Gif University: Repository / 岐阜薬大学術リポジトリ

Development of Polyvinyl Alcohol (PVA) Nanofibers Containing Cationic Lipid/siRNA Complexes via Electrospinning: The Impact of PVA Characterization

フィルムコーティング錠のセルロース誘導体が粉砕調剤におよぼす影響

Copy number variations in RNF216 and postsynaptic membrane–associated genes are associated with bipolar disorder: a case‐control study in the Japanese population

Evaluation of the protective effect of the intranasal vaccines adjuvanted with bacterium-like particles against intestinal infection

Regulation of skin hyaluronan metabolism: Recent advances in research and strategies for cosmetic applications

Granulation of ibuprofen/isonicotinamide co-crystals by continuous spray granulator (CTS-SGR)

Role of phosphate transporter PiT-2 in the pathogenesis of primary brain calcification

岐阜薬科大学博士（薬学）2022年度doctoral thesi

酒井 優治

 
博 士 論 文 要 旨 
 
ピロリジノフェノン誘導体による 
血液脳関門バリア機能障害と神経細胞毒性に関する研究 
 
酒 井  優 治 
 
 
 覚醒剤や大麻などの薬物乱用は、重篤な依存性や健康被害をもたらすことから深刻
な社会問題となっている。近年では、法規制を回避するために、乱用薬物等を基本骨
格として多様に構造修飾された誘導体が蔓延している。合成カチノンは、カートの葉
に含まれる主要活性物質カチノンの構造を基本骨格として有する誘導体であり、その
一種であるピロリジノフェノン誘導体 (PPs) は、脂溶性が高く血液脳関門 (BBB) を
通過するため、比較的強い精神作用と中枢神経系への毒性を有することが知られてい
る。しかしながら、PPsの構造と毒性の関係性や中枢神経系への毒性機序の詳細は未
だ明らかとなっていない。そこで本研究では、比較的長鎖の炭化水素鎖を有するα
-PNPの芳香族置換体を新規に合成し、構造毒性相関解析を行った。また、合成した誘
導体の中で、最も強力な細胞毒性を有するPPsを用いて、ヒト脳毛細血管内皮 (HBME) 
細胞や分化神経細胞に対する毒性機序等を調査した。 
 
1. PPsの構造毒性相関解析とHBME細胞アポトーシス誘導機序の解明 
α-PNPの芳香族ハロゲン化体及びアルコキシル化体を新規に合成し、構造毒性相関
解析を行ったところ、α-PNP誘導体の脂溶性と細胞毒性の間に概ね正の相関が認めら
れた。また、本研究で用いた誘導体の中で最も強力な細胞毒性を有した4’-iodo-α
-PNP (I-α-PNP) によるHBME細胞毒性は、主にアポトーシス誘導に起因し、その機序
への活性酸素種（ROS）の産生亢進及びミトコンドリア膜機能障害の関与が示唆され
た。さらに、I-α-PNP処理したHBME細胞では、抗酸化活性と主要抗酸化物質グルタチ
オン量の低下及び脂質由来反応性アルデヒドの生成亢進が見られた。以上のことか
ら、I-α-PNP等のPPsは、抗酸化能の低下及びROS産生の亢進とその結果生じるミトコ
ンドリア膜機能障害を介してHBME細胞アポトーシスを誘導することが示唆された。 
2. PPsによるHBME細胞バリア機能の低下機序の解明 
致死濃度以下のI-α-PNP処理は、HBME細胞単層膜において形成される内皮細胞バリ
ア機能を低下させた。また、同処理はタイトジャンクション構成タンパク質の一つで
あるCLDN5の発現量の低減だけでなく、FOXO1核移行、MMPs分泌亢進とプロテアソーム
活性化を誘起したことから、PPsは転写抑制並びにMMPsとプロテアソームによる分解
を介してCLDN5発現量を低減させ、BBB機能障害を惹起すると推察された。 
 
3. PPsによる分化SH-SY5Y細胞のアポトーシス誘導機序の解明 
I-α-PNP毒性に対する分化SH-SY5Y細胞の感受性は未分化細胞よりも高かった。ミ
トコンドリア膜機能やカスパーゼ活性等の変動を両細胞間で比較検討した結果、神経
細胞分化によるI-α-PNP感受性の増加はBcl-2発現量の差異に起因すると推察され
た。I-α-PNP処理は分化誘導によって亢進するNO産生とCREBのリン酸化を抑制した。
また、CREBの標的タンパク質であるBcl-2、nNOS及びBDNFのI-α-PNPによる発現抑制
は、NO供与剤の前処理により回復した。以上のことから、PPsはNO産生量とCREB転写
活性の低下とそれに伴うnNOS/BDNF経路のネガティブフィードバックを介してBcl-2
の発現量を減少させ、分化神経細胞の感受性を高めると考えられた。 
 
 本研究においてPPsの摂取はBBB機能障害や神経細胞毒性を誘起し、重篤な健康被害
に繋がることが示された。今回得られた知見を広く周知することにより、具体的な乱
用薬物の危険性の啓発に貢献できるものと考えられる。 
 
 
【略語】 
α-PNP : α-Pyrrolidinononanophenone 
CLDN5  : Claudin-5 
FOXO1  : Forkhead box protein O1 
MMPs   : Matrix metalloproteinases 
Bcl-2  : B-cell/CLL lymphoma 2 
NO     : Nitric oxide 
CREB   : cAMP response element binding protein 
nNOS   : Neuronal NO synthase 
BDNF   : Brain-derived neurotrophic factor 
 
論文審査結果の要旨 
 
氏名（本籍） 酒井 優治 （岐阜県） 
学位の種類 博士（薬学） 
学位記番号 乙 第４０８号 
学位授与年月日 令和５年３月１０日 
学位授与の条件 学位規則第４条第２項該当者 
学位論文の題名 
ピロリジノフェノン誘導体による血液脳関門バリア機能障害と神
経細胞毒性に関する研究 
論文審査委員 
（主査） 原 宏和 
（副査） 北市 清幸 
（副査） 中村 信介 
 
 本研究は、乱用薬物の一つであるカチノン系ピロリジノフェノン誘導体 (PPs) の構
造毒性相関解析及び脳血管バリア機能低下とアポトーシス誘導の機序解明に取り組ん
だものである。PPs の芳香族ハロゲン化体及びアルコキシル化体を新規合成して構造
毒性相関解析を行った結果、PPs 修飾体の毒性は概ね脂溶性と相関すること、並びに
ハロゲン化体の毒性が強力であることを見出した。本研究で用いた修飾体の中で最も
強力な毒性を示した 4’-ヨード-α-ピロリジノノナノフェノン (I-α-PNP) の処理は、抗
酸化能の低下と活性酸素種 (ROS) の産生亢進を介してヒト脳毛細血管内皮 (HBME) 
細胞アポトーシスを誘導することを示した。また、致死濃度以下の I-α-PNP は HBME
細胞単層膜で形成される内皮細胞バリア機能を ROS依存的に低下させるが、そのバリ
ア機能低下には細胞膜局在型クローディン 5の発現量低下の関与が推察された。さら
に、神経様に分化させた SH-SY5Y細胞における I-α-PNP 毒性機序には一酸化窒素と脳
由来神経栄養因子の産生量低下と cAMP応答配列結合タンパク質不活化を介する経路
が関与することを明らかにした。以上より、本研究は、薬物乱用に起因する精神的、
身体的障害の発症や治療、国民への啓発につながる有用な根拠を与えるものであり、
博士 (薬学) の論文として価値あるものと認める。 


Japanese

ピロリジノフェノン誘導体による血液脳関門バリア機能障害と神経細胞毒性に関する研究

岐阜薬科大学博士（薬科学）2022年度doctoral thesi

岡田 のりあ

博 士 論 文 要 旨 
 
ハンチントン病モデル細胞における 3-ニトロプロピオン酸 
誘発細胞死の機序解明に関する研究 
 
岡田 のりあ 
 
ハンチントン病 (HD) は、HTT遺伝子の CAGリピート伸長によって引き起こさ
れる常染色体優性遺伝性の進行性神経変性疾患である。健常人における 16-20 CAG
リピートと比較して、 HD患者は 36以上の CAGリピートを有する。その結果、
HD患者では長鎖ポリグルタミンを有する変異ハンチンチン (mHTT) が産生する。
mHTTは、ミスフォールディングにより凝集体を形成し、線条体ニューロンおよび
大脳皮質ニューロンの細胞死を引き起こす。HDは、発症年齢と CAGリピート数と
の間に負の相関が認められている。しかし、同じリピート数でも患者によって発症
年齢が大きく異なることから、他の遺伝子や環境因子などの背景因子が発症に大き
く関与していると考えられている。本研究では、HD様症状を引き起こす 3-ニトロプ
ロピオン酸 (3-NP: ミトコンドリア複合体Ⅱ阻害剤) による神経細胞死について、ハ
ンチントン病モデル細胞である STHdhQ111 細胞とコントロール細胞である
STHdhQ7細胞を用いて比較検討を行った。第 1章では、マウス線条体由来前駆細胞
株 (STHdh細胞) に対する 3-NP 誘発ミトコンドリア機能障害と細胞死に対する活性
酸素種 (ROS)の関与について検討した。第 2章では、3-NP 誘発細胞死に対するフェ
ロトーシスおよび NOX の関与ついて検討した。 
 
1. 3-NP によるミトコンドリア機能障害および細胞死における ROS の関与 
3-NP 処置により、細胞生存率の低下、細胞死率の増加が観察され、その程度は
STHdhQ7 細胞よりも STHdhQ111 細胞で高く、mHTTを有する STHdhQ111 細胞の
脆弱性が観察された。また、3-NP は STHdh 細胞における ROS の産生と Drp1のオリ
ゴマー化を増加させ、抗酸化剤 (エダラボン, NAC) はその増加を抑制した。さら
に、mHTTを有する STHdhQ111 細胞ではミトコンドリア膜電位の低下および
caspase 3/7 活性の上昇が認められ、抗酸化剤はそれらを抑制した。以上のことか
ら、3-NP による STHdh 細胞死に細胞内 ROS の産生と Drp1のオリゴマー化が関与
し、抗酸化剤がその細胞死を抑制することを明らかにした。さらに、3-NP による
STHdhQ111 細胞死にミトコンドリア機能の低下および caspase 3/7 活性の上昇が関与
している可能性が示唆された。 
 
2. 3-NP 誘発細胞死の機序解明 
3-NP による STHdh 細胞死において、pan-caspase 阻害剤である Z-VAD-FMKは明
らかな細胞保護作用を示さなかったことから、caspase非依存的な経路を介している
ことが示唆された。鉄蓄積マーカーであるフェリチンの発現レベルは、STHdhQ7細
胞と比較して STHdhQ111 細胞において増加していた。さらに、3-NP による STHdh
細胞死は鉄キレーターであるデフェロキサミンおよびフェロトーシス阻害剤である
フェロスタチン-1により抑制されたことから、3-NP による STHdh 細胞死はフェロ
トーシスを介しており、STHdhQ111 細胞においてそれがさらに亢進していることが
示唆された。また、NOX2 選択的阻害剤である GSK2795039 は、3-NP 誘発 STHdh
細胞死を抑制したことから、NOX2活性化を介した細胞内 ROS がフェロトーシスを
誘導していることが示唆された。 
 
本研究では、3-NP による STHdh 細胞死に NOX2活性化による細胞内 ROS 産生お
よび鉄依存性の細胞死であるフェロトーシスが関与していることを明らかにした。
さらに、mHTTを有する STHdhQ111 細胞は 3-NP に対する脆弱性を有し、その機序
としてミトコンドリア膜電位の低下および細胞内鉄蓄積が関与している可能性を明
らかにした。これらの研究成果は、HD様の症状を誘発する 3-NP による神経細胞死
および mHTTを有する神経細胞における病態発症メカニズムの一部を明らかにし、
ハンチントン病の発症メカニズムを理解することに寄与するものである。 
 
【略語】 
Drp1: Dynamin-related protein  HD: Huntington's disease 
mHTT: mutant Huntingtin  NAC: N-Acetyl-L-cysteine 
ROS: reactive oxygen species  3-NP: 3-nitropropionic acid 
NOX: Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) oxidase 
 
論文審査結果の要旨 
 
氏名（本籍） 岡田 のりあ （岡山県） 
学位の種類 博士（薬科学） 
学位記番号 甲 第４７号 
学位授与年月日 令和５年３月１０日 
学位授与の条件 学位規則第４条第１項該当者 
学位論文の題名 
ハンチントン病モデル細胞における 3-ニトロプロピオン酸誘発細
胞死の機序解明に関する研究 
論文審査委員 
（主査） 位田 雅俊 
（副査） 松永 俊之 
（副査） 髙橋 圭太 
 
本論文は、ハンチントン病様症状を引き起こす 3-ニトロプロピオン酸 (3-NP) によ
る神経細胞死について、ハンチントン病モデル細胞 (STHdhQ111) とコントロール細胞 
(STHdhQ7) を用いて比較検討を行ったものである。  
3-NP 処置により、細胞生存率の低下、細胞死率の増加が観察され、その程度は
STHdhQ7 細胞よりも STHdhQ111 細胞で高く、変異ハンチンチン (mHTT) を有する細胞
の脆弱性が観察された。STHdhQ111細胞が 3-NPに対して脆弱性を有する機序としてミ
トコンドリア膜電位の低下および細胞内鉄蓄積が関与している可能性が示唆された。
さらに、3-NP による細胞死に細胞内活性酸素種 (ROS) の産生とミトコンドリアの断
片化が関与し、抗酸化剤がその細胞死を抑制することを明らかにした。また、3-NPに
よる細胞死に NADPHオキシダーゼ 2活性化による細胞内 ROS産生および鉄依存性の細
胞死であるフェロトーシスが関与していることを明らかにした。 
以上より、本研究は 3-NPによる神経細胞死および mHTTを有する神経細胞における
病態発症メカニズムの一部を明らかにしたもので、ハンチントン病の発症メカニズム
を理解することに寄与するものであり、博士 (薬科学) 論文として価値あるものと認
める。 
 


ハンチントン病モデル細胞における 3-ニトロプロピオン酸誘発細胞死の機序解明に関する研究

田中 美留豊

 
博 士 論 文 要 旨 
 
網脈絡膜疾患の病態解明並びに新規治療ターゲットの探索研究 
 
田中 美留豊 
 
 
外界の光は角膜や硝子体を通過し、網膜で視細胞に受容されることで視覚情報とし
て伝達される。網膜はエネルギー需要の高い組織であり、網膜血管及び脈絡膜血管が
その栄養や酸素の供給を担っている。実際、中途失明原因上位を占める網膜疾患では、
視細胞の喪失が認められ、網脈絡膜血管の恒常性破綻による網膜虚血や異常血管新生
は、著しい視機能の低下を引き起こす。そこで本研究では、網膜視細胞保護因子の探
索に加え、網脈絡膜血管疾患の病態解明及び新規治療ターゲットの探索を目的に研究
を行った。まず、光誘発網膜障害モデルを用いて網膜視細胞保護因子の探索を行った。
続いて、網脈絡膜血管疾患モデルを用いて新規血管病変制御因子を探索した。さらに、
慢性的な網膜虚血状態が眼恒常性に及ぼす影響を検討した。 
 
1. 光誘発網膜視細胞障害に対する神経保護因子の探索 
光曝露による網膜障害に対して保護作用を示す治療ターゲットの探索に取り組ん
だ。その結果、光誘発網膜障害に対して視細胞保護作用を示す標的因子として、成長
因子グラニュリンを見出した。さらに、光曝露後の網膜でグラニュリンの発現が亢進
した。また、光照射後の網膜におけるグラニュリンの産生源としてマクロファージを
同定した。 
 
2. 網脈絡膜血管疾患におけるBTBタンパク質の役割 
網脈絡膜血管疾患の病態進展を制御しうる新たな治療標的として BTB タンパク質
である ANKFY1 及び BCL6B に着目した。眼血管内皮細胞における ANKFY1 の発現
抑制は、VEGF受容体の発現量減少を介して血管新生阻害作用を示した。また、眼血
管内皮細胞における VEGF刺激は BCL6B 発現量を増加させ、BCL6B siRNA は眼血管
内皮細胞における管腔形成及びサル脈絡膜血管新生モデルにおける血管新生を抑制
した。さらに、マウス網膜静脈閉塞症モデルにおける網膜内浮腫形成や血管恒常性の
破綻は、BCL6B 欠損により減弱した。以上より、ANKFY1や BCL6B が網脈絡膜血管
疾患の病態進展に寄与することを明らかにした。とくに、非ヒト霊長類における効果
を認めた BCL6B siRNA は、網脈絡膜血管疾患の治療薬として開発が期待される。 
 
3. 慢性網膜虚血が眼恒常性に及ぼす影響 
網膜における虚血状態が進行すると血管新生緑内障を合併し、深刻な視力障害を引
き起こす。そこで、網膜虚血を呈するマウス網膜静脈閉塞症モデルを用いて、血管新
生緑内障モデルを確立し、病態進行と関連する予測因子について検討を行った。網膜
静脈閉塞後、早期のタイミングでTGF-β及び線維化関連因子の発現亢進が認められた。
また、網膜静脈閉塞30日以降の、虹彩、隅角、角膜において血管新生を認めた。前眼
部における血管新生のグレードは、眼圧の上昇と相関した。抗VEGF薬の投与により、
網膜虚血に伴う眼圧の亢進が抑制された。以上より、長期的な網膜虚血が前眼部にお
ける血管新生の発生や眼圧上昇に繋がり、血管新生緑内障に類似した病態を呈するこ
とを明らかにした。さらに、TGF-β関連因子が血管新生緑内障の発症を予測する診断
マーカーとして応用できる可能性を示した。 
 
本研究では、グラニュリンが網膜視細胞障害を抑制できること、また網脈絡膜血管
の恒常性破綻による網膜障害に対してBCL6BやANKFY1などのBTBタンパク質が治
療ターゲットとして有用であることが示された。さらに、網膜虚血に伴う血管新生緑
内障の診断マーカーとしてTGF-βの可能性を見出した。 
 
【略語】 
ANKFY1 : ankyrin repeat and FYVE domain containing 1 
BCL6B  : B-cell CLL/lymphoma 6 member B protein 
BTB  : bric-a-brac/tramtrack/broad-complex 
TGF-β  : transforming growth factor-beta 
VEGF  : vascular endothelial growth factor 
 
論文審査結果の要旨 
 
氏名（本籍） 田中 美留豊 （香川県） 
学位の種類 博士（薬科学） 
学位記番号 甲 第４８号 
学位授与年月日 令和５年３月１０日 
学位授与の条件 学位規則第４条第１項該当者 
学位論文の題名 網脈絡膜疾患の病態解明並びに新規治療ターゲットの探索研究 
論文審査委員 
（主査） 五十里 彰 
（副査） 田中 宏幸 
（副査） 福光 秀文 
 
本論文は、網脈絡膜疾患の病態解明並びに新規治療ターゲットの探索を目的に検討
したものである。まず、光曝露による網膜障害に対して保護作用を示す標的因子とし
て成長因子グラニュリンを見出した。グラニュリンは光曝露後の網膜において発現が
亢進し、特にマクロファージにおいて著明な発現が認められた。次に、網脈絡膜血管
疾患モデルを作製し、bric-a-brac/tramtrack/broad-complex (BTB) タンパク質であ
る ANKFY1 及び BCL6B が病態形成に及ぼす影響を検討した。眼血管内皮細胞にお
ける ANKFY1の発現抑制は、細胞膜上の VEGFR2発現量低下を介して、血管新生阻
害作用を示した。また、BCL6B siRNAは管腔形成及びサル脈絡膜血管新生を阻害し、
BCL6B 欠損マウスにおいて網膜静脈閉塞に伴った網膜内浮腫形成や血管恒常性破綻
が抑制されることを明らかにした。最後に、マウス網膜静脈閉塞症モデルを用いて、
眼圧上昇や前眼部における血管新生を呈する血管新生緑内障モデルを確立し、TGF-
関連因子が血管新生緑内障を予測する診断マーカーとして応用できる可能性を示した。 
以上より、本研究は網脈絡膜疾患の病態形成に関わる制御因子を探索し、失明の克
服に繋がる新規治療ターゲットを見出したことから、博士 (薬科学) の論文として価
値あるものと認める。 


Not a member yet