Transcript 中央教育審議会への諮問 青少年の意欲を高め、心と体の相伴った成長

第１１回 遺伝子と栄養
右の図はDNA（デオキシリボ核酸）の
構造を示しています。A,G,C,Tという４種
の塩基の並び方によって、生物の遺伝
情報はすべて決まります。僅か２種の０
と１の配列だけで、電算機は文章も図も
全て表すことが出来るのと同じです。
一個の細胞の全ての遺伝情報をゲノ
ムといい、身体を作っている６０兆個の
体細胞の一つ一つに同じゲノムが入っ
ているのです。ゲノムは全身の設計図
ですから、親羊の１個の体細胞からク
ローン羊が作れるのです。 ニュートリ
ゲノミックスはニュートリション（栄養）と
ゲノミックス（ゲノム解析学）の合成語で
す。
DNAの二本鎖は互いにコピーして遺伝
水素結合
G-Cは３本
A-Tは２本
香川靖雄ほか. コア人体の分子生
物学, 丸善, 1997, 2p.
一卵性双生児は二卵性双生児よりも発病の一致度が高い
一卵性兄弟の一方が発病しないので高率の予防の可能性
双生児の兄弟両方の発症頻度
統計的な有意差
一卵性双生児
（男６２組、女６３組）
同性二卵性双生児
（男８６組、女９２組）
肥満度（ＢＭＩ）
0.68
0.28
<0.001
120分血糖上昇
拡張期血圧
0.52
0.55
0.47
0.26
0.17
0.07
<0.05
<0.001
<0.01
HDLｺﾚｽﾃﾛｰﾙ
0.61
0.26
<0.001
収縮期血圧
ｐ 値
値
文献 ： P.Poulsen et al. Diabetologia 44:537-543 (2001)
ｱﾙﾃﾞﾋﾄﾞ脱水素酵素多型とｴﾀﾉｰﾙ消費量の分布
弥生系の日本人の多い近畿、中国、北陸で少。
日本人の栄養関連遺伝子多型の特徴
1．飢餓耐性: 軽い肥満でも糖尿病や梗塞： βARｓ、UCPｓ
2. 食塩感受性: 食塩1日10g以上で高血圧： AGTのTT型
3. ｱﾙｺｰﾙ感受性: 酒に弱い人は食道癌： ALDH2の2型
4．乳糖不耐性: 牛乳飲用の限度500ml: 成人lactase欠損
5．消極的・共同的性格: 指導は丁寧に： SerotoninTのSS型
6．葉酸とｴﾋﾟｼﾞｪﾈﾃｨｯｸｽ：認知症､脳梗塞： MTHFRのTT型
7．膵島分泌量：白人の半分で糖尿病体質： SOCS2の多型
8．解毒能特異性：食品機能成分有効性の人種差：CYP多型
9. ミトコンドリアのハプロタイプ ： 新ﾓﾝｺﾞﾛｲﾄﾞの特徴
DNA複製
RNA転写
蛋白質翻訳
香川靖雄ほか. コア人体の分子
生物学, 丸善, 1997, 16p.
DNAの
抽出と
検出法
香川靖雄ほか. コア人体の分子
生物学, 丸善, 1997, 20p.
ニュートリゲノミックスの概要
各細胞内の
全集合体
(ｵｰﾑ)
環境因子
（栄養素、機能
成分、運動等）
DNA
：
ｹﾞﾉﾑ
転写
（ﾘﾎﾞ核酸）
個人差
遺伝子多型（SNPなど）
（ﾃﾞｵｷｼﾘﾎﾞ核酸） (genome)
RNA
解析学
（ｵﾐｯｸｽ）
細胞内存在量比（ﾌﾟﾛﾌｧｲﾙ）
： ﾄﾗﾝｽｸﾘﾌﾟﾄｰﾑ
（ｔranscriptome)
細胞差
*DNAのCpGメチル化*
ヒストンアセチル化
遺伝子発現ﾌﾟﾛﾌｧｲﾙ
（mRNA合成量）
翻訳
Protein
： ﾌﾟﾛﾃｵｰﾑ
（たんぱく質）
（Proteome)
たんぱく質発現ﾌｧｲﾙ
（酵素･受容体など）
代謝
Metabolites ： ﾒﾀﾎﾞﾛｰﾑ
代謝産物ﾌﾟﾛﾌｧｲﾙ
（代謝産物）
（血糖、血清脂質、乳酸等）
（Metabolome)
作用発現の多様性
ｹﾞﾉﾐｯｸｽ
（genomics)
*ｴﾋﾟｼﾞｪﾈﾃｨｯｸｽ
（epigenetics)
ﾄﾗﾝｽｸﾘﾌﾟﾄﾐｯｸｽ
(transcriptomics)
ﾌﾟﾛﾃｵﾐｯｸｽ
（proteomics)
ﾒﾀﾎﾞﾛﾐｯｸｽ
（metabolomics)
ﾊﾞｲｵｲﾝﾌｫｰﾏﾃｨｯｸｽ
(bioinformatics)
心身の全活動
生活習慣病、老化
香川靖雄. やさしい栄養学.
女子栄養大学出版部, 2006, 163p.
生活習慣病予防とﾓﾝｺﾞﾛｲﾄﾞの遺伝子多型
メタボリックシンドロームの機構
ﾓﾝｺﾞﾛｲﾄﾞの飢餓
耐性遺伝子多型
ｺｰｶｿｲﾄﾞの生活様
式のｸﾞﾛｰﾊﾞﾙ化
安静時代謝量とβ3ｱﾄﾞﾚﾅﾘﾝ受容体多型
女子栄養大学生
175名
(平均年齢 21)
(kcal/day)
女子栄養大学
ｸﾘﾆｯｸ受講者
127名
(平均年齢 50)
2000
P<0.01
NS
1500
1000
500
R/W
W/W
0
R/W
W/W
出典：上西一弘教授（栄養生理学）
女子栄養大学栄養ｸﾘﾆｯｸの肥満遺伝子多型
酵素ではなく生体膜の受容体や輸送体の多型
①β3ｱﾄﾞﾚﾅﾘﾝ受容体
（β3AR）
Trp64Arg
② 脱共役蛋白質２（UCP2）
45bp insertion/deletion
③ 脱共役蛋白質３
（UCP3)
C-55T
いずれもエネルギー変換
に関する膜蛋白質
β3AR
β3AR
UCP2
UCP1
白色脂肪細胞
褐色脂肪細胞
遊離脂肪酸
β2AR
UCP3
骨格筋細胞
日本人の肥満遺伝子多型の頻度と安静時代謝量の増減
受容体、輸送体の多型が多く、酵素の多型は少ない。
遺伝子名
遺伝子多型
残基と位置
安静時代謝量の差
Kcal/日
β3-AR
Trp64Arg
-200 (Arg アリル)
26％
β2-AR
Arg16Gly
+300 (Gly アリル)
16％
UCP1
a-3826g
-100 (G アリル)
40％
UCP2
Insert/Del
-200 (欠失)
35%
UCP3
c-55t
-100 (t アリル)
63%
Kir6.2
Glu23Lys
+100 (Lys アリル)
41%
LEPR
Gln233Arg
-100 (Arg アリル)
85%
RAGE
g1704t
-350 (t アリル)
14%
MTP
g-493t
-100 (t アリル)
21%
日本人中のｱﾘﾙ頻度 ％
吉田俊秀,「肥満治療」, Available from <http://metab.kuhp.kyotou.ac.jp/IKAI/report/no8.html>, (accessed 2007-12-11)
日本人は軽度肥満で糖尿病になりやすい。ｲﾝｽﾘﾝ分泌が少ない
SOCS2(supressor of cytokine signaling 2) 多型の相違
ﾒﾀﾎﾞﾘｯｸｼﾝﾄﾞﾛｰﾑは危険因子保有数が
３を越えると健常人の31倍危険になる。
危険度は単なる足し算ではない。
発症ｵｯｽﾞ 比
危険因子保有数と虚血性心疾患発症ｵｯ ｽﾞ比
35
30
25
20
15
10
5
0
危険因子
発症ｵｯｽﾞ比
肥満
高血圧
高血糖
0
1
2
3～4
危険因子保有数
高脂血
高血圧を促進する遺伝子多型のアリル頻度
（単位：％）
アンジオテンシノーゲン
Ｔ235
81
日本人
(Ishikawa, Hypertension
2001)
アルドステロン合成酵素
Ｔ-344
69
日本人
白 人
57
日本人
白 人 15
45
白 人
αアデュ－シン
Ｔrp460
50
(Tsujita, Hypertens Res 2001)
(Ishikawa, Am J Hypertens
1998)
G蛋白β３（Na-Hﾎﾟﾝﾌﾟ）
Ｔ825
52
日本人
白 人
25
(Ishikawa, Am J Hypertens
2000)
一酸化窒素合成酵素遺伝子T786C多型でも、食
塩摂取量11.7ｇ/日以下なら高血圧にならない。
150
145
140
135
TT型
TC/CC型
130
平均45歳の
日本人281人
125
120
115
<7.5g
7.5-9.2g
9.2-11.7g
>11,7g
17%が高血
圧になりやす
いTC/CC型
Miyaki. K. et al. “Salt Intake Affects the Relation Between Hypertension
and the T-786C Polymorphism in the Endothelial Nitric Oxide Synthase
Gene” Am J. Hypertension. 18(12), 2005, 1556-62
介入試験３年後における高血圧発症率と
アンジオテンシノーゲン遺伝子多型
50
高
血
圧
発
症
率
（
％
）
45 44
ＴＴ型
ＴＭ型
ＭＭ型
41
40
36
32
32
28
30
32
25
20
10
0
観察のみ
減塩食
減量
肥満度（BMI）は４種の肥満関連遺伝子多型があって
も、栄養クリニックの指導で無投薬で改善できる。
β3AR
（㎏/m2）
35.0
30.0
25.0
ns
p＜
26.4
-1.7
p＜
野生型群（n=91）
25.0
変異型群（n=56）
UCP3
35.0
30.0
-1.7
25.5 23.9
24.6
20.0
（㎏/m2）
（㎏/m2）
ns
p＜
-1.8
26.1 24.4
-1.7
p＜
25.9
-1.2
35.0
-1.8
30.0
-2.4
25.0
-3
20.0
（㎏/m2）
（㎏/m2）
-1.2
35.0
-1.8
30.0
-2.4
25.0
変異型群（n=83）
受講前
-1.7
26.2 24.5
野生型群（n=105）
-1.7
p＜
25.5 23.9
変異型群（n=42）
-1.7
p＜
0.0001
-1.8
-2.4
FABP2
ns
-3.0
（㎏/m2）
-1.2
-1.7
p＜
26.1 24.4
20.0
-1.8
-2.4
-3.0
野生型群（n=59）
受講後
-1.2
p＜
25.8 24.1
-3.0
（㎏/m2）
ns
24.2
20.0
野生型群（n=64）
UCP2
（㎏/m2）
変化量
変異型群（n=86）
受講前vs受講後はWilcoxonの符号付順位検定、
野生型群vs変異型群はMann-WhitneyのU検定
脱共役蛋白質２の欠失/欠失同型接合体変異型
の栄養・運動指導後の血清脂質改善
(mg/dl)
260
総ｺﾚｽﾃﾛｰﾙ
p=0.0007
p=0.0005
p<0.0075
(mg/dl)
p=0.0417
p<0.0001
115±48
241±53
240
130
中性脂肪
110
p<0.0001
p<0.0001
97±42
225±46
90
220
210±36
80±25
75±25
200
180
70
197±36
50
受講前 受講後 受講前 受講後
野生群
（n=105）
変異型群
（n=42）
受講前 受講後 受講前 受講後
野生群
（n=94）
変異型群
（n=34）
西欧化でﾀｲでも糖尿病･冠疾患が激増
During this 15 years:
Heart diseases x 5.1
Diabetes x 7.5
Cancer x 1.3
Heart
disease
Diabetes
Cancer
Thailand Health Profile 2000
ｱｼﾞｱ人の間の遺伝子多型頻度は類似
女子栄養大学ﾊｲﾃｸ･ﾘｻｰﾁ･ｾﾝﾀｰ
Okinawa (n=100)
PPARg2
LEPR ex6
Apo E
AGT M235T
2
98
11
2
AGT a-20c
b3AR
LEPR ex14
4 26
7 30
63
52
42
25
56
46
19
40
70
14
25 5
95
5
31
25
36
66
81
90
40
31 3
18 1
91
7
88
96
69
91
99
58
12 4
51
8 1
86
7 35
68
2 12
73
56
9
12 2
71
12 20
36
Mongol (n=252)
96
326
81
3
6
13
70
7 7
91
Palau (n=118)
94
6
89
UCP2
UCP3p
Thai (n=212)
81
41
27
3
15
41
52
69
4
45
14
30 1
72
26 2
9
65
33 2
1
71
27 2
生活習慣病とﾓﾝｺﾞﾛｲﾄﾞの感受性遺伝子
A
ﾓﾝｺﾞﾛｲﾄﾞの感受性遺伝子
B
脂質､食塩､酒､牛乳､運動､ｽﾄﾚｽ､薬物
交互作用
発 症
世論も遺伝子検査への賛成が圧倒的に増えた
朝日新聞2006年３月12日朝刊 文部科学省特定領域研究
「ＤＮＡ」は知らない人が１％、意味を理解してい
る人が５５％と、かなり遺伝子の情報は定着。
医療に応用するゲノム研究については７０％が
賛成、１％が反対、２９％はどちらともいえな
いと答えた。薬の効きやすさを判定するため
の遺伝子検査を受けたいと答えた人は６６％
で、成果を医療に応用することには肯定的
だった。
０５年１１月、全国の一般国民約４千人に質問
73%の人は遺伝子検査を希望
経産省：ｹﾞﾉﾑﾍﾞｰｽによる
新健康増進ｻｰﾋﾞｽ調査
（2006年2月）
節約遺伝子多型は適切な生活指導で経済的にも有利
で､抵抗力も強くなるので多型を告知するのが倫理的。
多型とは正常人集団の中の多様性であり、病気ではない。
節約遺伝子のβ3ｱﾄﾞﾚﾅﾘﾝ受容体のArg多型は１日200kcal少
なくて済む。一般食品は１kcal＝１円、１家で36万円/年節約
節約遺伝子の保有者は災害時の生存の可能性が高い。
節約遺伝子の保有者であることを告知され、指導を受ければ、
一般人と同様に生活習慣病は予防されるので不利ではない。
節約遺伝子は不利だから、差別が起こると宣伝したのは誤解。
節約遺伝子の検査、告知は生活習慣病の予防に有益なので、
遺伝子検査への反対や、不安を煽る報道は非倫理的。
治療予防の可能な遺伝子検査と指導は、健診でも推進したい。
患者
自分
致死的疾患（末期癌等）に対する（第一世代）
遺伝子治療
患者
自分
重篤な生活の質低下に対する（第二世
代）
遺伝子治療
患者
自分
アイスランド等の全国民の遺伝子検査の
法的な促進
患者
自分
米国等のミトコンドリア移入等子孫に
伝達される遺伝子治療
患者
自分
健常者の心身の能力、容貌などを改善
する遺伝子操作の自由
○
×
○
×
その他
その他
遺伝子医学の倫理の賛否
（医学生の調査結果）
世界の遺伝子組換え農作物の世界の栽培面積の割合
(百万ha)
遺伝子組換え
非遺伝子組換え
160
140
120
100
80
60
40
20
0
55％
大豆
21％
ワタ
16％
ナタネ
11％
トウモロコシ