世界初の技術

『安定化に成功した高濃度カテキン(EGCg)水溶液』

CATECHIN/DEVELOPMENT TECHNOLOGY

すべての構成成分が食べることができる食品添加成分

保存安定化に成功した高濃度カテキン(EGCg)類含有水溶液組成物

2021年8月より特許出願を開始)

ALL COMPONENTS ARE EDIBLE FOOD  ADDITIVES

CATECHINS-CONTAINING AQUEOUS SOLUTION COMPOSITION WITH EXCELLENT STORAGE STABILITY

Patent application started in August 2021)

この天然成分を水中で高濃度のまま安定化させた製剤が開発され、インフルエンザをはじめ新型コロナウイルスなど変異を繰り返す様々なウイルスに対して、ウイルスたんぱく質(スパイク等)に結合することで細胞への侵入を防ぎ、不活化効果があることが検証実験で明らかになった。

●各種インフルエンザウイルスの不活化効果

九州保健福祉大学副学長・薬学部長・薬学科長黒川昌彦教授研究チーム

 

緑茶にはカテキン類が多く含まれており、カテキン類の一種であるepigallocatechingallate(EGCg)はウイルスの増殖過程において、細胞への吸着過程を阻害し、抗ウイルス効果を示すことが知られている。

そこで、EGCgの抗インフルエンザウイルス効果とその作用機序を検証した。In vitroにおいて4種の型、型インフルエンザウイルス株に対してMDCK(Madin-Darby canine kidney)細胞を用いたプラーク減少法を行うことで、EGCgの抗インフルエンザウイルス効果を検討した。

 

その結果、4種のインフルエンザウイルスに対してウイルス粒子の細胞への吸着あるいは侵入過程をEGCgが阻害することを確認した。

●各種インフルエンザウイルスの不活化効果

九州保健福祉大学副学長・薬学部長・薬学科長黒川昌彦教授研究チーム

 

緑茶にはカテキン類が多く含まれており、カテキン類の一種であるepigallocatechingallate(EGCg)はウイルスの増殖過程において、細胞への吸着過程を阻害し、抗ウイルス効果を示すことが知られている。

そこで、EGCgの抗インフルエンザウイルス効果とその作用機序を検証した。In vitroにおいて4種の型、型インフルエンザウイルス株に対してMDCK(Madin-Darby canine kidney)細胞を用いたプラーク減少法を行うことで、EGCgの抗インフルエンザウイルス効果を検討した。

 

その結果、4種のインフルエンザウイルスに対してウイルス粒子の細胞への吸着あるいは侵入過程をEGCgが阻害することを確認した。

●黒川昌彦教授プロフィール 

富山医科薬科大学大学院薬学研究科博士課程修了

研究業績(受賞歴)

198104 宮田賞 受賞 (日本薬学会) 

198510 Award for Institutional Research Grant, The University of Texas system Cancer Center M. D. Anderson Hospital and Tumor Institute at Houston. 

199308 和漢医薬学会奨励賞 受賞

199405 とやま賞 受賞 

201404 九州保健福祉大学実績評価、最優秀賞

研究内容:これまで伝統医薬物やサプリメント等から新規抗ウイルス薬の開発やウイルス感染病態および宿主感染免疫防御機序の解析に関する研究とともに、遺伝子治療への応用に向けたウイルスベクターの基礎研究を進展してきた。さらに、QOLの維持・増進に貢献できる研究として、ウイルス感染動物を用いて、胎児期・新生児期環境化学物質暴露やメタボリックシンドロームによる感染症増悪化現象の立証とその解析研究を進めている。近年では、生化学、分子・細胞生物学、遺伝子工学、細菌学、ウイルス学、免疫学などの知識と実験手技を駆使し、感染症や生活習慣病の病態メカニズムの解明と新規予防・治療法の開発、環境化学物質の宿主免疫機構に対するリスク評価などの研究を行っている。これらの研究は、学内外の研究者(大学、研究所、企業)との共同研究体制を構築しており、研究成果を効率的に社会に還元することで、国民のQOL維持・増進に寄与することを目的としている。


●新型コロナウイルス・SARSウイルスの不活化効果

  東京大学大学院・農学生命科学研究科・地球規模感染症制御学講座 

   間陽子特任教授研究チーム

 

感染症パニック」という言葉に代表されるように、様々な感染症が生命と社会・経済に大きな打撃を与え続けている。

そのため、現代社会において、感染症に対抗するための手段の確立は重要な課題であり、近年、様々な素材の抗ウイルス効果が注目をされ、EGCgをはじめとする植物由来成分も盛んに研究がおこなわれている。

本研究では、現在、世界中で問題となっているSARS-CoV-2に近縁で、ヒトに風邪症状を引き起こすhuman coronavirusHCoV)-229Eに対するEGCgの抗ウイルス効果を50% Tissue Culture Infectious DoseTCID50)を指標に測定した。

その結果、直接不活化効果と吸着阻害効果との相乗効果によって10ppmという低濃度のEGCgによって、感染阻害効果が確認された。


保存安定性に優れたカテキン水溶液の差別化ポイント

DIFFERENTIATING POINTS FOR CATECHIN AQUEOUS SOLUTIONS WITH EXCELLENT STORAGE STABILITY

現行の課題 Current challenges

カテキン類を含むポリフェノール類は、水中に溶存する酸素や空気中の酸素により容易に酸化されるため非常に不安定である。

水性溶剤に溶解した際には、期待される活性酸素除去作用等の有用な作用が低下するほか、酸化に伴って変色する等、その保存安定性に欠ける。その結果として、水性溶剤に溶解して液体状態で取り扱うことが困難であり、飲食品、化粧料、医薬品等へ応用する上で大きな障害になっている。

Polyphenols containing catechins are very unstable because they are easily oxidized by oxygen dissolved in water and oxygen in the air.

When dissolved in an aqueous solvent, the expected useful action such as reactive oxygen removal action is reduced, and it discolors with oxidation, and the storage stability is lacked. As a result, it is difficult to dissolve in an aqueous solvent and handle it in a liquid state, and it is a major obstacle in application to food and beverage, cosmetics, pharmaceuticals, and the like.


課題解決 PROBLEM SOLVING

カテキンの弱点(Weaknesses of catechins)

抗酸化力が強いためにDue to its strong antioxidant power)

●水溶液の中では、溶存酸素と結合し容易に酸化してしまうため安定化させることが難しい。

  In the aqueous solution, it is difficult to stabilize because it binds to dissolved oxygen and is easily oxidized.

●安定化のために化学物質を使用して誘導体化するのが一般的で体内に取り入れることが難しい。

  It is common to derivatize using chemicals for stabilization, and it is difficult to take it into the body.

安定化した高濃度カテキン(EGCg)水溶液の開発技術 

Development Technology for Stabilized High Concentration Catechin (EGCg) Aqueous Solution

抗酸化作用の強いカテキンEGCgは酸化劣化が激しく保存安定性に欠けるため、各種製品開発において、その点が大きな欠点でとなっていました。しかし、当該技術は水溶液中で高

度のまま安定させる世界初の加工技術として特許出願申請(20218)開始した。現在、この水溶液製剤は10000ppmの高濃度で安定化されており、稀釈により容易に濃度調整

る。また、安定化を実現させているすべての構成成分が厚生労働省が許認可する食品添加成分であるため、体内に入っても副反応などの心配もなく、お子様から高齢者まで安定

口腔ケアなどによる服用も可能。また、添加濃度にもよるが、不活化効果を示す濃度であれば、カテキンEGCg特有の渋みや苦み、変色で既存製本来の味わいや香り・色合いに

与えるダメージはほとんどなく、様々な分野の製品に展開できる。

Catechin EGCg, which has a strong antioxidant effect, has severe oxidative deterioration and lacks storage stability, so this point has been a major disadvantage in various product developments.

However, as the world's first processing technology to stabilize the concentration in an aqueous solution at a high concentration, a patent application application (August 2021) was initiated.

Currently, this aqueous solution preparation is stabilized at a high concentration of 10000 ppm, and the concentration can be easily adjusted by dilution.

In addition, since all the components that realize stabilization are food additive ingredients approved by the Ministry of Health, Labour and Welfare, there is no worry about side reactions even if it enters the body,

It can also be taken by oral care etc. with peace of mind from children to the elderly.

In addition, although it depends on the added concentration, if it is a concentration that exhibits an inactivation effect, the original taste, aroma and color of existing products are changed by astringency, bitterness, discoloration, etc. peculiar to catechin EGCg.

There is almost no damage done, and it can be applied to products in various fields.

 

☆【製品の特性Product characteristics

●時間経過(9ヶ月)して残存率が72と大半が劣化しないこと

   Even if time passes (about 9 months), the remaining rate is 72%, and most of it does not deteriorate

10,000ppmと高濃度で安定化しているため、希釈が容易なこと

  Because it is stabilized at a high concentration of 10,000 ppm, it is easy to dilute.

●厚生労働省から食品添加物として認可された成分のみで作られていること

  It is made only with ingredients approved as food additives by the Ministry of Health, Labour and Welfare

効果をを発揮する段階での濃度では、無味・無臭、無色・透明なので汎用性に優れていること

  In the concentration at the stage of exerting the effect, it is tasteless, odorless, colorless and transparent, so it is excellent in versatility

It is an aqueous solution composition containing catechins with excellent storage stability.

Catechins Aqueous Solution

1 Stable existence for a long time     2 No color change such as browning over time.

製品の特徴と様々な用途 

Product features and various applications

     Product features:

 ①Don't let the catechin feel astringent.

 ②Color tone changes such as browning of added food and beverage products do not occur.

    ③Spraying the entire face, such as throat and nasal cavity, as a spray ⇒ Adsorbs on the mucous membranes for a long time

 ④A small amount of addition can take sufficient catechins.

  1. ウイルスブロックスプレーとして(喉や鼻腔など顔全体に噴霧等)
  2. アルコールを使用しないウイルス消毒・除菌スプレーとして
  3. タブレット等で口内から直接的なウイルスブロックとして
  4. 人間だけでなく家畜等に直接噴霧したり、水に混合して飲ませることによるウイルスブロックとして
  5. ペットの健康補助食品として

1.   As a virus block spray (spraying, etc. on the entire face such as throat and nasal cavity)

2.   As a virus disinfection and disinfection spray that does not use alcohol

3.   As a virus block directly from the mouth with a tablet, etc.

4.   As a virus block by spraying not only humans but also livestock directly or mixing it with water and drinking it

5.   As a pet health supplement


不活化効果イメージ

INACTIVATION EFFECT ON VIRUSES(IMAGE)

ウイルスは、その構造において突起(スパイク)を持っており、これを介して細胞に取りつくジョイント部分があり、スパイクはウイルスによってそれぞれ固有の構造である。このため、ワクチンによる予防は、体の中にウイルスの抗体を作り、その抗体がスパイクの特定構造をとらえてウイルスが細胞へ取りつくのを防止するものである。
このようなメカニズムであるため、例えばインフルエンザウイルスではスパイクの構造が異なるインフルエンザウイルスが複数あり、ワクチンで作られた抗体とスパイクの特定構造とが結合しなければ、インフルエンザウイルスの感染を防ぐことができないという課題がある。
一方、カテキンの抗ウイルス効果、つまりウイルスの人体等への感染を予防する効果は、ウイルスが細胞に取りつくジョイント部分を覆ってしまうものと思われ、種々のウイルスのスパイクの特定構造の違いによらず発揮することができる。

Viruses have protrusions (spikes) in their structure, through which there is a joint portion that attaches to the cell, and the spikes are unique to each of the viruses. For this reason, vaccine prevention involves creating antibodies to the virus in the body that capture a specific structure of spikes and prevent the virus from attaching to the cells.

Because of such a mechanism, for example, in influenza viruses, there are multiple influenza viruses with different spike structures, and there is a problem that infection by influenza viruses cannot be prevented unless the antibodies made by the vaccine and the specific structure of the spikes are combined.

On the other hand, the antiviral effect of catechins, that is, the effect of preventing the virus from infecting the human body, etc., is thought to cover the joint part where the virus attaches to the cell, and can be exerted regardless of the difference in the specific structure of the spike of various viruses.




HCoV-229EEGCgによる不活化のまとめ

EGCgは直接不活化効果と吸着阻害効果の二つの作用により、HCoV-229Eの感染性を減少させることが明らかとなった。また、そのEC50は約0.5 ppm2 ppmあり、非常に低濃度で抗ウイルス効果を示すことが示唆された。

学術論文(マイクロオーガニズム)

Microorganisms

Epigallocatechin Gallate Stabilized by Cyclodextrin Inactivates Influenza Virus and Human Coronavirus 229E

 

Ryosuke Matsuura1, Arisa Kawamura1 , Yasunobu Matsumoto1,2 , Yoshiki Iida3, Masanori Kanayama3, Masahiko Kurokawa4,* and Yoko Aida1,*

1Laboratory of Global Infectious Diseases Control Science, Graduate School of Agricultural and Life Sciences, The University of Tokyo, 1-1-1 Yayoi, Bunkyo-ku, Tokyo 113-8657, Japan

2Laboratory of Global Animal Resource Science, Graduate School of Agricultural and Life Sciences, The University of Tokyo, 1-1-1 Yayoi, Bunkyo-ku, Tokyo 113-8657, Japan

3HPG Co., Ltd., 3-18-9 Hatchobori, Chuo-ku, Tokyo 104-00332, Japan

4Graduate School of Clinical Pharmacy, Kyushu University of Health and Welfare, 1714-1 Yoshino-cho, Nobeoka, Miyazaki 882-8508, Japan * Correspondence: b2mk@phoenix.ac.jp (M.K.); yoko-aida@g.ecc.u-tokyo.ac.jp (Y.A.

Abstract: Natural products are attractive antiviral agents because they are environment-friendly and mostly harmless. Epigallocatechin gallate (EGCg), a type of catechin, is a well-known natural antiviral agent that can inhibit various viruses. However, EGCg easily oxidizes and loses its physiological activity. Although this problem can be overcome by combining EGCg with cyclodextrin (CD-EGCg), which makes it stable in water at high concentrations, the antiviral effect of this compound remains unclear. Here, we show that in Madin–Darby canine kidney (MDCK) and MRC-5 cells, CD-EGCg is cytotoxic for 50% of cells at 85.61 and 65.34 ppm, respectively. Furthermore, CD-EGCg mainly shows its antiviral effect during the adsorption step for all four influenza virus strains (median effect concentration (EC50) was 0.93 to 2.78 ppm). Its antiviral effect post-adsorption is less intense, and no inhibitory effect is observed on influenza viruses pre-adsorption. Moreover, human coronavirus 229E (HCoV-229E) was inhibited at the adsorption step in short contact (EC50 = 2.5 ppm) and long contact conditions (EC50 = 0.5 ppm) by mixing CD-EGCg with HCoV-229E. These results suggest that CDEGCg effectively inhibits various viruses that require an adsorption step, and is an effective tool for preventing infection.

詳細は、Microorganisms 202210(9), 1796; https://doi.org/10.3390/microorganisms10091796