査読論文：緑内障の天然物による治療とその作用機序： 最新情報

Treatment of Glaucoma with Natural Products and Their Mechanism of Action: An Update

pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35276895

オンライン公開：2022年1月26日.

PMCID: PMC8840399

PMID: 35276895

Ru Hui Sim,1 Srinivasa Rao Sirasanagandla,2 Srijit Das,2,* and Seong Lin Teoh3,*.

Md Soriful Islam、学術編集者

AIによるランキング

Claude 3 Opusに、この論文から緑内障の治療に有望な天然物を読み取り、ランキング付けして、対応する食品やハーブを加えるよう依頼。

1. アントシアニン (ベリー類、スグリ、ブドウ、熱帯果実)
   – 眼圧の低下、視野障害の進行の改善、眼血流量の増加
2. イチョウ葉エキス (イチョウの葉)
   – 視野障害の進行の遅延、視機能の改善、眼血流の増加
3. クルクミン (ウコンの根茎)
   – 酸化ストレスの緩和、RGC（網膜神経節細胞）アポトーシスの抑制
4. レスベラトロール (ベリー類、ブドウ、ザクロ、赤ワイン)
   – RGCの死の減少、酸化ストレスの減少
5. クコの実 (Lycium barbarum, ゴジベリー)
   – RGCの生存の保護、網膜機能の維持、眼血流の増加
6. コエンザイムQ10 (動物の臓器、肉、魚、大豆油、ピーナッツ)
   – RGCのアポトーシスの抑制、RGCの生存の促進
7. 緑茶 – エピガロカテキン-3-ガレート (緑茶)
   – RGC密度の維持、炎症の減少
8. サフラン – クロセチンとクロシン (サフランの花)
   – 眼圧低下、RGC死の予防、酸化ストレスの減少
9. 朝鮮人参 – ジンセノサイド (朝鮮人参)
   – 眼圧低下、RGCの生存率の改善、眼血流の改善
10. ビタミンB3 (ニコチンアミド)
    – 視神経変性の発生率の低下、RGCの喪失の予防、視機能の維持

要旨

緑内障は不可逆的失明の主要な原因の一つである。緑内障は一般に眼圧の上昇によって引き起こされ、その結果、視神経や網膜神経節細胞が障害され、最終的に視野障害に至る。しかし、眼圧下降点眼薬を使用しても、一部の患者では病気が進行する。眼球の機械的機能障害や血管障害に加えて、酸化ストレス、神経炎症、興奮毒性も緑内障の発症に関与している。したがって、抗酸化作用や抗炎症作用を持つ天然物の使用は、緑内障治療の代替的アプローチとなりうる。本総説では、網膜神経節細胞に対する神経保護特性を有することが示された様々な天然物に関する最近の前臨床および臨床研究を紹介し、それによって緑内障の治療に有効である可能性を示す。眼圧は、バイカリン、フォルスコリン、マリファナ、ジンセノサイド、レスベラトロール、ヘスペリジンによって低下させることができる。あるいは、イチョウ葉、Lycium barbarum、Diospyros kaki、Tripterygium wilfordii、サフラン、クルクミン、カフェイン、アントシアニン、コエンザイムQ10、ビタミンB3およびDは、さまざまなメカニズム、特に抗酸化、抗炎症、抗アポトーシスメカニズムを介して網膜神経節細胞に神経保護効果を示している。緑内障の代替療法として天然物の有効性と安全性を確保するためには、今後も広範な研究が必要である。

キーワード：緑内障、ハーブ、伝統医学、網膜神経節細胞、眼圧

1. はじめに

緑内障は不可逆的失明の主要な原因のひとつであり、2010年には失明全体の6.6%を引き起こしている[1]。世界保健機関（WHO）のWorld Report on Visionによると、世界中で視覚障害を持つ推定22億人のうち、緑内障は推定690万人に影響を及ぼしている[2]。さらに、2040年までに世界の40歳から80歳の約1億1180万人が緑内障に罹患すると推定されている[3]。緑内障は一般に眼圧（IOP、21mmHg以上）の上昇によって引き起こされ、眼内液と房水の排出が阻害されることによって生じる [4] 。眼圧の上昇は、網膜神経節細胞（RGC）と視神経を徐々に損傷し、最初は周辺視野に、徐々に中心視野に影響を及ぼす視野狭窄を引き起こす [5] 。緑内障患者は生涯にわたる治療と経過観察が必要であり、この病気は不安、心理的幸福、日常生活、運転、医療に対する信頼感など、患者のQOLに大きな悪影響を及ぼす [6] 。緑内障有病率の主な危険因子としては、年齢、緑内障の家族歴、アフリカ系アメリカ人、角膜中心部の厚さの薄さ、仮性剥離、色素分散、近視などが挙げられる [7] 。さらに、糖尿病、高血圧、トリグリセリド値と緑内障との関連も確認されている [7,8] 。さらに、遺伝的要因も緑内障の危険因子であることが知られており、多くの遺伝子（例えば、ミオシリン、アポリポ蛋白質E、X線修復相互補完群1、透明帯糖蛋白質4）の一塩基多型が緑内障のリスク上昇と関連していることが示されている［9,10］。

緑内障は、房水排出系の物理的障害、虹彩角膜および海綿体網膜の外観により、開放隅角緑内障（OAG）と閉塞隅角緑内障（ACG）の2つのタイプに分類される。また、一次性（特発性で、他の疾患や病態と関連していない）と二次性（外傷、長期投薬、眼科手術、ぶどう膜炎、壊死性腫瘍、糖尿病、症候群性病態などの基礎疾患や病態に起因する）に分類することもできる [11,12] 。

原発性眼内圧亢進症（POAG）では、房水の排出が妨げられるか、不十分である。対照的に、原発性ACG（PACG）は、虹彩が角膜に癒着しているため、房水排出に物理的な障害が存在し、房水のTMへの流れとブドウ膜排出が阻害されていることが特徴である［12,14］。PACGでは症状がより急激に現れ、視野が急速に狭まり、全盲に至る。その他の症状には、眼痛、頭痛、吐き気、嘔吐、多色のハロー、かすみ目などがある [12] 。さらに、PACGは眼科的緊急疾患であり、不可逆的な眼障害の進行を防ぐために早急な治療が必要である [12] 。

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2. 緑内障の病態

緑内障の正確な病態は複雑であり、まだ完全には解明されていない。緑内障の神経変性に関与する潜在的な機序は、機械的、血管的、遺伝的、免疫学的因子の融合が関与していると仮定されている。

2.1. 機械的仮説

機械的仮説は、眼圧とRGCの病態生理の関係を説明するものである。穿孔した篩骨篩板（LC）は強膜の最も弱い部分であり、RGCの軸索が微細な穿孔を貫通して視神経を形成する一方、網膜中心動脈と静脈はより大きな中心開口部を介してLCを通過する [15] 。眼圧の上昇は、房水の産生と排出の不均衡から生じ、その結果、「カッピング」として知られる過程で、LCが不可逆的に後方に反り返ることになった [16] 。視神経のカッピングは、LCの細胞外マトリックス（ECM）のリモデリングと線維化によって特徴づけられる [17] 。緑内障LC細胞はECM遺伝子発現の増加と細胞内カルシウムの上昇を示し、カルシウムは活性化T細胞核因子/カルシウムシグナル伝達経路を介して線維芽細胞の増殖、活性化、収縮性を促進することが知られている [17] 。この変形は、LCを通過する視神経と毛細血管を損傷し、RGCの前向軸索輸送を妨げ、最終的に緑内障の視野欠損を引き起こす [16] 。さらに、眼圧が上昇すると、線維化促進経路が活性化されてTMにECMが蓄積し、房水の流出効率が低下する。

Iversら[19]は、実験的緑内障サルにおいて、眼圧上昇によって誘発された最初の構造異常は、LC前面の深さの増加であり、次いで最小リム幅の減少、そして最後に網膜神経線維層（RNFL）の厚さの減少であることを示した。異なるレベルの眼圧上昇は、視野、最良矯正視力、およびLCパラメータ（カップ深度、LC深度、LC曲率指数、および層前組織厚）に顕著な影響を示した [20] 。さらに、LCの後方変位が大きいと、RNFLの消失速度が速くなることと有意に関連していた。RGCの軸索変性と視神経頭部（ONH、RGCの軸索が収束して視神経を形成し、LCを横切る場所）における前向軸索輸送障害は、RGCの構造的・機能的損失に先行する [22] 。RGCの前向軸索輸送が障害されると、細胞内に代謝性廃棄物が蓄積し、RGCの代謝ニーズが奪われ、その結果、RGCのアポトーシスが引き起こされる [23] 。

正常眼圧緑内障（NTG）では、眼圧が正常であるにもかかわらず、緑内障性の視神経円板陥没がみられる。このことは、他の危険因子が緑内障の視神経変性に関与していることを示唆している。視神経乳頭は、眼圧と視神経を取り囲む脳脊髄液で満たされたくも膜下腔内の頭蓋内圧を隔てるバリアとして機能している。TLPGはNTG患者を含む緑内障患者で高く、視神経線維の機械的損傷、前向軸索輸送の障害、血流の変化と関連しており、緑内障性障害につながる [26,27,28] 。

2.2. 血管仮説

視標に特徴的な緑内障性変化を認めるが、視野欠損を認めない緑内障前患者の眼では、ONHの血流が有意に低下している [29,30] 。POAGおよびPACG患者は、健常人と比較して毛細血管密度が低いが、屈曲度が大きく、毛細血管が拡張している [31] 。同様に、NTGとPOAGの両患者は、対照群と比較して、眼球後方流速が低く、網膜静脈飽和度と脈絡膜厚の非対称性が高かった [32] 。眼血流量の低下は、網膜や視神経の変化によって示されるように、構造的な緑内障の進行とも相関することが示された [33] 。最近のレトロスペクティブな縦断的研究から、POAG患者では緑内障性神経変性に先行してONHの血流低下が起こっていることが明らかになった [34] 。したがって、血管仮説は、緑内障の視神経変性につながる灌流圧の低下、血管の自己調節不全、神経血管結合の喪失に基づいている [35] 。眼血流の低下により、この仮説では、RGCの軸索が酸素と栄養の不足に陥り、最終的に変性を引き起こすと提唱している。緑内障ラットモデルにおいて、高眼圧症（OHT）はLCにおける選択的低酸素症を引き起こし、これはRGC軸索の傷害と軸索輸送の障害と関連していた [36]。この研究では、低酸素誘導酵素であるヘムオキシゲナーゼ-1（HO-1）と嫌気性解糖酵素である乳酸デヒドロゲナーゼのアップレギュレーション、網膜とONHにおけるスーパーオキシドラジカルの生成の増加、およびスーパーオキシド生成酵素であるNADPHオキシダーゼの活性サブユニットの増加も示され、酸化ストレスの関与が示唆された [36]。同様に、若い緑内障モデルDBA/2J(D2)マウスの網膜でも低酸素状態のRGCが観察され、低酸素誘導因子-1α(HIF-1α)タンパク質と活性酸素種(ROS)が有意に増加し、次いで老化した網膜では抗酸化能とミトコンドリア量が有意に減少した[37]。

2.3. 緑内障における酸化ストレスと神経炎症

動物実験と同様に、緑内障患者においても酸化ストレスが増加しているという証拠が多くの研究で示されている。さらに、酸化ストレスに関連する分子バイオマーカー、すなわちプロテインカルボニルや高度糖化最終生成物の血液中および房水中濃度は、健常対照群と比較して緑内障患者において有意に増加した [38] 。同様に、PACG患者では、血清中の総抗酸化状態（TAS）およびスーパーオキシドジスムターゼ（SOD）の低下、マロンジアルデヒド（MDA）の上昇が、健常対照群と比較して認められた。さらにメタアナリシスでは、POAG患者は血液中のTASが低く、房水中のSOD、グルタチオンペルオキシダーゼ（GPX）、カタラーゼ（CAT）のレベルが高いことが示された [40] 。酸化ストレスは、緑内障による視神経変性において、炎症を誘発または調節不全にすることが知られている。

研究は、炎症が緑内障の疾患進行に寄与することを示している。緑内障のヒト視神経では、CD163+細胞（組織の修復とリモデリングに関与する抗炎症性マクロファージのマーカーとしてよく用いられる）の数が有意に増加していた [41] 。全身性炎症状態マーカー、すなわち好中球対リンパ球比、血小板対リンパ球比、全身性免疫炎症指数は、対照群と比較してPOAG患者で有意に増加した [42] 。POAG患者は対照群と比較して、様々なサイトカイン、すなわち血清インターロイキン（IL）-4、-6、-12p70および腫瘍壊死因子α（TNF-α）の有意な増加を示した。同様に、POAGおよび仮性剥脱緑内障患者においても血漿中TNF-αレベルの上昇が検出された [44,45] 。さらに、慢性PACG患者から採取した房水サンプルは、対照群と比較して、エオタキシン、マクロファージ炎症性蛋白質-1-α、インターフェロンガンマ（IFN-γ）誘導蛋白質-10の濃度が有意に上昇し、TNF-α、IL-5、-9、-17、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子の濃度が低下した [46]。

網膜のグリア細胞、すなわちアストロサイト、ミュラー細胞、ミクログリア細胞は、炎症反応を媒介する重要な役割を担っているが、緑内障患者や実験的緑内障モデルにおいて、炎症性サイトカインの産生につながる反応性を示し、神経細胞障害をさらに引き起こすことが示されている[47,48]。一般に、サイトカインシグナル伝達は、炎症トランスデューサーである核因子κB（NF-κB）と関連している。D2マウスでは、網膜と視神経における低エネルギー誘発性の5′アデノシン一リン酸活性化プロテインキナーゼ（AMPK）リン酸化がNF-κB p65シグナル伝達を引き起こし、炎症性TNF-α、IL-6、一酸化窒素合成酵素（NOS）-2の発現を増加させた［49］。TGF-β2の注射投与は、野生型マウスの眼圧とTMのECM沈着を増加させた。一方、NF-κBに変異を持つマウスでは、この効果が阻害されたことから、TGF-β2によるECM産生とOHTにはNF-κBが必要であることが示唆された [50]。さらに、アストログリアのNF-κBをトランスジェニックで阻害すると、実験的OHTモデルマウスの眼の神経炎症（炎症性サイトカイン発現の減少、すなわちIL-1A、-1B、-2、-6、-10、-12、-13、TNF-α、IFN-γ）と神経変性（RGCと軸索の減少）が抑制された [51] 。

現在のエビデンスは、緑内障の病態形成における神経炎症の寄与を確かに支持しているが、神経炎症が緑内障の一連の病理学的事象にいつ関与するかについては、まだ明らかではない。神経炎症は、最初の病態（すなわち、視神経破砕傷害）から二次的に起こることが示唆されている [52] 。視神経破砕傷害は網膜のグリア活性化を誘導するが、Bax遺伝子の欠失によってRGCの死が阻害されると、この活性化は有意に抑制された [52]。一方、X線治療による単球浸潤とミクログリアの活性化の抑制は、ONHにおける神経細胞の損傷と機能障害を予防した［53］。とはいえ、免疫調節は緑内障性変化の進行に有益であることが示されている。

2.4. グルタミン酸の興奮毒性

炎症反応に加えて、網膜のグリア細胞もまた、視細胞と網膜ニューロンに恒常性と代謝のサポートを提供することによって、網膜の機能において重要な役割を果たしている [54] 。ミュラー細胞とアストロサイトは、齧歯類ではグルタミン酸/アスパラギン酸トランスポーター（GLAST）、ヒトではNa+依存性高親和性グルタミン酸トランスポーター-1（EAAT-1）としても知られているを介して、グルタミン酸を含む様々な神経伝達物質の取り込みと交換系を持っている[54,55]。緑内障眼では、EAAT-1とグルタミン酸受容体サブユニットN-メチル-d-アスパラギン酸（NMDA）-R1のレベルが低下していることが示されている [56]。さらに、GLAST欠損マウスは、眼圧上昇を伴わずに自発的なRGCの減少と視神経変性を示すことから、GLAST発現の減少が網膜におけるグルタミン酸興奮毒性を引き起こし、緑内障の病因となる可能性が示唆されている [57] 。

他の研究者がレビューしているように、緑内障の発症に関与する仮説として現在最も受け入れられているのは、眼圧上昇によるONHの機械的損傷、それに続く血管調節障害（眼血流の低下）と神経炎症（グリアの活性化）であろう。しかし、先に述べたメカニズムの組み合わせは、緑内障患者によって大きく異なる可能性がある [60]。

図1

酸化ストレス、神経炎症、眼血流の減少、興奮毒性が、緑内障で観察されるその後の病理学的変化にどのようにつながるかを示す模式図。様々な段階における緑内障性変化に対する天然物の治療可能性を×印で示す。RGC、網膜神経節細胞、IOP、眼圧、ONH、視神経頭部。

3. 緑内障研究モデル

緑内障の病態をかなり理解し、緑内障治療のための治療アプローチを評価するために、数多くの研究モデルが用いられてきた [61,62,63,64] 。本節では、本総説で紹介された研究で使用されたこれらのモデルのいくつかを簡単に概説する（表1に要約）；これは、以下の節での議論をよりよく理解するのに役立つ。

表1 緑内障研究モデルの概要

緑内障は、実験的に眼圧を上昇させることによって野生型動物モデルで誘発することもできる。高い眼圧は、様々な物質（マイクロビーズ、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒアルロン酸など）を前房に注入して房水の排出を阻害することで達成できる [70,71,72]。あるいは、上強膜静脈への高張食塩水の注入 [73]、上強膜静脈または辺縁静脈の焼灼 [74]またはレーザー光凝固 [75,76,77]は、TMの瘢痕化を引き起こし、房水の排出抵抗を増大させ、眼圧上昇をもたらす。これらのモデルにおける眼圧上昇は、さまざまな程度のRGC喪失、グリア活性化、視力障害を引き起こす [75,76,77,78]。

緑内障における興奮毒性の役割を調べるために、NMDAを硝子体内注射してRGC喪失を誘導することができる。視神経破砕（一対の交差作用鉗子で視神経に破砕損傷を与える）または視神経完全切断モデルは、すべてのRGC軸索を同時に損傷させ、RGCが徐々に失われる。この非眼圧関連軸索変性研究モデルは、様々な物質のRGC神経保護特性を評価するために一般的に使用されている [82] 。視神経部分切断モデルは、RGC軸索の一部のみに損傷を与える。したがって、このモデルでは、一次性（軸索が切断されたRGCの死）と遅発性の二次性神経変性（軸索が無傷のRGCの死）の両方を研究することができる [83] 。網膜虚血・再灌流（I/R）傷害は、緑内障やその他の眼疾患に関連することが知られており、OAGの動物モデルとして広く用いられている。I/R傷害は網膜血流を減少させ、酸素や他の栄養素に対する網膜の過敏状態を作り出し、その後循環が回復したとき（再灌流）、重篤な酸化および炎症性傷害を誘発する [84,85] 。

緑内障の研究では、RGC-5細胞株を用いたin vitro研究が数多く行われており、ここでレビューした研究を含め、様々なサプリメントの神経保護特性を評価している。しかし現在では、もともと不死化ラットRGCとして同定されたRGC-5細胞は、その由来となった研究室において、不死化視細胞661W細胞株（RGC前駆体様細胞）に発生初期に汚染されていたことが明らかになっている[86,87]。したがって、以下のセクションで述べる多くの研究で使用されたRGC-5細胞は、成熟RGCの真の表現型を反映していない可能性がある。おそらく、in vitroでの治療に対する緑内障性RGCの反応を調べるには、動物モデルの初代RGCを使用する方がよいだろう [88] 。

一般的に、記載されている様々な研究モデルは緑内障の一部の側面を表しているに過ぎず、したがって、それぞれが他のモデルに対して異なる利点を有している。研究の目的に応じて適切なモデルを使用することが重要である。

4. 緑内障治療に用いられる天然物とその作用機序

緑内障において酸化ストレスと神経炎症が果たす役割を考慮すると、抗酸化剤の使用は緑内障治療の代替的アプローチとなりうる。現在、緑内障治療の主流は眼圧下降点眼薬による眼圧下降である [89] 。その他の緑内障治療としては、欧州緑内障学会のガイドラインに基づく、レーザーによるトラベキュロ形成術やサイクロデストラクション、あるいは外科的なトラベキュロ切除術、トラベキュロトミー、深層スクレレクトミー、ビスコカナロストミーなどがある [90] 。しかし、眼圧が正常化しても病気が進行し、視機能に影響を及ぼす患者もいる。

補完代替医療（CAM）に対する研究の関心は高く、緑内障の治療に広く用いられている。カナダの緑内障患者1516人を対象とした調査では、患者の10％が緑内障に特化したCAM療法を利用しており、その半数は治療が有益であると考えていた [91] 。他の最近の調査では、眼科患者のCAM使用率はサウジアラビアで22％、パレスチナで67％と報告されている [92,93] 。本総説では、緑内障の治療に使用される様々なCAMに関する最近の研究を取り上げる。

4.1. イチョウ葉

イチョウ葉（GB）はイチョウ科に属し、その葉と種子は何世紀にもわたって薬用に用いられてきた [94] 。GBには70種類以上のフラボノイドが同定されており、幅広いフリーラジカル消去活性を持つことが示唆されている [95]。実際、過酸化水素（H2O2）による酸化ストレスにさらされたラットのRGC株をGBエキスで処理すると、その生存率を高めることができた [96]。さらに、少なくとも6ヵ月間、毎日120mgのGBエキスを投与されたPOAG患者は、循環白血球における一本鎖DNA切断の割合が低いことを示し、酸化ストレスが減少したことを示している [97]。

数多くの臨床試験でも、GBエキスの補給がNTG患者の視野障害の進行を遅らせ、視機能を改善することが実証されている [98,99]。しかし、Shimら[99]は、1日3回、40mgのGBエキスを補給しても、プラセボを投与された患者と比較して、NTG患者の平均欠損やコントラスト感度に影響を及ぼさないことを示した。緑内障発症の血管仮説に基づき、80mgのGBエキス錠剤を1日2回、4週間投与したNTG患者は、プラセボ群と比較して、眼血流、眼血量、眼血流速度が有意に増加した [100]。さらに、120mgのGBエキスカプセルを1日1回、4週間摂取した健常者では、GBの補給により、橈骨周囲の毛細血管密度が増加した［101］。表2は、緑内障治療に使用された天然物の臨床試験をまとめたものである。

表2 緑内障治療のための天然物を評価する臨床試験。

動物実験では、ラットの視神経損傷後にGBエキスを腹腔内注射したところ、RGCの生存率が高くなった [96,102]。これは、成体ラットの視神経損傷モデルにおいて、ジテルペン・ギンコライド・メグルミン注射液（DGMI、ギンコライドA、B、Kを含むGB抽出物から作られる）の後球根内注射後、マイトジェン活性化プロテインキナーゼ（MAPK）シグナル伝達経路の調節を介してRGCのアポトーシスが阻害されたことで実証されたように、GBの抗アポトーシス特性によるものと考えられる[103]。メカニズム的には、DGMIはp38、JNK、Erk1/2の活性化を阻害することにより、細胞のアポトーシスを抑制することができた [103]。さらに、GB抽出物由来のプロシアニジンB2およびルチンは、核因子赤血球2関連因子（Nrf）-2およびErk1/2シグナル伝達を調節することにより、tert-ブチルヒドロペルオキシド誘発酸化ストレスにさらされたヒト網膜色素上皮細胞を保護できることが示された [104]。別の研究では、P53、Bax、Bcl-2、およびカスパーゼ-3/-9が、H2O2処理したRGCsにおけるアポトーシスに対するGBエキスの中心的な標的であると考えられることが提案された [105]。緑内障治療に用いられる天然物の前臨床研究の要約を表3に示す。

表3 緑内障治療に用いられる天然物の前臨床研究とその作用機序

Δ9-THC、Δ-9-テトラヒドロカンナビノール、Aβ、アミロイドβ、AGE、advanced glycation end products、ANGPTL7、angiopoietin-like protein 7、APP、amyloid precursor protein、ASC、caspase recruitment domain、Bax、Bcl-2-like protein 4、Bcl-2、B cell lymphoma 2、CAT、catalase； CNTF、毛様体神経栄養因子；COX-2、シクロオキシゲナーゼ；D2、DBA/2J；ELAM-1、内皮白血球接着分子-1；eNOS、内皮一酸化窒素合成酵素；ET-1、エンドセリン-1；F-VEP、閃光視覚誘発電位；GCL、神経節細胞層；GPX、グルタチオンペルオキシダーゼ；GSH、グルタチオン； HIF-1α、低酸素誘導因子-1α；HO-1、ヘムオキシゲナーゼ-1；IGF-1、インスリン様成長因子1；IL、インターロイキン；iNOS、誘導性一酸化窒素合成酵素；IRL、インスリン受容体様；LDH、乳酸脱水素酵素；LPS、リポ多糖；MCP-1、単球走化性タンパク質-1；MDA、マロンジアルデヒド； MHC-II、主要組織適合性複合体クラスII；MMP、メタロプロテアーゼ；NF-κB、核因子κB；NF-L、ニューロフィラメント軽鎖；NLRP3、NOD-、LRR-およびピリンドメイン含有タンパク質3；NMDA、N-メチル-d-アスパラギン酸；Nrf、核因子赤血球2関連因子；NQO1、NAD（P）H． キノン酸化還元酵素；OHT；高眼圧症；ONH；視神経頭部；OPA1；視神経萎縮症1；OXPHOS；酸化的リン酸化；PARP1；ポリ［ADP-リボース］ポリメラーゼ1；PERG；パターン網膜電図；PhNR；光視陰性反応；PlGF；胎盤成長因子；ROS；活性酸素種；RAGE；高度糖化最終産物受容体；RGC；網膜神経節細胞； RNFL、網膜神経線維層；sGCα-1、可溶性グアニル酸シクラーゼα1；SOD、スーパーオキシドジスムターゼ；T-AOC、総抗酸化能比色定量；TNF-α、腫瘍壊死因子α； TGF-β、トランスフォーミング増殖因子β、Tfam、ミトコンドリア転写因子A、TREM2、骨髄系細胞に発現するトリガー受容体2、TSPO、トランスロケータータンパク質（18kDa）、VEGF、血管内皮増殖因子。

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4.2. Scutellaria baicalensis Georgi-Baicalin、BaicaleinおよびWogonin

Scutellaria baicalensis Georgiは、バイカルスカルキャップまたはチャイニーズスカルキャップとして一般的に知られており、中国の薬草として広く使用されている [106]。S.バイカレンシス抽出物およびその3つの主要な活性フラボノイド、すなわちバイカリン、バイカレイン、ウォゴニンは、低い細胞毒性を示し、神経保護、抗酸化、抗炎症、抗がん作用を有していた [106,107,108]。

バイカリン200mg/kgを28日間胃内投与すると、慢性OHTのラットモデルにおいて眼圧が有意に低下した [109]。OHTによって引き起こされるRGC複合体の厚さの減少とRGC層の核の減少は、バイカリン投与によって有意に改善され、抗アポトーシスタンパク質Bcl-2の発現をアップレギュレートすることによってRGCのアポトーシスが減少することと関連した［109］。さらに、バイカリンは、HIF-1α、マトリックスメタロプロテアーゼ（MMP）-9、血管内皮増殖因子（VEGF）のダウンレギュレーションとHO-1のアップレギュレーションを介して、網膜虚血からRGCを保護する［110］。

視神経破砕ラットモデル樹立10分後にウォゴニンを腹腔内投与すると、RGCの損失が減少し、RGCのアポトーシスが抑制された [111]。この研究ではまた、視神経破砕後の網膜におけるグリオーシス反応、ミクログリアの活性化、炎症性サイトカイン（TNF-α、単球走化性タンパク質-1（MCP-1）、iNOS、IL-6、-1β、シクロオキシゲナーゼ（COX-2））の発現の減少によって示されるように、TLR4-NF-κBが介在する神経炎症を防ぐというウォゴニンの抗炎症特性も実証された[111]。

バイカリンの腹腔内投与は、慢性的な眼圧上昇を伴う緑内障モデルマウスを確立するための焼灼を伴う強膜上静脈閉塞モデルにおいて、RGCの数を増加させ、病理学的変化（網膜の不明瞭な層、RGC層（GCL、RGCと転位したアマクリン細胞が存在する網膜層）の厚さの減少、RGC密度）を減弱させた［112］。PI3K/AKTシグナル伝達は緑内障発症におけるRGCのアポトーシスと炎症反応を抑制することが示されたため、バイカリン投与はまた緑内障マウスにおいてオートファジーを阻害し、PI3K/AKTシグナル伝達を活性化した [112]。さらに、バイカリンによる処理は、H2O2にさらされた培養ヒトTM細胞において、細胞生存率を有意に増加させ、活性酸素産生を減少させ、炎症性因子IL-1αと内皮白血球接着分子-1（ELAM-1）の産生を阻害した [113]。

4.3. Coleus forskohlii (willd.) Briq.-フォルスコリン

Coleus forskohlii (willd.) Briq.は、インドおよび東南アジア原産の薬用植物である [114]。C. forskohliiの葉、根、塊茎は、アデニル酸シクラーゼの直接刺激を介して、セカンドメッセンジャー環状アデノシン3′，5′一リン酸（cAMP）ブースターとして作用するフォルスコリンと呼ばれるジテルペノイドの豊富な供給源である[114]。研究により、cAMPは毛様体および毛細血管における房水動態の制御に重要であることが明らかにされている [115]。実際、以前の研究では、30、100、1000nMのフォルスコリンを動脈から灌流すると、単離されたウシの眼球標本において房水形成速度が有意に低下することが示されている [116]。これは、フォルスコリン1％w／v水溶液点眼液を1日3回2滴ずつ4週間点眼したPOAG患者が眼圧の有意な低下を示した二重盲検ランダム化比較試験で示されたように、フォルスコリン投与による眼圧降下作用を説明するものであろう［117,118］。

動物実験では、フォルスコリン、ホモタウリン、スペアミント、ビタミンB1、B6、B12を組み合わせた食事が、視神経損傷[119]および高血圧性緑内障[120]のげっ歯類モデルにおいて、RGCの損失を防ぐことができた。両研究とも、フォルスコリンサプリメント混合物がサイトカイン（iNOS、IL-6、TNF-α）分泌の減少を介して炎症プロセスに対抗し、それによってアポトーシスマーカー（Bax/Bcl-2比および活性カスパーゼ-3）の減少につながり、最終的にRGCの死を免れ、視機能が維持される可能性があることを実証した[119,120]。しかし、臨床研究とは対照的に、フォルスコリンサプリメント混合物は、緑内障のげっ歯類における眼圧上昇に影響を与えなかった [120]。

4.4. Erigeron breviscapus (vant.) Hand. スクテラリン

Erigeron breviscapus (vant.) Hand. Mazz. (中国語ではDengZhanHua）は、主に中国南西部、特に雲南省に分布するキク科Compositaeの双子葉植物である[121]。伝統的な中国医学では、心血管疾患の予防と治療に用いられてきた [121]。E.breviscapusのサプリメントを6ヶ月間投与したところ、眼圧がコントロールされたPOAG患者において、平均欠損の有意な低下と平均感度の上昇という明らかな副作用は認められず、緑内障の視野に対する部分的な保護効果が実証された [122]。慢性眼圧上昇動物モデルにおいて、E. breviscapusの経口サプリメントは、眼圧を低下させ、低下した視機能を改善し、RGC密度を増加させ、眼圧上昇によるRGC軸索変性を抑制することが示された [123,124]。RGCにおいて、E. breviscapus抽出物は外向きのカリウムチャネル電流を抑制することが示され、これは緑内障によって誘発されたRGCの損傷と視覚障害に対するE. breviscapusの有益な効果の背後にある重要なメカニズムの1つであることが示唆された [125]。

フラボノイドのスクテラリンは、E. breviscapusの主要成分のひとつである。3週間のスクテラリン経口投与は、誘発された慢性OHT緑内障モデルの網膜菲薄化と視覚障害を改善した [126]。スクテラリンは、急性OHT後のアポトーシス関連スペック様タンパク質（カスパーゼリクルーティングドメイン）、切断型カスパーゼ-1、IL-18および-1βのアップレギュレーションの低下と関連していたNLRP3インフラマソームを介する炎症反応を阻害することにより、RGCを保護し、障害を受けた網膜ミクログリア細胞を減少させた [127]。

4.5. オオバコ（Lycium barbarum L.)

一般にゴジベリーまたはクコの実として知られるLycium barbarum L.は、中国で様々な疾患、すなわち、かすみ目、腹痛、不妊症、空咳、疲労、めまい、頭痛の治療に広く使用されており、強力な抗老化剤として使用されてきた [128]。ゴジベリー中の最も豊富な成分は炭水化物であり、単離されたL. barbarumの多糖類（LBP）は、様々な薬理学的特性、すなわち神経保護、血糖降下、抗がん、免疫調節および抗酸化特性を発揮することが見出されている [129,130]。LBPの補給は、さまざまな緑内障モデル、すなわち急性OHT [131,132]、慢性OHT [133,134]、視神経部分切断 [135]において、RGCの生存を保護し、網膜機能を維持することが示されている。視神経部分切断モデルでは、損傷の7日前にLBPを前処置することで、RGCの二次変性を遅らせることが示された [136]。この研究ではまた、LBPが酸化ストレスとJNK/c-jun経路を阻害し、視神経損傷の初期段階でRGCの生存を決定する神経栄養因子として知られるインスリン様成長因子-1の発現を一過性に増加させることによって、神経保護効果を発揮することも報告されている [136]。

LBPは、塩化コバルト（CoCl2）誘発低酸素症の後、活性酸素の発生を抑制し、ミトコンドリア膜電位を低下させることにより、酸化ストレス傷害からRGCを保護することが示されている [137]。さらに、LBPは、H2O2投与後のヒトTM細胞において、細胞生存率を有意に促進し、アポトーシスを減少させ、切断型カスパーゼ-3/-9および活性酸素レベルを減少させた [138]。あるいは、LBP投与は、視神経部分切除後にミクログリアのM2分極化を促進し、オートファジーをダウンレギュレートすることが示されており、これがRGCの二次変性の遅延に寄与している [139]。他の研究では、LBPが血管障害を抑制することで、おそらくエンドセリン-1（ET-1）が介在する生物学的作用の調節を介して、RGCsと網膜に神経保護をもたらすことも示唆されている [131,133]。最近の研究では、LBPの投与は、急性OHTマウスにおいて血液網膜関門の維持とRGCsの生存を促進し、アミロイドβ産生とadvanced glycosylation end product受容体発現の制御を介して媒介された [140]。さらに、L. barbarumエタノール抽出物は、静水圧に曝されたPC12神経細胞において、アンジオポエチン様7タンパク質（ANGPTL7）の発現を減少させる一方で、カベオリン-1の発現を増加させ、これはECMタンパク質、すなわちMMP-2、MMP-9、コラーゲンIおよびTGF-βの遺伝子発現の減少と関連していた [141]。これまでの研究で、ANGPTL7がTMのECMを調節し [142] 、MMPを介したTMのECMターンオーバーが、従来の流出経路における流出抵抗の減少をもたらし、眼圧恒常性の維持につながることが示されている [143] 。

LBP投与は、I/R損傷後の網膜における神経細胞死とグリア活性化を有意に抑制した [144,145] 。さらに、LBP治療は虚血誘発網膜機能障害（より大きなb波と振動電位反応を示す）を緩和することができた [144,146]。網膜の抗酸化レベル（グルタチオン、SOD、CAT）は、コントロールと比較して、サブミクロンおよびブレンドL. barbarum抽出物処理群で有意に高く、MDAレベルは低かった [146]。さらなる研究により、LBPはI/R損傷後の網膜において、Nrf2の活性化とHO-1タンパク質の発現増加を介して神経保護効果を発揮することが実証された[145]。

4.6. Diospyros kaki L.

エゴノキ科に属する柿（Diospyros kaki L.）は、炭水化物、食物繊維、ビタミン、ミネラル、カロテノイド、フェノール化合物およびその他の生物活性植物化学物質を豊富に含む果実として知られている[147]。果実だけでなく、柿の葉にも抗酸化作用を示すフラボノイドが豊富に含まれている [148]。過剰な酸化ストレスと興奮毒性にさらされたRGCsを、柿の葉のエタノール抽出物（EEDK）ですると、濃度依存的に細胞生存率が上昇した [149]。さらなる研究から、EEDKの神経保護効果は、アポトーシスマーカー、すなわちポリ（ADP-リボース）ポリメラーゼ、p53、切断型カスパーゼ-3のレベルの低下と関連しており、抗酸化酵素、すなわちSOD、GPX、グルタチオンS-トランスフェラーゼの発現レベルの上昇と関連していることが明らかになった［149］。同じ研究で、EEDK投与が視神経部分破砕マウスモデルの網膜とRGCを保護することが示された[149]。さらに、EEDKは緑内障マウスモデルにおいて、可溶性グアニル酸シクラーゼα-1（sGCα-1、血管高血圧の主要な調節因子）シグナルを調節することにより、眼圧上昇を抑制することも示された [150]。

4.7. Tripterygium wilfordii Hook F.-トリプトリドとセラストロール

一般に雷神葛として知られるTripterygium wilfordii Hook F.は、関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、皮膚筋炎などの自己免疫疾患や炎症性疾患の治療に広く用いられている伝統的な漢方薬である [151]。トリプトリドとセラストロールは、この植物から単離された主要な活性植物化学物質であり、抗がん、抗炎症、免疫抑制、抗肥満、抗糖尿病といった同様の薬理活性を示す [152]。トリプトリド投与は、緑内障モデルにおいてミクログリアの活性化を抑制することにより、RGCの生存率を改善した [153,154,155]。さらに、トリプトリド投与は、視神経破砕モデルにおいてTNF-αの発現とNF-κBの核内転座を阻害したことから、トリプトリドの神経保護作用は、部分的にはその抗炎症特性に起因することが示唆された [155]。同様に、セラストロール処理も緑内障モデルにおいてRGCの生存率を改善した [156,157]。

4.8. Crocus sativus L.-クロセチンとクロシン

サフラン（Crocus sativus L.の茎を乾燥させたもの）は、香味料や着色料として食品調理に広く使用されているスパイスである [158]。「黄金のスパイス」と呼ばれるサフランは、世界で最も高価な芳香性薬用植物であり、抗がん、抗糖尿病、抗炎症、抗酸化、免疫調節、抗真菌、抗菌など数多くの薬理学的特性を持つ [158]。サフランエキスの経口投与は、眼圧上昇に伴うミクログリア数とその活性化を減少させ、これによりRGCの死が予防されることが示された [159]。無作為化介入パイロット研究では、3週間の治療後、サフラン30mg/日の補給がPOAG患者の眼圧を有意に低下させることが明らかにされた。

サフランからは150以上の化合物が抽出されており、クロシンとクロセチンが2大有効成分である [161]。クロシンの腹腔内投与は、I/R誘発RGC死を抑制することができ、クロシンの効果は、部分的には、ERK経路を介した抗酸化作用 [162]、またはPI3K/ACTシグナル伝達経路の活性化 [163]によって媒介される可能性がある。さらに、クロシンは、活性酸素の産生を減少させ、NF-κBを活性化することにより、H2O2誘発性の損傷からRGCを保護する [164]。同様に、クロシンのアグリコンであるクロセチンは、NMDA- [165]およびI/R誘発網膜損傷 [166]を受けたマウスのGCLにおける細胞損失とアポトーシスを予防した。

4.9. クルクマ・ロンガ-クルクミン

クルクミンは黄色の色素であり、Curcuma longa L.（ウコン）の根茎に含まれる活性成分である [167]。抗酸化作用、抗炎症作用、抗がん作用、抗関節炎作用、抗喘息作用、抗菌作用、抗ウイルス作用、抗真菌作用を有することが知られている[167,168]。クルクミンが強力な抗酸化作用を持つ天然化合物であることを考慮すると、緑内障における酸化ストレスを緩和するもう一つの潜在的治療法である可能性がある。眼圧上昇げっ歯類モデルを用いると、クルクミン処理によって細胞内の活性酸素レベルが低下し、酸化ストレスによって誘発されるRGCアポトーシスが緩和された [169]。同じ研究で、クルクミンがカスパーゼ-3やBaxなどのアポトーシス促進因子を阻害し、抗アポトーシス因子Bcl-2をアップレギュレートすることも観察された［169］。生体外視神経損傷モデルでは、網膜層、特にGCLの菲薄化と強いRGCアポトーシスが損傷後24時間以降に観察され、これはカスパーゼ-3および-9とプロアポトーシスマーカーレベルの時間依存的上昇、JNK、c-Jun、ERKシグナル伝達（MAPK）経路の強力な活性化と相関していた［170］。クルクミンはアポトーシスカスケードとMAPK経路の変化を防ぎ、RGCの生存と網膜の厚さを維持した［170］。ラットの網膜I/R傷害モデルを用いた別の実験研究では、I/Rの2日前からクルクミンを食事で補充することで、虚血傷害から網膜を保護することができた [171]。さらに、クルクミンの前投与は、I/Rによる網膜毛細血管の変性を抑制した。これは、傷害によって誘発されるNF-κBとシグナル伝達物質および転写活性化因子3（STAT3）の活性化、および傷害部位への単球の動員を介した炎症反応に関与するケモカインであるMCP-1の過剰発現に対するクルクミンの抑制効果によって起こると考えられる［172］。

H2O2誘発酸化ストレスに曝されたTM細胞をin vitroモデルとして用いた研究では、クルクミンによるが、用量依存的に細胞内活性酸素の産生を減少させることが観察された [173,174]。クルクミンは、IL-1a、-6、-8、ELAM-1などの酸化ストレス誘発性炎症性因子を緩和し、TM細胞のアポトーシスを抑制した [173]。クルクミンはまた、Nrf2-keap1経路を介して、酸化ストレスとアポトーシスからTM細胞を保護することが示されている [174]。

4.10. カメリアシネンシス（L.）クンツェ-エピガロカテキン-3-ガレート

一般に緑茶として知られるCamellia sinensis (L.) Kuntzeは、飲料として消費され、中国や日本で人気がある[175]。網膜I/R傷害ラットに緑茶エキスを経口投与したところ、生存しているRGCの数が多く、アポトーシスRGCの数が少ないことが観察された [176]。また、緑茶エキス投与は、虚血傷害によって引き起こされるタンパク質発現の増加（すなわち、アポトーシスマーカー（活性化カスパーゼ-3および-8）および炎症関連タンパク質（Toll様受容体4（TLR4）、IL-1βおよびTNF-α））およびp38リン酸化を減少させた[176]。さらに、緑茶抽出物投与は、ラットにおけるリポ多糖（LPS）誘発網膜炎症後の活性化ミクログリア、アストロサイト、ミュラー細胞の抑制につながった[177]。緑茶の抗炎症作用は、網膜におけるSTAT3とNF-κBのリン酸化の減少と関連していた[177]。

緑茶に含まれる主要なポリフェノール化合物はカテキン類であり、その中にはエピガロカテキン-3-ガレート（EGCG）も含まれ、強力な抗酸化作用、抗血管新生作用、抗発がん作用がある [175,178]。EGCG投与は、急性眼圧亢進ラット [179]および慢性眼圧亢進ラット [180]、視神経破砕ラットモデル [181]、網膜I/R損傷ウサギモデル [182]、NMDA誘発興奮毒性ラット [183]において、RGC密度を維持することが示された。Zhangら[179]は、EGCG投与が炎症関連サイトカインレベル（IL-4、-6、-1βおよび-13、TNF-αおよびIFN-γ）およびTリンパ球の増殖率を有意に低下させたことを報告した。さらに、EGCG処理は、B細胞における核内因子κBα（IκBα）およびp65のリン酸化増加を阻害し、NF-κBシグナル伝達経路の活性化を抑制した［179］。

4.11. 田七人参-ジンセノサイド

ウコギ科の田七人参は、最も頻繁に用いられる薬草および機能性食品のひとつと考えられている [184,185]。無作為化プラセボ対照クロスオーバー試験において、高麗紅参（KRG）3gを4週間毎日摂取すると、緑内障患者の日中のコントラスト感度と眼痛が改善することが示された [186]。KRGを8週間補充したところ、緑内障患者の涙液の安定性と眼表面疾患指数の合計スコアに有意な改善がみられ、KRGが緑内障患者のドライアイ症候群を改善したことが示唆された [187]。さらに、緑内障患者に1日3回12週間、1.5gのKRGを経口投与したところ、側頭部の網膜乳頭周囲血流に有意な改善がみられた [188]。

高麗人参には、ジンセノサイド（トリテルペノイドサポニン）、フェノール類、酸性多糖類など、数多くの植物化学物質が含まれている [189]。これらの植物化学物質はRGCsを保護することが示されている。パナックス・ノトジンセン・サポニンの全処理は、視神経粉砕ラットモデルによって誘導されたRGCの生存を増加させ、細胞アポトーシス経路を阻害した [190]。同様に、ジンセノサイドRg1投与は、超音波標的マイクロバブル視神経損傷ウサギモデルにおけるRGC損傷を軽減することができた [191]。さらに、ジンセノシドRb1は、CoCl2誘発低酸素およびH2O2誘発酸化ストレスによるアポトーシスからRGCを保護する [192]。

4.12. カンナビス・サティバ-カンナビノイド

一般にマリファナとして知られるカンナビス・サティバは、世界で最も使用されている精神作用物質の一つである [193]。サティバ植物には、エンドカンナビノイド系のシグナル伝達分子である60種類以上の脂質ベースのカンナビノイドが含まれており、これらにはΔ-9-テトラヒドロカンナビノール（Δ9-THC）、Δ-8-テトラヒドロカンナビノール（Δ8-THC）、カンナビジオールおよびカンナビノールが含まれる［194］。頻脈を伴う緑内障患者において、マリファナ吸入後30分以内に眼圧下降が観察され、作用時間は4時間に制限された [195] 。同様に、Δ9-THC吸入は、健康な成人被験者においてベースラインから眼圧を有意に低下させ、治療後40分から検出され、4時間まで持続した [196]。

動物実験では、2％のΔ9-THC点眼液を局所的に塗布すると、臨床的に正常なイヌの眼圧が低下することが示された [197] 。眼圧下降の持続時間を延長させるために、吸収を促進するΔ9-THC-バリン・ヘミスクシネートナノエマルジョンを使用すると、正常なウサギにおいて、ラタノプロストやチモロールと比較して、より大きな眼圧下降をもたらした [198] 。同様に、正常ウサギとOHTウサギにΔ8-THCのサブミクロン乳剤を投与したところ、眼圧が低下した。カンナビノイドの眼圧下降作用とRGC神経保護作用は、CB1カンナビノイド受容体によって媒介されることが示されている［200,201］。

4.13. アントシアニン

フラボノイドとみなされるアントシアニンは、多くの植物の花、果実、塊茎に一般的に見られる青、赤、または紫の色素である [202]。したがって、アントシアニンの主な供給源は、ベリー類、スグリ、ブドウ、およびいくつかの熱帯果実である [202]。アントシアニンは、抗酸化作用や神経保護作用、心血管疾患の予防、抗血管新生作用、抗がん作用、抗糖尿病作用、抗肥満作用、抗菌作用、視覚的健康の改善など、多くの健康効果をもたらすことが研究により実証されている [202,203]。

また、カシスアントシアニンを毎日50mg、24ヵ月間補充したOAG患者は、眼圧の低下と視野障害の進行の改善を示した [204]。また、カシスアントシアニンの補充は、OAG患者のONHとその周囲の網膜への血流を増加させたが、血圧や脈拍数などの全身状態には変化がみられなかった[204,205]。カシスアントシアニンの補給は、OAG患者におけるET-1の異常な血清濃度レベルも正常化したことから、アントシアニンが薬理学的反応性や過敏性といったET-1受容体の機能に影響を及ぼす可能性が示唆された [206]。

天然のアントシアニンであるデルフィニジン、ルテオリニジン、ペオニジンは、ヒト網膜色素上皮細胞（ARPE19）およびRGC-5細胞に対して無毒性であり、ルテオリニジンとペオニジンは、H2O2曝露後のRGC-5細胞の生存率を増加させることが示された [207]。アントシアニンを豊富に含むビルベリー抽出物を経口投与すると、視神経損傷マウスモデルのRGC死が抑制されることが示された [208]。ビルベリーエキス投与は、シャペロン分子（Grp78およびGrp94）タンパク質レベルを増加させたが、この効果は、視神経破砕後のビルベリーエキスの神経保護効果の根底にあると考えられる [208]。色素沈着ウサギの光誘発網膜障害モデルにおいて、ビルベリーアントシアニンエキスを250mg/kg/日と500mg/kg/日の用量で7日間投与すると、網膜変性ウサギの無処置と比較して、網膜外核層の厚さと視細胞の外節の長さが増加したことから明らかなように、網膜機能障害が有意に抑制された [209]。さらに、アントシアニン処理により、アポトーシスタンパク質Bax、Bcl-2、カスパーゼ-3の光による変化が抑制され、抗酸化酵素レベル（SOD、GPX、CAT）が上昇したが、網膜細胞のMDAレベルは低下した[209]。

4.14. レスベラトロール

レスベラトロール（トランス-3,4′,5-トリヒドロキシスチルベン）は、ベリー類、ブドウ、ザクロ、赤ワインに含まれるポリフェノールである [210]。強力な抗酸化作用と抗炎症作用により、心臓保護、神経保護、抗糖尿病活性など、幅広い薬理作用が報告されている [210]。レスベラトロールは、おそらく内皮型一酸化窒素合成酵素（eNOS）の発現を増加させ、誘導型NOSの発現を減少させることにより、ヒト緑内障TM細胞において酸化ストレスマーカーと一酸化窒素レベルを増加させることが報告されている [211] 。実験的緑内障モデルにおいて、レスベラトロールの投与はRGCの死を減少させることが示された [212,213]。Caoら [213]は、さらに、レスベラトロールの硝子体内投与が、マイクロビーズ誘発高眼圧モデルマウスのRGCにおける活性酸素発生を減少させることにより、RGCを救済することを示した。これらの研究は、レスベラトロールの抗酸化特性を支持するものであり、緑内障治療に有益であると考えられる。

レスベラトロールは、H2O2によって誘導された切断型カスパーゼ-3/-9の発現増加、活性酸素の産生、p-p38、p-ERK、p-JNKの発現を逆転させることによって、H2O2誘導アポトーシスからRGC-5細胞を保護し、レスベラトロールがMAPKカスケードを抑制してRGCにおいて神経保護作用を発揮することを示唆している[214]。さらに、レスベラトロールは、PI3K/AKT経路を活性化する一方で、HIF-1a/VEGF経路とp38/p53経路を阻害することにより、網膜I/R傷害によって誘発されたRGCの損失、グリア活性化、網膜機能障害を緩和する [215,216,217]。

慢性OHTラットモデルと高圧下で培養したRGC-5細胞の両方で、RGCはアポトーシスとミトコンドリア機能障害を示した [218]。レスベラトロールを投与すると、ミトコンドリアの生合成と動態に関与するタンパク質、すなわちAMPK、Nrf-1、ミトコンドリア転写因子A（Tfam）、ミトフシン2（mfn-2）、視神経萎縮1（OPA1）の発現が改善し、RGCのアポトーシス、ミトコンドリア膜電位の脱分極、活性酸素の発生が減少した［218,219］。別の最近の研究では、レスベラトロールがONHアストロサイトの機能不全と変性を予防し、アストロサイトが視神経に構造的・栄養的サポートを提供し続けることを可能にするという、保護的な役割を果たす潜在的なメカニズムが同定された [220]。

4.15. ヘスペリジン

ヘスペリジンは、オレンジ、ミカン、レモン、グレープフルーツなどの柑橘類によく含まれるフラバノンであり、抗炎症、抗酸化、抗発がん作用で知られている [221]。ヘスペリジンと、クロセチンとタマリンド・インディカ（タマリンド）の2つの食品由来抗酸化物質を含む新規サプリメントの抗酸化プロファイルが、30人のNTG患者に8週間サプリメントを摂取させたプロスペクティブ・シングルアームデザイン試験で評価された［222］。酸化ストレスが比較的高い患者において、サプリメントは尿中の8-ヒドロキシ-2′-デオキシグアノシン（8-OHdG；酸化的DNA損傷のマーカー）レベルを有意に低下させ、生物学的抗酸化能も有意に上昇した［222］。

動物実験では、ヘスペリジン単回経口前処置（25、50、100mg/kg）は、ブドウ糖および酢酸プレドニゾロン誘発性OHTラットの眼圧レベル上昇を有意に抑制した［223］。さらに、ヘスペリジン投与は房水中のグルタチオン濃度を上昇させ、眼圧上昇による毛様体の形態変化を抑制した［223］。さらに、ヘスペリジン投与は、酸化ストレス [224]と過剰なカルパインの活性化 [225]を抑制することにより、NMDA誘発網膜傷害を改善し、同時にNrf2/HO-1経路の活性化により低圧低酸素誘発網膜障害を緩和した [226]。

4.16. カフェイン

カフェイン（1, 3, 7-トリメチルキサンチン）は、コーヒー、紅茶、炭酸飲料、エナジードリンク、チョコレート、その他のカカオ含有食品を通じて一般的に摂取される天然アルカロイドである [227]。カフェインは、そのA1およびA2aアデノシン受容体拮抗作用により、中枢神経系刺激剤として作用する [227]。カフェインの摂取が眼圧に及ぼす影響については、文献的に議論の余地があることが判明した。Tranら [228] は、POAG患者において、45分および60分のカフェイン摂取後に、水を飲む群と比較して眼圧が低下することを示した。しかし、別の研究では、1％カフェイン点眼薬を1週間毎日投与しても、POAG患者の眼圧に影響を及ぼさなかったと報告している [229] 。対照的に、4mg/kgのカフェインカプセルを単回投与された健常者では眼圧上昇がみられ、低カフェイン摂取者は高カフェイン摂取者に比べてより急激な眼圧上昇が報告された [230]。さらなる研究では、眼圧上昇は前房角の減少と関連しており、房水の流出抵抗につながることが示唆された [231]。最近の横断研究では、カフェイン摂取は眼圧下降との関連は弱いが、緑内障発症リスクの低下とは関連しないことが示された [232,233]。In vivo研究では、実験ラットのレーザー誘発OHT後、カフェイン摂取動物において眼圧が低下し、RGCの損失が防止されたことが示された [234]。しかし、同じ研究では、カフェイン投与は、OHTによって誘発された視神経の軸索変性を部分的に減弱させるように見えたものの、OHTによって誘発されたRGCの逆行性輸送の障害を改善しなかったことも報告されている[234]。興味深いことに、カフェインを摂取すると、マウスモデルにおいて、I/R損傷後24時間後にミクログリアの反応性、炎症反応（IL-1βおよびTNF mRNAレベル）、細胞死が増加し、損傷後7日目には減少した [235]。さらに、カフェインは、LPS処理したARPE19細胞において血液網膜関門の完全性を維持することが示され、これは網膜変性疾患を治療する新たな戦略として考えることができる [236]。

4.17. コエンザイムQ10

コエンザイムQ10（CoQ10）、またはユビキノン-10は、抗酸化作用と抗炎症作用を持つ天然の親油性ビタミン様分子であり、細胞の生体エネルギーの産生と制御、ピリミジン合成、細胞膜の物理化学的特性、遺伝子発現に関与している [237,238]。主に動物の臓器（腎臓、肝臓、心臓）に存在し、肉、魚、大豆油、ピーナッツにも含まれている [238]。

CoQ10を局所的に塗布したり食事で補充したりすると、緑内障モデルにおいてRGCのアポトーシスが抑制され、RGCの生存が促進されることが示された [239,240,241]。CoQ10投与はまた、mtDNA含量およびTfam/酸化的リン酸化（OXPHOS）複合体IVタンパク質の発現を維持することによって、緑内障性ミトコンドリアの変化を抑制することが示されている[239,240]。さらに、CoQ10投与は、網膜におけるアストロサイトとミクログリア細胞の活性化を抑制した [239,240]。臨床研究では、POAG患者にCoQ10とビタミンEを12ヵ月間点眼投与したところ、網膜内機能（PERGの改善）に有益な効果が認められ、その結果、視覚皮質反応（VEPの改善）が増強された [242] 。さらに、CoQ10とビタミンEの局所投与は、機械的視神経損傷ラットモデルにおいて、RGC数を増加させ、アポトーシスを抑制し、アストロサイトとミクログリア細胞を活性化した [243]。

4.18. ビタミン

米国2005-2006年国民健康・栄養調査（National Health and Nutrition Examination Survey）の参加者2912人を対象とした横断研究では、ビタミンAおよびEのサプリメント摂取および血清レベルは、緑内障有病率と関連しなかったことが報告されている [244] 。メタアナリシスでは、血清ビタミンB6、ビタミンB12、ビタミンD濃度と異なるタイプの緑内障との関連は認められなかった [245] 。別の最近の系統的レビューでは、ビタミン（A、B群、C、D、E）の血中濃度はOAGとの関連を示さなかったと結論している [246] 。しかし、同じ研究では、ビタミンAとCの食事からの摂取はOAGと有益な関連を示したと報告している [246]。

D2-Gpnmb+マウスの網膜におけるニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（NAD+、ミトコンドリア代謝および酸化ストレス保護に重要な代謝産物）レベルは、加齢とともに低下した [247]。ビタミンB3（ニコチンアミド、NAD+の前駆体）の経口投与は、視神経変性の発生率の低下、RGCソーマと軸索の喪失、網膜神経線維層の菲薄化の予防、視機能の維持によって示されるように、緑内障の予防と介入の両方として保護的であった [247,248]。57人の緑内障患者を対象としたクロスオーバー無作為化臨床試験では、ビタミンB3を1.5g/日で6週間、その後3.0g/日で6週間経口補充したところ、RGC機能が改善したが、眼圧とRNFL厚には影響を与えなかった [249]。

これまでの研究で、緑内障患者の血清ビタミンD濃度は健常者と比べて有意に低いことが報告されている [250,251]。さらに、ビタミンD受容体の多型、例えばBsmI ‘B’対立遺伝子やTaqI ‘t’対立遺伝子の存在は、POAG発症に関連する危険因子であることが示された [251]。ビタミンD欠乏症の患者は、健常者と比較して、有意ではないが眼圧が高いことが報告されている [252]。1α,25-ジヒドロキシビタミンD3およびその類似体である2-メチレン-19-ノル-(20S)-1α,25-ジヒドロキシビタミンD3の点眼による治療は、正常なサルの眼圧を低下させた [253]。D2マウスに1μg/kgの1α,25-ジヒドロキシビタミンD3を5週間腹腔内投与したところ、ビヒクルで処理した対照群と比較して、RGC機能の改善（PERGとFERGの振幅の増加）とRGC死の減少がみられた[254]。さらに、同じ研究で、1α,25-ジヒドロキシビタミンD3投与群では、ミクログリアとアストロサイトの活性化が減少し、炎症性サイトカイン（IL-1βと-6、IFN-γ、CCL-3）が減少し、神経保護因子（BDNF、VEGF-A、PlGF）の発現が増加したことも報告されている[254]。

ビタミンE添加食を与えた誘発OHTラットでは、正常食投与ラットと比較して、RGC細胞死に差は見られなかった [255]。しかし、同じ研究で、食事性ビタミンE欠乏は、誘導OHT後のRGCアポトーシスを悪化させることが示され、これは脂質過酸化レベルの上昇と関連していることが判明した [255]。対照的に、α-トコフェロールの局所および全身投与は、視神経破砕ラットモデルにおいてRGC数と網膜形態を維持した [256]。

5. 緑内障治療における天然物適用の課題

WHOは、天然物の安全性と有効性を評価するためのガイドラインを定めており、これは医療制度におけるCAMの使用をさらに支援するために重要である [261] 。このガイドラインでは、生薬の評価に関する前臨床試験と臨床試験の一般原則、すなわち、植物原料の品質と調製、一般的な薬理学的、薬力学的、毒物学的分析が示されている。この総説で述べたように、緑内障の治療には全植物または生薬植物の特定の部分からの粗抽出物の使用が有用であることが証明されているが、活性のある植物化学物質の同定と単離も、特に医薬品開発プロセスにおいて重要であろう。粗抽出物にはさまざまな植物化学物質が含まれており、緑内障の治療において相乗的または個別に作用してポリファーマシー効果を発揮する可能性がある [262] 。同様に、いくつかの研究では、POAG患者の眼圧下降に有効な混合分子の使用が報告されている。研究者は、このような所見の原因となる正確なメカニズムや化合物を特定することが困難な場合がある。例えば、150mgのC. forskohlii抽出物（15mgのフォルスコリンを含む）、200mgのルチン、0.7mgのビタミンB1、0.8mgのビタミンB2を含む食品サプリメントを1日2錠、30日間経口投与したところ、POAG患者の眼圧下降に寄与した [263] 。また、同じサプリメントを摂取することで、POAG患者において、防腐剤を含む多回点眼薬の慢性的な使用による眼不快感が軽減され [264]、POAGのリスクがある患者において、ネオジム：YAGレーザー虹彩切開術後の眼圧上昇を防ぐことが示された [265]。さらに、眼圧下降薬によって眼圧が改善されたPOAG患者に、C. forskohlii抽出物、ホモタウリン、カルノシン、葉酸、ビタミンB群、マグネシウムを含む錠剤を12ヵ月間補充したところ、6ヵ月、9ヵ月、12ヵ月で眼圧がさらに有意に低下し、パターン網膜電図振幅が改善し、12ヵ月で眼窩感度が改善した [266] 。別の研究では、同様のサプリメントを4ヵ月間毎日摂取したところ、眼圧が低下し、光感受性とコントラスト感受性が改善し、POAG患者のQOLが改善した [267]。さらに、アントシアニンを豊富に含むフランス産海松樹皮/ビルベリー果実抽出物をPOAG患者に4週間摂取させたところ、眼圧が低下した [268]。

プロスタグランジンアナログ、β遮断薬、炭酸脱水酵素阻害薬、アドレナリン作動薬、抗生物質、高浸透圧薬など、さまざまなクラスの点眼薬が、緑内障の治療には手術よりも好まれることが多い [269] 。緑内障治療における主要な問題のひとつは、点眼薬の不適切な投与方法による患者のコンプライアンス不良である [270] 。もう1つの大きな問題は、血液網膜関門を通過する薬物のバイオアベイラビリティが低いこと、カルデサックの保持容量が限られていること（通常7～10μL、最大50μL）、重力によって薬物が急速に排出されること、涙や鼻涙管を通じて薬物が洗い流されることである [271] 。ナノ粒子、ナノエマルジョン、ナノ脂質ベシクルなど、さまざまなナノ製剤を使用して植物化学物質を輸送することにより、眼への薬剤のバイオアベイラビリティを高めることができる可能性がある。例えば、トリメチルキトサンナノ粒 子にバイカレインを担持させたものは、バイカレイン溶液と比較して、眼球前保持時間が長く、バイカレインのバイオアベイラビリティが向上した [272]。Davisら[258]は、D-α-トコフェロールポリエチレングリコール1000コハク酸ナノ粒子を用いたクルクミン担持ナノキャリア製剤の使用を報告した。OHTラットモデルにおいて、クルクミンナノキャリアを1日2回、3週間にわたって局所投与すると、RGCの損失が有意に減少することが示されたが、フリーのクルクミン投与群では減少しなかった［258］。さらに同じ研究では、クルクミン・ナノキャリアがin vitroで細胞の生存率を有意に増加させることにより、CoCl2誘発低酸素症およびグルタミン酸誘発毒性から網膜細胞を保護することが示された［258］。同様に、クルクミンを担持したナノ粒子を含むキトサン-ゼラチンベースのハイドロゲルは、H2O2誘発酸化ストレスに曝されたヒトTM細胞の炎症（TNFおよびIL-1α、-6の発現低下、ミトコンドリアROS産生のダウンレギュレーションと関連）およびアポトーシスレベル（TUNEL陽性細胞および切断カスパーゼ-3タンパク質レベルの低下）を低下させた[259]。クルクミン以外にも、レスベラトロールとケルセチンをキトサンナノ粒子に共封入したものや、アルギン酸ナトリウム-ポリ（ビニルアルコール）エレクトロスパンナノファイバーのフォルスコリンは、正常血圧の成体ウサギにおいて効率的な眼圧下降を示した [257,260]。これらの研究は、植物化学物質のナノ製剤が有望な結果をもたらすことを示し、臨床現場において既存の緑内障点眼薬の代替薬としての使用を促進した。

最後に、研究の目的を達成するために適切な方法論を用いることが重要である。多くの研究がBcl-2/Bax比を用いて、治療物質がRGCsの内在性アポトーシス経路の活性化に影響を与えることを示唆している。しかし、Bcl-2とBaxの発現が細胞内で化学量論的に1：1のバランスにあるという概念は、Bcl-2ファミリーのタンパク質機能に関する古い「レオスタット」モデルを反映している。さらに、GCLを含む網膜細胞で発現している主な抗アポトーシス蛋白質は、Bcl-Xの長鎖型（Bcl-XL）であり、Bcl-2よりも16倍も豊富であることが判明している［275］。さらに、Bcl-2が成人のRGCで発現しているかどうかは疑問でさえあり、実際には網膜のミュラー細胞に限られているのかもしれない。したがって、Bcl-2/Bax比の報告は、RGCにおけるアポトーシスを示唆する適切なマーカーではないかもしれない。

6. 結論

視覚喪失の最も一般的な原因の1つは緑内障である。最近のデータから、緑内障の発症機序に関する洞察が得られており、LCカッピング、不十分な眼球血液供給、酸化ストレス、神経炎症の複雑な相互作用が関与している。抗酸化作用、抗炎症作用、抗アポトーシス作用を持つ天然物の使用は、緑内障の治療に有益であることが証明されるかもしれない。さらに、天然物は容易に入手でき、費用対効果も高い。天然物は、in vitroおよびin vivoの前臨床試験や臨床試験において、RGCの損失を防ぐことが示されている。本総説では、RGCに神経保護作用を与えるGBE、L. barbarum、D. kaki、T. wilfordii、サフラン、クルクミン、アントシアニン、カフェイン、コエンザイムQ10、ビタミンB3、D、Eなど、さまざまな天然物に焦点を当てた。さらに、マリファナ、バイカリン、フォルスコリン、ジンセノサイド、レスベラトロール、ヘスペリジンによる治療によって眼圧が低下することが示されている。GB、高麗人参、アントシアニン、L. barbarumは緑内障の眼血流を増加させることが報告されている。さらに、カフェイン投与はアデノシン受容体拮抗作用により眼圧を低下させることが示されている。これらは眼圧下降薬以外の緑内障治療の代替ターゲットとなりうるが、これらの新規ターゲットを推奨するにはより多くのエビデンスが必要である。確かに、これらの天然物のいくつかは臨床試験が行われていないか、あるいは限られており、緑内障治療への使用の可能性を制限している。とはいえ、緑内障における治療の可能性をさらに明らかにするためには、これらの天然物の生物学的利用能と安全性を、十分にデザインされた無作為臨床試験で確実にチェックすることが重要である。

資金提供

本研究は外部資金援助を受けていない。

利益相反

著者らは利益相反がないことを宣言する。