SepaBean™ マシンによるイチイ抽出物の精製

Meiyuan Qian、Yuefeng Tan、Bo Xu
アプリケーション研究開発センター

導入
イチイ (Taxus chinensis またはチャイニーズイチイ) は国によって保護されている野生植物です。第四紀の氷河に残された希少な絶滅危惧種の植物です。世界で唯一の天然の薬用植物でもあります。イチイは北半球の温帯から中亜熱帯にかけて分布しており、世界に約11種が存在します。中国には東北イチイ、雲南イチイ、チベットイチイ、南イチイの4種1品種が存在します。これら 5 種は、中国南西部、中国南部、中国中部、中国東部、中国北西部、中国北東部、台湾に分布しています。イチイ植物には、タキサン、フラボノイド、リグナン、ステロイド、フェノール酸、セスキテルペン、配糖体などのさまざまな化学成分が含まれています。有名な抗腫瘍薬タキソール (またはパクリタキセル) はタキサンの一種です。タキソールには独特の抗がんメカニズムがあります。タキソールは微小管と絡み合うことで微小管を「凍結」し、細胞分裂時に微小管が染色体を分離するのを防ぎ、分裂細胞、特に急速に増殖するがん細胞の死滅をもたらします[1]。さらに、タキソールはマクロファージを活性化することにより、TNF-α（腫瘍壊死因子）受容体の減少とTNF-αの放出を引き起こし、それによって腫瘍細胞を死滅または阻害します[2]。さらに、タキソールは、Fas/FasL によって媒介されるアポトーシス受容体経路に作用するか、システイン プロテアーゼ システムを活性化することによって、アポトーシスを誘導することができます[3]。タキソールは、その多標的抗がん作用により、卵巣がん、乳がん、非小細胞肺がん（NSCLC）、胃がん、食道がん、膀胱がん、前立腺がん、悪性黒色腫、頭頸部の治療に広く使用されています。がんなど[4]。特に進行乳がんや進行卵巣がんに対しては、タキソールは優れた治療効果を発揮するため、「がん治療の最後の砦」とも呼ばれています。

タキソールは、近年国際市場で最も人気のある抗がん剤であり、今後 20 年間で人間にとって最も効果的な抗がん剤の 1 つであると考えられています。近年、人口の爆発的な増加とがんの発生率に伴い、タキソールの需要も大幅に増加しています。現在、臨床研究または科学研究に必要なタキソールは主にイチイから直接抽出されています。残念ながら、植物中のタキソール含有量は非常に少ないです。例えば、Taxus brevifolia の樹皮中のタキソール含有量はわずか 0.069% ですが、一般に含有量が最も高いと考えられています。タキソール 1 g を抽出するには、約 13.6 kg のイチイの樹皮が必要です。この推定に基づくと、卵巣がん患者を治療するには樹齢 100 年以上のイチイの木 3 ～ 12 本が必要になります。その結果、多数のイチイの木が伐採され、この貴重な種はほぼ絶滅の危機に瀕しています。さらに、イチイは資源が非常に乏しく、成長が遅いため、タキソールのさらなる開発と利用が困難になっています。

現在、タキソールの全合成に成功しています。しかし、その合成経路は非常に複雑で高コストであるため、産業上の重要性はありません。タキソールの半合成法は現在比較的成熟しており、人工植栽に加えてタキソールの供給源を拡大する効果的な方法であると考えられています。簡単に説明すると、タキソールの半合成では、イチイ植物に比較的豊富に含まれるタキソール前駆体化合物が抽出され、その後、化学合成によってタキソールに変換されます。Taxus baccata の針葉に含まれる 10-デアセチルバッカチン Ⅲ の含有量は最大 0.1% です。また、針は樹皮に比べて再生が容易です。したがって、10-デアセチルバッカチン Ⅲ に基づくタキソールの半合成は研究者からますます注目を集めています[5] (図 1 を参照)。

図 1. 10-デアセチルバッカチンⅢに基づくタキソールの半合成経路。

この投稿では、Santai Technologies 製の SepaFlash C18 逆相 (RP) フラッシュ カートリッジと組み合わせたフラッシュ分取液体クロマトグラフィー システム SepaBean™ マシンによってイチイ植物抽出物を精製しました。純度要件を満たす目的生成物が得られ、その後の科学研究に使用できるため、この種の天然産物を迅速に精製するための費用対効果の高いソリューションが提供されます。