2021 Fiscal Year Annual Research Report
炎症再生医学と神経科学からのアプローチによるきのこの多機能性発現メカニズムの解明
| Project/Area Number |
20H03050
|
|---|
| Research Institution | Tokyo University of Agriculture |
|---|
Principal Investigator |
江口 文陽 東京農業大学, 地域環境科学部, 教授 (60337467)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮澤 紀子 女子栄養大学, 栄養学部, 専任講師 (20348147)
高橋 信之 東京農業大学, 応用生物科学部, 教授 (50370135)
岡戸 晴生 公益財団法人東京都医学総合研究所, 脳発達・神経再生研究分野, プロジェクトリーダー (60221842)
美谷島 克宏 東京農業大学, 応用生物科学部, 教授 (80786492)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | きのこ / 神経変性疾患 / パーキンソン病 / モノアミン / 脳内物質 / 抗炎症 / 抗酸化 / 担子菌 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
複合成分から構成されるきのこは、成分を分離分画すると機能性は大幅に減弱する。きのこの粗抽出物は、小腸透過性を有し、脳内に到達する可能性をこれまでに示唆した。きのこの多機能性は、複合成分が脳内代謝を介し、脳内物質に影響をおよぼすことで各臓器のホルモンや酵素に変化をもたらし、機能回復、免疫亢進、抗炎症、疾患の予防と治療に効果を発揮すると仮説を立てた。この「問い」に答えるため“きのこ⇒脳内物質の産生⇒多岐にわたる疾患の改善”というstep のはざまに焦点をあて、炎症抑制、産生される脳内物質、各種疾患モデル細胞と動物から得られる反応から作用メカニズムを解明することが本研究の主目的である。本報告は、脳内モノアミン産生はきのこの種類によるのか、脳内モノアミンを産生させるための投与法はいかなる手法がベストなのかを探索した。さらにきのこの成分で挙動を示す脳内モノアミンの種類を精査し、きのこは神経変性疾患の予防や治療に寄与できるか否かを検証した。
供試した 3 種類のきのこのうちベニテングタケとテングタケは、3 種類の投与方法全てにおいて 30 分後に脳内カテコールアミン系の亢進が確認された。すなわちドパミン(DA)がドーパック(DOPAC)およびホモバニリン酸(HVA)を生合成した。DA は、不足するとパーキンソン病を惹起することから治療薬などへの期待も考えられる。なお、経口投与において脳内モノアミン産生が確認された。これはきのこの成分が腸管バリアを通過し血管内移行後に血液脳関門も通過して脳内モノアミンを生合成させた証拠であり脳科学上有益な成果である。タマゴタケでは、顕著な脳内モノアミン産生が確認されなかった。その原因は、他の 2 種類のきのこと非標準アミノ酸組成が異なるからではないかと推察する。なお、ここまでの研究から上記作用機序に関する関与成分について絞り込みが出来ている。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
コロナ禍において研究室の使用時間に制約が生じた事実はあったが、共同研究者との連携とともに学内の共有機器等を有効的に活用し時間短縮などを計画的に行って作業効率のアップを図った。
さらにZoomを活用した共同研究者とのディスカッションが綿密に行うことでの仮説と焦点を絞った研究推進が行えた。
研究計画当初よりベニテングタケなどの供試子実体が大量発生していたことなどから短い時間での物質の抽出や精製が可能となり順調に研究が推進できた。したがっておおむね順調に進展している。
|
| Strategy for Future Research Activity |
神経系・脳内物質の産生におよぼす影響と疾患改善メカニズムの解明として、脳内から分泌されるドパミンやアドレナリンなどは、肥満細胞と血小板から放出されたヒスタミンによって一過的に血管を収縮させ、続いて炎症局所（細動脈、細静脈および毛細血管）の血管を拡張させて血流を増加させ熱感や発赤が生じることを抑制することが知られている。
この作用メカニズムを活用してきのこから抽出した物質の炎症(血小板凝集を指標とする炎症、ケモカイン遺伝子発現を指標とする炎症、腸管炎症、脳・神経系への炎症)を抑制するin vitro試験における評価を実施する。次にICRマウスにプロスタグランジンE2やリポポリサッカライド等を投与して炎症を血管内皮細胞や繊維芽細胞に惹起させ、きのこ抽出物投与後の脳内モノアミン(ドパミン、ノルアドレナリン、アドレナリン、セロトニン、ヒスタミンなどの神経伝達物質)を網羅的に解析するとともに血液中の炎症マーカーであるC反応性タンパク質(全身)、クレアチニンフォスホキナーゼ(脳と筋肉)、乳酸脱水素酵素(各種臓器)、インスリン(膵臓)、GPTとGOT(肝臓)、心房性利尿ペプタイド(心臓)、アンギオテンシン(血圧)などの濃度挙動を比較してきのこの成分が脳に作用して全身に作用しているか否かを精査する。
脳内産生物質(モノアミン等)の定量は、解剖後の摘出された脳組織と脳部位の近傍にガイドカニューレを留置させ、飼育過程の動物における物質挙動をマイクロダイアリシス法にて探る。すなわちICRマウスとWistarラットへきのこ抽出物を投与後、規定時間まで自由摂食、自由摂水の状態で放置して定量試験を実施する。最終的には、深麻酔下で解剖、脳の組織を分別し、きのこの抽出物が脳内の神経細胞および産生物質の分泌量に与える影響を精査する。
|
