【論文】肺高血圧症に対するフアイア抽出物のHif1α・NF-κB抑制とNrf2活性化による血管リモデリング軽減効果

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【低酸素およびモノクロタリン誘発モデルにおける肺血管リモデリングの抑制効果】

Ye氏ら（2025）の研究チームがJournal of the American Heart Association (JAHA)で発表した検証によると、慢性低酸素によって誘発された肺高血圧症マウスにおいて、フアイア抽出物（Huaier）を14日間経口投与した結果、上昇した右室収縮期圧（RVSP）および右室肥大指数（Fulton指数）が有意に低下した（P < 0.01またはP < 0.001）。

組織病理学的解析において、肺小動脈の中膜厚比および完全筋性化血管の割合が、フアイア投与群で有意に減少していることが確認された（P < 0.001）。

肺動脈壁におけるPCNA陽性（増殖性）細胞数も有意に減少し、TUNEL陽性およびCleaved Caspase-3陽性（アポトーシス）細胞数は有意に増加した（P < 0.01またはP < 0.001）。

また、より重篤な病態を示すモノクロタリン誘発性肺高血圧症ラットモデルにおいても、フアイアの投与（4.5 g/kg/日）により、RVSPおよび右室肥大が著明に改善した（P < 0.001）。

心エコー指標である肺動脈加速時間/駆出時間比（PAT/PET）も有意に上昇し、心機能の改善が示された（P < 0.001）。

さらに、モノクロタリン単独群では2頭が死亡（生存率75%）したのに対し、フアイア投与群では死亡例がなく（生存率100%）、生存率の向上が示唆された。

主要臓器の組織学的検査において毒性所見は認められず、血清AST、ALT、クレアチニン値に有意な変動はなかった。

【肺動脈平滑筋細胞の増殖、遊走、および表現型転換の抑制作用】

in vitro実験において、PDGF-BBで刺激したラット肺動脈平滑筋細胞に対するフアイアのIC50値は7.559 mg/mLと算出された。

フアイア（1, 2, 4, 6 mg/mL）の添加は、PDGF-BB刺激による細胞増殖（EdU陽性率）および細胞遊走（Wound healing）を濃度依存的に有意に抑制した（P < 0.05, P < 0.01, P < 0.001）。

細胞周期解析では、フアイアが細胞周期をG2/M期で停止させることが示された。

また、Annexin V陽性率の測定により、フアイアが肺動脈平滑筋細胞のアポトーシスを濃度依存的に有意に増加させることが明らかになった（P < 0.001）。

ウエスタンブロット解析では、増殖マーカーであるPcnaおよびCcnd1の発現が低下し、細胞周期抑制因子であるP27の発現が回復した。

 

【Hif1αシグナル経路の阻害による異常な解糖系の抑制】

トランスクリプトーム解析（RNA-seq）の結果、フアイア投与群ではHif1αシグナル経路および解糖系に関連する遺伝子群が著しくダウンレギュレートされていることが判明した。

解糖系の最終産物であり、細胞増殖のエネルギー源となるL-乳酸の蓄積は、フアイア（1, 4 mg/mL）の添加によって有意に減少した（P < 0.001）。

さらに、Hif1αおよび主要な解糖系酵素であるPgk1、Hk2、Pfkfb3のタンパク質およびmRNA発現量が、フアイアの処理によって有意に抑制された（P < 0.001）。

分子ドッキングシミュレーションにより、フアイアの主要な活性成分であるルチン、ケンフェロール、グルクロン酸、ゲニステインが、Hif1αに対して強い結合親和性（結合エネルギー < 0 kcal/mol）を持つことが示された。

 

【Nrf2シグナル経路の活性化による酸化ストレスの緩和とミトコンドリア保護】

フアイアは、Nrf2の抑制因子であるKeap1の発現を減少させ、Nrf2の核内移行を促進するとともに、下流の抗酸化因子であるHmox1およびGpx4の発現を有意に増強した（P < 0.001）。

これにより、PDGF-BB刺激によって過剰に生成された活性酸素種（ROS）が有意に抑制された。

生化学的測定において、フアイアは抗酸化酵素であるSODおよびGSH-Pxの活性、ならびにGSHレベルを有意に上昇させ、脂質過酸化産物であるマロンジアルデヒド（MDA）を有意に減少させた（P < 0.001）。

分子ドッキングにおいて、フアイアの主要活性成分（ルチン、ケンフェロール、グルクロン酸、ゲニステイン）はNrf2に対して強い結合親和性（それぞれ -7.8, -6.4, -5.0, -6.3 kcal/mol）を示した。

ミトコンドリアのイメージング解析では、フアイア処理によってミトコンドリアのネットワーク構造が保護され、機能維持に寄与していることが示された。

 

【NF-κBシグナル経路の抑制による炎症反応の減衰】

RNA-seqおよび経路解析において、フアイアはNF-κBシグナル経路を強力に抑制することが示された。

ウエスタンブロット解析により、PDGF-BB刺激によるp65のリン酸化および核内移行が、フアイア処理によって有意に阻害されることが確認された（P < 0.001）。

このシグナル抑制に伴い、炎症性サイトカインおよびケモカイン（IL-1α、IL-1β、IL-6、TNF-α、Ccl2、Ccl5、Ccl7）のmRNA発現量が著明に減少した（P < 0.001）。

分子ドッキングにおいても、フアイアの活性成分がNF-κBの標的タンパク質に対して高い結合親和性（結合エネルギー < -5 kcal/mol）を示すことが確認された。

 

【DNA損傷の軽減とアポトーシスの正常化】

肺高血圧症における平滑筋細胞のアポトーシス抵抗性は、DNA損傷応答の異常と関連している。

フアイア処理は、PDGF-BB刺激によって上昇したγ-H2axの発現およびpRPA32/RPA32比を有意に低下させた。

コメットアッセイ（Comet assay）においても、フアイアはDNAのテール長を有意に短縮させ、DNA損傷を軽減させることが示された。

これらの抗炎症、抗酸化、およびDNA保護作用が総合的に寄与し、異常増殖する平滑筋細胞のアポトーシス感受性を正常化させると考えられる。

 

 

【臨床現場での活かし方】

犬や猫の臨床において、肺高血圧症は予後不良な進行性疾患であり、特に慢性呼吸器疾患（第3群）や左心系心疾患（第2群）に伴う二次病態として遭遇することが多い。

現在の獣医療における治療はシルデナフィルなどの血管拡張薬が主体であるが、これらは血管を一時的に拡張させる対症療法に過ぎず、進行する肺血管リモデリングを根本的に逆転させることは困難である。

Ye氏ら（2025）が示したフアイアによる多標的作用は、肺動脈平滑筋細胞の異常増殖を直接抑制し、血管の器質的変化を防ぐ補助療法（アジュバント療法）として、臨床現場での新しい選択肢となる可能性を示唆している。

 

【既存治療との比較】

従来の単一標的薬は、生体の代償機構により効果が減弱しやすいという弱点がある。

これに対し、生理活性成分であるフアイアは、Hif1α（代謝抑制）、NF-κB（抗炎症）、Nrf2（抗酸化）という3つの主要な病態経路に同時に作用するマルチターゲット特性を持っている。

この多面的なアプローチは、単一経路の阻害だけでは制御困難な、慢性的な低酸素や炎症が駆動する難治性の肺血管リモデリングに対して、既存の血管拡張薬よりも持続的かつ根本的な治療効果を発揮する可能性が考えられる。

 

【研究の限界（Limitation）と批判的吟味】

本研究は齧歯類モデルおよび培養細胞を用いた基礎研究であり、犬や猫における臨床効果や安全性が直接立証されたわけではない。

また、フアイアは多成分からなる抽出物であるため、特定の単一活性成分のみが効果を発揮しているのか、あるいは成分間の相乗効果によるものなのかという詳細な薬物動態は未解明である。

さらに、猫はフラボノイドなどの植物由来成分に対する代謝能（グルクロン酸抱合能）が著しく低いため、犬やラットと同様の用量を安全に適用できるかについては、種差の壁を考慮し、慎重に検証する必要がある。

 

• 肺血管リモデリング：肺高血圧症の進行に伴い、肺動脈の中膜平滑筋細胞の異常増殖や内膜の肥厚が生じ、血管腔が狭窄して血管抵抗が上昇する病理学的変化のことである。
• Hif1α（低酸素誘導因子1α）：低酸素環境下で安定化し、解糖系酵素の発現を促進することで細胞の代謝を酸素呼吸から解糖系へとシフトさせる転写因子である。。
• Nrf2：細胞内の酸化ストレスを感知して核内に移行し、抗酸化酵素や解毒酵素の遺伝子発現を総合的に活性化する重要な転写因子である。
• NF-κB：炎症性サイトカインやケモカインの発現を誘導し、細胞の生存や増殖、免疫反応を制御する代表的な転写因子である。

 

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