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大豆由来の植物エストロゲンの酵素学的特徴付けされた肝臓ミクロソームおよびアトランティックサーモンの一次肝細胞における生物学的変化
Biotransformation of phytoestrogens from soy in enzymatically characterized liver microsomes and primary hepatocytes of Atlantic salmon.
PMID: 32294595 DOI: 10.1016/j.ecoenv.2020.110611.
抄録
効率的な養殖は、持続可能なタンパク質源に依存しています。海洋原料の不足により、大豆や小麦などの主食をベースにした「グリーンアクアフィード」へのシフトが始まっている。植物由来の飼料は、化学汚染物質、天然毒素、植物エストロゲンのような生理活性化合物の存在の可能性があるため、魚の健康、製品の品質、消費者のリスクに関する新たな課題を伴います。ダイドゼイン（DAI）、ゲニステイン（GEN）、グリシテイン（GLY）は、かなりのエストロゲン活性を持つ主要な大豆イソフラボンであり、潜在的に魚類の内分泌系に干渉し、キャリーオーバー後に消費者に影響を与える可能性があります。このような観点から、魚類におけるイソフラボンの生体内変換に関する情報は、リスク評価のために非常に重要である。そこで我々は、ノルウェーの養殖において最も重要な種であるアトランティックサーモン（Salmo salar）の肝臓画分を分離し、イソフラボンの排泄と代謝物形成の研究に使用した。サケの肝ミクロソームと一次肝細胞は、特定のプローブ基質を用いて、第I相チトクロームP450（CYP）と第II相ウリジン-二リン酸-グルクロノシル転移酵素（UGT）の活性に関して特徴づけられ、他の種の結果と比較することができた。DAI, GEN及びGLYはUGTにより効果的にクリアされた。液体クロマトグラフィー高分解能質量分析法による正確な質量、断片化パターン、保持時間の測定に基づき、サケの主要代謝物として7-O-グルクロニドを予備的に同定した。一方、CYPによる酸化的代謝物の産生は重要ではなかった。最適化されたアッセイ条件下では、少量のモノヒドロキシル化DAIのみが検出された。これらの知見は、養殖サケにおける植物エストロゲンの生物濃縮と大豆含有水飼料による消費者へのリスクは考えにくいことを示唆している。
Efficient aquaculture is depending on sustainable protein sources. The shortage in marine raw materials has initiated a shift to "green aquafeeds" based on staple ingredients such as soy and wheat. Plant-based diets entail new challenges regarding fish health, product quality and consumer risks due to the possible presence of chemical contaminants, natural toxins and bioactive compounds like phytoestrogens. Daidzein (DAI), genistein (GEN) and glycitein (GLY) are major soy isoflavones with considerable estrogenic activities, potentially interfering with the piscine endocrine system and affecting consumers after carry-over. In this context, information on isoflavone biotransformation in fish is crucial for risk evaluation. We have therefore isolated hepatic fractions of Atlantic salmon (Salmo salar), the most important species in Norwegian aquaculture, and used them to study isoflavone elimination and metabolite formation. The salmon liver microsomes and primary hepatocytes were characterized with respect to phase I cytochrome P450 (CYP) and phase II uridine-diphosphate-glucuronosyltransferase (UGT) enzyme activities using specific probe substrates, which allowed comparison to results in other species. DAI, GEN and GLY were effectively cleared by UGT. Based on the measurement of exact masses, fragmentation patterns, and retention times in liquid chromatography high-resolution mass spectrometry, we preliminarily identified the 7-O-glucuronides as the main metabolites in salmon, possibly produced by UGT1A1 and UGT1A9-like activities. In contrast, the production of oxidative metabolites by CYP was insignificant. Under optimized assay conditions, only small amounts of mono-hydroxylated DAI were detectable. These findings suggested that bioaccumulation of phytoestrogens in farmed salmon and consumer risks from soy-containing aquafeeds are unlikely.
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