Hosokawa Masashi

Faculty of Fisheries Sciences Marine Life Science Marine Bioresources ChemistryProfessor
Last Updated :2025/06/07

■Researcher basic information

Researchmap personal page

Research Keyword

  • n-3 highly unsaturated fatty acids
  • antiinflammatory compounds
  • Astaxanthin
  • Fucoxanthin
  • EPA
  • DHA
  • カロテノイド
  • phospholipids
  • 生活習慣病予防
  • Lipid Biochemistry
  • Food Chemistry
  • Molecular Nutrition
  • Fisheries Sciences

Research Field

  • Life sciences, Aquaculture
  • Life sciences, Molecular biology
  • Life sciences, Food sciences
  • Life sciences, Marine/Aquatic life sciences

Educational Organization

■Career

Career

  • Apr. 2017 - Present
    Hokkaido University, 大学院水産科学研究院 生物資源化学講座, Professor
  • 2009 - Mar. 2017
    北海道大学 水産科学研究科(研究院), 准教授

Committee Memberships

  • 2018 - Present
    日本農芸化学会, 代議員, Society
  • Nov. 2017 - Present
    日本栄養食糧学会, 代議員, Society
  • 2015 - Present
    日本肥満学会, 評議員, Society
  • 2013 - Present
    日本油化学会, 学術専門委員, Society
  • 2012 - Present
    日本食品科学工学会, 英文誌編集委員, Society
  • 2004 - Present
    日本油化学会, 国際交流委員, Society
  • 2016 - 2022
    日本水産学会, 出版委員会委員(2018-2019副委員長, 2020-委員長), Society
  • 2004 - 2020
    日本油化学会, 関東支部 企画委員, Society
  • Mar. 2015 - 2018
    日本農芸化学会学術活動強化委員, Society
  • 2012 - Mar. 2015
    日本農芸学会, 北海道支部幹事, Society
  • 2012
    日本栄養食糧学会, 支部参与, Society
  • 2012
    日本油化学会, 関東支部評議員, Society
  • 2008
    脂質栄養学会, 評議員, Society
  • 2002 - 2006
    日本油化学会, 若手の会 幹事, Society
  • 2003 - 2005
    日本水産学会, 若手の会 幹事, Society
  • 2002 - 2004
    日本水産学会, 支部庶務幹事, Society

Position History

  • 大学院水産科学研究院副研究院長, 2022年4月1日 - 2024年3月31日
  • 大学院水産科学研究院副研究院長, 2024年4月1日 - 2026年3月31日

■Research activity information

Awards

  • Apr. 2024, Japan Oil Chemists’ Society, JOCS Award               
    水産脂溶性成分の有効利用を目指した分子栄養学的研究
    細川雅史
  • 2014, アスタキサンチン研究会, 9th Astaxanthin Award               
    HOSOKAWA Masashi
  • 2012, 日本油化学会, WCOS2012 Outstanding Poster Presentation Award               
    細川 雅史
  • 2007, 平成18年度日本油化学会進歩賞               
    Japan
  • 2003, The American Oil Chemists' Society, Biotechnology Division, Outstanding Paper Presentation.               
  • 2003, The American Oil Chemists' Society, Health & Nutrition Devision, Best Overall Poster Award.               
  • 2002, 平成14年度 日本油化学会オレオサイエンス賞               
    Japan
  • 2001, 平成13年度 日本水産学会奨励賞               
    Japan

Papers

Other Activities and Achievements

Books and other publications

  • 生体におけるリン脂質の性状と機能性
    細川, 雅史, 菅原, 達也, 機能油脂懇話会
    建帛社, Oct. 2020, 9784767962153, vi, 141p, Japanese
  • 水産生物機能性成分の研究論文概要集 : 水産生物機能性成分と研究動向
    細川, 雅史
    日本水産油脂協会, Jul. 2016, vi, 50p, Japanese
  • 「第7章2 カロテノイドの吸収と代謝」、宮澤陽夫編、「食品機能性成分の吸収・代謝機構」               
    細川雅史
    シーエムシー出版、東京, 2013, p215-223
  • Chapter 15 Chemopreventive effects of astaxanthin on inflammatory bowel disease and inflammation-related colon carcinogenesis. Editor, O Sommerburg, W Siems, K Kraemer . “Carotenoids and vitamin A in translational medicine”.               
    M. Hosokawa, Y. Yasui
    Boca Raton, USA.., 2013, p293-308.
  • 第6章1-7 脂溶性色素、日本油化学会編、「油脂・脂質・界面活性剤データブック「I編 油脂・脂質」               
    細川雅史
    丸善、東京, 2012, p228-234
  • Omega-3 oils : applications in functional foods               
    Hernandez Ernesto M, 細川 雅史
    AOCS Press, 2011, English
  • Omega-3 oils : applications in functional foods
    Hernandez, Ernesto M., 細川, 雅史
    AOCS Press, 2011, 9781893997820, v, 305 p., English
  • The Encyclopedia of Industrial Biotechnology               
    John Wiley & Sons, Inc., 2010
  • Biocatalysis and Biomolecular Engineering               
    John Wiley & Sons, Inc., 2010
  • Handobook of seafood quality, safety and health application.               
    Wiley-Blackwell, 2010
  • 油脂・脂質の基礎と応用−栄養・健康から工業まで−(改定第2版)               
    日本油化学会, 2009
  • Nutrigenomics and proteomics in health and disease               
    Wiley-Blackwell, 2009
  • 油脂・脂質の基礎と応用-栄養・健康から工業まで-(改定第2版)               
    日本油化学会, 2009
  • カロテノイドの科学と最新応用技術               
    シーエムシー出版, 2009
  • Biocatalysis and Agricultural Biotechnology               
    CRC Press Taylor & Francis, 2009
  • Composition, functionality and potential applications of seaweed lipids.               
    John Wiley & Sons, Inc, 2008
  • Enzymatic production of marine-derived protein hydrolysates and their bioactive peptides for use in foods and nutraceuticals.               
    John Wiley & Sons, Inc, 2008
  • Antiobesity effect of fucoxanthin from edible seaweeds and its multibiological functions.               
    ACS, 2008
  • Cancer: Disease Progression and Chemoprevention               
    Research Signpost, 2007
  • Biocatalysis and biotechnology for functional foods and industrial products               
    CRC Press Taylor & Francis, 2007
  • Marine Nutraceuticals and Functional Foods               
    CRC Press Taylor & Francis, 2007
  • Cancer: Disease Progression and Chemoprevention               
    Research Signpost, 2007
  • Biocatalysis and biotechnology for functional foods and industrial products               
    CRC Press Taylor & Francis, 2007
  • Nutraceutical and Specialty Lipids and their Co-Products               
    CRC Press Taylor & Francis, 2006
  • Nutraceutical and Specialty Lipids and their Co-Products               
    CRC Press Taylor & Francis, 2006

Courses

  • Molecular Nutrition               
    Hokkaido University
    Nov. 2020 - Present
  • 栄養化学(2019年-)               
    北海道大学
    Apr. 2019 - Present
  • Biochemistry I               
    Hokkaido University
    Aug. 2018
  • 生化学2(2018年)               
    北海道大学
  • 食品化学実験               
    北海道大学
  • 食品栄養学実験               
    北海道大学

Affiliated academic society

  • THE JAPANESE SOCIETY FOR MARINE BIOTECHNOLOGY               
  • 日本食品科学工学会               
  • 日本肥満学会               
  • 日本栄養食糧学会               
  • 脂質生化学研究会               
  • 脂質栄養学会               
  • 日本油化学会               
  • 日本農芸化学会               
  • アメリカ油化学会               
  • 日本水産学会               

Research Themes

  • Research strategy for food ingredients that promote intracellular self-conversion of EPA/DHA from plant/seaweed-based n-3 fatty acids
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    30 Jun. 2023 - 31 Mar. 2026
    細川 雅史
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory), Hokkaido University, 23K18042
  • Functional regulation of immune cells in the metabolic disease prevention mechanism by brown seaweed fucoxanthin
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2021 - 31 Mar. 2024
    細川 雅史
    2021年度の研究において、以下の研究成果を得た。
    (1)フコキサンチンを投与した肥満マウスの脂肪組織では、これまで報告しているように活性化マクロファージマーカーのF4/80およびM1マクロファージマーカーのCD11cのmRNA発現量の低下が確認された。さらに、M1マーカー(CD11c)/M2マーカー(Arg1)比も低下したことから、フコキサンチンがマクロファージの脂肪組織への浸潤を抑制するとともに、極性変化にも関わることが推察された。一方、T細胞マーカーを解析した結果、CD8に加えCD25およびCD4のmRNA発現量が低下し、T細胞サブセットへの影響が示唆された。(2)非アルコール性脂肪肝炎を誘導したマウスの肝臓では、フコキサンチンの投与によりCD8およびCD25のmRNA発現量が低下傾向を示した。(3)肝細胞およびマクロファージ株をフコキサンチン代謝物のフコキサンチノールで処理し、各オルガネラにおける蓄積をHPLCにて定量した。細胞膜、ミトコンドリア、ミクロソーム画分でフコキサンチノールが検出されたことから、細胞膜を通過しオルガネラへの移行することが推察された。特に、ミトコンドリア画分での蓄積が多いことが示唆された。(4)フコキサンチノールがミトコンドリア画分に蓄積していた点に着目し、ミトコンドリア機能に関わるミトコンドリアDNA量の測定を行った。NASHモデルマウスの肝臓からDNAを抽出し測定を行った結果、普通食群と比較してNASH誘導色群でみられたミトコンドリアDNA量の低下が、フコキサンチンにより抑制された。(5)エネルギー代謝に関わる白色脂肪組織から褐色脂肪組織への転換メカニズムとして分泌因子を介した細胞間コミュニケーションについて調べた。その結果、BMPを介した組織転換制御の可能性が認められた。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 21H02276
  • Enzymatic conversion of kelp biomass for biofuels and health beneficial products.
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    01 Apr. 2020 - 31 Mar. 2024
    FOX BRIAN, 高須賀 太一, 細川 雅史, 栗原 秀幸
    Our aim of the current project is to develop an efficient method to depolymerize natural kelps available in the Hokkaido ocean by a combination of several enzyme functions, including laminarin-degrading enzymes and alginate-degrading enzymes. A set of kelp spp. were obtained and ready to analytically evaluate their chemical compositions for the next fiscal year. Regarding a laminarin-degrading enzyme, we had picked up a glycoside hydrolase 55 enzyme (GH55) from a highly cellulolytic insect symbiont bacterium (Bianchetti and Takasuka et al., 2015, Journal of Biological Chemistry). 7 polysaccharide lyases 18 enzymes (PL18s), which function in alginate degradation, were selected from 7 different bacterial species, and four PL18s had been recombinantly expressed and subjected to the initial enzyme screening by using pure alginic acid substrate. Moreover, two polysaccharide lyase 17 enzymes (PL17s), were gene synthesized and cloned into the bacterial expression vector. From the previous studies, PL18 is shown to be the endo-type polysaccharide lyase, which produces oligoalginic acids (>3 degrees of polymerization (DP)), while PL17 should catalyze an exo-type reaction. In the FY2021, collected kelps will be tested to be hydrolyzed by at least three different enzymes, GH55, PL17, and PL18, and end products will be analyzed.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 20H02776
  • Developmental research of marine carotenoids on prevention of lifestyle-related diseases through their metabolite analysis and regulation of organ/cell interaction
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2018 - 31 Mar. 2021
    Hosokawa Masashi
    A fucoxanthin-derived apocarotenoid, paracentrone was identified in liver and white adipose tissue of mice fed fucoxanthin. Further, dietary fucoxanthin attenuated hepatic fat accumulation and inflammation in the diet-induced nonalcoholic steatohepatitis model mice. Paracentrone suppressed the overexpression of inflammatory factors in activated RAW264.7 macrophages. Further, apo-10′-fucoxanthinal with an epoxide residue also suppressed pro-inflammatory cytokines through regulating IkB phosphorylation, while beta-apo-8′-carotenal did not suppress inflammation. In adipocytes and hepatocytes, paracentrone and apo-10′-fucoxanthinal downregulated the mRNA expression of proinflammatory mediators induced by the culture medium of activated RAW264.7 cells. These results suggest that apo-fucoxanthinoids derived from fucoxanthin regulate organ/cell interaction involved in chronic inflammation, which is basis of the development of lifestyle-related diseases.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 18H02274
  • Establishment of cold stress-resistance nori strains specialized for the mariculture in Tohoku in Japan
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    01 Apr. 2015 - 31 Mar. 2018
    Mikami Koji
    Tohoku area is the northern limit of the large scale-nori mariculture and has had a severe problem such as reduction of nori productivity in the early spring because of lowering temperature of the sea water, which affects negatively on seaweed growth. The present study therefore focuses on the establishment of a new strain enabling the sustainable production of nori in Tohoku area.
    To establish cold stress-resistance strains, a strain whose growth tolerates to cold stress was first selected with the help from the Aichi Fisheries Research Institute. Next, the crossing of this strain with Kesen-nuna Susabi, generally used as a cultivation strain in Tohoku area, was performed and then several lines exhibiting characteristics different from both parental strains were finally isolated. Thus, it is necessary to confirm growth under cold stress conditions of these new strains, which could enable to establish novel strains that are adapting to mariculture in Tohoku area in near future.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 15H04539
  • Preventive effects on metabolic syndrome through adipose tissue browning induced by marine carotenoids
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    01 Apr. 2015 - 31 Mar. 2018
    HOSOKAWA Masashi, KATSUKI Ami, OHUCHI Yuka, TYA Daisuke, TATEYAMA Riho, AKITA Tomoki
    Fucoxanthin contained in brown seaweeds suppressed weight gain of white adipose tissue (WAT) through induction of mitochondrion factors including uncoupling protein 1 (UCP1) in adipose tissues. In diet-induce obese mice fed fucoxanthin, fatty acid oxidation was promoted. Induction of the brown adipocyte-like phenotype was also observed in C3H10T1/2 adipocytes treated with fucoxanthin metabolites. PGC-1alpha is suggested to be a critical factor to induce browning in white adipocytes by fucoxanthin. On the other hand, the number of progenitor cells to differentiate into beige adipocytes was demonstrated to decrease with aging.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, Principal investigator, Competitive research funding, 15H04545
  • Creation of A Light-Driven Marine Vibrio Factory for Biofuel Production
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
    01 Apr. 2014 - 31 Mar. 2016
    Sawabe Tomoo, HOSOKAWA MASASHI
    An aim of the study is to develop light-driven marine vibrio biocatalysts in efficient biofuel production. We performed 1) gene expression of a Nonlabens sediminis proteorhdopsin gene, and 2) a cloning of a myxol synthetic gene cluster of Nonlabens ulvanivorans. We also accumulated fundamental knowledge on CRISPR/Cas system for further developments of a genome editing approach working in marine vibrio cells.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research, Hokkaido University, 26660168
  • Development of high perfomanced hydogen production system using marine vibrios as biocatalysts
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    01 Apr. 2013 - 31 Mar. 2016
    Sawabe Tomoo, HOSOKAWA MASASHI, NAKAGAWA SATOSHI
    Aims of the study are to establishment of 1) continuous culture system and 2) biorefinery of hydrogen producing marine vibrios as biocatalysts. We did succeeded 1) continuous hydrogen production for 70 days with appropriate hydrogen producing rates and yields, 2) alginate-hydrogen conversion using 2 kinds of biocatalysts, and 3) bioprospects of new and rare carotenoid producers and their genome information.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 25292122
  • 海産軟体動物および藻類に含まれる脂溶性成分の抽出と特性分析および生活習慣病予防機能の評価
    国際的な科学技術共同研究などの推進 国際科学技術共同研究推進事業 SICORP ニュージーランド
    2015 - 2016
    細川 雅史
    (1) 本研究は、ニュージーランド産の軟体動物や海藻などの水産物、並びに藻類に含まれる脂溶性成分の特性を明らかにするとともに、抗肥満、抗糖尿病、炎症性腸疾患予防効果を見出すことを目的とする。更に、機能脂質成分の効率的な抽出法や強化養殖法について検討する。(2) 具体的には、ニュージーランド側が藻類や軟体動物から抽出物を得て、一部を日本側へ送付する。独自に確立した分析法により、日本側ではフラン酸や複合脂質、カロテノイド組成の分析と構造解析を行い、ニュージーランド側はオメガ-3脂肪酸やリゾルビン誘導体の分析を行う。日本側では、抽出物および分離した機能性脂質を用いて、細胞および動物実験によりそれらの抗肥満や抗糖尿病、炎症性腸疾患予防効果を評価する。一方、ニュージーランド側は機能性物質の効率的な抽出法や生産量の増加を目指して、水産軟体動物への飼料の開発やフォトバイオリアクターを用いた藻類養殖法の開発をはかる。(3) 本研究で日本とニュージーランドが交流を通じて、水産物中に含まれる脂質成分の新たな健康機能性の解明と産業利用にむけた生産法の開発に取り組む。これによって、両国を含め世界的に問題となっている生活習慣病予防へニュージーランド産水産物の利用が期待できるとともに、水産業の活性化につながる。更に、本プロジェクトでは日本側の若手研究者を含めた研究交流活動、ならびに両国のプロジェクト研究者に加え、関連する国内外の研究者を含めた研究セミナーを開催することで機能性食品と水産業の発展に向けた情報交換を積極的に進める。これによって、日本とニュージーランドの継続的な研究交流と共同研究体制を構築が期待される。
    北海道大学, Principal investigator
  • Biological Localization and Functionality of Allenic Carotenoids
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    01 Apr. 2011 - 31 Mar. 2014
    MIYASHITA Kazuo, HOSOKAWA Masashi
    In the present study, molecular mechanisms were made clear for the anti-obesity effect of fucoxanthin by the induction of UCP1 in abdominal WAT. The anti-obesity effect of fucoxanthin was suggested to be due to its specific structure that contains two carotenoid end rings of the polyene chromophore containing allenic bond and OH and epoxy groups. Therefore, other allenic carotenoids or scission products from fucoxanthin could not show such activities as found in fucoxanthin. Fucoxanthin also improves insulin resistance and decreases blood glucose level through the regulation of adipocytokine secretions from the abdominal WAT. Another important molecular mechanism for the improvement of glucose utilization by fucoxanthin will be glucose transporter 4 (GLUT4) up-regulation and promotion of its translocation to cell membrane from cytosol.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 23380068
  • Preventive effects of marine carotenoids on chronic inflammation-related diseases through regulation of cell and tissue communication
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    01 Apr. 2011 - 31 Mar. 2014
    HOSOKAWA Masashi, YASUI Yumiko
    Fucoxanthin (Fx) suppressed chronic inflammation in white adipose tissue by the inhibition of macrophage and T cell infiltration. Further, Fx down-regulated mRNA expression of chemokines and adipokines, which recruit immune cells and induce insulin resistance. In diabetic/obese mice fed Fx, GLUT4 activation was observed in skeletal muscle through the improvement of hyperglycemia. On the other hand, Fx and astaxanthin (Asx) extracted from H. pluvialis prevent DSS-induced colitis and colon carcinogenesis in mice. In colon of the mice fed Asx, mRNA expression levels of inflammatory cytokines tended to decrease compared to control mice. In addition, Asx down-regulated mRNA expression of inflammatory cytokines in macrophage-like cells and colon cells stimulated by the culture medium of activated macrophages. These results suggest that marine carotenoids prevent chronic inflammation and its-related diseases by the regulation of cell and tissue communication via chemokines and cytokines.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, Principal investigator, Competitive research funding, 23380120
  • Creation of marine vibrio cells with minimun gene sets for efficient biofuel production
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
    2011 - 2013
    SAWABE Tomoo, HOSOKAWA Masashi, NAKAGAWA Satoshi
    In maintaining a sustainable ecosystem in this period of global warming, development of key technologies in the field of renewable energy sources has become an important challenge; a method of biofuel production from marine biomass could be one of the most crucial technologies in the future. In this study, we performed global transcriptome, fermentation product profiling, and metabolic engineering to design marine vibrio cells with efficient ethanol production from marine biomass.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research, Hokkaido University, 23658172
  • 新規な生体親和性化粧品素材ホスファチジル-パンテノールの機能開発
    産学が連携した研究開発成果の展開 研究成果展開事業 研究成果最適展開支援プログラム(A-STEP) 探索タイプ
    2011 - 2012
    細川 雅史
    本事業では、酵素的合成法にて高収率での調製が可能になったホスファチジル-パンテノールの優れた抗炎症作用を評価することを目標とした。ホスファチジル-パンテノールは、活性化したマクロファージに対して炎症性サイトカインであるIL-6やIL-1β、TNFα、炎症性酵素であるCOX-2やiNOSのmRNA発現やタンパク質産生を抑制した。その効果は従来のパンテノールと比較して4-10倍以上高い活性であり、少量で抗炎症作用を発揮する優位性をもった新規物質であることが明らかとなった。特に、ホスファチジルパンテノールの優れた抗炎症作用に関わる分子機構として、NF-κBやAP-1など複数の炎症誘導因子に対して制御機能を示すことを見出し、新規化粧品素材としての有効性を実証した。
    北海道大学
  • Regulation of carotenoid biosynthesis in non- photosynthetic bacteria by light irradiation
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
    2011 - 2012
    HOSOKAWA Masashi
    11ShimoA1, which was isolated from a marine alga, synthesized a novel carotenoid,2’-isopentenyl saporxanthin (2’-isopentenyl Spx). Blue LED irradiation increased2’-isopentenyl Spx content in the culture medium of strain A1. Furthermore, blue LED also enhanced mRNA expression level of carotenoid synthetic genes such as crtB、crtI、crtY、crtZ. In addition, strain A1 has unique genes coded prenyltransferase and phytoene desaturase, which are suggested to play an important role for 2’-isopentenyl Spx synthesis in strain A1. Both genes also tended to be up-regulated by blue LED. These results show that strain A1 is a unique bacteria with carotenoid synthetic pathways regulated by blue light.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research, Hokkaido University, Principal investigator, Competitive research funding, 23658155
  • Preventive effects of marine carotenoids on life-style-related diseases based on anti-inflammatory effects as molecular targets
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    2008 - 2010
    HOSOKAWA Masashi, YASUI Yumiko
    Astaxanthin exhibited inhibitory effects on dextran sodium sulfate-induced colitis and inflammatory-related colon carcinogenesis in mice. In colon of the mice fed astaxanthin, mRNA expression levels of inflammatory cytokines such as TNF-α and IL-1β were suppressed through inhibition of NF-κB activation. After feeding for 20 weeks, colonic mucosal ulcers, dysplastic crypts and colonic adenocarcinoma were inhibited by 200 ppm astaxanthin-containing diet. In addition, astaxanthin, pectenolone, alloxanthin and diatoxanthin isolated from marine organisms attenuated excessive mRNA expression of inflammatory cytokines and COX-2 and iNOS in macrophages activated by LPS. On the other hand, dietary 0.2% fucoxanthin markedly suppressed mRNA expression of inflammatory cytokines such as TNF-α and IL-6 to induce insulin resistance and inhibited macrophage infiltration in white adipose tissue through suppression of MCP-1 mRNA expression after 4 weeks feeding. Further, fucoxanthinol, which is one of fucoxanthin metabolites, also regulated cross talk of adipocytes and macrophages via palmitic acid and TNF-α. These results suggest that anti-inflammatory effects are molecular mechanism for anti-obesity and anti-diabetic effects of fucoxanthin.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, Principal investigator, Competitive research funding, 20380117
  • 抗糖尿病作用を示すキサントフィルの簡易濃縮法の開発
    産学が連携した研究開発成果の展開 研究成果展開事業 地域事業 地域イノベーション創出総合支援事業 シーズ発掘試験
    2009 - 2009
    細川 雅史
    ワカメなどに含まれるキサントフィルは、血糖値改善効果を有し、抗糖尿病効果が期待される。本研究では、キサントフィルとその他の成分の溶媒への溶解性の差を利用した簡便な濃縮法を開発する。具体的には、水産物から抽出した脂溶性成分を、溶媒混合物に溶解して二層分離した後、一方からキサントフィル濃縮物を回収するという極めて簡便な方法である。これにより、10-30%以上まで濃縮したキサントフィル素材の調製法を開発する。
    北海道大学, Principal investigator
  • Regulation of adipocytes differentiation by marine lipids
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
    2005 - 2007
    HOSOKAWA Masashi
    Obesity is now recognized as a world wide problem. It is multiple risk factors for the life style-related diseases such as diabetes, hypertension, hyperlipidemia, and cardiovascular disease. Visceral fat accumulation plays crucial roles in the development of these diseases. So, it is important to prevent the life style-related diseases through significantly reducing excess accumulation of visceral fat. Fucoxanthin is a major carotenoid found in edible seaweed such as Undaria pinnatifida and Hijikia fusiformis. Fucoxanthin and its metabolite, fucoxanthinol, inhibited intercellular lipid accumulation and suppressed glycerol-3-phosphate dehydrogenase activity during adipocyte differentiation of 3T3-L1 cells. In addition, in 3T3-L1 cells treated with fucoxanthin and fucoxanthinol, peroxisome proliferators-activated receptor (PPAR_γ), which regulates adipogenic gene expression, was down-regulated in a dose-dependent manner. N-3 Highly unsaturated fatty acid, docosahexaenoic acid (DHA) and eicosapentaenoic acid (EPA), which are major fatty acids in fish oil, also suppressed adipocyte differentiation of 3T3-L1 cells by down regulation PPAR_γ And C/EBP_α. White adipose tissue weight of mice fed fucoxanthin was significantly lower than that of mice fed control diet. Uncoupling protein 1(UCP1), a key molecule for metabolic thermogenesis, was clearly found in WAT of mice fed fucoxanthin. The anti-obesity effect of fucoxanthin was enhanced by the combination with fish oil containing DHA and EPA
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Hokkaido University, Principal investigator, Competitive research funding, 17580178
  • 高い生体適合性と機能性をもつ新規共役脂肪酸リン脂質の合成法の開発と実用化研究
    産学が連携した研究開発成果の展開 研究成果展開事業 地域事業 地域イノベーション創出総合支援事業 シーズ発掘試験
    2006 - 2006
    細川 雅史
    本研究では、優れた生活習慣病予防機能を有し且つ幅広い用途での利用が期待できる共役型脂肪酸含有リン脂質の酵素的新規合成法の開発を試みる。特に、ホスホリパーゼ、リパーゼを利用した機能性リン脂質の合成反応に関して、?リン脂質の所望の位置への共役型脂肪酸の精密合成反応、?リン脂質の塩基構造をセリンやグリセロールに変換するリン酸基転移反応法について検討することで、本研究の実用化への見通しを得る。
    北海道大学, Principal investigator
  • Development of Oxidative Stability and Bioavailability of Fatty Nutraceuticals Using Single Dispersed Micro/Nanosphere
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    2004 - 2006
    MIYASHITA Kazuo, HOSOKAWA Masashi
    1.The oxidative stability of EPA and DHA in aqueous solutions was dramatically different from that in bulk phase. When the oxidative stabilities of six types of typical PUFA were compared in micelles, LA was the most susceptible to oxidation. In contrast, DHA and EPA were very stable. Oxidative stability of EPA and DHA in emulsion depended on the particle size and the interface. With decreasing particle size the stability of DHA and EPA increased. The reverse result was obtained in the oxidation of linoleate.
    2.The oxidative stability of lipids in emulsion is strongly affected by altering the droplet size and the packing of the emulsifier and lipid molecules at the interface. Oxidative stability was compared among TGs dispersed with three kinds of sucrose esters having the same fatty acyl composition, the stability increased with increasing their hydrophile-lipophile balance (HLB) in both TGs, although these emulsifiers had no effect on the oxidative stability of SoyTG and DHATG in bulk phase.
    3.Antioxidant activity also depended on the interface. With increasing the concentration of antioxidatns in interface layer the stability of lipids increased.
    4.Micro/nanosphere containing functional lipid compounds can be stabilized by the regulation of interface. Moreover, it would be more acceptable to biological systems than other forms.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 16380082
  • 核内転写因子の発現を制御する高度不飽和リン脂質に関する研究
    科学研究費助成事業 若手研究(B)
    2002 - 2003
    細川 雅史
    昨年度の研究において、DHA含有ホスファチジルエタノールアミン(DHA-PE)がdibutyrylcAMP(dbcAMP)によるヒト白血病HL-60細胞の分化誘導を顕著に亢進することを明らかにした。更にその過程で核内転写因子のAP-1を構成するc-Junタンパク質の発現増加を確認した。AP-1は、c-Jun/c-Junのホモダーマーまたはc-Jun/c-Fos、c-Jun/ATF-2のヘテロダイマーによって構成され、MAPキナーゼにより活性化されることで分化に関連する遺伝子を発現する。これらの結果を踏まえ、本年度は以下の点を明らかにした。
    1.DHA-PEとdbcAMPを併用した場合c-Fosタンパク質並びにそのmRNAの強い発現がみられたが、dbcAMPの単独処理におけるc-Fos発現量との間に大きな差が見られなかった。よって、dbcAMPによる分化の誘導にはc-Fosおよびc-Junの双方が重要な役割を果しているが、DHA-PEとの併用効果に発現にはc-Junタンパクがキーレギュレーターとなっていることが示唆された。
    2.DHA-PEとdbcAMPにより併用処理したHL-60細胞では、MAPキナーゼの一つであるJNKが培養初期において一過的に活性化された。これによってAP-1の転写活性も高められ、分化に関連する遺伝子の発現が亢進されることが示唆された。
    3.DHAをリガンドとすることが知られている核内受容体のペルオキシソーム増殖薬応答性受容体(PPAR)γの発現への影響を調べたが、その発現への影響は認められなかった。
    以上の結果から、DHA-PEは分化誘導物質であるdbcAMPと併用することにより、c-Junの発現亢進とJNKの活性化により核内転写因子AP-1の転写活性を高め、ヒト白血病HL-60細胞への分化誘導効果を亢進することが示唆された。
    日本学術振興会, 若手研究(B), 北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 14760131
  • DHA結合型リン脂質の構造と白血病細胞の分化誘導機構に関する研究
    科学研究費助成事業 奨励研究(A)
    1997 - 1998
    細川 雅史
    1. DHA結合型リン脂質の分化誘導促進効果:(1)シロサケ筋肉,精巣及びマイカ肝膵臓から抽出した水産リン脂質が,ヒト白血病(HL-60)細胞に対するレチノイン酸やジブチリルcAMPなどの分化誘導剤の作用を増強する効果,すなわち分化誘導促進能を有することが明らかとなった。(2)マウス白血病(M1)細胞に対しては,DHA結合型リン脂質単独においても分化誘導能が認められた。(3)分化誘導促進効果は,DHAの遊離脂肪酸形態に比べリン脂質形態,特にPE形態において顕著なものであったことから,機能発現にはリン脂質形態が重要であると推察された。
    2. 細胞膜への影響:TNBSクエンチング法並びに脂肪酸組成分析におけるDHA含有率の上昇から,DHA結合型リン脂質がHL-60細胞内に取り込まれていることを確認した。
    3. 機能遺伝子発現への影響:DHA結合型PEは,レチノイン酸の分化誘導過程において重要な役割を果たすレチノイドXレセプタ-α(RXRα)のmRNA量を増加させることが示唆された。
    4. 細胞内情報伝達酵素への影響:DHA結合型リン脂質の分化誘導促進作用がプロテインキナーゼ阻害剤により抑制されたことから,分化誘導促進能はプロテインキナーゼを介した作用であることが示唆された。
    以上の結果から,水産リン脂質を含めたDHA結合型リン脂質が白血病細胞に対して分化誘導能及び分化誘導促進能を有することが明らかとなった。機能発現にはリン脂質の構造が重要であり,細胞に取り込まれた後,細胞内情報伝達酵素や核レセプターの発現を介して分化誘導剤の作用を促進することが推察された。
    日本学術振興会, 奨励研究(A), 北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 09760187
  • ガン細胞の増殖、分化に及ぼすDNA含有リン脂質の影響に関する研究
    科学研究費助成事業 奨励研究(A)
    1995 - 1995
    細川 雅史
    酸素反応により種々のドコサヘキサエン酸(DHA)含有リン脂質を調製し、ヒト前骨髄性白血病細胞(HL-60細胞)の増殖、分化に及ぼす影響について検討した。
    1.種々のDHA含有ホスファチジルコリン(PC)分子種をHL-60細胞培養液に添加して、あらかじめ24時間培養することにより、レチノイン酸(RA)の細胞分化誘導能が増強された(細胞分化誘導促進効果)。その効果はDNA含有PC分子種により異なり、1-Pal,2-DHA-PC及び1-Ole,2-DHA-PCにおいて顕著であった。
    2.DHA含有PCの細胞分化誘導促進効果は濃度依存的に上昇し、それに伴い細胞内のDHA含量の増加が見られた。DHAの結合していないdi-Pal-PC、di-Ole-PC及び大豆PCには促進効果が見られなかった。
    3.DHA含有リン脂質の化学形態の影響について検討したところ、同一分子種ではPCに比べ、ポスファチジルエタノールアミン(PE)、ホスファチジルセリン(PS)の形態において細胞分化誘導能の増強作用が大きく、特に1-Pal,2-DHA-PE及び1-Ole,2-DHA-PEにおいて細胞分化誘導促進効果が顕著であった。更に、DHA含有PE自体にも分化誘導作用が見られた。
    4.HL-60細胞の増殖に及ぼすDHA含有リン脂質分子種の影響についても検討を行ったところ、DHA含有PEの形態において増殖抑制効果が大きかった。
    以上の結果より、DHA含有リン脂質がガン細胞の分化誘導促進能や増殖抑制能を有し、その効果がリン脂質の分子種や化学形態によって異なることが明らかとなった。特に、1-Pal,2-DHA-PE及び1-Ole,2-DHA-PEの効果が顕著であったことから、制ガン剤の減量とともに副作用の軽減への利用が期待される。
    日本学術振興会, 奨励研究(A), 北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 07760196
  • 赤血球の変形能に及ぼす高度不飽和脂肪酸含有リン脂質の影響に関する研究
    科学研究費助成事業 奨励研究(A)
    1994 - 1994
    細川 雅史
    1.赤血球の変形能をシリコン単結晶基板マイクロチャンネルを用いて測定することにより、再現性の高い測定結果が得られた。
    2.リパーゼやホスホリパーゼを用いて合成したEPA,DHA含有ホスファチジルコリン(PC)は、赤血球にとり込まれることによりその変形能を向上させることを証明した。
    3.エタノールアミン結合リン脂質ではsn-2位にDHAを含むものが、セリン結合リン脂質ではsn-1位にEPAを含むものが赤血球の変態能を大きく向上させることも証明できた。
    4.リン脂質クラス間を比較すると、エタノールアミン結合リン脂質はコリン結合リン脂質およびセリン結合リン脂質よりも、赤血球変形能を向上させる作用が強いことを認めた。特に、sn-2位にDHAを含むエタノールアミン結合リン脂質が赤血球の変形能を最も向上できることが示唆された。
    5.蛍光偏光解消法により赤血球膜の流動性を測定したところ、膜の流動性向上は赤血球の変形能の向上とよく対応していた。
    6.鮭卵より調製したEPA,DHA含有リン脂質においても赤血球変形能の向上作用がみられた。
    7.リノール酸を主な脂肪酸とする大豆リン脂質は赤血球の変形能を改善しなかった。また、水素添加したリン脂質は赤血球の変形能を明かに低下させた。
    以上の結果により、EPA,DHA含有リン脂質が赤血球の変形能を向上させ、その作用の強弱が分子種や脂質形態によって異なることが明かとなった。血栓症などの成人病予防が大きな課題となっている今日、EPA,DHA含有リン脂質を合成し、機能の一部を分子種レベルで明かにできたことは意義のあることと考える。
    日本学術振興会, 奨励研究(A), 北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 06760183
  • 赤血球膜流動性におよぼす高度不飽和脂肪酸含有複合脂質の影響に関する研究
    科学研究費助成事業 奨励研究(A)
    1993 - 1993
    細川 雅史
    1.ブタ膵臓ホスホリパーゼA_2によるsn-2位にEPA,DHAを含むホスファチジルコリンの合成、LipozymeIM60によるsn-1位にEPAを含むホスファチジルコリンの合成、Streptomyces sp.由来のホスホリパーゼDによるこれらのホスファチジルコリンのホスファチジル基転移を行うことができきた。これによりホスファチジルコリンと同一の脂肪酸残基をもつ高度不飽和脂肪酸含有ホスファチジルエタノールアミンとホスファチジルセリンの合成物を得ることができた。
    2.コリン結合リン脂質に比べアミノ基結合リン脂質のほうが赤血球により導入されやすいことを明らかにできた。
    3.TNBSクエンチング法により、赤血球にとり込まれたリン脂質の40〜50%は膜タンパク質近傍に存在することを示すことができた。
    4.高度不飽和脂肪酸含有ホスファチジルエタノールアミンはほとんど溶血性を示さないことがわかった。
    5.水素添加したリン脂質は赤血球膜の流動性を明らかに低下させることを確認できた。
    6.大豆リン脂質は赤血球膜の流動性を改善できないことがわかった。
    7.合成したEPA,DHA含有リン脂質はいずれも赤血球膜流動性を改善する作用のあることが確認された。
    8.コリン結合リン脂質、アミノ基結合リン脂質はいずれもEPA,DHAをsn-2位に含む混合形態の場合に最も高い赤血球膜流動性改善効果を示すことがわかった。
    9.同一の脂肪酸残基の場合、コリン結合リン脂質はアミノ基結合リン脂質よりも赤血球膜の流動性改善効果が低いことをみとめた。
    以上の結果より判断し、高度不飽和脂肪酸含有リン脂質は赤血球膜の流動性を高めて赤血球の変形能を向上させ、ひいては高血圧症や血栓症の予防や治療に役立つことも期待できることが明かとなった。
    日本学術振興会, 奨励研究(A), 北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 05760159
  • Enzymatic synthesis of phospholipid containing polyunsaturated fatty acid and its pysiological functionality
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
    1992 - 1993
    TAKAHASHI Koretaro, HOSOKAWA Masashi, HATANO Mutsuo
    Synthesis of phospholipid containing polyunsaturated fatty acid were carried out.
    1. Incorporation of polyunsaturated fatty acid into position sn^<-2> of phospholipid was possible by the use of an industrial pancreatic phospholipase A_2 mediated esterification. using lysophosphatidylcholine isolated from a commercial emulsifier and mixed fatty acids from sardine oil or high purity EPA.DHA.
    Incorporation of polyunsaturated fatty acid into position sn^<-1> of phospholipid was also possible by the use of an industrial immobilized lipase e.g. Lipozyme mediated transesterification. using phosphatidylcholine isolated from soy lecithin and mixed fatty acids from sardine oil or high purity EPA.DHA.
    Over the medium range water activity of the synthetic reactor promoted the incorporation of polyunsaturated fatty acid into phospholipid. but at the same time. unfavorable hydrolysis has also been proceeded. and as a result, it has decreased the recovery of phospholipid.
    Under the low water activity condition of the reactor, the incorporation of polyunsaturated fatty acid into phospholipid was sluggish. However, the recovery of phospholipid was relatively high.
    Precised control of water activity and the amount of essential water substitutes e.g. polyalcohol made it possible to achieve maximum incorporation rate of polyunsaturated fatty acid into phospholipid, and at the same time, made it possible to obtain high recovery of phospholipid.
    The rate of retinoic acid induced differentiation of the human promyelocytic lcukemia cell line (HL-60) was promoted by growing HL-60 cells in FBN-PNM pretreated with cither EPA containing phosphatidylcholine or DHA containing phosphatidylcholine.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for General Scientific Research (C), Hokkaido University, Coinvestigator not use grants, Competitive research funding, 04660218
  • Highly utilization of marine biofunctional materials               
    Competitive research funding

Industrial Property Rights

  • 血糖値上昇抑制剤               
    Patent right
    特開2007-297370
  • フコキサンチノールの製造方法               
    Patent right
    特願2005-340997
  • 生体内DHA合成促進剤               
    Patent right
    特開2007-77067
  • 抗腫瘍剤               
    Patent right
    特願2004-060821.