JP2024007997A - Composition for glucose metabolism activation, and product including composition for glucose metabolism activation - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、糖代謝活性化用組成物及び糖代謝活性化用組成物を含有する製品に関するものである。 The present disclosure relates to a composition for activating sugar metabolism and a product containing the composition for activating sugar metabolism.
特許文献1には、特定の化合物を有効成分として含有する糖代謝改善用組成物が開示されている。 Patent Document 1 discloses a composition for improving sugar metabolism containing a specific compound as an active ingredient.
従来、糖代謝を促進する物質は各種存在するが副作用が懸念されている。また、解糖系、クエン酸回路などの反応効率を向上させる手法として、例えば、アミノ酸や糖類や酵素の活用などが知られているが、いずれも高価な素材を必要とするという課題がある。 Conventionally, there are various substances that promote sugar metabolism, but there are concerns about side effects. In addition, methods to improve the reaction efficiency of glycolysis, citric acid cycle, etc. include the use of amino acids, sugars, and enzymes, but all of these methods require expensive materials.
本開示は、上記課題に鑑みてなされたものであり、新たな糖代謝活性化用組成物を提供することを目的とする。本開示は、以下の形態として実現することが可能である。 The present disclosure has been made in view of the above problems, and aims to provide a new composition for activating sugar metabolism. The present disclosure can be realized as the following forms.
本開示の糖代謝活性化用組成物は、濃度1×108個/mL以上のウルトラファインバブルを有効成分として含有する。 The composition for activating sugar metabolism of the present disclosure contains ultrafine bubbles having a concentration of 1×10 8 bubbles/mL or more as an active ingredient.
本開示によれば、新たな糖代謝活性化用組成物を提供できる。 According to the present disclosure, a new composition for activating sugar metabolism can be provided.
ここで、本開示の望ましい例を示す。
・糖代謝活性化用組成物は、酵母エキス、グルコース、塩化ナトリウム、リン酸2カリウム、ペプトン、カゼイン-スイ消化ペプトン、及び大豆-パパイン消化ペプトンからなる群より選択される少なくとも1種を含有するとよい。
・糖代謝活性化用組成物は、含浸、注射、透析、点眼、点耳、注腸、飲用、含漱(うがい)、口腔粘膜用、皮膚外用、経鼻吸収、及び吸入からなる群より選択される投与形態であるとよい。
・糖代謝活性化用組成物は、糖代謝異常症、糖尿病、高血糖、肥満、脳機能、疲労、動脈硬化、及び免疫機能からなる群より選択される糖代謝に関連する疾患、症状、又は機能を、予防、治療、又は改善するために用いられるとよい。
・糖代謝活性化用組成物を含有する製品は、上記の糖代謝活性化用組成物を含有する製品であって、食品、健康食品、飲料、酒類、飼料、餌料、ペットフード、養殖水、植物育成水、培養液、化粧品、医薬品、及び医薬部外品からなる群より選択されることが好ましい。
Here, a desirable example of the present disclosure will be shown.
- The composition for activating sugar metabolism contains at least one member selected from the group consisting of yeast extract, glucose, sodium chloride, dipotassium phosphate, peptone, casein-sui digested peptone, and soybean-papain digested peptone. good.
- The composition for activating sugar metabolism is selected from the group consisting of impregnation, injection, dialysis, eye drops, ear drops, enema, drinking, gargling, oral mucosal use, skin external use, nasal absorption, and inhalation. It is preferable that the dosage form is as follows.
- The composition for activating sugar metabolism can be used to treat diseases or symptoms related to sugar metabolism selected from the group consisting of disorders of sugar metabolism, diabetes, hyperglycemia, obesity, brain function, fatigue, arteriosclerosis, and immune function. It may be used to prevent, treat, or improve function.
・Products containing the composition for activating sugar metabolism are products containing the above-mentioned composition for activating sugar metabolism, and include foods, health foods, beverages, alcoholic beverages, feed, fodder, pet food, aquaculture water, It is preferably selected from the group consisting of plant growing water, culture solution, cosmetics, pharmaceuticals, and quasi-drugs.
以下、本開示を詳しく説明する。なお、本明細書において、数値範囲について「-」を用いた記載では、特に断りがない限り、下限値及び上限値を含むものとする。例えば、「10-20」という記載では、下限値である「10」、上限値である「20」のいずれも含むものとする。すなわち、「10-20」は、「10以上20以下」と同じ意味である。 The present disclosure will be described in detail below. In addition, in this specification, descriptions using "-" for numerical ranges include the lower limit value and the upper limit value, unless otherwise specified. For example, the description "10-20" includes both the lower limit value "10" and the upper limit value "20". That is, "10-20" has the same meaning as "10 or more and 20 or less".
1.糖代謝活性化用組成物
糖代謝活性化用組成物は、濃度1×108個/mL以上のウルトラファインバブル(Ultra Fine Bubble;UFB)を有効成分として含有する。
1. Composition for Activating Sugar Metabolism The composition for activating sugar metabolism contains ultra fine bubbles (UFB) with a concentration of 1×10 8 bubbles/mL or more as an active ingredient.
(1)ウルトラファインバブル
ウルトラファインバブルは直径が1μm未満の気泡である(ISO 20298-1)。ウルトラファインバブルは、ナノサイズの微小気泡の公知の製造方法に従って調製することができる。例えば、微細孔方式、気液混合せん断方式、スタティックミキサー式、ベンチュリ式、キャビテーション式、蒸気凝縮式、超音波方式、旋回流方式、加圧溶解方式等の方式によって製造することができる。これらの中でも、得られる糖代謝活性化用組成物の有用性の観点から、微細孔方式が好ましく、シリカ、アルミナ(γ-アルミナ)、及びゼオライト等から選ばれるセラミックス多孔質体を用いた微細孔方式がより好ましい。
(1) Ultra-fine bubbles Ultra-fine bubbles are bubbles with a diameter of less than 1 μm (ISO 20298-1). Ultra-fine bubbles can be prepared according to known methods for producing nano-sized microbubbles. For example, it can be produced by a micropore method, a gas-liquid mixing shear method, a static mixer method, a venturi method, a cavitation method, a vapor condensation method, an ultrasonic method, a swirling flow method, a pressurized melting method, or the like. Among these, from the viewpoint of the usefulness of the obtained composition for activating sugar metabolism, a microporous method is preferable, and a microporous method using a ceramic porous material selected from silica, alumina (γ-alumina), zeolite, etc. method is more preferable.
ウルトラファインバブル中の気体は特に限定されない。ウルトラファインバブル中の気体は、空気、水蒸気、水素、三重水素、希ガス、酸素、二酸化炭素、窒素、フッ化ガスからなる群より選ばれることが好ましい。希ガスとしては、ヘリウム(He),ネオン(Ne),アルゴン(Ar),クリプトン(Kr),キセノン(Xe),ラドン(Rn)が挙げられる。フッ化ガスとしては、CF4,C2F6,C3F8,C4F8,CHF3,SF6,NF3等が挙げられる。本開示の技術は、気体の種類によらず適用可能な汎用性の高い技術であると言える。ウルトラファインバブル中の気体は、得られる糖代謝活性化用組成物の有用性の観点から、酸素又は水蒸気であるとよい。 The gas in the ultra fine bubble is not particularly limited. The gas in the ultra-fine bubble is preferably selected from the group consisting of air, water vapor, hydrogen, tritium, rare gas, oxygen, carbon dioxide, nitrogen, and fluoride gas. Examples of the rare gas include helium (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), xenon (Xe), and radon (Rn). Examples of the fluoride gas include CF 4 , C 2 F 6 , C 3 F 8 , C 4 F 8 , CHF 3 , SF 6 , NF 3 and the like. The technology of the present disclosure can be said to be a highly versatile technology that can be applied regardless of the type of gas. The gas in the ultra-fine bubbles is preferably oxygen or water vapor from the viewpoint of the usefulness of the resulting composition for activating sugar metabolism.
糖代謝活性化用組成物に用いる液体は、ウルトラファインバブルを維持でき、生理的に許容される(細胞への害が少ない)液体であれば特に限定されない。このような液体としては、糖代謝活性化用組成物の用途等に応じて、例えば、純水、水道水、雨水、淡水、海水、人工海水、生理食塩水、化粧品、飲料液体、調味料、酒類、培養液(グルコース含有液体、アルブミン含有液体、抗体含有液体、ビタミン含有液体、血清含有液体、血漿含有液体)、輸液製剤(糖液・低張電解質液(開始液(1号液)、維持輸液(3号液))、注射液、細胞外液補充液(乳酸リンゲル液、酢酸リンゲル液)、人工膠質液、人工血液、緩衝液(酢酸緩衝液、リン酸緩衝液、クエン酸緩衝液、クエン酸リン酸緩衝液、ホウ酸緩衝液、酒石酸緩衝液、トリス緩衝液、リン酸緩衝生理食塩水、マッキルベイン緩衝液)等を用いることができる。 The liquid used in the composition for activating sugar metabolism is not particularly limited as long as it can maintain ultra-fine bubbles and is physiologically acceptable (less harmful to cells). Examples of such liquids include pure water, tap water, rainwater, fresh water, seawater, artificial seawater, physiological saline, cosmetics, drinking liquids, seasonings, etc., depending on the use of the composition for activating sugar metabolism. Alcohol, culture fluids (glucose-containing liquid, albumin-containing liquid, antibody-containing liquid, vitamin-containing liquid, serum-containing liquid, plasma-containing liquid), infusion preparations (sugar solution, hypotonic electrolyte solution (starting solution (No. 1 solution), maintenance Infusion solution (No. 3 solution)), injection solution, extracellular fluid replenisher (lactated Ringer's solution, acetic Ringer's solution), artificial colloid solution, artificial blood, buffer solution (acetate buffer, phosphate buffer, citrate buffer, citric acid) Phosphate buffer, borate buffer, tartrate buffer, Tris buffer, phosphate buffer saline, McIlvaine buffer), etc. can be used.
糖代謝活性化用組成物のウルトラファインバブル濃度(以下、UFB濃度とも称する)は、特に限定されない。糖代謝活性化用組成物のUFB濃度は、1×108個/mL以上であり、好ましくは1×108個/mL以上1×1014個/mL以下である。UFB濃度は、ナノ粒子解析システムを用いて測定できる。ナノ粒子解析システムとしては、NanoSight(Spectris PLC製、NS-300、以下単にナノサイトと記す)が例示される。 The ultra-fine bubble concentration (hereinafter also referred to as UFB concentration) of the composition for activating sugar metabolism is not particularly limited. The UFB concentration of the composition for activating sugar metabolism is 1×10 8 cells/mL or more, preferably 1×10 8 cells/mL or more and 1×10 14 cells/mL or less. UFB concentration can be measured using a nanoparticle analysis system. An example of a nanoparticle analysis system is NanoSight (manufactured by Spectris PLC, NS-300, hereinafter simply referred to as NanoSight).
(2)糖代謝活性化用組成物の適用
本開示において、糖代謝活性化作用とは、細胞内に糖(例えばグルコース)を取り込んで、エネルギー源としての消費を促進する作用をいう。糖代謝は、多くの生物にとって生存に必須の代謝経路であり、解糖系を中心とした糖代謝経路によって構成されている。
本開示の技術は、主に大腸菌を用いた試験から得られた新たな知見に基づく。大腸菌を用いた試験では、培地のUFB濃度が1×108個/mL以上の場合には、1×108個/mL未満の場合に比して、所定時間培養後の培地のグルコース濃度が低下することが確認された。また、培地のグルコース濃度の低下は、溶存酸素濃度に依存せずにUFB濃度に依存していることも確認された。培地のグルコース濃度の低下は、大腸菌がグルコースを取り込んで、エネルギー源として消費したことに起因すると考えられる。本発明者らは、これらの知見に基づき、大腸菌の糖代謝の活性化に関して、溶存ガスとは別の作用機序でウルトラファインバブルが作用することを見出し、本開示の技術を開発するに至った。
大腸菌は、解糖系、クエン酸回路を有するモデル生物として知られている。糖代謝経路、及び生物の細胞膜の基本的な構成(膜輸送タンパク質、リポソーム等)は、多くの生物で共通する部分が多い。本開示の技術は大腸菌等の微生物に適用可能である他、糖代謝経路を有する細胞を含む生物全般に適用可能な汎用性の高い技術であると考えられる。
(2) Application of Composition for Activating Glucose Metabolism In the present disclosure, the activating effect on sugar metabolism refers to the effect of taking sugar (for example, glucose) into cells and promoting its consumption as an energy source. Glucose metabolism is a metabolic pathway essential for the survival of many organisms, and is composed of sugar metabolic pathways centered on glycolysis.
The technology of the present disclosure is mainly based on new findings obtained from tests using E. coli. In a test using E. coli, when the UFB concentration in the medium was 1 x 10 8 cells/mL or more, the glucose concentration in the medium after culturing for a predetermined time was lower than when it was less than 1 x 10 8 cells/mL. It was confirmed that this decreases. It was also confirmed that the decrease in the glucose concentration of the medium was not dependent on the dissolved oxygen concentration but on the UFB concentration. The decrease in glucose concentration in the medium is thought to be due to E. coli taking up glucose and consuming it as an energy source. Based on these findings, the present inventors discovered that ultrafine bubbles act through a mechanism different from that of dissolved gas in activating the sugar metabolism of E. coli, and developed the technology of the present disclosure. Ta.
Escherichia coli is known as a model organism that has a glycolytic system and a citric acid cycle. Many organisms share many common sugar metabolic pathways and the basic structure of their cell membranes (membrane transport proteins, liposomes, etc.). The technology of the present disclosure is applicable to microorganisms such as E. coli, and is also considered to be a highly versatile technology that can be applied to all living things including cells having sugar metabolic pathways.
糖代謝活性化用組成物は、ウルトラファインバブル以外の成分を含むウルトラファインバブル溶液であってもよい。糖代謝活性化用組成物は、ガスを微細な気泡とすることで得ることができ、ウルトラファインバブルと他の溶質とを併用可能である点において画期的である。 The composition for activating sugar metabolism may be an ultra-fine bubble solution containing components other than ultra-fine bubbles. The composition for activating sugar metabolism can be obtained by forming gas into fine bubbles, and is revolutionary in that ultra-fine bubbles and other solutes can be used together.
糖代謝活性化用組成物におけるウルトラファインバブル以外の成分は、生理的に許容される成分であれば特に限定されない。糖代謝活性化用組成物は、糖代謝を活性化する観点から、対象生物の生育に有用な成分を含んでいることが好ましい。糖代謝活性化用組成物は、酵母エキス、グルコース、塩化ナトリウム、リン酸2カリウム、ペプトン、カゼイン-スイ消化ペプトン、及び大豆-パパイン消化ペプトンからなる群より選択される少なくとも1種を含有していることが好ましい。 Components other than ultra-fine bubbles in the composition for activating sugar metabolism are not particularly limited as long as they are physiologically acceptable components. From the viewpoint of activating sugar metabolism, the composition for activating sugar metabolism preferably contains components useful for the growth of the target organism. The composition for activating sugar metabolism contains at least one member selected from the group consisting of yeast extract, glucose, sodium chloride, dipotassium phosphate, peptone, casein-sui digested peptone, and soybean-papain digested peptone. Preferably.
糖代謝活性化用組成物においてウルトラファインバブルは、グルコース等の糖代謝で分解される糖の細胞内への取り込みを促進している可能性がある。この観点から、糖代謝活性化用組成物は、糖代謝で分解される糖を含んでいることが好ましい。糖代謝で分解される糖としては、グルコース、ガラクトース、フルクトース、マンノース、ペントース等が挙げられる。なお、糖代謝活性化用組成物が糖を含まない場合であっても、ウルトラファインバブルが生体内の糖に作用して、糖代謝を活性化し得ると考えられる。すなわち、糖代謝活性化用組成物は、少なくともウルトラファインバブルを含有していれば、必ずしも糖代謝で分解される糖を含んでいなくてもよい。 In the composition for activating sugar metabolism, ultrafine bubbles may promote the uptake into cells of sugars such as glucose that are degraded during sugar metabolism. From this point of view, it is preferable that the composition for activating sugar metabolism contains sugar that is decomposed by sugar metabolism. Examples of sugars decomposed by sugar metabolism include glucose, galactose, fructose, mannose, and pentose. Note that even if the composition for activating sugar metabolism does not contain sugar, it is thought that ultrafine bubbles can act on sugar in the body and activate sugar metabolism. That is, as long as the composition for activating sugar metabolism contains at least ultra-fine bubbles, it does not necessarily need to contain sugars that are decomposed by sugar metabolism.
糖代謝活性化用組成物の投与対象は、糖代謝経路を有する細胞を含む生物であればよく、例えば、微生物、動物、植物等が挙げられる。投与対象が動物である場合においては、哺乳動物、ヒトであってもよい。投与対象のヒトは健常であっても、糖代謝に関連する疾患に罹患していてもよい。疾患の処置が企図される場合には、糖代謝活性化用組成物の投与対象として、典型的には同疾患に罹患しているか、罹患するリスクを有する対象が挙げられる。糖代謝に関連する疾患としては、糖代謝異常症、糖尿病、高血糖、肥満、動脈硬化等が挙げられる。 The subject to which the composition for activating sugar metabolism can be administered may be any organism that contains cells having a sugar metabolism pathway, such as microorganisms, animals, plants, and the like. When the subject to be administered is an animal, it may be a mammal or a human. The human subject to administration may be healthy or may be suffering from a disease related to sugar metabolism. When treatment of a disease is intended, subjects to whom the composition for activating glucose metabolism is typically administered include subjects suffering from or at risk of suffering from the disease. Diseases related to sugar metabolism include glucose metabolism disorders, diabetes, hyperglycemia, obesity, arteriosclerosis, and the like.
糖代謝活性化用組成物は、糖代謝異常症、糖尿病、高血糖、肥満、脳機能、疲労、動脈硬化、及び免疫機能からなる群より選択される糖代謝に関連する疾患、症状、又は機能を、予防、治療、又は改善するために用いることができる。肥満に関連する疾患としては、メタボリック症候群が挙げられる。肥満の予防又は改善としては、糖代謝活性化用組成物をダイエット用途に用いることできる。 The composition for activating sugar metabolism is a disease, symptom, or function related to sugar metabolism selected from the group consisting of glucose metabolism disorder, diabetes, hyperglycemia, obesity, brain function, fatigue, arteriosclerosis, and immune function. can be used to prevent, treat, or improve. Diseases related to obesity include metabolic syndrome. To prevent or improve obesity, the composition for activating sugar metabolism can be used for dieting purposes.
糖代謝活性化用組成物の投与形態は特に限定されない。糖代謝活性化用組成物は、ウルトラファインバブルが細胞と接し得る態様で投与されることによって、細胞の糖代謝を活性化する作用が期待できる。糖代謝活性化用組成物は、例えば、含浸、注射、透析、点眼、点耳、注腸、飲用、含漱(うがい)、口腔粘膜用、皮膚外用、経鼻吸収、及び吸入からなる群より選択される投与形態とし得る。
糖代謝活性化用組成物の状態は特に限定されない。糖代謝活性化用組成物の状態は、投与形態等に応じて、液体状、ゲル状、又は霧状などが想定される。
The dosage form of the composition for activating sugar metabolism is not particularly limited. The composition for activating sugar metabolism can be expected to have an effect of activating the sugar metabolism of cells by administering the ultrafine bubbles in a manner that allows them to come into contact with cells. The composition for activating sugar metabolism is, for example, from the group consisting of impregnation, injection, dialysis, eye drops, ear drops, enema, drinking, gargling, oral mucosal use, skin external use, nasal absorption, and inhalation. The dosage form may be selected.
The state of the composition for activating sugar metabolism is not particularly limited. The state of the composition for activating sugar metabolism is assumed to be liquid, gel, or mist depending on the dosage form.
(3)推測されるメカニズム
本開示の糖代謝活性化用組成物によって糖代謝を活性化できる理由は定かではないが、次のように推測される。なお、本開示の技術は、この推測理由によって限定解釈されない。
生物の細胞膜には、数十nm~の孔径の膜輸送タンパク質が存在している(図1参照)。細胞外の液中に分散したグルコースは、主に、膜輸送タンパク質を介して受動輸送によって細胞内へ取り込まれる。ウルトラファインバブルはマイナスのゼータ電位に帯電しており、プラス帯電の物質を吸着することが知られている。他方、グルコースや細胞膜の主成分であるリポソームはプラス帯電の物質であることが知られている。このため、次のようなステップで、グルコースの細胞内への取り込みが促進されると考えられる。
ステップ1:グルコースがUFB表面に吸着する。
ステップ2:グルコースを纏ったUFBが細胞膜表面に吸着する。
ステップ3:グルコースや、グルコースを纏ったUFBが、膜輸送タンパク質を介して、細胞内に取り込まれる。
糖代謝は化学反応であるから、グルコースの取り込み量(物質量)が増加すると、グルコースの消費が加速され、糖代謝が活性化されると推測される。
(3) Presumed mechanism The reason why the composition for activating sugar metabolism of the present disclosure can activate sugar metabolism is not clear, but it is presumed as follows. Note that the technology of the present disclosure is not interpreted to be limited by this reason for speculation.
Membrane transport proteins with pore diameters of several tens of nanometers are present in the cell membranes of living organisms (see Figure 1). Glucose dispersed in extracellular fluid is mainly taken into cells by passive transport via membrane transport proteins. Ultrafine bubbles are charged to a negative zeta potential and are known to adsorb positively charged substances. On the other hand, glucose and liposomes, which are the main components of cell membranes, are known to be positively charged substances. Therefore, it is thought that the following steps promote the uptake of glucose into cells.
Step 1: Glucose adsorbs on the UFB surface.
Step 2: UFB wrapped in glucose is adsorbed to the cell membrane surface.
Step 3: Glucose and UFB wrapped in glucose are taken into cells via membrane transport proteins.
Since sugar metabolism is a chemical reaction, it is presumed that when the amount of glucose uptake (substance amount) increases, glucose consumption is accelerated and sugar metabolism is activated.
上記の推測メカニズム以外にも、ウルトラファインバブルが帯電していることに起因して電気的に気泡表面に栄養成分が吸着して栄養が局所的に凝縮している状態となる、ウルトラファインバブルの帯電の影響で液中の分散性が向上して栄養素の濃度分布が均衡になる、細胞が栄養素をイオンチャネルなどから取り込む際、気泡も一緒に取り込み、気泡が代謝反応に寄与する等の作用機序も考え得る。 In addition to the above-mentioned speculation mechanism, ultra-fine bubbles are electrically charged, which causes nutritional components to be electrically adsorbed to the bubble surface, causing nutrients to be locally condensed. The dispersibility in the liquid improves due to the influence of electrical charge, and the concentration distribution of nutrients becomes balanced. When cells take in nutrients through ion channels, they also take in air bubbles, and the air bubbles contribute to metabolic reactions. You can also think of an order.
2.糖代謝活性化用組成物の製造方法
糖代謝活性化用組成物は、ウルトラファインバブルを生成して、濃度1×108個/mL以上のウルトラファインバブルを含有する液体を得ることによって製造できる。糖代謝活性化用組成物が溶液である場合には、糖代謝活性化用組成物は、所定濃度以上のウルトラファインバブルを含有する液体と、他の溶質を含む溶液とを混合して製造できる。
2. Method for producing a composition for activating sugar metabolism The composition for activating sugar metabolism can be produced by generating ultra-fine bubbles and obtaining a liquid containing ultra-fine bubbles at a concentration of 1 x 10 8 bubbles/mL or more. . When the composition for activating sugar metabolism is a solution, the composition for activating sugar metabolism can be produced by mixing a liquid containing ultra-fine bubbles at a predetermined concentration or higher and a solution containing other solutes. .
ウルトラファインバブルの生成方法は特に限定されない。ウルトラファインバブルの生成は、例えば、多孔質の構造体(エレメント)を備えた装置を用いて行うことができる。多孔質の構造体(エレメント)を備えた装置としては、特開2018-86632号公報に記載の装置、国際公開第2020/004653号に記載の装置、特開2021-154262公報に記載の装置等を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。 The method for producing ultra-fine bubbles is not particularly limited. Ultra-fine bubbles can be generated using, for example, a device equipped with a porous structure (element). Examples of devices equipped with a porous structure (element) include the device described in JP2018-86632A, the device described in International Publication No. 2020/004653, the device described in JP2021-154262A, etc. , the contents of which are incorporated herein.
3.利用分野
糖代謝活性化用組成物の産業上の利用分野は特に限定されない。例えば、植物を投与対象とする場合には、農業、林業等の分野が挙げられる。動物を投与対象とする場合には、水産養殖、畜産等の分野が挙げられる。微生物を投与対象とする場合には、酒類、発酵食品、培養、バイオ医薬品等の分野が挙げられる。また、ヒトを投与対象とする場合には、医薬、ヘルスケア、スポーツ等の分野が挙げられる。また、培養用途であれば、食品や酒類の発酵工程、バイオ医薬品、再生医療のバイオプロセス等の分野が挙げられる。また、水産用途であれば、各種の魚類などの養殖(成長促進)に適用可能である。農水産用途であれば水耕栽培(成長促進)などに適用可能である。ヒトへの適用は、治療および、美容、健康、痩身、トレーニングなど糖代謝を促進させる事でメリットが得られる用途で活用できる。ウルトラファインバブルは、安価に生成できるから、糖代謝活性化用組成物として種々の分野での利用が期待される。
3. Field of Application The field of industrial application of the composition for activating sugar metabolism is not particularly limited. For example, when plants are to be administered, fields such as agriculture and forestry can be mentioned. When animals are to be administered, fields such as aquaculture and livestock farming can be mentioned. When microorganisms are to be administered, examples include fields such as alcoholic beverages, fermented foods, culture, and biopharmaceuticals. In addition, when the subject is to be administered to humans, fields such as medicine, healthcare, and sports can be mentioned. In addition, cultivation applications include fields such as fermentation processes for foods and alcoholic beverages, biopharmaceuticals, and bioprocesses for regenerative medicine. In addition, for marine applications, it can be applied to aquaculture (growth promotion) of various types of fish. For agricultural and fishery purposes, it can be applied to hydroponic cultivation (growth promotion), etc. Applications to humans include treatment, beauty, health, slimming, training, and other applications that benefit from promoting sugar metabolism. Since ultrafine bubbles can be produced at low cost, they are expected to be used in various fields as compositions for activating sugar metabolism.
糖代謝活性化用組成物を含有する製品は特に限定されない。糖代謝活性化用組成物は、血液、輸液、養殖水槽、農業用水、培養液など細胞と接する液体として、或いはこれらの液体に添加されることによって、細胞の糖代謝を活性化する作用が期待できる。糖代謝活性化用組成物を含有する製品としては、食品、健康食品、飲料、酒類、飼料、餌料、ペットフード、養殖水、植物育成水、培養液、化粧品、医薬品、及び医薬部外品からなる群より選択できる。糖代謝活性化用組成物を含有する製品は、安価に糖代謝の活性化という付加価値が付与された製品としての利用が期待される。また、ウルトラファインバブルそのものは、生体内に蓄積するようなものではないと考えられ、副作用の心配が少ない製品として有望である。 Products containing the composition for activating sugar metabolism are not particularly limited. The composition for activating sugar metabolism is expected to have the effect of activating the sugar metabolism of cells when used as a liquid that comes into contact with cells, such as blood, infusions, aquaculture tanks, agricultural water, and culture fluids, or when added to these liquids. can. Products containing the composition for activating sugar metabolism include foods, health foods, beverages, alcoholic beverages, feed, feedstuffs, pet foods, aquaculture water, plant cultivation water, culture solutions, cosmetics, pharmaceuticals, and quasi-drugs. You can choose from the following groups. Products containing the composition for activating sugar metabolism are expected to be used as products that are inexpensive and have the added value of activating sugar metabolism. In addition, the ultra-fine bubbles themselves are not thought to accumulate in the body, and are therefore promising as a product with fewer concerns about side effects.
本開示の糖代謝活性化用組成物を用いた医薬品及び医薬部外品の投与形態及び有効な投与量は、投与対象、投与形態、患者の状態、及び医師の判断などに左右されるものであり、限定されない。例えば、体重60kgの成人に対して、1回当たり、ウルトラファインバブル液体換算で50mL-800mLを投与することができる。なお、投与回数としては、例えば8時間-5日に1回投与することが好ましい。 The dosage form and effective dosage of pharmaceuticals and quasi-drugs using the composition for activating sugar metabolism of the present disclosure depend on the subject of administration, dosage form, patient condition, and physician's judgment. Yes, but not limited. For example, for an adult weighing 60 kg, 50 mL to 800 mL of ultra-fine bubble liquid can be administered per dose. The frequency of administration is preferably once every 8 hours to 5 days, for example.
1.試験1
(1)培地(培養液)の作製
セラミックス多孔質体のエレメントを備えた装置を用いて、微細孔方式にて純水中に酸素ガスのウルトラファインバブルを発生させ、ウルトラファインバブルを含有する水を作製した。
1. Test 1
(1) Preparation of culture medium (culture solution) Using a device equipped with a porous ceramic element, ultra-fine bubbles of oxygen gas are generated in pure water using a micropore method, and water containing ultra-fine bubbles is was created.
2倍濃度のTBS培地を作製した。TBS培地の成分は以下の通りである。
TBS培地の成分:カゼイン-スイ消化ペプトン 34.0g/L、大豆-パパイン消化ペプトン 6.0g/L、塩化ナトリウム 10.0g/L、リン酸2カリウム 5.0g/L、グルコース 5.0g/L
A twice-concentrated TBS medium was prepared. The components of the TBS medium are as follows.
Components of TBS medium: casein-sui digested peptone 34.0g/L, soybean-papain digested peptone 6.0g/L, sodium chloride 10.0g/L, dipotassium phosphate 5.0g/L, glucose 5.0g/L L
ウルトラファインバブルを含有する水と、2倍濃度のTBS培地を、等量混合して、サンプル1-2,1-3の培地を作製した。サンプル1-2,1-3の培地は、糖代謝活性化用組成物の実施例である。 Water containing ultra-fine bubbles and twice the concentration TBS medium were mixed in equal amounts to prepare media for samples 1-2 and 1-3. The culture media of samples 1-2 and 1-3 are examples of compositions for activating sugar metabolism.
ウルトラファインバブルを含有する水に替えて純水を用いた他は、サンプル1-2,1-3の培地と同様にして、サンプル1-1の培地を作製した。サンプル1-1の培地は、比較例(Blank)である。 A medium for sample 1-1 was prepared in the same manner as for samples 1-2 and 1-3, except that pure water was used instead of water containing ultra-fine bubbles. The medium of Sample 1-1 is a comparative example (Blank).
各サンプル1-1,1-2,1-3の培地に、UVライト(波長:250nm、出力:6W)を用いて光学滅菌を実施した。 Optical sterilization was performed on the culture medium of each sample 1-1, 1-2, and 1-3 using UV light (wavelength: 250 nm, output: 6 W).
(2)大腸菌試験
北里環境科学センターにて、上記の培地を用いて大腸菌を培養する試験を行った。試験の概要は以下の通りである。
大腸菌(Eschericha coli NBRC331)を、各サンプルの培地に1×106CFU/mLとなるように播種し、36±2℃で静置培養した。培養容器はフタに通気口の無い閉鎖タイプを使用した。培養を開始してから2時間後、3時間後、4時間後、5時間後、6時間後、7時間後の培地のグルコース濃度(mg/dL)、培地及び大腸菌に含まれる総アデニレート量(ATP、ADP、AMPの総量)を測定した。
(2) E. coli test At Kitasato Environmental Science Center, a test was conducted to culture E. coli using the above medium. The outline of the test is as follows.
Escherichia coli (NBRC331) was inoculated into the medium of each sample at a concentration of 1×10 6 CFU/mL, and was statically cultured at 36±2° C. A closed type culture container without a vent in the lid was used. 2 hours, 3 hours, 4 hours, 5 hours, 6 hours, and 7 hours after the start of culture, the glucose concentration (mg/dL) of the medium, the total amount of adenylate contained in the medium and E. coli ( The total amount of ATP, ADP, and AMP) was measured.
2.試験2
(1)培地(培養液)の作製
サンプル2-1の培地は、サンプル1-1の培地と同様にして得られた培地に、溶存酸素濃度を高める処理として散気管曝気を行い作製した。サンプル2-1の培地は、比較例(Blank)である。
2. Exam 2
(1) Preparation of medium (culture solution) The medium of sample 2-1 was prepared by aerating the medium obtained in the same manner as the medium of sample 1-1 with a diffuser tube as a treatment to increase the dissolved oxygen concentration. The medium of Sample 2-1 is a comparative example (Blank).
サンプル2-2の培地は、サンプル1-2,1-3の培地と同様にして得られた培地に、溶存酸素濃度を低くする処理として真空脱気を行い作製した。サンプル2-2の培地は、糖代謝活性化用組成物の実施例である。 The medium for Sample 2-2 was prepared by vacuum degassing the medium obtained in the same manner as the medium for Samples 1-2 and 1-3 as a treatment to lower the dissolved oxygen concentration. The medium of Sample 2-2 is an example of a composition for activating sugar metabolism.
サンプル2-3の培地は、サンプル1-2,1-3の培地と同様にして作製した。すなわち、サンプル2-3の培地は、溶存酸素濃度を調整する処理は行わなかった。サンプル2-3の培地は、糖代謝活性化用組成物の実施例である。 The medium for sample 2-3 was prepared in the same manner as the medium for samples 1-2 and 1-3. That is, the culture medium of Sample 2-3 was not subjected to any treatment to adjust the dissolved oxygen concentration. The medium of Sample 2-3 is an example of a composition for activating sugar metabolism.
各サンプル2-1,2-2,2-3の培地に、細孔径0.22μmのシリンジフィルター(膜種:ポリプロピレン)を用いた濾過滅菌を実施した。各サンプル2-1,2-2,2-3の培地は、溶存ガスの変動を抑制する為、アルミパウチ容器に密封して試験機関へ持ち込んだ。 The culture medium of each sample 2-1, 2-2, and 2-3 was sterilized by filtration using a syringe filter (membrane type: polypropylene) with a pore size of 0.22 μm. The culture medium of each sample 2-1, 2-2, and 2-3 was sealed in an aluminum pouch container and brought to the testing institution in order to suppress fluctuations in dissolved gas.
(2)大腸菌試験
北里環境科学センターにて、上記の培地を用いて大腸菌を培養する試験を行った。試験の概要は以下の通りである。
大腸菌(Eschericha coli NBRC331)を、各サンプルの培地に1×106CFU/mLとなるように播種し、36±2℃で静置培養した。培養容器はフタに通気口のある開放タイプを使用した。培養を開始してから2時間後、4時間後、5時間後、6時間後、7時間後、24時間後の培地のグルコース濃度(mg/dL)、培地及び大腸菌に含まれる総アデニレート量(ATP、ADP、AMPの総量)を測定した。
(2) E. coli test At Kitasato Environmental Science Center, a test was conducted to culture E. coli using the above medium. The outline of the test is as follows.
Escherichia coli (NBRC331) was inoculated into the culture medium of each sample at a concentration of 1×10 6 CFU/mL, and was statically cultured at 36±2° C. The culture container used was an open type with a vent in the lid. 2 hours, 4 hours, 5 hours, 6 hours, 7 hours, and 24 hours after the start of culture, the glucose concentration (mg/dL) of the medium, the total amount of adenylate contained in the medium and E. coli ( The total amount of ATP, ADP, and AMP) was measured.
2.分析
(1)溶存酸素濃度
培養開始前における各サンプルの培地の溶存酸素濃度を測定した。測定には、溶存酸素計(東亜DKK製 DO-31P)を用いた。この溶存酸素計は、隔膜式電極法にて溶液中の溶存酸素濃度を検出する装置である。
(2)UFB濃度
培養開始前における各サンプルの培地のUFB濃度(個/ml)を測定した。測定には、ナノサイト(NanoSight NS-300)を用いた。測定条件は以下の通りとした。
[測定条件]
周波数:405nm
CameraLevel:15
Number of caputures:5
Capture duration:60
Detection Threshold:4
2. Analysis (1) Dissolved oxygen concentration The dissolved oxygen concentration of the medium of each sample before the start of culture was measured. A dissolved oxygen meter (TOA DKK DO-31P) was used for the measurement. This dissolved oxygen meter is a device that detects the dissolved oxygen concentration in a solution using a diaphragm electrode method.
(2) UFB concentration The UFB concentration (UFB cells/ml) in the medium of each sample before the start of culture was measured. A NanoSight NS-300 was used for the measurement. The measurement conditions were as follows.
[Measurement condition]
Frequency: 405nm
Camera Level: 15
Number of captures: 5
Capture duration:60
Detection Threshold: 4
(3)グルコース濃度
培養開始から所定時間後において、培地のグルコース濃度を測定した。測定には、グルコースモニター(ワケンビーテック製 GlucCell)を用いた。GlucCellは、電気化学バイオセンサー(酵素電極法)にて滴下した液体中のグルコース濃度を検出する装置である。
(3) Glucose concentration After a predetermined time from the start of culture, the glucose concentration of the medium was measured. A glucose monitor (GlucCell manufactured by Wakenbee Tech) was used for the measurement. GlucCell is a device that detects the glucose concentration in a dropped liquid using an electrochemical biosensor (enzyme electrode method).
(4)総アデニレート量
培養開始から所定時間後において、培地及び大腸菌に含まれる総アデニレート量を測定した。測定は、キッコーマン製 ルミテスターPD-30を用いて、ATP検査(A3法)により行った。ATP検査(A3法)は、ATP、ADP、AMPの総量を検出する方法である。より具体的には、ADPとAMPを酵素によってATPに変換後、それらがルシフェラーゼと反応した際の発光量(RLU、Relative Light Unit)により検体中に含有されるATP、ADP、AMPの総量を検出する。測定は、1つの検体につき3回行った。
(4) Total amount of adenylate A predetermined time after the start of culture, the total amount of adenylate contained in the culture medium and E. coli was measured. The measurement was performed by ATP test (A3 method) using Kikkoman Lumitester PD-30. The ATP test (A3 method) is a method for detecting the total amount of ATP, ADP, and AMP. More specifically, after ADP and AMP are converted to ATP by enzymes, the total amount of ATP, ADP, and AMP contained in the sample is detected by the amount of light emitted when they react with luciferase (RLU, Relative Light Unit). do. Measurements were performed three times for each specimen.
3.結果
(1)試験1の結果
培養開始前における各サンプルの培地の溶存酸素濃度(mg/mL)、UFB濃度(個/mL)を表1に示す。サンプル1-2のUFB濃度は、1.05×108個/mLであった。サンプル1-3のUFB濃度は、4.44×108個/mLであった。
3. Results (1) Results of Test 1 Table 1 shows the dissolved oxygen concentration (mg/mL) and UFB concentration (units/mL) of the medium of each sample before the start of culture. The UFB concentration of sample 1-2 was 1.05×10 8 cells/mL. The UFB concentration of sample 1-3 was 4.44×10 8 cells/mL.
培養を開始してから2時間後、3時間後、4時間後、5時間後、6時間後、7時間後にグルコース濃度を測定したところ、6時間後において、サンプル1-2とサンプル1-3の平均値と、サンプル1-1(Blank)との差が最大となった。培養を開始してから6時間後のグルコース濃度(mg/dL)と、培地の濁度(OD660)を表1に示す。
UFB濃度と、培養を開始してから6時間後のグルコース濃度との関係を、図2に示す。点線は、最小二乗法によって求めた線形近似曲線である。線形近似曲線の式は、y=-4E-08x+110.99であり、相関係数はR2=0.9526である。 The relationship between UFB concentration and glucose concentration 6 hours after the start of culture is shown in FIG. 2. The dotted line is a linear approximate curve obtained by the least squares method. The equation of the linear approximation curve is y=-4E-08x+110.99, and the correlation coefficient is R 2 =0.9526.
培養を開始してから6時間後、すなわち、サンプル1-2とサンプル1-3の平均値と、サンプル1-1(Blank)とグルコース濃度差が最大となる時点において、UFB濃度とグルコース濃度との間に相関があることが分かった。なお、培養を開始してから6時間後のサンプル1-1,1-2,1-3の培地の濁度(OD660)は同等であるから、サンプル1-1,1-2,1-3の大腸菌数は略同じであると考えられる。すなわち、培養を開始してから6時間までの期間において、サンプル1-1,1-2の各大腸菌へのグルコースの取り込みが、サンプル1-3の各大腸菌へのグルコースの取り込みよりも促進されたと推察される。 6 hours after the start of culture, that is, at the time when the difference between the average value of Sample 1-2 and Sample 1-3 and the glucose concentration between Sample 1-1 (Blank) and that of Sample 1-1 (Blank) is maximum, the UFB concentration and glucose concentration are determined. It was found that there is a correlation between In addition, since the turbidity (OD 660 ) of the culture medium of samples 1-1, 1-2, and 1-3 after 6 hours from the start of culture is the same, samples 1-1, 1-2, and 1- It is thought that the number of E. coli in sample No. 3 is approximately the same. In other words, the uptake of glucose into each of the E. coli bacteria in samples 1-1 and 1-2 was promoted more than the uptake of glucose into each of the E. coli bacteria in sample 1-3 during the period from the start of culture to 6 hours. It is inferred.
培養を開始してから6時間後のサンプル1-2とサンプル1-3の総アデニレート量(RLU)は、サンプル1-1(Blank)の総アデニレート量(RLU)よりも高かった。培地及び大腸菌に含まれる総アデニレート量の増加は、大腸菌がグルコースをエネルギー源として消費して、ATPを産生したことに起因すると推察される。 The total adenylate amount (RLU) of Sample 1-2 and Sample 1-3 6 hours after the start of culture was higher than the total adenylate amount (RLU) of Sample 1-1 (Blank). The increase in the total amount of adenylate contained in the medium and E. coli is presumed to be due to E. coli consuming glucose as an energy source and producing ATP.
また、サンプル1-3は、サンプル1-2よりもUFB濃度が高いサンプルである。サンプル1-3のグルコース濃度は、サンプル1-2のグルコース濃度よりも低かった。サンプル1-2とサンプル1-3の溶存酸素濃度は同等であるから、グルコース濃度は、溶存酸素濃度に依存せず、UFB濃度に依存して低下することが示唆された。 Further, sample 1-3 has a higher UFB concentration than sample 1-2. The glucose concentration of sample 1-3 was lower than that of sample 1-2. Since the dissolved oxygen concentrations of Samples 1-2 and 1-3 were equivalent, it was suggested that the glucose concentration decreased not depending on the dissolved oxygen concentration but depending on the UFB concentration.
(2)試験2の結果
培養開始前における各サンプルの培地の溶存酸素濃度(mg/mL)、UFB濃度(個/mL)を表2に示す。サンプル2-2のUFB濃度は、7.33×108個/mLであった。サンプル2-3のUFB濃度は、6.97×108個/mLであった。
(2) Results of Test 2 Table 2 shows the dissolved oxygen concentration (mg/mL) and UFB concentration (units/mL) of the culture medium of each sample before the start of culture. The UFB concentration of sample 2-2 was 7.33×10 8 cells/mL. The UFB concentration of sample 2-3 was 6.97×10 8 cells/mL.
培養を開始してから2時間後、4時間後、5時間後、6時間後、7時間後、24時間後にグルコース濃度を測定したところ、7時間後において、サンプル2-2とサンプル2-3の平均値と、サンプル2-1(Blank)との差が最大となった。培養を開始してから7時間後のグルコース濃度(mg/dL)と、培地の濁度(OD660)を表2に示す。
UFB濃度と、培養を開始してから7時間後のグルコース濃度との関係を、図3に示す。点線は、最小二乗法によって求めた線形近似曲線である。線形近似曲線の式は、y=-1E-08x+38.277であり、相関係数はR2=0.9189である。 FIG. 3 shows the relationship between UFB concentration and glucose concentration 7 hours after the start of culture. The dotted line is a linear approximate curve obtained by the least squares method. The equation of the linear approximation curve is y=-1E-08x+38.277, and the correlation coefficient is R 2 =0.9189.
培養を開始してから7時間後、すなわち、サンプル2-2とサンプル2-3の平均値と、サンプル2-1(Blank)とグルコース濃度差が最大となる時点において、UFB濃度とグルコース濃度との間に相関があることが分かった。なお、培養を開始してから7時間後のサンプル2-1,2-2,2-3の培地の濁度(OD660)は同等であるから、サンプル2-1,2-2,2-3の大腸菌数は略同じであると考えられる。すなわち、培養を開始してから7時間までの期間において、サンプル2-1,2-2の各大腸菌へのグルコースの取り込みが、サンプル2-3の各大腸菌へのグルコースの取り込みよりも促進されたと推察される。 Seven hours after the start of culture, that is, at the time when the difference between the average value of Sample 2-2 and Sample 2-3 and the glucose concentration between Sample 2-1 (Blank) and that of Sample 2-1 (Blank) is maximum, the UFB concentration and glucose concentration are It was found that there is a correlation between In addition, since the turbidity (OD 660 ) of the culture medium of samples 2-1, 2-2, and 2-3 after 7 hours from the start of culture is the same, samples 2-1, 2-2, and 2- It is thought that the number of E. coli in sample No. 3 is approximately the same. In other words, during the period from the start of culture to 7 hours, the uptake of glucose into each of the E. coli bacteria in samples 2-1 and 2-2 was promoted more than the uptake of glucose into each of the E. coli bacteria in sample 2-3. It is inferred.
培養を開始してから7時間後のサンプル2-2とサンプル2-3の総アデニレート量(RLU)は、サンプル2-1(Blank)の総アデニレート量(RLU)よりも高かった。培地及び大腸菌に含まれる総アデニレート量の増加は、大腸菌がグルコースをエネルギー源として消費して、ATPを産生したことに起因すると推察される。 The total adenylate amount (RLU) of Sample 2-2 and Sample 2-3 7 hours after the start of culture was higher than the total adenylate amount (RLU) of Sample 2-1 (Blank). The increase in the total amount of adenylate contained in the medium and E. coli is presumed to be due to E. coli consuming glucose as an energy source and producing ATP.
また、サンプル2-2は、サンプル2-3よりも溶存酸素濃度が低く、UFBが高いサンプルである。サンプル2-2のグルコース濃度は、サンプル2-3のグルコース濃度よりも低かった。このことから、グルコース濃度は、溶存酸素濃度に依存せず、UFB濃度に依存して低下することが示唆された。 Further, sample 2-2 has a lower dissolved oxygen concentration and higher UFB than sample 2-3. The glucose concentration of sample 2-2 was lower than that of sample 2-3. This suggested that the glucose concentration decreased not depending on the dissolved oxygen concentration but depending on the UFB concentration.
以上の結果より、濃度1×108個/mL以上のウルトラファインバブルを含有する培地において、UFB濃度に依存して、グルコースの細胞への取り込みが促進され、糖代謝が活性化されることが示唆された。 From the above results, in a medium containing ultrafine bubbles at a concentration of 1 x 10 8 cells/mL or more, glucose uptake into cells is promoted and sugar metabolism is activated, depending on the UFB concentration. It was suggested.
4.実施例の効果
以上のように、本実施例によれば、濃度1×108個/mL以上のウルトラファインバブルを有効成分とする、新たな糖代謝活性化用組成物を提供できた。
4. Effects of Examples As described above, according to this example, it was possible to provide a new composition for activating sugar metabolism, which contains ultrafine bubbles with a concentration of 1×10 8 bubbles/mL or more as an active ingredient.
なお、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、今回開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示された範囲内又は特許請求の範囲と均等の範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 It should be noted that the embodiments disclosed herein are illustrative in all respects and should not be considered restrictive. The scope of the present invention is not limited to the embodiments disclosed herein, and includes all modifications within the scope indicated by the claims or within the scope equivalent to the claims. is intended.
Claims (5)
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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