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メチルキサンチンは、ヒト脂肪組織の一次アミン酸化酵素およびモノアミン酸化酵素活性を阻害する
Methylxanthines Inhibit Primary Amine Oxidase and Monoamine Oxidase Activities of Human Adipose Tissue.
PMID: 32252407 PMCID: PMC7235778. DOI: 10.3390/medicines7040018.
抄録
カフェインおよびテオブロミンを含むメチルキサンチンは、広く消費されている化合物であり、最近、ウシ銅含有アミンオキシダーゼと相互作用することが示された。我々の知る限りでは、これらの植物化学物質とヒト一次アミン酸化酵素（PrAO）との相互作用を直接的に示した例はこれまで報告されていない。我々は、ヒト皮下脂肪組織（hScAT）にPrAOとモノアミン酸化酵素（MAO）活性が共存していることを利用して、多くの重要な病態生理学的プロセスに関与しているいくつかのメチルキサンチンとこれらの酵素との相互作用をテストしました。 ベンジルアミン、メチルアミン、およびチラミンを、形成外科手術を受けた過体重女性から得た皮下脂肪デポのホモジネート中のPrAOおよびMAOの基質として使用した。メチルキサンチンは、アミン酸化の最終生成物である過酸化水素のフッ素定量により、基質または阻害剤として試験した。 セミカルバジド感受性PrAO活性はテオブロミン、カフェインおよびイソブチルメチルキサンチン（IBMX）によって阻害されたが、テオフィリン、パラキサンチンおよび7-メチルキサンチンはほとんど効果がなかった。テオブロミンは2.5mMで54％PrAO活性を阻害した。全体として，メチルキサンチンの構造と阻害の程度の関係はウシ PrAO の場合と同様であったが，阻害にはより高濃度（mM）が必要であった。テオブロミンはまた、DMSOビヒクルへの溶解性の限界において、MAOによるチラミンの酸化を阻害した。12% v/vより高い用量では、DMSOはMAO活性を損なう。また、ミリモル量のIBMX、カフェイン、その他のメチルキサンチンによってもMAOは阻害された。 この前臨床研究は、ウシPrAOを用いた以前の知見をヒト組織に外挿したものである。PrAOが抗炎症薬の潜在的なターゲットであることを考えると、ホスホジエステラーゼ阻害およびアデノシン受容体拮抗作用と並んで、PrAOおよびMAO阻害がメチルキサンチンの健康上の利点、特にその抗炎症作用に寄与する可能性があることを示している。
Methylxanthines including caffeine and theobromine are widely consumed compounds and were recently shown to interact with bovine copper-containing amine oxidase. To the best of our knowledge, no direct demonstration of any interplay between these phytochemicals and human primary amine oxidase (PrAO) has been reported to date. We took advantage of the coexistence of PrAO and monoamine oxidase (MAO) activities in human subcutaneous adipose tissue (hScAT) to test the interaction between several methylxanthines and these enzymes, which are involved in many key pathophysiological processes. Benzylamine, methylamine, and tyramine were used as substrates for PrAO and MAO in homogenates of subcutaneous adipose depots obtained from overweight women undergoing plastic surgery. Methylxanthines were tested as substrates or inhibitors by fluorimetric determination of hydrogen peroxide, an end-product of amine oxidation. Semicarbazide-sensitive PrAO activity was inhibited by theobromine, caffeine, and isobutylmethylxanthine (IBMX) while theophylline, paraxanthine, and 7-methylxanthine had little effect. Theobromine inhibited PrAO activity by 54% at 2.5 mM. Overall, the relationship between methylxanthine structure and the degree of inhibition was similar to that seen with bovine PrAO, although higher concentrations (mM) were required for inhibition. Theobromine also inhibited oxidation of tyramine by MAO, at the limits of its solubility in a DMSO vehicle. At doses higher than 12 % v/v, DMSO impaired MAO activity. MAO was also inhibited by millimolar doses of IBMX, caffeine and by other methylxanthines to a lesser extent. This preclinical study extrapolates previous findings with bovine PrAO to human tissues. Given that PrAO is a potential target for anti-inflammatory drugs, it indicates that alongside phosphodiesterase inhibition and adenosine receptor antagonism, PrAO and MAO inhibition could contribute to the health benefits of methylxanthines, especially their anti-inflammatory effects.