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ジアミンオキシダーゼ(DAO)の力:ヒスタミン代謝における役割の理解

ジアミンオキシダーゼ(DAO)(別名:ヒスタミナーゼ)は、生体アミン、特にヒスタミンの代謝に関与する重要な酵素です。DAOは、とりわけ消化管におけるヒスタミン恒常性の維持に不可欠な役割を担います。近年、DAOはアレルギー反応、食物不耐症、炎症性疾患との関連が示唆されていることから、大きな注目を集めています。主要な酵素サプライヤーであるCreative Enzymesは、Pisum sativum(エンドウ)由来およびブタ腎臓由来のDAOを提供しています。本稿では、ヒスタミン代謝におけるDAOの機能、制御機構、ならびに臨床的意義について概説します。

ジアミンオキシダーゼの生化学

ジアミンオキシダーゼ(DAO)(ヒスタミナーゼとも呼称)は、アミンオキシダーゼファミリーに属する銅依存性酵素です。DAOはジアミンの酸化的脱アミノ化において重要な役割を果たし、特に主要な生理学的基質の一つであるヒスタミンに対して作用します。本酵素反応により、以下の反応式に示すとおり、イミダゾールアセトアルデヒド、アンモニア(NH3)、過酸化水素(H2O2)が生成されます。

R-CH2-NH2 + H2O + O2 → R-CHO + NH3 + H2O2

この生化学的変換は、特に消化管のように外因性ヒスタミン源に曝露される組織において、重要な解毒機構として機能します。DAOは、ヒスタミンが全身循環へ吸収される前に不活化を促進し、ヒスタミン介在性の有害事象の発現を抑制します。

DAOは主として小腸、腎臓、胎盤に発現し、腸管上皮細胞(エンテロサイト)が主要な産生部位です。特筆すべき点として、DAOは細胞外区画で活性を発揮し、細胞内酵素であるヒスタミンN-メチルトランスフェラーゼ(HNMT)(メチル化によりヒスタミンを不活化)とは区別されます。HNMTは、メチル供与体としてS-アデノシルメチオニン(SAM)を用いてヒスタミンのメチル化を触媒します。生成物であるN-メチルヒスタミンは、さらにモノアミンオキシダーゼ(MAO)により代謝され、N-メチルイミダゾールアセトアルデヒドを経て、N-メチルイミダゾール酢酸へと変換されます。HNMTは主に肝臓に発現し、脳における主要なヒスタミン分解経路でもあります。本経路は、SAMの利用可能性や、ポリアミン合成、葉酸代謝、メチオニン再生とも関連します。

ヒスタミン代謝経路:ジアミンオキシダーゼ経路とヒスタミンN-メチルトランスフェラーゼ経路。図1. ヒトにおけるヒスタミン代謝。DAO:ジアミンオキシダーゼ;HNMT:ヒスタミンN-メチルトランスフェラーゼ;ALDH:アルデヒド脱水素酵素;MAO:モノアミンオキシダーゼ。(Comas-Basté et al., 2021)

ヒスタミン制御におけるDAOの役割

ヒスタミンは多機能な生体アミンであり、胃酸分泌の調節、免疫応答の調節、神経伝達など、さまざまな生理機能に関与します。しかし、内因性産生の増加または外因性(食事由来)摂取によりヒスタミンが過剰に蓄積すると、潮紅、頭痛、消化器症状、低血圧、その他アレルギー様症状など、多様な病的症状を引き起こし得ます。

ヒスタミンは免疫応答、がん進展、細胞生存など、ヒト体内で複数の役割を担う。図2. ヒスタミンは複数の生理過程に関与する。(Moya-García et al., 2021)

DAOは、熟成チーズ、発酵食品、一部の魚類、アルコール飲料など、ヒスタミン含有量の高い食品に含まれる食事性ヒスタミンの分解において不可欠です。DAOは腸管腔内でヒスタミンを代謝することにより、生化学的バリアとして機能し、ヒスタミンの吸収を制限して血漿中濃度を生理学的に安全な範囲に維持します。この保護機能は、ヒスタミン恒常性における本酵素の重要性を裏付けています。

ヒスタミン不耐症

ヒスタミン不耐症は、ヒスタミンの蓄積と分解のバランスが崩れることで生じる状態であり、多くの場合、ジアミンオキシダーゼ活性の低下が関与します。この不均衡により体内でヒスタミンが蓄積し、IgE介在性アレルギー反応に類似した症状を呈する一方で、アレルゲン特異的な免疫応答を伴わない点が特徴です。症状は多彩で、消化管、皮膚、呼吸器系、神経系など複数の臓器・系統に影響し得ます。

ヒスタミン不耐症の症状

ヒスタミン不耐症は幅広い症状を引き起こし、個人差があります。代表的な症状は以下のとおりです。

DAO欠乏の原因

DAO欠乏は先天性または後天性のいずれでも起こり得て、ヒスタミン不耐症の主要な寄与因子です。DAO欠乏の一般的な原因には以下が含まれます。

ヒスタミン不耐症の原因には、食事摂取、疾患、腸内細菌叢の乱れ、遺伝子多型、薬剤が含まれる。図3. HITの原因。Hの赤い滴はヒスタミンを示す。HITの病因は主として、DAOまたはHNMTの遺伝子多型、DAOまたはHNMT欠乏に関連する疾患、腸内細菌叢異常、DAO活性を阻害する薬剤、ヒスタミン含有量の高い食品、DAOを阻害する食品、ヒスタミン放出を促進する食品に関連する。(Zhao et al., 2022)

ヒスタミン不耐症のマネジメント

臨床現場では、食事療法がヒスタミン不耐症に対する第一選択の介入です。一般に、低ヒスタミン食を導入し、ヒスタミン高含有食品の摂取を減らすことで症状軽減を図ります。代表的な高ヒスタミン食品には、ワイン、ビール、アボカド、ナッツ、乳製品、大豆、キノコ、チョコレート、甲殻類、卵、青魚、イチゴ、パイナップルなどがあります。食事性ヒスタミンの分解を補助する目的で、DAOサプリメントが有用となる場合もあります。

このようなケースでは、ブタ由来または植物由来原料から製造された経口錠剤等のDAO補充により、食事性ヒスタミンの分解が促進され、症状緩和が期待されます。ただし、補充療法の有効性には個人差があり、標準化された治療プロトコル確立に向けた臨床試験が継続されています。

診断および検査

ヒスタミン不耐症は症状が非特異的であるため、診断が困難な場合があります。そのため、潜在的な誘因の同定と病態管理には、詳細な病歴聴取および症状評価が不可欠です。血清DAO値はDAO活性の指標となり得るものの、ヒスタミン不耐症の診断において常に信頼できるとは限りません。代替として、低ヒスタミン食の試行により症状改善の有無を観察する方法がしばしば推奨されます。

推奨製品

総括すると、ジアミンオキシダーゼはヒスタミン代謝における主要な制御因子であり、特に消化管領域において重要です。ヒスタミンを効率的に分解する能力により、ヒスタミン関連病態の予防に不可欠な構成要素となります。DAO活性に影響を及ぼす因子および臨床的含意を理解することは、ヒスタミン不耐症などの状態に対する、より精緻な診断とマネジメントにつながります。

Creative Enzymesは、高品質なDAO酵素を含むプレミアム酵素および抽出物を幅広く提供しています。ご照会やカスタムのご要望がございましたら、お問い合わせください。

References:

  1. Comas-Basté O, Sánchez-Pérez S, Veciana-Nogués MT, Latorre-Moratalla M, Del Carmen Vidal-Carou M. Concept, etiology and current diagnostic and treatment approaches of histamine intolerance: a review. In: Prime Archives in Nutrition. Vide Leaf, Hyderabad; 2021. doi:10.37247/PAN.1.2021.10
  2. Hrubisko M, Danis R, Huorka M, Wawruch M. Histamine intolerance—the more we know the less we know. A review. Nutrients. 2021;13(7):2228. doi:10.3390/nu13072228
  3. Huang H, Li Y, Liang J, Finkelman FD. Molecular regulation of histamine synthesis. Front Immunol. 2018;9:1392. doi:10.3389/fimmu.2018.01392
  4. Moya-García AA, Pino-Ángeles A, Sánchez-Jiménez F, Urdiales JL, Medina MÁ. Histamine, metabolic remodelling and angiogenesis: a systems level approach. Biomolecules. 2021;11(3):415. doi:10.3390/biom11030415
  5. Zhao Y, Zhang X, Jin H, Chen L, Ji J, Zhang Z. Histamine intolerance—a kind of pseudoallergic reaction. Biomolecules. 2022;12(3):454. doi:10.3390/biom12030454