JP2014185127A - 多糖ナノゲルおよびその製造方法、ならびにそれを用いた創傷治癒剤 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、ガラクトース、グルコース、およびラムノースからなるオリゴ糖単位の繰り返しにより構成され、かつピルビン酸で修飾されている、多糖から構成され、上記多糖中の一部の水酸基を構成する水素原子がコレステロールまたはその誘導体等で部分的に置換されている多糖ナノゲルを提供する。本発明の多糖ナノゲルは、安全かつ増粘性に優れ、多糖の特性である保湿・保水性を損なわない。また、上記多糖ナノゲルは、使用用途に合わせたゾル−ゲルマテリアルの設計が可能であり、例えば飲食品、医薬品、化粧品などに用いられ、特に創傷治癒剤として有用である。
【選択図】なし
Description
該多糖中の一部の水酸基を構成する水素原子が、
コレステロール;
コレステロール誘導体;
C1からC20の分岐または環を有していてもよいアルキル基;
ウレタン結合を介した水素;
ウレタン結合を介したコレステロール;
ウレタン結合を介したコレステロール誘導体;または
ウレタン結合を介したC1からC20の分岐または環を有していてもよいアルキル基;
で置換されている、多糖ナノゲルである。
X1からX20は、それぞれ独立して、水素原子、コレステリル基、C1からC20の分岐または環を有していてもよいアルキル基で置換されたコレステリル基、C1からC20の分岐または環を有していてもよいアルキル基、および−CO−NH−Yからなる群から選択される基であり、
Yは、水素原子、C1からC20の分岐または環を有していてもよいアルキル基、および−(CH2)p−NH−CO−O−Z(ここで、pは0から20の整数である)からなる群から選択される基であり、そして
Zは、水素原子、コレステリル基、C1からC20の分岐または環を有していてもよいアルキル基で置換されたコレステリル基、およびC1からC20の分岐または環を有していてもよいアルキル基からなる群から選択される基であり、
但し、X1からX20のすべてが水素原子である場合を除く)を含む。
(1)ビフィズス菌から、多糖を調製する工程、
(2)該多糖を有機溶媒に溶解する工程、
(3)工程(2)で溶解した多糖の一部の水酸基を構成する水素原子を、
コレステロール;
コレステロール誘導体;
C1からC20の分岐または環を有していてもよいアルキル基;
ウレタン結合を介した水素;
ウレタン結合を介したコレステロール;
ウレタン結合を介したコレステロール誘導体;または
ウレタン結合を介したC1からC20の分岐または環を有していてもよいアルキル基;で置換して、置換多糖を得る工程、および
(4)該置換多糖をゲル化する工程、を含む、方法である。
コレステロール;
コレステロール誘導体;
C1からC20の分岐または環を有していてもよいアルキル基;
ウレタン結合を介した水素;
ウレタン結合を介したコレステロール;
ウレタン結合を介したコレステロール誘導体;または
ウレタン結合を介したC1からC20の分岐または環を有していてもよいアルキル基;
で置換されている。
本発明において用いられる多糖は、ガラクトース、グルコース、およびラムノースからなるオリゴ糖単位の繰り返しにより構成され、かつピルビン酸で修飾されている、多糖である(以下、単に「多糖」という)。
(1)多糖は、ガラクトース、グルコース、およびラムノースからなるオリゴ糖単位の繰り返しにより構成され、かつピルビン酸で修飾されている。
(2)上記オリゴ糖単位が、1オリゴ糖単位あたり0.8mol〜1molの上記ピルビン酸を含む、および/または上記多糖の総質量に対して、4〜7質量%の上記ピルビン酸を含む。
(3)平均分子量は、TOYOPEARL HW65Sによるゲルろ過で約200,000〜2,500,000である。
(4)比旋光度は、約+130°である。
(5)アセチル基を含有する。
多糖を圧力で処理することなどによって、重量平均分子量(Mw)および/または数平均分子量(Mn)を低下させることができる(低分子化)。具体的には、多糖の低分子化方法は、(1)多糖を溶媒に溶解させる工程、および(2)工程(1)で溶解した多糖を圧力で処理することによって微粒化する工程を含む。
本発明において「多糖ナノゲル」とは、親水性多糖の一部の水酸基を構成する水素原子が、以下に詳述する疎水性の所定の置換基で置換された構造を有する疎水化多糖が、水中で疎水性相互作用により自己会合して形成したナノサイズの会合体微粒子(ナノゲル)ををいう。
コレステロール;
コレステロール誘導体;
C1からC20の分岐または環を有していてもよいアルキル基;
ウレタン結合(−O−CO−NH−)を介した水素;
ウレタン結合を介したコレステロール;
ウレタン結合を介したコレステロール誘導体;または
ウレタン結合を介したC1からC20の分岐または環を有していてもよいアルキル基;
で置換された多糖(置換多糖)から形成される。なお、置換多糖のうち、多糖の一部の水酸基を構成する水素原子が
コレステロール;
コレステロール誘導体;
ウレタン結合を介したコレステロール;または
ウレタン結合を介したコレステロール誘導体;
で置換された多糖を総じて「CH−BPS」ということがある。一方、多糖の一部の水酸基を構成する水素原子が、
C1からC20の分岐または環を有していてもよいアルキル基;
ウレタン結合を介した水素;あるいは
ウレタン結合を介したC1からC20の分岐または環を有していてもよいアルキル基;
で置換された多糖を総じて「R−BPS」ということがある。
コレステロール;
コレステロール誘導体;
C1からC20の分岐または環を有していてもよいアルキル基;
ウレタン結合を介した水素;
ウレタン結合を介したコレステロール;
ウレタン結合を介したコレステロール誘導体;および
ウレタン結合を介したC1からC20の分岐または環を有していてもよいアルキル基;
からなる群から選択される物質
で置換する工程を含む。
X1からX20は、それぞれ独立して、水素原子、コレステリル基、C1からC20の分岐または環を有していてもよいアルキル基で置換されたコレステリル基、C1からC20の分岐または環を有していてもよいアルキル基、および−CO−NH−Yからなる群から選択される基であり、
Yは、水素原子、C1からC20の分岐または環を有していてもよいアルキル基、および−(CH2)p−NH−CO−O−Z(ここで、pは0から20の整数である)からなる群から選択される基であり、そして
Zは、水素原子、コレステリル基、C1からC20の分岐または環を有していてもよいアルキル基で置換されたコレステリル基、およびC1からC20の分岐または環を有していてもよいアルキル基からなる群から選択される基であり、
但し、X1からX20のすべてが水素原子である場合を除く)を含む。
多糖ナノゲルを含む複合体は、ナノゲルとナノゲルに複合体を形成させるために用いられる物質(以下、複合化物質という)を共存させ、相互作用させることにより、複合化物質を多糖ナノゲル中の空隙に取り込ませることによって形成される。
次に、本発明の創傷治癒剤について詳述する。
コレステロール;
コレステロール誘導体;
C1からC20の分岐または環を有していてもよいアルキル基;
ウレタン結合(−O−CO−NH−)を介した水素;
ウレタン結合を介したコレステロール;
ウレタン結合を介したコレステロール誘導体;または
ウレタン結合を介したC1からC20の分岐または環を有していてもよいアルキル基;
で置換した多糖(CH−BPSまたはR−BPS)、あるいはこれらの組み合わせ(以下、「有効成分多糖」ともいう)を含有する。多糖、CH−BPSまたはR−BPSは、それぞれ、上記低分子化された多糖、CH−BPSまたはR−BPSであってもよい。
上記創傷治癒剤は、医薬品または化粧品として使用することができる。上記創傷治癒剤の形態としては、特に限定されず、例えば、粉末状、顆粒状、錠剤状、カプセル状、ペースト状、クリーム状、ゼリー状、および液体状が挙げられる。このような創傷治癒剤の製造には、医薬品または化粧品の製造について当業者に周知の方法が用いられ得る。
ビフィドバクテリウム・ロンガムJBL05株(NITE BP−82)の培養および該微生物が産生する多糖の精製は、特許文献2の記載に従った。より詳細には以下の通りであった。
調製例1で得られたBPS100mgを水20mLに溶解した(0.5W/V%)。湿式微粒化装置(Star Burst Mini、HJP-25001H、株式会社スギノマシン製)を用いて圧力50MPaにて、30回処理し、5、10、20、および30回処理の時に、200μLの溶液をサンプリングした。圧力245MPaにて同様の操作を行った。サンプリングした溶液に、0.2N KNO3溶液50μLを加え(BPS濃度0.4W/V%)、SEC-MALLS(サイズ排除クロマトグラフィー−多角度レーザー光散乱)を用いて、重量平均分子量(Mw)を測定した。結果を図1に示す
上記湿式微粒化装置を用いて、BPSを低分子化し、重量平均分子量(Mw)の異なる2種類のサンプルを調製した。まず、調製例1で得られたBPS1gを水200mLに溶解した(0.5W/V%)。次に、圧力245MPaにて4回の圧力処理を行い、処理された溶液100mLを回収した。残りの溶液100mLに対し、さらに16回の圧力処理を行った(計20回)。4回および20回処理を行った溶液を凍結乾燥した。得られたサンプルを、SEC-MALLSを用いて重量平均分子量(Mw)を測定し、次いで1H−NMR測定、ピルビン酸量の定量を行った。結果を表2に示す。
BPS(BPS−S:重量平均分子量(Mw)125,000(上記湿式微粒化装置(Star Burst Mini、HJP-25001H、株式会社スギノマシン製)を用いて圧力245MPaにて10回)、BPS−M:重量平均分子量(Mw)300,000)(上記湿式微粒化装置(Star Burst Mini、HJP-25001H、株式会社スギノマシン製)を用いて圧力50MPaにて、30回)の水酸基にコレステロールまたはコレステロール誘導体を部分的に置換したコレステロール置換ビフィズス菌産生多糖(CH−BPS)を以下のようにして合成した。
BPS(BPS−S:重量平均分子量(Mw)125,000、BPS−M:平均分子量(Mw)300,000)の水酸基にステアリル基を部分的に置換したステアリル基置換ビフィズス菌産生多糖(ST−BPS−S(R−BPS))を以下のようにして合成した。
実施例3で得られたCH−BPS−S2.0、S3.1、S5.1およびCH−BPS−M2.1の動的光散乱(DLS)法による粒径測定およびゼータ電位測定を行い、CH−BPSのリン酸バッファー中でのナノゲル形成およびその表面電位特性を検討した。本測定ではNaCl(終濃度140mM)を含有するリン酸バッファー、およびNaClを含有しないリン酸バッファーを用い、ナノゲル形成における塩の影響についても検討を行った。
単糖100残基内の総水酸基に対して、CH−BPS中の水酸基のCHI置換量、BPSの平均分子量(Mw)およびCH−BPSの濃度がCH−BPS溶液のレオロジー特性に与える影響をマイクロレオロジー測定により検討した。マイクロレオロジー測定とは、ソフトマター中に分散させたプローブ粒子の挙動を解析する(粒子追跡法)ことにより、周囲の媒質の力学的性質に関する情報を得る方法である。
CH−BPSナノゲルとタンパク質との相互作用を、FITC−Ins(Sigma社製)をモデルタンパク質として評価し、超遠心分離法を用いてCH−BPSナノゲル−タンパク質複合体の機能について検討を行った。
調製例1および実施例2で得られたBPS(BPS、BPS−A(Mw185,000)、またはBPS−B(Mw76,000))の創傷治癒作用を上皮欠損マウスモデルで評価した。
調製例1で得られたBPSならびに実施例3で得られたBPS−S、CH−BPS−Sの創傷治癒作用を上皮欠損マウスモデルで評価した。
Claims (19)
- ガラクトース、グルコース、およびラムノースからなるオリゴ糖単位の繰り返しにより構成され、かつピルビン酸で修飾されている多糖から構成され、
該多糖中の一部の水酸基を構成する水素原子が、
コレステロール;
コレステロール誘導体;
C1からC20の分岐または環を有していてもよいアルキル基;
ウレタン結合を介した水素;
ウレタン結合を介したコレステロール;
ウレタン結合を介したコレステロール誘導体;または
ウレタン結合を介したC1からC20の分岐または環を有していてもよいアルキル基;
で置換されている、多糖ナノゲル。 - 前記オリゴ糖単位が、前記ラムノース1molに対して、それぞれ前記ガラクトースが3molから5molであり、かつ前記グルコースが1molから3molであるモル比で構成されている、請求項1に記載の多糖ナノゲル。
- 前記オリゴ糖単位が、オリゴ糖単位1molあたり0.8molから1molの前記ピルビン酸で修飾されている、請求項1または2に記載の多糖ナノゲル。
- 前記多糖の平均分子量が、50,000から1,000,000である、請求項1から3のいずれかに記載の多糖ナノゲル。
- 前記多糖が、以下の式(I)で表される構造:
X1からX20は、それぞれ独立して、水素原子、コレステリル基、C1からC20の分岐または環を有していてもよいアルキル基で置換されたコレステリル基、C1からC20の分岐または環を有していてもよいアルキル基、および−CO−NH−Yからなる群から選択される基であり、
Yは、水素原子、C1からC20の分岐または環を有していてもよいアルキル基、および−(CH2)p−NH−CO−O−Z(ここで、pは0から20の整数である)からなる群から選択される基であり、そして
Zは、水素原子、コレステリル基、C1からC20の分岐または環を有していてもよいアルキル基で置換されたコレステリル基、およびC1からC20の分岐または環を有していてもよいアルキル基からなる群から選択される基であり、
但し、X1からX20のすべてが水素原子である場合を除く)を含む、請求項1から4のいずれかに記載の多糖ナノゲル。 - 前記多糖中の水酸基を構成する水素原子が、単糖100残基内の総水酸基に対して、1個から10個の割合で置換されている、請求項1から5のいずれかに記載の多糖ナノゲル。
- 前記多糖がビフィズス菌由来である、請求項1から6のいずれかに記載の多糖ナノゲル。
- 前記ビフィズス菌が、ビフィドバクテリウム・ロンガム(Bifidobacterium longum)JBL05株(NITE BP−82)由来である、請求項7に記載の多糖ナノゲル。
- 請求項1から8のいずれかに記載の多糖ナノゲルと、タンパク質またはペプチドとを含む、複合体。
- 多糖ナノゲルの製造方法であって、
(1)ビフィズス菌から、多糖を調製する工程、
(2)該多糖を有機溶媒に溶解する工程、
(3)工程(2)で溶解した多糖の一部の水酸基を構成する水素原子を、
コレステロール;
コレステロール誘導体;
C1からC20の分岐または環を有していてもよいアルキル基;
ウレタン結合を介した水素;
ウレタン結合を介したコレステロール;
ウレタン結合を介したコレステロール誘導体;または
ウレタン結合を介したC1からC20の分岐または環を有していてもよいアルキル基;
で置換して、置換多糖を得る工程、および
(4)該置換多糖をゲル化する工程、を含む、方法。 - 創傷治癒剤であって、多糖を有効成分として含有し、
該多糖が、ガラクトース、グルコース、およびラムノースからなるオリゴ糖単位の繰り返しにより構成され、かつピルビン酸で修飾されている、創傷治癒剤。 - 前記オリゴ糖単位が、前記ラムノース1molに対して、それぞれ前記ガラクトースが3molから5molであり、かつ前記グルコースが1molから3molであるモル比で構成されている、請求項11に記載の創傷治癒剤。
- 前記オリゴ糖単位が、オリゴ糖単位1molあたり0.8molから1molの前記ピルビン酸で修飾されている、請求項11または12に記載の創傷治癒剤。
- 前記多糖の平均分子量が、50,000から1,000,000である、請求項11から13のいずれかに記載の創傷治癒剤。
- 前記多糖がビフィズス菌由来である、請求項11から14のいずれかに記載の創傷治癒剤。
- 前記ビフィズス菌が、ビフィドバクテリウム・ロンガム(Bifidobacterium longum)JBL05株(NITE BP−82)由来である、請求項15に記載の創傷治癒剤。
- 前記多糖中の一部の水酸基を構成する水素原子が
コレステロール;
コレステロール誘導体;
C1からC20の分岐または環を有していてもよいアルキル基;
ウレタン結合を介した水素;
ウレタン結合を介したコレステロール;
ウレタン結合を介したコレステロール誘導体;または
ウレタン結合を介したC1からC20の分岐または環を有していてもよいアルキル基;
で置換されている、請求項11から16のいずれかに記載の創傷治癒剤。 - 前記多糖中の水酸基を構成する水素原子が、単糖100残基内の総水酸基に対して、1個から10個の割合で置換されている、請求項17に記載の創傷治癒剤。
- 外用剤として用いられる、請求項11から18のいずれかに記載の創傷治癒剤。
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