抗炎およびNrf2依存性の抗酸化ストレス活性を介した実験的自己免疫性脳脊髄炎に対する塞位の神経保護作用

2024-08-07 Wed
多発性硬化症および中枢神経系炎症の研究背景多発性硬化症（multiple sclerosis, MS）は、中枢神経系（central nervous system, CNS）の自己免疫性炎症疾患であり、慢性炎症を伴い、オリゴデンドロサイトの損失、脳内常在免疫細胞の活性化、血液脳関門の破壊、広範な脱髄および軸索損傷を引き起こします。症状には、めまい、痛み、疲労、協調性の喪失、しびれ、うつ、視力喪失、排便・排尿障害が含まれます。MSは主に若年および中年層に影響を与え、現在のところ理想的な治療法はなく、効果的な治療手段が急務となっています。
実験的自己免疫性脳脊髄炎（experimental autoimmune encephalomyelitis, EAE）は、広く使用されているMSのマウスモデルで、疾患経路の研究および潜在的治療法の評価に使用されています。研究によると、活性酸素種（reactive oxygen species, ROS）はMSおよびEAEにおいて神経炎症と密接に関連しており、ROSの過剰蓄積は酸化ストレスを引き起こし、細胞内の大分子（タンパク質、DNA、脂質など）を損傷し、脱髄および神経変性を引き起こします。
「抗酸化炎症」治療戦略がMS/EAEの理想的な治療オプションとなる可能性を考慮し、抗炎症および抗酸化特性を持つ化合物に関する研究が増加しています。その中で、シノメニン（sinomenine, SIN）は中国の薬用植物青藤から抽出されたアルカロイドモノマーで、強力な抗炎症および免疫抑制効果を持っています。先行研究では、シノメニンが核因子赤血球2関連因子2（nuclear factor erythroid 2-related factor 2, Nrf2）シグナル経路を介してPC12神経細胞における抗酸化ストレス能力を高めることが示されています。
論文の出典と著者情報この論文は、「Neuromolecular Medicine」誌に掲載され、タイトルは「Neuroprotective effects of sinomenine on experimental autoimmune encephalomyelitis via anti-inflammatory and Nrf2-dependent anti-oxidative stress activity」です。Fan Hua、Yang Yang、Bai Qianqian らによって共同で完成されました。著者は主に河南科技大学第一附属病院および基礎医学院に所属しています。この論文は2023年9月にSpringer Natureから出版されました。
実験の個別原著研究の詳細紹介a. 実験手順実験動物および群分け：北京維通利華実験動物技術会社から提供された6-8週齢のC57BL/6Jマウスを使用し、特定病原体フリー環境で飼育しました。実験は河南科技大学第一附属病院の動物使用許可に従い、EAEモデルを用いて実施されました。研究では200µLの異なる濃度のシノメニン（50mg/kgおよび100mg/kg）を使用しました。
EAEの誘導：組換えミエリンオリゴデンドロサイト糖タンパク質35-55（Myelin Oligodendrocyte Glycoprotein 35-55, MOG35-55）と完全フロイントアジュバント（Complete Freund’s Adjuvant, CFA）をマウスに皮下注射し、0日目と2日目にそれぞれ百日咳毒素を腹腔内注射しました。実験は複数のグループ（対照群、EAE群、シノメニン処理群など）に分けて30日間実施されました。
薬物処理：シノメニンを2% DMSOの溶液に溶解した後希釈し、DMSOの最終濃度が0.02%になるようにしました。毎日10時にシノメニン溶液を腹腔内注射しました。
組織処理および実験測定：実験マウスの脊髄および血清サンプルは19日目に採取され、HE染色、LFB染色、免疫蛍光染色、qPCR、Western Blotなど多様な分析方法を用いて炎症細胞やROSなどの重要な指標を検出しました。
b. 実験結果疾患重症度の低下：マウスのEAEスコアおよび症状モニタリングを通じて、シノメニンが疾患の緩和に顕著な効果を示し、特に100 mg/kgの用量でより良い結果が得られました。データによると、シノメニン処理群ではEAEの最大および累積疾患スコアが有意に低下しました。
脱髄の減少：LFB染色の結果、シノメニン処理群のマウス脊髄において、脱髄領域が明らかに減少し、100 mg/kgの用量が50 mg/kgよりも効果的でした。MBP（ミエリン塩基性タンパク質）の免疫蛍光染色でもこの点が更に確認されました。
炎症細胞浸潤および軸索損傷の軽減：HE染色の結果、シノメニン処理群で炎症細胞浸潤量が減少し、同時にニューロフィラメントタンパク質の免疫蛍光結果がシノメニンの軸索損傷低減における有効性を証明しました。
炎症因子の調節：ELISAによる検出を通じて、シノメニンがEAEマウスの脊髄および血清中のTNF-α、IL-1β、MCP-1などの炎症因子レベルを有意に低下させ、同時に抗炎症因子IL-10のレベルを上昇させることが示されました。
ミクログリアおよびアストロサイト活性化の抑制：免疫蛍光結果は、シノメニン処理後、EAEマウスの脊髄におけるミクログリア（Iba1陽性細胞）およびアストロサイト（GFAP陽性細胞）の数が明らかに減少し、形態が変化したことを示し、神経炎症の抑制を示唆しました。
活性酸素生成の減少とNrf2抗酸化システムの活性化：抗酸化タンパク質（HO-1, NQO1など）の検出を通じて、シノメニンがNrf2シグナル経路を介してROS生成を低下させ、酸化ストレスによるタンパク質および脂質への損傷を減少させたことが分かりました。
c. 研究結論研究は、シノメニンがNrf2/HO-1抗酸化システムの活性化および神経炎症の抑制を通じて、EAEマウスの疾患程度を有意に緩和し、脊髄の脱髄および軸索損傷を軽減したことを示しました。全体として、シノメニンは強力な神経保護作用を示し、多発性硬化症の潜在的治療薬としての可能性を提起しました。
d. 研究のハイライトこの研究のハイライトは、シノメニンのEAEモデルに対する神経保護作用を初めて系統的に明らかにし、Nrf2/HO-1シグナル経路を介した抗炎症および抗酸化ストレスの分子メカニズムを詳細に説明したことです。研究はシノメニンの抗炎症および免疫抑制効果を確認しただけでなく、ROS生成に対する抑制作用も示し、脳炎症治療の新しい戦略を提案しました。同時に、一連の実験方法および実験設計は、今後の科学研究にも貴重な参考となります。