425)カンナビジオールと肝臓疾患

図：アルコール（飲酒）や肥満やメタボリック症候群では、肝細胞に脂肪が沈着して脂肪肝になる（組織図の白く抜けた部分が細胞に沈着した脂肪滴）。肝細胞に脂肪が沈着すると肝細胞の壊死と炎症が起こり、炎症反応は結合組織を造生して線維化が進行し、肝硬変になる（組織図の青い部分が結合組織。コラーゲンを青く染めている）。カンナビノイド受容体CB1は肝臓の炎症や線維化を促進する作用がある。カンナビジオールはCB1受容体に対して阻害剤として作用するので、脂肪肝から肝硬変の進展を抑制する作用がある。

425)カンナビジオールと肝臓疾患

【大麻草固有の薬効成分が結合する受容体がある】
薬用植物の活性成分の研究から、体内の受容体が発見された例が幾つかあります。その代表が、ケシの未熟果に含まれるモルヒネやコデインなどのアヘンアルカロイド（オピオイド）や、大麻草に含まれるカンナビノイド（大麻草に含まれる薬効成分の総称）です。
オピオイド受容体は、最初はアヘンに含まれるモルヒネなどのアヘンアルカロイドが結合する細胞の受容体として見つかり、その後、このオピオイド受容体に結合する内因性オピオイドとしてベータ・エンドルフィンやエンケファリンなどのいわゆる脳内麻薬（内因性オピオイド）が発見されました。
そして、これらの内因性オピオイドとオピオイド受容体が生体機能の調節に重要な役割を担っていることが明らかになっています。
大麻草（マリファナ）には400を超える化合物が含まれていますが、そのうち約80がカンナビノイドと呼ばれる大麻草固有の成分です。カンナビノイドは体の中の受容体に結合することによって様々な薬効を発揮します。
カンナビノイドが結合する受容体としてCB1とCB2の２種類が見つかっています。カンナビノイド受容体は7回膜貫通型のGタンパク質共役型受容体で、CB1受容体は中枢神経系において様々な神経伝達調節を行っており、記憶・認知、運動制御、食欲調節、報酬系の制御、鎮痛など多岐にわたる生理作用を担っています。
CB2受容体は免疫細胞や白血球に多く発現し、免疫機能や炎症の制御に関与しています。
CB1は中枢神経系に多く発現し、CB2は免疫細胞に多く発現していますが、カンナビノイド受容体（CB1とCB2）は多くの組織の細胞に存在し、多彩な生理機能の調節に関与しています。

カンナビノイド受容体が存在することは、体内にカンナビノイド受容体に作用する体内成分が存在することを意味しています。カンナビノイド受容体と反応する体内に自然に存在する物質を内因性カンナビノイドと言います。

【内因性カンナビノイド・システムが体の働きを調節している】
カンナビノイド受容体のCB1やCB2に結合する内因性カンナビノイドとしてアナンダミド（Anandamide; N-arachidonoylethanolamide; AEA）や2-アラキドノイルグリセロール(2-arachidonoylglycerol; 2-AG)などが発見されています。

つまり、体内には内因性カンナビノイド（AEAや2-AGなど）と、それらを合成する酵素や分解する酵素、内因性カンナビノイドが結合するカンナビノイド受容体によって内因性カンナビノイド・システムが構成されています。

内因性カンナビノイドのアナンダミドと2-アラキドノイルグリセロールは、細胞膜のリン脂質からホスホリパーゼによって生成されるアラキドン酸の代謝産物です。

内因性カンナビノイドは生理的あるいは病的刺激によってオンデマンド（要求に応じて）に細胞膜のリン脂質を分解して合成・分泌されて、カンナビノイド受容体を刺激して生理作用を示します。

この内因性カンナビノイド・システムが関与している疾患として、多発性硬化症、脊髄損傷、神経性疼痛、がん、動脈硬化、脳卒中、心筋梗塞、高血圧、緑内障、肥満、メタボリック症候群、骨粗鬆症、肝臓疾患など多数の病気が報告されています。
内因性カンナビノイド・システムは神経細胞の損傷などに対して細胞を保護する作用や回復を促進する作用に関与しています。
つまり、これらの疾患の治療に内因性カンナビノイド・システムの制御（活性化や阻害など）が有効である可能性が示唆されているのです。

現在、カンナビノイド受容体に作用する物質として、生体内で合成される内因性カンナビノイド（アナンダミド、2-アラキドノイルグリセロールなど）、大麻草（Cannabis sative）に含まれる植物性カンナビノイド（テトラヒドロカンナビノール、カンナビジオールなど）、医薬品の開発目的で合成されている合成カンナビノイドなどがあります（下図）。
　

 

図：カンナビノイド受容体は7回膜貫通型のGタンパク質共役型受容体でCB1とCB2の２種類がある。CB1は中枢神経系に多く発現し、CB2は免疫細胞に多く発現している。内因性カンナビノイド（アナンダミドなど）はカンナビノイド受容体に作用して多岐にわたる生理作用を担っている。カンナビノイド受容体に作用する化学合成薬は合成カンナビノイドと言われる。CB1受容体に結合して様々な精神神経作用（陶酔、幻覚、多幸感など）を示す合成カンナビノイド（WIN55212-2など）は麻薬として使用が禁止されている。大麻草に含まれるΔ9-テトラヒドロカンナビノール（Δ9-THC）やカンナビジオールなどは植物性カンナビノイドと呼ばれる。Δ9-THCは精神作用を示すが、カンナビジオール（cannabidiol）はCB1受容体のアンタゴニスト（拮抗薬）として作用するので精神神経作用は示さない。カンナビジオールはCa透過性イオンチャネルのTRPV（transient receptor potential vanilloid type）、セロトニン受容体の5-HT1A、GRP55、PPARγ（ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体γ）などに作用して様々な生理作用を示す。

【カンナビジオールは肝臓を炎症や酸化傷害から保護する作用がある】
前述のように、体内には内因性カンナビノイド（アナンダミドと2-アラキドノイルグリセロール）と、それらを合成する酵素や分解する酵素、カンナビノイド受容体によって構成される内因性カンナビノイド・システムが存在します。
以前は肝臓にはカンナビノイド受容体は発現していないと考えられてきました。しかし、最近の研究では、肝臓の肝細胞や内皮細胞や星細胞やクッパー細胞など多くの細胞でCB1やCB2といったカンナビノイド受容体が発現して、脂肪肝や肝炎や肝線維化や肝硬変の発症に極めて重要な役割を担っていることが明らかになっています。
最近の報告をまとめると「カンナビノイド受容体のCB１の活性化は炎症や線維化を促進する」と言うことです。
つまり、精神変容作用があるΔ9-テトラヒドロカンナビノール（Δ9-THC）はCB1のアゴニスト（作動薬）なので、肝臓の炎症や線維化を促進する方向で作用します。
一方、カンナビジオールはCB1に対して阻害剤（アンタゴニスト）として作用します。その結果、カンナビジオールには肝臓の炎症や酸化傷害や線維化を抑制する作用が報告されています。
例えば、カドミウムによる肝細胞傷害をカンナビジオールが軽減することがラットを使った実験で報告されています。

Protective effect of cannabidiol against cadmium hepatotoxicity in rats.（ラットにおけるカドミウムの肝細胞毒性に対するカンナビジオールの保護作用）J Trace Elem Med Biol. 27(4):355-63. 2013年

この実験では肝臓毒性のある塩化カドミウムをラットの腹腔内に投与（体重１kg当たり6.5mg）して肝傷害を引き起こす動物実験モデルを用いています。カドミウムを投与する３日前から連続５日間、カンナビジオール（体重1kg当たり5mg, 腹腔内投与）を投与しています。カンナビジオールは肝細胞のダメージの指標である血清アラニン・アミノトランスフェラーゼ（ALT）の上昇や肝細胞の脂肪酸過酸化を抑制し、還元型グルタチオンやカタラーゼ活性の低下を防ぐ効果が認められています。組織学的にも肝臓の傷害を軽減しました。
カドミウム投与によって肝組織に炎症性サイトカイン（TNF-α）やシクロオキシゲナーゼ-2（COX-2）、炎症性の転写因子のNF-κB、アポトーシスを誘導するcaspase-3やcaspase-9の発現が増えますが、これらの上昇をカンナビジオールは抑制しました。
これらのカンナビジオールの抗炎症作用や抗酸化作用によって、カドミウムの肝臓毒性を軽減すると報告しています。

肝臓の動脈の一部（肝臓の左の部分）を30分間遮断して虚血状態にしたあと、遮断を解除すると虚血・再還流によって活性酸素の産生が増加して肝細胞傷害を起こすことができます。この肝臓の虚血・再還流傷害（ischemic/reperfusion liver injury）の実験モデルでも、カンナビジオールが肝障害を軽減する効果が報告されています。
その他、様々な動物実験モデルでカンナビジオールの肝細胞傷害を軽減する効果が報告されています。

【カンナビジオールは脂肪肝を改善する】
カンナビジオールが肝臓の脂肪沈着や脂肪肝の発症を抑制する効果が報告されています。

Two non-psychoactive cannabinoids reduce intra-cellular lipid levels and inhibit hepatosteatosis.（精神変容作用のない２種類のカンナビノイドが肝細胞内の脂肪量を減らし脂肪肝の発症を阻止する）J Hepatol. 2015 Jan 13. pii: S0168-8278(15)00003-3. doi: 10.1016/j.jhep.2015.01.001. [Epub ahead of print]

【要旨】
研究の背景と目的：肥満とそれに関連したメタボリック症候群の患者は世界的に急速に増加し、人間における健康障害の主要な要因になっている。肥満者における非アルコール性脂肪性肝疾患（non-alcoholic fatty liver disease；NAFLD）の存在は、インスリン抵抗性の増悪や心臓疾患の発症などメタボリック症候群の悪化と関連している。現在、このNAFLD（非アルコール性脂肪性肝疾患）の治療法としては、生活習慣の改善やインスリン抵抗性を軽減する薬など少数の方法しかない。最近の研究によって、Δ９-テトラヒドロカンナビバリン（Δ9-tetrahydrocannabivarin：THCV）とカンナビジオール（cannabidiol:  CBD）の２種類のカンナビノイドがインスリン感受性を高める作用が示されている。そこで、この研究では肝臓における脂肪蓄積のレベルに対する作用を検討した。
方法：様々なin vitro（試験管内）とin vivo（生体内）の実験モデル、特に脂肪肝の実験モデルを用い、細胞内の脂肪沈着レベルに対するTHCVとCBDの作用を検討した。遺伝子の転写やタンパク質合成や代謝の変化を検討した。
結果：肝細胞を使った脂肪肝の実験モデルと脂肪細胞を用いた培養細胞レベルの実験系において、THCVとCBDは脂肪の蓄積を直接的な作用によって減少させた。核磁気共鳴を用いた代謝の解析によっても脂肪沈着の減少が確認され、THCVとCBDが特異的な代謝の変化を引き起こすことが確認された。
THCVとCBDはCREB、PRAS40、AMPKa2、STATsなど様々なタンパク質の修飾（タンパク質翻訳後の変化：post-translational changes）を引き起こし、脂肪の代謝を亢進し、恐らくミトコンドリアの活性も高めることが示唆された。
これらの結果は、ゼブラフィッシュ（zebrafish）や肥満マウスを用いた実験モデルでも確認された。すなわち、THCVとCBDは、ゼブラフィッシュの実験では卵黄脂質の移動（yolk lipid mobilization）を亢進し、マウスの実験では肥満に伴う脂肪肝の発症を阻害した。
結論：これらの実験結果は、肥満やメタボリック症候群に関連した非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)や脂肪肝の薬理学的治療法としてTHCVとCBDが治療薬となりうる可能性を示唆している。

肝細胞に脂肪(中性脂肪)が沈着して肝障害を引き起こす病気を脂肪性肝疾患と言います。肝臓の組織で、脂肪滴を伴う肝細胞が30%以上認められる場合を脂肪肝といいます。
脂肪肝は、以前は飲酒（アルコール）によるものが多かったのですが、最近では肥満や糖尿病など生活習慣病に関連したものが増えており、飲酒歴はないがアルコール性肝障害に類似した脂肪性肝障害がみられる病態をまとめて非アルコール性脂肪性肝疾患(non-alcoholic fatty liver disease；NAFLD)と呼ぶようになっています。
NAFLDには肝細胞に脂肪が沈着するのみの単純性脂肪肝と、脂肪沈着とともに炎症や線維化がおこる脂肪性肝炎に大別されます。
この肝臓の脂肪化に伴い炎症を起こし線維化が進行する病態は非アルコール性脂肪肝炎(non-alcoholic steatohepatitis :NASH)と呼ばれ、肝硬変に至り、肝細胞癌を引き起こす可能性があります。
このような脂肪性肝疾患に対する治療は、運動療法や食事療法を行い、脂肪肝およびその背景の肥満改善に努めることが主体になり、有効な治療薬はありません。
大麻成分のカンナビノイドの中で精神変容作用（陶酔感や幻覚など）があるのはΔ9-テトラヒドロカンナビノール（Δ9-tetrahydrocannabinol： THC）です。Δ９-テトラヒドロカンナビバリン（Δ9-tetrahydrocannabivarin：THCV）とカンナビジオール（cannabidiol:  CBD）には精神変容作用はありません。
精神変容作用があると薬として使用が制限されます。そのため、精神変容作用のないカンナビノイドの薬効が検討されており、カンナビジオールなどが注目されています。

【カンナビジオールはアルコール性肝障害を軽減する】
飲酒（アルコール摂取）は肝臓にダメージを与え、脂肪肝や肝炎や肝硬変の原因になります。このようなアルコール性肝障害は多量飲酒者（ヘビードリンカー）に起こりやすいのですが、中等度の量しか飲酒していない場合でも発症することはあります。
アルコール性肝炎になった人が飲酒を止めれば、肝障害は正常に戻ります、しかし、飲酒を止めなければ、肝硬変や肝不全のような重篤な状態に移行します。
アルコール性肝障害の組織所見として、肝細胞の脂肪変性、好中球主体の炎症細胞浸潤、肝細胞の変性壊死と進行性の線維化が見られます。
アルコールによって傷害を受けた肝細胞からの刺激や炎症反応や酸化ストレス、間質細胞の活性化などによって病変が進行します。
組織傷害の修復の過程で様々なサイトカインや化学伝達物質が放出され、炎症を引き起こし、線維化を進行させ、最終的に肝硬変にまで進行します。
このような肝障害の制御において内因性カンナビノイド・システムが重要な役割を果たしていることが明らかになり、肝疾患の治療に内因性カンナビノイド・システムをターゲットにする研究が行われています。
すなわち、カンナビノイド受容体のCB1の活性化が炎症反応や線維化の進行を促進することが明らかになっており、肝臓におけるCB1受容体の阻害剤（アンタゴニスト）が肝障害の抑制に効果があることが明らかになっています。
カンナビジオールはマイクロモラー（micromolar, μM）レベルの濃度ではカンナビノイド受容体のCB1とCB2に非常に弱い親和性（アフィニティ）を示しますが、通常の服用で達しうるナノモラー（nanomolar, nM）の範囲の濃度ではCB1とCB2のアゴニスト（作動薬）に対して拮抗作用を示します。
また、カンナビジオールはCB1とCB2に対して非競合性逆アゴニスト（non-competitive inverse agonist）として働き、CB1/CB2受容体を活性化するアゴニスト（作動薬）の作用を阻害します。
逆アゴニスト（inverse agonist）というのは受容体に結合してその受容体の活性化を阻害する物質です。
通常のアンタゴニスト（拮抗薬）はアゴニストと競合的に受容体とアゴニストの結合を阻止してアゴニストによる受容体の活性化を阻害します。逆アゴニスト（inverse agonist）というのは受容体に結合して抑制的に作用します。
カンナビジオールはCB1の逆アゴニストになって、CB1の活性化を阻害するので、脂肪肝やアルコール性肝障害を軽減できることが示唆されます。
CB1阻害剤は心筋傷害を抑制する効果も報告されています。

Pharmacological Inhibition of CB1 Cannabinoid Receptor Protects Against Doxorubicin-Induced Cardiotoxicity.（カンナビノイド受容体CB1の薬理学的阻害はドキソルビシンによって誘導される心臓毒性を軽減する）J Am Coll Cardiol.  50(6): 528–536. 2007年

【要旨】

研究の目的；ドキソルビシンによって引き起こされる心臓毒性のin vivo（動物を使った生体内での実験）およびin vitro（細胞培養の系での実験）の実験系を用いて、カンナビノイド-1受容体（CB1）の阻害剤の効果を検討した。

研究の背景：ドキソルビシンは非常に有効性の高い抗がん剤の一つであるが、強い心臓毒性の副作用があるため、臨床での使用には制限がある。様々な生理的および病的な状況において、内因性カンナビノイドはCB1受容体を介して心臓機能を低下させる作用があり、このような作用はCB1アンタゴニスト（拮抗薬）によって阻止できる。

方法：心臓左室機能、アポトーシスの指標、CB1/CB2受容体の発現量、内因性カンナビノイド濃度などを種々の方法で解析した。

結果：マウスを用い、体重１kg当たり20mgのドキソルビシンを腹腔内に１回投与してから５日後の検査で、左心室収縮期圧や左室駆出分画（ejection fraction）や心伯出量など様々な心機能の指標は顕著に低下した。内因性カンナビノイドのアナンダミドの心筋内濃度はコントロール群に比較して上昇を認めた。しかし、カンナビノイド受容体CB1とCB2の発現量には変化は認めなかった。
CB1のアンタゴニスト（受容体に結合してその働きを阻害する薬：拮抗薬）であるrimonobantやAM281を投与すると、ドキソルビシンによって引き起こされる心筋細胞のアポトーシスが阻止され、心機能低下が顕著に改善した。
培養心筋細胞株H9c2細胞を用いたin vitroの実験で、ドキソルビシンは培養心筋細胞の生存率を低下させ、アポトーシスを引き起こしたが、心筋細胞をCB1の拮抗薬で前処理すると、心筋細胞のアポトーシスは阻止された。
この阻害作用は、CB1とCB2のアゴニスト（受容体に働いて機能を示す作動薬）やCB2のアンタゴニスト（拮抗薬）では認められなかった。

結論：以上の結果は、ドキソルビシンによって引き起こされる心臓毒性に対して、カンナビノイド受容体CB1の拮抗薬や阻害剤が有効な治療薬となる可能性を示唆している。

つまり、カンナビジオールのCB1受容体の阻害作用は、肝臓だけでなく心臓の傷害の抑制にも効果が期待できそうです。

 参考文献：

Dissecting the role of CB1 receptors on chronic liver diseases.（慢性肝疾患におけるCB1受容体の役割の解明）Gut. 62(7): 957–958. 2013年

 

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