JP2010515743A - 治療薬としてのクロモン類 - Google Patents

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Abstract

本発明は、脂肪細胞によるアディポネクチン産生のアップレギュレーション並びにグルコース及び脂肪酸の代謝経路及びシグナル伝達経路に関連する事実上数百の遺伝子の正常化を示す植物源由来のクロモン及び新規クロモン組成物の同定及び単離を記載する。該クロモン組成物は、脂肪細胞によるアディポネクチン産生の増強及び脂肪酸生合成、脂肪酸のミトコンドリアβ酸化、ステロイド生合成、糖新生、脂肪輸送、PPARα/RXRα肝シグナル伝達及び異物代謝に関与する遺伝子の調節に有効である。該クロモン組成物は、哺乳動物におけるインスリン感受性の増大、耐糖能の改良、トリグリセリド濃度の低下及びグルコース濃度の均衡化に使用できる。本発明には、インスリン抵抗性、耐糖能異常、高血糖、メタボリックシンドローム、脂質異常症、及び高トリグリセリド血症(これらに限定されない)を含む様々な疾患及び状態の予防及び治療のための方法も含まれる。
【選択図】 なし

Description

本発明は、一般的に、脂肪細胞によるアディポネクチン産生の増強、並びに脂肪酸生合成、脂肪酸のミトコンドリアβ酸化、ステロイド生合成、糖新生、脂肪輸送、PPARα/RXRα肝シグナル伝達及び異物代謝に関与する遺伝子の調節に有効なクロモン及び新規クロモン組成物の単離及び同定に関する。インスリン抵抗性、耐糖能異常、高血糖、メタボリックシンドローム、脂質異常症、及び高トリグリセリド血症の予防及び治療のための方法も含まれる。
肥満、糖尿病、及びメタボリックシンドロームは急速に世界的に蔓延するようになった。世界保健機関(WHO)の発表によると、2005年にはほぼ4億人の成人が肥満であり、2015年までに7億人を超える成人が肥満になると予測されている。肥満は、心臓血管疾患及び糖尿病を含むいくつかの慢性疾患の主要危険因子である。
メタボリックシンドロームは、1988年、Reavenによって、肥満、インスリン抵抗性、耐糖能異常、高血圧、及び脂質異常症(高トリグリセリド血症及び低HDLコレステロール値)を含む相互関連したありふれた臨床的障害群として最初に提唱された(Reaven(1988) Diabetes 37:1595−1607)。全米コレステロール教育プログラム(National Cholesterol Education Program)の成人治療委員会III(Adult Treatment Panel III)(ATP III)は、2001年にメタボリックシンドロームの診断基準を確立した(JAMA(2001)285:2486−249797)。メタボリックシンドローム保有者を識別するために、ATP IIIによって、腹部肥満、空腹時血糖値の異常、高トリグリセリド(TG)、低HDLコレステロール(HDL−C)濃度、及び高血圧を含む五つの基準が選ばれた。個人にいずれか三つの要素が存在するとメタボリックシンドロームと診断される。メタボリックシンドロームは世界中に広く蔓延し、その個別の要素のいずれよりも高いアテローム硬化性心臓血管疾患リスクを伴う。
第3回全国健康栄養調査(Third National Health and Nutrition Examination Survey)(1988〜1994)の20歳以上の男女8814人のデータを分析したところ、メタボリックシンドロームの未調整及び年齢調整有病率はそれぞれ21.8%及び23.7%であることが明らかになった。2000年の国勢調査データを用いると、約4700万人の米国在住者がメタボリックシンドロームに罹患している可能性がある(Fordら(2002)JAMA 16:359)。肥満の青少年ではメタボリックシンドロームの有病率が非常に高く、肥満の重症度に伴って増加し、重度肥満の青少年では50パーセントに達している(Weissら(2004)“青少年における肥満とメタボリックシンドローム(Obesity and the metabolic syndrome in children and adolescents)”N Eng J Med 350:2362−2374)。これらの青少年には心臓血管の有害転帰リスクの上昇を示すバイオマーカーが既に存在する。メタボリックシンドロームとその個別要素は肥満の集団に見られるだけでなく、標準体重及び軽度肥満の個人にも見られる。
有力な証拠により、代謝異常の問題の根源はインスリン抵抗性であることが示唆されている(Reaven GM.(1988) Diabetes 37:1595−1607)。メタボリックシンドロームの有病率は、人種又は民族及び肥満度を調整すると、インスリン抵抗性の増加と共に有意に増加する(傾向に関してP<0.001)(Weissら(2004)“Obesity and the metabolic syndrome in children and adolescents” N Eng J Med 350:2362−2374)。インスリン抵抗性は、正常の循環インスリン濃度に対する応答性が低下した状態で(Saltiel AR(2000)J Clin.Invest.106:163−164)、2型糖尿病の主病因である。インスリン抵抗性は、肥満、ライフスタイル因子及び遺伝的因子に関連する(Kadowaki T(2000)J Clin.Invest.106:459−465;Stern M(2000)J Clin.Invest.106:323−327)。インスリン受容体及びインスリンシグナル伝達経路の遺伝的欠陥が、2型糖尿病のインスリン抵抗性の病因に関与していることが動物研究から明らかに示されている。例えば、インスリン受容体ノックアウトマウスの筋肉、肝臓及び脂肪組織では、インスリン作用の不足が明らかであった。これらのマウスは高インスリン血症及び重度の糖尿病も示した。インスリンシグナル変換カスケードにおける主要シグナル伝達酵素であるPI3キナーゼ(PI3K)の活性を増大させたマウスは、インスリン感受性の増大と、骨格筋及び脂肪細胞におけるグルコース輸送の増大のために低血糖とを示した(Kadowaki T(2000)J Clin.Invest.106:459−465)。同様に、PI3Kの下流のキナーゼであるAkt2欠乏マウスは、インスリン抵抗性の減退と筋肉グルコース輸送の増大を示した(Choら、2001 Science 292:1728)。
ヒトにおいては、最近の研究はインスリン抵抗性及び糖尿病の遺伝的基礎及び生理に関するものが多い。PPARガンマ2特異的Bエキソンにおける部分的“機能喪失”型Pro12Ala変異を有する患者は、低BMI、高いインスリン感受性及び改良された脂質プロフィールの組合せを有している(Deebら、(1998)Nat Genet 20:284−287;Alhulerら、(2000)Nat Genet 26:76−80)。Pro12Ala多型性の生理学的結末は、遺伝的及び環境的交絡因子に大きく依存する。Pro115Gln機能獲得型変異を有する患者は、極度の肥満及びインスリン感受性であり(Ristowら(1998)N Engl J Med 339:953−959)、これは脂肪細胞分化の刺激におけるPPARγの作用と一致している。他方、Pro495Leu、Val318Met、Phe388Leu及びArg425Cysのような優性ネガティブ変異は、部分リポジストロフィー、重度のインスリン抵抗性、糖尿病、及び高血圧に関連している(Savageら(2003)Diabetes 52:910−917;Agawal及びGarg(2002)J Clin Endocrinol Metab 87:408−411)。
ヒトの遺伝的疾患である若年発症成人型糖尿病(MODY)は、25歳以前での糖尿病の臨床的発症、常染色体優性遺伝、及び膵β細胞機能の原発性欠陥を特徴とする。六つのMODY遺伝子が同定されている。MODY1、肝細胞核因子−4α(HNF−4α);MODY2、グルコキナーゼ;MODY3、HNF−1α;MODY4、インスリンプロモーター因子−1(IPF−1);MODY5、HNF−1β;及びMODY6、ベータ細胞Eボックストランスアクチベーター又はNeuroD1である(Fajansら(2001)N Engl J Med 345:971)。MODY遺伝子は、膵β細胞における異常な遺伝子発現及びグルコース代謝に関与しており、β細胞の機能不全を招く。
II型糖尿病は複合かつ異種性の多因子疾患である。稀な単一遺伝子型のMODYは、糖尿病の病態生理に関して情報を提供してくれるが、多様なヒト糖尿病の病因をそれで捉えることはできない。ヒト全ゲノムスキャンは、多数のゲノミクス研究グループが遺伝的多型を用いて様々な感受性(susceptible)民族集団の中で糖尿病及びインスリン抵抗性の遺伝子座を探るために利用している(McIntyre及びWalker(2002)Clin Endocrinol 57:303)。15番染色体上のカルパイン−10遺伝子は、テキサスでメキシコ系アメリカ人の民族グループの252の同胞対の全ゲノムスキャンを用いて同定された最初の遺伝子で、後に他の民族グループの研究を用いて確認された。臨床研究から、カルパイン−10は、筋組織に対するインスリンの作用及び膵β細胞からのインスリン分泌に影響を及ぼす因子の一つであることが示唆されている。カルパイン−10欠損マウスでの研究によれば、カルパイン−10は、インスリン分泌膵β細胞において脂肪酸誘導アポトーシスを媒介していることが示唆されている(Horikawaら(2000)Nat Genet 26:163;Weedonら(2003)Am J Hum Genet 73:1208)。ヒトの糖尿病遺伝子に関する追求はこれからも続くが、16番染色体上のFTOは最近の発見である。FTOは、機能は未解明であるが、BMIと関連し、合計39,000人の様々な糖尿病調査対象集団で確認されている(Kaiser(2007)Science 316:185)。さらに、候補遺伝子の関連研究によって、KCNJ11(β細胞のATP感受性カリウムチャンネルの内向き整流サブユニット)及びHNF−4α遺伝子もNIDDM遺伝子であることが見出された(Taylor(2007)Diabetes 56:2844)。
遊離脂肪酸(FFA)はおそらくインスリン抵抗性の病態生理において最も重要な因子である。筋グリコーゲン合成、グルコース取込み、及びグルコース−6−リン酸濃度を追跡するのに、13C、31P、及び1Hアイソトープを用いる非侵襲的磁気共鳴分光法が、エール大学のShulmanのグループによって臨床研究に使用されている。高インスリン血症正常血糖クランプ下の健常ヒト対象において、脂質注入を用いて高い血中FFA濃度を維持すると、インスリン抵抗性が次第に発現し、インスリン刺激性筋グルコース取込みの50%減退及び筋グリコーゲン合成の50%減退及び脂質注入4〜6時間後のグルコース酸化という状態に至り、インスリン刺激性IRS−1関連PI3K活性の>90%低下も伴う(Rodenら(1996)J Clin Invest 97:2859;Dresnerら(1999)J Clin Invest 103:253)。
ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体(PPAR)は、核内受容体スーパーファミリーのサブクラスである。PPARは、レチノイドX受容体とのヘテロ二量体として特異的DNA応答要素に結合するリガンド依存性転写因子である。このリガンド結合は、クロマチン脱凝縮コアクチベーター複合体の優先的動員をもたらし、コリプレッサー複合体を退けること(dismissal)を支持する(Glass(2006)J.Clin.Invest.116:556−560 doi:10.1172/JCI129713)。さらに、PPARは、他の転写因子との競合を通じて、遺伝子発現に間接的に、通常は否定的に、影響を及ぼしうる(Gervoisら(2001).J.Biol.Chem.276:33471−33477)。PPARファミリーには、PPARα、PPARδ(又はPPARβ)及びPPARγの三つのメンバーが存在する。広範な実験的証拠により、これら三つの核内受容体は脂質及び炭水化物代謝の調節及び調整に関連付けられている。この三つのタンパク質と、糖尿病、肥満、脂質異常症及び炎症を含む様々な疾患との関連性はよく確立されている。三つのPPARは異なる組織に異なった形で発現されている(Sempleら(2006).J.Clin.Invest.116:556−560 doi:10.1172/JCI128003)。PPARαは、肝臓、腎臓及び心臓に最も高発現している。PPARγは脂肪組織及びマクロファージに優先的に発現している。PPARδの発現は広範囲に広がっているが、脂肪組織、皮膚及び脳に最も高発現している。この三つの核内受容体は様々な細胞プロセスに関与している。PPARα又はPPARδの活性化は脂肪酸のβ酸化の増大をもたらす。PPARαはリポタンパク質合成及びアミノ酸の異化作用に関係している。PPARγは脂肪細胞分化に重要である。該タンパク質は異なる生理的機能を有している。PPARαは空腹に対する組織の代謝応答を調整するが、PPARγの発現は食後に増加し、その活性化は脂肪組織における脂肪酸の取込みを媒介する遺伝子のアップレギュレーションをもたらす。PPARγは脂肪細胞分化を指揮する鍵となる転写因子である。PPARδの生理的機能は完全に解明されていない。しかしながら、最近の証拠から、それが筋線維型のレギュレーターであろうこと、そして該タンパク質の活性化は肥満への抵抗性及び改良された代謝プロフィールをもたらすことが示されている(Wangら(2004).PloS Biology :e294)。
インスリン抵抗性には多数の経路が関与しうる。脂肪組織におけるPPARγの活性化は、脂肪酸捕捉に関与する遺伝子の転写をアップレギュレートする(Sempleら(2006)J.Clin.Invest.116:556−560 doi:10.1172/JCI128003)。PPARγは内皮リポタンパク質リパーゼ(LPL)及び脂肪酸輸送タンパク質(FATP及びCD36)を活性化する。これらはそれぞれ、リポタンパク質トリグリセリドの加水分解及びFFAの脂肪細胞への取込みを促進する。該プロセスは、循環中の脂質や筋肉及び肝臓のようなインスリン感受性組織への脂質の直接アクセスを減少させることによってインスリン感受性を増強する(Sempleら(2006)J.Clin.Invest.116:556−560 doi:10.1172/JCI128003)。PPARγはよく特徴付けされている。PPARγの本質的役割は、ホモ接合型PPARγ欠損マウスの胎生致死で実証された(Tsuchidaら(2005)J Pharmacol.Sci.97:164−170)。野生型マウスでは、肥満及びインスリン抵抗性は高脂肪食によって誘導できる。しかしながら、高脂肪食誘導肥満又はインスリン抵抗性はヘテロ接合型PPARγ欠損マウスでは防止される(Tsuchidaら(2005)J Pharmacol.Sci.97:164−170)。例えば、ヘテロ接合型PPARγ(+/−)マウスに高脂肪食を与えると、該マウスは野生型マウスよりインスリン抵抗性が低く、脂肪細胞も小さかった。該マウスは、血漿中の脂肪酸濃度が低く、レプチン濃度は増大していた(Kubotaら(1999)Mol Cell :597−609;Tsuchidaら(2005)J Pharmacol.Sci.97:164−170)。しかしながら、ヘテロ接合型PPARγ欠損の保護効果は、マウスをPPARγアゴニストで処置することによって減少した。チアゾリジンジオン(TZD)クラスのインスリン増感薬(Lehmannら(1995).J.Biol.Chem.270:12953−12956)は、逆説的ではあるが、PPARγ(+/−)マウスのインスリン感受性を低下させる。これらの結果から、PPARγは高脂肪食誘導肥満及びインスリン抵抗性を媒介すること、及びPPARγの阻害によって動物又はヒトはインスリン抵抗性の内因性及び外因性の原因に影響されにくくなることが示唆される。他方、高脂肪食を与えられた野生型マウスでPPARγをTZDによって超生理学的に活性化してもインスリン感受性は改良されたが、同時に脂肪細胞分化も誘導した。実験的証拠は、PPARγ活性のダウンレギュレーションもアップレギュレーションもインスリン感受性を改良することを示している。
PPARαは内因性脂肪酸及びそれらの誘導体の分子センサーであり、肝臓及び骨格筋におけるグルコース恒常性及び脂質代謝に重要な役割を果たしている。フィブラートのようなPPARαアゴニストは脂質低下に有効であることが示されている(Lefebvreら(2006).J.Clin.Invest.116:571−580.doi:10.1172/JCI27989)。齧歯類において、PPARαアゴニストのWy14643は、KKAyマウスのインスリン感受性を改良し、PPARγアゴニストのロシグリタゾンの抗糖尿病効果を増強した(Tsuchidaら(2005)Diabetes 54:3358−3370)。脂肪細胞の肥大はWy14643によって防止された(Tsuchidaら(2005)Diabetes 54:3358−3370)。
PPARδは、脂肪、骨格筋、及び心臓などの様々な組織における代謝レギュレーターとして最近浮上してきた(Barishら(2006)J.Clin.Invest.116:590−597)。PPARδは脂肪酸異化作用及びエネルギー脱共役を増強するので、トリグリセリド貯蔵の低下と耐久性の改良をもたらす。マウスの骨格筋におけるPPARδの活性化形の標的発現は、改良された代謝プロフィールと共に肥満に対する抵抗性を付与する(Wangら(2004).PloS Biology :1532−1539)。
体内におけるPPAR活性の調節は、食事及びその他の環境影響に応答して正常のインスリン感受性を維持するのに重要である。マウスの遺伝学的研究は、核内受容体と環境因子の複雑な相互作用を理解するための絶好の機会を提供してくれる。PPAR活性は異なるモジュレーターによって調節されうる。PPARは異なるリガンドと相互作用するので、異なるセットの標的遺伝子の活性化をもたらす。その結果、PPARに対するモジュレーターの異なる親和性及び作用のために、異なる転写活性及び薬理学的特性が生ずる。PPARのモジュレーターは、完全アゴニスト、部分アゴニスト、アンタゴニスト及びコアゴニストを含むくつかのグループに分けられる(Knouff及びAuwerx(2004)Endocrine Review 25:899−918)。
多数のPPAR完全アゴニストが開発されている。ロシグリタゾン及びピオグリタゾンは、2型糖尿病の治療に臨床使用されている二つのTZDである(Lehmannら(1995)J Biol.Chem 270:12953−12956)。これらのPPARγアゴニストはインスリン抵抗性を低減し、血漿中グルコース濃度を低下させるが、該完全アゴニストは、脂肪量の増加及び浮腫による体重増加、体液貯留、血液希釈、及び心不全を含む重篤な副作用を患者の最大15%に引き起こす(Mudaliarら(2003).Endocr.Pract.:406−416)。一部のTZDは顕著な肝毒性も伴う。メタボリックシンドロームの多数の側面を予防又は治療する薬物療法は選択肢及び成功率が限られているが、新規分子薬の目標が積極的に追求されている。
その他のインスリン増感経路は、脂肪細胞から産生されるTNFα、IL−6、CRP、PAI−1、アンギオテンシノーゲン、レジスチン、レプチン及びアディポネクチンなどのアディポカインの修飾プロフィールが関与する(Lauら(2004).Am.J.Physiol Heart Cir.Physiol 288:H2031−H2041)。これらのアディポカインはインスリン抵抗性及び血管恒常性に著しい影響を及ぼす。これらのタンパク質のうち、アディポネクチンは脂肪細胞からの最も良く特徴付けされたホルモンの一つで、インスリン増感を媒介する。TZDは、肥満マウス及びインスリン抵抗性肥満ヒトにおいてアディポネクチン遺伝子発現を刺激し、循環アディポネクチン濃度を増大する(Maedaら(2001)Diabetes 50:2094−2099)。アディポネクチンはインスリン感受性を増大することによって耐糖能を改良するので、2型真性糖尿病患者におけるTZDの血糖低下作用は、少なくとも一部はTZDのアディポネクチン分泌に対する作用によって説明できる。
追加の経路はヒトにおけるインスリン増感に関与する。例えば、レプチンも齧歯類におけるインスリン感受性を改良することが示されている。脂肪萎縮マウスにおいて、生理学的用量のアディポネクチンとレプチンの組合せ投与は、インスリン感受性の完全回復をもたらしたが、アディポネクチン又はレプチンのいずれかの個別処置では部分的なインスリン増感しか観察されなかった(Yamauchiら(2001).Nat Med :941−946)。レプチンは脂質合成酵素の発現を低下させ、結果として肝臓、褐色脂肪組織及び骨格筋におけるPPARα経路を活性化する。これによってUCP−2及びベータ酸化に関与する酵素の発現の増加がもたらされる。ヒトでは、血漿中のアディポネクチン濃度は、減量によってインスリン感受性の改良した個人では変化しなかった(Abbasiら(2004)Metabolism 53:280−283)。別の研究では、運動トレーニングによるインスリン感受性の改良は、ヒトではアディポネクチン濃度の変化の結果ではないことが示された(Marcellら(2005),Metabolism 54:533−41)。これらのデータから、追加の経路はインスリン増感のための存在すること、及び減量後とTZD化合物による処置後ではインスリン感受性の改良に異なる機序が関与していることが示唆される。
クロモンは、ベンゾピラン−4−オンを主骨格として有する特定のタイプの芳香族化合物で、下記の一般構造:
Figure 2010515743
[式中、
1、R2、R3、R4、R5及びR6は、−H、−OH、−CH3、−SH、アルキル、アルケニル、オキソアルキル、オキソアルケニル、ヒドロキシルアルキル、ヒドロキシルアルケニル、−OCH3、−SCH3、−OR、−SR、−NH2、−NRH、−NR2、−NR3 +-、エステルであって、ガレート、アセテート、シンナモイル及びヒドロキシル−シンナモイルエステル、トリヒドロキシベンゾイルエステル及びカフェオイルエステルからなる群から選ばれるエステル;及びヘキソース又はペントースであって、前記ヘキソース又はペントースは炭素、窒素、硫黄又は酸素によってクロモンに連結され、前記ヘキソース又はペントースは、アルドペントース類、メチルアルドペントース、アルドヘキソース類、ケトヘキソース及びそれらの化学誘導体からなる群から選ばれるヘキソース又はペントースからなり、二量体、三量体及びその他の重合クロモンが含まれる群から、独立して選ばれ;
前記アルキル及び/又はアルケニル基は、1〜20個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分枝鎖で、異なる位置にある、二重結合、及び−OH、=O及び−ORからなる群から選ばれる置換基を有し及び/又は有さず;
Xは、これらに限定されないが、ヒドロキシル、クロリド、ヨージド、スルフェート、ホスフェート、アセテート、フルオリド、カーボネートなどを含む製薬学的に許容しうる対イオンの群から選ばれ;そして
Rは、1〜20個の炭素原子を有するアルキル基である]によって示される。これまでに天然源から単離された183種類のクロモンしかない(The Combined Chemical Dictionary,Chapman & Hall/CRC,第5版:2001年6月)。
クロモンは、モノアミンオキシダーゼ阻害活性(Fujimotoら(2002)Chem.Pharm.Bull.50:330−336)、チロシナーゼ阻害活性(Oiaoら(2002)Chem.Pharm.Bull.50:309−311)、抗血小板作用(Leonciniら(1991)Pharmacol.Res.23:139−148)、経口病原体に対する増殖阻害活性(Cai(1996)J.Nat.Prod.59:987−990)、プロスタグランジンHシンターゼ阻害活性(Jurenkaら(1989)Comp.Biochem.93:253−255)を示すと報告されている。クロモンはまた、ラットでII型コラーゲン誘導関節炎に対する治療効果(Inabaら(2000)Chem.Pharm.Bull.48:131−139)及び脂質低下活性(Witiakら(1975)J.Med.Chem.18:935−942;Tetkoら(1995)Bioorg Khim.21:809−815)も有している。また、クロモンは選択的シグマ受容体リガンドとしても機能できると報告されている(Ericksonら(1992)J.Med.Chem.35:1526−1535)。動物研究に基づくと、クロモンは容易に吸収及び代謝され(Crewら(1976)Xenobiotica :89−100)、アロエシンのc−グルコシル結合はヒト腸内細菌によって切断できる(Cheら(1991)Chem.Pharm.Bull.39:704−708)。
アロエは、多数の生物活性物質を含有する複雑な植物である(Dagneら(2000)Current Org.Chem.:1055−1078;Cohenら、Wound Healing/Biochemical and Clinical Aspects,初版 WB Saunders,Philadelphia(1992))。300種を超えるアロエが知られており、その大部分はアフリカ原産である。研究によれば、生物活性物質はアロエの葉の別の部分に存在することが示されている。すなわち、葉の中心部に位置する透明なゲル状フィレ、葉皮(leaf rind)又は葉の皮質(cortex of the leaf)部分、及びアロエラテックスと呼ばれ、葉皮と内部のゲル状フィレとの間に位置する維管束の内鞘細胞中に含有される黄色液中である(Dagneら(2000)Current Org.Chem.:1055−1078)。葉の中心部に存在する透明ゲル状フィレは、水溶性多糖類、有機酸、アミノ酸及び無機塩を含有する。アロエ・ベラゲルはアロエ植物のこの部分から製造される。葉皮又は葉の皮質、及び維管束の内鞘細胞中に含有される黄色液は、芳香族化合物、例えばアントラキノン、クロモン、有機酸、酵素、ビタミン、塩及びその他の各種化合物を含有する。アロエ全葉(whole leaf)ゲルは、アントラキノン、クロモン、多糖類及びその他の化合物を含む全水溶性成分の内容物を含むアロエ植物を丸ごと粉砕することによって製造される。アントラキノンの色及び光毒性、GI刺激性、細胞毒性及びその他の副作用のため、アロエ全葉ゲルはアントラキノン及びクロモンを含むすべての芳香族化合物を除去するように処理される(International J.Toxicology(2007),26(suppl.2):1−50)。
歴史的にアロエ産物は、火傷、傷及びその他の創傷の治療のために皮膚用に使用されてきた。こうした使用に触発されて、臨床活性、特に抗炎症活性を有するアロエ植物由来化合物の同定に関する数多くの研究が行われてきた(Grindlay及びReynolds(1986)J.of Ethnopharmacology 16:117−151;Hartら(1988)J.of Ethnopharmacology 23:61−71参照)。これらの研究の結果、抗腫瘍活性、抗胃潰瘍、抗糖尿病、抗チロシナーゼ活性及び抗酸化活性を含む多様な生物活性を有するアロエ化合物の多数の報告がある(International J.Toxicology(2007),26(suppl.2):1−50)。
様々なアロエ種から単離されたクロモンは多様な生物活性を有すると報告されている。アロエシンはチロシナーゼ活性を阻害し(Jonesら Journal of Pigment Cell Research,2002年2月10日受理)、サイクリンE依存性キナーゼ活性をアップレギュレートする(Leeら(1997)Biochem.Mol.Biol.Int.41:285−292)と報告されている。アロエ・バルバデンシス(Aloe barbadensis)から単離されたc−グリコシルクロモンは、抗炎症活性(Hutterら(1996)J.Nat.Prod.59:541−543)及びラット脳ホモジネートモデルに基づくとアルファ−トコフェロールに類似した抗酸化活性(Leeら Free Radic Biol.Med.28:261−265)を示す。
アロエ・バルバデンシスの葉及びその苦味成分は、正常及びアロキサン糖尿病マウスの血糖値に対する作用を示し(Ajabnoor(1990)J.Ethnopharmacol.28:215−220)、各種アロエ種の乾燥樹液は臨床研究で抗糖尿病活性を示す(Ghannam,(1986)Horm Res.24:288−294)。アロエゲル又は抽出物の抗糖尿病作用は、低用量ストレプトゾトシン誘導糖尿病動物モデルで示されている(Beppu(2006))J Ethnopharmacol.103(3):468−77;Rajasekaran(2006)Clin Exp Pharmacol Physiol.33(3):232−7)。そのような抗糖尿病作用は、フェノール及びその他の分子量10KDa未満の化合物による、膵島B細胞への低用量ストレプトゾトシン誘導選択毒性の保護と報告されている(Rajasekaran(2006)Clin Exp Pharmacol Physiol.33(3):232−7)。無機ミネラルなどのその他の成分(Rajasekaran(2005)Biol.Trace Elem.Res.108(1−3):185−195)及びアロエ・ベラゲル由来の抗酸化物質も抗糖尿病作用との関連で報告されている(Rajasekaran(2005)Pharmacol.Rep.57(1):90−96)。
最近、アロエ・ベラゲル由来の五つの植物ステロールが抗糖尿病成分と確認された(Tanaka(2006)Biol.Pharm.Bull.29(7):1418−1422)。2007年、アロエ・フェロックス(Aloe ferox)の葉のゲルの化学成分が完全分析されて、有力な抗酸化特性が報告され、症状緩和及び/又は糖尿病予防における使用の可能性が推測された(Loots(2007)J Agric.Food Chem.55(17):6891−6896)。
米国特許第6,780,440号に、糖尿病及び体重管理のための薬草組成物(アロエを含む)が開示されている。しかしながら、主有効成分及び作用機序は確認されていない。米国特許第5,88,984号には、アロエ由来の複合炭水化物が糖尿病治療のための組成物の一つとして特許請求されている。米国特許第4,598,069号にもアロエの多糖類が低血糖の治療用として特許請求されている。米国特許第5,627,204号には、糖尿病の予防及び治療に使用するための、アルドースレダクターゼの阻害薬として作用する、異なる置換パターンを有する合成クロモン誘導体が開示されている。米国特許第6,133,305号には、糖尿病を含むプロテインキナーゼ関連障害を治療するための、クロモン骨格を有する合成化合物が特許請求されている。
Yagiらは、アロエから単離された化合物群、特にアロエシン及びその誘導体の一つ、2”−O−フェルロイルアロエシンを開示している。これらはチロシナーゼの有効阻害薬である。(Yagiら(1987)Plant Medica 515−517)。アロエシンはC−グルコシル化5−メチルクロモンである(Holdsworth(1972)Chromones in Aloe Species,Part I−Aloesin PM 19(4):322−325)。インビトロではアロエシンはチロシナーゼ活性の強力な阻害薬である(Yagiら(1987)Planta Medica 515−517)。米国特許第6,123,959号、発明の名称“Aqueous Composition Comprising Active Ingredients for the De−Pigmentation of the Skin(皮膚の脱色素沈着用有効成分を含む水性組成物)”には、リン脂質のリポソーム、及びメラニン合成酵素の少なくとも一つの競合阻害薬(メラニン合成酵素の少なくとも一つの非競合阻害薬と組み合わせた)を含む水性組成物が記載されている。米国特許第6,884,783号には、活性酸素種(ROS)損傷及びその他の酸化的ストレスに伴う疾患及び状態の予防及び治療のための強力な抗酸化物質としてのアロエシン及びアロエシノールを含む7−ヒドロキシクロモン類が開示されている。
現在までのところ、アロエシンはもとよりその他のクロモンを精製するための公知方法はクロマトグラフィーの使用を伴う。(例えば、Rauwald及びBeil(1993)J.of Chromatography 639:359−362;Rauwald及びBeil(1993)Z.Naturforsch 48c:1−4;Connerら(1990)Phytochemistry 29:941;Holdsworth(1972)Chromones in Aloe Species,Part I−Aloesin PM 19(4):322−325;Mebe(1987)Phytochemistry 26:2646;Haynesら(1970)J.Chem.Soc.(C)2581;McCarthy及びHaynes(1967)The Distribution of Aloesin in Some South African Aloe Species;Heft 3 342参照)。これらの手順は化学分析のために開発されたもので、アロエシンの分取規模の製造には実用的でない。米国特許第6,451,357号、発明の名称“Method of Purification of Aloesin(アロエシンの精製法)”には、結晶化を用いるアロエシンの精製法が開示されている。
米国特許第6,780,440号 米国特許第5,88,984号 米国特許第4,598,069号 米国特許第5,627,204号 米国特許第6,133,305号 米国特許第6,123,959号 米国特許第6,884,783号 米国特許第6,451,357号
Reaven(1988) Diabetes 37:1595−1607 JAMA(2001)285:2486−249797 Fordら(2002)JAMA 16:359 Weissら(2004)"Obesity and the metabolic syndrome in children and adolescents." N Eng J Med 350:2362−2374 Saltiel AR(2000)J Clin.Invest.106:163−164 Kadowaki T(2000)J Clin.Invest.106:459−465 Stern M(2000)J Clin.Invest.106:323−327 Choら、2001 Science 292:1728 Deebら、(1998)Nat Genet 20:284−287 Alhulerら、(2000)Nat Genet 26:76−80 Ristowら(1998)N Engl J Med 339:953−959 Savageら(2003)Diabetes 52:910−917 Agawal及びGarg(2002)J Clin Endocrinol Metab 87:408−411 Fajansら(2001)N Engl J Med 345:971 McIntyre及びWalker(2002)Clin Endocrinol 57:303 Horikawaら(2000)Nat Genet 26:163 Weedonら(2003)Am J Hum Genet 73:1208 Kaiser(2007)Science 316:185 Taylor(2007)Diabetes 56:2844 Rodenら(1996)J Clin Invest 97:2859 Dresnerら(1999)J Clin Invest 103:253 Glass(2006)J.Clin.Invest.116:556−560 doi:10.1172/JCI129713 Gervoisら(2001).J.Biol.Chem.276:33471−33477 Sempleら(2006).J.Clin.Invest.116:556−560 doi:10.1172/JCI128003 Wangら(2004).PloS Biology 2:e294 Tsuchidaら(2005)J Pharmacol.Sci.97:164−170 Kubotaら(1999)Mol Cell 4:597−609 Lehmannら(1995).J.Biol.Chem.270:12953−12956 Lefebvreら(2006).J.Clin.Invest.116:571−580.doi:10.1172/JCI27989 Tsuchidaら(2005)Diabetes 54:3358−3370 Barishら(2006)J.Clin.Invest.116:590−597 Wangら(2004).PloS Biology 2:1532−1539 Knouff及びAuwerx(2004)Endocrine Review 25:899−918 Mudaliarら(2003).Endocr.Pract.9:406−416 Lauら(2004).Am.J.Physiol Heart Cir.Physiol 288:H2031−H2041 Maedaら(2001)Diabetes 50:2094−2099 Yamauchiら(2001).Nat Med 7:941−946 Abbasiら(2004)Metabolism 53:280−283 Marcellら(2005),Metabolism 54:533−41 The Combined Chemical Dictionary,Chapman & Hall/CRC,第5版:2001年6月 Fujimotoら(2002)Chem.Pharm.Bull.50:330−336 Oiaoら(2002)Chem.Pharm.Bull.50:309−311 Leonciniら(1991)Pharmacol.Res.23:139−148 Cai(1996)J.Nat.Prod.59:987−990 Jurenkaら(1989)Comp.Biochem.93:253−255 Inabaら(2000)Chem.Pharm.Bull.48:131−139 Witiakら(1975)J.Med.Chem.18:935−942 Tetkoら(1995)Bioorg Khim.21:809−815 Ericksonら(1992)J.Med.Chem.35:1526−1535 Crewら(1976)Xenobiotica 6:89−100 Cheら(1991)Chem.Pharm.Bull.39:704−708 Dagneら(2000)Current Org.Chem.4:1055−1078 Cohenら、Wound Healing/Biochemical and Clinical Aspects,初版 WB Saunders,Philadelphia(1992) International J.Toxicology(2007),26(suppl.2):1−50 Grindlay及びReynolds(1986)J.of Ethnopharmacology 16:117−151 Hartら(1988)J.of Ethnopharmacology 23:61−71 Jonesら Journal of Pigment Cell Research,2002年2月10日受理 Leeら(1997)Biochem.Mol.Biol.Int.41:285−292 Hutterら(1996)J.Nat.Prod.59:541−543 Leeら Free Radic Biol.Med.28:261−265 Ajabnoor(1990)J.Ethnopharmacol.28:215−220 Ghannam,(1986)Horm Res.24:288−294 Beppu(2006))J Ethnopharmacol.103(3):468−77 Rajasekaran(2006)Clin Exp Pharmacol Physiol.33(3):232−7 Rajasekaran(2005)Biol.Trace Elem.Res.108(1−3):185−195 Rajasekaran(2005)Pharmacol.Rep.57(1):90−96 Tanaka(2006)Biol.Pharm.Bull.29(7):1418−1422 Loots(2007)J Agric.Food Chem.55(17):6891−6896 Yagiら(1987)Plant Medica 515−517 Holdsworth(1972)Chromones in Aloe Species,Part I−Aloesin PM 19(4):322−325 Rauwald及びBeil(1993)J.of Chromatography 639:359−362 Rauwald及びBeil(1993)Z.Naturforsch 48c:1−4 Connerら(1990)Phytochemistry 29:941 Mebe(1987)Phytochemistry 26:2646 Haynesら(1970)J.Chem.Soc.(C)2581 McCarthy及びHaynes(1967)The Distribution of Aloesin in Some South African Aloe Species;Heft 3 342
本発明は、脂肪細胞によるアディポネクチン産生のアップレギュレーション並びにグルコース及び脂肪酸の代謝経路及びシグナル伝達経路に関連する事実上数百の遺伝子の正常化を示す植物源由来のクロモン及び新規クロモン組成物の同定及び単離を記載する。該クロモン組成物は、脂肪細胞によるアディポネクチン産生の増強及び脂肪酸生合成、脂肪酸のミトコンドリアβ酸化、ステロイド生合成、糖新生、脂肪輸送、PPARα/RXRα肝シグナル伝達及び異物代謝に関与する遺伝子の調節に有効である。該クロモン組成物は、哺乳動物におけるインスリン感受性の増大、耐糖能の改良、トリグリセリド濃度の低下及びグルコース濃度の均衡化に使用できる。本発明には、インスリン抵抗性、耐糖能異常、高血糖、メタボリックシンドローム、脂質異常症、及び高トリグリセリド血症(これらに限定されない)を含む様々な疾患及び状態の予防及び治療のための方法も含まれる。
本発明は、哺乳動物におけるメタボリックシンドローム及びインスリン抵抗性によって媒介される疾患及び状態の予防及び治療法を含む。該方法は、それを必要とする対象に一つ又は複数のクロモンを含む有効量の医薬組成物又は栄養薬組成物を投与することを含む。クロモン又はクロモンの混合物は、これに限定されないが、合成、天然、又はそのいずれかの組合せを含む単一源又は複数源から単離できる。
一態様において、本発明は、脂肪細胞からのアディポネクチン産生を増大させる方法であって、それを必要とする対象に有効量のクロモン又はクロモンの混合物を投与することを含む方法を記載し、前記クロモン又はクロモンの混合物。別の態様において、本発明は、高脂肪食で誘導された、脂肪酸生合成、脂肪酸のミトコンドリアβ酸化、ステロイド生合成、糖新生、脂肪輸送、PPARα/RXRα肝シグナル伝達及び異物代謝の遺伝子発現の変化を正常化する方法を記載し、前記方法は、それを必要とする対象に有効量のクロモン又はクロモンの混合物を含む組成物を投与することを含む。さらに別の態様において、本発明は、インスリン抵抗性、耐糖能異常、高血糖、メタボリックシンドローム、脂質異常症、及び高トリグリセリド血症の予防及び治療法を含み、前記方法は、それを必要とする対象に有効量のクロモン又はクロモンの混合物を含む組成物を投与することを含む。
下記に従って使用できるクロモンは、下記の一般構造:
Figure 2010515743
[式中、
1、R2、R3、R4、R5及びR6は、−H、−OH、−CH3、−SH、アルキル、アルケニル、オキソアルキル、オキソアルケニル、ヒドロキシルアルキル、ヒドロキシルアルケニル、−OCH3、−SCH3、−OR、−SR、−NH2、−NRH、−NR2、−NR3 +-、エステルであって、これらに限定されないが、ガレート、アセテート、シンナモイル及びヒドロキシル−シンナモイルエステル、トリヒドロキシベンゾイルエステル及びカフェオイルエステルを含む群から選ばれるエステル;及びヘキソース又はペントースであって、前記ヘキソース又はペントースは炭素、窒素、硫黄又は酸素によってクロモンに連結され、前記ヘキソース又はペントースは、これらに限定されないが、アルドペントース類、メチルアルドペントース、アルドヘキソース類、ケトヘキソース及びそれらの化学誘導体を含む群から選ばれるヘキソース又はペントースからなり、二量体、三量体及びその他の重合クロモンが含まれる群から、独立して選ばれ;
前記アルキル及び/又はアルケニル基は、1〜20個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分枝鎖で、異なる位置にある、二重結合、及び−OH、=O及び−ORからなる群から選ばれる置換基を有し及び/又は有さず;
Xは、これらに限定されないが、ヒドロキシル、クロリド、ヨージド、スルフェート、ホスフェート、アセテート、フルオリド、カーボネートを含む製薬学的に許容しうる対イオンの群から選ばれ;そして
Rは、1〜20個の炭素原子を有するアルキル基である]によって示される化合物及び製薬学的に許容しうる担体を含む。
一態様において、クロモンは、下記の一般構造:
Figure 2010515743
[式中、R1、R2、及びR3は上記定義の通り]を有するグループ化合物から選ばれるベンゾピラン−4−オン(7−ヒドロキシクロモン)である。
本発明の別の態様において、クロモンはアロエシン及び/又はアロエシノールから選ばれる。それらの構造を以下に図示する。
Figure 2010515743
本発明のクロモンは合成法によって得ることも、多数の植物科の属から単離することもできる。属名を挙げると、これらに限定されないが、アカシア(Acacia)、アディナ(Adina)、アロエ(Aloe)、アルテルナリア(Alternaria)、アムーラ(Amoora)、アンチデスマ(Antidesma)、アルテミシア(Artemisia)、バエッキア(Baeckia)、カッシア(Cassia)、クルセア(Clusea)、シニジウム(Cnidium)、コンボルブルス(Convolvulus)、エピメジウム(Epimedium)、エリオセマ(Eriosema)、エリオステモン(Eriostemon)、ユーゲニア(Eugenia)、ガルシニア(Garcinia)、ハイペリカム(Hypericum)、リンデンベルジア(Lindenbergia)、パンクラチウム(Pancratium)、ペニシリウム(Penicillium)、ポリゴナム(Polygonum)、プタエロキシロン(Ptaeroxylon)、レウム(Rheum)、ソフォラ(Sophora)、ステファニティス(Stephanitis)、シジジウム(Syzygium)、タラロミセス(Talaromyces)及びゾナリア(Zonaria)などである。好適な態様において、植物は、これらに限定されないが、アカシア・カテチュー(Acacia catechu)、アカシア・コンシンナ(Acacia concinna)、アロエ・アルボレセンス(Aloe arborescens)、アロエ・バルバデンシス(Aloe barbadensis)、アロエ・クレムノフィラ(Aloe cremnophila)、アロエ・フェロックス(Aloe ferox)、アロエ・サポナリア(Aloe saponaria)、アロエ・ベラ(Aloe vera)、アロエ・ベラ変種シネンシス(Aloe vera var. chinensis)、アンチデスマ・メンブラナセウム(Antidesma membranaceum)、アルテミシア・キャピラリエス(Artemisia capillaries)、バエッキア・フルテセンス(Baeckia frutescens)、エピメジウム・サジッタタム(Epimedium sagittatum)、ガルシニア・ダルシス(Garcinia dulcis)、ハイペリカム・ジャポニカム(Hypericum japonicum)、ポリゴナム・カスピダタム(Polygonum cuspidatum)、ソフォラ・トメントサ(Sophora tomentosa)及びステファニティス・ロドデンドリ(Stephanitis rhododendri)を含む群から選ばれる。一態様において、クロモンは、アロエ・フェロックス、アロエ・ベラ、又はアロエ・バルバデンシスの全葉から単離される。
クロモンは該植物の様々な部分に見出される。例えば、これらに限定されないが、茎、茎皮、幹、幹皮、小枝、塊茎、根、根皮、若芽(young shoots)、種、根茎、花及びその他の生殖器官、葉、及びその他の気生部分などである。
本発明は、クロモンを含有する植物からのクロモンの単離及び精製について記載する。本発明の方法は、a)クロモン、特にアロエシン又はアロエシノールから選ばれたクロモンを含有する植物の粉砕バイオマスを抽出し;b)前記抽出物を中和及び濃縮し;そしてc)前記中和及び濃縮抽出物をクロマトグラフィー法、例えばこれらに限定されないが、ポリアミド、LH−20、XAD樹脂、CG−161樹脂、シリカゲル又は逆相クロマトグラフィーを用いて精製することを含む。本発明の一態様において、抽出物は、再結晶、沈殿、溶媒分配及び/又はクロマトグラフィー分離からなる群から選ばれる方法を用いて精製される。本発明は、望ましい生理活性を有するクロモンを単離及び精製するための商業的に実現可能な方法を提供する。
医薬製剤として投与するための製品の製造は、当業者に周知の様々な方法によって実施できる。クロモンは、天然に存在する形態の薬草粉末として;異なる濃度の溶媒抽出物及び/又は超臨界流体抽出物として;再結晶、カラム分離、溶媒分配、沈殿及びその他の手段による豊富化及び精製化合物として;合成法によって製造された実質的に純化されたクロモンを含有する純粋物及び/又は混合物として製剤化できる。
発明者らは、承認された動物モデルを用いて、クロモン又はその混合物、例えばアロエシン及び/又はアロエシノール又は各種植物源、例えばアロエ・フェロックスの葉の滲出物から単離されたクロモンの混合物を含む抽出物を、アロエ・ベラのゲル又はアロエ・ベラの全葉ゲル粉末及び抽出物と一緒に投与すると、食物摂取及び体重に影響を及ぼすことなく、インスリン抵抗性を低減し、同時にインスリン濃度を低下させ、空腹時血糖値を低く維持し、そしてトリグリセリド値を著しく低下させることを示した。一つ又は複数のクロモン及び/又はこれらの化合物を含有する植物、例えばアロエ・ベラ及びアロエ・フェロックス及びその他の植物種から単離されたクロモン標準化抽出物の、インスリン抵抗性の改善及び空腹時血糖値の低下における新規使用はこれまでに報告されていない。開示されたクロモンは、ヒトを含むがヒトだけに限定されない哺乳動物の代謝障害、例えばこれらに限定されないが、インスリン抵抗性、耐糖能異常、メタボリックシンドローム、脂質異常症、及び高トリグリセリド血症の予防及び治療のための予防及びインスリン増感薬として使用できる。
本発明の組成物は、当業者に公知のいずれかの方法によって投与できる。投与様式は、これらに限定されないが、経腸(経口)投与、非経口(静脈内、皮下、及び筋肉内)投与及び局所塗布などである。本発明による治療法は、それを必要とする対象に、これらに限定されないが、合成、天然、又はそのいずれかの組合せを含む単一源又は複数源のいずれかから単離された、治療上有効な量の個別クロモン及び/又はクロモン混合物を内的又は局所投与することを含む。個別クロモン及び/又はクロモン混合物の純度は、該化合物を得るのに使用された方法によって、0.01%〜100%の範囲である。経口、注射、局所、エアゾール、坐剤、皮内投与におけるクロモン組成物の濃度は、適切な製剤において総量の0.001〜99.99重量%であろう。クロモンは、経口、局所、エアゾール、坐剤、皮内、筋肉内、及び静脈内投与からなる群から選ばれるいずれの投与経路によっても使用でき、日用量は哺乳動物、特にヒトの体重あたり0.01mg/kg〜500mg/kgである。
図1Aは、以前に公表されたプロトコルを用いた場合の培地中に分泌されるアディポネクチン量に対するインドメタシンの作用をグラフに描いたものである。図1Aは、3T3−L1細胞を7日間分化誘導し、インドメタシンで24時間処理したものである。アディポネクチン量の最高平均倍増率は1μMのインドメタシンによる1.6倍であった。 図1Bは、改良されたプロトコルを用いた場合の培地中に分泌されるアディポネクチン量に対するインドメタシンの作用をグラフに描いたものである。図1Bは、3T3−L1細胞を2日間分化誘導し、インドメタシンで2日間処理したものである。アディポネクチン量の最高平均倍増率は100μMのインドメタシンによる52倍で、最低倍増率は10μMで7倍であった。 図2は、分化3T3−L1細胞の培地中に分泌されるアディポネクチン量に対するアロエ・フェロックスの植物抽出物(P0017−OE)の作用をグラフで示したものである。手短に言うと、3T3−L1細胞を分化誘導後、0.5、0.166及び0.055mg/mlの濃度の粗有機抽出物P0017−OEで48時間処理した。元の粗抽出物は、用量反応関係を試験するために1:3、次いで1:9に希釈された。 図3は、P0017−OEのHTP−UVプロフィールとフラクションの統合を描いたものである。全96のフラクションを8つのサブフラクションに統合した。P0017−OE−NP−F3は、アディポネクチンアッセイで8つのサブフラクション中、最も活性であった。 図4は、P0017−OE−NP−F3のC18カラム分画を示す。P0017−AC1及びP0017−AC2はアディポネクチンアッセイで活性を示し、それぞれアロエシン及びアロエシノールと同定された。 図5は、UVスペクトルの解明及びHPLCリテンションタイムの真正標準との比較によるアロエシン(UP394)の同定を描いたものである。 図6は、UVスペクトルの解明及びHPLCリテンションタイムの真正標準との比較によるアロエシノール(UP396)の同定を描いたものである。 図7は、分化3T3−L1細胞の培地中に分泌されるアディポネクチン量に対するUP394(アロエシン)及びUP396(アロエシノール)の作用をグラフで示したものである。手短に言うと、3T3−L1細胞を分化誘導後、30μMの濃度のUP394(アロエシン)及びUP396(アロエシノール)で48時間処理した。培地中のアディポネクチン濃度は、アディポネクチン用ELISAキットで測定した。 図8Aは、C57BL/6Jマウスにおいて処置後18日目に2g/kgの用量で実施された腹腔内グルコース耐性試験の結果を示す。手短に言うと、動物を3時間絶食させた後、グルコースを投与した。マウスを、GW1929(5mg/kg)(■)、UP394(100mg/kg)(▲)、UP396(100mg/kg)(x)及びビヒクル(◆)で腹腔内処置した。血糖値は、0、30、60、90、及び120分の時点で測定した。動物には12週間高脂肪食を与えた。処置は第8週目に開始した。データは平均±SD、n=6である。GW1929及びUP396では、ビヒクルと比較すると顕著なグルコース利用が60、90及び120分時点で観察された。P<0.05(*)。GW1929、UP394及びUP396のP値は、ビヒクルと比較した場合、それぞれT0で0.00、0.87及び0.43;T30で0.07、0.16及び0.23であった。UP394のP値は、ビヒクルと比較した場合、T60で0.15;T90で0.10及びT120で0.17であった。 図8Bは、C57BL/6Jマウスにおいて積極的処置24日目に0.5単位/kgの用量で実施された腹腔内インスリン耐性試験の結果を示す。手短に言うと、動物を3時間絶食させた後、インスリンを注射した。マウスを、GW1929(■)、UP394(▲)、UP396(x)及びビヒクル(◆)で24日間処置した。血糖値は、0、30、60、90、及び120分の時点で測定した。動物には12週間高脂肪食を与えた。処置は第8週目に開始した。データは平均±SD、n=6である。GW1929のみならずUP394及びUP396の場合も、ビヒクルと比較すると顕著なグルコースクリアランスがT30、T60及びT90の時点で観察された。P<0.05(*)。GW1929、UP394及びUP396のP値は、ビヒクルと比較した場合、それぞれT0で0.00、0.14及び0.67;T120で0.08、0.00及び0.04であった。 図9は、高脂肪食誘導糖尿病モデルを用いて、インスリン濃度に対するUP394及びUP396の作用をグラフで示したものである。動物は、高脂肪食で8週間代謝異常を誘導した後、GW1929(5mg/kg)、UP394(100mg/kg)、UP396(100mg/kg)及びビヒクルで2週間腹腔内処置した。血液は尾静脈から採取し、遠沈して血漿を得た。血漿中インスリン濃度はインスリン用ELISAキット(Crystal Chem−イリノイ州シカゴ)で測定した。 図10は、GW1929(■)、N931(▲)及びビヒクル(◆)で10週間処置された雄のdb/dbマウスの毎週の空腹時血糖値をグラフで示したものである。動物には絶食時以外、T2018齧歯類用食餌を随意に与えた。動物を一晩絶食させた後に測定を行った。示されている値は平均±SD、n=8である。空腹時血糖値は、GW1929及びN931の場合、ビヒクルと比べると、第6、7、9及び10週で著しく低かった。P<0.05(*)。 図11Aは、db/dbマウスにおいて10週間の処置後に3g/kgの用量で実施された経口グルコース耐性試験の結果を示す。動物を一晩絶食させた後、グルコースを負荷した。マウスをGW1929(■)、N931(▲)及びビヒクル(◆)で10週間処置した。血糖値は、0、30、60、90、及び120分の時点で測定した。動物には絶食時以外、T2018齧歯類用食餌を随意に与えた。データは平均±SD、n=8である。GW1929及びN931のいずれも、ビヒクルと比べた場合、顕著なグルコース利用が0及び120分時点で観察された。P<0.05(*)。GW1929及びN931のP値は、ビヒクルと比較した場合、それぞれT30で0.15及び0.05;T60で0.33及び0.02;T90で0.002及び0.083であった。 図11Bは、db/dbマウスにおいて6週間の処置後に0.5単位/kgの用量で実施された腹腔内インスリン耐性試験の結果を示す。動物を一晩絶食させた後、インスリンを注射した。マウスをGW1929(■)、N931(▲)及びビヒクル(◆)で10週間処置した。血糖値は、0、30、60、90、及び120分の時点で測定した。動物には絶食時以外、T2018齧歯類用食餌を随意に与えた。データは平均±SD、n=8である。GW1929及びN931のいずれも、ビヒクルと比べた場合、顕著なグルコースクリアランスが0、30及び60分時点で観察された。P<0.05(*)。GW1929及びN931のP値は、ビヒクルと比較した場合、それぞれT90で0.00及び0.14、及びT120で0.00及び0.09であった。 図12は、GW1929、N931及びビヒクルで10週間処置された雄のdb/dbマウスの毎週の空腹時トリグリセリド値をグラフで示したものである。動物には絶食時以外、T2018齧歯類用食餌を随意に与えた。動物を一晩絶食させた後に測定を行った。示されている値は、ビヒクルに対する%トリグリセリド値である。n=8。10週間の処置後、ビヒクルと比較した場合、GW1929及びN931で処置された動物にトリグリセリド値の顕著な低下が見られた。P<0.05(*)。 図13Aは、処置開始後3週目に実施された腹腔内グルコース耐性試験の結果を示す。試験日、動物を3時間絶食させた後、2mg/gの用量のグルコースを腹腔内投与した。血糖値はグルコース投与後0(グルコース注射前)、30、60、90、及び120分の時点で測定した。血液は尾静脈から得た。データは平均±SD、n=7である。図13Aは、ビヒクル(◆)vs 400mg/kgのQmatrix(登録商標)の比較を示すグラフである。P<0.05(*)。 図13Bは、処置開始後3週目に実施された腹腔内グルコース耐性試験の結果を示す。試験日、動物を3時間絶食させた後、2mg/gの用量のグルコースを腹腔内投与した。血糖値はグルコース投与後0(グルコース注射前)、30、60、90、及び120分の時点で測定した。血液は尾静脈から得た。データは平均±SD、n=7である。図13Bは、ビヒクル(◆)vs GW1929(■)の比較を示すグラフである。P<0.05(*)。3週間の経口処置後、GW1929で処置された動物では、統計的に有意なグルコースクリアランスが腹腔内グルコース負荷後30、60及び90分時点で見出された。 図13Cは、処置開始後3週目に実施された腹腔内グルコース耐性試験の結果を示す。試験日、動物を3時間絶食させた後、2mg/gの用量のグルコースを腹腔内投与した。血糖値はグルコース投与後0(グルコース注射前)、30、60、90、及び120分の時点で測定した。血液は尾静脈から得た。データは平均±SD、n=7である。図13Cは、ビヒクル(◆)vs UP780(100mg/kg)(■)の比較を示すグラフである。P<0.05(*)。UP780の効果は早くも3週間の処置で検出された。 図13Dは、処置開始後3週目に実施された腹腔内グルコース耐性試験の結果を示す。試験日、動物を3時間絶食させた後、2mg/gの用量のグルコースを腹腔内投与した。血糖値はグルコース投与後0(グルコース注射前)、30、60、90、及び120分の時点で測定した。血液は尾静脈から得た。データは平均±SD、n=7である。図13Dは、ビヒクル(◆)vs UP780(200mg/kg)(■)の比較を示すグラフである。P<0.05(*)。UP780の効果は早くも3週間の処置で検出された。3週間の経口処置後、200mg/kgのUP780で処置された動物では、統計的に有意なグルコースクリアランスが腹腔内グルコース負荷後30、60及び90分時点で見出された。 図13Eは、処置開始後3週目に実施された腹腔内グルコース耐性試験の結果を示す。試験日、動物を3時間絶食させた後、2mg/gの用量のグルコースを腹腔内投与した。血糖値はグルコース投与後0(グルコース注射前)、30、60、90、及び120分の時点で測定した。血液は尾静脈から得た。データは平均±SD、n=7である。図13Eは、ビヒクル(◆)vs UP780(400mg/kg)(■)の比較を示すグラフである。P<0.05(*)。UP780の効果は早くも3週間の処置で検出された。同様に、400mg/kgのUP780で処置された動物も30分時点で有意なグルコース利用を示した。P≦0.05(*)。 図13Fは、処置開始後3週目に実施された腹腔内グルコース耐性試験の結果を示す。試験日、動物を3時間絶食させた後、2mg/gの用量のグルコースを腹腔内投与した。血糖値はグルコース投与後0(グルコース注射前)、30、60、90、及び120分の時点で測定した。血液は尾静脈から得た。データは平均±SD、n=7である。図13Fは、ビヒクル(◆)vs 通常の齧歯類用餌を与えられた動物の比較を示すグラフである。P<0.05(*)。 図14Aは、処置開始後9週目に実施された腹腔内グルコース耐性試験の結果を示す。試験日、動物を3時間絶食させた後、2mg/gの用量のグルコースを腹腔内投与した。血糖値はグルコース投与後0(グルコース注射前)、30、60、90、及び120分の時点で測定した。血液は尾静脈から得た。データは平均±SD、n=7である。図14Aは、ビヒクル(◆)vs GW1929(■)の比較を示すグラフである。P<0.05(*)。陽性対照のGW1929は、分析した各時点で0.05未満のP値を有している。 図14Bは、処置開始後9週目に実施された腹腔内グルコース耐性試験の結果を示す。試験日、動物を3時間絶食させた後、2mg/gの用量のグルコースを腹腔内投与した。血糖値はグルコース投与後0(グルコース注射前)、30、60、90、及び120分の時点で測定した。血液は尾静脈から得た。データは平均±SD、n=7である。図14Bは、ビヒクル(◆)vs Qmatrix(登録商標)(400mg/kg)(■)の比較を示すグラフである。P<0.05(*)。ビヒクル対照と比較すると、Qmatrix(登録商標)で処置された動物は、9週間の毎日経口処置の後、IPグルコース投与後30、60、90及び120分の時点でグルコース利用において統計的に有意な差を示した。P≦0.05(*)。 図14Cは、処置開始後9週目に実施された腹腔内グルコース耐性試験の結果を示す。試験日、動物を3時間絶食させた後、2mg/gの用量のグルコースを腹腔内投与した。血糖値はグルコース投与後0(グルコース注射前)、30、60、90、及び120分の時点で測定した。血液は尾静脈から得た。データは平均±SD、n=7である。図14Cは、ビヒクル(◆)vs UP780(100mg/kg)(■)の比較を示すグラフである。P<0.05(*)。100mg/kgのUP780で処置された動物は、T30時点でのみ有意な差を示した。 図14Dは、処置開始後9週目に実施された腹腔内グルコース耐性試験の結果を示す。試験日、動物を3時間絶食させた後、2mg/gの用量のグルコースを腹腔内投与した。血糖値はグルコース投与後0(グルコース注射前)、30、60、90、及び120分の時点で測定した。血液は尾静脈から得た。データは平均±SD、n=7である。図14Dは、ビヒクル(◆)vs UP780(200mg/kg)(■)の比較を示すグラフである。P<0.05(*)。 図14Eは、処置開始後9週目に実施された腹腔内グルコース負荷耐性試験の結果を示す。試験日、動物を3時間絶食させた後、2mg/gの用量のグルコースを腹腔内投与した。血糖値はグルコース投与後0(グルコース注射前)、30、60、90、及び120分の時点で測定した。血液は尾静脈から得た。データは平均±SD、n=7である。図14Eは、ビヒクル(◆)vs UP780(400mg/kg)(■)の比較を示すグラフである。P<0.05(*)。ビヒクル対照と比較すると、400mg/kgのUP780で処置された動物は、9週間の毎日経口処置の後、IPグルコース投与後30、60、90及び120分の時点でグルコース利用において統計的に有意な差を示した。P≦0.05(*)。 図15Aは、処置開始後3週目に実施された腹腔内インスリン耐性試験の結果を示す。試験日、動物を3時間絶食させた後、0.5単位/kgの用量のインスリンを腹腔内投与した。血糖値はグルコース投与後0(グルコース注射前)、30、60、90、及び120分の時点で測定した。血液は尾静脈から得た。データは平均±SD、n=7である。図15Aは、ビヒクル(◆)vs Qmatrix(登録商標)(400mg/kg)(■)の比較を示すグラフである。P<0.05(*)。 図15Bは、処置開始後3週目に実施された腹腔内インスリン耐性試験の結果を示す。試験日、動物を3時間絶食させた後、0.5単位/kgの用量のインスリンを腹腔内投与した。血糖値はグルコース投与後0(グルコース注射前)、30、60、90、及び120分の時点で測定した。血液は尾静脈から得た。データは平均±SD、n=7である。図15Bは、ビヒクル(◆)vs UP780(100mg/kg)(■)の比較を示すグラフである。P<0.05(*)。UP780のインスリン増感効果は、10週間の毎日経口処置後のインスリン耐性試験で確認された。 図15Cは、処置開始後3週目に実施された腹腔内インスリン耐性試験の結果を示す。試験日、動物を3時間絶食させた後、0.5単位/kgの用量のインスリンを腹腔内投与した。血糖値はグルコース投与後、0(グルコース注射前)、30、60、90、及び120分の時点で測定した。血液は尾静脈から得た。データは平均±SD、n=7である。図15Cは、ビヒクル(◆)vs UP780(200mg/kg)(■)の比較を示すグラフである。P<0.05(*)。UP780のインスリン増感効果は、10週間の毎日経口処置後のインスリン耐性試験で確認された。 図15Dは、処置開始後3週目に実施された腹腔内インスリン耐性試験の結果を示す。試験日、動物を3時間絶食させた後、0.5単位/kgの用量のインスリンを腹腔内投与した。血糖値はグルコース投与後0(グルコース注射前)、30、60、90、及び120分の時点で測定した。血液は尾静脈から得た。データは平均±SD、n=7である。図15Dは、ビヒクル(◆)vs UP780(400mg/kg)(■)の比較を示すグラフである。P<0.05(*)。UP780のインスリン増感効果は、10週間の毎日経口処置後のインスリン耐性試験で確認された。400mg/kgのUP780で処置された動物には、考慮された全時点で統計的に有意なインスリン増感が観察された。P≦0.05(*)。残りの処置群では、GW1929のインスリン注射1時間後以外、ほかに有意差は観察されなかった。 図15Eは、処置開始後3週目に実施された腹腔内インスリン耐性試験の結果を示す。試験日、動物を3時間絶食させた後、0.5単位/kgの用量のインスリンを腹腔内投与した。血糖値はグルコース投与後0(グルコース注射前)、30、60、90、及び120分の時点で測定した。血液は尾静脈から得た。データは平均±SD、n=7である。図15Eは、ビヒクル(◆)vs GW1929の比較を示すグラフである。P<0.05(*)。 図16は、200mg/kgの用量で投与されたUP780の一貫したグルコース低下効果をグラフで示したものである。空腹時血糖値は、ベースライン及び処置開始後2、5、及び7週間の時点で、尾静脈から得た15〜20μlの血液を用いて測定した。動物は、GW1929(5mg/kg)、Qmatrix(登録商標)(400mg/kg)、UP780(100、200、及び400mg/kg)及びビヒクル対照で処置された。処置後早くも2週間で統計的に有意な空腹時血糖値の低下が見られた。P<0.05(*)(Y)。データは平均±SD、n=7である。200mg/kgのUP780及びGW1929で処置された動物は、非処置ビヒクルと比較した場合、二つの週(第5及び7週)で統計的に有意な低い空腹時血糖値を示した。Qmatrix(登録商標)及び400mg/kgのUP780で処置されたマウスも、第5週に同様の低レベルの空腹時血糖値を示した。他方、100mg/kgのUP780処置群は、試験したすべての週で非処置ビヒクルと比較して比較的高レベルの空腹時血糖値を維持していた。P≦0.05(*)。 図17は、処置開始後2、5、及び7週間の時点で測定した、空腹時血糖値のビヒクル対照に対する低下率をグラフで示したものである。動物は、GW1929(5mg/kg)、Qmatrix(登録商標)(400mg/kg)、UP780(100、200、及び400mg/kg)及びビヒクル対照で処置された。200mg/kgのUP780処置群の場合、早くも第2週に一貫して低レベルの空腹時血糖値が見られた。データは平均±SD、n=7である。空腹時血糖値の低下率(200mg/kgのUP780で処置された動物)が測定され、ビヒクルと比較した場合、第2、5、及び7週でそれぞれ18%、20%及び17%であることがわかった。 図18は、雄のC57BL/6Jマウスの空腹時トリグリセリド値に及ぼすGW1929、Qmatrix(登録商標)、UP780(100、200、及び400mg/kg)及びビヒクルの作用をグラフで示したものである。空腹時トリグリセリド値のビヒクル対照に対する低下率を処置開始後2、5、及び7週間の時点で測定した。動物は、GW1929(5mg/kg)、Qmatrix(登録商標)(400mg/kg)、UP780(100、200、及び400mg/kg)及びビヒクル対照で処置された。200mg/kgのUP780処置群の場合、早くも第2週に一貫して低レベルの空腹時トリグリセリド値が見られた。データは平均±SD、n=7である。7週間の毎日の処置後、ビヒクルに対する空腹時トリグリセリド値の低下率は、400mg/kgのQmatrix(登録商標)、200、400及び100mg/kgのUP780、及びGW1929についてそれぞれ2%、22.1%、22%、21.7%、及び22.7%であった。 図19は、コレステロール値に及ぼすGW1929、Qmatrix(登録商標)、UP780(100、200、及び400mg/kg)及びビヒクルの作用をグラフで示したものである。空腹時総コレステロール値は、ベースライン及び処置開始後2、5、及び7週間の時点で、尾静脈から得た15〜20μlの血液を用いて測定した。動物は、GW1929(5mg/kg)、Qmatrix(登録商標)(400mg/kg)、UP780(100、200、及び400mg/kg)及びビヒクル対照で処置された。ビヒクル対照と比較して全処置群で総コレステロール値に変化は観察されなかった。データは平均±SD、n=7である。ビヒクル対照と比較した場合、全処置群でコレステロール値に有意な変化は認められなかった。P≦0.05。 図20は、雄のC57BL/6Jマウスの体重に及ぼすGW1929、Qmatrix(登録商標)、UP780(100、200、及び400mg/kg)及びビヒクルの影響を示す。3又は4匹の雄のC57BL/6Jマウスは、飼料及び水のための区画を有するマウスケージで飼育された。体重測定は、誘導期間及び処置週間中、週1回行った。動物は、GW1929(5mg/kg)、Qmatrix(登録商標)(400mg/kg)、UP780(100、200、及び400mg/kg)及びビヒクル対照で処置された。GW1929、Qmatrix(登録商標)、UP780(100、200、及び400mg/kg)及びビヒクルで処置されたいずれのマウスにも群間で統計的に有意な体重増加の差は観察されなかった。データは平均±SD、n=7である。図20に描かれているように、ビヒクル及び通常の齧歯類用食餌を含む各処置群の動物は、研究期間中を通じて体重増加を続けた。I群(Qmatrix(登録商標)400mg/kg及び200mg/kgのUP780)及びII群(GW1929、ビヒクル、100、400mg/kgのUP780)間で認められた体重増加の差はP≦0.05で統計的に有意なものではない。 図21は、雄のC57BL/6Jマウスの飼料消費量に及ぼすGW1929、Qmatrix(登録商標)、UP780(100、200、及び400mg/kg)及びビヒクルの影響を示す。3又は4匹の雄のC57BL/6Jマウスは、飼料及び水のための区画を有するマウスケージで飼育された。飼料摂取測定は、誘導期間及び処置週間中、週1回行った。処置週間中の飼料消費量データは示してある。動物は、GW1929(5mg/kg)、Qmatrix(登録商標)(400mg/kg)、UP780(100、200、及び400mg/kg)及びビヒクル対照で処置された。群間で統計的に有意な飼料摂取量の差はなかった。データは平均±SD、n=7である。体重データに一致して、同様のパターンの飼料消費が全群で記録された。 図22Aは、雄の平均体重を測定する急性毒性研究の結果を描いたものである。対照及び処置群間の体重増加率は、研究期間中一貫していた。マウスは、2g/kgのUP780及びビヒクル対照で14日間処置された。UP780処置動物及びビヒクル対照についての剖検日とベースラインとの間の体重増加の差の統計的解析によれば、雄も雌も体重増加に有意差はないことが示された。同様に、UP780処置動物及びビヒクル対照動物の雌雄とも、比較した各データポイントで平均体重増加に統計的有意性はなかった。データは平均±SD、n=5である。 図22Bは、雌の平均体重を測定する急性毒性研究の結果を描いたものである。対照及び処置群間の体重増加率は、研究期間中一貫していた。マウスは、2g/kgのUP780及びビヒクル対照で14日間処置された。UP780処置動物及びビヒクル対照についての剖検日とベースラインとの間の体重増加の差の統計的解析によれば、雄も雌も体重増加に有意差はないことが示された。同様に、UP780処置動物及びビヒクル対照動物の雌雄とも、比較した各データポイントで平均体重増加に統計的有意性はなかった。データは平均±SD、n=5である。 図23は、LV vs LCの遺伝子発現の一般的アップレギュレーション(23A)及びLUP vs LCの遺伝子発現のダウンレギュレーション(23B)を視覚的観点からグラフで示したものである。グラフはソフトウェアSigmaPlotによって作成した。ANOVAを正規化マイクロアレイデータに対して用い、処置群間(LV vs LC及びLUP vs LC)の異なって発現された遺伝子を検出する。各比較について、著しく異なって発現された遺伝子をANOVAモデル及び多重比較補正の結果から得る。Holm’s sequential Bonferroni法による比較のための統計的に有意なプローブセットの数をグラフにまとめた。LV vs LC(23A)及びLUP vs LC(23B)。 図24A及びBは、ACC2の転写量に関するマイクロアレイ分析のQPCR検証を描いている。図24Aはマイクロアレイデータからの定量化である。同じRNA標本をマイクロアレイにもQPCRにも使用した。PM+MM及びPMのみの強度値をマイクロアレイデータ分析に独立して使用したので(実施例20参照)、比較のため、及び入手可能な場合、動物間の変動の比較のためにどちらもプロットした。 図24A及びBは、ACC2の転写量に関するマイクロアレイ分析のQPCR検証を描いている。図24BはQPCRによる定量化で、GAPDHの発現量に従って正規化発現量としてプロットされている。三つの痩せた対照のRNAサンプルをQPCRのためのLCとしてプールした。高脂肪食(LV)及び高脂肪食+UP780(LUP)処置のRNAサンプルをQPCR用として個別に用いた。同じRNA標本をマイクロアレイにもQPCRにも使用した。PM+MM及びPMのみの強度値をマイクロアレイデータ分析に独立して使用したので(実施例20参照)、比較のため、及び入手可能な場合、動物間の変動の比較のためにどちらもプロットした。 図25A及びBは、図24A及びBに記載したのと同じフォーマットでFASNの転写量に関するマイクロアレイ分析のQPCR検証を描いている。 図25A及びBは、図24A及びBに記載したのと同じ形式でFASNの転写量に関するマイクロアレイ分析のQPCR検証を描いている。 図26A及びBは、図24A及びBに記載したのと同じ形式でPEPCK1の転写量に関するマイクロアレイ分析のQPCR検証を描いている。 図26A及びBは、図24A及びBに記載したのと同じ形式でPEPCK1の転写量に関するマイクロアレイ分析のQPCR検証を描いている。 図27A及びBは、図24A及びBに記載したのと同じ形式でFABP5の転写量に関するマイクロアレイ分析のQPCR検証を描いている。 図27A及びBは、図24A及びBに記載したのと同じ形式でFABP5の転写量に関するマイクロアレイ分析のQPCR検証を描いている。 図28A及びBは、図24A及びBに記載したのと同じ形式でAMPKα2の転写量に関するマイクロアレイ分析のQPCR検証を描いている。 図28A及びBは、図24A及びBに記載したのと同じ形式でAMPKα2の転写量に関するマイクロアレイ分析のQPCR検証を描いている。
本発明は、脂肪細胞によるアディポネクチン産生のアップレギュレーション並びにグルコース及び脂肪酸の代謝経路及びシグナル伝達経路に関連する事実上数百の遺伝子の正常化を示す植物源由来のクロモン及び新規クロモン組成物の同定及び単離を記載する。該クロモン組成物は、脂肪細胞によるアディポネクチン産生の増強及び脂肪酸生合成、脂肪酸のミトコンドリアβ酸化、ステロイド生合成、糖新生、脂肪輸送、PPARα/RXRα肝シグナル伝達及び異物代謝に関与する遺伝子の調節に有効である。該クロモン組成物は、哺乳動物におけるインスリン感受性の増大、耐糖能の改良、トリグリセリド濃度の低下及びグルコース濃度の均衡化に使用できる。本発明には、インスリン抵抗性、耐糖能異常、高血糖、メタボリックシンドローム、脂質異常症、及び高トリグリセリド血症(これらに限定されない)を含む様々な疾患及び状態の予防及び治療のための方法も含まれる。
また、本発明には、一つ又は複数のクロモンの混合物とアロエゲル粉末又はアロエ全葉ゲル粉末のいずれかとを含む新規組成物も含まれる。これらの新規組成物は、グルコース濃度の低下及びインスリン感受性の増強に極めて有効である。該組成物は、アロエゲル粉末又は全葉アロエゲル粉末を、実質的に純粋な一つ又は複数のクロモンの混合物と混合することによって製造される。ここで、前記一つ又は複数のクロモンの混合物は、本質的にアントラキノン類を含まない(典型的にはアロインA及びB)。“実質的に純粋な”とは、クロモンの混合物が少なくとも70%(重量%)純粋、好ましくは少なくとも80%純粋、最も好ましくは90%以上純粋であることを意味する。“本質的にアントラキノン類を含まない”とは、クロモンの混合物中のアントラキノン類の総量が100ppm以下、さらに好ましくは50ppm以下であることを意味する。アロエゲル粉末又は全葉ゲル粉末(ここではまとめて“アロエゲル”と呼ぶ)は、これらの組成物を製造するためのいずれかの公知標準法によって製造できる。一態様において、アロエゲルはアロエ・バルバデンシス又はアロエ・ベラのいずれかから製造される。これらの組成物中のアロエゲルの全クロモンに対する比率は0.1〜99.9%の範囲であろう。一部の態様において、組成物は90%〜99%(重量%)のアロエゲルと1〜10%(重量%)の全クロモンを含む。その他の態様において、組成物は95%〜99%(重量%)のアロエゲルと1〜5%(重量%)の全クロモンを含む。さらに他の態様において、組成物は98%〜99%(重量%)のアロエゲルと1〜2%(重量%)の全クロモンを含む。クロモンは以下に詳細に記載のようにして単離される。一部の態様において、一つ又は複数のクロモンは、アロエシン、アロエシノール、アロエレシンA、アロエレシンC、アロエレシンD、アロエレシンE、アロエレシンF、及びアロエシン誘導体からなる群から選ばれる。本発明のクロモンは、天然クロモンの構造を化学的に変更することによって半合成しても、小さい芳香族出発物質から完全合成してもよい。
本明細書中では本発明の側面に様々な用語を用いて言及している。本発明の要素に関する記載を明確化する一助として、以下の定義を提供する。
特に明記しない限り、本明細書中で使用されているすべての技術的及び科学的用語は、本発明の属する分野の専門家によって通常理解されている意味を有する。
本明細書中では、一つの(“a”又は“an”)物とは、一つ又は複数のその物のことを意味する。例えば一つのクロモンとは一つ又は複数のクロモンのことである。従って、一つ(“a”又は“an”)、“一つ又は複数”及び“少なくとも一つ”という用語は本明細書中では互換的に使用される。
“クロモン”は、ベンゾピラン−4−オンを主骨格として有する特定クラスの天然産物で、下記の一般構造:
Figure 2010515743
[式中、
1、R2、R3、R4、R5及びR6は、−H、−OH、−CH3、−SH、アルキル、アルケニル、オキソアルキル、オキソアルケニル、ヒドロキシルアルキル、ヒドロキシルアルケニル、−OCH3、−SCH3、−OR、−SR、−NH2、−NRH、−NR2、−NR3 +-、エステルであって、これらに限定されないが、ガレート、アセテート、シンナモイル及びヒドロキシル−シンナモイルエステル、トリヒドロキシベンゾイルエステル及びカフェオイルエステルを含む群から選ばれるエステル;及びヘキソース又はペントースであって、前記ヘキソース又はペントースは炭素、窒素、硫黄又は酸素によってクロモンに連結され、前記ヘキソース又はペントースは、これらに限定されないが、アルドペントース類、メチルアルドペントース、アルドヘキソース類、ケトヘキソース及びそれらの化学誘導体を含む群から選ばれるヘキソース又はペントースからなり、二量体、三量体及びその他の重合クロモンが含まれる群から、独立して選ばれ;
前記アルキル及び/又はアルケニル基は、1〜20個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分枝鎖で、異なる位置にある、二重結合、及び−OH、=O及び−ORからなる群から選ばれる置換基を有し及び/又は有さず;
Xは、これらに限定されないが、ヒドロキシル、クロリド、ヨージド、スルフェート、ホスフェート、アセテート、フルオリド、カーボネートを含む製薬学的に許容しうる対イオンの群から選ばれ;そして
Rは、1〜20個の炭素原子を有するアルキル基である]、及び製薬学的に許容し得る担体によって示される。
一態様において、クロモン(一つ又は複数)は、下記の一般構造:
Figure 2010515743
[式中、R1、R2、及びR3は上記定義の通り]を有するグループ化合物から選ばれるベンゾピラン−4−オン(7−ヒドロキシクロモン)である。本発明の別の態様において、クロモンはアロエシン又はアロエシノールから選ばれる。
本発明のクロモンは合成法によって得ることも、多数の植物科の属から単離することもできる。属名を挙げると、これらに限定されないが、アカシア(Acacia)、アディナ(Adina)、アロエ(Aloe)、アルテルナリア(Alternaria)、アムーラ(Amoora)、アンチデスマ(Antidesma)、アルテミシア(Artemisia)、バエッキア(Baeckia)、カッシア(Cassia)、クルセア(Clusea)、シニジウム(Cnidium)、コンボルブルス(Convolvulus)、エピメジウム(Epimedium)、エリオセマ(Eriosema)、エリオステモン(Eriostemon)、ユーゲニア(Eugenia)、ガルシニア(Garcinia)、ハイペリカム(Hypericum)、リンデンベルジア(Lindenbergia)、パンクラチウム(Pancratium)、ペニシリウム(Penicillium)、ポリゴナム(Polygonum)、プタエロキシロン(Ptaeroxylon)、レウム(Rheum)、ソフォラ(Sophora)、ステファニティス(Stephanitis)、シジジウム(Syzygium)、タラロミセス(Talaromyces)及びゾナリア(Zonaria)などである。好適な態様において、植物は、これらに限定されないが、アカシア・カテチュー(Acacia catechu)、アカシア・コンシンナ(Acacia concinna)、アロエ・アルボレセンス(Aloe arborescens)、アロエ・バルバデンシス(Aloe barbadensis)、アロエ・クレムノフィラ(Aloe cremnophila)、アロエ・フェロックス(Aloe ferox)、アロエ・サポナリア(Aloe saponaria)、アロエ・ベラ(Aloe vera)、アロエ・ベラ変種シネンシス(Aloe vera var. chinensis)、アンチデスマ・メンブラナセウム(Antidesma membranaceum)、アルテミシア・キャピラリエス(Artemisia capillaries)、バエッキア・フルテセンス(Baeckia frutescens)、エピメジウム・サジッタタム(Epimedium sagittatum)、ガルシニア・ダルシス(Garcinia dulcis)、ハイペリカム・ジャポニカム(Hypericum japonicum)、ポリゴナム・カスピダタム(Polygonum cuspidatum)、ソフォラ・トメントサ(Sophora tomentosa)及びステファニティス・ロドデンドリ(Stephanitis rhododendri)を含む群から選ばれる。一態様において、クロモンは、アロエ・フェロックス、アロエ・ベラ、又はアロエ・バルバデンシスの全葉から単離される。
クロモンは該植物の様々な部分に見出される。例えば、これらに限定されないが、茎、茎皮、幹、幹皮、小枝、塊茎、根、根皮、若芽、種、根茎、花及びその他の生殖器官、葉、及びその他の気生部分などである。
“アロエ”という用語は、南アフリカのユリ科の植物の一つの属のことで、アロエ・ベラ/アロエ・バルバデンシス(アロエ・バルバデンシスはアロエ・ベラ種のラテン名であることに注意)又はアロエ・フェロックスはその中の種である。アロエクロモンは、アロエのいくつかの異なる種の葉皮に主として存在する。
“アロエ抽出物”という用語は、アロエ植物の様々な種の全葉の乾燥ジュースと定義される。本発明の実施例で使用される“アロエ抽出物”は、様々なアロエ種の全葉の“全葉加工”によって製造された、新鮮及び濃縮アロエゲル、全葉ゲル、葉の滲出物及び抽出物を含むが、これらに限定されない。一実施例において、アロエ・バルバデンシス植物から得られた全葉は、粉砕され、ろ過され、セルラーゼ(任意)及び活性炭で処理され、そして凍結乾燥された。凍結乾燥粉末は、使用前にクロマトグラフィー溶媒で再構成された。別の実施例では、アロエ・フェロックスの葉の滲出物は水中に懸濁された後、使用前に適当なクロマトグラフィー溶媒と接触させた。
本明細書において“治療的”とは治療及び/又は予防を含む。使用される場合、治療的とはヒトに対してだけでなくその他の哺乳動物に対しても言う。
“製薬学的に又は治療上有効な用量又は量”とは、所望の生物学的結果を誘導するのに十分な用量レベルのことである。その結果とは、徴候、症状又は疾患の原因の緩和、又は所望される生体系の何らかその他の変化であろう。正確な用量は、各種の要因、例えばこれらに限定されないが、患者の年齢及び大きさ、疾患及び実行される処置に応じて変動することになろう。
“宿主”又は“患者”又は“対象”は、治療が望まれる生存哺乳動物、ヒト又は動物である。“宿主”、“患者”又は“対象”は、一般的に本発明の方法に従って実施される療法の受け手のことである。本明細書中に記載の発明は、ヒトに対する適用だけでなく獣医学のためにも使用できるので、“宿主”という用語を限定的に解釈すべきでないことに注意する。獣医学的用途の場合、用量範囲は動物の体重を考慮して以下に記載のように決定できる。
本明細書において“製薬学的に許容しうる担体”とは、有効成分の生物活性の効果を妨害せず、それを投与される宿主に対して非毒性のあらゆる担体のことである。“製薬学的に許容しうる担体”の例は、これらに限定されないが、いずれかの標準製薬学的担体、例えば食塩溶液、すなわち、リンガー溶液、緩衝生理食塩溶液、水、デキストロース溶液、血清アルブミン、並びに錠剤化及びカプセル化製剤用のその他の賦形剤及び保存剤などである。
本願全体を通して様々な引用がなされていることに注意する。各引用は、参照によってその全体を本明細書に具体的に援用される。
本発明は、哺乳動物におけるメタボリックシンドローム及びインスリン抵抗性によって媒介される疾患及び状態の予防及び治療法を含む。該方法は、それを必要とする対象に一つ又は複数のクロモンを含む有効量の医薬組成物又は栄養薬組成物を投与することを含む。クロモン又はクロモンの混合物は、これに限定されないが、合成、天然、又はそのいずれかの組合せを含む単一源又は複数源から単離できる。
一態様において、本発明は、脂肪細胞からのアディポネクチン産生を増大させる方法であって、それを必要とする対象に有効量のクロモン又はクロモンの混合物を投与することを含む方法を記載し、前記クロモン又はクロモンの混合物。別の態様において、本発明は、高脂肪食で誘導された、脂肪酸生合成、脂肪酸のミトコンドリアβ酸化、ステロイド生合成、糖新生、脂肪輸送、PPARα/RXRα肝シグナル伝達及び異物代謝の遺伝子発現の変化を正常化する方法を記載し、前記方法は、それを必要とする対象に有効量のクロモン又はクロモンの混合物を含む組成物を投与することを含む。さらに別の態様において、本発明は、インスリン抵抗性、耐糖能異常、高血糖、メタボリックシンドローム、脂質異常症、及び高トリグリセリド血症の予防及び治療法を含み、前記方法は、それを必要とする対象に有効量のクロモン又はクロモンの混合物を含む組成物を投与することを含む。
下記に従って使用できるクロモンは、下記の一般構造:
Figure 2010515743
[式中、
1、R2、R3、R4、R5及びR6は、−H、−OH、−CH3、−SH、アルキル、アルケニル、オキソアルキル、オキソアルケニル、ヒドロキシルアルキル、ヒドロキシルアルケニル、−OCH3、−SCH3、−OR、−SR、−NH2、−NRH、−NR2、−NR3 +-、エステルであって、これらに限定されないが、ガレート、アセテート、シンナモイル及びヒドロキシル−シンナモイルエステル、トリヒドロキシベンゾイルエステル及びカフェオイルエステルを含む群から選ばれるエステル;及びヘキソース又はペントースであって、前記ヘキソース又はペントースは炭素、窒素、硫黄又は酸素によってクロモンに連結され、前記ヘキソース又はペントースは、これらに限定されないが、アルドペントース類、メチルアルドペントース、アルドヘキソース類、ケトヘキソース及びそれらの化学誘導体を含む群から選ばれるヘキソース又はペントースからなり、二量体、三量体及びその他の重合クロモンが含まれる群から、独立して選ばれ;
前記アルキル及び/又はアルケニル基は、1〜20個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分枝鎖で、異なる位置にある、二重結合、及び−OH、=O及び−ORからなる群から選ばれる置換基を有し及び/又は有さず;
Xは、これらに限定されないが、ヒドロキシル、クロリド、ヨージド、スルフェート、ホスフェート、アセテート、フルオリド、カーボネートを含む製薬学的に許容しうる対イオンの群から選ばれ;そして
Rは、1〜20個の炭素原子を有するアルキル基である]によって示される化合物及び製薬学的に許容しうる担体を含む。
一態様において、クロモンは、下記の一般構造:
Figure 2010515743
[式中、R1、R2、及びR3は上記定義の通り]を有するグループ化合物から選ばれるベンゾピラン−4−オン(7−ヒドロキシクロモン)である。本発明の別の態様において、クロモンはアロエシン及び/又はアロエシノールから選ばれる。それらの構造を以下に図示する。
Figure 2010515743
本発明のクロモンは合成法によって得ることも、多数の植物科の属から単離することもできる。属名を挙げると、これらに限定されないが、アカシア(Acacia)、アディナ(Adina)、アロエ(Aloe)、アルテルナリア(Alternaria)、アムーラ(Amoora)、アンチデスマ(Antidesma)、アルテミシア(Artemisia)、バエッキア(Baeckia)、カッシア(Cassia)、クルセア(Clusea)、シニジウム(Cnidium)、コンボルブルス(Convolvulus)、エピメジウム(Epimedium)、エリオセマ(Eriosema)、エリオステモン(Eriostemon)、ユーゲニア(Eugenia)、ガルシニア(Garcinia)、ハイペリカム(Hypericum)、リンデンベルジア(Lindenbergia)、パンクラチウム(Pancratium)、ペニシリウム(Penicillium)、ポリゴナム(Polygonum)、プタエロキシロン(Ptaeroxylon)、レウム(Rheum)、ソフォラ(Sophora)、ステファニティス(Stephanitis)、シジジウム(Syzygium)、タラロミセス(Talaromyces)及びゾナリア(Zonaria)などである。好適な態様において、植物は、これらに限定されないが、アカシア・カテチュー(Acacia catechu)、アカシア・コンシンナ(Acacia concinna)、アロエ・アルボレセンス(Aloe arborescens)、アロエ・バルバデンシス(Aloe barbadensis)、アロエ・クレムノフィラ(Aloe cremnophila)、アロエ・フェロックス(Aloe ferox)、アロエ・サポナリア(Aloe saponaria)、アロエ・ベラ(Aloe vera)、アロエ・ベラ変種シネンシス(Aloe vera var. chinensis)、アンチデスマ・メンブラナセウム(Antidesma membranaceum)、アルテミシア・キャピラリエス(Artemisia capillaries)、バエッキア・フルテセンス(Baeckia frutescens)、エピメジウム・サジッタタム(Epimedium sagittatum)、ガルシニア・ダルシス(Garcinia dulcis)、ハイペリカム・ジャポニカム(Hypericum japonicum)、ポリゴナム・カスピダタム(Polygonum cuspidatum)、ソフォラ・トメントサ(Sophora tomentosa)及びステファニティス・ロドデンドリ(Stephanitis rhododendri)を含む群から選ばれる。一態様において、クロモンは、アロエ・フェロックス、アロエ・ベラ、又はアロエ・バルバデンシスの全葉から単離される。
クロモンは該植物の様々な部分に見出される。例えば、これらに限定されないが、茎、茎皮、幹、幹皮、小枝、塊茎、根、根皮、若芽、種、根茎、花及びその他の生殖器官、葉、及びその他の気生部分などである。
本発明のクロモン化合物及び組成物、並びにそれらの生化学的及び生物学的活性は、以下に記載のように2059の植物抽出物のランダムスクリーニングから確認された。一次スクリーニングは、植物抽出物又は化合物の、培養脂肪細胞からのアディポネクチン産生増強能力に基づいて設計された。脂肪細胞はマウス線維芽細胞(3T3 L1)から分化させた。主要アディポカインマーカータンパク質、すなわち脂肪細胞培地中のアディポネクチン濃度を測定すれば、哺乳動物、特にヒトのインスリン抵抗性、耐糖能異常、高血糖、メタボリックシンドローム、脂質異常症、及び高トリグリセリド血症(これらに限定されない)を含む代謝異常の予防及び治療に使用するためのPPAR汎レギュレーターとして作用する、又はその他のグルコース及び脂肪酸の主要代謝経路を調節する天然化合物の同定が可能になると考えられた。
植物抽出物のライブラリーを作成するために、実施例1に記載のように、乾燥植物材料を粉砕して微粉末にし、ASE 300 自動抽出器を用いてメタノール:ジクロロメタン(1:1)で抽出した。抽出物は回転蒸発及びスピード−バキュームによって乾燥させた。各植物抽出物(約75mg)を1.5mlのDMSO(1.5ml)中に溶解し、50mg/mlの濃度の溶液を製造した。
3T3−L1細胞は、PPARγアクチベーターに応答してアディポネクチンを産生及び培地中に分泌することが示されている。しかしながら、文献ではPPARγアクチベーターの処理に応答したアディポネクチン分泌は2倍の増加しか達成されていない。この実験を繰り返した場合、達成されたアッセイの最良のシグナル対バックグラウンド比は、公表されている実験条件下で0.1〜300μMの濃度のインドメタシンを用いて1.6であった(図1A)。我々は、実施例2及び3に示されているように誘導及び培養条件を変えることによってシグナル対ノイズ比を劇的に改良した。3T3−L1細胞を2日間分化誘導させた後、インドメタシンで2日間処理した。アディポネクチンの最高平均倍増率は100μMのインドメタシンで52倍であった(図1B)。このアッセイ系を用いて2059の有機抽出物をスクリーニングした。
初期スクリーニングで、10μMの参照化合物インドメタシンによって与えられるのと同等のアディポネクチン誘導をカットオフ閾値として用いて139の正のヒットが得られた。その後の検証アッセイと二次スクリーニングの結果、アロエ・フェロックスの葉の滲出物からの一つの活性抽出物(P0017と表示)は、培地中のアディポネクチン濃度の一貫した上向き調節を示した(図2)。
この活性植物抽出物(P0017−OE)をその後、活性誘導(activity-guided)HTP分画及び化合物精製に付した。実施例5に示されているように、P0017の有機抽出物を順相フラッシュカラムを用いて分画した。類似のUV吸収及びリテンションタイムを有するフラクションを統合してサブフラクションとし、低真空及び遠心下で乾燥させ、P0017−OE−HTPF1〜8と名付けた(図3)。DMSOを用いて各サブフラクションを溶解し(50μg/μl)、一部分(2μl)をアディポネクチンアッセイに使用した。P0017−OE−HTPF3がバイオアッセイの8つのサブフラクションの中で最大の活性を示した。活性フラクション及び化合物の反復大規模抽出及び単離を実施例7及び図4に示す。生物活性フラクションはP0017−AC1及びP0017−AC2と確認された。
活性サブフラクションのデレプリケーション(de-replication)をLC−MS/PDAを用いて実施した。最も強いアディポネクチン増強活性に対応して独特の化合物ピークが確認された。P0017−OE−HTPF3及びP0017−AC1/2において最活性化合物アロエシノール(mw=396)及びアロエシン(mw=394)が実施例8に記載のようにクロモンタイプの化合物と同定され、それぞれアロエシンについてはUP394(図5)及びアロエシノールについてはUP396(図6)とコードされた。具体的には、アロエシン及びアロエシノールは脂肪細胞からのアディポネクチン分泌を増強する活性クロモン化合物として単離及び同定された。精製UP394及びUP396は実施例10に記載のように試験され、両クロモン化合物とも、図7に示されているようにインビトロアッセイで脂肪細胞からのアディポネクチン産生の増大に活性であった。
実施例9には、アントラキノン不純物(具体的にはアロインA及びB)を除去するために、粗アロエ滲出物からクロモンを分取カラムクロマトグラフィー分離及び再結晶によって精製する方法が記載されている。アントラキノン類は下痢及び遺伝毒性を誘導するなどの著しい有害副作用を起こすという点で望ましくなく、故に粗クロモン抽出物の直接使用を阻んでいる。この方法による精製後に単離されたクロモンの純度は70%、好ましくは80%、最も好ましくは90%以上(重量%)もの高さであり、これはHPLCによる定量で“本質的にアントラキノン類を含まない”。本質的にアントラキノン類を含まないとは、精製組成物中のアントラキノン類の総量が100ppm未満、好ましくは50ppm未満(のアロインA及びB)であることを意味する。アロエ・フェロックスの粗滲出物中、アロエシン(UP394)の量は約25重量%で、アントラキノン類の量は約22%である(Zahn,(2007)Phytochem.Anal.(10):1002−1024)。従って、アロエ・フェロックスはクロモン組成物の単離のための優れた、そして好適な植物源である。実施例9に記載のように、アロエ・フェロックスの葉の滲出物から単離された単離及び精製アロエシン(UP394)(Lot#A−2705&Lot#I1506AW)は、それぞれ93%及び100.6%の純度を有し、総アントラキノンは50ppm未満であった。実施例11及び18に記載のように、アントラキノン除去(総アントラキノン類<50ppm)アロエシン(UP394)を用いて、クロモン豊富化組成物N931及びUP780が製造された。
しかしながら、アロエ・バルバデンシス(これは好適なアロエゲル源である)のような他のアロエ種におけるクロモンの量はずっと低く(0.32mg/g;0.032%、総クロモン0.10%)、アントラキノン類(アロインA&B)はほぼ4倍高い(1.14mg/g又は0.114%)と報告されている(Park(1998)Phytochem.Anal.(9):186−191)。その上、クロモンはアロエ植物の皮又は葉の外層にしか貯蔵されていない。アロエ・ベラ/アロエ・バルバデンシスのようなアロエ植物からアロエゲル製品を得る標準プロセスでは、アロエの葉皮は通常除去され、透明ゲルだけがろ過及び濃縮される。アロエ全葉ゲル粉末の製造では、アロエ植物の全葉を粉砕しゲルを回収及びろ過するのであるが、その場合でも活性炭及びその他の加工ステップを用いる脱色プロセスで、アントラキノン類のみならず本質的にすべてのクロモンも除去される。従って、標準的なアロエゲル製品には有意量のクロモン又はアントラキノン類は見出されないことがHPLCでも確認されている(Dell’Agli(2007)J.Agric.Food Che.55(9):3363−3367;Zonta(1995)Journal of Chromatography A 718(1):99−106)。
発明者らは、標準化植物抽出物中のクロモンを豊富化することによって、インスリン感受性の増強、耐糖能の改良及びトリグリセリド値の低下における改良された、より一貫性のある活性を有する組成物が提供されると考えた。この仮説を検証するために、実施例11に示されているように、アロエ・フェロックスの葉滲出物から単離されたクロモンアロエシン(UP394)とアロエ・ベラから製造された全葉ゲル粉末とを組み合わせることによって独自のクロモン組成物を製造した。これら2種のアロエ由来の標準化クロモン組成物は1.4%以上のクロモン、すなわちアントラキノン類で汚染されていない(<50ppmのアロインA&B)アロエシン(UP394)を含有していた。アロエシン(UP394)は、アロエ・フェロックスの葉滲出物から抽出され、分取クロマトグラフィーカラムによって単離された後、さらに再結晶によって精製された。これについては米国特許第6,451,357号、発明の名称“アロエシンの精製法(Method of Purification of Aloesin)”に記載されており、前記特許は引用によってその全文を本明細書に援用する。この独自の標準化クロモン組成物をN931とコードし、異なるインスリン抵抗性モデル、db/dbマウスモデルにおける血糖値、インスリン抵抗性及び脂肪代謝に及ぼすその効果について試験した。
アディポネクチンは、メタボリックシンドロームの根本的原因と考えられているインスリン抵抗性を改良する報告されているので、クロモンUP394及びUP396によるインスリン抵抗性の低減は、様々な代謝異常に改良をもたらすはずと考えられた。この理論を検証するために、実施例12に示されているように、C57BL/6Jマウスに高脂肪食を8週間与えることによって、低下したインスリン感受性、耐糖能及び代謝異常を誘導した。(Surwitら(1988)Diabetes 37:1163−1167;Laaksoら(2004).Diabetes Care 27:2253−2259;Kahnら(2004)Diabetes 53:3274−3285;Scheurinkら(1998)European J Endo.139:461−467)。次に該マウスをクロモンのUP394、UP396及び参照化合物GW1929(N−(2−ベンゾイルフェニル)−O−[2−(メチル−2−ピリジニルアミノ)エチル]−L−チロシン)で4週間処置(注射又は経口)した。
開示されたクロモンの、高脂肪食マウスにおけるインスリン抵抗性に及ぼす治療効果を二つの試験を用いて示した。すなわちグルコース耐性試験(実施例13)とインスリン耐性試験(実施例14)である。腹腔内グルコース耐性試験を、開示されたクロモンのアロエシン(UP394)及びアロエシノール(UP396)による処置18日目に実施した。動物を3時間絶食させた後、グルコースを投与した(2g/kg)。血糖値をグルコース投与後0、30、60、90、及び120分の時点で測定した。実施例13及び図8Aに示されているように、UP396で処置された動物は、ビヒクル処置動物に比べて循環からのグルコースクリアランスに顕著な改良を示した。UP394で処置された動物も、ビヒクル処置動物に比べて改良の明白な傾向を示した(図8A)。
腹腔内インスリン耐性試験は、実施例14に示されているように、処置24日目に実施した。動物を3時間絶食させた後、インスリンを注射した。血糖値をインスリン(0.5単位/kg)投与後0、30、60、90、及び120分時点で測定した。図8B及び実施例14に示されているように、UP394及びUP396で処置された動物では、ビヒクル処置動物に比べて著しいグルコースクリアランスが観察された。p<0.05(図8B)。
開示されたクロモンのインスリン増感活性は、該化合物の処置動物における血漿中インスリン濃度低下能力によっても示された。マウスの血漿中インスリン濃度はELISAキットを用いて測定された(図9)。選択的PPARγアゴニストである参照化合物GW1929は、予想通りインスリン濃度を著しく低下させた。同様に、UP394及びUP396も、ビヒクル処置マウスに比べてインスリン濃度を著しく低下させ(図9)、開示されたクロモン化合物は高脂肪食で誘導された代謝異常マウスにおけるインスリン感受性を増大させたことが示された。
糖尿病自然突然変異のホモ接合マウス(Leprdb)は、およそ3〜4週齢で一目で肥満とわかるようになる。血漿中インスリンの上昇は10〜14日、血糖の上昇は4〜8週で始まる。ホモ接合突然変異マウスは多食、多飲、及び多尿である。疾患の経過は遺伝的背景によって著しく影響される。db/dbマウスにはいくつかの特徴が観察される。例えば、制御されない血糖の上昇、膵島のインスリン産生ベータ細胞の重度の枯渇、及び10月齢までの死亡である。実施例15に示されているように、雄のdb/dbマウス(各群8匹)をGW1929(5mg/kg)、N931(375mg/kg)及びビヒクルで10週間処置し(注射又は経口)、マウスの空腹時血糖値を毎週測定した。その結果、N931はdb/dbマウスの血糖値低下に非常に有効であった。図10に示されているように、ビヒクル処置マウスの血糖値は10週間の処置中、時間経過と共に増加した。参照化合物のGW1929は、予想通りグルコースをベースライン濃度に維持できた。GW1929と同様、N931も処置の第5週から血糖値を実質的に低下させた。空腹時血糖値は、N931処置群では、ビヒクル処置群と比べた場合、第6、7、9及び10週で著しく低かった。P<0.05。10週間の処置後、N931で処置された動物の血糖値はビヒクルで処置された動物の血糖値の54%であった。
インスリン抵抗性に対するN931の効果は、実施例16に記載のように、経口グルコース耐性試験で示された。db/dbマウス(各群8匹)をGW1929(5mg/kg)、N931(375mg/kg)及びビヒクルで10週間処置した。動物を一晩絶食させた後、グルコースを負荷した。血糖値は、グルコース投与後0、30、60、90、及び120分の時点で測定した。GW1929又はN931での処置群には、ビヒクル群と比べた場合、循環からの顕著なグルコースクリアランスが0及び120分時点で観察された。P<0.05(図11A)。この結果は、N931が耐糖能を増大させ、従ってdb/dbマウスのインスリン感受性を改良する能力を有することを示している。
インスリン抵抗性に対するN931の効果は腹腔内インスリン耐性試験でも示された。db/dbマウス(各群8匹)をGW1929(5mg/kg)、N931(375mg/kg)及びビヒクルで6週間処置した。血糖値は、インスリン注射後0、30、60、90、及び120分時点で測定した。ここでもGW1929及びN931で処置されたマウスではインスリン感受性の改良が明白であった。GW1929及びN931とも、ビヒクルと比べた場合、顕著なグルコースクリアランスが0、30及び60分時点で観察された。P<0.05(図11B)。
さらに、N931は、10週間の処置後、ビヒクル群と比べてトリグリセリド値も著しく低下させた(P<0.05)。GW1929、N931及びビヒクルで処置された雄のdb/dbマウスの空腹時トリグリセリド値を実施例17に示したように毎週測定した。動物には空腹時以外、T2018齧歯類用食餌を随意に与えた。10週間の処置後、トリグリセリドの34%の低下がN931で処置された動物に観察され(P<0.05)、参照化合物群では43%の低下が観察された(P<0.05)(図12)。
クロモン豊富化組成物の優れた思いがけない治療効果を実証するために、第二の独自組成物を、アロエ・フェロックスの葉滲出物から単離されたクロモンアロエシン(UP394)とアロエ・ベラから製造された葉ゲル粉末(Qmatrix、コード名QM400)とを組み合わせることによって製造した。これら2種のアロエから製造されたこの標準化クロモン組成物は2%以上のクロモン、すなわちアロエシン(UP394)とHPLCによる定量で50ppmを超えない総アントラキノン類を含有していた。クロモンアロエシン(UP394)は、アロエ・フェロックスの葉滲出物から抽出され、分取クロマトグラフィーカラムによって単離された後、さらに再結晶によって精製された。これについては実施例9に記載され、さらに米国特許第6,451,357号、発明の名称“アロエシンの精製法(Method of Purification of Aloesin)”にも記載されている。前記特許は引用によってその全文を本明細書に援用する。この新規な標準化クロモン組成物はUP780とコードされ、高脂肪食を与えられたC57BL/6Jマウスでの用量範囲設定試験で経口投与された。この試験でUP780のインスリン増感活性を、医薬品のGW1929及びオリジナルのアロエ・ベラゲル粉末(Qmatrix、QM400)(実施例9でのHPLCによる定量によれば有意量のクロモンを含有していない)とも比較した。
実施例19で3週間の毎日経口処置後、200mg/kgのUP780(図13D)及びGW1929(図13B)で処置された動物の場合、統計的に有意のグルコースクリアランスが腹腔内グルコース負荷後30、60及び90分の時点で見られた。同様に、400mg/kgのUP780で処置された動物は、30分の時点で顕著なグルコース利用を示した。P≦0.05(*)(図13E)。同様に、9週間の経口処置後、400mg/kgのUP780で処置された動物は、ビヒクル対照と比較した場合、IPグルコース投与後30、60、90及び120分時点でグルコース利用に統計的に有意な差を示した。P≦0.05(*)(図14E)。100mg/kgのUP780処置動物は、T30で有意な差を示した(図14C)。陽性対照のGW1929は、分析された各時点で0.05未満のP値を有している。一方、有意量のクロモンを含有しないオリジナルのアロエ・ベラゲル粉末(Qmatrix QM400)は、3週間の経口消費後も何の効果も示さなかった(図13A)。この実験は、クロモンを含まない組成物に比べて、クロモン豊富化組成物の思いがけない、優れたインスリン増感効果を明らかに示していた。
さらに、UP780のインスリン増感効果は、10週間の毎日経口処置後のインスリン耐性試験でも確認された(図15A〜15E)。耐糖能データと一致して、400mg/kgのUP780で処置された動物に、考慮された全時点で統計的に有意なインスリン増感が観察された。P≦0.05(*)(図15D)。これに比べ、クロモンを含まないアロエ・ベラゲル粉末(Qmatrix QM400)は、10週間の経口消費後、中程度の改良と単一時点のみの有意性しか示さなかった。
アロエシンを含む豊富化アロエ・ベラゲル粉末も一貫して低レベルの空腹時血糖値を維持した。空腹時血糖値は、処置の2、5、及び7週間時点で別々にモニターした。図16に示されているように、200mg/kgのUP780及びGW1929で処置された動物は、非処置ビヒクルと比較した場合、二つの週(第5及び7週)に統計的に有意な低い空腹時血糖値を示した。Qmatrix(登録商標)及び400mg/kgのUP780で処置されたマウスも、第5週に同様の低レベルの空腹時血糖値を示した。他方、100mg/kgのUP780処置群は、モニターしたすべての週で非処置ビヒクルに対して比較的高レベルの空腹時血糖値を維持した。P≦0.05(*)。類似のデータ分析によれば、200mg/kgのUP780で処置された動物における空腹時血糖値の低下率は、ビヒクルと比較した場合に、第2、5、及び7週でそれぞれ18%、20%及び17%であることがわかった(図17)。
実施例19のこの用量範囲設定試験において、続いて起こる低レベルの空腹時トリグリセリド値は、UP780及びGW1929で処置された動物で観察された。7週間の毎日経口処置後、ビヒクルに対する空腹時トリグリセリド値の低下率は、200、400及び100mg/kgのUP780とGW1929についてそれぞれ22.1%、22%、21.7%、及び22.7%であった(図18)。しかしながら、有意量のクロモンを含有しないアロエ・ベラゲル粉末(Qmatrix QM400)は、2週間の処置後2%のトリグリセリド値の改良しか示さず、さらにこの効果は次の二つの測定時には消失した。クロモン豊富化植物抽出物によるトリグリセリド値低下における思いがけない優れた効果がこの実験によって明らかに示された。
図19に示されているように、ビヒクルと比較した場合、すべての処置群についてコレステロール値に有意の変化は見られなかった。P≦0.05。さらに、観察したすべての時間について、GW1929、Qmatrix、UP780(100、200及び400mg/kg)及びビヒクルで処置されたすべてのマウスの群間で有意の体重増加又は飼料消費量の差はなかった。ビヒクル及び通常の齧歯類用食餌を含む各処置群の動物は、試験期間中を通じて体重増加を続けたが、処置群間で認められた体重増加の差はP≦0.05で統計的に有意なものではなかった(図20)。体重データに一致して、同様のパターンの飼料消費が全群で記録された(図21)。
ゲノム研究は、定義によれば、全発現遺伝子を網羅するプローブセットを含有するDNAマイクロアレイチップを頻繁に利用することによって行われる全ゲノム規模の研究である。哺乳動物系の場合、25,000個の遺伝子が機能性であり発現されていると考えられている。マイクロアレイチップをmRNAから作製されたcRNA/cDNAとハイブリダイズした後、マイクロアレイチップから検出される信号は、mRNAの組織/細胞源の遺伝子発現のスペクトルを反映しているはずである。発現変動を有する遺伝子(典型的には数千)をゲノムデータベースによって解析し、生物学的経路におけるそれらの関与について調べる。
我々は、実施例20に記載のように、UP780に関するマイクロアレイ研究を実施した。使用したマイクロアレイチップは、45,000のプローブセットを含有するAffymetrix社のマウスゲノム430 2.0であった。遺伝子発現変動のマイクロアレイデータをANOVAという積極的な統計的手法によって解析し、遺伝子発現変動の妥当性について調べた。発現変動を伴う鍵遺伝子は、実施例21に記載のように、定量的逆転写PCR(QPCR)によってさらに検証した。代謝及びシグナル伝達経路に影響を及ぼした遺伝子発現変動によって検出された処置の効果をIngenuity Pathway Analysisソフトウェア及びデータベース(IPA5)によって分析した。
血糖値が高くなると、膵β細胞はインスリンを分泌する。このインスリンは肝臓及び筋肉中のグルコース輸送体をグルコースの取込み及びグリコーゲンとしてのグルコースの貯蔵のために細胞膜に移動させる。インスリンは、肝臓及び脂肪組織における脂肪酸及びトリグリセリドの合成並びに脂肪組織における脂肪の貯蔵も増大させる。インスリン抵抗性は、誤ったインスリン受容体シグナル伝達カスケードによって引き起こされ、グルコース輸送体の細胞膜への移動の減少、脂肪貯蔵の減少、並びに血糖及び遊離脂肪酸の増加をもたらす。高い血中遊離脂肪酸は、インスリン受容体基質(IRS)を不活化するので、インスリン抵抗性を誘導する因子である。
UP780の効果研究に使用したC57BL6前糖尿病マウスモデルがマイクロアレイのためのマウス組織源であった。マウスの組織は、RNA抽出のために、痩せた対照、高脂肪食(ビヒクルとも呼ぶ)、及び高脂肪食+200mg/kgのUP780処置からそれぞれ三重に採取した。エネルギー取込み、代謝、インスリン抵抗性、肥満、及び糖尿病にとって重要な組織は、肝臓、筋肉、及び脂肪である。肝臓マイクロアレイの一つのデータセットを完成させた。一般に、高脂肪食(LV)は、痩せた対照(LC)と比べて遺伝子発現を増大したが、遺伝子発現量の多くは高脂肪食+UP780(LUP)によって減少した(図23)。
マイクロアレイ及びQPCR研究から得られた最も重要な所見は、実施例20及び21に示されているように、UP780による脂肪酸生合成の減少であった。律速酵素のアセチル−CoAカルボキシキナーゼ(ACC2)、及び脂肪酸シンターゼ(FASN)の転写産物は、高脂肪食と比較すると、UP780によってそれぞれ3倍及び3.5倍減少した(表1並びに図24及び25)。高脂肪食の場合、グルコースからの過剰のエネルギーは脂肪に変換される。すると必然的な結果として血漿中の遊離脂肪酸が増加し、これが筋肉におけるインスリン抵抗性を引き起こす。脂肪酸生合成の減少におけるUP780の直接的な結果は、動物モデルで観察されたように、増強されたインスリン感受性及び耐糖能のはずである。
さらに、ポリ不飽和脂肪酸合成の委託酵素であるステアロイル−CoAデサチュラーゼ(SCD1)欠損マウスは、高脂肪食でも痩せたままである。UP780は、高脂肪食と比べてSCD1転写産物を4.44倍減少させた。
マイクロアレイ分析からは、UP780が、痩せた対照及び高脂肪食と比べて、ミトコンドリアの脂肪酸β酸化に関与している酵素の転写量も減少させたことがわかった(表1)。β酸化の減少は、高エネルギー摂取下でのミトコンドリア酸化の総量を正常化するだろうから、起こりうる結果としてはミトコンドリアの遊離酸素ラジカル生成の正常化である。
高ステロイド濃度はフィードバックされてステロイド生合成を減少させることが知られている。これは高脂肪食及びUP780処置、特に律速酵素HMG−CoAレダクターゼで観察された(表1)。UP780は高脂肪食と比べてCYP7A1を増加させた。起こりうる有益な結果は胆汁酸生合成の増大である。
解糖/糖新生経路における全体的な遺伝子発現の変動は、関与した大部分の酵素が双方向性であるため、全体的な変化はほとんどないことを示していた。肝臓の糖新生の律速酵素は、ピルビン酸代謝経路内のホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ(PEPCK)である(表1)。マイクロアレイ及びQPCRは、痩せた対照と比べるとUP780によるPEPCK転写産物の増加傾向を示したが、高脂肪食とは同等であった(図26)。これは、抗肥満抗糖尿病治療で回避されるべき血糖を増加させることになりかねない。しかしながら、筋肉がUP780によってグルコースの取込み及び使用の増大を示すならば、正味の効果は上記の動物試験で示されるように全体的なバランスを保つことができる。
肝臓では、脂肪酸結合タンパク質FABP5についての転写産物は、マイクロアレイ及びQPCRで観察されたように高脂肪食と比べてUP780によって1.74倍増加した。増加したFABP5は、脂肪酸の輸送を促進し、インスリン抵抗性の原因になる遊離血漿脂肪酸を減少させる。細胞膜LDL受容体はUP780によって減少したので、血液からのLDL取込みは減少し、肝臓のトリグリセリド含有量は減少することになる。さらに、細胞膜HDL、酸化LDL、及び脂肪酸取込みのためのCD36も、高脂肪食に比べてUP780によって減少したので、肝臓の脂肪含有量はさらに減少することになる(表1)。
高脂肪食は、PPARα/RXRα肝シグナル伝達経路に関与する遺伝子の転写産物を増加したが、これはUP780によって特にPPARα、CD36、及びc−Junに関して減少した。肝臓におけるPPARα活性化は、HDLの上昇及びLDLの低下によって血漿中の脂質プロフィールを正常化する。しかしながら、ApoA1及びApoA2(どちらもHDLのためのリポタンパク質)の転写量は、高脂肪食又はUP780のいずれによっても目に見える変化はなかった。UP780のPPARαに対する作用は更なる注目に値する。
UP780は、薬物の代謝及び解毒に関与する酵素、例えばCYP7B1、CYP2B9、CYP2C18、グルタチオン−S−トランスフェラーゼ、及びSOD3の多くの転写産物を削減した。この作用も更なる研究に値する(表1)。
AMPKは、エネルギー平衡の細胞センサーとみなされている。健常細胞は常に高いATP濃度を維持している。AMPKは、細胞のAMP/ATP比が増加したとき(エネルギーストレスの徴候)に活性化される(Hardie(2004)J Cell Sci 117:5479)。AMPKの活性化は、グルコース及び脂肪酸の合成を阻害し、グルコース及び脂肪の取込みを増大し、解糖及び脂肪酸β酸化を増大し、タンパク質合成及び細胞増殖を減少させる(Hardie(2004)Rev Endocrine & Metabolic Disorders :119)。UP780は、高脂肪食によって引き起こされたAMPK転写量の抑制を逆転した(図28)。
クロモン豊富化植物抽出物UP780の安全性プロフィールはCD−1マウスで実施され、この組成物は良く耐容されると判定された。実施例22に示されているように、UP780を2.0g/kgで14日間毎日CD−1マウスに投与したが、試験期間を通じて発病又は死亡の徴候は見られなかった。マウスの身体状態及び健康について系統的検査を毎日実施したが、試験化合物関連の毒性又は異常を示唆する徴候は試験の間中見られなかった。この急性毒性試験中、すべてのマウスは試験の過程中体重増加を続けた(図22A及びB)。すべての主要血液生化学データは正常範囲内であったが、例外的に電解質に参照範囲からの軽微な逸脱がこの14日間の毒性試験で観察された。UP780で処置された雌のアスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ(AST)、ナトリウム、カリウム及び平均赤血球ヘモグロビン濃度(MCHC)並びに雄の総タンパク質及び血中尿素窒素(BUN)に、ビヒクル対照と比較した場合に統計的に有意の差があった。P≦0.05(データ示さず)。MCHC、総タンパク質、及びBUNについて観察された平均値はまだ正常参照範囲内であったが、AST、ナトリウム及びカリウムの平均値は正常範囲外であった。
全マウスの死後の肉眼的検査は一般的にビヒクル対照もUP780処置動物も正常であった(データ示さず)。UP780を14日間投与されたマウスにおいて、顕微鏡検査用に指定されたどの組織にも試験物質関連の顕微鏡的変化は観察されなかった。検査した器官及び組織に観察された多少の雑多な顕微鏡的変化は、この年齢及び系統の実験マウスに自然発生する変化としてしばしば観察される類のものであった。観察された電解質の不均衡は、腎臓及び副腎の障害、嘔吐及び/又は下痢をもたらす何らかの疾病を含む多数の条件によって起こりうる。低AST値は臨床的に特に重要でない。臨床的観察、血液学的値及び組織病理学的結果に対応する証拠がないため、正常値からのこれらの逸脱は飼育及び実験室条件によるものであろうと考えている。さらに、精神的ストレスによる溶血及び脾臓収縮の結果としての細胞漏出などの発生が分析物のデータに偽性の増加又は減少をもたらすこともある。従って、血液学、血液化学及び組織病理学に関する臨床所見及び実験報告に基づくと、本研究のどのマウスにもこの用量では何らかの全身毒性の証拠は見られなかったと結論付けられた。ビヒクルも試験物質も、これらの偶発的所見の種類、発生又は重症度に何の影響も及ぼさなかった。
本発明の化合物、並びに該化合物を含有する植物は、錠剤、カプセル、ソフトゲルに製剤化された栄養補助食品として、及び日常食及び/又は機能性食品、パワーバー、フルーツドリンク及び炭酸飲料又は通常飲料に入れて、ヒトを含む(ヒトだけに限らない)哺乳動物におけるインスリン抵抗性、耐糖能異常、高トリグリセリド値及びグルコース値不均衡によって媒介される疾患及び状態の予防及び治療に使用するために(体内に)送達することができる。
医薬組成物にして投与するための化合物の製造は当業者に周知の各種方法によって実施できる。クロモンは、天然に存在する形態の薬草粉末として;異なる濃度の溶媒抽出物及び/又は超臨界流体抽出物として;再結晶、カラム分離、溶媒分配、沈殿及びその他の手段による豊富化及び精製化合物として;合成法によって製造された実質的に純化されたクロモンを含有する純粋物及び/又は混合物として製剤化できる。
当該技術分野では様々な送達システムが知られており、本発明の治療用組成物を投与するのに使用できる。例えば、散剤、カプセル、錠剤、チンキ剤、舌下送達システム、フードバー及び各種溶液、例えば水、フルーツジュース、及び炭酸飲料、クリーム及びエマルジョンなどが経口投与用に使用される。該組成物は、水溶液、リポソーム被包、微粒子、及びマイクロカプセルとして送達することもできる。本発明の治療用組成物は注射によって非経口投与できるが、他の有効な投与形態、例えば関節内注射、吸入ミスト、経口及び局所用活性製剤、経皮イオン導入又は坐剤なども想定している。一つの好適な担体は生理食塩水であるが、その他の製薬学的に許容しうる担体も使用できると考えられる。一態様において、担体とクロモンは生理学的に適合性のある徐放性製剤を構成することを想定している。そのような担体における主溶媒は本来水性でも非水性でもよい。さらに、該担体は、pH、オスモル濃度、粘度、透明性、色、滅菌性、安定性、溶解速度、又は製剤臭を変更又は維持するためのその他の薬理学的に許容しうる賦形剤を含有していてもよい。同様に、該担体は、リガンドの安定性、溶解、放出又は吸収速度を変更又は維持するためのさらにその他の薬理学的に許容しうる賦形剤を含有することもできる。そのような賦形剤は、単位用量形又は複数回投与形のいずれかの形態で非経口投与するための剤形を作製するのに通常及び習慣的に使用されるような物質である。
治療用組成物が製剤化されたら、無菌バイアル中に溶液、懸濁液、クリーム、ゲル、エマルジョン、固体、又は脱水もしくは凍結乾燥粉末として貯蔵できる。そのような製剤は、すぐに使用できる形態又は投与直前に再構成(還元)を必要とする形態のいずれで貯蔵してもよい。組成物を含有する製剤を全身送達するための投与様式は、経口、皮下、筋肉内、静脈内、局所、鼻腔内又は膣用もしくは直腸用坐剤によるものとなろう。
特別の障害又は状態の治療に有効な組成物の量は、障害又は状態の性質による。これは標準的な臨床技術によって決定できる。さらに、インビトロ又はインビボアッセイを所望により使用すれば最適の用量範囲を確認するのに役立つであろう。製剤に使用されるべき正確な用量は、投与経路、及び疾患又は状態の重症度又は進展にも依存するので、担当医及び各患者の状況に従って決定されるべきである。有効量は、インビトロ又は動物モデル試験系から誘導された用量反応曲線から推定できる。例えば、本発明の組成物の有効量は、組成物を段階的用量で投与して所望の効果を観察することによって容易に決定される。
本発明による治療法は、その必要ある哺乳動物(ヒトを含むが、ヒトだけに限定されない)に、治療上有効量の、単一源又は複数源由来の一つ又は複数のクロモンを内的又は局所投与することを含む。クロモン又はその混合物の純度は、化合物を得るのに使用された方法によるが、0.01%〜100%の範囲であろう。経口、注射、局所、エアゾール、坐剤、皮内投与におけるクロモン組成物の濃度は、適切な製剤において総量の0.001〜99.99重量%であろう。クロモンは、経口、局所、エアゾール、坐剤、皮内、筋肉内、及び静脈内投与からなる群から選ばれる標準の投与経路によって使用でき、日用量は哺乳動物、特にヒトの体重あたり0.01mg/kg〜500mg/kgである。
以下の実施例は説明の目的のためだけに提供されるものであり、本発明の範囲を制限することを意図したものではない。
実施例1乾燥植物からの有機及び水性抽出物の製造
乾燥植物材料を2mm以下の粒径に粉砕し、その一部の20gをASE 300 自動抽出器を用いて100mlのメタノール:ジクロロメタン(1:1)で3回抽出した。有機抽出物(OE)は回転蒸発及びスピード−バキューム乾燥を用いて溶媒を除去することによって得た。各植物抽出物を秤量し(約75mg)、1.5mlのDMSO中に溶解して50mg/mlの濃度の溶液を製造した。
実施例2マウス3T3−L1細胞系及び培養条件
マウス胎仔細胞系の3T3−L1(American Type Culture Collection、バージニア州マナッサス)は、前脂肪細胞から脂肪細胞状態に分化できる3T3スイスアルビノ系の亜株である。これらの前脂肪細胞を、10%ウシ胎仔血清(FBS)(Mediatech,Inc.,バージニア州ハーンドン)を含有するダルベッコ変法イーグル培地(DMEM)中で培養した。
実施例3アディポネクチンELISAアッセイ
分化プロトコルを確立するために、3T3−L1細胞を96ウェルプレートに蒔き、一晩培養して集密(コンフルエント)にした。集密細胞を集密後2日間分化誘導した。誘導は、0.5mMのイソブチルメチルキサンチン、1.0μMのデキサメタゾン及び1.7μMのインスリン(Sigma−Aldrich、ミズーリ州セントルイス)を培地中に補給して実施した。第7日目に脂肪細胞を対照化合物又は植物抽出物で24時間処理した。すべての対照及び植物抽出物はDMSO中に可溶化し、培地に総体積の1%で加えた。アディポネクチン量を測定するために細胞培地を回収し、酵素免疫測定法(ELISA)により製造業者のプロトコル(R&D Systems、ミネソタ州ミネアポリス)に従ってアッセイした。アッセイ感度は31.25〜2000pg/mLの範囲であった。陽性対照は0.01〜300μMの範囲で試験した(図1)。アディポネクチン量の最大の倍増率は、インドメタシン及びトログリタゾンとも1μMで観察され、アディポネクチン量がそれぞれ1.6及び1.7倍増加した。
アッセイのシグナル対バックグラウンド比が不良のため(2未満)、前述のプロトコルは改良の必要があった。脂肪細胞は前述のように培養及び分化された。細胞は、分化培地中で48時間、インスリンを加えて又は加えずに分化させた。次に、細胞を対照化合物又は植物抽出物で分化後48時間だけ処理した。その他すべてのパラメーターは前述の通りであった。インドメタシン(図1)及びトログリタゾン(データ示さず)の対照をそれぞれ10〜100μM及び3〜30μMで試験した。アディポネクチン量の最大増加はベースラインのシグナルの52倍で、これは100μMのインドメタシン処理で達成された。一方、最低の増加は10μMのインドメタシンでの7倍であった(図1B)。トログリタゾン処理によるアディポネクチンの最大増加は30μMで達成されて49倍の増加、一方アディポネクチン量の最低の倍増率は3μMで観察されて24倍であった(データ示さず)。これらの化合物はどちらも、公表されているデータより実質的に高いアディポネクチン量の増加を示した。
実施例4脂肪細胞におけるアディポネクチン産生増強のための植物抽出物のスクリーニング
植物抽出物のライブラリーを実施例3に記載のアディポネクチンELISAアッセイを用いてスクリーニングした。実施例1に記載のようにして単離された有機抽出物を、対照としてインドメタシン及びトログリタゾンを用いて三重にスクリーニングした。2059の粗抽出物から、その14.9%(139抽出物)が対照レベルより高いアディポネクチン産生を誘導した。これらの陽性抽出物のうち、37抽出物(全体の1.8%)はトログリタゾン対照の最低濃度(3μM)より活性であった。これらの37の粗抽出物を系列希釈(連続希釈)を用いて再試験した。アロエ・フェロックスの葉の滲出物からの有機抽出物P0017−OEがアディポネクチン誘導の良好な用量反応曲線を示したので(図2)、これを選択して更に評価した。
実施例5アロエ・フェロックスからの活性有機抽出物のハイスループット精製(HTP)
P0017−OEをバイオアッセイ誘導(bioassay-guided)活性化合物分画のために選んだ。P0017−OE(400mg)をプレパック順相フラッシュカラム(内径2cm×8.2cm、シリカゲル10g)に装填した。該カラムを、Hitachiハイスループット精製(HTP)システムを用い、(A)50:50のEtOAc:ヘキサン及び(B)メタノールの勾配移動相(30分で100%のAから100%のBへ)により流速5mL/分で溶離した。分離は広帯域波長UV検出器でモニターし、フラクションは、Gilsonフラクションコレクターを用い、96深型ウェルプレートに1.9mL/ウェルで採集した。類似のUV吸収及びリテンションタイムを有するフラクションを統合して8つのサブフラクションにし、低真空及び遠心下で乾燥させ、P0017−OE−NP−F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7及びF8と名付けた(図3)。DMSOを用いて各サブフラクションを溶解し(50μg/μl)、一部分(2μl)を取ってアディポネクチンアッセイに供した。P0017−OE−NP−F3が8つのサブフラクションの中で最も活性なフラクションである。
実施例6P0017−OE−NP−サブフラクションのLC−MS/PDAによるデレプリケーション
P0017−OE−NP−F3はアディポネクチンアッセイで最も活性なサブフラクションであることが分かったので、LC−MS/PDAを利用して、HTP分画から得られた各P0017−OE−NP−サブフラクションを分析し、P0017−OE−NP−F3における独自化合物のピークを見つけるために相互に比較した。P0017−OE−NP−F3中、分子量394(アロエシン)及び396(アロエシノール)を有する最も可能性ある活性化合物が、分子量及び文献調査に基づいて仮定された。
実施例7アロエ・フェロックスからのアロエシン及びアロエシノールの抽出及び精製
アロエ・フェロックスの葉の滲出物(P0017)(200g)をメタノールで抽出した(3回)。合わせたメタノール溶液を低真空下で蒸発させ、メタノール抽出物を得た。P0017からのメタノール抽出物(5g)を実施例6のP0017−OE−NP−F3で記載した方法を用いて分画した。活性フラクション(実施例6のP0017−OE−NP−F3フラクションに相当)(150mg)をPhenomenex Luna C18カラム(250×30mm 10μ)に装填し、Hitachiハイスループット精製(HTP)システムで、(A)水及び(B)メタノールの勾配移動相(40分で90%のAから100%のBへ)により流速5mL/分で溶離し、次いで100%メタノールで10分間洗浄した。分離は広帯域波長UV検出器でモニターし、フラクションは、Gilsonフラクションコレクターを用い、試験管に採集した。4回のC18カラム操作から10の主要化合物ピークを手で集めた。10のフラクションを乾燥させ、再結晶によって精製して、P0017−AC1、P0017−AC2、P0017−AC3、P0017−AC4、P0017−AC5、P0017−AC6、P0017−AC7、P0017−AC8、P0017−AC9及びP0017−AC10と名付けた(図4)。P0017−AC1及びP0017−AC2がアディポネクチンアッセイで活性を示し、それぞれアロエシン及びアロエシノールと同定された。残りの8化合物は非活性又は低活性である。
実施例8アロエシン及びアロエシノールの詳細な同定
アロエシン(UP394):収率、P0017−OE−NP−F3から2.4%(純度>98%、HPLC);UV(最大):248.4、及び295.9nm;MS(ESI、陰イオン検出):m/z 393(M−1、100%)。サンプルにアロエシン標準を加えた(spike)ところ、HPLCクロマトグラムで同じリテンションタイムを示した(図5)。
アロエシノール(UP396):収率、P0017−OE−NP−F3から1.4%(純度>97%、HPLC);UV(最大):248.4、及び295.9nm;MS(ESI、陰イオン検出):m/z 395(M−1、100%)。サンプルにアロエシノール標準を加えたところ、HPLCクロマトグラムで同じリテンションタイムを示した(図6)。
実施例9アロエ・フェロックスの抽出物からのアロエシンの製造と定量化
アロエシン(UP394)は、アロエ・フェロックスの全葉抽出物から抽出され、分取クロマトグラフィーカラムによって単離された後、さらに再結晶によって精製された。これについては米国特許第6,451,357号、発明の名称“アロエシンの精製法(Method of Purification of Aloesin)”に記載されており、前記特許は引用によってその全文を本明細書に援用する。手短に言うと、乾燥抽出物をアロエ・フェロックスの全葉(予め熱水中に溶解し、ろ過して不溶性粒子を除去してある)から得た。次に、該抽出物をCG−161樹脂が充填されている逆相カラムに装填し、カラムをDI水で洗浄後、アロエシン(UP394)を20〜30%メタノールでカラムから溶離した。20〜30%メタノール溶離液を合わせて蒸発させた。固体をアルコール/水溶媒中で純度>90%に達するまで再結晶させた。下記のHPLC法によればアントラキノンによる汚染もなかった(アロインA及びBの含有量100ppm以下)。
アロエシン(UP394)、アロエシノール(UP396)、及びアロエレシンAといったクロモンを、公表されたHPLC法(Zahn(2007)Phytochem.Anal.10:1002−1024)を用いてアントラキノン汚染物質(すなわちアロインA&B)に対して定量化した。この解析的分析は、L−7100ポンプ、L−7200自動サンプラー及びL7300カラムオーブンを備えたHitachi L−7000HPLCシステムで実施した。この方法ではC18ガードカートリッジを接続したPhenomenex IB SIL C18カラム(250mm×4.6mm 粒径5μ)を用いた。移動相は水/メタノールの勾配からなり、最初の5分間は66%:34%の比率でスタートした。比率は15分で水24%:メタノール76%(体積%)に変化させ、その後この比率をさらに2分間維持した。カラムは、次のサンプル注入の前に、水66%及びメタノール34%で5分間平衡化された。流速は1.0ml/分であった。クロモン及びアントラキノン類はL−7400UV検出器を用い、波長297nmで検出された。クロモンとアントラキノン類はHPLCのリテンションタイムに基づいて同定され、個別のクロモン及びアントラキノンスタンダードに対するピーク面積に基づいて定量化された。
アロエ・フェロックスの粗抽出物中のアロエシン(UP394)含有量は24.8重量%、アントラキノン類は22%と報告された(Zahn,(2007)Phytochem.Anal.10:1002−1024)。それとは別のアロエ・バルバデンシスの葉におけるアロエシン含有量は0.32mg/g(すなわち0.032%)で、総クロモン0.1037%と報告されている。これに対し、アントラキノン含有量(アロインA&B)はアロエシン含有量よりほぼ4倍高い(1.14mg/g又は0.114%)(Park(1998)Phytochem.Anal.:186−191)。
脱色法及びその他の製造法を用いると、アロエシン及びアントラキノン類は、アロエ・ベラ全葉スプレー乾燥ゲル粉末(Lot#RM040805−02&RM040805−05)及びアロエ・ベラゲル粉末(Qmatrix脱水)(Lot#RM120806−01)から完全に除去される(HPLC分析によればどちらも50ppm未満であった)。アロエ・フェロックスの葉抽出物から単離及び精製されたアロエシン(UP394)(Lot#A−2705&Lot#I1506AW)は、それぞれ93%及び100.6%の純度を有し、総アントラキノンは50ppm未満であった。以下の実施例に記載のように、アントラキノン除去(総アントラキノン類(アロインA及びB) <50ppm)アロエシン(UP394)を用いてクロモン豊富化組成物(N931及びUP780)を製造した。
実施例10アロエシン(UP394)及びアロエシノール(UP396)によるアディポネクチン産生の増強
二つの純粋なクロモン、UP394(アロエシン)及びUP396(アロエシノール)を、実施例3に記載のように30μMで脂肪細胞のアディポネクチン産生の増加について試験した。アロエシン及びアロエシノールは、脂肪細胞によるアディポネクチン産生にそれぞれ2及び3.2倍の増加を示した(図7)。
実施例11N931(Lot#D1205−01)の詳細な製造法
この独自の組成物(N931)は、アロエ・フェロックスの葉の滲出物から単離された純粋なクロモンアロエシン(UP394)と、アロエ・ベラから製造された全葉ゲル粉末とを組み合わせることによって製造された。この2種のアロエ由来の標準化クロモン組成物は、1.4%以上のクロモン、すなわちアロエシン(UP394)を含有していた。アロエシン(UP394)は、アロエ・フェロックスの全葉滲出物から抽出され、分取クロマトグラフィーカラムによって単離された後、さらに再結晶によって精製された。これについては実施例9に示された通りであり、さらに米国特許第6,451,357号、発明の名称“アロエシンの精製法(Method of Purification of Aloesin)”に記載の通りである。前記特許は引用によってその全文を本明細書に援用する。この独自の標準化クロモン組成物をN931とした。
次に、0.811kgのアロエシン(Lot#A−2705、純度93%、水分5%)を50kgのアロエ・ベラ全葉スプレー乾燥ゲル粉末(Aloecorp Part No:5020,Lot#RM−040805−02及びRM−040805−05)に加え、混合物をV−ブレンダーでブレンドした。インテンシファイアーバー(intensifier bar)を始動し、インテンシファイアーバーとシェルの両方を5分以上7分以下のブレンド時間運転した。インテンシファイアーバーだけを切り、ブレンドを5分以上10分以下続けた。再度インテンシファイアーバーをオンにし、5分以上7分以下ブレンドした。ブレンドを停止し、ブレンドされた材料を集めて、UP780中のアロエシン含有量をHPLC法により定量化した。実施例9に示されたHPLC法による定量化でアロエシン含有量は1.5%、総アントラキノン含有量は50ppm未満であった。
実施例12高脂肪食誘導前糖尿病モデル
クロモン抽出物の治療効果の可能性を評価するために高脂肪食誘導動物モデルを開発し使用した。C57BL/6Jは、代謝異常、耐糖能障害の病態生理学及び新規治療薬の開発に関する研究に使用できる臨床的に関連する動物モデルである(Ahrenら(2004)Diabetes 53(Supplement 3):S215−S219;Laaksoら(2004)Diabetes Care 27:2253−2259;Kahnら(2004)Diabetes 53:3274−3285;Scheurinkら(1998)European J Endo.139:461−467;Yuanら(2002)Diabetes 51:1851−1858;Reitmanら(2005)Endocrinology 145:3258−3264;Vlassaraら(2005)Diabetes 54:2314−2319;Cawthorneら(2002)Molecular and Cellular Proteomics :509−516)。モデル誘導の方法論は最初にSurwitらが1988年に報告した(Diabetes 37:1163−1167)。手短に言うと、耐糖能障害及び代謝異常様の症状は、C57BL/6Jマウスに高脂肪食を8週間与えるとうまく負わせることができた。雄のC57BL/6JマウスはJackson Laboratories(メーン州バーハーバー)から6週齢で購入した。1週間の馴化期間後、動物をグループ分けし(n=5又は6)、高脂肪(45%kcal)の齧歯類用ペレット(Research Diets,Inc.,ニュージャージー州ニューブランズウィック)及び水を随意に12週間与えた。ただしグルコース耐性試験及びインスリン耐性試験の時は別で、このときは3時間絶食させた。動物は温度管理室(22.2℃)にて12時間の明暗サイクルで飼育された。血中のグルコース、コレステロール、及びトリグリセリドを前述のように12週間毎週モニターした。体重測定も12週間の間、週1回行った。
選択されたパラメーター(グルコース、トリグリセリド及びコレステロール)を毎週モニターすることによって代謝異常の誘導が確認されたら、すなわち第8週目であったが、毎日の腹腔内処置を開始し、4週間継続した。試験の各日ごとに試験化合物及び陽性対照GW1929(Tocris Bioscience,ミズーリ州エリスヴィル,バッチ#2A/58705)を0.5%メチルセルロース(Sigma,ミズーリ州セントルイス,Lot#116H0857)に溶解し、それぞれ腹腔内用量100及び5mg/kgで送達した。GW1929はメチルセルロースに完全に溶解しなかったので、最初にDMSO(Sigma,ミズーリ州セントルイス,バッチ#064K0067)中に溶解した。そこでビヒクルも含めた各化合物の最終濃度を5%DMSOを含有するように調整した後、薬物投与した。ビヒクル処置動物は0.5%メチルセルロースのみを投与された。各化合物又はビヒクル投与後、検出できるほどの刺激の徴候は観察されなかった。
使用された陽性対照のGW1929、すなわちN−(2−ベンゾイルフェニル)−O−[2−(メチル−2−ピリジニルアミノ)エチル]−L−チロシンは、バッチ分子量504.59の黄色固体粉末である(Tocris Bioscience,ミズーリ州エリスヴィル,バッチ#2A/58705)。該化合物は選択的な経口活性PPARγアゴニストである。経口投与すると、糖尿病動物モデルのグルコース、脂肪酸及びトリグリセリド値を低下させる(Brownら(1999)Diabetes 48:1415;Wayら(2001)J.Biol.Chem.276:25651−25653)。動物には高脂肪食を12週間与えた。処置は第8週目に開始され、4週間続いた。
実施例13インスリン抵抗性に及ぼすUP394及びUP396の効果
腹腔内グルコース耐性試験は、実施例12に記載のC57BL/6Jマウスを用い、GW1929(5mg/kg)、UP394(100mg/kg)、UP396(100mg/kg)及びビヒクルの腹腔内投与による処置の18日目に2g/kgの用量で実施した。動物を3時間絶食させた後、グルコースを投与した。血糖値は、0、30、60、90、及び120分の時点で測定した。データは平均±SD、n=6である。GW1929及びUP396では、ビヒクルと比較すると顕著なグルコース利用が60、90及び120分時点で観察された。P<0.05。GW1929、UP394及びUP396のP値は、ビヒクルと比較した場合、それぞれT0で0.00、0.87及び0.43;T30で0.07、0.16及び0.23であった。UP394のP値は、ビヒクルと比較した場合、T60で0.15;T90で0.10及びT120で0.17であった(図8A)。
UP394及びUP396ともインスリン耐性試験でインスリン増感に対する効果を示した。腹腔内インスリン耐性試験は、実施例13に示したように、C57BL/6Jマウスを用い、GW1929(5mg/kg)、UP394(100mg/kg)、UP396(100mg/kg)及びビヒクルの経口投与による処置の24日目に0.5単位/kgの用量で実施した。動物を3時間絶食させた後、インスリンを注射した。血糖値は、0、30、60、90、及び120分の時点で測定した。データは平均±SD、n=6である。GW1929のみならずUP394及びUP396の場合も、ビヒクルと比較すると顕著なグルコースクリアランスがT30、T60及びT90の時点で観察された。P<0.05。GW1929、UP394及びUP396のP値は、ビヒクルと比較した場合、それぞれT0で0.00、0.14及び0.67;T120で0.08、0.00及び0.04であった(図8B)。
実施例14高脂肪食誘導インスリン抵抗性モデルにおけるインスリン感受性に及ぼすUP394及びUP396の効果
経口投与のUP394(100mg/kg)及びUP396(100mg/kg)のインスリン抵抗性に及ぼす効果を、化合物UP394及びUP396で処置された動物でさらに示した。これらの動物におけるインスリン濃度は著しく低下した。血漿中インスリン濃度はインスリン用ELISAキット(Crystal Chem−イリノイ州シカゴ)で測定した。動物は、8週間の高脂肪食後、GW1929、UP394及びUP396、そしてビヒクルで2週間処置された(図9)。血液は尾静脈から採取し、遠沈して血漿を得た。血漿中インスリン濃度の顕著な低下は、ビヒクル群と比較した場合、GW1929、UP394及びUP396の処置群で14日目に観察された。P<0.05。
実施例15db/dbマウスにおける空腹時血糖値に及ぼすN931の効果
GW1929(5mg/kg)、N931(375mg/kg)及びビヒクルで処置された雄のdb/dbマウス(各群8匹)の空腹時血糖値を毎週測定した。動物には絶食時以外、T2018齧歯類用食餌を随意に与えた。測定は動物を一晩絶食させた後に行われた。図10に示されているように、ビヒクル処置マウスの血糖値は10週間の処置中、時間経過と共に増加した。参照化合物のGW1929は、予想通り血糖値をベースライン濃度に維持できた。GW1929と同様、N931も処置第5週から血糖値を実質的に低下させた。空腹時血糖値は、ビヒクルと比べた場合、N931では、第6、7、9及び10週で著しく低かった。P<0.05。処置第10週の時点で、N931で処置された群では血糖値の46%の低下が観察された。
実施例16db/dbマウスモデルにおけるインスリン抵抗性に及ぼすN931の効果
db/dbマウスで10週間の処置後、経口グルコース耐性試験を3g/kgの用量で実施した。動物には絶食時以外、T2018齧歯類用食餌を随意に与えた。動物を一晩絶食させた後、グルコースを負荷した。マウス(各群8匹)をGW1929(5mg/kg)、N931(375mg/kg)及びビヒクルで10週間処置した。血糖値は、グルコース負荷後0、30、60、90、及び120分時点で測定した。GW1929又はN931のいずれかで処置されたマウスには、ビヒクルと比べた場合、循環からの顕著なグルコースクリアランスが0及び120分時点で観察された。P<0.05(図11A)。この結果は、N931が耐糖能を増大させる能力を有し、従ってdb/dbマウスのインスリン感受性を改良することを示している。
db/dbマウスで6週間の処置後、腹腔内インスリン耐性試験を0.5単位/kgの用量で実施した。動物を一晩絶食させた後、インスリンを注射した。db/dbマウス(各群8匹)をGW1929(5mg/kg)、N931(375mg/kg)及びビヒクルで6週間処置した。血糖値は、インスリン注射後0、30、60、90、及び120分時点で測定した。ここでもGW1929及びN931で処置されたマウスではインスリン感受性の改良が明白であった。GW1929及びN931とも、ビヒクルと比べた場合、顕著なグルコースクリアランスが0、30及び60分時点で観察された。P<0.05(図11B)。
実施例17db/dbマウスモデルにおけるトリグリセリド値に及ぼすN931の効果
GW1929(5mg/kg)、N931(375mg/kg)及びビヒクルで処置された雄のdb/dbマウスの毎週の空腹時トリグリセリド値を10週間取った。動物には絶食時以外、T2018齧歯類用食餌を随意に与えた。測定は動物を一晩絶食させた後に行った。示されている値は、ビヒクルに対する%トリグリセリド値である。n=8。10週間の処置後、ビヒクルと比較した場合、GW1929及びN931で処置された動物にトリグリセリド値の顕著な低下が見られた。P<0.05(図12)。
実施例18クロモン豊富化組成物(UP780)の製造及び投与
この独自組成物(UP780)は、アロエ・フェロックスの葉の滲出物から単離された純クロモンアロエシン(UP394)とアロエ・ベラから製造された葉ゲル粉末とを組み合わせることによって製造された。この2種のアロエから製造された標準化クロモン組成物は2%以上のクロモン、すなわちアロエシン(UP394)を含有し、総アントラキノン類は50ppm未満であった。クロモンのアロエシン(UP394)は、アロエ・フェロックスの全葉滲出物から抽出され、分取クロマトグラフィーカラムによって単離された後、さらに再結晶によって精製された。これについては実施例9に示され、米国特許第6,451,357号、発明の名称“アロエシンの精製法(Method of Purification of Aloesin)”にも記載されている通りである。前記特許は引用によってその全文を本明細書に援用する。この独自の標準化クロモン組成物をUP780とした。
アロエクロモン豊富化アロエ・ベラゲル粉末、すなわちUP780の5kgバッチの製造法を以下に記載する。これは、アロエ・ベラゲル粉末中に2%以上のアロエシンを含む標準化アロエゲル組成物である。アロエ・フェロックスの全葉滲出物から精製され、純度100.6%を有する0.11gのアロエシン(Lot#I1506AW)を、4.90kgのアロエ・ベラゲル(Qmatrix 脱水)粉末(Aloecorp Part No:AA8010XQ80 Lot#RM−120806−01)に加えた。この混合物をブレンドしてアロエクロモン標準化組成物UP780(Lot#L1806QMAW−01)を得た。組成物(UP780)中のアロエシン(UP394)の含有量は、HPLCによって2.2%であることが確認され、アントラキノン汚染もなかった。
8週間の高脂肪食後、選択されたパラメーターのモニターによって動物に疾患の誘導が確認されたら、毎日の経口処置を開始した。各日ごとに試験物質及び陽性対照GW1929(Tocris Bioscience,ミズーリ州エリスヴィル,バッチ#2A/58705)を0.5%メチルセルロース(Sigma,ミズーリ州セントルイス,Lot#116H0857)に溶解し、経口用量100、200及び400mg/kgのUP780(Lot#L1806QMAW−01);400mg/kgのQmatrix(登録商標)アロエ・ベラゲル粉末(QM400、Lot#G6319103−L3)並びに5mg/kgのGW1929を投与した。GW1929はメチルセルロースに完全に溶解しなかったので、最初にDMSO(Sigma,ミズーリ州セントルイス,バッチ#064K0067)中に溶解した。そこでビヒクルも含めた試験化合物の最終濃度を5%DMSOを含有するように調整した後、薬物投与した。担体ビヒクル処置動物は0.5%メチルセルロースのみを投与された。各薬物又はビヒクル投与後、検出できるほどの刺激の徴候は観察されなかった。
実施例19高脂肪食誘導C57BL/6Jマウスに対するUP780の効果と用量範囲試験
実施例12に記載のように、雄のC57BL/6JマウスをJackson Laboratories(メーン州バーハーバー)から6週齢で購入した。1週間の馴化期間後、動物を6群に分け(n=7)、高脂肪(45%kcal)の齧歯類用ペレット(Research Diets,Inc.,ニュージャージー州ニューブランズウィック)及び水を随意に与えた。ただしグルコース耐性試験及びインスリン耐性試験の時は別で、このときは3時間絶食させた。動物は温度管理室(22.2℃)にて12時間の明暗サイクルで飼育された。
3又は4匹の雄のC57BL/6Jマウスは、飼料及び水のための区画を有するマウスケージで飼育された。餌の摂取量は、事前に秤量した高脂肪ペレットの値と所定の日に残されたものの値との差を測定することによって毎日測定した。体重測定は試験期間中週1回行った。
空腹時血糖値、総コレステロール値及びトリグリセリド値を、尾静脈から得た15〜20μlの血液を用いて測定した。血糖値については評判の高い試験紙付きIQ(Walgreen,Home Diagnostics,Inc.,フロリダ州フォートローダーデール)血糖値モニタリングシステム、及びコレステロールとトリグリセリドについてはPTSパネルズ試験紙付きCardioChek Analyzer(Polymer Technology System,Inc,インジアナ州インジアナポリス)を用いてコレステロール及びトリグリセリドの全血値を測定した。
腹腔内グルコース耐性試験は、処置開始後第0日(ベースライン)、第3及び9週に実施した。試験日には動物を3時間絶食させ、2mg/gの用量のグルコースを腹腔内投与した。血糖値をグルコース投与後0(グルコース注射前)、30、60、90、及び120分の時点で測定した。血液は尾静脈から得た。腹腔内インスリン耐性試験は第10週に実施した。動物を3時間絶食させ、0.5IU/kgの用量のインスリン(酵母に発現させたヒト組換え、Sigma、ミズーリ州セントルイス、Lot#055K1321)を腹腔内投与した。血糖値をインスリン投与後0(インスリン注射前)、30、60、90、及び120分の時点で測定した。血液は尾静脈から得た。
実施例20DNAマイクロアレイ材料及び方法
マウスを7つの処置群に分け、各群あたり3匹の動物を組織採取用に選んだ。10週間の処置後、マウスをCO2ガスで麻酔し、安楽死の5分以内に肝臓、体壁筋、及び脂肪を採取した。組織は5mm未満の塊に切断し、組織採取中はRNALater溶液(Ambion)に浸けて保存し、その後長期保存のために−80℃の冷蔵庫に移した。RNA単離のため、マウス組織を解凍し、RNALater保存溶液から取り出した。RNEasy全RNA単離キットを肝臓の全RNA抽出用に、RNEasy線維組織キット(Qiagen)を筋肉の全RNA抽出用に使用した。組織は、ガラス製Dunceホモジネーターを用い、RNEasyキットに付いているグアニジンチオシアネート及びβ−メルカプトエタノール含有RLT溶液中でホモジナイズした。抽出されたRNAは260/280nmの波長におけるUV吸収によって定量した。RNAの品質は、変性グリオキサールアガロースゲル(1%)電気泳動を用いて28S及び18S rRNAバンドの完全性と、ゲノムDNAの不在について判定した。ゲノムDNAがゲルから観察された場合、その特定のRNAサンプルについてRNEasyキットを用いて第二回目の抽出を実施した。
DNAマイクロアレイ研究用として、Affymetrix社のマウスゲノム430 2.0アレイを選んだ。各アレイには、34,000個のマウス遺伝子の45,000のプローブセット及びハイブリダイゼーション用コントロール配列、ポリ−A、100のノーマライゼーション用プローブセット、及びハウスキーピング遺伝子が含まれている。cRNA合成、ハイブリダイゼーション/洗浄、スキャニング、及びAffymetrix GCOSソフトウェアを用いたデータ解析の工程を実行するために、12のAffymetrix社公認サービスプロバイダのリストからCoGenics社を選んだ。CoGenicsは、RNAサンプルを受け取るとすぐに、NanoDrop分光光度計及びAgilent 2100バイオアナライザーを用いて、彼ら独自の内部的RNA品質管理を実施した。マイクロアレイ処理中、CoGenicsはcRNA及びマイクロアレイデータセットの品質管理も実施した。マウス肝臓の場合、痩せた対照(LC)、高脂肪食(LV)、及び高脂肪食+200mg/kgのUP780(LUP)の処置群をマイクロアレイ実験用に選んだ。合計9アレイ。すべてのRNA、cRNA、及び最終マイクロアレイデータセットとも品質管理にパスした。
Affymetrix社のマウスゲノム430 2.0アレイは、標準のAffymetrixアレイデザインに従っている。すなわち、プローブセットあたり11のプローブ対で、各プローブ対は、一つのパーフェクトマッチ(PM)と一つのミスマッチ(MM)の25マー(25-mer)オリゴヌクレオチドを含有する。GCOSによるデータ解析は、バックグラウンド減算をしたPM及びMMの強度の両方を使用した。各プローブセットについて、全11のPM値及び11のMM値を一つの強度値にまとめた。次に、アレイのデータセットを、アレイ対アレイの比較のために、平均強度値及びターゲット強度値に基づいて全体的にスケーリングした。独立したマイクロアレイデータ分析もAffymetrixのソフトウェア“Expression Console”を用いて実施した。強度サマライズ(intensity summarization)のためにGCOSで使用されたMAS5アルゴリズムのほか、RMA及びPLIERのアルゴリズムも強度サマライズのためにExpression Consoleで使用された。
MMプローブの有用性は議論の主題となっている。そこで、我々は、バックグラウンド補正されたPM値だけを用いて追加のマイクロアレイデータ分析もBioconductorソフトウェアで実施した。アレイは各処置群に3つずつあった。MAプロットは処置群内のアレイの一貫性を診断するために使用した。不一致については、Rプログラミング言語によるBioconductorマイクロアレイパッケージのloess関数を用いて正規化した。処置群の各プローブセットについて、33個のPM値を一つの強度値に統合し、log2変換した。さらに、処置群間で統計的検定ANOVAを各プローブセットについて33対33個のPM値を用いて実施した。合計で3×45,000のANOVA検定をLUP対LV、LUP対LC、及びLV対LCの処置群間で実施した。遺伝子発現変動の有意性は、有意水準α=0.05で、false discovery rate(FDR)及びHolm’s sequential Bonferroni correcitonの方法によって検定した。
マイクロアレイデータセットは、典型的には発現変動を有する数千の範囲の遺伝子があり、生物学的意義を理解するために経路解析ソフトウェアからの助けが必要である。PM値からサマライズされた3つずつのLC、LV、及びLUPアレイのマウス肝臓データセットを、Ingenuity Pathway Analysisソフトウェア(IPA5)及び関連するゲノムデータベースを用いて分析した。三つのカットオフ基準、ANOVA p≦0.0001、log2強度≧2.5、及びlog2比率≧0.9を適用した。IPA5によって、40の既知経路(canonical pathway)及び70の機能が得られた。それぞれ三つのデータセットの少なくとも一つは閾値のp値0.05を通過した。(既知経路は、Science STKE及びKEGGのような馴染み深いシグナル伝達経路及び代謝経路データベースから取ってある。機能はGene Ontology(GO)データベースに基づく。)よく確立された既知経路、特に栄養素代謝に対してUP780の明白な影響を示した上位の代謝経路は詳細に分析された。IPA5から得られた経路分析データは表1に示してある。
実施例21UP780によって調節された遺伝子発現のQPCR分析
マウス組織から抽出された全RNAは通常、マイクロアレイ実験に必要とされるものより過剰であった。そこで、マイクロアレイに使用された同じ全RNAサンプルを、QPCRによるマイクロアレイ結果の検証(通常数ヶ月後に実施される)のために取っておいた。全RNAは日常的に−80℃の冷蔵庫で保管され、長期保管後も劣化は全く観察されなかった。全RNAからのcDNA合成の逆転写反応のために、我々は改変逆転写酵素、Superscript IIIを、InvitrogenからSuperscript III用の試薬として供給されている緩衝液、ヌクレオチド、オリゴ(dT)7プライマー、及びRNAse−free DNAseIと共に使用した。各反応について、5μgの全RNAを50μlの反応体積中で使用した。ファーストストランドcDNAを水で2.5倍の体積に希釈し、50μlのQPCR反応あたり2μlのcDNAを使用した。各遺伝子のためのTaqMan Gene Expression AssayのABIプライマーとプローブセットは、使用前にDNA配列分析によって確認した。すべてのプローブはFAM色素標識MGBプローブであった。ABIの2X TaqMan Universal PCR Master MixをQPCR反応に使用した。サーマルサイクリング及び検出は、ABI 7700 Sequence Detectorによって実施し、装置制御及びQPCRデータ取得はABI SDSソフトウェアによって行った。ΔΔDtの相対定量法を使用し、各QPCRの96ウェルプレートは対照cDNA(LC)及びハウスキーピング遺伝子GAPDHのコントロールプライマーとプローブのセットを含有していた。
実施例22UP780の安全性評価
目的を持って繁殖されたCD−1マウスは、USDA(米国農務省)認可の実験動物供給業者Charles River Laboratories,Inc.(マサチューセッツ州ウィルミントン)から購入した。動物は、到着後1週間順応させ、8週齢で研究に使用した。動物は温度管理室(22.2℃)にて12時間の明暗サイクルで飼育され、飼料及び水は随意に与えられた。
ベースラインの体重測定は処置の初日、投与前に実施し、その後剖検日まで週2回行った。処置群の全マウス(n=10、雄5匹及び雌5匹)に連続14日間、UP780(Lot#L1806QMAW−01)を200μlの水(ビヒクルとして)中2.0g/kgの用量でシリンジ及び先端にボールの付いた18ゲージの給餌針を用いて経口投与した。対照群(n=10、雄5匹及び雌5匹)には200μlの水のみを投与した。
系統的な臨床的観察を試験前及び試験期間中毎日実施した。動物の毛色、被毛、眼、粘膜、歩行、呼吸、姿勢の変化、及びその他の異常徴候を含む毒性の徴候をモニターした。臨床的観察は、振戦、痙攣、下痢、嗜眠、病的状態、線維束性収縮、落下(droppings)、流涎、分泌物及び脱水などの何らかの薬物毒性についても行った。アッセイ最終日、全動物を2L/分の酸素流速で2%イソフルランにより麻酔し、採血して、包括的哺乳動物プロファイリングのためにAntech Diagnostics,Inc(オレゴン州ポートランド)に送った。全血のサンプル(ラベンダー色の蓋のマイクロ容器(microtainer))は血液学的評価に、血漿は臨床化学(緑色の蓋のマイクロ容器、セパレーターゲル入り)評価に使用した。全動物の血を抜いて肉眼的病理検査をした。腹腔を開いたら、臓器を肉眼検査し、食道、胃、十二指腸、空腸、回腸、盲腸、結腸、肝臓、直腸、脳(複数のセクション)、脳下垂体、筋肉付き末梢神経(坐骨神経)、脊髄(3レベル)、眼、副腎、甲状腺/副甲状腺、膵臓、肺及び気管、喉頭、大動脈(胸部)、心臓、リンパ節(頚部&腸間膜)、脾臓、胸腺、腎臓、膀胱、精巣、副睾丸、精嚢、前立腺、頚管、卵巣、子宮、胆嚢、関節付き大腿、皮膚、唾液腺及び舌のサンプル組織を採取し、10%緩衝中性ホルマリンで固定し、組織病理用プレパラート及び顕微鏡的評価のためにResearch Pathology Services Inc(ペンシルバニア州ニューブリテン)に送った。
臨床化学、血液学、体重及び飼料消費に関するすべての非離散的データは平均及び標準偏差とともに表にまとめた。結果の解釈は、病理学的所見、異常な身体的徴候及びデータの統計的評価に基づいてなされた。
Figure 2010515743

Claims (46)

  1. 脂肪細胞からのアディポネクチン産生を増大させる方法であって、それを必要とする対象に有効量のクロモン又はクロモンの混合物{前記クロモン又はクロモンの混合物は、下記構造:
    Figure 2010515743
    [式中、
    1、R2、R3、R4、R5及びR6は、−H、−OH、−CH3、−SH、アルキル、アルケニル、オキソアルキル、オキソアルケニル、ヒドロキシルアルキル、ヒドロキシルアルケニル、−OCH3、−SCH3、−OR、−SR、−NH2、−NRH、−NR2、−NR3 +-、エステルであって、ガレート、アセテート、シンナモイル及びヒドロキシル−シンナモイルエステル、トリヒドロキシベンゾイルエステル及びカフェオイルエステルからなる群から選ばれるエステル;及びヘキソース又はペントースであって、炭素、窒素、硫黄又は酸素によってクロモンに連結され、アルドペントース類、メチルアルドペントース、アルドヘキソース類、ケトヘキソース及びそれらの化学誘導体からなる群から選ばれるヘキソース又はペントースからなり、二量体、三量体及びその他の重合クロモンが含まれる群から、独立して選ばれ;
    前記アルキル及び/又はアルケニル基は、1〜20個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分枝鎖で、異なる位置にある、二重結合、及び−OH、=O及び−ORからなる群から選ばれる置換基を有し及び/又は有さず;
    Xは、ヒドロキシル、クロリド、ヨージド、スルフェート、ホスフェート、アセテート、フルオリド、カーボネートを含む製薬学的に許容しうる対イオンの群から選ばれ;そして
    Rは、1〜20個の炭素原子を有するアルキル基である]を有する化合物の群から選ばれる}、及び
    製薬学的に許容しうる担体を投与することを含む方法。
  2. 前記クロモン又は前記クロモンの混合物が、下記一般構造:
    Figure 2010515743
    [式中、R1、R2、及びR3は上記定義の通り]を有する化合物の群から選ばれる、請求項1に記載の方法。
  3. 前記クロモンがアロエシン又はアロエシノールから選ばれる、請求項1に記載の方法。
  4. 前記クロモンが、植物の部分から単離される又は合成法によって得られる、請求項1に記載の方法。
  5. 前記植物が、アカシア(Acacia)、アディナ(Adina)、アロエ(Aloe)、アルテルナリア(Alternaria)、アムーラ(Amoora)、アンチデスマ(Antidesma)、アルテミシア(Artemisia)、バエッキア(Baeckia)、カッシア(Cassia)、クルセア(Clusea)、シニジウム(Cnidium)、コンボルブルス(Convolvulus)、エピメジウム(Epimedium)、エリオセマ(Eriosema)、エリオステモン(Eriostemon)、ユーゲニア(Eugenia)、ガルシニア(Garcinia)、ハイペリカム(Hypericum)、リンデンベルジア(Lindenbergia)、パンクラチウム(Pancratium)、ペニシリウム(Penicillium)、ポリゴナム(Polygonum)、プタエロキシロン(Ptaeroxylon)、レウム(Rheum)、ソフォラ(Sophora)、ステファニティス(Stephanitis)、シジジウム(Syzygium)、タラロミセス(Talaromyces)及びゾナリア(Zonaria)の属からなる群から選ばれる、請求項4に記載の方法。
  6. 前記植物が、アカシア・カテチュー(Acacia catechu)、アカシア・コンシンナ(Acacia concinna)、アロエ・アルボレセンス(Aloe arborescens)、アロエ・バルバデンシス(Aloe barbadensis)、アロエ・クレムノフィラ(Aloe cremnophila)、アロエ・フェロックス(Aloe ferox)、アロエ・サポナリア(Aloe saponaria)、アロエ・ベラ(Aloe vera)、アロエ・ベラ変種シネンシス(Aloe vera var. chinensis)、アンチデスマ・メンブラナセウム(Antidesma membranaceum)、アルテミシア・キャピラリエス(Artemisia capillaries)、バエッキア・フルテセンス(Baeckia frutescens)、エピメジウム・サジッタタム(Epimedium sagittatum)、ガルシニア・ダルシス(Garcinia dulcis)、ハイペリカム・ジャポニカム(Hypericum japonicum)、ポリゴナム・カスピダタム(Polygonum cuspidatum)、ソフォラ・トメントサ(Sophora tomentosa)、及びステファニティス・ロドデンドリ(Stephanitis rhododendri)からなる群から選ばれる、請求項4に記載の方法。
  7. 前記植物の部分が、茎、茎皮、幹、幹皮、小枝、塊茎、根、根皮、若芽(young shoots)、種、根茎、花及びその他の生殖器官、葉、及びその他の気生部分からなる群から選ばれる、請求項4に記載の方法。
  8. クロモン組成物が0.01%〜100%のクロモンを含む、請求項1に記載の方法。
  9. 組成物が0.01〜500mg/kg体重の用量で投与される、請求項1に記載の方法。
  10. 投与経路が、適切な医薬製剤での経口、局所、坐剤、静脈内、皮内、腹部内(intragaster)、筋肉内、腹腔内、及び静脈内投与からなる群から選ばれる、請求項1に記載の方法。
  11. 高脂肪食が誘導する、脂肪酸生合成、脂肪酸のミトコンドリアβ酸化、ステロイド生合成、糖新生、脂肪輸送、PPARα/RXRα肝シグナル伝達及び異物代謝の遺伝子発現の変化を正常化するための方法であって、前記方法は、それを必要とする対象に有効量のクロモン又はクロモンの混合物を含む組成物を投与することを含む方法。
  12. 前記クロモン又はクロモンの混合物が、下記構造:
    Figure 2010515743
    [式中、
    1、R2、R3、R4、R5及びR6は、−H、−OH、−CH3、−SH、アルキル、アルケニル、オキソアルキル、オキソアルケニル、ヒドロキシルアルキル、ヒドロキシルアルケニル、−OCH3、−SCH3、−OR、−SR、−NH2、−NRH、−NR2、−NR3 +-、エステルであって、ガレート、アセテート、シンナモイル及びヒドロキシル−シンナモイルエステル、トリヒドロキシベンゾイルエステル及びカフェオイルエステルからなる群から選ばれるエステル;及びヘキソース又はペントースであって、炭素、窒素、硫黄又は酸素によってクロモンに連結され、アルドペントース類、メチルアルドペントース、アルドヘキソース類、ケトヘキソース及びそれらの化学誘導体からなる群から選ばれるヘキソース又はペントースからなり、二量体、三量体及びその他の重合クロモンが含まれる群から、独立して選ばれ;
    前記アルキル及び/又はアルケニル基は、1〜20個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分枝鎖で、異なる位置にある、二重結合、及び−OH、=O及び−ORからなる群から選ばれる置換基を有し及び/又は有さず;
    Xは、ヒドロキシル、クロリド、ヨージド、スルフェート、ホスフェート、アセテート、フルオリド、カーボネートを含む製薬学的に許容しうる対イオンの群から選ばれ;そして
    Rは、1〜20個の炭素原子を有するアルキル基である]を有する化合物の群から選ばれ、及び製薬学的に許容しうる担体、請求項11に記載の方法。
  13. 前記クロモン又は前記クロモンの混合物が、下記一般構造:
    Figure 2010515743
    [式中、R1、R2、及びR3は上記定義の通り]を有する化合物の群から選ばれる、請求項11に記載の方法。
  14. 前記クロモンがアロエシン又はアロエシノールから選ばれる、請求項11に記載の方法。
  15. 前記クロモンが、植物の部分から単離される又は合成法によって得られる、請求項11に記載の方法。
  16. 前記植物が、アカシア(Acacia)、アディナ(Adina)、アロエ(Aloe)、アルテルナリア(Alternaria)、アムーラ(Amoora)、アンチデスマ(Antidesma)、アルテミシア(Artemisia)、バエッキア(Baeckia)、カッシア(Cassia)、クルセア(Clusea)、シニジウム(Cnidium)、コンボルブルス(Convolvulus)、エピメジウム(Epimedium)、エリオセマ(Eriosema)、エリオステモン(Eriostemon)、ユーゲニア(Eugenia)、ガルシニア(Garcinia)、ハイペリカム(Hypericum)、リンデンベルジア(Lindenbergia)、パンクラチウム(Pancratium)、ペニシリウム(Penicillium)、ポリゴナム(Polygonum)、プタエロキシロン(Ptaeroxylon)、レウム(Rheum)、ソフォラ(Sophora)、ステファニティス(Stephanitis)、シジジウム(Syzygium)、タラロミセス(Talaromyces)及びゾナリア(Zonaria)の属からなる群から選ばれる、請求項15に記載の方法。
  17. 前記植物が、アカシア・カテチュー(Acacia catechu)、アカシア・コンシンナ(Acacia concinna)、アロエ・アルボレセンス(Aloe arborescens)、アロエ・バルバデンシス(Aloe barbadensis)、アロエ・クレムノフィラ(Aloe cremnophila)、アロエ・フェロックス(Aloe ferox)、アロエ・サポナリア(Aloe saponaria)、アロエ・ベラ(Aloe vera)、アロエ・ベラ変種シネンシス(Aloe vera var. chinensis)、アンチデスマ・メンブラナセウム(Antidesma membranaceum)、アルテミシア・キャピラリエス(Artemisia capillaries)、バエッキア・フルテセンス(Baeckia frutescens)、エピメジウム・サジッタタム(Epimedium sagittatum)、ガルシニア・ダルシス(Garcinia dulcis)、ハイペリカム・ジャポニカム(Hypericum japonicum)、ポリゴナム・カスピダタム(Polygonum cuspidatum)、ソフォラ・トメントサ(Sophora tomentosa)、及びステファニティス・ロドデンドリ(Stephanitis rhododendri)からなる群から選ばれる、請求項15に記載の方法。
  18. 前記植物の部分が、茎、茎皮、幹、幹皮、小枝、塊茎、根、根皮、若芽、種、根茎、花及びその他の生殖器官、葉、及びその他の気生部分からなる群から選ばれる、請求項15に記載の方法。
  19. クロモン組成物が0.01%〜100%のクロモンを含む、請求項11に記載の方法。
  20. 組成物が0.01〜500mg/kg体重の用量で投与される、請求項11に記載の方法。
  21. 投与経路が、適切な医薬製剤での経口、局所、坐剤、静脈内、皮内、腹部内(intragaster)、筋肉内、腹腔内、及び静脈内投与からなる群から選ばれる、請求項11に記載の方法。
  22. インスリン抵抗性、耐糖能異常、高血糖、メタボリックシンドローム、脂質異常症、及び高トリグリセリド血症の予防及び治療法であって、前記方法は、それを必要とする対象に有効量のクロモン又はクロモンの混合物を含む組成物を投与することを含む方法。
  23. 前記クロモン又はクロモンの混合物が、下記構造:
    Figure 2010515743
    [式中、
    1、R2、R3、R4、R5及びR6は、−H、−OH、−CH3、−SH、アルキル、アルケニル、オキソアルキル、オキソアルケニル、ヒドロキシルアルキル、ヒドロキシルアルケニル、−OCH3、−SCH3、−OR、−SR、−NH2、−NRH、−NR2、−NR3 +-、エステルであって、ガレート、アセテート、シンナモイル及びヒドロキシル−シンナモイルエステル、トリヒドロキシベンゾイルエステル及びカフェオイルエステルからなる群から選ばれるエステル;及びヘキソース又はペントースであって、炭素、窒素、硫黄又は酸素によってクロモンに連結され、アルドペントース類、メチルアルドペントース、アルドヘキソース類、ケトヘキソース及びそれらの化学誘導体からなる群から選ばれるヘキソース又はペントースからなり、二量体、三量体及びその他の重合クロモンが含まれる群から、独立して選ばれ;
    前記アルキル及び/又はアルケニル基は、1〜20個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分枝鎖で、異なる位置にある、二重結合、及び−OH、=O及び−ORからなる群から選ばれる置換基を有し及び/又は有さず;
    Xは、ヒドロキシル、クロリド、ヨージド、スルフェート、ホスフェート、アセテート、フルオリド、カーボネートを含む製薬学的に許容しうる対イオンの群から選ばれ;そして
    Rは、1〜20個の炭素原子を有するアルキル基である]を有する化合物の群から選ばれ、及び製薬学的に許容しうる担体、請求項22に記載の方法。
  24. 前記クロモン又は前記クロモンの混合物が、下記一般構造:
    Figure 2010515743
    [式中、R1、R2、及びR3は上記定義の通り]を有する化合物の群から選ばれる、請求項22に記載の方法。
  25. 前記クロモンがアロエシン又はアロエシノールから選ばれる、請求項22に記載の方法。
  26. 前記クロモンが、植物の部分から単離される又は合成法によって得られる、請求項22に記載の方法。
  27. 前記植物が、アカシア(Acacia)、アディナ(Adina)、アロエ(Aloe)、アルテルナリア(Alternaria)、アムーラ(Amoora)、アンチデスマ(Antidesma)、アルテミシア(Artemisia)、バエッキア(Baeckia)、カッシア(Cassia)、クルセア(Clusea)、シニジウム(Cnidium)、コンボルブルス(Convolvulus)、エピメジウム(Epimedium)、エリオセマ(Eriosema)、エリオステモン(Eriostemon)、ユーゲニア(Eugenia)、ガルシニア(Garcinia)、ハイペリカム(Hypericum)、リンデンベルジア(Lindenbergia)、パンクラチウム(Pancratium)、ペニシリウム(Penicillium)、ポリゴナム(Polygonum)、プタエロキシロン(Ptaeroxylon)、レウム(Rheum)、ソフォラ(Sophora)、ステファニティス(Stephanitis)、シジジウム(Syzygium)、タラロミセス(Talaromyces)及びゾナリア(Zonaria)の属からなる群から選ばれる、請求項26に記載の方法。
  28. 前記植物が、アカシア・カテチュー(Acacia catechu)、アカシア・コンシンナ(Acacia concinna)、アロエ・アルボレセンス(Aloe arborescens)、アロエ・バルバデンシス(Aloe barbadensis)、アロエ・クレムノフィラ(Aloe cremnophila)、アロエ・フェロックス(Aloe ferox)、アロエ・サポナリア(Aloe saponaria)、アロエ・ベラ(Aloe vera)、アロエ・ベラ変種シネンシス(Aloe vera var. chinensis)、アンチデスマ・メンブラナセウム(Antidesma membranaceum)、アルテミシア・キャピラリエス(Artemisia capillaries)、バエッキア・フルテセンス(Baeckia frutescens)、エピメジウム・サジッタタム(Epimedium sagittatum)、ガルシニア・ダルシス(Garcinia dulcis)、ハイペリカム・ジャポニカム(Hypericum japonicum)、ポリゴナム・カスピダタム(Polygonum cuspidatum)、ソフォラ・トメントサ(Sophora tomentosa)、及びステファニティス・ロドデンドリ(Stephanitis rhododendri)からなる群から選ばれる、請求項26に記載の方法。
  29. 前記植物の部分が、茎、茎皮、幹、幹皮、小枝、塊茎、根、根皮、若芽、種、根茎、花及びその他の生殖器官、葉、及びその他の気生部分からなる群から選ばれる、請求項26に記載の方法。
  30. クロモン組成物が0.01%〜100%のクロモンを含む、請求項22に記載の方法。
  31. 組成物が0.01〜500mg/kg体重の用量で投与される、請求項22に記載の方法。
  32. 投与経路が、適切な医薬製剤での経口、局所、坐剤、静脈内、皮内、腹部内(intragaster)、筋肉内、腹腔内、及び静脈内投与からなる群から選ばれる、請求項22に記載の方法。
  33. 組成物であって、
    a.90〜99%(重量%)のアロエゲル粉末又はアロエ全葉ゲル粉末;及び
    b.1〜10%(重量%)の一つ又は複数のクロモンの混合物
    を混合することによって形成され、前記クロモンの混合物は実質的に純粋であり、前記クロモンの混合物は本質的にアントラキノン類を含まない組成物。
  34. 前記アロエゲル粉末又はアロエ全葉ゲル粉末がアロエ・バルバデンシス又はアロエ・ベラから単離され、前記クロモンの混合物がアロエ・フェロックスから単離される、請求項33に記載の組成物。
  35. 前記クロモン又は前記クロモンの混合物が、下記一般構造:
    Figure 2010515743
    [式中、
    1、R2、及びR3は、−H、−OH、−CH3、−SH、アルキル、アルケニル、オキソアルキル、オキソアルケニル、ヒドロキシルアルキル、ヒドロキシルアルケニル、−OCH3、−SCH3、−OR、−SR、−NH2、−NRH、−NR2、−NR3 +-、エステルであって、ガレート、アセテート、シンナモイル及びヒドロキシル−シンナモイルエステル、トリヒドロキシベンゾイルエステル及びカフェオイルエステルからなる群から選ばれるエステル;及びヘキソース又はペントースであって、炭素、窒素、硫黄又は酸素によってクロモンに連結され、アルドペントース類、メチルアルドペントース、アルドヘキソース類、ケトヘキソース及びそれらの化学誘導体からなる群から選ばれるヘキソース又はペントースからなり、二量体、三量体及びその他の重合クロモンが含まれる群から、独立して選ばれ;
    前記アルキル及び/又はアルケニル基は、1〜20個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分枝鎖で、異なる位置にある、二重結合、及び−OH、=O及び−ORからなる群から選ばれる置換基を有し及び/又は有さず;
    Xは、ヒドロキシル、クロリド、ヨージド、スルフェート、ホスフェート、アセテート、フルオリド、カーボネートを含む製薬学的に許容しうる対イオンの群から選ばれ;そして
    Rは、1〜20個の炭素原子を有するアルキル基である]を有する化合物の群から選ばれ、及び製薬学的に許容しうる担体、請求項33に記載の組成物。
  36. 前記クロモンがアロエシン又はアロエシノールから選ばれる、請求項35に記載の組成物。
  37. 組成物であって、
    a.95〜99%(重量%)のアロエゲル粉末又はアロエ全葉ゲル粉末;及び
    b.1〜5%(重量%)の一つ又は複数のクロモンの混合物
    を混合することによって形成され、前記クロモンの混合物は実質的に純粋であり、前記クロモンの混合物は本質的にアントラキノン類を含まない組成物。
  38. 前記アロエゲル粉末又はアロエ全葉ゲル粉末がアロエ・バルバデンシス又はアロエ・ベラから単離され、前記クロモンの混合物がアロエ・フェロックスから単離される、請求項37に記載の組成物。
  39. 前記クロモン又は前記クロモンの混合物が、下記一般構造:
    Figure 2010515743
    [式中、
    1、R2、及びR3は、−H、−OH、−CH3、−SH、アルキル、アルケニル、オキソアルキル、オキソアルケニル、ヒドロキシルアルキル、ヒドロキシルアルケニル、−OCH3、−SCH3、−OR、−SR、−NH2、−NRH、−NR2、−NR3 +-、エステルであって、ガレート、アセテート、シンナモイル及びヒドロキシル−シンナモイルエステル、トリヒドロキシベンゾイルエステル及びカフェオイルエステルからなる群から選ばれるエステル;及びヘキソース又はペントースであって、炭素、窒素、硫黄又は酸素によってクロモンに連結され、アルドペントース類、メチルアルドペントース、アルドヘキソース類、ケトヘキソース及びそれらの化学誘導体からなる群から選ばれるヘキソース又はペントースからなり、二量体、三量体及びその他の重合クロモンが含まれる群から、独立して選ばれ;
    前記アルキル及び/又はアルケニル基は、1〜20個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分枝鎖で、異なる位置にある、二重結合、及び−OH、=O及び−ORからなる群から選ばれる置換基を有し及び/又は有さず;
    Xは、ヒドロキシル、クロリド、ヨージド、スルフェート、ホスフェート、アセテート、フルオリド、カーボネートを含む製薬学的に許容しうる対イオンの群から選ばれ;そして
    Rは、1〜20個の炭素原子を有するアルキル基である]を有する化合物の群から選ばれ、及び製薬学的に許容しうる担体、請求項37に記載の組成物。
  40. 前記クロモンがアロエシン又はアロエシノールから選ばれる、請求項39に記載の組成物。
  41. 組成物であって、
    a.98〜99%(重量%)のアロエゲル粉末又はアロエ全葉ゲル粉末;及び
    b.1〜2%(重量%)の一つ又は複数のクロモンの混合物
    を混合することによって形成され、前記クロモンの混合物は実質的に純粋であり、前記クロモンの混合物は本質的にアントラキノン類を含まない組成物。
  42. 前記アロエゲル粉末又はアロエ全葉ゲル粉末がアロエ・バルバデンシス又はアロエ・ベラから単離され、前記クロモンの混合物がアロエ・フェロックスから単離される、請求項41に記載の組成物。
  43. 前記クロモン又は前記クロモンの混合物が、下記一般構造:
    Figure 2010515743
    [式中、
    1、R2、及びR3は、−H、−OH、−CH3、−SH、アルキル、アルケニル、オキソアルキル、オキソアルケニル、ヒドロキシルアルキル、ヒドロキシルアルケニル、−OCH3、−SCH3、−OR、−SR、−NH2、−NRH、−NR2、−NR3 +-、エステルであって、ガレート、アセテート、シンナモイル及びヒドロキシル−シンナモイルエステル、トリヒドロキシベンゾイルエステル及びカフェオイルエステルからなる群から選ばれるエステル;及びヘキソース又はペントースであって、炭素、窒素、硫黄又は酸素によってクロモンに連結され、アルドペントース類、メチルアルドペントース、アルドヘキソース類、ケトヘキソース及びそれらの化学誘導体からなる群から選ばれるヘキソース又はペントースからなり、二量体、三量体及びその他の重合クロモンが含まれる群から、独立して選ばれ;
    前記アルキル及び/又はアルケニル基は、1〜20個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分枝鎖で、異なる位置にある、二重結合、及び−OH、=O及び−ORからなる群から選ばれる置換基を有し及び/又は有さず;
    Xは、ヒドロキシル、クロリド、ヨージド、スルフェート、ホスフェート、アセテート、フルオリド、カーボネートを含む製薬学的に許容しうる対イオンの群から選ばれ;そして
    Rは、1〜20個の炭素原子を有するアルキル基である]を有する化合物の群から選ばれ、及び製薬学的に許容しうる担体、請求項41に記載の組成物。
  44. 前記クロモンがアロエシン又はアロエシノールから選ばれる、請求項43に記載の組成物。
  45. アロエゲル粉末又はアロエ全葉ゲル粉末と、1〜10%(重量%)の一つ又は複数のクロモンとを含む組成物であって、前記組成物は本質的にアントラキノン類を含まず、前記アロエゲルはアロエ・バルバデンシス又はアロエ・ベラから選ばれる植物から単離され、そして前記一つ又は複数のクロモンはアロエ・フェロックスから単離される組成物。
  46. アロエゲル粉末又はアロエ全葉ゲル粉末と、一つ又は複数のクロモンの混合物とを含む組成物の製造法であって、前記製造法は、
    a.一つ又は複数のクロモンの混合物を含む組成物を準備し、ここで、前記一つ又は複数のクロモンの組成物は実質的に純粋であり、本質的にアントラキノン類を含まず;そして
    b.ステップa)の前記組成物とアロエゲル粉末又はアロエ全葉ゲル粉末とを、1〜10%(重量%)の前記クロモンの混合物及び90〜99%(重量%)のアロエゲル粉末又はアロエ全葉ゲル粉末の比率で組み合わせる
    ことを含む方法。
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