本研究は、アデノシン一リン酸活性化プロテインキナーゼ/ペルオキシソーム増殖剤活性化受容体γ共役因子1α（AMPK/PGC-1α）シグナル経路を介して、帰脾湯がメチルマロン酸血症（MMA）ラットの海馬神経細胞ミトコンドリア生合成を調節する作用機序を探究することを目的とした。方法として、5日齢Wistarラット50匹を乱数表法により、空白群、モデル群、帰脾湯群（9.3 g·kg⁻¹）、AMPK阻害剤群（2.5 mg·kg⁻¹ コンパウンドC）、および帰脾湯＋AMPK阻害剤群（9.3 g·kg⁻¹＋2.5 mg·kg⁻¹ コンパウンドC）に無作為に分けた。3週間投与後、Morris水迷路試験を用いて学習および記憶能力を評価し、ヘマトキシリン・エオジン（HE）染色、ニッスル染色およびTUNEL染色により海馬組織の病理学的変化とアポトーシスを検出した。比色法で海馬組織のミトコンドリアアデノシン三リン酸（ATP）含量を測定し、ミトコンドリア過酸化物活性酸素（ROS）レベルはMitoSOX Red蛍光プローブ法で、ミトコンドリア膜電位はJC-1法で検出した。透過型電子顕微鏡（TEM）でミトコンドリアの病理学的変化を観察し、リアルタイムPCRでミトコンドリアDNAコピー数を測定し、ウェスタンブロット法で海馬のAMPK、PGC-1α、リン酸化(p)-AMPK、核因子E2関連因子1（Nrf1）、核因子E2関連因子2（Nrf2）、ミトコンドリア転写因子A（TFAM）タンパク質の発現を検出した。結果は、空白群と比較してモデル群ラットは運動経路が分散し、自力でプラットフォームを探索できず、回避潜伏期が延長し、プラットフォーム通過頻度が低下し、目標象限の滞在時間が有意に減少し、反対象限の滞在時間が有意に増加した（P<0.01）。モデル群と比較すると、帰脾湯群および帰脾湯＋AMPK阻害剤群は回避潜伏期が有意に短縮し、プラットフォーム通過頻度が顕著に上昇し、目標象限の滞在時間が増加し、反対象限の滞在時間が減少した（P<0.05、P<0.01）。帰脾湯群と比較して、AMPK阻害剤群の回避潜伏期は延長し、プラットフォーム通過頻度が有意に低下し、目標象限の滞在時間が減少し、反対象限の滞在時間が増加した（P<0.01）。モデル群は海馬神経細胞配列の乱れと核の凝縮を認めた。帰脾湯投与後は規則的な神経細胞が増加し、帰脾湯＋AMPK阻害剤群は単独の帰脾湯群に比べて改善効果が著しく低下した（P<0.01）。電子顕微鏡ではモデル群においてミトコンドリアのクリスタ構造が大規模に消失し、帰脾湯群では有意に回復した（P<0.01）。帰脾湯＋AMPK阻害剤群ではミトコンドリア膜の破裂とクリスタ構造の減少が残存した。モデル群の細胞アポトーシス率は有意に上昇した。空白群と比較し、モデル群はROSレベルが有意に上昇し、ATP含量は有意に減少し、ミトコンドリア膜電位は有意に低下した（P<0.01）。モデル群と比較し、帰脾湯群はROSが有意に低下し、ATP含量が有意に増加し、ミトコンドリア膜電位が有意に上昇した（P<0.01）。帰脾湯群は細胞アポトーシス率を有意に低下させ、その効果はAMPK阻害剤により部分的に逆転された（P<0.01）。モデル群はTFAM、PGC-1α、Nrf1、Nrf2のmRNA発現およびタンパク質発現量が有意に減少した（P<0.01）。モデル群と比較し、帰脾湯群はTFAM、PGC-1α、Nrf1、Nrf2のmRNA発現およびタンパク質発現量が有意に増加した（P<0.01）。空白群と比較し、モデル群のp-AMPK/AMPKタンパク質発現量が有意に低下し（P<0.01）、モデル群と比較し、帰脾湯群はp-AMPK/AMPKタンパク質発現量が有意に上昇した（P<0.01）。結論として、帰脾湯はAMPK/PGC-1αシグナル経路を活性化することでミトコンドリア生合成を促進し、海馬神経細胞の病理学的損傷を軽減し、ラットの認知機能障害を改善できる。

帰脾湯;メチルマロン酸血症（MMA）;ミトコンドリア生合成;アデノシン一リン酸活性化プロテインキナーゼ/ペルオキシソーム増殖剤活性化受容体γ共役因子-1α（AMPK/PGC-1α）シグナル経路