心不全は、多くの罹患者の日常管理と生活の質に大きく影響する公衆衛生問題である2。 慢性心不全における大うつ病と、心不全死亡率におけるその役割の増大は、さらなる問題である3. マジックマッシュルームは古今東西、心の癒しに用いられ、QOLを向上させることが知られていますが、心不全などの循環器疾患における安全性は知られていません。 本研究では、マジックマッシュルームPanaeolus cyanescensとPsilocybe cubensisの熱水および冷水抽出物が、ラットH9C2心筋細胞においてin vitroで肥大変化を引き起こす主要な生理的誘導物質であるET-1に及ぼす影響について初めて調べ、安全性や抽出物がこれらの作用を増長させるかどうかを評価した。 本研究で使用した in vitro H9C2 心筋芽細胞プロトコルモデルは、心血管医学の創薬に有用な生理的反応を示す能力が確立され証明されていることに基づいて選択された17。 本研究の結果、ET-1による処理は、非誘導のNO-ET1細胞と比較して、刺激細胞の細胞測定サイズ、BNPレベルを有意に増加させ、細胞生存率で示されるようにミトコンドリア活性を有意に減少させることが実証された。 これらの効果は、ET-1による細胞肥大を示した先行研究18と一致した。
P. cubensisとPan cyanescensの水抽出物は、ETA受容体を選択的に遮断しET-1のプロ肥大特性を阻害する陽性対照であるアンブリセンタンと同様に処理細胞のET-1による細胞サイズ測定を有意に減少させた。 また、4種の水抽出物は、心不全のホールマークペプチドの1つであるBNPのET-1誘発濃度を有意に減少させた。 その結果、4つの抽出物は、使用した濃度において、ET-1によって誘導された肥大の2つの主要な指標（細胞の大きさとBNPレベル）を有意に逆転させた。 さらに、2つのマジックマッシュルームの4つの水抽出物は、ポジティブコントロールであるアンブリセンタンと同様に、用量依存的にET-1誘導細胞の細胞生存率を増加させることによって、細胞のミトコンドリア活性も改善しました。 さらに、P. cubensisの2つの抽出物とPan cyanescens mushroomの熱水抽出物は、ET-1誘導対照細胞と比較して、処理細胞中のTNF-α濃度を減少させ、Pan cyanescensの冷水は有意ではないがわずかに増加させた。 TNF-αは、心機能障害を促進し、心不全の一因となることが知られている重要な炎症性サイトカインである19。 3923>
多くの研究により、活性酸素は、心不全などの心血管疾患の進行において、酸化ストレスを誘発し、その結果、細胞および組織の傷害につながることで非常に重要な役割を果たすことが立証されている20。 スーパーオキシドやヒドロキシルラジカルは、人体に有害な障害を引き起こす最も顕著な活性酸素の一つである21。 我々の研究では、2時間のET-1刺激後、1時間の処理で活性酸素レベル、特にスーパーオキシドおよびヒドロキシルラジカルを測定した。その結果、ET-1誘導対照細胞と比較すると、4種のヒラタケ抽出物は、ポジティブコントロールと同じようにET-1誘導活性酸素レベルを有意に逆転させることが示された。 さらに、1時間の処理後、細胞の生存率が増加し続ける細胞増殖率（図4）の正の増加から、抽出物によって観察された活性酸素の減少は、毒性によるものではないと考えられます。 しかし、NO-ET-1細胞との比較において、2つのキノコの水抽出物間の細胞増殖率解析の違いを認識することは非常に興味深いことであった。 P. cubensis抽出物を1時間処理した細胞は、陽性対照であるアンブリセンタンおよびNO-ET1細胞に近い速度で成長を続けたが、Pan cyanescens水抽出物は、ET-1誘導対照細胞で観察された速度よりさらに遅い細胞成長率の減少につながった。 このことから、Pan cyanescens水抽出物は活性酸素を減少させるが、細胞増殖速度を低下させる他の化合物も含んでいることが示された。 しかし、Pan cyanescens mushroomは、psilocybin、psilocin、baeocystinなどの一般にマジックマッシュルームに含まれることが知られている化合物に加えて、非常に高いレベルの尿素を有するという特徴があることが知られている22。 また、尿素は細胞周期の遅延を誘導し、対数増殖期の細胞の増加速度を遅くすることを促進することが知られている23。 このことが、Pan cyanescens水抽出物処理により、他の試料と比較して、このような細胞増殖速度の低下が観察された理由であると考えられる。 しかし、Pan cyanescenceの2つの水抽出物の成長率には、12時間から改善が見られ、48時間処理までに冷水が最も高い成長率を示した。 さらに、細胞傷害に対する抽出物の安全性を調べるために、TNF-αで誘導された心筋細胞は、正常な非誘導細胞と比較して、誘導細胞の生存率が80％以下に低下することで示される有意な細胞死を刺激することが示された。 2つのマジックマッシュルームの4つの抽出物は、TNF-α-誘導の細胞傷害と細胞死を逆転させた。これは、ポジティブコントロールのケルセチンと同様に、処理細胞の細胞生存率を用量依存的に増加させることで示される。 この効果は、心筋細胞の損傷に対するキノコ抽出物の保護効果を示し、病的な肥大状態において有益であることが示された。
さらに、パンシアブラタケ冷水抽出物は、48 時間後の ET-1 刺激細胞における TNF-α 濃度の生産を阻害しなかったものの、図 3 に示すように、研究で使用した濃度では、ポジティブコントロールおよび非誘発細胞よりもさらに高い細胞生存率を増加させて ET-1 誘発細胞死から保護したことも興味深い観察結果でした。 この効果は、上記のTNF-α誘導細胞傷害に対する冷水抽出物の保護効果と相まって、抽出物が、おそらく細胞死抑制因子の発現を活性化または促進することにより、誘導心筋細胞アポトーシスカスケードをブロックする化合物を有する可能性を示している。 心臓におけるTNF-αのアポトーシス効果は、その受容体の種類に依存し、受容体TNFR1 (tumor necrosis factor receptor1) を通じて心筋毒性効果を示すことが研究によって示されている24,25。 TNF-αは、その受容体TNFR1に結合した後、スフィンゴミエリンのシグナル伝達経路を活性化し、細胞内シグナル分子であるスフィンゴシンを生成することにより心筋細胞のアポトーシスを促進させることができる25。
スフィンゴシンは心筋細胞のアポトーシス誘導物質として知られており、他の細胞種と同様に細胞死抑制因子であるBcl-2 (B Cell Lymphoma-2) ファミリータンパク質の発現を低下させることによってその効果を誘導しています25。 さらに、スフィンゴシンは、アポトーシスによる細胞死から細胞を保護することが知られているプロテインキナーゼC (PKC) の強力な阻害剤でもある。従って、スフィンゴシンは、Blc-2のリン酸化レベルを変えることにより、PKC阻害を通じてアポトーシスを促進する可能性がある25。 さらに、β-アドレナリン受容体1遮断薬（β1-ブロッカー）が、Bcl-2のスイッチング反応の生存範囲を拡大することにより、心筋細胞の細胞死に対する抵抗性を高めることも多くの研究により見出されている26。 βアドレナリン受容体1は、心筋細胞のcyclic 3′,5′-adenosine monophosphate (cAMP) 依存性シグナル経路を介して細胞死シグナルを伝達することが知られているβアドレナリン受容体の1つで、心不全の病態生理に関連した心収縮力の低下をもたらすと考えられる26。 我々は、Pan cyanescens と P. cubensis の水抽出物が、Blc-2タンパク質の過剰発現やリン酸化を促進または活性化し、それによって処理細胞の誘発性アポトーシスを抑制し、ミトコンドリア膜の完全性を維持する能力を持つ可能性があることを提案する。 さらに、Pan cyanescens mushroomの冷水抽出物では、この化合物／sがより顕著になる可能性がある。 cubensisとPan cyanescensの熱水抽出物のET誘発TNF-αレベルに対する抑制効果は、これらの抽出物がTNF-αを含む多くの炎症性サイトカインの発現やアポトーシスに関連する遺伝子を制御する転写因子である核因子（NF）-κBシグナルに対しても活性を持っている可能性も示唆された27。 研究によると、炎症に関連したNF-κBシグナルとそのアポトーシスとの相関が、心不全の発症における基本的なメカニズムであることが提唱されています28。 さらに、酸化ストレスは、NF-κBを活性化し、Bax、Fas、Fasリガンドなどの多くのプロアポトーシス遺伝子の転写を開始し、心筋細胞のアポトーシスを誘導し、心不全状態をさらに促進する可能性がある29. 従って、in vitro および in vivo での作用機序に関するさらなる研究が望まれる。 さらに、これまでの研究において、Pan cyanescens と P. cubensis の両キノコには、外来生物の細胞に対する毒性を含む生物活性が知られているアルカロイドなどのマイコケミカル化合物が存在することが確認されている22,30。 フリーラジカルを中和する強力な抗酸化物質として知られるサポニンや、抗酸化、抗炎症、抗発癌活性を持つフラボノイド22,30。 最後に、心臓疾患に対して使用されることが報告されている活性酸素消去作用に関連した抗酸化特性を持つタンニンも、2つのキノコから検出されました22,30。 これらの化合物の存在も、本研究におけるPan cyanescensとP. cubensisの水抽出物が示した保護作用に関与している可能性があります。 本研究はまた、一般的に、心保護効果は冷水抽出物と比較して2つのキノコの熱水抽出物でより顕著であることを示し、お茶と一緒にキノコを摂取するキノコのユーザーでより有益であることを示唆した。 その結果、P. cubensisとPan cyanescensの水抽出物は、肥大の2つの指標である細胞サイズとBNPレベルを有意に反転させ、細胞の生存率を増加させることが示された。 また、P. cubensisの2つの水抽出物とPan cyanescens mushroomの熱水抽出物は、病的肥大と心不全の進行に関与する炎症性サイトカインであるET-1誘発TNF-αを有意に減少させた。 また、4つの抽出物はET-1誘発の細胞内活性酸素レベルを有意に抑制し、これらの条件下での安全性の可能性を示した。 さらに、これらの抽出物は、調査した濃度において、TNF-αによる細胞傷害および細胞死に対する保護特性を示した。
最後に、本研究は、Panaeolus cyanescensおよびPsilocybe cubensisの水抽出物が、ET-1による肥大の変化を増加しない代わりに、2つのきのこは心保護潜在特性を持ち、調査濃度においてTNF-αによる細胞傷害および死に対する緩和を示すことを提案した。 本研究は、ET-1が病的な肥大化の原因となる心不全状態におけるPanaeolus cyanescensとPsilocybe cubensisの安全性と潜在的な有益性を初めて示したものである。 しかし、高濃度での使用には注意が必要である。 作用の基礎となるメカニズムを確立するために、さらなる調査が必要である
。