JP2020515520A - 植物原材料から、スルホキシドなしで、有機硫黄化合物s−アルケニル−l−システインおよびs−アルキル−l−システインが富化された抽出物を調製するプロセス、およびそれらの炎症性疾患の処置における使用 - Google Patents

植物原材料から、スルホキシドなしで、有機硫黄化合物s−アルケニル−l−システインおよびs−アルキル−l−システインが富化された抽出物を調製するプロセス、およびそれらの炎症性疾患の処置における使用 Download PDF

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Abstract

本発明は、S−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システイン型の有機硫黄化合物が富化された抽出物の産生のための高収率の方法に関する。前記化合物はネギ属の植物から得られ、スルホキシドがない。さらに、本発明は慢性炎症に関連するヒトおよび家畜疾患の予防および処置における処置薬または栄養補助薬としてのS−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システイン型の有機硫黄化合物の使用に関する。

Description

この発明は、ネギ属類植物によるスルホキシドがないS−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システイン等のタイプの有機硫黄化合物が富化された抽出物を得るプロセス、および慢性炎症を招くヒトおよび家畜疾患の予防および処置のための処置薬または食品サプリメントとしてのS−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システイン等のタイプの有機硫黄化合物の使用に関する。
処置適用における利点に起因されるいくつかの植物は、およそ500の種を含むネギ属類に属し;最も使用されたものはニンニク、玉ねぎ、エゾアサツキおよびリーキを含む。
ニンニク(Allium sativum)は最も研究された植物のうちの1つであり、多くの健康関連の疾患の従来の医療として何世紀も使用されている。その上、それは調理用としても魅力的なため、香辛料として食品成分として広く使用される。臨床の視点から見て、ニンニクは、次のものを含む多くの処置目的に対して評価されている:高血圧症、高コレステロール血症、糖尿病、慢性関節リウマチ、一般的な風邪の処置、同様にアテローム動脈硬化症の予防および腫瘍の発生、抗生物質、反高血圧・反血栓症としての使用(Petrovska 2010)。ニンニクに起因する処置活性は、相乗的に作用する植物において存在する生物学的な活性代謝物の組み合わせの結果であり、および有機硫黄化合物およびそれらの前駆物質内で顕著である(Amagase 2006)。
手つかずのニンニクに存在する主な有機硫黄化合物は、システインの硫黄原子に結合した水素がアルカン群またはアルケン群と取り替えられた、すなわち、飽和あるいは脂肪族不飽和炭化水素である、システインの誘導体である。順に、これらのシステインは遊離、またガンマ位置によってグルタミル群に結合可能であり、加えて硫黄原子はスルホキシド群として還元、或いは酸化される場合がある。
その湿重量に関して、全体および手つかずのニンニクは、S−アルキル−L−システイン(例えばメチイン)のS−アルケニル−L−システイン(例えばアリイン)およびスルホキシドの1.8%を含有する。さらに、それは、ガンマ−グルタミル−S−アルケニル−L−システイン型(例えばガンマ−グルタミル−S−アリルシステインおよびガンマ−グルタミル−S−プロピオニルシステイン)、およびガンマ−グルタミル−S−アルキル−L−システイン型(ガンマ−グルタミル−S−メチルシステイン等)の他の化合物の0.9%を含有する。これらの化合物は、ニンニクに存在する総有機硫黄化合物の約90%に相当する。
黒ニンニクおよび熟成ニンニクエキス(AGE)等のニンニクの市販製剤に強力な酸化防止剤として記載されるように(Colin−Gonzalez 2015)、最近の実験データは、ニンニクの有益な効果が主としてS−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システイン型の有機硫黄化合物に起因する。手つかずニンニク球根は、少量のS−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システインを含有し、ガンマ−グルタミル−S−アルケニル−L−システインおよびガンマ−グルタミル−S−アルキル−L−システインのそれぞれの異化作用から形成される。これらの有機硫黄化合物の形成は、新鮮なニンニクに存在するガンマ−グルタミル−S−アルケニル−L−システインおよびガンマ−グルタミル−S−アルキル−システイン上の、酵素ガンマ−グルタミントランスペプチターゼ(EC 2.3.2.2(γ)−GTP)の作用により、触媒される。しかしながら、新鮮なニンニク球根では、このγ−GTP酵素活性が非常に低く、かつ細胞膜に制限されており、これは抗酸化化合物の産生を妨害する。
ニンニクを粉末にするまたは押しつぶす場合、細胞は分裂し、酵素アリイナーゼまたはアリインリアーゼ(EC 4.4.1.4)が液胞から放たれ、かつ細胞に存在するS−アルケニル−システインおよびS−アルキル−L−システインのスルホキシドからのチオスルフィン酸の形成に触媒する。チオスルフィンは、その反微生物活動により植物の防御に関連するが、多くの研究は強力な抗菌活性を有する化合物が胃腸管に負の影響を及ぼすことを示している(Francino 2015)。形成されたチオスルフィン酸中で顕著なのは、ニンニク特有の芳香の原因であるアリシン(ジアリル・チオスルフィナート)である(Borlinghaus 2014)。チオスルフィン酸は非常に不安定であり、かつ硫化ジアリル、ジアリルジスルフィド(diallyldisulphide)、ジアリルトリスルフィド(diallyltrisulphide)、アリルメチルトリスルフィド、ジチイン、ビニルジチインおよびアホエン等の多種多様な揮発性の硫黄剤において急速に分解される。ニンニクの特有の匂いの一因に加えて、これらの化合物は高用量または特に敏感な人々で口臭、体臭、およびを引き起こす原因となり、また胃刺激、アレルギー反応および下痢等のニンニクに起因する副作用の多くの原因となる(Amagase 2001)。
したがって、高収率でS−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システイン型の有機硫黄化合物を得るプロセスを定義することが必要である(チオスルフィン酸へのそれらに続く変換を避けるために高濃度の前記化合物で、S−アルケニル−L−システインのスルホキシドおよびS−アルキルシステインのスルホキシドとしてニンニクに由来する不適当な化合物を除去)。一旦精製すると、個体に現われる上記の悪影響なく、これらの化合物を処置組成物、或いは栄養補助食品組成物において使用することができる。これらの化合物に起因する特性中で顕著なのは、酸化ストレス、癌、心疾患、神経変性疾患およびレステロール低下効力に対するそれらの保護効果である(Amagase 2006)。
S−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システイン化合物が豊富なニンニクエキスの最もよく見られる販売形式の1つは、熟成黒ニンニクエキス(AGE)である。AGEは、50から80℃および70から95%の管理された湿度で10から20か月の間、20%の水性エタノールでニンニクをインキュベートすることにより得られ、その後抽出物をろ過し、濃縮する。この熟成プロセスは、S−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システイン型の有機硫黄化合物の濃度の増加を伴うチオスルフィン酸の著しい損失という結果をもたらす。ニンニクの熟成プロセス中に、新鮮なニンニクと比較して5倍まで、これらの化合物の濃度を増加させることが可能である。しかしながら、この増加の原因である生化学的機序は完全には定義されない(Bae 2014)。さらに、熟成プロセスは完成するために30日から10か月の間の期間を必要とし、そのためプロセスの間中、適切な温度および湿度の状態を維持することは、必要な連続するエネルギー供給により高エネルギー消費を必要とする。
ニンニク熟成プロセスの改良が、S−アリル−L−システイン(SAC)等の有機硫黄化合物の濃度を8倍まで増加させたことは記載されている(Yamazaki 2008)。問題は、化合物の終濃度が各製剤において相当に異なり、かつ使用される加工方法に左右されるということである。したがって、S−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システイン配合の一定の有機硫黄化合物が富化された抽出物を得るために、これらの化合物を得るためのプロセスを定義することが必要であり、これは客観的にそれらの特性を決定するべく臨床または動物実験で使用される場合がある。
新鮮なニンニクの熟成プロセスに関与せずにアリシンを除去することによってSACの濃度を増加する方法が記載されている。米国特許出願第5,093,122号は、水性抽出物へのシステインの追加を記載する。著者は、SAC化合物がシステインを有するアリシンの反応によって形成されることを提唱し、したがって、抽出物の対象化合物を富化する。しかしながら、新鮮なニンニクと比較してSACの濃度は22倍増加されるが、システインの使用はより高い加工費を生じ、さらに記載されるように(Klavins 1963; Yin 2016)、最終的に残留するシステインは有毒な場合がある。このプロセスはまた、上記の悪影響の原因であるアリシンの分解によって形成された揮発性物質を除去しない。
したがって、S−アルケニル−L−システインのスルホキシドおよびS−アルキル−L−システインのスルホキシド、並びにそれらのそれぞれのチオスルフィン酸が不足するネギ属の植物から、S−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システイン型の高濃度の有機硫黄化合物の植物抽出物を得るためのプロセスを記載することが本発明の目的である。本明細書で十分に記載される手順は、植物出発材料に対し50倍以上までの対象化合物の富化、および不要な化合物のほぼ完全な除去と共に抽出物を得ることを可能にするため、前述の問題を解決する。加えて、このプロセス手順は、プロセスにおける単純化を可能にし、時間とエネルギー消費量が減少する。
S−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システイン型の化合物の酸化防止効果は、細胞の主な抗酸化剤であるグルタチオン(γ−グルタミル−L−システイニルグリシン)の合成においてシステインの供給源としてこれらの化合物が使用可能であるという事実による。還元グルタチオン(GSH)と酸化型グルタチオン(GSSG)との関係は、酸化還元ホメオスタシスの基礎であり、かつ細胞の酸化の状態および細胞毒性の指標としてしばしば利用されることである。高量のGSSGの存在またはGSHの欠如は、酸化ストレスの状態を反映し、これは多数の病状に変化する。
システインの生理学的効果はGSHの形成を制限し、そうすることで酸化ストレスと闘うための処置手法はGSHを拡大するための間接的な方法としてシステイン濃度の増加に注目している。サプリメントとしての経口システインの食物摂取は、高サイトカイン血症および中毒可能性の発生を促す恐れがあるため、他の手法が必要である。GSHの産生を拡大するための主な代案は、前駆物質またはシステインの類似化合物を使用することである。
最もよく知られている代用品はN−アセチルシステイン(NAC)である。NACの2つの主な用途は、粘液溶解薬(Cantu−Gonzalez 2014)として、およびアセトアミノフェン過剰服用(Heard 2008)の解毒剤としての使用である。化合物の主な既知の欠点は、悪心、嘔吐およびめまいを引き起こすため、長期間の採取ができない薬物であることであり、これはその使用を制限する(Sandilands 2009)。
加えて、記載に反して、この文書の著者は、動物モデルへの投与後、LBP(リポ多糖結合タンパク質)のレベルが増加したため、NACは炎症促進性の効果があると認めている。
LBPは、細胞の炎症の主なマーカーの1つである、血液中のLPS(細菌性脂質多糖体)の増加のマーカーである。この驚くべき事実は、NACの連続した使用において非常に重要な制限事項であるため、GSHおよび酸化防止剤の前駆物質としての解決策と見なされるべきではない。
したがって、加えて、本発明は、S−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システイン処方の有機硫黄化合物の酸化防止剤としての使用、特にS−アリル−C−システインの慢性炎症を招くヒトおよび家畜疾患の予防および処置のための、処置薬または食品サプリメントとしての使用を提案する。
本発明は、得られた抽出物はスルホキシドがないことが特徴付けられる、ネギ属の植物からの化学式1に従った有機硫黄化合物の抽出物を得る処置に関し、
式中、ラジカルRは、アルキル基またはアルケニル基に定義され、ここで、アルキル基は、完全に飽和している1から4までの炭素原子の、直鎖状または分岐した炭化水素鎖に相当し、およびアルケニル基は1から4までの炭素原子の、直鎖状または分岐した炭化水素鎖に相当し、少なくとも1つの不飽和を含み、かつ芳香族でなく;
前記方法は次の工程を含むという点で特徴づけられる:
i.出発植物材料における内因性酵素を不活性化する工程;
ii.植物バイオマスを均質化する工程;
iii.水性抽出物を分離する工程;
iv.水性抽出物をガンマ−脱グルタミル化する工程;
v.水性抽出物中のスルホキシドを除去する工程;
vi.精製する工程;
vii.濃縮する工程;
viii.乾燥する工程。
本発明の1つの実施形態において、工程(iv)の後に得られた抽出物は、還元剤で還元工程に曝される。更に好ましい実施形態において、還元剤は亜硫酸水素ナトリウムまたはメタ重亜硫酸ナトリウムから選択される。他の実施形態において、還元は触媒の存在下で実行される。他の更に好ましい実施形態において、使用される触媒はヨウ素分子である。
本発明の他の実施形態において、プロセスは抽出物のろ過から成る工程(v)の後に、追加の工程を含む。
本発明の他の実施形態において、上記のプロセスは、工程(vii)の後に、結晶化または沈殿の追加の工程を含む。
他の実施形態において、本発明のプロセスによって得られた化学式1の化合物は、次のものから選ばれる:S−アリル−L−システイン(SAC)およびS−プロピル−L−システイン(SPC)および/またはS−メチル−L−システイン(SMC)。
他の実施形態において、発明のプロセスの出発植物材料はネギ属の植物の球根である。
1つの実施形態において、本発明のプロセスの工程(ii)は水性媒体中で組織を砕くことにより行なわれる。
他の実施形態において、本発明のプロセスの工程(iii)はろ過、または遠心分離によって行なわれる。
他の実施形態において、本発明のプロセスの工程(iv)は、次から成る群から選ばれた酵素を用いて、工程(iii)で得られた抽出物をインキュベートすることにより実行される:γ−グルタミルペプチダーゼ、γ−グルタミルペプチド転移酵素およびγ−グルタミルトランスフェラーゼ。
他の実施形態において、本発明のプロセスの工程(v)はアリイナーゼを用いた酵素処置によって実行される。
他の実施形態において、本発明のプロセスの工程(vi)はイオン交換クロマトグラフィーによって行なわれる。
他の実施形態において、本発明のプロセスの工程(viii)は、凍結乾燥、真空乾燥、空気乾燥、あるいは噴霧化によって実行される。
他の実施形態において、上記プロセスによって得られた抽出物を、植物出発材料に対して50倍以上までの、化学式1の化合物で富化する。好ましい実施形態において、抽出物を70倍以上までの、式1の化合物で富化する。さらに、前記抽出物は長期貯蔵と工業的応用において安定的かつ適切である。
他の実施形態において、抽出物に存在するスルホキシドの量は、抽出物の中に存在するS−アルケニル−L−システインおよび/またはS−アルキル−L−システインの量に対して20質量%以下の割合である。更に好ましい実施形態において、抽出物に存在するスルホキシドの量は、抽出物中に存在するS−アルケニル−L−システインおよび/またはS−アルキル−L−システインの量に対して10質量%以下の割合である。
他の実施形態において、本発明は、薬物としての使用のための化学式1の有機硫黄化合物を含む医薬組成物または栄養補助組成物に関する。1つの実施形態において、本発明は、ヒトまたは動物における慢性炎症を招く疾患の処置における使用のための式1の有機硫黄化合物を含む医薬組成物または栄養補助組成物に関する。更に好ましい実施形態において、本発明は、多発性硬化症の処置において使用するための化学式1の有機硫黄化合物を含む医薬組成物または栄養補助組成物に関する。他のまだ更に好ましい実施形態において、本発明は、前述の実施形態に従った使用の医薬組成物または栄養補助組成物に関し、化学式1の有機硫黄化合物はS−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システインから選択される。更に好ましい実施形態において、上記の実施形態に従った医薬組成物または栄養補助組成物の使用は、S−アリル−L−システイン、S−メチル−L−システインおよび/またはSプロピル−L−システイン)から選択される化学式1に従った有機硫黄化合物を含有する。更に好ましい実施形態において、化学式1の有機硫黄化合物はS−アリル−L−システイン(SAC)である。
他の実施形態において、本発明は、ヒトまたは動物における慢性炎症を招く疾患の処置のための薬物の製造のために、化学式1の有機硫黄化合物を含む医薬粗製物または栄養補助組成物の使用に関する。更に好ましい実施形態において、病気は多発性硬化症である。他のまだ更に好ましい実施形態において、本発明は、前述の実施形態のいずれかに従った医薬組成物または栄養補助組成物の使用に関し、化学式1の有機硫黄化合物はS−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システインから選択される。更に好ましい実施形態において、前述の実施形態に従った疾患の処置のための医薬組成物または栄養補助組成物は、S−アリル−L−システイン、S−メチル−L−システインおよび/またはS−プロピル−L−システイン)から選択される化学式1に従った有機硫黄化合物を含有する。更に好ましい実施形態において、化学式1の有機硫黄化合物はS−アリル−L−システイン(SAC)である。
他の実施形態において、本発明は、ヒトまたは動物において慢性炎症を招く疾患の処置のための医薬組成物または栄養補助組成物を調製するための式1の有機硫黄化合物の使用に関する。更に好ましい実施形態において、病気は多発性硬化症である。他のまだ更に好ましい実施形態において、本発明は、前述の実施形態のいずれかに従った有機硫黄化合物の使用に関し、化学式1の有機硫黄化合物はS−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システインから選択される。更に好ましい実施形態において、化学式1に従った有機硫黄化合物は、S−アリル−L−システイン、S−メチル−L−システインおよび/またはSプロピル−L−システイン)から選択される。更に好ましい実施形態において、化学式1の有機硫黄化合物はS−アリル−L−システイン(SAC)である。
他の実施形態において、本発明は、化学式1の有機硫黄化合物を含む医薬組成物または栄養補助組成物の有効量を投与することを含む、ヒトまたは動物における、慢性炎症を招く疾患を処置する方法に関する。更に好ましい実施形態において、病気は多発性硬化症である。他のまだ更に好ましい実施形態において、本発明は、前述の実施形態に従った処置の方法に関し、化学式1の有機硫黄化合物はS−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システインから選択される。更に好ましい実施形態において、化学式1に従った有機硫黄化合物は、S−アリル−L−システイン、S−メチル−L−システインおよび/またはSプロピル−L−システイン)から選択される。更に好ましい実施形態において、化学式1の有機硫黄化合物はS−アリル−L−システイン(SAC)である。
酵素γ−グルタミルトランスフェラーゼ(γ−GT)を用いた処置による、ガンマ−グルタミル−S−アルケニル−L−システインおよびガンマ−グルタミル−S−アルキル−L−システイン型の化合物のS−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システイン化合物への変換のスキーム。このプロセスは、γ−グルタミルペプチダーゼ(γ−GP)またはγ−グルタミルトランスペプチダーゼ(γ−GTP)などの他の酵素によって実行可能である。 酵素アリイナーゼの作用によって媒介されたアリシン(その対応するチオ硫酸塩)へのアリイン(S−アリル−L−システインスルホキシド)の変換を示すスキーム。 EAE(実験的な自己免疫性脳脊髄炎)を生じさせた動物の臨床的な可動性の評価の進化に対する処置の影響。使用される処置は次の通りである:DMF(ジメチルフマル酸塩)、NAC(N−アセチルシステイン)およびSAC(S−アリル−L−システイン)、ビヒクル(フロインド完全アジュバント、FCA)および無病の対照。*対照と比較してp<0.05、***対照と比較してp<0.001、●EAEと比較してp<0.05、●●EAEと比較して p<0.01;●●●EAEと比較してp<0.001。CA−14d(白い棒):各処置(DMF、NACまたはSAC)でのMOG/FCA(動物において疾患を引き起こすFCAを有するMOGペプチド)の注入から14日経った可動性の臨床的評価;CA−35d(黒い棒):21日間の各処置(DMF、NACまたはSAC)でのMOG/FCAの注入から35日経った可動性の臨床的評価;Δ−CA(灰色の棒):35日目(CA−35d)と14日目(CA−14d)との間の可動性の臨床的評価の変化。臨床的評価は動物の可動性の臨床的評価を表わし、その値が増加すると身体的障害が更に増す。 研究終了時(35日)の酸化ストレスのバイオマーカーのレベル。動物に対するMOG/FCAの注入はEAEを引き起こし、これは脂質過酸化物(LPO)における増加および脊髄並びに脳の両方におけるGSH/GSSG比率の減少によって特徴付けられる。様々なレベルながら、DMF、NACおよびSACでの処置は、GSH/GSSG比率の増加を引き起こす。*対照と比較してp<0.05、***対照と比較してp<0.001、●EAEと比較してp<0.05、●●EAEと比較してp<0.01;●●●EAEと比較してp<0.001、##EAE+NACと比較してp<0.01。棒は平均±標準偏差(SD)を表わす。臨床的評価は、タンパク質の1ミリグラム当たりのナノモル(nM/mgタンパク質)で表されたLPOの濃度を示す。 MOG/FCAによって引き起こされたEAEを有する動物に様々な投与量のNACおよびSACを用いた処置の可動性の臨床的評価に対する影響。35日目と14日目との間の可動性の臨床的評価の変化は、各処置(NAC並びにSAC)および投与量18または50mg/kgに示される(Δ臨床的評価、白い棒)。棒は平均±標準偏差(SD)を表わす。***対照群と比較してp<0.001;・・・EAE群と比較してp<0.001;### NACと比較してp<0.001EAE+18。臨床的評価は、動物の可動性の臨床的評価を表わし、その値が増加すると、より大きな不能を示す。 MOG/FCAによって生じたEAEを有する動物における、NACおよびSACの影響による様々な組織および血液中の可溶性LBPのレベルの変化。***対照と比較して;p<0.001**対照と比較してp<0.01;*対照と比較してp<0.05;●●●EAEと比較してp<0.001;●●EAEと比較してp<0.01;●EAEと比較してp<0.05;### EAE+NACと比較してp<0.001;##EAE+NACと比較してp<0.01。臨床的評価は、脳(白い棒)および脊髄(灰色の棒)において10,000を掛けたタンパク質の1ミリグラム当たりのピコグラムとして示され、および血液中の10,000を掛けたヘモグロビンの1グラム当たりのLBPのピコグラムとして示された、可溶性LBPの値を表す(黒い棒)。値は平均±標準偏差(SD)を表わす。 MOG/FCAによって引き起こされたEAEを有する動物におけるNAC50mg/kgおよびSAC50mg/kgでの処置の効果による、血液および脊髄中のLPSのレベルでの変化。***対照と比較してp<0.001;**対照と比較してp<0.01;*対照と比較してp<0.05;●●●EAEと比較してp<0.001;●●EAEと比較してp<0.01;●EAEと比較してp<0.05;###EAE+NACと比較してp<0.001;##EAE+NACと比較してp<0.01。臨床的評価は、血液中の(黒い棒)ヘモグロビンの1ミリグラム当たりの菌体内毒素のユニット、および脊髄中の(白い棒)100を掛けたタンパク質の1ミリグラム当たりの菌体内毒素のユニットとして示されたLPSの濃度を表わす。棒は平均±標準偏差(SD)を表わす。
本発明は、植物原材料から有機硫黄化合物S−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システインが豊富であり、かつS−アルケニル−L−システインのスルホキシドおよびS−アルキル−L−システインのスルホキシドがない抽出物を得るプロセスを記載する。
本発明に従った有機硫黄化合物S−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システインは、化学式1によるアミノ酸システインに由来した化合物として定義され、ここでラジカルR−はアルケニル基(化学式S−アルケニル−L−システインの化合物)、またはアルキル基(化学式S−アルキル−L−システインの化合物)に相当する。本発明において、アルキル基は1から4までの炭素に完全に飽和している直鎖状または分岐した炭化水素鎖を指す。
アルケニル基は、少なくとも1つの不飽和を含み、非芳香族である1から4までの炭素に直鎖状または分岐した炭化水素鎖を指す。本発明において、上記抽出物に存在するS−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システインの量に対して、30質量%以下の割合、好ましくは20質量%以下の割合、またはより好ましくは10質量%以下のS−アルケニル−L−システインのスルホキシドおよびS−アルキル−L−システインのスルホキシドを含んでいる製剤として、S−アルケニル−L−システインのスルホキシドおよびS−アルキル−L−システインのスルホキシドがない抽出物が定義される。
好ましい実施形態において、本発明のプロセスに従って得られたS−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システイン型の有機硫黄化合物は、化合物S−アリル−L−システイン(SAC、式2)、S−プロピル−L−システイン(SPC、式3)およびS−メチル−L−システイン(SMC、式4)である。
本発明の他の態様において、化学式1から4によって定義されたS−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システイン型の有機硫黄化合物が抽出される植物原料は、ネギ属の植物である。特定の実施形態において、ネギ属の植物は、ネギ属ニンニク(A.sativum)、ネギ属タマネギ(A.cepa)、ネギ属シクラム(A.siculum)、ネギ属リーキ(A.porrum)、ネギ属チャイブ(A.schoenoprasum)、ネギ属エシャロット(A.ascalonicum)種から選択される。更に好ましい実施形態において、S−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システイン型の有機硫黄化合物は、ニンニク植物(ネギ属ニンニク)から得られる。好ましい実施形態において、前記植物の球根は出発植物材料として使用されるが、植物のあらゆる部分も、本発明のプロセスにおいて使用可能である。特定の実施形態において、ネギ属ニンニク植物より、ごく最近収穫した新鮮な球根を使用する。また更に好まれる実施形態において、ネギ属ニンニク種の品種「紫ニンニク」の新鮮な球根を使用する。
本発明の他の態様において、上記の植物原材料からS−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システイン型の有機硫黄化合物を得るプロセスは、次の工程を含む:
i.出発植物材料における内因性酵素を不活性化する工程;
ii.植物バイオマスを均質化する工程;
iii.水性抽出物を分離する工程;
iv.水性抽出物をガンマ−脱グルタミル化する工程;
v.水性抽出物中をスルホキシドの除去する工程;
vi.精製する工程;
vii.濃縮する工程;
viii.乾燥する工程。
本発明のプロセスの工程(i)において、出発植物材料を酵素の不活性に曝す。不活性状態は、対象化合物(化学式1から4による化合物)が化学的変質を被らないものでなくてはならない。このプロセスの主な目的は、特に植物の球根中に存在する内因性の酵素活性を不活性化するために、出発植物材料中の生化学的プロセスをすべて止めることである。このように、対象有機硫黄化合物は出発材料において存続する。好ましい実施形態において、不活性方法は湿性温熱および水素指数変化から選択される。また更に好まれる実施形態において、酵素不活性方法は湿性温熱である。前炊きまたはブランチングによる湿性温熱は最も広く知られた方法であり、食品産業における酵素の不活性のために使用され、それによってプロセスの次の工程の間にそれらの活性を予防する。本発明の特定の実施形態において、出発植物材料を60から0℃の温度で湯に0.5から2時間まで沈める。空気中の酸素とのそれらの接触を予防するために、植物原料を球根がすべて水によって覆われるレベルまで水に沈める。水の温度は110℃を越えてはならず、出発植物材料を水に沈める最大時間が2時間を越えてはならない。この工程は、また酵素アリイナーゼの不活性を引き起こすので、新鮮なニンニクに当初から存在するS−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システインのスルホキシドが抽出物に留まり、それらのチオスルフィン酸への転換を予防するチオスルフィン酸は官能ラジカルR−S(O)−S−Rを含む化合物(R−が有機置換基である)である。
プロセスの工程(ii)において、先の工程の植物バイオマスを均質化する。本発明の1つの実施形態において、均質化は機械的な手順で行なわれる。更に好ましい実施形態において、この第2の工程は粉砕によって行なわれる。粉砕を、水、または水性の食塩水によって構成された水性媒体で行ない、pH3から10までで任意にバッファーする。水性媒体は、洗剤、凝集剤、消泡剤等の1つ以上の添加剤を包含している場合がある。
手順の工程(iii)において、固形廃棄物をすべて取り除き従って水性抽出物を得るために、均質化された植物原料を、液相から固体バイオマスを分離する手順に曝す。好ましい実施形態において、分離はろ過、または遠心分離によって行うことができる。ろ過は、例えば、制限することなく、圧搾フィルター、 帯状フィルター、回転式フィルター、加圧フィルター等を使用して行われ、ここでフィルター支持物によって構成された障壁は植物バイオマスを分離し、バイオマスのない液体抽出物の通過を許可する。特定の実施形態において、ろ過を1cmナイロン・メッシュ・スクリーン当たり100−ホール上で行い、ろ液が流れるのが終わるまでペーストに十分な圧力をかける。遠心分離は、水性抽出物とバイオマスとの間の密度差を使用し、および遠心分離機型、デカンター或いは類似物の機械の手段によって、固相を濃縮し液相から分ける。この工程において得られた水性抽出物は、植物出発材料の可溶性化合物によって形成される。砂糖、タンパク質、ポリフェノール等の他の可溶性化合物に加えて、S−アルケニル−L−システイン、S−アルキル−L−システイン、ガンマ−グルタミル−S−アルケニル−L−システイン、ガンマ−グルタミル−S−アルキル−L−システイン型の可溶性有機硫黄化合物およびそれぞれの類似化合物は、この水性抽出物に存在する。
手順の工程(iv)は、S−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システイン型の有機硫黄化合物の水性抽出物を富化することを目的とする。それは、ガンマ−グルタミル−S−アルケニル−L−システインおよびガンマ−グルタミル−S−アルキル−L−システイン型の化合物をS−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システイン型の化合物にそれぞれ変換する酵素処理を行なうことに帰着する。この工程において、先の基質のガンマ−グルタミル残基を、制限なしで、ガンマ−グルタミルペプチダーゼ(γ−GP)、ガンマ−グルタミントランスペプチターゼ(γ−GTP)およびガンマ−グルタミル・トランスフェラーゼ(γ−GT)を含む群から選択される酵素の作用によって割断する。酵素の由来は動物、植物、あるいは微生物であってもよい。特定の実施形態において、使用される酵素はガンマ−グルタミルトランスフェラーゼ(γ−GT)である。更に好ましい実施形態において、この酵素の由来は微生物であり、デンプン液化バチルスが最も好ましい細菌である。特定の実施形態において、酵素処置をpH5から8までの間で37から58℃の間の温度で、2時間から16時間まで行なう。この工程の最終部分として、酵素を熱またはpHによって不活性化する。本発明の特定の実施形態において、酵素を65から90℃の温度の熱によって15分から1時間の間、不活性化する。
本発明の1つの実施形態において、工程(iv)の後、水性抽出物に存在するS−アルケニル−L−システインのスルホキシドおよびS−アルキル−L−システインのスルホキシドを還元する工程を行う。スルホキシドの還元のためのプロセスは、容易に分離され、かつ環境上安全な副産物を生成する、容易に入手可能で扱いやすい還元剤の使用を必要とする。文献は、スルホキシドをそれらに対応するチオエテールに還元する能力を有する多数の還元剤を含んでいるが、これらの化合物の多くはカルボキシルあるいはアリインのアルケン等の他の官能基も還元する極めて強い還元剤を必要とし、したがって得られる最終生産物を修飾する。さらに、これらの反応の多くは、最終生産物から分離するのが難しい副産物を生じるため、時間がかかる上に高価な精製工程が対象化合物を富化した抽出物を得るのに必要である場合がある。先行技術に記載されていた還元剤である副産物の多くは有毒で、環境上有害である(Drabowicz 1977)。本発明の1つの実施形態において、還元剤はサンプル中のスルホキシドをすべて減少させることができる、例えば次に挙げるあらゆる化合物になり得るが制限されない:メタ重亜硫酸ナトリウム(Na)、亜硫酸水素ナトリウム(NaHSO3)、NADPH、CHCOSH、NaI/HCl、DMS/HF、およびピナコール(2,3−ジメチル−2,3−ブタンジオール)。更に好ましい実施形態において、還元剤はNaとNaHSOから選択される。また更に好まれる実施形態において、還元剤は炭酸水素ナトリウム亜硫酸塩(NaHSO)である。他の実施形態において、本発明に、還元剤は触媒の存在下において作用する。当業者に既知のあらゆる触媒も使用可能であり、それが無害であると規定可能であり、容易に、プロセスから取り除くことができる。好ましい実施形態において、反応の触媒は分子ヨウ素(I2)である。本発明の特定の実施形態において、工程(iv)で得られた抽出物は、25から90℃の温度、および10から20%の濃度で12時間から24時間まで還元剤と触媒に接する。
プロセスの工程(v)は、水性抽出物中に存在するS−アルケニル−L−システインのスルホキシドおよびS−アルキル−L−システインのスルホキシドの除去に帰着する。この工程は、それらのそれぞれのチオスルフィン酸へこれらの化合物が酵素変換することによって起こる。チオスルフィン酸は不安定であり、プロセスの次の工程において完全に取り除かれる揮発性物質へ分解される。反応に触媒作用を及ぼす酵素は、微生物、植物または動物由来のC−Sリアーゼ酵素である。好ましい実施形態において、酵素はアリインリアーゼまたはメチオニンγ−リアーゼである。更に好ましい実施形態において、この工程において使用される酵素はアリインリアーゼ(アリイナーゼとしても既知)である。好ましい実施形態において、酵素アリイナーゼの由来は植物である。また更に好まれる実施形態において、酵素を新鮮なニンニク(特にネギ属ニンニク)から得る。プロセスの特定の実施形態において、反応は25から40℃の温度でpH5から8までで2時間から24時間行う。また更に好まれる実施形態において、反応は37℃、pH6で12時間行う。
本発明の1つの実施形態において、工程(v)の後、得られた抽出物をろ過する工程を行う。この工程は任意であり、工程(v)において得られた抽出物のろ過による浄化に帰着する。
この任意の工程の目的は、抽出物にまだ存在し得る固形微粒子を取り除くことである。この任意の工程は、フレームとプレートの型フィルター、葉状フィルターまたは水平板フィルター等の気圧調節されたプリコートフィルタ−の手段よって行なわれる。最終的な通路の直径は少なくとも1μmでなくてはならない。この工程で取り除かれた固形微粒子をフィルターと共に切り捨て、及び得られた濾液をプロセスの次の工程に曝す。
プロセスの工程(vi)は化学式1の化合物の精製に帰着する。これらの化合物は、透析、限外濾過、クロマトグラフィー等のあらゆる従来のアミノ酸精製技術を使用して精製され得る非タンパク質原性硫化アミノ酸である。好ましい実施形態において、化学式1の化合物を帯電(H)イオン交換列でクロマトグラフィーによって精製する。更に好ましい実施形態において、イオン交換クロマトグラフィーを、pH2から5、好ましくはpH5で実行する。精製工程(vi)は、先の工程で得られた抽出物を室温でイオン交換樹脂を用いて60分から2時間インキュベートする第一の工程に帰着し、そうするとサンプルに存在するアミノ酸等の帯電化合物は樹脂に可逆的に結合する。その後、樹脂のいくつかの10分洗浄を水で実行する。このように、樹脂に結合されないサンプルに存在する化合物を取り除く。続いて、樹脂に結合された帯電化合物は、1時間30分の間、2M NaOHで溶離する。pH8からpH14の間を有する他のあらゆるアルカリも溶離溶液として使用可能である。得られた溶離物を、例えば逆浸透システムまたは他の適切な機器等のあらゆる従来の既知の方法を使用して、任意に脱塩することができる。サンプルに存在するチオスルフィン酸を、それらが揮発性かつ帯電されないため、この工程で取り除く。
一度、S−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システイン型の有機硫黄化合物(化学式1の化合物)が豊富な溶離物が得られたならば、それを濃縮することが必要である(工程vii)。濃縮を、器具内または他の適切な装置で到達する真空圧によって40℃から70℃の間の温度で真空を使用しながら、先行技術に記載されるあらゆる従来方式、例えば恒温槽中の回転蒸発装置を使用する蒸発、によって実行することができる。
本発明の1つの実施形態において、上記の方法は、エタノールの追加によって上記の工程(vii)で得られた溶離物の沈殿または結晶化に帰着する追加の工程を任意に含み得る。
最後に、工程(viii)は先の工程で得られた抽出物を乾かすことに帰着する。
乾燥させることで、抽出物の貯蔵法は、それが粉末の特性を有するまで含水率を減少させることにより求められ、よってその耐用年数が延長される。この型のシステムの例は、限定されないが、凍結乾燥、真空乾燥、空気乾燥および噴霧化である。
本発明の1つの実施形態において、本発明の方法によって得られたS−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システイン型の化合物の純度は、クロマトグラフィーによって測定される。好ましい実施形態において、抽出物に存在する有機硫黄化合物の純度は高速液体クロマトグラフィー(HPLC)によって測定される。好ましい実施形態において、上記に記載された方法によって得られた化学式1の有機硫黄化合物の純度は、60%以上である。好ましい実施形態において、純度は70%以上である。また更に好まれる実施形態において、純度は80%以上である。また更に好まれる他の実施形態において、純度は90%以上である。
他の実施形態において、上記のプロセスによって得られた抽出物を、植物出発材料と比較して50倍以上までの、式1の化合物で富化する。好ましい実施形態において、植物出発材料と比較して抽出物を70倍以上までの化学式1の化合物で富化する。
他の実施形態において、本発明は、薬物としての使用のための化学式1の有機硫黄化合物を含む医薬組成物または栄養補助組成物に関する。1つの実施形態において、本発明は、ヒトまたは動物における慢性炎症を招く疾患の処置における使用のための化学式1の有機硫黄化合物を含む医薬組成物または栄養補助組成物に関する。更に好ましい実施形態において、本発明は、多発性硬化症の処置において使用するための化学式1の有機硫黄化合物を含む医薬組成物または栄養補助組成物に関する。更に好ましい他の実施形態において、本発明は、前述の実施形態による使用の医薬組成物または栄養補助組成物に関し、化学式1の有機硫黄化合物はS−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システインから選択される。また更に好ましい他の実施形態において、本発明は、前述の実施形態に従った疾患の処置での使用のための医薬組成物または栄養補助組成物に関し、化学式1の有機硫黄化合物はS−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システインから選択される。更に好ましい実施形態において、上記の実施形態に従った有機硫黄化合物は、S−アリル−L−システイン、S−メチル−L−システインおよび/またはSプロピル−L−システイン)から選択される化学式1に従った有機硫黄化合物を含有する。更に好ましい実施形態において、化学式1の有機硫黄化合物はS−アリル−L−システイン(SAC)である。
1つの他の実施形態において、本発明は、ヒトまたは動物における慢性炎症を招く疾患の処置のための化学式1の有機硫黄化合物を含む医薬組成物または栄養補助組成物の使用に関する。更に好ましい実施形態において、病気は多発性硬化症である。また更に好ましい他の実施形態において、本発明は、前述の実施形態のいずれかに従った医薬組成物または栄養補助組成物の使用に関し、化学式1の有機硫黄化合物はS−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システインから選択される。更に好ましい実施形態において、上記の実施形態に従った有機硫黄化合物は、S−アリル−L−システイン、S−メチル−L−システインおよび/またはSプロピル−L−システイン)から選択される化学式1に従った有機硫黄化合物を含有する。更に好ましい実施形態において、化学式1の有機硫黄化合物はS−アリル−L−システイン(SAC)である。
他の実施形態において、本発明は、ヒトまたは動物において慢性炎症を招く疾患の処置のための医薬組成物または栄養補助組成物を調製するための化学式1の有機硫黄化合物の使用に関する。更に好ましい実施形態において、病気は多発性硬化症である。また更に好ましい他の実施形態において、本発明は、前述の実施形態のいずれかに従った医薬組成物または栄養補助組成物を調製するための化学式1の有機硫化化合物の使用に関し、化学式1の有機硫黄化合物はS−アルケニル−L−システインまたはS−アルキル−L−システインから選択される。更に好ましい実施形態において、上記の実施形態に従った有機硫黄化合物は、S−アリル−L−システイン、S−メチル−L−システインおよび/またはSプロピル−L−システイン)から選択される化学式1に従った有機硫黄化合物を含有する。更に好ましい実施形態において、化学式1の有機硫黄化合物はS−アリル−L−システイン(SAC)である。
他の実施形態において、本発明は、ヒトまたは動物における慢性炎症を招く疾患の処置のための化学式1の有機硫黄化合物を含む薬学的に許容可能な量の薬物を投与することを含む処置の方法に関する。更に好ましい実施形態において、疾患は多発性硬化症である。他の更に好ましい実施形態において、本発明は、前述の実施形態のいずれかに従った処置の方法に関し、化学式1の有機硫黄化合物はS−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システインから選択される。更に好ましい実施形態において、化学式1の有機硫黄化合物は、S−アリル−L−システイン、S−メチル−L−システインおよび/またはSプロピル−L−システイン)から選択される。更に好ましい実施形態において、式1の有機硫黄化合物はS−アリル−L−システイン(SAC)である。
慢性炎症は、長期間持続(数週間または数か月)する炎症であると考えられ、ここで進行中の炎症、組織損傷、および治癒を試みる兆候が同時に認められる。それは急性炎症の症状の進展かもしれないが、慢性炎症はしばしば軽度、多くの場合無症性の隠れた反応として始まる。それは、特定の微生物によって引き起こされた持続感染に関連し、毒性を有する可能性のある外因性または内因性の薬剤および自己免疫に長期的に暴露される。それが、しばしば過剰な免疫反応により生じ、これは感染に応じて利益の代わりに損傷を引き起こす。慢性炎症を中へ招くヒトおよび家畜疾患の例は次のとおりである:多発性硬化症、慢性関節リウマチ、アルツハイマー病、癌、動脈硬化症、潰瘍性大腸炎、クローン病、不確定な大腸炎、コラーゲン蓄積大腸炎、 リンパ球性大腸炎、結核、肺線維症、リンパ管炎、リンパ節炎、珪肺症および気管支喘息。
S−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システイン型の有機硫黄化合物(化学式1)は更に長けた経口の生物学的利用能を有し、およびN−アセチル・システイン(NAC)等の他の酸化防止剤化合物の腸の粘液分解酵素の活性が欠ける。NACの投与は粘膜上に変質を引き起こし、それらの弱体化、腸管腔からのLPSの転座を促進、かつ有機体における炎症促進性の反応の誘発を導く。S−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システイン型の有機硫黄化合物の活性を減少させるジスルフィド架橋の欠如は、それらの高い生物学的利用能およびNACの炎症促進性の効果の欠如について明らかにすることを可能にする。NAC中のジスルフィド架橋を減少させる活性の存在は、その粘液分解酵素の活性の基礎であるが、その炎症促進性の効果およびその低い生物学的利用能の役割を担っているように思わる。
次の例は、本発明の特定の実施形態を詳細に例示し記載する目的で示される。それらはあらゆる面で、本発明の範囲の制限と見なすことができない。
実施例1:ニンニク球根(ネギ属ニンニク)からS−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システイン型の有機硫黄化合物が富化された抽出物を得ること
植物原材料を始めるように、5000gの品種紫ニンニクのニンニク球根(ネギ属ニンニク)(ajo morado;La Veguilla SL)を使用する。サンプルを、3つの水を80℃の温度で1時間加える、水中のブランチング処置に曝した。このように、出発植物材料の内因性の酵素を不活性化する。この後、製造者の指示に従い、サンプルは最高速度で産業ブレンダー(Sammic TR 250)を使用する粉砕によって均質化された。
水性抽出物を、連続的に配置された400、200、100および50μmの細孔径のセルロースフィルターを用いたプレスされた層ろ過システム(COLOMBO(登録商標)(イタリア))を使用するろ過によって固体バイオマスから分離した。得られたろ液(水性抽出物)に対し、豚の腎臓からのガンマ−グルタミルトランスペプチターゼ(γ−GTP)の0.5のU/mlを加え、抽出物を6のpH、および37℃の温度で、12時間、インキュベートする。インキュベートの後、酵素を80℃で20分間のインキュベートすることにより不活性化する。
抽出物に存在するスルホキシドを取り除くために、C−Sリアーゼ活性を有するニンニク球根(ネギ属ニンニク)の粗製抽出物から得られた抽出物である野菜の起源のアリイナーゼを、予め1対3の比率の水における均質化された新鮮なニンニクにより得る(水の各3 mLに対しニンニクの1グラムおよび液体抽出物から廃棄物の固体部分を分離すること)。次に、この抽出物を、37℃およびpH6で8時間、プロセスの先の工程で得られたサンプルでインキュベートした。
得られた抽出物をpH 4.75で2時間、予め水で洗浄された強い酸性の陽イオン交換マトリックス(アンバーライトIR 120H+)とそれを接触させることにより精製した。その後、2回連続した10分洗浄を水で行い、S−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システイン型の有機硫黄化合物が富化された抽出物を2M NaOHで1時間30分溶離し、対象硫化アミノ酸が豊富なフラクションを得た。
先の工程で得られたフラクションを、60℃で恒温槽(Rotavapor(登録商標)R−250 EX)中のエバポレーター(rotavapor)を用いて濃縮し、得られた生成物を凍結乾燥(テルスター(登録商標)LyoBeta)によって乾燥し、40gの粉末組成物を得た。
上記のプロセスによって得られたS−アルケニル−L−システインおよびS−アルキル−L−システイン型の有機硫黄化合物の量を決定するために、サンプルに存在するSACの量をHPLC(高速液体クロマトグラフィー)によって分析した。表1は、得られたSACの量と、出発材料中のSACの量、および熟成ニンニクエキス(AGE)から得られた産出の間の比較を示す:
表1で見られるように、本発明の方法を用いて、AGE生産方式などの先行技術に記載された方法を用いるよりも、59倍以上のSACを得た。プロセスは、新鮮なニンニクにおける7mg/gの濃度で見られるアリインの量を大幅に減らすことを更に可能にし、一方で本明細書に記載された方法は新鮮なニンニクに対してスルホキシドの量をおよそ30倍、および商業用のAGEプロセスと比較して約4倍減らすことができた。このプロセスはAGE(10から20か月)を得るために使用した手順をよりはるかに短い、およそ24時間の存続時間を有した。
実施例2:本発明の方法を使用する高度に精製されたSACを得ること
1000gの品種紫ニンニク(ajo morado;La Veguilla SL)のニンニクの皮を向いた球根(ネギ属ニンニク)を植物原材料として使用し、調製し、例1と同じ状態で粉末にした。一度、固体バイオマスを均質化すると、それを例1の同じ手順を使用して、ろ過によって水性抽出物から分離する。
得られた液体抽出物をpH6.8に調節し、その後デンプン液化バチルスから0.25U/mlのバクテリアのγ−グルタミル・トランスフェラーゼ(γ−GT)を加え、55℃で4時間インキュベートした。インキュベートの後、酵素を、90℃での15分間サンプルをインキュベートすることにより不活性化した。
得られた水性抽出物を、例1に記載された手順に従って精製し濃縮し、アリイナーゼで酵素処置に曝した。精製された化合物を濃縮した後に、サンプルをエタノールと沈殿した。これについて、4つの96%のエタノールを濃縮工程で得られた量に関して加えた。サンプルに存在する有機硫黄化合物を沈殿し、6000rpmで10分間の遠心分離によって回収した。続いて、サンプルを、無水アルコールを混濁するまで加えることにより結晶化し、次にサンプルを冷蔵下(4℃)で24時間放置する。この後、結晶を室温で8時間の真空下で乾燥することにより分取し、2.5gの最終生産物を得た。
このプロセスで生産されたSACの濃縮および純度を、HPLC(高速液体クロマトグラフィー)によって決定する。表2は、本明細書に記載された方法によって得られたSACの量と、出発材料に存在するSACの量との間の比較を示す。手順を比較するために、両方の量は、新鮮な生のニンニク1グラムごとに得られたSACのミリグラムを指す。
表2で見られるように、記載された手順によって、90%以上の純度の程度を有したS−アリル−L−システイン化合物(SAC)の抽出物を得ることは可能であり、また、SAC/アリイン比率は、新鮮なニンニクにおいて0.0042から、本発明の方法によって富化された抽出物において25.55まで増加した。これはこの手順がアリインと比較して6085倍、SACの製剤を富化したことを意味し、両方がニンニクの1グラムごとで生産されるSACの量を増加し(76.6倍まで増加)、かつニンニクに存在する主なスルホキシドであるアリインの量を減らす(80倍に減少)。本発明に記載された方法を使用するスルホキシドの除去は、ニンニクの主な生物活性化合物(SAC)を高度に富化した生成物を得ることを可能にし、次に、これはニンニクの口臭や多くの被験体におけるニンニクの消費によって引き起こされる胃刺激、および腸内菌叢の一部を破壊する原因となる分解産物の原因である、非常に少ない量のアリインを有する。
実施例3:自己免疫性神経変性疾患である多発性硬化症(EAE)の動物モデルの処置における本発明の方法に従って得られたSACの使用
次に、実験は、EAE(実験的自己免疫性脳脊髄炎)を有するラットにおけるSACの効果を調査するように計画され、これはヒトにおけるこの神経変性疾患のための新しい処置法の開発のために広く使用される多発性硬化症のモデルである。その病気に対するこの化合物の効果を評価するために、関節の各々および尾における可動性の臨床パラメータの変化(臨床スコアまたは臨床評価)が、ラット中の関節可動性の変化について説明する酸化ストレスのバイオマーカーと同様に測定された。
70匹のダークアグーチラットが使用され、35匹が雌で35匹が雄であった。10匹の動物の各グループは、個々の箱に収容された5匹の雄のラットおよび個々の箱に同等に保持された5匹の雌のラットを有した。次のグループが含まれた:i)対照(未処置の健康な動物);ii)ビヒクル(EAE誘発ペプチド、MOGペプチド(オリゴデンドロサイトミエリン糖タンパク質)なしで、100マイクロリットルのフロインド完全アジュバント(FCA)を尾に注入された動物);iii)EAE(100マイクロリットルのFCAにおける150μgのMOG(シグマ−オールドリッチ)を尾内に一度注入された動物);iv)EAE+ジメチルフマル酸塩(EAE+DMF);v)EAE+N−アセチルシステイン(EAE+NAC);およびvi)EAE+SAC。NAC及びSACを用いた処置は、プローブを使用し、動物の重量の50mg/kgの投与量で経口的に動物へ投与された。
ラットの可動性を、Perez−Nievas(Perez−Nievas 2010)によって記載された方法を使用して評価され、0は疾患に侵された関節または尾も有していないことと等しい;1は尾における麻痺と等しい;2は後脚における部分的可動性と等しい;3は後脚における麻痺と等しい;4は後脚における麻痺および前足における部分的可動性と等しい、および、5は死にかけている、あるいは道義的な理由で犠牲ならなければならない動物と等しい。
研究の終わりに、ケタミンで腹腔麻酔を75mg/kgで使用し、制御された温度で動物の首を切断した(Imalgene100mg/ml、Merial Laboratories、バルセロナ(スペイン))。緩衝剤としてpH7.4で20mMトリスを使用し、脳、血液および脊髄を抽出し、計量し、かつ機械式ホモジナイザー(Tempest Virtis)で均質化した。サンプルを冷たいまま遠心分離機にかけ、上澄を直ちに採取し、かつ−80℃で保存した。
総タンパク質のレベルをブラッドフォード法によって定量化し、本来の組織重量を参照した。脂質過酸化(LPO)、総グルタチオン(tG)および還元グルタチオン(GSH)などの酸化ストレス・パラメータをその後、Bioxytech SA(Oxis International、ポートランド、オレゴン、アメリカ)のキットを使用して、血液、脳および脊髄で測定した。それぞれLPO−586、GSH−420およびGSH−400。酸化したグルタチオン・レベル(GSSG)を、総グルタチオンから還元グルタチオンを引くことで計算し、GSH/GSSG比率を計算した。
統計分析をSPSSプログラム(SPSS Iberica、マドリード、スペイン)で実行した。データを平均±標準偏差(SD)として報告する。全てのグループが正規分布を示し、従ってBonferroniの補正で一元配置分散分析を使用した。35日(臨床評価−35)で生化学的なパラメータと動物の可動性との間の相関を分析するために、スピアマンの順位相関係数(Spearman’s rho correlation coefficient)を使用した。統計的有意性のレベルをp<0.05で設けた。
結果は、先行技術に先に記載されているような疾患の臨床評価において雄と雌の間に同様の進展を示したため、雄と雌が分けられたサブグループは分析されなかったが、10匹の動物が一緒のセットは分析された(図3)。FCAでMOGを使用して疾患が誘発された動物のグループおよび処置を受けなかったものにおいて14日目から35日目の間に、可動性の臨床評価(CA)の増加があり、すなわち動物は、脚と尾において可動性の減少を示した。14日(CA−14d)での値を35日(CA−35d)での値から引いた後に得られた可動性の臨床評価の変動は、EAEを有する及び処置なしの動物において陽性であったが、これは可動性が14から35日目の間に減少し続けたことを示す。DMF、NACおよびSACで処置された動物の3つのグループは、35日目から14日目の間で可動性の臨床的評価の減少、すなわち、ヒトにおける多発性硬化症の処置のためにクリニックで使用される薬であるDMFでの処置の結果として可動性が増加する。同様のことがN−アセチル−システイン(NAC)、既知の酸化防止剤、及び本発明の方法によって得られたニンニクに由来したSAC(S−アリル−L−システイン)での処置で認められる。これらの結果は、SACが多発性硬化症患者ための適切な食物サプリメントになりえることを実証する。
しかしながら、これらの結果がEAEの処置におけるNAC或いはSACの使用の間に違いがないことを指すように見えると仮定すると、酸化ストレスの異なるバイオマーカーは両方の処置が本当に同等だったかどうかを立証するために分析された。
酸化的障害を、脳と脊髄との両方における脂質過酸化物(LPO)の濃縮、および還元グルタチオン(GSH)と酸化型グルタチオン(GSSG)間のグルタチオン比率を使用して測定する。動物へのFCA(EAE)におけるMOGの注入は、GSH/GSSG比率の減少と同様に、脳および脊髄の両方においてLPOのレベルの増加を引き起こした。図4に示されるように、DMF、NACおよびSACでの処置は未処置動物(EAE)に対してGSH/GSSG比率を増加させたが、MOG/FCAによって誘発された酸化的障害を最小限にすることにおいてNACより更に効果的であるSACを用いると、NACとSACとの間に統計的有意差があったことが更に認められる。
さらに、可動性の臨床的評価と酸化ストレスのバイオマーカーとの間の可能な相関を研究した。正の相関が、脳(r=0.406;p<0.001)での総グルタチオンレベル(Gt)と脂質過酸化物レベル(LPO)の間で認められ、一方で35日目の可動性の臨床評価と、還元グルタチオン(GSH)と酸化型グルタチオン(GSSG)(r=−0.237;p<0.05)との間の比率と、LPOとGSH/GSSG比率(r=−0.237;p<0.01)との間に脳において負の相関があった。脊髄において、正の相関が、35日の可動性の臨床評価とLPOレベル(r=0.559;p<0.001)との間で認められた。さらに、負の相関が、35日目の臨床可動性の臨床評価とGSH/GSSG比率(r=−0.586;p<0.001)、およびLPOレベルとGSH/GSSG比率(r=−0.552;p<0.001)との間で脊髄において認められた。
総合すると、これらの結果は、GSH/GSSG比率およびLPOレベルが酸化的障害の優れたバイオマーカーであり、かつSACがMOG/FCAによって誘発された酸化的障害をNACより高い割合へ修正することを示し、これはSACが多発性硬化症などの炎症性疾患を有する患者に生じるもの等の、脳に酸化的障害を有する患者にとってよりよいサプリメントであることを示す。
実施例4:MOG/FCAで誘発されたEAEを有する動物における異なる濃縮のNACまたはSACで処置された動物における可動性、およびLBP並びにLPSのレベルの臨床パラメータと比較
次に、NACおよびSACの効果がEAEの動物モデルに投与された投与量によって異なったか否かを研究するための実験が計画された。これについて、関節および尾の各々での可動性の臨床パラメータにおける変化(臨床スコアまたは臨床評価)を、NACとSACの異なる2つの投与量で測定した:18mg/kgおよび50mg/kgを週5日経口で投与し、および例3と同じ実験計画が続いた。
70匹のダークアグーチラット、35匹が雌で35匹が雄を使用した。10匹の動物の各グループは、個々の箱に収容された5匹の雄のラットおよび個々の箱に同等に保持された5匹の雌のラットを有した。次のグループが含まれた:i)対照(未処置の健康な動物);ii)ビヒクル(EAE誘発ペプチド、MOGペプチドなしで、100マイクロリットルのフロインド完全アジュバント(FCA)を尾に注入された動物);iii)EAE(100マイクロリットルのFCAにおける150μgのMOG(シグマ−オールドリッチ)を尾に一度注入された動物);iv)EAE+18mg/kgでN−アセチルシステイン(EAE +NAC18);iv)EAE+50mg/kgでN−アセチルシステイン(EAE+NAC50);vi)EAE+18mg/kgでSAC(EAE+SAC18)およびvi)EAE+50mg/kgでSAC(EAE+SAC50)。NACとSACでの処置は、動物に経口で週5日、動物の重量の18mg/kgあるいは50mg/kgの投与量で投与された。
動物の可動性、それらの犠牲、組織管理、総たんぱく質の決定および統計分析の分析を、先に例3で記載されたように実行した。
リポ多糖結合可溶性リポタンパク質(LBP)レベルの測定を、サンドイッチELISAシステムにおけるLBP可溶性ELISAキット(LBP soluble ELISA Kit)(Enzo(登録商標)(アメリカ))を用いて、製造者の指示に従い行った。血液と脊髄中のリポ多糖(LPS)のレベルを、製造者の指示に従って、Thermo Scientific(アメリカ)によって供給されPierce LAL Chromogenic endotoxin quantification kitを用いて、製造者の指示に従い測定した。データは組織タンパク質の1ミリグラム当たりの菌体内毒素ユニットとして示される。
図5は、35日目から14日目の間の増加と同様に、35日目の可動性の臨床評価の変化の結果を表わす(Δ臨床評価)。可動性の臨床評価の減少は、処置の結果として生じる可動性の増加を意味する。NACの18mg/kgの投与量は、35日目から14日目の間の可動性の臨床評価の減少を引き起こさず、これを進行またはNACで処置された動物の症状において進行或いは改善がなかったと解釈した。
反対に、SACの18mg/kgの使用は、NACの50mg/kgまたはSACが引き起こした可動性と同等の臨床評価の減少を引き起こした。これは、SACの18mg/kgの投与量が、NACの等価投与量よりも効果的だったことを示す。しかしながら、50mg/kgの投与量で、両方の処置間の違いが消滅したが、これは処置なしのEAEを有する動物のグループに対して同等に効果的だった。
その後、脳、脊髄および血液(図6)における可溶性LBPタンパク質、および血液と脊髄におけるLPSのレベルを測定した(図7)。図6は、最も強力な既知の炎症促進剤のうちの1つであるLPSにおける増加の後に、急性期反応の一部としてLBPがどのように増加したか示す。LPSは最も強力な既知の炎症促進剤のうちの1つである。それは、腸内フロラで発見されたグラム陰性細菌の外膜の構成要素である。腸壁は、血流及び組織中への細菌性生成物の通過に対するバリアとなるが、炎症性状態の結果としてこれらの生成物に対し部分的に透過性があるようになる場合がある。さらに、腸壁によって分泌された粘液によって形成されたLPSの通過に対するバリアがある。NACの広く知られている効果の1つは粘液溶解薬、すなわち粘液を壊し、かつその粘着性を少なくする薬剤することで粘液の分泌を促進する薬剤、としてのその使用である。NACは広く知られている酸化防止剤であるにもかかわらず、粘液溶解薬としてのその効果は、粘液層の厚さを減少させ、並びに腸のLPSに対する浸透性を増加させ得、これはMOG/FCAによって誘発されたEAEの結果として生じた先在する炎症と共に、病気の動物におけるLBPおよび/またはLPSの高レベルを結果としてもたらすことができ得る。これが正確な場合、酸化防止剤としてのNACの有益な効果は、特にNACが慢性的に投与されるプロセスで、薄膜の粘液でのその粘液分解酵素の影響によって減退される可能性がある。
結果は、動物におけるMOG/FCAの注入によって誘発されたEAEの進行が、血液中のLBPの濃縮の約6倍の増加を引き起こしただけでなく、未処置動物に対して脳と脊髄中のLBPの量を増加したことを示す。可溶性LBPにおけるこの増加は、動物におけるEAEによって引き起こされた炎症性反応の結果である。NACおよびSAC等の薬剤を用いた処置が炎症とLBPのレベルを下げるであろうことが期待される。50mg/kgでの投与したNACは、EAEを有する未処置の動物に対する脳中のみでLBPのレベルを減少させた一方で、18mg/kgでNACを用いた処置は、血液中、脊髄中、または脳内のいずれにおいてもLBPのレベルを減少しなかったことが認めされた。しかしながら、SACの18mg/kgは、未処置の動物にEAEと比較し、血液中と脳内の両方でLBPのレベルにおける統計的に有意な減少を引き起こし、かつ血液中と脳内の両方において同じ効果が50mg/kgで認められた。これらの結果は、専門家によって期待されるものに反し、SACはNACに対し量的にも質的にも異なる方法で作用することを示し、SACはNACと比較し炎症性バイオマーカーの減少において優れている。LPSレベルを測定した場合、LBPでの場合と同じ傾向が認められた(図7)。SACの50mg/kgが、同じ濃縮のNACと比較して、血液及び脊髄中のLPSのレベルを著しく下げたことを指摘することは重要である。この事実は、LBPレベルで得られたものと一致する。
まとめて、これらの結果は、LPSおよびLPSにおける増加の後に増加するLBPなどの炎症誘発性生成物のレベルをより更に効果的に減少させることから、SACはNACより優れた抗炎症薬であることを示す。専門家にとって明らかでないこの事実は、NACの使用より優れた代替案として酸化不均衡がある、炎症性疾患を有する患者における支持療法としてSACの使用を支持する。多発性硬化症などの神経変性および炎症性疾患でのこの例は、炎症性疾患の処置におけるSACの使用を支持する。
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Claims (29)

  1. ネギ属の植物から式1の有機硫黄化合物の抽出物を得るためのプロセスであって、前記抽出物にはスルホキシドがないことが特徴とされ、
    式中、ラジカルRは、アルキル基またはアルケニル基として定義され、完全に飽和している1から4までの炭素原子の、直鎖状または分岐した炭化水素鎖に相当し、およびアルケニル基は1から4までの炭素原子の、直鎖状または分岐した炭化水素鎖に相当し、少なくとも1つの不飽和を含み、かつ芳香族でない;
    前記プロセスが:
    i.出発植物材料における内因性酵素を不活性化する工程;
    ii.植物バイオマスを均質化する工程;
    iii.水性抽出物を分離する工程;
    iv.水性抽出物をガンマ−脱グルタミル化する工程;
    v.水性抽出物中のスルホキシドを除去する工程;
    vi.精製する工程;
    vii.濃縮する工程;
    viii.乾燥する工程、
    を含むことを特徴とする、プロセス。
  2. 工程(iv)の後に得られた抽出物は、更に、還元剤で還元工程に曝される、請求項1に記載のプロセス。
  3. 還元剤は亜硫酸水素ナトリウムおよびメタ重亜硫酸ナトリウムから選択される、請求項2に記載のプロセス。
  4. 還元は触媒の存在下で行われる、請求項2に記載のプロセス。
  5. 使用される触媒はヨウ素分子である、請求項4に記載のプロセス。
  6. 抽出物のろ過から成る工程(v)の後に、追加の工程を含む、請求項1から5のいずれか1つに記載のプロセス。
  7. 工程(vii)の後に、結晶化または沈殿化の追加の工程を含む、請求項1から6のいずれか1つに記載のプロセス。
  8. 得られた化学式1の化合物は、S−アリル−L−システイン(SAC)およびS−プロピル−L−システイン(SPC)およびS−メチル−L−システイン(SMC)から選択される、請求項1から7のいずれか1つに記載のプロセス。
  9. 出発植物材料はネギ属の植物の球根である、請求項1から8のいずれか1つに記載のプロセス。
  10. 工程(i)は、30分から2時間、60から110℃の間の温度で湿熱による出発植物材料の熱処理によって行なわれる、請求項1から9のいずれか1つに記載のプロセス。
  11. 工程(ii)は、水性の培地で組織を粉末にすることにより行われる、請求項1から10のいずれか1つに記載のプロセス。
  12. 工程(iii)は、ろ過、あるいは遠心分離によって行なわれる、請求項1から11のいずれか1つに記載のプロセス。
  13. 工程(iv)は、γ−グルタミルペプチダーゼ、γ−グルタミルペプチド転移酵素およびγ−グルタミルトランスフェラーゼ、を含む群から選択された酵素を用いて、工程(iii)で得られた抽出物をインキュベートすることにより実行される、請求項1から12のいずれか1つに記載のプロセス。
  14. スルホキシドを除去する工程はアリイナーゼを用いた酵素処置によって行なわれる、請求項1から13のいずれか1つに記載のプロセス。
  15. 工程(vi)における精製する工程はイオン交換クロマトグラフィーによって行われる、請求項1から14のいずれか1つに記載のプロセス。
  16. 工程(viii)における乾燥する工程は、凍結乾燥、真空乾燥、空気乾燥、あるいは噴霧化によって行われる、請求項1から15のいずれか1つに記載のプロセス。
  17. 得られた化合物は更に、チオスルフィン酸がない、請求項1から16のいずれか1つに記載のプロセス。
  18. 抽出物に存在するスルホキシドの量は、抽出物の中に存在するS−アルケニル−L−システインおよび/またはS−アルキル−L−システインの量に対して20質量%以下の割合である、請求項1から17のいずれか1つに記載のプロセス。
  19. 抽出物に存在するスルホキシドの量は、抽出物の中に存在するS−アルケニル−L−システインおよび/またはS−アルキル−L−システインの量に対して10質量%以下である、請求項1から18のいずれか1つに記載のプロセス。
  20. ヒトまたは動物における、慢性炎症を招く疾患の処置における使用のための化学式1の有機硫黄化合物を含む、医薬組成物または栄養補助組成物。
  21. 慢性炎症を招く前記疾患は多発性硬化症である、請求項20に記載の使用のための医薬組成物または栄養補助組成物。
  22. 化学式1の有機硫黄化合物はS−アルケニル−L−システインまたはS−アルキル−L−システインから選択される、請求項20または21のいずれか1つに記載の使用のための医薬組成物または栄養補助組成物。
  23. 化学式1の有機硫黄化合物は、S−アリル−L−システイン、S−メチル−L−システインおよび/またはS−プロピル−L−システインから選択される、請求項20から22のいずれか1つに記載の使用のための医薬組成物または栄養補助組成物。
  24. 化学式1の有機硫黄化合物はS−アリル−L−システイン(SAC)である、請求項23に記載の医薬組成物または栄養補助組成物。
  25. ヒトまたは動物における、慢性炎症を招く疾患の処置のための薬物の製造において化学式1の有機硫黄化合物を含む、医薬組成物または栄養補助組成物の使用。
  26. 慢性炎症を招く疾患は多発性硬化症である、請求項25に記載の医薬組成物または栄養補助組成物の使用。
  27. 化学式1の有機硫黄化合物はS−アルケニル−L−システインまたはS−アルキル−L−システインから選択される、請求項25または26のいずれか1つに記載の医薬組成物または栄養補助組成物の使用。
  28. 化学式1の有機硫黄化合物は、S−アリル−L−システイン、S−メチル−L−システインおよび/またはS−プロピル−L−システインから選択される、請求項25から27のいずれか1つに記載の医薬組成物または栄養補助組成物の使用。
  29. 化学式1の有機硫黄化合物はS−アリル−L−システイン(SAC)である、請求項28に記載の医薬組成物または栄養補助組成物の使用。
JP2019539829A 2017-01-26 2018-01-25 植物原材料から、スルホキシドなしで、有機硫黄化合物s−アルケニル−l−システインおよびs−アルキル−l−システインが富化された抽出物を調製するプロセス、およびそれらの炎症性疾患の処置における使用 Pending JP2020515520A (ja)

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