関節対応素材としてもすぐれた効果示す注目の原料 「プロテオグリカン」

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情報提供 : 一丸ファルコス株式会社
関節対応素材としてもすぐれた効果示す注目の素材 「プロテオグリカン」

美容素材として急速に認知度を高めるプロテオグリカン。

巨大で複雑な分子構造ゆえに抽出が困難で、一般化するまでには長い研究期間を要したが、その優れたパフォーマンスでいまや “奇跡の新素材” として注目を集め、市場を拡大している。本特集では、関節対応素材としてのプロテオグリカンの高い機能性についてレポートする。

2大美容素材 凌駕するパフォーマンス
軟骨組織 細胞外マトリックス イメージ図

美肌成分として認知度の高い素材といえば、ヒアルロン酸やコラーゲンがある。プロテオグリカンは、そうした素材同様、動物の軟骨などに多く含まれ、ヒアルロン酸やコラーゲンと協調して効果を発揮する。単体としても、優れた効果が確認されており、2大美容素材を上回るパフォーマンスを誇る。

保水性、弾力性、潤滑性は、他の糖鎖類よりも高く、細胞の増殖や分化、細胞外マトリックスの改善、免疫機構の調整などにも優れた効果が確認されている。

大学や青森県の研究機関、起業などにより進む様々な研究

プロテオグリカンの研究は、弘前大学の高垣教授により始められ、他の大学、青森県の研究機関やプロテオグリカン研究所及び企業によるさまざまな研究が進められている。EGFとしての作用のほか、ヒアルロン酸を超える保湿性など肌に対する内外美容の効果と軟骨に対する再生や維持に関する研究、膝関節の臨床結果なども良い結果が得られている。難病指定の潰瘍性大腸炎などに対する効果も分かりつつある。


関節対応素材としても優れた研究成果が報告
軟骨前駆細胞増殖作用

ATDC5細胞を用いたin vitro 軟骨多段階分化モデルを用いたプロテオグリカンによる軟骨前駆細胞増殖作用の検討においては、無添加に比べ、有意な軟骨前駆細胞増殖促進作用が確認されている。比較対象のグルコサミン、コンドロイチン硫酸、コラーゲンでは影響がみられなかった。ヒアルロン酸においては若干の細胞増殖作用が認められた。

プロテオグリカンによる軟骨前駆細胞増殖作用の検討
プロテオグリカンの軟骨分化促進作用

軟骨分化促進作用においては、プロテオグリカンは非添加に比べ、有意に軟骨分化を促進した。ここでもヒアルロン酸に若干の細胞増殖促進作用が認められたが、グルコサミン、コンドロイチン硫酸、コラーゲンでは影響がみられなかった。。

各試料の軟骨分化促進作用

軟骨前駆細胞を増殖させ、軟骨細胞への分化が促進されることで軟骨の再生が促され、軟骨から骨に変わる骨化が抑制されることから、プロテオグリカンによる変形性関節症の予防および改善が期待できるといえるだろう。

臨床試験

膝関節症を有する被験者を対象にした臨床試験も行われている。医師によるJOA(日本整形外科学会変形性膝関節症治療成績判定基準※1)およびJKOM(日本版変形性膝関節症患者機能評価尺度※2)、VAS(視覚的アナログ尺度※3)で、疼痛改善の評価を行った。

プロテオグリカンFによるJOAの変化 等

その結果、JKOM、VASおよびJOAは摂取前との比較で優位に症状の緩和がみられた。このことから、プロテオグリカンによる関節痛の緩和効果が期待できる。

  • ※1)日本整形外科学会が定めた膝関節の機能評価基準で医師が判定を行う。
  • ※2)日本整形外科学会・日本運動器リハビリテーション学会・日本臨床整形外科学会などで用いられる診断基準。被験者によるアンケートで自覚症状を点数化する。
  • ※3)疼痛を数値化するもの。100mmスケールを用い、症状がない状態を0、これまでに経験した最も激しい痛みを100とし、現状の痛みがどの程度かを被験者が示す。
  • ◆プロテオグリカンF:弘前大学と株式会社角弘との共同研究*により、資源を有効利用したサケ鼻軟骨から高純度かつ大量にプロテオグリカンを精製する技術を確立し(特許第3731150号)、一丸ファルコスが製品化
軟骨代謝の改善
プロテオグリカンによるC2C/CP業罎慮詐などが確認

軟骨代謝の指標として、軟骨分解マーカーのC2C(況織灰蕁璽殴鵐灰薀殴福璽縞解ネオエピトープ)と軟骨合成マーカーCP供吻況織廛蹈灰蕁璽殴C末端プロペプチド)が用いられる。健常者の場合、図のように両者のバランスが取れており、変形性膝関節症患者では血清C2C値やC2C/CP業罎健常者に比べ高いことが報告されている。臨床試験では、プロテオグリカンによるC2C/CP業罎慮詐などが確認されている。

 
 
腸管吸収も確認済み

美容・健康食品、化粧品など、すでに様々な形で商品化されている鮭鼻軟骨由来のプロテオグリカン。ラットの腸管を使った試験により腸管吸収が確認されているほか、安定性についても、熱安定性、ph安定性試験が行われている。

幅広い効能でさらなる市場拡大に期待
プロテオグリカンはアンチエイジング素材としても期待されている

よく知られる美容効果のみならず、軟骨再生作用や骨代謝異常改善作用などでも優れた効果が実証されているプロテオグリカン。美容・健康へのすぐれた有効性は、新たな国民病といわれるロコモティブシンドロームもカバーし、文字通りアンチエイジング素材としても今後、大いに市場を拡大していきそうである。

 
公益財団法人21あおもり産業総合支援センター プロテオグリカン産業クラスター戦略チーム プロジェクトディレクター 阿部 馨氏
益財団法人21あおもり産業総合支援センター プロテオグリカン産業クラスター戦略チーム プロジェクトディレクター阿部 馨氏
関節対応素材としてのプロテオグリカンの可能性

私どもはこれまでにプロテオグリカンをコアとした津軽ヘルス&ビューティー産業クラスターの創生という課題に取り組んできました。今年に入って複数の大手健康食品メーカーや化粧品会社が参入し、わずか3か月ほどで40近い商品化が実現しました。こうした取り組みとしては非常に突出した結果といえると思います。その理由としては、弘前大学の医学部が長年にわたり研究を続けてきたという点、県の研究であるという信頼性、そもそもの素材のよさ、といった部分が、業界関係者はもちろん、消費者へもしっかりと信頼できるものとして伝わったことにあるのではないかと考えています。今後は、こうした取り組みで蓄積したノウハウを県の他の素材などへ応用し、生かしていきたい。さらに次のステップとしてプロテオグリカンの研究をもう一歩進め、医薬品への応用なども視野に入れたフェーズを目指していきたいと考えています。

プロテオグリカン産業クラスター戦略チーム プロジェクトディレクター阿部 馨氏 プロフィール

1984年に弘前大学理学研究科修士課程(生物学専攻)修了(理学修士)後、同大医学部薬理学教室助手を経て、1989年青森県産業技術開発センター技師。青森県工業技術センター弘前地域技術研究所研究管理員、弘前大学医学研究科(生理系専攻)修了(医学博士)を経た後、青森県産業技術センター弘前地域研究所部長(技術普及部)、地方独立行政法人青森県産業技術センター部長総括研究管理員部長事務取扱(バイオテクノロジー部)を歴任。地域イノベーション産業支援プログラム研究統括から21あおもり産業総合支援センターに出向し、現在に至る。

産官学連携

プロテオグリカンの急拡大には青森県の後押しが大きく寄与している。2011年11月に医療健康福祉分野の新産業振興基本戦略を策定。プロテオグリカンに約3,000万円の予算を計上。県内企業や弘前大学、青森県産業技術センターなどと連携し、成果を出した。2013年には、イノベーションネットアワードで最高賞となる文部科学大臣賞を受賞。2013年7月には、青森県プロテオグリカンブランド推進協議会を設立し、認証マーク「あおもりPG」も発行している。

認証マーク「あおもりPG」
かつては抽出コスト 1g3,000万円

機能性素材として、目を見張る可能性を秘めたプロテオグリカンだが、広く知られるまでには時間を要した。その理由は、同素材の複雑な構造と巨大さゆえの抽出の難しさにあった。すぐれた機能で、製品化が待望されていたものの、研究初期には抽出するのに1gあたり、3,000万円ものコストがかかった。しかし、研究が進み、量産化に成功。鮭の鼻軟骨を原料とすることで一気に製品化が進んだ。

鮭の鼻軟骨を原料とすることで製品化が進んだ
プロテオグリカン末端商品

美容と健康に優れた効果が確認されているプロテオグリカンを配合した製品も続々と発売されている。青森県でリンゴ酢を追求し続けるカネショウは、プロテオグリカンを配合した黒りんご酢「女神の林檎」を取り扱う。ファンケルは、体を支える“要”のための新発想サプリメント「コシラックス」を今秋より発売開始した。

女神の林檎 500ml

女神の林檎 500ml

コシラックス 約30日分(120粒)

コシラックス 約30日分(120粒)

■青森県プロテオグリカン
ブランド推進協議会
http://aomori-pg.org/
■地方独立行政法人
青森県産業技術センター
弘前地域研究所
プロテオグリカンページ
http://www.aomori-itc.or.jp/pg/
■公益財団法人
21あおもり産業総合支援センター
文部科学省「地域イノベーション戦略
支援プログラム」への採択について
http://www.21aomori.or.jp/folder/pg-saitaku.html
■小学館
奇跡の新素材プロテオグリカン
監修 弘前大学プロテオグリカン
ネットワークス
http://www.shogakukan.co.jp/yomi/
author/_author_9094
■プロテオグリカン生活
主催  一丸ファルコス株式会社
http://proteoglycan.jp/

【一丸ファルコス株式会社】
■事業内容

化粧品原料、健康食品原料および 医薬部外品原料の研究開発、製造、 販売ならびに輸出入

■所在地

東京都中央区日本橋人形町三丁目10番1号 かしきち人形町ビル4階
TEL 03-3663-4447
FAX 03-3663-4448
http://www.ichimaru.co.jp/

プロテオグリカンのお問合せはコチラ
 
一丸ファルコス株式会社
東京都中央区日本橋人形町三丁目10番1号
かしきち人形町ビル4階
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