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Preventive effects of boiogito on cholestatic liver injury and hepatic lipid accumulation in mice through the modulation of intestinal bile acid metabolism

陳 卓爾 富山大学

2020.09.28

概要

胆汁酸は肝臓において複数のシトクローム P450 系酵素の触媒活性によって合成され、さらにタウリンやグリシンとの抱合体として胆汁とともに腸管腔内に分泌される。腸管内の胆汁酸は、その両親媒性（界面活性作用）によって、トリアシルグリセロール(TAG)やコレステロールなどの食餌脂質の消化と吸収を促進する。また胆汁酸は回腸を通過するまでにそのほとんどが吸収されて、門脈を経由して肝臓に戻り、再び胆汁へと移行する。この過程は腸肝循環とよばれている。肝細胞において胆汁の細胞外への分泌能の低下や、胆管の閉そくなどによって胆汁うっ滞が生じると、肝臓内の胆汁酸濃度が上昇し、それによって肝細胞傷害が生じる。これは胆汁うっ滞性肝傷害とよばれている。したがって、肝臓内の胆汁酸の蓄積やそれによる細胞傷害を軽減することで、胆汁うっ滞性肝傷害を軽減することができる。一方胆汁酸は、ファルネソイド X 受容体(farnesoid X receptor; FXR)などの核内受容体に結合して、様々な遺伝子の転写活性を制御することが知られている。特に胆汁酸自身の生合成や、その腸管循環を担う多くの酵素やトランスポーターの発現が、FXR によって制御されていることはよく知られている。さらに胆汁酸は、肝臓や腸管の FXR に作用することで、コレステロールの合成や異化、さらには脂肪酸やトリアシルグリセロール（TAG）の合成活性、すなわち脂肪合成系活性を制御することも知られている。以上のことから、胆汁酸はその物理化学的ならびに生化学的性質によって、胆汁酸自身や脂質の代謝を制御する重要な生理活性物質であるといえる。
当研究室において、マウスにコール酸を添加した飼料を与えることによって誘導される胆汁うっ滞性肝傷害が、防己黄耆湯（BOT）を同時に与えることによって軽減されることをすでに明らかにしている（Watanabe et al., Trad. Kampo Med., 2016）。このことから、BOT は肝臓における胆汁酸の代謝を制御するか、もしくは胆汁酸の肝細胞への傷害性を軽減しているのではないかと考えた。そこで私は、コール酸よりも強い胆汁うっ滞性肝傷害を誘導するリトコール酸（LCA）を与えたマウスに対して、BOT が軽減作用を示すか否かを検討した。この検討の中で、BOT の作用点が腸管内の胆汁酸代謝である可能性が示されたので、引き続いてこの漢方薬の肝臓ならびに腸管内の胆汁酸構成に及ぼす影響をより詳細に検討した。以下にこれらの研究の要約を記す。

I. BOT の LCA によって誘導される胆汁うっ滞性肝傷害に対する軽減作用とその機構の解析（参考論文１の研究内容）
LCA を添加した飼料を 7 日間に渡ってマウスに与えると、肝臓中の胆汁酸濃度の上昇を伴う胆汁うっ滞性肝傷害が生じた。LCA を添加した飼料に BOT を添加すると、肝傷害ならびに肝臓中の LCA の濃度上昇が軽減されることを見いだした。しかしながら LCA を腹腔内投与することによって誘導される肝傷害ならびに肝臓中の LCA 濃度の上昇は、BOT を飼料に添加しても軽減されなかった。さらに BOT は、経口投与された LCA の盲腸内濃度ならびにその糞便中への排泄を増加させることを見いだした。以上の結果から、BOT は経口投与された LCA が腸管から吸収されるのを抑える、もしくはその腸管での代謝が促進されることで、その肝臓への移行と肝臓内濃度の上昇を抑制し、肝傷害を軽減するのではないかと推測できた。ただし BOT の投与は、小腸で主に胆汁酸の吸収を担うトランスポーターの apical sodium-dependent bile acid transporter (ASBT)、胆汁酸を代謝する cytochrome P450 3a11（Cyp3a11）、ならび胆汁酸を硫酸抱合化するsulfotransferase 2a1（sult2a1）の発現には影響を及ぼさなかった。これらのことから、BOT が腸管における能動的な LCA の吸収や、少なくとも cyp3a11 や sult2a1 による代謝には影響していないものと推測した。

II. BOT による糞便中胆汁酸構成の変動とその糞便中脂質排泄ならびに肝臓脂質への影響との関係（参考論文２の研究内容）
上述の検討において、BOT は経口投与された LCA の腸管における吸収や代謝を制御する可能性が示された。このことから私は、腸管内での胆汁酸代謝が BOT の作用点の一つであると考えた。ただし上述の研究においては、外来性の胆汁酸(LCA)の投与に対する比較的短期間（7日間）の BOT の投与の影響を調べたものであった。一方 BOT の投与は、ラットに高脂肪食を長期間に渡って負荷することによって生じる脂肪肝を軽減することが報告されている（Qian et al., Yonago Acta Med., 2014）。胆汁酸が食餌脂肪の消化・吸収に寄与し、また肝臓や腸管の FXRに作用することで、肝臓の脂質代謝を制御することも知られている。このような背景から私は、より長期的な BOT の投与が内在性の胆汁酸構成ならびに肝臓および糞便中の脂質含量に及ぼす影響を明らかにするための検討を行った。BOT を添加した飼料をマウスに 4 週間に渡って与えて、最終日の 24 時間中に排泄される糞便と肝臓を採取した。これらに含まれる胆汁酸の構成を液体クロマトグラフィー―質量分析計にて測定した。肝臓の胆汁酸構成に対しては、 BOT の投与は有意な影響を及ぼさなかった。しかしながら糞便中に最も多く含まれる 2 次胆汁酸のデオキシコール酸(DCA)の濃度が、BOT の投与によって低くなることがわかった。また BOT の投与は糞便中のコレステロール濃度を増加させることもわかった。DCA は疎水性が高い胆汁酸であり、腸管内でコレステロールのミセル溶解を強く促進することが知られている。すなわち BOT による腸管内の DCA 濃度の低下が、腸管内でコレステロールのミセル溶解を抑制し、腸管でのコレステロールの吸収を抑制した可能性が示された。また BOT の投与は、肝臓中の TAG やコレステロールエステルの濃度を低下させた。DCA は FXR の強いアゴニストである。また腸管の FXR の活性化は、腸管でのセラミド産生を介して肝臓の脂肪合成系を活性化することが知られている。すなわち BOT による腸管内 DCA の濃度低下は、腸管での FXR活性の低下を引き起こすことで、肝臓の脂肪合成系活性を低下させた可能性が示された。以上の結果から、BOT によって生じる腸管内の胆汁酸の変化が、その疎水性の低下ならびに胆汁酸受容体活性化の抑制を介して肝臓の脂質濃度を低下させる可能性を示した。

III. 総括
BOT が胆汁うっ滞性肝傷害モデルに対する軽減効果の機構解析を見いだしたことをきっかけに、この漢方薬の作用点として腸管内の胆汁酸に着目して研究を進めた。その結果、BOT による腸管内胆汁酸濃度の変動を介した新しい脂質代謝制御機構の存在を示唆することができた。DCA は腸内細菌による１次胆汁酸（コール酸）の代謝に依存して産生されることから、 BOT の作用が腸内細菌叢の制御を介するものであることも推測できる。今後 BOT の作用発現における腸内細菌の関与について検討する必要があると考える。近年の多くの研究で、腸内細菌による胆汁酸代謝制御と様々な病態との関連が明らかになっている。漢方薬の中には、腸管の機能を調節することで作用を発揮するものが多くあると認識されているものの、その作用機構の多くは不明なままである。したがって腸管内の胆汁酸代謝の観点から、様々な漢方薬の作用機序が解明されることが期待できる。

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