オキナワモズク産業の科学的発展を目指します。

ロシア科学アカデミー N.D.ゼリンスキー有機化学研究所 複合糖質化学研究室

　フコイダンの骨格は、主に部分的に硫酸化されたα-L-フコース残基で構成されているが、これらの多糖類の正確な構造は、鎖の不規則性と不均一性のため詳細に決定することはできなかった。オキナワモズク由来フコイダンの断片に関連する非硫酸化および選択的O-硫酸化二糖と三糖1-4の最初の位置選択的と立体選択的合成を報告した。二糖類(1)α -d-GlcA-(1 → 2)-α-l-Fuc-OPr、三糖類(3)α-l-Fuc-[α -d-GlcA-(1 → 2)]-α-l-Fuc-OPr、およびそれらのフコース単位のO(4)にスルホ基を有し選択的にO-硫酸化された誘導体(2)と(4)の立体選択的合成を行った。化合物(1)-(4)はオキナワモズク褐藻由来のフコイダン鎖の断片である。選択的にO-アセチル化されたグルクロン酸臭化物を用いてグルクロン酸化反応を行い、目的物を得た。その結果、(6)3-O-アセチル化ドナーがα-グリコシド結合形成に最も効率的な薬剤であることが明らかになった。

Kazuya I.P.J. Hidari⁽¹⁾, Naonori Takahashi⁽¹⁾, Masataka Arihara⁽¹⁾, Masato Nagaoka⁽²⁾, Koichi Morita⁽³⁾, Takashi Suzuki⁽¹⁾

1 静岡大学薬学部生化学科人間健康科学革新グローバルCOEプログラム、2 ヤクルト中央微生物研究所、3 長崎大学熱帯医学研究所ウイルス学分野

　オキナワモズク由来フコイダンの抗デング熱ウイルス活性を調べた。また、構造ベースの分析により、デング熱ウイルスの4つの血清型のフコイダンに対する感受性の分子メカニズムを調査した。その結果、オキナワモズク由来フコイダンは、グルクロン酸と硫酸化フコース残基を含む炭水化物ユニットで構成されているが、この化合物がデング熱ウイルス2型（DEN2）感染を強力に阻害することを発見した。他の血清型ではなくDEN2をフコイダンで前処理すると、ウイルス感染が抑制された。グルクロン酸がグルコースに変換されたカルボキシ還元フコイダン誘導体は、ウイルス感染を阻害しなかった。フコイダンからの硫酸化機能グループの除去は、1％未満のフコイダンによるDEN2感染に対する阻害活性を有意に減衰させた。フコイダンに独占的に結合したDEN2粒子は、フコイダンがDEN2上のエンベロープ糖タンパク質（EGP）と直接相互作用することを示している。構造ベースの分析により、推定上のヘパリン結合残基の1つであるLys310の配座に近いDEN2 EGPのArg323がフコイダンとの相互作用に重要であることが示唆された。以上のことから、フコイダンの硫酸化基とグルクロン酸の両方がDEN2感染の阻害を説明していることがわかった。

１ 神戸大学バイオシグナル総合研究センター、２ 武庫川女子大学薬学部

　フコイダンの細胞死誘導活性を、8種類のヒト癌細胞株を用いて、細胞レベル、分子レベルで検討した。その結果、フコイダンに対するそれぞれの細胞株の感度は、Jurkat細胞とK562細胞の2つの造血細胞株が最大の感受性を示し、100μg/mlのフコイダンはJurkat細胞の細胞死を誘導した。annexin-Vアッセイの結果、Jurkat細胞において高いアポトーシス誘導活性を示した。ミトコンドリア膜電位の低下は、Jurkat細胞とK562細胞で観察された。ウエスタンブロッティングの結果、カスパーゼ-3, -6, -7 の誘導が高くなった。また、汎カスパーゼ阻害剤およびカスパーゼ9に対する阻害剤の投与は、フコイダン誘発細胞死を有意に減少させた。これらの結果は、フコイダンによるミトコンドリアのアポトーシス経路の関与を強く示唆している。

Naomi Taoda⁽¹⁾, Eri Shinji⁽¹⁾, Kumiko Nishii⁽¹⁾, Saori Nishioka⁽¹⁾, Yukari Yonezawa⁽¹⁾, Jun Uematsu⁽¹⁾, Emi Hattori⁽¹⁾, Hidetaka Yamamoto⁽¹⁾, Mitsuo Kawano⁽²⁾, Masato Tsurudome⁽²⁾, Myles O’Brien⁽³⁾, Tetsuro Yamashita⁽⁴⁾, Hiroshi Komada^(1,5)

¹ 鈴鹿医療科大学微生物学、² 三重大学大学院医学研究科微生物学、³ 三重県立看護大学大学院、⁴ ミヤコ化学株式会社、⁵ 鈴鹿医科大学大学院臨床栄養学研究科微生物学

　LLCMK2細胞におけるヒトパラインフルエンザウイルス2型（hPIV-2）の増殖に対する、フコイダンおよびフコイダンの基本的な主要成分であるL-フコースの効果を調べた。フコイダンは細胞融合と血液吸収を抑制したが、L-フコースは両方を部分的にのみ抑制した。ウイルスRNAは、フコイダンで培養されたhPIV-2感染細胞では検出されなかったが、L-フコースはウイルスRNA合成を阻害しなかった。 間接免疫蛍光研究は、ウイルスタンパク質合成がフコイダンによって阻害されたが、L-フコースによっては阻害されなかった。さらに、組換え緑色蛍光タンパク質を発現するhPIV-2を使用すると、ウイルスの侵入がフコイダンによって阻害されたが、L-フコースによっては阻害されなかった。これらの結果は、フコイダンが細胞表面に結合することによってウイルスの細胞表面への吸着を阻害し、感染を防止することを示唆しており、硫酸化多糖形態がフコイダンによる阻害に重要であることを示している。

Koji Hatano, Yasushi Nakamoto, Yuu Kanetsuki

U.S Patent Application Publication  Apr.23 2009  Pub.No: US2009/0105190 A1

　クラドシフォン属に由来するフコイダンを、皮膚科の分野で化粧品や薬剤として使用することは提案されていないことから、高分子量フコイダンの製造方法および高分子量フコイダンを含む化粧品組成物を紹介する。高分子量フコイダンは、クラドシフォン属のモズク藻体の熱水抽出を行い、中性からアルカリ性の範囲で限外ろ過により低分子量化合物を除去し、最終pHを6.5以上に調整して製造した。その結果、重量平均分子量が1,000,000〜2,000,000のフコイダン含有成分を得た。この高分子量フコイダンを含む化粧水の性質を調べた結果、感覚効果（食感、なめらかさ、しっとり感）が良好であり、保湿性、貯蔵安定性に優れていた。

　最近、フコイダンが胃の保護の可能性がある安全な物質であることが実証されたことから、アスピリン誘発性潰瘍形成に対するフコイダンの有効性を調査した。ラットに、カルボキシメチルセルロース（対照）、フコイダン、アスピリン、フコイダン＋アスピリンをそれぞれ投与し、組織変化やサイトカインの変化などを調べた。その結果、潰瘍化したマウスの胃は有意な酸性pHを示したが、フコイダンで前処理したラットはそれを阻害した。組織学的変化では、アスピリン投与ラットは、粘膜充血および出血性病変を示したが、フコイダンで前処理したラットは急性胃病変の数を減少させた。また、アスピリン投与ラットは、腺の潰瘍領域でムチンの喪失があったが、フコイダンで前処理したラットはムチンを回復する傾向が高かった。サイトカイン変化は、コイダンで前処理したラットは、INF-γの増加を抑制せず、IL-6の増加を抑制し、IL-10を増加させた。また、アスピリン投与によりPGE2が大幅に増加したが、フコイダンで前処理したラットはPGE2濃度を低下させた。以上の結果から、フコイダンがアスピリンによって誘発された損傷から胃粘膜を保護することを示し、フコイダンがアスピリン投与時に胃粘膜損傷を効果的に弱めることが示唆された。

Thomas E. Mower

U.S Patent Jul.6, 2010 Patent No.:US7,749,545 B2

　栄養補助食品での使用のため、部分的に加水分解されたフコイダンに関する組成物および方法をまとめた。褐藻類からのフコイダンは、部分的に加水分解され、その後、飲料、カプセルまたは錠剤の形態で栄養補助食品として使用するために他の成分と混合される。フコイダンは、酸と熱で部分的に加水分解される。部分的に加水分解されたフコイダンは、スルホン化することもできる。栄養補助食品に含有させることができる他の成分は、高ＯＲＡＣ値の抗酸化剤、ミネラル、コショウ抽出物、香料、着色剤、および防腐剤を含む。組成物は、飲料、錠剤、カプセル、粉末などの形態でもよい。栄養補助食品へのフコイダンの添加は、従来技術の栄養補助食品には見られない重要な食事および栄養上の利点の提供に役立つ可能性がある。

Janet Helen Fitton¹

Mar. Drugs 2011, 9, 1731-1760

　フコイダンの摂取と毒性に関する新しい研究や、炎症関連領域におけるフコイダンの潜在的な治療的使用の範囲をまとめた。最近の研究では、乳酸菌の増加など、フコイダンの摂取後に腸内細菌叢に好ましい変化があることが示されている。毒物学の報告では、ワカメやマコンブに由来するフコイダンは、非常に高レベルの摂取で動物モデルにおいて安全であることがわかり、臨床研究にも反映されている。フコイダンには、セレクチンの阻害、補体の阻害、および酵素阻害活性といった抗炎症効果があり、多くの酵素に対して有意な酵素阻害活性を持っている。フコイダンの経口投与により、コラーゲン誘発性関節炎の痛みを抑制し、変形性関節症の症状を有意に抑制する。フコイダンはまた、炎症性損傷の阻害、肝障害に対する保護効果、脳機能を保護する可能性を示しており、受容体侵入の遮断と複製プロセスへの干渉を介してウイルス感染を抑制する。したがって、市販のフコイダン製剤の入手可能性と安全性は、炎症と線維症への新しいアプローチを提供することに加え、いくつかの顧みられない病状に対する補助療法と単独療法につながる。

W.A.J.P.Wijesinghe¹You-JinJeon^(1,2)

Carbohydrate Polymers 88(2012) 13-20

　フコイダンの生物活性と産業応用についてまとめた。ほとんどの硫化多糖類は構造と活性に幅広い変化を示し、その抽出は成分の化学的性質、抽出方法などに影響を受ける。褐色海藻から単離された硫酸化多糖を含むフコースの抗凝固活性が報告され、ヘパリンとほぼ同様の抗凝固活性が示されている。また、褐藻から分離された硫酸化多糖が、抗がん活性を示したことが報告された。天然資源から得られた多くの多糖類は、さまざまな免疫反応を増強することが示されており、直接的な抗がんまたは抗増殖特性に加えて、体の免疫調節活性を高めることによって腫瘍細胞の発達を抑制することもできる。フコイダン治療は心筋障害を軽減することが示されている。オキナワモズクフコイダンが胃の保護の可能性がある安全な物質であることが示唆された。フコイダンが抗酸化活性を介してパーキンソン病の神経毒誘発性神経毒性に対して保護効果を持っていることも示唆された。したがって、フコイダンの機能特性は非常に貴重であることが証明されており、産業用途では天然の機能性成分として使用し、健康上の利点を得ることができる。

Tomohiro Osaki⁽¹⁾,*, Koudai Kitahara⁽¹⁾, Yoshiharu Okamoto ⁽¹⁾, Tomohiro Imagawa⁽¹⁾, Takeshi Tsuka ⁽¹⁾, Yasunari Miki ⁽²⁾, Hitoshi Kawamoto ⁽²⁾, Hiroyuki Saimoto ⁽³⁾ and Saburo Minami ⁽¹⁾

　フコイダンの軟骨損傷に対する効果を調べるため、軟骨を損傷させたウサギにフコイダンを経口投与した。フコイダンは7つの異なる分子量を使用し、8KDフコイダンを投与した群をF8群とし、同様にF50群、F146群、F239群、F330群、F400群、F1000群とした。その結果、筋肉量の変化では、外側翼突筋と上腕二頭筋の重量は対照群とフコイダン群の間で有意差はなかった。肉眼的所見では、フコイダン群で治癒の程度にばらつきはあったものの損傷穴は再生組織で埋められており、F50群、F146群、およびF400群で、対照群よりも有意に多くの治癒を示した。組織学的所見では、フコイダン群で海綿骨のより深い層で再生軟骨組織が観察され、F50群およびF146群で骨梁が再生された。アルシアンブルー染色標本では、F50群とF146群のピクセル数は対照群よりも大幅に多かった。サフラニンO染色標本では、F50群とF146群のピクセル数は対照群よりも大幅に多かった。以上の結果から、フコイダンの投与は、軟骨損傷の治癒と回復を効果的に促進することが示唆された。

V.K. morya, Jungeun kim & Eun-ki kim

　藻類のフコイダンとその分子量によって影響を受ける生物活性についてまとめた。様々な褐藻がフコイダンの含有量について分析され、フコイダンは単糖の組成、硫酸塩、アセチル基の数、さらには分子量の点で不均一な集合体であることが議論されている。フコイダンの生物活性は、その構造と硫酸化含有量に依存する。フコイダンの分子量や硫酸化の程度は、その抗凝固活性の重要な要素である。LMWFは、成長因子が減少したマトリゲルにおける内皮細胞の管形成を大幅に強化する。また、LMWFは冠状動脈内膜病変を予防することが報告されている。さらに、フコイダンの抗がん活性は、分子量を下げることによって大幅に改善される可能性があることが示唆されている。LMWフコイダンは活性化血小板に結合し、抗P-セレクチン抗体の結合を阻害してヒト血小板を活性化する能力があることも報告されている。フコイダンは抗酸化剤としても大きな可能性を秘めている。したがって、より安全で強化された生物活性として、LMWFに関するより多くの情報の生成を促進する必要がある。LMWFは医薬品としてより多くの希望があり、将来的には、LMWFの製造は必要に応じてスムーズになる。

Hye-Jin Boo⁽¹⁾, Ji-Young Hong⁽¹⁾, Sang-Cheol Kim⁽¹⁾, Jung-Il Kang⁽¹⁾, Min-Kyoung Kim⁽¹⁾, Eun-Ji Kim⁽¹⁾, Jin-Won Hyun⁽²⁾, Young-Sang Koh ⁽³⁾, Eun-Sook Yoo⁽¹⁾, Jung-Mi Kwon⁽⁴⁾, and Hee-Kyoung Kang⁽¹⁾

　硫酸化多糖類であるフコイダンは、抗がん作用、抗血管新生作用、抗炎症作用など様々な生物学的活性を持っているが、抗がん剤としての作用機序は十分に解明されていない。本研究では、ヒト前立腺がん細胞であるPC-3細胞を用いて、ワカメから得られたフコイダンの抗がん作用を調べた。その結果、フコイダンはPC-3細胞のアポトーシスを誘導し、内在性と外在性の両方の経路を活性化した。アポトーシスの誘導は、細胞外シグナル調節キナーゼマイトジェン活性化プロテインキナーゼ（ERK1/2 MAPK）の活性化と、p38 MAPKとPI3K/Aktの不活性化を伴っていた。また、フコイダンは、p21Cip1/WafのアップレギュレーションとE2F-1細胞周期関連タンパク質のダウンレギュレーションを誘導した。さらに、Wnt/β-カテニン経路において、フコイダンはGSK-3βを活性化し、PC-3細胞のβ-カテニンレベルを低下させ、β-カテニンの標的遺伝子であるc-mycやサイクリンD1の発現を低下させた。これらの結果から、フコイダン投与は、PC-3 前立腺癌細胞において、ERK1/2 MAPK の活性化、p38 MAPK および PI3K/Akt シグナル経路の不活性化、Wnt/β-カテニンシグナル経路のダウンレギュレーションを介して、内在性および外在性のアポトーシス経路を誘導する可能性が示唆された。これらのデータは、フコイダンが前立腺がんの治療薬としての可能性を示唆している。

Marcel Tutor Ale and Anne S. Meyer⁽¹⁾

　フコイダンの構造的特徴、さまざまな抽出技術の重要性、フコイダン修飾酵素の使用についてレビューした。さまざまな褐藻由来フコイダンの構造特性の変化は、フコイダンの生物多様性を明確にしていることから、藻類フコイダンの構造は一貫した基本構造がないことが確認されている。フコイダンの抽出方法は非常に多様であることが明らかになっており、異なる抽出方法で得られたフコイダン製品の組成には、大きなばらつきがあることが示されている。これは、抽出条件に対するフコイダン構造の脆弱性を示しており、抽出方法が収率、特に抽出された多糖類の組成に大きく影響することが確認されている。海藻多糖類の部分的切断を触媒する酵素は、フコイダン多糖の3つの異なる切断メカニズムが知られている。フコイダン分解酵素に関するより多くの知識は、さまざまなフコイダン構造の解明に役立つ可能性がある。フコイダン多糖類は、潜在的に有益な生物活性機能を有することが報告されている。フコイダンの生物学的活性は、海藻源、組成および構造特性、含有量、硫酸塩置換の分布と結合、およびフコイダン製品の純度に依存していることから、フコイダンの抽出プロセスは、特定の生物活性に必要な構造的完全性と関連する構造的特徴を維持するために非常に重要である。したがって、酵素などの新しいツールの使用と組み合わせた抽出技術は、さまざまなフコイダン分子の構造特性について必要な知識を提供し、フコイダンの構造化学と生物活性のより良い理解への道を開くことができるだろう。

Ryuichiro Kimura^(1,2), Takayoshi Rokkaku^(1,3), Shinji Takeda⁽⁴⁾, Masachika Senba⁽⁵⁾ and Naoki Mori⁽¹⁾

　サイズに依存する生物活性が注目されていることから、オキナワモズクから抽出されたフコイダンをナノ粒子にカプセル化し、その抗がん効果を評価した。さまざまな濃度のナノ粒子フコイダンの細胞毒性効果を評価した結果、ナノ粒子フコイダンは用量および時間に依存してヒト骨肉腫細胞の生存率を低下させた。また、マウスに骨肉腫細胞を摂取後、ナノ粒子フコイダンおよび天然フコイダンを経口投与した結果、対照と比較して腫瘍体積の有意な減少をもたらした。In vivoでの細胞死メカニズムを評価した結果では、天然フコイダンおよびナノ粒子フコイダンで処理された腫瘍は、対照と比較してより広範なアポトーシスが確認された。さらに、マウスに天然フコイダンおよびナノ粒子フコイダンを経口投与させると、骨肉腫細胞の肺転移を抑制した。天然フコイダンとナノ粒子フコイダンのCaco-2細胞輸送を調べた結果では、浸透したナノ粒子フコイダンの量と浸透速度が天然フコイダンよりも有意に高かった。これらの結果から、ナノ粒子フコイダンのより高い生物活性と優れた生物学的利用能は、骨肉腫の新しい治療法を開発するために利用できる可能性がある。

Kalimuthu Senthilkumar^(a), Panchanathan Manivasagan^(a), Jayachandran Venkatesan^(a), Se-KwonKim^(ab)

　フコイダンの構造とアポトーシス、浸潤、転移、血管新生、がんの成長シグナルメカニズムにおけるいくつかの生物学的機能と役割について説明した。最近の研究では、低分子量フコイダンは天然のフコイダンよりも多くの生物学的作用があることが示唆されている。低分子量フコイダンは、ヒトがん細胞の広域増殖阻害を媒介、線維肉腫細胞の浸潤と血管新生を阻害、がん細胞のアポトーシスを誘導する。低分子量フコイダンの硫酸塩含有量は20%を超えており、用量依存的に線維芽細胞株に対して強力な抗凝固活性と抗増殖効果を発揮することがわかっている。天然のフコイダンも、ヒト悪性黒色腫がん細胞の増殖を阻害するなどの作用がある。フコイダンの抗がん作用のメカニズムは、がん細胞の細胞周期の停止を誘導し、アポトーシスを誘導、成長シグナル伝達分子を調節し、転移および血管新生を阻害することが示唆されている。以上のことから、フコイダンの構造や生物活性との関係を調査することは、褐藻資源の開発と利用に役立つ。また、フコイダンや低分子量フコイダンと他の抗がん剤との組み合わせによる研究も、将来発展する可能性がある。

Choi, J

　フコイダンは、炎症誘発性および抗炎症性サイトカインに対する生物学的活性がある。フコイダンの機構的作用を理解するため、さまざまな分子量のフコイダンを評価した。異なる分子量のフコイダンを、生化学的（AST、ALT、クレアチニン、BUN、総コレステロール、トリグリセリド）およびサイトカイン（INF-g、IL-6およびIL）などの免疫学的パラメーターについて評価した。また、胃組織のグリコーゲン貯蔵の状態と組織学的変化を調べた。高分子量フコイダンの投与は、AST、ALT、サイトカイン、および胃グリコーゲンの急性変化を阻害することにより、潰瘍形成に対してかなりの保護を示した。低分子量フコイダンを投与されたラットも、潰瘍化したラットと比較して、変化したパラメーターに対して中程度の阻害を示した。しかし、悪化した血清INF-gがすべての治療群で観察された。これらの結果から、フコイダンの抗潰瘍特性が分解後に有意に変化しなかったことが示唆された。

Thanh-SangVo⁽¹⁾, Se-KwonKim^(1,2)

　フコイダンの生物学的活性と健康上の利益の効果について説明した。フコイダンは、褐藻の細胞壁に広く見られる複雑な一連の硫酸化多糖類である。海藻由来のフコイダンは、血液凝固に対して効果的であると判断されており、細胞表面の特性の変化により細胞へのウイルスの侵入を効果的に防ぐことができる。最近の多くの研究で炎症反応を阻害することも実証された。また、Th2細胞応答を阻害すること、優れた抗酸化剤であることが発見されている。脂肪蓄積を阻害することも示唆されている。フコイダンは細胞毒性を示さないため、主に腫瘍細胞の増殖を阻害し、腫瘍細胞のアポトーシスを刺激し、腫瘍細胞の転移を阻止し、さまざまな免疫応答を増強することによってその抗腫瘍効果を説明することができる。フコイダンは、その多数の生物学的活性と健康上の利益の効果により、人間の健康と栄養に重要な役割を果たすことが証明されている。したがって、フコイダンの広範な研究により、医薬品、栄養補助食品、薬用化粧品、および機能性食品における新しい生物学的特性新しい機能的用途が発見されていくだろう。

Soheil Zorofchian Moghadamtousi⁽¹⁾, Hamed Karimian⁽²⁾, Ramin Khanabdali,1Mahboubeh Razavi⁽²⁾, Mohammad Firoozinia⁽¹⁾, Keivan Zandi⁽³⁾, and Habsah Abdul Kadir⁽¹⁾

　褐藻から分離されたフコイダンとフコキサンチンの抗腫瘍活性とこの活性の根底にあるメカニズムをまとめた。フコイダンは、褐藻の細胞外マトリックスにフコースが豊富に含まれる硫酸化多糖類の一種である。フコイダンは、抗ウィルス、抗炎症、抗凝固、抗血管新生、免疫調節、および抗接着活性を含むさまざまな生物学的活性を示している。アポトーシスの内因性および外因性経路の活性化、免疫応答の増加、血管新生の抑制、およびヒト血小板への腫瘍細胞の接着の減少が、フコイダンの有意な抗腫瘍活性の原因となるメカニズムとして示唆されている。天然色素のカロテノイドは、ラジカル捕捉、免疫調節、およびその他の薬学的効果を含むさまざまな生物学的活性を持っている。カロテノイドの一種であるフコキサンチンは、褐藻の他に珪藻からも分離された。フコキサンチンは、ヒト白血病HL-60細胞に対して、用量依存的に増殖阻害効果を示した。フコキサンチンおよびその代謝物であるフコキサンチノールは、ATL細胞ならびにHTLV-1感染T細胞の細胞生存率に対して阻害効果を示した。フコキサンチンのカロテノイド、およびその代謝物であるフコキサンチノールは、フリーラジカル捕捉脳、アポトーシスの誘導、および抗血管新生効果に抗腫瘍活性を示している。

Jong-Young Kwak

　in vivoの所見に基づいて、がんの動物モデルにおけるフコイダンの使用について説明した。フコイダンは抗腫瘍活性を持っており、がん細胞にアポトーシスを誘導する。フコイダンを介したがん細胞のアポトーシスには、複数のシグナル伝達経路が関与しているが、そのシグナル伝達経路は完全には特徴付けられていない。フコイダンは腫瘍細胞の増殖を阻害することが示され、腫瘍形成および転移を抑制し、抗がん剤としての効果があることが示唆されている。フコイダンは、がんの抗血管新生因子としての可能性があるが、その効果については矛盾した報告がある。フコイダンはセレクチン機能を阻害、白血球のローリングをブロックしさまざまな炎症反応を妨害する。免疫応答の増強につながる可能性もある。フコイダンはさまざまなタイプのスカベンジャー受容体に結合することが知られており、フコイダンによって樹状細胞の活性化につながる。フコイダンは、がん細胞に抗酸化作用と酸化促進作用の両方をもたらす可能性もあり、酸化ストレスの誘発がフコイダン誘発がん細胞死における重要な事象である可能性がある。したがって、最近のin vivo研究は、フコイダンががんを制御するための予防または治療薬であることを示唆している。

Jin Kyung Lim

Kor. J. Aesthet. Cosmetol., Vol. 12 No. 4, 447-452, August 2014

　水分補給、美白、抗酸化物質に対するフコイダンの効果について行われた研究をまとめた。フコイダンは、生体組織を保湿し、傷を癒し、炎症を予防する成分として知られている。硫酸基がついている分子は親水性が強いため、硫酸基を多く含有しているフコイダンは保湿力が非常に高い。フコイダンは化粧品の保湿剤として最も記載されているヒアルロン酸よりもより高い保湿力を示し、その分子量が減少すると、保湿力がさらに増加することが証明された。またフコイダンは、アレルギー媒介物質の分泌を抑制することにより、アレルギー症状を緩和させ、予防する物質としても知られている。フコイダンは、メラニンの合成を防ぎ、皮膚のメラニン色素沈着を防止する役割をすることも報告された。UVによる皮膚の損傷における実験では、フコイダンを処理した線維芽細胞は処理していない細胞に比べて、優れた改善効果を示していることがわかった。フコイダンは分子量が約200,000Da以上の高分子であり、それ自体では体内吸収率が低いが、低分子化されると体内吸収率が大幅に増加し、薬理的な効果を増大させることができると明らかになった。低分子化されたフコイダンを用いた臨床試験が進められており、保湿、美白と抗酸化などの効果が証明されている。以上のことから、フコイダンの優れた保湿力は、分子構造内の硫酸基によって表示され、ヒアルロン酸よりも高い保湿力があることが証明された。

Masahide Ikeguchi⁽¹⁾, Manabu Yamamoto⁽¹⁾, Takayuki Kimura⁽²⁾, Yasunari Miki⁽²⁾

U.S. patent Mar.10,2015(Patent No.:US 8,974,796 B2)

　5-フルオロウラシル（5-FU）、オキサリプラチン、CPT-11アンダバスチナなどの抗がん剤は、結腸直腸がんの薬物療法として様々な組み合わせで使用されているが、様々な副作用を引き起こす。最近、フコイダンが培養胃がん細胞の増殖を阻害し、5-FUの毒性を低下させることが証明された。その効果は臨床試験では報告されていないことから、臨床試験でフコイダンが実際に結腸直腸がんの薬物療法の副作用を阻害できるかを調査した。結腸直腸がん患者にフコイダン（モズク抽出物、1,350mg）を1日3回摂取させ、食欲不振、悪心、嘔吐、下痢、ストーマ炎、神経症状、倦怠感、血球減少の評価を行った。その結果、フコイダン投与群では、倦怠感の軽減が顕著だった。また、悪心、嘔吐の軽減も確認された。フコイダン投与群では、フコイダン非投与群と比較して生存率の改善も確認された。以上の結果から、フコイダンは5-FUを含む薬物療法に伴う悪心・嘔吐などの消化器系の副作用や倦怠感などの副作用を軽減する効果がある。

Farzaneh Atashrazm⁽¹⁾ , Ray M. Lowenthal⁽¹⁾ , Gregory M. Woods⁽¹⁾ , Adele F. Holloway⁽²⁾ and Joanne L. Dickinson⁽¹⁾

Mar,Drugs 2015, 13, 2327-2346

　フコイダンの抗がん作用のメカニズムについてまとめた。モズクや昆布に含まれるフコイダンの抗がん特性は、さまざまな種類のがんにおいてin vivoおよびin vitroで実証されている。フコイダンは、細胞周期停止の誘導、アポトーシス、免疫系の活性化などのさまざまなメカニズムを通じてその活性を仲介している。フコイダンは、さまざまながん細胞でサブG0/G1細胞の蓄積をもたらし、フコイダンを介した細胞死はアポトーシスの誘発によって起こることが示されている。また、フコイダンは腫瘍細胞が酸素と必要な栄養素を受け取る新しい血管の形成を阻害し、腫瘍細胞の転移を有意に減少させることが実証されている。ナチュラルキラー（NK）細胞の活性と数も増加させる。さらに、フコイダンは抗がん剤と併用することで、相乗作用することが示されている。以上のことから、多くのin vitroおよびin vivo研究は、フコイダンが抗がん生物活性を含むことを示している。フコイダンは免疫調節作用もあるため、化学療法剤や放射線療法と併用すると副作用の発生を防ぐ効果があると考えられている。

Janet Helen Fitton , Damien N. Stringer andSamuel S. Karpiniec

Mar.Drugs 2015, 13, 59250-5946

　フコイダンの供給源、抽出、特性評価、および検出についてまとめた。最近の研究は、フコイダンは抽出される種に応じて異なる構造を表すため、フコイダン源間の違いを強調している。海洋細菌または海洋軟体動物のいずれかに由来する酵素は、フコイダンを消化する能力を持っており抽出を助けるが、商業規模で利用できる酵素はない。適切な抽出および精製制御がないと、フコイダン抽出物にはかなりの量の非フコイダン成分が含まれる可能性があるため、抽出物の生物活性の推測には不確実性が伴う。体液または組織切片におけるフコイダンの存在を特定するにはさまざまなアプローチが必要であり、クロマトグラフィー技術、抗体標識、染色法、電気化学的検出が利用されている。抗がん剤としては、フコイダンは化学療法の副作用を軽減する補完医療としての可能性がある。フコイダンによる免疫の調節は、がんや病原体感染などの病気のプロセスを混乱させる。フコイダンは原生動物病原体リーシュマニアの除去、ウイルス細胞の侵入阻害、皮膚の抗炎症効果を発揮することもある。またフコイダンは血糖値を下げ、血中尿素窒素レベルを下げる。非アルコール性肝疾患にも効果があることが示された。ワカメ由来のフコイダンは特に抗血栓薬としての可能性がある。各タイプのフコイダンの化学的性質と構造的変動制を理解することは、治療製品を開発する上で重要な部分である。

Katsumi Ajisaka⁽¹⁾, Tatsuya Yokoyama⁽¹⁾, Keita Matsuo⁽¹⁾

Journal of Applied Glycoscience 2015

　フコイダンの構造が、その生理作用である抗酸化活性に与える要因について調査した。由来が異なる5種類（Cladosiphon okamuranus（オキナワモズク）、Sargassum hornery（アカモク）、Kjellmaniella crassifolia（ガゴメコンブ）、Nemacystus decipiens（モズク）、およびFucus vesiculosus（ブラダーラック））の褐藻からフコイダンを単離した。DPPHラジカル、スーパーオキシドラジカル、ヒドロキシルラジカルの捕捉活性、ORAC値（活性酸素吸収能の指標）を測定した。その結果、硫酸基自体が抗酸化活性に不可欠であったとしても、硫酸基の量が多いフコイダンと少ないフコイダンは、必ずしもそれぞれ高い抗酸化活性と低い抗酸化活性を与えるとは限らなかった。さらに、いくつかの単糖、例えばGlcA（D-グルクロン酸）は抗酸化活性を増強しなかった。したがって、抗酸化活性は硫酸基の量、硫酸基の位置、GlcA（D-グルクロン酸）を含む側鎖糖の種類、側鎖糖の結合、糖鎖の複雑さ、分子量などの要因の組み合わせの結果である必要がある。

Ji MinKim^(a), LocNguyen^(a), Mary FrancesBarr^(a), MichaelMorabito^(a), DamienStringer^(b), J. HelenFitton^(b), Kelly A.Mowery^(a)

Analytica Chimica Acta 877 (2015) 1-8

　フコイダンの5つの異なる調製物（オオウキモ抽出物（＞80%フコイダン）、ブラダーラック抽出物（＞90%フコイダン）、高純度ワカメフコイダン（＞95%）、高純度ブラダーラックフコイダン（＞95%）、高純度の低分子ブラダーラックフコイダン（＞95%））を検出するためのポリアニオンおよびポリカチオン感受性膜電極の使用について記載した。海産褐藻のフコイダンはすべて、海藻の種類、使用する抽出方法、精製の程度に応じて、電荷密度と構造が異なる高度に分岐した硫酸化多糖類である。TDMA（トリドデシルメチルアンモニウム）をイオン交換体として使用した場合、0.5〜50μg/mLのフコイダン濃度で大きな非平衡EMF応答が観察された。また、電位差測定検出器としてDNNS（ジノニルナフタレンスルホネート）を添加した膜電極を使用して、ポリカチオン性プロタミンで滴定することによっても、フコイダンを測定することができた。この電位差滴定を使用して、各フコイダン調製物の中和ポイントでのプロタミンとフコイダン間の結合比から、市販の栄養補助食品のフコイダン含有量を決定することができ、血清でも測定された。これらの結果から、この方法が臨床応用のためのフコイダンの測定に適用できる可能性があることを示している。

Kun-ChingCheng^(a,b,1), Ping-ChungKuo^(c,1), Hsin-YiHung^(c,1),
Ko-HuaYu^(c), Tsong-LongHwang^(d,e,f), Po-ChuenShieh^(g), Jo-ShuChang^(h), Tian-ShungWu^(c,g)

Phytochemistry Letters 18(2016) 113-116

　フコイダンなどの多糖類を除くオキナワモズクの化学成分はあまり研究されていないことから、オキナワモズクから化合物の単離と構造解明、その抗炎症活性の可能性について調べた。また、微細藻類のクロレラソロキニアナ（クロレラ属）の成分精製とルテイン含有量分析を行なった。その結果、オキナワモズクからは4つの既知化合物と2つの新しい化合物（モズクリンAおよびB）を精製した。オキナワモズクに含まれる化合物の抗炎症活性を調べた結果、既知化合物であるEPAのみが活性酸素生成の阻害を示し、抗炎症活性があることが示された。2つの新しい化合物（モズクリンAおよびB）の抗炎症活性は、EPAよりもかなり低かった。また微細藻類のクロレラソロキニアナからは、8つの既知化合物と2つの新しい天然化合物（クロレラチンAおよびB）が得られた。クロレラソロキニアナのルテイン含有量は、0.56%から4.54%の範囲で含まれていた。これらの結果から、オキナワモズクに含まれるモズクリンAおよびBの抗炎症活性に関してはより詳しい研究の必要性があり、クロレラソロキニアナはルテインサプリメントの供給源になることがわかった。

T.I.Imbs, T.N.Zvyagintseva, S.P.Ermakova

International Journal of Biological Macromolecules 142(2020) 778-781

　フコイダンには、抗凝固作用や抗炎症作用、抗腫瘍、抗ウイルス作用などの生物活性があり、それはフコイダンの構造、分子サイズ、硫酸化の程度によって異なる。臨床試験ではフコイダンの経口摂取後にその効果が確認されているが、これらの効果がどのように発揮されるかはまだ解明されていない。そこで、経口摂取後の人体におけるフコイダンの形質転換メカニズムの解明に関する情報を要約した。フコイダン摂取試験において、フコイダン摂取後の血漿中のフコイダン分子量は摂取した分子量と同様であり、尿中から低分子量フコイダンが排泄されたことから、フコイダンの分解は人間の排泄系で起こると示唆された。また細胞試験において、フコイダンの輸送活性がCaco-2細胞単層（腸輸送システムのモデル）全体で示された。動物試験では摂取後のフコイダンが肝臓細胞で観察され、それはマクロファージによって蓄積されることが示唆された。さらに、沖縄県民と群馬県民のボランティアによるフコイダン摂取試験では、フコイダンを含むオキナワモズクを頻繁に摂取する沖縄県民が尿中フコイダンの含有量が高くなり、フコイダンの吸収力が高いことが示唆された。ヒトゲノムには植物多糖類の吸収に必要な遺伝子はないが、日本人の腸にはポルフィラーゼ（多糖類を分解する酵素）がよく見られる。ポルフィラーゼは藻類を摂取することで腸内微生物叢が更新された可能性が高いことから、ヒトゲノムに存在しない遺伝子を含む腸内細菌は、人体におけるフコイダンの形質転換の問題を解決することができると考えられる。

M.D.Torres⁽¹⁾, N.Flórez-Fernández⁽¹⁾, R.Simón-Vázquez^(2,4), J.F.Giménez-Abián⁽³⁾, J.F.Díaz⁽³⁾, Á.González-Fernández^(2,4), H.Domínguez⁽¹⁾

Algal Research 45 (2020) 101748

　フコイダンの処理条件、組成、構造的特徴などがその抗腫瘍活性に与える影響についてレビューした。フコイダンは、細胞周期、アポトーシス、活性化、遊走、血管新生、転移の各レベルで免疫細胞に作用する、複数の生物学的活性を持つ複雑な天然多糖類である。フコイダンの抗腫瘍活性の根底にあるメカニズムはまだよく理解されていないが、発がんに関与する様々な高分子との相互作用から生じる可能性がある。フコイダンの抗がん活性は、藻類組成、環境条件、抽出や精製の手順などの組み合わせで決定されることが示唆されている。フコイダンの硫酸基は負の電荷を持っており、細胞表面のカチオン性タンパク質と結合することで、がん細胞の増殖を抑制する上で重要な役割を果たす可能性があり、様々な研究で硫酸化の重要性が強調されている。また、抗がん剤と天然の食事性化合物の組み合わせにより、薬剤の投与量と正常細胞への毒性が減少する可能性がある。抗がん剤と組み合わせた天然多糖類の使用による相乗効果などを調査し、肝細胞がん細胞の浸潤および転移に対する統合的治療法として使用できることが提案されている。