JP2008519838A - 遺伝子調節のための酸化防止剤の使用 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は2004年11月9日に出願された米国仮出願番号第60/626,162号に基づく優先権を主張する。
本発明は一般に老齢哺乳動物における遺伝子発現を調節する方法、さらにとりわけ酸化防止剤を含有する組成物を投与することによって、老齢哺乳動物における遺伝子発現を調節する方法に関する。本発明はまた、一般に老齢哺乳動物における遺伝子発現を調節する、および/またはそのような動物の酸化ストレスを減少させる酸化防止剤含有組成物に関する。
生細胞はそれらの通常の機能中に継続してフリーラジカルを産生する。フリーラジカルは多くの生体分子と不可逆的に反応することができる反応性の高い物質であり、したがって生体系の進行性の劣化を引き起こす。フリーラジカルは通常体内の抗酸化酵素の産生および栄養素に由来する酸化防止剤により機能が阻害されている。フリーラジカルに誘発される酸化ストレスは加齢に伴う長期間の組織劣化における主要因子である。
本発明は老齢哺乳動物において遺伝子発現を調節する方法を提供する。方法は酸化防止剤含有組成物(すなわち、1以上の酸化防止剤、および場合により付加的な成分)を哺乳動物に投与することを含む。組成物中の1以上の酸化防止剤の総量は老齢哺乳動物の1以上の組織中の1以上の遺伝子の発現の調節を行うために十分である。
ある態様では、発現が調節される1以上の遺伝子のそれぞれは独立して、シトクロムP450ファミリー遺伝子、アポリポタンパク質ファミリー遺伝子、血液動態特性を制御する1以上の産物をコードする遺伝子、熱ショックタンパク質ファミリー遺伝子、DNA損傷を表す1以上の産物をコードする遺伝子、細胞周期を制御する1以上の産物をコードする遺伝子、炎症誘発性遺伝子、クロム親和性分泌経路に関連する1以上のタンパク質をコードする遺伝子、遺伝子転写を制御する1以上の産物をコードする遺伝子、NF−KB経路遺伝子、免疫機能に関連する1以上の産物をコードする遺伝子、1以上の解糖系酵素をコードする遺伝子、1以上のミトコンドリア酸化経路タンパク質をコードする遺伝子、または1以上のリボソームタンパク質をコードする遺伝子である。
ある態様では、酸化防止剤含有組成物は老齢哺乳動物に与えられる。
ある態様では、組成物はビタミンE、ビタミンC、リポ酸、アスタキサンチン、ベータ‐カロテン、L−カルニチン、コエンザイムQ10、グルタチオン、ルテイン、リコペン、セレン、N−アセチルシステイン、大豆イソフラボン(類)、S−アデノシルメチオニン、タウリン、トコトリエノール(類)、およびその混合物から選択される1以上の酸化防止剤を含有する。
本発明のその他およびそれ以上の目的、特徴、および利点は当業者にとってはすぐに明白である。
この詳細な説明は当業者に出願者の発明、その原理、およびその実際の適用を知らせることだけを意図し、そのため当業者は特定の用途の要求性にもっとも都合がよいように、本発明をその非常に多い形状において適合させ応用することができる。この詳細な説明およびその具体的な実施例は説明の目的だけを意図する。本発明はしたがって、この明細書に記載された態様に限定されず、多様に改変されてもよい。
本発明の種々の態様では、哺乳動物は非ヒト哺乳動物である。たとえば、非ヒト哺乳動物は伴侶動物(たとえば、イヌ、ネコ)、霊長類(たとえば、サル、ヒヒ)、反芻動物(たとえば、ウシ、ヒツジ、ヤギ、ウマ)、または齧歯類(たとえば、マウス、ラット、モルモット)であってもよい。
本明細書で使用する“老齢”哺乳動物という用語は年老いた哺乳動物を表す。たとえば、老齢犬は少なくとも7歳のイヌであり;そして老齢猫は少なくとも7歳の猫である。
別の態様では、酸化防止剤含有組成物はビタミンE、ビタミンC、L−カルニチン、およびリポ酸から選択される1以上の酸化防止剤を含有してもよい。
状態であってもよい。
ある態様では、イヌの場合のL−カルニチン含有量は最少で約50ppm、約200ppm、または約300ppmであってもよい。ネコの場合わずかに高いL−カルニチンの最少値、たとえば約100ppm、約200ppm、または約500ppmが使用されてもよい。非毒性最大量、たとえば約5,000ppm未満を使用してもよい。イヌの場合、より少ない量、たとえば約5,000ppm未満が使用されてもよい。イヌの場合、範囲は約200ppmから約400ppmまでであってもよい。ネコの場合範囲は約400ppmから約600ppmであってもよい。
ある態様では、シトクロムP450ファミリー遺伝子は、たとえばP450、ファミリー2、サブファミリーb、ポリペプチド10(Cyp2b10)、P450、ファミリー2、サブファミリーc、ポリペプチド70(Cyp2c70)、P450、ファミリー2、サブファミリーc、ポリペプチド37(Cyp2c37)、P450、ファミリー2、サブファミリーa、ポリペプチド12(Cyp2a12)、P450、ファミリー2、サブファミリーc、ポリペプチド40(Cyp2c40)、P450、ファミリー3、サブファミリーa、ポリペプチド11(Cyp3a11)、P450、ファミリー3、サブファミリーa、ポリペプチド13(Cyp3a15)、P450、ファミリー3、サブファミリーa、ポリペプチド16(Cyp3a16)P450、ファミリー3、サブファミリーa、ポリペプチド25(Cyp3a25)、P450、ファミリー2、サブファミリーa、ポリペプチド4(Cyp2a4)またはP450、ファミリー4、サブファミリーa、ポリペプチド10(Cyp4a10)であってもよい。
加齢に伴う身体機能には、たとえば、筋肉機能の劣化または障害、血管機能の劣化または障害、視覚の劣化または障害、聴覚の劣化または障害、嗅覚の劣化または障害、皮膚または外被特性の劣化または障害、骨および関節健康状態の劣化、腎臓健康状態の劣化、腸機能の劣化または障害、免疫機能の劣化または障害、インスリン感受性の劣化または障害、および/または炎症反応の劣化または障害の徴候を挙げることができる。
本発明は以下のその好ましい態様の実施例によってさらに説明することができるが、これらの実施例は説明のためだけに包含され、特記しない限り本発明の範囲を限定することを意図しないと理解される。
この実施例は、酸化ストレスの指標として、還元型対酸化型グルタチオンの比(GSH:GSSG)の生化学的基準を使用して測定し、種々の酸化防止剤を与えられた老齢マウスが経験した酸化ストレスの緩和を説明する。
特記しない限り、すべての老化促進マウスおよびC57BL6マウスは、フードAまたはフードBに交換されるまで対照フードを与えられた。フードAまたはフードBに交換されたマウスは、少なくとも6ヶ月間対応するフードを与えられた(対照マウスは対照フードだけを与えられた)。特記しない限り、フードAは5〜13ヶ月齢まで与えられ、フードBは7〜17ヶ月齢まで与えられた。特記しない限り、使用されたフード組成は表2に挙げた通りであった。表2の量は、総重量の百分率で表わした、組成物に添加された出発材料の量である。
対照フード、フードA、およびフードB間の主要構成要素の相違点は表3に示す。表3の量は、組成物に添加された量であり、総重量の百分率で表される。
別の実験では、還元型と酸化型のグルタチオンの比は、対照フードまたはフードBのいずれかを与えられた老化促進マウスの組織で測定した。フードBは、年齢および性が適合する対照に比べ、すべての組織(肝臓、腎臓、心臓、大脳皮質、および骨格筋)でGSH:GSSG比を改善した。表5を参照されたい。これらの結果は、血漿中の改善されたGSH:GSSG比に加え、フードBがさらに細胞内GSH:GSSG比を改善することを示す。これらの結果はさらに、フードBが老化促進マウスにおけるフリーラジカルの過剰な産生を緩和することにおいて有効であり、おそらく年齢に調和した、改善された健康状態をもたらすことを示す。
実施例2
種々の酸化防止剤‐含有フードを与えられた老化促進マウスにおける酸化防止剤(複数の酸化防止剤)に対するゲノム反応は、mRNA発現解析により測定した。
分子生物学技術は、当業者に公知の標準プロトコル、たとえばSambrook et al.,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,2版,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,NY(1989)に示されたものに従う。組織はマウスから得て、RNAはその組織から抽出した。抽出されたRNAは組織(肝臓、副腎、および大脳皮質)およびフード(対照、A、またはB)ごとにプールし、全部で9種のプールしたRNA試料を得た。プールした総RNA試料はさらに、取扱説明書に従ってMu74Av2高密度オリゴヌクレオチドアレイ(Mu74Av2 GeneChip,Affymetrix,Santa Clara,CA)を使用して処理し、遺伝子発現(mRNA)を得た。Microarray Analysis Suite(MAS)5.0(Affymetrix)を使用して、ハイブリダイズし、ビオチン化したRNAフラグメントの蛍光強度を計算した。すべての統計解析は、MAS5.0により行った。それぞれのmRNAは32種の異なるプローブ‐特異的結合のための16種のプローブ、および非特異的結合のための16種のプローブにより解析した。p<0.05を持つすべてのシグナルは有意であるとみなし、生物学的効果の解析に使用した。約4,000〜8,000種の遺伝子が検出された。検出値は10〜6,000の範囲であった。p値の範囲は0.0001〜0.05であった。有意な差は、1群の遺伝子の32種のプローブすべての強度と他の群の遺伝子のそれらを比較することにより測定した。p値<0.05は有意に異なるとみなした。
老化促進マウスの種々の組織における種々のクラスの遺伝子の発現に対するフードAおよびBの効果は先に記載のGeneChipアッセイを使用して測定した。
老化促進マウス副腎の種々のクラスの遺伝子発現に対するフードAおよびBの効果は先に記載のGeneChipアッセイによって測定した。
炎症誘発性遺伝子:機能的遺伝子解析は、炎症誘発性遺伝子の発現レベルが抑制されることを示した。影響を受けたこのファミリーメンバーのリストは表13に示す。
遺伝子転写を制御する産物をコードする遺伝子:機能的遺伝子解析は、転写を制御する遺伝子の発現レベルが抑制されることを示した。影響を受けたこのファミリーメンバーのリストは表15に示す。
NF−κB経路遺伝子:機能的遺伝子解析は、活性なNF−κB経路の指標またはその活性の重要な調節因子である産物をコードする遺伝子の発現レベルが抑制されることを示した。影響を受けたこのファミリーメンバーのリストは表16に示す。
老化促進マウスの肝臓における種々のクラスの遺伝子の発現に対するフードAおよびBの効果は、先に記載のGeneChipアッセイを使用して測定した。
SAMの大脳皮質における種々のクラスの遺伝子発現に対するフードAおよびBの効果は、先に記載のGeneChipアッセイを使用して測定した。それらのアッセイの結果は表22(フードA)および表23(フードB)に示す。
Claims (30)
- 老齢哺乳動物において遺伝子発現を調節する方法であって:
1以上の酸化防止剤を含有する組成物を投与することを含み、
組成物中の1以上の酸化防止剤の総量が哺乳動物において1以上の遺伝子の発現の調節を行うために十分である、前記方法。 - 哺乳動物が伴侶動物である、請求項1に記載の方法。
- 哺乳動物がイヌである、請求項1に記載の方法。
- 哺乳動物がネコである、請求項1に記載の方法。
- 投与することが哺乳動物に組成物を与えることを含む、請求項1に記載の方法。
- 組成物がビタミンEおよびビタミンCからなる群から選択される1以上の酸化防止剤を含有する、請求項1に記載の方法。
- 組成物がビタミンE、ビタミンC、L−カルニチン、およびリポ酸からなる群から選択される1以上の酸化防止剤を含有する、請求項1に記載の方法。
- 組成物がビタミンE、ビタミンC、リポ酸、アスタキサンチン、ベータ‐カロテン、L−カルニチン、コエンザイムQ10、グルタチオン、ルテイン、リコペン、セレン、N−アセチルシステイン、大豆イソフラボン(類)、S−アデノシルメチオニン、タウリン、トコトリエノール(類)、およびその混合物からなる群から選択される1以上の酸化防止剤を含有する、請求項1に記載の方法。
- 組成物がホウレンソウポマス、トマトポマス、柑橘類果肉、ブドウポマス、ニンジン顆粒、ブロッコリー、緑茶、コーングルテンミール、米糠、藻類、クルクミン、セレン、およびその混合物からなる群から選択される1以上の酸化防止剤を含有する、請求項1に記載の方法。
- 組成物が、ニンジン顆粒、ブロッコリー、緑茶、コーングルテンミール、米糠、藻類、クルクミン、セレン、およびその混合物からなる群から選択される1以上の酸化防止剤を含有する、請求項1に記載の方法。
- 組成物がビタミンE、ビタミンC、果物(類)、野菜(類)、カロテノイド(類)、フラボノイド(類)、ポリフェノール(類)、およびその混合物からなる群から選択される1以上の酸化防止剤を含有する、請求項1に記載の方法。
- 1以上の遺伝子のそれぞれが独立して以下のものからなる群から選択される、請求項1に記載の方法:
(a)シトクロムP450ファミリー遺伝子、
(b)アポリポタンパク質ファミリー遺伝子、
(c)血液動態特性を制御する1以上の産物をコードする遺伝子、
(d)熱ショックタンパク質ファミリー遺伝子、
(e)DNA損傷を表す1以上の産物をコードする遺伝子、
(f)細胞周期を制御する1以上の産物をコードする遺伝子、
(g)炎症誘発性遺伝子、
(h)クロム親和性分泌経路に関連する1以上のタンパク質をコードする遺伝子、
(i)遺伝子転写を制御する1以上の産物をコードする遺伝子、
(j)NF−KB経路遺伝子、
(k)免疫機能に関連する1以上の産物をコードする遺伝子、
(l)1以上の解糖系酵素をコードする遺伝子、
(m)1以上のミトコンドリア酸化経路タンパク質をコードする遺伝子、および
(n)1以上のリボソームタンパク質をコードする遺伝子。 - 1以上の遺伝子がシトクロムP450ファミリー遺伝子を含有する、請求項1に記載の方法。
- 1以上の遺伝子がアポリポタンパク質ファミリー遺伝子を含有する、請求項1に記載の方法。
- 1以上の遺伝子が血液動態特性を制御する1以上の産物をコードする遺伝子を含有する、請求項1に記載の方法。
- 1以上の遺伝子が熱ショックタンパク質ファミリー遺伝子を含有する、請求項1に記載の方法。
- 1以上の遺伝子がDNA損傷を表す1以上の産物をコードする遺伝子を含有する、請求項1に記載の方法。
- 1以上の遺伝子が細胞周期を制御する1以上の産物をコードする遺伝子を含有する、請求項1に記載の方法。
- 1以上の遺伝子が炎症誘発性遺伝子を含有する、請求項1に記載の方法。
- 1以上の遺伝子がクロム親和性分泌経路に関連する1以上のタンパク質をコードする遺伝子を含有する、請求項1に記載の方法。
- 1以上の遺伝子が遺伝子転写を制御する1以上の産物をコードする遺伝子を含有する、請求項1に記載の方法。
- 1以上の遺伝子がNF−KB経路遺伝子を含有する、請求項1に記載の方法。
- 1以上の遺伝子が免疫機能に関連する1以上の産物をコードする遺伝子を含有する、請求項1に記載の方法。
- 1以上の遺伝子が1以上の解糖系酵素をコードする遺伝子を含有する、請求項1に記載の方法。
- 1以上の遺伝子が1以上のミトコンドリア酸化経路タンパク質をコードする遺伝子を含有する、請求項1に記載の方法。
- 1以上の遺伝子が1以上のリボソームタンパク質をコードする遺伝子を含有する、請求項1に記載の方法。
- 1以上の遺伝子の発現の調節が副腎で行われる、請求項1に記載の方法。
- 1以上の遺伝子の発現の調節が肝臓で行われる、請求項1に記載の方法。
- 1以上の遺伝子の発現の調節が大脳皮質で行われる、請求項1に記載の方法。
- 1以上の遺伝子の発現の調節が副腎、肝臓、および大脳皮質の中の1カ所以上で行われる、請求項1に記載の方法。
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