JP6226459B2 - Fraxinusexcelsior種子の抽出物とその治療適用 - Google Patents
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Description
IIIの調査に記載されているように、米国の大人人口の55.9%が過体重であったのに対し、1999−2000 National Health and Nutrition Examination Survey(NHANES)のデータによると、ほぼ3分の2(64.5%)が過体重となっている。同時期に、肥満症の罹患率も22.9%から30.5%へと劇的に増加した。肥満の人々の数が増加すると、糖尿病を含む種々の肥満症に関連した疾病を発症するリスクが高くなる恐れがある。[Flegalら、2002,JAMA.288,1723−1727およびKuczmarskiら、1994,JAMA.272,205−221]。
本発明は、例えば以下の項目を提供する。
(項目1)
重量で約1%〜約15%のヌゼニドと、
重量で約1%〜約17%のGI3と、
重量で約0.5%〜約1%のオレオシドメチルエステルと、
重量で約0.03%〜約0.12%のエクセルシド(excelside)Bと、
重量で約0.1%〜約1.7%のGI5と、
重量で約0.08%〜約0.7%のサリドロシドと
を含むFraxinus excelsiorの種子の抽出物。
(項目2)
(2S,3E,4S)2H−ピラン−4−酢酸−3−エチリデン−2−[(6−O−β−D−グルコピラノシル−β−D−グルコピラノシル)オキシ]−3,4−ジヒドロ−5−(メトキシカルボニル)メチルエステルの単離された化合物。
(項目3)
(2S,3E,4S)2H−ピラン−4−酢酸−3−エチリデン−2−[(6−O−β−D−グルコピラノシル−β−D−グルコピラノシル)オキシ]−3,4−ジヒドロ−5−(メトキシカルボニル)2−(4−ヒドロキシフェニル)エチルエステルの単離された化合物。
(項目4)
Fraxinus excelsiorの種子の抽出物を投与することによって対象を治療処置する方法。
(項目5)
対象を処置するのに有効な量のFraxinus excelsiorの種子の抽出物を投与することによって脂肪の合成を阻止する方法。
(項目6)
前記Fraxinus excelsiorの種子の抽出物がGI5を含む項目5に記載の方法。
(項目7)
前記Fraxinus excelsiorの種子の抽出物がヌゼニドを含む項目5に記載の方法。
(項目8)
対象を処置するのに有効な量のFraxinus excelsiorの種子の抽出物を投与することによってPPAR−アルファを活性化する方法。
(項目9)
前記Fraxinus excelsiorの種子の抽出物がGI3である項目8に記載の方法。
(項目10)
前記Fraxinus excelsiorの種子の抽出物がオレオシドジメチルエステルである項目8に記載の方法。
(項目11)
前記Fraxinus excelsiorの種子の抽出物がエクセルシド(excelside)Aである項目8に記載の方法。
(項目12)
対象を処置するのに有効な量のFraxinus excelsiorの種子の抽出物を投与することによって血糖降下活性を生じさせる方法。
(項目13)
対象を処置するのに有効な量のFraxinus excelsiorの種子の抽出物を投与することによって体重を減少させる方法。
(項目14)
対象を処置するのに有効な量のFraxinus excelsiorの種子の抽出物を投与することによって体脂肪を減少させる方法。
(項目15)
対象を処置するのに有効な量のFraxinus excelsiorの種子の抽出物を投与することによって、高インスリン血症にならないように空腹時血漿インスリンレベルを調整するための方法。
(項目16)
対象を処置するのに有効な量のFraxinus excelsiorの種子の抽出物を投与することによってインスリン感受性を促進し、有益な急性のインスリン分泌効果を生じさせるための方法。
(項目17)
対象を処置するのに有効な量のFraxinus excelsiorの種子の抽出物を投与することによってメタボリックシンドロームを処置するための方法。
(項目18)
対象を処置するのに有効な量のFraxinus excelsiorの種子の抽出物を投与することによって2型糖尿病を処置するための方法。
(項目19)
対象を処置するのに有効な量のFraxinus excelsiorの種子の抽出物を投与することによって高インスリン血症を予防するための方法。
(項目20)
前記対象がヒトである項目4、5、8、または12〜19のいずれかに記載の方法。
(項目21)
Fraxinus excelsiorの種子をすりつぶして粒子にするステップと、
すりつぶした該粒子を溶媒混合物に接触させるステップと、
該溶媒混合物からすりつぶした該粒子を分離するステップと、
アルコール中で粉末を溶解するステップと、
該アルコールを蒸発させるステップと、
を含むプロセスによって、Fraxinus excelsiorの種子からセコイリドイドを抽出し、単離する方法。
(項目22)
すりつぶした前記粒子が約0.1mm〜30mmの直径を有する項目21に記載の方法。
(項目23)
抽出の温度が20℃〜100℃である項目21に記載の方法。
(項目24)
抽出の温度が50℃〜70℃である項目21に記載の方法。
(項目25)
すりつぶした粒子 対 溶媒混合物の比が約1グラム対1ミリリットルから約1グラム対10ミリリットルである項目21に記載の方法。
(項目26)
すりつぶした粒子 対 溶媒混合物の比が約1グラム対3ミリリットルから約1グラム対8ミリリットルである項目21に記載の方法。
(項目27)
すりつぶした前記粒子が前記溶媒混合物に約2時間〜約24時間接触する項目21に記載の方法。
(項目28)
前記溶媒混合物が水、水−アルコール混合物、またはアルコールである項目21に記載の方法。
(項目29)
前記溶媒混合物がエタノールを含む項目21に記載の方法。
(項目30)
前記溶媒混合物がメタノールを含む項目21に記載の方法。
水を用いたFraxinus excelsiorからのセコイリドイド類の抽出。合計2.5kgのF.excelsiorの種子を空気中で乾燥し、その後すりつぶして粒子の大きさが約1〜2mmの粗い粉末にした。この粗い粉末を抽出器内の水中に80〜90℃で5時間浸漬し、水抽出物を抽出器から抜き取った。この抽出プロセスを3回繰り返した。水抽出物を全て一緒にまとめてロータリー真空エバポレーター内で濃縮した。水を蒸発させた後に、合計550グラムの乾燥した粉末状の抽出物が得られた。HPLC分析によると、この粉末状の抽出物は主なセコイリドイド類として2つ、すなわち11.4%(重量/重量)のヌゼニドおよび6.2%のGI3を含んでいたことを示している。この組成物はさらに0.19%のオレオシド−11−メチルエステル、0.41%のエクセルシド(excelside)B、0.63%のGI5、0.2%のサリドロシド、それに加えて量の少ないセコイリドイド類として数種、たとえばリグストロシド、オレオシドジメチルエステル、およびエクセルシド(excelside)Aなどを含んでいた。
水、水−EtOH、およびEtOHを用いたFraxinus excelsiorからのセコイリドイド類の抽出。5つの試料を調製し、各試料に5グラムのF.excelsiorの種子を含めた。各試料を粉砕して粉末にし、それぞれを200mLずつの水、25%のEtOH/75%の水、50%のEtOH/50%の水、75%のEtOH/25%の水、およびEtOHで溶媒抽出した。室温で(22〜24℃)24時間抽出した後、溶媒を蒸発させて残留固形物をHPLCで分析した。セコイリドイドの内容およびサリドロシドが表1に記載されている。
F.excelsiorからのセコイリドイド類の単離。3.5リットルのメタノールを加えて、これを実施例1で示した手順で得られた500グラムの粉末状の抽出物と、室温で3時間混合した。濾過プロセスでメタノール溶液を粉末から分離した。同じプロセスをもう1度繰り返し、2つのメタノール抽出物をまとめて減圧下で濃縮し、合計で54グラムの乾燥したメタノール抽出物を得た。このメタノール抽出物を水中で再溶解し、濾過して非水溶性の物質を取り除いた。濾液にはさらに、水、および水中に10%のMeOHから100%のMeOHまでの勾配のあるMeOH−水溶媒系を加えたC−18樹脂による逆相カラムクロマトグラフィー分離を実施した。合計7つの分画を採取した。カラムから溶出した各分画を真空下で蒸発させ、HPLC分析によってまとめた。分画2、3および7をシリカゲル樹脂で充填したクロマトグラフィーカラムに入れ、CHCl3から始めて、10%のMeOH/CHCl3、20%のMeOH/CHCl3、100%のMeOHに至るまでのクロロホルム−メタノール系で溶出した。シリカゲルカラムから採取した分画をHPLC分析で比較し、分離した各溶出液にMCI GEL CHP−20P樹脂および/またはSephadex LH−20樹脂によるカラムクロマトグラフィーを繰り返し実施し、1つの純粋な化合物が得られるまで水−メタノール系で溶出した。2つの新規な化合物、すなわちエクセルシド(excelside)Aおよびエクセルシド(excelside)Bを、数個の既知の化合物、すなわちヌゼニド、GI3、GI5、リグストロシド、オレオシドジメチルエステル、オレオシド−11−メチルエステル、およびサリドロシドとともに発見した。その化学構造を全て、分光法によって解明した。
エクセルシド(excelside)Aおよびエクセルシド(excelside)Bの構造の解明。エクセルシド(excelside)A(1)は非晶質粉末として得られた。その分子式C22H32O16はそのMSに基づいて判定し、1Hおよび13C NMRデータ(表2)によって確証した。UVスペクトルは、カルボニル基とコンジュゲートしたイリドイドのエノールエーテル系に由来する232(sh)nmでの標準的な吸収を示した。IRスペクトルは、vmax3401cm−1でヒドロキシル基、1734、1717cm−1でエステル基、1626cm−1でα,β−不飽和エステル基の諸官能基を示した。その1H,13C−NMRの詳細な分析および2次元相関スペクトルはエクセルシド(excelside)Aがオレオシド−タイプのセコイリドイド配糖体成分を有していることを示し、このことはδH7.51(s,H−3)、5.93(s,H−1)、6.08(qd,J=7.2,0.8Hz,H−8)、1.72(d,J=7.6Hz,H3−10)および4.80(d,J=8.0Hz,H−1’)でのプロトンシグナル、δC155.2(C−3)、94.8(C−1)、124.7(C−8)、13.6(C−10)および100.5(C−1’)での対応する炭素13シグナルによって裏付けられた。δH3.62(OCH3,δC51.9)および3.70(OCH3,δC52.3)での2つのメトキシルシグナルは、それぞれgHMBCスペクトルにおけるC−7(δC173.7)およびC−11(δC168.6)と相関を示し、エクセルシド(excelside)Aが7,11−オレオシドジメチルエステルを1ユニット有することを意味する[Boros and Stermitz,1991,J.Nat.Prod.,54,1173−246]。このほか、β−グルコピラノシル成分によるさらなるNMRシグナルの発生(δC100.6,77.6,77.8,71.6,75.3および70.1)は、エクセルシド(excelside)Aが、別のグルコシルを有する7,11−オレオシドジメチルエステルであることを示唆した。このグルコシルの位置はオレオシド成分のC−6’で付着していると判定した。同じ位置の7,11−ジメチルオレオシドのシグナルを有するエクセルシド(excelside)Aと比較したとき、C−6’でシグナルが7.5ppm低磁場シフト、ならびにC−3’およびC−5’でそれぞれ0.5ppmおよび2.6ppm高磁場シフトしたためである。この推論はgHMBC相関スペクトルによってさらに裏付けられた。gHMBC相関スペクトルでは、δH4.35ppmでH−1’’’とδC70.1ppmでC−6’との間、およびH−6’(δH4.15および3.84ppm)とC−1’’’(δC105.3ppm)との間にクロスピークが観察された。メチル基は8,9−オレフィン結合でE−配置に位置し、H−10(δH1.72)とH−5(δH3.96)との間に強い相関が観察されたROESYスペクトルによって裏付けられた。この同じスペクトルにおいて、H−1(δH5.93)とH−6(δ2.51)との間の相関は、C−1でのグルコシルがβ−配置をとっていることを示した。これをもとにして、エクセルシド(excelside)Aの構造を(2S,3E,4S)2H−ピラン−4−酢酸−3−エチリデン−2−[(6−O−β−D−グルコピラノシル−β−D−グルコピラノシル)オキシ]−3,4−ジヒドロ−5−(メトキシカルボニル)メチルエステルと判定し、エクセルシド(excelside)Aと命名した。完全な1Hおよび13C NMRデータの帰属を表2に示す。
未分化の3T3−L1細胞に対するGI5(5)およびヌゼニド(3)の抑制効果。体重増加の主な原因は脂肪生成のプロセスによる体内の脂肪組織の堆積である。脂肪生成は、脂肪細胞の大きさおよび数の増加によって特徴づけられる。F.excelsiorから単離したセコイリドイド類であるGI5およびヌゼニドは、未分化の3T3−L1細胞から分化した脂肪細胞への経路を遮断することによって、かなりの、および穏やかな脂肪生成の抑制作用をそれぞれ示し、体重の調整および体脂肪の減少に対する効果を発揮した。3T3−L1前脂肪細胞の分化を、メチルイソブチルキサンシン、デキサメタゾン、およびインスリン(methylisobutylxanthine,dexamethasone,and insulin:MDI)ホルモンカクテルを用いて、化合物含有または不含で誘導した。分化誘導の10日後に、処置した細胞に対して、それぞれのグルコースの取り込み作用についてのアッセイを実施した。これは分化(脂肪生成)の間接的な測定となる。なぜなら、前脂肪細胞はインスリンに誘導されたグルコース輸送−4(glucose transport−4:GLUT4)仲介によるグルコースの取り込みができないのに対して、完全に分化した脂肪細胞はこの取り込みができるからである。化合物GI5およびヌゼニドは、4つの異なる濃度で用いた。すなわち0.004%、0.02%、0.05%、および0.1%である。無処置の(未分化の)細胞を陰性対照として用い、一方インスリンを陽性対照として用いた。化合物の溶媒であるメタノール(MeOH)を対照として用いた。結果は、F.excelsiorから単離したGI5およびヌゼニドは、未分化の3T3−L1細胞から分化した脂肪細胞への経路を遮断することによって、かなりの、および穏やかな脂肪生成の抑制作用をそれぞれ有し、体重の調整および体脂肪の減少に対する効果を発揮することを示した(図2を参照)。
Fraxinus excelsiorのPPAR−アルファの活性化。ペルオキシソーム増殖剤活性化受容体(PPARs)は、多くの細胞プロセスおよび代謝プロセスを調整する核内受容体である。PPAR−アルファは大部分が肝臓内に発現し、肝臓では脂肪酸の酸化の調整において重要な役割を有している(Reddy and Hashimoto,2001,Annu Rev Nutr.,21,193−230)。PPAR−アルファの活性化による脂肪酸の酸化の誘導によって、血漿脂質プロファイルが改善される。種々のマウスモデルでは、PPAR−アルファアゴニストは血漿トリグリセリドを低下させ、脂肪症を減少させ、肝臓および筋肉のsteaosisを改善し、その結果、インスリン感受性を改善し、血中グルコースを減少させる[Guerre−Milloら、2000,J. Biol.Chem.,275,16638−42およびKimら、2003,Diabetes,52,1770−8]。
オスのC57BL/6Jマウスに対するFE抽出物の血糖降下活性(hypoglycemic activity)。オスのC57BL/6Jマウスを3つのグループに分けた。すなわち1)陰性対照グループで、20匹のオスのマウスに1日当たりの摂取量が約10kcalの低脂肪食(LF)を与えた;2)陽性対照グループで、20匹のマウスに1日当たりの摂取量が約60kcalの高脂肪食(HF)を与えた。高脂肪給餌が原因で、このマウスのグループは肥満症、高血糖症、および高インスリン血症を発症した;3)0.5%のFE抽出物グループで、10匹のオスのマウスにグループ2のマウスと同じく高脂肪食を与えたが、その餌にはさらに0.5%のFE抽出物を混合した。食物および液体の摂取量ならびに体重を毎週測定した。異常および場合によってはあり得る毒性の兆候をモニターした。血液を尾静脈から試料採取し、血糖測定器を用いて空腹時血糖値を測定した。基礎データを実験前に測定した。3つのグループの間に統計的な差異はなかった。
オスのC57BL/6Jマウスに対するFE抽出物による体重減少作用。実施例7と同じグループの個々のマウスの体重を測定した。基礎体重について、3つのグループの間に統計的な差異はなかった。16週間の処置の後、高脂肪の処置をしたグループ(グループ2および3)のマウスは全て、低脂肪の処置をしたグループのマウスより有意に体重が増えた。しかしFEグループの体重増加の程度は陽性対照グループと比較して非常に低く、このことは体重の調整に対するFE抽出物の作用を示すものである(図5)。
エクセルシド(excelside)A(1)、GI3(4)、およびオレオシドジメチルエステル(6)によるPPAR−アルファの活性。PPAR−アルファの活性について、Fraxinus excelsior(FE)の種子の水抽出物から単離された5種の単一化合物を試験した。このアッセイでは合成の選択的なPPARアルファアクチベーターであるWY14,643を陽性対照とし、これらの化合物を溶解するために用いたDMSOを陰性対照とした。5つの純粋なセコイリドイドは濃度10−4Mである程度有効であった。化合物のエクセルシド(excelside)A、オレオシドジメチルエステルおよびGI3では良好な活性を示した(図6)。
オスのC57BL/6Jマウスに対するFraxinus excelsior(FE)の種子の抽出物による脂肪の減少。16週間の処置の後、実験の終了時(実施例7からの)に、全てのグループのマウスを麻酔して屠殺した。個々のマウスの大網脂肪および後腹膜脂肪を採取し重量を測定した。結果によると、FEの種子の抽出物は大網脂肪の増加を18.3%、後腹膜脂肪の増加を17.8%、それぞれ減少させた(図7および8)。
オスのC57BL/6Jマウスに対するFraxinus excelsior(FE)の種子の抽出物による空腹時血漿インスリンレベルの低減。実験の終了時(実施例7からの)に、マウスElisaキットを用いて空腹時血漿インスリンレベルを測定した。Fraxinusの種子の抽出物で処置したマウスは高脂肪対照グループのマウスの値と比較して空腹時血漿インスリンレベルが有意に低かった。(P<0.05)(図9)。
ヒトにおけるFraxinus excelsior(FE)の種子の抽出物の血糖低下作用。ヒトにおける本発明の組成物の効果を評価するために、無作為、二重盲検、プラセボ対照、かつクロスオーバーデザインの試験をヒトに対して実施した。合計16名の健康な個体(男性11名および女性5名)をインドで採用した。対象には、年齢が25〜55歳であること、ボディ・マス・インデックスが26±2.2kg/m2であること、空腹時血糖が4.4±0.09mmol/Lであることを条件とした。FEの種子の抽出物を処置グループに用い、コムギフスマの粉末をプラセボグループに用いた。この試験において1人1日当たりの投与量はFEの種子の抽出物1gとした。対象には、血糖反応の評価のためのグルコースチャレンジ(100mLの水中に50g)の前に、2カプセルのFEの種子の抽出物(各500mg)、または2カプセルのプラセボ(各500mgのコムギフスマ)のどちらか一方を経口の単回投与で摂取するように指示した。1週間のウォッシュアウト期間の後、この2つのグループを交換した。試験期間中、指穿刺による血液試料を、0分、15分、30分、45分、60分、90分および120分の時点で採取した。試験用の抽出物/プラセボは、空腹時の血液を採取した後0分で速やかに100mLの水で与えた。その後対象は5〜8分以内にグルコース飲料を摂取した(100mLの水中に50g、D−グルコース、Qualigens Co.,Glaxo India)。この時点でタイマーをスタートさせた。追加の指穿刺による血液試料を、グルコース飲料の摂取から15分後、30分後、45分後、60分後、90分後および120分後に採取した。グルコース濃度はBayerのglucometerおよびEssentiaのglucotripを用いて毛細血管中の全血液中で測定した。プラセボグループとFEで処置したグループの両方について、種々の時間間隔での血糖濃度に対して正上昇(positive incremental)曲線下面積(AUC)を算出した。グループ間の有意差は、対応のあるStudentの両側t検定を用いて算出した。分析はXLSTAT2008ソフトウェア(Addinsoft(商標)、USA)を用いて実施した。統計的な有意性はP<0.05に設定した。全てのデータは平均±SEMで報告している。
ヒトに対するFraxinus excelsior(FE)の種子の抽出物の急性のインスリン分泌効果。この組成物のインスリン分泌効果を、実施例12に記載した臨床試験のさらなる目的として評価した。FE/プラセボ試験における0分、30分、60、90分および120分の時点で、処置した健康な対象の静脈の血液の試料(7〜8mL)を採取して血清分離管に入れた。血液は15分放置して凝固させ、その後10分間1,500×gで遠心分離した。その後、得られた血清で、電気化学発光免疫測定法(electro chemiluminescence immunoassay:ECLIA)を用いてインスリンを分析した。プラセボで処置されたグループおよびFEで処置されたグループの両方について種々の時間間隔でのインスリンレベルに対する正上昇(positive incremental)血中インスリン曲線下面積(AUC)を算出した。グループ間の有意差は、対応のあるStudentの両側t検定を用いて算出した。分析はXLSTAT2008ソフトウェア(Addinsoft(商標)、USA)を用いて実施した。統計的な有意性はP<0.05に設定した。全てのデータは平均±SEMで報告している。FE(55.5±4.6mU/L)はプラセボ(43.5±5.0mU/L)と比較して、90分の時点で有意な(P=0.002)インスリンの分泌を示した(図11A)。FEで処置したグループ(6,041.6±340.5min.mU/L)は、プラセボ(5,996.3±594.58min.mU/L)と比較して、平均血中インスリンAUC(0〜120分)には有意差が見られなかった(図11B)。
Claims (6)
- GI3を含むセイヨウトネリコ(Fraxinus excelsior)の種子の抽出物を含み、対象が高インスリン血症を発症しないように空腹時血漿インスリンレベルを低減させることにおいて使用するための組成物。
- GI3を含むセイヨウトネリコ(Fraxinus excelsior)の種子の抽出物を含み、対象におけるインスリン感受性を促進すること、および有益な急性のインスリン分泌効果を生じさせることにおいて使用するための組成物。
- 前記対象が、
(a)メタボリックシンドローム、または
(b)2型糖尿病
を有する、請求項1または2に記載の組成物。 - 前記対象がヒトである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の組成物。
- 対象が高インスリン血症を発症しないように空腹時血漿インスリンレベルを低減させることにおいて使用するための医薬の製造のための、セイヨウトネリコ(Fraxinus excelsior)の種子の抽出物の使用であって、該セイヨウトネリコの種子の抽出物は、GI3を含む、使用。
- 対象におけるインスリン感受性を促進すること、および有益な急性のインスリン分泌効果を生じさせることにおいて使用するための医薬の製造のための、セイヨウトネリコ(Fraxinus excelsior)の種子の抽出物の使用であって、該セイヨウトネリコの種子の抽出物は、GI3を含む、使用。
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