クルクミンナノ粒子は神経変性疾患の治療に有望

ジャーナルに掲載されたレビュー記事では食品イタリアの研究者らは、神経変性疾患におけるクルクミンおよびクルクミン含有ナノ粒子の神経保護作用を明らかにした。

レビュー：神経変性疾患におけるクルクミンの神経保護効果画像クレジット: Anicka S / Shutterstock

背景

クルクミンはウコンの根茎に含まれる疎水性ポリフェノールです。この化合物は、抗炎症、抗酸化、抗増殖、抗癌、免疫調節、抗菌、抗糖尿病、神経保護などのさまざまな生物学的特性を示します。

これらの薬理特性により、クルクミンはパーキンソン病 (PD)、アルツハイマー病 (AD)、ハンチントン病 (HD)、多発性硬化症 (MS)、筋萎縮性側索硬化症 (ALS)、プリオン病などの神経変性疾患の治療薬として有望視されています。

クルクミンは、核因子赤血球2関連因子2（Nrf2）、セリン/スレオニンキナーゼAKT、転写因子核因子κB（NF-κB）など、神経変性疾患の発症に関連するさまざまなシグナル伝達経路を調節することがわかっています。

しかし、クルクミンの臨床応用には、水溶性の低さ、安定性の悪さ、代謝の速さ、吸収速度の遅さ、バイオアベイラビリティの低さ、血液脳関門を通過する能力の低さなどの特定の要因が制限されています。

これらの欠点を克服するために、細胞膜と細胞外小胞で調製されたクルクミンを充填した生体模倣ナノ医薬品が開発されました。クルクミンを充填した多孔質ポリ（乳酸-グリコール酸）（PLGA）ナノ粒子が開発され、赤血球膜による表面修飾が行われ、薬剤の放出が増加しました。

マウスの悪性神経膠腫を治療するために、血液脳関門を通過して脳内での薬物送達を促進する能力を高めるために、クルクミンを充填したエクソソームが開発されました。

リポソーム、ミセル、デンドリマー、キューボソームナノ粒子、ポリマーナノ粒子、固体脂質ナノ粒子などのいくつかのナノキャリアが、脳へのクルクミン送達を高めるために使用されています。化学プロセスを使用して、脳固有のリガンドでナノ粒子の表面を機能化し、副作用を最小限に抑えながら脳へのクルクミンの標的送達を可能にしています。

PDにおけるクルクミンナノ粒子

PD は、黒質のドーパミン作動性ニューロンの喪失により発症します。PD の主な特徴は、脳内のドーパミン欠乏と α-シヌクレイン凝集の形成です。

PD は、従来、ドーパミンプロドラッグ、ドーパミン作動薬、モノアミン酸化酵素 B 型 (MAO-B) 阻害剤、β 遮断薬、アダマンチンで治療されます。しかし、これらの薬剤を長期間使用すると、有害な副作用が生じることが分かっています。

クルクミンナノ製剤は、PD の有望な補助療法として注目されています。アルギン酸クルクミンナノ製剤、ラクトフェリンナノ粒子クルクミン、クルクミンと魚油を配合したスポンゴソームとキュボソームナノ粒子、ウシ血清アルブミンベースのナノクルクミン製剤、クルクミンとピペリンを配合したグリセリルモノオレエート (GMO) ナノ粒子など、さまざまなナノ製剤が、PD の動物モデルにおいて酸化ストレス、脳細胞死、タンパク質凝集を軽減することがわかっています。

アルツハイマー病におけるクルクミンナノ粒子

AD は、脳の神経原線維変化における誤って折り畳まれた β アミロイドタンパク質とタウタンパク質の蓄積により発生します。

ADの治療薬として、クルクミンは炎症を軽減し、神経新生を活性化し、誤って折り畳まれたタンパク質の蓄積を抑制することがわかっています。 試験管内で AD の細胞培養モデルでは、クルクミンをカプセル化した生分解性 PLGA ナノ粒子が酸化ストレスと炎症を軽減し、タンパク質の分解を促進することがわかっています。

AD のトランスジェニックマウスモデルでは、クルクミンを充填した脳標的ナノ粒子 PLGA ブロックポリエチレングリコールが空間学習と記憶を改善し、β アミロイドレベルとタウリン酸化を減少させることが判明しました。

HDにおけるクルクミンナノ粒子

HD は、ハンチントン遺伝子 (HTT) の変異によって引き起こされる常染色体優性遺伝疾患です。この疾患は、脳内の神経細胞の進行性の喪失を特徴とし、運動障害、認知障害、精神症状を引き起こします。

HD のラットモデルでは、クルクミンをカプセル化した固体脂質ナノ粒子がミトコンドリアの活動を改善し、ミトコンドリアの腫脹、フリーラジカルの生成、脂質過酸化を減らし、酵素および非酵素抗酸化物質のレベルを高めることがわかっています。

HD のトランスジェニックマウスモデルでは、固体脂質クルクミンナノ粒子が学習記憶を改善し、樹状突起の分枝と樹状突起棘の密度を増加させることが判明しました。

ALSにおけるクルクミンナノ粒子

ALS は脊髄と脳の神経細胞が進行性に失われることで発症します。リルゾールは、AL の初期段階で患者の生存期間を延長できる唯一の既知の治療薬です。

間葉系間質細胞は、ALS 患者の脊髄における神経保護を改善し、死んだ運動ニューロンを置き換えることがわかっています。クルクミンを配合したイヌリン-D-α-トコフェロールコハク酸ミセルは、間葉系間質細胞の治療効果を高めることがわかっています。

MSにおけるクルクミンナノ粒子

MS は、脊髄と脳の神経線維のミエリン鞘を損傷する炎症性自己免疫疾患です。現在、この疾患を治す方法はありません。

クルクミンは抗酸化作用、抗炎症作用、抗増殖作用があるため、MS の治療薬として有望視されています。MS の動物モデルでは、クルクミンによる治療により、ミエリン損傷を引き起こすインターロイキン 12 (IL-12) が阻害されることがわかっています。

重合ナノクルクミン粒子とクルクミンデンドロソームナノ粒子は、MS マウスのニューロンの再髄鞘形成を誘発することがわかっています。クルクミンデンドロソームナノ粒子は、オリゴデンドロジェネシスを促進することもわかっています。

プリオン病におけるクルクミンナノ粒子

プリオンは、クロイツフェルト・ヤコブ病、クールー病、致死性家族性不眠症などのヒト疾患を引き起こすタンパク質性感染粒子です。通常のプリオンタンパク質は、感染性アイソフォームに変換され、疾患の発症を引き起こします。

クルクミンはプリオン線維の形成と、正常プリオンタンパク質の感染性アイソフォームへの変換を阻害することがわかっています。