JP5204771B2 - Gaba作動性ニューロン賦活剤 - Google Patents

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Description

本発明は、GABA作動性ニューロン賦活剤に関する。より詳細には、不安症、うつ症、睡眠障害などの精神疾患を予防および/または治療し得るGABA作動性ニューロン賦活剤に関する。
近年の日本では、不安症、うつ症、睡眠障害などの精神疾患が1種の社会問題となっている。不安症の主な症状は、精神障害、気分障害、人格障害、行動障害、睡眠障害などであり、その症状によりパニック障害、全般性不安障害、恐怖、強迫性障害、外傷後ストレス障害などに分類される。うつ症は、上記不安症に起因して発症する精神疾患の一形態としても考えられている。うつ症は、その症状により、悲しみ、孤独、絶望、低い自己評価、自責感を特徴とする一時的な精神状態または慢性的な精神障害を引き起こし、精神運動制止、頻回ではない焦燥、社会からの引きこもり、植物神経症状(食欲低下、不眠など)の兆候を伴う。睡眠障害は、生体防御機能や生体維持機能を低下させることから、感染症に対する抵抗性を低下させ、特に高齢者において感染リスクを増大させることが知られている。
一般に、正常な不安は安全が確認されれば消退する。すなわち、不安状態の個体においては、大脳の辺縁系を中心に神経の興奮が高まるが、個体が正常である場合、安全が確認されることにより、該個体自身の防御システムが作動して、抑制性の神経伝達物質であるGABA(γアミノ酪酸)がGABA作動性ニューロンからシナプス間隙に放出される。放出されたGABAは、後シナプスに存在するGABA受容体に結合してClイオンを流入させたり、GABA受容体に結合してKチャネルを開口させたりして、神経細胞の過分極を導くので、興奮性の神経伝達が抑制される。その結果、不安が緩和または解消される。
上記不安症およびうつ症の患者に関しては、GABAの脳内濃度が減少することが報告されており、GABAを介した神経抑制活性の低下が、正常な情動反応である不安に異常をもたらしていると考えられる(非特許文献1〜3)。
また、上記GABAは睡眠の発現にも関与することが知られている。具体的には、GABA作動性ニューロンが活性化されると、その制御を受ける視床皮質ニューロンは過分極される。その結果、皮質への信号伝達機能が抑制されることになる。この抑制が視床非特殊核を介して大脳全体に及ぶと、睡眠状態に移行する(非特許文献4)。
現在、抗不安薬として繁用されているベンゾジアゼピン系薬剤は、上記GABA受容体に作用する。具体的には、該薬剤は、脳内のGABA受容体のBZ結合部位(BZ受容体)に結合し、GABA受容体のClチャネルが開く頻度を増加させる。その結果、より多くのClが細胞内に流入し、標的ニューロンの興奮を強く抑制することができる。該薬剤は、抗不安作用、鎮静・睡眠作用、筋弛緩作用、抗痙攣作用を有する。しかし、その一方で、鎮静作用による過鎮静、筋弛緩作用に基づく運動失調などが問題となっている。また、ベンゾジアゼピン系薬剤全般の注意として、アルコールとの相互作用があるため、服用中は飲酒を控える必要がある。
したがって、安全性に優れ、かつ、GABA作動性ニューロンを賦活し得るGABA作動性ニューロン賦活剤が求められている。
Birzniece Vら、Brain Res Brain Res Rev、第51巻、2006年、p212−239 Wong CGら、Ann Neurol、第54巻、2003年、S3−S12 Schwartz RDら、Biochem Pharmacol.、第37巻、1988年、p3369−3375 有田 秀穂、中外医学社、CLINICAL NEUROSCIENCE、Vol.18、No.1、2000
本発明は、上記問題の解決を課題とするものであり、その目的とするところは、安全性に優れ、かつ、GABA作動性ニューロンを賦活し得るGABA作動性ニューロン賦活剤を提供することにある。
すなわち、本発明のGABA作動性ニューロン賦活剤は、醗酵人参エキスを有効成分として含有する。
好ましい実施形態においては、上記人参が、ウコギ科薬用人参である。
好ましい実施形態においては、上記ウコギ科薬用人参が、オタネ人参(高麗人参;Korean ginseng:Panax C.A.Meyer)、三七ニンジン(Panax notoginseng Burk.)、アメリカニンジン(Panax quinquefolium L.)、竹節ニンジン(Panax japonicus C.A.Meyer)、ヒマラヤニンジン(Panax Pseudo−ginseng Qall.Subsp.Himalaicus Hara)、およびベトナムニンジン(Panax Vuetnamensis Ha etGrushy)からなる群より選択される少なくとも1種のウコギ科薬用人参である。
好ましい実施形態においては、上記醗酵人参が、β−グルコシダーゼ、α−アラビノシダーゼおよびα−ラムノシダーゼからなる群より選択される少なくとも1種の酵素を生産する微生物を用いて醗酵された人参である。
好ましい実施形態においては、上記微生物が、ラクトバチルス カゼイ ハセガワ菌株(FERM BP−10123)である。
好ましい実施形態においては、上記GABA作動性ニューロン賦活剤が、20(S)−プロトパナキサジオール 20−O−β−d−グルコピラノサイド(M1)と20(S)−プロトパナキサトリオール(M4)とを1以上の含有量比[M1/M4:重量比]で含む。
好ましい実施形態においては、上記GABA作動性ニューロン賦活剤は、医薬組成物、食品組成物または飼料組成物である。
本発明の別の局面によれば、飲食物が提供される。該飲食物は、上記GABA作動性ニューロン賦活剤を含有し、GABA作動性ニューロンを賦活する作用を有することを特徴とし、睡眠障害の予防または治療のために用いられる旨の表示が付されている。
本発明のGABA作動性ニューロン賦活剤は、有効成分として醗酵人参エキスを含有することにより、該ニューロンを賦活し得る。すなわち、脳内の該ニューロンが関与する領域のGABA濃度を上昇させて、標的神経系の興奮作用を好適に抑制し得る。また、該賦活剤は、その有効成分が天然物に由来するものであるため、安全性に優れるという効果を奏し得る。
図1は、本発明のGABA作動性ニューロン賦活剤を摂取させたマウス、非醗酵オタネ人参エキスを摂取させたマウス、および従来の飼料のみを摂取させたマウス(コントロール)における遺伝子発現を示すグラフである。図1(a)、(b)、(c)、および(d)ではそれぞれ、GAD1、Abat、GAT1およびGAT4の発現量をreal−time PCRによって定量し、GAPDHを内部標準として補正したものを、コントロール群を基準とした相対値で示す。各データは、4個体のマウスの平均±標準誤差を示す。 図2は、本発明のGABA作動性ニューロン賦活剤を摂取させたマウス、非醗酵オタネ人参エキスを摂取させたマウス、および従来の飼料のみを摂取させたマウス(コントロール)における遺伝子発現を示すグラフである。図2(a)および(b)ではそれぞれ、Gabra1およびGabra2の発現量をreal−time PCRによって定量し、GAPDHを内部標準として補正したものを、コントロール群を基準とした相対値で示す。各データは、4個体のマウスの平均±標準誤差を示す。 図3は、本発明のGABA作動性ニューロン賦活剤を摂取させたマウス(F)、非醗酵オタネ人参エキスを摂取させたマウス(nF)、および従来の飼料のみを摂取させたマウス(コントロール)に対する明暗試験の結果を示すグラフである。(a)は、マウスが最初に明領域に入るまでの時間を表すグラフである。(b)は、マウスが明領域で滞在する時間の割合を表すグラフである。(c)は、マウスが明領域に入った回数を表すグラフである。各データは、8個体のマウスの平均±標準誤差を示す。 図4は、本発明のGABA作動性ニューロン賦活剤を摂取させたマウス(F)、非醗酵オタネ人参エキスを摂取させたマウス(nF)、および従来の飼料のみを摂取させたマウス(コントロール)に対する高架式十字迷路試験の結果を示すグラフである。(a)は、フィールドに配置されたマウスの全移動距離(cm)を表すグラフである。(b)は、マウスの全移動距離に対するオープンアームエリア内での移動距離の割合(%)を表すグラフである。(c)は、マウスのオープンアームエリア内での滞在時間の割合(%)を表すグラフである。(d)は、マウスがオープンアームエリア内に入った回数を表すグラフである。各データは、8個体のマウスの平均±標準誤差を示す。 図5は、本発明のGABA作動性ニューロン賦活剤を摂取させたマウス(F)、および従来の飼料のみを摂取させたマウス(コントロール:C)に対する24時間睡眠記録の結果を示すグラフである。(a)は、覚醒時間の割合を表すグラフである。(b)は、ノンレム睡眠時間の割合を表すグラフである。(c)は、レム睡眠時間の割合を表すグラフである。各データは、3個体のマウスの平均±標準誤差を示す。 図6は、本発明のGABA作動性ニューロン賦活剤を摂取させたマウス(F)、および従来の飼料のみを摂取させたマウス(コントロール:C)に対する活動量測定の結果を示すグラフである。(a)は、24時間記録による自発活動の回数を表すグラフである。(b)は、明期における自発活動の回数の平均を表すグラフである。(c)は、暗期における自発活動の回数の平均を表すグラフである。各データは、2個体のマウスの平均±標準誤差を示す。 図7(a)は、本発明のGABA作動性ニューロン賦活剤を摂取させたラット(F)、イミプラミンを摂取させたラット、および従来の飼料のみを摂取させたラット(コントロール:C)に対する強制水泳試験の結果を示すグラフである。図7(b)は、非醗酵オタネ人参エキスを摂取させたラット(nF)、イミプラミンを摂取させたラット、および従来の飼料のみを摂取させたラット(コントロール:C)に対する強制水泳試験の結果を示すグラフである。各データは、7個体のラットの平均±標準誤差を示す。 図8は、STAIの結果を示すグラフである。各データは8個体のヒト被験者の平均±標準誤差を示す。統計検定は、Wilcoxonの符号順位検定を行った。 図9は、終夜睡眠ポリグラフを記録したときの総睡眠時間を示すグラフである。各データは8個体のヒト被験者の平均±標準誤差を示す。 図10は、終夜睡眠ポリグラフを記録したときの睡眠効率を示すグラフである。各データは8個体のヒト被験者の平均±標準誤差を示す。 図11は、終夜睡眠ポリグラフを記録したときの睡眠潜時を示すグラフである。各データは8個体のヒト被験者の平均±標準誤差を示す。 図12は、終夜睡眠ポリグラフを記録したときの中途覚醒の回数を示すグラフである。各データは8個体のヒト被験者の平均±標準誤差を示す。 図13は、終夜睡眠ポリグラフを記録したときの中途覚醒時間を示すグラフである。各データは8個体のヒト被験者の平均±標準誤差を示す。 図14は、終夜睡眠ポリグラフを記録したときのレム睡眠時間を示すグラフである。各データは8個体のヒト被験者の平均±標準誤差を示す。 図15(a)〜(d)は、それぞれ、終夜睡眠ポリグラフを記録したときの睡眠ステージ1〜4の時間を示すグラフである。各データは8個体のヒト被験者の平均±標準誤差を示す。
1.用語の説明
本明細書中に用いられる用語「エキス」とは、後述する人参から抽出操作を経て得ることのできる、液体、粉末体、ペーストおよびこれらの組合わせでなる形態を包含する、広義の抽出物をいい、必ずしも抽出液に限定されない。さらに、当該用語「エキス」は単離または精製された純物質であってもよく、混合物であってもよい。したがって、「醗酵人参エキス」は、例えば、人参を醗酵させた際の醗酵物(例えば、培養液)そのものであってもよく、醗酵物を乾燥させたものであってもよく、醗酵物をカラムクロマトグラフィーなどで分画精製し、目的とする成分(例えば、人参サポニン成分)を濃縮したものであってもよい。
本明細書中に用いられる用語「不安」とは、明らかに認識し得る刺激に結び付かないにも関わらず、不穏、緊張、頻脈、呼吸困難を伴って、危険や恐怖を感じることを意味する。また、本明細書中に用いられる用語「抗不安」とは、上記「不安」に対する防止、制限、解消または改善を包含する意味である。「抗不安」の具体的な例としては、当該「不安」が直接的に奏する各種の疾患・疾病の予防作用または治療作用が挙げられる。
本明細書中に用いられる用語「うつ」および「うつ症」とは、上記「不安」に起因して生じるとされる、悲しみ、孤独、絶望、低い自己評価、自責感を特徴とする一時的または慢性的な精神障害を意味する。また、本明細書中に用いられる用語「抗うつ」とは、上記「うつ」または「うつ症」に対する防止、制限、解消または改善を包含する意味である。「抗うつ」の具体的な例としては、当該「うつ」または「うつ症」が直接的に奏する各種の疾患・疾病の予防作用または治療作用が挙げられる。
本明細書中に用いられる用語「抗不安抗うつ」とは、上記「抗不安」および/または「抗うつ」を意味する。
2.GABA作動性ニューロン賦活剤
GABA作動性ニューロンとは、神経伝達物質としてGABAを放出するニューロンである。GABA作動性ニューロンにおいては、GABAがGABA合成酵素によって合成され、シナプス間隙に放出される。放出されたGABAはGABAトランスポーターによってGABA作動性ニューロンまたはグリア細胞に取り込まれ、GABA分解酵素によって分解される。すなわち、GABA作動性ニューロンは、脳内のGABA濃度の調整において、重要な役割を果たしている。
本発明のGABA作動性ニューロン賦活剤によれば、該ニューロンが賦活されるので、該ニューロンによるGABA濃度の増加を介した神経抑制機能が好適に発揮され得る。具体的には、以下のとおりである。すなわち、GABA作動性ニューロンでは、神経伝達物質としてGABAがシナプス前細胞で合成され、シナプス後細胞に受容する機構(受容体)に作用して、抑制性シナプス後電位をシナプス後細胞に誘起することでシグナルが伝達される。シナプス前細胞から開放放出されるGABAは、シナプス後細胞に影響を与えるに十分な量が必要である。このように放出されたGABAは、GABAトランスポーターによってシナプス前細胞または、グリア細胞に取込まれGABA分解酵素によって分解、不活性化される。本発明のGABA作動性ニューロン賦活剤は、主な作用としてGABA合成酵素の活性を高め、GABAの細胞内への取込みを抑制し、GABA分解酵素を抑制することで、シナプスにおけるGABA量を高め、シナプス後細胞への作用を高める。これにより、GABA作動性ニューロンを活性(賦活)化する。
本発明のGABA作動性ニューロン賦活剤は、醗酵人参エキスを有効成分として含有する。上記人参としては、任意の適切な人参が用いられ得る。人参は、好ましくはウコギ科薬用人参であり、より好ましくはそのアグリコンがプロトパナキサジオールである人参サポニン(例えば、Rb1、Rb2、Rc、Rdなどのプロトパナキサジオール系人参サポニン;以下、「人参サポニン」を「ジンセノサイド」と称することがある)を豊富に含有するウコギ科薬用人参である。プロトパナキサジオール系ジンセノサイドは、後述の醗酵によって分解されて、以下の式(I)で表される20(S)−プロトパナキサジオール 20−O−β−d−グルコピラノサイド(以下、「M1」と称することがある)となり、本発明のGABA作動性ニューロン賦活剤の作用機序において、重要な役割を果たすと考えられるからである。なお、本発明のGABA作動性ニューロン賦活剤の具体的な作用機序は明らかではないが、M1と醗酵人参エキス中に含有される他の種々の成分との複合的な効果より、その作用が発揮されると推測される。したがって、本発明のGABA作動性ニューロン賦活剤によれば、M1のみを用いた場合よりも効率的に該ニューロンを賦活し得る。
このようなウコギ科薬用人参の例としては、オタネ人参(高麗人参;Korean ginseng:Panax C.A.Meyer)、三七ニンジン(Panax Pseudo−ginseng Wall)、アメリカニンジン(Panax quinquefolium L.)、竹節ニンジン(Panax japonicus C.A.Meyer)、ヒマラヤニンジン(Panax Pseudo−ginseng Qall.Subsp.Himalaicus Hara)、ベトナムニンジン(Panax Vuetnamensis Ha etGrushy)、およびそれらの組合せが挙げられる。本発明においては、入手が容易である点、および、Rb1、Rb2、Rc、Rdなどのプロトパナキサジオール系ジンセノサイドが豊富に含まれている点から、オタネ人参およびアメリカニンジンを用いることが好ましく、オタネ人参を用いることがさらに好ましい。
上記人参の使用部位としては、任意の適切な部位が用いられ得る。例えば、根、茎、葉、花蕾、果実または全草、あるいはそれらの組合せのいずれが用いられてもよい。上記人参としてオタネ人参が用いられる場合、プロトパナキサジオール系ジンセノサイドが他の部位に比べてより豊富に含まれている点から、好ましくは根、より好ましくは側根が用いられ得る。また、アメリカニンジンが用いられる場合、同様の点から、好ましくは根、より好ましくは主根が用いられ得る。
上記人参は、生の状態のものであってもよく、乾燥状態のものであってもよい。乾燥方法としては、任意の適切な乾燥方法を用いることができる。
上記人参を醗酵させることにより醗酵人参エキスが得られる。醗酵人参エキスの製造方法としては、任意の適切な方法が用いられ得る。例えば、醗酵人参エキスは、以下の方法を用いて製造され得る。
醗酵人参エキスの第1の製造方法について以下に説明する。該製造方法においては、所定の大きさ(好ましくは平均長径が0.2mm以下)に細かく裁断、粉砕またはペースト状になるまですり潰された乾燥、または、生の人参の所定部位が、所定容量を有する培養槽に適量の醗酵助剤および水と共に仕込まれる。次いで、代表的には、微生物の仕込み前に加熱滅菌処理されて、醗酵前の仕込み液が得られる。次いで、当該培養槽に、微生物が仕込まれ、醗酵が行われる。なお、上記加熱滅菌処理により、人参サポニンが仕込み液中へ効率良く溶出する。
上記醗酵前の仕込み液に用いられる水としては、好ましくは蒸留水、イオン交換水などが挙げられる。上記微生物の醗酵助剤としては、ペプトン、ポリペプトンなどの窒素栄養源、微量生育栄養素を含む酵母エキス、炭酸カルシウムなどのpH緩衝剤、微量必須元素などが挙げられる。1つの好ましい実施形態において、醗酵前の仕込み液は、酵母エキス10g/L、大豆ペプチド5g/L、炭酸カルシウム10g/Lを含有する。醗酵前の仕込み液のpHとしては、好ましくは3〜7、より好ましくは5〜6.5である。
上記醗酵前の仕込み液に用いられる人参の量は、人参の種類、乾燥状態、培養条件などに応じて、当業者によって適宜選択され得る。例えば、人参と醗酵前の仕込み液との割合[人参の乾燥重量(g)/醗酵前の仕込み液量(g)]は、好ましくは1/100〜50/100、より好ましくは5/100〜20/100、さらに好ましくは10/100〜15/100である。
上記微生物としては、サポニン分解能を有するものが好ましい。サポニン分解能を有する微生物は、非醗酵人参中に含まれるプロトパナキサジオール系ジンセノサイドから、醗酵を通じてM1を生成し得るからである。
本発明で好適に用いられる微生物としては、醗酵中における、Rb1、Rb2、Rc、Rdなどのプロトパナキサジオール系ジンセノサイドとの作用効率が高く、かつ、Rg1などのプロトパナキサトリオール系ジンセノサイドとの作用効率が低い微生物が好ましい。このような微生物によれば、醗酵を通じて、M1が効率良く生成され、かつ、20(S)−プロトパナキサトリオール(以下、「M4」と称することがある)の生成が低減される。1つの好ましい実施形態において、醗酵後の仕込み液において、M1の含有量は、重量を基準としてM4の含有量よりも多く、好ましくはM4の含有量の3倍よりも多く、より好ましくはM4の含有量の5倍よりも多い。
上記微生物の例としては、特開2004−049154号公報に記載の微生物、すなわち、β−グルコシダーゼ、α−アラビノシダーゼおよびα−ラムノシダーゼからなる群より選択される少なくとも1種の酵素を生産する微生物であって、好ましくは食品に添加することができる微生物が挙げられる。より具体的には、ラクトバチルス・アシドフィルス(Lactobacillus acidphilus)、ラクトバチルス・ガセリ(L.gasseri)、ラクトバチルス・マリ(L.mali)、ラクトバチルス・プランタラム(L.plantarum)、ラクトバチルス・ブヒネリ(L.buchneri)、ラクトバチルス・カゼイ(L.casei)、ラクトバチルス・ジョンソニー(L.johnsonii)、ラクトバチルス・ガリナラム(L.gallinarum)、ラクトバチルス・アミロボラス(L.amylovorus)、ラクトバチルス・ブレビス(L.brevis)、ラクトバチルス・ラムノーザス(L.rhamnosus)、ラクトバチルス・ケフィア(L.kefir)、ラクトバチルス・パラカゼイ(L.paracasei)、ラクトバチルス・クリスパタス(L.crispatus)などのラクトバチルス属細菌;ストレプトコッカス・サーモフィルス(Streptcoccus thermophilus)などのストレプトコッカス属細菌;ラクトコッカス・ラクチス(Lactococcus lactis)などのラクトコッカス属細菌;ビフィドバクテリウム・ビフィダム(Bifidobacterium bifidum)、ビフィドバクテリウム・ロンガム(B.longum)、ビフィドバクテリウム・アドレスセンティス(B.adolescentis)、ビフィドバクテリウム・インファンティス(B.infantis)、ビフィドバクテリウム・ブレーベ(B.breve)、ビフィドバクテリウム・カテヌラータム(B.catenulatum)などのビフィドバクテリウム属細菌;バチルス・ズブチリス(Bacillus subtilis)などのバチルス属細菌;サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyses cerevisiae)、トルラスポラ・デルブルエッキー(Torulaspora delbrueckii)、キャンジダ・ケフィアなどのサッカロマイセス属酵母;トルラスポラ属酵母;キャンジダ属酵母などが挙げられる。なかでも、ラクトバチルス属、ストレプトコッカス属、ラクトコッカス属に属する乳酸菌、ビフィドバクテリウム属細菌、サッカロマイセス属酵母がサポニン分解物の生成量、生成比、醗酵人参の風味などの点から好ましい。
より具体的な例としては、ラクトバチルス カゼイ ハセガワ菌株(FERM BP−10123)、ラクトバチルス・ガセリDSM20243株、ラクトバチルス・プランタラムATCC14947株およびATCC10241株、ラクトバチルス・ブヒネリATCC4005株、ラクトバチルス・カゼイATCC393株、ラクトバチルス・マリATCC27304株、ラクトバチルス・ガリナラムJCM2011株、ラクトバチルス・アミロボラスJCM1126株、ラクトバチルス・ブレビスATCC14869株、ラクトバチルス・ラムノーザスATCC7469株およびATCC53103株、ラクトバチルス・ケフィアNRIC1693株、ラクトバチルス・パラカゼイNCDO−151株、ラクトコッカス・ラクチスATCC15577株、ビフィドバクテリウム・ビフィダムJCM7002株、ビフィドバクテリウム・アドレスセンティスATCC15703株、サッカロマイセス・セレビシエIFO−0309株およびIFO−2018株が挙げられる。上記微生物は単独で使用してもよく、あるいは醗酵効率を高める目的で組合わせて使用してもよい。
上記微生物のなかでも、ラクトバチルス カゼイ ハセガワ菌株(FERM BP−10123)が特に好ましい。該菌株によれば、GABA作動性ニューロンを賦活し得る成分(M1を含む種々の成分)をバランスよく生成するので、該作用の高い醗酵人参エキスを生成し得る。さらに、漬物などの一般食品から分離された微生物であることから、安全性が高いという利点を有する。上記ラクトバチルス カゼイ ハセガワ菌株(FERM BP−10123)は、独立行政法人産業技術総合研究所 特許生物寄託センター(住所:郵便番号305−8566 日本国 茨城県つくば市東1丁目1番地1 中央第6)に、平成15年(2003年)8月11日(受託日)に、受託番号FERM BP−10123として寄託されている。
醗酵は、上記の適切な仕込み液の存在下、培養槽内を、好ましくは25℃〜37℃、より好ましくは28℃〜33℃の温度範囲に設定して行われる。醗酵時間は、仕込み液の組成、植菌量、醗酵温度などに応じて適切に設定され得る。醗酵時間は、好ましくは2日〜21日、より好ましくは7日〜14日である。代表的には、加熱滅菌により、醗酵を終了させる。この場合、加熱によりM1などの人参サポニン代謝物が分解するのを防ぐために、醗酵後の仕込み液のpHを5以上にすることが好ましい。この醗酵によって、上記人参中に含まれるジンセノサイドのうち、Rb1、Rb2、Rc、Rdなどのプロトパナキサジオール系ジンセノサイドが上記微生物による作用を受けて、M1が効率的に生成され得る。なお、醗酵方法の具体的な手順などは、例えば、特許3678362号公報に記載されており、当業者に公知である。該醗酵の結果、本発明に用いられる醗酵人参エキスが得られる。
醗酵人参エキスの第2の製造方法について以下に説明する。該製造方法においては、所定の大きさ(好ましくは平均長径が0.2mm以下)に細かく裁断、粉砕またはペースト状になるまですり潰された乾燥、または、生の人参の所定部位が、抽出溶媒中に浸漬され、抽出が行われる。これにより、ジンセノサイドを含む溶解画分が得られる。得られた溶解画分と醗酵助剤とが混合され、次いで、該混合物に微生物が仕込まれることにより、醗酵が行われる。
上記抽出溶媒としては、極性溶媒が好ましく、水、炭素数1〜4のアルコール、またはそれらの混合物(含水アルコール)がより好ましい。炭素数1〜4のアルコールの具体的な例としては、メタノール、エタノール、プロパノール、n−ブタノール、およびそれらの組合わせが挙げられる。なかでも、エタノールが好ましい。生体に対する安全性が高いからである。
上記抽出溶媒の使用量は、使用する人参の部位、使用量または抽出温度などの各種条件に応じて、適切に設定され得る。人参100重量部(乾燥重量)に対して、通常、300〜3000重量部、好ましくは800〜1500重量部の抽出溶媒が用いられ得る。
上記人参の浸漬時間および温度もまた、各種条件に応じて、適切に設定され得る。浸漬温度は、好ましくは20℃〜150℃、より好ましくは50℃〜121℃である。浸漬時間は、好ましくは0.1〜72時間、より好ましくは0.3〜1時間である。
上記抽出により、ジンセノサイドは抽出溶媒中に可溶化し、溶解画分に分配される。すなわち、該溶解画分は、ジンセノサイド可溶化抽出物である。該溶解画分は、濾過などの手段を用いることにより、食物繊維などの人参由来不溶成分と分離された状態で得ることができる。また、必要に応じて、減圧留去などの当業者に周知の手段を用いて、該溶解画分から炭素数1〜4のアルコールを除去してもよい。これらのアルコールは、微生物醗酵を抑制および/または阻害する可能性があるからである。さらに、カラムクロマトグラフィーなどにより該溶解画分の精製を行って、ジンセノサイドを高濃度に含む水性画分としてもよい。また、該溶解画分を乾燥させて粉末化してもよい。
上記のようにして得られたジンセノサイド可溶化抽出物(溶解画分)そのもの、または、該抽出物を水により溶解および/または適当量に希釈した希釈物と、微生物の醗酵助剤とを混合する。得られた混合物を、高圧蒸気滅菌、ろ過滅菌などの任意の適切な方法で混在する雑菌を除菌することにより、上記醗酵に供される前の、いわゆる非醗酵の人参エキスを得ることができる。微生物の醗酵助剤としては、上記第1の製造方法で記載したものが挙げられる。
上記のようにして得られた非醗酵の人参エキスに微生物を接種し、醗酵させることにより、本発明に用いられる醗酵人参エキスが得られる。微生物、醗酵条件および醗酵方法としては、上記第1の製造方法で記載したものが挙げられる。
上記第1および第2の製造方法によって得られる醗酵人参エキスは、そのまま用いられてもよく、ろ過など適切な方法で不溶性成分が除去されてもよく、さらには、必要に応じて濃縮、精製などの操作が行われてもよい。また、上記醗酵人参エキスは、スプレードライや凍結乾燥などの当業者に周知の手段により水分が除去され、固形物または粉末として用いられてもよい。
上記醗酵人参エキスは、他の成分と比べてM1を豊富に含有することが好ましい。該醗酵人参エキスにおいては、上記微生物の作用によって、Rg1、Reなどのプロトパナキサトリオール系ジンセノサイドに由来するM4の生成量よりも、Rb1、Rb2、Rc、Rdなどのプロトパナキサジオール系ジンセノサイドに由来するM1の生成量が高くなっていることが好ましい。より具体的には、得られた醗酵人参エキス中におけるM1およびM4の含有量比[M1/M4:重量比]は、好ましくは1以上である。例えば、得られた醗酵人参エキス中におけるM1の含有量は、重量を基準としてM4の含有量よりも多く、好ましくはM4の含有量の3倍よりも多く、より好ましくはM4の含有量の5倍よりも多い。該好適比または相対含有量でM1およびM4を含有することにより、GABA作動性ニューロンを好適に賦活し得る。醗酵人参エキス中のM1およびM4の含有量およびその比は、当業者に公知の手段(例えば、液体クロマトグラフィー)を用いて容易に把握され得る。
本発明のGABA作動性ニューロン賦活剤は、上記醗酵人参エキスを有効成分として含有する。該賦活剤中における醗酵人参エキスの含有量としては、醗酵人参エキスの性状(醗酵液、濃縮物、乾燥物など)、用途などに応じて適切に設定され得る。該含有量は、GABA作動性ニューロン賦活剤中、好ましくは0.1〜100重量%、より好ましくは0.5〜100重量%、さらに好ましくは2〜100重量%である。また、GABA作動性ニューロン賦活剤中におけるM1の含有量は、好ましくは0.1重量%以上、より好ましくは0.5重量%以上である。
上記GABA作動性ニューロン賦活剤は、上記醗酵人参エキスと同様の方法で醗酵させたアマチャヅルエキスをさらに含有してもよい。
本発明に用いられ得るアマチャヅル(Gynostemma pentaphyllum Makino)は、従来より、オタネ人参などと同様のサポニンを豊富に含有するウリ科の多年生植物として知られている。アマチャヅルの使用部位としては、任意の適切な部位が用いられ得る。例えば、根、茎、葉または全草、あるいはそれらの組合せのいずれが使用されてもよい。本発明においては、M1を豊富に含んでいる点から、茎および/または葉を用いることが好ましい。上記アマチャヅルは、生の状態のものであってもよく、乾燥状態のものであってもよい。乾燥方法としては、任意の適切な乾燥方法を用いることができる。
上記GABA作動性ニューロン賦活剤は、上記醗酵人参エキスが有するGABA作動性ニューロン賦活作用を妨げない範囲において、任意の適切な添加物を含有し得る。該添加物としては、例えば、水;アルコール;食肉加工品;米、小麦、トウモロコシ、ジャガイモ、スイートポテト、大豆、コンブ、ワカメ、テングサなどの一般食品材料およびそれらの粉末;デンプン、水飴、乳糖、グルコース、果糖、スクロース、マンニトール、ラクトース、デキストリン、コーンスターチ、ソルビトール、結晶性セルロースなどの糖類;香辛料、甘味料、食用油、ビタミン類などの一般的な食品添加物;注射用蒸留水、生理食塩水、ブドウ糖水溶液、注射用植物油などの希釈剤;界面活性剤;賦形剤;着色料;保存料;コーティング助剤;ポリビニルピロリドン;油分;保湿剤;増粘剤;防腐剤;香料;殺菌剤;安定剤ならびにこれらの組合せが挙げられる。上記GABA作動性ニューロン賦活剤は、必要に応じて、他の薬剤(漢方薬を包含する)をさらに含有していてもよい。このような添加物および/または他の薬剤の含有量は、上記醗酵人参エキスが有する上記作用を妨げない範囲であればよい。
上記GABA作動性ニューロン賦活剤は、例えば、医薬組成物、食品組成物または飼料組成物として用いられ得る。例えば、医薬品、医薬部外品などの医薬組成物として、そのまま、または他の医薬組成物と組み合わせて用いられてもよく;一般の食品、健康食品(機能性食品)などの食品組成物として、そのまま、または他の食品と組み合わせて用いられてもよく;家畜または養殖魚などの生産分野に利用される飼料組成物として、そのままあるいは他の飼料用材料と組み合わせて用いられてもよい。
上記GABA作動性ニューロン賦活剤が医薬組成物として使用される場合、経口組成物または非経口組成物のいずれの形態で使用されてもよい。また、その投与剤形としては、日本薬局方に記載の方法にしたがって、任意の適切な剤形に加工され得る。投与剤形のより具体的な例としては、経口投与を目的とする医薬組成物の場合、カプセル剤、錠剤、粉剤、顆粒剤、細粒剤、徐放剤などの剤形が挙げられる。非経口投与を目的とする医薬組成物の場合、静脈注射、皮下注射または筋肉注射を目的とした注射剤、輸液剤、軟膏などの塗布剤、直腸内投与のための坐剤などの剤形が挙げられる。該医薬組成物は、当業者に公知の方法によって目的の形態に加工され得る。
上記GABA作動性ニューロン賦活剤が、食品組成物として使用される場合、その形態は、固形食品に限定されず、飲料(例えば、液体飲料)のようなものも包含される。具体的には、食品組成物は、液状、ペースト状、固形状などの形態であり得る。食品組成物の具体例としては、茶飲料、コーヒー飲料、清涼飲料、乳飲料、菓子類、シロップ類、果実加工品、野菜加工品、漬物類、畜肉製品、魚肉製品、珍味類、缶・ビン詰類、即席飲食物、内服液、肝油ドロップ、口中清涼剤、ゼリーなどが挙げられる。食品組成物であるGABA作動性ニューロン賦活剤中における醗酵人参エキスの含有量は、好ましくは0.1〜100重量%、より好ましくは0.5〜99.5重量%、さらに好ましくは2〜99重量%である。該食品組成物は、当業者に公知の手法によって製造され得る。
上記GABA作動性ニューロン賦活剤が、飼料組成物として使用される場合、その形態は、家畜の種類などに応じて、適切に設定され、加工され得る。
上記GABA作動性ニューロン賦活剤の用量は、摂取者の状況(必要とするGABA作動性ニューロンの賦活程度、性別、年齢など)に応じて、適切に設定され得る。経口摂取する場合の用量としては、成人1日当たり、醗酵人参エキスの摂取量(乾燥重量)換算で、好ましくは1mg〜200mg/kg体重、より好ましくは3mg〜100mg/kg体重、さらに好ましくは6mg〜50mg/kg体重である。また、非経口摂取する場合の用量としては、成人1日当たり、醗酵人参エキスの摂取量(乾燥重量)換算で、好ましくは0.01mg〜20mg/kg体重、より好ましくは0.3mg〜10mg/kg体重、さらに好ましくは0.6mg〜5mg/kg体重である。上記GABA作動性ニューロン賦活剤は、1回で摂取されてもよく、複数回に分けて摂取されてもよい。
3.飲食物
本発明の飲食物は、上記GABA作動性ニューロン賦活剤を含有し、GABA作動性ニューロンを賦活する作用を有する。具体的には、上記醗酵人参エキスの含有量が、好ましくは0.1〜100重量%、より好ましくは0.5〜99.5重量%、さらに好ましくは2〜99重量%となるようにGABA作動性ニューロン賦活剤を含有する。本発明の飲食物が含有し得る他の成分としては、食品添加物として許容され得るものであればよい。例えば、上記添加物が挙げられる。
上記飲食物は、GABA作動性ニューロン賦活作用を有することから、例えば、不安症、うつ症、睡眠障害などの予防または治療のために用いられる旨の表示がなされ得る。このような機能の表示を付した飲食物の例としては、特定保健用食品、特別用途食品が挙げられる。上記飲食物に対する機能の別の表示としては、例えば、精神的不安の予防または改善のために用いられる旨の表示、ストレスの予防または治療のために用いられる旨の表示;心の不安の低減または解消のために用いられる旨の表示;精神的リラックスのために用いられる旨の表示;などが挙げられる。該表示は、使用者にとって上記のような機能が実質的に理解され得る様式で表されておればよい。例えば、当該飲食物の外装または内装パッケージ、商品カタログ、ポスターなどに対して表示が行われ得る。
4.用途
本発明のGABA作動性ニューロン賦活剤および飲食物においては、醗酵人参エキスに含有されるM1およびその他の種々の成分が相俟って複合的に作用することにより、該ニューロンを賦活する。具体的には、GABA作動性ニューロンにおけるGABA合成量を増加させると共に、GABA取込み量およびGABA分解量を減少させることにより、脳内におけるGABA濃度を上昇させ得る。その結果、該ニューロンによるGABA濃度の調節を介した神経抑制機能が好適に発揮され得る。したがって、本発明のGABA作動性ニューロン賦活剤および飲食物は、例えば、GABA作動性ニューロンの機能低下に関連する疾患(例えば、ハンチントン病)や、抑制性ニューロンであるGABA作動性ニューロンの興奮性ニューロンに対する相対的活性の低下に関連する疾患(例えば、不安症、うつ症、睡眠障害、種々のストレス、心身症)の予防または治療に好適に利用され得る。
以下、本発明を実施例によって具体的に記述する。しかし、これらによって本発明は制限されるものではない。
<調製例1:醗酵オタネ人参エキスの製造>
ラクトバチルス・カゼイ・ハセガワ菌株(FERM BP−10123)を前培養培地(組成:グルコース30g/L、酵母エキス10g/L、大豆ペプチド5g/L、KHPO 2g/L、MgSO・7HO 0.5g/L)20mLに1白金耳植菌し、28℃にて48時間静置培養した。
上記培養後の培養液2mLを、新たな前培養培地120mLに植菌し、28℃にて48時間静置培養した。
上記培養後の培養液20mlを、高圧蒸気滅菌(121℃、20分間)した仕込み液(オタネ人参(側根)粉末130g/L、酵母エキス10g/L、大豆ペプチド5g/L、炭酸カルシウム10g/L)1Lに植菌し、28℃で10日間醗酵した。得られた培養液を、水酸化ナトリウムでpH5.0に調整し、次いで、噴霧乾燥することにより、醗酵オタネ人参エキス145gを得た。
得られた醗酵オタネ人参エキス中におけるM1およびM4の含有量を高速液体クロマトグラフィー(HPLC)で測定した。当該醗酵オタネ人参エキス中におけるM1の含有量は0.9重量%であり、M4の含有量は0.1重量%であった。
<比較調製例1:非醗酵オタネ人参エキスの製法>
調製例1において、ラクトバチルス・カゼイ・ハセガワ菌株(FREM BP−10123)を植菌しなかったこと以外は、調製例1と同様の操作を行うことにより、当該菌株による醗酵がなされなかった非醗酵オタネ人参エキス150gを得た。
<試験例1:GABA作動性ニューロン賦活作用の検証>
被検体として、7週齢のオスのC57BL/6マウス(体重19g〜24g)を使用した。飼育は、徳島大学栄養学科棟動物室(室温23±1℃、8:00〜20:00、20:00〜8:00の明暗サイクル)で同大学の動物飼育規定に従って行った。
<1−1:試料および摂取方法>
マウスに与える試料として、上記調製例1で得られた醗酵オタネ人参エキス、比較調製例1で得られた非醗酵オタネ人参エキス、およびコントロールとしてのマウス飼育用標準粉末飼料(オリエンタル酵母工業(株)製 商品名「MF」)を用いた。醗酵オタネ人参エキスおよび非醗酵オタネ人参エキスについては、摂取量が50mg/kg体重/日となるように、摂食予備試験に基づいて上記MFと混合することにより濃度調製を行った。これらの試料を20日間、自由摂食させた。飼育期間中は毎日ハンドリングを行った。なお、飼料(試料)の種類に応じて、マウスを8匹ずつ3群に分けた。
<1−2:RNA抽出とcDNA合成>
試料を20日間摂取させた各群のマウスを断頭して脳を摘出し、脳スライスを作成した。脳スライスより、大脳皮質、海馬、扁桃体、線条体、小脳、および脳幹を採取し、それぞれを−80℃にて保存した。
上記の各組織に10倍量(重量基準)の商品名「TRIzol reagent」(インヴィトロジェン社製)を加えてホモジナイズし、さらに注射針(22G)を用いて懸濁した。得られた懸濁液を、5分間室温に静置した後、クロロホルムを加えてよく混和した。次いで、12000rpm、15分間、4℃で遠心分離を行った。得られた上清を別の容器に移し、等量の2−プロパノールを加えてよく混和した後、室温で10分間静置した。次いで、12000rpm、20分間、4℃で遠心した。これにより、total RNAの沈殿物を得た。該沈殿物を80%エタノールで洗浄し、DEPC処理水に溶解した。
商品名「1st strand cDNA合成キット」(インヴィトロジェン社製)を用いて1時間、37℃の合成反応を行うことにより、上記total RNA(5μg等量)からcDNAを合成した。
<1−3:定量real−time RT−PCR解析>
表1に示す各ポリペプチドの報告されたcDNA配列に基づき、Genetyx7 SU_RC(version7.0.8,Applied Genetyx)を用いて、プライマーを作成した。NCBI BLAST検索またはUCSC BLAT検索により、プライマーの特異性を確認した。また、作成した各遺伝子特異的プライマーと上記で得られたcDNAとを用いてPCR反応を行い、得られたPCR産物を、融解曲線解析することにより、目的とするPCR産物が得られたことを確認した。さらに、該PCR産物を3%アガロース−エチジウムブロマイドゲルで電気泳動して、単一のPCR産物が得られたことを確認した。用いたプライマーの配列を表1に示す。
Light CyclerTM(Roche Diagnostics社製)を用いてreal−time RT−PCR解析を行うことにより、上記の組織(海馬、扁桃体、および小脳)における各ポリペプチドのmRNAの発現量を調べた。PCRは、商品名「SYBR(登録商標) PreMix Ex TaqTM」(TaKaRa製)を用いて、インキュベーション:95℃、10分を1サイクル、変性:95℃、10秒、アニーリング:60℃、15秒、エクステンション:72℃、15秒を50サイクル行った。なお、各遺伝子発現は、GAPDHを内部標準として補正後、コントロール群を基準とした相対値で示した。
<1−4:統計解析>
各群より4サンプルを抽出して解析した。結果を図1および図2に示す。なお、結果は全て平均値±標準誤差で示した。群間の有意差検定は、Stat View software package(Stat View 5.0;SAS Institute,Cary,USA)を用いて、一元配布分散分析(one−way ANOVA)により行った。さらに、群間の平均値の差を、post hoc testのTukey−Kramer検定で解析し、p<0.05を有意差ありとした。
<1−5:結果および考察>
図1(a)に示すとおり、GABA合成酵素(GAD1)の発現量については、不安に関わる脳領域である海馬および扁桃体において、コントロール群よりも醗酵オタネ人参エキス群の方が顕著に増加していた。
図1(b)に示すとおり、GABA分解酵素(Abat)の発現量については、海馬において、発酵オタネ人参エキス群がコントロール群に対して有意に(p<0.05)減少していた。
図1(c)に示すとおり、神経型GABAトランスポーター(GAT1)の発現量については、海馬において、発酵オタネ人参エキス群がコントロール群に対して有意に(p<0.05)減少していた。また、図1(d)に示すとおり、グリア型GABAトランスポーター(GAT4)の発現量については、海馬において、コントロール群よりも醗酵オタネ人参エキス群の方が顕著に減少していた。
図2に示すとおり、GABA受容体αサブユニット(Gabra1、Gabra2)の発現量については、海馬および扁桃体において、醗酵オタネ人参エキス群とコントロール群との間に有意な変化は認められなかった。
図1および図2に示すとおり、小脳においては、いずれの遺伝子の発現量についても、有意な変化は認められなかった。
GABA合成酵素(GAD1)、GABA分解酵素(Abat)、および神経型GABAトランスポーター(GAT1)はいずれも、GABA作動性ニューロンに発現する酵素である。したがって、上記のとおり、発酵人参エキスの食餌性投与により、不安に関わる脳領域である海馬および扁桃体において、GAD1の発現量が増加したこと、および、Abat、GAT1およびGAT4の発現量が減少したことから、醗酵人参エキスが、GABA作動性ニューロン、特に該ニューロンにおけるGABA濃度の調節機能を賦活し、海馬および扁桃体におけるGABA濃度を上昇、または高い状態で維持し得ることがわかる。また、GABA作動性ニューロンの後シナプスに発現するGABA受容体αサブユニット(Gabra1、Gabra2)の発現量に変化が認められなかったことからも、醗酵人参エキスは、GABA作動性ニューロンのGABA代謝(GABA濃度の調節機能)に作用すると考えられる。
<試験例2:マウスの不安行動に対する効果の検証>
被検体として、8週齢のオスのC57BL/6マウス(体重19g〜24g、日本エスエルシー(株)製)を使用した。マウスを、2匹ずつ飼育ケージ(17×27×13cm)内で自由飲水にて飼育した。マウス搬入後、翌日から8日間、1匹あたり5分間ハンドリングを行った。また、同ケージ内で飼育するマウスの搬入時の体重差を0g〜0.5gとなるように設定した。なお、飼育室の温度を25±1℃に保持し、12時間の明暗サイクルを自動制御した(8時点灯、20時消灯)。
<2−1:試料および摂取方法>
マウスに与える試料として、上記調製例1で得られた醗酵オタネ人参エキス、比較調製例1で得られた非醗酵オタネ人参エキス、およびコントロールとしてのマウス飼育用標準粉末飼料(オリエンタル酵母工業(株)製 商品名「MF」)を用いた。醗酵オタネ人参エキスおよび非醗酵オタネ人参エキスについては、摂食予備試験に基づいて50mg/kg体重/日となるように、上記MFと混合することにより濃度調製を行った。全ての試料を、マウス搬入直後から全測定終了まで、自由摂食させた。ただし、摂食量の計量に伴い、粉末給餌器の外側にプラスチック製カバー(オリエンタル酵母工業(株)製 Roden CAFE)を取り付けておき、マウスにはこのカバーの穴から摂食させた。なお、飼料(試料)の種類に応じて、マウスを8匹ずつ3群に分けた。
<2−2:行動実験>
不安の評価として、以下の(1)明暗試験(light−dark test)および(2)高架式十字迷路試験(elevated plus−maze test)を採用した。マウス搬入11日後から、(1)および(2)の試験を、この順に1日おきに行い、それぞれ13時〜18時の時間帯に実施した。なお、体重測定は、搬入日、搬入4日後、行動実験開始日および最終日に行った。摂食量の計量は2日おきに行った。
<2−2−1:明暗試験>
本評価試験では、23×23×30cmの明領域(light area)と、18×23×30cmの暗領域(dark area)とが隣接する明暗箱で構成される装置であって、当該箱の床から5cmほどの境界を通して、マウスが上記2つの領域を相互に行き来可能となっている構造を有する装置を使用した。両領域とも天井はフタになっており、明領域は透明の壁と白色の床とで構成されている。暗領域は黒色の壁および黒色の床で構成されており、フタを閉じると内部が真っ暗になる構造を有する。本評価試験では、このような装置に、上記マウスを暗領域側から入れ、その後の行動を5分間観察および測定した。具体的には、マウスが最初に明領域に入るまでの時間、マウスが明領域で滞在する時間、およびマウスが明領域に入った回数を測定した。本評価試験は、明るい場所に対するげっ歯類の生得的嫌悪感と、新奇環境に対する探索行動とに基づくものである。本評価試験では、明領域に入るまでの時間が短いほど、また明領域での滞在時間が長いほど、そのマウスの不安が低いと評価することができる。
<2−2−2:高架式十字迷路試験>
本評価試験では、不安を測定するための実験装置である高架式十字迷路を使用した。当該高架式十字迷路は、透明な壁(14cm)を有する2つのクローズド・アーム(closed arms)と、壁のない2つのオープン・アーム(open arms)と、これら4つのアームを接続する中央プラットフォームとから構成されている。床からアームまでの高さは70cm、全長は65cmおよびアーム幅は5cmであった。このような装置に、上記試料をそれぞれ摂取させたマウスを置き、5分間かけて以下の測定および解析を行った。すなわち、当該装置に配置されたマウスの全移動距離、全移動距離に対するオープン・アーム内での移動距離の割合、全時間に対するオープン・アーム内での滞在時間の割合、およびオープン・アームに入った回数を測定し、これら4つの指標を使ってマウスの不安水準を評価した。本評価試験では、全移動距離に対するオープン・アーム内での移動距離の割合が大きいほど、またオープン・アーム内での滞在時間が長いほど、そのマウスの不安が低いと評価することができる。なお、当該測定・解析には、ビデオ画像行動解析装置(PanLab社製 商品名「Smart」)を使用した。
<2−3:睡眠記録>
(1)手術
麻酔薬として、ケタミン(ketamine)(20mg/ml)とキシラジン(xylazine)(5mg/ml)の1:1のカクテルを使用した。該麻酔薬を体重10gあたり0.1mlの割合で、上記試料をそれぞれ摂取させたマウスに腹腔内投与した。次いで、当該マウスの頭部を適度に散髪し、皮膚を円形にカットした後、頭骨に歯科用ドリルで3ヵ所穴を開けた。該3ヵ所の穴のそれぞれにテフロン(登録商標)コートされたステンレスワイヤーに予めはんだ付けしたステンレス製ビス電極を取り付けた。その後、筋電図記録のために、同様のワイヤーをマウスの両側の肩筋に取り付けた。計5本のワイヤーをはんだでソケットに接合した後、ワイヤーを覆うように、歯科技工用即時重合レジンで頭骨とともに固定した。術後は1週間の回復期間をおいた。
(2)24時間睡眠記録
記録開始3日前に、上記手術を施したマウスを記録用ケージ(30×30×35cm)に移し、生体アンプ(日本光電工業(株)製 RM−6100)にケーブルで接続し、慣れさせた。記録当日は、明暗サイクルに合わせ、8時から24時間、当該マウスの脳波と筋電図とを記録した。サンプリングしたデータを、CED社製 CED1401 DATAプロセッサにてA/D変換し、これを生体信号記録・解析システム(CED社製 商品名「Spike2」)によって記録・解析した。なお、記録は、コントロール群と醗酵オタネ人参エキス群について、各群3匹ずつ行った。一度の記録に各群1匹ずつの計2匹を同時に記録した。
(3)解析
記録終了後、6秒ごとに、覚醒、ノンレム睡眠(徐波睡眠)およびレム睡眠(逆説睡眠)の3つのステージに視察判定した。
<2−4:活動量測定>
飼育ケージ(15×22×12cm)に、上記試料をそれぞれ摂取させたマウスを1匹ずつ入れ、自発運動量測定装置(バイオリサーチセンター(株)製 商品名「ACTIMO」)によって、活動量の24時間測定を行った。記録・解析は、上記睡眠記録と同様に、生体信号記録・解析システム(CED社製 商品名「Spike2」)によって行った。なお、測定中は自由飲水・摂食(各試料)させた。測定は、コントロール群と醗酵オタネ人参エキス群について、各群2匹について実施した。
<2−5:統計解析>
上記で得られた結果のそれぞれを、図3〜図6に平均値±標準誤差で示した。有意差検定として、行動実験についてはKruskal−Wallis検定を行い、post・hoc検定としてMann−Whitney U検定を行った。睡眠記録についてはMann−Whitney U検定を行った。いずれもp<0.05を有意とした。
<2−6:結果および考察>
試験例2における各行動実験の期間中、各マウスには、3つの群間で体重変化に差異が見出されず、各マウスとも成長は順調であった。摂餌量についても各群間で差異はなく、摂食予備試験と同様の結果であることを確認した。
図3(a)に示すように、明暗試験においては、醗酵オタネ人参エキス群のマウスは、コントロール群のマウスと比較して、最初に明領域に入るまでの時間(秒)が有意に低下した(*p<0.05)。すなわち、醗酵オタネ人参エキス群で抗不安作用が認められた。
図4(b)および(c)に示すように、高架式十字迷路試験においては、醗酵オタネ人参エキス群のオープンアーム内での移動距離と滞在時間が、コントロール群のそれらに対して上昇した。すなわち、醗酵オタネ人参エキス群で抗不安傾向が認められた。一方、総行動量(図4(a)参照)およびその経時変化(データは示さず)については両群の間に差はなかった。上記明暗試験および高架式十字迷路試験の結果は、本発明のGABA作動性ニューロン賦活剤(醗酵オタネ人参エキス含有飼料)の長期摂取が、行動量に影響を与えることなく抗不安作用を発揮し得ることを示唆する。
図5(b)に示すように、睡眠記録においては、明期における醗酵オタネ人参エキス群のノンレム睡眠量がコントロール群に対して有意に増大した。また、図6に示すように、活動量測定においては、特にマウスにおける活動期である暗期において、醗酵オタネ人参エキス群の活動量が多い傾向が認められた。これらの結果は、本発明のGABA作動性ニューロン賦活剤(醗酵オタネ人参エキス含有飼料)の長期摂取が、活動期の行動量を抑制することなく、安静期の睡眠を増加させながら、抗不安作用を発揮し得ることを示唆する。すなわち、本発明のGABA作動性ニューロン賦活剤は、一般的な抗不安薬のように副作用として鎮静作用を誘発することなく、抗不安作用を発揮し得るという利点を有する。
<試験例3:ラットの実験的うつ状態に対する効果の検証>
被検体として、3週齢の雄のCD(SD)ラット(日本チャールズリバー社)を使用した。ラットは、3匹ずつ飼育ケージ(幅250mm×深さ400mm×高さ200mm)内で自由飲食にて飼育した。飼育室を湿度50−60%、室温24±1℃に保持し、12時間の明暗サイクルを自動制御した(8時30分点灯、20時30分消灯)。ラット搬入後10日間は予備飼育期間とし、その後試料の経口投与を開始した。試料としては、比較調製例1で得た非醗酵オタネ人参エキス、および調製例1で得た醗酵オタネ人参エキスを用いた。いずれの試料も、経口投与当日に目的濃度となるように蒸留水に溶解した。
<3−1:試料の投与方法>
試料の摂取量が0、1、10mg/kg体重/日となるように、蒸留水または蒸留水に溶解した上記試料を、毎日13時から15時の間に2週間経口投与した。また、ポジティブコントロールとして、抗うつ剤(イミプラミン)を15mg/kg体重/日となるよう、上記試料と同様に投与した。なお、試料の種類および摂取量に応じて、ラットを7匹ずつ7群に分けた。
<3−2:ラット強制水泳試験>
ラットを用いた強制水泳試験はPorsoltら(Nature,266,730−732,1977)に従った。以下にその手順を示す。強制水泳試験の24時間前に、ラットに15分間の予備水泳をさせた。その後、強制水泳試験の24、5、1時間前に、それぞれ上記各試料またはイミプラミンを経口投与した。
逃避不可能な水槽(内径192mm×高さ440mm)に17cmの高さまで25±1℃の水を入れ、その中で強制的にラットに水泳をさせた。ラットは最初、激しい水泳行動を示すが、次第に泳ぐことを諦めて泳がなくなる。この強制水泳試験では、水泳開始後5分間内の泳いでいない時間(無働時間)を測定し、該無働時間の短縮を抗うつ作用の指標として、投与した試料の抗うつ作用を評価した。この試験は、14時から16時までの時間帯に実施した。結果を図7に示す。
<3−3:オープンフィールド試験>
強制水泳試験後、さらに1週間上記試料の経口投与を継続し、オープンフィールド試験に供した。オープンフィールド試験では、18個の等面積に区切られた円形フィールド(直径70cm)中央にラットを静かに置いた後5分間内に、ラットが跨いだ線の数、後ろ足で立ち上った回数、および排便数を測定した。これにより、自発活性を調べた。
<3−4:結果および考察>
表2に示すように、試験例3における各試験期間中、所定量の非醗酵オタネ人参エキスまたは醗酵オタネ人参エキスを経口投与した各ラットには、2つの群間で体重変化に差異が見出されず、各ラットとも成長は順調であった。摂餌量についても各群間で差異はなく、摂食予備試験と同様の結果であることを確認した。
図7に示すように、抗うつ作用のスクリーニング方法として広く用いられている強制水泳試験においては、醗酵オタネ人参エキス群のラットは、コントロール群のラットと比較して、無働時間が有意に短縮した。また、醗酵オタネ人参エキス群の無働時間は、イミプラミン投与群よりも短いものであった(図7(a))。一方、非醗酵オタネ人参エキス群のラットでは無働時間が短縮しなかった(図7(b))。
上記のような無働時間の短縮作用は、抗うつ作用を有する成分以外に、カフェインなどの自発活性を高める成分によって発揮される場合がある。しかしながら、自発活性の有無を調べるオープンフィールド試験によれば、醗酵オタネ人参エキス群では、いずれの投与量でも自発活性の上昇は見られなかった(表3)。すなわち、醗酵オタネ人参エキス群で測定された無働時間の短縮は、抗うつ作用によるものと考えられる。
試験例2および3の結果からわかるとおり、本発明のGABA作動性ニューロン賦活剤によれば、GABAの神経抑制作用が好適に発揮されるので、抗不安抗うつ作用が得られ得る。
<試験例4:ヒト被験者の不安状態に対する効果の検証>
被験者として、16名の健康成人男性(大学生)を選定した。被験者には同意説明文書を用いて試験の内容等を十分に説明し、試験への参加の同意を得た。
<4−1.試験用カプセルの作製>
醗酵オタネ人参群用カプセルおよびプラセボ群用カプセルを定法により作製した。醗酵オタネ人参群用カプセルは、1カプセルにつき、調製例1と同様に調製した醗酵オタネ人参エキス 205mg、乳糖30mg、ショ糖エステル10mg、およびステアリン酸カルシウム5mgを含むように作製した。また、プラセボ群用カプセルは1カプセルにつき、結晶セルロース232mg、ショ糖エステル11.991mg、黄色4号0.093mg、チョコレート色素3号0.116mg、およびステアリン酸カルシウム5.8mgを含むように作製した。
<4−2.試験方法>
試験は、二重盲検法で行った。まず、被験者16名を無作為に8名ずつ醗酵オタネ人参群とプラセボ群とに振り分けた。被験者には、振り分けられた群に応じて、上記醗酵オタネ人参群用カプセルまたはプラセボ群用カプセルを朝昼夜の毎食後3カプセルずつ(1日あたり9カプセル)、8日間、服用させた。カプセル服用開始前日と服用開始7日目にSTAI(State−trait anxiety inventory)を行った。得られたデータから状態不安および特性不安の変化を評価した。なお、被験者は、服用期間中、飲酒等を控え、規則的な生活を送った。
<4−2.結果および考察>
図8に示すとおり、プラセボ群よりも醗酵オタネ人参群において、STAI状態不安得点が大きく低下した。この結果から、醗酵オタネ人参群では、醗酵オタネ人参エキスの摂取によってGABAの神経抑制作用が好適に発揮され、不安が低減される傾向にあると考えられる。
<試験例5:ヒト被験者の睡眠に対する効果の検証>
被験者として、16名の健康成人男性(大学生)を選定した。被験者には同意説明文書を用いて試験の内容等を十分に説明し、試験への参加の同意を得た。
<5−1.試験用カプセルの作製>
試験例4と同様にして、醗酵オタネ人参群用カプセルおよびプラセボ群用カプセルを作製した。
<5−2.試験方法>
試験は、二重盲検法で行った。まず、被験者16名を無作為に8名ずつ醗酵オタネ人参群とプラセボ群とに振り分けた。被験者には、振り分けられた群に応じて、上記醗酵オタネ人参群用カプセルまたはプラセボ群用カプセルを朝昼夜の毎食後3カプセルずつ(1日あたり9カプセル)、8日間、服用させた。なお、被験者は、服用期間中、飲酒等を控え規則的な生活を送った。
カプセル服用開始7日目と8日目に、徳島大学病院中央診療棟3階高次機能解析室にて睡眠ポリグラフを記録した。記録時間は、午後8時から翌日午前7時の11時間とした。得られた記録を解析し、両群に対して客観的な睡眠の評価を行った。特に、第1夜効果(環境が変わった1日目には該変化に起因して睡眠に障害(睡眠時間の減少、睡眠効率の低下等)がみられること)をストレスの指標とした。繰り返しのある二元配置分散分析を行い、有意差が認められたデータについて、Schffe法による多重比較検定を行った。このとき、p<0.05を有意とした。
<5−3.結果>
醗酵オタネ人参群よりもプラセボ群において、1夜目(カプセル服用7日目の夜)の総睡眠時間が短く(図9)、睡眠効率が有意に低かった(図10)。一方、睡眠潜時には差が見られなかった(図11)。2夜目(カプセル服用8日目の夜)では、総睡眠時間、睡眠潜時、睡眠効率の全てにおいて、両群に差はほとんどみられなかった。なお、睡眠効率とは、総睡眠時間から中途覚醒時間を除いた時間の総睡眠時間に対する割合(%)をいう。
覚醒・睡眠の量に関しては、醗酵オタネ人参群よりもプラセボ群において、1夜目の中途覚醒回数および中途覚醒時間が有意に多く(図12、図13)、レム睡眠量が少なかった(図14)。一方、ノンレム睡眠量(ステージ1〜4の合計時間)には差が見られなかった(図15)。2夜目では、中途覚醒回数、中途覚醒時間、レム睡眠量、ノンレム睡眠量のいずれについても、両群に差はほとんどみられなかった。
<5−4.考察>
プラセボ群には、いわゆる第1夜効果が見られた。すなわち、不慣れな環境での1夜目では睡眠時間が短縮し、中途覚醒回数および時間が増え、結果として、睡眠効率が減少した。一方、醗酵オタネ人参群では、第1夜効果が見られなかった。また、2夜目においては、両群間の差が消失した。これらの結果から、醗酵オタネ人参群では、GABAの神経抑制作用が好適に発揮されることにより、不慣れな環境における不安やストレスが低減されて、第1夜効果の発現が抑えられたと考えられる。
本発明のGABA作動性ニューロン賦活剤は、食品または飲料として用いられ得る人参由来の成分を有効成分とするため、安全性が高い。したがって、日常的な使用が可能であり、食品、医薬品などに適用され得る。
配列番号1は、GAD1のreal−time PCR用センスプライマーである。
配列番号2は、GAD1のreal−time PCR用アンチセンスプライマーである。
配列番号3は、Abatのreal−time PCR用センスプライマーである。
配列番号4は、Abatのreal−time PCR用アンチセンスプライマーである。
配列番号5は、GAT1のreal−time PCR用センスプライマーである。
配列番号6は、GAT1のreal−time PCR用アンチセンスプライマーである。
配列番号7は、GAT4のreal−time PCR用センスプライマーである。
配列番号8は、GAT4のreal−time PCR用アンチセンスプライマーである。
配列番号9は、Gabra1のreal−time PCR用センスプライマーである。
配列番号10は、Gabra1のreal−time PCR用アンチセンスプライマーである。
配列番号11は、Gabra2のreal−time PCR用センスプライマーである。
配列番号12は、Gabra2のreal−time PCR用アンチセンスプライマーである。
配列番号13は、GAPDHのreal−time PCR用センスプライマーである。
配列番号14は、GAPDHのreal−time PCR用アンチセンスプライマーである。

Claims (4)

  1. 醗酵人参エキスを有効成分として含有する、GABA作動性ニューロン賦活剤であって、
    該醗酵人参エキスが、オタネ人参(高麗人参;Korean ginseng:Panax C.A.Meyer)、三七ニンジン(Panax notoginseng Burk.)、アメリカニンジン(Panax quinquefolium L.)、竹節ニンジン(Panax japonicus C.A.Meyer)、ヒマラヤニンジン(Panax Pseudo−ginseng Qall.Subsp.Himalaicus Hara)、およびベトナムニンジン(Panax Vuetnamensis Ha etGrushy)からなる群より選択される少なくとも1種のウコギ科薬用人参を、β−グルコシダーゼ、α−アラビノシダーゼおよびα−ラムノシダーゼからなる群より選択される少なくとも1種の酵素を生産する微生物を用いて醗酵させた発酵人参のエキスであり、かつ、該発酵を通じて該ウコギ科薬用人参に含まれるプロトパナキサジオール系ジンセノサイドから生成された20(S)−プロトパナキサジオール 20−O−β−d−グルコピラノサイドを含む、
    GABA作動性ニューロン賦活剤。
  2. 前記微生物が、ラクトバチルス カゼイ ハセガワ菌株(FERM BP−10123)である、請求項1に記載のGABA作動性ニューロン賦活剤。
  3. 前記醗酵人参エキスが、20(S)−プロトパナキサジオール 20−O−β−d−グルコピラノサイド(M1)と20(S)−プロトパナキサトリオール(M4)とを1以上の含有量比[M1/M4:重量比]で含む、請求項1または2に記載のGABA作動性ニューロン賦活剤。
  4. GABA作動性ニューロンを賦活するための医薬組成物である、請求項1から3のいずれかに記載のGABA作動性ニューロン賦活剤。
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