メタボロミクスとBMP-2/Smadシグナリング経路分析を用いた淫羊藿由来フラボノイド含有骨栄養補助食品の閉経後骨粗鬆症に対する改善効果の解明 ｜安心・安全な『キチン chitin 甲壳素関連総合メーカー』なら甲陽ケミカル株式会社

要旨：
閉経後骨粗鬆症（PMOP）はエストロゲン欠乏によって引き起こされ、エストロゲンが不十分であると骨の吸収が骨形成を上回り、その結果として骨量が減少することになる。先行研究では、淫羊藿由来の総フラボノイド抽出物（TFE）が骨粗鬆症を改善でき、またコンドロイチン硫酸とグルコサミン塩酸塩から構成される骨栄養補助食品（TG）が骨代謝関連疾患に対する治療効果を発揮することが確認されている。骨粗鬆症は根本的には代謝障害を特徴とするため、TFEとTGの組み合わせは多標的への相乗的な調節効果を発揮し、PMOPの予防と制御に向けた新たなアプローチを提供する可能性があると筆者らは述べている。
筆者らの研究は、in vivo およびin vitro実験をメタボロミクス技術と組み合わせることで、TGのPMOPに対する改善効果とそのメカニズムを系統的に検討した。In vivoでは、両側卵巣摘出による卵巣摘出ラットモデルが確立され、TGのPMOPに対する薬力学的効果は、骨組織病理学的染色、骨密度、および生理学的指標に基づいて検証された。加えて、メタボロミクス技術を用いて尿中代謝物が定量され、TGによって調節されるPMOPの潜在的なバイオマーカーと関連する代謝ネットワークが探索された。In vitroでは、MC3T3-E1細胞がTFEおよびTGで処理され、安全な薬物用量がスクリーニングされた。その後、骨形成誘導が行われ、ALP染色、ARS染色、およびウエスタンブロット分析によって、MC3T3-E1細胞の骨形成分化に対するTGの効果とメカニズムが研究された。
薬力学的結果は、TGが破骨細胞の生成を減少させ、骨密度および生理学的指標レベルを著明に回復させたことを示した。メタボロミクス結果は、TGが主にニコチン酸およびニコチンアミド代謝、ヒスチジン代謝、ピリミジン代謝、トリプトファン代謝、アラニン・アスパルテート・グルタミン酸代謝、プリン代謝、ビタミンB6代謝など複数の代謝経路に介入することで骨喪失を緩和したことを示した。In vitro実験は、TGが骨形態形成タンパク質-2（BMP-2）/Sma-およびMad関連タンパク質（Smad）シグナリング経路を介して骨芽細胞の増殖と骨形成分化を促進したことを確認した。
要するに、TGは多標的への相乗的効果を通じてPMOPを効果的に改善できると筆者らは結論づけている。筆者らの研究は、TGの臨床応用に対する実験的根拠と理論的支持を提供する。