フラバノンによる脂肪酸燃焼を介した肥満抑制作用
日本大学 薬学部 薬学科専任講師 野伏 康仁
2024年1月25日
1

肥満による影響
運動不足

食生活の欧米化

睡眠不足

肥満

生活習慣病
脂質異常症

糖尿病

高血圧

動脈硬化
致死的な心血管疾患(心筋梗塞、脳梗塞など)
肥満は医療費の増大にも繋がる

効果的な治療戦略
2

脂肪細胞の種類
White adipose tissue (WAT)

Brown adipose tissue (BAT)

白色脂肪細胞

ベージュ脂肪細胞

褐色脂肪細胞

存在部位

皮下、内臓周囲に存在

皮下に存在

肩甲骨周囲に存在

生理的役割

脂肪を蓄える

脂肪を燃やす形態学的特徴中性脂肪

ミトコンドリア
核

余剰のエネルギーが蓄えられる

ミトコンドリアエネルギーを燃やす場所

ベージュ脂肪細胞は、白色脂肪組織内に可逆的に誘導される(誘導型)3ベージュ脂肪細胞分化(Beige化)
前駆脂肪細胞
脂肪滴

エネルギー消費+サンプル+

ミトコンドリア

ベージュ脂肪細胞
白色脂肪細胞肥満の解消に向け、ベージュ脂肪細胞に特異的に誘導する成分探索が活発に行われているベージュ脂肪細胞への分化能及び形質転換能を促進させる効果が高い化合物、食品、成分などが望まれている。
4フラバノン・ フラバノン化合物は、特にみかんやグレープフルーツなどの柑橘類(果物)、野菜、漢方薬の中に含まれている植物の２次代謝産物である。

フラバノン骨格・ 植物に含有されるフラボノイドの一種であり、現在、およそ４５０種以上の化合物が天然中に幅広く存在している。

・ これまでの研究より、フラバノン化合物には抗酸化作用、抗炎症作用、抗菌作用、抗がん作用、抗ウイルス作用などの生理作用が報告されている。
5

フラバノンによる脂肪細胞分化への影響
・キク科植物やコメに含まれるサクラネチン(フラバノン)に、脂肪組織を構成する脂肪細胞の形成(脂肪細胞分化)を促進する作用が報告された(Saito et al., 2008)

・柑橘類に含まれるナリンゲニン(フラバノン)に、脂肪細胞分化を抑制する作用が報告された(Dayarathne et al., 2021)

フラバノンによる脂肪細胞分化に対する作用には、まだ不明確な点が多い6フラバノン骨格誘導体
我々は、フッ化物イオン触媒を用いたフラバノンの効率的な化学的合成法を確立した (Miura et al., Tetrahedron Lett. 2021)

A環とB環にAB

フラバノン骨格

様々な置換基を導入

非天然型フラバノン(2NC)

7

2NCは脂肪細胞分化に伴う脂肪の蓄積を減少させた
中性脂肪の含量

オイルレッドO染色（脂質の染色）

Lipid accumulation (%)

120

Control(DMSO)

10µM

20µM
2NC

1008060**

10 mM

20 mM

40200Control2NC

脂肪細胞への分化を抑制

前駆脂肪細胞

白色脂肪細胞82NCは脂肪細胞分化マーカーの発現量を増加させた
Control2NC

2000
1500
1000
5000
Preadipo
cytes

day2

day4

day6Adipocyte differentiation

600*

4002000Preadipo
cytes

day2

day4

day6Adipocyte differentiation

Relative mRNA expression*2500

C/ebpaaP2
Relative mRNA expression

Relative mRNA expression

Pparg2*40200Preadipocytes

day2

day4

day6Adipocyte differentiation

2NCは脂肪細胞分化を抑制してはいない
92NCはBeige化マーカーの発現量を増加させた(分化)1208040

day2

day4

day6

Adipocyte differentiation

350
300
250
200
150
100500**Preadipo day2
day4
day6cytes
Adipocyte differentiation

Relative mRNA expression*1600
Preadipocytes

Pgc1aElovl3

Ucp1
Relative mRNA expression

Relative mRNA expression

Control2NC80604020**0Preadipo day2
day4
day6cytes
Adipocyte differentiation

前駆脂肪細胞からベージュ脂肪細胞への分化が促進された
10

前駆脂肪細胞からベージュ脂肪細胞への分化に関わる因子

Beige化
前駆脂肪細胞

ベージュ脂肪細胞PPARg

TRPPARg : ペルオキシゾーム増殖剤応答性受容体

TR :甲状腺刺激ホルモン受容体

2NCは受容体のリガンド？
11

前駆脂肪細胞からベージュ脂肪細胞への分化に関わる因子

10**
*

5040*

*

30

Fgf-9
*

Relative mRNA expression

15Elovl3
Relative mRNA expression

Relative mRNA expression

Ucp1

* *

20
100

1 2 3 4 5 6 712*

10*

8*

64201 2 3 4 5 6 7

1 2 3 4 5 6 712345672NC-〇--〇-〇Pio (PPARg ligand)--〇--〇〇

T3 (TR ligand)---〇 〇 〇12

ベージュ細胞化を促進するサイトカインFGF-9

白色脂肪細胞

前駆脂肪細胞FGF-9
白色脂肪細胞
前駆脂肪細胞
ベージュ脂肪細胞
13

2NCはFGF-9発現量を増加させた
Control2NC

Fgf-9
Relative mRNA expression

80*

60
40

*

200
Preadipocy
tes

day2

day4

day6

Adipocyte differentiation

ベージュ化誘導作用へのFGF-9の関与が認められた
14

2NCはミトコンドリア含量を増加させた

Relative mtDNA levels(Fold induction)

ミトコンドリア含量
2*
1.5

10.50

Control2NC

ミトコンドリア量の増加によるベージュ化促進作用が認められた
15白色脂肪細胞からのBeige化(形質転換)

前駆脂肪細胞

白色脂肪細胞分化

Beige化

ベージュ脂肪細胞

2NC or Pio

16*6040*

20020010043210Control 2NC Pio*0Control 2NC Pio

Relative mRNA expression

Relative mRNA expression

5*300

Control 2NC Pio

Pparg2 *Elovl34003Fgf-9

Relative mRNA expression

Ucp1

80

Relative mRNA expression

Relative mRNA expression

2NCはBeige化マーカーの発現量を増加させた
21.5

Pgc1a**

10.50Control 2NC Pio*

210

Control 2NC Pio
17

Relative mtDNA levels(Fold induction)

2NCはミトコンドリア含量を増加させた
ミトコンドリア含量
2*1.5
10.50Control2NC

白色脂肪細胞からベージュ脂肪細胞への形質転換能が示された

18マウスを用いたIn vivo実験
野生型マウスC57BL/6J雄マウス

Vehicle6週間経口投与 (2日毎)

2NC

10mg/kg19

マウスの皮下脂肪組織(sWAT) の組織重量が有意に減少した
２NC投与後のマウス体重変動

25

20

Tissue weight (g)Vehicle2NC

30

Body weight (g)マウス組織重量
Vehicle0.4

2NC

0.30.2*0.1
15678910011(weeks)

eWAT

sWAT

体重増加の抑制傾向が見られた
皮下脂肪組織重量(sWAT)において有意な減少が認められた
20

sWATにおいて多房性の脂肪細胞が多く観察された
Vehicle

2NC

eWAT

低倍率

sWAT
高倍率

BAT
脂肪組織の病理切片
21

UCP1タンパク質量及びミトコンドリア含量が有意に増加した
ミトコンドリア含量

UCP1タンパク質量Vehicle
VehicleUCP1b-ACTIN

12341234Relative mtDNA levels(Fold induction)

マウス

Vehicle2NC

2NC
2.52*1.5
10.50eWAT sWAT BAT

マウス皮下脂肪組織のベージュ化が促進していることが認められた
22

2NC誘導体
B環

A環

2NC-A22NC-A32NC-A42NC-A52NC-B4AB

2NC
2NC-B62NC-A62NC-A72NC-B7
23

2NC誘導体は脂肪細胞分化に伴う脂質の蓄積を減少させた
オイルレッドO染色（脂質の染色）

B環

A環

2NC-A22NC-A52NC-B42NC-A32NC-A62NC-B62NC-A42NC-A72NC-B7

Con

24

2NC誘導体は脂肪細胞分化マーカーの発現量を増加させた(分化)

12000

B環

Pparg2* *8000***

4000

*

0PreadipoCcytes

2NC 2NC 2NC 2NC 2NC 2NC
Pio-A2 -A3 -A4 -A5 -A6 -A7Relative mRNA expression

Relative mRNA expression

A環Pparg21500*

10005000PreadipocytesC*

aP2*1000Preadipo
Ccytes2NC 2NC 2NC 2NC 2NC 2NC
Pio-A2 -A3 -A4 -A5 -A6 -A7Adipocytes

Relative mRNA expression

Relative mRNA expression

200

* *

2NC-B42NC- B62NC- B7

Adipocytes

Adipocytes

300*

aP2800*600**

2NC- B62NC- B7400
2000Preadipocytes

C2NC-B4Adipocytes

25

2NC誘導体はBeige化マーカーの発現量を増加させた(分化)B環

Ucp1* * *6*420Preadipo
2NC 2NC 2NC 2NC 2NC 2NCPioCcytes-A2 -A3 -A4 -A5 -A6 -A7Relative mRNA expression

Relative mRNA expression

A環

Ucp16*4*

20Preadipocytes

C*** **
2NC 2NC 2NC 2NC 2NC 2NC
Pio-A2 -A3 -A4 -A5 -A6 -A7Adipocytes

Relative mRNA expression

Relative mRNA expression

Fgf-9

Preadipo
Ccytes2NC- B62NC- B7

Adipocytes

Adipocytes

864202NC-B4Fgf-94**

20PreadipocytesC2NC-B42NC- B6Adipocytes

2NC- B726

2NC-A誘導体はミトコンドリア含量を増加させた(分化)

1.5B環
**

10.50Control2NC-A22NC-A4

Relative mtDNA levels(Fold induction)

Relative mtDNA levels(Fold induction)

A環

1.51*

0.50Control 2NC-B42NC-B62NC-B7

・2NC-A2及びA4はUCP1遺伝子の発現増加作用とともに、ミトコンドリア量の調節にも関与していることが示された。
・2NC-B誘導体はUCP1遺伝子の発現増加作用を示したが、ミトコンドリア量の調節作用には影響が少ない化合物であった。

27

Relative mRNA expression

2NC誘導体はBeige化マーカーの発現量を増加させた(形質転換)
80Ucp1B環
80 Ucp1*40*20*40**20015*60600Day10 C
Adipocytes

Relative mRNA expression

A環Fgf-9

2NC 2NC 2NC Pio-A2 -A3 -A4day18*

10Day10Adipocytes

20C 2NC 2NC 2NC Pio-B4 -B6 -B7day18Fgf-9*

15105500
Day10 C
Adipocytes

2NC 2NC 2NC Pio-A2 -A3 -A4
day18

Day10 C
Adipocytes

2NC 2NC 2NC Pio-B4 -B6 -B7day1828

Relative mtDNA levels(Fold induction)

2NC-B7はミトコンドリア含量を増加させた(形質転換)
2*
*

1.5
10.50C

2NC-A22NC-A32NC-A42NC-B42NC-B62NC-B7

Pio

2NC-B7には、形質転換促進作用が認められた
29

結果の総括

2NC

培養細胞を用いたIn vitro実験ならびにマウスを用いたIn vivo実験より、ベージュ脂肪細胞への分化促進作用と形質転換促進作用が認められた
さらに置換基の導入
A環側： ベージュ脂肪細胞への分化能を亢進させ、B環側： 形質転換能を亢進させるユニークな特性が認められた
30

従来技術とその問題点
これまでの抗肥満薬として、摂食抑制や脂肪吸収阻害などを標的としたもの
新たに褐色脂肪細胞様のエネルギー消費機構を備えるベージュ脂肪細胞が注目
ベージュ脂肪細胞への分化及び形質転換に関わる因子
bアドレナリン刺激や核内受容体PPARgの活性化などを介した制御機構
しかしながら心血管系の副作用が強く、肥満関連疾患への応用が困難になっている
31

新技術の特徴・従来技術との比較
2NC及び2NC誘導体は、白色脂肪組織におけるベージュ脂肪細胞化の誘導によって脂肪燃焼を促進させて抗肥満作用を示す

摂食抑制や脂肪吸収阻害などを標的とした治療薬とは作用機序が異なる

フラバノンは中枢組織や肝臓よりも脂肪組織により分布しやすいことから、他の組織への作用を軽減し、低濃度でより効果的な作用が期待できる肥満に伴う脂肪組織の代謝異常の改善に基づく肥満治療薬の開発に繋がる
32

想定される用途
・ 本化合物2NCは、余剰なエネルギーを蓄えた脂肪細胞を脂肪を燃焼する細胞に形質転換させる効果を有していることから、肥満治療薬になり得る
・2NCは脂肪を蓄積する細胞に分化する前駆細胞を、脂肪を燃焼する細胞に分化誘導させられることから、肥満予防薬あるいはサプリメントとして期待できる
33

実用化に向けた課題
2NCを投与したマウスの皮下脂肪組織(sWAT)において、・ 組織重量の有意な減少が認められた・ 多房性の脂肪細胞が多く観察された・ UCP1タンパク質量及びミトコンドリア含量が有意に増加した

ベージュ化が促進していることが認められた
しかしながら

2NC及びその誘導体の代謝や毒性については未解決である
長期投与による安全性について不明
さらにヒトに対する効果については行えていない34

企業への期待・ 化合物2NCは、脂肪を燃焼させるベージュ脂肪細胞分化を促進させることを示したが、病態モデルマウスへの投与、毒性試験、代謝及び薬物動態に関する知見が不足している。
・ 肥満関連疾患のモデル動物に対する本化合物の効果及び毒性、薬物動態などを共同研究していただける企業を募集しております。
35

本技術に関する知的財産権•発明の名称 ：肥満を治療又は予防するための医薬組成物•出願番号：2023-094357•出願人：学校法人日本大学•発明者：三浦 基文、和田 平、野伏 康仁

ご清聴ありがとうございました
36

お問い合わせ先
日本大学産官学連携知財センター
TEL： 03-5275-8139
FAX： 03-5275-8328
e-mail：nubic＠nihon-u.ac.jp37