也, 橋口健司, 長田裕子, 坂智秀, 吉田睦子, 牧野陽介, et al. 緑藻ヒトエグサの血糖値上昇抑制作用. 日本食品科学工学会誌. 2010;57(10):441-5. doi: 10.3136/nskkk.57.441.
  20. ^ 山元裕太, 大薗紅葉, 大石智博, 大島賢治, 満生慎二, 柿原秀己, et al. 養殖ヒトエグサ由来ラムナン硫酸のヒアルロニダーゼ阻害活性. 日本食品科学工学会誌. 2016;63(11):545-9. doi: 10.3136/nskkk.63.545.


外部リンク

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