2020 Fiscal Year Research-status Report
スギ材ジテルペン成分の抗アルツハイマー病活性とその作用機構
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19K06163
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
小藤田 久義 岩手大学, 農学部, 教授 (40270798)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | アルツハイマー病 / テルペン / アミロイド / 抗酸化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
スギ材には抗酸化活性等の様々な生理活性を持つジテルペン類が多く含まれていることが知られており、いくつかの主要成分には顕著な抗酸化作用が見出されている。抗酸化剤が生体に与える影響には抗アルツハイマー病(AD)作用があり、ADの原因となるアミロイドベータペプチド(Aβ)由来の酸化ストレスを抑制することによって、その神経毒性を緩和できると推定されている。我々はこれまでに線虫（Caenorhabditis elegans）を用いたバイオアッセイにより、スギの抗酸化性ジテルペンであるフェルギノールがAβ毒性緩和作用を有することを見出した。フェルギノールはスギに含まれる代表的な抗酸化型ジテルペンであることから、線虫の体内でフェルギノールが抗酸化作用を発現したことにより抗Aβ効果がもたらされたものと推測されている。
本年度は、これまでにＡβ毒性緩和作用が報告されている抗アルツハイマー病候補化合物（ポジィティブコントロール４種類：ギンコライドA、カルノシン酸、ロスマリン酸、モリン）を用いて同様の試験を行い、Ａβ毒性緩和作用の比較を行った。その結果、フェルギノールとポジィティブコントロール４種には同等のＡβ毒性緩和作用が認められ、いずれの試料間の比較においても有意な差が認められなかった。これよりフェルギノールは以前の研究で報告されている他の天然系活性物質と同等の抗アルツハイマー病作用を有するものと推察された。また、ポジティブコントロールのうちギンコライドAを除く３種に顕著な抗酸化活性が認められたことから、あらためてAβ毒性緩和作用と抗酸化活性との関連性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
前年度の研究において、フェルギノールと類似の化学構造を持つ数種のスギジテルペンを用いてＡβ毒性緩和作用の評価を行ったところ、抗酸化活性を有するフェルギノールとデヒドロフェルギノールには同程度に有意な効果が認められた。一方、抗酸化活性のない他のスギジテルペン類を添加したプレートでは有意な効果は認められなかったことから、各化合物の化学構造とAβ毒性緩和作用ならびに抗酸化作用との関連性が考察された。一方、これまでにもＡβ毒性緩和活性を有する天然有機化合物がいくつか報告されており、いずれも本研究とは手法の異なる生物試験法により機能評価がなされている。本年度はこれらの化合物をポジティブコントロールとして本研究と同じ評価系で比較した場合の活性の違いはどの程度なのか、また、各化合物の抗酸化活性とＡβ毒性緩和活性には相関があるのかについて検討・評価を行い、一定の成果を得ることができた。また、スギジテルペンによる抗アルツハイマー病作用機構の解明を目的として、Ａβ毒性発現にともなう生体内での酸化ストレスがスギジテルペンによって緩和されるのか、また、Ａβの重合反応を抑制することができるのかについて検討するための予備実験を行い、次年度に向けての準備を進めることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究により、スギジテルペンのＡβ毒性緩和作用はその抗酸化活性によるものと推定されているが、実証がなされていない。今後は、Ａβ毒性発現にともなう生体内での酸化ストレスがスギジテルペンによって緩和されるのか、また、Ａβの重合反応を抑制することができるのかについて検討・評価する。具体的には、Aβ凝集の抑制作用を検証するために、① Aβ凝集の蛍光マーカーであるチオフラビン（ThT）を添加した線虫における病態の顕微鏡観察、② ThTアッセイによるAβ凝集抑制作用の定量的評価を行う。次いで、酸化ストレスの抑制作用を検証するために、①生体内活性酸素種の蛍光マーカーであるジクロロフロレセイン-ジアセテート（DCF-DA）を添加した線虫における病態の顕微鏡観察、②DCF-DAアッセイによる活性酸素除去作用の定量的評価について検討し、スギジテルペンによるＡβ毒性緩和作用機構の検証を行う。また、フェルギノール等の抗酸化型テルペン類は比較的高い揮発性を有しており、アルツハイマー病予防用アロマオイルとして利用できる可能性がある。これは従来の候補化合物にはないユニークな特徴であり、揮発成分としての効果についても検討・評価するとともに、他の樹種から分離された精油の抗アルツハイマー病作用についてもあわせて検討する。
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