特集 Ⅱ Part.Ⅱ 作用メカニズムの最新知見

五苓散のアクアポリンを介した水分代謝調節メカニズム
最近，脳浮腫や慢性硬膜下血腫などに対する五苓散の臨床効果がたいへん注目されている．五苓散は漢方の古典（傷寒論，金匱要略）に記載されている方剤で，体内の水分代謝異常を調整し，浮腫状態では利尿作用，脱水状態では抗利尿作用を発揮する利水薬として古くから用いられてきた．これまで，その薬理作用は十分解明されていなかったが，近年，五苓散がアクアポリン（水チャネル）の阻害作用を有することが明らかとなった．ここでは，その作用を発見された礒濱洋一郎先生に，アクアポリンを介した五苓散の作用メカニズムについて解説していただいた．

礒濱 洋一郎
熊本大学大学院生命科学研究部 薬物活性学分野 准教授

体内の水の移動を支えている

各AQPの欠損マウスが作製されてそを減少させることが報告されている

アクアポリン（AQP）の表現型の解析が進んでおり，腎臓ほか，マウスを用いた実験では，フロに存在するAQP1，2および3の欠損

セミドは絶水状態でも浮腫状態でもヒトは１日に2Lもの水を体外に放で尿量の著明な増加が生じること

どちらも尿量が増えるのに対し，五出しており，それを食物や飲料によや，脳に豊富なAQP4の欠損で脳浮苓散は浮腫状態でのみ尿量が増えって補っていますが，体内での水の腫の形成が抑制されること，外分泌ることが示されています．

動きは見かけ以上にダイナミックで，腺に存在するAQP5の欠損で唾液，腎臓の糸球体は1日に約180Lもの体汗および気道液の分泌が低下するこ液を濾過しその98％を再吸収していとなどが明らかになっているほか，ます．こうした大量の水の移動を支AQP遺伝子異常とさまざまな疾患とえているのが，水チャネルのアクアの関連が報告されています
（表1）
．

H2O

N

ポリン（AQP）
です（図1）．
AQPは，1992年，米国のAgreらによって赤血球の膜タンパク質として発見され，後にAQPと名付けられま的機序では説明できないした．その後，AQPは細菌から動植さて，五苓散は古くから利水薬と物まで生物界に広く存在しているこして用いられている漢方薬です．臨とが確認され，ほ乳類では現在まで床研究において血中の電解質濃度に13種類のアイソフォームが同定さにあまり影響することなく尿量を増やれています．

すことや，体内の水分過多の状態でAQPの体内での機能については，

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A

五苓散の効果は従来の薬理学

は尿量を増やし，脱水状態では尿量P APNN2HHOOC

アクアポリンは細胞膜にある水選択的チャネルタンパク質で，13種類のアイソフォームが全身に存在する．

図1

アクアポリンの構造（礒濱 洋一郎）

尿量増加作用の機序としては，こ胞株MLE-12細胞を用いた結果，五オリポソーム（人工的に作製した脂質れまで薬理学的には腎血圧上昇によ苓散は濃度依存的に細胞膜水透過性二重膜であるリポソームに膜タンパる糸球体濾過量の増加か，電解質のを抑制し，1.0 mg/mL以上では代表ク質を封入したもの）とAQP5を含ま再吸収阻害による原尿濃縮抑制の2的なAQP阻害剤として知られているないリポソームの水透過性を比較し通りしかありませんでした．しかし，水銀に匹敵する作用が認められましたところ，蒼朮はコントロールリポソ

五苓散の作用はそのどちらにも当てた．また，五苓散の構成生薬についームの水透過性は抑制せず，AQP5はまりません．そこでわれわれが着て同様の実験を行ったところ，蒼朮含有プロテオリポソームの水透過性目したのが，AQPです．に最も強い細胞膜水透過性抑制作用を抑制することが認められました．こがあることがわかりました．

れらの結果から，五苓散はAQPを阻害していることが確実となったわけ

ただ，細胞膜内外の水は電解質の五苓散はAQPを阻害するです．

移動に伴う浸透圧勾配によって移動することから，五苓散が電解質の移動

まず，細胞膜水透過性に対する五に影響している可能性も考えられま

苓散の作用を，Stopped-Flow分光光す．そこで，パッチクランプ法を用い度計で評価しました．これは，細胞懸てMLE-12細胞の膜電位を測定した

濁液と高浸透圧液を瞬時に混合する

ところ，五苓散および蒼朮によって膜次に，蒼朮エキスを用いて活性成と細胞は水を排出して収縮し，それ電位は変化しないことが確認されま分の探索を行ったところ，80％エタノに伴って散乱光が増加することから，した．

ールに不溶性で水に溶ける分画に強特にAQP4の阻害活性が強い活性にはマンガンが関与

散乱光の強度を経時的に測定しそのそこで，五苓散のMLE-12細胞に対い細胞膜水透過性抑制活性を認め，変化の初速度から細胞膜水透過性をする細胞膜水透過性抑制作用が，その活性は金属キレート剤である算出するという方法です．

AQP5への直接作用であるか否かをEDTAの存在下で消失することから，検討するため，AQP5を含むプロテ活性成分には2価の金属イオンであAQP5を発現するマウス肺上皮細表1アクアポリンの体内分布と機能ヒトにおける主な分布臓器

ヒトの病態（遺伝子異常による疾患）

ノックアウトマウスの主な表現型

AQP0

レンズ（眼球）

白内障

白内障

AQP1

赤血球，肺，腎，脳，眼球（角膜）
，血管内皮

腎性尿崩症

尿量増加

AQP2

腎

腎性尿崩症

尿量増加

AQP3

皮膚，腎，肺，消化管

AQP4

脳，腎，肺，消化管，骨格筋

てんかん

脳浮腫形成抑制

AQP5

唾液腺，汗腺，肺シェーグレン症候群

唾液分泌低下，汗分泌低下，気道液分泌低下

AQP6

腎

AQP7

脂肪組織，腎，睾丸

グリセリン代謝異常

グリセリン代謝異常，脂肪細胞肥大

AQP8腎，肝，膵，消化管，睾丸

AQP9

肝，白血球，脳，睾丸

AQP10

消化管

（マウスでは偽遺伝子）

AQP11

脳，肝，腎多嚢胞腎

AQP12

膵

尿量増加，皮膚乾燥，創傷治癒遅延

精巣肥大（礒濱 洋一郎）（91）187

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特集 Ⅱ Part.Ⅱ 作用メカニズムの最新知見ることが示唆されました．

を示しました．

五苓散はAQP4阻害薬

蒼朮に含まれるミネラルを分析しそこで，五苓散で同様の検討を行た結果，マンガン，コバルト，クロム，ったところ，五苓散もマンガンと同程銅が豊富に含まれていることがわか

度にAQP4発現細胞の細胞膜水透過一連の検討で最も興味深いこと

り，これらの金属の無機塩について性を阻害することが確認されましたは，五苓散がAQP4を阻害すること細胞膜水透過性を調べたところ，マ（図2）．

が明らかになったことです．

ンガンに強い抑制作用が認められま

このように，五苓散の薬理作用のこれまで唯一のAQP阻害物質としした．さらに，アフリカツメガエルの卵一部はマンガンが担っている可能性て知られていた水銀は，AQP4に対母細胞にAQP1〜5のcRNAを注入しが示唆されましたが，無機塩のマンしては阻害活性を示さないとされててこれらを発現させた細胞を用い，ガンをヒトに静注してもほんの数分でいました．なぜなら，AQPは，形態的細胞膜水透過性試験を行って各アイ血中から消失することから，本来の活にちょうど砂時計のように水分子が通ソフォームに対する作用を調べた結性成分はマンガンと塩を形成してい過するポア（孔）を有しており，その果，水銀はAQP1，2，3および5を阻害る有機酸のほうかもしれません．そ中心部に2ヵ所のNPAモチーフ（アスしたのに対して，マンガンはAQP3，4，の本体の探索については，今後の検パラギン，プロリン，アラニン）があり，5，特にAQP4に対して強い阻害作用討課題と考えています．

いくつかのAQPアイソフォームではそのNPAモチーフの近傍にあるシステイン残基に水銀が共有結合するこ

120＊p＜0.05

細 100
胞膜 80
水透 60
過性 40

が，AQP4にはこのシステイン残基がないからです．
われわれが五苓散の作用を発見＊＊するまで，AQP4の阻害活性を有す（μm/sec）

る薬剤は知られていませんでした．

200AQP非発現
コントロール

図2とで水透過性が抑制されるのです

AQP4発現
塩化マンガン
五苓散（0.1mg/mL） （0.1mg/mL）

AQP4を発現させたアフリカツメガエル卵母細胞の細胞膜水透過性に対する五苓散の作用（n=4）（礒濱 洋一郎）

AQP4阻害作用が脳浮腫抑制に関与
AQP4は，他の臓器と比較して脳に非常に多く，なかでも血液脳関門を形成している毛細血管周囲のアス

100五苓散群（1g/kg）経口投与

トロサイト足突起や，浸透圧の調節で80重要な視床下部のグリア細胞，脳室周囲などに多く発現していることか60
生存率 40（％）

ら，血液脳関門における水の透過や脳脊髄液調節に関与していると考え20られています．

コントロール群

実際，AQP4はさまざまな脳損傷や00

図320406080100 120時間（分）

急性水中毒マウスの生存率に対する五苓散の作用

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14016024h

脳疾患に伴う脳浮腫の病態に関与していることが明らかとなってきました．

（礒濱 洋一郎）

急性水中毒によって惹起されるアストロサイト足突起の腫脹がAQP4欠損
マウスでは著明に軽減され，同様に脳虚血モデルでも脳浮腫の程度ならびに神経症状が軽度であったことが報告されています．

行ってはいけない方向 への浸透圧剤，腹水や肺水腫には利尿剤

水の動きを阻止する五苓散

いわゆる物理化学的ポテンシャルになどが用いられてきました．
これらは，では，なぜAQPを阻害することによる水の移動方向をコントロールすよって浮腫が抑制されるのでしょうる薬剤です．それに対して，五苓散

また，急性水中毒による死亡率がか．体内では浸透圧や静水圧といっは水の移動効率をコントロールする

AQP4欠損マウスで著明に減少するた物理化学的ポテンシャルによって利水薬です．こう考えると，脱水状態ことも確認されています．これらの結水の移動方向が決まります．一方，でも尿量を増加させるフロセミドと，果は，AQP4の阻害薬が脳浮腫の予

AQPは細胞膜の水透過性，すなわち増加させない五苓散の違いも理解

防・治療薬となり得る可能性を示唆

移動効率を調節する役割を担っていできます．体内の水分代謝異常の治するものです．

ます．したがって，なんらかの病的状療には，こうしたふたつの標的があ

そこで，五苓散について急性水中態に陥り浸透圧バランスが崩れてしると考えてはどうでしょうか．

毒の実験を行ったところ，五苓散を与まうと，行ってはいけない方向に水漢方でいう 水毒 には，水の貯留えないコントロール群はすべて死亡しが移動し，浮腫が生じるのです．

だけではなく分泌異常も含まれます

ましたが，五苓散投与群では死亡率

この時，五苓散は，AQPを阻害すが，これもAQPが関与していることがが激減し（図3），AQP4欠損マウスと同ることで行ってはいけない方向に移明らかになってきています．東洋医学

じ結果が得られました．近年，五苓散

動している水の動きをとめ，浮腫をでは，生体は「気」「血」「水」からなるの脳浮腫に対する臨床的な有効性が抑制するのではないかと考えられまとされていますが，AQPはこれら３つ報告されていますが，その作用機序のす（図4）．の要素をつなぐ働きを担っているの1つとしてAQP4阻害作用が関与してこれまで，脳浮腫にはマンニトーいることを裏付ける結果といえます．

ル製剤やグリセロール製剤のような

●正常

●病的状態

Cl-ではないかと考えています．

●五苓散の作用

Na+細胞ATP
Na+ K+ATP
Na+

ATP
Na+K+

五苓散

水の移動方向は浸透圧（電解質バランス）によって決まる．

図4

浮腫に対する五苓散の作用（イメージ）

電解質バランスが乱れると行ってはいけな
い方向へ水が移動（浮腫形成）してしまう．

K+五苓散

AQPを阻害することで水の移動が阻止される．
（礒濱 洋一郎）（93）
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