タイ産生薬マンゴスティーン成分の抗炎症作用メカニズムの解明

タイ産生薬マンゴスティーン成分の抗炎症作用メカ

ニズムの解明

著者

中谷 圭吾

号

498

発行年

2005

URL

http://hdl.handle.net/10097/15788

なか た に けい ご

氏

名(本

籍)中

・

谷

圭

吾

学

位

の

種

類

博

士(薬

学)

学

位

記

番

号

薬

第498号

学 位 授 与 年 月 日

平

成18年1月18日

学 位 授 与 の 要 件

学 位 規 則 第4条

第2項

該 当

学 位 論 文 題 目

タ イ 産 生 薬 マ ン ゴ ス テ ィ ー ン成 分 の 抗 炎 症 作 用 メ カ ニ ズ ム の

解 明

論 文 審 査 委 員

授

授

授

教

教

教

助

葡

住

康

道

保

則

典

泉

畑

澤

大

中

平

論 文 内 容 要 旨

人 類 は,古 く か ら 自 然 界 の 草 根 木 皮 等 を,"く す り"と し て 用 い て き た 。 現 代 に お い て も,特 に 民 間 医 療 と し て 生 薬 は,多 く の 人 に 対 し使 用 され て い る 。 東 洋 に お い て は 漢 方 医 学 と し て 体 系 化 さ れ, 西 洋 で はMateriamediaと し て 医 学 の 一 分 野 と し て 発 展 し て き た 。 マ ン ゴ ス テ ィ ー ン は,学 名Gα κ弼 α 用oη80∫∫oηα と 呼 ば れ,特 に 果 皮 の 部 分 は,抗 炎 症 及 び 抗 ア レル ギ ー 作 用 を 示 す 生 薬 の 代 表 的 な も の と し て,東 南 ア ジ ア に お い て 長 年 に わ た り使 用 さ れ て き た 。 し か し,そ の 科 学 的 根 拠 に つ い て は,殆 ど不 明 の ま ま で あ っ た 。 ・本 研 究 は,生 薬 か ら の 有 用 な 医 薬 品 開 発 の た め,マ ン ゴ ス テ ィ ー ン の 抗 炎 症 及 び 抗 ア レル ギ ー 作 用 に 着 目 し,そ の 作 用 メ カ ニ ズ ム を 解 明 す る こ と を 目 的 と し た 。 始 め に,マ ン ゴ ス テ ィ ー ン 果 皮 抽 出 物 を 用 い,そ の 薬 理 作 用 と作 用 メ カ ニ ズ ム を 検 討 した6乾 燥 させ た マ ン ゴ ス テ ィ ー ン 果 皮 を,water,40%ethanol,70%ethanol,韮00%ethanol溶 媒 を 用 い て 抽 出 した 。 各 抽 出 物 に つ い て,次 の 薬 理 作 用 を 検 討 し た 。 鎮 痛 作 用 は,酢 酸writhing法 を 用 い て 検 討 した 。 ま た,抗 炎 症 作 用 は,ラ ッ トcarrageenan足 浮 腫 法 を 用 い,抗 ア レル ギ ー 作 用 は,passivecutaneousanaphylaxis(PCA) 法 を 用 い た 。 マ ン ゴ ス テ ィ ー ン 果 皮 抽 出 物 の 内,40%ethanol抽 出 物 が,鎮 痛 活 性 を 示 し た 。 抗 炎 症 及 び 抗 ア レル ギ ー 作 用 に お い て も,40%ethanol抽 出 物 が,特 に 強 い 作 用 を 示 し た 。 そ の 作 用 メ カ ニ ズ ム を 調 べ る た め,炎 症 時 のchemicalmediatorで あ るhistamineの 遊 離 及 びprostaglandinE2(PGE2)の 生 合 成 に 対 す る 各 抽 出 物 の 作 用 を 検 討 した 。 抗 原 抗 体 反 応 に よ るhistamineの 遊 離 を 濃 度 依 存 的 に 抑 制 し,Ca2+イ オ ノ フ ォ ア で あ るA23187刺 激 に よ るPGE2の 生 合 成 も 同 様 に 抑 制 した 。 日 本 国 内 で 抗 炎 症 作 用 を 示 す 代 表 的 生 薬 で あ る 甜 茶 抽 出 物 を 対 照 薬 と し て 検 討 し た 。 甜 茶 抽 出 物 は,抗 炎 症 及 び 抗 ア レル ギ ー 作 用 を 示 し, ま たhistamineの 遊 離 を 濃 度 依 存 的 に 抑 制 し た が,PGE2の 生 合 成 に 対 し て,全 く影 響 を 与 え な か っ た 。 マ ン ゴ ス テ ィ ー ン果 皮 抽 出 物 の 有 効 成 分 が,40%ethanol抽 出 物 に 含 ま れ て お り,甜 茶 抽 出 物 と は 異 な り, histamineの 遊 離 抑 制 だ け で な く,PGE2の 生 合 成 抑 制 も 示 す こ と を 明 らか に した 。 次 に,マ ン ゴ ス テ ィ ー ン 果 皮 抽 出 物 に 多 く含 ま れ て い る γ一mangostinに 着 目 し,PGE2の 生 合 成 に 対 す る 作 用 メ カ ニ ズ ム に 関 す る 検 討 を 行 っ た 。 γ一Mangostinは,C6ラ ッ トグ リ オ ー マ 細 胞 に お い て, A23187に よ るPGE2遊 離 を 濃 度 依 存 的 に 抑 制 し た 。PGE2の 生 合 成 に 関 与 す る 代 表 的 な 酵 素 に は, ①phospholipidか らarachidonicacid(AA)を 遊 離 す るcytosolicphospholipaseA、(cPLA2),②cPLA,の

活 性 を 制 御 す るp42!p44extracellularsignalregulatedkinase(ERK),③AAか らprostanoidを 合 成 す る cyclooxygenase(COX)が あ る 。.そ こ で,こ れ ら酵 素 に 対 す る γ一mangostinの 作 用 を 検 討 し た 。C6細 胞 に お い て,γ 一mangostinは,cPLA2に よ るAA遊 離 に 対 し抑 制 作 用 を 示 さず,逆 に 弱 い 促 進 作 用 を 示 し た5 cPLA2を リ ン 酸 化 す るERKの 活 性 がA23187刺 激 に よ り促 進 さ れ た が,γ 一mangostinは,こ の リ ン 酸 化 の 促 進 作 用 を 抑 制 し な か っ た 。 一 方,COXに 対 して は,γ 一mangostinは 濃 度 依 存 的 に 酵 素 活 性 を 抑 制 し た の で,リ コ ン ビ ナ ン トのCOX-1及 びCOX-2に 対 す る 直 接 作 用 を 検 討 し た 。 そ の 結 果,γ 一mangostin はCOX-1及 びCOX-2の 活 性 を 濃 度 依 存 的 に 抑 制 し,両 者 のIC5。 値 は そ れ ぞ れ1.1画M及 び1.3μMで あ る こ と が 明 ら か と な っ た 。 こ の γ一mangostinに よ るCOX-1及 びCOX-2の 抑 制 メ カ ニ ズ ム に つ い て,反

応 速 度 論 的 解 析 を 行 っ た 。 そ の 結 果,い ず れ に お い て も γ一mangostinは 可 逆 的 で し か もAAに 対 し,競 合 的 な メ カ ニ ズ ム で 抑 制 作 用 を 示 す こ と が 判 明 した 。 以 上 の 結 果 か ら,マ ン ゴ ス テ ィ ー ン 果 皮 抽 出 物 に お け るPGE2生 合 成 抑 制 作 用 の 有 効 成 分 は,ザmangostinで あ り,COX-1及 びCOX-2に 対 す る 作 用 メ カ ニ ズ ム が,AAに 対 し競 合 的 な 抑 制 で あ る こ と が 明 ら か に され た 。

更 に,COX-2遺 伝 子 の 転 写 に 対 す る γ一mangostinの 作 用 を 検 討 し た 。COX-2は,定 常 状 態 で は 殆 ど発 現 し て お ら ず,刺 激 に 対 し そ の 発 現 が 誘 導 さ れ る た め,炎 症 時 のPGE2の 生 合 成 に 対 し,重 要 な 役 割 を 果 た す と考 え ら れ て い る 。 γ一MangosUnは,lipopdysaccharide(LPS)刺 激 に よ り誘 導 さ れ たCOX-2タ ン パ ク 質 の 発 現 上 昇 を 濃 度 依 存 的 に 抑 制 した 。RT-PCR法 を 用 い て,COX-2mRNAの 発 現 に つ い て 検 討 ⊃ した と こ ろ ,γ ワmangostinは,LPSに よ り誘 導 さ れ たCOX-2mRNAの 転 写 活 性 を 濃 度 依 存 的 に 抑 制 す る こ と が 示 さ れ た 。 近 年,炎 症 性 サ イ トカ イ ン に よ るCOX-2mRNAの 発 現 誘 導 に,nuclearfactorκB(NF一 κB)の 活 性 化 が 関 わ っ て い る こ と,ま たinhibitorκBkinase(IKK)に よ るinhibitorκB(1κB)の リ ン 酸 化,引 き 続 い て 起 こ る 分 解 が,NF-KBの 活 性 化 に 関 与 して い る こ と が 知 られ て い る 。 γ一Mangostin の 作 用 を 検 討 した と こ ろ,γ 一mangostinは,1κBの リ ン 酸 化 及 び 分 解 を 共 に,濃 度 依 存 的 に 抑 制 す る こ と が 明 らか と な っ た 。 ま た,NF一 κBの 転 写 活 性 に 対 す る γ一mangostinの 作 用 をreportergeneassayに よ り検 討 した と こ ろ,そ れ に 対 す る 抑 制 作 弔 が 認 め られ た 。 従 っ て,γ 一mangostinは,COX阻 害 活 性 を 示 す だ け で な く,IKKを 抑 制 し,NF一 にB直 κBの 安 定 性 を 維 持 す る こ と に よ るCOX-2転 写 抑 制 作 用 も 併 せ 持 つ こ と が 明 ら か と な っ た 。 医 薬 品 開 発 の た め の 天 然 生 理 活 性 物 質 の 作 用 メ カ ニ ズ ム の 検 討 は,製 薬 企 業 に お い て も 活 発 に 行 わ れ て い る ・ 企 業 の 創 薬 研 究 で は,疾 患 に 関 わ る 遺 伝 子 を 特 定 し,そ の 標 的 分 子 に 対 し,選 択 的 に 強 く 作 用 す る 薬 剤 を 探 索 す る 研 究 が 活 発 に 行 わ れ て い る 。 しか し,強 い 作 用 を 示 す 薬 剤 は,副 作 用 も 強 い 傾 向 が あ る 。動 物 実 験 で は 優 れ た 活 性 を 示 す 薬 剤 で あ っ て も,臨 床 試 験 で は 有 効 性 を 示 さ な い 場 合 も 多 い 。ま た, ヒ トゲ ノ ム が 全 て 解 読 さ れ,創 薬 の 標 的 と な る 分 子 が 有 限 で あ り,新 規 の タ ー ゲ ッ ト分 子 が な く な りつ っ あ る こ と も 明 ら か と な っ て き て い る 。 生 薬 は,新 薬 開 発 に は 必 須 の 臨 床 試 験 が 行 わ れ て い な い 場 合 が 多 い が,長 年 の 経 験 か ら,広 く 使 用 さ れ て い る 。 し か し,近 年,evidencebasedmedicineの 基 本 理 念 が 広 く受 け 入 れ ら れ,科 学 的 根 拠 に 基 づ き, 新 し い 治 療 ガ イ ドラ イ ン が 作 成 され る よ う に な る と,た と え 生 薬 で あ っ て も,経 験 だ け で な く,そ の 結 果 の 科 学 的 根 拠 を 明 ら か に す る こ と が 求 め られ て い る 。 今 回 の マ ン ゴ ス テ ィ ー ン の 作 用 メ カ ニ ズ ム の 解 析 で は,こ の 生 薬 の 薬 理 作 用 に は 複 数 の 成 分 が 必 要 な こ とや,主 成 分 が 複 数 の タ ー ゲ ッ トに 作 用 す る こ と を 見 出 し て お り,人 に 使 い や す い 有 用 な 医 薬 品 開 発 に つ な が る 可 能 性 を 示 し た と い え る 。 新 薬 開 発 が 困 難 な 状 況 に な っ て き て い る 今 日,汎 用 さ れ て い る 生 薬 に つ い て,そ の 薬 理 作 用 を 詳 細 に 検 討 す る こ と の 重 要 性 が 増 加 し て い る 。 本 研 究 で は,抗 炎 症 及 び 抗 ア レル ギ ー 作 用 を 示 す 生 薬 と し て 用 い られ て い る マ ン ゴ ス テ ィ ー ン の 抽 出 物 に は,histamine遊 離 抑 制 作 用 及 びPGE2生 合 成 抑 制 作 用 を 示 す こ と を 明 ら か に し,マ ン ゴ ス テ ィ ー ン の 主 成 分 で あ る γ 一mangostinがPGE2生 合 成 抑 制 作 用 を 有 す る こ と を 示 し た 。 ま た,こ の γ一mangostinの

作 用 は,COX阻 害 活 性 だ け で な く,IKKの リ ン 酸 化 抑 制 作 用 に よ るCOX-2の 転 写 活 性 抑 制 作 用 に も起 因 す る こ と を 明 ら か に し,生 薬 マ ン ゴ ス テ ィ ー ン の,特 に 抗 炎 症 作 用 メ カ ニ ズ ム を 解 明 す る こ と に 成 功 し た 。

審 査 結 果 の 要 〕

旨

本 研 究 は,マ ン ゴ ス テ ィ ー ン 果 皮 抽 出 物 の 抗 炎 症 作 用 に 着 目 し,そ の 薬 効 と作 用 メ カ ニ ズ ム を 解 明 す る こ と を め ざ し,開 始 され た 。 始 め に,マ ン ゴ ス テ ィ ー ン 果 皮 抽 出 物 を 用 い,そ の 薬 理 作 用 と作 用 メ カ ニ ズ ム を 検 討 した 。 そ の 結 果, マ ン ゴ ス テ ィ ー ン 果 皮 抽 出 物 は,強 い 鎮 痛 活 性,抗 炎 症 及 び 抗 ア レ ル ギ ー 作 用 を 有 す る こ と が 明 らか と な っ た 。 作 用 メ カ ニ ズ ム を 調 べ る た め,ヒ ス タ ミ ン の 遊 離 及 び プ ロ ス タ グ ラ ン ジ ンE2(PGE2)の 生 合 成 に 対 す る 作 用 を 検 討 し た 。 マ ン ゴ ス テ ィ ー ン 果 皮 抽 出 物 は,抗 原 抗 体 反 応 に よ る ヒ ス タ ミ ン の 遊 離 及 び A23187に よ るPGE2の 生 合 成 を 濃 度 依 存 的 に 抑 制 し た 。 次 に,マ ン ゴ ス テ ィ ー ン 果 皮 抽 出 物 に 含 ま れ て い る γ一mangostinに 着 目 し,PGE2の 生 合 成 に 対 す る作 用 メ カ ニ ズ ム に 関 す る 検 討 を 行 っ た 。 そ の 結 果,

γ一mangostinは,A23187に よ るPGE2の 生 合 成 を 濃 度 依 存 的 に 抑 制 し た 。 ま た,γ 一mangostinは,AA 遊 離 及 びcPLA、 を リ ン 酸 化 す るERKの 活 性 を 抑 制 す る こ と な く,'COX-1及 びCOX-2活 性 を 濃 度 依 存 的 に 抑 制 し た 。 以 上 の 結 果 か ら,マ ン ゴ ス テ ィ ー ン 果 皮 抽 出 物 に お け るPGE2生 合 成 抑 制 作 用 の 有 効 成 分 は γ一mangostlnで あ り,COX-1及 びCOX-2を 抑 制 す る こ とが 作 用 メ カ ニ ズ ム と し て 重 要 で あ る こ と が 明 ら か に され た 。

更 に,COX-2遺 伝 子 発 現 に 対 す る γ一mangostinの 作 用 を 検 討 し た 結 果,γ 一mangostinは,リ ポ ポ リサ ッ カ ラ イ ドに よ り誘 導 さ れ たCOX-2タ ン パ ク 質 及 びmRNAの 発 現 を 濃 度 依 存 的 に 抑 制 し た 。 そ の 作 用 を 詳 細 に 検 討 し た と こ ろ,γ 一mangostinが,1κBの リ ン 酸 化 及 び 分 解 を 抑 制 す る こ と,ま た,NF一 κB の 転 写 活 性 に 対 し 抑 制 作 用 を 示 す こ と が 明 ら か とな っ た 。 従 っ て,γ 一mangostinは,IKK活 性 を 抑 制 し, NF一 κBIIκBの 安 定 性 を 維 持 す る こ と に よ り,COX-2転 写 抑 制 作 用 も 併 せ 持 つ こ と が 明 らか と な っ た 。 本 研 究 に よ り,ま ず,抗 炎 症 作 用 を 有 す る 生 薬 で あ る マ ン ゴ ス テ ィ ー ン の 抽 出 物 が,ヒ ス タ ミ ン 遊 離 抑 制 作 用 及 びPGE2生 合 成 抑 制 作 用 を 有 す る こ と が 明 ら か に さ れ た 。 ま た,マ ン ゴ ス テ ィ ー ン の 主 成 分 で あ る γ一mangostinが,PGE2生 合 成 抑 制 作 用 を 示 す こ と に 加 え,IKKの リ ン酸 化 抑 制 作 用 に よ る COX-2の 転 写 活 性 抑 制 作 用 を 示 す こ と を 明 ら か に す る こ と に よ り,γ 一mangostinの 抗 炎 症 作 用 メ カ ニ ズ ム を 解 明 す る こ と に 成 功 し た 。 よ っ て,本 論 文 は 博 士(薬 学)の 学 位 論 文 と し て 合 格 と認 め る 。