CN101945656B - 3,3'-二吲哚基甲烷的新颖用途 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了DIM和/或其衍生物用于在哺乳动物中预防、治疗和/或延迟年龄相关性听力损失的用途。
Description
本发明涉及3,3′-二吲哚基甲烷(CAS1968-05-4)和/或其衍生物的新颖用途;特别地,本发明涉及药物和/或营养组合物形式的3,3′-二吲哚基甲烷和/或其衍生物用于预防和治疗年龄相关性听力损失(hearing loss)(也称作老年性耳聋)的用途。
3,3′-二吲哚基甲烷(DIM)是一种已知的植物吲哚衍生物,其可被发现于于十字花科植物中,包括卷心菜、花茎甘蓝(broccoli)、球芽甘蓝(Brussels sprouts)和花椰菜中。DIM由两个分子的其前体——吲哚-3-甲醇(I3C)的缩合反应形成。
DIM已显示具有若干有益性质,如心和脑保护活性、癌症预防,和对经前综合征(PMS)、子宫内膜异位症和宫颈发育不良的围绝经期女性有益。进行雌激素替换(HRT)的女性以及患有雌激素相关病况(包括前列腺肥大)的男性也受益于DIM补充。I3C和DIM还在体内和体外模型中均显示出具有多种抗癌效应。
如耳聋与其它交流障碍国立研究所(NIDCD)所指出的,年龄从65到75岁的美国人群中,约三分之一遭遇听力损失,大于75岁的人中50%具有一定程度的听力损失。
耳由三个部分组成:外耳(耳廓(pinna)或耳状骨(auricle)),包括耳膜(鼓膜)的中耳,和内耳(耳蜗)。声音进入外耳并敲击耳膜,导致耳膜振动。耳膜的振动通过中耳腔,沿三个相互关联的小骨头——锤(锤骨)、砧(砧骨)和镫(镫骨)被放大,放大的耳膜振动随声波的振动传递到耳蜗。
影响许多物种的年龄相关性听力损失(或老年性耳聋)的特征是听觉功能的年龄相关性进行性减退,并且是不可逆的过程。
当个体对其种类通常听到的声音不敏感时存在听力损失(也称作听力减损(hearing impairment))。
尚未完全理解听力损失为何发生,并且许多因素已被证明为风险因素。听力损失主要由耳蜗中毛细胞或螺旋神经节(SG)细胞的退化引起。当耳蜗内小毛受损或死亡时(这通常在人衰老时发生),发生听力损失。内耳的结构性改变,如感觉细胞、听觉神经元和血管纹(stria vascularis)细胞的退化也有助于听力损失。在人中,耳蜗退化可归因于大量损伤(包括暴露于听觉创伤和耳毒性药物)的累积效应。然而,听力损失是哺乳动物中的常见现象,与噪声和毒素暴露无关。另外。遗传因素、心脏疾病引起的血供应功能障碍、高血压、糖尿病或其它循环问题都是导致听力损失的风险因素。
活性氧种类(ROS)是生物体中年龄相关细胞退化的原因之一。自由基或细胞呼吸产物ROS通常以三种形式存在:超氧阴离子(O·2 -)、过氧化氢(H2O2)和羟基自由基(OH)。这些种类非常不稳定,其与蛋白质、脂质和DNA反应并从而损伤它们。内源的细胞中的酶如过氧化氢酶、铜/锌和锰超氧化物岐化酶(分别为SOD1和SOD2)和过氧化物酶将ROS转化为中性的、非反应性的分子。因此,这些物质是细胞稳定性和存活的重要的贡献者。在SOD1转基因小鼠中证实了这些内源抗氧化剂在耳蜗细胞存活中的重要性,在所述SOD1转基因小鼠中观察到早期听力损失和听觉神经元与毛细胞的退化(McFadden等,1999a,McFadden等,1999b,McFadden等,2001和Keithley等,2005)。血管纹受到的影响小得多,因此看起来每种氧化组织可使用不同的抗氧化机制来清除ROS。尽管SOD1的不存在导致大量退化,但是一半量的SOD1足以维持听力和耳蜗形态(Keithley等,2005)。位于线粒体内膜氧化磷酸化位点附近的线粒体DNA(mtDNA)特别容易受损伤(Miquel等,1980,Barja,2004和Sastre等,2003)。
因此提出了抗氧化剂作为补充剂用于预防年龄相关性听力损失的用途。
然而,许多听力受损的个体在其日常生活中使用能放大进入的声音的某些辅助设施,如助听器。助听器可以减轻由听力损失引起的一些问题,但是通常是不够的。除了助听器以外,还存在具有递增的复杂性和有效性的耳蜗植入物。这些可用于治疗轻度到深度的听力损伤。
目前没有已被证明对于治疗或预防听力损失有效的膳食或医学干涉。
镁被用于保护耳免于噪声诱导的听力损失。目前不清楚镁如何保护听力,并且在动物中的研究表明:镁缺乏可增加对听力相关细胞的压力,从而使得它们对强烈噪声引起的损伤更加易感。然而,人的镁缺乏是罕见的,因此补充的镁可能是以一些完全不同的方式发挥作用的。
银杏提取物被用于治疗急性听力损失,或所谓的单侧自发性急性听力损失。显示能促进循环的银杏提取物作为对急性听力损失的治疗而被测试。在双盲实验中,将银杏与己酮可可碱(在德国用于治疗急性听力损失的循环-增强药)比较,结果表明银杏与所述药物至少同样有效。
抗氧化剂补充被提议为有希望的用于听力损失预防的手段,并且通常使用的抗氧化剂是柑橘生物类黄酮、辅酶Q10、硫辛酸、叶黄素、番茄红素、寡聚原花色素(OPCs)、维生素C和维生素E。然而,抗氧化剂预防听力损失的效果缺乏科学证据。
因此,下述发明的一个目的是提供用于预防或延迟年龄相关性听力损失的组合物。
惊讶地发现,通过用于在哺乳动物中预防、治疗和/或延迟年龄相关性听力损失的组合物实现了本发明的目的,所述组合物的特征是含有3,3′-二吲哚基甲烷。
在本文中使用时,术语“3,3′-二吲哚基甲烷”和“DIM”还包括根据以下化学结构的3,3′-二吲哚基甲烷衍生物:
其中残基R1、R2和R3独立地选自以下基团:
·R1:H、OCH3、CH3,前题是5个残基R1中至少3个是H;
·R2:CH3-(CH2)n-CH3,其中n=0-16;
·R3:CH3-(CH2)n-R4,其中n=0-16且R4=H或COOH;
根据本发明,3,3′-二吲哚基甲烷可以是合成来源的,或者可以从植物提取物(例如十字花科蔬菜(包括其种子和/或萌芽)的提取物)中分离。使用含有3,3′-二吲哚基甲烷的提取物(例如可得自十字花科蔬菜的提取物)也可以是有利的。以具体的提取步骤为基础,本领域技术人员可容易地调节植物提取物中酚类化合物的量。根据本发明的植物提取物中3,3′-二吲哚基甲烷的量在按重量计从20%到80%的范围内是优选的,更优选的是按重量计从30%到50%,所述重量均以提取物的总重为基础。
根据本发明的组合物优选地是膳食补充剂、食物或食物添加剂、功能性食物或饲料、食物或饲料预混物和/或饮料。
尽管就本发明的目的而言哺乳动物优选地是人,但是本发明不限于人,其还包括其它哺乳动物如单峰骆驼、骆驼、象和马,以及宠物如狗、猫和/或小动物。
就本发明的目的而言,3,3′-二吲哚基甲烷(DIM)可以在一个或多个剂量或份中以高达约10mg/天到1000mg/天的量被施用给例如成年人(体重约70kg)。在本发明的一个具体的实施方案中,用于成年人(体重约70kg)的剂量高达约500mg/天,尤其是从30mg/天到300mg/天。如果在食物或饮料中施用,则其中含有的DIM的量适当地不低于每份约100mg。如果作为药物配制物施用,则此类配制物可含有:每个固体剂量单位(例如每粒胶囊)多至约500mg。
在本文中使用时,术语“份”表示成年人在一次一餐中通常摄入的食物和/或饮料量,其范围可从例如约100g到约500g食物和/或饮料。
根据本发明的组合物可优选地为营养药物组合物。在本文中使用时,术语“营养药物”表示在营养和药物两种应用领域中的有用性。因此,根据本发明的“营养药物组合物”可以作为食物、饲料和饮料的补充剂,膳食补充剂,和作为药物配制物,其可以是固体(如胶囊)或液体(如溶液或悬浮液)。从前文中得知术语“营养药物组合物”还包括含有DIM的食物、饲料和饮料。
可以对根据本发明的组合物添加多种维生素和矿物质补充剂,例如以维持平衡的营养或者获得足量的、在一些膳食中缺乏的必需养分。多种维 生素和矿物质补充剂也可以用于疾病预防和防止由于生活方式和常见不适当的膳食模式造成的营养损失和不足。
根据本发明的组合物可优选地是食物或饮料组合物。饮料可以是例如运动饮品、能量饮品或其它软饮,或任何其它合适的饮料制剂,例如酸奶饮品、热饮料或汤。
在本发明的一个优选的实施方案中,饮料是“速溶饮料”,即通过在液体(通常是奶或水)中搅拌粉末(通常由消费者自己)生产的饮料。
“运动饮品”表示在身体锻炼之前、期间和/或之后消耗的饮料,主要用于提供水以及(重新)供给电解质、糖和其它养分。运动饮品通常是等渗的,这意味着它们含有与人体中相同的养分比例。
能量饮品是含有(合法)兴奋剂、维生素(尤其是B类维生素)和/或矿物质,旨在给予使用者能量爆发的饮料。常见的成分包括咖啡因、瓜拉那(来自瓜拉那植物的咖啡因)和/或牛磺酸、多种形式的人参、麦芽糊精、肌醇、肉毒碱、肌酸、葡萄糖醛酸内酯、辅酶Q10和/或银杏。一些可含有高水平的糖或葡萄糖,而其它则完全或部分地通过糖醇和/或人工甜味剂如环己烷氨基磺酸钙或阿斯巴甜来给予甜味。许多这类饮料是经调味和/或着色的。
软饮是不含有酒精的饮品。通常该术语仅用于冷的饮料。热巧克力、茶和咖啡不被认为是软饮。该术语包括碳酸饮品或非碳酸饮品,例如矿物质水或所谓的“接近水的饮品”,即具有额外益处(例如特殊的风味和/或其它(功能性)成分)的基于水的饮料。“接近水的饮品”的一种简单例子是水与非常少的果汁的混合物。
如果以以下食品之一的形式制备组合物,则当组合物中的DIM量选自下表中给出的范围时,就本发明而言是有利的。
如果以胶囊形式制备组合物,则如果DIM的量选自下标中给出的范围时,就本发明而言是有利的:
本发明还通过图1阐述:
图1展示了D257A小鼠中测试的化合物对年龄相关性听力损失(老年性耳聋)的影响,所述D257A小鼠是加速衰老的小鼠模型,其显示显著降低的听力功能。
y-轴展示了以分贝(dB)为单位8kHz的听觉-诱发的脑干应答阈值(听力阈值)。黑色圆形表示雄性D257A小鼠,灰色圆形表示雌性D257A小鼠。∞表示未获得应答。
展示的数值为:
I:安慰剂对照;
II:DM;
III:EGCG;
本发明通过以下实施例进一步阐述。
实施例:
如下文公开的测试所示,证实了DIM的效力。测试系统是表达校对缺陷型(proofreading-deficient)线粒体DNA聚合酶(POLG)的D257A-/-(D257A)小鼠。这些小鼠展示加速衰老的特征,包括年龄相关性听力损失(老年性耳聋)。听力损失可以通过听觉-诱发的脑干应答的评价来监测(Kujoth等,Science 309,481-484,2005)。
实施例I
化合物饲喂
使杂合的D257A(-/+)小鼠交配,产生纯合的D257A-/-)小鼠,在下文中称作D257A。用特异性编号和剪耳标(ear clippings)来识别动物。按照基于PCR的基因分型对D257A小鼠进行多种膳食方案,并在3周龄时断奶。小鼠接受以AIN-93M维持性纯化膳食(maintenance purified diet,TestDiet,Richmond,USA)为基础的膳食,所述膳食无补充(对照组)或补充有DIM(40mg/kg,BioResponse LLC Boulder,CO)、(-)-表没食子儿茶素没食子酸酯或(EGCG)(300mg/kg,DSM Nutritional Products,瑞士)。
评价听力功能
在接受多种化合物的9月龄D257A小鼠中测试听力功能。使用ABR记录系统(Intelligent Hearing System,Miami FL),用猝发音刺激(tone burst stimulus)(8、16和32kHz)测量听觉脑干应答。用盐酸甲苯噻嗪(10mg/kg,肌内)和盐酸氯胺酮(40mg/kg,肌内)的混合物麻醉动物,并将针式电极皮下置于颅顶处(活性电极)、被测量的耳廓下(参照电极)和对侧耳下(地线(ground))。刺激持续时间、演示速率(presentation rate)和上升/下降时间分别为3ms、19.3/s和1ms。在每个强度水平(5dB步骤)上平均1024次扫描的应答,得到听力阈值。听力阈值被定义为迹线(trace)中可见到清楚的可再现波形的最低强度水平。比较8、16和32kHz下ABR阈值的均值。
结果
9月龄D257A小鼠中年龄相关性听觉功能损失和耳蜗退化已被描述(Kujoth等,Science.2005Jul 15;309(5733):481-4)。根据这些数据,我们测试了DIM或(-)-表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)是否能够帮助预防老年性耳聋。
在8kHz的频率下,用DIM处理的8只小鼠中不存在耳聋小鼠。在对照组中,8只小鼠中的3只耳聋。在DIM处理组中,听力阈值约为10dB。在对照组中听力阈值约为40dB。在用EGCG处理的小鼠中耳聋小鼠的数量甚至更高(见图1)。在32kH下,与对照组和其它测试组相比,DIM组中耳聋小鼠的百分比也显著更低。
从早期年龄开始补充DIM显示对年龄相关性听力损失的保护作用。因为其它抗氧化剂未显示类似的效果,我们推测就以下观点看来DIM是独特的:其提供了除抗氧化以外的额外保护,并且可用于治疗或预防年龄相关性听力损失的营养药物或药物组合物。
可以通过常规配制步骤制备药物组合物。
实施例1
软明胶胶囊
通过常规步骤制备每粒胶囊含有100到200mg作为活性成分的DIM的软明胶胶囊。
实施例2
硬明胶胶囊
通过常规步骤制备每粒胶囊含有100到200mg作为活性成分的DIM的硬明胶胶囊。
实施例3
可以通过常规步骤制备每份以30mg到300mg的用量含有DIM的食品。这类食品的例子是软饮、面包、曲奇、酸奶、冰激凌和甜品。
Claims (8)
1.3,3′-二吲哚基甲烷在制造用于在哺乳动物中预防、治疗和/或延迟年龄相关性听力损失的组合物中的用途。
2.根据权利要求1的用途,其中所述组合物是药物组合物。
3.根据权利要求1的用途,其中所述组合物是营养药物组合物。
4.根据权利要求1的用途,其中所述组合物是食物或饮料或食物或饮料的补充剂。
5.根据权利要求1的用途,其中所述组合物是宠物食物。
6.根据权利要求1-5中任一项的用途,其中所述3,3′-二吲哚基甲烷是合成来源的。
7.根据权利要求1-5中任一项的用途,其中所述3,3′-二吲哚基甲烷是从植物提取物中分离的。
8.根据权利要求2或3中任一项的用途,其中组合物中存在的3,3′-二吲哚基甲烷量适合在一个或若干个剂量单位或份中为成年人提供每天10到1000mg的剂量。
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