薬用植物由来天然化合物Sennoside Aの薬理、毒性および代謝に関する研究

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34764866/

センノシドA（SA）は、主にセンナやルバーブなどの薬用植物から得られる天然のジアントロン配糖体であり、民間伝統の刺激性下剤や痩身健康食品として使用されている。SAは、下剤、抗肥満、血糖降下、肝保護、抗線維化、抗炎症、抗腫瘍、抗菌、抗真菌、抗ウイルス、抗神経変性など多くの薬理作用を有することが、多くのエビデンスから示唆されています。これらの薬理作用は、様々な疾患の治療への応用の可能性を示す基盤となっています。

しかし、SAを大量に長期使用すると、大腸メラノシスの発生や大腸がんの発がんなどの副作用があることが多くの研究により示唆されており、臨床使用は制限されています。

SAまたはその代謝物が薬理作用および毒性作用に関与しているかどうかは、まだ確定していない。本総説では，SAの薬理，毒性および代謝に関する最新の知見を，その生物学的特徴およびメカニズムに基づいてまとめた。

はじめに

センノシドは、天然アントラキノン誘導体および二量体配糖体の一種で、伝統的な生薬の下剤に用いられる薬用植物、例えば、Senna alexandrina Mill.(Senna) や Rheum Officinale Baill (Rhubarb)などの伝統的な生薬の便秘薬として用いられている薬用植物から得られる主な生理活性成分である。

このうち、センノシドAおよびB（SA、SB）は、センナの葉から初めて単離・同定され、Stoll（Stollら、1949）によりアントラキノン系に属するとされた主要な瀉下成分である。その後、同じ植物センナからセンノシドCとD（SC、SD）を含む他の2つの薬理活性センノシドが単離された（Lemliら、1981）。また、RhubarbからもSA, SB, SCが単離されている (Zwaving, 1965; Miyamoto et al., 1967; Oshio et al., 1974)。いずれのセンノシドもマウスを用いたバイオアッセイでは、構造の類似性からかほぼ同等の瀉下作用を示した(Oshio et al., 1978)。しかし、SAとSBは異なる生物学的活性を示した。例えば、SAではなくSBはインスリン抵抗性を改善し、ウイルスの逆転写酵素を抑制することができました（Choi et al, 2006; Esposito et al, 2016）。ヒト骨肉腫の細胞増殖やEntamoeba histolytica trophozoiteの増殖を抑制したのはSBであり、SAではなかった（Chen et al, 2009; Espinosa et al, 2020）。

センノシドの最も重要なファミリーメンバーとして、SAは、中国および他のアジア諸国で長い歴史にわたって日常的に使用されてきた刺激性下剤、減量用漢方薬または栄養補助食品の一種である。SAは、LogP：1.88、分子式：C42H38O20、分子式：C42H38O20のいくつかの物理化学的特性を持っています。分子式：C42H38O20、分子量：862.7、融点：200-203℃、MeOHにほとんど溶解せず、水に不溶で生物学的利用能が低い。さらに、SAは、80℃のNaHCO3溶液中で、同じ分子式で、反対側に位置する同一の置換基（H）を持つ立体異性体SBにゆっくりと異性化することができる（Sagara et al, 1987; Pubmed, 2004）。SAとSBの化学構造を図1に示す。下剤効果（Konら、2014；Caoら、2018）に加えて、SAは、抗肥満（Greenwayら、2006；Leら、2019；Weiら、2020）、血糖降下（Choiら、,2006; Le et al., 2019; Wei et al., 2020）、肝保護（Le et al., 2018; Zhu et al., 2020）、抗炎症（Chen et al., 1999; Hwang and Jeong, 2015; Kwon et al., 2016）および抗癌効果（Lee et al., 2017; Le et al., 2020）（図2；表1 ）が期待されます。このように、SAは便秘、肥満、糖尿病、脂肪肝、多くの炎症、癌など様々な病気の治療に大きな可能性を持っています。

しかし、SAの大量かつ長期的な使用は、大腸メラノーシスとその後の大腸がんを誘発する可能性があることを示唆する研究もある。

SAは消化管から吸収されにくいことから、SAそのものあるいはその代謝物がその薬理・毒性作用に関与しているかどうかは未解明である。現在、SAに関する研究は、主に含有量測定法や薬理作用に焦点が当てられており、SAの代謝や薬理・毒性機構はほとんど無視されている。また、SA の薬理・毒性・代謝に関する系統的な評価も不足している。そこで、Web of Science, Springer, ScienceDirect, Elsevierなどの世界的に著名な科学データベースから、キーワードを用いてSAに関する関連研究を収集した。本総説では、SAの薬理、毒性、代謝に関する最新の研究を紹介し、その治療の可能性と臨床応用における安全性について議論した。

薬理学

下剤の性質

慢性便秘は胃腸の健康問題として広く知られており、市販の下剤を使用することで容易に治療することができる(Jones et al., 2002)。刺激性下剤として最もポピュラーなセンノシドは、活性代謝物であるレインアンスロンに変化し、腸内で瀉下作用を発揮するようになる。ある研究では、SA（30mg/kg）が近位結腸の収縮を抑制し、その結果、管腔内容物の通過時間と水の吸収が減少し、それゆえ遠位結腸での管腔内容物の通過が促進されることが示されました。このメカニズムは、内腔のプロスタノイドレベルと関連しており、コリン作動性神経の仲介とは部分的にしか関連していなかった（Kobayashi et al, 2007）。また、SA（50 mg/kg）は大腸のアクアポリン（AQP）の発現を低下させ、結果として内腔から血液への水分輸送を阻害し、排便に導く可能性がある。その主なメカニズムは、SA由来の代謝物であるレインアントロンが大腸のマクロファージを活性化してプロスタグランジンE2（PGE2）を分泌し、それがパラクライン因子として大腸粘膜の上皮のAQP3レベルをダウンレギュレートする可能性があることでした（Kon et al.、2014年）。

膜タンパク質ファミリーであるアクアポリン（AQP）は、細胞膜上に水チャネルを形成することができ、細胞内および細胞間の水輸送を調節する重要な役割を担っています（Agre, 2006）。現在までに、哺乳類の消化管において少なくとも13種類のAQPが同定されており、胃液の分泌、水の輸送、水や小溶質の上皮からの吸収・分泌など様々な生理機能を有していた（Zhu et al.、2016）。Caoらは、有効な下剤としてよく知られているセンナとその主成分であるセンノシドは、複数のAQPをターゲットにして便秘に対する治療効果を発揮することができると報告しました。これらの結果は、センナ抽出物（SAの含有量：41.3 mg/kg）、センノシド（SAの含有量：25.52 mg/kg）、およびモノマー活性成分SA（50 mg/kg）は、複数の大腸AQPs発現を調節することにより、大腸内腔から上皮への水の移行を防ぎ、その後、抗便秘効果につながることを示しています（Caoら、2018年）。しかし、観察された結果は、センナ抽出物の処理が腎臓および肝臓に毒性を引き起こす可能性があることを示し、一方、SA媒介AQP9アップレギュレーションはセンナ抽出物媒介肝損傷を改善し得る（Cao et al.、2018年）。

抗肥満効果

肥満は、カロリーの過剰摂取と運動不足に影響される、世界的に大きな公衆衛生問題です。肥満は、高血糖、インスリン抵抗性、慢性全身性炎症などの複数の代謝障害を引き起こし、非インスリン依存性糖尿病、関節炎、癌などの一連のメタボリックシンドローム疾患を合併する可能性があります（Conway and Rene, 2004）。SAは、遠位結腸の内腔内容物の通過を促進することにより、腸からのエネルギー摂取量を減少させる可能性があることが、いくつかの報告で明らかにされています（Rumsey et al.）さらに、SAは、体重減少のための漢方薬と栄養補助食品の両方で一般的な成分であることが報告されました（Greenwayら、2006年；Kimら、2014年）。

糞便微生物叢移植（FMT）は、肥満のヒトから無菌マウスに肥満の表現型を移すことができ、腸内微生物叢が肥満および他の代謝障害の発生または発症に決定的な役割を果たすことが示唆されている（Ridauraら、2013年）。以前の研究では、SA（25、30、または50 mg/kg）が、おそらく腸内フローラを調節することによって肥満形質を緩和できることも検証された（Leら、2019年；Weiら、2020年）。本研究はまた、SA（30 mg/kg）が、体重の減少を伴うグルカゴン様ペプチド-1（GLP-1）の分泌を回復し得ることを見出した（Leら、2019）。この知見は、体重減少が食後GLP-1の増加と並行しており、体重維持中にGLP-1のさらなる上昇が起こったことを示すOttenらによる先行研究と一致した（Ottenら、2019）。

血糖降下作用について

高度に異質な代謝異常の一種として、2型糖尿病（T2DM）は、インスリン分泌の障害とインスリン抵抗性の発現を特徴とする（Kahn, 2003）。ルバーブからの抽出物（クリソファノール）は、高コレステロール血症、糖尿病性腎症、血小板凝集など複数の代謝障害を改善することが示されていた（Su et al.）一方、Rhubarbの別の有効成分であるSAは、T2DMの治療においてプラスの効果を発揮することがわかりました（Choiら、2006年、Leら、2019年、Weiら、2020年）。

α-グルコアミラーゼ α-グルコアミラーゼの阻害は、食後高血糖を減少させる血糖降下剤の治療効果に大きく起因している（Choiら、2006）。Choiらは、ルバーブの抽出物がストレプトゾトシン（STZ）で誘導した糖尿病マウスのα-グリコシラーゼの活性を抑制することにより、インスリン感受性を改善し、炭水化物の消化を遅らせ、それによってグルコース耐性を改善するかもしれないことを発見している。ルバーブ抽出物のうち、SA（100μM）はin vitroでアカルボースと同様のα-グルコアミラーゼの強力な阻害剤として作用した（Choi et al.）

細胞外シグナル制御キナーゼシグナル経路 細胞外シグナル制御キナーゼ（ERK1/2）経路は、様々な下流標的を制御することにより、細胞の増殖、発生、分化に関わる様々な生理的プロセスに関与している（Roskoski, 2012）。ERK1/2シグナル伝達経路の遮断は、インスリン刺激下のNCIH716細胞におけるGLP-1分泌を減少させることができた（Limら、2009年）。これと同様に、Maらは、SA（45mg/kg in vivoおよび100μM in vitro）が、ERK1/2経路を活性化し、PC1/3タンパク質の発現を改善することによってL細胞におけるGLP-1の分泌を刺激し、これがインスリン感受性改善の主要機構である可能性を実証している。しかし、ERK1/2の活性化機構やPC1/3への影響については、詳しく検討されていない（Ma et al.、2020b）。
グルカゴン様ペプチド 1 グルカゴン様ペプチド 1 (GLP-1) は、L 細胞における腸内ホルモンの一種で、プログルカゴン遺伝子にコードされ、栄養依存的に産生されます (Drucker, 2006)。GLP-1反応の障害は、T2DMの病態に寄与している（Vilsbøllら、2001）。以前に示されたように、結腸粘膜の構造的損傷は、高脂肪食（HFD）誘発肥満（DIO）マウスモデルにおけるGLP-1の分泌に関する減少をもたらした（Leら、2019年）。長期の高脂肪食は、アデノシン三リン酸（ATP）産生とミトコンドリア障害を誘発する可能性があります。これはまた、大腸の微生物エネルギー代謝の機能不全につながり、その後、インスリン抵抗性およびT2DMのリスクを増加させる（Le et al.、2019）。短鎖脂肪酸（SCFA）の1つとして、SAによって復元された酪酸は、ミトコンドリアにおけるATPの生成過程における活性酸素種（ROS）の減少につながり、DIOマウスの腸管上皮細胞を効果的に保護し得る（Le et al.、2019年）。また、SCFAはGタンパク質共役型受容体（GPR43またはGPR41）を刺激することで、腸管上皮細胞におけるGLP-1の分泌を促進することが報告されています（Nøhr et al.、2013）。これまでの研究から、SA（30 mg/kg）は、DIOマウスの腸内細菌叢のバランスを保護し、SCFAsレベルを改善することにより、GLP-1の分泌を刺激し、最終的にインスリン感受性を改善することができました（Le et al.、2019年）。

腸内細菌叢 腸内細菌叢は人体の重要な代謝「器官」であり、炭水化物の発酵、腸内運動の調節、微量元素の合成などの役割を担っています。腸内細菌叢の乱れは、脂肪組織の炎症と脂肪代謝の異常を引き起こし、インスリン抵抗性と糖尿病を引き起こす可能性があります（Sonnenburg and Bäckhed, 2016）。先行研究では、SA（30 mg/kg）が腸内フローラを調整することでインスリン感受性を改善することが報告されています（Le et al., 2019）。また、SA（25、50 mg/kg）は、腸内細菌叢の組成を調節することにより、db/dbマウスの血糖値を調節し、T2DMおよび肥満の形質を減衰させることが報告されている。SA投与群では、Akkermansia, Odoribacter, Mucispirillum, Turicibacter, SMB53（良い虫）のレベルが有意に増加し、Ruminococcus, Oscillospira, AF12（悪い虫）のレベルが有意に減少していることが示された。残念ながら、特定の単一微生物におけるSAの種レベルでの制御は確認されていない。SA投与マウスからの糞便微生物叢移植（FMT）およびSAの直接胃内投与は、いずれも代謝障害を是正し、有意な血糖降下作用を発揮し得る（Weiら、2020年）。一方、SAはグリコーゲン合成酵素キナーゼ3β（GSK-3β）およびプロテインキナーゼB（Akt）のリン酸化レベルを上昇させることにより、インスリン感受性を改善すると考えられる（Weiら、2020年）。
肝保護効果

肝脂肪の過剰蓄積は非アルコール性脂肪性肝疾患（NAFLD）の主な原因であり、徐々に非アルコール性脂肪肝炎（NASH）、肝線維症に進行し、最終的には肝硬変や肝細胞癌（HCC）に至る（Roeb、2021年）。SAはミトコンドリア保護作用を示し、肝脂肪症を抑制した（Leら、2018年）。同時に、SAは肝星細胞（HSC）の増殖を抑制し、肝線維症の進行を抑制することができた（Zhuら、2020）。

ミトコンドリア関連経路 ミトコンドリア機能不全は、細胞脂質の恒常性障害と肝臓での過剰なROSの生成を引き起こす可能性があるため、脂肪疾患の進行において最も早く、最も有害な事象の1つです（Einer et al.、2018）。生理的な条件下では、ミトコンドリアのCa2+流入によりクレブスサイクルが活性化され、エネルギーを生成すると同時に、細胞の活動維持に必要な少量のROSが生成されます。ミトコンドリア透過性遷移孔（mPTP）は、恒常的にミトコンドリアからのCa2+流出を制御できるため、ミトコンドリアCa2+濃度とCa2+依存性脱水素酵素の活性化を調節することができます。しかし、mPTPが常に開いていると、ミトコンドリアマトリックスカルシウムの過剰放出とミトコンドリア膜電位の低下が起こり、ミトコンドリアの膨張、ミトコンドリア外膜の破裂、ATP産生不全が生じる（Bravo-Saguaら、2017年）。

電圧依存性アニオンチャンネル-1(VDAC1)は、mPTPの構成要素として提案され、細胞のアポトーシスやエネルギー代謝を制御する重要な役割を果たしている(Shoshan-Barmatz et al., 2010)。VDAC1 をノックダウンすると、ヒト T-REx-293 細胞の増殖が著しく阻害され、ATP 産生が減少した (Abu-Hamad et al.、2006)。我々の研究は、SA（30mg/kg）がミトコンドリア/VDAC1 Pathwayを標的として肝臓ミトコンドリア構造と機能を保護することを示唆し、VDAC1阻害がHFD誘発肝脂肪症マウスにおけるSA媒介ミトコンドリア保護に寄与する可能性を示唆した（Le et al.、2018年）。具体的なメカニズムは、SAによる" エネルギー過剰 "を防ぐように、VDAC1の発現を抑制することを介してミトコンドリア呼吸鎖複合体Iの阻害に関連している可能性があり、最終的に肝臓重量が減少し、肝脂肪症が改善されました（Le et al.、2018年）。

Phosphatase and Tensin Homolog Mediated Pathway 持続的な肝損傷と創傷治癒は、肝線維症につながる悪循環を形成する（Zhou et al, 2014; Baglieri et al, 2019）。造血幹細胞が肝線維症の病態に重要な作用を発揮することはよく認識されている。したがって、造血幹細胞の活性化、増殖および機能を阻害することは、肝線維症の有望な治療法となるであろう（Omar et al.、2016）。造血幹細胞の増殖・活性化には、ホスファチジルイノシトール-3-キナーゼ（PI3K）/Aktシグナルが重要な役割を担っています。PI3K/Aktシグナルの活性化は、造血幹細胞の増殖を促進し、アポトーシスを抑制し、その結果、肝線維症の病態に寄与し得る（Zhangら、2019年）。ホスファターゼ・テンシンホモログ（PTEN）は、PI3K/Aktシグナル伝達経路の主要な負の調節因子である。以前の研究では、DNAメチルトランスフェラーゼ1（DNMT1）がPTENのプロモーター領域で過メチル化を引き起こし、PTENの発現低下とそれに続く活性化した造血幹細胞におけるPI3K/Aktシグナルの活性化をもたらすことが示されました（Bianら、2012年）。興味深いことに、Zhu らは、表面プラズモン共鳴法を用いて、SA（30 mg/kg in vivo および 10 μM in vitro）が DNMT1 と直接相互作用して造血幹細胞の DNMT1 を阻害し、その結果 PTEN の発現が回復して PI3K/Akt の活性化が抑制されることを示した。したがって、SAは肝線維症の治療のための有望な天然サプリメントとして役立つ可能性がある（Zhuら、2020）。
抗炎症作用

炎症は、多くの生理学的および病理学的プロセスの基礎であり、肥満、T2DM、心血管疾患および癌を含む様々な疾患に関与している（Medzhitov, 2008）。多くの代謝性疾患では、低悪性度の炎症が検出されており、脂肪組織の炎症の改善は、肥満におけるインスリン抵抗性と体重増加を抑制することができる（Xuら、2003; Strisselら、2007; Gregor and Hotamisligil、2011）。薬用植物からの多くの抽出物の抗炎症作用は、研究者の注目を集め、広く臨床に応用されている。いくつかの先行研究では、膵炎、胃炎、逆流性食道炎および慢性低級炎症の病態におけるSAの抗炎症作用が実証されている（Chenら、1999；Hwang and Jeong、2015；Kwonら、2016；Weiら、2020）。

細菌の移動 腸管内経路はエンドトキシンや細菌の貯蔵庫として機能する。肝硬変、重症膵炎、麻痺性イレウスなどの特定の病理条件下では、細菌またはその病原性産物が循環系に輸送され、全身合併症を引き起こすことがあります（Wiestら、2014；Liuら、2019；Taharaら、2019）。デオキシコール酸ナトリウムの腸管内注入によって誘発された急性膵炎ラットモデルにおいて、センノシド（0.1g/mlセンノシド溶液）投与は蠕動運動を回復し、粘液分泌を増加し、死亡率を減らすことができ、これはおそらくエンドトキシンおよびバクテリアの循環輸送が減少したことによる（Chen et al, 1999）。
腸管バリアの機能 腸管バリアは単層の腸管上皮細胞と細胞間隙からなり、潜在的に有害な物質の通過を遮断している（Salvo Romero et al.、2015）。腸管バリアに障害が生じると、エンドトキシンや微生物叢などの有害物質が循環系に入り込み、慢性低悪性度炎症が生じる可能性があります（Tilg et al.、2020年）。最近のいくつかの研究では、SAが腸管バリアの機能を保護する可能性が示唆されている（Maら, 2020a; Weiら, 2020）。Maらは、SA（30mg/kg）が結腸腸細胞を活性酸素の毒性から保護し、結腸バリア機能を回復させ、それによってインスリン感受性が誘発する低級慢性炎症を改善できると報告した（Ma et al.、2020a）。同様に、Weiらは、SA（25、50mg/kg）が、ZO-1およびオクルディン蛋白質レベルをアップレギュレートし、腸管バリア機能を保護することによって、組織の炎症を減少させることを示唆した（Weiら、2020）。
Toll-like Receptor 4シグナル伝達経路 Toll-like Receptor（TLR）は、パターン認識受容体（PRR）と呼ばれる受容体の一種で、病原体分子を認識して炎症反応を引き起こし、自然免疫系と適応免疫系を活性化する（Chen et al.、2018年）。その中でも、TLR4シグナルは、細菌感染に応じた炎症において重要な作用を発揮する。Weiらは、SA（25、50 mg/kg）が、TLR4シグナル伝達経路を調節することによって、IL-6、MCP-1、TNF-αなどの炎症性因子の発現を減少させることを見出した（Weiら、2020）。記載の結果は、TLR4の活性化によって広範な細胞内シグナル伝達カスケードが開始され、炎症性シグナル伝達経路の下流標的およびインスリンシグナル伝達経路との相互作用を活性化することを示した以前の研究（Koppら、2010）と一致するものであった。
核因子κB経路 現代医学の継続的な発展にもかかわらず、逆流性食道炎は依然として世界的な問題であり、患者のQOLに深刻な影響を与えている（Altomare et al.、2013）。免疫応答に関連する転写因子である核因子κB（NF-κB）は、炎症性腸疾患、自己免疫、および関節リウマチなどのいくつかの炎症性疾患において重要な役割を果たす（Mitchell and Carmody, 2018）。100、200、400 mg/kgの用量で3.14％のSAを含むRhei Rhizoma and Coptidis Rhizoma Mixture（RC-mix）は、急性逆流性食道炎モデルにおいて有意な抗酸化および抗炎症活性を発揮した。また、RC-mix（SA含有）は、IκBαのリン酸化を抑制することによりNF-κBの抑制を介して食道粘膜損傷を保護し、その結果、炎症性サイトカインおよびメディエーターの放出が減少しました（Kwon et al.、2016）。

H+/K+/-ATPaseとPGE2 慢性自己免疫性胃炎（AIG）は、胃粘膜の炎症性浸潤の増加と、胃壁細胞の破壊または消失が特徴である。胃壁細胞上のH+/K+-ATPaseは、AIG患者および実験動物モデルの両方において、主要な体液性自己抗原として同定されています（D'Eliosら、2001）。水素ポンプ阻害剤は、胃粘膜の壁側細胞に作用し、H+/K+-ATPaseの活性を低下させ、胃酸の分泌を阻害する。胃酸の分泌を適切に抑制することで、胃の病変の治癒を促進し、胃粘膜の一体性を保護することができる（Engevikら、2020年）。また、イブプロフェン、ナプロキセン、アスピリンなどの非ステロイド性抗炎症薬（NSAIDs）は、シクロオキシゲナーゼ（COX）の活性とその下流の標的であるプロスタグランジン（PG）の生成を阻害することによって胃の上皮細胞の損傷を増強することが示された（Kimmey, 1992）。PGは胃粘膜に高発現し、胃粘膜の血流維持、粘液分泌の修復、粘膜傷害治癒の促進に重要な役割を担っています（Wallace, 2008; Takeuchi, 2014）。動物モデルでは、SA（100 mg/kg）およびSB（100 mg/kg）の両方が、PGE2発現の増加およびH+/K+-ATPaseの阻害を介して、HCl EtOHで誘発された胃炎およびインドメタシンで誘発された胃潰瘍の改善を示した（Hwang and Jeong、2015）。
抗腫瘍効果

腫瘍の成長、増殖、浸潤、転移は、多くの要因によって制御されています。世界的にがんの発生が増加している中、腫瘍の発生や進行を効果的に治療・予防することができる潜在的な薬剤の開発が必要である。近年、センノシドが抗腫瘍剤として機能する可能性があることが分かってきました（Chen et al.）

スリングショットファミリータンパク質 コフィリンはアクチン調節タンパク質として知られており、コフィリンの活性化は細胞移動に必要である。コフィリンの活性化または不活性化は、残基Ser-3での脱リン酸化およびリン酸化によってそれぞれ厳密に制御されている。リン酸化コフィリン（Ser-3）はアクチンに結合しないが、脱リン酸化コフィリンはアクチンに結合し、アクチンの脱重合を促進し、ひいては細胞の移動を促す (Ghosh et al., 2004)。ホスファターゼ・スリングショット・ホモログ（SSH）は、phospho-cofilin（Ser-3）を脱リン酸化することにより、不活性なコフィリンを活性なものに変える役割を担っている（Carlier et al.、1997）。最近の研究で、SAが新規で効果的なSSHの阻害剤であることが明らかになった。SA（10 mg/kg in vivoおよび10 μM in vitro）の処理は、ホスホコフィリンの脱リン酸化をブロックし、アクチン動態を損ない、膵臓がん細胞の運動性および浸潤性を阻害し得る（Lee et al.、2017年）。

腫瘍増殖関連シグナル伝達経路 血小板由来増殖因子（PDGFs）とその受容体（PDGFR）は、がんの特徴の一つである血管新生に関与しています（Board and Jayson, 2005）。PDGFR-βの阻害剤として、SB（0.3-5μM、SAのジアステレオマー）は、PDGFによる細胞増殖を阻害し、AKT、STAT-5、ERK1/2といったPDGFシグナルの下流標的遺伝子の発現を抑制することが示されています。興味深いことに、SBと比較して、SAは、PDGF-BBによって誘導されるPDGFR-βのリン酸化を抑制する力がはるかに弱かった（Chen et al.、2009）。活性化因子タンパク質-1転写複合体（AP-1）転写因子サブユニット（c-Jun）は、いくつかの癌で過剰発現している重要な細胞周期制御因子であるサイクリンD1のトランスアクティベートを通じて、細胞周期の進行を制御する（Bakiriら、2000年）。最近の研究では、SBがヒト骨肉腫の細胞増殖および転移を阻害し、c-Junの発現およびその後のサイクリンD1の発現を阻害することによってG1細胞周期停止を誘導できることが示されました（Xuら、2018年）。
腫瘍転移関連シグナル伝達経路 最近、HCC細胞の増殖、遊走、浸潤に対するSA（10 mg/kg in vivoおよび100 μM in vitro）の抑制機能が実証されました。さらに、RNAシーケンス（RNA-seq）データから、SAの制御を受け、SAによる肝細胞増殖抑制に寄与すると考えられる9つの転移関連分化発現遺伝子（DEGs）を発見しました。腫瘍転移に関連するこれら9つのDEGのうち、ケラチン7（KRT7）とケラチン81（KRT81）がHCC転移に関連することが確認された（Leら、2020）。この結果は、KRT7とKRT 81がいくつかの種類のがんで発現量が増加し、がん転移に寄与することを示唆した先行研究と一致した（Nanashima et al.）その上、我々の研究において、いくつかの主要なKEGG濃縮経路が、腫瘍壊死因子（TNF）、血管内皮因子（VEGF）、WNTおよびNF-κBシグナル伝達経路（Leら、2020）を含むHCC転移のSAによる抑制効果に関与することが示され、これらは腫瘍転移に関連していることが報告された（Lebrecら、2015；Wangら、2018；Wangら、2018；Wangら、2019）。
腫瘍壊死の標的療法 残留腫瘍の退縮や破壊を誘導することから、近年、腫瘍壊死の標的療法が急速に発展している。SA（0.2mg/ml）は壊死組織に対する強いアビディティを有することが報告されており、心筋梗塞イメージングにおけるネクローシスアビド造影剤として非常に強力である（Wang et al.，2013）。同様に、ヨウ素131標識SA（131I-SA、1 mg/ml）およびヨウ素131標識センニジンA（131I-sennidin A、SAのアグリコン、2 mg/ml）は抗悪性腫瘍活性が期待でき、壊死誘導薬と組み合わせることで固体悪性腫瘍に対して相乗的な殺腫瘍作用が期待できます（Ji et al.2014; Yin et al.2017）．
その他の薬理作用

センノシドAは、下剤や減量用の健康食品として広く使用されてきました。近年、SAには他にも抗菌作用、抗ウイルス作用、抗アメーバ作用、抗神経変性作用などの薬理作用があることがわかってきました（Raycroft et al, 2012; Esposito et al, 2016; Espinosa et al, 2020; Gao et al, 2021）。

抗菌・抗真菌効果 SAを含むセンノシド類（100～400g/ml）が、広範囲の細菌および真菌に対して抑制効果を有することが報告されており、Salmonella typhi、Staphylococcus aureus（S.aureus）、Pseudomonas aeruginosa、Escherichia coli（大腸菌）、Streptococcus pneumoniae、Bacillus subtilis、Rhizoctonia bataticola、Fusarium moniliforme、Aspergillus niger、Aspergillus flavus、Candida albicansなど、さまざまな細菌や真菌に対して抑制効果を示した (Ram Avtar Sharma、2012).また、SAを還元剤およびキャッピング剤として室温で合成したSAキャップ銀ナノ粒子（Ag/SA NPs）は、2つの細菌株（S. aureusおよびE. coli）および2つの酵母株（Candida albicansおよびCandida parapsilosis）を著しく阻害した（Al-Ghamdi et al.、2020）。同様に、Ontongらは、センナ葉の抽出物を還元剤およびキャッピング剤としたAgNPが、微生物の形態および膜の完全性を損なうことにより、様々なグラム陽性または-陰性細菌および真菌に対して強い阻害効果を示すことを示した（Ontongら、2019年）。
抗ウイルス効果 逆転写酵素（RT）はレトロウイルスの重要な酵素の一種であり、RNAゲノムをウイルスDNA二本鎖に逆転写することによってその複製に責任を負う。したがって、逆転写酵素は抗ウイルス治療の魅力的な標的である（Esposito et al.、2012）。Espositoらは、HIV-1 RT関連DNAポリメラーゼ活性およびRibonuclease H（RNase H）活性を阻害し、結果としてHIV-1複製を減少させることができるRhubarbの化学成分としてSA（20μM）を特定することに成功しました（Espositoら, 2016）。
抗アメーバ効果 現在臨床で使用されている抗アメーバ薬（パロモマイシン、ヨードキノール、フロ酸ジロキサニド、ニトロイミダゾールなど）は耐性を生じ（Wassmannら、1999）、DNA変異を誘発し、それにより実験動物で癌につながるかもしれません（Bendeskyら、2002年）。さらに、嘔吐、吐き気、めまい、頭痛、めまい、神経細胞障害など、患者に深刻な副作用を引き起こす可能性がある（Ali and Nozaki, 2007）。エスピノスらは、SB（SAのジアステレオマー）が抗アメーバ薬の代替となる可能性を示した。SB（60, 120μM）は，アメーバ内で有毒な遊離酸素代謝物を生成し，DNA複製・修復酵素の活性を変化させるか，DNAの構造と機能を直接損傷することにより，E. histolytica栄養体の成長を阻害した．その阻害効果は、市販の抗アメーバ薬であるメトロニダゾールと同程度であった（Espinosa et al.、2020）。
抗神経変性効果 加齢や病的要因の影響により、ミスフォールドしたタンパク質からアミロイド様凝集体が形成されると、パーキンソン病、アルツハイマー病、ハンチントン病、クロイツフェルト・ヤコブ病など、いくつかの深刻な神経変性疾患に頻繁につながることがあります（Chiti and Dobson, 2017）。したがって、アミロイド線維形成の抑制は、多くの神経変性疾患の治療の鍵となります。ヒトリゾチーム（HL）をアミロイド形成モデルとして用いた先行研究において、SAおよびSC（0-20μM）は、HLの結合ポケットを介して、ファンデルワールズ力、水素結合および疎水性結合などの複数の非共有結合によって相互作用することが示された。したがって、SAとSCは、HLを安定化させることによって、HLのアミロイド線維化を抑制することができた（Gao et al, 2021）。

毒性

87% SA + SBおよび5% SA + SC + SDを含むセンノシドの安全性は、Mengsによる広範な毒性試験で評価されている (Mengs, 1988)。

変異原性試験では、in vitroの微生物および哺乳類細胞に対して、最大5000μg/ml、87%SA + SBのセンノシドが遺伝毒性を有さないことが示された(Mengs, 1988)。

生殖毒性試験では、ウサギ及びラットにセンノシド類(2-100 mg/kg)を経口投与しても胚致死及び催奇形性毒性は認められなかった。

センノシド類(2-20 mg/kg、87% SA + SB)の経口投与は、子孫の生後発育、雌動物の飼育行動及び生殖毒性に悪影響を及ぼさなかった (Mengs, 1988)。

また、センノシドは亜急性および慢性毒性試験において明らかな特異的毒性を示さなかった(Mengs, 1988)。

しかし、急性毒性試験において、センノシドの過量投与はわずかな胃腸毒性を誘発する可能性がある。過剰摂取による死亡は下痢による水分と電解質の喪失が原因である可能性がある。LD50の計算値はラット、マウスともに約5,000 mg/kgであり、マウスでLD50が5,000 mg/kg以上であることを示したMarvolaらの研究とも一致している（Mengs, 1988; Marvola et al.）

Mengsの知見と同様に、Tikkanenらによる別の研究でも、Salmonella typhimurium共培養試験において、代謝活性化の有無にかかわらず、SAに変異原性がないことが証明されている（Tikkanenら, 1983）。

本年は、33歳女性が便秘のためセンノシドA＋Bカルシウムを服用後、PGE2の上昇を伴う趾内障を発症したという臨床例が報告された。しかし、この症例では、服用中止後に尿中PGE2濃度が正常値に戻り、内反症も改善したことから、内反症はセンノシドA＋Bカルシウムによるものと考えられた（川本ら、2021）。

また、センノシド類（SA、SB）が出血性大腸炎を誘発し、投与中止後に自然退縮した2例の報告がある（Villand、1985；Ozdilら、2010）。しかしながら、Vilanova-Sanchezらは、小児におけるセンナ下剤の長期使用による他の副次的影響と同様に、センナに関連した会陰部水疱に関する情報を検討しました。その結果、副作用のリスクは低く、医師の管理下で安全に使用でき、軽度の副作用であってもセナの休薬により自己限定されると結論付けています（Vilanova-Sanchezら、2018年）。

発がんのプロセスには、細胞増殖とアポトーシスのアンバランスが関係しています。細胞周期停止とアポトーシスを誘導する重要なタンパク質であるp53の持続的な過剰発現は、大腸がんのリスク上昇につながる可能性がある（Kastanら, 1991; Chenら, 1995; Nakayama and Oshima, 2019）。 van Gorkomらは、セノサイド（2mg/kg SAおよびSB）の短期使用によって誘導されたアポトーシスがp53-p21/WAF経路を介した可能性を発見しました。単回の高用量センノシド下剤により誘発された大腸の自己修復損傷は、センノシド下剤の長期使用により、p53とp21が常に過剰発現し、大腸癌のリスク上昇につながる可能性がある（van Gorkomら、2001）。

発がんに至る最初のステップは、上皮細胞の異常な増殖活性であると考えられ、これが大腸がんのリスク上昇と関連している（Preston-Martin et al.、1990）。

豊田らは、下剤（SA含有）刺激による炎症性変化や細胞障害性変化の後に起こる再生過程が、細胞増殖を誘導すると報告しています（豊田ら, 1994）。

したがって、アントラキノン配糖体を含む下剤の乱用は、結腸癌のリスクを増加させる可能性がある (Kleibeuker et al., 1995)。奇形陰窩（ACF）は、大腸発癌の誘導と調節を評価する上で潜在的な前腫瘍性病変として認識されていた（Magnuson et al.、1993）。

センナ配糖体（SAおよびSB）は、1,2-dimehtylhydrazineで誘導されたACFの細胞増殖を促進し、各病変の平均クリプト数を増加させることが報告されている（Meretoら、1996年）。

【ここからメラノーシスの話】
便秘の治療のためにアントラキノン系下剤を長期間使用すると、大腸固有層および粘膜下層のマクロファージに非特異的な褐色色素が存在することを特徴とする大腸メラノシス（MC）を引き起こし、大腸がんのリスク上昇と関連していることが多くの研究で示されています（Biernacka-Wawrzonekら、2017年；Chengら、2020年）。
Walkerらは、合成アントラキノンのダントロンは上皮細胞のアポトーシスを誘導してアポトーシス体を生成し、それがマクロファージに貪食されリポフスチンに分解されてMCの形成に関与すると示唆した（Walker et al.，1988）。Cheng らは、ルバーブアントラキノン（SA 含有量 4.56%）を 90 日間経口投与したところ、杯細胞の減少やクリプトへの炎症細胞の浸潤など、大腸に深刻な障害が生じたことを報告している。さらに彼らは、SAではなくSA代謝物のレインが正常な結腸細胞においてオートファジーとアポトーシスを誘導し、それがMCの形成につながる可能性を示した（Cheng et al.、2020）。

一般に、センナ、センナ抽出物、センノシドの曝露とげっ歯類モデルでの腫瘍形成との関連を裏付ける確固たる証拠は今のところない。例えば、野生型およびP53+/-マウスにセンナ（0.7%SA）を飼料に添加した場合、腸の腫瘍性変化は観察されませんでした（Srh et al.、2013）。また、別の2年間の研究では、飲料水中のセンナ抽出物（35〜42％のセンノシド）の投与により、Sprague-Dawleyラットの腸の病変は誘発されなかった（Lydén-Sokolowskiら、1993）。Borrelliらによれば、Wistar系雄性ラットにセンナ抽出物（30又は60mg/kg）を週6回、110週間経口投与してもACF及び腫瘍は認められなかった（Borrelliら、2005）。従って、SAの高用量での長期使用は、腸の過形成を誘発し、MCおよびその後の大腸がんを引き起こす潜在的なリスクを高めることは未確認のままです（図3）。

メタボリズム

SAの代謝、吸収、排泄など、考えられる代謝パターンを図4に示した。図4は、吸収されないグリコシドから吸収される薬理活性アグリコンアンスロンと排泄される代謝物への一般的なスキームを示したものである。センノシドは胃の酸でも小腸のβ-グルコシダーゼでも加水分解されないので、腸管上皮細胞には吸収されない（Dreessen et al.1981; Lemli, 1988）。大腸に到達したセンノシドは、腸内細菌叢のβ-グルコシダーゼと還元酵素により、主に2つの代謝経路でラインアンスロンに変換された (Dreessen and Lemli, 1982; van Gorkom et al., 1999)。

図5に示すように、SAの代謝経路は2つ提案されている。SAは、加水分解反応によりセンニジンAを生成し、C10-10′結合を切断してラインアンスロンに変換されると考えられる。このラインアンスロンとセンニジンAは、ラットとマウスの糞便をインキュベートした後、腸内フローラを通じてSA代謝物として同定された（Kobayashi et al.）2つ目は、SAがまず加水分解を受けてレイン-9-アントロン-8-グルコシドラジカルを生成し、これが8-グルコシル-レイン-9-アントロンに変換される可能性である。最後に、8-Glucosyl-Rhein-9-anthroneは、ヒドロラーゼの作用により、Rhein-anthroneを生成する。同様に、Huangらは、SAが腸内フローラによって、sennidin A-8-O-monoglucoside, rhein anthrone, O-methyl-hydroxy-rhein anthrone, dehydroxy-rhein anthrone, rheinに代謝されることを発見しました（Huang et al., 2019）.

そして、SAの腸内代謝物であるレインアントロンが大腸で吸収され、腸肝循環を起こすことがわかった。尿および糞便中への排泄に関する研究により、ラインアンスロンは吸収後、酸化されてレインとなり、グルクロン酸または硫酸と結合して尿および糞便から排泄されることが示された。ラットにセンノシド類を経口投与したところ、尿中にレイン、センニジン、レインモノサルフェートおよびレインモノグルクロニドを検出した。また、糞中にはsennidin, rheinおよびrhein anthroneが検出された (Lemli and Lemmens, 1980)。また、Yinらは131I-SAが主に腎臓から排泄されることを確認している（尿から73.5%、糞から10.5%排泄される）。131I-SAは0.083時間で速やかに最高血漿濃度（Cmax、163.316 ± 11.180 mBq/L）に達し、消失半減期6.711 ± 0.564 hの速い血液クリアランスを有していた（Yin et al.、2017）。

結論

要約すると、SAは便秘、肥満、糖尿病、脂肪肝、炎症、癌の予防と治療のための貴重な化合物の1つであることが実証されている。SA の薬理学的メカニズムは予備的に研究されているが、その薬理作用の分子機構、代謝経路、毒性作用はまだ明らかではない。また、SAの長期・大量使用による消化器系の副作用や腫瘍化については依然として議論の余地があり、無視することはできません。また、SA自体、その代謝物、あるいはその両方が薬理作用や毒性作用に関与しているかどうかも不明である。したがって、in vitroおよびin vivoで観察されたSAの結果を検証するために、関連するターゲットをさらに特定し、SAの安全性、有効性および薬物動態に関する臨床試験を実施することが必要である。本総説は、SAの薬理、毒性、代謝に関する包括的な研究に焦点を当て、今後のSAの開発・活用のために有意義な参考となるものであった。