タイ薬用植物中のインドールアルカロイド類に関する創薬基礎科学研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06044035
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 坂井 進一郎 千葉大学, 名誉教授 (20009161)
• 研究分担者: JOACHIM Stoc ドイツ, マインツ大学・薬学部, 教授 ; PANG Peter K カナダ, アルバータ大学・医学部, 教授 ; DHAVADEE Pon チュラロンコーン大学, 薬学部, 準教授 ; PAVICH Tongr チュラロンコーン大学, 薬学部, 準教授 ; 北島 満里子 千葉大学, 薬学部, 助手 (60195261) ; 堀江 俊治 千葉大学, 薬学部, 助手 (50209285) ; 高山 廣光 千葉大学, 薬学部, 助教授 (90171561) ; 矢野 眞吾 千葉大学, 薬学部, 助教授 (90009655) ; 渡辺 裕司 富山医科薬科大学, 和漢薬研, 教授 (10012642) ; 渡辺 和夫 千葉大学, 薬学部, 教授 (80019124) ; 相見 則郎 千葉大学, 薬学部, 教授 (30009170)
• キーワード: タイ薬用植物 / Mitragyna speciosa / インドールアルカロイド / Mitragynine / 鎮痛活性 / セロトニン受容体 / オピオイド受容体 / Caチャンネル

研究概要

アカネ科植物ミトラガイナ・スペシオ-サ(Mitragyna speciosa)葉部は、タイ国内では“Kratom"、マレーシア国内では“Biak Biak"と呼ばれる伝承民間薬であり、麻薬様作用:中枢神経抑制効果(阿片様作用)と中枢神経興奮効果(コカイン様作用)及び止瀉作用が知られていた。本植物に含まれる有効成分に焦点を当てて、日本、タイ、ドイツ、カナダの研究者がそれぞれの専門領域の研究分野で協力することにより、化学と薬理の両面からの究明研究を行なった。化学面では、タイ産植物葉部の詳細な成分検索を行ない、主塩基Mitragynineと共に新化合物を含む数種の微量塩基を単離構造決定した。更に、主塩基Mitragynineの集約的ルートによる不斉全合成法を開拓することができた。また、Mitragynineの菌代謝産物として報告されたプソイドインドキシル体やMitragynineオキシインドールも化学変換により合成し、これらの立体化学を明らかにすると共に、薬理活性評価用献体として供した。更に、マレーシア産Mitrangyna speciosa葉部のアルカロイドについても化学的研究を行い、新規化合物の単離と共にピリドン型ミトラガイナアルカロイドの基本骨格合成を達成することができた。一方、薬理面での成果としては以下の点があげられる。主成分Mitragynineの中枢作用について検討を行い、Mitagynineに強力な鎮痛作用を見い出した。さらに末梢作用として、平滑筋伸縮抑制作用を見い出した。輸精管標本を用いた検討から、末梢作用の作用機序としてMitragynineが神経の節後線維に作用し、神経伝達物質の放出を抑制することが考えられた。神経由来細胞を用い、パッチクランプ、蛍光色素法などを駆使して解析した結果、Mitragynineの神経伝達物質遊離抑制作用には神経のT型およびL型Caチャネル遮断作用が関与していると推察した。また、モルモット回腸標本に用いた検討から、Mitragynineはオピオイド作用を有していることが判明した。その効力はMorphineの1/6であった。Mitragynineの微生物代謝物Pseudoindoxyl体にもオピオイド作用が認められ、その効力はMorphineの約20倍協力であった。そこで、これらの化合物についてオピオイド受容体結合実験を行い、両アルカロイドは特にμ受容体に親和性が高いことを見い出した。これらのMitragynineの末梢作用はその鎮痛作用機序に関連していると考えられる。
Mitragynineの構造に類似する釣藤鈎アルカロイドおおび母核のIndoloqunolitidine誘導体を用いて、オピオイド作用の構造活性相関的検討を行った。その結果、Mitragynineの9位メトキシル基が作用発現に必須であることが明らかとなった。また、そのメトキシル基と4位の窒素の位置関係が効力を左右していると推察した。また、Mitragynineの中枢作用に関する研究では以下の成果を得た。脳内5-HT2A受容体作動薬をマウスに投与すると、“首振り行動"が発現する。本行動に対するMitragynineの影響を検討した結果、Mitragynineは用量依存的な抑制効果を示した。Mitragynineの抑制作用はNoradrenaline枯渇薬及び5-HT枯渇薬の影響を受けず,α2受容体拮抗薬で解除されたことから、Mitragynineがシナプス後膜α2受容体刺激作用または5-HT2A受容体遮断作用を有することが示唆された。Mitragynineをマウスに腹腔内あるいは脳室内投与(i.c.v.)すると顕著な鎮痛作用が認められた。i.c.v.投与したMitragynineの鎮痛作用はオピオイド拮抗薬Naloxone(i.c.v.),α2受容体拮抗薬および5-HT受容体拮抗薬(i.c.v.,orくも膜下腔内投与)で抑制された。従って1)Mitragynine自身が脳内で作用して鎮痛作用を発現しうること,および2)この鎮痛作用に上位オピオイド受容体及び下降性モノアミン神経系が関与することが推察される。
この様に、ミトラガイナアルカロイドに種々の特異的かつ有効な薬理活性が見された。これらアルカロイドは今後、医薬品の開発、薬理作用機序の観点から興味深い素材と考えられる。
上記研究と平行して、タイ産Uncaria,Nauclea,Hunteria、及びVernonia属植物の化学的検索及び薬理学的評価も実施した。

研究成果

• [文献書誌] H.Takayama: "A New Class of Two Dimeric Indole Alkaloids,Coryzeylamine and Deformylcoryzeylamine from the Leaves of Hunteria zeylanica in Thailand." Chem.Pharm.Bull.42. 1957-1959 (1994)
• [文献書誌] S.Sakai: "Biomimetic Chemical Transformation from Simple Indole Alkaloids to Gelsemium Alkaloids." Pure&Appl.Chem.66. 2139-2142 (1994)
• [文献書誌] W.Reanmongkol: "Antinocicetive and Antipyretic Effects of Alkaloids Extracted from the Stem Bark of Hunteria zeylanica." Biol.Pharm.Bull.17. 1345-1350 (1994)
• [文献書誌] S.Subhadhirasakul: "New Corymine-Related Indole Alkaloids from Hunteria zeylanica in Thailand." Chem.Pharm.Bull.42. 2645-2646 (1994)
• [文献書誌] H.Takayama: "A Biomimetic Synthesis of a New Skeletal Gelsemium Alkaloid,11-Methoxy-19(R)-bydroxygelselegine." Tetrahedron. 50. 11813-11820 (1994)
• [文献書誌] H.Takayama: "On the Indole Alkaloids,Nauclefidine ; Structure Revision,Synthesis,and A Biomimetic Transformation from the Vincoside Lactam." Tetrahedron Lett.35. 8813-8816 (1994)
• [文献書誌] S.Subhadhirasakul: "Hunterioside,First Biose Bound Monoterpenoid Indole Alkaloid from Hunteriazeylanica." Chem.Pharm.Bull.42. 991-993 (1994)
• [文献書誌] S.Subhadhirasakul: "Novel Indole Alkaloids from the leaves of Rauwolfia sumatrana Jack.in Thailand." Chem.Pharm.Bull.42. 1427-1431 (1994)
• [文献書誌] M.Kitajima: "Synthesis of a Novel Gelsedine-Type Gelsemium Alkaloid,Gelsemicine." J.Chem.Soc.,Perkin Trnans.1. 1573-1578 (1994)
• [文献書誌] H.Takayama: "Fist Synthesis of the Novel Gelsemium Alkaloids,Gelselegine,Gelsenicine,and Gelsedine Using a Biomimetic Approach." J.Org.Chem.59. 4381-4385 (1994)
• [文献書誌] H.Takayama: "A Biomimetic Synthesis of a Novel Seco Indole Alkaloid,11-Methoxygelsemamide." Tetrahedron. 50. 8363-8370 (1994)
• [文献書誌] H.Takayama: "Two New Iridoids from the Leaves of Gelsemium elegans Benth.in Thailand." Natural Product Lett.5. 15-20 (1994)
• [文献書誌] D.Pouglux: "A New Indole Alkalaid,7α-Hydroxy-7II-mitragynine,from Mitragyna speciosa in Thailand." Planta Medica. 60. 580-581 (1994)
• [文献書誌] N.Keawpradub: "Indole Alkaloids from Alstonia glaucescens." Phytochemistry. 37. 1745-1749 (1994)
• [文献書誌] W.Reanmongkol: "Effects of Alkaloids Extracted from the Stem Bark of Hunteria zeylanica on acute Inflammation in Experimental Animals." Biol.Pharm.Bull.18. 33-36 (1995)
• [文献書誌] W.Reanmongkol: "Inhibitory Effect of Alkaloids Extracted from the Stem Bark of Hunteria zeylanica on 5-Lipoxygenase Activity in vitro." Biol.Pharm.Bull.18. 910-912 (1995)
• [文献書誌] S.Sakai: "Chemistry of Indole Alkaloids." Yakugaku Zasshi. 115. 351-369 (1995)
• [文献書誌] S.Subhadhirasakul: "Two Novel Sarpagine-type Indole Alkaloids from the Leaves of Hunteria zeylanica in Thailand." Heterocycles. 41. 2049-2056 (1995)
• [文献書誌] H.Takayama: "Synthesis and Conformational Analysis of a New Indole Alkaloid,2,7-Dihydroxyapogeissoschizine." Natural Prod.Lett.7. 81-84 (1995)
• [文献書誌] H.Falkenhagen: "Substrate Specificity of Vinorine Hydroxylase,A Novel Membrane-Bound Key Enzyme of Rauwolfia Indole Alkaloid Biosynthesis" Heterocycles. 41. 2683-2690 (1995)
• [文献書誌] H.Takayama: "The Frst Total Synthesis of (-)-Mitragynine,An Analgesic Indole Alkaloid in Mitragyna speciosa." Tetrahedron Lett.36. 9337-9340 (1995)
• [文献書誌] W-C.Lin,: "Effect of intracerebroventricular and intrahypothalamic administrations of picrotoxin on basal and stimulated gastric acid secretion." Res.Commun.Mol.Puthol.Pharmacol. 89. 143-156 (1995)
• [文献書誌] S.Yano: "Pharmacological Features of Nonadrenergic Noncholinergic (NANC) relaxation Induced by Electrical Vagal Stimulation in Isolated Mouse Stomach." Jpn.J.Pharmacol.69. 9-15 (1995)
• [文献書誌] S.Horie: "Intracellular alkalinazation by NH4Cl increases cytosolic Ca level and tension in the rat aortic smooth muscle." Life Sciences. 56. 1835-1843 (1995)
• [文献書誌] Q.Y.Liu: "Tetrandrine,a Ca Antagonist : Effects and Mechanisms of Action in Vascular Smooth Muscle Cells." J.Pharmacol.Exp.Ther.273. 32-39 (1995)
• [文献書誌] K.W.Chiu: "Cardiovascular Active Substances from the Straw Mushroom.Volvariella Volvarea." Phytotherapy Reserch. 9. 93-99 (1995)
• [文献書誌] M.Barbagallo: "Glucose-induced Alterations of Cytosolic Free Calcium in Culture Rat Tail Artery Vascular Smooth Muscle Cells." J.Clin.Invest.95. 763-767 (1995)
• [文献書誌] L.W.Kline: "The Effect of Body Weight on the Calcitonin Gene-related Peptide-induced Relaxation of Guinea-pig Gallbladder Strips." Regulatory Peptides. 59. 97-101 (1995)
• [文献書誌] H.Takayama: "Stereochemical Assignment of Pseudoindoxyl Alkaloids." Heterocycles. 42. 87-92 (1996)
• [文献書誌] S.Thongpraditchote: "Neuropharmacological Actions of Plucher indica Less Root Extract in Socially Isolated Mice." Bio.Pharm.Bull.19. 379-383 (1996)
• [文献書誌] N.Aimi: "Isolation of Alkaloids from Cultured Hybrid Cells of Rauwolfia serpentina x Rhazya stricta." Chem.Pharm.Bull.44. 1637-1639 (1996)
• [文献書誌] K.Matsumoto: "Antinociceptive Action of Mitragynine in Mice : Evidence for the Involvement of Supraspinal Opioid Receptors." Life Sciences. 59. 1149-1155 (1996)
• [文献書誌] S.A.Achmad: "A New Prenylated Flavone from Artocarpus champeden." J.Nat.Prod.59. 878-879 (1996)
• [文献書誌] H.Takayama: "Biomimetic Synthesis of Nauclea Indole Alkaloids,Naucleidinal,and 3-epi-Naucleidinal." Chem.Pharm.Bull.44. 2192-2194 (1996)
• [文献書誌] M.Kitajima: "Structure and Synthesis of a New Chiral β-Carboline Found in Cultured Cell Clumps of Rauwolfia serpentina x Rhazya stricta." Chem.Pharm.Bull.44. 2195-2197 (1996)
• [文献書誌] K.Matsumoto: "Central Antinociceptive Effects of Mitragynine in Mice : Contribution of Descending Noradrenergic and Serotonergic Systems." Eur.J.Pharmacol.317. 75-81 (1996)
• [文献書誌] P.Leewanich: "Behavioral studies on alkaloids extracted from the leaves of Hunteria zeylanica." Biol.Pharm.Bull.19. 394-399 (1996)
• [文献書誌] S.Horie: "Neurogenic Stimulation of Gastric Acid Secretion by the Na,K-ATPase Inhibitor Ouabain in Mouse Isolated Stomach." Gen.Pharmacol.27. 905-909 (1996)
• [文献書誌] K.Watanabe: "Inhibitory Effect of Mitragynine,an Alkaloid with Analgesic Effect from Tai Medicinal Plant Mitragyna speciosa,on Electrically Stimulated Contraction of Isolated Guinea-Pig Ileum through Opioid Receptor." Life Sciences. 60. 933-942 (1997)
• [文献書誌] K.Matsumoto: "Suppressive effect of mitragynine on the 5-methoxy-N,N-dimethyltryptamine-induced head twitch response in mice." Pharmacol.Biochem.Behav.(in press). (1997)
• [文献書誌] S.Thongpraditchote: "Effect of mitragynine on cyclic AMP production induced by forskolin in NG108-15 cells." Biol.Pharm.Bull.20(in press). (1997)
• [文献書誌] H.Takayama: "Studies in Natural Product Chemistry Vol.15 Recent Advances in the Chemistry of Gelsemium Alkaloids." Elsevier, 53 (1995)
• [文献書誌] P.Obitz: "Alkaloids : Chemical and Biological Perspectives Alkaloids from Cell Cultures of Aspidosperma Quebracho-Blanco." Elsevier, 11 (1995)