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▎セマの構造
出典: PubChem |
シーケンス: MEHFPGP 分子式: C 37H 51N 9O 10S 分子量: g/mol CAS 番号: 80714-61-0 パブリケム CID: 9811102 同義語: ACTH (4-7) |
▎セマリサーチ
セマとは何ですか？
Sema は合成ペプチド化合物であり、向知性薬の一種に属します。その主成分は、他のアミノ酸（バリンやロイシンなど）と結合した甲状腺刺激ホルモン放出ホルモン（TRH）の類似体です。 Sema は、中枢神経系の神経伝達物質 (ドーパミンやノルエピネフリンなど) を調節することにより、記憶力の強化、注意力、学習能力の向上などの認知機能を改善します。
Semaの研究背景は何ですか?
ACTH フラグメントに基づく開発:
Sema は、ACTH (4 ～ 7) フラグメントとトリペプチド Pro - Gly - Pro (PGP) で構成されています。 ACTH、すなわち副腎皮質刺激ホルモンは、下垂体前葉から分泌されるホルモンで、副腎皮質の機能の調節に重要な役割を果たしています。研究者らは、ACTH の構造を分析し、そこから特定のフラグメント (4 ～ 7) を抽出し、それをトリペプチド PGP と組み合わせて Sema を合成しました。この合成方法により、Sema は ACTH の活性の一部を保持し、独特の生物学的特性も持つことが可能になります [1].
てんかん治療の探求:
てんかんは、ニューロンの異常な脱分極を特徴とする脳機能の障害です。発作はてんかんの主な症状であり、通常は脳損傷によって引き起こされます。現在のてんかん治療薬には一定の効果がありますが、健康への悪影響もいくつかあります。このような状況において、研究者たちは新しい治療法を探し始めました。 Sema ペプチドは神経ペプチドとして中枢神経系に直接作用し、ホルモン活性を持たないため、健康に悪影響を与えることはありません。これはてんかんの治療に新たな可能性をもたらします [2].
虚血性脳卒中の治療:
虚血性脳卒中は重篤な疾患であり、その発生率と障害率が高いため、常に医学研究の焦点となってきました。 Sema ペプチドは、その神経保護効果と免疫調節効果により、虚血性脳卒中の治療に応用されています。研究では、Sema が炎症性遺伝子の発現を阻害し、神経伝達物質遺伝子の発現を活性化することで、転写およびタンパク質レベルで神経保護効果を発揮することが示されています [3、4].
うつ病治療の新たな方向性:
選択的セロトニン再取り込み阻害剤（SSRI）は、妊娠中のうつ病の治療に一般的に使用される薬ですが、SSRIは胎盤を通過する可能性があり、胎児の脳の成熟に影響を与える可能性があります。 ACTH (4-10) の合成類似体として、Sema は明らかな向知性活性と神経保護活性を持っています。研究では、Sema がフルボキサミンへの早期曝露によって引き起こされるラットの行動的および神経化学的変化を軽減できることが判明し、うつ病の治療に新しいアイデアを提供します[5].
ペプチド物質の利点:
Sema は、独特の作用機序を持つ合成ペプチド物質です。中枢神経系に直接作用し、脳内でいくつかのタンパク質を合成し、抗酸化作用を発揮します。たとえば、てんかんのラットモデルでは、Sema ペプチドは MDA レベルを低下させ、てんかんのラットでは合成されない 3 つのタンパク質を合成できます[2].
調節ペプチドとしての Sema の研究の歴史は古くまで遡ります。研究によると、Sema は身体表現性疾患や心身症に加え、記憶障害、頭脳労働の効率低下、新型コロナウイルス感染症後の症候群にも応用できる可能性があることが示されています[6].
tMCAO 24時間後のラットの皮質下構造および前頭頭頂皮質における虚血およびSema処理中のpJNKおよびpCREBタンパク質のレベルの変化の分析。
出典:PubMed [4]
てんかん治療における Sema の作用機序は、特に脳機能にどのような影響を与えるのでしょうか?
抗酸化作用
Semaには抗酸化作用があります。てんかんは通常、脳内の酸化ストレスの増加につながりますが、Sema は酸化ストレスによって引き起こされる脳への損傷を軽減することができます。酸化ストレスにより、マロンジアルデヒド (MDA) などの過剰な活性酸素種が生成されます。研究では、Sema がてんかんラットの脳内の MDA レベルを最大 40.46% 低下させることが示されています[2] 。 Sema は MDA レベルを下げることにより、ニューロンへの酸化ストレスの損傷を軽減し、脳機能を保護します。
脳タンパク質の合成
Sema は脳内でいくつかのタンパク質を合成できます。てんかんラットの研究では、Sema による治療後に、てんかんラットでは合成されなかった 3 つのタンパク質が合成されました。これらのタンパク質の分子量は、93.54kDa、66.76kDa、および59.66kDaです[2] 。それらは、脳の正常な機能を維持し、損傷したニューロンを修復する上で重要な役割を果たすことができます。
脳ニューロンネットワークへの影響
安静状態機能的磁気共鳴画像法 (安静状態 FMRI) 研究を通じて、Sema が脳ニューロン ネットワークに影響を与えることが判明しました。健康なボランティアを対象とした研究では、対照群と比較して、Sema 群ではデフォルト モード ネットワークの吻側 (中間前皮質) サブコンポーネントがより多く検出されました[7] 。これは、Sema が脳ニューロン ネットワークの接続と活動を調節することで脳機能を改善する可能性があることを示しています。
生後7日目から11日目まで聴原性発作を起こしやすいラットにSemaを毎日注射したところ、ラットの聴原性発作パターンは生後1か月で変化し、両方の薬剤が海馬歯状回の神経新生を増強する可能性があることが判明した。神経新生は脳の学習、記憶、修復機能に関連している可能性があり、Sema は神経新生を促進することで脳機能を改善する可能性があります。
Sema を 5 匹の近交系マウスの新生児 (生後 2 日目から 7 日目まで) に注射したところ、生後 1 か月の DBA/2J マウスのみけいれんの感受性が大幅に減少しました[8] 。これは、Sema が何らかのメカニズムを通じて脳機能に影響を与え、てんかんの罹患率を低下させる可能性があることも示しています。
ホルモン活性の欠如
Sema は中枢神経系に直接作用する神経ペプチドであり、ホルモン活性を持たないため、健康に悪影響を与えることはありません (Puspita R、2018)。これにより、Sema はてんかんの治療に一定の利点をもたらし、従来の抗てんかん薬で起こり得る副作用を回避できます。
Sema が免疫機能を調節する具体的なメカニズムは何ですか?
免疫応答関連のシグナル伝達経路の強化:
Sema は抗原提示シグナル伝達経路を強化します。抗原提示は、免疫系が外来抗原を認識して処理するための重要なプロセスです。 Sema は、このシグナル伝達経路を強化することにより、病原体などの異物に対する免疫系の認識と応答を促進できます[1] 。さらに、Sema はインターフェロンシグナル伝達経路に対する虚血の影響を強化することもあります。インターフェロンは、抗ウイルス、抗腫瘍、免疫細胞の活性の調節など、免疫応答において重要な調節役割を果たします。 Sema によるインターフェロンシグナル伝達経路の強化は、免疫系の全体的な活動の改善に役立ちます[1].
免疫グロブリン合成プロセスに影響を与える:
Sema は、免疫グロブリンの重鎖をコードする遺伝子の発現を大幅に増加させます。免疫グロブリンは体液性免疫において重要な役割を果たし、抗原に特異的に結合して病原体などの異物を排除します。 Sema は免疫グロブリンの合成を促進し、体の体液性免疫機能の強化に役立ちます [1].
免疫細胞の活性を調節する:
Sema は、サイトカイン、ストレス応答、およびリボソームタンパク質をコードする遺伝子に大きな影響を与えます。サイトカインは免疫調節において重要な役割を果たし、免疫細胞の増殖、分化、活性を調節できます。 Sema はこれらの遺伝子の発現に影響を与えることで免疫細胞の活性を調節し、それによって免疫機能を調節します[1].
Seamx の用途は何ですか?
てんかんの治療
ニューロンへの影響:
てんかんは、ニューロンの異常な脱分極を特徴とする脳機能の障害です。 Semaペプチドは中枢神経系に直接作用する神経ペプチドであり、ホルモン活性を含まないため、健康に悪影響を与えることはありません。 Sema は、てんかんラットの脳内の MDA レベルを低下させることができます。 MDA は脂質過酸化の指標であり、高レベルの MDA は酸化ストレスや細胞損傷と関連しています。 Sema は、てんかんラットの脳内の MDA レベルを最大 40.46% 低下させることができます [9].
タンパク質の合成:
Sema は、てんかんラットの脳内でいくつかのタンパク質を合成することもできます。研究により、Sema はてんかんラットの脳内では本来合成されなかった 3 つのタンパク質を合成することができ、これらのタンパク質の分子量はそれぞれ 93.54 kDa、66.76 kDa、および 59.66 kDa であることが判明しました[9].
虚血性脳卒中の治療
ニューロトロフィン転写の強化:
Sema (MET-GLU - アミノ酸 - フェニルアラニン - プロリン - グリシン - プロリン) ペプチドは、虚血性脳卒中の治療に使用される合成メラノコルチン誘導体です。研究では、Sema がニューロトロフィンとその受容体の転写を強化し、免疫応答に関与する遺伝子の発現を調節できることが示されています。全ゲノム RNA 配列解析により、ラットの一過性中大脳動脈閉塞 (tMCAO) モデルにおいて、Sema が炎症性遺伝子の発現を阻害し、神経伝達物質遺伝子の発現を活性化することが示されました[4].
主要なタンパク質の発現を制御する:
tMCAO の 24 時間後、虚血性損傷の焦点を含む皮質下構造で活性型 CREB の上方制御が観察されました。 MMP-9 と c-fos は隣接する前頭頭頂皮質で下方制御されていました。 Sema の作用下では、これら 2 つの組織でも活性型 JNK が下方制御されました。炎症および細胞死のプロセスにおける活性化の阻害と回復は、転写およびタンパク質レベルでの Sema の神経保護効果に寄与している可能性があります [4].
急性ストレスの緩和
痛みの軽減:
急性ストレスモデルでは、Sema はラットの行動と痛みに対する感受性に一定の影響を与えます。回避不可能な断続的な足ショックストレスおよび強制冷水水泳ストレスモデルでは、Sema とオピオイド受容体拮抗薬ナロキソンの両方が、回避不可能足ショックストレスモデルのストレス誘発性鎮痛 (SIA) を軽減する可能性がありますが、強制冷水水泳ストレスモデルの疼痛閾値には影響を与えません[10].
行動の変化には影響なし:
Sema とナロキソンは両方とも、上記の急性ストレス モデルにおけるラットの行動に影響を与えません[10].
記憶力と注意力の向上:
Sema は実験動物や人間の作業記憶と注意力を刺激し、低酸素に対する抵抗力を高め、脳の血液循環を改善します。 Sema は、極端な活動条件下で健康な人の記憶力と注意力を大幅に向上させます。さらに、Sema は現在、中枢神経系のさまざまな疾患を持つ患者の治療に使用されて成功しています。ほとんどの場合、このペプチドは投与に関連したマイナスの副作用や合併症を引き起こすことなくプラスの効果を示します[11].
結論として、Sema は合成ペプチド化合物として、ニューロトロフィン (BDNF など) とその受容体 (TrkB) の発現制御、炎症反応の阻害、酸化ストレスへの抵抗、免疫調節などの複数のメカニズムを通じて、てんかん、虚血性脳卒中、急性ストレス、認知障害の分野で顕著な治療効果を示します。また、神経機能の回復を改善し、脳の損傷を軽減し、記憶力と注意力を強化します。
著者について
上記の資料はすべて Cocer Peptides によって調査、編集、編集されたものです。
科学雑誌の著者
スダルキナ OY は、国立研究センター - クルチャトフ研究所およびロシア科学アカデミーに所属する研究者です。彼女の研究対象は、生化学と分子生物学、遺伝学と遺伝、化学など、複数の科学分野に及びます。彼女はバイオテクノロジー、分子育種、分子植物病理学の分野に多大な貢献をしてきました。彼女の研究には、さまざまな生物学的現象を支える遺伝的メカニズム、分子相互作用、生化学的プロセスの研究が含まれています。研究を通じて、彼女はこれらの複雑なシステムの理解を深め、農業、医療、その他の産業での実用化のための革新的なソリューションを開発することを目指しています。 Sudarkina OY は引用文献 [4] に記載されています。
