【特別講演Ⅰ】

漢方を科学する―利水作用とアクアポリン―

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

私は、薬学に軸足を置く基礎研究者で、特に薬理学をフィールドとしております。漢方については、EBM

漢方ということが最近よく言われ、本当に効くのか、あるいは何故効くのかとよく言われます。私の場合は、

何故効くのだろうという部分を解明して、先生方が実際に漢方をお使いになる上で、背中を押すというのが

仕事なのかなと思っております。

EBM漢方の意義

漢方薬

本当にきくのか？

何故きくのか？

臨床試験

薬効薬理学的試験

実験科学的手法による作用機序の解明

個の治療を重視する漢方にはそぐわない？

特定の実験モデルを用いた薬効判定

細胞

受容体

(漢方薬)

薬物シグナル 細胞応答

西洋薬： 既知の受容体（作用部位）に対する未知のリガンドを検索し，確立したもの

漢方薬： 古くから使用されてきた薬物の効果は確かでも，その受容体（作用部位）が不明なもの

漢方薬の作用を基礎とする新たな治療概念の提唱？

西洋薬の場合は、特定の受容体作用部位がまずあり、それに対してさまざまなスクリーニングをかけます。

古くから使われているものは不確かなところがありますが、最近の創薬の観点からは、作用部位を標的とし

て新しいリガンドをスクリーニングします。

それに対して漢方薬の場合は、古くから使われてきて実際確かに効くのでしょうが、どこに効いているか

はよくわからない、これが特徴なのかもしれません。私の場合は、漢方薬の作用を明らかにしていくと、特定

の活性成分が出て、新しい標的、薬物の受容体、標的分子がわかり、またそれを西洋薬的に応用すること

や、そこから薬を創っていけるかもしれないというのが、基本的なスタンスです。

漢方薬の分子薬理学的研究の戦略

標的分子（受容体）

機能調節薬の検索

新規治療薬の提唱

実効性の検証

漢方薬の実効性や安全性は長年の使用経験から検証済み

漢方薬の薬効評価と作用特性の解明

漢方薬（活性成分）の作用部位の決定

大棗Jujube Fruit

粳米Oryza Seed

麦門冬Ophiopogon Tuber

甘草Glycyrrhiza Root

半夏Pinellia Tuber

人参Ginseng Root

使用目標： 1) 粘稠で切れにくい痰を伴う咳嗽 (気道炎症時 )

2) 咽頭の乾燥感や違和感のある咳嗽 (気道乾燥時)

最近の知見： 1) シェーグレン症候群の種々の乾燥症状に有効

麦門冬湯（Bakumondoto）

私自身の漢方薬との出合いは、私の先生の宮田健先生が、呼吸器系の中で麦門冬湯という漢方薬が

非常に素晴らしい鎮咳薬であると、臨床の先生方から聞いてきて、実験科学的に証明しようではないかとい

第20回日本脳神経外科漢方医学会学術集会（2011）講演記録集

101

うことから始まりました。

実際、私どもの研究室で、モルモットにクエン酸を吸わせ咳を起こさせて、麦門冬湯とリン酸コデインとの

鎮咳効果を比較する実験から始まったのです。

まず、正常モルモットでは麦門冬湯は全く効かなかったのです。次に、気管支炎を起こさせて、同じ実験

をしてみると、麦門冬湯の群が良く効いて、コデインの群はあまり効かなくなり、病態時特異的な鎮咳効果

が麦門冬湯の特徴であることを見出しました。

非投与 Codeine 麦門冬湯

正常モルモット

正常および気管支炎モルモットのクエン酸誘発咳反射に対する麦門冬湯およびコデインの作用

非投与 Codeine 麦門冬湯

気管支炎（SO2曝露）モルモット

**

20

40

60

80

100

30分間の咳の

回数

20

40

60

80

100

30分

間の咳の回数

*

I 型細胞

II 型細胞

組成

・リン脂質（phosphatidylcholine）・タンパク質（SP-A, -B, -C, -D）

機能

・肺胞の虚脱防止

・マクロファージ活性化

・好中球の不活性化

・粘液線毛輸送の促進

ほか

産生細胞

・肺胞II型上皮細胞・クララ細胞

肺サーファクタント(Pulmonary Surfactant)

これらのことは、証に応じて使うべき漢方薬の特徴がよく出ていると非常に評判になり、宮田健先生から、

このような結果を生化学的に理由づけてみろと言われました。

しかし、漢方薬を実験科学的に調べていく手法も何もわからないという状態でした。分泌を促すような作

用があって咳が止まる、もしかすると肺サーファクタントの分泌みたいなものを増やすのかもしれない、そん

なことを考え、研究に入っていったのです。

麦門冬湯による肺胞II型細胞からの肺サーファクタントの分泌亢進

ラット

肺を摘出

肺

プロテアーゼで消化

精製

肺胞II型上皮細胞

Terbutaline(10 µM)

1 10 100Control

分泌

(% o

f C

ontr

ol)

麦門冬湯 (µg/ml)

1000

200

100

0

300

＊

＊

＊

400

肺胞II型細胞による肺サーファクタント分泌の機序

ATP

AdrenalineAdenosine Gs

Gq

AC

PLC

cAMP

DAG

IP3 CaMK

PKC

PKA

タンパクリン酸化

Ca2+

③

①

②

そこで、ラットの肺胞Ⅱ型上皮細胞を初代培養して、そこに麦門冬湯を振りかけました。すると、きれいに

反応が出てきて、オーセンティックな分泌促進物質のβ-stimulant と同じような効果が出てきました。これで

漢方薬のメカニズムを西洋薬と同じように、シグナルレベルでとらえられるかもしれないと思いました。

その理由として、当時すでに、cAMP/PKA システム、DAG/PKC、Ca2＋/CaMK の 3 つのメカニズム、シ

グナルが、肺サーファクタントの分泌促進作用に関係すると考えられていたので、おそらく、この 3 つのうち

のどれかであり、解明できると思っていたのです。

脳神経外科と漢方

102

(%)

0

1.2

(1 mg/ml)Control

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

HA-1004(100 µM)

†

H-89(6 µM)

†

H-7(100 µM)

†

BAPTA(5 µM)

†

Gs

Gq

AC

PLC

cAMP

DAG

IP3 CaMK

PKC

PKA

Ca2+

20 2011

103

第20回日本脳神経外科漢方医学会学術集会（2011）講演記録集

103

気

血 水(津液)

漢方において生体を構成する成分

西洋医学的な血液と同じ

人体の機能的側面，エネルギーの一切を現すが，同時にそれ自身が流れる存在

人体に存在する血液以外の液体の総称組織を潤し栄養する

・リンパ液・細胞間質液・尿・汗・涙・唾液・気道液など

King et al., Nat Rev Mol Cell Biol, 5, 687 (2004).

Aquaporin水チャネル

細胞

基底膜

間腔

細胞膜に存在す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．

Cl-

ATP

Na+

Na+

NH2

HOOC

P A

H2O

NA P

N

Aquaporin（AQP）

NH2

HOOC

P A

H2O

NA P

N

Aquaporin（AQP）

細胞膜に存在す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．

C

Sasaki et al., Nippon Rinsho

AQP1AQP4AQP5

AQP1 AQP4

AQP1AQP3AQP4

脳神経外科と漢方

104

AQP

AQP1

AQP2

AQP3

AQP4

AQP5

AQPAQP

Goreisan

Poria Polyporus Atractylodis Lanceae Rhizoma

Alismatis RhizomaCinnamomi Cortex

17, 131-1326, 2000

20 2011

105

冩

第20回日本脳神経外科漢方医学会学術集会（2011）講演記録集

105

Ｈ2OAQP

漢方薬による水の調節は，アクアポリン？

90°方向への散乱光強度

細胞容積

H2O H2O

H2OH2O

高浸透圧刺激

Cell

試料混合部

光源部

フォトマル

解析部

細胞懸濁液 高張液

散乱光

Stopped-Flow Light Scattering Method

0.03

300

600 mOsm

0.02

0.01

S

catte

red

light

inte

nsity

0 1 2 3 4Time (Sec)

0

実際、Stopped-Flow 分光光度計を使い、仮説を検証するための実験をしていきました。細胞懸濁液と

高浸透圧液あるいは低浸透圧液を瞬時に混ぜ、混ぜたものをチャンバーの中を通し、チャンバーに光を当

て、サンプルが発する散乱光を測定します。細胞は、例えば高浸透圧刺激をすると、水を吐き出してキュー

ッと shrinkage を起こします。shrinkage を起こせば、ブラウン運動が活発になり、散乱光が大きくなっていき

ます。

具体的例ですと、細胞膜の水透過性が高ければ、初期変化速度が非常に大きくなります。実際、現在ま

でに唯一知られているアクアポリンの阻害物質の水銀を用いると、この変化がマイルドになって、細胞膜水

透過性が下がるということです。

90°方向への散乱光強度

細胞容積

H2O H2O

H2OH2O

高浸透圧刺激

Cell

試料混合部

光源部

フォトマル

解析部

細胞懸濁液 高張液

散乱光

Stopped-Flow Light Scattering Method

0.03

300

600 mOsm

0.02

0.01

S

catte

red

light

inte

nsity

0 1 2 3 4Time (Sec)

0

AQP阻害物質HgCl2によるMLE-12 細胞の細胞膜水透過性の抑制作用

S

catte

red

light

inte

nsity

1 sec

Control

HgCl2 0.5 mM

100

400

300

200

Wat

er P

erm

eabi

lity

(Pf)

(×

10-4

cm/s

)

Control HgCl2(0.5 mM)

0

*

∆300 mOsm

五苓散は、水銀と同じように、細胞膜の水透過性を抑制する作用が、確かにありますが、これだけだと、

本当にアクアポリンの阻害かどうか、まだちょっと疑わしいですね。

五苓散の構成生薬の活性について検討すると、主に蒼朮と猪苓に強い活性が認められ、一番再現よく、

強い作用が認められた、蒼朮に特に注目しました。

脳神経外科と漢方

106

五苓散は水銀に匹敵する細胞膜の水透過性抑制作用をもつ

Sca

ttere

d Li

ght I

nten

sity

Control

0.3 mg/mL

1.0 mg/mL

3.0 mg/mL

五苓散

0

20

40

60

80

100

120

Control

Rel

ativ

e w

ater

per

mea

bilit

y (%

of c

ontr

ol) *

*

* *

HgCl2(0.3 mM)

*

0.3 1 3

五苓散 (mg/ml)

MLE-12 細胞の細胞膜透過性に対する蒼朮エキスの作用

1 sec

Sca

tter

ed

light

inte

nsi

ty

Control

0.005 mg/mL

0.05 mg/mL

0.5 mg/mL

（蒼朮）

100

細胞膜水透過性 (% of Control)

50

Control

沢瀉

桂皮

猪苓

蒼朮

茯苓

75250

本当に電解質そのものを動かしていないのですか、本当は浸透圧を動かしているのではないですか、こ

のクエスチョンに答えるために、実際、細胞膜の静止膜電位をパッチクランプ法で測りました。五苓散や蒼

朮では、細胞膜の膜電位は全く動きません。KCl ではパーンと動きますので、細胞内外への電解質の移動

は、おそらく全く関係ないと思います。

-40 mV

五苓散 (1 mg/mL)

蒼朮 (0.5 mg/mL)

-40 mV

1 min

20 mV

肺上皮細胞株 MLE-12 細胞の膜電位に対する五苓散および蒼朮の作用

少なくとも膜内外の電解質の移動は生じない

KCl (50 mM)

AQP5 含有プロテオリポソームの水透過性に対する蒼朮の作用

脂質膜の水分透過性には影響しない

リポソーム

0.5 sec

Sca

ttere

d L

ight

Inte

nsity

Control

蒼朮(0.5 mg/mL)

0.5 sec

Sca

tter

ed L

ight

Inte

nsity

蒼朮(0.5 mg/mL)

Control

AQP5 プロテオリポソーム

でも、本当は、脂質二重層の水透過性を変えて、自然拡散を抑制しているのではないですか、このクエ

スチョンに答えるために、脂質二重層、人工的にリポソームを作り、これに対して、先ほど一番効いた蒼朮

の作用を調べますと、全く影響しませんので、少なくとも脂質膜の水透過性には影響しないと思います。さ

らに、in vitro で合成したアクアポリンを入れたプロテオリポソームを調製して、同じ実験をしますと、きれい

に抑制がかかります。ですから、間違いなく、アクアポリンを抑制する作用が、五苓散、そして蒼朮の中にあ

ると考えています。

次に、アクアポリンの阻害スペクトル、すなわち、どのタイプのアクアポリンに効くのかを、蒼朮を使って検

討したところ、非常におもしろいことがわかったのです。

これは、縦軸が水透過性で、低くなるほど阻害活性が強いと思ってください。オーセンティックな、今まで

私らが唯一知っている水銀は、アクアポリンの 4 番に効かずに、ほかのものには全部効きます。蒼朮は、1

番、2 番にはあまり効かず、3、4、5 番に良く効いて、明らかに阻害スペクトルが違います。特に、4 番に効い

たというのがおもしろかったのです。

第20回日本脳神経外科漢方医学会学術集会（2011）講演記録集

107

0

20

40

60

80

100

120

140

AQP1 AQP2 AQP3 AQP4 AQP5

Hg2+ (0.3 mM)

細胞

膜水

透過

性(%

of

Con

trol

)

*

*

*

*

0

20

40

60

80

100

120

140

160

AQP1 AQP2 AQP3 AQP4 AQP5

蒼朮 (0.5 mg/mL)

*

*

*

アフリカツメガエル卵母細胞発現系で比較した水銀イオンと蒼朮のAQP阻害作用のアイソフォーム選択性

細胞

膜水

透過

性(%

of

Con

trol

)

AQP1 M-A------------------------SEFKKKLFWRAV----VAEFLATTLFVFISIGSALGFKYPVGNNQTAVQDNVKVSLAFGLSIATLAQSVGHISGAHLNPAVTLGLLLAQP2 M---------W-----------------ELRSIAFSRAV----FAEFLATLLFVFFGLGSALNW-------PQALPSVLQIAMAFGLGIGTLVQALGHISGAHINPAVTVACLVAQP4 M-SDRPTARRWGKCGPLCTRENIMVAFKGVWTQAFWKAV----TAEFLAMLIFVLLSLGSTINW---GGTEKPLPVDMVLISLCFGLSIATMVQCFGHISGGHINPAVTVAMVCAQP5 M---------K----------------KEVCSVAFLKAV----FAEFLATLIFVFFGLGSALKW-------PSALPTILQIALAFGLAIGTLAQALGPVSGGHINPAITLALLV

AQP1 SCQISIFRALMYIIAQCVGAIVATAILSGITSSLTGNSLGRNDLADGVNSGQGLGIEIIGTLQLVLCVLATTDRRRRDLGGSAPLAIGLSVALGHLLAIDYTGCGINPARSFAQP2 GCHVSVLRAAFYVAAQLLGAVAGAALLHEITPADIRGDLAVNALSNSTTAGQAVTVELFLTLQLVLCIFASTDERRGENPGTPALSIGFSVALGHLLGIHYTGCSMNPARSLAQP4 TRKISIAKSVFYIAAQCLGAIIGAGILYLVTPPSVVGGLGVTMVHGNLTAGHGLLVELIITFQLVFTIFASCDSKRTDVTGSIALAIGFSVAIGHLFAINYTGASMNPARSFAQP5 GNQISLLRAFFYVAAQLVGAIAGAGILYGVAPLNARGNLAVNALNNNTTQGQAMVVELILTFQLALCIFASTDSRRTSPVGSPALSIGLSVTLGHLVGIYFTGCSMNPARSF

AQP1 GSAVITHNFS-NHWIFWVGPFIGGALAVLIYDFILAPRSS—DLTDRVKVWTSGQVEEY------------DLDA----------------DDINSRVE----MKPKAQP2 APAVVTGKFD-DHWVFWIGPLVGAILGSLLYNYVLFPPA---KSLSERLAVLKG------LEPDTDWEEREVRRR-------QSVELHSPQSLPR-------GTKAAQP4 GPAVIMGNWE-NHWIYWVGPIIGAVLAGGLYEYVFCPDVEFKRRFKEAFSKAAQQTKGSYMEVEDNRSQVETDDLILKPGVVHVIDVDRGEEKKGKDQSGEVLSSVAQP5 GPAVVMNRFSPAHWVFWVGPIVGAVLAAILYFYLLFPNS---LSLSERVAIIKGT-----YEPDEDWEEQREERK-------KTMEL----------------TTR

Hg2+

AQP1 -----DYTGCGINPARSFAQP2 -----HYTGCSMNPARSLAQP4 -----NYTGASMNPARSFAQP5 -----YFTGCSMNPARSF

Amino Acid Sequences of AQP1, 2, 4 and 5

NH2

HOOC

NAP

P AN CHg2+

アミノ酸シークエンスですが、1 番、2 番、4 番、5 番を抜粋してきました。実は、赤で書いている NPA とい

う部分が、アクアポリンのポア構造の中で最も重要な部分と言われています。アクアポリンの 4 番を除いて、

そのすぐ近傍に、システイン残基があり、ここに水銀が結合するから、ポアがふさがって水が通らなくなると

理解されています。

ところが、ここにシステインのないアクアポリン 4 番でも、蒼朮、五苓散は効いたのです。しかも、このアク

アポリンの 4 番、実は脳にたくさんあって、ノックアウトすると脳浮腫の形成が抑制され、もしこれに対しての

阻害物質があれば、抗脳浮腫薬として応用できるのではないかと、推測されています。

利尿薬（阻害）尿量増加AQP1

利尿薬（阻害）尿量増加AQP2利尿薬（阻害）

唾液分泌低下

AQP5

脳浮腫形成抑制AQP4

AQP3

機能調節薬の応用性欠損マウス表現型AQP

アイソフォーム

AQP欠損マウスの表現型より推定されるAQP機能調節薬の様々な用途

腫瘍血管形成低下

皮膚乾燥

汗分泌低下

気道液分泌低下

肺胞−血管間水透過性低下

抗腫瘍（阻害）

保湿薬，創傷治癒促進薬（活性化）

抗脳浮腫薬（阻害）脳浮腫形成抑制

尿量増加

そこで、五苓散は脳浮腫に効くのではないかと考えました。これはアクアポリン4の局在を示したものです

が、アストロサイトと血管内皮細胞が接着した、基底膜側、界面部分にたくさんあります。ですから、血液脳

関門を構築するような部分にアクアポリンがたくさんあると理解してください。

これは、ノックアウトマウスの表現型の一つです。脳虚血を起こさせた、中大脳動脈を閉塞して起こさせた

脳浮腫です。これが wild type、こちらはノックアウトマウスで、明らかに小さくなります。

脳神経外科と漢方

108

AQP4

AQP4 はAQP類の中で最も高い水分透過能をもち，血液脳関門のアストログリア基底膜側に存在する．

AQP4の阻害物質は，従来全く知られていない

AQP4欠損マウスは梗塞後の脳浮腫が生じにくい！

Nature Medicine 6, 159 - 163 (2000).

Aquaporin-4 deletion in mice reduces brain edema after acute water intoxication and ischemic stroke.

Manley GT, Fujimura M, Ma T, Noshita N, Filiz F, Bollen AW, Chan P, Verkman AS.

急性水中毒

マウス

蒸留水 (20%/体重 )抗利尿薬

AQP4 -/-

Nature Medicine 6, 159 - 163 (2000).

急性水中毒

マウス

蒸留水 (20%/体重 )抗利尿薬

急性水中毒マウスの生存率に対する五苓散の作用

Sur

viva

l (%

)

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160 1440

Control

五苓散 (3 g/kg)

五苓散 (1 g/kg)

Time (min)

もう一つが、急性水中毒モデルでの検討です。抗利尿薬、バゾプレッシンを投与した状態で、体重の

20％という大量の蒸留水を腹腔内に投与しますと、脳浮腫を起こしてバタバタと、90 分ぐらいで全て死んで

しまいます。ノックアウトマウスの場合は、なかなか死にませんが、五苓散で同じことを検討しました。

コントロールの動物は、2 時間以内に全部死にました。五苓散を用いると、1g/kg、そして 3g/kg、非常に

高い投与量ですが、確かに、死にません。バゾプレッシンのアナログ、つまり抗利尿ホルモンを用いている

ので、尿は全く出ない状態で、この動物をレスキューできるのです。

では、五苓散で脳浮腫が本当に抑制されているのか、実験モデルを使って実際に脳内の水分含量を測

ったデータです。ゼロタイム、そして 60 分後、赤で書いているのが五苓散です。あれっ、変わらないと思っ

たのですが、その間をみますと、確かに、脳浮腫、つまり脳内へ水が入っていくスピードが落ちるのです。

Time (min)

Bra

in W

ater

Con

tent

(%

) : Control: 五苓散（3 g/kg）

急性水中毒マウスの脳浮腫形成に対する五苓散の作用

77.5

78.0

78.5

79.0

79.5

80.0

80.5

0 607.5 15 30

*

*

PNAS, 108, 846-851 (2011)

Osmotically induced astrocytic Ca2+ responses in vitro.Two-photon images of Rhod2 AM-loaded acute cortical slices obtained from WT (upper) and AQP4-/- mice.

第20回日本脳神経外科漢方医学会学術集会（2011）講演記録集

109

アクアポリンのノックアウトマウスから採ってきたアストロサイトを使った実験が、すでに報告されています。

低浸透圧刺激を加えると、wild type では細胞内のカルシウム濃度がパーンと上がって、グルタメートとか

ATP のリリースが活発に起こる。それに対してアクアポリンノックアウトマウスでは、このカルシウムトランジェ

ントが起きないのです。つまり、脳内での浮腫を起こしたときの過剰な興奮が起きないということが、ここで示

されています。ですから、先ほどのデータのように、脳への水の移行速度が落ちているということには、確か

に意味があるのだと思っています。

そうなると、何が効いているのかということが知りたくなります。薬学でよくやるのですが、エキスの中を分

画していきます。80％エタノールに溶けるもの、溶けないものと分けて、さらに、溶けた部分は疎水クロマト

を使って 4 つの分画に分けてみました。最終的には、80％エタノールに溶けなかったところに活性がありま

した。しかも、この水透過性を抑制するという作用は、EDTA の存在下では消えてなくなりました、そうです、

金属が関係していたのです。

細胞膜水透過性に対する蒼朮エキス分画の作用

Waterfraction

yield：53.4%

50%MeOH fraction

yield：3.7%

MeOHfraction

yield：2.9%

Acetonefraction

yield：0.9%

Soluble

Diaion HP20Column Chromatography

Eluted with

Extracted by hot water

Dispersed by 80% EtOH

蒼朮エキス

Water extractyield：34.9%

80% EtOH precipitateyield：31.7%

Insoluble

Water 50% MeOH MeOH Acetone

+ EDTA

MeOH

80% EtOH ppt

Water

50% MeOH

Control

10080604020 1200

Water Permeability (% of Control)

Acetone

*

1 sec

Sca

tter

ed L

ight

Inte

nsity

Control

80% EtOH ppt

蒼朮に多く含まれるマンガンによる

Mem

bran

e W

ater

Per

mea

bilit

y(μ

m/s

ec)

0

20

40

60

80

100

120

WithoutAQP4

AQP4-expressed

MnCl2(1 mM)

五苓散(0.1 mg/ml)

Control

**

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

ICP-MS を使って、どんな金属が含まれるかを調べると、マンガンがたくさん含まれていました。では、活

性の本体はマンガンなのかと、無機マンガン、塩化物を使って、同じ実験をしました。アフリカツメガエルの

卵胞細胞で試したものですが、アクアポリン 4 番で五苓散もマンガンもきれいに抑制しました。おそらくは、

五苓散、そして蒼朮の中に含まれるマンガンを含んだ化合物が、活性本体であろうという推測ができます。

アクアポリンは、通常時は電解質の移動に伴った正常な水の動きを、サポートしているのですが、例えば

浮腫が起こるような場合、浸透圧バランスが大きく崩れています。アクアポリンがいってはいけない方向へ

の水を通してしまって、その結果、浮腫を起こしていると考えられます。ですから、五苓散、蒼朮、そしてそ

の中に含まれるマンガンを含む化合物があると、このアクアポリンを阻害してくれるので、いってはいけない

方向へ水をいかせにくくするのだろうと考えております。

以上、五苓散の利水作用に関するアクアポリン仮説として、異常な水の流れを止めるのではないだろう

かと考えます。

脳神経外科と漢方

110

血管内皮細胞

Na+

Na+ K+

Na+

Na+ K+

Na+

Na+ K+K+

上皮細胞，グリア細胞

浸透圧バランスの乱れ

五苓散Mn

EdemaEdema

EdemaEdema

EdemaEdema

EdemaEdema

五苓散の利水作用に関するAQP仮説

五苓散は，AQPを阻害することで水の動きを止め，異常な水の流れを止める．

先ほど田中先生が、予防的に使うといいのではないかとお話がありましたが、私もその意見に全く同感で

す。事実、私自身の実験でも、水中毒の実験で五苓散を後処理しても効きませんでした。さらに、作用があ

まり長く続かないのです。動物実験の場合、2 時間ぐらいで消えてなくなるような印象があります。

活性成分がミネラルということも関係しているのかもしれませんが、その投与のタイミングは非常に重要だ

と思います。おそらく、ここというタイミングで大量に投与されると、抜群に効くのではないかと思います。

私の実験の場合は、抗利尿ホルモンを使って尿量の増加を止めていましたが、実際の臨床の現場では、

尿量増加も出てきます。ですから、五苓散は、脳でのアクアポリン阻害と、同時に尿量を増やすことで、二

重に効きますから、私の実験の結果よりは、臨床医の手応えのほうが、本当は高いのかもしれません。

ただ、こんなお話をすると、「アクアポリンを阻害すると浮腫の形成を抑制するということは理解できるんだ

よ。でも、水毒というのは浮腫抑制ばかりではなくて、例えば分泌異常とか、炎症に伴うとか、そういうものが

いっぱい含まれるんだよ。それはアクアポリンで説明できないのではないか。」と、東洋医学系の先生方か

らよく言われます。例えば分泌異常などが、東洋医学的な水毒という現象には含まれます。

水毒関連徴候

水の貯留・・・ 浮腫関節腫脹腹水，胸水

水の排泄異常・・・ 排泄異常・・・・ 尿量減少尿意頻数排尿遅延

分泌異常・・・・ 唾液過多／減少涙液過多／減少鼻汁過多／減少発汗過多／減少

自覚症状・・・ 頭重，めまい，口渇，こわばり，水様性喀痰，下痢，動悸，耳鳴り，腹鳴，体が重い

「入門漢方医学」（日本東洋医学会編）より一部改変

AQPアイソフォーム

欠損マウス表現型 機能調節薬の応用性

AQP1尿量増加

腫瘍血管形成低下

利尿薬（阻害）

抗腫瘍（阻害）

AQP2 尿量増加 利尿薬（阻害）

AQP3尿量増加

皮膚乾燥，創傷治癒遅延

利尿薬（阻害）

保湿薬，創傷治癒促進薬（活性化）

AQP4 脳浮腫形成抑制 抗脳浮腫薬（阻害）

AQP5

唾液分泌低下

汗分泌低下

気道液分泌低下

肺胞−血管間水透過性低下

口渇治療薬（活性化）

制汗薬（阻害）

鼻汁抑制薬（阻害），鎮咳・去痰薬（活性化）

肺水腫治療（活性化？）

AQP欠損マウスの表現型より推定されるAQP機能調節薬の様々な用途

実は、アクアポリンは分泌腺にもたくさんあり、唾液腺、汗腺、気管支腺、これらにはアクアポリン 5 番タイ

プがたくさんあります。これをノックアウトすると、乾き、分泌が減るという現象が起こります。何か調節がある

のだろうかと考え、アフリカツメガエル卵胞細胞を使って実験しました。

具体的には、アクアポリン 5 の cRNA を注入し、低張刺激により、炎症メディエータの一酸化窒素の作用

を調べてみました。

第20回日本脳神経外科漢方医学会学術集会（2011）講演記録集

111

Control AQP5

アフリカツメガエル卵母細胞を用いた細胞膜水透過性試験

CCDCamera

Computer

48 hr culture at 18 ℃

Xenopus

Oocytes

AQPs cRNA injection (5 ng/cell)

Hyperosmotic stimulation（40 mOsm）

Cell Volume Measurement

Oocytes isolation

Oocytes (AQP)

1

1.05

1.10

1.15

0 100 200 300

Control

AQP5

Time (sec)

Rel

ativ

e C

ell

Vol

ume X

AQP5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 NO ドナーの作用

Time (min)

Pf (

µm

/s)

0

40

80

120

160

SIN-1(1 mM)

AQP5(+)Control

AQP5(-)Control SIN-1

(1 mM)

＊

1

1.05

1.1

1.15

1.2

0 1 2 3 4 5

Rel

ativ

e vo

lum

e AQP5(+) Control

AQP5(+) SIN-1

AQP5(-) Control

Time (min)

0

20

40

60

80

100

120

140

AQP5(-) AQP5(+)

Pf

(µm

/s)

GSNO(1 mM)

＊

ControlControl GSNO(1 mM)

1

1.05

1.1

1.15

1.2

0 1 2 3 4 5

AQP5(+) Control

AQP5(+) GSNO

AQP5(-) Control

Re

lativ

e v

olu

me

NO のドナーを入れておきますと、透過速度が落ちて、水があまり通らなくなります。水銀が結合して水の

通り道をふさいでしまうシステイン残基に、一酸化窒素がダイレクトに結合してニトロシル化をするのではな

いかと考えました。そこで、実際にアフリカツメガエル卵胞細胞を用いて、ニトロシル化を測ってみました。

NO のドナーにより、ニトロシル化されたアクアポリンがきれいに増えます。そして、システイン残基をセリン

に置換してみると、wild type では NO によって抑制されたものが、抑制されなくなります。おそらく、ニトロシ

ル化されて通らなくなるというのが本当なのだろうと思います。wild type から置換した point mutant では、こ

のニトロシル化体の産生も起こりません。

AQPはNOによってニトロシル化される？

NH2

HOOC

P A

H2O

NA P

N CC182

CC6

CC145

NO

ニトロシル化？

Hg2+

MLE-12 細胞における AQP5の S-ニトロシル化

アフリカツメガエル卵母細胞に発現させた AQP5の S-ニトロシル化

8 (h)

S-NO AQP5

Control 1 2 4

Total AQP5

GSNO (1 mM)

Control 0.1 0.2 0.5 1

GSNO (mM)

S-NO AQP5

ControlGSNO(1 mM) Control

GSNO(1 mM)

S-NO AQP5

アフリカツメガエル卵母細胞に発現させた AQP5 のシステイン点変異体の水透過性に対する GSNO の作用

350

300

250

200

150

100

50

0

Wat

er P

erm

eab

ility

(µ

m/s

ec)

AQP5(-) AQP5C182SMutant

AQP5WT

*: Control

: GSNO (1mM)

S-Nitrosylation of AQP5

AQP5(WT)

AQP5(C182S)

S-NO-AQP5

NH2

HOOC

P A

H2O

NA

N CC182

P

NO

ニトロシル化

Wat

er P

erm

eab

ility

(µ

m/s

ec)

AQP5(-) AQP5C182SMutant

AQP5WT

*: Control

: GSNO (1mM)

S-Nitrosylation of AQP5

AQP5(WT)

AQP5(C182S)

S-NO-AQP5

アフリカツメガエル卵母細胞に発現させた AQP5 のシステイン点変異体の水透過性に対する GSNO の作用

350

300

250

200

150

100

50

0

外分泌腺に関して、炎症が起こると、NO ドナーとしては最高のものですが、ニトロシル化されて、水が通

らなくなります。実際には、細胞表面からなくなるというのも観察しております。

脳神経外科と漢方

112

こういう場合にはどんな薬剤がいいのでしょう。シェーグレンや咽頭部乾燥感に用いる麦門冬湯を思い

出します。麦門冬湯を試してみますと、きれいに回復します。ニトロシル化体も消えます。ですから、麦門冬

湯の場合は、NO によって阻害された外分泌腺タイプのアクアポリン 5 の働きを回復させることにより、水の

分泌を回復させるのではないかと考えております。

麦門冬湯（Bakumondoto）

大棗Jujube Fruit

粳米Oryza Seed

麦門冬Ophiopogon Tuber

甘草Glycyrrhiza Root

半夏Pinellia Tuber

人参Ginseng Root

使用目標： 1) 粘稠で切れにくい痰を伴う咳嗽 (気道炎症時 )

2) 咽頭の乾燥感や違和感のある咳嗽 (気道乾燥時)

最近の知見： 1) シェーグレン症候群の種々の乾燥症状に有効

麦門冬湯は NOによる AQP5 の S-ニトロシル化と活性低下を抑制する

GSNOControl

S-nitrosylatedAQP5

+麦門冬湯(1 mｇ/ml)

GSNO

細胞

膜水

透過性

(µm

/s)

0

20

40

60

80

100

120

140

160 * *

AQP5(-) AQP5(+)

Control GSNO+

麦門冬湯(1 mg/ml)

GSNO

さらに、皮膚にはアクアポリン 3 番があり、ケラチノサイトにたくさんあります。これはおもしろいアクアポリン

で、水だけではなくてグリセロールも一緒に通します。これがあると、皮膚の真皮の領域でグリセロールが行

き渡り、皮膚を保湿するのに関係すると言われています。従いまして、アクアポリンのノックアウトマウスの表

現型としては、皮膚の水分含量が減少します。皮膚疾患の際の乾燥症状が出ます。そこで、アクアポリン 3

は皮膚の乾燥症状に関係するのかを、試してみました。

Stratum

Comeum

Epidermis

Dermis

AQP3 AQP3

AQP5AQP5

H2O

Glycerol Glycerol

皮膚のAQP (AQP3)と炎症

Physiological roles of glycerol-transporting aquaporins:the aquaglyceroporins

M. Hara-Chikuma and A. S. Verkman. Biol Cell. 2005; 97(7): 479-86.

AQP3 is expressed in epidermal keratinocytes

1) 皮膚の水分含量の減少

AQP3の欠損は: 2) 創傷治癒の遅延

アトピー性皮膚炎自然発症モデルの NC/Nga マウスから皮膚炎症部位と非炎症部位を採り、アクアポリ

ン 3 の発現量を比較してみますと、実際の炎症部位のみ、アクアポリン 3 の発現量がきれいに低下している

ことがわかりました。

なぜ低下するかですが、炎症性サイトカインがダイレクトに mRNA の発現を抑えて、蛋白質を消えてなく

ならせるという仕組みがあるようです。実際に細胞膜の水透過性を測ると、きれいに低下しますから、水や

グリセロールが通らなくなって、乾燥症状が出てくるのだろうと思っています。

アトピー性皮膚炎の患者さんには、炎症をケアするためにステロイド軟膏が使われますが、おもしろいこ

とに、この低下したアクアポリン 3 の発現は、ステロイドを用いても、戻らないのです。水透過性も同様でした。

「乾燥症状だけが残ってしまうことがあるのでは。」と、皮膚科医に確認すると、「なるほどそうかもしれない」

とおっしゃいます。

そこで、アクアポリン 3 を増やす生薬を探してみました。皮膚科領域と婦人科領域で使うものを中心に、

第20回日本脳神経外科漢方医学会学術集会（2011）講演記録集

113

方剤に含まれる生薬を調べたら、荊芥に、非常に強いアクアポリン 3 の発現亢進作用が出てきて、実際に、

蛋白質でも、mRNA でも増えてきました。

AQ

P3

mR

NA

Lev

el (

Fol

d o

f C

ont

rol)

ケイガイ (mg/ml)

3

2

1

0Control 0.01 0.10.03

*

ケイガイ (mg/ml) for 24 hr

AQP3

-actin

0 0.01 0.10.03

荊芥エキスはDJM-1ケラチノサイトのAQP3発現を増加させる

AQP3 mRNAAQP3 Protein

#

AQ

P3

mR

NA

leve

l (fo

ld o

f co

ntro

l)

1.2

1

0.8

0.6

0.4

0.2

0

2.5

2

1.5

1

0.5

0

*, #P < 0.05 vs. Control, TNF-α

*

*

荊芥エキス Dexamethasone (DEX)

AQ

P3

mR

NA

leve

l (fo

ld o

f co

ntro

l)

Control TNF-α+

荊芥

荊芥(0.1 mg/ml)

TNF-α(20 ng/ml)

*

N.S.

*

Control TNF-α+

DEX

DEX(100 nM)

TNF-α(20 ng/ml)

荊芥エキスはTNF-αにより低下したAQP3の発現を回復させる

先ほどステロイドでは、下がったアクアポリン 3 は戻りませんと言いましたが、最終的に炎症が治まれば、

その後は上がってくると思います。荊芥は、炎症性刺激によって下がったアクアポリン 3 を戻します。増やす

作用とは、おそらく別のメカニズムと思いますので、炎症時には、荊芥は確かに良いのかもしれません。

もう一つおもしろいことがあります。実は、このアクアポリン 3 のノックアウトマウス、欠損動物では、皮膚の

乾燥症状が出るのに加え、不思議なことに、傷の治りが悪くなるという現象が観察されています。理由は、

ケラチノサイトの migration にアクアポリン 3 が関係するというのです。

ケラチノサイトの培養細胞で、一部をかき取って、24 時間おいておくと、これが少しずつふさがっていきま

す。荊芥を一緒に用いますと、このふさがっていく migration が促進される。こんなデータが出てきました。

Control 荊芥 (0.1 mg/ml)

**P < 0.01 vs. Control

荊芥(0.1 mg/ml)

**

300

250

200

150

100

50

0

Rel

ativ

e w

ound

hea

ling a

ctiv

ity(%

of

cont

rol)

Control

500 μm

Wou

nd

afte

r 24

hIn

itial

wou

nd

荊芥エキスはケラチノサイトの遊走能を亢進する

150

100

50

0

*荊芥 (0.1 mg/ml)

Control

**

N.S.

Control siRNA AQP3 siRNA

200

Rel

ativ

e w

ound

hea

ling

activ

ity(%

of

con

trol

)

*P < 0.05 vs. Control (Control siRNA)

Control 荊芥 荊芥

Protein expression

Control

DJM-1 keratinocytes

荊芥

24 h

siRNA

24 h

AQP3

β-actin

Control siRNA AQP3 siRNA

Scratch

荊芥エキスはAQP3の発現増加を介して遊走能を亢進する

本当にアクアポリン 3 を増やしたからなのかという疑問がわいてきますので、今の実験をする前に、siRNA

を使ってケラチノサイトのアクアポリン 3 の発現をつぶしてしまいます。そこに荊芥を入れて、同じ実験をして

みました。そうしますと、wild type、何もしないものでは、ケラチノサイトの migration は促進され、siRNA でア

クアポリン 3 をつぶしてしまうと、この migration の促進は消えてなくなります。ですから、荊芥は、アクアポリ

ン 3 を増やすことでケラチノサイトの遊走を促進する作用があることも、これでわかりました。

脳神経外科と漢方

114

Hara M et al.J Biol Chem. 277, 46616-21 (2002)

Hair-less mice(6-week-old, male)

経路: 皮膚上塗布基剤: プラスチベース®（大正製薬）濃度: 0.1 mg/g, 50 mg/wound/day

荊芥投与

Wound

Day 0 1 2 3 4 5 6 7

投与方法

Biopsy punch

In vivo 創傷に対する荊芥の作用評価

Scale bar: 5 mm

Initial wound (Day 0)

Day 1

Day 4

Day 7

DMSO荊芥(5 μg)

DMSO: 24.42 ± 1.22 (mm2)荊芥: 26.01 ± 1.42 (mm2)

Initial wound area (n=8)

% o

f in

itial

wou

nd

area

120

100

80

60

40

20

0

Day after wound

0 1 2 3 4 5 6 7

荊芥

Vehicle

***

*

*, ***P < 0.05, 0.001 vs. Vehicle (n=8)

荊芥エキスはマウス皮膚の創傷治癒を促進する

実際にvivoでも確認しました。荊芥を基剤に混ぜて、傷をつけて、片方には荊芥を塗る、もう片方には基

剤だけで、実験してみました。荊芥エキスを含ませた軟膏を塗っていたほうは、実に劇的に、コントロールに

比べて傷の治りが早くなるのです。これが、3 つ目の仮説といいますか、提唱です。

荊芥連翹湯や十味敗毒湯など、皮膚科領域で、よく使われている荊芥は、炎症によって低下するアクア

ポリン 3 の発現を増加させることによって、皮膚を保湿、そして修復することを促すことがわかってきました。

今のところ、アクアポリンと利水について、漢方の作用を考えたとき、大きく 3 つのことがわかってきたとい

うことです。

一つ目は、病態として、浸透圧のアンバランスがある場合は、水の分布に異常が出てくる。これは、行って

はいけない水を五苓散が止めることで、浮腫を予防できます。

二つ目は、炎症が起こると、外分泌腺のアクアポリンはニトロシル化されて機能しなくなります。これは、

抗酸化作用、NO 消去作用を持った麦門冬湯で回復します。

三つ目は、皮膚のアクアポリンは、炎症が起こると消えてなくなります。ここに、荊芥を含んだ方剤を用い

れば、発現が回復して、傷の治りが良くなって、水分保持にもいいでしょう。

水毒および利水作用とアクアポリン

浸透圧アンバランス 炎症

体内の水分分布異常（浮腫）

AQP阻害による水の移動抑制

外分泌腺 皮膚

AQP5ニトロシル化による分泌抑制

AQP3発現低下による皮膚乾燥

五苓散

抗酸化によるAQP5機能回復

麦門冬湯

AQP3発現促進

ケイガイ荊芥連翹湯？十味敗毒湯？

原因：

水毒様病態：

AQP標的薬理：

漢方，生薬：

和漢薬の薬理作用の特性

・多成分による多面的・複合作用

・西洋薬に応用されていないユニークな機序

漢方の薬理作用の特性はどんなところですかと皆さんにお聞きすると、必ずと言っていいほど、多成分

系だから、多面的で複合的な作用を持っているところがいいのだという答えが返ってきます。ただ、今私ど

もが注目しているアクアポリンのように、西洋薬には応用されていないユニークな機序が、漢方薬の中には

含まれているのだと思います。

では、ここまでわかったのだったら、アクアポリン阻害薬、例えばマンガンはその最たるものですが、マン

ガン錯体か何かをきれいに合成して、五苓散と同じような西洋薬が創れるのではないですかと、薬学系の

先生にはよく言われます。

第20回日本脳神経外科漢方医学会学術集会（2011）講演記録集

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116

脳神経外科と漢方

116

20 2011

117

第20回日本脳神経外科漢方医学会学術集会（2011）講演記録集

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ような生薬が、ちょっと足りないのかなという気もします。ですから、例えば先ほどの一般演題中の、脳梗塞

を起こしたときに出てくる浮腫や脳出血の後の血腫には、柴胡や甘草などの抗炎症活性を持った生薬が

入っている方剤がもっと効くかもしれないなと思っております。

三木 大阪畷生会脳神経外科病院脳外科の三木です。漢方はビギナーで先生の論文もたくさん読ませて

いただいて、セッションVの22で亜急性硬膜下血腫に対する五苓散の効果の発表をします。勉強すればす

るほど、なぜ効くのかがわからなくなってきて、先生の単純なスペキュレーションを聞きたいのです。硬膜下

血腫は慢性であれ、亜急性であれ、脳頭蓋内の脳実質外の生き物ですが、それにどうして五苓散が効くと

先生は考えられていますか。

礒濱 1つはおそらく血腫の外膜のところに血管がたくさん集まってきて、そこに内皮がたくさんあり、そこか

ら水の動きが活発に起こっていると思います。五苓散を単純なアクアポリンインヒビターと考えるとすれば、

そこの部分を抑制するのが1つかなと思っています。ただ、ご指摘のように私自身も抗炎症活性が足りない

と思います。

三木 実は自分の発表での、ディスカッションの最後のスライドで触れていますが、アクアポリン4は、脳実

質内のastrocyteのastroglia細胞、視床下部、それから脳周囲に発現して、先生の論文にありますが、血管

内皮とすれば、アクアポリン1なのですね。そうすると五苓散は効かないんですね。それがマンガンIII、IV、

Vなので、それがどうしても私には納得いかなくて、結局、自分の発表ではやはり不明ということになります。

その見解を先生に教えていただきたいのです。

礒濱 そうですね。1に効かなかったのは蒼朮ですね。五苓散が１に効かないのかという部分については、

ダイレクトに試していないので、私も実はよく知らないのです。もしかするとそこの部分が私のデータの中に

足りない部分かなとは、思っています。

それともう一つは、異常な水の動きに伴うような炎症を最終的に抑制すること、そして、そこの部分が五苓

散で本当にケアできるのかが大事だろうと思います。

実際に先生方の発表を拝聴し、非常に良い、血腫が消えてなくなるよという話を聞くと、何だろうと、micro

gliaの分化を調節するような作用がはたしてあるのかなど、いろいろなことを今考えていますが、本当に直接

的なお答えは持っておりません。

脳神経外科と漢方

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