2014 Fiscal Year Research-status Report
ストレス関連疾患における予防薬及び治療薬としてのポリフェノールの有効性の基礎解析
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26500022
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| Research Institution | University of Occupational and Environmental Health, Japan |
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Principal Investigator |
豊平 由美子 産業医科大学, 医学部, 准教授 (90269051)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | Polyphenol / catecholamine / transporter / tyrosine hydroxylase / secretion / synthesis / channel |
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| Outline of Annual Research Achievements |
うつ病や不安障害等に古くから民間療法として用いられているメディカルハーブの主な機能成分であるポリフェノール類がストレス関連疾患の予防薬や治療薬として、機能しうる可能性のある食品機能成分を特定し、評価することを目的とした基礎研究である。
平成26年度は交感神経系機能のモデル系としての培養ウシ副腎髄質細胞とヒト神経芽細胞(SK-N-SH)を用いてカテコールアミン(CA)神経機能に影響するポリフェノールを新規に選定することであった。CA神経系を修飾する可能性のあるフィトケミカルが多数あることも明らかにした。
パセリ、セロリ、カモミール茶等に含まれるフラボンであるアピゲニンは、副腎髄質細胞におけるニコチン性アセチルコリン受容体や電位依存性ナトリウムチャネル、電位依存性カルシウムチャネル刺激を介したCA分泌を濃度依存性(3 -100 μM)に抑制した。アピゲニンはチロシン水酸化酵素のセリン31と40のリン酸化を促進した。アピゲニンはアセチルコリン刺激よるチロシン水酸化酵素のセリン31のリン酸化を抑制した。
生薬として使用されているイカリソウの成分の1つであるイカリソサイドAはニコチン性アセチルコリン受容体刺激によって引き起こされるCA分泌と細胞内への[Ca-45], [Na-22]イオン 流入を濃度依存性に抑制した。さらにアセチルコリン受容体刺激によるチロシン水酸化酵素活性やCA生合成も抑制した。カルノシン酸、テアニンやアントシアニン類はCA分泌に影響を与えなかった。
アピゲニンやイカリソサイドAは副腎髄質細胞において、CA分泌に関与するイオンチャネルの機能を阻害して、CA分泌を抑制することが示唆された。さらに、チロシン水酸化酵素のリン酸化に影響を及ぼすことも明らかになったが、その作用機序については検討中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度の研究はおおむね計画に沿って遂行されていると考えているが、一部遅れが出ている分野が存在している。本年度の研究計画は培養ウシ副腎髄質細胞とヒト神経芽細胞(SK-N-SH)を用いてカテコールアミン(CA)神経機能に影響するポリフェノールを新規に検索することであった。フラボンのアピゲニンやフラボノールのイカリソサイドAがCA分泌に関与するイオンチャネルの機能を阻害して、CA分泌を抑制することを明らかにした。これらはニコチン性アセチルコリン受容体を抑制することから、中枢神経系機能をも修飾する可能性も示唆された。残念ながら、高速液体クロマトグラフィーのポンプに不具合が生じ、部品の供給が終了していたため修理が不可能であった。新規に購入することになり、調整・準備に時間が掛かったため、マウスでの摂取量・投与量と組織内濃度の検討に遅れが出ている。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26年度に得られた結果を基にして、神経系への効果が確認されたポリフェノールについて細胞レベルと実験動物を用いた系での行動薬理学と生化学的手法を用いて評価を行う。①細胞レベルでのポリフェノールの作用部位・作用機序の解析の続きとして、細胞膜上NATやSERTへの[H-3]nisoxetine、[H-3]paroxetinを用いた結合実験を行い、結合部位の特定と、細胞膜上のNAT, SERTをビオチン化し、細胞膜上の発現変動をWestern Blotting法により測定することで、作用機序を検討する。②臨床効果発現における作用機序検索の足がかりとするため、神経芽細胞(SK-N-SH)や褐色腫瘍細胞(PC12)を用いて特定機能成分で刺激した時に作動する細胞内シグナルとして、ERK, Akt, GSK3βはリン酸化抗体を用いてWestern Blotting法により測定し、PKC, cAMP, cGMP, IP3はkitにて測定する大脳皮質,海馬,中脳における神経栄養因子タンパク質・mRNA量の変動を解析する。③投与群と対照群マウスの脳から分離したシナプトゾームへの モノアミンの取り込みを測定し、NAT, DAT, SERT機能への薬効を生化学的に検討する④マウスにおける神経伝達物質の変動を検討する。マウスの脳における細胞内シグナルを測定し、臨床効果発現の作用機序検索の足がかりとする。⑤対照群マウスと特定機能成分を腹腔内注射や経口投与したマウス群で 投与直後に行動解析を実施し、薬効を評価する。抗うつ効果の評価としてオープンフィールド試験・強制水泳試験・テールサスペンション試験を、抗不安効果の評価として高架式十字迷路試験・明暗箱試験を実施し、薬効の出現を評価する。⑥マウスにおける吸収、排泄率の解析を行い、マウスでの摂取量・投与量と組織内濃度との相関を明確にする。
以上の結果より、生体に於いてより大きな効果が期待される特定機能成分の選定や組み合わせを特定する。
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| Causes of Carryover |
マウスにポリフェノールを投与または摂取させ、血中・組織内ポリフェノール濃度をHPLCにて測定して、投与・摂取量と組織内濃度の移行について検討する予定であった。しかしながら、2014年度後半にHPLCのポンプが故障して、新規に購入することになったため、組織内濃度測定の実験の実施が大幅に遅れた。その実験系で用いるはずであったマウスの購入予算が残り、次年度使用額50,560円が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
分子生物研究用試薬、Western blot用試薬、ELISAキット、放射性標識化合物、HPLC用試薬等の研究用試薬、実験動物購入と研究用器具の物品費に65万円、実験動物管理費と大学所有機器の使用料等のその他費に40万円、国際及び国内学会関係の旅費に30万円を計上する。
昨年度の未使用の金額50,560円については遅れているマウス組織内ポリフェノール濃度のHPLCによる検討のために用いるマウスの購入に追加配分する予定である。
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[Journal Article] Development of an experimentally useful model of acute myocardial infarction: 2/3 nephrectomized triple nitric oxide synthases-deficient mous2014
Author(s)
Uchida T, Furuno Y, Tanimoto A, Toyohira Y, Arakaki K, Kina-Tanada M, Kubota H, Sakanashi M, Matsuzaki T, Noguchi K, Nakasone J, Igarashi T, Ueno S, Matsushita M, Ishiuchi S, Masuzaki H, Ohya Y, Yanagihara N, Shimokawa H, Otsuji Y, Tamura M, Tsutsui M
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Journal Title
J Mol Cell Cardiol
Volume: 77
Pages: 29-41
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Nitric oxide exerts protective effects against bleomycin-induced pulmonary fibrosis in mice2014
Author(s)
Noguchi S, Yatera K, Wang KY, Oda K, Akata K, Yamasaki K, Kawanami T, Ishimoto H, Toyohira Y, Shimokawa H, Yanagihara N, Tsutsui M, Mukae H
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Journal Title
Respir Res.
Volume: 15
Pages: 92
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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