Search for Natural products from Medicinal Plants Increasing Brain-Deraived Neurotrophic Factor To Improve Symptoms of Senile Depressions

Research Project

Project/Area Number	18K07480
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)	2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help	¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000) Fiscal Year 2021: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000) Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords	脳由来神経栄養因子 / 植物抽出物 / 転写活性 / スクリーニング / カラムクロマトグラフィー / 構造決定 / 天然物 / 薬用植物 / 老人性うつ様症状
Outline of Annual Research Achievements	現代の社会人や老年期のうつ症状は社会的に問題になっている。また抗うつ薬は薬効が出るまで数週間かかるため、副作用や基礎疾患の悪化が懸念されている。最近、うつ病患者やうつ様モデル動物において、脳由来神経栄養因子 (Brain―Derived Neurotrophic Factor、BDNF) が低下し、抗うつ剤によって BDNF の発現が増加することが報告されている。そこで本研究では、薬用植物を含んだ天然物から BDNF 発現を増加する化合物を探索し、その化合物によるうつ様症状の改善を検証することを目的とした。ヒトの BDNF プロモーターは 11 個存在し、その中 pBDNF Ⅳ をノックダウンしたマウスはうつ様症状を示すことから、 pBDNF Ⅳ は BDNF による抗うつ作用に最も重要であることが示唆された。したがって、hBDNF promoter Ⅳ をマウスの神経芽細胞腫細胞 (Neuro2A) に挿入した安定細胞株を作成し、約 11,600 種の植物抽出物を用いスクリーニングを行った。その結果、８種の抽出物が約２倍の pBDNF Ⅳ の転写活性を示した。その中から、タデ科の植物とマメ科植物を用い、pBDNF Ⅳ の転写活性を指標としながらシリカゲルカラムクロマトグラフィーおよび HPLC により分離・精製を行った結果、タデ科の植物から 5 種およびマメ科植物からは 9 種の化合物が単離された。これら 14 種の化学構造は NMR や MS スペクトルデータの解析により同定された。単離された化合物について pBDNF Ⅳ の転写活性を測定した結果、タデ科の植物から一つの化合物が、マメ科植物からは三つの化合物が pBDNF Ⅳ の転写活性が示した。今後、これらの化合物を用い BDNF タンパク質の発現について検討を行う。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason pBDNF Ⅳ の転写活性のスクリーニングのため、実験方法の工夫により現在順調に進んでいる。Neuro2A 細胞に標的遺伝子を挿入した安定細胞株を用いることで、安価でスクリーニングを行った。さらに、科研費の申請の時より多い約 11,600 種の植物抽出物を用い pBDNF Ⅳ の転写活性のスクリーニングを行った。約 11,600 種の植物抽出物を 96 well プレートに用意し、細胞が撒いてある 96 well プレートにサンプルを添加し、効率よく 11,600 種のスクリーニングができた。選抜された抽出物はシリカゲルカラムクロマトグラフィーおよび大量に分取できるカラムを用い分離・精製を行い、化合物の単離ができた。得られた化合物については NMR や MS のスペクトルデータの解析により容易に化合物の構造の同定ができた。初年度の実施計画通りに進め目標達成ができたと考え、概ね順調に進展していると判断した。
Strategy for Future Research Activity	単離された化合物がマウスの神経芽細胞腫細胞 (Neuro2A) において pBDNF Ⅳ の転写活性を示したことが確認されたため、これらの化合物を用い、様々な神経細胞における pBDNF Ⅳ の転写活性や BDNF タンパク質の発現を確認する。さらに、化合物による BDNF 発現における作用点の確認のため、BDNF 発現経路に関わるタンパク質の発現を検証する。その後、マウスを用いた実験をするために、マイルドなストレスの与え方や行動試験の条件含め予備実験を行う。