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Aspergillus niger胞子による六価クロム生体吸着のキチン優勢分子機構:分光学的解明とDFTの検証
- 出典：
- Int J Biol Macromol. 2025 Nov;330(Pt 3):148060
- DOI：
- 10.1016/j.ijbiomac.2025.148060
要旨：
六価クロム［Cr(VI)］汚染という深刻な環境課題に対処するためには、重金属を生物材料がどのように吸着するかという分子機構の理解が不可欠であると筆者らは位置づけている。
本研究では、Aspergillus niger の胞子（AS）による Cr(VI) のバイオソープション（生物吸着）について、キチンが中心的役割を果たす分子機構が、詳細な物性評価と機構解析を通じて体系的に検討されたと報告されている。
イオンクロマトグラフィーおよびガスクロマトグラフィー質量分析の結果、AS の構成成分の 91.7％が多糖類であり、そのうち D-グルコサミン塩酸塩として定量されたキチン由来成分が 13.2％を占めることが示され、金属結合の分子的基盤が明確になったとされている。
また、胞子表面のエキヌレート（棘状）形態が多数の接触部位を提供するとともに、キチンに由来するアミド基、グルカンに由来するヒドロキシ基、タンパク質に由来するカルボキシ基といった多機能な結合部位が存在することが示唆されている。
バッチ吸着実験では、pH 2.0 条件下において最大吸着容量が 106.29 mg g⁻¹ に達し、擬二次反応速度式に従う挙動を示したことから、化学吸着が支配的であることが確認されたと筆者らは述べている。
さらに、密度汎関数理論（DFT）計算により、キチンが 2.47 eV の結合エネルギーで強固に Cr(VI) と相互作用することが示され、配位結合を介した高い親和性が裏付けられたと報告されている。
加えて、Fukui 関数解析から、反応性の高い部位がアミノ基およびヒドロキシ基に局在することが精密に特定されたとしている。
これらの実験的および理論的知見を総合し、筆者らは、① pH 依存的な静電相互作用による初期接触、② キチンを介した Cr(VI) から毒性の低い Cr(III) への還元、③ 配位錯体形成による安定的固定化、という三段階からなるキチン主導型の分子機構を提案している。
このような機構理解は、キチンを基盤とした機能性材料の設計や、持続可能な重金属汚染修復技術の高度化に向けた理論的指針を与えるものと位置づけられている。
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キチン系材料の薬用および化学センシングへの応用:包括的なレビュー
- 出典：
- J Fluoresc. 2025 Oct 8
- DOI：
- 10.1007/s10895-025-04578-3
要旨：
キチンは、β-(1→4)結合したN-アセチル-D-グルコサミンからなる天然由来の生体高分子であり、医療、環境モニタリング、化学センシング分野で幅広い応用が注目されていると筆者らは述べている。
このβ-(1→4)グリコシド結合は高い構造的剛性と化学反応性をもたらし、キチンが多様な生物学的機能および材料機能を示す基盤になっていると報告されている。
さらに、脱アセチル化、カルボキシメチル化、グラフト化といった化学修飾によって得られるキチン誘導体では、溶解性や生理活性、用途適合性が向上し、機能範囲が大きく拡張されることが示唆されている。
これらの特性を活かし、フィルム、ナノ粒子、複合材料などのキチン系材料が開発され、抗菌作用、抗真菌作用、抗炎症作用、抗がん作用、抗酸化作用といった多様な生物活性が認められたと筆者らは報告している。
また、キチン系材料は重金属やアニオンなどの分析対象物を検出するための比色センサーや蛍光センサーとしても設計されており、生体、環境、農業分野において高い感度と選択性を示すことが示されている。
本レビューでは、キチンの高分子構造および化学修飾が、これらの生物学的応用やセンシング応用をどのように支えているかに焦点を当て、キチン誘導体およびキチン系材料に関する最近の研究進展が包括的に整理されている。
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変形性膝関節症患者における炎症因子と膝関節機能に対する運動療法によるグルコサミン塩酸塩とエペリゾンの有効性
- 出典：
- J Drug Target. 2025 Oct 15:1-6
- DOI：
- 10.1080/1061186X.2025.2573055
要旨：
変形性膝関節症（knee osteoarthritis：KOA）患者において、グルコサミン塩酸塩と筋弛緩薬エペリゾン、さらに運動療法を組み合わせた治療が、炎症指標および膝関節機能に及ぼす影響について検討が行われたと筆者らは述べている。
対象はKOA患者60例であり、無作為に2群に割り付けられ、A群30例はグルコサミン塩酸塩と運動療法の併用、B群30例はグルコサミン塩酸塩にエペリゾンと運動療法を追加した治療を受けた。
治療前後で、血清中の炎症性因子であるマトリックスメタロプロテアーゼ3（MMP-3）、腫瘍壊死因子α（TNF-α）、インターロイキン6（IL-6）が測定されたほか、膝症状スコア（疼痛、こわばり、日常生活動作）、機能評価として膝屈曲可動域（range of motion：ROM）、Lysholmスコア、5回立ち座りテスト、15メートル歩行時間が評価され、あわせて臨床的有効率が算出された。
治療後には両群とも血清MMP-3、TNF-α、IL-6が低下したが、その低下幅はB群で有意に大きかったと報告されている（p＜0.001）。
また、B群ではA群と比較して、疼痛やこわばりなどの症状スコアが有意に低く（p＜0.05）、ROMおよびLysholmスコアの改善がより顕著であり（p＜0.001）、立ち座り動作や歩行時間といった機能指標においても良好な成績が示されたとしている（p＜0.001）。
臨床的有効率についても、B群は100.00％であり、A群の86.67％を有意に上回ったと筆者らは報告している（p＝0.038）。
これらの結果から、筆者らは、KOA患者においてグルコサミン塩酸塩単独療法と比べ、グルコサミン塩酸塩にエペリゾンおよび運動療法を併用する治療が、炎症反応や自覚症状の軽減、ならびに膝関節機能の改善とより強く関連していることが示唆されたと述べている。
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高齢の変形性関節症患者の疼痛管理における鍼治療とグルコサミンの併用の有効性
- 出典：
- Pak J Pharm Sci. 2025 Sep-Oct;38(5):1731-1741
- DOI：
- 10.36721/PJPS.2025.38.5.REG.13846.1
要旨：
変形性関節症（osteoarthritis：OA）は高齢者に多くみられる慢性関節疾患であり、生活の質を著しく低下させることが知られている。
筆者らは、高齢OA患者における疼痛治療を目的として、グルコサミン単独療法と、これに鍼治療を併用した場合の有効性を比較検討したと述べている。
対象は、2021年9月から2024年9月までに入院した高齢OA患者98例であり、アミノグルコース塩酸塩錠（グルコサミン塩酸塩）を投与した対照群49例と、同治療に鍼治療を追加した研究群49例に分けて解析が行われた。
評価項目として、臨床有効率、漢方医学的症候スコア（TCMスコア）、疼痛を評価する視覚的アナログスケール（VAS）、関節可動性の回復度を示すAROMスコア、関節機能を評価するJOAスコア、炎症関連指標、生活の質スコア、有害事象の発生率が比較された。
治療後には、両群ともすべての評価指標が治療前と比較して有意に改善したことが示された（p＜0.05）。
そのうえで、研究群では対照群と比べ、臨床有効率、AROMスコア、HSSスコア、JOAスコアおよび生活の質スコアが有意に高く、TCMスコア、VASスコア、炎症指標は有意に低値を示したと報告されている（p＜0.05）。
一方、有害事象の発生率については、両群間に有意な差は認められなかったとされている（p＞0.05）。
これらの結果から、筆者らは、グルコサミン治療に鍼治療を併用する方法が、高齢OA患者における疼痛緩和や炎症改善と関連しており、臨床的有用性が示唆されたと述べている。
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N-アセチルグルコサミン単独およびプレドニゾロンとの併用によるデュシェンヌ型筋ジストロフィーマウスモデルの自発運動の改善
- 出典：
- FASEB J. 2025 Sep 30;39(18):e71013
- DOI：
- 10.1096/fj.202500196R
要旨：
N-アセチルグルコサミンは体内にも存在する化合物であり、その細胞内濃度は、アセチルラクトサミンを多く含むN結合型オリゴ糖の生合成と密接に関連している。
これらのオリゴ糖は、哺乳類レクチンであるガレクチン3と相互作用し、細胞表面受容体の動態制御や、細胞間および細胞‐細胞外マトリックス間相互作用の調節に関与するとされている。
筆者らのこれまでの研究では、N-アセチルグルコサミンがガレクチン3と協調して作用することで、培養系における筋再生を促進する可能性が示唆されてきた。
また、デュシェンヌ型筋ジストロフィー（DMD）のマウスモデルであるmdxマウスに対し、N-アセチルグルコサミンを腹腔内投与することで筋力が改善したことも報告されている。
今回の研究では、N-アセチルグルコサミンを経口投与した場合にも、mdxマウスの自発的運動量が有意に改善することが示されたと筆者らは述べている。
米国薬局方規格のN-アセチルグルコサミンを体重1kgあたり0.6、1.2、1.8、2.4gの用量で35日間毎日投与したところ、夜間の自発的運動量がいずれの用量でも有意に増加し、とくに1.2g/kg体重の投与量では、長趾伸筋における筋損傷が約50％低減したことが確認されたという。
この1.2g/kg体重の投与量は、ヒト換算で0.144g/kg体重に相当するとされている。
一方、水平および下り坂トレッドミル走行といった連続的な強制運動を負荷すると、N-アセチルグルコサミンによる改善効果は減弱したが、それでも0.6および1.2g/kg体重を投与されたマウスでは、反復的な遠心性収縮による筋損傷に対する保護効果は認められなかったものの、全体としての自発的運動量は増加したと報告されている。
これらの結果から、N-アセチルグルコサミンは筋損傷を直接防ぐ作用とは異なる機序を通じて、筋の全体的な健康状態を改善している可能性が示唆されたと筆者らは考察している。
その背景として、培養系での筋形成（ミオジェネシス）研究で示唆されているように、筋修復や筋再生の促進が関与している可能性が挙げられている。
さらに注目すべき点として、DMD患者に一般的に処方される副腎皮質ステロイドであるプレドニゾロンとN-アセチルグルコサミンを併用投与した場合、プレドニゾロン単独投与と比較して、mdxマウスの自発的運動量の改善がより顕著であったと報告されている。
これらの知見から、N-アセチルグルコサミンは単独療法として、あるいはステロイド治療との併用によって、DMD患者の臨床状態を改善する可能性があると筆者らは述べている。
