Centella asiatica (L.) Urban: 伝統医学から現代医学へ、神経保護作用の可能性

要旨

この論文は、「ゴツコラ」としても知られるCentella asiatica (L.) Urbanの神経保護作用に関連する研究をカバーしています。 東南アジア原産の植物で、アーユルヴェーダでは伝統的に脳の強壮剤として使われてきた。 C. asiaticaの神経保護効果については、「Centella, Centella asiatica, Gotu kola, Asiatic pennywort, neuroprotection, and memory」というキーワードで、Sciencedirect, Web of Science, Scopus, Pubmed, Google Scholarなどの電子データベースから検索しました。 文献調査によると、C. asiatica (gotu kola) は、酵素阻害、アルツハイマー病におけるアミロイドプラーク形成の予防、パーキンソン病におけるドーパミン神経毒性、酸化ストレスの減少など、異なる作用機序によって包括的に神経保護作用を持つことが報告されています。 このように、C. asiatica は伝統的な薬物から生まれた神経保護効果を持つ望ましい植物性医薬品であることが示唆された。 はじめに

Centella asiatica (L.) Urban (Syn. Centella coriacea Nannfd., Hydrocotyle asiatica L., Hydrocotyle lunata Lam., Trisanthus cochinchinensis Lour.）は、インド、スリランカ、中国、インドネシア、マレーシアなどの東南アジア諸国、南アフリカ、マダガスカルに自生するセリ科の熱帯薬用植物である。 C. asiatica は、英語で「Gotu kola, Asiatic pennywort, Indian pennywort, Indian water navelwort, wild violet, and tiger herb」と呼ばれる熱帯植物で、トルコなど一部の国ではその医学的重要性から栽培にも成功しており、数世紀にわたってアーユルヴェーダや中国の伝統医学に利用されてきた歴史がある。 葉は黄緑色で、薄く、長い葉柄が互生しており、7本の葉脈を持つ特徴的な連珠形、楕円形、楕円形の葉をしている（図1）。 緑色から赤色の茎葉が互いに結合し、地中に根を張り、水平に成長する。 主に創傷治癒効果や記憶力増強効果について、欧州薬局方、ドイツ保健省コミッションE、世界保健機関（WHO）などに記載されたモノグラフが存在する。 C. asiatica は神経保護作用のほか、創傷治癒、抗炎症、抗潰瘍、肝保護、抗痙攣、鎮静、免疫賦活、心臓保護、抗糖尿病、細胞毒性および抗腫瘍、抗ウイルス、抗菌、殺虫、抗真菌、抗酸化、レプラおよび静脈欠損の治療など、人間の健康に望ましい幅広い生物活性を持っていると報告されています。

神経障害を含むいくつかの適応症に推奨される様々な医薬形態のこの植物の多くの調剤が世界全体で利用可能である。 この事実を考慮し、多くの研究者は、科学的根拠に基づいた伝統的な使用を確認するために、C. asiaticaの神経保護効果に焦点を当てています。 そこで、C. asiaticaに関する最新の情報を得るために、2012年までに検索されたデータベースを用いて文献調査を行った。 本稿では、この植物の神経保護効果に関連する結果を報告するin vitro、in vivo、および臨床研究をカバーすることを目的とする。

2. C. asiaticaの植物化学コンテンツ

C. asiaticaには、異なる化学クラスに属する非常に多くの化合物が含まれていると報告されている。 この植物で見つかった主要な化学クラスは、トリテルペンサポノシドです。 主なものは、asiatic acid、madecassic acid (6-hydroxy-asiatic acid), asiaticoside, madecassoside, and madasiatic acid (Figure 2), betulinic acid, thankunic acid, and isothankunic acidとして知られている 。 さらに、ブラフミン酸、センテリン、センテリシン、アジアチン、バヨゲニン、ターミノール酸、3ββ,6β,23-トリヒドロキシオーリアン-12-エン-28-オーイン酸、3β,6β,23-トリヒドロキシウルス-12-エン-28-オーイン酸などの他のいくつかのトリテルペンが存在する。 3-O- 2α,3β,6,23-α tetrahydroxyurs-12-en-28-oic acid, centellasapogenol A, centellasaponins A-D, ursolic acid, pomolic acid, 3-epimaslinic acid, 23-O-acetylmadecassoside 及び 23-O-acetylasiaticoside B. 。

ケルセチン、ケンフェロール、パツレチン、ルチン、アピゲニン、カスティリフェロール（図3）、カスティリセチン、ミリセチンなどのいくつかのフラボノイド誘導体の存在は、C. asiaticaで報告されている一方で多糖類の分離（例えば、, C. asiatica からは多糖類（センテローズなど），ポリアセチレン類（カジノール，アセトキシセンテリノール，センテリン，センテリシン，アシアチキンなど），ステロール類（11-oxoheneicosanil-cyclohexane， dotriacont-8-en-1-oic acid， sitosterol 3-O-β-glucoside， stigmasterol 3-O-β-glucoside， Castasterone など）やフェノール酸（ex.g． また，フェノール酸類（rosmarinic acid, 3,5-di-O-caffeoil quinic acid, 1,5-di-O-caffeoil quinic acid, 3,4-di-O-caffeoil quinic acid, 4,5-di-O-caffeoil quinic acid, ettacrynic acid, chlorogenic acid and isochlorogenic acid ）も確認された。 トルコ産のC. asiaticaをHPLCで定量したところ、p-hydroxybenzoic acid, vanillic acid, p-coumaric acid, o-coumaric acid, trans-cinnamic acidなどのフェノール酸が存在することがわかった。

Figure 3

Castilliferol.

Figure 4

Isochlorogenic acid.

On the other hand, only a few studies have described the chemical composition of the essential oils obtained from C. asiatica from Japan, South Africa, and Thailand, which mainly consisted of monoterpene and sesquiterpene derivatives . In our work, we examined the essential oil composition of C. asiatica cultivated in Turkey by GC-MS for the first time and identified α-copaene as the major component .

3. Neuroprotective Activity of C. asiatica

3.1. In Vitro Studies

C. asiatica (Gotu kola) はアーユルヴェーダや中国の薬で伝統的に使用されていることで有名な植物種で、脳の老化に対するプラスの効果は、一般的にその2つの主要トリテルペンサポノイド；asiatic and madecassic acid、またそれらのヘテロサイド；それぞれ asiaticoside and madecassosideに起因すると言われています。 例えば、この植物のアルコール抽出物は、アルツハイマー病の発症に重要な役割を果たすアセチルコリンエステラーゼ（AChE）に対してin vitroで試験された。 AD患者の脳では、AChEによって加水分解されるアセチルコリン（ACh）の量の不足が確認されているため、AChEおよびその姉妹酵素であるブチリルコリンエステラーゼ（BChE）の阻害は、ADに対する医薬品開発の合理的なターゲットとなっています。 この抽出物は、Ellmanの分光光度法により、150μg/mLの濃度で50％のAChEを阻害することが判明している。 トルコ産とインド産のC. asiaticaの地上部から調製したエタノール抽出物と中国から輸入した標準化ゴツコラ抽出物（総アジアチコシドとマデカソシドを10.78%含有）について，50，100，200μg/mL濃度でAChE，BChE，チロシナーゼ（TYRO）に対する阻害能を比較検討したところ，いずれの抽出物においてもAChEに対する阻害能は認められなかった． 前述したように、コリンエステラーゼは AD 治療の重要な酵素であるが、TYRO はヒトの脳内でニューロメラニン形成に関与し、PD に関連する神経変性に伴うドーパミン神経毒性の発生に重要であると考えられることから、パーキンソン病（PD）の重要なターゲットになっている。 200μg/mLで測定した結果、標準化抽出物のみがAChEを阻害し（％）、トルコおよびインド産の植物試料のエタノール抽出物はBChEに対してそれぞれ％および％、TYROに対して顕著な阻害（それぞれ％および％）であることが判明した。

Awadらは、C. asiatica抽出物のGABA代謝酵素であるグルタミン酸デカルボキシラーゼ（GAD）およびγ-アミノ酪酸トランスアミナーゼ（GABA-T）に対する阻害特性を調べ、抽出物がGADの活性を40％以上刺激することを明らかにした。 一方、中国で栽培されているC. asiaticaの葉エキスは、神経芽細胞において、AD患者の脳内に発生するアミロイド斑に含まれる（1-42）タンパク質のcyclic AMP response element binding protein（CREB）のリン酸化を促進することにより神経保護作用を示すことが示された。 別の研究では、ADの(1-42)タンパク質が凝集してできるモノマーやオリゴマーに対する植物葉水抽出物の効果をチオフラビンTテストと透過型電子顕微鏡で調べたが、モノマーやオリゴマーの凝集を抑制することは確認されなかった。 C. asiaticaの水抽出物（asiaticosideを84%含む）の神経精神疾患に関与するphospholipase A2（PLA2）に対する阻害活性をラジオエンザイム法で調べた。 その結果、この抽出物は、Ca2+非依存性PLA2および細胞質PLA2を阻害することがわかった。 また、エタノール抽出物は、100μg/mLの濃度でヒトSH-SY5Y細胞株の神経突起の発達を増加させるが、水性抽出物は同細胞の発達を増加させないことが観察された ………また、エタノール抽出物は、100μg/mLでヒトSH-SY5Y細胞株の神経突起を増加させることが観察された。 また、エタノール抽出物のサブフラクションについても、同様の神経突起形成のアッセイでさらに検証し、最も効果のあるサブフラクションは、非極性化学的性質を持つことが示された。

Leeらは、神経毒として知られるグルタミン酸にさらされたラット皮質ニューロンの初代細胞培養で、さまざまな構造変化によって調製された36種類のアジア酸の誘導体の神経保護能を研究しました。 そのうち3つの化合物は、アシアナ酸そのものよりも高い保護活性を示し、またグルタミン酸によって誘導される一酸化窒素（NO）の産生や、グルタチオン、グルタチオンペルオキシダーゼ、その他いくつかの関連酵素のレベルを有意に低下させました

3.2.

C. asiaticaとその主要なトリテルペンサポノシドの神経保護効果は、受動回避や記憶強化効果のための高架式迷路テストなどの動物の異なる実験モデルを通じて、広範囲に研究されてきました。 C. asiatica の水抽出物を 100, 200, 300 mg/kg (b.w.) の用量で投与し、グルタチオン、スーパーオキシドディスムターゼ (SOD) およびカタラーゼ (CAT) などの酸化ストレスパラメータを測定することにより、散発性 AD に伴う脳血管内ストレプトゾシン誘発記憶に対する影響を調べる研究がラットで実施された。 200 mg/kg (b.w.)投与したラット群では、記憶に関する行動に明確な用量依存的な改善が見られた一方、マロンジアルデヒド (MDA) の深刻な減少、グルタチオンおよび CAT レベルの増加が記録され、著者らは、C. asiatica エキスが記憶に対してプラスの効果を持ち、それはまたその著しい抗酸化作用と関連しているという最終提案を行った。 同じ研究グループは、このエキスを100および300 mg/kg（b.w.）の用量でラットのpentylenetetrazole-（PTZ-）誘発記憶喪失を用いた受動回避および自発運動活性行動テストに供した。 行動試験後、神経変性に大きく関与する酸化ストレスマーカーであるMDAとグルタチオン濃度をラット脳内で測定したところ、MDAとグルタチオン濃度が有意に高かった。

Raoらによる別の研究では、学習と記憶に対するC. asiaticaエキスの増強効果が、200、500、700、1000mg/kg（b.w.）の用量で15日間、マウスへの経口投与により調査されました。 実験モデルとして、Open Area、明暗区画、Radial-armed labyrinth testを適用し、生化学的マーカーとしてAChE活性と樹状突起樹状突起形成が考慮された。 その結果、抽出物は放射状腕症候群試験において改善効果を示したが、運動量には変化をもたらさなかった。 一方、海馬のCA3ニューロンでは、AChE活性と樹状突起の配列が増加した。 このことから、著者らは、特に若い成体マウスにおいて、抽出物が神経細胞の形態にプラスの影響を与える可能性があると結論づけた。 同じ研究者によって行われた同様の研究では、C. asiaticaの新鮮な葉の抽出物を2、4、6mL/kgの用量で、それぞれ2、4、6週間にわたって成体マウスに投与した。 これらの期間後、摘出したマウスの脳を顕微鏡で調べたところ、6週間にわたり6mL/kgの用量を与えたエキスは、ニューロンの樹状突起の配列に著しい増大を引き起こしたという証拠が指摘された。 これらの著者らは、マウスの同じ実験モデルでテストしたC. asiaticaの新鮮な葉を圧搾して得られたジュースも樹状突起の樹状化を促進するという別の同様の結論に至った。 また、C. asiatica抽出物は、マウスの海馬のβ-アミロイド斑のレベルを減少させることが示されました。 その結果、MDAやラジカル酸素種などのパラメータに影響を与え、酸化ストレスを顕著に減少させることがわかりました。 また、ラットを用いた関連研究では、C. asiatica抽出物は、酸化ストレスパラメーターを改善することにより、PDで生じるミトコンドリア障害に対して保護効果を有することが報告された。 ヒンズー教で「ブラーフミー」とも呼ばれる C. asiatica の粗原料と抽出物の抗けいれん作用を PTZ誘発けいれんモデルラットで測定し、参照薬である fenitoin と比較した …この結果、C. asiatica の粗原料と抽出物の抗けいれん効果は、ヒンズー教で「ブラーフミー」とも呼ばれる C. asiatica の抽出物の抗けいれん効果に匹敵することがわかった。 その結果、粗原料は500 mg/kgの投与で穏やかな抗けいれん作用を示し、メタノール抽出物は3時間目と6時間目に粗原料よりも優れた効果を示した。 また、プロピレングリコールで調製した抽出物は、500および1000 mg/kg (b.w.) の用量で用量依存的な抗痙攣活性を示した。 同様に、Ganachariらは、C. asiaticaのハイドロアルコール抽出物が100 mg/kg（b.w.）でPTZ-およびストリキニン誘発オピストトヌスけいれんに対してin vivoで抗けいれん作用を示すことを明らかにした。 さらに、この抽出物は脂質過酸化と自発的な運動活性を減少させることが観察され、一方でペントバルビタール誘発睡眠時間およびジアゼパム誘発過活動を増強させることがわかった。 また、C. asiatica の酢酸エチル画分と、フェニトイン、バルプロ酸、ガバペンチンなどの抗てんかん薬との組み合わせを、PTZで痙攣を起こしたマウスに腹腔内投与したところ、それぞれの薬よりも高い抗痙攣活性を示す相加効果が確認されました。 また、ロータロッド試験により画分と各組合せの神経毒性を確認したところ、画分とガバペンチンとの組合せでは神経毒性が低いことが確認された。 これらの証拠から、著者らはC. asiaticaの酢酸エチル画分とてんかん治療薬の併用は、てんかん患者にとって有益であるかもしれないと述べている。 また、De Luciaらは、C. asiaticaのアルコール抽出物の抗けいれん作用と鎮静作用を、ラットの高架式迷路とPTZ誘発けいれんモデルで報告し、LD50値は675mg/kg（b. w. ）で、慢性適用による低毒性も示されました。 C. asiaticaのヘキサン、クロロホルム、酢酸エチル、水およびn-ブタノール抽出物の抗けいれん活性をWistar雄ラットのPTZ誘発けいれんモデルを用いて測定し、Na+/K+、Mg2+およびCa2+-ATPase活性への影響も検索した。 その結果、抽出物投与群では、抗けいれん作用を伴って3種類のATPase活性が上昇することが示唆された。 C. asiaticaのヘキサン、酢酸エチル、メタノール抽出物とasiaticosideの抗不安作用について、ラットの高架式プラス迷路、オープンエリア、社会的相互作用、運動活性、新ケージモデルで試験した。 その結果、C asiatica のメタノールと酢酸エチル抽出物、および asiaticoside のみが elevated-plus labyrinth テストで抗不安作用を示すことが示された。 また、別の論文では、C. asiaticaの鎮静作用は主にトリテルペン誘導体であるbrahmosideとbrahminosideに起因し、一方、抗不安作用は不安、侵害受容、記憶の調節に潜在的に関与すると考えられているGタンパク質共役受容体のグループであるコレシストキニン受容体 (CCKB) と一部相互作用を起こすと示唆されている。

C.asiatica抽出物を老齢ラットに1日300 mg/kg（b.w.）で60日間経口投与し、ラット脳の皮質、視床下部、線条体、小脳、海馬領域における過酸化脂質とタンパク質カルボニル（PCO）含有量を調査した。 その結果、老齢ラットにおいて、本エキスがPCO含量と過酸化脂質の有意な減少をもたらし、神経保護効果を発揮している可能性があると発表した。 グルタミン酸ナトリウムで処理したSprague-Dawley雌ラットに100および200 mg/kg投与し、植物のクロロホルム-メタノール（4 : 1）抽出物のラジカル消去効果を検討した。 抽出物投与後、SODとCATレベルに有意な増加が観察されたが、グルタチオンレベルは影響を受けなかった。 Flora と Gupta は、C. asiatica のフラボノイド画分が、抗酸化メカニズムを介して、マウスの酢酸鉛誘発神経毒性に対する保護効果を示したと報告した。 また，C. asiatica の主要トリテルペン誘導体の一つである asiatic acid を 30, 75, 165 mg/kg (b.w.) の用量で経口投与し，脳虚血を起こしたマウスの梗塞体積と1～7日の行動変化から神経保護作用があることを示した． また、同試験において、酸素グルコースに暴露したHT-22細胞において、細胞生存率およびミトコンドリア膜電位の観点からも検討された。 アシアナ酸は梗塞体積を1日目で60％、7日目で26％減少させ、虚血後24時間の神経学的状態を改善させた。

C. asiatica抽出物の150および300 mg/kg（p.o.）には，脳虚血に対する改善効果が期待される．また、過酸化脂質、亜硝酸塩、還元グルタチオン、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ、SODなどの酸化損傷パラメータ、生化学的パラメータとしてAChE活性を評価しました。 25日間の慢性投与により、AChE活性とともに、記憶と酸化損傷パラメータに有意な改善が見られた。 一方、C. asiaticaのasiaticosideは、ドーパミンのバランスと抗酸化機構を介して、ラットの1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine（MPTP）で誘発される神経毒性を逆転させることによりPDに対して神経保護効果を発揮した。

ラット脳の皮質、海馬および視床部位においてC. asiaticaのトリテルペン分率を使用した抗うつ活性はコルチコステロン量を測定することによって評価された。 このトリテルペン画分は、コルチコステロンのレベルを大幅に減少させ、モノアミン関連神経伝達物質の量を顕著に増加させました。 臨床研究

多くのin vivo研究がC. asiaticaの中枢神経系（CNS）関連の効果について実施されていますが、文献調査では、この種の臨床研究の限られた数の存在だけが明らかにされています。 1977年に行われた二重盲検試験の結果では、C. asiaticaの投与後3ヶ月目と6ヶ月目に、統計的に有意な改善が記録されたことが示されています。 asiatica のカプセル化された水性エキスの効果の可能性について、29.9 mg/g タンニン酸、1.09 mg/g asiaticoside、および 48.89 mg/g asiatic acid を含むように標準化された、タイで平均年齢の男性 4 名と女性 24 名からなる健康な高齢者ボランティア 28 人を対象に行われた無作為二重盲検プラシーボ制御臨床試験で測定されました。 被験者に1日1回、250、500、750 mgの抽出物を2ヶ月間投与し、認知能力をコンピューター支援技術を用いた様々なパラメーターで評価した。 その結果、本研究で試験したC. asiaticaエキスの最高用量は、認知機能を強化する効果を有することが明らかになった。 Devらは、女性22名、男性19名からなる中年の健康な被験者41名を対象に、カプセルに入ったC. asiaticaエキスの認知能力への影響を調査しました。 2ヶ月間、1日1回、カプセルに入れたエキスを被験者に投与した。 認知能力はWoodcock-Johnson Cognitive Abilities Test III (WJCAT III)を用いて測定され、エキスはすべての被験者に顕著なプラスの影響を与えることが分かりました。

4.注意事項

C. asiaticaはその顕著な薬理作用により、トップセラーの生薬の一つですが、この植物にはいくつかの注意事項があります。 推奨された量を摂取すれば安全であることが知られていますが、皮膚刺激や接触性皮膚炎が報告されている例もあります 。 1969年の非常に初期の論文で、この植物のブラフミン酸とその誘導体を含む総サポノシド画分が、ヒトとラットの精子を使った実験で不妊症を引き起こすと述べられている。 この論文との整合性から、NewallらもC. asiaticaを経口投与した雌マウスで不妊が観察されたことを肯定している。 また、C. asiaticaを慢性的に投与すると、妊婦の自然流産を誘発する可能性が指摘されている。 また，血糖値や脂質の上昇をもたらす可能性があるため，糖尿病や高脂血症の患者はC. asiaticaの製剤の服用を検討する必要がある． 簡単に言えば、C. asiatica の準備の使用のために提案される最高の期間は 6 週間であり、少なくとも、すべての長い期間の使用の後 2 週間の休憩が必要です。 この植物のために今日まで報告されていない薬物相互作用にもかかわらず、妊娠中および授乳中の女性は、この漢方薬を使用しないことが推奨されます

5. 結論

「ゴツコラ」として広く知られているC. asiaticaは、人間の健康に有利な様々な薬理効果で評判の薬用植物である。 その強力な創傷治癒特性に加えて、多くの研究は、中枢神経系のいくつかの疾患に対する植物の顕著な保護効果を説明した。 C. asiaticaの生物学的効果は、一般に、asiatic acid, madecassic acid, asiaticoside, madecassoside, brahmic acidなどの主要なトリテルペン誘導体に起因するとされてきた。 この植物の神経保護効果は、さまざまなメカニズムに起因することが示唆されており、そのほとんどは、酸化ストレスパラメータに対するポジティブな影響に言及しています

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