2014 Fiscal Year Research-status Report
新規昆虫生体内試験系を導入したモンゴル薬用植物の成分・薬効解析と独自の伝承の活用
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26860068
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| Research Institution | Tohoku Pharmaceutical University |
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Principal Investigator |
村田 敏拓 東北薬科大学, 薬学部, 助教 (70458214)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | モンゴル国 / 国際情報交換 / 伝統医学 / 薬用植物 / 薬効成分 / 化学構造解析 / 昆虫 / 生物活性試験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
モンゴル国で伝統医療に使用されている薬用植物の含有成分の解析を行い、その生物活性の評価によって、薬効の科学的根拠とより有効な活用法を見出す。また、特に成分の活性評価系に昆虫の生体を用いた試験を確立、導入することで活性成分の生体内作用メカニズムについて昆虫をモデルに考察を得ることを目的としている。
初年度は、昆虫を使用した試験法を確立することを優先的に行った。はじめに、対象昆虫を継代飼育や管理が容易であり個体数を確保し易いエンドウヒゲナガアブラムシに絞った。生体内投与を可能にするために、ガラスキャピラリーを用いて試料溶液をマイクロインジェクションする方法を立ち上げ、投与条件を検討した。免疫系への作用を評価するために、体液のメラニン化機構に着目し、メラニン化を増幅して検知する方法を立ち上げた。また現段階ではin vitroでの実験系となるが、昆虫アセチルコリンエステラーゼ (AChE)の活性について測定し、阻害活性試験に応用できるように検討した。
並行してモンゴル国で重要視されている薬用植物を選定し、成分解析を行った。特にシソ科植物Caryopteris mongolicaより、抗グラム陽性菌活性及びコリンエステラーゼ (ヒト赤血球AChE及びウマ血清由来ブチリルコリンエステラーゼ: BChE) 阻害活性を有する新規アビエタン型ジテルペノイドを15種類単離し、新モッシャー法などの化学的手法やCDスペクトル、x線結晶構造解析を使用して絶対立体配置を含めた化学構造を決定した。そのうち1種類の化合物は特徴的なオルトキノン構造とスピロ三員環構造を有しており、高い抗菌活性を示した。この結果及びC. mongolica地上部成分の抗コリン活性成分の同定については学術論文での報告に至った。
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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
おおむね予定通り進行しているものの、昆虫試験系とモンゴル薬用植物の成分解析の順序を当初計画から一部入れ替えて実施している。当初は昆虫を用いた試験系を初年度でほぼ確立する計画であった。継代飼育は軌道に乗り、試料注入法についても可能であったが、生体内での評価に関しては昆虫の生体の仕組みや起こる現象が複雑であるために、評価方法の確立が遅れている。例えば、メラニン化については、最終産物としてのメラニンを定量することができても、実際の作用点がどこかを明らかにするためには、免疫反応における各段階における反応や仕組みについて理解、あるいは明らかにしなければならない。一方で、モンゴル薬用植物の含有成分の解析は予定より進んでおり、Caryopteris mongolicaの新規ジテルペノイドの絶対立体構造の決定をはじめ、地上部、根部の有用成分の単離構造決定において一定の成果を報告するに至った。他のモンゴル薬用植物についても、現在までに、強壮に関するユニークな伝承を持つキンポウゲ科植物Pullsatilla flavescensや、日本のボタン科生薬の基原であるシャクヤクやボタンに近い モンゴル産Paeonia anomala、P. lactifloraの成分解析をおおよそ終えている。またモンゴル国の協力者と協議の上、追加分の重要な薬用植物の選定を行い、成分薬効解析に着手している。よって、成分解析により生物活性試験系に供試できるサンプル数は順調に増えているが、昆虫生体内試験系の確立に至るには本課題の実施期間を通して慎重に検討を重ねて行う必要があると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
昆虫試験系の確立に関しては、初年度の実験で表面化した複雑な生体機構に対応し、それらについての理解をより深めるために、項目を絞って研究を展開する。まず、自然免疫への作用の評価に体液メラニン化を応用するため、使用昆虫のエンドウヒゲナガアブラムシにおけるメラニン化機構の解析を進める。阻害あるいは活性化を示す化合物を同定すると共に、免疫に関連するタンパク質、低分子生体内物質を同定し、最終的に作用点を特定できることを目標とする。次にコリンエステラーゼ阻害活性はアルツハイマー病治療薬と関連が深いことから、得たジテルペノイド類の生体内での作用の検討は意義深いと考え、実際に昆虫生体内で阻害物質が作用するかどうかを評価できる実験系を立ち上げる。エンドウヒゲナガアブラムシのAChEを精製し、まずはin virtoにおける酵素活性を試験した後、活性化合物の生体投与による影響を評価する。また、これまでに特定の化合物の投与、あるいは酸素欠損により体色が著しく変化することを確認しており、このような供試昆虫の行動や虫体の変化の観察から得た知見について、その原因や機構について考察を得るべく研究を進める。
一方で、モンゴル薬用植物に含まれる成分の単離、構造決定を継続的に行う。得た化合物について上に挙げた昆虫を使用した試験を行うほか、酵素、細胞、動物を使用した従来からの評価系での生物活性試験も合わせて進めることで、確実に各薬用植物の薬効についての科学的根拠につながるデータを得るようにする。また新たに昆虫試験系の応用を実現しやすいと期待できる植物として、モンゴル国内の薬局で流通しており慢性免疫疾患治療に使用されるThymus gobicusやモンゴル国で家畜につくシラミの除去に使用するといったユニークな活用がされているBrachanthemum gobicumについて成分解析に着手する。
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| Causes of Carryover |
研究成果の論文発表に際して、英文校正を行う費用として計画した分が年度をまたぐことになった為。及び昆虫生体内試験系確立に必要な消耗品の3月購入分の4月支払いによる。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
昨年度に生じた次年度使用額分に関しては、理由で述べたように現在執筆中である発表用論文の英文校正費、及び昆虫生体内試験用の消耗品費に充てる。
翌年度分として請求した助成金については、当初の申請書の計画欄に沿って、実験に必要な物品費、モンゴル国における調査に必要な旅費、謝金、学会発表・論文発表に必要な費用として使用する予定である。
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Research Products
(5 results)
