JP2021017420A - 脳由来神経栄養因子産生促進剤、神経成長因子産生促進剤、酸化ストレス抑制剤及びそれらの使用 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の第1態様に係る脳由来神経栄養因子産生促進剤は、下記一般式(I)又は(II)で表される化合物を含有する。
一般式(II)中、R21はクロマン環の置換基であり、水酸基、又は炭素数1以上5以下のアルキル基若しくはアルコキシ基である。n21は0以上3以下の整数である。)
一般式(II)中、R21はクロマン環の置換基であり、水酸基、又は炭素数1以上5以下のアルキル基若しくはアルコキシ基である。n21は0以上3以下の整数である。)
一般式(II)中、R21はクロマン環の置換基であり、水酸基、又は炭素数1以上5以下のアルキル基若しくはアルコキシ基である。n21は0以上3以下の整数である。)
上記第5態様に係る神経変性疾患の治療又は予防用食品組成物は、サプリメントであってもよい。
上記第5態様に係る神経変性疾患の治療又は予防用食品組成物は、機能性表示食品であってもよい。
上記第5態様に係る神経変性疾患の治療又は予防用食品組成物は、特別用途食品であってもよい。
上記第5態様に係る神経変性疾患の治療又は予防用食品組成物は、病者用食品又は特定保健用食品であってもよい。
前記エステル加水分解酵素がリパーゼであってもよい。
ヤマブシタケ(山伏茸)は、サンゴハリタケ科サンゴハリタケ属に属し、慣用名は「Lion’s mane mushroom」、学名は「Hericium erinaceus(異名:Hericium erinaceum)」である。ヤマブシタケは、食用キノコであり、抗腫瘍作用、抗肥満作用、不定愁訴軽減、精神疾患の改善効果等を有することが報告されている。最近では、乾燥体、粉末、錠剤等の様々な形態で健康食品として販売されている。ヤマブシタケは、ヘリセノン類、エリナシン類、リン脂質であるジリノレオイルホスファチジルエタノールアミン(DLPE)等を有用成分として含有する。これらのうち、ヘリセノン類及びエリナシン類は、脳内でのNGFの産生を促進することで認知機能を改善することが報告されている。また、DLPEはアルツハイマー型認知症の原因物質であるアミロイドβタンパク質により引き起こされる小胞体ストレス誘導性神経細胞死を抑制することが報告されている。
発明者は、これら有用成分の中でも、ヘリセノン類に着目した。
ヘリセノン類には多種の同族体が存在し、具体的には、ヘリセノンA、ヘリセノンB、ヘリセノンC、ヘリセノンD、ヘリセノンE、ヘリセノンF、ヘリセノンG、ヘリセノンHが挙げられる。これらの中でも、ヘリセノンC〜Eは、下記一般式(IA)で表される化合物であり、基本骨格が同一であり、脂肪酸側鎖の種類が異なる化合物である。また、ヘリセノンF〜Hは、下記一般式(IIA)で表される化合物であり、基本骨格が同一であり、脂肪酸側鎖の種類が異なる化合物である。
よって、ヘリセノンC〜Hの分解物を生体内に投与することで、脳及び腸におけるBDNFやNGFの産生が促進されて、脳における直接的な精神疾患の改善作用に加えて、腸内環境を維持する腸管神経叢の活性化を促し、腸内環境の改善により間接的に精神疾患を改善する効果が期待できる。
さらに、後述する実施例に示すように、脳及び腸におけるBDNFやNGFの産生により、酸化ストレスによる細胞死を抑制させることができる。
本実施形態のBDNF産生促進剤、NGF産生促進剤及び酸化ストレス抑制剤は、下記一般式(I)又は(II)で表される化合物(以下、それぞれ「化合物(I)」及び「化合物(II)」と称する場合がある)を含有する。
一般式(II)中、R21はクロマン環の置換基であり、水酸基、又は炭素数1以上5以下のアルキル基若しくはアルコキシ基である。n21は0以上3以下の整数である。)
化合物(II)はヘリセノンF〜Hの分解物及び該分解物の誘導体である。
本実施形態のBDNF産生促進剤、NGF産生促進剤及び酸化ストレス抑制剤は、ヘリセノンC〜Eの分解物及びヘリセノンF〜Hの分解物に加えて、BDNF及びNGF産生促進効果、並びに酸化ストレス抑制効果を損なわない範囲で、それら分解物の誘導体を有効成分として含有することができる。
R11における炭素数1以上5以下のアルキル基としては、鎖状であってもよく、環状であってもよい。鎖状アルキル基としては、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。
直鎖状アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基等が挙げられる。
分岐鎖状アルキル基としては、例えば、イソプロプル基、sec−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ネオペンチル基、イソペンチル基、sec−ペンチル基、3−ペンチル基、tert−ペンチル基等が挙げられる。
環状アルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基等が挙げられる。
中でも、R11における炭素数1以上5以下のアルキル基としては、鎖状アルキル基であることが好ましく、直鎖状アルキル基であることがより好ましく、炭素数1以上3以下の直鎖状アルキル基であることがさらに好ましく、メチル基又はエチル基であることが特に好ましい。
直鎖状アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、n−ブトキシ基、n−ペントキシ基等が挙げられる。
分岐鎖状アルコキシ基としては、例えば、イソプロポキシ基、tert−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、イソブトキシ基、イソペントキシ基、ネオペントキシ基、tert−ペントキシ基等が挙げられる。
R21における炭素数1以上5以下のアルキル基及びアルコキシ基としては、上記R11において例示されたものと同様のものが挙げられる。
n21は0以上3以下の整数であり、0以上2以下の整数が好ましく、0又は1がより好ましく、0がさらに好ましい。n21が0であるとき、クロマン環は置換基を有しない。
本実施形態のBDNF産生促進剤、NGF産生促進剤及び酸化ストレス抑制剤に含まれる上記化合物(I)又は上記化合物(II)は、例えば、後述する実施例に示すように、ヘリセノンC〜Hをエステル加水分解酵素で処理することで製造することができる。エステル加水分解酵素としては、脂溶性基質(水に不溶の基質)であるヘリセノンC〜Hに作用する酵素であればよく、例えば、リパーゼ、エステラーゼ類等が挙げられる。一般に、リパーゼは三価アルコールであるグリセリンと3個の高級脂肪酸とのエステル、すなわち、中性脂肪を加水分解する酵素を指し、エステラーゼ類は一価アルコール類と低級脂肪酸とのエステルを加水分解するものを指す。しかしながら、一価アルコール類の低級脂肪酸エステルをある程度加水分解することができるリパーゼもあり、また、中性脂肪をある程度加水分解することができるエステラーゼ類もある。このような特性を有するリパーゼやエステラーゼ類も使用することができる。中でも、有機溶媒への耐性が強く、生体内に存在する酵素であることから、リパーゼが好ましい。これらエステル加水分解酵素は、動物の膵液、腸壁及び肝臓、植物種子、カビ類、細菌から採取された天然由来のものであってもよく、化学的に合成されたものであってもよい。
本実施形態の神経変性疾患の治療又は予防用医薬組成物(以下、単に「本実施形態の医薬組成物」と略記する場合がある)は、上記BDNF産生促進剤、上記NGF産生促進剤又は上記酸化ストレス抑制剤を含有する。
上記BDNF産生促進剤、上記NGF産生促進剤又は上記酸化ストレス抑制剤と他の薬剤とは、同一の製剤にしてもよく、別々の製剤にしてもよい。また、各製剤は、同一の投与経路で投与してもよく、別々の投与経路で投与してもよい。更に、各製剤は、同時に投与してもよく、逐次的に投与してもよく、一定の時間乃至期間を空けて別々に投与してもよい。一実施態様において、上記BDNF産生促進剤、上記NGF産生促進剤又は上記酸化ストレス抑制剤と他の薬剤とは、これらを包含するキットとしてもよい。
本実施形態の神経変性疾患の治療又は予防用食品組成物(以下、単に「本実施形態の食品組成物」と略記する場合がある)は、上記BDNF産生促進剤、上記NGF産生促進剤又は上記酸化ストレス抑制剤を含有する。
本実施形態の神経変性疾患の治療又は予防用サプリメント(以下、単に「本実施形態のサプリメント」と略記する場合がある)は、上記BDNF産生促進剤、上記NGF産生促進剤又は上記酸化ストレス抑制剤を含有する。
一実施形態において、本発明は、上記化合物(I)又は上記化合物(II)の有効量を、治療を必要とする患者又は患畜に投与することを含む、神経変性疾患の治療方法を提供する。なお、ここでいう「有効量」とは、望ましい治療措置に従って投与したときに、医師、臨床医、獣医、研究者、又は他の適切な専門家が求める生物学的、医学的効果若しくは応答を誘発する上記化合物(I)若しくは上記化合物(II)の量、又は上記化合物(I)若しくは上記化合物(II)及び1種類以上の活性剤の組み合わせの量を意味する。好ましい有効量は神経変性疾患を抑制又は改善する量である。また、「有効量」には、予防に有効な量、すなわち、疾患状態の予防に適する量が包含される。
(リパーゼ処理によるヘリセノンC分解物の経時変化)
まず、ヤマブシタケ子実体(83g)を凍結乾燥し、エタノール500mLに浸漬させ、室温で180rpm、24時間振とう抽出した。エタノール抽出液は吸引ろ過によって回収した。抽出液を45℃でロータリーエバポレーターにより濃縮し、真空デシケーターで乾燥させることによりエタノール抽出物を得た。
(リパーゼ処理によるin vitroでのヘリセノンC分解物の単離及び同定)
実施例1と同様の方法を用いて、リパーゼ処理物を得た。得られたリパーゼ処理物を逆相分取HPLCにて精製し、ヘリセノンC分解物を得た。構造解析は13C−核磁気共鳴(NMR)装置と高速原始衝撃−質量分析計(FAB−MS)(マトリックス:3−ニトロベンジルアルコール)を用いて行なった。13C−NMRのケミカルシフト値を表1に示す。
(ヘリセノンC及びヘリセノンC分解物の生体内利用性及び血液脳関門通過に関するin silico予測)
ヘリセノンC及び実施例2で得られたヘリセノンC分解物について、ACD/I−lab2.0(URL:https://ilab.acdlabs.com/iLab2/、アクセス日:2015年2月2日)、及び既報の3種の生体内利用性予測ルール(Lipinski’s rule、Verber’s rule、及びZhu’s rule)(参考文献1:「Zhu J et al., “Recent developments of in silico predictions of oral bioavailability.”, Comb Chem High Throughput Screen, Vol. 14, Issue 5, p362-374, 2011.」)を用いて、ヘリセノンC及びヘリセノンC分解物の生体内利用性及び血液脳関門通過の予測を行なった。結果を表2に示す。
(ヘリセノンC及びヘリセノンC分解物による1321N1細胞、SH−SY5Y細胞及びCaco−2細胞のBDNF発現量への影響)
ヒトアストロサイトーマ1321N1細胞及びヒト結腸癌由来の細胞株Caco−2細胞は2.0×105cells/wellにて、ヒトニューロブラストーマSH−SY5Y細胞は4.0×105cells/wellにて、12ウェルプレートに播種した。1321N1細胞は培養開始から48時間後に培地をウシ胎児血清(FBS)無配合の培地に交換し、さらに、24時間後にヘリセノンC又はヘリセノンC分解物を培地中の濃度が12.5μg/mLとなるように添加した。Caco−2細胞は培養開始から48時間後に培地を交換し、ヘリセノンC又はヘリセノンC分解物を培地中の濃度が12.5μg/mLとなるように添加した。SH−SY5Y細胞は培養開始から72時間後に培地を交換し、ヘリセノンC又はヘリセノンC分解物を培地中の濃度が12.5μg/mLとなるように添加した。3時間(1321N1細胞)又は24時間(Caco−2細胞及びSH−SY5Y細胞)のヘリセノンC又はヘリセノンC分解物存在下での培養後、リアルタイムPCRによりBDNFのmRNA転写量を評価した。具体的には、培養後の各細胞について培地を除去し、ISOGEN II(ニッポンジーン社製)を用いて、全RNAを抽出した。次いで、ReverTraAce(登録商標) qPCR RT Master Mix with gDNA Remover(東洋紡社製)を用いてRNAからcDNAを合成した。次いで、KAPA SYBR Fast qPCRキット(Kapa Biosystems社製)を用いてリアルタイムPCRを行なった。cDNAテンプレート量は、対照サンプルのハウスキーピング遺伝子であるβ−アクチンを100ng、BDNFを200ngとした。ポジティブコントロールとしてヤマブシタケエタノール抽出物(培地中濃度:100μg/mL)を用いた。また、リアルタイムPCRで用いたプライマーを以下の表3に、リアルタイムPCRのプログラムを以下の表4に示す。リアルタイムPCRの結果を図2に示す。なお、図2において、コントロールは、各細胞におけるβ−アクチン転写量を示し、各細胞でのBDNF転写量は、β−アクチン転写量を1としたときの相対値で表している。「Hericenone C derivative」とはヘリセノンC分解物である。サンプル間の有意差はStudent’s−t−testにて検出した(*:p<0.1、**:p<0.01)。測定サンプル数は各群でn=3である。
(ヘリセノンC及びヘリセノンC分解物による1321N1細胞に対する酸化ストレス毒性への影響)
1321N1細胞を3.0×104cells/wellにて、12ウェルプレートに播種した。培養開始から24時間後、ヘリセノンC又はヘリセノンC分解物を培地中の濃度が1.6、3.1、6.3又は12.5μg/mLとなるように添加して、ヘリセノンC又はヘリセノンC分解物存在下で3時間培養した(以下、各細胞群をそれぞれ「ヘリセノンC処理群」及び「ヘリセノンC分解物処理群」と称する場合がある)。その後、ヘリセノンC又はヘリセノンC分解物を含有する培地を除去し、酸化ストレスとして過酸化水素H2O2含有培地に交換し、24時間培養した。培養後、MTT試験により細胞生存率を評価した。ポジティブコントロールとしてヤマブシタケエタノール抽出物(培地中濃度:5又は10μg/mL)を用いた。結果を図3に示す。図3において、「NC」は過酸化水素不含培地で培養した1321N1細胞(以下、「NC群」と略記する場合がある)であり、「TC」は過酸化水素含有培地で培養した1321N1細胞(以下、「TC群」と略記する場合がある)である。TC群よりも細胞生存率が上昇した細胞群は酸化ストレス毒性の緩和効果を有するものと判断した。また、各細胞群での細胞生存率は、NC群における細胞生存率を100%としたときの相対値で表している。サンプル間の有意差はTukey testにて検出した(p<0.01)。測定サンプル数は各群でn=4である。
Claims (14)
- 請求項1若しくは2に記載の脳由来神経栄養因子産生促進剤、請求項3若しくは4に記載の神経成長因子産生促進剤、又は、請求項5若しくは6に記載の酸化ストレス抑制剤を含有する、神経変性疾患の治療又は予防用医薬組成物。
- 請求項1若しくは2に記載の脳由来神経栄養因子産生促進剤、請求項3若しくは4に記載の神経成長因子産生促進剤、又は、請求項5若しくは6に記載の酸化ストレス抑制剤を含有する、神経変性疾患の治療又は予防用食品組成物。
- サプリメントである、請求項8に記載の神経変性疾患の治療又は予防用食品組成物。
- 機能性表示食品である、請求項8又は9に記載の神経変性疾患の治療又は予防用食品組成物。
- 特別用途食品である、請求項8又は9に記載の神経変性疾患の治療又は予防用食品組成物。
- 病者用食品又は特定保健用食品である、請求項11に記載の神経変性疾患の治療又は予防用食品組成物。
- 請求項1若しくは2に記載の脳由来神経栄養因子産生促進剤、請求項3若しくは4に記載の神経成長因子産生促進剤、又は、請求項5若しくは6に記載の酸化ストレス抑制剤の製造方法であって、
ヘリセノンC〜Hからなる群より選ばれる少なくとも1種のヘリセノン類をエステル加水分解酵素処理することを含む、製造方法。 - 前記エステル加水分解酵素がリパーゼである、請求項13に記載の製造方法。
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