Molecular hydrogen as a potential mediator of the antitumor effect of inulin consumption（イヌリン摂取による抗腫瘍効果の潜在的な媒介物質としての水素分子）

イヌリンの抗がん作用と水素分子の関係

2025.09.08

一言まとめ

マウスの実験で、食物繊維イヌリンの摂取が腸内での水素分子産生を促し、がんの増殖を抑制することを確認した。さらに、イヌリン摂取時と同等の水素を吸入させるだけでも同様の抗腫瘍効果と免疫活性化が見られ、イヌリンの効果の一部は水素が担っている可能性が示された。

3分で読める詳細解説

結論

イヌリンの抗がん作用は、腸内発酵で生じる水素分子が免疫を活性化することで発揮される可能性がある。

研究の背景と目的

がんは依然として世界の主要な死因であり、新しい治療法が求められている。近年、腸内環境を整えることが、がんに対する免疫力（免疫監視）を高める上で重要だとわかってきた。
プレバイオティクスの一種である「イヌリン」は、腸内の善玉菌を増やし、がんの増殖を抑える効果が報告されている食物繊維である。この効果は、免疫システムの活性化によると考えられているが、その詳しいメカニズムは不明だった。一方で、イヌリンが腸内細菌によって分解（発酵）される際には、「水素分子」も産生される。そして、この水素分子自体にも免疫力を高め、がんを抑制する効果があることが知られている。
そこで本研究は、「イヌリンの抗がん作用は、腸内で作られる水素分子が免疫を活性化することによって引き起こされるのではないか？」という仮説を検証することを目的とした。

研究方法

対象: C57BL/6マウス (メス、5〜6週齢) を使用した。
介入方法: マウスを3つのグループに分けた。
- イヌリン群: イヌリン70mgを水に溶かし、週5回の頻度で経口投与した。
- 水素吸入群: イヌリン投与後に体内で産生される水素のピークに合わせ、1回2時間、週5回の頻度で3%濃度の水素ガスを吸入させた。
- 対照群: イヌリン群と同様に、水のみを週5回経口投与した。
評価方法:
- 水素産生量の測定: イヌリン投与後、マウスの呼気に含まれる水素濃度を測定し、体内でどれだけ水素が作られているかを調べた。
- 免疫効果の評価: 2週間の介入後、血液を採取し、がん細胞を攻撃する「Tリンパ球」の数や、その活性度を示す「インターフェロンγ (IFN-γ)」という物質の産生能力をフローサイトメトリーで分析した。
- 抗腫瘍効果の評価: 2週間の介入後、各マウスにメラノーマ（皮膚がん）細胞を移植し、その後の腫瘍の大きさを15日間追跡した。また、腫瘍組織に集まったTリンパ球の活性度も分析した

研究結果

主要な結果
- イヌリンを投与したマウスでは、投与1時間後から呼気中の水素産生が著しく増加し、2時間後にピーク (3.7±0.8 nmol/s) に達した。
- イヌリン群と水素吸入群はどちらも、対照群に比べて血液中のCD4+ T細胞およびCD8+ T細胞の割合を有意に増加させた。
- イヌリン群と水素吸入群はどちらも、血液中のTリンパ球（CD4+, CD8+, γδT細胞）によるインターフェロンγの産生能力を有意に高めた。
- がん細胞移植後13日目において、イヌリン群 (39.3±11.9 mm3) と水素吸入群 (56.4±13.2 mm3) の腫瘍体積は、対照群 (151.4±48.8 mm3) と比較して有意に小さかった。
- これらの免疫活性や抗腫瘍効果において、イヌリン群と水素吸入群の間に明確な差は見られなかった。
考察
- イヌリン投与と、それを模倣した水素吸入が、非常によく似た免疫活性化と抗腫瘍効果を示した。このことは、イヌリン摂取による抗がん作用の少なくとも一部が、腸内で産生された水素分子によって媒介されているという仮説を強く支持するものである。
- イヌリン摂取が困難な大腸がんなどの患者に対して、直接水素を投与することが代替治療となる可能性も示唆された。
研究の限界
- 本研究は、イヌリンの効果が水素を介していることを間接的に示したものであり、腸内での水素産生だけを止めて抗腫瘍効果がなくなるかを確認した直接的な証明ではない。
- また、治療効果が高く腫瘍が小さくなりすぎたため、腫瘍内の免疫細胞を十分に採取できず、統計的な解析が困難であった点も限界として挙げられている。

Appendix（用語解説）

イヌリン: ゴボウやキクイモなどに含まれる水溶性食物繊維の一種。ヒトの消化酵素では分解されず大腸まで届き、腸内細菌のエサとなる。
プレバイオティクス: 腸内にすむ有用な微生物（善玉菌）の増殖を選択的に促すことで、私たちの健康に良い影響を与える食品成分。
腸内フローラ（腸内細菌叢）: 人間の腸内に生息する、重さにして1kg以上にもなる多種多様な細菌の集まりのこと。
免疫監視: 体の免疫システムが、がん細胞のような異常な細胞を常にパトロールして見つけ出し、攻撃・排除することで、がんの発生や増殖を防ぐ仕組み。
Tリンパ球 (T細胞): 免疫を担う白血球の一種。がん細胞やウイルス感染細胞を直接攻撃する「CD8+ T細胞（キラーT細胞）」や、免疫全体の司令塔として働く「CD4+ T細胞（ヘルパーT細胞）」などがある。
インターフェロンγ (IFN-γ): 主に活性化したT細胞から放出される情報伝達物質（サイトカイン）。免疫細胞全体の働きを強力に活性化させ、がん細胞などへの攻撃力を高める。
フローサイトメトリー: 細胞にレーザー光を当てて、一つ一つの細胞が持つ特徴（種類や活性度など）を高速で解析する技術。
メラノーマ: 皮膚の色素（メラニン）を作る細胞ががん化したもので、悪性度の高い皮膚がんの一種。