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膝関節炎ウサギにおける電気鍼療法による腸内細菌叢および関節軟骨のTLR4/MyD88/NF-κBシグナル伝達経路への影響
- 著作名：
- 出典：
- Zhen Ci Yan Jiu. 2025 Oct 25;50(10):1114-1123
- DOI：
- 10.13702/j.1000-0607.20240990
要旨：
膝変形性関節症（knee osteoarthritis：KOA）モデルを作製したウサギを用い、電気鍼が膝関節機能や症状、腸内細菌叢、さらに関節軟骨におけるTLR4/MyD88/NF-κBシグナル伝達経路に及ぼす影響を検討し、腸―関節軸（gut-joint axis）を介した作用機序を探索した研究である。
32羽の日本白色種ウサギを、無処置群、KOAモデル群、グルコサミン投与群、EA群の4群（各8羽）に無作為に分け、改良Hulth法によりKOAモデルを作製した。
EA群では、血海（SP10）、陰陵泉（SP9）、犢鼻（ST35）の両側に対し、周波数2 Hz/100 Hz、強度0.5～1.5 mAで15分間、週5回、4週間施行した。
グルコサミン群では、グルコサミン溶液を同じ頻度と期間で投与した。
膝関節機能と症状は、疼痛、腫脹、可動域、歩行を含むLequesne MG指数で評価し、軟骨組織の形態学的変化はH.E.染色で観察した。
さらに、免疫蛍光染色によりMyD88およびNF-κB p65の発現を評価し、Wes自動化プロテインブロット法を用いてTLR4、MyD88、NF-κB p65タンパク質量を定量した。
腸内細菌叢の変化は16S rDNA高スループットシーケンス解析により解析した。
KOAモデル作製後、無処置群と比較して、モデル群ではLequesne MGスコアが上昇し、MyD88およびNF-κB p65の免疫蛍光強度、ならびにTLR4、MyD88、NF-κB p65タンパク質発現量が有意に増加していた（p<0.05）。
H.E.染色では、関節軟骨表面の菲薄化と粗造化、軟骨細胞の集簇や配列の乱れ、核の濃染や萎縮、消失などが認められた。
これに対し、電気鍼群およびグルコサミン群では、モデル群と比べてLequesne MGスコア、MyD88およびNF-κB p65の蛍光強度、ならびにTLR4、MyD88、NF-κB p65タンパク質発現量がいずれも有意に低下していた（p<0.05）。
特にEAは、TLR4、MyD88、NF-κBのタンパク質発現抑制において、グルコサミンよりも有意に強い効果を示したと報告されている（p<0.05）。
組織学的には、電気鍼群およびグルコサミン群のいずれでも、軟骨表面は比較的保たれ、軽度に肥大した軟骨細胞と比較的明瞭な核、潮線（tide line）の保全が観察された。
腸内細菌叢解析では、モデル群において無処置群と比較し、Shannon指数が有意に上昇し（p<0.05）、Proteobacteria門、Actinobacteria門、Escherichia coli-Shigella属、Clostridium UCG-014の相対存在量が増加する一方、Firmicutes門、Verrucomicrobia門、Comamonas属、Acmea菌の相対存在量が低下していた。
電気鍼群およびグルコサミン群では、モデル群と比べてChao1指数およびShannon指数が有意に上昇し（p<0.05）、Proteobacteria門、Actinobacteria門、Escherichia coli-Shigella属の相対存在量が低下し、Firmicutes門、Comamonas属、Nobilus属の相対存在量が有意に増加していた。
これらの結果から、電気鍼はKOAウサギにおいて膝関節の症状および機能を改善する作用を示し、その背景として、TLR4/MyD88/NF-κBシグナル伝達経路の抑制による軟骨障害および炎症反応の軽減、ならびに腸内細菌叢多様性の調節を介した腸―関節軸の関与が示唆されたと筆者らは述べている。
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キャピラリー電気泳動とアンペロメトリック検出器による医薬品製剤中のグルコサミンとその異性体の直接測定
- 著作名：
- 出典：
- J Sep Sci. 2025 Oct;48(10):e70298
- DOI：
- 10.1002/jssc.70298
要旨：
グルコサミンおよびマンノサミンは軟骨細胞形成に重要な栄養因子である一方、ガラクトサミンは高い選択性をもつ肝毒性物質として知られており、これらアミノ糖異性体を正確に分離・検出することは、医薬品の品質管理において極めて重要であるとされている。
本研究では、キャピラリー電気泳動にアンペロメトリック検出を組み合わせた手法により、グルコサミンとその異性体である ガラクトサミン および マンノサミン を直接分離・定量する新規分析法が構築されたと筆者らは報告している。
電気泳動分離および電気化学検出に影響を及ぼす主要因子について詳細な検討が行われ、最適条件下では、3 種のアミノ糖異性体に加え、それぞれの前駆単糖であるグルコース、ガラクトース、マンノースについてもベースライン分離が達成されたとされている。
検出限界は 0.070～0.23 µg/mL（S/N＝3）に達し、2 桁の濃度範囲にわたって良好な直線性（R²＞0.99）が確認され、回収率は 96.0～107.8％の範囲に収まったと報告されている。
本手法は、異なる剤形のアミノ糖含有医薬品の分析に適用され、その実用性が示されたと筆者らは述べている。
また、本法は誘導体化を必要とせず操作が簡便であることに加え、環境負荷が低い点が特徴とされ、医薬品製剤中のアミノ糖を直接定量するための代替手法として有用性が示唆されている。
さらに、グリーン分析手法指標、分析グリーネス評価、分析エコスケールといった評価ツールを用いて、本手法の環境適合性およびエコフレンドリー性が検証されたと報告されている。
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グルコサミンはヒト角膜上皮細胞においてSIRT1経路を介して高血糖誘発性酸化ストレスを軽減する
- 著作名：
- 出典：
- Sci Rep. 2025 Oct 14;15(1):35806
- DOI：
- 10.1038/s41598-025-19766-1
要旨：
高血糖は角膜上皮に不可逆的な形態学的・生理学的変化を引き起こし、視機能に深刻な影響を及ぼすことが知られている。
本研究では、高グルコース（HG）条件がヒト角膜上皮細胞（HCE-T 細胞）に及ぼす有害作用に対して、グルコサミンが抑制的に働き得るかどうかが検討されたと筆者らは報告している。
その結果、グルコサミンは自身が持つ細胞毒性のため、HG 条件に伴う細胞毒性を全体としては軽減できなかったとされている。
一方で、HG 条件下で低下していた pAKT/AKT 比および p-p38/p38 比とは対照的に、グルコサミン処理により転写因子 Krüppel-like factor 4（KLF4）および脱アセチル化酵素 Sirtuin-1（SIRT1）タンパク質の発現が誘導されたと報告されている。
さらに、グルコサミンは高血糖によって誘導される活性酸素種（ROS）の産生や細胞老化を抑制し、細胞周期においては subG1 期および S 期の細胞割合を増加させる一方、G1 期の細胞割合を低下させたと筆者らは述べている。
高血糖条件によって誘導される KLF4 タンパク質、SIRT1、ならびに細胞外基質成分であるフィブロネクチンの発現は、10 mM のグルコサミン処理によってそれぞれ増強あるいは抑制されたと報告されている。
また、高血糖条件下で発現が低下していたタイトジャンクション構成タンパク質クローディン-1は、グルコサミン処理によって誘導されたとされている。
加えて、SIRT1 阻害剤である Ex-527 および INZ を用いた実験から、グルコサミンによるクローディン-1 発現誘導および高血糖誘導性 ROS 産生抑制は、SIRT1 活性に依存している可能性が示唆されたと筆者らは報告している。
これらの知見から、グルコサミンは細胞毒性という制約を伴うものの、SIRT1 や KLF4 を介したシグナル制御を通じて、高血糖による酸化ストレスや老化ストレスを受けた角膜上皮の機能回復に寄与する可能性があり、血糖コントロール不良に伴う角膜障害に対する新たな治療戦略の検討に有用な示唆を与えると位置づけられている。
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Priestia megaterium mj1212のゲノム特性と大豆塩ストレス耐性の増強におけるN‐アセチルグルコサミンとの相乗効果
- 著作名：
- 出典：
- Plant Cell Environ. 2025 Nov;48(11):8006-8023
- DOI：
- 10.1111/pce.70093
要旨：
無機肥料に代わる持続可能な選択肢として、植物成長促進微生物と有機資材を組み合わせて利用する生物学的手法は、環境ストレス下における作物生育を効率的に改善する方法として注目されていると筆者らは述べている。
本研究では、土壌細菌 Priestia megaterium mj1212（旧分類名 Bacillus megaterium）について、完全ゲノム配列の解読および機能注釈が行われ、近年の分類学的再編を支持するとともに、二次代謝産物の産生能、植物成長促進機能、ならびに環境ストレスへの適応能力を有する可能性が示されたと報告されている。
そのうえで、N-アセチルグルコサミンと mj1212 を併用した場合、150 mM NaCl による塩ストレス条件下において相乗効果が認められ、ダイズの地上部および根の長さと重量が、それぞれ最大で 24.36％および 42.22％、ならびに 10.95％および 14.51％増加したと筆者らは示している。
また、N-アセチルグルコサミン 単独処理、mj1212 単独処理、ならびに両者の併用処理のいずれにおいても、根粒形成、光合成関連指標、相対含水量が有意に向上したと報告されている。
同様に、ポリフェノールオキシダーゼ活性およびフラボノイド含量は、単独処理および併用処理のいずれでも有意に増加し、一方でスーパーオキシドオキシダーゼおよびカタラーゼ（CAT）活性は低下したことが示されたとしている。
有機酸分析では、クエン酸およびリンゴ酸の含量が増加し、コハク酸および乳酸の含量は両処理条件下で有意に減少したことが明らかになり、塩ストレス下では軽度の拮抗的影響が観察されたとされている。
特に、一酸化窒素（SNO）レベルは NaCl ストレスにより 60.59％低下していたが、N-アセチルグルコサミン と mj1212 の併用処理によって、ストレス条件下の値に対して 492.55％（nM/µg）まで回復したと報告されている。
さらに、N-アセチルグルコサミン および mj1212 による処理が、アブシジン酸の生合成調節を介してダイズの耐塩性を改善する可能性が示唆されたと筆者らは述べている。
これらの結果から、mj1212 と N-アセチルグルコサミンは、塩ストレス耐性の向上と持続可能な作物生産を促進する有効なバイオ肥料候補となり得ることが示されたと結論づけられている。
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Aspergillus niger胞子による六価クロム生体吸着のキチン優勢分子機構:分光学的解明とDFTの検証
- 著作名：
- 出典：
- Int J Biol Macromol. 2025 Nov;330(Pt 3):148060
- DOI：
- 10.1016/j.ijbiomac.2025.148060
要旨：
六価クロム［Cr(VI)］汚染という深刻な環境課題に対処するためには、重金属を生物材料がどのように吸着するかという分子機構の理解が不可欠であると筆者らは位置づけている。
本研究では、Aspergillus niger の胞子（AS）による Cr(VI) のバイオソープション（生物吸着）について、キチンが中心的役割を果たす分子機構が、詳細な物性評価と機構解析を通じて体系的に検討されたと報告されている。
イオンクロマトグラフィーおよびガスクロマトグラフィー質量分析の結果、AS の構成成分の 91.7％が多糖類であり、そのうち D-グルコサミン塩酸塩として定量されたキチン由来成分が 13.2％を占めることが示され、金属結合の分子的基盤が明確になったとされている。
また、胞子表面のエキヌレート（棘状）形態が多数の接触部位を提供するとともに、キチンに由来するアミド基、グルカンに由来するヒドロキシ基、タンパク質に由来するカルボキシ基といった多機能な結合部位が存在することが示唆されている。
バッチ吸着実験では、pH 2.0 条件下において最大吸着容量が 106.29 mg g⁻¹ に達し、擬二次反応速度式に従う挙動を示したことから、化学吸着が支配的であることが確認されたと筆者らは述べている。
さらに、密度汎関数理論（DFT）計算により、キチンが 2.47 eV の結合エネルギーで強固に Cr(VI) と相互作用することが示され、配位結合を介した高い親和性が裏付けられたと報告されている。
加えて、Fukui 関数解析から、反応性の高い部位がアミノ基およびヒドロキシ基に局在することが精密に特定されたとしている。
これらの実験的および理論的知見を総合し、筆者らは、① pH 依存的な静電相互作用による初期接触、② キチンを介した Cr(VI) から毒性の低い Cr(III) への還元、③ 配位錯体形成による安定的固定化、という三段階からなるキチン主導型の分子機構を提案している。
このような機構理解は、キチンを基盤とした機能性材料の設計や、持続可能な重金属汚染修復技術の高度化に向けた理論的指針を与えるものと位置づけられている。
