ABOUT
もし健康で、元気にいつまでも過ごせる時間が増えたら。
もし肌の老化が防止できて、若々しくきれいにいられたら。
そんな夢のような未来が手に入るかもしれない、大きな可能性を秘めているもの。
それが、いま大注目のオートファジーです。
オートファジーは、細胞内を正常な状態に保つために、細胞内の物質を分解する、いわばリサイクル業者のような働きのことで、生命維持に欠かせない細胞がもつシステムのことです。
生き物はみな細胞からできている
オートファジーの説明をする前に、まずは細胞について簡単に見てみましょう。
どんな生き物も細胞からできていて、人間も細胞からできています。私たちの身体は、およそ 37 兆個もの細胞から構成されていて、その一つひとつが生きています。
細胞はそれぞれがとても小さく、顕微鏡を使わないと見えないような大きさです。しかし、その中には細胞小器官と呼ばれるさまざまな構造物が存在します。
これらには、人間社会のような複雑な営みがあります。
たとえば、ミトコンドリアという細胞小器官はいわば発電所の役割を果たし、エネルギーを作っています。さらに数万種類に上るタンパク質が、さまざまな仕事をこなす人のように働いています。
オートファジーは生命維持に欠かせないシステム
細胞に不具合が起きると、身体も機能しなくなり、病気になります。
つまり、健康とは細胞が健康ということであり、病気になるのは細胞が病気になっているからなのです。
この細胞内を正常な状態に保つために、オートファジーという細胞内の物質を分解する、いわばリサイクル業者のような働きがあります。こうした働きは、細胞が自分で自分の中身を分解することから、自食作用、自己貪食（ギリシャ語の「Auto ＝自己を」「phagy＝食べる」より）といわれています。
オートファジーは、すべての細胞がもつそのようなシステムを指します。
オートファジーの仕組み
実際には、細胞の中にパックマンのような膜でできた構造が現れて、タンパク質などのさまざまな物質を包み込み、それをリサイクル工場まで運びます。工場では分解酵素でそれらの物質を分解し、分解産物は細胞が再利用し、新たな物質を合成しています。
POINT
オートファジーという細胞内の物質を分解する働きがあるから、細胞の健康が守られているんだね
そもそもなぜ、オートファジーが必要なのでしょうか。
誰もが願う健康長寿や老化防止が期待されているオートファジーの、秘められた可能性を明らかにします。
01
細胞の中身を入れ替える
オートファジーの役割のひとつ目は、毎日少しずつ細胞の中身を分解して「入れ替え」を行うことです。
私たちは、人間にとって代表的な栄養素であるタンパク質を食物からとっていますが、全身の細胞では一日に約240ℊのタンパク質が合成されています。それは食べ物からとるタンパク質量のなんと4倍ちかい量になります。食物からとったタンパク質だけではとうてい足りません。そこで、オートファジーが細胞の中の古くなったタンパク質をアミノ酸に分解して、新しいタンパク質を作る原料をまかなっているのです。
さらにオートファジーは、タンパク質に限らずほかの高分子や細胞小器官などをも分解して新しいものに作り替えています。
このように、オートファジーはさまざまな細胞成分を新しくする、入れ替えを担っています。まるで、自動車などの部品を毎日少しずつ新品と交換すると長持ちするのと同じように、細胞はオートファジーの仕組みによって何十日かすると新品に生まれ変わっているのです
オートファジーの役割のひとつ目は、毎日少しずつ細胞の中身を分解して「入れ替え」を行うことです。
私たちは、人間にとって代表的な栄養素であるタンパク質を食物からとっていますが、全身の細胞では一日に約240ℊのタンパク質が合成されています。それは食べ物からとるタンパク質量のなんと4倍ちかい量になります。食物からとったタンパク質だけではとうてい足りません。そこで、オートファジーが細胞の中の古くなったタンパク質をアミノ酸に分解して、新しいタンパク質を作る原料をまかなっているのです。
さらにオートファジーは、タンパク質に限らずほかの高分子や細胞小器官などをも分解して新しいものに作り替えています。
このように、オートファジーはさまざまな細胞成分を新しくする、入れ替えを担っています。まるで、自動車などの部品を毎日少しずつ新品と交換すると長持ちするのと同じように、細胞はオートファジーの仕組みによって何十日かすると新品に生まれ変わっているのです
02
有害物の排除
細胞内の入れ替えを行うときにオートファジーは、細胞内の物質をオートファゴソームという袋で包み込んでランダムに分解しています。
さらに、オートファゴソームは、無作為に回収を行うだけでなく、有害なものが細胞内に入り込んだりして現れるとそれを察知して排除しに行きます。
たとえば、細胞に病原性細菌やウイルスが感染すると、それらを包み込んで隔離し、リソソームに運んで分解し、無害化します。
また、壊れたミトコンドリアも包み込みます。壊れたミトコンドリアからは強い毒性をもつ活性酸素がもれだすので、放置すると危険だからです。
オートファゴソームが取り込む有害物は、数多くの種類に及びます。
アルツハイマー病やパーキンソン病などの神経変性疾患は、脳の細胞の中にタンパク質のかたまりができて細胞が死ぬことで起こります。オートファゴソームは、そのようなかたまりを作るタンパク質を取り込んで分解し、病気を防ぐのです。
03
栄養を得る
オートファジーは当時、飢餓状態にしたラットの肝臓から発見されました。そのため、飢餓時にはオート（＝自己を）ファジー（＝食べる）により、栄養を確保するという役割があると推測されたのです。
そしてその後の研究で、栄養源の確保は、すべての生物に共通するオートファジーの最も基本的な役割であることがわかりました。
細菌や酵母などの単細胞生物の場合、細胞の中にあらかじめ栄養をたくさん蓄えておくことはできません。ですから、もし周りの栄養が枯渇すると死に直結するので、細胞内の自分の成分を分解して栄養に回すのです。
ヒトのような高等な多細胞生物の場合においては、脂肪細胞のようなエネルギー貯蔵の細胞もあるので多少の飢餓には耐えるのですが、それでも、オートファジーによる栄養確保は大切であることがわかっています。
実際、哺乳類の出産直後の赤ちゃんでは、オートファジーによって栄養源が確保されており、実験的にオートファジーが起きないようにしたマウスでは、出産後の赤ちゃんマウスは一日で死んでしまうことがわかっています。
POINT
オートファジーが必要な理由は、
① 細胞の中身を入れ替える
② 有害物の排除
③ 栄養を得る
という３つだね。よく分かった！
オートファジーは、どのような効果をもたらしてくれるのでしょうか？
それは、人生を豊かに暮らすために欠かせない、誰しもが願うもの。
●健康長寿
●老化防止（アンチエイジング）
●免疫力の向上
これらにオートファジーがどのように働きかけるのかを詳しく見ていきましょう。
01
健康長寿
長寿は、昔から人類共通の願いです。しかし、老化や寿命の研究が急速に進んだのは、この 30 年くらいのことでしょう。
きっかけとなったのは、1980 年代、線虫の寿命に関する研究です。それは、線虫がもつ一つの遺伝子を変えるだけで、２～３週間ほどの寿命が約２倍になるという報告でした。これにより、寿命もプログラムされていることがわかり、これまで “ なんとなく老いていく ” とされていた老化や寿命に対して、「寿命は制御できるもの」「長寿は研究対象になり得るもの」と、認識が変わっていったのです。
その後、寿命を延ばすメカニズムがいくつも報告されるようになると、次はそれぞれのメカニズムの共通項探しが始まりました。その共通項の一つが、オートファジーの活性化です。
そうした研究が進む中で、歳をとるとオートファジーの働きが鈍ってくることもわかってきました。
さて、加齢性疾患といわれるように、歳をとるとさまざまな病気になりやすくなります。加齢性疾患の例としては、アルツハイマー病やパーキンソン病などの神経変性疾患や加齢黄斑変性、加齢性の腎臓病、骨粗鬆症などがあります。これらの病気の一部は、オートファジーの低下が原因で起こっていたり、病状が悪化していたりする可能性があります。
オートファジーを低下しないようにしたマウスの実験では、実際に加齢性疾患にかかりにくいという結果が出ています。加齢による活動低下、パーキンソン病、腎臓病、黄斑変性、骨粗鬆症が、オートファジーを活性化することで抑制されたのです。
長寿は、昔から人類共通の願いです。しかし、老化や寿命の研究が急速に進んだのは、この 30 年くらいのことでしょう。
きっかけとなったのは、1980 年代、線虫の寿命に関する研究です。それは、線虫がもつ一つの遺伝子を変えるだけで、２～３週間ほどの寿命が約２倍になるという報告でした。
これにより、寿命もプログラムされていることがわかり、これまで “ なんとなく老いていく ” とされていた老化や寿命に対して、「寿命は制御できるもの」「長寿は研究対象になり得るもの」と、認識が変わっていったのです。
その後、寿命を延ばすメカニズムがいくつも報告されるようになると、次はそれぞれのメカニズムの共通項探しが始まりました。その共通項の一つが、オートファジーの活性化です。
そうした研究が進む中で、歳をとるとオートファジーの働きが鈍ってくることもわかってきました。
さて、加齢性疾患といわれるように、歳をとるとさまざまな病気になりやすくなります。加齢性疾患の例としては、アルツハイマー病やパーキンソン病などの神経変性疾患や加齢黄斑変性、加齢性の腎臓病、骨粗鬆症などがあります。これらの病気の一部は、オートファジーの低下が原因で起こっていたり、病状が悪化していたりする可能性があります。
オートファジーを低下しないようにしたマウスの実験では、実際に加齢性疾患にかかりにくいという結果が出ています。加齢による活動低下、パーキンソン病、腎臓病、黄斑変性、骨粗鬆症が、オートファジーを活性化することで抑制されたのです。
02
老化防止（アンチエイジング）
人生 100 年といわれるようになった今、高齢になってから自立した生活を維持するためにアンチエイジングに興味をもつ人も多くいるでしょう。
ここまで述べてきた通り、健康寿命を延ばすためには、細胞の機能に注目することが非常に重要です。しかし、細胞の機能を低下させる外部刺激は、紫外線や汚染物質、ストレス、食生活の乱れ、ウイルスなど、私たちの周りにあふれています。また、40 歳を超えると、肌のシミやしわ、白髪などの見た目に加えて、食べすぎていないのに太ってきたり、階段で息が上がったりと、美容・健康の悩みが一気に表れます。
こういった外部刺激や不具合の一つひとつにサプリメントや化粧品で個別に対処するのが、従来のアンチエイジングの方法です。しかし、このような対処療法的なケアでは、外部刺激を完全に排除することは難しく、機能が低下した細胞は依然として残ったままで、本質的な改善にはなりません。
「肌のアンチエイジング治療には限界がある」といわれているのは、細胞に栄養を与えても、機能が低下した細胞は元に戻らないからなのです。
しかし、細胞のトータルケアを行うことで、新たなアンチエイジングへのアプローチができる可能性が生まれてきました。
03
免疫力の向上
オートファジーは、細胞内の入れ替えと有害物除去と飢餓時の栄養確保という３つの作用を通して細胞の健康を守っています。
特に有害物除去という機能の発見は、オートファジーの定義を書き換えただけでなく、新しい免疫システムという点でも注目を集めています。
生き物は体内に侵入してきた細菌などの有害物、いわば敵を排除する仕組みをもっています。それが従来から知られている免疫システムで、自然免疫と獲得免疫があります。自然免疫には、敵が血液などの体内に侵入するとマクロファージという細胞がそれらを食べてしまう仕組みがあります。しかし、敵が各種の細胞の中にまで入り込むとマクロファージは何もできません。以前はそうなるとなすすべがないと思われていました。ところが、オートファゴソームには細胞内で敵を捕捉して分解する能力があることがわかりました。
つまり、生き物はどの細胞も免疫細胞の助けを借りずに有害物を排除できるという、これまで知られていたよりも広範な免疫システムをもっていたのです。
一方、獲得免疫とは、特定の敵の情報を長期にわたって記憶でき、敵に対する特異性が高いという特徴をもっています。この特徴は、B 細胞や T 細胞が連動して働くことにより機能することが知られています。B 細胞は、特定の敵にだけ結合する抗体と呼ばれるタンパク質を分泌し、それを使って敵を攻撃します。また、キラー T 細胞は特定の敵が感染した細胞を攻撃し、感染細胞ごと排除します。これらの B細胞や T細胞の機能維持にもオートファジーは働いており、さまざまな点で免疫力全体にオートファジーは極めて重要です。
POINT
オートファジーの研究が進むことで、寿命や老化を「どうにもならない」から「なんとかなる」に変えることができたんだね。すごい！
それでは、年齢とともに低下するオートファジーを活性化するためには、どうしたらいいのでしょうか？
01
生活習慣の改善
まず、普段の生活習慣を改善ことが大事です。たとえば、適度な運動をするとオートファジーが活性化することが知られています。なかでもウオーキングなどの有酸素運動は、より効果があるといわれています。
また、高脂肪食をとると肝臓のオートファジーが低下するので、そういった食事は避けたほうがよさそうです。カロリー制限によりオートファジー活性化を介した寿命延長が起こることが知られているので、腹八分目を心掛け、食事や間食を避けることもいいでしょう。
夜間の睡眠時にオートファジーが活性化するので、夜しっかり眠ることも大事。一方栄養を取ると一時的にオートファジーは抑制されるので、早めの夕食などの食べ方にも注意が必要です。
こうした食生活や運動などによってオートファジーを活性化する習慣を早くから身につけていると、健康寿命を延ばすことができるかもしれません
02
オートファジーを活性化する栄養成分
近年の研究で、オートファジーの活性化を促すエビデンスのある食品成分がわかってきました。
それらをとれる食品もご紹介していきます。
●ウロリチンAは、ザクロやベリー、くるみなどナッツ由来の食品成分です。壊れたミトコンドリアを除去するオートファジーの働きをサポートする作用が確認され、注目されています。ウロリチンAの作用によって、線虫の寿命が1.5 倍長くなったことも報告されています。長寿遺伝子といわれる「サーチュイン遺伝子」の活性化もサポートする成分です。
ほかに、●赤ワインやブドウなどに多く含まれるレスベラトロール、●鮭やいくら、エビなどに豊富なアスタキサンチン、●緑茶や抹茶に含まれるカテキンなども、オートファジーを活性化させる成分として知られています。
こうした食品成分を濃縮したオートファジーを活性化するサプリメントも多く開発されています。オートファジーを活性化させて健康寿命を延ばすためには、このようなサプリメントを利用するのも一手でしょう。
POINT
生活習慣や食生活が健康的だと、オートファジーもしっかり働いてくれて、身体が元気で若々しくいられるんだね。
誰もが願う健康長寿や老化防止に期待されるオートファジー。これまで、どのような研究がなされてきたのでしょうか？日本は、オートファジーの分野で世界をリードする存在です。その歴史や研究内容についても簡単に振り返りましょう。
1993年に東京工業大学栄誉教授である大隈良典氏がオートファジーに欠かせない遺伝子を14種類発見し、その論文が評価され2016年にはノーベル医学・生理学賞が贈られました。これまで世界で誰も解明できなかった分子レベルでのオートファジーの仕組みを発見することができたのです。
大隈先生は、自分の研究室を立ち上げたときに、哺乳類を専門とする細胞生物学者の吉森保先生を助教授として招きました。そして哺乳類のオートファジーに有効なタンパク質を世界で初めて見つけ研究の基礎を築き、吉森先生のLC3発見の論文は、多く引用されています。
UHA味覚糖は、大阪大学の吉森先生が確立した、より正確な評価方法tfLC3法を導入し、様々な食品成分のオートファジーの活性化に対する効果を評価しています。
オートファジー評価の多くがLC3膜の発現（静的評価）を評価しているのに対し、tfLC3法ではオートファジーの機能（動的評価）を正確に評価することが出来ます。タンパク質であるLC3に印をつけて、その動きをみながら活性化の状況を研究する方法が動的なtfLC3法で、より精度の高い研究が可能になります。tfLC3法を用いて、UHA味覚糖はオートファジーに対し百数十種類の成分を評価し、レスベラトロール、アスタキサンチンなどの成分がオートファジー活性を高める可能性を見つけ、研究を進めています。
POINT
日本はオートファジーの研究でノーベル賞を取ったんだね！すごい！
ここまで、オートファジーの働きやその効果などを解説してきました。
健康長寿に期待されるオートファジーは、今後どのような方向に向かうのでしょうか？
オートファジー研究の第一人者である、吉森先生はLC３の役割を発見しただけでなく、それを応用したオートファジーの測定方法を開発しました。今ではこの測定方法により、オートファジーの活性を制御する分野の研究が進んでいます。
オートファジーは健康寿命や老化防止、美容面に加え、医療の進化の面でも深く注目されています。
健康長寿の実現に向け、これからオートファジーはますます注目される存在になると思われています。誰もが望む、健康長寿や老化防止の未来に向かって、これからもオートファジーの研究は熱く続いていきます。
味覚糖は、「おいしさは、やさしさ」という理念を大事にしています。おいしいものは、カラダにいい。カラダにいいものはおいしい。健康を願う人は、おいしいものを選んでもっと健康になります。より一層の健康と美しさを人々に届けるため、UHA味覚糖は、キャンディやグミで培った「おいしさ」の技術をより豊か健康な毎日のために、ビタミンやミネラルをおいしく摂れるグミ形状のサプリメントを開発している一方で、「カラダにいいもの」の探求もすすめています。
その一環として、味覚糖では老化防止の根源を担っているオートファジーに着目し、大阪大学大学院・吉森保教授が設立されたAutophagyGo社と密に連携を取り、オートファジーを活性化して、毎日の食生活に自然に組み込むことのできる食品の開発に取り組みました。
その結果、ウロリチンAとレスベラトロールを組み合わせるとで、効果的に働くことなどを明らかにしています。
また、ヒトのオートファジー活性の測定は現時点では確立されておらず、独自の測定法の開発に取り組んでいます。ヒトのオートファジー測定ができるようになれば、実際にヒトを用いた臨床試験の実施が可能になるなど、健康長寿の新たな鍵を見つけることが出来るかも知れません。
POINT
UHA味覚糖と、AutophagyGo社は共同の研究で、ウロリチンAとレスベラトロールを組み合わせることでオートファジーをさらに活性化することを発見したんだよ。また、ヒトに応用する技術の研究も続けているよ。
監修
UHA味覚糖 バイオ開発ディビジョン 執行役員
一般財団法人 日本オートファジーコンソーシアム ディレクター
松川泰治
UHA味覚糖 バイオ開発セクション
大阪本社 〒540-0016 大阪市中央区神崎町4番12号
