モデルを用いたアントシアニン含有ビルベリーエキスの生体内抗酸化活性の評価

Assessment of the In Vivo Antioxidant Activity of an Anthocyanin-Rich Bilberry Extract Using the Model.

• Ana M González-Paramás
• Virginia Brighenti
• Laura Bertoni
• Laura Marcelloni
• Begoña Ayuda-Durán
• Susana González-Manzano
• Federica Pellati
• Celestino Santos-Buelga

抄録

アントシアニンはいくつかの健康効果と関連しているが、そのメカニズムはまだ十分に確立されていない。本研究では、アントシアニンを豊富に含むビルベリーからの抽出物を用いて、線虫をin vivoモデルとして、活性酸素種（ROS）産生を調節し、熱的に誘導される酸化ストレスに対する耐性を評価した。アントシアニン抽出物の濃度を 5 および 10 μg/mL とし、さらに熱ストレスを与えた野生型 N2 株と変異株 I および I を用いてアッセイを行った。アントシアニン抽出物を5μg/mLの濃度で処理した場合，ストレスを受けた幼虫，非ストレスを受けた老齢幼虫のいずれにおいても，活性酸素の蓄積に対して保護効果を示し，耐熱性が向上した。しかし，10μg/mLで処理した線虫では，対照と比較してミミズの死亡率が高くなるという有害な効果が認められ，これはホルモン反応と解釈された。これらの知見から、ビルベリー抽出物の効果は、その直接的な抗酸化能力に依存しているのではなく、他のメカニズムも関与している可能性が示唆された。さらに、インスリン/インスリン様成長因子-1（IGF-1）シグナル伝達経路の下流で作用するDAF-16（異常なDAuer形成因子16）およびHSF-1（熱ショック因子1）転写因子の機能を喪失した2つの変異株を用いて、追加のアッセイを行った。本研究では、ビルベリーアントシアニンが若齢個体の熱ストレスに対する抵抗力を向上させる背景には、これらの因子の変調があることが示唆されたが、ミミズの再生産後の発生段階での効果を完全に説明するものではない。今後も、アントシアニンの生物学的効果のメカニズムを解明し、ホルミシスの概念に当てはまるかどうかを確認するためには、さらなる実験が必要であると考えられます。

Anthocyanins have been associated with several health benefits, although the responsible mechanisms are not well established yet. In the present study, an anthocyanin-rich extract from bilberry ( L.) was tested in order to evaluate its capacity to modulate reactive oxygen species (ROS) production and resistance to thermally induced oxidative stress, using the nematode as an in vivo model. The assays were carried out with the wild-type N2 strain and the mutant strains I and , which were grown in the presence of two anthocyanin extract concentrations (5 and 10 μg/mL in the culture medium) and further subjected to thermal stress. The treatment with the anthocyanin extract at 5 μg/mL showed protective effects on the accumulation of ROS and increased thermal resistance in , both in stressed and non-stressed young and aged worms. However, detrimental effects were observed in nematodes treated with 10 μg/mL, leading to a higher worm mortality rate compared to controls, which was interpreted as a hormetic response. These findings suggested that the effects of the bilberry extract on might not rely on its direct antioxidant capacity, but other mechanisms could also be involved. Additional assays were performed in two mutant strains with loss-of-function for DAF-16 (abnormal DAuer Formation factor 16) and HSF-1 (Heat Shock Factor 1) transcription factors, which act downstream of the insulin/insulin like growth factor-1 (IGF-1) signaling pathway. The results indicated that the modulation of these factors could be behind the improvement in the resistance against thermal stress produced by bilberry anthocyanins in young individuals, whereas they do not totally explain the effects produced in worms in the post-reproductive development stage. Further experiments are needed to continue uncovering the mechanisms behind the biological effects of anthocyanins in living organisms, as well as to establish whether they fall within the hormesis concept.