ヒト骨芽細胞様Saos-2細胞におけるカルシウム沈着に対する、人工消化管で消化されたダイゼイン、テンペおよびプロバイオティクスの効果

Effects of Daidzein, Tempeh, and a Probiotic Digested in an Artificial Gastrointestinal Tract on Calcium Deposition in Human Osteoblast-like Saos-2 Cells.

抄録

カルシウムの十分な摂取は、骨に関連する問題の予防と治療にとって極めて重要である。生物学的に利用しやすいカルシウムの栄養源を開発することは、この必須元素が欠乏し、骨粗鬆症を発症するリスクのある人々にとって特に重要である。本研究は、Caco-2上皮細胞とSaos-2細胞からなる模擬腸内環境におけるテンペ（T）、ダイゼイン（D）、（LA）の影響を評価することを目的とし、骨ミネラル化メカニズムに対するそれらの影響に焦点を当てた。初期段階では、クエン酸カルシウム（CaCt）、LA、D、ダイゼインの組み合わせD-CaCt-LA（D1:1:1）、テンペの組み合わせT-CaCt-LA（T1:1:1）からのカルシウム生物学的利用性を消化シミュレーションにより評価した。未処理および消化サンプルのカルシウム含量は、原子吸光分析（AAS）を用いて測定した。続いて、消化したサンプルを用いて、分化腸細胞様Caco-2細胞で腸管吸収を誘導した。次に、透過性画分を骨芽細胞様Saos-2細胞の培養で評価した。予備的な細胞実験では、MTTアッセイを用いて細胞毒性を評価した。その結果、分析した製品は、無鉱物化刺激剤なしで培養したSaos-2細胞における細胞外カルシウムの沈着に影響を与えないことが示された。CaCt、LA、DおよびTを消化した浸透性画分を組み合わせた製剤は、Saos-2細胞の増殖を促進する能力を示した。Saos-2細胞では、D、D1:1:1、LAは細胞内カルシウム蓄積に顕著な影響を示さなかったが、TとT1:1:1はカルシウム沈着を減少させた。さらに、ミネラル化を誘導せずに培養したSaos-2細胞のmRNA転写物およびアルカリホスファターゼ（ALP）活性レベルは、分析した製品の影響を受けなかった。また、Saos-2細胞の分化過程において、ALP活性やmRNA発現に対する明らかな影響は見られなかった。この結果から、テンペ、ダイゼイン、およびダイゼインは、Saos-2細胞の細胞内カルシウム沈着にプラスの影響を与えないことが示唆された。しかしながら、テンペ、ダイゼインおよびその組み合わせは、Saos-2細胞における骨形成分化のプロセスを促進する可能性がある。とはいえ、本研究では、イソフラボンとプロバイオティクスのSaos-2細胞におけるカルシウム沈着と骨形成分化過程への相乗的な影響は確認されなかった。

Adequate calcium intake is crucial for the prevention and treatment of bone-related issues. Developing a nutritional source of readily bioavailable calcium is particularly significant for individuals deficient in this essential element and at risk of developing osteoporosis. This research aimed to evaluate the impact of tempeh (T), daidzein (D), and (LA) within a simulated intestinal environment consisting of Caco-2 epithelial and Saos-2 cells, focusing on their implications for bone mineralization mechanisms. In the initial phase, calcium bioaccessibility from calcium citrate (CaCt), LA, D, the daidzein combination D-CaCt-LA (D1:1:1), and the tempeh combination T-CaCt-LA (T1:1:1) was assessed through digestion simulation. The calcium content of both untreated and digested samples was determined using atomic absorption spectrometry (AAS). In the subsequent stage, the digested samples were used to induce intestinal absorption in differentiated enterocyte-like Caco-2 cells. The permeable fractions were then evaluated in a culture of osteoblast-like Saos-2 cells. Preliminary cellular experiments employed the MTT assay to assess cytotoxicity. The results indicated that the analyzed products did not influence the deposition of extracellular calcium in Saos-2 cells cultured without mineralization stimulators. The combined formulations of permeable fractions of digested CaCt, LA, D, and T demonstrated the capacity to enhance the proliferation of Saos-2 cells. In Saos-2 cells, D, D1:1:1, and LA showed no discernible impact on intracellular calcium accumulation, whereas T and T1:1:1 reduced the calcium deposits. Additionally, mRNA transcripts and alkaline phosphatase (ALP) activity levels in Saos-2 cells cultured without mineralization induction were unaffected by the analyzed products. An examination of the products revealed no discernible effect on ALP activity or mRNA expression during Saos-2 cell differentiation. Our findings suggest that tempeh, daidzein, and did not positively impact cellular calcium deposition in Saos-2 cells. However, tempeh, daidzein and its combination, and might enhance the process of osteogenic differentiation in Saos-2 cells. Nevertheless, this study did not identify any synergistic impact on calcium deposition and the process of osteogenic differentiation in Saos-2 cells of isoflavones and probiotics.