JP2009518429A - 代謝症候群および糖尿病の治療のための抗炎症植物産物 - Google Patents

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Abstract

代謝症候群および2型糖尿病の治療に有用な植物学に基づいた組成物および方法が開示される。グルコースおよびインスリンを調節する同定された薬物の活性を増大させる手段のための組成物、キットおよび方法が更に開示される。

Description

発明の詳細な説明
関連出願の相互参照
本特許出願は2005年12月9日に出願の米国仮出願第60/748,907号に対して優先権を主張する。本出願は、2003年10月20日に出願の米国出願第10/689,856号の一部継続出願であって、これは2003年6月18日に出願された米国出願第10/464,410号の一部継続出願であり、これは2003年3月26日に出願の米国出願第10/400,293号の一部継続出願および2003年3月26日に出願の米国出願第10/401,283号の一部継続出願であり、これらの両方とも2003年2月25日に出願の仮出願第60/450,237号および2002年10月21日に出願の仮出願第60/420,383号に対する特許法119条(e)項の下での利益を主張するものであって;ならびに本出願は、2003年6月18日に出願の米国特許出第10/464,834号の一部継続出願であって、これは2003年3月26日に出願の米国特許出願第10/400,293号の一部継続出願および2003年3月26日に出願の米国特許出願第10/401,283号の一部継続出願であり、これらの両方とも2003年2月25日に出願の仮出願第60/450,237号および2002年10月21日に出願の仮出願第60/420,383号に対する特許法119条(e)項の下での利益を主張するものである。本出願はまた、2001年6月20日に出願の米国出願第09/885,721号の一部継続出願でもある。
発明の分野
本発明は、炎症性障害および代謝障害、特にインスリン抵抗性症候群、糖尿病、肥満、体重増加、心臓血管疾患および癌の予防および治療のための植物化合物および抽出物を含む化合物、組成物、キットおよび方法を提供する。更に具体的には、本発明は、脂肪細胞の生理機能を修飾してインスリン感受性を高めるためにかかる組成物を用いる抗炎症の医薬組成物および治療方法に関する。
関連技術の説明
研究によって、無調節な炎症プロセスは、代謝症候群、インスリン抵抗性、糖尿病、肥満、異脂肪血症、リポジストロフィーおよび心臓血管疾患を包含する多くの一般的な(prevalent)慢性疾患の病因に関連づけられている。腫瘍壊死因子α(TNFα)、インターロイキン6(IL−6)、C反応性蛋白質(CRP)およびプラスミノーゲン活性化因子抑制因子−1(PAI−1)の血漿中濃度の増加は、慢性炎症の特性であるが、これらの病理の全てにおいて様々な程度で認められる[Dandona, P.ら、Inflammation: the link between insulin resistance, obesity and diabetes. Trends Immunol. 25(1):407, (2004); Dandona, P. Endothelium, inflammation, and diabetes. Curr Diab Rep 2(4):311-315, (2002)]。従って、抗炎症を目的とした治療法は、これらの症状に対する治療的または一時的な利益をもたらす可能性を有する。
インスリン抵抗性は慢性的炎症性の状態であることが現在よく認められている。炎症メディエーターや炎症性メディエーターと糖尿病の状態との間の相互関係については、1型糖尿病であるか2型糖尿病であるかにかかわらず、かなり以前から指摘されている。例えば、インスリン依存性糖尿病(IDDM)は、膵臓膵島細胞内またはその周辺の初期炎症反応または細胞浸潤を特徴とする[Gepts, W. Pathologic anatomy of the pancreas in juvenile diabetes mellitus. Diabetes 14:619-633, (1965);Koliopanos, A.ら、Cyclooxygenase 2 expression in chronic pancreatitis: Correlation with stage of the disease and diabetes mellitus. Digestion 64:240-247, (2001)も参照;およびLuo, C.ら、Cellular distribution and contribution of cyclooxygenase (COX)-2 to diabetogenesis in NOD mouse. Cell Tissue Res. 310:169-175, (2002)]。
更に、Helmerssonらは、男性高齢者の2型糖尿病が、プロスタグランジン形成の増加により示されるCOX介在炎症と関連することを示した。糖尿病の男性に認められるサイトカイン介在急性期タンパク質の高値は、肥満と空腹時インスリンの増加とに関連すると思われる。これらの結果は、慢性炎症の出現が糖尿病の病因における早朝のプロセスであるという現在の考え方を示している[Helmersson, J.ら、Association of type 2 diabetes with cyclooxygenase-mediated inflammation and oxidative stress in an elderly population. Circulation 109:1729-1734, (2004)]。
シクロオキシゲナーゼ酵素は、アラキドン酸をプロスタグランジンに変換する際における重要なステップに触媒作用を及ぼすものであって、また、急性炎症および慢性炎症の重要なメディエーターであるとも考えられる。例えば、シクロオキシゲナーゼ(COX)−2は慢性膵炎において過剰発現するが、それはその疾患進行に関与するものである[Schlosser, W.ら、Cyclooxygenase-2 is overexpressed in chronic pancreatitis. Pancreas 25(1):26-30, (2002)]。更に、COX−2の阻害は、ストレプトゾトシン投与マウスにおけるIDDMを予防することが示されており[Tabatabai, T.ら、COX-2 inhibition prevents insulin-dependent diabetes in low-dose streptozotocin treated mice. Biochem. And Biophys. Res. Comm. 273:699-704, (2000)]、そしてIL−1βやTNF−αやIFN−γ等の他のサイトカインと共に、膵島炎症および糖尿病におけるサイトカイン誘導性β細胞機能障害に関与することが示されている[Heitmeier, M.R.ら、Role of cyclooxygenase-2 in cytokine-induced β-cell dysfunction and damage by isolated rat and human islets. J. Bio. Chem. 279(51):53145-53151, (2004);およびMcDaniel, M.L.ら、Cytokines and nitric oxide in islet inflammation and diabetes. Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 211:24-32, (1996)]。
Corbettらは、チロシンキナーゼ阻害剤によってヒト膵島細胞におけるiNOSおよびCOX−2の発現のIL−1β誘導、TNF−α誘導およびIFN−γ誘導が予防されることを示し、更に膵島炎症を通じて放出されるサイトカインがIDDMにおけるβ細胞破壊に関与しているかもしれないということを示唆している[Corbett, J.A.ら、Tyrosine kinase inhibitors prevent cytokine-induced expression of iNOS and COX-2 by human islets. Am J Physiol. 270(6 Pt 1):C1581-7, (June 1996)]。IL−1β、TNF−αおよびIFN−γがNF−κBの制御下にある限り、NF−κBの発現を調節する方法は、iNOSおよびCOX−2の発現および活性の調節を介して、糖尿病に対する有益効果を有すると考えることができる。炎症および糖尿病の概要としては、Tak, P.P.およびFirestein, G.S. [NF-κB: a key role in inflammatory diseases. J. Clin. Invest. 107:7-11, (2001)またはYuan, M.ら、Reversal of obesity- and diet-induced insulin resistance with salicylates or targeted disruption of Iκκβ. Science 293:1673-1677, (2001)]を参照のこと。
既に述べたように、COX酵素は、アラキドン酸代謝およびプロスタグランジン合成に非常に関与しており、プロスタグランジン合成を阻害する薬物により糖処理が改善し得ることがかなり以前から知られている。Robertsonらは、a)プロスタグランジンEによるインスリン分泌のインビボでの阻害、b)糖尿病におけるインスリン分泌不全および炭水化物不耐症におけるプロスタグランジンEの役割、およびc)COX−2が膵島プロスタグランジン合成において優位であることを示している[Robertson, R.P.ら、Inhibition of in vivo insulin secretion by prostaglandin E1. J. Clin. Invest. 54:310-315, (1974);Robertson, R.P.およびChen, M. A role for prostaglandin E in defective insulin secretion and carbohydrate intolerance in diabetes mellitus. J. Clin. Invest. 60:747-753, (1977);およびRobertson, R.P. Dominance of cyclooxygenase-2 in the regulation of pancreatic islet prostaglandin synthesis. Diabetes 47:1379-1383, (1998)]。更に、Litherlandらは、IDDMにおける抗原提示細胞の欠陥は、異常なプロスタグランジン合成酵素−2の発現によって定義される[Litherland, S.A.ら、Aberrant prostaglandin synthase 2 expression defines an antigen-presenting cell defect for insulin-dependent diabetes mellitus. J. Clin. Invest. 104:515-523, (1999)]。
高インスリン血症およびインスリン作用は、高血圧、低HDLコレステロール、高トリグリセリド血症、腹部肥満および耐糖能の変化の一般的な先行因子として最初は提唱されたが、更にこれらの異常は、1990年代後半には冠性心疾患の発症に関連づけられた。
これらの代謝症状に関する炎症および脂肪細胞の相互作用の考え方は、1993年のHotamisligilらの独創性に富んだ刊行物に端を発しており、それは、脂肪細胞が炎症誘発性サイトカイン腫瘍壊死因子α(TNFα)を構成的に発現し、肥満動物(ob/obマウス、dB/dBマウスおよびfa/faツッカーラット)の脂肪細胞におけるTNFαの発現が顕著に増加することを示した。更に、可溶性TNFα受容体によるTNFαの中和は、これらの動物におけるインスリン抵抗性の低下につながる[Hotamisligil G.S.ら、Adipose expression of tumor necrosis factor-alpha: direct role in obesity-linked insulin resistance. Science 259:87-91, (1993)]。これらの知見によって、炎症誘発性サイトカインの発現および血漿中濃度の増加とインスリン抵抗性との関連が示される。
1993年以降進展した臨床的および実験的なデータによって、インスリン非感受性や肥満を包含する代謝症候群の全ての主要構成要素が、TNFαやインターロイキン−6(IL−6)やC反応性蛋白質(CRP)やプラスミノーゲン活性化因子抑制因子−1(PAI−1)等の炎症誘発性サイトカインの血漿中濃度の増加を特徴とする炎症性の症状と関連していることが示唆される[Yudkin, J.S.ら、C-reactive protein in healthy subjects: associations with obesity, insulin resistance, and endothelial dysfunction: a potential role for cytokines originating from adipose tissue? Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 19:972-978, (1999);Mohamed-Ali, V.ら、Subcutaneous adipose tissue releases interleukin-6, but not tumor necrosis factor-a, in vivo. Endocrinol. Metab. 82:4196-4200, (1997);Lundgren, C.H.ら、Elaboration of type-1 plasminogen activator inhibitor from adipocytes. A potential pathogenetic link between obesity and cardiovascular disease. Circulation 93:106-110, (1996)]。臨床的には、ヒト脂肪組織がTNFαを構成的に発現し、体重減少後に発現が低下することが示されている[Kern, P.A.ら、The expression of tumor necrosis factor in human adipose tissue. Regulation by obesity, weight loss, and relationship to lipoprotein lipase. J. Clin. Invest. 95:2111-2119, (1995)]。
糖尿病の有病率は、肥満とほとんど平行して増加してきており、米国ではこの20年で2倍になっている。何人かの専門家は、米国における肥満は流行病であると述べた。どんな場合でも、個体群の年齢が上昇すると、肥満率が時間と共に増加するものと考えられる。心臓血管疾患と肥満および糖尿病との間に相関関係があるように、肥満と糖尿病との相関関係は明らかである。非肥満の2型糖尿病患者は、非肥満の非糖尿病の人よりも心臓血管疾患を患う可能性が高く;肥満で非糖尿病の人は、非肥満の糖尿病患者より心臓血管疾患のリスクが更に高い。従って、炎症に加えて、心臓血管疾患と、肥満および糖尿病の両方との間に因果関係が明らかにある。
脂肪組織は食物摂取、エネルギー消費および一連の代謝プロセスの調節における重要な役割を有する生物活性ペプチドを多く産生する内分泌器官として働くということが、現在一般に認められている。脂肪組織は、集合的にアディポカインと称される生理活性ペプチドを多く分泌する。それらの分泌機能を通じて、脂肪細胞は、幾つかの生理的プロセス(図1)に影響し得る複合ネットワークの中心となるものである。脂肪細胞塊の変化を伴うアディポカイン産生の調節異常は、肥満の代謝性および心血管系の合併症に関係してきた。肥満の個体において、アンギオテンシノーゲンおよびPAI−1の分泌の増加は高血圧および線維素溶解障害に有利に働くが、アシル活性化タンパク質(ASP)、TNFα、IL−6またはレジスチンの過剰産生は筋肉および肝臓におけるインスリン作用を悪化させる。レプチンは、エネルギー収支を調節し、インスリン活性化効果を働かせる。これらの有益効果は、レプチン抵抗のため、肥満においては低下する。アディポネクチンは、筋肉および肝臓のインスリン効果を増大させ、抗アテローム発生効果を働かせる。更に、アディポネクチンは、循環レベルが肥満状態において減少する唯一の既知のアディポカインである。チアゾリジンジオン抗糖尿病薬は血漿アディポネクチンを増加させるものであって、これにより、アディポカインを標的とする薬理学がインスリン非依存型糖尿病(NIDDM)、糖尿病および肥満における心臓血管疾患を制御する有望な治療手段になるという見解が支持される(図2)[Guerre-Millo, M. Adipose tissue and adipokines: for better or worse. Diabetes Metabolism 30:13-19, (2004)]。
インスリン抵抗性および/または高インスリン血症は、代謝症候群において発現する他の異常な代謝性および心血管系の危険因子の原因であると仮定されている(図3)。これらの危険因子は、(1)中心性肥満(内蔵脂肪増加を含む);(2)特徴的な異脂肪血症(血漿トリグリセリドの上昇、血漿中の高密度リポタンパク質(HDL)の低値、および低密度リポタンパク質(LDL)コレステロール粒子パターンの低密度化を含む);(3)増加した血漿フィブリノゲンおよびプラスミノーゲン活性化因子抑制因子−1で構成される凝血促進状態;(4)収縮期血圧および拡張期血圧の上昇;(5)高尿酸血症;および(6)ミクロアルブミン尿症として確認されている[Lebovitz, H.E.およびBanerji, M.A. Insulin resistance and its treatment by thiazolidinediones. Recent Prog Horm Res. 56:265-94, (2001)]。
インスリン抵抗性の治療の1つの方法としては、経口血糖降下剤を用いることによるものがある。経口血糖降下剤は、作用機序に基づいて異なる6種類に分類され得る:(1)肝臓におけるグルコース産生を低下させるビグアナイド(例えばメトホルミン);(2)スルホニル尿素(例えば、グリピジド、グリブリドおよびグリメピリド)ならびに(3)膵臓インスリン分泌を増加させる非スルホニル尿素(例えばレパグリニドやナテグリニド);(4)腸の炭水化物吸収を遅延させるα−グルコシダーゼ阻害剤(唯一市販されているのはアカルボース);(5)筋肉および脂肪における脂肪細胞の脂肪酸取り込みおよびグルコース取り込みを増大させるチアゾリジンジオン、ロシグリタゾンおよびピオグリタゾン(剤);および(6)抗炎症薬(例えばアスピリン(グルコース制御を改善するのに必要なレベルと関連した毒性があるため使用しない))[Scheen, A.J. Drug treatment of non-insulin-dependent diabetes mellitus in the 1990s. Achievements and future developments. Drugs 54(3):355-368, (Sep 1997);Scheen, A.J. and Lefebvre, P.J. Antihyperglycaemic agents. Drug interactions of clinical importance. Drug Saf; 12(1):32-45, (Jan 1995);Inzucchi, S.E. Oral antihyperglycemic therapy for type 2 diabetes: scientific review. JAMA. 287(3):360-372, (Jan 16, 2002);およびGao, Z.ら、Aspirin inhibits serine phosphorylation of insulin receptor substrate 1 in tumor necrosis factor-treated cells through targeting multiple serine kinases. J. Bio. Chem. 278(27):24944-24950, (2003)]。
一部の例外を除いて、入手し得る抗糖尿病薬は、グルコース濃度を低下させることに一様に効果的である。それらの抗糖尿病薬においては、作用機序が異なるため、心血管系のリスクおよび副作用プロファイルに対するそれらの効果について示される代謝効果が異なると思われる。メトホルミンは、体重減少に関連した(または体重に影響がない)現在のところ唯一の薬物であり;それは、最も広く処方される唯一の血糖上昇薬となっており、特にその使用に禁忌のない肥満患者における最もよい第一選択剤であると一般に考えられている。
しかし、適当な血糖を維持することが長期間無効となることは、薬物選択とは無関係に頻繁に見られることである。例えば、スルホニルウレアについては、二次無効率は毎年最高10%である。この関連の高血糖の増悪は、多くの場合、多薬療法の使用を必然的に伴う;即ち、診断後3年間でおよそ半分の患者が1種超の医薬品を必要とし、9年以内にこれは全ての患者の75%に増加する[Turner, R.C., Cull, C.A., Frighi, V.およびHolman, R.R. Glycemic control with diet, sulfonylurea, metformin, or insulin in patients with type 2 diabetes mellitus: progressive requirement for multiple therapies (UKPDS 49). UK Prospective Diabetes Study (UKPDS) Group. JAMA. 281(21):2005-2012, (Jun 2, 1999)]。そのうえ、併用療法の使用にもかかわらず、医師は一般に血糖コントロールの標的に達しない[Zinman, B. PPARgamma agonists in type 2 diabetes: how far have we come in preventing the inevitable? A review of the metabolic effects of rosiglitazone. Diabetes Obes Metab. 3 Suppl 1:34-43, (Aug 2001)]。
NIDDMの発現率の増加ならびに適切な血糖の維持の治療無効率の統計量によって、NIDDMの治療における新規な方法ならびにその合併症は、重要な公衆衛生学の優先すべき事項であることが示される。食事や規則的な運動や体重コントロールによって、インスリン抵抗性の病因の改善ならびに抗糖尿病薬の有効性の増大に効果があることが立証されているが、大多数の人は食事の改善および運動を避け、単剤療法はNIDDMにおいて発現する無数の代謝不均衡の適切な制御に最終的に無効となることが予想される。NIDDMの途方もないコストを考慮して、人間の苦しみと金銭的な資力の両方の観点から、治療を補助するために更なる剤を有することは非常に望ましいと思われる[McCarty, M.F. Nutraceutical resources for diabetes prevention--an update. Med Hypotheses. 64(1):151-158, (2005);McCarty, M.F. Toward practical prevention of type 2 diabetes. Med Hypotheses. 54(5):786-793, (May 2000)]。
糖尿病や肥満や心臓血管疾患に加えて、他の症状は、炎症性の病状として現在認識されている。それらの症状としては、(1)消化器官の疾患(例えば、潰瘍性大腸炎、クローン病、膵炎および胃炎);(2)増殖性疾患(例えば、良性腫瘍、ポリープ、遺伝性ポリポーシス症候群、大腸癌、直腸癌、乳癌、前立腺癌および胃癌);および(3)消化器官の潰瘍性疾患、および(4)心血管系の病状(狭心症、アテローム性動脈硬化症、心筋梗塞、狭心症または心筋梗塞の後遺症、老年認知症および脳血管疾患が包含される)が挙げられる。従って、インスリン感受性を向上させる有効な抗炎症薬に基づいた方法は、上記炎症性障害の内の1つ以上の治療、予防または発症の遅延に有用であることが期待されている。植物に基づく抗炎症化合物および抽出物は、一時的または予防的な治療法のためのまだ活用されていない原料になる。
例えば古代ヒンズー教徒医術等の民間の生薬療法は、多くの治癒特性を数多くの変化に富む植物化合物および抽出物の使用に帰し、それらに起因すると考えてきた。現在の研究は、これらの主張の多くが確固たる事実に基づいたものであることを示している。かかる2種の植物原料は、ホップ(カラハナソウ属のメンバー)およびアカシア(植物学的なアカシア属のメンバー)である。
ホップは、ビールに苦味をもたらす醸造者の技術においてかなり以前から知られているものであるが、その使用によるものとされる多くの健康に及ぼす有益性を有してきた。かかる有益性としては、抗酸化剤活性、抗炎症効果、抗癌活性等が挙げられる。例えば、Gerhauser, C. Beer constituents as potential cancer chemopreventative agents. Eur. J. of Cancer, 41(13):1941-54, (2005)を参照のこと。
アカシア属は、マメ科の属の樹木であり低木である。アカシア属には、マメ科オジギソウ亜科に属する1000以上の種が包含される。アカシア属は、中央および南アメリカ、アフリカ、アジアの一部、ならびにオーストラリア(固有種の数が最大)の熱帯および亜熱帯地域において、世界中に分布する。アカシア属は、主に乾燥した不毛な地域に出現するものであって、そこでは多くの場合森林が開放的なとげのある潅木の性質を帯びている。
アセンヤクノキは、消毒性および収斂性の性質を有すると考えられている。調製物は、通常アルコール溶液(チンキ剤)の形態であり、それは、内服、含嗽水における使用、または口内の炎症組織上への直接塗布が可能である。伝統医薬は、以下の適応症に対する経口的使用を補助するものである:咽頭痛、歯肉炎、大腸炎、下痢、出血、糖尿病、皮膚病、癌、歯痛および口内の炎症。Singh[Singh, K.N.ら、Hypoglycaemic activity of Acacia catechu, Acacia suma, and Albizzia odoratissima seed diets in normal albino rats. Ind. J. Med. Res 64:754-757, (1976)]は、これらのアカシア属の植物の種子の食事における低血糖活性は、正常ラットにおいて認められたが、アロキサン誘導糖尿病ラットには認められなかったことを明らかにしている。しかしSinghは、種子の肉以外の植物の部分、例えば樹皮または心材か、もしくは植物材料抽出物のいずれが、正常または糖尿病のいずれかの被験体に任意の低血糖活性を有するのかについては、教示もしないし、取り組みもしていない。
カテキューは、世界の一部地域において避妊薬として経口的に使用される。カテキューは、局所的に、皮膚病、痔核、外傷に対して使用して出血を止め、そして損傷の手当てに使用される。カテキューは、歯肉炎、口内炎、咽頭炎および口腔内潰瘍用の含嗽水および含嗽薬に含まれてきた。食品および飲料において、それは着香剤として使用される。しかし、アセンヤクノキはあまり研究されておらず、潜在的な医薬的活性化合物の完全な範囲または同定に関しては、ほとんど知られていない。
アラビアゴムモドキ(Acacia nilotica)の種子の莢または樹皮の水溶性の点滴は、胃腸障害に対する民間療法において使用されてきたが、微粉状にされた種子や莢は、口の傷に対して、または梅毒性潰瘍の瘢痕形成を促進するために塗布されてきた[Amos, S., The pharmacological effects of an aqueous extract from Acacia nilotica seeds. Phytother. Res. 13:683-685, (1999), ならびにAl-Mustafa, Z.H.およびDafallah, A.A. A study on the toxicology of Acacia nilotica. Am. J. Clin. Med. 28(1):23-29, (2000)]。そして、アカシア属の種は、その称するところによれば、抗糖尿病性の性質を有する唯一の植物ではない。
別の植物、即ちツルレイシ(苦瓜)は、主に糖尿病の代替療法として使用される。ウリ科のメンバーであるその植物は、アマゾン川流域やアフリカやアジアやカリブ海や南アメリカの一部等の熱帯で成長する。苦瓜には、アジア、アフリカおよびラテンアメリカにおいて血糖降下剤としての使用の長い歴史があり、そこではその植物エキスは植物性インスリンと呼ばれてきた。興味が持たれる他の植物としては、アフリカキュウリ(African cucumber)、ツルレイシ、苦瓜(balsambirne)、ツルレイシ、バルサム(balsamo)、ベータモモルカリン(betamomorcharin)、コロシントウリ、bitter cucumber、ゴーヤ(bitter gourd)、ニガウリ(bittergurke)、carilla gourd、チャランチン(charantin)、chinli-chih、cundeamor、kakara、kuguazi、k'u-kua、lai margoseが挙げられる。4つの臨床試験で、苦瓜のジュース、果物および乾燥粉末に中程度の血糖低下作用があることが判明した。インビトロにおける動物およびいくつかのヒトの研究からのデータにより、苦瓜およびその粗抽出の一部には中程度の血糖低下作用があることが示唆される。しかし、これらの臨床試験はわずかなものであり、無作為割付けも二重盲検化もされなかった。報告された苦瓜の副作用としては、小児における低血糖昏睡および痙攣、マウスにおける受胎能の低下、ソラマメ中毒症様症候群(favism-like syndrome)、動物におけるγ−グルタミルトランスフェラーゼおよびアルカリホスファターゼの値の増加、および頭痛が挙げられる[Basch, E.ら、Bitter melon (Momordica chanantia): A review of efficacy and safety. Am J Health-Syst Pharm 60:356-359, (2003)]。従って、投与量を減少させつつ苦瓜の臨床的有効性を高める組成物または方法は、2型糖尿病または代謝症候群の治療に有用であろう。
アロエベラは、熱傷から便秘にわたる多種多様な医学的症状に対して奨励されてきた。限られた臨床研究と組み合わせて発表された動物における研究によって、アロエベラの経口投与が、糖尿病患者の血糖の低下ならびに高脂血症患者の血液脂質値の低下のための有用な補助的手段であるかもしれないということが示唆される[Eshun, K. Aloe vera: a valuable ingredient for the food, pharmaceutical and cosmetic industries--a review. Crit Rev Food Sci Nutr. 44(2):91-96, (2004)]。しかし、経口または局所的なアロエベラの臨床的有効性は、現在のところ十分に定義されていない。結局、糖尿病または代謝症候群におけるアロエベラの最も効果的な使用は、他の材料との併用であるかもしれない。
ゲルマクレンAおよびゲルマクレンDは、多種多様な植物に見られるセスキテルペンであって、抗潰瘍、抗炎症、抗真菌および抗バクテリア活性を示すものである。現在に至るまで、これらの化合物が低血糖性またはインスリン活性化の性質を示すということを証明した研究はない。
ヨーロッパキイチゴ種子油(ラズベリー)は、γ−トコフェロール(ビタミンEの最も活性の形態)に加えてリノール酸、リノレン酸およびパルミチン酸を包含している効力のある抗酸化剤の優れた食事源である。限定されたインビトロの研究によって、それには抗炎症性があることが示されている。ヨーロッパキイチゴ種子油の天然トコフェロールの含有量は非常に高く、それは酸化ストレスの予防を補助し得る。
ワサビ(ワサビ・ジャポニカ)は、毎日の食材のスパイスとして使用される。イソチオシアン酸アリル(AIT)は、効力のあるワサビ成分であって、おろし金による調製後に植物酵素によって形成される。AITは食中毒の細菌および菌類の増殖に対する阻害作用を示すことが知られている。ワサビの根および葉のいくつかの機能特性については、インビトロで検討されてきた。ワサビは、ペルオキシダーゼ活性を示し、抗酸化およびスーパーオキシドを消去する効能も示した。ワサビの抗変異原活性は、2−アミノ−3,8−ジメチルイミダゾ[4,5−f]キノキサリン(焼魚や焼肉における周知の突然変異誘発物質/発癌物質)に対して認められた。それはまた、抗突然変異誘発物質であると同定された(−)−(R)−7−メチルスルフィニルヘプチルイソチオシアネートによるエイムス試験において、3−クロロ−4−ジクロロメチル−5−ヒドロキシ−2(5H)−フラノン(MX)のHis+復帰突然変異体のコロニーを減少させた。これらのデータによって、ワサビが人間の健康を維持するための効力のある機能的食料源であり得るということが示唆される。
ダバナ油(Davana oil)は、ダバナ(Artemisia pallens)の風乾された地上部から得られる。その薬草は、ビャクダンが成育する南インドの同じ地域で成育する。その匂いは、刺激が強く、刺すようで、強い青臭さがあり、微かに甘い芳香性のしつこさを伴った強烈な薬草の匂いである。主に香水産業で使用されるが、その精油には、抗細菌性および抗菌性がある。その油は、種々のテルペノイドおよびゲルマクラノリド(4,5β−エポキシ−10α−ヒドロキシ−1−エン−3−オン−トランス−ゲルマクラン−6α,12−オリドおよび4,5β−エポキシ−10α−ヒドロキシ−1−エン−3−オン−トランス−ゲルマクラン−6α,12−オリド)を含有する[Pujar, P.P.ら、A new germacranolide from Artemisia pallens Fitoterapia 71:590-592, (2000)]。
バコパモンニエラ(BM)は、従来の古代ヒンズー教徒医薬であるが、記憶向上、抗炎症、鎮痛、解熱、鎮静および抗てんかんの剤として何世紀もの間使用されてきた。その植物、植物抽出物、および単離されたバコシド(bacoside)A3(3β,16β,23R)−16,23:16,30−ジエポキシ−20−ヒドロキシダンマル(hydroxydammar)−24−エン−3―イル−O−α−L−アラビノフラノシル−(1−2)−O−(β−D−グルコピラノシル−(1−3))−β−D−グルコピラノシド)(主要な有効成分)は、神経薬理学的効果について検討され、向知性作用を認める多くの報告がある。更に、研究者は、BM調製物/抽出物の抗炎症効果、強心効果および他の薬理効果を評価してきた。
オレオレジンフェンネル(Oleoresin fennel)は、フェンネル(ウイキョウの種子)から蒸留される精油であって、医薬用着香剤として使用され、以前は駆風薬として使用された。最も優れた品種のフェンネルは、4〜5パーセントの精油(比重:0.960〜0.930)を産出するもので、その主成分は、アネトール(1−メトキシ−4−プロペニルベンゼン、50〜60パーセント)およびフェンコン(1,3,3−トリメチル−2−ノルカンファノン(norcamphanone)、18〜22パーセント)である。フェンコンは、刺激的で、樟脳様の異臭味を有する無色の液体であって、それが存在すると、市販の油の多くに不愉快な苦味を付与するものである。これが油の薬効成分に物質的に寄与すると主張されてきた。それ故、適当な割合のフェンコンを含有するようなフェンネルの種類だけが、医薬的使用に適切である。また、フェンネルの油には、d−ピネン、フェランドリン(phellandrine)、アニス酸およびアニスアルデヒドも存在する。リモネンが成分として存在することもある。
センテラアジアティカは、創傷治癒および抗加齢の性質を有する植物である。アジチコシド(2α,3β,23−トリヒドロキシ−ウルス−12−エン−28−酸(saeure)(O−α−L−ラムノピラノシル−(1−4)−O−β−D−グルコピラノシル−(1−6)−O−β−D−グルコピラノシル)エステル)は、センテラアジアティカなる植物に由来し、創傷治癒活性を有することが知られており、ここで、治癒活性の向上はコラーゲン形成および血管新生の増加によるものと考えられてきた。
数千年間もインドセンダン(Azadirachta indica)の有益な性質がインドにおいて認められてきた。それは、おそらくその国の最も有用な伝統的植物である。インドセンダンは、その多様な有用性のため、驚異木として、「普遍的に」受け入れられた。インドセンダンに基づく700を超える植物性生薬は、アーユルベーダ、シッダ、ユナーニ(Unani)、アムチ(Amchi)および他の地域的な健康上の慣習において明らかにされており;160を越える地域的な慣行が、その国のさまざまな地域で知られており、そこではインドセンダンが各種の人間の病気または障害を治癒または治療する際の重要または唯一の成分を形成するものとなっている。水溶性の葉抽出物はストレプトゾトシン誘導糖尿病における高血糖を低下させることが示されているが、この効果は、おそらくフラボノイド(クエルセチン)の存在によるものである。インドセンダンの葉抽出物はまた、糖代謝におけるエピネフリンの効果を遮断し、糖尿病ラットおよび正常ラットの一部において末梢グルコース利用率を低下させることが報告されている;これは、その植物が抗高血糖性である可能性を示している。正常およびアロキサン誘導糖尿病のウサギにおけるインドセンダンの葉の抽出物および種子油の血糖低下作用もまた、報告されている。しかし、その効果は糖尿病の動物の方がより顕著であり、その動物においては、アロキサン誘導糖尿病発現後4週間の投与により血糖値が有意に低下した。その血糖低下作用は、スルホニル尿素グリベンクラミドの場合と同等であることが判明した。インドセンダンの葉抽出物または種子油投与による前処置をアロキサン投与の2週前に開始し、それによって、対照糖尿病動物と比較して血糖値の上昇が部分的に予防された。これらの結果によって、インドセンダンが糖尿病における血糖値のコントロールに有益であり得るか、もしくはその疾患の発症の予防または遅延にも有用であり得るということが示唆される[reviewed in Brahmachari, G. Neem--an omnipotent plant: a retrospection. Chembiochem. 5(4):408-421, (Apr 2, 2004)]。しかし、長期投与により不明の効果を有するあり余る程の植物化学物質をインドセンダンが含有することから、明確な材料との併用によってインドセンダンの投与量を減少させることが有益であろう。
ウコンの根茎から単離される黄色の色素を含む分画物は、ジシンナモイルメタン基に属するクルクミノイドを含有する。クルクミノイドは、3〜5パーセントの程度まで存在する。クルクミノイドは、最も重要な活性成分と考えらており、ウコンの生物活性の原因となるものと考えられている。その主要活性は抗炎症であるが、クルクミノイドは、抗酸化、抗アレルギー性、創傷治癒、鎮痙、抗細菌性、抗真菌および抗腫瘍の活性も有することが報告されている。クルクミンは、1815年に単離され、1910年に構造が明確にされた。ウコンから単離される他のクルクミノイドとしては、デメトキシクルクミン、ビスデメトキシクルクミン、クルクミンのシス−トランス幾何異性体、およびシクロクルクミンが挙げられる。クルクミノイドは、クルクマキサントリーザ(Curcuma xanthorrhiza)やガジュツ等のウコンに加えて、他の植物において見出され得る。
クルクミノイドは、その抗炎症作用によってよく知られている。ターメリック(tumeric)は、古代ヒンズー教徒医術において使用された最も古い抗炎症剤の内の1種である。クルクミノイドの抗炎症作用は、カラゲニン、綿玉、ホルムアルデヒド、および肉芽嚢等の化学的または物理的な刺激物等の炎症性反応モデルにおいて評価されている。ウコンの根茎のエタノール抽出物によって、2型糖尿病KK−A(y)マウスの血糖値の増加は有意に抑制された。インビトロの評価において、前記抽出物は、用量依存的方法でヒト脂肪細胞分化を活性化し、GAL4−PPAR−γキメラアッセイにおいてヒトペルオキシゾーム増殖因子活性化受容体(PPAR)−γリガンド結合活性を示した。前記抽出物の主成分は、クルクミン、デメトキシクルクミン、ビスデメトキシクルクミンおよびar−ツルメロンとして同定され、これらもPPAR−γリガンド−結合活性を有していた[Kuroda, M., Mimaki, Y.ら、Hypoglycemic effects of turmeric (Curcuma longa L. Rhizomes) on genetically diabetic KK-Ay mice. Biol Pharm Bull 28(5):937-939, (2005)]。
しかし、クルクミノイドの長期間投与は、アスピリンおよびアスピリン様抗炎症剤の場合と同様のクルクミノイドのプロスタグランジン産生に対する作用による胃の苦痛感および刺激の原因となることがある。従って、相助作用的に機能を果たしてインスリン活性を増加させる他の血糖降下剤とのクルクミノイドの併用によって、クルクミノイドの投与量を減少させることが望ましいであろう。
共役リノール酸(CLA)は、約20の密接に関連した脂肪酸異性体からなる非必須脂肪酸である。CLAとは、共役ジエン性オクタデカジエン酸(dienoic octadecadienoate)(18:2)の位置異性体および立体異性体として存在する一群の多価不飽和脂肪酸を指す。CLAは、2つの異性体、即ち、筋成長の改善の原因となると思われる9、11異性体、および主に脂質生成(脂肪組織内の脂肪の貯蔵)を予防する10、12異性体となる。店舗で販売される大部分の補助剤は、両方の異性体の50/50の混合物を含有する。
各種の抗酸化特性および抗腫瘍特性がCLAにはあると考えられてきた。しかしながら、人体組織の中の抗炎症薬濃度は、経口摂取では達成され得ないと考えられる。ヒトにおけるCLAについての多くの研究は、体脂肪、特に腹部脂肪の減少傾向、血清総脂質の変化、および全身のグルコース取り込みの低下を含む。食事におけるCLA補充は、安全であることを示し、いかなる副作用もないと思われる。体脂肪塊を減少させる最大応答は、1日量3.4gで達成された。しかし、ヒトにおける幾つかの研究によって、CLAの高用量に起因するインスリン感受性の低下が示されている。インスリン作用を低下させないCLAの併用が望ましいであろう。更に、CLAの有用性を骨粗鬆症等の他の慢性炎症性疾患に拡張し得るCLAの併用も望ましいであろう。
近年の糖尿病治療の進歩にもかかわらず、糖尿病ならびに糖尿病関連の症状および障害(例えばインスリン抵抗性や代謝性シンドロームX)の治療および予防のための組成物の要求は依然としてある。肥満の発現率の上述の上昇に伴って、肥満の治療および予防のための組成物および方法も必要である。心臓血管疾患の予防および治療(アテローム性動脈硬化症の予防および治療が包含される)に有効な組成物および方法の要求もある。更に、主に炎症性の症状が想定され得る複数の症状が認められる場合、多くの障害に関連する炎症の治療および予防に有用な組成物および方法の要求がある。最後に、その活性の他に糖尿病ならびに糖尿病関連の症状および障害の現在の第一選択治療法の有効性を増大させ得るか、その相乗作用を示し得るか、さもなければそれを拡張し得る化合物を特定する差し迫った必要がある。本発明は、これらの要求を満たすものであり、そして関連の利益を提供するものでもある。
発明の要旨
本発明は、被験体における脂肪細胞の生理機能を修飾する方法であって、被験体に植物の化合物または抽出物あるいはその医薬的に許容し得る塩または混合物を投与することを含む方法を提供するものである。本発明は更に、幾つかの植物の化合物および抽出物、好ましくはアカシアまたはホップに由来するものが、脂肪細胞の脂質生成を増大させるという予想外の発見に関する。好ましい態様は、植物化合物単独かその混合物のいずれかを用いる脂肪細胞の脂質生成を高める組成物および方法を提供するものである。本発明の組成物および方法はまた、高インスリン濃度の存在下でまたは炎症性の状態において脂肪細胞からアディポネクチンの分泌を増加させることができる。更に、糖尿病ならびに糖尿病関連の症状および障害の治療に現在使用される多くの医薬品の活性と相乗作用を示し得、そしてそれを増大させ得る方法、キットおよび組成物が開示される。
本発明の第1の態様は、必要とする被験体のインスリン関連障害を治療するための脂肪細胞修飾の方法を開示するものである。これらの方法は、治療上有効量の医薬的に許容し得る植物産物を含む組成物を被験体に投与することを含むものであって、ここで、該植物産物は、ゲルマクレンA、ゲルマクレンD、ヨーロッパキイチゴ種子油、ワサビ粉末、ダバナ油、バコパモンニエラ、オレオレジンフェンネルおよびセンテラアジアティカからなる群に由来する化合物または抽出物である。
別の一態様は、必要とする被験体のインスリン関連障害の治療のための脂肪細胞修飾のための組成物に関する。使用される組成物は、治療上有効量の医薬的に許容し得る植物産物を含むものであって、ここで該植物産物は、ゲルマクレンA、ゲルマクレンD、ヨーロッパキイチゴ種子油、ワサビ粉末、ダバナ油、バコパモンニエラ、オレオレジンフェンネルおよびセンテラアジアティカからなる群に由来する化合物または抽出物である。
本発明の更なる一態様は、かかる治療を必要とする被験体におけるインスリン関連障害の治療のための脂肪細胞修飾の方法を開示するものであって、ここで該方法は被験体に治療上有効量の医薬的に許容し得る植物産物を含む組成物で治療することを含み、ここで該植物産物はアカシアまたはホップに由来する化合物または抽出物である。
別の一態様において、必要とする被験体におけるインスリン関連障害の治療のための脂肪細胞修飾のための組成物が開示される。ここで該組成物は、治療上有効量の医薬的に許容し得る植物産物を含み、ここで該植物産物は、アカシアまたはホップに由来する化合物または抽出物であり、ここで該アカシア由来の植物産物は、アセンヤクノキ(Accacia catechu)またはアラビアゴムモドキ(Acacia nilotica)に由来し;およびホップに由来する該植物産物は、プレニルフラボノイド(prenylflavonoid)、カルコン、還元イソアルファ酸、ジヒドロイソアルファ酸、テトラヒドロイソアルファ酸、ヘキサヒドロイソアルファ酸、キサントフモール、イソキサントフモール、6−プレニルナリンゲン(prenylnaringen)および8−プレニルナリンゲニンからなる群から選択される。
本発明の更なる一態様は、必要とする被験体におけるインスリン関連障害の治療方法に関し、ここで該方法は、治療上有効量の医薬的に許容し得る植物産物と、被験体のインスリンのレベルまたは感受性を調節するための薬物とを被験体に投与することを含む。
別の一態様は、必要とする被験体におけるインスリン関連障害の治療のための組成物を開示するものである。これらの組成物は、治療上有効量の医薬的に許容し得る植物産物と、被験体のインスリンのレベルまたは感受性を調節するための薬物とを含み、ここで該植物産物は、アカシアまたはホップに由来する化合物または抽出物であり、ここで該アカシア由来の植物産物は、アセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキに由来し;およびホップに由来する該植物産物は、プレニルフラボノイド、カルコン、還元イソアルファ酸、ジヒドロイソアルファ酸、テトラヒドロイソアルファ酸、ヘキサヒドロイソアルファ酸、キサントフモール、イソキサントフモール、6−プレニルナリンゲンおよび8−プレニルナリンゲニンからなる群から選択される。
必要とする被験体のインスリン関連障害の治療に使用されるキットが、別の一態様において開示される。本明細書に開示されるキットは、治療上有効量の医薬的に許容し得る植物産物と、被験体のインスリンのレベルまたは感受性を調節するための薬物とを含み、ここで該植物産物は、アカシアまたはホップに由来する化合物または抽出物であり;ここで該アカシア由来の植物産物は、アセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキに由来し;およびここで該ホップに由来する植物産物は、プレニルフラボノイド、カルコン、還元イソアルファ酸、ジヒドロイソアルファ酸、テトラヒドロイソアルファ酸、ヘキサヒドロイソアルファ酸、キサントフモール、イソキサントフモール、6−プレニルナリンゲンおよび8−プレニルナリンゲニンからなる群から選択される。
本発明の別の一態様は、インスリン関連疾患の治療を必要とする被験体におけるインスリン関連疾患の治療のための脂肪細胞修飾の方法であって、該方法は、治療上有効量の医薬的に許容し得る植物産物を含む組成物を投与することを含み、ここで該植物産物は、アカシアまたはホップに由来する化合物または抽出物であって、ここで該アカシア由来の植物産物は、アセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキに由来し;およびここで該ホップに由来する植物産物は、プレニルフラボノイド、カルコン、還元イソアルファ酸、ジヒドロイソアルファ酸、テトラヒドロイソアルファ酸、ヘキサヒドロイソアルファ酸、キサントフモール、イソキサントフモール、6−プレニルナリンゲンおよび8−プレニルナリンゲニンからなる群から選択される。
更に別の一態様において、インスリン関連疾患の治療を必要とする被験体におけるインスリン関連疾患の治療のための脂肪細胞修飾のための組成物が開示される。この組成物は、治療上有効量の医薬的に許容し得る植物産物を含み、ここで該植物産物は、アカシアまたはホップに由来する化合物または抽出物であって、ここで該アカシア由来の植物産物は、アセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキに由来し;およびここで該ホップに由来する植物産物は、プレニルフラボノイド、カルコン、還元イソアルファ酸、ジヒドロイソアルファ酸、テトラヒドロイソアルファ酸、ヘキサヒドロイソアルファ酸、キサントフモール、イソキサントフモール、6−プレニルナリンゲンおよび8−プレニルナリンゲニンからなる群から選択される。
[発明の詳細な説明]
本発明は、被験体における脂肪細胞の生理機能を修飾する方法、化合物、組成物およびキットを提供する。前記組成物、化合物および方法は、被験体に植物化合物または抽出物あるいはその医薬的に許容し得る塩または混合物を投与することを含む。本発明は、幾つかの植物の化合物および抽出物、好ましくはアカシアまたはホップに由来するものが、脂肪細胞の脂質生成を増大させるという予想外の発見に関する。好ましい態様は、植物化合物単独かその混合物のいずれかを用いる脂肪細胞の脂質生成を高める組成物および方法を提供するものである。本発明の組成物および方法はまた、高インスリン濃度の存在下または炎症性の状態において脂肪細胞からアディポネクチンの分泌を増加させることができる。更に、糖尿病の治療に使用される多くの医薬品の活性と相乗作用を示し得、そしてそれを増大させ得る方法、キットおよび組成物が開示される。
特許、公表された出願、および本明細書で参照される科学文献は、当業者の知識を確立するものであって、あたかも具体的かつ個別に示され参照により組み込まれているかのように、本明細書において同程度に完全に参照により組み込まれている。本明細書の任意の引用文献と、本明細書の具体的な教示との間に矛盾がある場合は、後者を優先して解消するものとする。同様に、本技術分野で理解されている語またはフレーズの定義と、本明細書で具体的に教示されるものとしての語またはフレーズの定義との間に矛盾がある場合は、後者を優先して解消するものとする。
本明細書で用いられる技術的および科学的な用語は、特に定義されない限り、本発明が関係する当業者によって共通に理解される意味を有する。参照は、当業者に知られている各種の体系および資料について本明細書においてなされる。組換えDNA技術の一般的な原理が記載される標準的参考図書としては、Sambrookら、Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd Ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York (1989);Kaufmanら、Eds., Handbook of Molecular and Cellular Methods in Biology in Medicine, CRC Press, Boca Raton (1995);McPherson, Ed., Directed Mutagenesis: A Practical Approach, IRL Press, Oxford (1991). Standard reference works setting forth the general principles of pharmacology include Goodman and Gilman's The Pharmacological Basis of Therapeutics, 10th Ed., McGraw Hill Companies Inc., New York (2001)が挙げられる。
本明細書および添付の特許請求の範囲において、文脈により明確に規定されない限り、単数形は複数の指示物を包含する。本明細書で用いられる場合、単数形「a」、「an」および「the」は、その内容が明確に規定されない限り、それらが指す用語の複数形をも具体的に包含する。さらに、本明細書で用いられる場合、具体的に指示されない限り、「または」という語は、「いずれか/または」の「排他的」意味ではなく、「および/または」の「包括的」意味において用いられる。「約(about)」という用語は、本明細書に用いられて「近似的に(approximately)」、「〜の辺りで(in the region of)」、「およそ(roughly)」、または「〜前後の(around)」を意味する。「約(about)」という用語は、数値範囲と共に用いられる場合、記載された数値の上下に境界を拡張することによってその範囲を加減する。一般に、「約(about)」という用語は、本明細書に用いられて、記載された値を上下20%の変動値だけ修飾する。
本明細書で用いられる場合、変数の数値の範囲の説明は、本発明がその範囲内の値のいずれかに等しい変数によって実施され得るということを意味することを意図するものである。従って、本質的に不連続な変数について、その変数は、その範囲の両端を含む数値範囲の任意の整数値に等しくなり得る。同様に、本質的に連続的な変数について、その変数は、その範囲の両端を含む数値範囲の任意の実数値に等しくなり得る。例えば、0と2の間に値を有するとして記載される変数は、本質的に不連続な変数については0、1または2であり得、本質的に連続的な変数については0.0、0.1、0.01、0.001または任意の他の実数値であり得る。
参照は、以下、本発明の特定の態様で詳細になされる。本発明はこれらの特定の態様と共に記載されるが、本発明をかかる特定の態様に限定することを意図するものではないことが理解されよう。逆に、添付の特許請求の範囲に記載の本発明の精神と範囲内に含まれ得るような変形、改変および等価物をカバーすることが意図される。以下の説明では、本発明の詳細な理解をもたらすために、数多くの具体的な詳細が記載される。本発明は、これらの具体的な詳細の一部や全てがない状態で実施することができる。他の例において、本発明を不必要に不明瞭にしないために、既知のプロセス操作を詳細に記載しなかった。
本発明を実施する際には、当業者に知られている任意の適切な材料および/または方法を利用することができる。しかし、好ましい材料および方法が記載される。以下の記述および実施例で参照される材料や試薬などは、特に明記しない限り市販の原料から入手できる。
本発明の第1の態様は、必要とする被験体のインスリン関連障害の治療方法を開示するものであって、この方法は、治療上有効量の医薬的に許容し得る植物産物を含む組成物を被験体に投与することを含むものであって、ここで、該植物産物は、アカシア、ホップ、ゲルマクレンA、ゲルマクレンD、ヨーロッパキイチゴ種子油、ワサビ粉末、ダバナ油、バコパモンニエラ、オレオレジンフェンネルおよびセンテラアジアティカからなる群に由来する化合物または抽出物である。
この態様の幾つかの側面において、脂肪細胞の前記修飾は、アディポネクチンの改善された分泌であるが、他の側面においては、前記修飾は脂肪細胞の生理機能の修飾である。
この態様の側面において、前記インスリン関連障害は、糖尿病、糖尿病合併症、インスリン感受性、高血糖、異脂肪血症、インスリン抵抗性、代謝症候群、肥満および体重増加からなる群から選択される。
更に他の側面において、アカシア由来の植物産物は、アセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキに由来する。アカシア由来の植物産物がアセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキに由来するそれらの側面において、アセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキの産物は、ゴム樹脂、樹皮粉末、心材粉末ならびにアセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキの抽出物からなる群から選択される。前記アカシア由来の植物産物がアセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキの抽出物であるそれらの側面において、前記抽出物は、酸性、アルカリ性、極性溶媒、非極性溶媒および胃液の抽出物から選択される。
この態様の幾つかの方法において、使用される前記組成物は、プレニルフラボノイド、カルコン、還元イソアルファ酸、ジヒドロイソアルファ酸、テトラヒドロイソアルファ酸、ヘキサヒドロイソアルファ酸、キサントフモール、イソキサントフモール、6−プレニルナリンゲンおよび8−プレニルナリンゲニンからなる群から選択されるホップに由来する植物産物を含む。
幾つかの側面において、前記方法は、第1成分としてアカシア、ゲルマクレンA、ゲルマクレンD、ヨーロッパキイチゴ種子油、ワサビ粉末、ダバナ油、バコパモンニエラ、オレオレジンフェンネルおよびセンテラアジアティカからなる群に由来する化合物または抽出物を含み、かつ第2成分としてホップに由来する化合物または抽出物を含む組成物を用いるものであって、ここで第2成分に対する第1成分の比は約0.01:10〜約10:1である。さらに他の側面において、第2成分に対する第1成分の比によって脂肪細胞修飾の相乗活性が規定される。
この態様の他の側面において、前記組成物は医薬的に許容し得る賦形剤を更に含み、ここで前記医薬的に許容し得る賦形剤は、コーティング、等張性の吸収遅延剤、結合剤、接着剤、滑沢剤、崩壊剤、着色剤、着香剤、甘味剤、吸収剤、界面活性剤および乳化剤からなる群から選択される。更なる側面において、組成物は、抗酸化剤、ビタミン剤、ミネラル、タンパク質、脂肪および炭水化物からなる群から選択される1種以上のメンバーを更に含む。
本明細書で使用される場合、「脂肪細胞の修飾」は、治療前の細胞の状態からの細胞の物理的または生理化学的な機能の変化を意味する。物理的または生理化学的な機能的変化の非限定的な例としては、天然由来の分泌産物の分泌率または量の変化、新規な産物の導入、産生および分泌、選択化合物の分泌の抑止、あるいは細胞の形態および機能の物理的変化が挙げられ、それらには膜透過性または厚みの変化、細胞表面受容体数または結合効率の修飾、あるいは新規な細胞表面受容体の導入および発現が包含され得る。本発明の方法は、被験体における脂肪細胞の生理機能の修飾を提供する。脂質生成を高めるか、またはアディポネクチン分泌を増加させる脂肪細胞の生理機能の修飾は、それ自体望ましいことであるが、脂肪細胞の生理機能の修飾が他の有益な効果を有することができるということは認識されよう。本組成物はまた、炎症反応を低下させ、それによって患部組織の治癒を促進するか、もしくは更なるその損傷を予防する。
本明細書で用いられる場合、「治療」は、本発明による治療が行われない個体の徴候よりも、本発明の化合物が投与された個体の徴候を低減、予防および/または逆転させることを意味する。専門家によって、本明細書に記載した化合物、組成物および方法が、後の治療を決定する熟練した専門家(医師または獣医師)による継続的な臨床評価に付随して用いられるものであることが理解されよう。かかる評価は、特定の投与量(投与様式等)を増加させるべきか、減少させるべきか、もしくは継続させるべきかを評価する際に助けになり、そして情報を与えるものである。
「インスリン関連障害」とは、インスリンへの応答が疾患の原因となるか、もしくは疾患または症状の進行または抑制に関係したものである疾患または症状をいう。インスリン関連障害の代表例としては、糖尿病、糖尿病合併症、インスリン感受性、多嚢胞性卵巣疾患、高血糖、異脂肪血症、インスリン抵抗性、代謝症候群、肥満、体重増加、炎症性疾患、消化器官の疾患、狭心症、心筋梗塞、狭心症または心筋梗塞の後遺症、老年認知症および脳血管性痴呆等が挙げられるが、限定されるものではない。Harrison's Principles of Internal Medicine, 13th Ed., McGraw Hill Companies Inc., New York (1994)を参照のこと。炎症性の症状の例としては、消化器官の疾患(例えば、潰瘍性大腸炎、クローン病、膵炎、胃炎、消化器官の良性腫瘍、消化器のポリープ、遺伝性ポリポーシス症候群、大腸癌、直腸癌、胃癌および消化器官の潰瘍性疾患)、狭心症、心筋梗塞、狭心症または心筋梗塞の後遺症、老年認知症、脳血管性痴呆、免疫疾患および一般的な癌等が挙げられるが、限定されるものではない。
本明細書で用いられる場合、「糖尿病合併症」どしては、網膜症、筋肉梗塞、特発性骨増殖症および骨喪失、足部潰瘍、ニューロパシー、動脈硬化症、胸部および肺実質の呼吸器自律性ニューロパシーおよび構造的障害、左室肥大、心血管の病的状態、腎機能の進行性喪失、および貧血が挙げられるが、限定されるものではない。
本明細書で用いられる場合、「高脂血症」とは、総コレステロール(>200mg/dL)、LDLコレステロール(>130mg/dL)またはトリグリセリド(>150mg/dL)の高血清中濃度または低HDLコレステロール(<40mg/dL)によって判然とする疾病特徴的症状をいう。更に、本明細書で用いられる場合、「脂肪」という用語は血清および脂肪のトリグリセリド分を指し、そして「トリグリセリド」は脂肪酸のトリアシルグリセロールエステルを指す。
本明細書で用いられる場合、「高インスリン血症」および「高血糖」という用語は、空腹時インスリン濃度>17IU/mLおよび空腹時グルコース>125mg/dLを意味する。
本明細書で用いられる場合、「インスリン感受性」という用語は、インスリンに応答してグルコースを吸収する細胞、組織、臓器または全身の能力を意味する。インビボの文脈で用いられる場合、「インスリン感受性」は、血流からグルコースを吸収する生物体の能力を意味する。インスリン感受性の改善は、それ故、目標変動範囲内で血糖値を維持する生物体の能力の改善をもたらす。従って、インスリン感受性の改善はまた、高血糖の発現率の低下ももたらし得る。インスリン感受性の改善によって、糖尿病やシンドロームXや糖尿病合併症等の各種代謝症状の発症の治療、予防または遅延も可能になる。食事における糖の代謝処理の改善のために、インスリン感受性の改善によって、高脂血症および肥満の発症の治療、予防または遅延も可能になる。更に、インスリン感受性の改善によって、種々の炎症性の症状、例えば、消化器官の疾患(例えば、潰瘍性大腸炎、クローン病、膵炎、胃炎、消化器官の良性腫瘍、消化器のポリープ、遺伝性ポリポーシス症候群、大腸癌、直腸癌、胃癌および消化器官の潰瘍性疾患)、狭心症、心筋梗塞、狭心症または心筋梗塞の後遺症、老年認知症、脳血管性痴呆、免疫疾患および一般的な癌の治療、予防または発症の遅延が可能になる。
次いで、インスリン感受性の改善に関して、被験体は、インスリン抵抗性と診断された動物またはヒト、あるいはインスリン抵抗性のリスクがあると判定された肥満または高齢の動物またはヒト等の動物またはヒトであってよい。一般的な臨床医は、インスリン抵抗性を診断することが可能であろうし、被験体の健康歴の分析によって被験体にインスリン抵抗性のリスクがあるかどうかを判定することが可能であろう。
本発明の方法は、本発明の方法の有益性を享受することができる任意の被験体に用いることが意図される。従って、本発明によれば、「被験体」には、ヒトならびにヒト以外の被験体(特に、家畜化された動物)が包含される。本発明の化合物が投与される被験体は特定の外傷状態を患わないで済むことが理解されよう。実際、本発明の化合物は、いかなる徴候発現の前にも予防的に投与してよい。「治療的」、「治療上」およびこれらの用語の置換えは、治療的、一時的ならびに予防的な使用を包含するために用いられる。
本明細書で用いられる場合、「分泌の改善」は、語が指示する化合物の分泌速度または分泌量の少なくとも3%の増加を意味する。本発明は更に、被験体の血漿アディポネクチン濃度を改善する方法であって、被験体における脂肪細胞からアディポネクチン分泌を増加させるのに十分な量の化合物または組成物を被験体に投与することを含む方法を提供するものである。
一般に、血漿アディポネクチンの増加は、糖代謝の改善をもたらすインスリン感受性の改善、血液脂質プロファイルの改善、および炎症誘発性アディポカイン分泌の減少をもたらす。炎症誘発性アディポカイン分泌の減少は、全身性の炎症および炎症関連障害(例えば、糖尿病合併症、肥満、消化器官の炎症性疾患、消化器官の増殖性疾患、消化器官の潰瘍性疾患、狭心症、心筋梗塞、狭心症の後遺症、心筋梗塞の後遺症、老年認知症、脳血管性痴呆、免疫疾患および癌)の低下につながる[Guerre-Millo, M. Adipose tissue and adipokines: for better or worse. Diabetes Metabolism 30:13-19, (2004)]。
本発明の第2の態様は、必要とする被験体におけるインスリン関連障害の治療のための脂肪細胞修飾のための組成物を提供するものである。これらの組成物は、治療上有効量の医薬的に許容し得る植物産物を含むものであって、ここで前記植物産物は、アカシア、ゲルマクレンA、ゲルマクレンD、ヨーロッパキイチゴ種子油、ワサビ粉末、ダバナ油、バコパモンニエラ、オレオレジンフェンネルおよびセンテラアジアティカからなる群に由来する化合物または抽出物である。
本発明の本態様の幾つかの側面において、前記組成物は、アディポネクチンの分泌の改善ための脂肪細胞修飾に有用であるか、もしくは他の側面においては、脂肪細胞の生理機能の修飾に有用である。
本態様の更なる側面において、前記組成物は、糖尿病、糖尿病合併症、インスリン感受性、高血糖、異脂肪血症、インスリン抵抗性、代謝症候群、肥満および体重増加からなる群から選択されるインスリン関連障害を治療するために用いられる。
更なる他の側面において、前記アカシア由来の植物産物は、アセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキに由来する。前記アカシア由来の植物産物がアセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキに由来するそれらの側面において、前記アセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキの産物は、ゴム樹脂、樹皮粉末、心材粉末ならびにアセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキの抽出物からなる群から選択される。前記アカシア由来の植物産物がアセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキの抽出物であるそれらの側面において、前記抽出物は、酸性、アルカリ性、極性溶媒、非極性溶媒および胃液の抽出物から選択される。
この態様の他の側面において、組成物は、プレニルフラボノイド、カルコン、還元イソアルファ酸、ジヒドロイソアルファ酸、テトラヒドロイソアルファ酸、ヘキサヒドロイソアルファ酸、キサントフモール、イソキサントフモール、6−プレニルナリンゲンおよび8−プレニルナリンゲニンからなる群から選択されるホップに由来する植物産物を更に含む。ホップの化学の詳細な考察のために、参照により本明細書に完全に組み込まれる。Verzele, M.およびDe Keukeleire, D., Developments in Food Science 27: Chemistry and Analysis of Hop and Beer Bitter Acids, Elsevier Science Pub. Co., 1991, New York, USAを参照のこと。本明細書で用いられる場合、「Rho」は、それらの還元イソアルファ酸を意味し、ここで前記還元とは、4−メチル−3−ペンテノイルの側鎖のカルボニル基の還元である。
更に他の側面において、前記化合物は、第1成分としてアカシア、ゲルマクレンA、ゲルマクレンD、ヨーロッパキイチゴ種子油、ワサビ粉末、ダバナ油、バコパモンニエラ、オレオレジンフェンネルおよびセンテラアジアティカからなる群に由来する化合物または抽出物を含み、かつ第2成分としてホップに由来する化合物または抽出物を含むものであって、ここで第2成分に対する第1成分の比は約0.01:10〜約10:1である。他の側面において、第2成分に対する第1成分の比によって脂肪細胞の修飾の相乗活性が規定される。
この態様の組成物は、医薬的に許容し得る賦形剤を更に含み、ここで前記医薬的に許容し得る賦形剤は、コーティング、等張性の吸収遅延剤、結合剤、接着剤、滑沢剤、崩壊剤、着色剤、着香剤、甘味剤、吸収剤、界面活性剤および乳化剤からなる群から選択される。更なる組成物は、抗酸化剤、ビタミン剤、ミネラル、タンパク質、脂肪および炭水化物からなる群から選択される1種以上のメンバーを更に含む。
「治療上有効量」という用語は、要求される治療上の結果を達成するのに効果的な投与量における治療を意味するために用いられる。更に、本発明の1種以上の化合物を微調整および/または投与することによって、もしくは別の化合物と共に本発明の化合物を投与することによって、治療上有効量の本発明の化合物を増減することができるということは、当業者によって理解されよう。例えば、Meiner, C.L., "Clinical Trials: Design, Conduct, and Analysis," Monographs in Epidemiology and Biostatistics, Vol. 8 Oxford University Press, USA (1986)を参照のこと。本発明は、それ故、所定の哺乳類に特有の個別の切迫した事情に合わせて投与/治療を調整する方法を提供するものである。以下の実施例では図示されるように、治療上有効量は、例えば、実験的に相対的に少ない量で開始し、次いで有益効果の同時に判定しつつ段階的に増加させることによって容易に決定することができる。
「医薬的に許容し得る」という用語は、組成物の他の成分と適合し、そのレシピエントに有害でないという意味で用いられる。
本明細書で用いられる場合、「植物産物」という用語は、完全で未改質の植物またはその部分、植物から単離された化合物、あるいは原料植物材料の抽出物または流出物を意味するために用いられる。
本明細書で用いられる場合、「化合物」は、その化学構造、化学名または慣用名によって識別することができる。化学構造と化学物質または慣用名とが矛盾する場合、化学構造が化合物の同一性に対して決定力がある。本明細書に記載される化合物は、1つ以上のキラル中心および/または二重結合を含むことができ、従って、二重結合異性体(即ち幾何異性体)、鏡像異性体またはジアステレオマー等の立体異性体として存在することができる。従って、本明細書において表される化学構造は、立体異性的に純粋な形態(例えば、幾何学的に純粋、鏡像異性的に純粋またはジアステレオマー的に純粋)ならびに鏡像異性体と立体異性体との混合物を含む図示または同定された化合物の全ての可能な鏡像異性体および立体異性体を包含する。当業者に周知の分離手法またはキラル合成手法を用いて、鏡像異性体と立体異性体との混合物をそれらの成分の鏡像異性体または立体異性体に分解することができる。前記化合物はまた、エノール形、ケト形およびそれらの混合物を含む幾つかの互変異性型で存在することもできる。従って、本明細書で表される化学構造は、図示または同定された化合物の全ての可能な互変異性型を包含する。また、記載される化合物は、1個以上の原子の原子質量が従来自然界で見られた原子質量とは異なる同位元素的に標式化された化合物を包含する。本発明の化合物に組み込まれ得る同位元素の例としては、H、H、13C、14C、15N、18O、17O等が挙げられるが、これらに限定されない。化合物は、非溶媒和の形態、水和形態を含む溶媒和の形態、およびN−酸化物として存在することができる。一般に、化合物は、水和、溶媒和またはN−酸化物であってよい。特定の化合物は、複数の結晶質または非晶質の形態で存在することができる。また、前記化合物の同属種、類似体、加水分解産物、代謝物ならびに前駆体またはプロドラッグは、本発明の範囲内において考えられる。一般に、全ての物理的形態は、本明細書において考えられる使用において等価であって、本発明の範囲内であることが意図される。
本発明による化合物は、塩であってよい。特に、前記化合物の医薬的に許容し得る塩類が考えられる。本発明の「医薬的に許容し得る塩」は、本発明の化合物と、前記化合物で塩(例えば、マグネシウム塩(本明細書では「Mg」または「Mag」で表される))を形成する酸または塩基との組み合わせであって、治療条件下で被験体が許容するものである。一般に、本発明の化合物の医薬的に許容し得る塩は、1以上の治療係数(最小治療有効量に対する最小中毒量の比)を有する。当業者によって、最小治療有効量が被験体や適応症によって異なるものであり、従ってそれに応じて調整されるということが認識されるであろう。
「抽出物」という用語は、(1)植物を溶媒に曝露すること、(2)溶媒を植物産物から分離すること、および(3)溶媒を除去することによって生じる固体成分を意味する。
本明細書で用いる場合、「溶媒」という用語は、植物材料から固体成分を抽出するのに必要な特性を備えている水性または有機液体を意味する。溶媒の例としては、極性が低下する順に、水、水蒸気、過熱水、グリセリン、エチレングリコール、メタノール、ジエチレングリコール、エタノール、酢酸、1−プロパノール、1−ブタノール、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、t−ブチルアルコール、アセトン、2−ブタノン、塩化メチレン、クロロホルム、ダイグライム、ジメトキシエタン、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、メチルt−ブチルエーテル、エーテル、ベンゼン、トルエン、p−キシレン、四塩化炭素、ヘプタン、ヘキサン、ペンタン、オクタノール、シクロヘキサン、超臨界CO、液体CO、液体Nまたはこのような材料の任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本明細書で用いられる場合、「CO抽出物」という用語は、植物産物を液体COまたは超臨界COの調製物に曝露し、その後COを除去することにより生じる固体成分を意味する。
本明細書で用いられる「アカシア」という用語は、マメ科樹木およびアカシア属の低木の任意のメンバーを意味する。好ましくは、アカシア由来の植物産物は、アセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキに由来する。
本明細書で用いられる場合、「ホップ」または「ホップ(複数)」とは、微生物作用を予防してビールに特徴的な苦味を付与するために醸造業で使用される、苦味のあるアロマ系オイルを含有するカラハナソウ属の植物球果をいう。より好ましくは、使用するホップは、カラハナソウに由来する。
本発明に記載の化合物は、希釈剤や賦形剤等の既知の医薬的に許容し得る担体のいずれかを伴う医薬的に許容し得るビヒクル中で必要に応じて調製される(Remington's Pharmaceutical Sciences, 18th Ed., Gennaro, Mack Publishing Co., Easton, PA 1990 and Remington: The Science and Practice of Pharmacy, Lippincott, Williams & Wilkins, 1995参照)。本発明の組成物を生成する際に用いられる医薬的に許容し得る担体/ビヒクルの種類は、哺乳類に対する組成物の投与様式によって変化するものであるが、一般的に医薬的に許容し得る担体は、生理的に不活性であり、かつ無毒性である。本発明に記載の組成物の製剤は、本発明の化合物の1種超を含有してよく、同様に治療すべき徴候/症状の治療に有用な他の任意の薬理活性成分を含有してよい。
本発明の化合物は、当業者に公知の調製方法を用いて、医薬的に許容し得るビヒクルにおいて提供される。本発明の組成物は、標準的な経路によって投与することができる。本発明の組成物としては、経口、吸入、直腸、眼(硝子体内または前房内(intracameral)等)、経鼻、局所(口腔内および舌下等)膣内、または非経口(皮下、筋肉内、静脈内、皮内および気管内等)に適切なものが挙げられる。更に、所定の化合物の持続的放出のために、本技術分野の標準系統的分類に従ってポリマーを添加してよい。
疾患または症状の治療に用いる組成物が医薬品グレードの化合物を使用し、その組成物が医薬的に許容し得る担体を更に含むということは、本発明の範囲内において考えられる。本発明のこれらの組成物を、投与経路と治療すべき疾患や患者との両方に適切な投与単位形態で調製してよいということは、更に考えられる。前記組成物は、薬学の本技術分野で周知の方法のいずれかによって調製される投与単位形態で都合よく示すことができる。全ての方法は、1種以上の助剤成分を構成するビヒクルとの会合体に活性成分を導くステップを含む。一般に、前記組成物は、液状ビヒクルまたは微粉固体ビヒクルまたは両方との会合体に均一かつ密接に活性成分を導き、次いで、必要に応じて、前記産物を所望の組成物に形成することによって調製される。
「用量単位」という用語は、単一投与、即ち、それ自体またはその混合物のいずれかとしての活性成分を固体または液体の賦形薬材料と共に含む物理的かつ化学的に安定な単位投与量のままで、患者に投与が可能で、かつ取り扱いと充填とが容易にできる単回投与を意味すると理解される。
経口投与に適切な組成物は、カプセル剤、小袋、錠剤、ソフトゲル剤または口内錠として別個の単位の形態であってよく、それらの各々は所定量の活性成分を、粉末または顆粒の形態;水性液体または非水液体中の溶液または懸濁液の形態(例えばエタノールまたはグリセロール);または水中油型乳剤または油中水型乳剤の形態で含む。このような油は、食用油(例えば、綿実油、ゴマ油、椰子油または落花生油等)であってよい。水性懸濁剤用の適切な分散剤または懸濁化剤としては、合成ゴムまたは天然ゴム(例えば、トラガカントゴム、アルギン酸エステル、アラビアゴム、デキストラン、カルボキシメチルセルロース、ゼラチン、メチルセルロースおよびポリビニルピロリドン)が挙げられる。前記活性成分はまた、ボーラス、舐剤またはペーストの形態でも投与してよい。
経皮的組成物は、硬膏剤、マイクロ構造アレイ(極微針と呼称される場合もある)、イオン導入(低電圧電流を用いて皮膚に荷電性薬物を導入する)、エレクトロポレーション(高電圧の短い電気パルスを用いて皮膚内に一時的に水性の孔を形成する)、超音波導入(sonophoresis)(低周波超音波エネルギーを用いて角質層を破壊する)および熱エネルギー(熱を用いて皮膚をより浸透しやすくし、薬物分子のエネルギーを増加させる)の形態またはポリマーの貼付剤を介してよい。
眼の投与に適切な組成物は、活性成分の滅菌水性調製物の形態であってよく、それは微結晶形態、例えば水性の微結晶性の懸濁液の形態であってよい。リポソーム組成物または生分解性ポリマー系を用いて眼の投与用の活性成分を提示することもできる。
局所投与または眼の投与に適切な組成物としては、液体または半流動体の調製物(例えば、塗布剤、ローション剤、ゲル剤ならびに水中油型乳剤または油中水型乳剤(例えば、クリーム、軟膏またはペースト;あるいは滴剤等の溶液または懸濁液))が挙げられる。
上記の組成物の他に、本発明の組成物は、デポ製剤として調製してもよい。このような長時間作用型組成物は、注入(例えば、皮下、腹腔内または筋肉内)または筋肉内注射によって投与され得る。従って、例えば、前記活性成分は、適切なポリマー材料または疎水性材料(例えば医薬的に許容し得る油中の乳剤)あるいはイオン交換樹脂と共に調製してよい。
本発明に記載の全身治療のために、1日量が0.001〜200mg/kg体重、好ましくは0.002〜20mg/kg哺乳類体重、例えば0.003〜10mg/kgの化合物または抽出物が投与され、それは0.2〜14000mgの活性成分の成人のヒトにおける1日量に相当する。皮膚科疾患の局所治療においては、0.1〜750mg/g、好ましくは0.1〜500mg/gの化合物または抽出物を含有する軟膏、クリームまたはローション剤を投与してよい。眼科用軟膏の局所的使用のために、0.1〜750mg/g、好ましくは0.1〜500mg/gの化合物または抽出物を含む滴剤またはゲル剤が投与される。経口組成物は、用量単位当たり0.05〜250mg、好ましくは0.1〜1000mgの化合物または抽出物を含有する好ましくは錠剤、カプセル剤または滴剤として調製される。
本発明の化合物は、単独あるいは各々または他の化合物との併用で一般に都合のよい組成物中において投与される。以下の典型的な組成物の実施例は一例に過ぎず、本発明の範囲を限定することが意図されるものではない。以下の組成物において、「活性成分」は、本発明の化合物を意味する。
組成物1:ゼラチンカプセル−硬質ゼラチンカプセルは、以下の成分量(mg/カプセル)を使用して調製される。(1)活性成分:0.15〜1000、(2)デンプン、NF:0〜650、(3)デンプン流動性粉末:0〜50、(4)350センチストーク・シリコーン油:0〜15。
錠剤組成物は、下記の成分を用いて調製される。
組成物2:錠剤−成分量(mg/錠剤)−(1)活性成分:0.25〜500、微結晶性セルロース:200〜650、ヒュームド二酸化ケイ素:10〜650、ステアリン酸:5〜15。前記成分を混合および圧縮して錠剤を形成する。
あるいは、各々0.25〜500mgの活性成分を含有する錠剤を以下の通りに形成する。
組成物3:錠剤成分量(mg/錠剤)−(1)活性成分:0.25〜500、(2)デンプン・セルロース:45、(3)微結晶性ポリビニルピロリドン(水の10%溶液として、):35、(4)カルボキシルメチルセルロースナトリウム:4.5(5)ステアリン酸マグネシウム:0.5(6)タルク:1。前記活性成分、デンプンおよびセルロースをNo.45メッシュのU.S.篩に通して完全に混合する。次いでNo.14メッシュU.S.篩を通して生じる粉末に、ポリビニルピロリドンの溶液を混合する。そして生じた顆粒を50〜60℃で乾燥し、次いでNo.18メッシュU.S.篩に通す。次いで、事前にNo.60U.S.篩に通した澱粉グリコール酸ナトリウム、ステアリン酸マグネシウムおよびタルクを前記顆粒に添加し、混合後、錠剤機で圧縮して錠剤を得る。
5mLの投与量につき各々0.25〜500mgの活性成分を含有する懸濁液を以下の通りに作製する。
組成物4:懸濁液成分量(mg/5mL)−(1)活性成分:0.25〜500mg、(2)カルボキシルメチルセルロースナトリウム:50mg、(3)シロップ剤(1.25mg安息香酸溶液):0.10mL、(4)香料(所要量)、着色剤(所要量)、(5)精製水:5mLになるまで。
前記活性成分をNo.45メッシュU.S.篩に通し、次いでカルボキシルメチルセルロースナトリウムおよびシロップ剤と混合して平滑なペーストを形成する。安息香酸溶液、香料および着色剤を前記水の一部で希釈し、次いで撹拌しながら添加する。次いで十分な水を添加して必要量を得る。
以下の成分を含有するエアゾール溶液を調製する。
組成物5:エアゾール成分量(重量部)−(1)活性成分:0.25、(2)エタノール:25.75、(3)噴射剤22(クロロジフルオロメタン):70.00。前記活性成分をエタノールと混合し、次いでその混合物を噴射剤22の一部に添加し、30℃まで冷却し、充填装置に移す。次いで必要量をステンレススチールの容器に入れて残りの噴射剤で希釈する。次いでバルブユニットを容器に取り付ける。
坐剤を以下の通りに調製する。
組成物6:坐剤−成分量(mg/坐剤)−(1)活性成分:250、(2)飽和脂肪酸グリセリド:2,000。
活性成分をNo.60メッシュU.S.篩に通し、必要最低限の熱を用いて事前に融解した飽和脂肪酸グリセリド中に懸濁する。次いでその混合物を名目容量2gの坐剤型に注入し、次いで冷却する。
静脈内組成物を以下の通りに調製する。
組成物7:静脈注射用溶液−成分量−(1)1%エタノール中に溶解した活性成分(2)20mgのIntralipid(登録商標)乳剤:1,000mL。
上記の成分の溶液を毎分約1mLの速度で患者に静脈内に投与する。
上記の活性成分は、複数の剤の併用であってもよい。
本発明の一態様は、インスリン関連障害の治療を必要とする被験体におけるインスリン関連障害の治療のための脂肪細胞修飾の方法を提供するものであって、該方法は、被験体に治療上有効量の医薬的に許容し得る植物産物を含む組成物を投与することを含み、ここで該植物産物はアカシアまたはホップに由来する化合物または抽出物である。
本態様の幾つかの側面において、前記脂肪細胞修飾はアディポネクチンの分泌の改善であるが、一方で他の側面においては、前記修飾は脂肪細胞の生理機能の修飾である。
この態様の側面において、前記インスリン関連障害は、糖尿病、糖尿病合併症、インスリン感受性、高血糖、異脂肪血症、インスリン抵抗性、代謝症候群、肥満および体重増加からなる群から選択される。
更に他の側面において、前記アカシア由来の植物産物は、アセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキに由来する。前記アカシア由来の植物産物がアセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキに由来するそれらの側面において、前記アセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキの産物は、ゴム樹脂、樹皮粉末、心材粉末ならびにアセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキの抽出物からなる群から選択される。前記アカシア由来の植物産物がアセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキの抽出物であるそれらの側面において、前記抽出物は、酸性、アルカリ性、極性溶媒、非極性溶媒および胃液の抽出物から選択される。
この態様の幾つかの方法において、使用される前記組成物は、プレニルフラボノイド、カルコン、還元イソアルファ酸、ジヒドロイソアルファ酸、テトラヒドロイソアルファ酸、ヘキサヒドロイソアルファ酸、キサントフモール、イソキサントフモール、6−プレニルナリンゲンおよび8−プレニルナリンゲニンからなる群から選択されるホップに由来する植物産物を含む。
更に他の側面において、前記用いられる組成物は、第1成分としてアカシアに由来する化合物または抽出物を含み、かつ第2成分としてホップに由来する化合物または抽出物を含む。別の側面において、第2成分に対する第1成分の比は約0.01:10〜約10:1である。さらに他の側面において、第2成分に対する第1成分の比によって脂肪細胞修飾の相乗活性が規定される。
この態様の幾つかの方法において、前記用いられる組成物は、医薬的に許容し得る賦形剤を更に含み、ここで前記医薬的に許容し得る賦形剤は、コーティング、等張性の吸収遅延剤、結合剤、接着剤、滑沢剤、崩壊剤、着色剤、着香剤、甘味剤、吸収剤、界面活性剤および乳化剤からなる群から選択される。更なる他の側面において、前記組成物は、抗酸化剤、ビタミン剤、ミネラル、タンパク質、脂肪および炭水化物からなる群から選択される1種以上のメンバーを更に含む。
この態様の他の方法において、前記用いられる組成物は、苦瓜またはアロエベラの抽出物またはクルクミノイド化合物を更に含む。
本発明の別の一態様は、必要とする被験体におけるインスリン関連障害の治療のための脂肪細胞修飾のための組成物を開示する。これらの組成物は治療上有効量の医薬的に許容し得る植物産物を含み、ここで該植物産物はアカシアまたはホップに由来する化合物または抽出物である。幾つかの側面において、前記脂肪細胞修飾は、アディポネクチンの分泌の改善もしくは脂肪細胞の生理機能の修飾である。
他の側面において、前記インスリン関連障害は、糖尿病、糖尿病合併症、インスリン感受性、高血糖、異脂肪血症、インスリン抵抗性、代謝症候群、肥満および体重増加からなる群から選択される。
本態様の幾つかの組成物において、前記アカシア由来の植物産物は、アセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキに由来するものであって、ここで前記アセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキの産物は、ゴム樹脂、樹皮粉末、心材粉末ならびにアセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキの抽出物からなる群から選択される。前記アカシア由来の植物産物がアセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキの抽出物であるそれらの側面において、前記アセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキの抽出物は、酸性、アルカリ性、極性溶媒、非極性溶媒および胃液の抽出物から選択される。
更なる側面の組成物において、ホップに由来する植物産物は、プレニルフラボノイド、カルコン、還元イソアルファ酸、ジヒドロイソアルファ酸、テトラヒドロイソアルファ酸、ヘキサヒドロイソアルファ酸、キサントフモール、イソキサントフモール、6−プレニルナリンゲンおよび8−プレニルナリンゲニンからなる群から選択される。
更にほかの方法において、前記組成物は、第1成分としてアカシアに由来する化合物または抽出物を含み、かつ第2成分としてホップに由来する化合物または抽出物を含む。他の組成物において、第2成分に対する第1成分の比は約0.01:10〜約10:1であるが、一方で更に他の側面においては、第2成分に対する第1成分の比によって脂肪細胞修飾の相乗活性が規定される。
本態様の組成物は、医薬的に許容し得る賦形剤を更に含み、ここで前記医薬的に許容し得る賦形剤は、コーティング、等張性の吸収遅延剤、結合剤、接着剤、滑沢剤、崩壊剤、着色剤、着香剤、甘味剤、吸収剤、界面活性剤および乳化剤からなる群から選択される。更なる組成物は、抗酸化剤、ビタミン剤、ミネラル、タンパク質、脂肪および炭水化物からなる群から選択される1種以上のメンバーを更に含んでよい。
この態様の他の組成物は、苦瓜またはアロエベラの抽出物またはクルクミノイド化合物を更に含む。
別の一態様において、本発明は、必要とする被験体におけるインスリン関連障害の治療方法を開示するものであって、かかる方法は、治療上有効量の医薬的に許容し得る植物産物と、被験体のインスリンのレベルまたは感受性を調節するための薬物とを被験体に投与することを含む。幾つかの側面において、前記インスリン関連障害は、糖尿病、糖尿病合併症、インスリン感受性、高血糖、異脂肪血症、インスリン抵抗性、代謝症候群、肥満および体重増加からなる群から選択される。
更に他の側面において、前記アカシア由来の植物産物は、アセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキに由来する。前記アカシア由来の植物産物がアセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキに由来するそれらの側面において、前記アセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキの産物は、ゴム樹脂、樹皮粉末、心材粉末ならびにアセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキの抽出物からなる群から選択される。前記アカシア由来の植物産物がアセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキの抽出物であるそれらの側面において、前記アセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキの抽出物は、酸性、アルカリ性、極性溶媒、非極性溶媒および胃液の抽出物から選択される。
本態様の幾つかの側面において、前記植物産物は、ホップに由来し、そしてプレニルフラボノイド、カルコン、還元イソアルファ酸、ジヒドロイソアルファ酸、テトラヒドロイソアルファ酸、ヘキサヒドロイソアルファ酸、キサントフモール、イソキサントフモール、6−プレニルナリンゲンおよび8−プレニルナリンゲニンからなる群から選択される。
本態様の方法において、インスリンのレベルを調節するための薬物は、ビグアナイド、スルホニル尿素、非スルホニル尿素、α−グルコシダーゼ阻害剤およびチアゾリジンジオンからなる群から選択されるが、一方で特定の側面において、インスリンレベルを調節するための薬物は、メトホルミン、グリピジド、グリブリド、グリメピリド、ロシグリタゾン、トログリタゾンおよびピオグリタゾンからなる群から選択される。
好ましい側面において、前記植物産物はアカシアに由来し、前記インスリンレベルを調節するための薬物はメトホルミンである。他の好ましい側面において、前記植物産物はアカシアに由来し、前記インスリンレベルを調節するための薬物はトログリタゾンである。更に別の好ましい側面において、前記植物産物はアカシアに由来し、前記インスリンレベルを調節するための薬物はピオグリタゾンである。別の好ましい側面において、前記植物産物はアカシアに由来し、前記インスリンレベルを調節するための薬物はロシグリタゾンである。
更に好ましい側面において、前記植物産物は還元イソアルファ酸であり、前記インスリンレベルを調節するための薬物はメトホルミン、トログリタゾン、ピオグリタゾンまたはロシグリタゾンである。
本態様の幾つかの方法において、前記植物産物および前記インスリンレベルを調節するための薬物は、逐次的または同時に与えられる。幾つかの側面において、前記植物産物および前記インスリンレベルを調節するための薬物は、別個の薬物形態または単一の組成物として同時に与えられる。更に他の側面において、前記植物産物および前記インスリンレベルを調節するための薬物は、キットにおいてある。
本明細書で用いられる場合、「インスリンのレベルまたは感受性の調節」という用語は、インスリンレベルを特定の値に維持する手段、もしくはインスリンのレベルあるいは内因性インスリンまたは外因性インスリンに対する反応の所望の変化(増加または減少のいずれか)を誘導する手段を指す。
本明細書で用いられる場合、「逐次的および同時に」という用語は、本発明の化合物と、治療的に有効な時間窓内におけるインスリンレベルを調節するための薬物との併用投与を指す。
「併用投与」は実質的に同時の投与(0.5時間未満前、0.5時間未満後または両方)、標的剤の約0.5〜約24時間前の投与、またはその両方、即ち少なくとも0.5時間前に与えられる植物産物またはインスリンレベルを調節するための薬物の1回以上の投与、および代替剤の実質的に同時(両方同時か、直前または直後かのいずれか)に与えられる1回の投与を包含する。更に、「併用投与」は、代替剤の投与後24時間以内に前記植物または薬物の1回超の投与量を投与することを包含するものであって、換言すれば、代替剤の投与毎の前またはそれと共に前記植物またはインスリンレベルを調節するための薬物を再度投与する必要はないが、治療の過程で断続的に投与してもさしつかえない。
本明細書で用いられる場合、「治療的に有効な時間窓」とは、必要とする被験体に対する本発明の化合物の投与によって有害作用または徴候が減少または取り除かれる時間間隔を意味する。好ましい態様において、本発明の化合物は、有害作用または徴候に近接して投与することができる。
本発明の更なる態様は、必要とする被験体におけるインスリン関連障害の治療のための脂肪細胞修飾のための組成物を提供するものであって、ここでその組成物は治療上有効量の医薬的に許容し得る植物産物と、被験体のインスリンのレベルまたは感受性を調節するための薬物とを被験体に投与することを含む。本態様の特定の他の側面において、前記インスリン関連障害は、糖尿病、糖尿病合併症、インスリン感受性、高血糖、異脂肪血症、インスリン抵抗性、代謝症候群、肥満および体重増加からなる群から選択される。
幾つかの側面において、前記植物産物は、アカシアまたはホップに由来する化合物または抽出物である。更に他の側面において、前記アカシアに由来する植物産物は、アセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキに由来するものであって、前記アセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキの産物は、ゴム樹脂、樹皮粉末、心材粉末ならびにアセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキの抽出物からなる群から選択される。これらの側面において、前記アカシア由来の植物産物はアセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキの抽出物であって、前記抽出物は、酸性、アルカリ性、極性溶媒、非極性溶媒および胃液の抽出物から選択される。
本態様の他の側面において、前記植物産物はホップに由来し、そして、プレニルフラボノイド、カルコン、還元イソアルファ酸、ジヒドロイソアルファ酸、テトラヒドロイソアルファ酸、ヘキサヒドロイソアルファ酸、キサントフモール、イソキサントフモール、6−プレニルナリンゲンおよび8−プレニルナリンゲニンからなる群から選択される。
更に他の側面の組成物において、インスリンのレベルを調節するための薬物は、ビグアナイド、スルホニル尿素、非スルホニル尿素、α−グルコシダーゼ阻害剤およびチアゾリジンジオンからなる群から選択される。他の側面において、前記インスリンレベルを調節するための薬物は、メトホルミン、グリピジド、グリブリド、グリメピリド、ロシグリタゾン、トログリタゾンおよびピオグリタゾンからなる群から選択される。
好ましい側面において、前記植物産物はアカシアに由来し、前記インスリンレベルを調節するための薬物はメトホルミンである。別の好ましい側面において、前記植物産物はアカシアに由来し、前記インスリンレベルを調節するための薬物はトログリタゾンである。更に別の好ましい側面において、前記植物産物はアカシアに由来し、前記インスリンレベルを調節するための薬物はピオグリタゾンである。別の好ましい側面において、前記植物産物はアカシアに由来し、前記インスリンレベルを調節するための薬物はロシグリタゾンである。
更に好ましい側面において、前記植物産物は還元イソアルファ酸であり、前記インスリンレベルを調節するための薬物はメトホルミン、トログリタゾン、ピオグリタゾンまたはロシグリタゾンである。
本態様の組成物は、医薬的に許容し得る賦形剤を更に含み、ここで前記医薬的に許容し得る賦形剤は、コーティング、等張性の吸収遅延剤、結合剤、接着剤、滑沢剤、崩壊剤、着色剤、着香剤、甘味剤、吸収剤、界面活性剤および乳化剤からなる群から選択される。更なる組成物は、抗酸化剤、ビタミン剤、ミネラル、タンパク質、脂肪および炭水化物からなる群から選択される1種以上のメンバーを更に含んでよい。
本発明は、必要とする被験体におけるインスリン関連障害の治療に用いるキットについて更に考察する。前記キットは、治療上有効量の医薬的に許容し得る植物産物と、被験体のインスリンのレベルまたは感受性を調節するための薬物と含む。幾つかの側面においては、キットの成分を用いてインスリン関連障害を治療し、ここで前記インスリン関連障害は、糖尿病、糖尿病合併症、インスリン感受性、高血糖、異脂肪血症、インスリン抵抗性、代謝症候群、肥満および体重増加からなる群から選択される。前記キットは、キットの構成要素の使用に関する説明書を更に含む。
本態様の幾つかの側面において、前記キットの植物産物は、アカシアまたはホップに由来する化合物または抽出物である。更に他の側面において、前記アカシア由来の植物産物は、アセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキに由来する。前記アカシア由来の植物産物がアセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキに由来するそれらの側面において、前記アセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキの産物は、ゴム樹脂、樹皮粉末、心材粉末ならびにアセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキの抽出物からなる群から選択される。前記アカシア由来の植物産物がアセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキの抽出物であるそれらの側面において、前記抽出物は、酸性、アルカリ性、極性溶媒、非極性溶媒および胃液の抽出物から選択される。
本態様の幾つかの側面において、前記キットの植物産物は、ホップに由来し、そしてプレニルフラボノイド、カルコン、還元イソアルファ酸、ジヒドロイソアルファ酸、テトラヒドロイソアルファ酸、ヘキサヒドロイソアルファ酸、キサントフモール、イソキサントフモール、6−プレニルナリンゲンおよび8−プレニルナリンゲニンからなる群から選択される。
他の側面において、前記キットにおいてインスリンのレベルを調節するための薬物は、ビグアナイド、スルホニル尿素、非スルホニル尿素、α−グルコシダーゼ阻害剤およびチアゾリジンジオンからなる群から選択される。他の側面において、インスリンレベルを調節するための薬物は、メトホルミン、グリピジド、グリブリド、グリメピリド、ロシグリタゾン、トログリタゾンおよびピオグリタゾンからなる群から選択される。
好ましい側面において、前記キットの植物産物はアカシアに由来し、前記インスリンレベルを調節するための薬物はメトホルミンである。別の好ましい側面において、前記植物産物はアカシアに由来し、前記インスリンレベルを調節するための薬物はトログリタゾンである。更に別の好ましい側面において、前記植物産物はアカシアに由来し、前記インスリンレベルを調節するための薬物はピオグリタゾンである。別の好ましい側面において、前記植物産物はアカシアに由来し、前記インスリンレベルを調節するための薬物はロシグリタゾンである。
更に好ましい側面において、前記キットの植物産物は還元イソアルファ酸であり、前記インスリンレベルを調節するための薬物はメトホルミン、トログリタゾン、ピオグリタゾンまたはロシグリタゾンである。
前記キットに用いられる組成物は、医薬的に許容し得る賦形剤を更に含み、ここで前記医薬的に許容し得る賦形剤は、コーティング、等張性の吸収遅延剤、結合剤、接着剤、滑沢剤、崩壊剤、着色剤、着香剤、甘味剤、吸収剤、界面活性剤および乳化剤からなる群から選択される。更なる組成物は、抗酸化剤、ビタミン剤、ミネラル、タンパク質、脂肪および炭水化物からなる群から選択される1種以上のメンバーを更に含んでよい。
幾つかの側面において、前記キットの植物産物および前記インスリンレベルを調節するための薬物は、逐次的または同時に与えられる。幾つかの側面において、前記植物産物および前記インスリンレベルを調節するための薬物は、別個の薬物形態または単一の組成物として同時に与えられる。
本明細書で用いられる場合、「CLA異性体」という用語は、同じ炭素数18のポリ不飽和の化学構造を有する脂肪酸(またはアルコール)を意味する。CLAの場合、各異性体は、炭素数18の必須ポリ不飽和脂肪酸のリノール酸(18:2n−6)に由来し、そしてそれは炭素数9および12で2個のシス二重結合を有する。CLA異性体もまた、2個の二重結合を有するが、それらは炭素数7〜13で相互に隣接するかもしくは共役し、シスまたはトランスであり得る。
「共役化合物」という用語は、単結合および炭素−炭素二重結合が交互に見られるような少なくとも3個の連続的な炭素−炭素結合を有する炭化水素である部分を少なくとも1個有する化合物を意味する。従って、前記化合物は、−HC=CH−HC=CHのサブユニットを含むものである。共役化合物の2つの好ましいカテゴリは、脂肪酸および脂肪アルコールである。これらのジ不飽和化合物またはポリ不飽和化合物は、炭素数および不飽和数が同じである対応する天然由来の化合物の慣用名を使用して称されるという点に留意する必要がある。このような天然由来の化合物はその炭素―炭素二重結合の配置によって必ずしも共役しないが、本発明においては、それらの化合物の共役形態のみが考慮されることが理解されよう;即ち、二重結合の配置は、−C=C−C=Cなる構造を含むものとする。炭素原子数が4、5、6または7と少ない化合物が考えられるが、好ましい共役化合物は8、9、10、12、14、16個またはそれ以上の炭素原子を有し、炭素原子数が32、30、28または26個を越えないことが好ましい。
本明細書で用いられる「共役脂肪酸」または「共役脂肪アルコール」というフレーズには、脂肪酸および脂肪アルコールならびに他のポリ不飽和化合物の異性体も包含されるということに留意する必要がある。適切な共役脂肪酸としては、リノール酸、リノレン酸、γリノレン酸、アラキドン酸、ミード酸、ステアリドン酸、α−エレオステアリン酸、エレオステアリン酸、ピノレン酸、ドコサテトラエン酸、9、12−オクタデカジエン酸、オクタデカトリエン酸、エイコサテトラエン酸、エイコサペンタエン酸、ドコサヘキサエン酸、ドコサペンタエン酸ならびに他の全てのジ不飽和脂肪酸およびポリ不飽和脂肪酸の共役形態が挙げられるが、これらに限定されるものではない。好ましい一態様において、共役脂肪酸は、トリグリセリドの形態のCLAである。
本明細書で用いられる場合、「共役脂肪アルコール」というフレーズとしては、リノリルアルコール(linoleic alcohol)、リノリルアルコール(linolenic alcohol)、γリノレニルアルコール(gamma linolenic alcohol)、アラキドニルアルコール(arachidonic alcohol)、ミードアルコール(mead alcohol)、ステアリドニルアルコール(stearidonic alcohol)、αエレオステアリルアルコール(alpha-eleostearic alcohol)、エレオステアリルアルコール(eleostearic alcohol)、ピノレニルアルコール(pinolenic alcohol)、ドコサジエノイルアルコール(docosadienic alcohol)、ドコサテトラエノイルアルコール(docosatetraenoic alcohol)、オクタデカジエノイルアルコール(octadecadienoic alcohol)、オクタデカトリエノイルアルコール(octadecatrienoic alcohol)、エイコサテトラエノイルアルコール(eicosatetraenoic alcohol)、エイコサペンタエノイルアルコール(eicosapentaenoic alcohol)、ドコサヘキサエノイルアルコール(docosahexaenoic alcohol)、ドコサペンタエノイルアルコール(docosapentaenoic alcohol)ならびに他の全てのジ不飽和脂肪アルコールおよび多価不飽和脂肪アルコールの共役形態が挙げられるが、これらに限定されるものではない。ただし、本発明は、1個以上の二重結合がシス異性体になるアルコールおよび酸、ならびに1個以上の二重結合がトランス異性体になるアルコールおよび酸を含む。場合によっては、全ての二重結合がシスであり、一方で全てがトランスであり、さらに他の場合は、シスとトランスが混合した化合物である。
以下の実施例は、本発明の特定の好ましい態様を更に示すことを意図しており、全く制限的ではない。当業者は、ルーチン試験を用いるだけで、本明細書に記載される特定の物質および手順に相当する数多くの均等物を認めるか、もしくは確認することが可能であろう。
実施例
実施例1
LPS刺激マウスマクロファージモデルにおける抗炎症作用についてのホップ誘導体、選択植物化学物質および植物抽出物のスクリーニング
モデル:マウスマクロファージ細胞株RAW264.7は、検査薬の抗炎症活性の評価における確立されたモデルである。細菌性リポ多糖によるRAW264.7細胞の刺激は、COX−2の発現とPGEの産生とを誘導する。PGE合成の阻害は、検査薬の抗炎症作用の基準として用いられる。
装置:本実施例で使用した装置としては、OHAS Model番号E01140分析天秤、Forma Model番号F1214生物学的安全性キャビネット(マリエッタ、オハイオ州)、0.1〜100μLを供給する各種ピペット(VWR、ロチェスター、ニューヨーク州)、細胞手動計数器(VWR Catalog番号23609-102, ロチェスター、ニューヨーク州)、Forma Model番号F3210 COインキュベーター(マリエッタ、オハイオ州)、血球計算器(Hausser Model番号1492、ホーシャム、ペンシルベニア州)、Leica Model番号DM IL倒立顕微鏡(ウェッツラー、ドイツ)、PURELAB Plus Water Polishing System (U.S. Filter、ローウェル、マサチューセッツ州)、4℃冷蔵庫(Forma Model番号F3775、マリエッタ、オハイオ州)、ボルテックスミキサー(VWR Catalog番号33994―306、ロチェスター、ニューヨーク州)および37℃水浴(Shel Lab Model番号1203、コーネリアス、オレゴン州)がある。
化学物質および試薬:細菌性リポ多糖(LPS;B大腸菌055:B5)は、Sigma社(セントルイス、ミズーリ州)から入手した。熱不活性化ウシ胎児血清(FBS-HI Cat.番号35-011CV)およびDulbecoのEagle培地の改良物(DMEM Cat番号10-013CV)は、Mediatech社(ハーンドン、バージニア州))から購入した。ホップ分画物(1)Alpha Hop(1%アルファ酸;AA)、(2)Aromahop OE(10%ベータ酸および2%異性化アルファ酸)、(3)Isohop(異性化アルファ酸;IAA)、(4)ベータ酸溶液(ベータ酸;BA)、(5)Hexahop Gold(ヘキサヒドロ異性化アルファ酸;HHIAA)、(6)Redihop(還元異性化アルファ酸;RIAA)、(7)Tetrahop(テトラヒドロイソアルファ酸;THIAA)および(8)ホップかすをBetatech Hops Products(ワシントンD.C.、米国)から入手した。ホップかすを等容量の無水エタノールで2回抽出した。濃厚な茶色の残留物のみが残るまでエタノールを40℃の加熱により除去した。この残留物を、RAW264.7細胞を試験するためにDMSOに溶解した。ホップ誘導体の完全な内容を表1に示す。
Figure 2009518429
クエルセチン、オレアノール酸、ガランギン、ゲニステイン、アピゲニン、ルテオリン、ケンペロール、レズベラトロル、モリン、ミリセチン、ナリンゲニン、カテキン、フィゼチンおよびルチンはSigma社(セントルイス、ミズーリ州)から入手した。ショウガ、アカシア試料番号4909抽出物、ローズマリ、カイエンペッパー、クルクミン、イプリフラボン、レモンビオフラボノイドおよびセサミンは、Metagenics社(ギグハーバー、ワシントン州)から供給された市販の試料である。ベルベリンは、Garden State Nutritionals社(ウェスト・コールドウェル、ニュージャージー州)から購入した。特に明記しない限り、全ての標準試薬は、Sigma社(セントルイス、ミズーリ州)から入手した。
細胞培養:RAW264.7細胞を米国菌培養収集所(Catalog番号TIB-71、マナッサス、バージニア州)から入手し、DulbecoのEagle培地の改良物(DMEM、Mediatech社、ハーンドン、バージニア州))中で増殖させ、次いで対数増殖期に維持した。50mLの熱不活性FBSおよび5mLのペニシリン/ストレプトマイシンを1本の500mLのDMEMに添加し、次いで4℃で保存することによって、DMEM増殖培地を作製した。増殖培地を使用前に水浴中で37℃に温めた。
実験のDay1に、96ウェル組織培養において1ウェルにつき8×10個の細胞で0.2mLの増殖培地中で対数増殖期のRAW264.7細胞を平板培養した。Day1の終わりに(平板培養の6〜8時間後)、各ウェルから100のμLの増殖培地を除去して100μLの新しい培地と取り替えた。
RAW264.7細胞におけるCOX−2の発現を誘導するために用いられた1.0mg/mLのLPSの原液は、1mLのDMSO中に1.0mgのLPSを溶解することによって調製された。それを溶解するまでボルテックスし、4℃で保存した。使用前にそれを室温または37℃の水浴中で融解した。
実験のDay2に、試験材料をDMSO中に1000倍の原液として調製した。1.7mLのマイクロチューブ内に、FBSを含まない1mLのDMEMを、0.05、0.10、0.5および1.0μg/mLまたは1.5、3.0、6.0および12μg/mLの試験濃度で添加した。1mLの前記FBSを含まない培地に前記試験材料の2μLの1000倍DMSO原液を添加した。前記チューブには2倍に濃縮した終濃度の試験材料を入れ、そのチューブをインキュベーターに10分間入れて37℃で平衡化した。
COX−2関連PGE合成のために、Day1で調製された細胞板の各ウェルから100μLの培地を除去し、2倍の終濃度で平衡化した100μLの試験化合物と取り替えた。次いで細胞を90分間培養した。20μLのLPSを刺激すべき細胞の各ウェルに添加して1μgLPS/mLの終濃度を達成し、次いで細胞を18時間培養した。PGEの定量化のための培地の試料採取の前に、細胞の外観を観察し、生存度を視覚的に評価した。化合物のいずれにおいてもテストされた最高濃度で明らかな毒性は認められなかった。次いで、培地に放出されるPGEの測定用の清浄なマイクロチューブ内へ25μLの上澄み培地を各ウェルから移した。
PGEアッセイ:PGEの定量化用の市販の非放射性の手順(Caymen Chemical, Ann Arbor, MI)を用い、製造業者の推奨手順を変更せずに用いた。概略説明すると、25μLの培地をPGE標準試料の連続希釈と共に適当な量のアセチルコリンエステラーゼ標識トレーサーおよびPGE抗血清と混合し、次いで18時間室温で培養した。ウェルを空にして洗浄緩衝液で洗浄後、アセチルコリンエステラーゼ用基質を含む200μLのエルマン試薬を添加した。低速の振盪機において前記反応を室温で1時間維持し、415nmにおける吸光度をBio-Tek Instruments社(Model番号Elx800、ウィヌースキ、ヴァーモント州)ELISAプレートリーダーで測定した。PGE濃度は1mL当たりのピコグラムで表した。このアッセイのための製造業者の仕様書においては、イントラアッセイ変動係数は10%未満、PGDとPGFとの交差反応性は1%未満、および直線性は10〜1000pgmL−1の範囲を超える。
算出:PGE合成についての半抑制濃度(IC50)はCalcuSyn(BIOSOFT社、ファーガソン、ミズーリ州)を用いて算出した。各試験材料または陽性対照における4濃度の内の最低のものを計算用に使用した。この統計パッケージは、T.C ChouおよびP. Talalay が説明しているMedian Effect法[Chou, T.C.およびP. Talalay. Quantitative analysis of dose-effect relationships; the combined effects of multiple drugs or enzyme inhibitors. Adv Enzyme Regul 22: 27-55, (1984)](参照により本明細書に組み込まれている)を用いて多剤用量−効果の算出を実行する。異なる3日に実験を3回繰り返した。各処置の阻害率を別個の3回の実験で平均化し、次いでそれを用いて報告される半抑制濃度を算出した。
半抑制濃度を4つの任意のカテゴリに分類した:(1)IC50値が0.3μg/mL以内で0.1である剤について最高の抗炎症反応;(2)IC50値が0.7μg/mL以内で1.0である剤について高い抗炎症反応;(3)IC50値が2〜7μg/mLである剤について中程度の抗炎症反応;および(4)IC50値が12μg/mL超である剤について低い抗炎症反応、即ちテストされる最高濃度。
結果:全体として、ホップ誘導体は、最も効力のある天然の抗炎症剤であった(表2)。ホップ誘導体の半抑制濃度(IC50)は、Rhoイソアルファ酸の0.08μg/mLからAroma hopの1.6μg/mLの範囲であった。ホップ誘導体だけが最高の相対的抗炎症性効能に分類され;これらには、Rhoイソアルファ酸、イソアルファ酸、テトラヒドロイソアルファ酸、COホップ抽出物、アルファ酸およびヘキサヒドロイソアルファ酸が包含された。高い抗炎症作用を示すと分類された薬剤には、ホップ(ベータ酸)、クエルセチン、ホップかすCO/エタノール抽出物、ショウガ、アカシア試料番号4909抽出物、オレアノール酸、ローズマリ、ガランギン、ホップ(Aromahop油)およびゲニステインが包含された。中程度の抗炎症作用は、カイエンペッパー、アピゲニン、クルクミン、ベルベリン、ルテオリン、ケンペロール、レズベラトロルおよびイプリフラボンが示した。他の全ての試験材料は、IC50値が12μg/mLを超える低い抗炎症作用を有するものとして分類された。
Figure 2009518429
実施例2
ホップ化合物および誘導体によって刺激された、および刺激されないマウスのマクロファージにおけるPGE合成の阻害
本実施例の目的は、マウスのマクロファージモデルにおいてホップ誘導体がPGEのCOX−1合成に対して選択的にPGEのCOX−2合成を阻害する程度を評価することであった。実施例1で説明したようなRAW264.7細胞株を、本実施例においても使用した。装置、化学物質および試薬、PGEアッセイおよび算出は、実施例1で説明した場合と同様であった。
試験材料:表1で説明したようなホップ誘導体を用いた。COX−1選択的アスピリンおよびCOX−2選択的セレコキシブを陽性対照として使用した。アスピリンは、Sigma社(セントルイス、ミズーリ州)から入手し、セレコキシブの市販の製剤(Celebrex(登録商標)、Searle社、シカゴ、イリノイ州)を使用した。
細胞培養および試験材料での処置:米国菌培養収集所(マナッサス、バージニア州)からRAW264.7細胞(TIB−71)を入手し、実施例1で説明したように継代培養した。COX−2関連PGE合成のために、Day1で調製された細胞板の各ウェルから100μLの培地を除去し、2倍の終濃度で平衡化した100μLの試験化合物と取り替えた。次いで細胞を90分間培養した。20μLのLPSを刺激すべき細胞の各ウェルに添加して1μgLPS/mLの終濃度を達成し、次いで細胞を4時間培養した。その細胞を5μMアラキドン酸で更に15分間培養した。培地に放出されるPGEの測定用の清浄なマイクロチューブ内へ25μLの上澄み培地を各ウェルから移した。
COX−1関連PGE合成のために、Day1で調製された細胞板の各ウェルから100μLの培地を除去し、2倍の終濃度で平衡化した100μLの試験化合物と取り替えた。次いで細胞を90分間培養した。次に、LPS刺激の代わりに、その細胞を100μMアラキドン酸で更に15分間培養した。培地に放出されるPGEの測定用の清浄なマイクロチューブ内へ25μLの上澄み培地を各ウェルから移した。
細胞の外観を観察し、生存度を実施例1と同様に測定した。化合物のいずれにおいてもテストされた最高濃度で明らかな毒性は認められなかった。培地に放出されるPGEの測定用の清浄なマイクロチューブ内へ25μLの上澄み培地を各ウェルから移した。PGEを測定し、実施例1で前述したように報告された。実施例1で説明したようにCOX−2およびCOX−1の両方からのPGE合成のための半抑制濃度(IC50)を算出した。
結果:アスピリンおよびセレコキシブ陽性対照は、このモデル系においてそれぞれのシクロオキシゲナーゼ選択性を示した(表3)。アスピリンはCOX−1に対して約1000倍選択的であったが、一方セレコキシブはCOX−2に対して114倍選択的であった。全てのホップ材料はCOX−2選択的であり、Rhoイソアルファ酸およびイソアルファ酸はそれぞれ最高のCOX−2選択性、即ち363倍および138倍のCOX−2選択性を示した。他の原料に由来する天然物について、低半抑制濃度と結びついた高COX−2選択性は以前には報告されていない。残りのホップ誘導体の内、Aromahop油だけがかろうじて3倍のCOX−2選択性を示した。臨床的有効性にインビトロデータを外挿するには、5倍以上のCOX−2選択性によって臨床的に重要な胃粘膜保護の可能性が示されるということが一般に仮定される。この基準の下で、ベータ酸、CO2ホップ抽出物、ホップかすCO2/エタノール、テトラヒドロイソアルファ酸およびヘキサヒドロイソアルファ酸は、潜在的に臨床的に関連したCOX−2選択性を示した。
Figure 2009518429
実施例3
LPS刺激Raw264.7細胞における還元異性化アルファ酸または異性化アルファ酸による直接的なPGE阻害の欠如
本研究の目的は、ホップ誘導体のRhoイソアルファ酸および異性化アルファ酸が炎症のRAW264.7細胞モデルにおけるCOX−2介在PGE生合成の直接的阻害剤としてそれぞれ機能を果たす能力を評価することである。実施例1で説明したように、RAW264.7細胞株が本実施例で使用された。装置、化学物質と試薬、PGEアッセイ及び算出は実施例1において述べた通りである。
試験材料:表1で説明したようなホップ誘導体のRhoイソアルファ酸および異性化アルファ酸を用いた。アスピリン(COX−1選択的陽性対照)は、Sigma社(セントルイス、ミズーリ州)から入手した。
細胞培養および試験材料での処置:米国菌培養収集所(マナッサス、バージニア州)からRAW264.7細胞(TIB−71)を入手し、実施例1で説明したように継代培養した。5%COによる37℃のインキュベーションを一晩行った後、増殖培地を吸引して、FBSおよびペニシリン/ストレプトマイシンを含まない200μLのDMEMと取り替えた。RAW264.7細胞をLPSで刺激し、次いで一晩培養してCOX−2発現を誘導した。LPS刺激の18時間後に試験材料を添加し、その60分後にカルシウムイオノホアA23187を添加した。250倍原液としてのDMSO中に試験材料を溶解した。4μLのこの250倍原液試験材料調製物を1mLのDMEMに添加し、次いで200μLのこの溶液を試験材料の各用量につき8つのウェルに添加した。30分後に上澄み培地をPGE測定のために試料採取した。実施例1にて説明したように2つの別個の実験における少なくとも4つの濃度から半抑制濃度を計算した。
PGEの測定:実施例1のように、PGEの定量化用の市販の非放射性の手順(Caymen Chemical, Ann Arbor, MI)を用い、製造業者の推奨手順を変更せずに用いた。
細胞生存度:PGEアッセイ用培地の試料採取の前または直後に細胞の顕微鏡検査を行うことによって細胞生存度を評価した。テストされた濃度のいずれにおいても明らかな細胞死は認められなかった。
算出:CalcuSyn(BIOSOFT社、ファーガソン、ミズーリ州)を使用して、4つの濃度(0.10、1.0、10および100μg/mL)を用いて用量反応曲線を導き、95%信頼区間における培地阻止濃度(IC50)を計算する。
結果: RAW264.7細胞におけるPGE産生のLPS刺激は、非刺激細胞の場合と比べて1.4倍から2.1倍であった。アスピリン陽性対照において計算されたIC50値は8.7μg/mL(95%CL=3.9〜19)であり、これは、直接的なCOX−2阻害についての公表値が1.4〜50μg/mLの範囲であることと[Warner, T.D.ら、Nonsteroidal drug selectivities for cyclo-oxygenase-1 rather than cyclo-oxygenase-2 are associated with human gastrointestinal toxicity: A full in vitro analysis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96:7563-7568, (1999)]、A549細胞株におけるこの研究機関の実績データが3.2μg/mL(95%CL=0.55〜19)であることとに一致している。
LPSによるRAW264.7細胞におけるCOX−2誘導の後に添加する際、RIAAおよびIAAの両方によってPGEの適度な用量関連阻害のみが生じた。試験材料の濃度が1000倍増加することにより、それぞれ14%および10%の阻害の増加がRIAAおよびIAAにおいて認められた。用量反応勾配が緩やかであることにより、IC50値は、RIAA(36mg/mL)およびIAA(>1000mg/mL)についてmg/mLの範囲となった(表4)。3ログユニットの投与量にわたる反応において認められた変化が最小限であったことによって、この細胞に基づくアッセイにおいて認められたホップ誘導体のPGE阻害作用が細胞に対する二次的な作用であり得、COX−2酵素活性の直接的な阻害ではないことが示唆された。
図4Aおよび4Bは、RIAAおよびIAAについてそれぞれ実施例1からの用量反応データを白色の棒で示すもので、本実施例からの用量反応データは灰色の棒で示す。一連の添加の効果は明確に認められ、それによってRIAAおよびIAAが直接的なCOX−2酵素阻害剤ではないという推論が支持される。
実施例1〜3から、(1)ホップ材料は、インビトロでPGE生合成を阻害するその能力による評価としてテストされた中で最も活性が高く、抗炎症性である天然物であり;(2)RIAAおよびIAAは、COX−2誘導に関する阻害のそのパターンに基いた直接的なCOX−2酵素阻害剤であるとは思われない;および(3)RIAAおよびIAAは、COX−2酵素阻害ではなく、COX−2発現の阻害に基づくと思われるCOX−2への選択性を有する、と思われる。この選択性は、セレコキシブ(その選択性が特異的酵素阻害に基づく)とは異なる。
Figure 2009518429
実施例4
ホップ化合物および誘導体は、A549肺上皮細胞における直接的なシクロオキシゲナーゼ酵素阻害剤ではない
化学物質:本実施例で使用されるホップおよびホップ誘導体は、すでに実施例1に記載されたものである。他の全ての化学物質は、実施例1および2で説明されたような供給元から入手された。
装置、PGEアッセイおよび算出は、実施例1で説明された通りである。
細胞:A549(ヒト肺上皮)細胞を、米国菌培養収集所(マナッサス、バージニア州)から入手し、供給元の説明書に従って継代培養した。50単位ペニシリン/mL、50μgストレプトマイシン/mL、5mMのピルビン酸ナトリウムおよび5mMのL−グルタミンと共に10%FBSを含有するRPMI1640中で、5%COにより37℃で細胞をルーチン培養した。実験日に、指数的に増殖する細胞を採集して、無血清RPMI1640により洗浄した。
96ウェル組織培養プレートにおける1ウェルにつき0.2mLの増殖培地中で、1ウェルにつき8×10細胞で、対数増殖期のA549細胞を平板培養した。その後、試験化合物によるPGE阻害の測定のために、Warnerらの手順[Nonsteroid drug selectivities for cyclo-oxygenase-1 rather than cyclo- oxygenase-2 are associated with human gastrointestinal toxicity: a full in vitro analysis. Proc Natl Acad Sci U S A 96, 7563-7568, (1999)](別名、WHMA−COX−2プロトコル)を変更せずに実施した。概略説明すると、A549細胞の平板培養の24時間後にインターロイキン−1β(10ng/mL)を添加してCOX−2の発現を誘導した。24時間後にその細胞を無血清RPMI1640で洗浄した。その後、DMSOおよび無血清RPMIに溶解した試験材料をウェルに添加して25、5.0、0.5および0.05μg/mLの終濃度を達成した。各濃縮を二重で実施した。試験ウェルに含まれるものと等容量のDMSOを対照ウェルに添加した。60分後に、A23187(50μM)をそのウェルに添加してアラキドン酸を放出した。30分後に25μLの培地をPGE測定のためにそのウェルから試料採取した。
細胞生存度を視覚的に評価し、明らかな毒性は、いずれの化合物についてテストされた最高濃度においても認められなかった。上澄み培地のPGEを測定し、実施例1で前述したように報告した。実施例1で前述したようにPGE合成における半抑制濃度(IC50)を算出した。
結果:テストされた用量では、実験プロトコルにおいてホップ抽出物または誘導体のいずれかにおける半有効濃度を得ることができなかった。試験化合物の添加前にCOX−2発現の刺激がプロトコルには必要であることから、試験材料によってPGE合成を阻害することができないということは、作用機序によってCOX−2アイソザイムの発現は阻害されるが、活性は直接には阻害されないということを意味する。なんらかの直接阻害がWHMA−COX−2プロトコルを使用して認められたが、この手順は、ホップ化合物またはホップ化合物の誘導体の抗炎症性の評価には不適切であると思われる。
実施例5
ホップ誘導体は、A549肺上皮細胞におけるPGE生合成のダニダストアレルゲンの活性化を阻害する
化学物質:本実施例で使用されたホップおよびホップ誘導体(1)Alpha Hop(1%アルファ酸;AA)、(2)Aromahop OE(10%ベータ酸および2%異性化アルファ酸)、(3)Isohop(異性化アルファ酸;IAA)、(4)ベータ酸溶液(ベータ酸;BA)、(5)Hexahop Gold(ヘキサヒドロ異性化アルファ酸;HHIAA)、(6)Redihop(還元異性化アルファ酸;RIAA)および(7)Tetrahop(テトラヒドロイソアルファ酸;THIAA)は、実施例1で既に述べた。他の全ての化学物質については、実施例1および2で説明したように供給業者から入手した。終濃度が10μg/mLの試験材料を添加して60分後にダニダストアレルゲンを添加した。
装置、PGEアッセイおよび算出は、実施例1で説明した通りであった。
ダニダストアレルゲンの単離:コナヒョウヒダニ(Dermatophagoides farinae)は、アメリカイエコナダニ(American house dust mite)のことである。コナヒョウヒダニには、ピュリナ・ラブ・チャウ(Purina Lab Chow)(Ralston Purina社、セントルイス、ミズーリ州)とFleischmann's顆粒化乾燥酵母(Standard Brands社、ニューヨーク、ニューヨーク州)とを1:1の比率で室温および75%の湿度で摂取させた。生きているダニを培養容器から吸引し、そのダニを培地から移し、凍結により死滅させ、次いで0%の湿度で乾燥保存した。ダニダストのアレルゲン性成分を周囲温度で水によって抽出した。15mLの円錘形遠心管(VWR社、ロチェスター、ニューヨーク州)内の5mLの水(1:10w/v)に500mgのダニ粉末を添加し、1分間振りまぜて周囲温度で一晩放置した。翌日、0.2μmの使い捨て注射器フィルター(Nalgene社、ロチェスター、ニューヨーク州)を使用して水相を濾過した。濾過液をダニダストアレルゲンと呼び、A549肺上皮細胞におけるPGE生合成の誘導の試験に用いた。
細胞培養および処置:ヒト気管上皮細胞株(A549(米国菌培養収集所、ベセズダ、メリーランド州))を培養し、次いで実施例4にて前述したように処理した。ダニアレルゲンを培養培地に添加して1000ng/mLの終濃度を達成した。18時間後に、培地をPGE測定のために試料採取した。
結果:表5は、ダニダストアレルゲンによって刺激されたA549肺細胞におけるPGE生合成のホップ誘導体による阻害の程度を表す。テストされた全てのホップ誘導体はダニダストアレルゲンの刺激効果を有意に阻害することができた。
Figure 2009518429
本実施例は、ホップ誘導体がA549肺細胞におけるダニダストアレルゲンのPGE刺激効果を阻害することが可能であることを示す。
実施例6
ホップ(カラハナソウ)に由来するアルファ酸の誘導体による5−リポキシゲナーゼ活性の阻害
試験材料および試薬:ホップ(カラハナソウ)から単離または誘導された分画物の標準化された(表1参照)水溶液をBetaTech社(ワシントンDC)から入手した。その溶液をDMSO中に希釈して1mg/mLの参照化合物を含有させた。必要に応じて、12000×gで5分間の遠心分離によって試料を浄化した。試験として、DMSO中で連続希釈を行った。Cayman社から入手したLipoxygenase Inhibitor Screening Assay Kit(LISAK)(番号760700、シカゴ、イリノイ州)を使用してリポキシゲナーゼ活性に対する試験材料の効果を評価した。そのキットには、大豆15−リポキシゲナーゼ(番号60700)およびリノール酸が含まれた。ジャガイモ5−リポキシゲナーゼ(番号60401)を別途Cayman社から購入した。陽性対照化合物には、コーヒー酸(Cayman社、番号70602)、Trolox(Sigma社、238813)およびRev 5901(Sigma社、R5523)が含まれており;これらは商業的に入手可能な最も高い純度のものであった。Boswellin(RM07781)はMetagenics社(ギグハーバー、ワシントン州)から入手した。
アッセイ:製造業者のプロトコルに従って5−リポキシゲナーゼ(5−LOX)アッセイおよび算出を行った。概略説明すると、LISAKバイアル番号1の内容物を9部のHPLCグレード水で希釈して終濃度0.1MのTris−HCl(pH7.4)を得ることによってアッセイ緩衝液を調製した。最終反応速度が約10nmol min−1 mL−1となるように5−LOXをアッセイ緩衝液中に希釈した。
25mLのリノール酸のエタノール溶液(LISAKバイアル番号6)を25mLの0.1M KOH(LISAKバイアル番号7)に添加し、次いで950mLのHPLCグレード水で希釈することによって基質溶液を調製した。最終基質濃度は1mMであった。
90mLの希釈酵素(または反応ブランク用アッセイ緩衝液)、10mLのアッセイ緩衝液ならびに10mLの試験阻害剤またはDMSOからなる反応混合物に10mLのリノール酸を添加することによって5−LOX反応を開始した。室温で5分後、等量のLISAKバイアル2および3を混合することによって調製された100mLのLISAK chromagen(登録商標)を添加することで反応を中止した。吸光度パッケージ(Perkin Elmer番号1420〜042、番号1420〜115;ボストン、マサチューセッツ州)を備えたVictor(登録商標)Multilabel Counterにおける492nm(8nmの帯域幅)のフィルターによって吸光度を測定した。反応速度は、以下の通りに測定された。
DA min-1 = (Abs rx - Abs enzme blank)/ 5分
nmol min-1 ml-1 = DA min-1/ 9.47 mM-1
ここで、吸光係数は、0.3cmマイクロタイターウェルにおける210mLの量で形成される光路長について補正されている。
算出:CalcuSyn(BIOSOFT社、ファーガソン、ミズーリ州)を使用して用量反応曲線を作成した。各試験材料または陽性対照の少なくとも4つの濃度を計算のために用いた。
結果:結果から、ホップに由来する化学修飾をほどこした酸がジャガイモ5−LOXの活性を阻害することが示された(表6)。予想外であったが、天然のアルファ酸とベータ酸のどちらもテストされた最高の濃度では酵素に影響を及ぼさなかったが、還元および/または異性化アルファ酸は、効力のある陽性対照Triloxと一致した5mg/mLの低さの濃度での阻害において効果があることを示した。明らかな有効性の順で、Isohop(25%w/wイソアルファ酸からなる)およびHexaHop Goldは、5μg/mLの濃度で酵素阻害に最も有効であった。RedihopおよびTetrahopは、やや効果が少なかったが、10μg/mLの濃度で実質的な阻害を示した。
Figure 2009518429
成分の順位は表7で提供される。IC25値は、CalcuSyn社のMedian Effect Modelを用いて算出された。この方法で順位をつけると、Hexahop Gold、Tetrahop GoldおよびIsohopがほとんど同じで、それぞれIC25=16、18および23μg/mLで、IC25が30μg/mLのRedihopがその後に続く。
これらの予想外の結果によって、5−LOXの活動亢進を特徴とする炎症状態と関連した無数の疾患の治療にホップ苦味酸のこれらの誘導体が有用であることが示唆される。
Figure 2009518429
実施例7
還元イソアルファ酸による直接的COX−2阻害の欠如
本実施例の目的は、マグネシウムで還元したイソアルファ酸がCOX−2酵素活性の直接的な阻害剤として働き得るのかどうかを決定することである。
材料:試験化合物をジメチルスルホキシド(DMSO)中に調製し、次いで−20℃で保存した。Sigma-Aldrich社(セントルイス、ミズーリ州)からLPSを購入した。MgRIAAはMetagenics社(サンクレメンテ、カリフォルニア州)から供給されたものであり、そして市販のセレコキシブ製剤(Celebrex(登録商標)、Searle社、シカゴ、イリノイ州)を使用した。
細胞培養:ATCC(マナッサス、バージニア州)からマウスマクロファージRAW264.7細胞株を購入し、その説明書に従って維持した。1ウェル当たり8×10個の細胞密度で96ウエルプレートで細胞を継代培養し、約2日間で90%集密に到達させた。その細胞培地にLPS(1μg/mL)またはPBS単独を添加し、次いで12時間インキュベーションした。その培地をウェルから除去し、DMSOおよび無血清RPMIに溶解した試験化合物を含むLPS(1μg/mL)をそのウェルに添加して、20、5.0、1.0および0.1μg/mLのMgRIAAの終濃度ならびに100、10、1および0.1ng/mLのセレコキシブの終濃度を達成した。各濃縮を8回繰り返した。試験化合物によるインキュベーションを1時間行った後、その細胞培地を除去してLPS(1μg/mL)を含む試験化合物を含む新しい培地と取り替え、次いで1時間インキュベーションした。ウェルから培地を除去し、PGE合成についてその培地を解析した。PGEアッセイ:PGEの定量化用の市販の非放射性の手順(Caymen Chemical, Ann Arbor, MI)を用いた。試料をEIA緩衝液中に10倍で希釈し、製造業者の推奨手順を変更せずに用いた。PGE濃度を1mL当たりのピコグラムとして表した。このアッセイのための製造業者の仕様書においては、同一アッセイ内(intra-assay)変動係数は10%未満、PGDとPGFとの交差反応性は1%未満、および直線性は10〜1000pgmL−1の範囲を超える。
COX−2特異的阻害剤であるセレコキシブは用量依存的にCOX−2介在PGE合成を阻害したが(100、10、1および0.1ng/mL)、一方でMgRIAAについては有意なPGE阻害は認められなかった。このデータから、MgRIAAはセレコキシブ等の直接的COX−2酵素阻害剤ではないことが示唆される(図5)。
実施例8
MgRIAAによるiNOSおよびCOX−2タンパク質発現の阻害
MgRIAAで処置してLPSで刺激したRAW264.7細胞由来の細胞抽出物をウエスタンブロットによってiNOSおよびCOX−2タンパク質についてアッセイした。
材料:ジメチルスルホキシド(DMSO)中で試験化合物を調製し、次いで−20℃で保存した。MgRIAAは、Metagenics社(サンクレメンテ、カリフォルニア州)から供給された。Sigma-Aldrich社(セントルイス、ミズーリ州)からパルテノライド(parthenolide)を購入した。EMD Biosciences社(サンディエゴ、カリフォルニア州)からPI3K阻害剤WortmanninおよびLY294002を購入した。COX−2およびiNOSに対して作製された抗体をCayman Chemical社(アナーバー、ミシガン州)から購入した。GAPDHに対して作製された抗体をNovus Biological社(リトルトン、コロラド州)から購入した。ホースラディッシュペルオキシダーゼと結合した二次抗体をAmersham Biosciences社(ピスカタウェイ、ニュージャージー州)から購入した。
細胞培養:ATCC社(マナッサス、バージニア州)からマウスマクロファージRAW264.7細胞株を購入し、その説明書に従ってその細胞株を維持した。1ウェル当たり3×10個の細胞密度で24ウエルプレートで細胞の増殖および継代培養を行い、約2日間で90%集密に到達させた。DMSOの終濃度が0.4%の無血清培地中の細胞に試験化合物を添加した。試験化合物によるインキュベーションを1時間行った後、LPS(1μg/mL)またはリン酸緩衝生理食塩水のみを細胞ウェルに添加し、次いでインキュベーションを指示された時間行った。
ウェスタンブロット法:Buffer E(50mMのHEPES、pH7.0;150mMのNaCl;1%のトリトンX−100;1mMのオルトバナジウム酸ナトリウム;5μg/mLのアプロチニン;1μg/mLのペプスタチンA;5μg/mLのロイペプチン;1mMのフェニルメタンスルホニルフルオリド)中で細胞抽出物を調製した。概略説明すると、冷たいPBSで細胞を2回洗浄し、Buffer Eを添加した。清浄なチューブ内に細胞をこすり取り、4℃で14,000rpmで10分間遠心分離した後、その上澄液を完全な細胞抽出物として採取した。あらかじめ成形した4%〜20%のTris-HCl Criterionゲル(BioRad社、ハーキュリーズ、カリフォルニア州)で、前部の移行染料がゲルの一番下から5mmに達するまで細胞抽出物(50μg)を電気泳動にかけた。BioRad社(ハーキュリーズ、カリフォルニア州)の半湿式法システムを用いて、そのタンパク質をニトロセルロース膜へ移した。その膜を洗浄し、次いで5%のドライミルク粉末により室温で1時間ブロッキングした。一次抗体によるインキュベーションと、その後の二次抗体によるインキュベーションとを、室温で各々1時間行った。等容量のルミノール/増強剤溶液と安定過酸化物溶液のインキュベーションを室温で5分間行うことによって、Pierce Biotechnology社(ロックフォード、イリノイ州)から入手したSuperSignal West Femto Maximum Sensitivity Substrateを用いて化学発光を行った。冷却CCD Kodak(登録商標;ロチェスター、ニューヨーク州)IS1000イメージングシステムを使用してウエスタンブロットの画像を取り込んだ。デンシトメトリーは、Kodak(登録商標)ソフトウェアを使用して実行された。
ウエスタンブロット検出を用いてCOX−2およびiNOSタンパク質の発現率を評価した。LPSによる20時間の刺激後、COX−2の発現が認められた。DMSOの溶媒対照と比較して、MgRIAAによるCOX−2タンパク質発現は55%低下したことが認められた(図6)。特異的NF−kB阻害剤であるパルテノライドはタンパク質発現を22.5%阻害したが、一方でPI3−キナーゼ阻害剤はCOX−2発現を約47%増大させた(図6)。更に、MgRIAAによって、LPSによる20時間の刺激後にiNOSタンパク質発現が73%低下したことが認められた(図7)。
実施例9
NF−κB核転座およびDNA結合
DNAに対するNF−κB結合について、MgRIAAでの処置とLPSによる4時間の刺激とが行われたRAW264.7細胞からの細胞核抽出物をアッセイした。
材料:ジメチルスルホキシド(DMSO)中に試験化合物を調製して、−20℃で保存した。MgRIAAは、Metagenics社(サンクレメンテ、カリフォルニア州)から供給された。Sigma-Aldrich社(セントルイス、ミズーリ州)からパルテノライド(NF−kB活性化用特異的阻害剤)を購入した。EMD Biosciences社(サンディエゴ、カリフォルニア州)からPI3K阻害剤LY294002を購入した。
細胞培養:ATCC(マナッサス、バージニア州)からマウスマクロファージRAW264.7細胞株を購入し、その説明書に従って維持した。1ウェル当たり1.5×10個の細胞密度で6ウエルプレートで細胞を継代培養し、約2日間で90%集密に到達させた。終濃度が0.4%DMSOで無血清培地中の細胞に、試験化合物(MgRIAA(55および14μg/mL)、パルテノライド(80μM)およびLY294002(25μM)を添加した。試験化合物による1時間のインキュベーション後、LPS(1μg/mL)またはPBS単独を細胞培地に添加し、次いでインキュベーションを更に4時間継続した。
NF−κB−DNA結合:実質的にDignamら[Nucl Acids Res 11:1475-1489, (1983)]に記載されたように細胞核抽出物を調製した。概略説明すると、冷たいPBSで細胞を2回洗浄し、次いでBuffer A(10mMのHEPES、pH7.0;1.5mMのMgCl;10mMのKCl;0.1%のNP−40;5μg/mLのアプロチニン;1μg/mLのペプスタチンA;5μg/mLのロイペプチン;1mMのフェニルメタンスルホニルフルオリド)を添加して15分間の氷上に置いた。清浄なチューブ内に細胞をこすり取り、凍結/融解の処理を3サイクル行った。10,000の×gの遠心分離を4℃で5分間行った後の上澄液層が細胞質の分画物であった。残留する沈殿物をBuffer C(20mMのHEPES、pH7.0;1.5mMのKCl;420mMのKCl;25%のグリセロール;0.2MのEDTA;5μg/mLのアプロチニン;1μg/mLのペプスタチンA;5μg/mLのロイペプチン;1mMのフェニルメタンスルホニルフルオリド)中で再懸濁し、次いで氷上に15分間置いた。10,000×gの遠心分離を4℃で5分間行った後の細胞核抽出物分画物を上澄液層として採集した。細胞核抽出物のNF−kB DNA結合は、製造業者の説明書に従ってActive Motif社(カールズバッド、カリフォルニア州)のTransAM NF−κBキットを使用して評価された。図8に示すように、TransAMキットによって96ウェルフォーマットの中でコンセンサス配列に対して結合するNF−κBのp50サブユニットが検出された。タンパク質濃度を測定し(Bio-Rad assay)、次いで10μgの核タンパク質抽出物を二重でアッセイした。
細胞核抽出物(10μg)の解析を二重で実施し、その結果を図9にグラフで示す。LPS(1μg/mL)による刺激によって、NF−κB DNA結合が2倍増加した。LY294002(PI3キナーゼ阻害剤)での処置によって、前の文献報告から予想されたように、NF−κB結合が適度に減少した。パルテノライドによってもまた、予想された通りにNF−κB結合が有意に減少した。MgRIAAにおいてNF−κB結合の大幅な減少が認められた。その効果は、用量反応の方法で認められた。NF−κB結合の減少によって、COX−2やiNOSやTNFα等の標的遺伝子の転写活性化が低下し得る。
その結果によって、MgDHIAAにおいて認められたNF−κB結合の減少によりCOX−2タンパク質発現が低下し、これは最終的にPGE産生の低下につながるということが示唆される。
実施例10
アカシア樹皮の水抽出液のジメチルスルホキシド可溶性分画物によって誘発される3T3−L1脂肪細胞における脂質生成の増加
モデル:
3T3−L1マウス繊維芽細胞モデルを用いて脂肪細胞分化および脂肪生成に対する化合物の潜在的影響を検討した。この細胞株によって、脂肪細胞への分化を調節するものから切り離して、前脂肪細胞の複製を調節する刺激および機序を検討することが可能になり[Fasshauer, M., Klein, J., Neumann, S., Eszlinger, M.およびPaschke, R. Hormonal regulation of adiponectin gene expression in 3T3-L1 adipocytes. Biochem Biophys Res Commun, 290: 1084-1089, (2002);Li, Y.およびLazar, M. A. Differential gene regulation by PPARgamma agonist and constitutively active PPARgamma2. Mol Endocrinol, 16: 1040-1048, (2002)]、ならびに検査薬のインスリン活性化能力およびトリグリセリド低下能力を検討することが可能になる[Raz, I., Eldor, R., Cernea, S.およびShafrir, E. Diabetes: insulin resistance and derangements in lipid metabolism. Cure through intervention in fat transport and storage. Diabetes Metab Res Rev, 21: 3-14, (2005)]。
前脂肪細胞として、3T3−L1細胞は線維芽細胞の外観を有する。その細胞は、融合性単層を形成するまで培養組織において複製し、その後、細胞−細胞接触によってGo/G増殖の停止が起こる。脂肪細胞への3T3−L1細胞の終末分化は、集密前および集密後の前脂肪細胞の増殖に依存する。その後3−イソブチル−1−メチルキサンタン(デキサメタゾン)および高用量のインスリン(MDI)で2日間刺激することによって、これらの細胞が集密後に有糸分裂クローン増殖することが促進され、細胞周期を出て、脂肪細胞特異的遺伝子の発現が開始される。分化の誘導の約5日後に、特徴的な脂質を含む脂肪細胞の表現型を90%超の細胞が示す。3T3−L1細胞のトリグリセリド合成を評価することによって、検査薬のインスリン活性化能力の有効なモデルが提供される。
脂肪細胞の脂質取り込みを促進する剤がインスリン感受性を改善するということは逆説的に見える。この矛盾を説明しようとして、幾つかの仮説が提案されてきた。研究支援を得ることを継続する1つの根拠は、「脂肪酸盗み(fatty acid steal)」の概念、あるいはグルコース取り込みに付随する改善を伴う筋肉における脂肪酸の相対的欠乏の原因となる血漿からの脂肪細胞への脂肪酸の組込みである[Martin, G., K. Schoonjansら、PPARgamma activators improve glucose homeostasis by stimulating fatty acid uptake in the adipocytes. Atherosclerosis 137 Suppl: S75-80, (1998)]。チアゾリジンジオン(例えばトログリタゾンやピオグリタゾン)は、脂肪酸の脂肪分解または血漿へ放出のインスリン抑制を大きくする脂肪細胞における脂質生成活性を選択的に刺激することが示されている[Yamauchi, T., J. Kamonら、The mechanisms by which both heterozygous peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARgamma) deficiency and PPARgamma agonist improve insulin resistance. J Biol Chem 276(44): 41245-54, (2001);Oakes, N. D., P. G. Thalenら、Thiazolidinediones increase plasma-adipose tissue FFA exchange capacity and enhance insulin-mediated control of systemic FFA availability. Diabetes 50(5): 1158-65, (2001)]。この作用により、他の組織に有効な遊離脂肪酸が減少する[Yang, W. S., W. J. Leeら、Weight reduction increases plasma levels of an adipose-derived anti-inflammatory protein, adiponectin. J Clin Endocrinol Metab 86(8): 3815-9, (2001)]。従って、チアゾリジンジオン処置の結果として、筋肉や肝臓における遊離脂肪酸のインスリン脱感作効果が低下する。これらのインビトロにおける結果は、臨床的に確認されている[Boden, G. Role of fatty acids in the pathogenesis of insulin resistance and NIDDM. Diabetes 46(1): 3-10, (1997);Stumvoll, M. and H. U. Haring Glitazones: clinical effects and molecular mechanisms. Ann Med 34(3): 217-24, (2002)]。
試験材料:トログリタゾン、メチルイソブチルキサンチン、デキサメタゾン、インドメタシン、オイルレッドOおよびインスリンは、Sigma社(セントルイス、ミズーリ州)から入手した。試験材料は、アカシア(AcE)試料番号4909のゴム樹脂の50:50(v/v)水/アルコール抽出物から作製した暗褐色の粉末であり、Bayir Chemicals(No.68、South Cross Road、Basavanagudi、インド)から入手した。この抽出物は、少なくとも20%のアペカテキン(apecatechin)を含むよう標準化された。本実施例で使用したバッチ番号A Cat/2304は、UV分析による測定で20.8%のアペカテキンを含有していた。ペニシリン、ストレプトマイシン、Dulbecoの改良Eagle培地(DMEM)はMediatech社(ハーンドン、バージニア州)から入手し、10%FBS−HI(ウシ胎児血清(熱によって不活性化))はMediatech社およびHyclone社(ローガン、ユタ州)から入手した。特に示されない限り、他の全ての標準試薬はSigma社から購入された。
細胞培養および処置:米国菌培養収集所(マナッサス、バージニア州)からマウスの繊維芽細胞株3T3−L1を購入し、その供給業者からの説明書に従って継代培養した。実験前に、50単位ペニシリン/mLおよび50μgストレプトマイシン/mLを添加した10%FBS−HIを含有するDMEM中で細胞を培養し、実験的準備の前に対数増殖期で維持した。5%COの湿気を与えられた37℃のインキュベーターにおいて細胞を増殖させた。集密前の培地の成分には、(1)4.5gグルコース/Lを含有する10%FBS/DMEM;(2)50U/mLのペニシリン;および(3)50μg/mLのストレプトマイシンが含まれる。500mLのDMEMに50mLの熱不活性FBSおよび5mLのペニシリン/ストレプトマイシンを添加することによって増殖培地を作製した。この培地を4℃で保存した。使用前に、その培地を水浴中で37℃に暖めた。
24ウェルプレートにおいて6×10個/cmの細胞の初期密度で3T3−T1細胞を播種した。2日間、細胞を増殖させて集密に達した。集密後、分化培地の添加によって細胞を脂肪細胞に分化させた;この培地は、(1)10%FBS/DMEM(高グルコース);(2)0.5mMのメチルイソブチルキサンチン;(3)0.5μMのデキサメタゾン;および(4)10μg/mLのインスリン(MDI培地)からなるものであった。3日後、その培地を、10%FBS/DMEM中の10μg/mLのインスリンからなる分化後の培地に変更した。
ジメチルスルホキシド(DMSO)中にAcEを部分的に溶解し、次いで培養培地に添加して、分化のDay0および成熟期(Day6または7)にわたって50μg/mLの濃度を達成する。新しい培地を添加した場合はいつでも、新しい試験材料も添加した。DMSOは、その極性と、それが水性細胞培養培地と相溶性であることとについて選択された。陽性対照として、インドメタシンおよびトログリタゾンをそれぞれ添加して5.0μg/mLおよび4.4μg/mLの終濃度を達成した。分化した、Day6/Day7の3T3−L1細胞を、0.36%のオイルレッドOまたは0.001%のBODIPYで染色した。試験材料による細胞の分化および処置のための完全な手順については、図10に図式的に概説される。
オイルレッドO染色:KasturiおよびJoshiの方法[Kasturi, R.およびJoshi, V. C. Hormonal regulation of stearoyl coenzyme A desaturase activity and lipogenesis during adipose conversion of 3T3-L1 cells. J Biol Chem, 257: 12224-12230, 1982]に従って、Day6/Day7の分化3T3−L1細胞のトリグリセリド含有量について、オイルレッドOにより評価した。PBS(リン酸緩衝生理食塩水、Mediatech社)で単層細胞を洗浄し、10%のホルムアルデヒドで10分間固定した。3部の0.6%オイルレッドO/イソプロパノール原液と2部の水とのオイルレッドO作用溶液で固定細胞を1時間染色し、次いで余分な染色を水で一度洗浄した。その結果生じる染色油滴を、イソプロパノールを含む細胞から抽出し、次いで540nmの吸光光度法により定量した(MEL312e BIO-KINETICS READER, Bio-Tek Instruments、ウィヌースキ、ヴァーモント州)。試験材料および陽性対照(インドメタシンおよびトログリタゾン)の結果について、溶媒対照の540nmの吸光度と比較して示した。
BODIPY染色:細胞の中性および非極性の脂質の定量化のために、4,4−ジフルオロ−1,3,5,7,8−ペンタ−メチル−4−ボラ−3a,4a−ジアザ−s−インダセン(BODIPY 493/503;Molecular Probes、ユージン、オレゴン州)を使用した。概略説明すると、培地を除去し、次いで細胞を非滅菌PBSで一度洗浄した。1mLのDMSO(1,000μg BODIPY/mL)中に1mgのBODIPYを溶解させることによって1000倍のBODIPY/DMSO原液を作製した。次いで、作用溶液におけるBODIPYの終濃度を0.01μg/μLにするために、10μLの原液を990μLのPBSに添加することによってBODIPY作用溶液を作製した。100μLのこの作用溶液(1μgのBODIPY)を96ウェルのミクロタイタープレートの各ウェルに添加した。周囲温度でオービタルシェーカー(DS-500、VWR Scientific Products、サウスプレインフィールド、ニュージャージー州)に置いて15分後、細胞を100μLのPBSで洗浄し、その後細胞内へのBODIPYの取り込みについての分光蛍光分析測定の読み取りのために100μLのPBSを添加した。BODIPY蛍光の定量化のために、485nmの励起および530nmの発光で設定されたPackard Fluorocount分光蛍光計(Model番号BF10000、Meridan、コネティカット州)を使用した。溶媒対照の蛍光と比較して、試験材料、インドメタシンおよびトログリタゾンについての結果を報告した。
全ての中性および非極性の脂質のBODIPY定量化と、Day7の3T3−L1細胞中のトリグリセリド含有量のオイルレッドO測定との間の関係のカイ二乗分析によって、p<0.001およびオッズ比4.64で、2つの方法の間に有意な関係が示された。
統計計算および解釈:AcEおよびインドメタシンを少なくとも3回繰り返してアッセイした。溶媒およびトログリタゾン対照についても、8回繰り返した。非極性の脂質の組込みについては、溶媒対照中の完全に分化した細胞の非極性の脂質の蓄積と比較して示した。陽性反応は、溶媒対照のそれぞれの95%信頼区間の上限値(片側、Excel;Microsoft、レドモンド、ワシントン州)を超えるオイルレッドOまたはBODIPY染色によって評価された脂質蓄積の増加として定義された。AcEは、更に溶媒反応に関してトログリタゾン陽性対照と同等またはそれ以上の脂肪生成の増加を特徴とし;この評価にはExcelのスチューデントt検定の機能を用いた。
結果:陽性対照のインドメタシンおよびトログリタゾンは、3T3−L1細胞において同程度に脂質生成を誘導した(図11)。予想外なことに、AcEによって、陽性対照のインドメタシンとトログリタゾンのいずれよりも大きな脂肪生成反応が生じた。
3T3−L1細胞(水性アカシア試料番号4909抽出物のジメチルスルホキシド可溶性成分)において示された脂質生成の可能性によって、インスリンに対して非感受性の徴候または症候を示すヒトまたは他の動物におけるインスリン感受性を増加させる可能性が示される。
実施例11
アカシアの水抽出液のジメチルスルホキシド可溶性分画物によって誘発されるインスリン抵抗性3T3−L1脂肪細胞からのアディポネクチン分泌の増加
モデル:この実験には実施例10で説明したような3T3−L1マウス繊維芽細胞モデルを用いた。
試験材料:トログリタゾンをCayman Chemical社(アナーバー、ミシガン州)から購入し、一方でメチルイソブチルキサンチン、デキサメタゾンおよびインスリンをSigma社(セントルイス、ミズーリ州)から入手した。試験材料は、アカシア(AcE)試料番号4909のゴム樹脂の50:50(v/v)水/アルコール抽出物から作製した暗褐色の粉末であり、Bayir Chemicals(No.68、South Cross Road、Basavanagudi、インド)から入手した。この抽出物は、少なくとも20%のアペカテキンを含むよう標準化された。本実施例で使用したバッチ番号A Cat/2304は、UV分析による測定で20.8%のアペカテキンを含有していた。ペニシリン、ストレプトマイシン、Dulbecoの改良Eagle培地(DMEM)はMediatech社(ハーンドン、バージニア州)から入手し、10%FBS−HI(ウシ胎児血清(熱によって不活性化))はMediatech社およびHyclone社(ローガン、ユタ州)から入手した。特に示されない限り、他の全ての標準試薬はSigma社から購入された。
細胞培養および処置:実施例10で説明したように、マウス繊維芽細胞株3T3−L1の培養を行ってDay6に分化した脂肪細胞を産生した。96ウエルプレートの1×10個/cmの初期細胞密度で3T3−L1細胞を播種した。2日間細胞を増殖させて集密に達した。集密後、分化培地を添加することにより細胞を脂肪細胞に分化させた;この培地は、(1)10%FBS/DMEM(高グルコース);(2)0.5mMメチルイソブチルキサンチン;(3)0.5μMデキサメタゾン;および(4)10μg/mLのインスリン(MDI培地)からなるものであった。Day3からDay5まで、その培地は、10%FBS/DMEM中に10μg/mLのインスリンからなる分化後の培地に変更された。
Fasshauerら、[Fasshauerら、Hormonal regulation of adiponectin gene expression in 3T3-L1 adipocytes. BBRC 290:1084-1089, (2002)]に記載された手順を一部修正したものを利用してインスリン抵抗性、成熟3T3−L1細胞に対するアカシアの効果を評価した。概略説明すると、Day6に、0.5%ウシ血清アルブミン(BSA)を含有する無血清培地中で細胞を3時間維持し、次いで1μg/mLのインスリンに加えて溶媒、あるいはインスリンに加えて試験材料で処置した。トログリタゾンをジメチルスルホキシド中に溶解し、次いで添加して5、2.5、1.25および0.625μg/mLの濃度を達成した。アカシア抽出物は、50、25、12.5および6.25μg/mLでテストされた。24時間後、アディポネクチン測定のために上澄み培地を試料採取した。試験材料による細胞の分化および細胞への処置についての完全な手順は、図12で図式的に概説される。
アディポネクチンアッセイ: Mouse Adiponectin Quantikine(登録商標)Immunoassayキットを変更せずに使用して、培地に分泌されるアディポネクチンを定量した(R&D Systems社、ミネアポリス、ミネソタ州)。製造業者によってもたらされた情報が示すところによれば、マウス細胞培地中にスパイクされたアディポネクチンの回収率の平均値は103%で、検出可能なアディポネクチン濃度の最低値は0.001〜0.007ng/mLの範囲であった。
統計計算および解釈:全てのアッセイを二重で実施した。統計解析として、アディポネクチン分泌に対するアカシアの効果を、溶媒対照と比較して計算した。投与量間の差は、多重比較についての補正なしのスチューデントのt検定を使用して求められ;第1種の誤差の見かけ上5%の確率が選択された。
見かけ上のミカエリス定数および最大反応速度を求めるためのHofsteeの方法[Hofstee, B.H. Non-inverted versus inverted plots in enzyme kinetics. Nature 184:1296-1298, (1959)]を一部修正したものを利用して試験材料の効能を推定した。{相対アディポネクチン分泌/[濃度]}を独立変数v/[S]に代入し、{相対アディポネクチン分泌}を変数{v}に代入することによって、関係式:y=mx+bを導いた。対照溶媒を基準とした最大アディポネクチン分泌をy切片から推定し、一方で最大の半分の半減のアディポネクチン分泌に必要な試験材料の濃度をその傾きの負の値から計算した。
結果:陽性対照のトログリタゾンについてテストされた全ての濃度について、アディポネクチン分泌は、インスリン抵抗性3T3−L1細胞の溶媒対照と比較して、2.44倍の最大刺激で2.5μg/mLに高まった(図13)。50μg/mLおよび25μg/mLの濃度のアカシアについては、それぞれ溶媒対照と比較してアディポネクチン分泌が1.76倍および1.70倍増加した。アカシアのこれらの濃度のいずれも、トログリタゾンで認められた最大アディポネクチン分泌には等しくなかったが、トログリタゾンの濃度1.25μg/mLおよび0.625μg/mLと同等であった。
改良Hofsteeプロットから導かれた最大アディポネクチン分泌の推定によって、最大の半分の刺激に必要な濃度の差が大きいアディポネクチン分泌の同等の相対的増加が示された。トログリタゾンおよびアセンヤクノキについてy切片から推定した最大アディポネクチン分泌は、それぞれ溶媒対照と比較して2.29倍および1.88倍であった。しかしながら、インスリン抵抗性3T3−L1細胞における最大の半分のアディポネクチン分泌の刺激に必要な濃度は、トログリタゾンについては0.085μg/mL、アカシアについては5.38μg/mLであった。アペカテキン含有率の最小値が20%における計算においては、アカシアに関するこの後者の数字は約1.0μg/mLになった。
インスリン抵抗性3T3−L1細胞においてアディポネクチン分泌を高めるその能力に基いて、アカシアおよび/またはアペカテキンは、血漿アディポネクチン濃度を低下させる臨床病理学に好ましい効果を有するものと考えることができる。
実施例12
アカシアの水抽出液のジメチルスルホキシド可溶性分画物によって誘発されるTNFαで処置された3T3−L1脂肪細胞からのアディポネクチン分泌の増加
モデル:この実験には実施例10で説明したような3T3−L1マウス繊維芽細胞モデルを用いた。
試験材料:
インドメタシン、メチルイソブチルキサンチン、デキサメタゾンおよびインスリンをSigma社(セントルイス、ミズーリ州)から入手した。試験材料は、アカシア(AcE)試料番号4909のゴム樹脂の50:50(v/v)水/アルコール抽出物から作製した暗褐色の粉末であり、Bayir Chemicals(No.68、South Cross Road、Basavanagudi、インド)から入手した。この抽出物は、少なくとも20%のアペカテキンを含むよう標準化された。本実施例で使用したバッチ番号A Cat/2304は、UV分析による測定で20.8%のアペカテキンを含有していた。ペニシリン、ストレプトマイシン、Dulbecoの改良Eagle培地(DMEM)はMediatech社(ハーンドン、バージニア州)から入手し、10%FBS−HI(ウシ胎児血清)はMediatech社およびHyclone社(ローガン、ユタ州)から入手した。特に示されない限り、他の全ての標準試薬はSigma社から購入された。
細胞培養および処置:実施例10で説明したように、マウス繊維芽細胞株3T3−L1の培養を行ってDay3に分化した脂肪細胞を産生した。96ウエルプレートの1×10個/cmの初期細胞密度で3T3−L1細胞を播種した。2日間細胞を増殖させて集密に達した。集密後、分化培地を添加することにより細胞を脂肪細胞に分化させた;この培地は、(1)10%FBS/DMEM(高グルコース);(2)0.5mMメチルイソブチルキサンチン;(3)0.5μMデキサメタゾン;および(4)10μg/mLのインスリン(MDI培地)からなるものであった。Day3からDay5まで、その培地は、DMEM中に10%FBSからなる分化後の培地に変更された。Day5に、インドメタシンまたはアカシア抽出物を含むまたは含まない10%FBS/DMEM中に10、2または0.5ng/mLのTNFαを含有する試験培地に、その培地を変更した。インドメタシンをジメチルスルホキシド中に溶解し、次いで添加して5、2.5、1.25および0.625μg/mLの濃度を達成した。そのアカシア抽出物を、50、25、12.5および6.25μg/mLでテストした。Day6に、アディポネクチン測定のために上澄み培地を試料採取した。試験材料による細胞の分化および細胞の処置についての完全な手順は、図14で図式的に概説される。
アディポネクチンアッセイ: Mouse Adiponectin Quantikine(登録商標)Immunoassayキットを変更せずに使用して、培地に分泌されるアディポネクチンを定量した(R&D Systems社、ミネアポリス、ミネソタ州)。製造業者によってもたらされた情報が示すところによれば、マウス細胞培地中にスパイクされたアディポネクチンの回収率の平均値は103%で、検出可能なアディポネクチン濃度の最低値は0.001〜0.007ng/mLの範囲であった。
統計計算および解釈:全てのアッセイを二重で実施した。統計解析として、アディポネクチン分泌に対するインドメタシンまたはアセンヤクノキの効果を、溶媒対照と比較して計算した。投与量および検査薬の間の差は、多重比較についての補正なしのスチューデントのt検定を使用して求められ;第1種の誤差の見かけ上5%の確率が選択された。
結果:TNFαは、10ng/mLおよび2ng/mLの濃度の成熟3T3―L1細胞における溶媒対照と比較して、アディポネクチン分泌をそれぞれ65%および29%有意に(p<0.05)低下させ、0.5ng/mLでアディポネクチン分泌に対する明らかな効果を有さなかった(図15)。10ng/mLおよび2ng/mLのTNFαで、インドメタシンは、TNFα単独と比較して、テストされた全ての投与量でアディポネクチン分泌を高めたが(p<0.05)、アディポネクチン分泌を溶媒対照のレベルに戻すことはできなかった。10ng/mLのTNFαの存在下におけるアカシアでの処置によって、インドメタシンの場合と比較して、アディポネクチンの増加は、減少するとはいえ同等となった。アセンヤクノキおよびインドメタシンの間のアディポネクチン刺激の差は、増加させる4つの用量において、それぞれ14、20、32および41%であった。投与量間の多重度がインドメタシンおよびアカシアについて同一であったことから、これらの結果によって、TNFαが超生理学的濃度である場合の3T3−L1細胞へのアディポネクチン分泌の回復について、インドメタシンの効能はアカシアの活性物質より大きかったことが示される。
3T3−L1細胞へ2ngのTNFαおよびアカシアで処置をすることによって、TNFα単独と比較して、6.25、25および50μg/mLで有意(p<0.05)なアディポネクチン分泌の増加が生じた。しかし、10ngのTNFα/mLとは異なり、アカシアおよびインドメタシンの間の差はほとんどなく、明らかに投与量に関連がなく、テストされた全4つの濃度について平均は5.5%であった。インドメタシンによる観察において、アカシアにおけるアディポネクチン分泌は、溶媒対照で認められるレベルに戻らなかった。
0.5ng/mLのTNFαにおいて、インドメタシンは、2.5μg/mLおよび5.0μg/mLの濃度で有意(p<0.05)なアディポネクチン分泌の用量依存的な減少を引き起こした。興味深いことには、インドメタシンと異なり、アセンヤクノキは、50μg/mLでTNFαおよび溶媒の両方で処置をした3T3―L1脂肪細胞と比較してアディポネクチン分泌を増加させた。従って、生理学的レベルに近いTNFαの濃度において、アセンヤクノキは、TNFαおよび溶媒対照の両方よりもアディポネクチン分泌を高め、そして意外にもインドメタシンよりも優れていた。
TNFαで処置された3T3−L1細胞におけるアディポネクチン分泌を高めるその能力に基けば、アセンヤクノキおよび/またはアペカテキンは、TNFαのレベルが上昇して血漿アディポネクチン濃度が低下する全ての臨床病理学に好ましい効果があると考えられよう。
実施例13
種々の市販のアカシア試料は3T3−L1脂肪細胞モデルにおける脂質生成を増大させる
モデル:この実験において、実施例10で説明したような3T3−L1マウス繊維芽細胞モデルを用いた。使用された全ての化学物質および手順は、オイルレッドOアッセイのみを実施してアセンヤクノキで誘導した細胞トリグリセリドの含有量を評価したこと以外は実施例10で説明した通りであった。アセンヤクノキ試料番号5669はNatural Remedies(364, 2nd Floor, 16th Main, 4th T Block Bangalore, Karnataka 560041、インド)から入手し;ならびに試料番号4909、5667および5668はBayir Chemicals(No. 10, Doddanna Industrial Estate, Penya II Stage, Bangalore, 560091 Karnataka、インド)から入手した。アラビアゴムモドキ試料番号5639、5640および5659は、KDN-Vita International社(121 Stryker Lane, Units 4 & 6 Hillsborough、ニュージャージー州、08844)から購入した。試料5640は樹皮として、試料5667はゴム樹脂として、および試料5669は心材粉末として記載されたものである。全ての他の試料は、指示されない限り、アセンヤクノキの樹皮の登録商標のメタノール抽出物として記載された。
結果:検討される全てのアカシア試料によって、陽性の脂質生成反応が生じた(図16)。最も高い脂質生成反応が達成された試料は、5669(心材粉末;1.27)、5659(メタノール抽出物;1.31)、5640(DMSO抽出物;1.29)および4909(メタノール抽出物;1.31)であった。
本実施例によって、インシュリン作用の増大を補助する脂肪細胞の生理機能の優れた改良が可能となるアセンヤクノキ中の複数の化合物の存在が更に示される。
実施例14
種々の市販のアカシア試料はTNFα−3T3−L1脂肪細胞モデルにおけるアディポネクチン分泌を増大させる
モデル:この実験において、実施例10で説明したような3T3−L1マウス繊維芽細胞モデルを用いた。標準的化学物質を使用し、細胞の処理を実施例10および12で説明したように実施した。しかし、TNFαで3T3―L1脂肪細胞を処置することは、その細胞が2ng/mLまたは10ng/mLのTNFαにだけ曝露されたという点が実施例12と異なった。実施例12で詳述したアディポネクチンについて、Day6に培養上澄み培地をアッセイした。アカシア試料番号4909、5639、5659、5667、5668、5640および5669の調製は、実施例13で説明した通りであった。
結果:2ng/mLのTNFαによって3T3−L1脂肪細胞のアディポネクチン分泌は溶媒対照よりも27%減少したが、一方で1.25μg/mLのインドメタシンによってアディポネクチン分泌はTNFα溶媒対照より11%最大限に増大した(表8)。アカシア試料番号5559だけは、テストされた4つの投与量のいずれにおいてもアディポネクチン分泌を増加させることができなかった。アカシアの他の全ての調製物によって、アディポネクチン分泌の最大の増加は同様となり、その範囲は10〜15%であった。しかし、各種アカシア調製物によって最大のアディポネクチン分泌が誘発される濃度に関しては、差が認められた。最も効力のある調製物は、12.5μg/mLで達成されるアディポネクチン刺激の最大刺激を伴う番号5640であり、続いて25μg/mLの番号4909および番号5668、最後に50μg/mLの番号5639、番号5667および番号5669であった。
Figure 2009518429
10ng/mLのTNFαによって3T3−L1脂肪細胞のアディポネクチン分泌が溶媒対照より54%減少したが、一方で5.0μg/mLのインドメタシンによってアディポネクチン分泌はTNFα溶媒対照より67%最大限に上昇した(表9)。トログリタゾンによって、テストされた最低投与量の0.625μg/mLでアディポネクチン分泌は51%最大限に増加した。アカシア調製物番号5559によって、25μg/mLで有意な増加(p<0.05)が12%と最も低くなった。アカシアの他の全ての調製物によって、アディポネクチン分泌の増加は最大となり、その範囲は17〜41%であった。最も効力のある調製物は番号4909および番号5669であり、そのアディポネクチン分泌の増加はTNFα溶媒対照に対してそれぞれ41%および40%であった。
Figure 2009518429
代謝症候群のこの第2のモデルにおいてアカシアの種々の試料または調製物が類似の反応を誘発するということが認められ、それによって、インスリン作用の増大を補助する脂肪細胞の生理機能の優れた改良が可能となるアカシアにおける複数の化合物の存在が更に示される。
実施例15
TNFα/3T3―L1脂肪細胞モデルにおけるアディポネクチン分泌の増加が可能となるアセンヤクノキからの極性および非極性の溶媒抽出物の化合物
モデル:この実験において、実施例10で説明したような3T3−L1マウス繊維芽細胞モデルを用いた。用いた標準的化学物質は、実施例10および12で説明した通りであった。実施例12で説明したような10ng/mLのTNFαで3T3−L1脂肪細胞を処置した。実施例12で詳述したように、Day6にアディポネクチンについて培養上澄み培地をアッセイした。
試験材料:微速度の標準動力ドリルを使用した5/8インチの金属ドリルビットによって、アセンヤクノキの試料番号5669の心材の大きなチップ(各チップの重量は5〜10グラム)を低速で穿孔した。木屑を乳鉢に集め、次いで液体N下で凍結しながら微粉に粉砕した。この粉末を250ミクロンの篩にかけて約10gの微細な易流動性粉末とした。
Figure 2009518429
この粉末を6つのガラスのアンバーバイアル(150mg/バイアル)に分注し、次いで表10にリストが示される2mLの溶媒で約10時間40℃で抽出した。この抽出後、心材/溶媒懸濁液を遠心分離(5800×g、10分)に供した。遠心分離からの上澄み分画物を0.45ミクロンのPTFE注射器フィルターで濾過して別々のアンバーガラスバイアル内に入れた。これらの試料の各々を真空内で濃縮した。表2に示すように、DMSOはアセンヤクノキの心材から最も多くの材料を抽出し、クロロホルムが抽出したものは最少であった。全ての抽出物試料は、50、25、12.5および6.25μg/mLでテストされた。
ピオグリタゾンは、Actos(登録商標;Takeda Pharmaceuticals、リンカンシア、イリノイ州)として市販されている原料から45mgのピオグリタゾン・テーブル(pioglitazone tables)として入手した。その錠剤を微粉に粉砕して、次いで5.0、2.5、1.25および0.625μg/mLのピオグリタゾンでテストした。インドメタシンも更なる陽性対照として含まれた。
結果:両方の陽性対照(ピオグリタゾンおよびインドメタシン)は、TNFαの存在下で脂肪細胞によるアディポネクチン分泌をそれぞれ115%および94%増加させた(図17)。最適なピオグリタゾンおよびインドメタシンの濃度は、それぞれ1.25μg/mLおよび2.5μg/mLであった。アセンヤクノキ試料番号5669の全ての抽出物は、TNFαでの処置よりもアディポネクチン分泌を増加させた。その抽出物の中で、DMSO抽出物が、6.25μg/mLの抽出物で認められた最大の活性を有するアディポネクチン分泌の最も効力のある誘導物質であった。この結果は、様々な極性の広範囲にわたる材料を抽出するDMSOの能力に起因するかもしれない。図17の考察によって、水抽出物(極性化合物)およびクロロホルム抽出物(非極性化合物)は、TNFα/3T3−L1脂肪細胞モデルにおけるアディポネクチン分泌を増加させる能力に差がほとんどなかったことが示された。これらの抽出物が類似の化合物を含んだということは可能性が低い。本実施例によって、極性の異なる溶媒の、炎症誘発性刺激がある場合において脂肪細胞からのアディポネクチン分泌を増加させることが可能な化合物をアセンヤクノキ心材から抽出する能力が示される。
実施例16
アセンヤクノキの酸性および塩基性の分画物はTNFα/3T3−L1脂肪細胞モデルにおいてアディポネクチン分泌を増加させることができる
モデル:この実験において、実施例10で説明したような3T3−L1マウス繊維芽細胞モデルを用いた。用いた標準的化学物質は、実施例10および12で説明した通りであった。実施例12で説明したような10ng/mLのTNFαで3T3−L1脂肪細胞を処置した。実施例12で詳述したように、Day6にアディポネクチンについて培養上澄み培地をアッセイした。
試験材料:アセンヤクノキ試料番号5669を以下の手順に従って抽出した:アルカリ性イソプロピルアルコール溶液(イソプロパノール中に1%(v/v)1.5N NaOH)を50mLのFalcon(登録商標)チューブ内の約50mgの乾燥アセンヤクノキ心材粉末(番号5669)に添加した。次いで試料を少しの間混合し、30分間音波破砕し、次いで残留する固体成分をペレットに1時間遠心分離した。次いでその上澄み液を0.45ミクロンの濾紙で濾過した。使用するアルカリ性イソプロパノールのpHは8.0であったが、一方で採集した液体のpHは7.0であった。クリアな、濾過された液体の一部を真空内で乾燥状態とし、そしてそれは白色固体となった。この試料を乾燥アルカリ性抽出物と呼称した。
残留ペレット状材料を、赤い溶液である酸性イソプロピルアルコール溶液(イソプロパノール中に1%(v/v)の10%HCl)に入れた。そのペレット材料が液体中に十分に分散するまでその試料を混合し、次いで30分間遠心分離して再び残留固形物をペレット化した。0.45ミクロンの濾紙で淡黄色の上澄み液を通過した。採集した液体のpHは3.0であり、試料のpHを8〜9にまで上げる際に赤褐色の析出物(乾燥析出物)が形成されたことが分かった。その析出物を採集して乾燥し、赤褐色の固形物が得られた。その上澄み液を0.45ミクロンのフィルターに再び通していかなる残留析出物も除去した;この液体は濃い黄色であった。この残留液体を乾燥状態とし、それは結果として固体の茶色の試料となるもので、乾燥酸性抽出物と呼称された。3つの分画物の回収率について、表11にリストを示した。全ての試験材料は50、25、12.5および6.25μg/mLでアッセイされたが、一方でピオグリタゾンの陽性対照は5.0、2.5、1.25および0.625μg/mLでテストされた。
Figure 2009518429
結果:TNFαは、溶媒対照と比較してアディポネクチン分泌を46%減少させた。ピオグリタゾンによるアディポネクチン分泌の回復の最大値は、1.25μg/mLで認められるTNFα処置の1.47倍であった(表12)。試験材料の中で、乾燥沈殿剤だけは、TNFαのみの対照よりアディポネクチン分泌を有意に増加させることができなかった。酸性抽出物および心材粉末(出発材料)はTNFαの存在下でアディポネクチン分泌を増加させる能力にほとんど差がなかったが、一方でアルカリ性抽出物は50μg/mLの最高投与量のみでアディポネクチン分泌を増加させた。
Figure 2009518429
実施例17
アカシアの水抽出液のジメチルスルホキシド可溶性分画物によるTNFαで処置された3T3−L1脂肪細胞からのインターロイキン6の分泌の減少
インターロイキン6(IL−6)は、宿主防御、急性相反応、免疫応答、神経細胞の機能、血液生成および代謝症候群において重要な役割を果たす多機能サイトカインである。それは、種々の正常で形質転換されたリンパ系および非リンパ系の細胞(例えば脂肪細胞)によって発現するものである。IL―6の産生は、数多くのシグナル(例えば、分裂刺激または抗原刺激、リポポリサッカライド、カルシウムイオノホア、サイトカインおよびウイルス)によってアップレギュレートされる[Hibi, M., Nakajima, K., Hirano T. IL-6 cytokine family and signal transduction: a model of the cytokine system. J Mol Med. 74(1): 1-12, (Jan 1996)]。細菌感染症およびウイルス感染症、外傷、自己免疫疾患、悪性腫瘍および代謝症候群を含む多くの病的状態において、血清レベルの上昇が認められている[Arner, P. Insulin resistance in type 2 diabetes -- role of the adipokines. Curr Mol Med.;5(3): 333-9, (May 2005)]。
モデル:この実験において、実施例10で説明したような3T3−L1マウス繊維芽細胞モデルを用いた。用いた標準的化学物質は、実施例10および12で説明した通りであった。実施例12で説明したような10ng/mLのTNFαで3T3−L1脂肪細胞を処置した。実施例12で詳述したように、Day6にアディポネクチンについて培養上澄み培地をアッセイした。
試験材料:インドメタシン、メチルイソブチルキサンチン、デキサメタゾンおよびインスリンは、Sigma社(セントルイス、ミズーリ州)から入手した。試験材料は、アカシア(AcE)試料番号4909のゴム樹脂の50:50(v/v)水/アルコール抽出物から作製した暗褐色の粉末であり、Bayir Chemicals(No.68、South Cross Road、Basavanagudi、インド)から入手した。この抽出物は、少なくとも20%のアペカテキン(apecatechin)を含むよう標準化された。本実施例で使用したバッチ番号A Cat/2304は、UV分析による測定で20.8%のアペカテキンを含有していた。ペニシリン、ストレプトマイシン、Dulbecoの改良Eagle培地(DMEM)はMediatech社(ハーンドン、バージニア州)から入手し、10%FBS−HI(ウシ胎児血清)はMediatech社およびHyclone社(ローガン、ユタ州)から入手した。特に示されない限り、他の全ての標準試薬はSigma社から購入された。
インターロイキン6アッセイ:Quantikine(登録商標)Mouse IL-6 Immunoassayキット(R&D Systems、ミネアポリス、ミネソタ州)を変更せずに用いて、培地中に分泌されるIL−6を定量した。製造業者によってもたらされた情報が示すところによれば、マウス細胞培地中にスパイクされたIL−6の回収率の平均値は1:2の希釈で99%であり、検出可能なIL−6濃度の最低値は1.3〜1.8pg/mLの範囲であった。全ての上澄み培地試料は、希釈せずにアッセイされた。
統計計算および解釈:全てのアッセイを二重で実施した。統計解析として、アディポネクチンまたはIL−6の分泌に対するアカシアの効果を、溶媒対照と比較して計算した。投与量間の差は、多重比較についての補正なしのスチューデントのt検定を使用して求められ;第1種の誤差(片側)の見かけ上5%の確率が選択された。
結果:前の実施例に示すように、TNFαはアディポネクチン分泌を激減させたが、一方でインドメタシンおよびアセンヤクノキの抽出物はTNFαの存在下でアディポネクチン分泌を増加させた。インドメタシン陽性対照とアセンヤクノキ抽出物の両方ともアディポネクチン分泌の用量関連増加を示したが、どちらの材料のアディポネクチン濃度も、TNFαなしのジメチルスルホキシド対照に認められた濃度に戻らなかった(表13)。アセンヤクノキの抽出物はTNFαの存在下でIL−6分泌の効力のある用量関連阻害を示したが、一方でインドメタシンは抗炎症効果を示さなかった。
炎症誘発性IL−6に対する抗炎症アディポネクチンの比率の考察は、インドメタシンおよびアセンヤクノキの抽出物の両方の相対的抗炎症作用の用量関連増加が優れたものとなるという結果となった。
Figure 2009518429
アセンヤクノキ試料番号4909は、TNFα/3T3−L1脂肪細胞モデルにおいて二重の消炎作用を示した。アセンヤクノキ抽出物の成分は、IL−6分泌を減少させると共にアディポネクチン分泌を増加させた。アセンヤクノキの全体的な効果は、TNFα対照よりも抗炎症が強かった。これらの結果によって、インスリン抵抗性体重増加、肥満、心臓血管疾患および癌を減少させる脂肪細胞生理機能の改善のためのアセンヤクノキの使用が支持される。
実施例18
インスリン抵抗性3T3−L1脂肪細胞に由来するアディポネクチン、IL−6およびレジスチンの分泌に対する水性アカシア抽出物のジメチルスルホキシド可溶性分画物の作用
モデル:この実験において、実施例10で説明したような3T3−L1マウス繊維芽細胞モデルを用いた。用いた標準的化学物質および統計手順は実施例10および11で説明した通りであった。IL−6を実施例17で説明したようにアッセイした。
レジスチンアッセイ:Quantikine(登録商標)Mouse Resistin Immunoassayキット(R&D Systems、ミネアポリス、ミネソタ州)を変更せずに用いて、培地中に分泌されるレジスチンの量を定量した。製造業者によってもたらされた情報が示すところによれば、マウス細胞培地中にスパイクされたIL−6の回収率の平均値は1:2の希釈で99%であり、検出可能なレジスチン濃度の最低値は1.3〜1.8pg/mLの範囲であった。全ての上澄み培地試料は、アッセイ前に製造業者によって供給された希釈剤培地で1:20で希釈された。
統計計算および解釈:全てのアッセイを二重で実施した。統計解析として、アディポネクチンまたはIL−6の分泌に対するアカシアの効果を、溶媒対照と比較して計算した。投与量間の差は、多重比較についての補正なしのスチューデントのt検定を使用して求められ;第1種の誤差(片側)の見かけ上5%の確率が選択された。
結果:トログリタゾンおよびアカシア試料番号4909の両方は、高濃度のインスリンの存在下における用量関連の方法でアディポネクチン分泌を増加させた(表14)。アセンヤクノキは6.25μg/mLのみ(濃度)においてIL−6が減少することによる抗炎症効果を示すが、一方でトログリタゾンは、5.00μg/mLおよび1.25μg/mLの濃度で炎症誘発性であったが、その他の2つの濃度では効果がなかった。レジスチン分泌はトログリタゾンによる用量依存的な方法で増加したが;アセンヤクノキは用量依存的方法で同様にレジスチン発現を減少させた。
実施例17に示すように、アセンヤクノキ試料番号4909はまた、高インスリン血症/3T3−L1脂肪細胞モデルにおいて二重の消炎作用を示した。アセンヤクノキ抽出物の成分は、IL−6分泌を減少させると共にアディポネクチン分泌を増加させた。従って、アセンヤクノキの全体的な効果は、高インスリン対照と比較して抗炎症であった。高インスリン濃度の存在下でレジスチン分泌に対するアセンヤクノキの効果は、トログリタゾンと反対であり:トログリタゾンはレジスチン発現を増大させ、その一方でアセンヤクノキは更にレジスチン発現を低下させた。これらのデータによって、アセンヤクノキ抽出物の複合体がPPARγ受容体を介して機能しないことが示唆される。これらの結果によって、インスリン抵抗性体重増加、肥満、心臓血管疾患および癌を減少させる脂肪細胞生理機能の改善のためのアセンヤクノキの使用が更に支持される。
Figure 2009518429
実施例19
ホップから誘導された植物化学物質による脂肪細胞の脂質生成の増加
モデル:この実験において、実施例10で説明したような3T3−L1マウス繊維芽細胞モデルを用いた。用いた標準的化学物質および統計手順は実施例10で説明した通りであった。
試験材料:このテストに使用するホップの植物化学物質は、表15に記載されるもので、Betatech Hops Products(ワシントンD.C.、米国)から入手した。
Figure 2009518429
細胞培養および処置
ホップ化合物をジメチルスルホキシド(DMSO)中に溶解し、添加して分化のDay0に10、5、4または2μg/mLの濃度を達成し、次いで成熟期(Day6または7)にわたって維持した。ホップかすを50μg/mLでテストした。新しい培地の添加とともに常に新しい試験材料も添加した。DMSOは、その極性と、それが水性細胞培養培地と相溶性であるということで選択された。陽性対照として、インドメタシンおよびトログリタゾンをそれぞれ添加して5.0μg/mLおよび4.4μg/mLの終濃度を達成した。分化した、Day6/Day7の3T3−L1細胞を、0.36%のオイルレッドOまたは0.001%のBODIPYで染色した。
結果:陽性対照のインドメタシンおよびトログリタゾンは、3T3−L1細胞において同程度に脂質生成を誘導した(図18)。予想外なことに、ホップの種類の内の4種によって、陽性対照のインドメタシンおよびトログリタゾンよりも大きな3T3−L1脂肪細胞における脂肪生成反応が生じた。これらの4つの種類としては、イソアルファ酸、Rho−イソアルファ酸、テトラヒドロイソアルファ酸およびヘキサヒドロイソアルファ酸が挙げられる。この発見は、PPARγに対する個々のイソフムロンの結合が効力のあるPPARγアゴニストのピオグリタゾンの約1/3〜1/4であったという公表された報告に鑑みて驚くべきことである[Yajima, H., Ikeshima, E., Shiraki, M., Kanaya, T., Fujiwara, D., Odai, H., Tsuboyama-Kasaoka, N., Ezaki, O., Oikawa, S., and Kondo, K. Isohumulones, bitter acids derived from hops, activate both peroxisome proliferator-activated receptor alpha and gamma and reduce insulin resistance. J Biol Chem, 279: 33456-33462, (2004)]。
キサントフモール、アルファ酸およびベータ酸の脂肪生成反応はインドメタシンおよびトログリタゾンと同様であったが、一方でホップかすおよびヘキサヒドロコルプロンは溶媒対照より大きな脂質生成反応を誘発することができなかった。
3T3−L1細胞におけるそれらの脂肪生成の可能性に基いて、異性化アルファ酸、アルファ酸およびベータ酸ならびにキサントフモール等の、このスタッドの好ましいホップ植物化学物質の種類は、インスリンに対して非感受性の徴候または症候を示すヒトまたは他の動物におけるインスリン感受性を増加させ、かつ血清トリグリセリドを減少させると考えることができる。
実施例20
ホップ植物化学物質は、インスリン抵抗性3T3−L1脂肪細胞におけるアディポネクチン分泌を増加させる
モデル:本実施例において、実施例10および11で説明したような3T3−L1マウス繊維芽細胞モデルを用いた。標準化学物質、ホップ化合物RIAA、IAA、THIAA、HHIAA、キサントフモール、ヘキサヒドロコルプロン、ホップかすは、それぞれ実施例11および19に記載された通りであった。
細胞培養および処置:細胞を実施例11で説明したように培養し、次いで実施例33で説明したようにホップ植物化学物質で処置した。アディポネクチンアッセイおよび統計解釈は実施例11で説明した通りであった。見かけ上のミカエリス定数および最大反応速度を求めるためのHofsteeの方法を一部修正したものを利用して試験材料の効能を推定した。{相対アディポネクチン分泌/[濃度]}を独立変数v/[S]に代入し、{相対アディポネクチン分泌}を変数{v}に代入することによって、関係式:y=mx+bを導いた。対照溶媒を基準とした最大アディポネクチン分泌をy切片から推定し、一方で最大の半分のアディポネクチン分泌に必要な試験材料の濃度をその傾きの負の値から計算した。
結果:陽性対照のトログリタゾンによって、インスリン抵抗性3T3−L1細胞における溶媒対照より2.5μg/mLでアディポネクチン分泌が2.44倍最大限に上昇した
(図19)。全てのホップ植物化学物質は溶媒対照よりもアディポネクチン分泌を高めることを示し、その中にはトログリタゾンより有意に多くのアディポネクチン分泌を生じさせるイソアルファ酸がある(対照より2.97倍)。イソアルファ酸、Rhoイソアルファ酸、ヘキサヒドロイソアルファ酸およびテトラヒドロイソアルファ酸について、テストされた4つの投与量の内、最大のアディポネクチン分泌は、最高の投与量である5μg/mLで認められた。キサントフモール、ホップかすおよびヘキサヒドロコルプロンについて、アディポネクチン分泌の最大の増加は、それぞれ1.25、25および12.5μg/mLで認められた。最大の相対的なアディポネクチンの発現は、キサントフモール、Rhoイソアルファ酸およびホップかすについてはトログリタゾンと同様で、ヘキサヒドロイソアルファ酸、ヘキサヒドロコルプロンおよびテトラヒドロイソアルファ酸については、トログリタゾンより低いが対照より高いことが認められた。
Figure 2009518429
表16に示すように、改良されたHofsteeプロット(図20)から導かれるアディポネクチン分泌の最大値の推定値によって、先に述べた知見は支持された。アディポネクチン分泌の最大値のy切片による推定値は、およそ3つの群に区別される:(1)イソアルファ酸、(2)キサントフモール、Rhoイソアルファ酸、トログリタゾンおよびホップかすならびに(3)ヘキサヒドロイソアルファ酸、ヘキサヒドロコルプロンおよびテトラヒドロイソアルファ酸。インスリン抵抗性3T3−L1細胞の最大の半分のアディポネクチン分泌の刺激に必要な試験材料の濃度は約0.1μg/mLであって、トログリタゾン、Rhoイソアルファ酸、テトラヒドロイソアルファ酸およびヘキサヒドロイソアルファ酸についてほとんど差がなかった。最大の半分のアディポネクチン分泌の0.49μg/mLにおけるイソアルファ酸の濃度は、ほとんど5倍より大きかった。キサントフモールは、0.037のμg/mLと推定された最大のの半分のアディポネクチン分泌について最小の投与量を示した。推定された最大の半分のアディポネクチン分泌の変数についての最高濃度は、ホップかおよびヘキサヒドロコルプロンにおいて認められ、それぞれ2.8μg/mLおよび3.2μg/mLであった。
インスリン抵抗性3T3−L1細胞においてアディポネクチン分泌を高めるその能力に基いて、本研究に示される好ましいホップ植物化学物質の種類、即ちイソアルファ酸、Rhoイソアルファ酸、テトラヒドロイソアルファ酸、ヘキサヒドロイソアルファ酸、キサントフモール、ホップかすおよびヘキサヒドロコルプロンは、血漿アディポネクチン濃度を低下させる臨床病理学に好ましい効果を有するものと考えることができる。
実施例21
ホップ植物化学物質は、インスリン抵抗性3T3−L1脂肪細胞におけるアディポネクチン分泌の増加とインターロイキン6分泌の阻害とによって抗炎症作用を示す
モデル:本実施例において、実施例10で説明したような3T3−L1マウス繊維芽細胞モデルを用いた。アディポネクチンおよびIL−6は、それぞれ実施例11および17で記載されたようにアッセイされた。標準化学物質、ホップ化合物RIAA、IAA、THIAA、HHIAA、キサントフモール、ヘキサヒドロコルプロン、ホップかすは、実施例11および19に記載された通りであった。
統計計算および解釈:全てのアッセイを二重で実施した。統計解析として、アディポネクチンまたはIL−6の分泌に対するホップ誘導体の効果を、溶媒対照と比較して計算した。投与量間の差は、多重比較についての補正なしの分散分析を使用して求められ;第1種の誤差の見かけ上5%の確率が選択された。
結果:テストされたトログリタゾンおよび全てのホップ誘導体は、高濃度のインスリンの存在下でアディポネクチン分泌を増加させた(表17)。トログリタゾンは、このモデルにおいてIL−6分泌を減少させなかった。実際、トログリタゾンおよびHHCLは、IL−6分泌が増加した2つの濃度を示したが、一方でTHIAAおよびホップかすは、最高濃度でIL−6を増加させ、そして他の濃度では効果がなかった。IL−6分泌に対する他のホップ誘導体の効果は、一般に二相性であった。テストされた最高濃度において、RIAA、HHIAAおよびXNはIL−6分泌を増加させたが;IAAだけは増加させなかった。IL−6分泌の著しい減少は、RIAA、IAA、THIAAおよびXNにおいて確認された。
Figure 2009518429
アディポネクチン/IL−6比(全体的な抗炎症の有効性の測定基準)は、RIAA、IAA、HHIAおよびXNについて強く正であった(>2.00)。THIAA、HHCLおよびホップかすは、(低いとはいえ)正のアディポネクチン/IL−6比を示した。トログリタゾンについては、アディポネクチン/IL−6比は様々であり、2.5μg/mLおよび0.625μg/mLで強い正の反応で、5.0μg/mLまたは1.25μg/mLで効果がなかった。
高インスリン血症の炎症誘発性効果は、ホップ誘導体RIAA、IAA、HHIA、THIAA、XN、HHCLおよびホップかすによる脂肪細胞において減じ得る。一般に、TNFαによって合併症を伴わない高インスリン血症といった高インスリン血症症状において、ホップ誘導体の抗炎症効果はトログリタゾンよりも安定していた。
実施例22
ホップ植物化学物質は、TNFαで処置した3T3−L1脂肪細胞におけるアディポネクチン分泌を増加させる
モデル:本実施例において、実施例10で説明したような3T3−L1マウス繊維芽細胞モデルを用いた。標準化学物質およびホップ化合物IAA、RIAA、HHIAAおよびTHIAAは、それぞれ実施例12および19に記載された通りであった。0.625、1.25、2.5および5.0μg/mLの濃度でホップ誘導体をテストした。実施例11で説明したように、アディポネクチンをアッセイした。
結果:10ng/mLのTNFαでDay5の3T3−L1脂肪細胞を一晩処置することによって、アディポネクチン分泌が顕著に抑制された(図21)。ホップ誘導体IAA、RIAA、HHIAAおよびTHIAAの全ては、TNFα/溶媒対照よりもアディポネクチン分泌を増加させた。線形の用量反応曲線はRIAAおよびHHIAAにおいて認められ、それによって、テストされた最高濃度の5.0μg/mLで最大の阻害がもたらされた。IAAは1.25μg/mLでアディポネクチンの最大の分泌を誘発したが、一方でTHIAAは5.0μg/mLで最大のアディポネクチン分泌を伴う曲線形の反応を示した。
超生理学的濃度のTNFαの存在下でホップ誘導体IAA、RIAA、HHIAAおよびTHIAAの脂肪細胞のアディポネクチン分泌を増加させる能力によって、脂肪細胞の機能が最適状態に及ばない炎症性の症状の予防または治療におけるこれらの化合物の有用性が支持される。
実施例23
3T3―L1脂肪細胞モデルにおける脂質生成の増加についての植物のスクリーニング
モデル:この実験において、実施例10で説明したような3T3−L1マウス繊維芽細胞モデルを用いた。使用された標準的化学物質および統計手順は、実施例10で説明された通りであった。
試験材料:テストされた植物産物は表18に記載される。
細胞培養および処置:ジメチルスルホキシド(DMSO)中に試験材料を溶解し、次いで添加して分化のDay0に50μg/mLの濃度を達成し、成熟期(Day6または7)にわたって維持した。陽性対照として、インドメタシンおよびトログリタゾンをそれぞれ添加して5.0μg/mLおよび4.4μg/mLの終濃度を達成した。分化した、Day6/Day7の3T3−L1細胞を、0.36%のオイルレッドOまたは0.001%のBODIPYで染色した。
統計計算および解釈:試験材料およびインドメタシンを少なくとも3回繰り返してアッセイした。溶媒およびトログリタゾン対照についても、8回繰り返した。非極性の脂質の組込みについては、溶媒対照中の完全に分化した細胞の非極性の脂質の蓄積と比較して示した。陽性反応は、溶媒対照のそれぞれの95%信頼区間の上限値(片側、Excel;Microsoft、レドモンド、ワシントン州)を超えるオイルレッドOまたはBODIPY染色によって評価された脂質蓄積の増加として定義された。
Figure 2009518429
結果:陽性の対照トログリタゾンおよびインドメタシンは、非極性の脂質の組込みをそれぞれ溶媒対照よりも43%および33%増加させた。全ての試験植物産物はまた、50μg/mLまたは25μg/mLのスクリーニング濃度で非極性の脂質の組込みを有意に増加させた。対照の245%であるインドセンダンは試験材料の中で最も活性であり、次いで両者とも対照の226%であるアロエベラおよびオレオレジンフェンネルが続いた。興味深いことには、アセンヤクノキおよび茶試料は両方とも推定上の活性成分としてフラバンを含有するが、166%の溶媒対照におけるアセンヤクノキ試料は、133%における茶フラバン試料よりトリグリセリドの組込みの増加に効力があった(表19)。
Figure 2009518429
3T3−L1モデルで認められたトリグリセリドの組込みの増加は、インスリン感受性を増大させる試験材料の可能性を示したものである。生理学上、脂肪細胞が遊離脂肪酸を血漿から引き離す際、同時に脂肪の喪失が関連の筋組織に認められた。筋組織の脂肪の喪失は、筋肉によるインスリンに対する感受性の増加をもたらす。
実施例24
TNFα/3T3−L1脂肪細胞モデルにおけるアディポネクチン分泌についての植物のスクリーニング
モデル:この実験において、実施例10で説明したような3T3−L1マウス繊維芽細胞モデルを用いた。
細胞培養および処置:使用される細胞培養手順、標準化学物質、アディポネクチンアッセイおよび統計手順は、実施例12で説明した通りであった。試験材料であるゲルマクレン、ヨーロッパキイチゴ種子油、ワサビ、ダバナ油、バコパモンニエラ、センテラアジアティカおよびインドセンダンは、実施例23で説明した通りであった。50、25、12.5および6.25μg/mLの試験材料での段階的な処置を、ダバナ油およびインドセンダンを除いて全ての試験材料について行った。ダバナ油は25、12.5、6.25および3.125μg/mLでテストされ、一方でインドセンダンにおける濃度は50、10、5および1μg/mLであった。陽性対照のピオグリタゾンにおける濃度は、5.0、2.5、1.25および0.625μg/mLであった。
結果:TNFαは、DMSO対照よりも約50%アディポネクチン分泌を減少させた。ピオグリタゾンは、TNFαの存在下で、テストされた最低の投与量で41%アディポネクチン分泌を増加させた。テストされた植物の中で、ダバナ油だけは、TNFαの存在下で3T3−L1脂肪細胞によってアディポネクチン分泌を有意に増加させることができなかった。バコパモンニエラはこのアッセイにおいて最も活性なもので、6.25μg/mLにおいてTNFα対照よりアディポネクチン分泌を22%増加させた(表20)。
Figure 2009518429
超生理学的濃度のTNFαの存在下でゲルマクレン、ヨーロッパキイチゴ種子油、ワサビ粉末、バコパモンニエラ、センテラアジアティカおよびインドセンダン葉の抽出物の脂肪細胞アディポネクチン分泌を増加させる能力によって、脂肪細胞の機能が最適状態に及ばない炎症性の症状の予防または治療におけるこれらの植物の抽出物および化合物の有用性が支持される。
実施例25
3T3−L1脂肪細胞における脂質生成およびアディポネクチン分泌を変えるホップ誘導体とのアセンヤクノキ調製物の相乗的相互作用
モデル:この実験において、実施例10および12で説明したような3T3−L1マウス繊維芽細胞モデルを用いた。
試験化学物質および処置:使用される標準化学物質は、実施例10または12で説明した通りであった。3T3−L1脂肪細胞には、脂質生成指数を計算するための実施例10のように分化の前に処置をするか、もしくはアディポネクチン指数を評価するための実施例12で説明したようにTNFαで処置をした。実施例13にて説明したようなアセンヤクノキ試料番号5669は、実施例23にて説明したようにホップ誘導体Rhoイソアルファ酸およびイソアルファ酸と共に使用された。アセンヤクノキならびにアカシア:RIAAおよびアカシア:IAAの5:1および10:1の併用は、50、10、5.0および1.0μg/mLでテストされた。RIAAおよびIAAを5.0、2.5、1.25および0.625μg/mLで独立してテストした。
算出:アカシア/ホップの併用の脂質生成反応およびアディポネクチン分泌の予測値の推定ならびに相乗作用の測定を実施例33で説明されたように実施した。
結果:テストされた全ての併用は、テストされた1つ以上の濃度で脂質生成の相乗作用を示した(表21)。アカシア:RIAAの併用は、アカシア:IAAの併用よりも一般に活性であり、アカシア:RIAA[5:1]は全ての投与量で相乗作用を示し、アカシア:RIAA[10:1]は10μg/mLおよび5.0μg/mLで相乗的であり、かつテストされたいずれの濃度でも拮抗的でなかった。アカシア:IAA[10:1]の併用もまた、2つの中投与量で相乗的で、かつ拮抗作用を示さなかった。アカシア:IAA[5:1]は、50μg/mLの濃度で相乗的であったが、5.0μg/mLの投与量で拮抗的であった。
同様に、全ての併用は、テストされた1つ以上の濃度におけるアディポネクチン分泌の増加に対して相乗作用を示した(表22)。アカシア:IAA[10:1]は全ての投与量で相乗作用を示したが、一方でアカシア:RIAA[5:1]およびアカシア:RIAA[10:1]は、3つの投与量で相乗的で、かつ1つの濃度で拮抗的であった。アカシア:IAA[5:1]の併用は、1.0μg/mLで相乗的で、より高い10μg/mLで拮抗的であった。
Figure 2009518429
Figure 2009518429
アセンヤクノキおよびホップ誘導体(Rhoイソアルファ酸またはイソアルファ酸)の併用は、脂肪細胞における脂質の組込みの増加および脂肪細胞からのアディポネクチン分泌の増加に対して、相乗的な併用と、ごくわずかの拮抗的な併用とを示す。
実施例26
リポポリサッカライド/3T3−L1脂肪細胞モデルにおけるホップ誘導体の抗炎症作用
モデル:この実験において、実施例10および12で説明したような3T3−L1マウス繊維芽細胞モデルを用いた。
試験化学物質および処置:しかし、標準化学物質は実施例10および12に説明した通りであったが、100ng/mLの細菌性リポポリサッカライド(LPS、Sigma社、セントルイス、ミズーリ州)をDay5にTNFαの代わりに用いた。使用されたホップ誘導体であるRhoイソアルファ酸およびイソアルファ酸は、実施例19で説明した通りであった。非ステロイド系抗炎症薬(NSAID)であるアスピリン、サリチル酸およびイブプロフェンは、Sigma社から入手した。市販のカプセル製剤であるセレコキシブ(Celebrex(登録商標)、G.D. Searle社、シカゴ、イリノイ州)を使用して、活性成分の含有量に基づいて細胞を処置した。ホップ誘導体、イブプロフェンおよびセレコキシブは、5.00、2.50、1.25および0.625μg/mLで処置された。インドメタシン、トログリタゾンおよびピオグリタゾンは、10、5.0、1.0および0.50μg/mLでテストされた。アスピリンについての濃度は、100、50.0、25.0および12.5μg/mLであったが、一方でサリチル酸については200、100、50.0および25.0μg/mLであった。IL−6およびアディポネクチンをアッセイし、次いでIL−6については実施例17で、アディポネクチンについては実施例12で既に述べたようにデータを解析して表にした。
結果:LPSによって、Day5の脂肪細胞においてIL−6の12倍の刺激が得られた。全ての検査薬によって、LPSで刺激された脂肪細胞によりIL−6分泌は様々な程度に減少した。IL−6の最大阻害およびその最大阻害が認められる濃度は、表23Aに示される。処置の中の分散が相対的に大きいため、IL−6の最大阻害の程度は試験材料の中で異ならなかった。しかし、最大阻害が認められる投与量はかなり異なった。IL−6阻害の効能の順位としては、イブプロフェン>RIAA=IAA>セレコキシブ>ピオグリタゾン=インドメタシン>トログリタゾン>アスピリン>サリチル酸であった。質的な基準において、インドメタシン、トログリタゾン、ピオグリタゾン、イブプロフェンおよびセレコキシブは、テストされた全ての濃度でIL−6分泌を阻害したが、一方でRIAA、IAAおよびアスピリンは最低濃度(データは示されない)でIL−6を有意に阻害しなかった。
Day5の3T3−L1脂肪細胞のLPSでの処置は、DMSO対照よりアディポネクチン分泌を減少させた(表23B)。全ての試験化合物によってある程度分泌が阻害されたIL−6阻害と異なり、アスピリン、サリチル酸およびセレコキシブは、テストされた投与量のいずれにおいてもLPSで処置された3T3−L1脂肪細胞におけるアディポネクチン分泌を誘導することができなかった。0.625μg/mLのトログリタゾン、RIAA、IAAおよびイブプロフェンについて、それぞれ15、17、20および22%の最大のアディポネクチン刺激が認められた。効能の順番として次にくるのは、1.25μg/mLで12%のアディポネクチン刺激であるピオグリタゾンであった。インドメタシンは、2.50μg/mLにおいてアディポネクチン分泌の9%の刺激であって、活性試験材料の中で最低の効能であった。
LPS/3T3−L1モデルにおいて、ホップ誘導体であるRIAAおよびIAAならびにイブプロフェンは、インビボで得られる可能性のある濃度でIL−6分泌を減少させ、かつアディポネクチン分泌を増加させた。チアゾリジンジオンであるトログリタゾンおよびピオグリタゾンは、ホップ誘導体より高い投与量を必要とするIL−6分泌の阻害剤としては効力がより低かったが、アディポネクチン刺激に関してはホップ誘導体と同様であった。NSAIDであるインドメタシン、アスピリン、イブプロフェンおよびセレコキシブについては、マクロファージモデルと脂肪細胞モデルと間に抗炎症作用の整合的な関係は認められなかった。
Figure 2009518429
Figure 2009518429
実施例27
3T3−L1脂肪細胞モデルにおける血糖降下植物と併用するホップ誘導体による脂質生成のインビトロの相乗作用
モデル:この実験において、実施例10で説明したような3T3−L1マウス繊維芽細胞モデルを用いた。使用された標準的化学物質および統計手順は、それぞれ実施例10および33で説明した通りであった。
試験材料および処置: Sabinsa社(ピスカタウェイ、ニュージャージー州)からクルクミンを入手した。テストされた血糖降下植物産物は、実施例16の表12で説明された通りであった。使用されたRhoイソアルファ酸およびイソアルファ酸は、実施例19で説明された通りであった。植物産物は、個別に50、10、5.0および1.0μg/mLでテストされ、次いで同じ濃度でRIAAまたはIAAと5:1で併用した。RIAAおよびIAAは、実施例33で説明されたように、脂質生成指数の予測値の算出のために5.0、2.5、1.25および0.625μg/mLで独立してテストされた。
結果:RIAAおよびIAAは両方とも、テストされた血糖降下植物の内の4種全てと相乗作用を示した(表24)。苦瓜:RIAAおよびIAAの混合物は、テストされた4つの濃度の内の3つで相乗的であった。ホップ誘導体においては、RIAAが最低投与量で無効であり、かつ苦瓜:IAAの併用がテストされた最高濃度で相乗的ではないという点で苦瓜との相乗作用がなくなる投与量が異なっていた。アロエベラ:ホップの併用においていくらか類似の反応が認められ、そこにおいては、アロエベラ:RIAAの併用が5.0のμg/mLにおいても効果を示さなかったという点のみが異なっていた。インドセンダン:RIAAの併用は、1つの濃度(10μg/mL)で相乗的であり、インドセンダン:IAAの併用によって、4つの投与量の内の3つで脂質生成が相助作用的に増加した。クルクミン:RIAAの混合物は2つの最低投与量で相乗作用を示したが、一方でクルクミン:IAAの併用は3つの投与量で相乗的であり、かつ最高濃度で強く拮抗的であった。
苦瓜、アロエベラ、インドセンダンまたはクルクミンとのRIAAまたはIAAの併用によって、クルクミン:IAAの混合物の最高濃度のみで認められた拮抗作用を伴う濃度の範囲にわたってインスリン抵抗性3T3−L1脂肪細胞における脂質生成が相乗的に増加することが示された。
Figure 2009518429
実施例28
インスリン抵抗性3T3−L1脂肪細胞モデルにおける植物と併用するRhoイソアルファ酸による脂質生成のインビトロの相乗作用
モデル:この実験において、実施例10および12で説明したような3T3−L1マウス繊維芽細胞モデルを用いた。
試験化学物質および処置:使用された標準的化学物質は、実施例1で説明された通りであった。3T3−L1脂肪細胞は、脂質生成指数を計算するための実施例10のように分化前に処置された。実施例24の表18で説明したように、植物試料は、実施例19で説明したようなホップ誘導体であるRhoイソアルファ酸と併用された。植物試料であるRIAAおよび植物:RIAAの5:1の併用は、50、10、5.0および1.0μg/mLでテストされた。RIAAは、実施例33で説明したような脂質生成指数の予測値の算出のために、5.0、2.5、1.25および0.625μg/mLで独立してテストされた。
結果:RIAAと各々の植物との併用による相乗作用の結果、トリグリセリドの含有量が増加した。相乗作用は、ワサビの全ての投与量、センテラアジアティカの3つの低用量、ゲルマクレンおよびヨーロッパキイチゴ種子油の2つの高用量、ならびにオレオレジンフェンネルの最高の投与量のみにおいて示された(表25)。
ホップ誘導体と植物との間の相乗作用は、広範囲にわたる投与量において認められ、それを用いてインスリンを活性化させる植物の効能を増大させることが可能であった。
Figure 2009518429
実施例29
TNFα/3T3−1モデルにおけるクルクミンまたはキサントフモールと併用するアセンヤクノキまたはホップ誘導体の相乗作用
モデル:この実験において、実施例10および12で説明したような3T3−L1マウス繊維芽細胞モデルを用いた。
試験化学物質および処置:使用された標準的化学物質は、実施例10および12に示した通りであった。3T3−L1脂肪細胞は、アディポネクチン指数を評価するための実施例12で説明したようにTNFαによって刺激された。実施例13にて説明したようなアセンヤクノキ試料番号5669、実施例19にて説明したようなホップ誘導体(Rhoイソアルファ酸およびキサントフモール)および実施例27にて説明したようなクルクミンをこの実験で用いた。アセンヤクノキおよびアカシア:クルクミンの5:1の併用およびアカシア:キサントフモールは、50、10、5.0および1.0μg/mLでテストされた。RIAAならびにクルクミンおよびXNとの1:1の併用は、10、5、1.0および0.50μg/mLでテストされた。
算出:その併用のアディポネクチン指数の予測値の推定と、相乗作用の測定とを、実施例33で説明したように実施した。
結果:TNFαによって、アディポネクチン分泌は、溶媒対照のみの場合の約50%に減少した。陽性対照のピオグリタゾンによって、アディポネクチン分泌は80%増加した(表26)。クルクミンまたはXNとのアカシアの併用は、より高い濃度で拮抗的で、より低い濃度で相乗的であることが判明した。同様に、RIAAおよびクルクミンは、3つの高用量で拮抗的であったが、最低投与量の1.0μg/mLで非常に相乗的であった。2種のホップ誘導体であるRIAAおよびXNは、TNFαで刺激された3T3−L1細胞からのアディポネクチン分泌において相乗作用を示さなかった。
TNFαで処置された3T3−L1脂肪細胞においては、アカシアおよびRIAAの両方がアディポネクチン分泌を相助作用的に増加させるが、一方でアカシアのみがXNと相乗作用を示した。
Figure 2009518429
実施例30
インスリン抵抗性3T3−L1脂肪細胞モデルにおける植物と併用するアセンヤクノキによる脂質生成のインビトロの相乗作用
モデル:この実験において、実施例10および12で説明したような3T3−L1マウス繊維芽細胞モデルを用いた。
試験化学物質および処置:使用された標準的化学物質は、実施例10に示した通りであった。脂質生成指数を計算するための実施例10のように分化前に3T3−L1脂肪細胞を処置した。実施例24の表18で説明したような植物試料を、実施例13で説明したようにアセンヤクノキ試料番号5669と併用した。植物試料、アセンヤクノキおよび植物学:アセンヤクノキの1:1の併用を、50、10および5.0μg/mLでテストした。また、植物試料およびアセンヤクノキを、実施例13で説明したような脂質生成指数の予測値の算出のためにも50、10および5.0μg/mLで独立してテストした。
結果:アセンヤクノキは、ゲルマクレンおよびセンテラアジアティカのいずれかとの併用でトリグリセリドの含有量を相乗作用的に増加させた。相乗作用は、全ての投与量で示された(表27)。
アセンヤクノキと植物との間の相乗作用は、広範囲にわたる投与量において認められ、それを用いてインスリンを活性化させる植物の効能を増大させることが可能であった。
Figure 2009518429
実施例31
インスリン抵抗性3T3−L1脂肪細胞モデルにおけるホップ誘導体Rhoイソアルファ酸と併用する共役リノール酸による脂質生成のインビトロの相乗作用
モデル:この実験において、実施例10および12で説明したような3T3−L1マウス繊維芽細胞モデルを用いた。
試験化学物質および処置:使用された標準的化学物質は、実施例10に示した通りであった。脂質生成指数を計算するための実施例10のように分化前に3T3−L1脂肪細胞を処置した。Lipid Nutrition社(Channahon、イリノイ州)から粉末状CLAを入手し、それをc9t11 t10c12異性体の1:1の混合物として記載した。CLAおよびCLA:RIAAの5:1の併用は、50、10、5.0および1.0μg/mLでテストされた。実施例33で説明されるような脂質生成指数の予測値の算出のために、RIAAを10、1.0および0.1μg/mLでテストした。
結果:RIAAは、CLAと併用してトリグリセリドの含有量を相乗作用的に増加させた。相乗作用は、全ての投与量で示された(表28)。
CLAとRIAAとの間の相乗作用は、広範囲にわたる投与量において認められ、それを用いてインスリンを活性化させるCLAの効能を増大させることが可能であった。
Figure 2009518429
実施例32
ホップ植物化学物質は、TNFαで処置された3T3−L1脂肪細胞のNF−kB活性化を阻害する。
モデル:この実験において、実施例10で説明したような3T3−L1マウス繊維芽細胞モデルを用いた。
細胞培養および処置:分化後、3T3−L1脂肪細胞を更に40日間分化後の培地中に維持した。標準化学物質、培地ならびにホップ化合物のRIAAおよびキサントフモールは、実施例12および19で説明した通りであった。ホップ誘導体および陽性対照ピオグリタゾンは、2.5μg/mLおよび5.0μg/mLの濃度でテストされた。TNFα処置の1時間前に試験材料を添加し、TNFα処置の3および24時間後に細胞核抽出物を調製した。
ELISA:3T3−L1脂肪細胞は、分化後40日間増殖培地中で維持された。Active Motif社(カールズバッド、カリフォルニア州)のTransAM(登録商標)NF-kBキットを変更せずに使用して核NF−kBp65を測定した。キットで得られたジャーカット細胞核抽出物は、50ng/mLのTPA(ホルボール、12−ミリステート、13アセテート)および0.5μMカルシウムイオノホアA23187を補充した培地中で回収直前に37℃で2時間培養された細胞に由来するものであった。
タンパク質アッセイ:Active Motif Fluorescent Protein Quantificantion Kitを使用して核タンパク質を定量した。
統計解析:片側のスチューデントt検定を用いて比較を行った。第1種の誤差の確率は見かけ上5%のレベルで設定された。
結果:TPAで処置されたジャーカット細胞核抽出物は、キット試薬の十分な能力を示すNF−kBp65の増加の予測値を示した(図22)。Day40の3T3−L1脂肪細胞を10ng/mLのTNFαを3時間(図22A)または24時間(図22B)で処置することによって、核NF−kBp65はそれぞれ2.1倍および2.2倍増加した。期待されたように、PPARγアゴニストであるピオグリタゾンは、TNFαの処置の3時間後または24時間後のいずれにおいても核NF−kBp65の量を阻害しなかった。NF―kBp65の核転座は、TNFα処置の3時間後に5.0μg/mLおよび2.5μg/mLのRIAAでそれぞれ9.4%および25%阻害された。24時間目においては、5.0/mLのRIAAの処置のみがNF−kBp65の核転座の有意な(p<0.05)阻害を示した。キサントフモールは、5.0μg/mLおよび2.5μg/mLでTNFα処置の3時間後にそれぞれ15.6%および6.9%、ならびに24時間後に13.4%および8.0%NF−kBp65の核転座を阻害した。
RIAAおよびキサントフモールの両方が示した、TNFαで処置された成熟インスリン抵抗性脂肪細胞におけるNF−kBp65の核転座の阻害は、小さなものではあったが、安定していた。この結果は、3T3−L1脂肪細胞におけるNF−kBp65の核転座の阻害を示さなかったPPARγアゴニストとは異なるものであった。
実施例33
アセンヤクノキ抽出物及びメトホルミンは、インスリン抵抗性3T3−L1脂肪細胞におけるトリグリセリドの組込みを相乗作用的に増加させる。
モデル:この実験において、実施例10で説明したような3T3−L1マウス繊維芽細胞モデルを用いた。使用された全ての化学物質および手順は、実施例10で説明した通りであった。
試験化学物質および処置:メトホルミンをSigma社(セントルイス、ミズーリ州)から入手した。分化のDay0、および成熟期(Day6/7)にわたる2日毎において、試験材料をジメチルスルホキシド中に添加した。陽性対照としてトログリタゾンを添加して4.4μg/mLの終濃度を達成した。メトホルミン、アセンヤクノキ試料番号5669および1:1のメトホルミン/アカシアの併用は、50μg/mLの試験材料でテストされた。分化3T3−L1細胞を0.2%のオイルレッドOで染色した。その結果生じた染色油液滴をイソプロパノールで溶解し、次いで530nmの吸光光度法により定量した。結果は、溶媒対照における完全に分化した細胞の相対的なトリグリセリド含有量として表された。
算出:メトホルミン/アセンヤクノキ抽出物の脂肪生成効果の予測値の推定は、1/LI=X/LIx+Y/LIyの関係を用いて行われ、ここでLI=脂質生成指数、XおよびYは試験混合物における各成分の相対的分画物、およびX+Y=1であった。推定されたLIの平均が、認められた対応分画物の推定値の95%信頼区間の外にある場合、相乗作用が推定された。併用の効果とその成分の各々の効果との比較を伴う相乗作用の定義は、Berenbaumによって説明された[Berenbaum, M. C. What is synergy? Pharmacol Rev 41(2), 93-141, (1989)]。
結果:アセンヤクノキ抽出物は非常に脂質生成的であり、それによって、1.32の脂質生成指数が得られる32パーセント(図23)の3T3−L1細胞のトリグリセリド含有量の増加がもたらされる。0.79の脂質生成指数においては、メトホルミン単独は脂質生成的ではなかった。メトホルミン/アセンヤクノキ抽出物の併用においては、脂質生成指数の実測値が1.35であることが示された。脂質生成指数の予測値が98である場合、脂質生成指数の実測値が95%信頼限界の上限値の2%外にある際にはメトホルミン/アセンヤクノキ抽出物は相乗作用を示した。
3T3−L1細胞において示された脂質生成の可能性に基づけば、メトホルミンおよびアセンヤクノキ抽出物の1:1の併用は、臨床用途において相乗作用的に機能するものと考えられるであろう。このような併用は、血漿トリグリセリドの減少やメトホルミンの有効期間の延長等の、メトホルミンによる治療の好ましい利益の範囲の拡大に有用であろう。
実施例34
インスリン抵抗性3T3−L1脂肪細胞モデルにおけるホップ誘導体およびチアゾリジンジオンによる脂質生成のインビトロの相乗作用
モデル:この実験において、実施例10および12で説明したような3T3−L1マウス繊維芽細胞モデルを用いた。
試験化学物質および処置:使用された標準的化学物質は、実施例10に示した通りであった。脂質生成指数を計算するための実施例10のように分化前に3T3−L1脂肪細胞を処置した。Cayman Chemicals社(シカゴ、イリノイ州)からトログリタゾンを入手した。ピオグリタゾンは、市販の錠剤製剤(ACTOSER、Takeda Pharmaceuticals、リンカンシア、イリノイ州)として入手された。その錠剤は破砕され、全ての粉末がアッセイに使用された。全ての結果は、活性成分の含有量に基づいて計算された。使用されたホップ誘導体のRhoイソアルファ酸およびイソアルファ酸は、実施例19で説明した通りであった。RIAAおよびIAAと併用したトログリタゾンは、4.0μg/mLでテストされ、一方でより効力のあるピオグリタゾンは、RIAAおよびIAAとの1:1の併用で2.5μg/mLでテストされた。実施例33で説明したような脂質生成指数の予測値の算出のために、全ての材料も独立して4.0μg/mLおよび2.5μg/mLでテストした。
結果:それぞれトログリタゾンまたはピオグリタゾンと4.0μg/mLおよび2.5μg/mLでテストされた際、Rhoイソアルファ酸およびイソアルファ酸の両方は、インスリン抵抗性3T3−L1脂肪細胞モデルにおいてチアゾリジンジオンと相乗作用を引き起こしてトリグリセリド合成を増大させた(表29)。
ホップ誘導体のRhoイソアルファ酸およびイソアルファ酸は、チアゾリジンジオンのインスリン感作効果を相乗作用的に増大させることができ、それによって、投与量の減少や順調に応答する患者数の増加といった臨床的な利益がもたらされた。
Figure 2009518429
実施例35
TNFα/3T3−L1脂肪細胞モデルにおけるRhoイソアルファ酸およびメトホルミンのインビトロの相乗作用
モデル:この実験において、実施例10で説明したような3T3−L1マウス繊維芽細胞モデルを用いた。使用された標準的化学物質および脂肪細胞の10ngのTNFα/mLでの処置は、それぞれ実施例10および12に示した通りであった。
試験材料および細胞への処置:Sigma社(セントルイス、ミズーリ州)からメトホルミンを入手し、Rhoイソアルファ酸は実施例19で説明した通りであった。Day5の3T3−L1脂肪細胞に、1μg/mLのRIAAを伴うまたは伴わない50、10、5.0または1.0μg/mLのメトホルミンを10ng/mLのTNFαと併用して添加した。実施例17において詳述されるように、IL−6について培養上澄み培地をDay6にアッセイした。IL−6の阻害に対するメトホルミン:RIAA混合物の作用の予測値の推定は、実施例33で前述したように実施された。
結果:TNFαによって、Day5の脂肪細胞のIL−6分泌は6倍増加した。1μg/mLのトログリタゾンは、対照よりも34%IL―6分泌を阻害したが、一方で1μgのRIAAは対照よりも24%IL―6分泌を阻害した(表30)。1μg/mLのRIAAと併用するメトホルミンは、50μg/mLの濃度で相乗作用を示し、1μg/mLの濃度で強い相乗作用を示した。50μg/mLのメトホルミンにおいて、1μgのRIAAは混合物において更に10%の阻害をもたらしたが;一方で1μgのメトホルミンでは、1μgのRIAAはIL−6阻害を35%増加させた。拮抗作用および作用なしは、それぞれ2つの中投与量におけるメトホルミン:RIAAの併用で認められた。
メトホルミン及びRhoイソアルファ酸の併用は、高濃度および低濃度で相乗作用的に機能してTNFαで処置された3T3−L1脂肪細胞からのIL−6分泌を減少させた。
Figure 2009518429
実施例36
KK−Aマウス糖尿病モデルにおけるアラビアゴムモドキおよびホップ誘導体のインビボの血糖降下作用
モデル:平均40±5グラムの雄性、9週齢のKK−A/Taマウスを用いて、空腹時血清グルコースまたはインスリン濃度を低下させる試験材料の可能性を評価した。このマウス株は、1940年代に糖尿病のモデルとして発育されたKK株とA/a遺伝子型の株との間のハイブリダイゼーションの所産である。まだ完全に特徴を記述されていないポリジーン突然変異の所産である表現型が認められているが、少なくとも4つの量的形質遺伝子座が同定されている。これらのうちの1つは、レプチン受容体のミスセンス突然変異に関連づけられる。この突然変異にもかかわらず、その受容体は機能を保つが、それは完全には有効でないかもしれない。KK株によって、インスリンに対する非感受性および耐糖能低下と関連した糖尿病が発現するが、明らかな高血糖は発現しない。A突然変異の導入は肥満および高血糖を誘発する。A突然変異は、アグーチの遺伝子座に対して5’位に位置するRaly遺伝子の170kbの欠失であり、Ralyプロモーターによってアグーチについての対照が配置される。同型接合の動物は移植前に死ぬ。
試験材料:実施例13で説明したようなアラビアゴムモドキ試料番号5659ならびに実施例19にて説明したようなホップ誘導体のRhoイソアルファ酸、イソアルファ酸およびキサントフモールを使用した。アラビアゴムモドキ、RIAAおよびIAAを100mg/kg/日で投与し、一方でXNを20mg/kgで投与した。更に、RIAA、IAAおよびXNとのアラビアゴムモドキの5:1および10:1の併用は、100mg/kg/日で調製されて投与された。
試験手順:試験材料を0.2%のTween-80中における強制飼養によって1群につき5匹の動物に毎日投与した。初回投与前ならびに3回目の投与および最終投与の90分後に後眼窩洞(retroorbital sinus)から血清を採集した。食後の血清グルコースはムタロターゼ/グルコースオキシダーゼ法によって酵素により測定され、血清インスリンはマウスに特異的なELISA(酵素結合免疫吸着検定法)によって測定された。
データ分析:対照と比較して試験材料が血清グルコースとインスリンのいずれを低下させたのかを評価するために、最初に、各マウスについての投与前の率としての投与前濃度に対して投与後のグルコース値およびインスリン値を正規化した。投与前の率についての臨界値(対照マウスに対する片側、95%信頼区間の下限値)は、グルコースおよびインスリンの変数の両方について計算された。試験材料の投与前の率の各値は、対照の臨界値と比較された。対照の臨界値より低かった試験材料の投与前の率の値は、対照と有意に異なる(p<0.05)と判断された。
結果:3日間の処理期間中、対照マウスにおいては、食後の血清グルコースは2.6%上昇したが、一方で血清インスリンは6.7%低下した。ロシグリタゾン、アラビアゴムモドキ、XN:アカシア[1:5]、XN:アカシア[1:10]、アカシア:RIAA[5:1]、キサントフモール、アカシア:IAA[5:1]、異性化アルファ酸およびRhoイソアルファ酸は全て、対照よりも食後の血清グルコースを低下させたが、血清インスリンには作用しなかった。アカシア:RIAA[10:1]およびアカシア:IAA[10:1]は、血清グルコースとインスリンのいずれにも作用しなかった(表31)。
2型糖尿病のKK−Ayマウスモデルにおけるアラビアゴムモドキ試料番号5659、キサントフモール、異性化アルファ酸、Rhoイソアルファ酸およびそれらの各種併用の急速な血糖低下作用によって、高血糖に関連したヒトの疾患の治療における臨床的な有効性のそれらの可能性が支持される。
Figure 2009518429
実施例37
糖尿病のdB/dBマウスモデルにおけるアラビアゴムモドキおよびホップ誘導体のインビボの相乗作用
モデル:雄性、C57BLKS/J m+/m+ Leprdb (db/db)マウスを用いて空腹時血清グルコースまたはインスリン濃度を低下させる試験材料の可能性を評価した。マウスのこの株は、機能するレプチン受容体が欠如しているためレプチンに抵抗性がある。血漿インスリンの上昇は10〜14日で開始し、血糖値の上昇は4〜8週で開始した。テスト時(9週)に、動物は顕著に50±5g肥満となり、膵島肥大の所見を示した。
試験材料:陽性対照のメトホルミンおよびロシグリタゾンは、連続した3日間の各々においてそれぞれ300mg/kg−日および1.0mg/kg−日で投与された。アラビアゴムモドキ試料番号5659、ホップ誘導体およびそれらの併用は、実施例36で説明したように投与された。
試験手順:試験材料を0.2%のTween-80中における強制飼養によって毎日投与した。初回投与前ならびに3回目の投与および最終投与の90分後に後眼窩洞から血清を採集した。食後の血清グルコースはムタロターゼ/グルコースオキシダーゼ法によって酵素により測定され、血清インスリンはマウスに特異的なELISAによって測定された。
結果:陽性対照のメトホルミンおよびロシグリタゾンは、対照よりも血清グルコース濃度およびインスリン濃度の両方を低下させた(表32)。RIAAおよびXNだけが、単独の試験材料としての許容し得る結果を示した。RIAAは血清インスリンを低下させたが、一方でXNは血清グルコースを低下させたがインスリンに対しては作用しなかった。アカシア:RIAA[5:1]は、血清インスリン濃度の低下についてテストされた最も有効な剤であり、それは、ビグアナイド・メトホルミンによる血清インスリンレベルの17%の低下やチアゾリジンジオン・ロシグリタゾンによる血清インスリンレベルの15%パーセントの低下に対して、インスリン濃度を21%低下させた。このアカシア:RIAA[5:1]の併用の反応は、いずれの個々の成分の反応よりも大きく、従って相乗作用の可能性を示した。アラビアゴムモドキ単独は、血清グルコースとインスリンのいずれも低下させることはできなかったが、一方でRIAAはメトホルミンと同程度に血清インスリンを低下させた。残りの試験材料の中では、アカシア:IAA[10:1]の併用も血清インスリン濃度の低下に効果的であった。
2型糖尿病のdB/dBマウスモデルにおけるRhoイソアルファ酸による血清インスリンの急速な低下、およびキサントフモールによる血清グルコースの低下によって、インスリン非感受性および高血糖に関連したヒトの疾患の治療における臨床的な有効性のそれらの可能性が支持される。更に、Rhoイソアルファ酸およびアセンヤクノキの5:1の併用は、dB/dBマウス糖尿病モデルにおいて相乗的であると思われた。糖尿病の2つの独立した動物モデルおよび3つのインビトロモデルにおけるRhoイソアルファ酸、キサントフモールおよびアカシア:RIAA[5:1]製剤によって示された良い反応によって、血清グルコースの低下またはインスリン感受性の促進を必要とする臨床状況において有用である可能性が支持される。
Figure 2009518429
これで本発明を完全に記載したが、添付の特許請求の範囲の精神または範囲から逸脱することなく多くの変更および改変がそれに対して可能であることは、当業者には明らかであろう。
エネルギー・ホメオスタシス、インスリン感受性および血管のホメオスタシスにかかわる脂肪分泌因子の有益効果および有害効果を示す。(出典:Guerre-Millo, M. Adipose tissue and adipokines: for better or worse. Diabetes Metabolism 30:13-19, (2004))。 脂肪組織内のアディポネクチンのアップレギュレーション(上向きの矢印)またはダウンレギュレーション(下向きの矢印)につながる最も重要な因子および疾病状態の要旨。(Trujillo, M.EおよびScherer, P.E. Adiponectin - journey from an adipocyte secretory protein to biomarker of the metabolic syndrome. Journal of Internal Medicine 257:167-175, (2005)を改作)。 代謝症候群の病態生理学的要素の関係についての概略図。 COX−2発現のLPS刺激の前(白色の棒)または試験材料添加前に一晩行ったLPS刺激の後(灰色の棒)に添加される場合のPGE生合成のRIAA[パネルA]およびIAA[パネルB]の用量に関連する阻害を示す。 RAW細胞において解析されたLPS誘導によるCOX−2が介在するPGE産生におけるセレコキシブ[パネルA]およびMgRIAA[パネルB]の直接的な酵素阻害の図解。PGEは、pg/mLで測定および表現された。誤差棒は、標準偏差(n=8)を表す。 COX−2タンパク質発現のウエスタンブロット検出を提供する。RAW264.7細胞は、指示された時間、LPSによって活性化された。その後、細胞抽出物全体がウエスタンブロットによって視覚化された[パネルA]。COX−2およびGAPDHのバンドのデンシトメトリーを実施した。グラフ[パネルB]は、GAPDHに対するCOX−2の比率を表す。 iNOSタンパク質発現のウエスタンブロット検出を提供する。RAW264.7細胞は、指示された時間、LPSによって活性化された。その後、細胞抽出物全体がウエスタンブロットによって視覚化された[パネルA]。iNOSおよびGAPDHのバンドのデンシトメトリーを実施した。グラフ[パネルB]は、GAPDHに対するiNOSの比率を表す。 96ウェルフォーマットを使用するTransAM NF−κBキットの典型的な概略図。プレートに結合したオリゴヌクレオチドは、NF−κBに対するコンセンサス結合部位を含む。一次抗体によって、NF−κBのp50サブユニットが検出された。 TransAM NF−κBキットによって測定されるNF−κBの典型的な結合活性を提供する。DNA結合の割合は、LPS対照(100%)と比較して算出された。誤差棒は、標準偏差(n=2)を表す。実施例のセクションに記載したように、RAW264.7細胞を試験化合物およびLPSで4時間処置した。 脂肪細胞を発育および成熟させる際にアカシアの試料番号4909の抽出物の脂質生成効果を評価するための典型的な試験手順の概略図。3T3−L1マウス繊維芽細胞モデルを用いて脂肪細胞の脂肪生成に対する試験化合物の潜在的影響を検討した。 溶媒対照を基準とした、アカシア試料番号4909の抽出物あるいは陽性対照(インドメタシンおよびトログリタゾン)で処置した3T3−L1脂肪細胞の非極性の脂質の含有量を表すグラフ。誤差棒は95%の信頼限界(片側)を表す。 インスリン抵抗性3T3−L1脂肪細胞からのアディポネクチンの分泌の際のアカシア試料番号4909の水抽出液のジメチルスルホキシド可溶性分画物の効果を評価するための典型的な試験手順の概略図。 3つの用量のトログリタゾンならびにアカシア試料番号4909の水抽出液のジメチルスルホキシド可溶性分画物の4つの用量のによって24時間誘発させたインスリン抵抗性3T3−L1細胞による最大のアディポネクチン分泌を表す典型的な棒グラフ。示される値は、溶媒対照を基準とする割合であり;誤差棒は95%信頼区間を表す。 試験材料と10ng、2ngまたは0.5ngのTNFα/mLで処置した3T3−L1脂肪細胞からのアディポネクチンの分泌の際のアカシア試料番号4909の水抽出液のジメチルスルホキシド可溶性分画物の効果を評価するための典型的なテストプロトコルの概略図。 インドメタシンまたはアカシア試料番号4909抽出物によって誘発されるTNFαで処置された成熟3T3−L1細胞によるアディポネクチン分泌を示す典型的な棒グラフ。示される値は、溶媒対照を基準とした割合であり;誤差棒は95%信頼区間を表す。*TNFαの単独処置から有意に異なる(p<0.05)。 種々の市販の原料に由来するアセンヤクノキおよびアラビアゴムモドキの各種組成物によるインスリン抵抗性3T3−L1脂肪細胞のトリグリセリド含有量の相対的増加を視覚的に図示する。示される値は、溶媒対照を基準とした割合であり;誤差棒は95%信頼区間を表す。 アセンヤクノキの各種抽出物によって誘発された最大の相対的アディポネクチン分泌の図を視覚的に表す。示される値は、溶媒対照を基準とした割合であり;誤差棒は95%信頼区間を表す。 はホップ化合物あるいは陽性対照(インドメタシンおよびトログリタゾン)で処置された3T3−L1脂肪細胞の溶媒対照を基準にした脂質含有量を視覚的に表す。3T3−L1マウス繊維芽細胞モデルを用いて脂肪細胞の脂肪生成に対する試験化合物の潜在的影響を検討した。結果は、対照細胞の非極性の脂質の相対的な含有量として表され;誤差棒は95%信頼区間を表す。 4つのの試験材料の用量によって24時間誘発させたインスリン抵抗性3T3−L1細胞による最大のアディポネクチン分泌の典型的な棒グラフ。示される値は、溶媒対照を基準とした割合であり;誤差棒は95%信頼区間を表す。IAA=イソアルファ酸、RIAA=Rhoイソアルファ酸、HHIA=ヘキサヒドロイソアルファ酸およびTHIAA=テトラヒドロイソアルファ酸。 Rhoイソアルファ酸、イソアルファ酸、テトラヒドロイソアルファ酸、ヘキサヒドロイソアルファ酸、キサントフモール、ホップかす、ヘキサヒドロコルプロン(hexahydrocolupulone)および陽性対照のトログリタゾンについてのホフステープロット(Hofstee plots)を表す。対照溶媒を基準とした最大アディポネクチン分泌をy切片から推定し、一方で最大の半分のアディポネクチン分泌に必要な試験材料の濃度をその傾きの負の値から計算した。 イソアルファ酸およびRhoイソアルファ酸[パネルA]ならびにヘキサヒドロイソアルファ酸およびテトラヒドロイソアルファ酸[パネルB]によって誘発されたTNFαを治療された成熟3T3−L1細胞による相対的アディポネクチン分泌を表す2つの棒グラフ。示される値は、溶媒対照を基準とした割合であり;誤差棒は95%信頼区間を表す。*TNFαのみの処置から有意に異なる(p<0.05)。 10ngのTNFα/mLの添加後3時間[パネルA]または24時間[パネルB]のインスリン抵抗性3T3−L1脂肪細胞内のNF−kB核転座を表す。ピオグリタゾン、RIAAおよびキサントフモールを5.0μg/mL(黒棒)および2.5μg/mL(横紋状の棒)で添加した。ジャーカット細胞核抽出物は、50ng/mLのTPA(ホルボール、12−ミリステート、13アセテート)および0.5μMカルシウムイオノホアA23187(CI)が補充された培地中で、採収前に2時間、37℃で培養された細胞に由来する。 溶媒、メトホルミンまたはアカシア試料番号5659の水抽出液で処置あるいはメトホルミン/アセンヤクノキ抽出物の1:1の併用で処置されたインスリン抵抗性3T3−L1細胞の相対的なトリグリセリド含有量を視覚的に示す。結果は、溶媒対照中の完全に分化した細胞の相対的なトリグリセリド含有量として示される。

Claims (7)

  1. インスリン関連疾患の治療を必要とする被験体におけるインスリン関連疾患の治療方法であって、該方法は、治療上有効量の医薬的に許容し得る植物産物を含む組成物を被験体に投与することを含み、該植物産物が、ゲルマクレンA、ゲルマクレンD、ヨーロッパキイチゴ種子油、ワサビ粉末、ダバナ油(Davana oil)、バコパモンニエラ、オレオレジンフェンネル(Oleoresin fennel)およびセンテラアジアティカからなる群に由来する化合物または抽出物である、上記方法。
  2. インスリン関連疾患の治療を必要とする被験体におけるインスリン関連疾患の治療のための組成物であって、該組成物は治療上有効量の医薬的に許容し得る植物産物を含み、該植物産物が、ゲルマクレンA、ゲルマクレンD、ヨーロッパキイチゴ種子油、ワサビ粉末、ダバナ油、バコパモンニエラ、オレオレジンフェンネルおよびセンテラアジアティカからなる群に由来する化合物または抽出物である、上記組成物。
  3. インスリン関連疾患の治療を必要とする被験体におけるインスリン関連疾患の治療方法であって、該方法は、治療上有効量の医薬的に許容し得る植物産物と、被験体のインスリンのレベルまたは感受性を調節するための薬物とを被験体に投与することを含み、
    a.該植物産物が、アカシアまたはホップに由来する化合物または抽出物であり;
    b.該アカシア由来の植物産物が、アセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキに由来し;および
    c.該ホップに由来する植物産物が、プレニルフラボノイド(prenylflavonoid)、カルコン、還元イソアルファ酸、ジヒドロイソアルファ酸、テトラヒドロイソアルファ酸、ヘキサヒドロイソアルファ酸、キサントフモール、イソキサントフモール、6−プレニルナリンゲン(prenylnaringen)および8−プレニルナリンゲニンからなる群から選択される、上記方法。
  4. インスリン関連疾患の治療を必要とする被験体におけるインスリン関連疾患の治療のための組成物であって、該組成物は、治療上有効量の医薬的に許容し得る植物産物と、被験体のインスリンのレベルまたは感受性を調節するための薬物とを含み、
    a.該植物産物が、アカシアまたはホップに由来する化合物または抽出物であり;
    b.該アカシア由来の植物産物が、アセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキに由来し;および
    c.該ホップに由来する植物産物が、プレニルフラボノイド、カルコン、還元イソアルファ酸、ジヒドロイソアルファ酸、テトラヒドロイソアルファ酸、ヘキサヒドロイソアルファ酸、キサントフモール、イソキサントフモール、6−プレニルナリンゲンおよび8−プレニルナリンゲニンからなる群から選択される、上記組成物。
  5. インスリン関連疾患の治療を必要とする被験体におけるインスリン関連疾患の治療に使用するキットであって、該キットは、治療上有効量の医薬的に許容し得る植物産物と、被験体のインスリンのレベルまたは感受性を調節するための薬物とを含み、
    a.該植物産物が、アカシアまたはホップに由来する化合物または抽出物であり;
    b.該アカシア由来の植物産物が、アセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキに由来し;および
    c.該ホップに由来する植物産物が、プレニルフラボノイド、カルコン、還元イソアルファ酸、ジヒドロイソアルファ酸、テトラヒドロイソアルファ酸、ヘキサヒドロイソアルファ酸、キサントフモール、イソキサントフモール、6−プレニルナリンゲンおよび8−プレニルナリンゲニンからなる群から選択される、上記キット。
  6. インスリン関連疾患の治療を必要とする被験体におけるインスリン関連疾患の治療のための脂肪細胞修飾のための方法であって、該方法は、治療上有効量の医薬的に許容し得る植物産物を含む組成物を被験体に投与することを含み、該植物産物が、アカシアまたはホップに由来する化合物または抽出物であって、
    a.該アカシア由来の植物産物が、アセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキに由来し;および
    b.該ホップに由来する植物産物が、プレニルフラボノイド、カルコン、還元イソアルファ酸、ジヒドロイソアルファ酸、テトラヒドロイソアルファ酸、ヘキサヒドロイソアルファ酸、キサントフモール、イソキサントフモール、6−プレニルナリンゲンおよび8−プレニルナリンゲニンからなる群から選択される、上記方法。
  7. インスリン関連疾患の治療を必要とする被験体におけるインスリン関連疾患の治療のための脂肪細胞修飾のための組成物であって、該組成物は、治療上有効量の医薬的に許容し得る植物産物を含み、該植物産物が、アカシアまたはホップに由来する化合物または抽出物であって、
    a.該アカシア由来の植物産物が、アセンヤクノキまたはアラビアゴムモドキに由来し;および
    b.該ホップに由来する植物産物が、プレニルフラボノイド、カルコン、還元イソアルファ酸、ジヒドロイソアルファ酸、テトラヒドロイソアルファ酸、ヘキサヒドロイソアルファ酸、キサントフモール、イソキサントフモール、6−プレニルナリンゲンおよび8−プレニルナリンゲニンからなる群から選択される、上記組成物。
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