Monarda Fistulosaのエッセンシャルオイル：過渡受容体ポテンシャルA1（TRPA1）チャネルの化学組成と活性化

Monarda Fistulosa L.エッセンシャルオイルの薬理学的活性についてはほとんど知られていない。この問題に対処するために、M。fistulosaの花と葉からエッセンシャルオイルを分離し、それらの化学組成を分析しました。また、これらのチャネルはさまざまなエッセンシャルオイル成分の既知の標的であるため、過渡受容体ポテンシャル（TRP）チャネル活性に対するM. fistulosaエッセンシャルオイルの薬理学的効果も分析しました。花（MEOFL）と葉（Meolv）エッセンシャルオイルは、主にモノテルペン（43.1％および21.1％）と酸素化モノテルペン（54.8％と77.7％）で構成されており、P-シネネ、α-テルピネン、α-テルピネン、α-テルピネンなどのモノテルペン炭化化量が多い。MeoflとMeolvの主要な酸素化モノテルペンには、カルバクロールとチモールが含まれていました。MEOFLとMEOLVの両方は、TRPA1またはTRPV1またはTRPV4-transfected細胞では細胞内遊離Ca2+濃度（[Ca2+] I）の一時的な増加を刺激しました。MEOLVはMEOFLよりもはるかに効果的です。さらに、純粋なモノテルペン、カルバクロール、チモール、およびβ-ミルセンはTRPV1またはTRPV4チャネルを活性化したものではなく、これらの化合物がM. fistulosaエッセンシャルオイルのTRPA1活性化成分を表していることを示唆しています。TRPA1トランスフェクトされた細胞におけるMEOFL/MEOLV、カルバクロール、β-ミルセン、およびチモールによって誘導される[Ca2+] Iの一時的な増加は、選択的TRPA1拮抗薬HC-030031によってブロックされました。カルバクロールとチモールはTRPA1チャネルを活性化するために以前に報告されていますが、これはβ-ミルセンもTRPA1チャネルアゴニストでもあることを示す最初の報告です。最後に、分子モデリングの研究では、ヒトTRPA1の結合部位におけるカルバクロール、チモール、およびβ-ミルセンのドッキングポーズの間に実質的な類似性が示されました。したがって、我々の結果は、これらのエッセンシャルオイルの治療特性の少なくとも一部を説明するための細胞的および分子的基盤を提供し、TRPイオンチャネルを含む前向き薬理学的研究の基礎を築きます。

Little is known about the pharmacological activity of Monarda fistulosa L. essential oils. To address this issue, we isolated essential oils from the flowers and leaves of M. fistulosa and analyzed their chemical composition. We also analyzed the pharmacological effects of M. fistulosa essential oils on transient receptor potential (TRP) channel activity, as these channels are known targets of various essential oil constituents. Flower (MEOFl) and leaf (MEOLv) essential oils were comprised mainly of monoterpenes (43.1% and 21.1%) and oxygenated monoterpenes (54.8% and 77.7%), respectively, with a high abundance of monoterpene hydrocarbons, including p-cymene, γ-terpinene, α-terpinene, and α-thujene. Major oxygenated monoterpenes of MEOFl and MEOLv included carvacrol and thymol. Both MEOFl and MEOLv stimulated a transient increase in intracellular free Ca2+ concentration ([Ca2+]i) in TRPA1 but not in TRPV1 or TRPV4-transfected cells, with MEOLv being much more effective than MEOFl. Furthermore, the pure monoterpenes carvacrol, thymol, and β-myrcene activated TRPA1 but not the TRPV1 or TRPV4 channels, suggesting that these compounds represented the TRPA1-activating components of M. fistulosa essential oils. The transient increase in [Ca2+]i induced by MEOFl/MEOLv, carvacrol, β-myrcene, and thymol in TRPA1-transfected cells was blocked by a selective TRPA1 antagonist, HC-030031. Although carvacrol and thymol have been reported previously to activate the TRPA1 channels, this is the first report to show that β-myrcene is also a TRPA1 channel agonist. Finally, molecular modeling studies showed a substantial similarity between the docking poses of carvacrol, thymol, and β-myrcene in the binding site of human TRPA1. Thus, our results provide a cellular and molecular basis to explain at least part of the therapeutic properties of these essential oils, laying the foundation for prospective pharmacological studies involving TRP ion channels.