チリの研究機関がマウスに人工甘味料を投与したところ、その孫世代が糖負荷試験で異常を示した

テクノロジー
A Chilean lab fed mice artificial sweeteners. Their grandkids failed a glucose test.
スクラロースとステビアの代謝への影響が、複数世代のマウスに遺伝する可能性を示す新たなデータが発表された。これは欧州の食品安全規制当局にとって厄介な問いを突きつけるものとなっている。

チリ大学のFrancisca Concha Celume氏率いる研究チームは、齧歯類を対象とした厳格な管理下での食事実験を行った。研究チームはマウスの集団に対し、人間と同等の用量のスクラロースまたはステビアを混ぜた飲料水を与え、その後それらを繁殖させた。注目すべき点は追跡調査の内容にある。次世代および次々世代の子供たちには、水道水以外の飲み物は一切与えられなかったのである。

研究チームがスクラロース投与グループの「孫世代」のマウスを検査した時点で、最初の食餌暴露からかなりの時間が経過していた。しかし、その第2世代のマウスにおいても、依然として血糖値反応の悪化と、肝臓における脂質代謝関連遺伝子の発現低下が確認された。

今週Frontiers in Nutrition誌に掲載されたこの研究結果は、非栄養性甘味料による生物学的な影響が遺伝する可能性を示唆している。この知見は、糖代替品をめぐる議論を単なる食事ガイドラインの枠組みから、エピジェネティクスやマイクロバイオーム(微生物叢)の継承という複雑な領域へと押し上げるものだ。公衆衛生当局はマウスと人間は異なると即座に強調するが、今回のデータは、規制当局が食品添加物の長期的な安全性を評価する上での死角を浮き彫りにした。

ダイエットソーダの生物学的継承

この実験では、広く消費されている2種類の甘味料が分離された。合成塩素化糖誘導体であるスクラロースと、植物抽出物であるステビアである。これら2つの化合物の間には、顕著な影響の差異が見られた。

スクラロースは、より重く持続的な痕跡を残した。最初に暴露されたマウスでは、腸内の炎症関連遺伝子の過剰発現が見られ、同時に肝臓の遺伝子Srebp1の発現低下が確認された。これらの特定のマーカーは、血糖処理の異常とともに第1世代の子供たちに引き継がれ、第2世代になっても根強く残存した。

一方、ステビアの影響は比較的穏やかだった。直接の子供たちには測定可能な生物学的変化を引き起こした(植物由来の代替品であっても代謝シグナルが伝達されることを証明した)ものの、第2世代ではそれらのマーカーは消失した。

ただし、両方の甘味料とも、腸内の基本的な構成を変化させていた。研究チームは、腸内細菌によって生成される重要な代謝産物である短鎖脂肪酸(SCFA)のレベル低下と、潜在的な病原性微生物の割合増加を記録した。この継承の正確なメカニズムについては、生物学者の間でも意見が分かれている。一部の専門家は、妊娠中の母体由来の微生物代謝産物が子供の免疫の軌道をプログラムしていると主張する一方、別の専門家は、甘味料化合物そのもの、あるいはその分解産物がエピジェネティックなマーカーを直接書き換えているのではないかと推測している。

ブリュッセルの安全基準書

齧歯類の代謝チャートを人間の食事政策に翻訳することは、歴史的に非常に困難な作業である。マウスは寿命が極めて短く、代謝経路も異なり、さらに生物学的なノイズが増幅されやすい厳密に管理された環境下で生活している。研究著者ら自身も、今回の発見は「初期の生物学的シグナル」に過ぎず、直ちに疾病を引き起こすというよりは、高脂肪食に対して個体をより脆弱にする可能性を示す「規制上の警告」であると位置づけている。

しかし、今回のチリのデータは、欧州の食品政策にとって不都合なタイミングで突きつけられた。欧州食品安全機関(EFSA)は、厳格ではあるが極めて伝統的な安全性データセットに基づいて、添加物の一日摂取許容量を設定している。それらのデータセットにおいて、被験者の未だ見ぬ孫世代のマイクロバイオームプロファイルを追跡することは、通常求められない。

超加工食品に対する消費者の疑念が強く、世界トップクラスのマイクロバイオーム研究所が多数存在するドイツでは、今回の研究を受けて、試験プロトコルの更新を求める声が高まる可能性がある。しかし、規制基準を更新するためには、数十年間にわたって食事、エピジェネティクス、腸内フローラを追跡する、膨大で長期的な人間のコホート研究が必要となる。

EUの産業政策の観点から見ると、これは典型的な調整問題である。欧州には厳格な規制枠組みと予防原則に対する社会的欲求があるものの、実際にこのデータを収集するための資金調達は加盟国間で分断されたままである。EUが多世代にわたる影響評価に対するアプローチを調和させない限り、規制当局は、20世紀半ばの毒性学指標を使って現代の合成食品チェーンを監視するという状況に足止めされたままとなるだろう。

欧州には答えを要求する官僚機構は存在する。ただ、どの加盟国が人間を対象とした臨床試験の費用を負担するかを、まだ決めかねているだけである。

出典

  • Frontiers in Nutrition
  • チリ大学
Mattias Risberg

Mattias Risberg

Cologne-based science & technology reporter tracking semiconductors, space policy and data-driven investigations.

University of Cologne (Universität zu Köln) • Cologne, Germany

Readers

Readers Questions Answered

Q チリ大学の研究では、スクラロースの多世代にわたる影響について何が明らかになりましたか?
A この研究により、マウスに人間と同等量のスクラロースを摂取させた場合、その代謝への影響が第2世代の子孫にまで及ぶことが明らかになりました。水のみを摂取したこれら孫世代のマウスには、ブドウ糖応答の障害や、脂質代謝に関与する肝臓遺伝子の発現低下が見られました。このことは、人工甘味料の生物学的影響が遺伝する可能性を示唆しており、従来の食品安全試験や現行の規制基準が見落としている可能性のある長期的なリスクを浮き彫りにしています。
Q げっ歯類を用いた試験において、ステビアの生理学的影響はスクラロースとどのように異なりましたか?
A どちらの甘味料も生物学的な変化を引き起こしましたが、スクラロースの方がより永続的な影響を残しました。植物由来の抽出物であるステビアは、第1世代の子孫に測定可能な代謝の変化を引き起こしましたが、その兆候は第2世代には消失しました。対照的に、スクラロースによる腸内炎症マーカーやブドウ糖処理の乱れといった影響は、孫世代に至るまで確認されました。これは、合成塩素化糖誘導体が、一部の植物由来代替品よりも永続的なエピジェネティックな(後天的な遺伝的)影響を及ぼす可能性があることを示しています。
Q 非栄養甘味料の摂取後、被験体の腸内環境にはどのような変化が観察されましたか?
A 研究者は、スクラロースとステビアの両方を投与されたマウスにおいて、腸内環境の著しい変化を観察しました。免疫や代謝の健康を維持するために有益な腸内細菌が生成する必須代謝物である「短鎖脂肪酸」の顕著な減少が見られました。さらに、本研究では病原性の可能性がある微生物の割合が高いことも記録されました。これらのマイクロバイオーム(腸内細菌叢)の変化は、甘味料が次世代の代謝の健康に影響を及ぼす主要な経路であると考えられています。
Q なぜこの研究は、欧州食品安全機関(EFSA)などの欧州の食品安全規制当局にとって課題となるのでしょうか?
A 欧州食品安全機関が定めた現行の安全基準は、マイクロバイオームのプロファイルや多世代にわたる健康転帰を追跡しない従来の毒性学データに基づいています。今回の研究結果は、添加物の長期的な安全性を評価する仕組みに「死角」があることを示唆しています。これらの規制を更新するには、エピジェネティクスや腸内細菌叢を追跡するための、数十年にわたる複雑な人体研究が必要となり、欧州連合(EU)加盟国にとって、極めて大規模な物流面および財政面の調整が必要な課題となります。

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