JP2013534517A - ラマリンを含有する炎症疾患または免疫疾患の予防または治療用医薬組成物 - Google Patents

ラマリンを含有する炎症疾患または免疫疾患の予防または治療用医薬組成物 Download PDF

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Abstract

本発明は、南極地衣類であるRamalina terebrataから分離したラマリンの新規用途である抗炎症活性に関し、より詳細にはラマリンを有効性分として含有する医薬組成物に関するものである。本発明のラマリンは、天然物由来の物質で、毒性及び副作用がなく、iNOS(酸化窒素生成酵素)の発現を転写段階で抑制して、炎症反応の核心媒介物質であるNO(酸化窒素)の生成を顕著に抑制し、炎症媒介前駆物質であるNF−κBの活性化を抑制し、p38MAPK、ERK1/2及びJNK信号伝達経路を抑制し、LPSレセプターであるTLR4の発現も抑制した結果、優れた抗炎症効果を持つため、これを含有する組成物は、炎症疾患または免疫疾患を根本的に治療及び予防するだけでなく、症状を緩和又は改善させるのに有用である。

Description

本発明は、ラマリンの新しい用途である炎症疾患、または免疫疾患治療用途に関するものである。より詳細には、抗炎症活性を持つラマリン、またはその塩を含有する組成物で、炎症疾患、または免疫疾患の予防及び治療用医薬組成物、及び前記組成物を利用した炎症疾患、または免疫疾患の予防または治療方法に関するものである。
炎症反応は、病原体による感染や組織の損傷のような種々の要因によって起きる生体防御反応であり、感染部位や損傷部位にだけ被害を限定させるための初期保護作用を行う。多くの場合、このような炎症反応は、内在免疫の構成要素を利用した病原性要因の除去及び特異的適応免疫の誘導等につながる(Hawiger J., Innate Immunity and Inflammation: A Transcriptional Paradigm. Immunologic Research. 23, pp.99-109, 2001)。炎症に伴う特徴として知られる発赤(rubor)、浮腫(tumor)、熱(calor)、痛み(dolor)等は、炎症部位での炎症媒介体とサイトカイン等の作用による血管の拡張に伴う局所血流の増加及び局所血流速度の減少、血管の透過性増加に伴う血漿成分の血管外流出増加、血管内皮細胞の循環免疫細胞に対する付着性増加に伴う免疫細胞の血管外流出増加及び走化性による感染部位での移動増加等といった連続的な免疫反応の結果である(Gallo RL, Murakami M, Takaaki O, Zaiou M., Biology and clinical relevance of naturally occurring antimicrobial peptides. J. Allergy. Clin. Immunol. 110, pp.823-831. 2002; Graeme B. Ryan, MB, and Guido M., Acute Inflammation. American Journal of Pathology. 86(1), pp.185-274, 1977)。組織損傷に対する反応として、一部細胞で生成されるヒスタミン、そして血液内において非活性化状態で存在しながら組織損傷によって活性化する低分子ペプチド性キニンも炎症関連血管拡張及び血管の透過性増加に寄与する(Yamaki K, Thorlacius H, Xie X, Lindbom L, Hedqvist P, Raud J., Characteristics of histamineinduced leukocyte rolling in the undisturbed microcirculation of the rat mesentry. British J.Pharmacol. 123, pp.390-399, 1998; Brocklehurst WE, Role of Kinins and Prostaglandins in Inflammation. Proc. Roy. Soc. Med. 64, pp.4-6, 1971)。
一般に、急性炎症反応は、早く進行されて短い期間維持され、急性炎症には急性期反応という全身性反応が伴う。一方、感染や自己免疫疾患のように一部疾患と関連して、持続的な免疫活性化の結果から慢性炎症が誘発され、大食細胞(macrophages)の蓄積と活性化は、慢性炎症反応の証拠である(Huang AL, Vita JA, Effects of Systemic Inflammation on Endothelium-Dependent Vasodilation. Trends, Cardiovasc. Med. 16, p.1520, 2006)。しかし、持続的な慢性炎症反応の場合、宿主細胞や組織に深刻な損傷を誘発することがある。
感染部位での炎症反応は、病原体に対する大食細胞の反応によって開始される。病原体によって活性化した大食細胞が生成する反応性活性酸素種及び活性窒素種(例えばNO)、プロスタグランジン、ロイコトリエン等のような炎症性メディエーター、そしてTNF−α、IL−6及びIL−8等の炎症誘発性サイトカイン等が炎症反応に関与すると知られている(Renauld JC, New insights into the role of cytokines in asthma. J. Clin. Pathol. 54, pp.577-589, 2001; Blake GJ, Ridker PM, Tumour necrosis factor-α, inflammatory biomarkers, and atherogenesis. Eur. Heart J. 23, pp.345347, 2002)。このような炎症媒介体の生成に関連した遺伝子の転写因子であるNF−κBの活性化が、大食細胞の炎症関連作用に大変重要である。大食細胞内で誘導性酸化窒素合成酵素(inducible nitric oxide synthase、iNOS2)、シクロオキシゲナーゼ(cyclooxygenase、COX−2)、TNF−α、IL−6、IL−8等の炎症関連遺伝子がNF−κBによって転写すると報告されている。
酸化窒素(NO)は、人体の大食細胞(macrophage)で酸化窒素合成酵素(nitric oxide synthetase、以下NOSと称する)によりL−アルギニン(L-arginine)から生成される(Kerwin, J.F. et al., J. Med. Chem., 38:4343, 1995)。人体のNOSには内皮細胞構成型NOS (endothelial constitutive NOS、以下、ecNOSと称する)、神経細胞構成型NOS (neuronal constitutive NOS、以下ncNOSと称する)及び誘導性NOS(inducible NOS、以下、iNOSと称する)の三つの異性体が存在する。この中でecNOSとncNOSは、各々内皮細胞と神経外皮細胞で発現し、カルシウム及びカルモジュリン(calmodulin)に依存的である反面、iNOSは病原菌の細胞膜成分であるリポ多糖(lipopolysaccharide、以下、LPSと称する)、IL−1、TNF−αのようなサイトカイン(cytokine)、放射線等の免疫刺激剤によって細胞が活性化する時にだけ多くの細胞で多量に発現し、カルシウム及びカルモジュリンに非依存的である。NOは、高濃度では腫瘍細胞と病原菌に対して防御機能をし、血管内皮細胞で生成された低濃度のNOは、血圧調節作用を、神経細胞で生成されるNOは、神経伝達物質(neurotransmitter)、学習、記憶等に関連した多様な生理反応を行う。誘導型でない構成型NOS(cNOS)は、人体の恒常性維持に重要な役割を果たすが、ecNOSによって生成されたNOは、血管系に作用して、血管拡張、血小板付着や凝集を抑制させ、ncNOSによって生成されたNOは、神経系に作用して、記憶能力に重要な長期記憶能力を上昇させたり、神経伝達物質としてうつ病を起こすだけでなく、消化器官の運動性や陰茎の勃起にも関与する。
その反面、特定サイトカインやLPSによって誘導されたiNOS発現によって生成されるNOは、炎症発現や宿主防御機序等に作用する。また、菌体内毒素(endotoxin)の刺激によって、大食細胞(macrophage)で転写因子NF−κBが活性化されてiNOS発現が誘導され、これからNOの生成が増加する(Butler, A.R., Chemistry & Industry, 16:828, 1995)。LPS、炎症誘発因子、放射線照射等の外部刺激によってiNOSの発現が誘導されると、多量のNOが4〜6時間継続的に生成され、これは人体に炎症反応を誘発すると知られている。また、ラットの場合、LPSの外部刺激によって大食細胞で多量のiNOS mRNAと蛋白質が発現して、ここで合成されたNOは、微生物殺菌作用と抗腫瘍作用を行う。しかし、必要以上の過度のNOの生成は、関節炎及び敗血症等の炎症疾患、組織移植拒否反応、自己免疫疾患糖尿病等の免疫疾患、並びに神経細胞の死滅を惹起させると知られている。
従って、iNOS活性抑制剤の開発は、このような疾患治療剤としての開発可能性が高く、このような観点からiNOSによるNO生成を抑制する化合物は、人体の種々の炎症疾患の治療剤として利用できる。NOの産生を抑制する物質の研究は、主にiNOSの酵素活性を特異的に阻害する物質の開発に集中して研究されたが、前駆体であるL−アルギニン(arginine)誘導体、L−シトルリン(citrulline)誘導体、アミノグアニジン(amino guanidine)誘導体、イソチオウレア(isothiourea)誘導体等の開発研究が進められている(Babu, B.R.B. and Griffith O.W., Current Opinionin Chemical Biology, 2:491, 1998)。
しかし、炎症反応においてiNOSの転写段階での発現調節は、NOの生成程度を決めるに当たり非常に重要であるため、大食細胞内の転写因子NF−κBの阻害制であるIkBのリン酸化によるNF−κBの活性調節に係る薬品、またはNF−κBの活性調節に係るAkt信号伝達、ERK、c−jun−及びp38−MAPK信号伝達経路に係る薬剤の開発が求められているのが現状である。
地衣類は、非開花植物(non-flowering plants)と似ており、菌体(mycobiont)及び藻類(alga, photobiant)及び/または、シアノバクテリアの共生連合である。地衣類において、菌体は葉状体、または典型的な二次代謝産物を含有している苔化された基質を形成する(Ahmadjin V., The lichen symbiosis, Wiley, New York, pp.1-6, 1993)。地衣類は、十分量の天然サンプルの収集が難しく、大量栽培技術が知られていないために、高等植物よりは研究がそれほど行われていなかった。地衣類の組織培養法、大量産生方法及び生化学的分析方法等が改善されるにつれて、これに対する研究が活発に行われている。細胞毒性、抗かび、抗微生物、抗酸化等の種々の生物学的活性を持つ脂肪酸、デプシド(depside)及びデプシドン(depsidones)、ジベンゾフラン(debenzofurans)、ジテルペン(diterpenes)、アントラキノン(anthraquinones)、ナフトキノン(naphtoquinones)、ウスニン酸(usninic acid)、プルビン酸(pulvinic acids)、キサントン(xanthones)及びエピジチオピペラジンジオン(epidithiopiperazinediones)を含む化合物が地衣類から分離された研究がある(Muller, K., Appl. Microbiol. Biotechnol., 56:9-16, 2001)。
ラマリナ・テレブラタ(Ramalina terebrata)は、南極大陸キングジョージ島に群落を成し自生する地衣類であり、キングジョージ島で容易に採取できる。本発明者等は、前記南極地衣類Ramalina terebrataを研究し、優秀な抗酸化活性を持ったラマリン(Ramalin)といった新規化合物を分離したことがある(KR出願番号2008−111021号)。しかし、ラマリン(Ramalin)が、抗炎症活性があることを報告した例はない。
そこで、本発明者等は、マウス大食細胞RAW264.7を対象に、LPS誘導NO産生に及ぼすラマリン(Ramalin)の効果を調べるために、in vitroとin vivoで比較実験を行って細胞免疫抑制活性を検討した結果、ラマリンが炎症反応を抑制する効果があることを初めて確認した。より詳細には、本発明のラマリンが、iNOSのmRNA発現を抑制して、NOの生成を有意的に抑制し、NF−κB活性化を抑制し、p38 MAPK、ERK1/2及びJNK信号伝達経路を抑制し、LPSレセプターであるTLR4の発現も抑制し、それと共にin vivo実験において、優秀な抗炎症及び免疫調節効果を示すことを確認して、本発明を完成することになった。
本発明の目的は、抗炎症及び免疫調節活性を持つラマリン(Ramalin)の新規用途を提供するところにある。
前記目的を達成するために、本発明は下記一般式(1)の構造を持つラマリン(Ramalin)、または、薬学的に許容可能なその塩を有効性分として含有する炎症疾患または免疫疾患の予防または治療用医薬組成物を提供する:
本発明において、前記ラマリン(Ramalin)は、iNOS遺伝子の発現を阻害して酸化窒素(nitric oxide、NO)の過剰生成を抑制することを特徴とする。
本発明において、前記炎症疾患、または免疫疾患は、アトピー皮膚炎、関節炎、尿道炎、膀胱炎、動脈硬化症、アレルギー疾患、鼻炎、喘息、急性痛み、慢性痛み、歯周炎、歯肉炎、炎症性腸疾患、痛風、心筋梗塞、鬱血性心不全、高血圧、狭心症、胃潰瘍、脳梗塞、ダウン症候群、多発性硬化症、肥満、糖尿病、認知症、うつ病、統合失調症(精神分裂症)、結核、睡眠障害、敗血症、火傷、すい臓炎、パーキンソン病、脳卒中、発作による脳損傷、または自己免疫疾患であることを特徴とする。
本発明において、前記組成物は、医薬組成物の製造に通常用いられる適切な担体、賦形剤または、希釈剤を追加で含むことを特徴とする。
本発明において、前記組成物は抗ヒスタミン剤、消炎鎮痛剤、抗癌剤及び抗生剤からなる群から選択された一つ以上の薬剤と共に製剤化したり、併用して用いることを特徴とする。
本発明は、前記一般式(1)の構造を持つラマリン(Ramalin)、または薬学的に許容可能なその塩の炎症疾患または免疫疾患の予防または治療のための用途を提供する。
本発明は、前記一般式(1)の構造を持つラマリン(Ramalin)、または薬学的に許容可能なその塩を利用して、炎症疾患または免疫疾患の予防または治療する方法を提供する。
本発明は、前記一般式(1)の構造を持つラマリン(Ramalin)、または薬学的に許容可能なその塩を対象に処理(投与)する段階を含む炎症疾患または免疫疾患の予防または治療する方法を提供する。
本発明は、また、前記一般式(1)の構造を持つラマリンを有効性分として含有する免疫疾患または炎症疾患の予防または改善用機能性食品及び機能性化粧品を提供する。
図1はLPS処理後、24時間培地にある亜硝酸ナトリウム(nitrite)の量を測定した結果である。 図2はiNOS mRNAと、対照群としてGAPDH mRNA発現量をRT−PCR分析で調べた結果である。 図3は、iNOS蛋白質の量と、対照群としてベータアクチン(β-actin)蛋白質の量をウェスタンブロット(Western blot)分析で調べた結果である。 図4は、LPS処理後、24時間表面発現するTLR4の量を測定した結果である。 図5は、TLR4 mRNAと、対照群としてGAPDH mRNA発現量をRT−PCR分析で調べた結果である。 図6は、TLR4蛋白質の量と、対照群としてベータアクチン(β-actin)蛋白質の量をウェスタンブロット(Western blot)分析で調べた結果である。 図7は、RAW264.7細胞を、pGL3−NF−κB−LucリポータープラスミドとpCMV−β−galで形質転換させた後、これをLPS処理(4時間)した後、相対的なルシフェラーゼ値を測定した結果である。 図8は、NF−κBのtranslocationを分析するために、p65核蛋白質の量を測定したウェスタンブロット分析結果である。 図9は、ラマリン10μg/mLを2時間前処理するか、しなくてLPS1μg/mLを表示された時間だけ処理した後、抗IκBα抗体でウェスタンブロット分析した結果である。 図10は、LPS刺激を受けた大食細胞(macrophages)でp−p38、p−JNK、p−ERK活性化に対するラマリンの効果を示す結果であり、一時間ラマリンを前処理した後、LPSを20分処理した後、全体細胞溶解物をウェスタンブロットで分析した結果である。 図11は、カラギナン(carrageenan)により誘導されたラットの足浮腫の大きさを示し、賦形剤を投与した対照群とインドメタシン(Indomethacin、SigmaI−7378)を投与した陽性対照群と比較すると、ラマリン投与群(100mg/kg)は6時間後50%程度の抗炎症効果があることを示す。
一観点において、本発明は、下記一般式(1)の構造を持つラマリン(Ramalin)の新規用途に関する:
本発明のラマリンは、南極地衣類のラマリナテレブラタから分離した抗酸化活性を持つ化合物で、前記ラマリンは、高分解能ES−MSを利用して確認した結果、分子量が254.1141で、分子式C1116の化合物で前記一般式(1)の構造を持つことを確認し、ラマリナテレブラタから分離した化合物であるため、ラマリンでと命名された。
本発明では、ラマリンの新規効能である抗炎症活性を分析するために、iNOS(酸化窒素生成酵素)の発現を転写段階で抑制して、炎症反応の核心媒介物質であるNO(酸化窒素)の生成を顕著に抑制し、炎症媒介前駆物質であるNF−κBのリン酸化を抑制し、p38MAPK、ERK1/2及びJNK信号伝達経路を抑制し、LPSレセプターであるTLR4の発現も抑制することを確認した。前記確認結果を下記実施例等に詳細に説明する。
本発明は、前記一般式(1)の構造を持つラマリン(Ramalin)、または薬学的に許容可能なその塩の炎症疾患または免疫疾患の予防または治療のための用途に関する。
本発明は、一般式(1)の構造を持つラマリン(Ramalin)、または薬学的に許容可能なその塩を有効性分として含有する炎症疾患または免疫疾患の予防または治療用医薬組成物に関する。本発明は、前記一般式(1)の構造を持つラマリン(Ramalin)、または薬学的に許容可能なその塩を利用して、炎症疾患または免疫疾患の予防または治療する方法を提供する。一具現例として、前記一般式(1)の構造を持つラマリン(Ramalin)、または薬学的に許容可能なその塩を対象に処理(投与)する段階を含む炎症疾患または免疫疾患の予防または治療する方法に関するものである。ここで、前記処理または投与は、in vivoまたはin vitroで行うことができる。
本発明において、前記炎症疾患、または免疫疾患は、アトピー皮膚炎、関節炎、尿道炎、膀胱炎、動脈硬化症、アレルギー疾患、鼻炎、喘息、急性痛み、慢性痛み、歯周炎、歯肉炎、炎症性腸疾患、痛風、心筋梗塞、鬱血性心不全、高血圧、狭心症、胃潰瘍、脳梗塞、ダウン症候群、多発性硬化症、肥満、糖尿病、認知症、うつ病、統合失調症(精神分裂症)、結核、睡眠障害、敗血症、火傷、すい臓炎、パーキンソン病、脳卒中、発作による脳損傷、または自己免疫疾患を意味する。
本発明に用いられた用語「炎症疾患」とは、外部物質または内部物質から由来する炎症反応により起きる疾患で、代表的には神経炎症疾患、及び関節炎等が挙げられる。本発明に用いられた用語「免疫疾患」とは、人体内の免疫系の過度な反応により起きる疾患を意味して、代表的にはアレルギー疾患等が挙げられる。しかし、炎症反応とは、生体内免疫系の反応により起きることになるため、炎症疾患と免疫疾患は、大きく見ると類似する範囲を指す用語として用いることができ、本明細書では明確に区別する用語として用いず、混用するようにする。
本発明に係る医薬組成物の投与経路は、これらに限定されるものではないが、口腔、静脈内、筋肉内、動脈内、骨髄内、硬膜内、心臓内、経皮、皮下、腹腔内、鼻腔内、腸管、局所、舌下または直腸が含まれる。経口及び非経口投与が望ましい。本願に用いられた用語「非経口」とは、皮下、血内、静脈内、筋肉内、関節内、滑液嚢内、胸骨内、硬膜、病巣内及び頭蓋骨内注射または注入技術を含む。本発明の医薬組成物は、また直腸投与のための座薬の形態で投与される。
本発明の医薬組成物はこれらに限定されるのではないが、カプセル、錠剤及び水性懸濁液及び溶液を含んで経口的に許容されるいかなる調剤(dosage)でも経口投与される。経口用精製の場合、よく使われる担体としてはラクトース及びとうもろこし澱粉が含まれる。さらに、マグネシウムステアレートのような潤滑剤が典型的に添加される。カプセル型として経口投与する場合、有用な希釈剤としては、ラクトース及び乾燥されたとうもろこし澱粉が含まれる。水性懸濁液が経口投与される際に活性成分は、乳化剤及び懸濁化剤と配合される。必要に応じて、甘味剤及び/または風味剤及び/または着色剤が添加される。
本発明の医薬組成物は、用いられた特定化合物の活性、年令、体重、一般的な健康、性別、規定式、投与時間、投与経路、排出率、薬品配合及び予防または治療される特定疾患の重症を含んだ多くの要因によって多様に変わる。本発明に係る医薬組成物は、丸剤、糖衣錠、カプセル、液剤、ゲル、シロップ、スラリー、懸濁剤に剤形できる。
本発明において、前記医薬組成物は、抗ヒスタミン剤、消炎鎮痛剤、抗癌剤及び抗生剤からなる群で選択された一つ以上の薬剤と共に製剤化するか、併用してもよい。
また他の観点において、本発明は、一般式(1)の構造を持つラマリン(Ramalin)、または、薬学的に許容可能なその塩を有効性分として含有する炎症疾患または免疫疾患の予防または治療用医薬組成物を投与する炎症疾患または免疫疾患の予防または治療する方法に関する。
本発明の医薬組成物、及び予防または治療方法は、抗炎症活性に優れて、毒性と副作用がない天産物由来の化合物であるラマリンを利用したため、有用である。
また他の観点において、本発明は、一般式(1)の構造を持つラマリンを有効性分として含有する免疫疾患または炎症疾患の予防または改善用機能性食品に関する。
本発明の機能性食品は、炎症予防のための薬剤、食品及び飲料等に多様に利用される。本発明の機能性食品は、例えば、各種食品類、キャンディ、チョコレート、飲料、ガム、茶、ビタミン複合剤、健康補助食品類などがあって、粉末、顆粒、精製、カプセルまたは飲料の形態で使える。本発明の免疫疾患または炎症疾患は、アトピー皮膚炎、関節炎、尿道炎、膀胱炎、動脈硬化症、アレルギー疾患、鼻炎、喘息、急性痛み、慢性痛み、歯周炎、歯肉炎、炎症性腸疾患、痛風、心筋梗塞、鬱血性心不全、高血圧、狭心症、胃潰瘍、脳梗塞、ダウン症候群、多発性硬化症、肥満、糖尿病、認知症、うつ病、統合失調症(精神分裂症)、結核、睡眠障害、敗血症、火傷、すい臓炎、パーキンソン病、脳卒中、発作による脳損傷または自己免疫疾患を意味する。
本発明の機能性食品に有効性分として含まれたラマリンは、下記生物学的メカニズムを分析した結果から、明らかに抗炎症活性が優れているため、食品に用いる場合、優れた効能を示すことは当業者には自明であろう。
また他の観点において、本発明は、一般式(1)の構造を持つラマリンを有効性分として含有する免疫疾患または炎症疾患の予防または改善用機能性化粧品に関する。
本発明の機能性化粧品は、一般的な乳化剤形及び可溶化剤形の形態で製造することができる。乳化剤形の化粧品としては、栄養化粧水、クリーム、エッセンス等があって、可溶化剤形の化粧品としては柔軟化粧水がある。
本発明に適合する化粧品の剤形としては、例えば、溶液、ゲル、固体または練りこねた無水生成物、水相に油相を分散させて得たエマルジョン、懸濁液、マイクロエマルジョン、マイクロカプセル、微細顆粒球、またはイオン型(リポソーム)、非イオン型の小嚢分散剤の形態、クリーム、スキンローション、パウダー、軟膏、スプレーまたはコンシールスティックの形態で提供される。また、泡沫(foam)の形態または圧縮された高圧ガス(propellants)をさらに含有したエアゾール組成物の形態にも製造される。
本発明の化粧料組成物は、さらに脂肪物質、有機溶媒、溶解剤、濃縮剤及びゲル化剤、軟化剤、抗酸化剤、懸濁化剤、安定化剤、発泡剤(foaming agent)、芳香剤、界面活性剤、水、イオン型または非イオン型乳化剤、充填剤、金属イオン封鎖剤及びキレート化剤、保存剤、ビタミン、遮断剤、湿潤化剤、精油(essential oils)、染料、顔料、親水性または親油性活性化剤(hydrophilic or lipophilic activating agents)、脂質小嚢または化粧品に通常用いられる任意の他の成分のような補助剤を含有してもよい。そして、前記成分等は、皮膚科学分野において一般に用いられる量で導入される。
本発明の機能性化粧品は、特に抗炎症効果が優れており、化粧品が主に用いられる皮膚の炎症疾患のアトピー皮膚炎または火傷疾患等による炎症の症状を緩和させる機能性化粧品として有用である。
本発明の機能性食品に有効性分として含まれたラマリンは、下記生物学的メカニズムを分析した結果から、明らかに抗炎症活性が優れているため、化粧品に用いる場合、優れた効能を示すことは当業者には自明であろう。
以下、本発明を実施例を挙げて詳述する。これらの実施例は単に本発明をより具体的に説明するためのものであり、本発明の範囲がこれらの実施例に制限されないことは当業者において通常の知識を有する者にとって自明である。
実施例1:ラマリンの分離
完全凍結乾燥され、粉砕された地衣類ラマリナテレブラタのサンプル672gをメタノール:水(5L、80:20v/v)混合溶液を利用して3回繰り返して抽出した後、凍結乾燥を経て83gの粗抽出物を得た。前記粗抽出物を1Lの蒸溜水に溶かした後、1Lのノルマルヘキサン(n-hexane)とクロロホルム(CHCl)で抽出してノルマルヘキサン12.7gとクロロホルム(CHCl)9.1g、水溶性抽出物61.0gを得た。前記水溶性抽出物は、DPPH自由ラジカルに対して高い活性IC50=9μg/mLを示した。前記水溶性抽出物中5gを利用して、自動化されたMPLC(mild pressure liquid chromatography)を適用させ、0%、20%、40%、60%、80%、100%メタノール−水物混合溶液で段階的にグラジエント溶媒システムを実施した。0%メタノール−水混合溶液に溶かした抽出物は、DPPH自由ラジカルに対して高い活性IC50=8μg/mLを示し、その中100mg部分をC18ODSカラム(250cm×10cm)を用いてセミ分取逆相HPLC(semi-preparative reverse phase HPLC)で分析した。用いられた溶媒システムは、0.1%ギ酸を混合した水に対して0%メタノール−水物混合溶液の場合、10分、20%メタノール−水物混合溶液は20分、100%メタノール溶液に対しては30分以上行った。流速は2mL/分とした。
その結果、化合物は紫外線280nmで吸収された。5回目の分画(45mg;tR=18.88分)の場合、DPPH自由ラジカルに対して最も高い活性IC50=1μg/mLを示し、その分画をC18ODSカラム(250cm×10cm)を用いてセミ分取逆相HPLC(semi-preparative reverse phase HPLC)で繰り返し精製した。グラジエント溶媒システムは、10〜30%アセトニトリル(acetonitrile)水溶液(0.1%ギ酸)を用いて50分以上行い、流速は2mL/分であった。その結果、8.26分にDPPH自由ラジカルに対する活性がIC50=0.99μg/mLであるラマリン30mgを得た。
ESIMS(Electrospray ionization mass spectrometry)データは、Mariner ESI−MS機械(Perseptive Biosystem、USA)を用いて得た。NMRスペクトル(1D及び2D)はDOに加えて、アセトン−dを用いて、JEOL JNM ECP−400スペクトロメーター(13H及び400MHzに対する400MHz)を利用して記録した。この時、ケミカルシフトは残余アセトン−d(dH/dC=2.22/21.0)を参照した。HMQC及びHMBC実験は、CH=140Hz、CH=8Hzの条件で最適化された。その結果、構造は下記のように明らかになった。
以下、特に断らない限り全ての化合物はシグマケミカル(Sigma Chemical Co.(US))で購入した。また、以下、全ての細胞培養物、チオグリコレート培養物及びラマリンは、Limulus lysate test(E−Toxate kit、Sigma、US)を利用してエンドトキシン(endotoxin)汚染の有無を調べて10pg/mL以下であることを確認した。
実施例2:LPS処理された大食細胞で酸化窒素発生量に対するラマリン処理の効果
LPS誘導NO発生量に対するラマリンの前処理効果を調べるために、マウス大食細胞株RAQ264.7(ATCC、Rockville、MD、US)を利用して検証した。細胞は、RPMI1640培地(GIBCO、Grand Island、NY、US)に2mMLグルタミン、100IU/mLペニシリン、100μL/mLストレプトマイシン、及び10%熱不活性化ウシ血清アルブミン(FBS:Carlsband、US)を供給して培養した。また、37℃、5%CO、湿った空気条件で培養され、一週間に二回培地を交換した。
大食細胞の濃度は、96ウエル組織培養皿に1×10cells/ウエル濃度で培養され、細胞毒性を調べるためにラマリンを2時間の間処理した。細胞生存率は、生きている細胞のミトコンドリア活動を示し、細胞生存率を測定可能なMTT(3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide)量的色度計分析で施行した。MTTがホルマザンに還元された量をモレキュラー・デバイス・マイクロプレート・リーダー(Molecular Device microplate reader;Sunnyvale、CA、US)を利用して550nmにおいて光学密度で分析した。
その結果、0.1、1、10μg/mLの濃度のラマリンを処理した場合、細胞毒性がなく生存率に変化はなかった。ただ、データに示していないが、100μg/mLでは細胞毒性が現れた。
二酸化窒素(NO )蓄積量を把握するために、ラマリン前処理した実験群と何の処理もしない対照群を準備した。ラマリン前処理は、LPS1μg/mLを処理する2時間前に0.1、1、10μg/mLの濃度で行った。培地に蓄積された二酸化窒素の量は、100μLの上澄液を各ウエルから分離して、後、100μLのグリース(Griess)溶液(蒸溜水に溶解した0.1%ナフチルエチレンジアミンジヒドロクロライドと5%HPOに溶解した1%スルファニルアミドの1:1混合液)を追加した後、モレキュラー・デバイス・マイクロプレート・リーダー(Sunnyvale、CA、US)を利用して550nmで吸光度を測定した。二酸化窒素濃度は、亜硝酸ナトリウム(nitrite;NaNO)標準曲線で計算できる。二酸化窒素レベルは、酸化窒素(NO)の量を示す指標になることができる。
その結果、図1に示した亜硝酸ナトリウムの濃度から、10μg/mLのラマリンを前処理により、酸化窒素の産生の減少が有意に現れ、それより低い濃度においても酸化窒素の産生の減少が現れることを確認することができた。
統計分析は、Fisher's PLSDによる単方向分散分析(ANOVA)を用いたグループ間の平均±S.E.M.統計差を測定することによって確認し、有意値を星印で表した。特別な記述がない限り、下記の実施例にも同じ統計分析方法を使った。
実施例3:LPS処理された大食細胞でiNOS発生量に対するラマリン処理の効果
LPS誘導iNOS発生量に対するラマリンの前処理効果を調べるために、mRNA発生量をRT−PCRで調べ、蛋白質発生量をウェスタンブロット(Western Blot)分析で調べた。NO産生減少は、iNOS生成抑制によるものだからである。RT−PCRは、実施例2のようにLDSとラマリンを処理した後、Trizol(Introvigen、US)を用いて培養された細胞の全てのRNAを回収した。その後、全てのRNAをPLATINUM Taq kit(Introvigen、US)を利用して、Superscript one step RT−PCRを行って増幅した。PCR結果は、1.2%アガロースゲルに掛けてEtBrで染色した。GAPDHは、対照群として調べた。PCRに用いたプライマーの配列は下記のようになる。iNOS−Fは、5'−AGA CTG GAT TTG GCT GGT CCC TCC−3'(配列番号1)、iNOS−Rは、5'−AGA ACT GAG GGT ACA TGC TGG AGC−3'(配列番号2)、GAPDH−Fは、5’−CCA TGG AGA AGG CTG GGG−3'(配列番号3)、GAPDH−Rは、5'−CAA AGT TGT CAT GGA TGA CC−3'(配列番号4)のようになった。
その結果、図2に示したように、対照群に比べてラマリンを各濃度で前処理した場合、iNOS mRNA発現量が少ないことが確認できた。濃度依存的結果を示し、対照群であるGADPHと比較した結果、抑制効果が特異的であることを確認した。
ウェスタンブロットは、実施例2のようにLDSとラマリンを処理した後、PBS(Phosphate Buffered Saline)で二回洗浄して、溶解バッファー(lysis buffer)(50mMトリス、pH8.0、150mM NaCl、0.1% sodium dodecyl sulfate、0.5%デオキシコール酸ナトリウム、1%NP40、100μg/mLフェニルスルホニルフロリド、2μg/mLアプロチニン、1μg/mLペプスタチン、及び10μg/mLロイペプチン)に溶かした。その後、30分間氷に置いた後、15000g、40℃で20分間遠心分離して上澄液を集めた。蛋白質密度は、Bio−Radプロテインアッセイ(Bio−Rad Lab、Hercules、CA)とBSA(Sigma)を利用して分析した。全溶解物(lysates、20μg)を7.5%SDSポリアクリルアミドゲルで分析し、これをimmobilon polyvinylidene difuride membrane(Amersham、Arlington heights、IL)に移して抗体で標識した。ブロットは、Enhanced chemoluminescence(ECL)kit(Amersham)を利用し、分析した。全ての抗体ブロット実験は、蛋白質ローディング対照群として抗ベータアクチン抗体を用いた。
その結果、図3に示したように、対照群に比べてラマリンを各濃度で前処理した場合、iNOS蛋白質の発現量が少ないことが確認できた。濃度依存的結果を示し、対照群であるGADPHと比較した結果、抑制効果が特異的であることを確認した。
実施例4:LPS処理された大食細胞でTLR4に対するラマリン前処理の効果
TLR4(Toll-like Receptor 4)信号伝達は、炎症反応の誘導の中枢的役割を果たしていると把握されており、LPSはTLR4が認識するリガンドであるため、ラマリン前処理が、TLR4の発現に及ぼす影響を分析するために、表面発現程度、mRNA量及び蛋白質量を測定した。TLR4実験方法は下記のとおりである。
大食細胞の細胞株であるRaw264.7を継代培養後、1〜4×10cells/ウエルの濃度で希釈して96ウエルプレートに分株して培養した。12時間培養後、ラマリンを0.1、1、10μg/mLの濃度で処理した後、2時間培養を行った。培養された細胞の上澄液を取り除き、d−PBSで洗浄した後、LPS(1μg/mL)を処理した。8時間後にELISA方法を利用して細胞表面で発現するTLR4を測定した。細胞培養上澄液を取り除き、d−PBSで二回洗浄した後、ブロッキングバッファー(d−PBSに1%牛血清FBS)200mLを入れて、常温で30分非特異的に結合させた。洗浄液(washing buffer)(0.05% Tween 20 in d−PBS)で三回洗浄して一次抗体TLR4をブロッキングバッファーで1:500に希釈して100μLずつ添加して、常温で2時間放置した。その後、洗浄液で五回洗浄して、アルカリホスファターゼ標識二次抗体(alkaline phosphatase-conjugated anti-rat secondary antibody)をブロッキングバッファーで1:1000倍に希釈して100μLずつ添加し、常温で1時間放置後、洗浄液で七回洗浄した。ペルオキシダーゼ基質(peroxidase substrate)を100μL添加して遮光させ、30分常温でインキュベートした。マイクロプレートリーダーを利用して650nmで吸光度を測定した。
mRNA量と蛋白質量の測定方法は、実施例3に記述したとおりである。
その結果、図4に示したように、ラマリンを前処理した実験群においては、LPS−誘導TLR4の表面発現が顕著に減った。また、TLR4のmRNA及び蛋白質が、共に減少したことを確認した(図5、6)。
実施例5:LPS処理された大食細胞でNF−κBに対するラマリン前処理の効果
NF−κBはiNOS発現に最も重要な転写因子であるため、ラマリン前処理が、NF−κBに及ぼす効果を検討するために、ルシフェラーゼ発現量を観察した。NF−κBの発現を確認するための一つの方法が、ルシフェラーゼアッセイである。ルシフェラーゼアッセイは、プロモーター活性化の有無を確認する実験である。特定遺伝子のプロモーターの部分をルシフェラーゼを有するベクターにライゲーションさせてそのプロモーターが活性化されると、発光する原理を利用した。
詳細な実験方法は、細胞にNF−κBのプロモーターの部分を導入するために、細胞(1×10cells/mL)を10%FBS、ペニシリン(100IU/mL)とストレプトマイシン(100mg/mL)を含有した培地に懸濁し、60mm petri dishで培養して、24時間細胞を安定させた。その後、導入しようとするプロモーター部位を含むトランスフェクション混合物で、細胞を処理した後、24時間培養した。その後、多様な条件で、細胞を培養した。培養された細胞から上澄液を取り除き、d−PBSを利用して洗浄した後、ウエル当たり200μLの1x溶解バッファー(25mM Tris−phosphate、pH7.8、2mM DTT、2mM 1,2−diaminocyclohexane−N,N,N,N' tetracetic acid、10%グリセロール、1% triton X−100、1.25mg/mLリゾチーム、2.5mg/mL BSA)を加えて、常温で撹拌して細胞を溶解した。細胞溶解物のルシフェラーゼ活性を測定するために、Bright−Glo luciferase assay systemを利用し、製造元の提供する方法に従って、ルシフェラーゼ活性を測定した。
また、NF−κBのp65サブユニットが、炎症遺伝子の転写開始に重要な役割を果たすと知られている。従って、p65サブユニット蛋白質の発現量をウェスタンブロットで解析することによって、ラマリンの効果を調べた。それに加えて、IκBαは、通常NF−κBと結合して活性を抑制しているNF−κB抑制剤であり、LPSやIFN−ガンマが、IκBαの分離を促して、NF−κBが活性化されると知られている従って、60分間のIκBα蛋白質量のレベルを解析した。
ルシフェラーゼ量は、トランスファクション(Transfection)とリポーター分析で調べた。詳細には、RAW264.7細胞(5×10cells/mL)を6ウエルプレート各々に播種して、LipofectAMINE Plus(Sigma)を利用して、pGL3−NF−κBとpCMV−ベータ−galプラスミドをトランスファクションした。トランスファクションは、0.5μg pGL3−NF−κBと0.2μg pCMV−beta−galをLipofectAMINE Plus溶液と混ぜて細胞に入れてから4時間後、4時間ラマリンを前処理し、2時間後LDSを処理して実施した。その後、200μLの溶解バッファー(24mM Tris−HCl(7.8PH)、2mM dithiotreitol、2mM EDTA、10%グリセロール及び1%トリトンX−100)に溶かした後、10μLの細胞溶解水を利用して、ルシフェラーゼ活性分析を行った。ルシフェラーゼとβ−ガラクトシダーゼに対して実験を、異なる三実験者が各三回以上行った後、β−ガラクトシダーゼの量でルシフェラーゼ量を標準化した。
その結果、図7に示したように、LPS処理によってルシフェラーゼ量は、1.5倍増加したが、ラマリンを処理した場合、ルシフェラーゼ量の増加が生じないことを確認した。
p65とIκBα蛋白質は、実施例3で用いたウェスタンブロット分析法でその量を分析した。その結果、図8に示したように、ラマリンを大食細胞に前処理した場合、前処理しなかったものに比べてp65NF−κBの生成が顕著に少なかった。また、図9に示したように、ラマリンを大食細胞に前処理した場合、前処理しなかったものに比べてIκBαが分解できなく、依然とNF−κBと結合してその量が少なく示された。従って、前記結果をまとめると、ラマリンは、LPSまたはIFN−ガンマによって誘導される炎症反応中間段階を妨げNF−κBの活性化を阻害することを確認した。
実施例6:LPS処理された大食細胞でp38MAPK、ERK1/2及びJNKに対するラマリン前処理の効果
p38MAPK、ERK1/2及びJNKキナーゼ経路は、炎症反応中間段階を調節する信号伝達段階として知られているため、p38MAPK、ERK1/2及びJNK発現レベルを分析して、ラマリン前処理の効果を調べてみた。実験プロトコールは、前記実施例3と同じであり、蛋白質量を分析する方法はウェスタンブロットを用いて、そのプロトコールも実施例3と同じであった。
その結果、図10に示したように、p38、ERK及びJNKの蛋白質量は、ラマリン前処理に関係なく同じであるが、各々リン酸化された形態であるp−p38、p−ERK及びp−JNKの蛋白質量は、前処理したラマリンの濃度依存的に減少することを確認し、ラマリンが、前記各蛋白質のリン酸化を阻害して結果的に炎症反応を阻害することが確認できた。
実施例7:LPS処理されたラットで浮腫の大きさに対するラマリン前処理の効果
前記実施例2−6では、in vitro状態でラマリンの処理効果を分析した。実施例7では生きているラットを利用して実際ラマリンに抗炎症効果があるか否かを実験した。従って、各々賦形剤(対照群)、ラマリン50mg/kg、ラマリン100mg/kg、インドメタシン(抗炎症剤、陽性対照群)を投与させた後、IDSの一種のカラギナンを利用して炎症反応を起こして、抗炎症効果を、足浮腫の大きさ増加比から測定した。前記一般式(1)の構造を持つラマリン(Ramalin)または薬学的に許容可能なその塩を有効性分として含有する炎症疾患または免疫疾患の予防または治療用医薬組成物:
実験に用いたカラギナン(Carrageenan)は、CAS番号:9000−07−1、EC番号232−524−2、製造社(製品番号)sigma(C−1867)を用いて、特に、カッパカラギナンとラムダカラギナンとを混合した製品を用いた。食品の粘着性及び粘度を増加させて、乳化安全性を増進して、食品の物性及び触感を向上するための食品添加物として、増粘剤、ゲル化剤、安定剤等として用いられている。カラギナンは、Irish mossともいわれる紅藻類であるChondrus属、Eucheuma属、Gigartina属、Hypnea属、Iridaea属の海藻をお湯または熱いアルカリ性水溶液で抽出した後、精製して得られるもので、その主成分はi(Iota)−カラギナン、k(Kappa)−カラギナン、l(Lambda)−カラギナンである。特に、l(Lambda)−カラギナン(1〜2%程度)は、炎症関連動物実験において、浮腫を誘発する物質として用いられている。
実験に用いられたラットは、雄のSprague−Dawleyラットで、体重150−200g、6週令以前のものであり、大韓Bio社から、韓国で購入した。実験室では、動物を国家衛生機関の実験室動物使用に対する適切な治療及び使用に対する明示された指針に従って世話した。カラギナンは、カッパカラギナンとラムダカラギナンを混合した製品を用いており、インドメタシン製品同様Sigma社(米国)で購入した。
ラマリンは、500μLの食塩水(saline)に各50mg/kg、100mg/kgを混ぜて用いて、賦形剤は食塩水を用いて、インドメタシンは、500μLの食塩水(saline)に各10mg/kgの濃度にして各ラットに投与した。1時間後、カラギナン1%、食塩水溶液100μLをラットの後足にカラギナンを皮下注射して、6時間の間、足の厚さを測定して、浮腫の大きさの増加比を観察した結果を図11に示した。各時点において三回測定して平均値を求めた。
図11に示したように、抗炎症効果は、高い濃度のラマリン100mg/kgで高く示されており、賦形剤を投与した対照群とは浮腫の大きさにおいて相当な差を見せた。従って、ラマリン前処理時、炎症反応が顕著に抑制されることを確認することができた。
本発明に係るラマリンを有効性分として含有する医薬組成物は、既存の医薬組成物に比べて優れたiNOS生成抑制による酸化窒素(NO)生成抑制効果を示しており、過度な炎症反応及び免疫反応を抑制して、炎症疾患または免疫疾患を治療する効果があって、機能性食品及び機能性化粧品等に活用できる。
以上、本発明の内容の特定の部分を詳述したが、当業界における通常の知識を持った者にとって、このような具体的な記述は単なる好適な実施態様に過ぎず、これにより本発明の範囲が制限されることはないという点は明らかである。よって、本発明の実質的な範囲は特許請求の範囲とこれらの等価物により定義されると言える。

Claims (9)

  1. 下記一般式(1)の構造を持つラマリン(Ramalin)、または、薬学的に許容可能なその塩を有効性分として含有する炎症疾患または免疫疾患の予防または治療用医薬組成物:
  2. 前記炎症疾患、または免疫疾患は、アトピー皮膚炎、関節炎、尿道炎、膀胱炎、動脈硬化症、アレルギー疾患、鼻炎、喘息、急性痛み、慢性痛み、歯周炎、歯肉炎、炎症性腸疾患、痛風、心筋梗塞、鬱血性心不全、高血圧、狭心症、胃潰瘍、脳梗塞、ダウン症候群、多発性硬化症、肥満、糖尿病、認知症、うつ病、統合失調症(精神分裂症)、結核、睡眠障害、敗血症、火傷、すい臓炎、パーキンソン病、脳卒中、発作による脳損傷、または自己免疫疾患であることを特徴とする請求項1に記載の予防または治療用医薬組成物。
  3. 前記組成物は、医薬組成物の製造に通常用いられる適切な担体、賦形剤または、希釈剤を追加で含むことを特徴とする請求項1に記載の予防または治療用医薬組成物。
  4. 前記組成物は、抗ヒスタミン剤、消炎鎮痛剤、抗癌剤及び抗生剤からなる群から選択された一つ以上の薬剤と共に製剤化したり、併用して用いることを特徴とする請求項1に記載の予防または治療用医薬組成物。
  5. 下記一般式(1)の構造を持つラマリンを有効性分として含有する炎症疾患または免疫疾患の予防または改善用機能性食品:
  6. 前記炎症疾患、または免疫疾患は、アトピー皮膚炎、関節炎、尿道炎、膀胱炎、動脈硬化症、アレルギー疾患、鼻炎、喘息、急性痛み、慢性痛み、歯周炎、歯肉炎、炎症性腸疾患、痛風、心筋梗塞、鬱血性心不全、高血圧、狭心症、胃潰瘍、脳梗塞、ダウン症候群、多発性硬化症、肥満、糖尿病、認知症、うつ病、統合失調症(精神分裂症)、結核、睡眠障害、敗血症、火傷、すい臓炎、パーキンソン病、脳卒中、発作による脳損傷、または自己免疫疾患であることを特徴とする請求項5に記載の予防または改善用機能性食品。
  7. 下記一般式(1)の構造を持つラマリンを有効性分として含有する機能性化粧品:
  8. 前記機能性化粧品は、炎症疾患改善用であることを特徴とする請求項7に記載の機能性化粧品。
  9. 前記炎症疾患は、アトピー皮膚炎症または火傷炎症であることを特徴とする請求項8に記載の機能性化粧品。
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