JP2004519241A - 高齢化に伴う生理的障害を改善し寿命を延ばす組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
本発明は、哺乳動物の高齢化に伴う生理的障害を改善し、寿命を延長させるための組成物に関する。本発明はまた、具体的には、高齢化に伴う代謝の変化、特にミトコンドリアの機能不全に結びつく変化を予防又は修復することによって、高齢哺乳動物の健康状態を改善する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
高齢哺乳動物は、寿命の最後の数年間に虚弱になることが多い。外見的には、痩せだして、皮膚と毛皮は貧弱な状態になる。その他の症状として、関節の硬直、除脂肪体重の減少、精力の減退、体重増加、神経障害及び消化器系の問題などがある。
【0003】
これらの問題の幾つかは、薬剤で効果的に治療できるが、食物を通じてこれらの問題の始まりを遅らせ、又は治療できる、よりよい代替方法があるはずである。特に、高齢動物には、高品質のタンパク、食物繊維、抗酸化剤を含むが、エネルギー摂取を減らすために脂肪を余り含んでいないバランスの取れた基礎食物を与えるべきである。しかし、バランスの取れた基礎食物を使用しても、高齢動物の健康状態は急速に悪化することもある。
【0004】
分子レベルでは、高齢化に従ってミトコンドリアの機能が弱まり、このことが(肉体的にも、認識上も)重要な機能障害及び変性疾患の進行に関係していることが知られている。
【0005】
実際、ミトコンドリアは、主として、グルコース及び脂肪の酸化によって生じる電子を使ってATPを生成する複雑な過程、酸化的リン酸化を通じて、その細胞のほとんどのエネルギーを生み出している。高齢になると、ミトコンドリアの酸化的リン酸化複合体のタンパク質が傷害され、このことが活性酸素種(ROS)の産生を高め、エネルギー生成効率を低下させることに繋がっていることがわかっている。酸素呼吸によって生じたフリーラジカルは、老化と細胞死をもたらす酸化的傷害の蓄積を引き起こす。高齢化に伴うROSの増加は、有糸分裂非複製細胞から構成される体組織(心筋及び骨格筋、神経組織:脳、網膜色素上皮)に最も大きな影響を与える。
【0006】
ミトコンドリア中での高齢化に伴う多数の変化が報告されている。ミトコンドリアDNA(mtDNA)に対する酸化的傷害は、高齢化に伴うmtDNAの酸化的傷害を防ぐ上で重要な役割を果たしている主要な細胞内抗酸化システムである、グルタチオン(GSH)の酸化を伴って、高齢化とともに増加する(Beckman KB,Ames BN(1999年)Mutat Res.424巻(1−2):51−8頁)。タンパク質の酸化もまた、高齢化によりかなり増加することが観察されている(Stadman ER.(1992年),Science 257巻(5074):1220−4頁)。高齢化に伴う長鎖多不飽和脂肪酸の増加は、高齢化によってミトコンドリア脂質が非常に過酸化され易くなることに関連している。このことは、主としてミトコンドリア中に見出されるリン脂質であるカルジオピリンの組成変化となって現れ、高齢化に伴ってその脂肪酸組成は、18:2アシル鎖がより過酸化され易い22:4及び25:5で置換されることによって、より不飽和の状態に向かって移行する傾向がある(Laganiere S,Yu BP(1993年),Gerontology 39巻(1):7−18頁)。カルジオピリン中のミトコンドリア含量が高齢化に伴って減少することも報告されている。カルジオピリンは、チトクロムオキシダーゼ、トランスポーター/トランスロケーター(ADP/ATP、燐酸エステル、ピルビン酸エステル、カルニチン、など)のようなミトコンドリア内膜の多くの成分と相互作用し、それらの活性において能動的役割を果たしている(Hoch FL.(1992年)Biochim Biophys Acta.1113巻(1):71−133頁;Paradies G,Ruggiero FM.(1990年)Biochim Biophys Acta.1016巻(2):207−12頁)。ミトコンドリアのエネルギー代謝は、ピルビン酸エステルなどの代謝産物のミトコンドリア内膜を通した輸送によって決まる。ピルビン酸エステルの輸送には、担体が介在しており(Hoch FL(1988年)Prog Lipid Res.27巻(3):199−270頁)、ピルビン酸エステルトランスロカーゼの活性を最適にするためには、カルジオピリンを必要とすることが示されている(Paradies G,Ruggiero FM.(1990年)Biochim Biophys Acta.1016巻(2):207−12頁)。その他、ミトコンドリア膜電位の減少及び形態変化(腫長、クリステ変形、母体空胞化)などの変化は、慢性酸化ストレスと高齢化に関係している。
【0007】
食餌操作によって、高齢化に伴う代謝の変化が修復され、寿命が延びるとも言われている。
【0008】
例えば、中年になる前に始めた長期に渡るカロリー制限(CR)は、高齢化を遅らせ、細胞の代謝に対して様々な影響を与える。実際、CRは、ネズミのDNA、タンパク質、及び脂質の酸化的傷害を減少させ(Shigenaga MK,Ames BN.(1994年):Natural Antioxidants in Human Health and Disease,B.Frei編集,Academic Press,New York.pp63−106頁)、ネズミの運動活性を増大させ、繊維の減損及び高齢化に伴う機能不全繊維の蓄積を減少させる(Aspnes LE ら(1997年)FASEB J.11巻(7):573−81頁)。しかし、生涯にわたってペットの食糧を制限することは実際的でもないし、ペットの飼い主の理解を得られない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
従って、高齢化に伴う生理的障害を改善し、ヒト及び動物、特にペットの寿命を延長させる、非制限的で効果のある栄養学的方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【0010】
従って、第一の態様として、本発明は、高齢化に伴う遺伝子発現の変化を修復することによって、哺乳動物の高齢化に伴う機能障害を予防し、修復することを目的とし、遺伝子発現に対するカロリー制限の効果に類似した効果が得られる組合せを含む食物組成物であって、前記組合せが、細胞のエネルギー代謝を刺激する少なくとも1種の分子及び少なくとも1種の抗酸化剤を含んでいる食物組成物を提供する。
【0011】
実際、驚くべきことに、カロリー摂取を制限せずにミトコンドリア機能の改善をもたらす栄養学的操作によって遺伝子発現に対するカロリー制限の効果に類似した効果が得られることがわかった。実際に、ミトコンドリアの機能を食餌操作の対象とし、エネルギー代謝及び寿命に関連した遺伝子に影響を及ぼすことが可能である。
【0012】
好ましい実施形態としては、エネルギー代謝を刺激する分子は、例えば、L−カルニチン、クレアチン、脂肪酸(モノ及び多不飽和脂肪酸、特にオメガ−三脂肪酸)、カルジオリピン、ニコチンアミド、炭水化物、及びその天然供給源など、ミトコンドリア中のエネルギー産生を改善するなんらかの栄養物である。
【0013】
抗酸化剤は、老化したミトコンドリア内の基質有効性/利用性の増大による、ATP/ADP及び/又はNAD+/NADH恒常性の破壊から生じる可能性のある酸化的傷害を防止することを狙っている。抗酸化剤のうちで、チオール供給源、タンパク質の酸化を低減させる化合物、及び細胞の酸化に対する防御力を上方調整する化合物を使用することが好ましい。
【0014】
食物組成物は、ヒト又は動物用の完全で栄養学的にバランスの取れた食物とすることができる。また、例えば栄養補助食品であってもよい。
【0015】
本発明による食物組成物は、エネルギー代謝に関係する遺伝子の発現を調節又は/及び調整することによって、高齢化に伴って起こるミトコンドリアの機能不全を予防又は遅延できる。また、高齢化に伴う機能障害、例えば、骨格筋及び心筋機能、血管機能、認知機能、視力、聴力、嗅覚、皮膚及び毛皮の状態、骨及び関節の健全性、腎臓の健全性、消化管機能、免疫機能、インスリン感受性、炎症過程、ガン発生率を改善し、最終的にはペットの寿命を延長することによって様々な利益を提供できる。
【0016】
他の態様として、本発明は、哺乳動物の高齢化に伴う機能障害を予防又は修復することを目的とした組成物の調製に、細胞のエネルギー代謝を刺激する少なくとも1種の分子及び少なくとも1種の抗酸化剤を含む、遺伝子発現に対するカロリー制限の効果に類似した効果が得られる組合せを使用することに関する。
【0017】
さらなる態様として、本発明は、哺乳動物に対して、遺伝子発現に対するカロリー制限の効果に類似した効果が得られる組合せを含む食物組成物を投与することを含む、哺乳動物の高齢化に伴う機能障害を予防又は修復する方法であって、前記組合せが、細胞のエネルギー代謝を刺激する少なくとも1種の分子及び少なくとも1種の抗酸化剤を含む方法を提供する。
【0018】
前記組成物は、哺乳動物に対して、標準食物に対する栄養補助食品として、又は完全栄養食物の一成分として投与できる。完全栄養食物には、栄養剤を含んでいることが好ましい。
【発明の効果】
【0019】
上述の食物組成物を動物に投与すると、ミトコンドリアの機能が改善し、また、カロリー摂取を制限しないでも、遺伝子発現に対するカロリー制限の効果に類似した効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
本発明の第一目的として、食物組成物は、高齢化に伴う遺伝子発現の変化を修復することによって、哺乳動物の高齢化に伴う機能障害を予防し、修復することを目的とし、遺伝子発現に対するカロリー制限の効果に類似した効果が得られる組合せを含み、前記組合せが、細胞のエネルギー代謝を刺激する少なくとも1種の分子及び少なくとも1種の抗酸化剤を含む食物組成物である。
【0021】
好ましい実施形態では、前記分子が特にミトコンドリアのエネルギー代謝を刺激する。
【0022】
実際、驚くべきことに、カロリー摂取を制限せずにミトコンドリア機能の改善をもたらす栄養学的操作によって、遺伝子発現に対するカロリー制限の効果に類似した効果が得られることがわかった。
【0023】
細胞のエネルギー代謝、特にミトコンドリアのエネルギー代謝を刺激する分子は、例えば、L−カルニチン、クレアチン、脂肪酸(モノ及び多不飽和脂肪酸、特にオメガ−3脂肪酸)、カルジオリピン、ニコチンアミド、炭水化物、及びその天然供給源などである。
【0024】
前記分子の量は、1日につき体重kg当たり、少なくとも1mg、より好ましくは1mgから1gが好ましい。
【0025】
抗酸化剤は、タンパク質の酸化を減少させる化合物である(例えば、タンパクカルボニルの生成を防止する)。これらの化合物としては、例えば、チオール供給源(例えば、リポ酸、システイン、シスチン、メチオニン、S−アデノシルーメチオニン、タウリン、グルタチオン、及びその天然供給源)、又は生体内でその生合成を上方調整する化合物が挙げられる。
【0026】
本発明の抗酸化剤は、単独で、又はビタミンC、ビタミンE(トコフェロール及びトコトリエノール)、カロチノイド(カロチン、リコペン、ルチン、ゼアキサンチン)、ユビキノン(例えばCoQ10)、茶カテキン(例えば没食子酸エピガロカテキン)、ポリフェノール及び/又はジテルペンを含むコーヒー抽出物(例えばカウヘオール(Kawheol)及びカフェストール)、イチョウ抽出物、プロアントシアニジンに富むブドウ又はブドウ種子抽出物、香辛料抽出物(例えばローズマリー)、イソフラボン及び関連フィトエステロゲン及び抗酸化活性をもつ他のフラボノイド源を含む大豆抽出物、細胞の抗酸化力を上方調整する化合物(例えば、グルタチオンS−トランスフェラーゼを増やすためのウルソデオキシコール酸、カタラーゼを増やすためのウルソール酸、スーパーオキシド・ジムスターゼを増やすためのチョウセンニンジン及びギンゲノシド、及びこれらの天然供給源すなわち草本薬)と併用できる。
【0027】
抗酸化剤の量は、1日につき体重kg当たり、少なくとも0.025mg、より好ましくは0.025mgから250mgが好ましい。
【0028】
食物組成物は、ヒト又は動物用の完全で栄養学的にバランスの取れた食物とすることができる。また、例えば栄養補助食品であってもよい。
【0029】
一実施形態として、栄養学的に完全なペット・フードを調製することができる。その栄養学的に完全なペット・フードは、適当な形状、例えば乾燥状、半湿潤状、湿潤状にすることが可能であり、冷蔵又は常温で安定なペット・フード製品にすることができる。これらのペット・フードは、従来と同様にして製造することができる。本発明の組合せに加えて、これらのペット・フードには、炭水化物源、タンパク源、脂質源のいずれか1種又は複数種を含めることができる。
【0030】
炭水化物としては、適当なものであればどれでも使用できる。好ましくは、その炭水化物を粒状、粉末、スターチの形にして供給する。炭水化物源としては、例えば、米、大麦、モロコシ、キビ、オートムギ、コーン・ミール、小麦紛などがある。蔗糖、ブドウ糖、コーン・シロップなどごく普通の糖類もまた使用できる。炭水化物源によって与えられる炭水化物の量は必要に応じて選択できる。例えば、ペット・フードは、60重量%までの炭水化物を含むことができる。
【0031】
タンパク源としては、適当な動物又は植物タンパク源、例えば、筋肉又は骨格肉、肉骨粉、鳥肉、魚肉、乳タンパク、コーン・グルテン、小麦グルテン、大豆粉、大豆タンパク濃縮物、大豆タンパク分離物、卵タンパク、乳清、カゼイン、グルテンなどのいずれかから適当なものを選択することができる。高齢動物に対しては、タンパク源として高品質の動物タンパクを含むものが好ましい。タンパク源によって与えられるタンパクの量は、必要に応じて選択することができる。例えば、ペット・フードには、乾基準で約12重量%から約70重量%のタンパクを含めることができる。
【0032】
ペット・フードには、脂肪源を含めることができる。脂肪源としては、動物脂肪及び植物脂肪の適当なものであればどれでも使用できる。脂肪源は獣脂などの動物脂肪源であることが好ましい。コーン油、ヒマワリ油、紅花油、菜種油、大豆油、オリーブ油、モノ不飽和及び多不飽和脂肪酸に富むその他の油脂などの植物油もまた使用できる。必須脂肪酸(リノレイン酸及びアルファリノレイン酸)に加え、脂肪源は長鎖脂肪酸を含むことができる。適した長鎖脂肪酸としては、ガンマリノレイン酸、ステアリドン酸、アラキドン酸、エイコサペンタン酸、及びドコサへキサン酸がある。魚油は、エイコサペンタン酸及びドコサへキサン酸の供給源として適している。ルリヂサ油、クロスグリ・シード油、マツヨイグサ油が、ガンマレノイン酸の供給源として適している。菜種油、大豆油、亜麻仁油、クルミ油が、アルファレノイン酸の供給源として適している。紅花油、ヒマワリ油、コーン油、大豆油が、リノレイン酸の供給源として適している。オリーブ油、菜種油(カノーラ)、高オレイン・ヒマワリ油及び紅花油、落花生油、米糠油は、モノ不飽和脂肪酸の供給源として適している。脂肪源によって与えられる脂肪量は、必要に応じて選択することができる。例えば、ペット・フードには、乾基準で約5重量%から約40重量%の脂肪を含めることができる。ペット・フードでは、他と比べて脂肪量を抑えることが好ましい。
【0033】
ペット・フードには、長鎖脂肪酸など、その他の活性成分を含めることができる。適当な長鎖脂肪酸には、アルファリノレイン酸、ガンマリノレイン酸、リノレイン酸、エイコサペンタン酸、ドコサペンタン酸が含まれる。魚油は、エイコサペンタン酸、ドコサペンタン酸の供給源として適している。ルリヂサ油、クロスグリ・シード油、マツヨイグサ油は、ガンマリノレイン酸の供給源として適している。紅花油、ヒマワリ油、コーン油、大豆はリノレイン酸の供給源として適している。
【0034】
炭水化物源、タンパク源、脂質源の選択にそれほど拘る必要はなく、動物の栄養上の必要性、嗜好に対する考慮、及び製造される製品の形状に基づいて選択する。さらに、必要に応じて、様々な他の成分、例えば糖、塩、香辛料、調味料、ビタミン、ミネラル、着香料、ガム、プレバイオティック、及び有益共生(probiotic)微生物もペット・フードに組み込むことができる。
【0035】
プレバイオティックは、適切ななんらかの形で得ることができる。例えば、プレバイオティックは、プレバイオティックを含む植物材料の形で得ることができる。適した植物材料としては、アスパラガス、アーティチョーク、タマネギ、小麦、ヤーコン、チコリ、又はこれら植物材料の残渣などがある。その他にも、プレバイオティックは、イヌリン抽出物又は一般にはフルクトオリゴ糖、ガラクトオリゴ糖、キシロオリゴ糖として知られているイヌリン加水分解物、又はデンプンのオリゴ誘導体として得ることができる。チコリからの抽出物は特に適している。ペット・フード中のプレバイオティック最大濃度は、好ましくは約20重量%,特別の場合で約10重量%である。例えば、プレバイオティックは、ペット・フードの約0.1重量%から約5重量%を構成することができる。プレバイオティックとしてチコリを使用しているペット・フードでは、飼料混合物の約0.5重量%から10重量%、より好ましくは約1重量%から約5重量%をチコリで構成することができる。
【0036】
有益共生微生物は、動物が摂取するのに適し、腸内の微生物バランスを改善できる、1種又は複数種の微生物から選択できる。適切な有益共生微生物の例としては、Saccharomyces、Debaromyces、Candida、Pichia、Torulopsisなどの酵母、Aspergillus、Rhizopus、Mucor、Penicillium、Torulopsisなどのカビ、Bifidobacterium、Bacteroides、Clostridium、Fusobacterium、Melissococcus、Propionibacterium、Streptococcus、Enterococcus、Lactococcus、Staphlococcus、Peptostrepococcus、Bacillus、Pediococcus、Micrococuss、Leuconostoc、Weissella、Aerococcus、Oenococcus、Lactobacillus属などのバクテリアが含まれる。適切な有益共生微生物種の例としては、Saccharomyces cereviseae、Bacillus coagulans、Bacillus licheniformis、Bacillus subtilis、Bifidobacterium bifidum、Bifidobacterium infantis、Bifidobacterium longum、Enterococcus faecium、Enterococcus faecalis、Lactobacillus acidophilus、Lactobacillus alimentarius、Lactobacillus casei subsp.casei、Lactobacillus casei Shirota、Lactobacillus curvatus、Lactobacillus delbruckii subsp.lactis、Lactobacillus farciminus、Lactobacillus gasseri、Lactobacillus helveticus、Lactobacillus johnsonii、Lactobacillus reuteri、Lactobacillus rhamnosus(Lactobacillus GG)、Lactobacillus sake、Lactobacillus lactis、Micrococcus varians、Pediococcus acidilactici、Pediococcus pentosaceus、Pediococcus acidilactici、Pediococcus halophilus、Streptococcus faecalis、Streptococcus thermophilus、Staphylococcus carnosus、及びStaphylococcus xylosusである。有益共生微生物は、粉末状、乾燥状、特に胞子を形成する微生物では胞子状とすることができる。さらに、必要なら、有益共生微生物を例えば、糖基材、脂肪基材又は多糖基材中にカプセル化して、生存確率をさらに増大できる。有益共生微生物を使用する場合、ペット・フードは、ペット・フードのグラム当たり、有益共生微生物の細胞を好ましくは約104から約1010個、より好ましくは約106から約108個を含んでいる。ペット・フードには、重量で約0.5%から約20%、好ましくは約1%から約6%、例えば約3%から6%の有益共生微生物を含めることできる。
【0037】
高齢のペットに対するペット・フードは、若いペットに対するよりも加齢に比例して脂肪を少なくすることが好ましい。さらに、デンプン源として、カラスムギ、米、大麦、小麦、トウモロコシの1種又は複数を含めることができる。
【0038】
乾燥ペット・フードを作るための加工法としては、オーブンで焼くことやその他の適当な加工法を使用できるが、押出し加熱調理が適している。押出で調理する場合には、通常、乾燥ペット・フードを粗挽きの形状で供給する。プレバイオティックを使用する場合には、加工の前に、プレバイオティックを乾燥ペット・フードの他の成分と混合できる。ヨーロッパ特許第0850569号に適当な加工法が記載されている。有益共生微生物を使用する場合には、微生物を乾燥ペット・フード表面にコーティングするか、あるいはその中に混ぜる。ヨーロッパ特許第0862863号に適当な加工法が記載されている。
【0039】
湿潤飼料を作るためには、米国特許第4,781,939号及び5,132,137号に記載の加工法を使用して擬似肉製品を製造することができる。厚切タイプの製品の製造には、他の方法、例えばスチーム・オーブンでの加熱調理などを使用できる。また、適当な食肉材料を乳濁状にして乳濁物を作り、適当なゲル化剤を添加し、缶又は他の容器に詰める前に乳濁物を加熱して、塊状タイプの製品を製造することができる。
【0040】
もう1つの実施形態として、ヒトが食べるための食品組成物を調製できる。このような組成物としては、完全栄養処方品、日常食、冷蔵又は常温で安定な飲料、スープ、栄養補助食品、食肉代替物、及び棒状栄養食品又は栄養菓子がある。
【0041】
本発明の組合せに加え、栄養処方品には、タンパク源を含めることができる。食物タンパクはタンパク源として好んで使用される。食物タンパクとしては、例えば、動物タンパク(乳タンパク、食肉タンパク、卵タンパクなど)、植物タンパク(大豆タンパク、小麦タンパク、米タンパク、エンドウ豆タンパクなど)、遊離アミノ酸混合物、又はこれらの組合せなど、適当なタンパクであればどれでもよい。カゼイン、乳清タンパクなどの乳タンパク、及び大豆タンパクが特に好まれる。また、組成物に炭水化物源及び脂肪源を含めることもできる。
【0042】
栄養処方品に脂肪源を含める場合には、脂肪源によるエネルギーが、栄養処方品全体のエネルギーの約5%から約55%、例えば、約20%から約50%を占めることが好ましい。脂肪源を構成する脂質としては適当な脂肪又は脂肪混合物であればどれでもよい。例えば、大豆油、ヤシ油、ココナツ油、紅花油、ヒマワリ油、コーン油、カノーラ油、レシチンなどの食物脂肪が、特に適している。必要なら、乳脂肪などの動物脂肪も添加できる。
【0043】
栄養処方品には、炭水化物源を添加することができる。炭水化物によるエネルギーが、栄養組成物のエネルギーの約40%から約80%を占めることが好ましい。例えば、蔗糖、乳糖、ブドウ糖、果糖、固形コーン・シロップ、マルトデキストリン、及びこれらの混合物など、適当な炭水化物を使用することができる。必要なら、食物繊維も添加できる。使用する場合には、食物繊維によるエネルギーは、栄養処方品のエネルギーの最大でも約5%であることが好ましい。食物繊維としては、例えば、大豆、エンドウ豆、オート麦、ペクチン、ガールガム、アラビアゴム、フルクトオリゴ糖などを含む適当な原料のいずれかから得られる。栄養処方品には、適正な指針に合致した量の適当なビタミン及びミネラルを含めることができる。
【0044】
必要であれば、栄養処方品中に、1種又は複数種の食品グレードの懸濁化剤、例えば、モノ及びジグリセリドのジアセチル酒石酸エステル、レシチン並びにモノ及びジグリセリドなどを組み込むことができる。同様に適当な塩類及び安定剤を含めることができる。
【0045】
高齢化に伴う機能障害を改善又は予防することを目的とした栄養処方品は、腸溶性、例えば、粉末、濃縮液体、又は即席ドリンク飲料の形で投与できることが好ましい。粉末栄養処方品を製造する必要がある場合には、均質化した混合物を、噴霧乾燥機又は凍結乾燥機などの適当な乾燥装置に移して、粉末に変える。
【0046】
もう1つの実施形態としては、通常の食品の栄養価を、本発明の組合せ、例えば、発酵乳、ヨーグルト、生チーズ、凝固乳、棒菓子、朝食用シリアル・フレーク又は棒、ドリンク、粉乳、大豆基材製品、非乳発酵製品、臨床用栄養補助食品などとの組合せにより、強化することができる。その場合、エネルギー代謝を刺激する分子の濃度は、少なくとも重量で50ppm、抗酸化剤の濃度は少なくとも重量で10ppmであることが好ましい。
【0047】
本発明の食物組成物は、細胞のエネルギー代謝に関係している遺伝子の発現を調節及び/又は調整することによって、高齢化の過程で発生するミトコンドリアの機能不全を予防又は遅延させることができる。
【0048】
好ましくは、標的とする遺伝子は、以下の事柄に関与する遺伝子である。(1)エネルギー産生:解糖、糖新生、酸化的リン酸化(呼吸複合体I、II、III,IV,CoQ10、ATPシンターゼ、アデニンヌクレオチドトランスロケーター)、β−酸化及びトリカルボン酸サイクル(2)ミトコンドリア生合成:膜成分(カルジオリピン、PUFAS)、タンパク担体(ADP/ATP、カルニチン、リン酸)、タンパク合成(3)プロテアーゼ(中性アルカリ性プロテアーゼ)(4)ROS産生及び脱酸素化(Mn−SOD、グルタチオン、UCP)(5)炎症の調節因子。
【0049】
対象とする遺伝子に応じて、以下の非包括的遺伝子リストは、次の事柄に関与する遺伝子を含む。
−ATP生成(脳クレアチンキナーゼ、筋クレアチンキナーゼ、ミトサルコメアクレアチンキナーゼ、ATPシンターゼ、アデニンヌクレオチドトランスロカーゼ、クレアチントランスポーター、トリカルボキシレート担体、ホスフェートトランスポーターなど)
−解糖(アルファ−エノラーゼ、グルコース−6−ホスフェートデヒドロゲナーゼ、グルコース−6−ホスファターゼ、ピルビン酸キナーゼ、ホスホグリセレートキナーゼなど)
−糖新生(グルコース−6−ホスファターゼ、グルコース1,6−ビスホスファターゼなど)
−β−酸化(カルニチン担体、パルミトイルカルニチントランスフェラーゼなど)
−炎症応答(cox−2、サイクロフィリンC−AP、リゾチームCなど)
−ミトコンドリア生合成(ミトコンドリアLONプロテアーゼ、HSP70など)
−脂肪酸合成(脂肪酸シンターゼ、ステアロイル−CoAデサチュラーゼなど)
−カルジオピリン合成(PA:CTPシチジリルトランスフェラーゼなど)
−プロテイン・ターンオーバー(プロテアソームサブユニット、リボソームプロテインなど)
−ストレス応答(NF−k−B−p65,I−k−Bα鎖など)
−チオールプロテアーゼ(カテプシンH及びDなど)
−その他の遺伝子(甲状腺ホルモンレセプター、グルタミンシンターゼなど)
【0050】
本発明の食物組成物は、また、高齢化に伴う機能障害、例えば、骨格筋及び心筋機能、血管機能、認知機能、視力、聴力、嗅覚、皮膚及び毛皮の状態、骨及び関節の健全性、腎臓の健全性、消化管機能、免疫機能、インスリン感受性、炎症過程、ガン発生率を改善し、最終的には哺乳動物の寿命を延長することによって様々な利益を提供することができる。
【0051】
他の態様によれば、本発明は、哺乳動物の高齢化に伴う機能障害を予防又は修復することを目的とした組成物の調製用に、細胞のエネルギー代謝を刺激する少なくとも1種の分子及び少なくとも1種の抗酸化剤を含む、遺伝子発現に対するカロリー制限の効果に類似した効果が得られる組合せを使用することに関する。
【0052】
前記分子及び抗酸化剤は前に記載済みである。
【0053】
最後の態様として、本発明は、哺乳動物の高齢化に伴う機能障害を予防又は修復する方法であって、哺乳動物に対して、遺伝子発現に対するカロリー制限の効果に類似した効果が得られる組合せを含有する食物組成物を投与することを含み、前記組合せが、細胞のエネルギー代謝を刺激する少なくとも1種の分子及び少なくとも1種の抗酸化剤を含む方法を提供する。
【0054】
前記組成物は、標準食に対する栄養補助食品として、又は完全栄養食物の一成分として、哺乳動物に投与することができる。好ましくは上述と同様にして完全栄養食物を調製する。
【0055】
有益な効果を得るために哺乳動物が摂取する食物組成物の量は、好ましくはその大きさ、種類、及びその年齢によって決まる。しかし、1日につき体重kg当たりで、通常、前記分子の量は少なくとも1mg、抗酸化剤の量は少なくとも0.025gが適当である。
【0056】
上述したような食物組成物をペット又はヒトに投与すると、ミトコンドリアの機能が改善され、また、カロリー摂取を制限しないでも、副作用なしに、遺伝子発現に対するカロリー制限の効果に類似した効果を得ることができる。
【0057】
以下の実施例は例示のために示したものにすぎず、本出願の主題に制限を加えるものと解釈すべきではない。特記しない限りパーセントは重量パーセントである。
【実施例1】
【0058】
ネズミ・モデルにおいて、骨格筋での遺伝子発現の分析結果から見た、抗酸化剤及びミトコンドリア代謝活性因子を含む食餌操作の効果
・実験計画
食餌操作の期間は3カ月であり、すべての動物に自由に摂取できる形で給餌した。但し、カロリー制限マウスには、自由に摂取できる対照群が1日に摂取する食物量の67%を与えた。週に1回、動物の体重を測定した。
【0059】
・動物
生後9週のオスのマウスC57/B16をIffa credo(フランス)から入手した。入手後すぐに、6匹ずつの群に分けて収容した。3週間馴化した後、マウス(12週齢)をそれぞれ12匹のマウスから成る6つの群(AからE)に無作為に分け、群ごとに収容した。食餌操作の期間は3カ月であり、マウスが自由に水を摂取できるようにして、12時間サイクルで明暗を繰り返した。
【0060】
・食餌
タンパク(大豆及び乳清)18%、脂肪(大豆油)11%、炭水化物(デンプン+蔗糖)59%、及びセルロース10%から構成される対照食餌(食餌A)に、イチョウ抽出物(食餌E)、又はビタミンC、ビタミンE、ブドウ種子抽出物及びシステイン(食餌C)及び/又はL−カルニチン(それぞれ食餌D及びF)を含む抗酸化剤の混合溶液を補充した。カロリー制限食(食餌B)では、タンパク、ミネラル、ビタミンは対照群と同じであるが、自由に摂取できる対照群の1日当たりカロリー摂取量の67%になるように、脂肪、デンプン及び蔗糖を減らした。これらの食餌を以下に示す。
食餌A−対照:タンパク(大豆及び乳清)18%、脂肪11%、炭水化物59%、セルロース5%
食餌B−カロリー制限:タンパク(大豆及び乳清)18%、脂肪7.7%、炭水化物32.5%、セルロース5%
食餌C−抗酸化剤混合液:食餌A+ビタミンC0.19%、ビタミンE0.03%、ブドウ種子抽出物0.075%、システイン0.4%
食餌D:食餌A+L−カルニチン0.3%+食餌Cの抗酸化剤混合液
食餌E:食餌A+イチョウ抽出物(Linnea)0.0375%
食餌F:食餌A+L−カルニチン0.3%
【0061】
・RNA標本
マウスを断頭し、速やかに解剖した。骨格筋(腓腹筋)をRNAlatter(Ambion)に浸漬し、使用するまで−80℃で凍結保存した。RNAを抽出するために、筋肉をセラミック・ビーズ(FastPrep、Q−Biogene)でホモジナイズし、トータルRNAキット(Ambion)でRNAを抽出した。抽出したRNAの品質はAgilent法でチェックした。各々4匹のマウスからのRNAプールを作り、Affymetrix Murine U74Av2高密度オリゴヌクレオチド・マイクロアレイとハイブリッド形成した。
【0062】
結果
最初の評価として、5種の実験食餌を対照食餌と比較し、Spotfire法を用いてクラスターに分けた(階層クラスター化)。この手法によると、特異的遺伝子発現プロフィールにより、(1)L−カルニチン及びカロリー制限を含む2つの食餌は同一クラスターに属し、(2)抗酸化剤混合液とL−カルニチンの両者を含む食餌はカロリー制限食餌に最も類似しており、(3)抗酸化剤混合物及びイチョウ抽出物食餌は別グループを作る。
【実施例2】
【0063】
乾燥ペット・フード
コーン約58重量%、コーン・グルテン約5.5重量%、鳥肉約22重量%、乾燥チコリ2.5%、カルニチン1%、エネルギー代謝刺激用のクレアチン1%、ビタミンC0.1%、ビタミンE(150IU/kg)、抗酸化剤としてのブドウ種子・プロアントシアニン抽出物0.05%及びシステイン1%、及び残りのビタミン及びミネラルから食物混合物を形成する。
【0064】
食物混合物を、プレコンディショナーに供給し、湿らせる。次いで、湿らせた食物を押出し調理機に供給し、ゼラチン化する。ゼラチン化した基材をダイに押込み、押出機から押出す。押出物は犬に与えるのに適した大きさに切断し、約110℃で約20分間乾燥し、冷却しペレットを形成する。
【0065】
この乾燥ドッグ・フードによって、高齢化に伴う犬の障害を改善又は修復することができる。
【実施例3】
【0066】
乾燥ペット・フード
エネルギー代謝刺激用のカルニチン2%、抗酸化剤としてのイチョウ抽出物0.05%を用い、実施例1と同様にして食物混合物を調製した。次いで、混合物を実施例1と同様に加工処理した。この乾燥ドッグ・フードもまた、特に高齢化に伴う犬の障害を改善又は修復することを目標としている。
【実施例4】
【0067】
缶入り湿潤ペット・フード
家禽ガラ、豚肺及び牛肝(粉砕品)73%、小麦紛16%、染料、ビタミン、及び無機塩2%、エネルギー代謝用カルニチン2%、及び抗酸化剤としての緑茶0.4%から混合物を調製した。
【0068】
この混合物を12℃で乳濁状にし、プディング形に押出し、次いで90℃で調理した。これを30℃まで冷やし、チャンク(厚切)状に切断した。このチャンク45%を、水98%、染料1%、ガールガム1%から調製したソース55%と混合した。ブリキ缶に詰め、125℃で40分間殺菌した。
【実施例5】
【0069】
缶入り湿潤ペット・フード
家禽ガラ、豚肺、豚肝(粉砕品)56%、魚13%、小麦紛16%、血漿2%、水10.8%、染料2.2%、半精製カッパーカラゲーニン1%、無機塩類、モノ不飽和脂肪酸に富む油脂(オリーブ油)9%、エネルギー代謝刺激用クレアチン1%、抗酸化剤としてのタウリン1%から混合物を調製した。この混合物を12℃で乳濁状にし、プディング形に押出し、次いで90℃で調理した。これを30℃まで冷やし、チャンク(厚切)状に切断した。
【0070】
このチャンク(水分含量58%)30%を、家禽ガラ23%、ガールガム1%、染料及び香料1%、水75%から調製した基材に組み入れた。次いで、ブリキ缶に詰め、127℃で60分間殺菌した。
【実施例6】
【0071】
栄養処方物
粉末100g中に、タンパク加水分解物15%、脂肪25%、炭水化物(マルトデキストリン37%、デンプン6%、蔗糖12%を含む)55%、1日に必要な微量のビタミン及びオリゴ成分、ミネラル2%、水分3%、エネルギー代謝刺激用ピルビン酸塩2%、抗酸化剤としてのカルノシン又はカルノシン前駆体1%を含む栄養組成物を調製する。
【0072】
この粉末13gを水100ml中で混合した。得られた処方物は、高齢化に伴う遺伝子発現の変化を修復することを目的としており、高齢化に伴うヒトの機能障害を修復又は予防する。
Claims (20)
- 遺伝子発現に対するカロリー制限の効果に類似した効果を得ることのできる組合せを含む、哺乳動物の高齢化に伴う機能障害を予防又は修復することを目的とした食物組成物であって、前記組合せが、細胞のエネルギー代謝を刺激する少なくとも1種の分子及び少なくとも1種の抗酸化剤を含む、上記食物組成物。
- 前記分子が、特にミトコンドリアのエネルギー代謝を刺激する、請求項1に記載の食物組成物。
- 前記分子が、L−カルニチン、クレアチン、脂肪酸(モノ不飽和及び多不飽和、特にオメガ−3脂肪酸)、カルジオリピン、ニコチンアミド又は炭水化物、及びその天然供給源である、請求項1又は2に記載の食物組成物。
- 前記分子の量が1日につき体重kg当たり、少なくとも1mg、好ましくは1mgから1gである、請求項1から3までの一項に記載の食物組成物。
- 抗酸化剤が、リポ酸、システイン、シスチン、メチオニン、S−アデノシル−メチオニン、タウリン、グルタチオン、又はその天然供給源などのチオール源、又はそれらの生体内生合成を上方調整する化合物である、請求項1から4までの一項に記載の食物組成物。
- 前記抗酸化剤の量が、1日につき体重kg当たり、少なくとも0.025mg、好ましくは0.025mgから250mgである、請求項1から5までの一項に記載の食物組成物。
- 抗酸化剤を、単独で、又は、ビタミンC、ビタミンE、カロチノイド、ユビキノン、茶カテキン、ポリフェノール及び/又はジテルペンを含むコーヒー抽出物、イチョウ抽出物、プロアントシアニジンに富むブドウ又はブドウ種子抽出物、香辛料抽出物、イソフラボン及び関連フィトエステロゲン及び抗酸化活性をもつ他のフラボノイド源を含む大豆抽出物などのその他抗酸化剤、あるいはウルソデオキシコール酸、ウルソール酸、チョウセンニンジン、ギンゲノシド、及びその天然供給源などの細胞の抗酸化力を上方調整する化合物と併用する、請求項1から6までのいずれかに記載の食物組成物。
- 完全栄養ペット・フード又は栄養補助食品である、請求項1から7までのいずれかに記載の食物組成物。
- ヒト用完全栄養食物又は栄養補助食品である、請求項1から8までのいずれかに記載の食物組成物。
- さらに、プレバイオティック及び/又は有益共生微生物を含む、請求項1から9までのいずれかに記載の食物組成物。
- エネルギー代謝に結合している遺伝子発現を調節及び/又は調整することにより、高齢化に伴うミトコンドリア機能不全の発生を予防するか又は遅らせる、請求項1から10までの一項に記載の食物組成物。
- さらに、骨格及び心筋機能、血管機能、認知機能、視力、聴力、嗅覚、皮膚及び毛皮の状態、骨及び関節の健全性、腎臓の健全性、消化管機能、免疫機能、インスリン感受性、炎症過程を改善する、請求項1から11までの一項に記載の食物組成物。
- 哺乳動物の高齢化に伴う機能障害の予防又は修復を目的とする組成物を調製するための、遺伝子発現に対するカロリー制限の効果に類似した効果を得ることのできる組合せであって、細胞のエネルギー代謝を刺激する少なくとも1種の分子、及び少なくとも1種の抗酸化剤を含有する上記組合せの使用。
- 細胞のエネルギー代謝及び特にミトコンドリアのエネルギー代謝を刺激する分子が,L−カルニチン、クレアチン、脂肪酸(モノ及び多不飽和、特にオメガ−3脂肪酸)、カルジオリピン、ニコチンアミド、又は炭水化物及びその天然供給源である、請求項13に記載の使用。
- 抗酸化剤が、チオール源(例えば、リポ酸、システイン、シスチン、メチオニン、S−アデノシル−メチオニン、タウリン、グルタチオン、及びその天然供給源)、あるいはその生体内生合成を上方調整する化合物である、請求項13又は14に記載の使用。
- 抗酸化剤を、単独で、又は、ビタミンC、ビタミンE、カロチノイド、ユビキノン、茶カテキン、ポリフェノール及び/又はジテルペンを含むコーヒー抽出物、イチョウ抽出物、プロアントシアニジンに富むブドウ又はブドウ種子抽出物、香辛料抽出物、イソフラボン及び関連フィトエステロゲン及び抗酸化活性をもつ他のフラボノイド源を含む大豆抽出物、あるいは細胞の抗酸化力を上方調整する化合物(例えばグルタチオンS−トランスフェラーゼを増やすためのウルソデオキシコール酸、カタラーゼを増やすためのウルソール酸、スーパーオキシド・ジスムターゼを増やすためのチョウセンニンジン及びギンセノイド、及びこれらの天然供給源すなわち草本薬)などの他の抗酸化剤と併用する、請求項13から15までのいずれかに記載の使用。
- 前記分子の量が、1日につき体重kg当たり少なくとも1mg、好ましくは1mgから1gであり、かつ前記抗酸化剤の量が、1日につき体重kg当たり少なくとも0.025mg、好ましくは0.025mgから250mgである、請求項13から16までのいずれかに記載の使用。
- エネルギー代謝に関連している遺伝子発現を調節及び/又は調整することにより高齢化に伴うミトコンドリア機能不全の発生を予防するか又は遅らせる、請求項13から17までの一項に記載の使用。
- さらに、骨格及び心筋機能、血管機能、認知機能、視力、聴力、嗅覚、皮膚及び毛皮の状態、骨及び関節の健全性、腎臓の健全性、消化管機能、免疫機能、インスリン感受性、炎症過程を改善する、請求項13から18までの一項に記載の使用。
- 哺乳動物の高齢化に伴う機能障害を予防又は修復する方法であって、哺乳動物に請求項1から12までに記載の食物組成物を投与することを含む上記方法。
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