2022 Fiscal Year Research-status Report

亜鉛錯体を用いたインスリン抵抗性改善効果・糖尿病の発症予防効果へのチャレンジ

Research Project

Project/Area Number	21K20734
Research Institution	Kyoto Pharmaceutical University
Principal Investigator	内藤行喜京都薬科大学, 薬学部, 助教 (80610120)
Project Period (FY)	2021-08-30 – 2024-03-31
Keywords	糖尿病 / 終末糖化産物 / 亜鉛 / 亜鉛錯体 / 糖化反応 / ペントシジン
Outline of Annual Research Achievements	亜鉛ヒノキチオール錯体（[Zn(hkt)2]）をはじめとする種々の亜鉛（Zn）錯体による終末糖化産物（AGEs）の生成抑制効果について検討することを目的に研究を行った。前年度に続き、①研究に用いるZn錯体の合成を行った。具体的には、[Zn(hkt)2]、Zn-マルトール錯体（[Zn(mal)2]）、Zn-エチルマルトール錯体（[Zn(emal)2]）、Zn-チオマルトール錯体（[Zn(tma)2]）の合成を行い、種々の分析方法により合成が完了したことを確かめた。②論文既知の方法を用いて、①で合成したZn錯体による糖化反応における蛍光性AGEs生成量抑制評価スクリーニングを実施した。③糖化反応サンプル中における、蛍光性AGEsの一種であるペントシジン量を、HPLC-蛍光分析法を用いて定量化した。④Zn錯体によるポリオール代謝経路に関与するアルドース還元酵素（AR)への阻害活性の評価を行った。⑤2型糖尿病モデルKK-Ayマウスに対して[Zn(hkt)2]を2週間連日単回腹腔内投与し、生体中におけるAGEs生成抑制効果を検討した。これらの評価から、合成したZn錯体の種類によって蛍光性AGEs生成抑制効果が異なることが明らかとなり、HPLC-蛍光分析法を用いたペントシジン量の定量分析からは、Zn錯体の種類によってペントシジン生成量の抑制効果が異なることが明らかとなった。AR阻害活性評価では、脂溶性Zn錯体では測定結果が安定しないことが判明した。検討に用いたZn錯体の中で高いAGEs生成抑制効果を有していた[Zn(hkt)2]を用いたin vivo実験では、血中AGEs濃度測定、肝臓、腎臓、眼球への組織形態学的変化を組織染色により評価を行っている途中である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 交付申請書中に記載していなかった「HPLC-蛍光分析法を用いたペントシジン定量実験」での検討が必要であると判断し、検討を追加した。論文既知の方法を参考に分析方法の確立に務めたが、実験方法の確立に時間を要した。脂溶性Zn錯体を用いたAR阻害活性については、様々な改善方法を試みたが測定結果が安定せず、AR阻害活性については一旦中止することとした。また、動物実験については、当初の申請書記載の通り2型糖尿病モデルKK-Ayマウスを用いて検討を行ったため時間を要した。これは、KK-Ayマウスが6週齢ごろから糖尿病を発症しだし、8週齢ごろに糖尿病状態に達する。今回の研究では、Zn錯体によるAGEs生成抑制効果を検討するため、糖化ストレス状態を持続させておく必要があり、投与実験開始までの予備飼育期間に時間を要したためである。
Strategy for Future Research Activity	In vitro実験系における、蛍光性AGEs生成抑制効果評価スクリーニング、および、HPLC-蛍光分析法によるペントシジン定量測定については、実験系が確立したので、引き続き、様々なZn錯体を用いて構造活性相関について検討を進める。動物実験については、AGEsとの関連性を検討するにあたり、糖化ストレスモデルとしてストレプトゾトシン（STZ）誘導糖尿病マウスを用いて検討する予定である。STZ誘導糖尿病マウスは、薬剤により高血糖を誘導させるため、高血糖状態を維持しやすく、強い糖化ストレス負荷を与えた状態を作りやすい。そのため、今年度は糖化ストレスに対する確実な亜鉛錯体の効果を判定するため、STZ誘導糖尿病マウスで実施することを予定している。なお、評価方法については、現在実施しているKK-Ayマウスを用いた内容と同様の方法でおこない、KK-Ayマウスとの比較も容易に出来る実験系で実施する予定である。これらの実験を総合して、亜鉛錯体のAGEs生成抑制効果のメカニズムを評価し、最終の結論を導くこととする。
Causes of Carryover	新型コロナウィルス感染拡大防止措置等のため、研究に使用するZn錯体合成以外でのin vitro実験の進捗が、当初計画しているものよりも遅れた。このため、2022年度分として予定していたin vivo実験への着手に遅れが生じた。次年度には、STZ誘導糖尿病モデルマウスを作成し、Zn錯体による糖化抑制効果を評価していく予定である。