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心臓保護における漢方薬の天然産物の役割を探る
日付:2025-09-15読み:0
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漢方医薬は心臓保護の面で悠久な歴史と独特な理論体系を持っており、現代医学の背景の下で、その作用は日に日に重視されている。総じて言えば、中医・中薬は心臓保護において「全体調節、多標的介入、防除結合」の役割を果たし、主に現代医学の補充と代替としている。


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具体的な効果は以下の通りである:

1

症状を改善する例えば冠状動脈性硬化症、狭心症患者に対して、漢方薬は胸苦しい、胸痛、動悸、息切れ、無力などの不快症状を効果的に緩和することができる、

2

心筋を保護する、いくつかの漢方薬成分(例えばオウギメチル配糖体、人参サポニン)は抗酸化、炎症反応の抑制、心筋細胞アポトーシスの減少作用を有することが実証され、特に心筋虚血再灌流損傷(例えば介入手術後)において保護潜在力を示した、

3

心の機能を改善する慢性心不全患者に対して、漢方薬は「温陽利水」(例えば附子、コヨーテ)と「益気活血」の方法を通じて、心臓収縮力を増強し、水腫を軽減し、心機能の等級を改善することができる、

4

西洋薬の副作用を軽減する例えば、いくつかの扶正固本の漢方薬はいくつかの化学療法薬の心臓に対する毒性を軽減することができる。

高内包イメージング分析システムは、画像とデータを結合した完全な実験結果を得るために、細胞形態学とバイオマーカー発現の高スループットイメージングと一括分析を迅速に行うことができる。本文は2024年に発表された3編の中医・中薬の心臓保護に関する研究結果をまとめた。



01

LPS誘導心筋損傷をアルコキシドで治療する新型治療戦略

膿毒症によって誘発される心筋機能障害は臨床管理において重大な挑戦を提出し、死亡率の増加に関連している。外分泌体は細胞から分泌される小胞であり、核酸、タンパク質、脂質などの様々な生物活性分子を運ぶ。これらの嚢胞は、その機能に影響を与え、生物学的プロセスを調節するために標的細胞に移動することができる。アルブチン(anisodaine,(654–1/?2))は敗血症に関連する心臓と内皮損傷を緩和する潜在力がある。しかし、アルコキシドが心筋と内皮細胞の通信に影響するメカニズム、特に外分泌体を通じて通信に影響するメカニズムは明らかではない。本研究において、科学研究者はサントロピンが外分泌体媒介内皮細胞の酸化損傷を修復することによって心筋細胞の機能異常を緩和できることを証明した。これは心筋損傷の治療に新たな治療方法を提供し、臨床環境における標的外分泌体治療の潜在力を際立たせた。


本研究では、Molecular Devices社のImageXpress Micro共焦点高内包イメージング分析システムを用いてLPSまたはアルコキシド処理後のA 16マウス心筋細胞モデルのミトコンドリア膜電位およびROS産生を研究した、それぞれJC-1及びROS染料で標識し、高線粒体膜電位は赤色、低線粒体膜電位は緑色を示した。


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図1:ミトコンドリア膜の電位及びROSに対するアルブチンの影響。アルコキシドはLPSによるミトコンドリア損傷を用量依存的に緩和することができ、ROSの発生を抑制することができる


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図2:アルブチンがアポトーシスに与える影響。図2 FはA 16マウス心筋細胞、図2 Lはヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVECs)であり、その中の緑色は早期アポトーシスを表し、赤色は晩期アポトーシスを表す。結果:アルコキシドはアポトーシスを緩和することができ、これも心筋損傷を緩和できる原因を説明した

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02

Nrf 2/NRF 1シグナル経路活性化及び相互作用は、リトマスイソフラボンによるレボドロラクトン治療による心臓毒性におけるミトコンドリアの生合成を増強する

レコンタラクトン(triptolide、TP)は潜在的な抗腫瘍候補薬であるが、多臓器毒性、特に心臓毒性を有し、これはその臨床応用を制限している。ミトコンドリア機能障害はレポテロラクトン誘導の心臓毒性の典型的な標識である。これまでの研究により、リトマスイソフラボンはミトコンドリア生物の発生を増強し、レポテロラクトン誘導の心臓障害を軽減することができることが明らかになった。著者らのこれまでの研究では、核呼吸因子1(NRF 1)の活性化によるミトコンドリアの生合成促進、レゴラクトンの心臓毒性に対する保護作用を報告したが、Nrf 2は同様にミトコンドリアの生合成を調節することができ、その貢献する共調節作用はまだ完全に解明されていない。本研究では、科学研究者はミトコンドリア保護におけるNrf 2の作用を証明し、リトマスイソフラボン治療の過程で、NRF 1とNrf 2は相互作用を通じてミトコンドリア生物の発生を増強し、雷公藤ラクトンによる心臓毒性に抵抗することを証明した。


本研究はMolecular Devices社のImageXpress Micro 4高内包イメージング分析システムを用いてH 9 C 2心筋細胞モデルのアクチン動力学及びリトマスイソフラボン処理がミトコンドリア品質に与える影響を研究した。研究者はそれぞれ鬼筆環ペプチドとデオキシリボヌクレアーゼを用いてF:actinとG:actinを標識し、ImageXpress Micro 4高内包システムを用いて撮影し、MetaXpressソフトウェアは蛍光強度を分析し、また、研究者はImageXpress Micro 4を用いて線粒体品質(TOM 20発現)のイメージング研究を行った。


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図3:レジンラクトン及びリトマスイソフラボンのactin解重合への影響。レオスラクトンはF−actinの解重合を引き起こすが、リトマスイソフラボンはF−actinの解重合を用量依存的に減少させることができる


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図4:レオスラクトン及びリトマスイソフラボンのミトコンドリア品質への影響。雷公藤内エステルはミトコンドリアの品質を低下させ、ムサビイソフラボンはミトコンドリアの品質を回復することができる

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03

3 Dバイオリアクターシステムを用いてRg 1を担持した小細胞外嚢胞を大規模に生産し、アーマイシンによる心臓毒性誘導の心臓保護効果を増強する

本研究は小細胞外嚢胞(SEVs)がアトマイシン誘導心臓毒性(DIC)の治療において直面する収量の低い難題、及び人参サポニンRg 1は心臓保護特性を備えているが生物利用度が限られている苦境に焦点を当てた。研究者は三次元(3 D)生物反応器システムを利用して、ヒト臍帯間葉充填幹細胞(MSCs)に対して大規模な増幅を行い、伝統的な二次元培養方式に比べて、5日間でMSCsは約6億まで増幅し、SEVsの生産量は2.2×1012個の粒子に達し、生産量を大幅に向上させ、操作量を減少させた。同時に、電気穿孔法を用いてRg 1をSEVsに負荷し、その負荷効率は約21%で、超音波処理や共孵化などの方法より高かった。細胞計数キット分析、膜タンパク質V/PI染色などの実験により、Rg 1を担持したSEVsは遊離Rg 1または通常のSEVsよりも、アーマイシン誘導心筋細胞アポトーシスをより効果的に軽減することができ、DICに対する心臓保護効果を大幅に増強し、DICの臨床治療に広い将来性を持つ新しい経路を切り開いた。


本研究では、Molecular Devices社のImageXpress Pico自動細胞イメージングシステムを用いて生細胞イメージングと分析を行った。H 9 c 2細胞を96ウェルプレートに1ウェル当たり8000細胞の密度で播種し、ImageXpress Pico自動細胞イメージングシステムを用いて24時間連続の蛍光または明視野イメージングを行った。その後、CellReporterXpressシステムを用いて細胞を分割し、計数した。研究者はアマイシン誘導心臓損傷における人参サポニンRg 1の心臓保護作用を評価した。勾配濃度の人参サポニンRg 1を用いて、アーマイシン誘導H 9 c 2細胞アポトーシスを減少させた。アーマイシンモデル群と比較して、5〜20マイクログラム/ミリリットルの人参サポニンRg 1で処理した後、H 9 c 2細胞の活力は約10%向上した。


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図5:ImageXpress Pico自動細胞イメージングシステムを用いて取得したH 9 c 2細胞の24時間の画像。ImageXpress Pico自動細胞イメージングシステムを用いて、5〜20マイクログラム/ミリリットル人参サポニンRg 1で処理されたH 9 c 2細胞の数を24時間追跡した。実験結果により、人参サポニンRg 1は細胞アポトーシスを軽減し、細胞増殖を促進し、そして心筋細胞をアポトーシス誘導損傷から保護することができる


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図6:H 9 c 2細胞の24時間後の増殖曲線をアーマイシン及び/又は人参サポニンRg 1を用いて処理した。8時間ごとに細胞画像を撮影し、ImageXpress Pico自動細胞イメージングシステムを用いて細胞を計数した。ImageXpress Pico自動細胞イメージングシステムの検出結果によると、Rg 1を担持したsEVsとRg 1で処理したH 9 c 2細胞の相対数は、24時間以内にアーマイシンモデル群よりも高かった

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まとめ

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漢方薬の心臓保護分野における価値はその全体性と個体化のモデルにあり、疾病の発生を予防し、臨床症状を改善する。生活の質を高めてリハビリを促進し、西洋薬の副作用を減らすなどの面で独特の優位性を発揮している。高内包イメージング分析システムは心臓保護機構の研究と心臓保護薬物のスクリーニングに助けを提供し、この分野の仕事の進展を速めることができる。


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美谷分子計器について

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Molecular Devicesは1980年代に米国シリコンバレーで創業し、世界に複数の代表処と子会社を設立した。2005年、Molecular Devicesは上海に中国代表処を設立し、2010年に世界の科学と技術の革新者である丹納赫グループに加入し、2011年に正式にビジネス会社:美谷分子計器(上海)有限公司を設立した。Molecular Devicesは持続的な革新、迅速で効率的、高性能な製品と完全なアフターサービスで知られており、私たちはお客様に生命科学研究、製薬及び生物治療開発などの分野でタンパク質と細胞生物学の革新的な生物分析ソリューションを提供することに力を入れてきました。

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