オリーブの希少成分「オレアセイン」の抗うつ効果を発見

オリーブに含まれる希少成分「オレアセイン」に、神経炎症モデルマウスのうつ行動を抑制する効果があることを見いだしました。この効果は、脳内における神経栄養因子レベルの上昇および神経炎症の抑制によりもたらされることが示唆されました。

筑波大学 生命環境系
　礒田 博子　教授
産総研・筑波大 食薬資源工学オープンイノベーションラボラトリ
　富永 健一　副ラボ長

うつ病は世界中で多くの患者が存在し、現在も増え続けている精神疾患です。重度のうつ病は自殺の主要な原因にもなります。うつ病の対症療法である抗うつ薬の主なものは、脳内における神経伝達物質（ドーパミン、セロトニン、ノルアドレナリン）の量を上昇させる機能を持ちますが、これによりうつ病が緩和する割合は半数程度で、効果が高いとは言えない上、重篤な副作用も示すこともあります。

神経炎症はうつ病の原因の一つとして広く知られています。オリーブ由来化合物であるオレオカンタール（OL）は、イブプロフェンと同様に強力な抗炎症作用を示すことから、OLと構造が似ているオレアセイン（OC）は抗炎症活性が期待されていましたが、OCは希少であるため、その機能性に関する研究は遅れていました。近年、本研究グループは、この希少成分OCを、オリーブ葉に豊富に含まれているオレウロペイン（ポリフェノールの一種）から、固体触媒を用いて簡便に直接製造する技術の開発に成功しました。

脳由来神経栄養因子（BDNF）は、脳海馬で神経炎症と神経新生を制御する重要な神経ペプチドです。BDNFは、その高親和性受容体であるトロポミオシン受容体キナーゼB（TrkB）を介して作用し、さらなるBDNFの発現を誘導するに伴い、神経可塑性の維持、神経成熟、神経分化、生存を制御する上で重要な役割を果たしています。また、脳海馬におけるBDNFはうつの発症と関連しており、炎症によりBDNF発現量が著しく低下すると、うつを発症します。一方で、うつ病の予防・治療ではBDNF発現量が上昇するため、脳内でのBDNF/TrkBシグナル伝達とうつ病との関連性が指摘されています。これらの知見から、BDNF/TrkBシグナル伝達経路を標的にすることで、うつ病の予防・治療が可能になると考えられます。今回、本研究グループは、OLを含め保有する多種多様な天然由来化合物群の中からTrkBアゴニスト^注1)をスクリーニングし、特にOCの活性が高いことを見いだしました。さらにヒト神経細胞モデル^注２）、ヒト神経炎症細胞モデルおよび神経炎症モデルマウスを用いて、OCの作用機序の解明を試みました。

始めにOCのTrkBアゴニスト活性を検討しました。ヒト神経細胞モデルSH-SY5YにOCを24時間処理したところ、BDNF遺伝子発現量が上昇しました。さらにBDNF/TrkBシグナル伝達経路活性の阻害下で、OCのBDNF遺伝子発現量上昇が抑制されたことから、この経路へのOCの関与が強く示唆されました。また、BDNF発現の状態を非侵襲で観察するためBdnf IRES AkaLucマウス^注３)へOCを単回経口投与したところ、投与後8時間で脳内BDNF発現量が上昇しました。表面プラズモン共鳴（SPR）^注４)解析によりOCのTrkBへの結合親和性を検討したところ、天然のTrkBアゴニストとしてすでに知られている7,8-DHFよりも高いTrkB結合親和性が確認されました。さらに、OCのTrkB結合部位は、Trp317、Ile334、Leu324、Glu326、Thr332のアミノ酸残基で構成され、水素結合を形成していることが、ドッキングシミュレーション^注5）で示唆されました。DNAマイクロアレイ^注6)によるOC処理SH-SY5Y細胞の網羅的遺伝子発現解析から、細胞周期関連遺伝子や神経新生／成熟関連遺伝子の発現量が上昇し、炎症応答性関連遺伝子発現量が低下していることが分かりました。

次に神経炎症下でのOCの影響を検討しました。OCをマウスへ10日間毎日経口投与した後、神経炎症誘導活性を持つリポ多糖（LPS）を腹腔内投与しました。その翌日、うつ行動を評価するため尾部懸垂試験（TST）^注7)を行った結果、このマウスのうつ行動が抑制されました。さらに、マウスから脳海馬を採取し、OCの作用機序を解析しました。OC経口投与は、LPSから誘導された炎症性サイトカイン（TNFα、IL1β、IL6）の遺伝子発現量上昇を抑制し、同時にBDNF発現量低下も抑制しました。脳海馬の網羅的遺伝子発現解析を行ったところ、OC投与はLPSにより誘導された神経栄養因子シグナル伝達経路関連遺伝子発現量（PI3K/AktやMAPK等）の低下を抑制し、炎症性サイトカイン産生関連遺伝子発現量の上昇を抑制していると考えられました。また同様にSH-SY5Y細胞でもLPSが誘導したNF-κBシグナル伝達経路の活性化を介したTNFα発現量の上昇がOCにより抑制されることが網羅的遺伝子発現解析で示唆されました。以上のことから、OCはTrkBを介してBDNF発現を誘導し、また炎症性サイトカイン発現を抑制することで、うつ行動を抑制することが示唆されました（参考図）。

本研究により、マウスにおける神経炎症誘導性うつに対するオレアセイン（OC）の抑制効果が明らかになりました。今後、OCを活性成分とした食品素材の開発を視野に入れ、ヒト介入試験を行う予定です。

注１） TrkBアゴニスト

TrkB受容体と相互作用して細胞内シグナル伝達経路を活性化する物質。[参照元へ戻る]

注２） ヒト神経細胞モデル

分化させることで神経細胞と同様の機能・形態を獲得するヒト神経芽細胞腫SH-SY5Y細胞。炎症を誘導するリポ多糖を処理することで、ヒト神経炎症細胞モデルを作出できる。[参照元へ戻る]

注３） Bdnf IRES Akalucマウス

BDNF遺伝子配列に発光酵素Akaluc遺伝子配列を導入したマウス。生体内BDNF発現を非侵襲的・高感度に検出できる。[参照元へ戻る]

注４） 表面プラズモン共鳴（SPR）

候補化合物と受容体の結合親和性を解析する原理。センサーチップ上で固定された受容体に候補化合物が結合した時の質量増加を光学的に検出する。[参照元へ戻る]

注５）ドッキングシミュレーション

天然由来化合物や薬物など低分子化合物と受容体の結合構造をコンピューター上で推定する方法。[参照元へ戻る]

注６） DNAマイクロアレイ

数万種類の遺伝子発現を網羅的・定量的に解析する方法。例えば、投与化合物が各組織のどのような遺伝子発現に影響を与えているかを検討できる。[参照元へ戻る]

注７） 尾部懸垂試験（TST）

マウスのうつ行動を評価する試験。尾部でマウスを吊り下げ無動時間を測定する。無動時間の延長はうつ発症を、逆に無動時間の短縮はうつ発症の抑制を示唆する。[参照元へ戻る]

本研究は、科学技術振興機構（JST）「共創の場形成支援プログラム（課題番号：JPMJPF2017）」の支援を受けました。