Search for natural products targeting BDNF to improve depression-like symptoms

• Project/Area Number: 22K07431
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 52010:General internal medicine-related
• Research Institution: Tokyo University of Pharmacy and Life Science
• Principal Investigator: 尹 永淑 東京薬科大学, 生命科学部, 助教 (00339102)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2025: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: うつ病様症状 / BDNF / アストロサイト / 植物抽出物 / AWT 細胞 / 天然物 / スクリーニング / ルシフェラーゼ / グリア細胞

Outline of Research at the Start

うつ病患者において脳由来神経栄養因子 (BNDF) の低下や抗うつ剤が薬効を発揮するまでのタイムラグの問題から、神経細胞だけではなくグリア細胞が関連していると考えた。本研究では、グリア細胞において BDNF の発現を増加する天然物に着目し、うつ病様症状の改善を最終目的とする。
研究方法として、植物抽出物ライブラリーを用いアグリア細胞における BDNF の転写活性を指標とするハイスループットスクリーニングを行う。さらにカラムクロマトグラフィーにより活性成分を明らかにした後、BDNFの発現及びうつ病様モデル動物の行動変化から抗うつ作用を検証する。

Outline of Annual Research Achievements

最近、ライフスタイルの変化やコロナ禍のストレスにより気分障害で外来患者さんが増えており、社会的に対策が必要である。現在市販されている抗うつ剤は神経細胞に対する作用が中心となっているが、副作用や薬効発揮までの数週間のタイムラグが問題である。近年、抗うつ剤の一つであるフルオキセチンがグリア細胞の一つであるアストロサイトに添加すると脳由来神経栄養因子 (BDNF) の発現が増加し、抗うつ作用の即効性を示したことが報告されている。そこで本研究は、ラットグリア芽腫由来の C6 細胞を用いた植物抽出物について BDNF プロモーターIV の転写活性のスクリーニングを行った結果、7種の植物抽出物が選抜されていた。今回、この７種類のうち、細胞毒性の報告がなく入手可能可能な4種類の植物を用いた。即ち、ミャンマー産のC. latifolium （葉, 50 g）, P. rhydidocarpum　（茎, 50 g）, とブラジル産 C. spicatus （茎, 20 g と18 g）の2種類を入手し、メタノールで抽出を行った。その結果、それぞれメタノール抽出物 7.63 g、3.97 g, 0.77 g および 0.89 g を得た。これらの用い C6 細胞における BDNF プロモーターIV の転写活性を検討した結果、C. spicatus　のメタノール抽出物は転写活性が見られず、C. latifolium と P. rhydidocarpum　抽出物が濃度依存的にBDNFプロモーターIV の転写活性が見られた。しかし、C6 細胞がラットグリア芽腫細胞であるため、現在C57BL/6 マウス脳より単離した初代アストロサイト細胞を株化した培養細胞 AWT 細胞(理化学研究所から入手）を用い BDNF プロモーターIV の転写活性を検討している。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

以下の理由で研究の遅れが出た。

１．選抜された植物の入手に時間がかかった。
２．細胞に関する検討を行った。

Strategy for Future Research Activity

AWT 細胞においても BDNF プロモーター活性を示す植物抽出物について qPCR を用い mRNA の定量やウェスタンブロッティングによる BDNF のタンパク質発現について検討する。さらに、その抽出物からシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて分離し、高速液体クロマトグラフィーにより活性成分を単離する。
単離される化合物について核磁気共鳴装置や質量分析装置を用い化学構造を明らかにする。