JP6313300B2 - 化合物ならびに食欲制御およびインスリン感受性に対するそれらの効果 - Google Patents

化合物ならびに食欲制御およびインスリン感受性に対するそれらの効果 Download PDF

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Description

この出願は、特に肥満および糖尿病の分野における、食欲、食物摂取量および/もしくはカロリー摂取量を制御するため、ならびに/またはインスリン感受性を改善するためのプロピオネートイヌリンエステルの使用に関する。
発明の背景
肥満およびその関連疾患は、2型糖尿病、冠動脈性心疾患および特定種の癌を含めて、21世紀の主要な公衆衛生の課題である。世界保健機関(WHO)は、世界的な小児肥満および成人肥満のレベルが流行の割合に達し、先進国および発展途上国の両方における発生率が警戒すべき速度で増加していることを宣言した(WHO、Obesity:Preventing and managing the global epidemic、Report on a WHO Consultation、2000)。世界の成人集団の最大58%が2030年までに過体重または肥満になることが予測される(Kelly,T.ら、Int.J.Obes.32:1431〜7、2008)。
糖尿病は、膵臓が十分なインスリンを産生しない場合に生じる慢性疾患(1型糖尿病)、または身体が産生するインスリンを有効に使用できない場合の慢性疾患(2型糖尿病)である。過体重、肥満および肉体的不活発であることに関係する2型糖尿病は、糖尿病の全症例の約90%を占め、症例数は地球規模で増加している。WHOは、糖尿病の死亡数が2005年から2030年の間で2倍になるため(WHO概況報告書第312号、2011年)、2030までに糖尿病が世界的に第7の主要な死因になると予測している。
2型糖尿病疾患リスクまたは心血管疾患リスクなど、肥満に関係する疾患リスクは、他とは無関係にボディマス指数(BMI)の増加と共に増加する。このリスクは、24.9より大きいBMIの1ポイント毎に、女性では心臓病のリスクが5%増加し、男性では心臓病のリスクが7%増加すると定量化された(Kenchaiah,M.D.ら、N.Engl.J.Med.347:305、2002;Massie,B.M.、N.Engl.J.Med.347:358、2002を参照)。加えて、肥満者の減量が重要な疾患リスク因子を低減するという実質的証拠がある。過体重および肥満の成人の双方において、初期体重の10%などの小さい減量さえ、高血圧、高脂質血症および高血糖症などのリスク因子の減少に関連していた。近年、相当な減量が2型糖尿病を有効に治癒できることが示された(Lim,E.L.ら、Diabetologia 54:2506〜14、2011)。
肥満の原因は、複合的および多因子性である。増加する証拠は、肥満が自己制御の単純な問題ではなく、食欲調節およびエネルギー代謝を伴う複合的障害であることを示唆している。肥満の病因は最終的に確立されていないが、遺伝的、代謝的、生化学的、文化的および心理社会的な要因が寄与すると思われる。
食事療法および運動は、体重増加を減少する単純なプロセスを提供するが、過体重者および肥満者は、しばしば、有効に減量させるような要因を十分に制御することができない。薬物療法が利用可能であり、包括的な減量プログラムの一部として使用できるいくつかの減量薬が、食品医薬品局によって承認されてきた。しかしながら、これらの薬物の多くは、重篤な有害副作用を有することが証明され、取り下げなければならなかった。許容される薬物療法は、長期間にわたる使用に対して許容されなければならず、そのため副作用のリスクは低くなければならない。侵襲の少ない方法が失敗に終わり、患者が肥満関連の罹患または死亡の高いリスクがある場合、減量外科手術は、臨床的に重度の肥満を有する、慎重に選択された患者における選択肢である。しかしながら、これらの治療は、高リスクであり、限定数の患者だけにおける使用に適当である。
減量を希望することがあるのは、肥満対象だけでない。例えば、推奨される範囲の上部に体重を有する人々は、理想的重量に近づけるために減量を希望することがある、または、健康体重を有する人々は、体重の増加を予防することにより体重を維持する際の補助を得たいと欲することがある。したがって、過体重および肥満対象ならびに正常体重の対象の減量を起こすために使用できる薬剤の必要性が存続している。
Foresight報告書は、肥満の食事療法における主要な目標として食欲調節を強調した(Butland,B.J.、ら、Foresight Tackling Obesities:Future Choices−Project Report、Government Office for Science、2007)。特に興味対象なのは、満腹感を増加させる機能性食品または新規生成物の概念である。目標は、膨満の知覚を増加させるとともに個体がより早く食べることを止めるのを促し、したがって総エネルギー摂取量を低減する食物または食事レジメンを設計することである(Hill,J.O.、Peters,J.C.、Br.J.Nutr.88(補足2):S213−8、2002)。
肥満の薬物療法または食事療法の成功の1つの目標は、それが公衆衛生レベルで適用可能であり得ることである。これは、全生涯にわたって食欲調節を改善するとともに体重増加を予防するための、集団レベルで安全に適用することができる費用効果の高い治療を意味する。魅力的戦略は、食欲、食物摂取量および/またはカロリー摂取量を低減する構成成分を用いる食物の強化である。嗜好性に対して注目すべき影響がなく、パンなどの主食品に添加することができる組成物は、より多くの人々にとって簡便にアクセス可能であり、そのため公衆衛生レベルで適用可能である。
食欲、食物摂取量および/またはカロリー摂取量を首尾よく調節する肥満のさらなる薬物療法および食事療法、ならびに不快な副作用を有しないこうした治療に対する必要性が現在も残っている。健康または過体重の対象における体重増加を予防することができる薬物療法および食事療法に対する必要性も残っている。本発明者らの狙いは、食欲、食物摂取量および/もしくはカロリー摂取量を低減し、ならびに/または対象におけるインスリン感受性を改善することができ、公衆衛生レベルで適用可能な治療を同定することである。
本発明は、食欲、食物摂取量および/もしくはカロリー摂取量の低減のため、ならびに/または対象におけるインスリン感受性を改善するためのプロピオネートイヌリンエステル(propionate inulin ester)(「PE」)を提供する。
本発明は、肥満または糖尿病の治療または予防のためのプロピオネートイヌリンエステルも提供する。
本発明は、経口投与されたプロピオネートイヌリンエステルが、食欲、食物摂取量およびカロリー摂取量を低減し、満腹感を増加させ、ヒトにおけるイヌリン感受性を改善するという本発明者らによる所見に基づいている。
本発明は、さらに、特定の新規なプロピオネートイヌリンエステルを提供する。
非置換イヌリンと比較した、異なるエステル化度(d)のプロピオネートイヌリンエステルを経口摂取した後の糞便培養のバッチにおける短鎖脂肪酸のモル比を示すグラフである。 図2(a)〜(c)は血糖レベルに対する、異なるdを有するプロピオネートイヌリンエステルの効果を示すグラフである。 図3(a)〜(c)血中インスリンレベルに対する、異なるdを有するプロピオネートイヌリンエステルの効果を示すグラフである。 図4(a)は7時間にわたって取った食事の総食物摂取量に対する、異なるdを有するプロピオネートイヌリンエステルの効果を示すグラフである;図4(b)はプロピオネートイヌリンエステルの経口摂取から7時間後に取った無制限の食事の食物摂取量に対する、異なるdを有するプロピオネートイヌリンエステルの効果を示すグラフである。 7時間にわたってイヌリンプロピオネートエステルの増加する用量(d=0.74)を用いた、食べたいという欲求および膨満の主観的な食欲格付けを示すグラフである。 13C標識プロピオネートイヌリンエステルの摂取後の、呼気における13Cの濃縮(回収率)および呼気水素のレベル(ppm)を示すグラフである。 図7(a)はイヌリンと比較した、プロピオネートイヌリンエステル(d=0.74、10g)の摂取から7時間後の食物摂取量を示すグラフである;図7(b)はプロピオネートイヌリンエステルサプリメント(d=0.74、10g)の摂取から7時間後の、20人の対象における食物摂取量の個々の分析を示すグラフである。 図8(a)〜(e)は摂取時および摂取から最大7時間後の、プロピオネートイヌリンエステル(d=0.74、10g)の摂取からの空腹、不調、快感、予想食物摂取量および膨満の感覚についての視覚的アナログスケールの結果を示すグラフである。 図9(a)および図9(d)はプロピオネートイヌリンエステル(d=0.74、10g)の摂取時および摂取から最大7時間後の腸管ペプチドGLP−1およびPYY(pmol/L)のレベルを示すグラフである;図9(b)および図9(e)は0分から240分の間のこれらの実験に関する血漿AUCを示すグラフである;図9(c)および図9(f)は240分から420分の間のこれらの実験に関する血漿AUCを示すグラフである。 図10(a)および図10(b)はプロピオネートイヌリンエステル(d=0.74、10g)の摂取時および摂取から最大7時間後のグルコース(mmol/L)およびインスリン(mU/L)のレベルを示すグラフである。 図11(a)および図11(b)はプロピオネートを用いるインキュベーション後の初代ヒト結腸細胞(primary human colonic cells)から放出されたPYYおよびGLP−1のレベルを示すグラフである。 ヒト対象の長期食物補充調査における対象の募集および保持のためのプロセスを示す図である。 対象のベースライン特性、ならびにプロピオネートイヌリンエステル(d=0.74)およびイヌリン対照の24週間補充後の心血管および糖尿病のリスク因子における変化を示す表である。 図14(a)は体重に対するプロピオネートイヌリンエステル(d=0.74)およびイヌリン対照の24週間補充の効果を示すグラフである;図14(b)はプロピオネートイヌリンエステル(d=0.74)およびイヌリン対照の24週間補充の終了時に、ベースライン体重の3%以上および5%以上が増加した対象割合を示すグラフである;図14(c)および図14(d)はベースライン時(0週目)ならびにプロピオネートイヌリンエステル(d=0.74)およびイヌリン対照の24週間補充後(24週目)の腸管ペプチドGLP−1およびPYY(pmol/L)のレベルを示すグラフである。 ベースライン時(0週目)ならびにプロピオネートイヌリンエステル(d=0.74)およびイヌリン対照の24週間補充後(24週目)の平均体脂肪蓄積を示す表である。 プロピオネートイヌリンエステル(d=0.74)(A)、イヌリン対照(B)および基質なしの対照(C)を用いる嫌気性のpH制御糞便バッチ培養発酵後の0時間、10時間、24時間、34時間および48時間における培養液中のBifidobacterium属の種(Bif164)、Bacteroides/Prevotella(Bac303)、Lactobacillus/Enterococcus(Erec482)、Clostridium histolyticum(Chis150)、Atopobium cluster(Ato291)、Eubacterium rectale/Clostridium coccoides(Erec482)および全細菌(EUB338 I II III)の細菌濃度(Log10細胞/ml)を示す表である。 ベースライン時(0週)の標準的朝食の摂取後の呼気水素(ppm)、ならびにプロピオネートイヌリンエステルおよびイヌリン対照の24週間補充後(24週目)の、10gのプロピオネートイヌリンエステル(d=0.74)(PE群)または10gのイヌリン(対照群)を含んだ標準的朝食の摂取後の呼気水素(ppm)の平均レベルを示すグラフである。 図18(a)はベースライン時(0週目)での、ならびにプロピオネートイヌリンエステル(d=0.74)およびイヌリン対照を用いる24週間補充後の、24週目での食後グルコース応答(mmol/L)を示すグラフである;図18(b)はベースライン時(0週目)での、ならびにプロピオネートイヌリンエステル(d=0.74)およびイヌリン対照を用いる24週間補充後の、24週目でのグルコース血漿グルコースAUCを示すグラフである;図18(c)はプロピオネートイヌリンエステル(d=0.74)およびイヌリン対照を用いる24週間補充後の、24週目におけるグルコース血漿AUCのベースライン(0週目)からの変化を示すグラフである。 図19(a)はベースライン時(0週目)での、ならびにプロピオネートイヌリンエステル(d=0.74)およびイヌリン対照を用いる24週間補充後の、24週目での食後インスリン応答(mU/L)を示すグラフである;図19(b)はベースライン時(0週目)での、ならびにプロピオネートイヌリンエステル(d=0.74)およびイヌリン対照を用いる24週間補充後の、24週目での血漿インスリンAUCを示すグラフである;図19(c)はプロピオネートイヌリンエステル(d=0.74)およびイヌリン対照を用いる24週間補充後の、24週目におけるインスリン血漿AUCのベースライン(0週目)からの変化を示すグラフである。
定義
この開示の各種実施形態の概説を容易にするために、具体的用語の以下の説明を提供する。
動物:生きている多細胞脊椎動物生物体、例えば哺乳動物および鳥類が含まれるカテゴリー。哺乳動物という用語には、ヒトおよび非ヒトの哺乳動物両方が含まれる。同様に、「対象」という用語には、ヒトおよび獣医学的対象の両方が含まれる。
食欲:食物に対する自然の欲求または熱望。一実施形態において、食欲は、食物に対する欲求を評価するための調査によって測定される。食欲の増加は、一般に、摂食行動の増加に至る。
食欲は、当業者に知られている任意の手段によって測定することができる。例えば、食欲の減少は、認識された空腹(perceived hunger)、満腹および/または膨満に関係した心理学的評価によって評価することができる。空腹は、当業者に知られている任意の手段によって評価することができる。例えば、空腹は、心理学的アッセイを使用して、例えば、これに限定されないが視覚的アナログスコア(VAS)アンケートなどのアンケートを使用する空腹感および知覚認識の評価によって評価される。1つの具体的な非限定的例において、空腹は、食欲、飲料、予想の食物摂取(prospective food consumption)、吐き気、および、匂いまたは味に関する認識に関する質問に答えることによって評価される。
食欲抑制薬:食物に対する欲求を減少させる化合物。市販されている食欲抑制薬としては、これらに限定されないが、アンフェプラモン(ジエチルプロピオン)、フェンテルミン、マジンドールおよびフェニルプロパノールアミンフェンフルラミン、デクスフェンフルラミン、ならびにフルオキセチンが挙げられる。
ボディマス指数(BMI):時々ケトレー指数とも呼ばれる、ボディマスを測定するための数式。BMIは、体重(kg)を高さ(メートル)で割ることによって算出される。「正常」として認容されている男性および女性の両方について現在の標準は、20〜24.9kg/mのBMIである。一実施形態において、25kg/mより大きいBMIは、対象を肥満として同定するために使用することができる。肥満グレードI(時々、肥満よりむしろ「過体重」と称される)は、25〜29.9kg/mのBMIに対応する。肥満グレードIIは、30〜40kg/mのBMIに対応し;肥満グレードIIIは、40kg/mより大きいBMIに対応する(Jequier,E.、Am.J.Clin.Nutr.45:1035〜47、1987)。理想的な体重は、高さ、体格、骨構造および性別に基づく種および個体の間で変動する。
糖尿病:インスリンの内因性不足および/またはインスリン感受性の欠損のいずれかにより、細胞が、内因性グルコースをその膜を通して輸送できないこと。糖尿病は、インスリンの不十分な分泌または標的組織のインスリン抵抗性による、炭水化物、タンパク質および脂肪の代謝障害の慢性症候群である。それは、主要な2形態:インスリン依存性糖尿病(IDDM、I型)およびインスリン非依存性糖尿病(NIDDM、II型)において起こり、これらは、病因、病態、遺伝、発症年齢、および治療が異なる。
糖尿病の主要な2形態は、両方とも、グルコース恒常性の制御のために必要とされる量および正確なタイミングでインスリンを送達することができないことを特徴とする。1型糖尿病またはインスリン依存性糖尿病(IDDM)は、内因性インスリンの不十分なレベルをもたらすβ細胞の破壊によって引き起こされる。2型糖尿病またはインスリン非依存性糖尿病は、インスリンに対する身体の感受性の欠損およびインスリン産生の相対的不足の両方に起因する。2型糖尿病は、過体重、肥満および運動不足であることに関係する。
置換度:炭水化物、例えばイヌリンの置換度(d)は、糖単位当たりに結合する置換基の平均数である。イヌリンプロピオネートエステルのdは、イヌリン分子のフルクトースまたはグルコースの単位当たりに結合するプロピオネート基の平均数である。イヌリンプロピオネートエステルの最大dは、3個の遊離OH基だけを有する各フルクトース単位に依り3である。
食物摂取量:個体によって摂取された食物の量。食物摂取量は、体積もしくは重量によってまたはカロリーによって測定することができる。例えば、食物摂取量は、個体によって摂取された食物の総量であり得る。あるいは、食物摂取量は、タンパク質、脂肪、炭水化物、コレステロール、ビタミン、鉱物、または個体の任意の他の食物構成成分の量であり得る。「タンパク質摂取量」は、個体によって摂取されたタンパク質の量を指す。同様に、「脂肪摂取量」、「炭水化物摂取量」、「コレステロール摂取量」、「ビタミン摂取量」および「ミネラル摂取量」は、個体によって摂取されたタンパク質、脂肪、炭水化物、コレステロール、ビタミンまたはミネラルの量を指す。
グルカゴン様ペプチド1(GLP1):GLP1は、グルカゴン遺伝子の転写産物から誘導される。GLP1の生物活性形態は、GLP1(7〜37)およびGLP1(7〜36)−NHとして知られている切断型である。ヒトGLP1のシークエンスは、例えば、http://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/?term=GLP1から利用可能である。
GPR43:遊離脂肪酸受容体2(FFAR2)としても知られているGPR43は、オーファンGタンパク質共役型受容体の同族ファミリーのメンバーであり、ホルモンGLP−1およびPYYを放出する腸内分泌L細胞上に発現される。短鎖脂肪酸は、GPR43のリガンドであり、プロピオネート(propionate)、続いてアセテート(acetate)が、該受容体に対して最も強い親和性を有する。(LePoul,E.ら、J.Biol.Chem.(2003)、278巻、25481〜25489ページ)。ヒトGLP1のシークエンスは、例えば、http://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/?term=FFAR2から利用可能である。
イヌリン:イヌリンは、しばしば末端グルコース単位を有する、全てのβ(2→1)グリコシド結合線状フルクタンを網羅する総称である。末端グルコースを有するイヌリンは、GpyFnと省略されるアルファ−D−グルコピラノシル−[ベータ−D−フルクトフラノシル](n−1)−D−フルクトフラノシドとして知られている。
グルコースを有しないイヌリンは、FpyFnと省略されるベータ−D−フルクトピラノシル−[D−フルクトフラノシル](n−1)−D−フルクトフラノシドである。一般に、植物から誘導されるイヌリンは、20個から数千個の間のフルクトース単位を含有する。より小さい化合物は、フルクト−オリゴ糖類と呼ばれ、最も単純なのは、2個のフルクトース単位および1個のグルコース単位を有する1−ケストースである。
消化不可能な炭水化物(NDC):NDCは、胃および小腸中では非消化性であるが、SCFAへの細菌の発酵プロセス、細菌バイオマスおよび他の副生物によって結腸中で分解される炭水化物である。NDCとしては、イヌリン、ペクチン、フルクト−オリゴ糖、β−グルカン、L−ラムノース、アラビノガラクタンおよびガラクト−オリゴ糖が挙げられる。
正常な日常食事療法:所定の種の個体のための平均的食物摂取量。正常な日常食事療法は、カロリー摂取量、タンパク質摂取量、炭水化物摂取量および/または脂肪摂取量の点から表すことができる。ヒトにおける正常な日常食事療法は、一般に、約2,800カロリーを含む。加えて、ヒトにおける正常な日常食事療法には、一般に、約12gから約45gのタンパク質、約120gから約610gの炭水化物、および約11gから約90gの脂肪が含まれる。低カロリー食事療法は、ヒト個体の正常なカロリー摂取量のわずか約85%、好ましくはわずか約70%である。
動物において、カロリーおよび栄養の所要量は、動物の種およびサイズに依存して変動する。例えば、ネコにおいて、1ポンド当たりの合計カロリー摂取量、ならびにタンパク質、炭水化物および脂肪のパーセント分布は、ネコの年齢および生殖状態とともに変動する。ネコについての一般ガイドラインは、しかしながら、40cal/lb/日(18.2cal/kg/日)である。約30%から約40%はタンパク質であるべきであり、約7%から約10%は炭水化物由来であるべきであり、約50%から約62.5%は脂肪摂取量から誘導されるべきである。当業者は、任意の種の個体の正常な日常食事療法を容易に同定することができる。
肥満:過剰の体脂肪が人を健康リスクにさらす恐れがある状態(Barlow,S.E.、およびDietz,W.H.、Pediatrics 102:E29、1998;National Institutes of Health,National Heart,Lung,and Blood Institute(NHLBI),Obes.Res.6(補足2):51S−209S、1998を参照)。過剰の体脂肪は、エネルギー摂取量およびエネルギー支出の不均衡の結果である。例えば、ボディマス指数(BMI)を使用することで、肥満を評価することができる。1つの共通使用慣習において、25.0kg/mから29.9kg/mのBMIは過体重であり、一方、30kg/m以上のBMIは肥満である。
別の慣習において、ウエスト周囲を使用することで、肥満を評価する。この慣習において、男性では、102cm以上のウエスト周囲が肥満と考えられ、一方女性では、89cm以上のウエスト周囲が肥満と考えられる。強い証拠が、肥満は個体の罹患率および死亡率の両方に影響することを示す。例えば、肥満個体は、とりわけ、心疾患、非インスリン依存性(2型)糖尿病、高血圧、脳卒中、癌(例えば、子宮内膜癌、乳癌、前立腺癌、および結腸癌)、脂質異常症、胆嚢疾患、睡眠時無呼吸、受精能の低減および変形性関節症に対するリスクが増加する(Lyznicki,J.M.ら、Am.Fam.Phys.63:2185、2001を参照)。
過体重:個体の理想的体重を超える体重である個体。過体重個体は肥満であり得るが、必ずしも肥満というわけでない。例えば、過体重個体は、個体の重量を減少させることを望む任意の個体である。1つの慣習において、過体重個体は、25.0kg/mから29.9kg/mのBMIを有する個体である
ペプチドYY(PYY):PYYという用語は、本明細書で使用される場合、下方小腸(回腸)および結腸を裏打ちする細胞によって血中に分泌されるホルモンであるペプチドYYポリペプチドを指す。ヒトGLP1のシークエンスは、例えば、http://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/?term=pyyから利用可能である
末梢投与:中枢神経系の外側への投与。末梢投与には、脳への直接投与が含まれない。末梢投与としては、これらに限定されないが、血管内、静脈内、筋肉内、皮下、吸入、経口、腹腔内、直腸、経皮、舌下または鼻腔内の投与が挙げられる。
短鎖脂肪酸(SCFAs):短鎖脂肪酸は、6個以下の炭素の脂肪族尾部(aliphatic tails)を有する脂肪酸である。SCFAsとしては、6個の炭素以下のカルボン酸が挙げられ、これらとしては、アセテート(acetate)、プロピオネート(propionate)およびブチレート(butyrate)、ならびにイソブチレート(2−メチルプロピオネート)(isobutyrate (2-methylpropionate))およびイソバレレート(3−メチルブチレート)などの分岐酸が挙げられる。SCFAsであるアセテート(acetate)、プロピオネート(propionate)およびブチレート(butyrate)は、NDCの結腸発酵の重要な最終産物である。
治療有効量:障害の進行を予防もしくは障害の後退を引き起こすのに充分な用量、または障害の徴候もしくは症状を解放できる用量、または所望の結果を達成できる用量。いくつかの実施形態において、本発明の文脈における治療有効量は、体重増加を阻害もしくは停止するのに充分な量、または食欲を減少させるのに充分な量、またはカロリー摂取量もしくは食物摂取量を低減させるもしくはエネルギー支出を増加させるのに充分な量である。
詳細な説明
上記の通り、本発明は、対象における、
−食欲、
−食物摂取量、
−カロリー摂取量
の1つもしくは複数の低減のため、および/またはインスリン感受性を改善するための、プロピオネートイヌリンエステルの使用を提供する。
特に、対象は、食欲、食物摂取量もしくはカロリー摂取量の1つもしくは複数の低減、および/またはインスリン感受性の改善を必要としている人である。特に、対象は、食欲、食物摂取量またはカロリー摂取量の1つまたは複数の低減を必要としているヒトである。
したがって、本発明は、肥満または糖尿病の治療または予防のための、プロピオネートイヌリンエステルの使用を提供する。本発明は、正常体重を有する対象における体重の制御および維持のための、プロピオネートイヌリンエステルの使用も提供する。
ヒトに対するプロピオネートイヌリンエステルの経口投与は、食物摂取量を低減することが、本発明者らによって見い出された。例えば、対象が、10gのイヌリンプロピオネートエステル(d=0.74)を与えられた場合、その後の食事で、イヌリンを与えられた対照群より平均で162カロリー少なく食べた。プロピオネートイヌリンエステルは、主観的な食欲応答を抑制しなかったが、食事量を有意に低減した。
本発明者らは、イヌリンプロピオネートエステルで食事療法を補充することは満腹感の増加に至ることを見い出した。これは、プロピオネートエステルを肥満用の実行可能な食事療法(予防的防止を含めて)にする。多くの場合、本発明のプロピオネートイヌリンエステルは、肥満のための代替の薬物療法および食事療法よりも改善された効力および/または長い作用時間および/または少ない副作用および/または良好なコンプライアンスを示す。
本発明者らは、イヌリンプロピオネートエステルで食事療法を補充することは、脂肪組織から排出される脂肪酸の減少につながり、インスリン感受性の改善につながることも見い出した。これは、プロピオネートエステルを糖尿病用の実行可能な食事療法にする。多くの場合、本発明のプロピオネートイヌリンエステルは、糖尿病のための代替の薬物療法および食事療法よりも改善された効力および/または長い作用時間および/または少ない副作用および/または良好なコンプライアンスを呈する。
一定の置換度を有するプロピオネートイヌリンエステルの用量を増加させることは、主観的な食欲応答における食欲の減少および膨満レベルの増加につながることも見い出された。例えば、対象が10gのイヌリンプロピオネートエステル(d=0.74)を与えられた時、その後の食事で、彼らは対照(p<0.05)より13%少ないエネルギーを摂取した。
ヒトに対するプロピオネートイヌリンエステルの経口投与は、非置換イヌリンの対照と比較して、プロピオネートの用量(即ち、プロピオネートイヌリンエステルの置換度)に関して用量依存性方式(dose dependent manner)における食物摂取量を低減することが、本発明者らによって見い出された。例えば、対象がエステル化度0.23を有する10gのイヌリンプロピオネートエステルを与えられた時、その後の食事で、彼らは1100Kcalを摂取したが、他方、彼らが、エステル化度0.74を有する10gのイヌリンプロピオネートエステルを与えられた時、彼らは950Kcalを摂取した(図4(b)を参照)。
毎日の経口投与によるヒトへのプロピオネートイヌリンエステルの長期送達は、16週後に食物摂取量を低減し、体重増加を予防し、減量を増加させることが、本発明者らによって見い出された。例えば、24週のランダム化比較試験(randomised controlled trial)において、プロピオネートイヌリンエステル群における体重増加は、対照群より低く(プロピオネートイヌリンエステル群は平均体重で1.02±0.57kg(p=0.062)減少し、対照群は0.38±0.69kg増加した(p=0.558))、>3%または>5%の体重増加を示したボランティアは有意に少なかった。減量率における有意な増加は、16〜24週目の間でプロピオネートイヌリンエステル群において生じた(0.81±0.26kg;p=0.002)。エネルギー摂取の減少は、研究の24週間を通して4%のプロピオネートイヌリンエステル群において観察された。
同じ24週の研究において、本発明者らは、プロピオネートイヌリンエステルの長期投与が、腹部脂肪組織の減少、および肝臓脂質の細胞内含有量の群内低減、および有意に低い食後インスリン感受性につながることを見い出した。食後グルコース応答の有意な低下が対照群において生じ、これは、プロピオネートイヌリンエステル群においては観察されなかった。血漿PYYおよびGLP−1の増加は、24週の研究中に観察されなかった。そのため、プロピオネートイヌリンエステルは、体重増加に関連するグルコース恒常性(glucose homeostasis)の低下を防ぐことができる。
本発明者らは、プロピオネートイヌリンエステルおよびイヌリンが、心血管疾患および糖尿病に関するいくつかのリスク因子を低減することも見い出した。例えば、上記の24週のランダム化比較試験において、総コレステロール、LDL、HDL、アラニントランスアミナーゼ、アルカリホスファターゼおよびアスパラギン酸トランスアミナーゼの有意な改善が、プロピオネートイヌリンエステル群において観察され、コレステロール、HDL、アラニントランスアミナーゼおよびアルカリホスファターゼの有意な改善が、対照群において観察された。
幾つかのイヌリンエステルが知られている。例えば、特定のイヌリンプロピオネートエステルの合成が、US5,877,144で報告されている。本発明における使用のための好ましいプロピオネートイヌリンエステルは、0.1から1.2の間、好ましくは0.2から1の間、好ましくは0.55から1の間、より好ましくは0.6から1の間、最も好ましくは0.7から0.9の間の置換度を有する。
本発明者らは、観察された効果の背後にある考え得る生理学的機序を調査した。
同位体標識されたイヌリンプロピオネートエステルを使用して、本発明者らは、イヌリンプロピオネートが大腸へのプロピオネートの送達を容易にすることを観察した。イヌリンは消化不可能な炭水化物である。イヌリンは、胃または上部GI管において開裂されないエステル結合によってプロピオネートに結合している。それは、結腸における細菌発酵によってのみ開裂可能である。結腸において、プロピオネートはイヌリンから放出される。安定同位体の実験の結果は、プロピオネートエステルのプロピオネート担持量>80%が結腸において放出されることを示した。一部の炭水化物は短鎖脂肪酸の担体として使用できることが、以前に報告された(例えばUS5,840,860を参照)。プロピオネートを担持するためのイヌリンの特異的使用は以前に報告されていない。
本発明者らは、プロピオン酸ナトリウムが、単離された結腸細胞においてPYY放出の刺激を誘発することも見い出した。ヒトにおいて、血漿中のPYYのレベルは、プロピオネートイヌリンエステルのプロピオネートの置換度の増加とともに増加することが示された。結腸へのプロピオネートの送達後のPYYの放出は、観察した食物摂取量低減に関与し得ると仮定される。
放出されたプロピオネートは、食物摂取量低減に関与すると思われる。ヒトにおけるプロピオネートの効果に関する現在の知識を前提とすると、それは驚くべき所見であろう。例えば、プロピオネートが食物摂取量に対する効果を有し得るという一部の報告を考察したDarziらによる概説[Darzi,J.ら、Proc.Nutr.Soc.(2011)70巻、119〜128ページ]は、食欲調節においてプロピオネートの役割は無い可能性があると結論づけた。代わりに、彼らは、食物摂取量低減が示唆されている一部の早期研究の結果は、プロピオネートおよびプロピオネートを添加した食料品の嗜好性の欠如に依るものであったことを示唆している。同じ概説において報告されたそれら自体の研究において、Darziらは、要因として嗜好性を除去し、経口投与されたプロピオネートが食欲または食物摂取量の効果を有していないことを示した。Al−Lahhamらによる別の概説[Al−Lahham,S.H.ら、Biochem.Biophys.Acta.(2010)、1801巻、1175〜1183ページ.]は、ヒトにおけるプロピオン酸の生物学的影響を概説した。該概説は、プロピオン酸が、食物摂取量を低減することおよび満腹感を改善するにおいて有益となり得るが、この効果が食物嫌悪または吐き気および不快感に依ることが可能であると示唆している。
したがって、経口投与された遊離プロピオネートは、一部の研究において、食物摂取量または食欲における一部の低減を引き起こしたと見られた一方で、該効果は大部分が、遊離プロピオネートを摂る場合の不快感および吐き気の副作用との組合せで、プロピオネートを含有する食物(それは非常に酸性である)の嗜好性の低減のためとされている。経口プロピオン酸は、近位小腸において吸収される。
本発明者らによる本発明は、プロピオネートが大腸に送達されるのを可能にし、それは、その食欲低減効果をそこで発揮すると思われる。この仮定機序に確信を加えるために、さらなる研究が必要とされる。
化合物
イヌリンは、下記一般式を有する:
Figure 0006313300
本発明における使用のためのイヌリンは、好ましくは、β(2→1)連結によって接続されているフルクトース単位で構成され、一般に、グルコース単位によって終結している。イヌリンは、チコリー(Cichorium intybus)、キクイモ(Helianthus tuberosus)、またはイヌリンの他の供給源、例えばオオグルマ(Inula helenium)、コーンフラワー(Echinacea属の種)、タンポポ(Taraxacum officinale)、ワイルドヤム(Dioscorea属の種)、葛芋(Pachyrhizus erosus)、ゴボウ(Arctium lappa)、コスツス(Saussurea lappa)、ヨモギ(Artemisia vulgaris)、タマネギ(Allium cepa)、ガーリック(Allium sativum)、リュウゼツラン(Agave属の種)、セイヨウウサギギク(Arnica montana)、ヤーコン(Smallanthus sonchifolius属の種)、カマス(Camassia属の種)またはバナナから抽出することができる。合成イヌリンも使用することができる。
好ましくは、本発明における使用のための適当なイヌリンは、チコリーまたはキクイモ、および最も好ましくはチコリーから抽出される。チコリーからのイヌリンの市販されている供給源の例は、Beneo−Orafti Food Ingredients、Tienen、BelgiumからのOrafti(登録商標)HPである。
イヌリンの重合度(結合し合った単糖単位の数)は、2から数千の間である。好ましくは、重合度は2から60の間、より好ましくは3から60の間である。本発明のイヌリンの平均重合度は、好ましくは20から30の間、より好ましくは23から27の間、最も好ましくは25である。
イヌリンは、非消化性の炭水化物である。ヒトにおいて、それは酵素の影響下にて胃または小腸中で消化できずに、大腸/結腸で細菌の存在を必要とする。本発明は、胃または小腸中で消化できない任意のイヌリンまたはフラクトオリゴ糖に適用可能である。
プロピオネートは、式CHCHCO−を有する。対応するカルボン酸のプロピオン酸は、式CHCHCOHを有する。
有機化学の当業者は、多くの有機化合物が、それらが反応される溶媒またはそれらが沈殿もしくは結晶化される溶媒を用いて複合体を形成することができることを理解されよう。こうした複合体は、「溶媒和物」として知られている。例えば、水との複合体は「水和物」として知られている。活性成分の遊離酸または塩は、溶媒和物として与えることができる。
プロピオネートイヌリンエステルを調製する方法
本発明における使用のためのイヌリンプロピオネートエステル(Inulin propionate esters)は、以下の通り、水性条件で調製することができる。イヌリンは、例えば20℃から80℃で水中に溶解される。生成する溶液の濃度は、好ましくは1リットル当たりフルクトース当量の0.2モルから4モルの間、より好ましくは1リットル当たりフルクトース当量の1モルから2モルの間、最も好ましくは1リットル当たりフルクトース当量の1.2モルから1.6モルの間である。生成する溶液の温度は、好ましくは、10℃から20℃の間に低下させる。プロピオン酸無水物および金属塩基、好ましくは水性アルカリ金属塩基、より好ましくは金属水酸化物、例えば水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムがイヌリン溶液に添加され、好ましくは温度を10℃から20℃の間に、溶液のpHをpH8からpH8.5の間に維持する。塩基は、好ましくは、10%w/vから100%w/vの間、好ましくは20%w/vから100%w/vの間、より好ましくは20%w/vから40%w/vの間、最も好ましくは25%w/vの水溶液であり、イヌリン溶液に滴下により添加される。プロピオン酸無水物対イヌリンの比を変化させることで、異なる置換度が得られる。イヌリンに添加されるプロピオン酸無水物のモル数は、フルクトース単位当量のモル×目標置換度×1.25と算出される。表1は、使用される例比を示している。
Figure 0006313300
この合成は、0.05から3.0の間の置換度を有するイヌリンプロピオネートエステルの合成に適当である。好ましくは、この合成は、0.1から2.0の間、より好ましくは0.1から1.5の間の置換度を有するイヌリンプロピオネートエステルの合成、最も好ましくは0.1から1の間の置換度を有するイヌリンプロピオネートエステルの合成のために使用される。
本発明は、20℃から80℃の間で水中にイヌリンを溶解させて1リットル当たりフルクトース当量の1モルから2モルの間の濃度を与えること、溶液の温度を10℃から20℃の間に低下させること、溶液の温度を10℃から20℃の間に、溶液のpHをpH8からpH8.5の間に維持しながら、溶液に20%w/vから100%w/vの間の濃度でプロピオン酸無水物および水性金属塩基を添加して、所望の置換度とすることにより調製可能であるプロピオネートイヌリンエステルを提供し、イヌリンに添加されるプロピオン酸無水物のモル数は、溶液中のフルクトース単位当量のモル数×目標置換度×1.25として算出される。
本発明における使用のためのイヌリンプロピオネートエステルは、水が溶媒の代わりとなる水性反応と同様な反応手順を使用して、極性非プロトン性溶媒などの有機溶媒中、例えば、これらに限定されないが、N、N’−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド中で合成することができる。
好ましくは、本発明のイヌリンプロピオネートは、水性条件で合成される。
上記の水性方法に従って合成されるイヌリンプロピオネートエステルは、精製して遊離プロピオネートを除去することができ、それによって嗜好性を改善し、遊離プロピオネートを経口摂取することで、可能性のある副作用を低減する。好ましくは、精製は、酸性条件下で活性炭カラムを使用して実施され、その後スプレー乾燥が続く。例えば、上記通りの合成終了後、または、1リットル当たりフルクトース当量の0.2モルから4モルの間、より好ましくは1リットル当たりフルクトース当量の1モルから2モルの間、最も好ましくは1リットル当たりフルクトース当量の1.2モルから1.6モルの間の濃度を有する溶液を得るため、水中に溶解したプロピオネートイヌリンエステルに対して、反応混合物または溶液は、濃強酸、例えば強無機酸、例えばHClで、pH1.5からpH3.5の間に、より好ましくはpH2からpH3の間に、最も好ましくはpH2に調整される。酸の添加後直ちに、反応混合物は、0.05Mから0.5Mの間の強酸、好ましくは0.1Mから0.3Mの間の強酸、最も好ましくは0.2Mの強酸、例えば無機強酸、例えばHClで徹底的に洗浄およびコンディショニングした活性炭カラムの中を流す。プロピオネートイヌリンエステルは、およそ1L/hrでカラムの中を流す。活性炭カラムのサイズは、該溶液中のフルクトース当量のモル数に依存して選択され、例えば、およそ2.8モルのフルクトース単位を含有する2Lの溶液には、約1kgの活性炭を含有するカラムが適当である。活性炭は、そのアニオン型のプロピオネートと比較して、プロピオン酸に対するより高い親和性および滞留の能力を有する。カラムから回収された反応混合物は、濃強酸、例えば強無機酸、例えばHClでpH2に調整され、第1のカラムと同一または同様の様式において調製された第2の活性炭カラムに通過させる。反応混合物は収集され、pH2に調整された後、不活性なNガス流中でスプレー乾燥(Buchi、Oldham UK)される。液体流、ガスおよびネブライザー温度は、約100℃の流出口温度が維持されるように制御される。
好ましくは、本発明における使用のためのプロピオネートイヌリンエステルは、プロピオネートイヌリンエステル中の遊離プロピオネートが1%未満のレベルまで精製されるが、好ましくは非結合プロピオネートが完全にない。
本発明は、水中にプロピオネートイヌリンエステルを溶解すること、溶液のpHを濃強酸で約pH2に調整すること、0.2M強酸で洗浄およびコンディショニングした活性炭カラムに溶液を通過させること、溶液をカラムから回収すること、濃強酸で約pH2に調整すること、0.2Mの強酸で洗浄およびコンディショニングした第2の活性炭カラムに溶液を通過させること、溶液をカラムから回収すること、濃強酸で約pH2に調整すること、およびスプレー乾燥することを含む、プロピオネートイヌリンエステルを精製する方法を提供する。
プロピオネートイヌリンエステルの精製は、透析を使用して達成することもできる。透析管における透析による精製は特に有効である。好ましくは、透析は、1日から5日の間、最も好ましくは3日の期間である。透析は、任意の塩不純物を除去するため、および完全脱エステル化の後に利用可能な総プロピオネートの<1%のレベルに遊離プロピオネートを除去するために使用することができる。適当な透析管の例は、Spectrum Europe B.V.、Breda、NetherlandsからのSpectra/Por 6、1000 MWCOである。例えば、透析管における3日の透析後、これは、水中に溶解した場合にほとんど味がないとともに、果汁中に溶解した場合に検出不可能であるプロピオネートイヌリンエステルをもたらす。
プロピオネートの味は、嗜好性の低減につながる。透析による精製後、遊離プロピオネートの味は非常に低く、他の香味で簡便にマスキングすることができる。これは嗜好性の増加をもたらし、このことが、より高いレベルの患者コンプライアンスにつながり得る。それは、特に大用量のプロピオネートイヌリンエステルが経口摂取される場合、残存遊離プロピオネートの経口摂取に起因する副作用の可能性も低減する。
本発明は、さらに、0.55から1の置換度を有する新規なイヌリンプロピオネートエステルを提供する。US5,877,144は、置換度=0.5のプロピオネートイヌリンエステルの合成を記載している。
本発明は、0.55から1.0の間のdを有するプロピオネートイヌリンエステルを提供する。こうしたプロピオネートイヌリンエステルは、例えば70℃から80℃の間で水中にイヌリンを溶解させて1リットル当たりフルクトース当量の1モルから2モルの間の濃度を与えること、溶液の温度を10℃から20℃の間に低下させること、溶液の温度を10℃から20℃の間に、溶液のpHをpH8からpH8.5の間で維持しながら、溶液に20%w/vから100%w/vの間の濃度でプロピオン酸無水物および水性アルカリ金属塩基を添加することにより調製可能であり、所望の置換度とするためにイヌリンに添加されるプロピオン酸無水物のモル数は、溶液中におけるフルクトース単位当量のモル数×目標置換度×1.25、最小目標置換度=0.55および最大目標置換度=1として算出される。温度およびpHは、それらが反応物の混合に影響を及ぼすので、上述の限度内に制御されることが重要であり、エステル化度を制御するために必要である。
組成物
活性成分は単独で投与されることが可能であるが、それを医薬製剤または組成物中に存在させること、または食物への直接添加物として経口投与することが好ましい。
本発明は、プロピオネートイヌリンエステル、および1種または複数の薬学的に許容される賦形剤を含む医薬組成物を提供する。本発明は、食欲、食物摂取量および/もしくはカロリー摂取量の低減における使用のためならびに/またはインスリン感受性を改善するため、あるいは肥満または糖尿病の治療または予防における使用のための、プロピオネートイヌリンエステル、および1種または複数の薬学的に許容される賦形剤を含む医薬組成物も提供する。本発明は、さらに、食欲、食物摂取量および/もしくはカロリー摂取量の低減における使用のため、ならびに/または肥満の治療もしくは予防における使用のための、プロピオネートイヌリンエステル、および1種または複数の薬学的に許容される賦形剤を含む医薬組成物を提供する。
本発明における使用のために適当な医薬製剤としては、経口投与に適当なものが挙げられる。最も適当な経路は、例えばレシピエントの状態および障害に依存し得る。
該製剤は、好都合には、単位剤形で存在することができ、薬学の分野においてよく知られている方法のいずれによっても調製することができる。全ての方法には、1種または複数の副成分を構成する担体と活性成分とを会合させるステップが含まれる。一般に、該製剤は、液体担体または微粉化固体担体または両方と活性成分とを均一および密接に会合させること、および次いで、必要ならば、生成物を所望の製剤に成形することによって調製される。
経口投与に適当な製剤は、各々が活性成分の所定量を含有するカプセル、カシェもしくは錠剤などの別個の単位として;粉末もしくは顆粒として;水性液体もしくは非水性液体中の溶液もしくは懸濁液として;または水中油液体エマルジョンもしくは油中水型液体エマルジョンとして存在することができる。活性成分は、ボーラス、舐剤またはペーストとして存在することもできる。様々な薬学的に許容される担体およびそれらの製剤は、標準的製剤の論文、例えば、Remington’s Pharmaceutical Sciences by E.W.Martinに記載されている。Wang,Y.J.およびHanson,M.A.、Journal of Parenteral Science and Technology、Technical Report 10号(補足42):2S、1988も参照されたい。
錠剤は、任意選択により1種または複数の副成分とともに、圧縮または成形することによって作製することができる。圧縮錠剤は、適当な機械において、活性成分を粉末または顆粒などの自由流動性形態に圧縮すること、任意選択により、結合剤、滑沢剤、不活性希釈剤、平滑剤、表面活性薬剤または分散剤と混合することによって調製することができる。1つの適当な賦形剤の例はイヌリンである。成形された錠剤は、適当な機械において、不活性液体希釈剤で湿らせた粉末化化合物の混合物を成形することによって作製することができる。錠剤は、任意選択により、コーティングするまたは割線入りとすることができ、その中の活性成分の緩徐放出または制御放出をするように製剤化することができる。本化合物は、例えば、即時放出または持続放出に適当な形態で投与することができる。即時放出または持続放出は、本化合物を含む適当な医薬組成物の使用によって達成することができる。本化合物は、リポソームとして投与することもできる。
経口投与のための例示的な組成物としては、例えば、バルクを付与するための微結晶性セルロース、懸濁剤としてアルギン酸またはアルギン酸ナトリウム、粘度増強剤としてメチルセルロース、および甘味料または香味剤、例えば当技術分野において知られているものを含有することができる懸濁液;ならびに例えば、微結晶性セルロース、第二リン酸カルシウム、デンプン、ステアリン酸マグネシウムおよび/もしくはラクトースならびに/または他の賦形剤、結合剤、増量剤、崩壊剤、希釈剤および滑沢剤、例えば当技術分野において知られているものを含有することができる即時放出錠剤が挙げられる。該化合物は、舌下投与および/またはバッカル投与によって口腔を介して送達することもできる。成形錠剤、圧縮錠剤または凍結乾燥錠剤は、使用することができる例示的な形態である。例示的な組成物としては、マンニトール、ラクトース、スクロースおよび/またはシクロデキストリンなどの高速溶解性希釈剤を用いて本化合物(単数または複数)を製剤するものが挙げられる。セルロース(アビセル)またはポリエチレングリコール(PEG)などの高分子量賦形剤も、こうした製剤に含み得る。こうした製剤には、粘膜付着を助ける賦形剤、例えばヒドロキシプロピルセルロース(HPC)、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)、ナトリウムカルボキシメチルセルロース(SCMC)、マレイン酸無水物コポリマー(例えば、Gantrez)、および放出を制御するための薬剤、例えばポリアクリル酸コポリマー(例えば、Carbopol 934)も含まれ得る。滑沢剤、流動促進剤、香味、着色剤および安定剤も、作製および使用の簡便さのために添加することができる。
プロピオネートイヌリンは、乾燥組成物、例えば粉末または顆粒の形態として提供することができる。それは、投与用の溶液または懸濁液の調製のために使用することができる。濃縮物またはスラリーの形態における組成物も、投与用の溶液の調製のために使用することができる。溶液を調製するのに適当な組成物、例えば粉末もしくは顆粒の形態、または濃縮物もしくはスラリーには、香味剤が含まれ得る。組成物は、治療有効量の単位用量の調製のための定量、例えば50mlから1Lの間の用量、例えば500mlの用量で提供することができる。本発明は、水との混合物のための組成物を提供する。本発明は、さらに、食料品との混合物のための乾燥組成物、例えば粉末または顆粒の形態を提供する。
溶液または懸濁液は、水性液体または非水性液体でもよい。該溶液は、香味剤および/または保存剤を含み得る。
本発明の組成物における使用のための香味料は、適用可能ならば、任意の塩味および/または酸味をマスキングするとともに組成物中で安定であるべきである。香味料は溶液をより美味にし、したがって、患者コンプライアンスを助ける。好ましい香味料としては、オレンジ、レモン、イチゴ、グレープフルーツ、クロフサスグリ、バニラ、ならびにレモンおよびライムが挙げられる。
用量当たり複数単位を服用する場合、各単位は、同じまたは異なる物理的形態でもよい。1日当たり複数用量を服用する場合、各用量は、同じまたは異なる物理的形態でもよい。2種以上の組成物の各々内の構成成分は、同じまたは異なる物理的形態でもよい。好ましい単位投与量製剤は、下記に列挙した、活性成分の有効量またはその適切な部分量を含有するものである。
該活性成分は、適当には、徐放系において投与することができる。徐放系の適当な例としては、適当なポリマー材料、例えば、成形品、例えばフィルムまたはマイクロカプセルの形態をとる半透過性のポリマーマトリクス;例えば許容される油中のエマルジョンとして適当な疎水性材料;またはイオン交換樹脂;および該化合物のやや溶けにくい誘導体、例えばやや溶けにくい塩が挙げられる。徐放系は、経口的にまたは経口スプレーとして投与することができる。
本発明との使用には通常必要ではないが、投与のための調製物は、化合物の制御放出を与えるために適当に製剤化することができる。例えば、該医薬組成物は、生分解性ポリマー、多糖類ゼリー状および/または生体接着性のポリマー、両親媒性ポリマー、プロピオネートイヌリンエステルの粒子の界面特性を修飾できる薬剤の1つまたは複数を含む粒子の形態でもよい。これらの組成物は、活性物質の制御放出を可能にする特定の生体適合性の特徴を呈する。米国特許第5,700,486号を参照されたい。
経口的にプロピオネートイヌリンエステルを送達するための代替の手法は、他の点では通常である食物にそれを組み込むことである。例えば、それは、対象が主な食事中に食べ得る食物、例えば朝食の穀類もしくはパン、または対象が日中にスナックとして食べ得る食物、例えばビスケットもしくはチョコレートに組み込むことができる。食事の一部としてプロピオネートイヌリンエステルを送達することによって、次の食事もしくはその日のうちの後の別の食事、または翌日にとられる食事で、所望の食欲低下を誘発することが可能である。例えば、食物に組み込まれたプロピオネートイヌリンエステルを有する食物は、有益には、後の食事の約3時間から10時間前に、好ましくは後の食事の4時間から8時間前の間に食べられる。これは、後の食事のより少ない分量で対象を満足させるか、または通常の分量のより少ない量を対象に食べさせることになる。
プロピオネートイヌリンエステルは、対象が当該の食物の全体(または通常の分量)を摂取する場合、食欲を低減する用量を対象に提供するレベルで組み込まれる。食欲を低減する用量のプロピオネートイヌリンエステルを組み込む食料品は、機能性食品と名付けることができる。プロピオネートイヌリンエステルが添加され得る食物の例としては、これらに限定されないが、焼き物(例えばパン)、菓子、牛乳、ヨーグルトおよびフレッシュチーズ、チョコレート、アイスクリーム、ソース、果実調製物またはフルクトースシロップの調製用果実が挙げられる。プロピオネートイヌリンエステルは、イヌリンを組み込むまたは正常に組み込む食料品においてイヌリンの代替物として使用することができる。プロピオネートイヌリンエステルは、イヌリンに添加することもでき、イヌリンおよびプロピオネートイヌリンエステルの混合物は、イヌリンを組み込むまたは正常に組み込む食料品においてイヌリンを単独で使用するための代替物として使用することができる。
組合せ
一実施形態において、活性成分は、別の薬剤、例えば追加の食欲抑制薬、追加の食物摂取量低減剤、血漿グルコース低下剤または血漿脂質改変剤の治療有効量とともに投与される。追加の食欲抑制薬の具体的な非限定的例としては、アンフェプラモン(ジエチルプロピオン)、フェンテルミン、マジンドールおよびフェニルプロパノールアミン、フェンフルラミン、デクスフェンフルラミン、およびフルオキセチンが挙げられる。本発明の使用における活性成分は、追加の食欲抑制薬と同時に投与することができるか、またはそれは順次に投与し得る。
したがって、本発明は、実施形態において、
−プロピオネートイヌリンエステル、および
−追加の食欲抑制薬
を含む組成物を提供する。
こうした組成物は、医薬としての使用のため、例えば肥満または糖尿病、例えば肥満の治療または予防のための医薬としての使用のために提供される。
本発明は、
−プロピオネートイヌリンエステル、および
−追加の食欲抑制薬、
を含むキットも提供し、2種(以上)の構成成分は、同時、別々または順次の共投与のためである。
投与量
化合物の投与すべき治療有効量は、利用されるプロピオネートイヌリンエステル(特定のイヌリン、プロピオネートの置換度を含めて)、治療される対象、苦痛の重症度および型、ならびに投与の方式および経路に依存する。
送達されるプロピオネートイヌリンエステルの量を考慮して、治療有効量は、体重1キログラム(kg)当たり約0.1mgから体重1kg当たり約500mg、例えば体重1kg当たり約1mgから約250mg、例えば体重1kg当たり約10mgから約180mg、例えば体重1kg当たり約20mgから約150mg、例えば体重1kg当たり約60mgから約125mgでもよい。例えば、治療有効量は、約10mgから約40g、例えば約80mgから約20g、例えば約100mgから約15g、例えば約1gから約12g、例えば約5gから約10gでもよい。
経口投与のため、治療有効量は、約10mgから約20g、例えば約50mgから約20g、例えば約100mgから約20g、例えば約100mgから約10g、例えば約500mgから約10g、例えば500mgから5g、例えば500mgから2g、例えば1gから15g、例えば1gから10g、例えば1gから8g、例えば1gから2g、例えば1gから4g、例えば2gから4g、例えば2gから6g、例えば4gから8g、例えば4gから6g、例えば5gから10g、例えば6gから10g、例えば6gから8g、例えば8gから12g、例えば8gから10g、例えば10gから14g、例えば10gから12g、例えば10gから20gでもよい。一部の好ましい実施形態において、治療有効量は、約10mgから約50g、例えば10mgから約30g、例えば約50mgから約30g、例えば約100mgから約30g、例えば約100mgから約15g、または例えば約500mgから約15gでもよい。別の好ましい実施形態において、治療有効量は、約1gから50g、例えば5gから50g、例えば10gから40g、例えば1gから30g、例えば5gから30g、例えば3gから25g、例えば1gから20g、例えば5gから20g、例えば1gから10g、例えば20gから30g、例えば30gから40g、または例えば5gから15gでもよい。記述され得る具体的な投与量は、0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g、3.0g、3.5g、4.0g、4.5g、5.0g、5.5g、6.0g、6.5g、7.0g、7.5g、8.0g、8.5g、9.0g、9.5g、10.0g、10.5g、11.0g、11.5g、12.0g、12.5g、13.0g、13.5g、14.0g、14.5および15.0g、殊に5.0g、5.5g、6.0g、6.5g、7.0g、7.5g、8.0g、8.5g、9.0g、9.5g、10.0g、10.5g、11.0g、11.5gおよび12.0gである。
治療有効量の各用量は、いくつかの単位用量でもよい。単一の固体単位用量は、例えば、約50mgから約3g、例えば約100mgから約2g、例えば約250mgから約2g、例えば約500mgから約2g、例えば約250mgから約1g、例えば約500mgから約1g、例えば100mgから500mg、例えば100mgから1g、例えば100mgから2g、例えば250mgから2g、例えば250mgから1g、例えば500mgから2g、例えば500mgから1g、例えば1gから3g、例えば1gから2gを含有することができる。記述され得る具体的な単位用量は、0.1g、0.25g、0.5g、0.6g、0.75g、0.8g、1.0g、1.25g、1.5g、1.75g、2.0g、2.25g、2.5g、2.75gおよび3.0gである。
液体への溶解もしくは添加または食料品への溶解もしくは添加に適当な単一の乾燥単位用量、または溶液中の用量、または濃縮用量、またはスラリー用量は、例えば、約100mgから約15g、例えば約250mgから約15g、例えば約500mgから約15g、例えば約500mgから約10g、例えば約500mgから約5g、例えば約500mgから約3g、例えば100mgから1g、例えば100mgから3g、例えば1gから15g、例えば1gから10g、例えば1gから5g、例えば1gから3g、例えば1gから2g、例えば2gから10g、例えば2gから5g、例えば5gから15g、例えば5gから10g、例えば250mgから1.5g、例えば2gから4g、例えば2gから6g、例えば4gから6g、例えば4gから8g、例えば6gから8g、例えば6gから10g、例えば8gから10g、例えば8gから12g、例えば10gから12g、例えば10gから14g、例えば15gから20gを含有することができる。記述され得る具体的な単位用量は、0.25、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.5、10.0、10.5、11.0、11.5、12.0、12.5、13.0、13.5、14.0、14.5、15.0、15.5、16.0、16.5および17.0である。
上記で考察されている投与量は、例えば、1日1回、2回、3回もしくは4回、または週1回もしくは2回与えることができる。例えば、経口投与のため、30mgから約120g、例えば約240mgから約60g、例えば約300mgから約45g、例えば約3gから約36g、または例えば約15gから約30gの総1日用量が与えられ得る。好ましい一実施形態において、経口投与のための総1日用量は、例えば約1gから約50g、例えば約1gから約30g、例えば約5gから約30g、例えば約5gから約25g、例えば約5gから約15g、または例えば約10gである。別の好ましい実施形態において、経口投与のための総1日用量は、例えば約3gから約50g、例えば約5gから約40g、例えば約8gから約30g、例えば約10gから約25g、例えば約10gから約20g、例えば約12gから約18g、または例えば約15gである。
特定の実施形態によると、用量は、取ろうとする各食事の4時間前から10時間前の間に1回投与することができる。用量は、効果(例えば、食欲抑制、食物摂取量の減少および/またはカロリー摂取量の減少および/またはインスリン感受性の改善)が望まれる4時間前から10時間前の間、例えば、これらに限定されないが、効果が望まれる時間の4時間前から10時間前の間、5時間前から9時間前の間、6時間前から8時間前の間、約4時間前、約5時間前、約6時間前、約7時間前、約8時間前、約9時間前、または約10時間前に、例えば食事前のそれらの時間に投与することができる。プロピオネートイヌリンエステルが「機能性食品」として投与される場合、該用量は、食事の一部として、またはとられるスナックとして、効果を望む時に取ろうとするその後の食事の約3時間から10時間、好ましくは約4時間前から10時間前、より好ましくは約4時間前から8時間前に投与することができる。
実施形態において、用量は、1日当たり3回、例えば食事の約4時間前から10時間前に3回、またはその日の後の別の食事もしくは翌日にとられる別の食事で効果を有するために食事の一部として各食事中に投与される。その実施形態において、総1日用量は、体重1キログラム(kg)当たり約0.3mgから体重1kg当たり約1.5、例えば体重1kg当たり約3mgから約750mg、例えば体重1kg当たり約30mgから約540mg、例えば体重1kg当たり約60mgから約450mg、例えば体重1kg当たり約180mgから約375mgでもよい。例えば、治療有効量は、約30mgから約120g、例えば約240mgから約60g、例えば約300mgから約45g、例えば約3gから約36g、例えば約15gから約30gでもよい。
実施形態において、用量は、食事またはスナックの一部として投与される。食事またはスナックの一部分の例は、2切れのパンでもよい。その実施形態において、2切れのパンは、約100mgから約15g、例えば約1gから約12g、例えば約5gから約10gのプロピオネートイヌリンエステルを含有することができる。スナックの例はビスケットでもよい。その実施形態において、ビスケットは、約100mgから約15g、例えば約1gから約12g、例えば約5gから約10gのプロピオネートイヌリンエステルを含有することができる。別の例において、成分として小麦粉を含む食事またはスナックにおいて、その食事またはスナック中、約100mgから約15g、例えば約1gから約12g、例えば約5gから約10gの小麦粉が、同じ重量のプロピオネートイヌリンエステルと置き換えられる。別の例において、ソースを含有する食事もしくはスナック、または液体もしくはゲルの部分、例えばパスタソースもしくはヨーグルトを含む食事もしくはスナックにおいて、約100mgから約15g、例えば約1gから約15g、例えば約1gから約12g、例えば約5gから約10gのプロピオネートイヌリンエステルが、ソースまたは液体もしくはゲルの部分と混合される。
実施形態において、1回の用量は、食事またはスナックまたは液体の一部として投与され、ここで対象は、食事、スナックまたは液体(例えば、水または果汁)と混合または組み合わせるための乾燥用量を提供される。
本発明のプロピオネートイヌリンエステルは、低カロリー食事療法と併せた特別な使用を見い出す。多くの対象は、低カロリー食事療法を順守するのは難しいと感じる。本発明は、低カロリー食事療法の順守を促進する。
条件:
本発明は、対象において、
−食欲、
−食物摂取量、
−カロリー摂取量
の1つもしくは複数の低減における使用のため、および/またはインスリン感受性を改善するためのプロピオネートイヌリンエステルを提供する。
したがって、本発明は、肥満または糖尿病の治療または予防における使用のためのプロピオネートイヌリンエステルを提供する。例えば、本発明は、肥満の治療または予防における使用のためのプロピオネートイヌリンエステルを提供する。
典型的に、対象は過体重であるか、または過体重になるリスクがある。本発明は、対象における食欲の低減のため、対象における食物摂取量の低減における使用のため、または対象におけるカロリー摂取量の低減のためのプロピオネートイヌリンエステルを提供する。本発明は、さらに、インスリン感受性を改善する際の使用のためのプロピオネートイヌリンエステルを提供する。
対象は、過体重、例えば肥満であり得る。特定の実施形態において、プロピオネートイヌリンエステルは、過体重、例えば肥満である対象における、食欲、食物摂取量および/もしくはカロリー摂取量の低減における使用のため、ならびに/またはインスリン感受性を改善するためである。
代替として、または加えて、対象は、例えばインスリン抵抗性もしくはグルコース不耐性、または両方を有する糖尿病でもよい。対象は真性糖尿病を有することがあり、例えば、対象は2型糖尿病を有することがある。対象は、過体重、例えば肥満であってよく、真性糖尿病、例えば2型糖尿病を有することがある。特定の実施形態において、プロピオネートイヌリンエステルは、インスリン抵抗性および/またはグルコース不耐性を有する糖尿病である対象における、食欲、食物摂取量および/もしくはカロリー摂取量の低減における使用のため、ならびに/またはインスリン感受性を改善するためのものである。
本発明は、体重の管理および治療、例えば体重増加を予防および低減すること、減量を誘発および促進すること、ならびにボディマス指数によって測定した場合の肥満を低減することのために使用することができる。本発明は、食欲、食物摂取量および/またはカロリー摂取量の任意の1つまたは複数の制御、特に以下の任意の1つまたは複数において使用することができる:食欲を低減、抑制および阻害すること;食物摂取量を低減、抑制および阻害すること;カロリー摂取量を低減、抑制および阻害すること。本発明の化合物は、所望の体重、所望のボディマス指数、所望の外観および良好な健康の任意の1つまたは複数を維持することに使用することができる。
対象は、減量を望む対象、例えば女性または男性の対象であって、彼女または彼の外観における変化を望む対象でもよい。対象は、空腹感の減少を望むことがあり、例えば対象は、高いレベルの集中を必要とする長期にわたる職務に関与する人、例えば従軍中の兵士、航空管制官、または長距離路線のトラック運転手でもよい。
特定の実施形態において、本発明は、健康な対象(例えば、正常のBMIを有する)における食欲、食物摂取量および/またはカロリー摂取量の低減のための、プロピオネートイヌリンエステルの使用を提供する。
加えて、または代替として、対象は、肥満または過体重であることがリスク因子である障害を有するまたは有するリスクがある恐れがある。こうした障害としては、これらに限定されないが、心血管疾患、例えば高血圧、アテローム性動脈硬化症、うっ血性心不全、および脂質異常症;脳卒中;胆嚢疾患;変形性関節症;睡眠時無呼吸;生殖性な障害、例えば、多嚢胞性卵巣症候群;癌、例えば乳癌、前立腺癌、結腸癌、子宮内膜癌、腎臓癌、および食道癌;静脈瘤;黒色表皮腫;湿疹;運動不耐性;インスリン抵抗性;高血圧高コレステロール血症;胆石症;変形性関節症;整形外科的損傷;インスリン抵抗性、例えば2型糖尿病およびシンドロームX;ならびに血栓塞栓性疾患が挙げられる(Kopelman,P,G.、Nature 404:635〜43、2000;Rissanen,A.ら、British Med.J.301:835、1990を参照)。
肥満に関連する他の障害としては、うつ病、不安、パニック発作、片頭痛、PMS、慢性疼痛状態、線維筋痛症、不眠症、衝動性、強迫性障害、およびミオクローヌスが挙げられる。さらに、肥満は、一般麻酔の合併症の発生率の増加についてのリスク因子と認められている。(例えば、Kopelman、Nature 404:635〜43、2000を参照)。一般に、肥満は寿命を低減し、上記にリストされているものなどの共罹患率の重大なリスクを持つ。
肥満に関連する他の疾患または障害は、出生時欠損、神経管欠損の発生率増加に関連する母性肥満、手根管症候群(CTS);慢性静脈不全(CVI);日中の眠気;深部静脈血栓症(DVT);末期腎疾患(ESRD);痛風;熱障害;免疫応答の障害;呼吸機能の障害;不妊症;肝臓疾患;腰痛;産婦人科合併症;膵炎;ならびに腹部ヘルニア;黒色表皮腫;内分泌異常;慢性の低酸素症および高炭酸ガス血症;皮膚科学的効果;象皮症;胃食道逆流;踵骨骨棘;下肢浮腫;ブラジャーストラップによる疼痛、皮膚傷害、子宮頸部疼痛、乳房下の皮膚ひだにおける慢性の臭気および感染などかなりの問題を引き起こす乳房肥大症;大きな前腹壁腫瘤、例えば頻繁な皮下脂肪組織炎を伴う腹部皮下脂肪組織炎、歩行障害、頻繁な感染の発生、臭気、着衣困難、腰背痛;筋骨格疾患;偽性脳腫瘍(または良性の頭蓋内高血圧)、および食道裂孔ヘルニアである。
特定の実施形態によると、対象は、肥満または過体重でないにもかかわらず望まない体重を有することがある。こうした使用は、前には過体重または肥満であった対象および非健康的体重に戻ることを予防したいと思う対象に関することがある。それは、インスリン非感受性または前糖尿病などの前糖尿病の状態を有する対象にも関する。対象が正常体重である一部の場合において、本発明の態様は、治療的処置よりむしろ美容的処置に関係することがある。
本発明は、相対的に高い栄養素利用能によって引き起こされるか、複雑化されるかまたは悪化される状態または障害を治療、予防、寛解または軽減することに使用することもできる。「カロリー(または栄養素)利用能を低減することによって軽減することができる状態または障害」という用語は、本明細書において、相対的に高い栄養素利用能によって引き起こされるか、複雑化されるかもしくは悪化されるかのいずれかの対象、または栄養素利用能を低減することによって、例えば食物摂取量を減少することによって軽減することができる対象における任意の状態または障害を表すために使用される。インスリン抵抗性、グルコース不耐性であるかまたは真性糖尿病、例えば1型糖尿病、2型糖尿病もしくは妊娠糖尿病の任意の形態を有する対象も、本発明による方法から利益を得ることができる。
カロリー摂取量の増加に関連する状態または障害としては、これらに限定されないが、インスリン抵抗性、グルコース不耐性、肥満、2型糖尿病を含めて糖尿病、摂食障害、インスリン抵抗性症候群、およびアルツハイマー病が挙げられる。
対象は、好ましくはヒトである。しかしながら、対象はまた、別の脊椎動物、例えば他の霊長類;家畜動物、例えばブタ、ウシおよび家禽;スポーツ用動物、例えばウマ;またはコンパニオンアニマル、例えばイヌおよびネコであってもよい。
本発明を以下の非限定的例によって例示する。
[実施例1a]
プロピオネートイヌリンエステルの合成および特性決定
材料および方法
合成方法
450gイヌリン(110.5ミリモルまたは2.8モルのフルクトース当量、Beneo−Orafti Food Ingredients、Tienen、BelgiumからのOrafti(登録商標)HP:平均重合度=25;平均MW=4071 Da;重合の最小レベル=3)を、2Lの脱イオン水中に溶解させ、オーバーヘッド撹拌および連続的pHモニタリングしながら3Lの水冷式ジャケット付反応器に移し、約25℃に冷却させた。360gのプロピオン酸無水物(2.8モル)および550mlの25%w/vのNaOHを、反応器上方のドロッパー漏斗中に設置した。反応混合物における温度が<20℃である時に開始されたNaOHの滴下による添加およびプロピオン酸無水物の添加によって、pHを8.25に調整した。試薬の添加速度は、pHが8〜8.5の間のままであり、温度が<20℃のままであるようにした。プロピオン酸無水物対イヌリンの比を変動することで、以下の通り、異なるdの生成物を生成した:
Figure 0006313300
添加が完了すると、反応混合物をpH安定化させ、その後、濃HClでpH2に調整した。直ちに、反応混合物を、0.2MのHClで徹底的に洗浄およびコンディショニングした活性炭カラムに流動させた。カラムは約1kgの活性炭を含有しており、約1L/hrで流動することを可能にした。活性炭は、そのアニオン型のプロピオネート(anionic form - propionate)と比較して、プロピオン酸(propionic acid)に対して、より高い親和性および滞留容量を有する。カラムから回収された反応混合物を濃HClでpH2に調整し、第1のカラムと同一の様式で調製された第2のカラムに通過させた。最終の収集混合物を収集し、pH2に再び調整した後、不活性なNガス流においてスプレー乾燥(Buchi、Oldham UK)した。液体の流れ、ガスおよびネブライザーの温度は、100℃の流出口温度が維持されるようにした。
プロピオネートイヌリンエステル特性決定
化学的特性決定
赤外分光法
KBrディスクを使用して、赤外(FT−IR、Perkin Elmer、Cambridgeshire UK)スペクトルを記録した。
GC−FIDによるプロピオネート含有量の分析
プロピオネートイヌリンエステル生成物100mgを、内部標準(IS)として1mM酪酸を含有する2mlの水中に溶解させた。遊離プロピオネートを定量化するため、該溶液の200μlを濃オルトリン酸100μlで処理し、その後直ちにエーテル抽出(1ml)を続けた。総プロピオネート(遊離+結合)を定量化するため、該溶液の別の200μlを濃オルトリン酸100μlで処理し、80℃で1時間の間加熱した後、1mlのエーテルで抽出した。エーテル抽出物を、ガスクロマトグラフィー(GC)分析の準備ができている清浄バイアルにデカントした。ZB−WAXカラム(30m×0.32mm×0.25um;Phenomenex、Cheshire UK)、およびスプリット注入(約50:1のスプリット比)における担体ガス(1.8ml/min)としてHeを使用するGC分析(HP5790、Palo Alto、USA)によって、プロピオネートおよびブチレートを定量化した。温度プログラムは40℃で開始し、1分間保持した後、10℃/minで200℃まで傾斜させた。検出を炎イオン化検出(FID)によって実施した。外部標準を毎日実行することでFID応答係数を算出し、データプロセッシングのためのExcelスプレッドシートにピーク面積比を抽出した。ISに対するプロピオネート濃度を算出し、異なる処理の1gエステル当たりの遊離および総プロピオネートの収率を算出した。
ISに対するプロピオネート収率を算出し、比(遊離/総)×100(%)によって遊離プロピオネートの量を算出した。エステル化度(d)も、エステル1グラム当たりの結合プロピオネート(総−遊離)の収率を使用することによりこの分析を使用して算出することで、プロピオネートエステル1モル当たりに得られたプロピオネートのモルを見積もった。
純度特性決定
塩含有量
約1年の期間をかけて生成されたプロピオネートイヌリンエステルの12個の無作為バッチの塩含有量を、公認の食品実験室(Alcontrol Laboratories、Rotherham、UK)によって外部で試験した。結果をg/g×100(%)含有量として表した。
重金属スクリーニング
誘導結合プラズマ発光分光法(ICP−OES;Optima 7300 DV、Perkin Elmer Cambridgeshire UK)によって、外部校正用標準に対して毒性重金属(As、Cr、Cd&Pb)含有量を測定した。イヌリンおよびプロピオネートイヌリンエステルの試料をAnalar濃硝酸中に溶解し、1:100に希釈した後、外部校正物を参照して分析した。機器によって決定された通りに結果(μg/g)を表した。
微生物学的スクリーニング
約1年の期間をかけて生成された12個の無作為のプロピオネートイヌリンエステルバッチの微生物学的品質を、公認の食品試験実験室(Alcontrol Laboratories、Bellshill、UK)によって外部で試験した。好気性コロニーカウント(cfu/g)、腸内細菌科(cfu/g)、大腸菌(cfu/g)およびリステリア(25g中)について、試料を試験した。
結果
合成
イヌリンからのプロピオネートイヌリンエステルの収率は約70%であった。
化学的特性決定
赤外分光法
エステル基の固有振動が1736.8cm−1で観察され、これは出発イヌリン生成物に存在しなかった。
GC−FID
GC分析(n=12)で、完全な脱エステル化で分子から得られた総プロピオネートの2.57±0.26%遊離プロピオネートを得た。分子からのプロピオネートの総収率(および遊離プロピオネートを占める)の分析は、達成された実際のエステル化度(d)は0.74±0.02であることを示した。
純度
塩含有量の分析は、最終重量の25.9±0.5%(n=12)がNaClに帰属し得ることを示した。
重金属スクリーニングは、全てのIPE試料が、商業的供給源の親化合物の重金属含有量より低い重金属含有量を有し、全ての種について<1μg/gであったことを示した。
微生物学的試験の結果は、試験された全ての試料において<20cfu/gの好気性コロニー、<10cfu/gの腸内細菌科、<10cfu/gの大腸菌、およびリステリア(25g中)については「検出されず」を表示し、食べる準備ができている食料品(22)についての認容閾値より非常に下であった。
[実施例1b]
13C標識プロピオネートイヌリンエステルの合成および特性決定
材料および方法
出発材料として13C−プロピオン酸無水物を使用して、プロピオネートイヌリンエステルについて上記と同一の様式で、プロピオネートイヌリンエステルの13C安定同位体標識変異体を合成することで、(1−13)−プロピオネートがイヌリンに結合された13C−プロピオネートエステルを生成した。
結果
約0.74の予測dを用いる標識プロピオネートイヌリンエステルを合成した。この予測は、同じ合成方法論および同じ比のプロピオネート対エステル(1:1)が使用されているので標識プロピオネートイヌリンエステルのdは非標識プロピオネートイヌリンエステルと同じであるという仮定に基づいている。
[実施例2]
プロピオネートイヌリンエステルの消化性および発酵性のインビトロ試験
材料および方法
バッチ糞便培養を使用して、d=0.23を有するイヌリンプロピオネートエステルおよびd=0.92を有するイヌリンプロピオネートエステルの発酵プロファイルを試験した。1人の健康な女性から糞便試料を収集し、各処理について同じインキュベーション3回で調製した。試料をホモジナイズするための標準的キッチンブレンダーを使用して、PBS(pH7、100mM)中1%(湿重量/vol)の濃度で、バッチ糞便培養を調製した。このスラリー50mlを気密なクリンプトップ100ml血清バイアルに移し、試験するNDCエステル約100mgを添加した。バイアルを直ちに酸素フリー窒素でフラッシュ洗浄し、37℃で保持されている振盪水浴に入れた。水体積800μlを各バイアルから0時間、2時間、4時間および6時間の間隔毎に除去した。IS(2−エチル酪酸、73.8mM)100μlおよび濃オルトリン酸100μlを添加し、試料を徹底的に混合し、直ちに3×3mlのエーテルで抽出した。そのエーテル分量をプールし、サブ試料を分析用の清浄バイアルに移した。すでに記載されている通りのGC−FIDによって試料を分析し、アセテート、プロピオネートおよびブチレートの濃度を、ISに対する面積比、および重量測定で調製された外部標準によって決定されたISに対する各SCFAの較正した応答係数を使用して各時点で報告した。
結果
図1は、糞便発酵におけるプロピオネートイヌリンエステルから生成したプロピオネートの割合が、イヌリンと比較して有意により高く、生成された総SCFAの約90%を占めることを示している。
[実施例3]
ヒト対象における食欲および空腹の格付けの主観的尺度、食物摂取量、ならびに代謝応答に対する、異なるdを有するプロピオネートイヌリンエステルの効果
材料および方法
研究プロトコール
9人の健康な対象(8人の男性および1人の女性)を動員して、プロピオネートイヌリンエステルにおける増加するdの効果を調査した。平均(±SEM)年齢、ボディマス指数(BMI)は、それぞれ26±2歳、および23.9±2.1kg/mであった。
除外の基準は、喫煙、物質乱用、妊娠、薬物療法(経口避妊薬を除く)の使用、事前3ヵ月における体重>5kgの変化、医学的または精神的疾病、および理学的検査、心電図検査またはスクリーニング血液試験(完全血球数、電解質、絶食グルコース、甲状腺機能および肝機能の測定)で検出された任意の異常であった。全ての対象は、Hammersmith and Queen Charlotte’s Research Ethics Committee(08/H0707/99)によって承認された臨床試験(登録番号:NCT00750438)の前に、書面によるインフォームドコンセントを提供した。該研究はヘルシンキ宣言に従って実施した。
該研究は、対照(10gイヌリン)で出発し、その後1週ごとにプロピオネートの用量を増加する(後続の週においてIPE d=0.23、d=0.46、d=0.74、それぞれ10wt%、20wt%および30wt%のプロピオネート摂取量に近づく)4週の期間をかけて行った。プロトコールは、週ごとに2日の用量順化、3日目の研究日、続いて洗い流しの4日であった。対象は、各研究日前の24時間の間アルコールおよび激しい運動を控え、前夜の19:00から20:00の間に同一の食事を摂取した。対象は次いで終夜絶食し、各研究日の08:30にHammersmith Hospitalに到着した。カニューレを前腕静脈に挿入し、ベースライン血液試料を−10分および0分に収集した。0分試料に続いて、いずれかの試験ベクター(test vector)を含有する標準化朝食(398kcal;71.2gのCHO、7.9gの脂肪、10.3gのタンパク質)を対象に出した。180分に、標準化昼食(356kcal;34.2gのCHO、11.9gの脂肪、28.1gのタンパク質)を提供し、420分に、食欲を全て満足させるために食物が過剰に出されたビュッフェ式ディナーを対象に提供した。出された食物を食前に、および食べられなかった食物を食後に秤量することによって、食物摂取量を算出した。食後の血液試料を15分、30分、60分、90分、120分、180分、240分、300分、360分および420分に取り、アプロチニン(Bayer)0.2mlを含有するヘパリンコーティングチューブ中に収集した。血漿を直ちに遠心分離(10分間3000rpm)によって4℃で分離し、次いで、それを分析するまで−70℃で貯蔵した。主観的な空腹、満腹および吐き気を、100mmのVASの使用でモニタリングした。各血液試料の前にVASを完了することを対象に依頼した。呼気Hを、0分、60分、120分、180分、240分、300分、360分および420分に測定した(Bedfont Scientific、Kent UK)。超感受性ヒトインスリンラジオイムノアッセイ(Millipore、USA)を使用して、インスリン様免疫反応性を測定した。Abbott Architect ci8200分析器(Abbott Diagnostics、USA)を使用して、血漿グルコースを測定した。
データ分析
結果は平均±SEMとして表される。AVOVAによって事後分析を用いて、結果を比較した。統計分析をSPSS 18(Chicago、USA)上で行った。
結果:
インビボにおいて、最大プロピオネートフラックスが生じる期間中、グルコース濃度の低減について有意な線形傾向(p<0.02)があったが(図2(c)、AUC180−360)、全体的グルコースAUC0−420は有意な減弱を示さなかった(図2(b))。有意な線形傾向(p<0.01)は、研究プロトコールにわたってインスリン応答についても観察されたが(図3(b)、AUC0−420)、最大プロピオネートフラックス中では観察されなかった(図3(c)AUC180−360、p=0.167)。有意な線形傾向(p=0.03)は、ベースラインから、d=0.46を有するプロピオネートイヌリンエステルまで観察され、これは、より高いdでプラトーまで現れた。処置をグルコースまたはインスリンについて1群ごとに分析した場合、有意な効果は観察されなかった。
処置の全体にわたって、プロピオネートイヌリンエステルの経口摂取から7時間後に取られた無制限の食事における食物摂取量(図4(b))および全体の実験にわたる食物摂取量(図4(a))は、増加するプロピオネートイヌリンエステルdを有する食物摂取量の低減における有意な線形傾向を呈したが(全体の実験にわたる食物摂取量についてp=0.02)、群比較は有意な効果を示さなかった。
[実施例4]
食欲および空腹の格付けの主観的尺度ならびに食物摂取量に対する、プロピオネートイヌリンエステル(d=0.74)の異なる用量(0g、5g、10gおよび15g)の効果。
研究プロトコール
9人の健康な対象(8人の男性および1人の女性)を動員して、プロピオネートイヌリンエステルの固定dでの増加する用量の効果を調査した。平均(±SEM)年齢およびボディマス指数(BMI)は、それぞれ27±2歳、および25.0±1.3kg/mであった。
除外の基準は、喫煙、物質乱用、妊娠、薬物療法の使用(経口避妊薬を除く)、事前3ヵ月における体重>5kgの変化、医学的または精神的疾病、および理学的検査、心電図検査またはスクリーニング血液試験(完全血球数、電解質、絶食グルコース、甲状腺機能および肝機能の測定)で検出された任意の異常であった。全ての対象は、Hammersmith and Queen Charlotte’s Research Ethics Committee(08/H0707/99)によって承認されている臨床試験(登録番号:NCT00750438)の前に、書面によるインフォームドコンセントを提供した。該研究はヘルシンキ宣言に従って実施した。
1週離れた4回で対象を研究した。各週、対象は08:30にHammersmith Hospitalに到着し、0、5g、10g、15gのIPE(d=0.74)の上昇する用量を含有する標準化朝食(533kcal;78.1gのCHO、16.9gの脂肪、17.5gのタンパク質)が出された。これは、所定の用量での6日の実行期間、続いて、次の用量レベルに移動する前に研究日を含む。各回において、彼らに100mgの13C標識プロピオネートイヌリンエステル(d=約0.74、結合(1−13)−プロピオン酸約30mgを含有する)の同一用量を与えた。呼気Hを収集し、携帯Hモニター(Bedfont Scientific Ltd、Kent UK)を使用して実時間で測定した。ストローを通してExetainerに肺胞呼気を吐くことによって、呼気COを24時間(睡眠期間を除く)にわたり連続して収集した。13CO濃縮を同位体比質量分光分析法によって決定した。呼気Hはppmとして表し、13COは、同位体経口摂取の前に収集されたベースライン試料を上回るppm13C濃縮として定義されたppm xsとして表した。累積13CO排出も算出した。
研究の初めに、試験用量+100mgの13C−IPEを含有する標準化朝食(398kcal;71.2gのCHO、7.9gの脂肪、10.3gのタンパク質)を対象に出した。180分に、標準化昼食(356kcal;34.2gのCHO、11.9gの脂肪、28.1gのタンパク質)を提供し、420分に、食欲を全て満足させるために過剰に出された食物を有するビュッフェ式ディナーを対象に提供した。食前に食物を秤量するによって食物摂取量を定量化し、食べられなかった食物を食後に秤量した。主観的な空腹、満腹および吐き気を100mmのVASの使用でモニタリングした。15分、30分、60分、90分、120分、180分、240分、300分、360および420分にVASを完了することを、対象に依頼した。
データ分析
結果を平均±SEMとして表す。事後分析を用いてAVOVAによって、結果を比較した。統計分析をSPSS 18(Chicago、USA)上で行った。
結果:
プロピオネートイヌリンエステル(d=0.74)の摂取量増加に関係する食物摂取量は、線形傾向(p=0.12)または群分析(p=0.9)のいずれにおいても有意な減少を示さなかった。図5(a)は、VASによって評価された食べたいという感覚が、10gおよび15gの用量のIPE(p<0.05)で欲求の有意な減少を示したことを示している。食べたいことの減少に向かう有意な線形傾向は、ベースラインから10g(p=0.04)までだけに観察され、ベースラインから15g(p=0.11)までのプロピオネートイヌリンエステル摂取量には観察されなかった。IPEの増加する用量を用いる膨満感の増加に向かう有意な線形傾向(p=0.046)が観察されたが(図5(b))、有意な効果は群比較において見られなかった。
[実施例5]
安定同位体調査
研究対象
安定同位体調査のために、9人の健康な対象(8人の男性および1人の女性)を動員した。平均(±SEM)年齢、体重およびボディマス指数(BMI)は、それぞれ32±4歳、75.0±4.0kg、および25.0±1.3kg/mであった。
調査のための包含基準は、20kg/mから35kg/mのBMI、および21歳から65歳の年齢であった。除外基準は、喫煙、物質乱用、妊娠、薬物療法の使用(経口避妊薬を除く)、事前3ヵ月における体重>5kgの変化、医学的または精神的疾病、食制限(オランダ食挙動アンケート:男性スコア>2.25;女性スコア>2.80)、および理学的検査、心電図検査またはスクリーニング血液試験(完全血球数、電解質、絶食グルコース、甲状腺機能および肝機能の測定)で検出された任意の異常であった。
1週離れた4回で対象を研究した。各週、対象は08:30にHammersmith Hospitalに到着し、上昇する用量のイヌリンプロピオネート(0g、5g、10g、15g)を含有する標準化朝食(533kcal;78.1gのCHO、16.9gの脂肪、17.5gのタンパク質)が出された。各回において、彼らに(1−13)−プロピオン酸約30mg(d=約0.74、結合(1−13)−プロピオン酸約30mgを含有する)を含有する13C標識イヌリンプロピオネートの同一用量を与えた。呼気Hを収集し、携帯Hモニター(Bedfont Scientific Ltd、Kent UK)を使用して実時間で測定した。Exetainerに吹き込むことによって呼気COを収集した。13CO濃縮を同位体比質量分光分析法(IRMS)によって決定した。呼気Hはppmとして表し、13COは、同位体経口摂取前に収集されたベースライン試料を上回るppm13Cとして定義されたppm xsとして表した。累積13CO排出も算出した。研究の全体にわたって連続して血液を収集した。
GC−燃焼−IRMS(GC−C−IRMS)による13Cプロピオネート濃縮の分析のため、−15分、0分、15分、30分、60分、90分、120分、180分、240分、300分、360分に血漿を収集した。アセテート13C濃縮も対照として同じ分析において、SCFA13C濃縮に対する食事の影響およびプロピオネートとアセテートとの相互変換の証拠について測定した。データは、国際的に認容されている標準炭素Vienna Pee Dee Belemnite(VPDB)からの測定比における変化を1000分の1で表すδ13C(1milまたは1‰当たり)として表した。尿を13CプロピオネートについてGC−C−IRMSによって分析した。尿を収集し、プロピオネートエステルの摂取直前から24時間の間プールした。2つの25ml分量を収集し、分析まで−20℃で貯蔵した。同位体濃縮をδ13C(‰)として表した。内部標準(3−メチル吉草酸)に対してSCFA濃度(mmol/L)を測定した。
結果:
13Cプロピオネートイヌリンエステル、24時間かけて呼気中で回収されたプロピオネート82.9±2.3%は、呼気Hにおける第1の持続的上昇として定義された呼気Hの開始時および開始後に一致して現れ、結腸への大部分のトレーサーの送達を示唆している。
突然死の犠牲者からのデータは、近位大腸における平均プロピオネートプールサイズが4.5mmolであることを示している。我々は、全てのプロピオネートが結腸中に放出されるとしたら、36.2mmolのプロピオネートを放出する10gのプロピオネートイヌリンエステルの摂取が結腸のプロピオネートレベルを平均で約800%増加させると算出した。
プロピオネートおよび呼気水素は180分で増加し始め、プロピオネートイヌリンエステルが発酵されていることを示唆した(図6)。標識プロピオネートの回収は、それがプラトーに達した420分まで増加し続けた。循環する血漿プロピオネートが検出可能である場合、プロピオネート13C濃縮(δ13C=−18.4±1.6対−2.5±3.3‰、p≦0.03、n=4)および濃度(13.4±1.4対23.7±2.2μmol/L、p≦0.05、n=4)における有意な増加を、ベースラインと比較して、末梢血液中360分で測定した。血漿アセテートの濃縮または濃度において、有意差は観察されなかった。尿において、13Cプロピオネート濃縮は、対照イヌリン(δ13C=−23.3±1.8対−13.6±3.4‰;p=0.02;n=5)と比較して、10gのプロピオネートイヌリンエステルを用いると有意により高いが、尿プロピオネート濃度において有意差は見られなかった。同位体データは、プロピオネートが血流に入り、全身的に利用可能になることを実証している。
[実施例6]
ヒト対象における食物摂取量調査
材料および方法:
プロピオネートイヌリンエステル
エステル化度d=0.74±0.02(n=12)、および当該分子から利用可能な総プロピオネートの2.57±0.26%(n=12)の遊離プロピオネートのレベルで、プロピオネートイヌリンエステルを生成した。回収されたプロピオネートの97%は、イヌリンポリマーに化学的に結合していた。
研究対象
食物摂取量調査のために、20人の健康な対象(15人の男性および5人の女性)を動員した。平均(±SEM)年齢、重量およびボディマス指数(BMI)は、それぞれ31±2歳、75.0±3.0kg、および25.4±0.8kg/mであった。
調査のための包含基準は、20kg/mから35kg/mのBMI、および21歳から65歳の年齢であった。除外基準は、喫煙、物質乱用、妊娠、薬物療法の使用(経口避妊薬を除く)、事前3ヵ月における体重>5kgの変化、医学的または精神的疾病、食制限(オランダ食挙動アンケート:男性スコア>2.25;女性スコア>2.80)、および理学的検査、心電図検査またはスクリーニング血液試験(完全血球数、電解質、絶食グルコース、甲状腺機能および肝機能の測定)で検出された任意の異常であった。
食物摂取量調査
該研究は、無作為化二重盲検クロスオーバー方式で行い、>4日離れた2回で各対象を研究した。対象は、各研究日前の24時間の間アルコールおよび激しい運動を控え、前夜の19:00から20:00の間に同一の食事を摂取した。対象は次いで終夜絶食し、各研究日の08:30にHammersmith Hospitalに到着した。カニューレを前腕静脈に挿入し、ベースライン血液試料を−10および0分に収集した。0分の試料に続いて、イヌリンプロピオネートエステル10g(d=0.74)または10gのイヌリンのいずれかを含有する標準化朝食(398kcal;71.2gのCHO、7.9gの脂肪、10.3gのタンパク質)を対象に出した。180分に、標準化昼食(356kcal;34.2gのCHO、11.9gの脂肪、28.1gのタンパク質)を提供し、420分に、食欲を全て満足させるため過剰に出された食物を有するビュッフェ式ディナーを対象に提供した。食物の量を食前および食後に定量化し、エネルギー摂取量を算出した。食後の血液試料を15分、30分、60分、90分、120分、180分、240分、300分、360分および420分に採り、アプロチニン(Bayer)0.2mlを含有するヘパリンコーティングチューブ中に収集した。血漿を直ちに遠心分離によって4℃で分離し、次いで、それを分析するまで−70℃で貯蔵した。主観的な空腹、満腹および吐き気を、100mm視覚的アナログスケール(VAS)の使用でモニタリングした。各血液試料の前にVASを完了することを、対象に依頼した。加えて、標準化朝食の嗜好性を評価するためにも、VASを完了させた。呼気Hを、0分、60分、120分、180分、240分、300分、360および420分に測定した(Bedfont Scientific、Kent UK)。
腸ホルモン分析
特異性および感受性の自家ラジオイムノアッセイを使用して、GLP−1様およびPYY様免疫反応性を測定した。超感受性ヒトインスリンラジオイムノアッセイ(Millipore)を使用して、インスリン様免疫反応性を測定し、Abbott Architect ci8200分析器(Abbott Diagnostics、USA)を使用して、血漿グルコースを測定した。
統計分析
Paired Student’s t検定を使用して、治験間の血漿ホルモンレベルおよびVASについて、エネルギー摂取量および増加的曲線下面積(iAUC)における差異を評価した。二元配置(治験×回)反復測定ANOVAを行うことで、血漿ホルモンレベル、VASおよび呼気水素における差異を決定した。有意な効果を事後比較(Dunnett)によって追跡調査した。P値<0.05は統計的に有意であると思われた。データを平均±SEMとして表示する。
結果
経口プロピオネートイヌリンエステルの摂取から7時間後のヒトボランティアにおける食物摂取量に対するプロピオネートイヌリンエステルの効果。
プロピオネートエステルまたはイヌリンサプリメントのいずれかの摂取から7時間後の標準化無制限ビュッフェ食事中の食物摂取量を測定することによって、食欲における変化を評価した。食物摂取量は、1175±104kcalから1013±94kcal(p=0.009)に有意に低減されたが、これは13.8%の平均低減に対応する(図7(a)を参照)。データの個々の分析は、20人のうち16人の対象が、プロピオネートイヌリンエステルサプリメント下で食物摂取量における低減を経験したことを明らかにした(図7(b)を参照)。
ヒトボランティアにおける有効化視覚的アナログスケールを使用する、食欲の主観的な評価に対するプロピオネートイヌリンエステルの効果
空腹、不調、快感、予想食物摂取量および膨満の感覚について、有効化視覚的アナログスケールを使用する全食事研究の全体にわたって、食欲を評価した。全データを図8(a)〜8(e)に例示する。膨満における有意な増加がプロピオネートエステルサプリメント後に観察されて(8(e))、心的飽和(P<0.03)に対する効果を示唆した;しかしながら、空腹、不調、快感および予想食物摂取量の格付けにおいて有意な変化はなかった。
10gのプロピオネートイヌリンエステルまたは10gのイヌリンの投与後の、20人の対象の膨満格付けの分析
図8(a)は、経口投与後0〜420分における膨満を示している。平均iAUCは、プロピオネートイヌリンエステルの35.0±5.2対イヌリンの26.6±2.9、p=0.09であった。
10gのプロピオネートイヌリンエステルまたは10gのイヌリンの投与後の、20人の対象の空腹格付けの分析
図8(b)は、経口投与後0〜420分における膨満を示している。平均iAUCは、プロピオネートイヌリンエステルの−25.8±4.5対イヌリンの−24.3±4.7、p=0.82であった。
10gのプロピオネートイヌリンエステルまたは10gのイヌリンの投与後の、20人の対象の不調格付けの分析
図8(c)は、経口投与後の0〜420分における膨満を示している。平均iAUCは、プロピオネートイヌリンエステルの−1.5±2.3対イヌリンの−1.6±1.4、p=0.95であった。
10gのプロピオネートイヌリンエステルまたは10gのイヌリンの投与後の、20人の対象の快感格付けの分析
図8(d)は、経口投与後0〜420分における膨満を示している。平均iAUCは、プロピオネートイヌリンエステルの−25.8±3.9対イヌリンの−26.6±4.6、p=0.87であった
10gのプロピオネートイヌリンエステルまたは10gのイヌリンの投与後の、20人の対象の予想食物摂取量の格付け分析
図8(e)は、経口投与後0〜420分における膨満を示している。平均iAUCは、プロピオネートイヌリンエステルの−20.9±2.7対イヌリンの−19.9±3.6、p=0.78であった
腸におけるPYYおよびGLP−1の放出に対するプロピオネートイヌリンエステルの効果
対照と比較して、プロピオネートイヌリンエステルは、血漿PYY(ΔAUC240〜420分 429pmol/L[95%CI、−543から1400]の対照対3349pmol/L[841から5857]のプロピオネートイヌリンエステル;p<0.05)(図9(a)および9(c)、ここで、矢は標準化食事を指し示している)、ならびに経口摂取後240〜420分の間のGLP−1レベルおよびGLP−1(ΔAUC240〜420分 3495pmol/L[95%CI、−1567から8558]の対照対10801pmol/L[5897から15704]のプロピオネートイヌリンエステル;p<0.05)を有意に増加させた(図9(d)および9(f))。240分(分子が結腸に入るのを概算した時間)より前に、対照とプロピオネートイヌリンエステルとの間のPYYおよびGLP−1の濃度において有意差はなかった(図9(b)および9(e))。
グルコース恒常性に対するプロピオネートイヌリンエステルの効果
グルコースおよびインスリンのレベルを食事試験全体中で測定した。グルコースレベル(平均iAUC 0.32±0.16対0.28±0.12、p=0.8、図10(a))もインスリンレベル(平均iAUC 28.4±2.9対32.5±4.7、p=0.27、図10(b))も、プロピオネートイヌリンエステルとイヌリンサプリメントとの間で有意に異なっていなかった。
[実施例7]
インビトロにおけるヒトL−細胞からのPYYおよびGLP−1の放出に対する遊離プロピオネートの効果
材料および方法
ヒト結腸細胞の単離
結腸生検は、Hammersmith Hospitalで診断的結腸内視鏡検査を受ける患者から得た。全ての対象は、Hammersmith and Queen Charlotte’s Research Ethics Committeeによって認可が授与されている研究の前に、書面によるインフォームドコンセントを提供した。
結腸組織を、微修正とともに前に記載されている通り(Reimannら、2008)に消化した。簡潔には、0.4mg/mlコラゲナーゼXI(Sigma、UK)を用いてダルベッコ変法イーグル培地(DMEM)中にて37℃で組織を消化した。結果として得られた細胞懸濁液を5分間500gで遠心分離し、ペレットをDMEM(10%FCSおよび1%ペニシリン/ストレプトマイシンを補充した)中に再懸濁した。消化プロセスを3〜4回反復し、合わせた細胞懸濁液を24ウェルの1%マトリゲルコーティングプレート上で平板培養し、37℃にて5%COの雰囲気でインキュベートした。
インビトロ腸ホルモン分泌実験
結腸細胞のプレーティングの18〜24時間後に、分泌実験を実施した。0.1%BSAを含有する分泌緩衝剤(4.5mMのKCl、138mMのNaCl、4.2mMのNaHCO、1.2mMのNaHPO、2.6mMのCaCl、1.2mMのMgClおよび10mMのHEPES、pH7.4にNaOHで調整した)で2回、細胞を洗浄した。プロピオン酸ナトリウム(Sigma、UK)を用いて4時間の間37℃にて5%COの雰囲気中で、細胞をインキュベートした。インキュベーションに続いて、細胞上澄みを遠心分離することで細胞デブリを除去し、プレートを溶解緩衝液で処理し、凍結−解凍した。腸ホルモン分泌を百分率のホルモン放出として表し、各ウェルについて算出し、基礎分泌に正常化した。CytoScan(商標)乳酸脱水素酵素アッセイ(G−Biosciences)を使用して、細胞健康を確認した。
結果:
プロピオネートは、200mmol/Lおよび400mmol/Lの濃度でヒト結腸細胞からのPYY分泌を有意に刺激して、それぞれ基礎分泌の1.8倍および3.0倍の上昇を誘発した(P<0.05およびP<0.001)。プロピオネートはまた、200mmol/Lおよび400mmol/LでGLP−1分泌を増加させて、それぞれGLP−1放出における1.6倍および2.4倍(P<0.001)の増加を誘発した(図11を参照)。
[実施例8a]
さらなる精製方法
方法および材料
透析管(Spectra/Por 6、1000 MWCO、Spectrum Europe B.V.、Breda、Netherlands)における3日の透析を、実施例1で調製した通りのプロピオネートイヌリンエステル(de=0.74)に実施した。
結果
透析は、塩の完全な除去をもたらした。エステル収率の損失(約50%)の結果となったが、エステル品質を損なうことはなかった。加えて、遊離プロピオネートの量は、透析によって、完全脱エステル化の後に利用可能な総プロピオネートの<1%に低減された。
[実施例8b]
嗜好性研究
材料および方法
実施例1で調製された通りのプロピオネートイヌリンエステル10g(d=0.74)、ならびに実施例1で調製され、実施例8aの通りに精製された通りのプロピオネートイヌリンエステル10g(d=0.74)を、水中および果汁中に溶解させた。有効化視覚的アナログスケールを使用して、空腹、不調、快感、予想食物摂取量および膨満の感覚について、嗜好性研究を実施した。
結果
塩がなくプロピオネートが少ない、透析によって精製されたエステル、単独の活性炭カラムによって精製された該エステルは、ヒトの摂取のために、より美味であった。透析による精製は、水中に溶解されるとほとんど味がないとともに果汁中に溶解されると検出不可能である生成物をもたらした。単独の活性炭カラムによって精製されたエステルは、水中に溶解されると苦味を有し、果汁中に溶解されるとわずかに苦味を有する。
[実施例9]
ヒト対象における長期食物補充調査
材料および方法:
プロピオネートイヌリンエステル
エステル化度、d=0.74±0.02(n=12)、および分子から利用可能な総プロピオネートの2.57±0.26%(n=12)の遊離プロピオネートレベルで、プロピオネートイヌリンエステルを生成した。回収されたプロピオネートの97%は、イヌリンポリマーに化学的に結合されていた。
研究対象
25〜40kg/mのBMIを有する年齢40〜65歳の健康な男性および女性を、一般人から動員した。潜在的対象が、食欲および/または体重に影響することが知られている薬物療法を受ける臨床的に重大な疾病(1型または2型糖尿病を含めて)、先行する2ヵ月中における3kg以上の減量、喫煙、物質乱用、精神的疾病、食制限(オランダ食挙動アンケート:男性スコア>2.25;女性スコア>2.80)、および理学的検査、心電図検査またはスクリーニング血液試験(完全血球数、電解質、絶食グルコース、甲状腺機能および肝機能の測定)で検出された任意の異常を有している場合、彼らを除いた。女性が妊娠中または母乳哺育中であった場合、彼らは不適格であった。要請状に応答した初期167人の人々から、スクリーニング後の最終試料は60人の人々を含んでいた。スクリーニングプロセスを図12に示す。全ての対象は、Hammersmith and Queen Charlotte’s Research Ethics Committee(08/H0707/99)によって承認された臨床試験(登録番号:NCT00750438)の前に書面によるインフォームドコンセントを提供した。該研究はヘルシンキ宣言に従って実施した。
(a)食物補充調査
該研究は、無作為化二重盲検プラセボ対照並列設計において行った。ベースライン時(0週目)および食事補充の24週後に、2日の研究訪問を必要とした。各研究訪問の前日に、対象に、標準的夕食を摂取すること、22:00から終夜絶食すること、ならびに激しい身体活動性およびアルコールを回避することを依頼した。全ての研究訪問は08:00から09:00の間で始まった。全てのベースライン測定を行った後、対象を、10g/日のプロピオネートイヌリンエステル群または10g/日のイヌリン対照群のいずれかに無作為に割り当てた。食事サプリメントを使用準備済サッシェ中で対象に供給し、24週の治療期間中に1日1回彼らの正常食事療法に該含有物を混合するように、彼らに指示した。該介入期間中、彼らの通常の食事および活動の習慣を維持するように、全ての対象に指示した。対象と研究調査者との間の定期的コミュニケーションで、良好なコンプライアンスを確実にした。介入期間の8週後および16週後に、体重を記録するとともにコンプライアンスおよび胃腸系副作用をモニタリングするための追跡調査訪問に参加するように、対象に要請した。24週後、ベースライン時に行われた測定を反復した。対象が、全ての彼らの使用済みおよび未使用のサッシェを返すことで、コンプライアンスを判断した。研究期間にわたって症状日誌も収集した。
(b)食物摂取量およびグルコース恒常性
研究訪問時に、カニューレを肘前静脈中に挿入し、およびベースライン血液試料を−10分および0分に収集して、グルコース、インスリン、PYYおよびGLP−1の血漿濃度を評価した。0分の試料に続いて、対象に標準化朝食(398kcal;71.2gのCHO、7.9gの脂肪、10.3gのタンパク質)を出した。24週目に、朝食は、治療群に依存してプロピオネートイヌリンエステル10gまたは10gのイヌリン対照も含有していた。食後の血液試料を15分、30分、60分、90分、120分、180分、240分および300分に採り、アプロチニン(Bayer、UK)0.2mlを含有するヘパリンコーティングチューブ中に収集した。特異性および感受性の自家ラジオイムノアッセイを使用して、GLP−1様およびPYY様の免疫反応性を測定した。超感受性ヒトインスリンラジオイムノアッセイ(Millipore)を使用してインスリン様免疫反応性を測定し、Abbott Architect ci8200分析器(Abbott Diagnostics、USA)を使用して血漿グルコースを測定した。300分に、過剰に出された食物を有するビュッフェ式昼食を対象に提供し、対象に、彼らが心地よく膨満するまで食べることを依頼した。食物の量を定量化し、エネルギー摂取量を算出した。100mm視覚的アナログスケール(VAS)の使用で、主観的な空腹、満腹および吐き気をモニタリングした。各血液試料の前にVASを完了することを、対象に依頼した。加えて、各群のサブセット(プロピオネートエステル群で9人、イヌリン対照群で8人)において、呼気Hを、0分、60分、120分、180分、240分および300分に測定した(Bedfont Scientific、Kent UK)。
(c)身体組成
磁気共鳴画像法(MRI)および分光法(MRS)を使用して、身体組成を評価した。金属移植片(n=8)、閉所恐怖症(n=9)およびスキャナーの技術問題(n=2)により、19人の対象においてMRIおよびMRSのデータは収集できなかった。体重は、全ての対象において0.1kgの位まで測定し(TBF−300、Tanita)、対象が薄着をしている間に行った。
(d)心血管疾患および糖尿病に関するリスク因子
絶食血液試料を収集し、トリグリセリドのレベル、総コレステロール、低密度リポタンパク質(LDL)コレステロール、高密度リポタンパク質(HDL)コレステロール、グリコシル化ヘモグロビン(HbA1c)、および肝機能試験(アラニントランスアミナーゼ、アルカリホスファターゼ、アスパラギン酸トランスアミナーゼ)について分析した。対象が少なくとも15分間仰臥位であった後に、血圧および脈拍も測定した。
(e)プロピオネートイヌリンエステルおよびイヌリン対照に対する腸微生物の変化を評価するための蛍光in situハイブリダイゼーション
糞便試料を3人の健康なヒトボランティア(1人の女性および2人の男性;年齢30〜50歳;BMI 25〜31)から得た。ボランティアが任意の胃腸障害(例えば潰瘍性大腸炎、クローン病、過敏性腸症候群、消化性潰瘍および癌)を患っているおよび/または試料供与に先行する6ヵ月以内に抗生物質を服用していたならば、彼らを除いた。試料を嫌気条件下(10%のH2、10%のCO2および80%のN2)で保持し、収集に続いて最大30分内に使用した。試料を嫌気性PBS(0.1mol/lのリン酸緩衝溶液、pH7.4)中に1/10 w/wで希釈し、Stomacher(Stomacher 400、Seward、West Sussex、UK)において2分間正常速度でホモジナイズした。
滅菌バッチ培養発酵器(150mlの作業体積)を並行して設置し、135mlの事前低減された滅菌基礎培養培地(ペプトン水2g/l(Oxoid)、酵母抽出物2g/l(Oxoid、Basingstoke、UK)、NaCl 0.1g/l、KHPO 0.04g/l、KHPO 0.04g/l、MgSO.7H2O 0.01g/l、CaCl.6H2O 0.01、NaHCO 2g/l、Tween 802ml(BDH、Poole、UK)、ヘミン0.05g/l、ビタミンK10μl、システイン.HCl 0.5g/l、胆汁塩0.5g/l)を無菌的に充填した。発酵器に終夜OフリーNガスを入れた。プロピオネートイヌリンエステルおよびイヌリン対照の基質(1/10 w/v)を、糞便スラリーの添加の直前にそれらのそれぞれの発酵器に添加した。陰性対照として各ボランティアに基質フリー槽を設置した。培養物を連続撹拌し、循環する水浴の手段によって37℃で保持した。自動pH制御器(Fermac 260、Electrolab、Tewkesbury、UK)を使用して、培養pHを9.7から6.9の間に保持した。各槽に15mlの新鮮な糞便スラリー(1/10 w/w)を接種した。バッチ発酵を48時間の間実行し、蛍光in−situハイブリダイゼーション(FISH)分析のため、0時間、10時間、24時間、34時間および48時間に各槽から6mlの試料を得た。3つのリプリケート発酵を設置し、各々に、3つの異なるヒト糞便試料のうちの1つを接種した。
Bifidobacterium属の種(Bif164)、Bacteroides/Prevotella(Bac303)、Lactobacillus/Enterococcus(Erec482)、Clostridium histolyticum(Chis150)、Atopobium cluster(Ato291)およびEubaterium rectale/Clostridium coccoides(Erec482)を標的とする蛍光in−situハイブリダイゼーションを、Sarbiniら(2011)によって記載されている通りに使用した。Fluor 100レンズを使用する蛍光顕微鏡法(Eclipse 400、Nikon、Surrey、UK)を使用して、細胞を視覚化した。各試料について、15個の異なる視野を列挙した。単変量分散分析(ANOVA)およびチューキー事後検定を使用することで、細菌群集団で使用された基質の有意差を決定した。
統計分析
急性食物摂取量研究のための試料サイズは、20%の標準偏差でエネルギー摂取における15%の減少を想定する電力算出に基づいており(α=0.05、出力=0.85)、1群当たり20の概算所要試料サイズをもたらした。急性補充研究からのデータを使用することで、長期調査のための所要試料サイズを概算した。24週目でエネルギー摂取における差異のSDが250kcalであると想定して、試料サイズを算出した。プロピオネートイヌリンエステルおよびイヌリン対照治療群の間の食物摂取量における200kcalの差異を検出するために、52人の個体(各群において26人)が80%信頼(α=0.05)を提供する。24週の介入を完了した49人の対象からデータを分析した(プロトコール当たりの分析;図13)。11人の対象(18%)は24週の介入を完了せず、図12に示されている通り、2つの群の間の削減における有意な差はなかった。ベースラインおよび介入後の身体組成データを、プロピオネートイヌリンエステル群における17人の対象および対照群における15人の対象から収集した。連続変数の比較のため、24週でのベースラインからの変化を各対象において算出し、対応のあるt検定を使用して群内の平均を比較し対応のないt検定を使用して群間の平均変化を比較した。カイ二乗試験を行うことで、対象の初期体重の≧3%および≧5%を増加した各群における対象の百分率を比較した。一元配置ANOVAを行うことで、インビトロ分泌腸ホルモンレベルにおける差異を決定した。治験間の血漿ホルモンレベルについてエネルギー摂取および曲線下面積(AUC)における差異を、Paired Student’s t検定を使用して評価した。二元配置(治験×時間)反復測定ANOVAを行うことで、血漿ホルモンレベル、VASおよび呼気水素における差異を決定した。有意な効果を事後比較によって追跡調査した。P値<0.05は統計的に有意であると考えた。データを平均±SEMまたは±95%信頼区間[CI]として表す。
結果
減量および身体組成
食事補充の24週後、プロピオネートイヌリンエステル群は、1.02±0.57kg(p=0.062)の平均体重を損失していたが、他方対照群は0.38±0.69kg(p=0.558)増加していた。群間の減量における差異は、24週の期間(図14(a);p=0.097)にわたり有意に異なっていなかった。16週目から24週目のプロピオネートイヌリンエステル群内の減量は有意であった(0.81±0.26kg;p=0.002)。我々は、対照群における24人の対象のうちの6人(25%)と比較した場合、正常体重維持(≧3%ベースライン体重)の過剰な体重増加が、プロピオネートイヌリンエステル治療に続いて25人の対象のうちの1人(4%)において生じたことを見い出した(図14(b);P=0.036)。さらに、対照治療後の24人のうちの4人(17%)と比較して、プロピオネートイヌリンエステル群における対象のいずれも実質的体重増加(≧5%ベースライン体重)を有していなかった(図14(b);P=0.033)。
介入期間に続いて、群間の合計脂肪組織含量における有意な変化はなかったが、しかしながら、治療に続いて、腹部領域における内部脂肪の分布における変化(総脂肪組織含量の百分率として表される)は、対照補充と比較して、プロピオネートイヌリンエステル群において有意により低かった(図15;p=0.040)。さらに、内部脂肪組織は対照群内で有意に増加され(p=0.049)、内部脂肪組織:皮下脂肪組織の比は有意に増加された(p=0.002)。肝細胞内脂質(IHCL)は、プロピオネートイヌリンエステル治療群内で有意に低減されたが(p=0.038)、IHCL、ヒラメ筋細胞内脂質および脛骨筋細胞内脂質(IMCL)における変化は、介入群間で有意に異なってはいなかった。インビトロ分析は、体重増加および脂肪分布に対するプロピオネートイヌリンエステルの保護効果が、対照と比較して、腸細菌集団における変化によるものではないことを示唆している(下記の「プロピオネートイヌリンエステルおよび対照に対する腸微生物変化」結果、および図16を参照)。
対象コンプライアンスおよび有害事象
プロピオネートイヌリンエステル群およびイヌリン群についてのコンプライアンスは、合計24週の期間にわたって同様であった。24週の研究の最後における未開封サッシェの数に基づく平均コンプライアンスは、プロピオネートイヌリンエステル群について95±7%およびイヌリン群について94±7%であった。
プロピオネートイヌリンエステル群について0週目から8週目、9週目から16週目、および17週目から24週目にわたるコンプライアンスは、以下の通りであった:0週目から8週目:96±9%;9週目から16週目:96±6%;および17週目から24週目:93±9%。イヌリン群について0週目から8週目、9週目から16週目、および17週目から24週目にわたるコンプライアンスは、以下の通りであった:0週目から8週目:97±3%;9週目から16週目:94±10%;および17週目から24週目:92±13%。
イヌリンまたはプロピオネートイヌリンエステルの摂取を示唆する両群について、絶食および呼気水素に関する曲線下面積において、ベースライン(対照9±3 v 19.1±7 p<0.05 プロピオネートイヌリンエステル10±4 v 14±4 p<0.01)から24週までに有意な増加(対照2355±800 v 5000±1480 p<0.05 プロピオネートイヌリンエステル 3146±1137 v 4660±1268 p<0.05)があった(図17を参照)。
副作用プロファイルは、24週目での鼓脹および膨満における有意な増加を有するイヌリン対照群のほうが大きく、これはプロピオネートイヌリンエステル群において見られなかった。
食物摂取量および腸ホルモン放出
プロピオネートイヌリンエステル治療は、食物摂取量を836±56kcalから763±54kcal(p=0.100)まで8.7%低減した。対照補充は、食物摂取量を678±69kcalから651±64kcal(p=0.197)を低減し、4.0%の平均低減であった。食物摂取量における変化は、群間において統計的に有意でなかった(p=0.416)。長期のプロピオネートイヌリンエステル補充後の食後期間中で、血漿PYY放出(ΔAUC0〜300分 1148±712pmol/Lから907±556pmol/L;p=0.756)またはGLP−1放出(ΔAUC0〜300分 4232±1070pmol/Lから3216±847pmol/L;p=0.447)において差異はなかった。血漿PYY(ΔAUC0〜300分 962±869pmol/Lから656±880pmol/L;p=0.817)およびGLP−1(ΔAUC0〜300分 3441±843pmol/Lから2278±1000pmol/L;p=0.334)も、対照治療によって影響されなかった。PYY(図14(c);p=0.965)およびGLP−1(図14(d)を参照;p=0.993)の放出における変化は、治療群間で有意に異なっていなかった。
グルコース恒常性
24週目での標準化朝食に対する食後グルコース応答における変化は、群間で有意に異なった(図18;p=0.037)。血糖応答は対照補充に続いて有意により大きく(AUC0〜300分 1600±51pmol/Lから1691±54pmol/L;p=0.010)、プロピオネートイヌリンエステル治療に続いて未変化であり(AUC0〜300分 1630±50pmol/Lから1630±42pmol/L;p=0.993)、群内で経験された体重増加および体脂肪分布における差異と一致した。インスリン応答は、プロピオネートイヌリンエステル(AUC0〜300分 7684±881μU/mLから7969±971μU/mL;p=0.612)または対照治療(AUC 0〜300分 9285±882μU/mLから8781±731μU/mL;p=0.464)に続いて有意に異なっておらず、インスリン応答における変化は群間で有意に異なっていなかった(図19;p=0.372)。
心血管疾患および糖尿病に関するリスク因子
プロピオネートイヌリンエステル補充は、総コレステロール(p<0.001)、LDL(p<0.001)、HDL(p=0.004)、アラニントランスアミナーゼ(p=0.015)、アルカリホスファターゼ(p<0.001)およびアスパラギン酸トランスアミナーゼ(p=0.007)を有意に低減した。総コレステロール(p=0.014)、HDL(p<0.001)、アラニントランスアミナーゼ(p<0.001)およびアルカリホスファターゼ(p<0.001)は、対照群においてベースライン値から有意に低減された。プロピオネートイヌリンエステルおよび対照治療は、絶食グルコース、インスリン、HbA1cおよびトリグリセリド濃度に対して有意な効果を有していなかった(図14)。
プロピオネートイヌリンエステルおよび対照に対する腸微生物変化
イヌリン対照は、ベースラインと比較して、全ての時点でBif164標識細胞を有意に増加させた。対照を有するBif164レベルは、発酵の全体にわたってプロピオネートイヌリンエステル培養における濃度と比較して、有意により高かった。プロピオネートイヌリンエステルおよびイヌリン対照の両方が、ベースラインレベルと比較して、全てのサンプリング時点でBac303標識細胞における有意な増加を媒介した。Ato291標識細胞は、ベースライン濃度と比較して、10時間から34時間のバッチ培養発酵の間の両方の試験基質で有意に増加した。標的とされた群のいずれにおいても、または全細菌レベルにおいても、他の有意な変化は見られなかった。プロピオネートイヌリンエステルはBacteroidesおよびAtopobiumによって発酵可能であるが、Bifidobacterium属の種によって代謝されないと思われる。図16はこれらの結果を示している。

Claims (24)

  1. 対象において、食欲低減用、食物摂取量低減用、カロリー摂取量低減用、インスリン感受性改善用、および、体重増加の低減または予防用、から選ばれる1以上の用途で使用される、プロピオネートイヌリンエステルを含む治療剤
  2. 肥満または糖尿病の治療または予防用である、プロピオネートイヌリンエステルを含む治療剤
  3. プロピオネートイヌリンエステルの置換度が0.2から1の間である、請求項1または請求項2に記載の治療剤
  4. プロピオネートイヌリンエステルの置換度が0.55から1の間である、請求項1または請求項2に記載の治療剤
  5. 体重1キログラム(kg)当たりプロピオネートイヌリンエステル0.1mgから体重1kg当たり500mgを与える量で投与される、請求項1から4のいずれか一項に記載の治療剤
  6. 経口投与される、請求項1から5のいずれか一項に記載の治療剤
  7. 食物に添加される、および/または食品添加物として使用される、請求項1から6のいずれか一項に記載の治療剤
  8. 対象が過体重、例えば肥満である、請求項1から7のいずれか一項に記載の治療剤
  9. 対象が糖尿病である、請求項1から8のいずれか一項に記載の治療剤
  10. 対象に5gから20gの間の1日用量で投与される、請求項1から9のいずれか一項に記載の治療剤
  11. 食欲低減用、食物摂取量低減用、カロリー摂取量低減用、インスリン感受性の改善用、および、体重増加の低減または予防用、から選ばれる1以上の用途で使用される、プロピオネートイヌリンエステルを含有する機能性食品又は食事サプリメント
  12. 正常BMIを有する対象における食欲低減用、食物摂取量低減用、および、カロリー摂取量低減用、から選ばれる1以上の用途で使用される、請求項1に記載の治療剤
  13. 治療有効量の別の薬剤とともに投与される、請求項1から4のいずれか一項に記載の治療剤
  14. 前記別の薬剤は、追加の食欲抑制薬、追加の食物摂取量低減剤、血漿グルコース低下剤または血漿脂質改変剤からなる群から選ばれる請求項13に記載の治療剤。
  15. 対象において、食欲低減用、食物摂取量低減用、カロリー摂取量低減用、インスリン感受性改善用、および、体重増加の低減または予防用、から選ばれる1以上の用途で使用される医薬を製造するための、プロピオネートイヌリンエステルの使用。
  16. 肥満または糖尿病を治療または予防する医薬を製造するための、プロピオネートイヌリンエステルの使用。
  17. 治療有効量のプロピオネートイヌリンエステル、および
    −1種または複数の薬学的に許容される賦形剤
    を含む医薬組成物。
  18. 治療有効量のプロピオネートイヌリンエステル、および
    −追加の食欲抑制薬
    を含むキットであって、
    2種又はそれよりも多くの構成成分を同時、別々または順次に共投与するキット。
  19. 治療有効量のプロピオネートイヌリンエステル、および
    −追加の食欲抑制薬
    を含む組成物。
  20. 肥満または糖尿病を治療または予防する医薬として使用するための、請求項17または19に記載の組成物。
  21. 対象において、食欲低減用、食物摂取量低減用、カロリー摂取量低減用、インスリン感受性の改善用、および、体重増加の低減または予防用、から選ばれる1以上の用途の医薬として使用される、請求項17または19に記載の組成物。
  22. 水中にイヌリンを溶解させて、1リットル当たりフルクトース当量の1モルから2モルの間の濃度とすること、前記イヌリンの溶液の温度を10℃から20℃の間に低下させた後イヌリンの溶液の温度を10℃から20℃の間に、溶液のpHをpH8からpH8.5の間に維持しながら、イヌリン溶液にプロピオン酸無水物および20%w/vから100%w/vの間の濃度の水性アルカリ金属塩基を添加することを備えたプロピオネートイヌリンエステルの製造方法であって、イヌリンに添加されるプロピオン酸無水物のモル数前記イヌリン溶液中のフルクトース単位当量のモル数×目標置換度×1.25として算出することで所望の置換度とする、プロピオネートイヌリンエステルの製造方法
  23. 前記水中にイヌリンを溶解させる工程が、70℃から80℃の間で実行される、請求項22に記載のプロピオネートイヌリンエステルの製造方法。
  24. 水中にプロピオネートイヌリンエステルを溶解し、溶液のpHを濃強酸でpH2に調整し、0.2M強酸で洗浄およびコンディショニングした活性炭カラムの中に溶液を通過させ、カラムから溶液を回収し、濃強酸でpH2に調整し、0.2M強酸で洗浄およびコンディショニングした第2の活性炭カラムの中に溶液を通過させ、溶液をカラムから回収し、濃強酸でpH2に調整し、およびスプレー乾燥することを含む、プロピオネートイヌリンエステルを精製する方法。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018089861A1 (en) * 2016-11-11 2018-05-17 The Regents Of The University Of California Methods and compositions for the treatment of cancer and metabolic diseases
CN106957377B (zh) * 2017-05-18 2020-06-05 宓岚(上海)国际贸易有限公司 一种菊粉丙酸酯的制备方法
CN107674100A (zh) * 2017-09-28 2018-02-09 中国科学院烟台海岸带研究所 一种菊粉短链脂肪酸酯的制备方法
CN107712875A (zh) * 2017-10-30 2018-02-23 苟春虎 黑藜麦减肥代餐
KR102122898B1 (ko) * 2018-02-26 2020-06-15 주식회사 엠디헬스케어 블라우티아 속 세균 유래 나노소포 및 이의 용도

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5840860A (en) * 1993-11-17 1998-11-24 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organization Fatty acid delivery system comprising a hydrolyzable bond
DE19607847C1 (de) * 1996-03-01 1997-11-20 Suedzucker Ag Aliphatische Carbonsäureester von Inulin
EP1310173B2 (en) * 1997-06-23 2014-12-31 Société des Produits Nestlé S.A. Composition for providing nutrition to diabetics
AUPO763197A0 (en) 1997-06-30 1997-07-24 Sigma Pharmaceuticals Pty Ltd Health supplement
NL1012482C2 (nl) * 1999-06-30 2001-01-03 Co Peratie Cosun U A Bleekactivator op basis van inuline.
AUPQ851000A0 (en) 2000-06-30 2000-07-27 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Rapid fatty acid delivery
US6525095B1 (en) 2000-07-10 2003-02-25 New Mexico State University Technology Transfer Corporation Propionate feed supplement
US20030203004A1 (en) 2002-04-24 2003-10-30 Kelm Gary Robert Compositions comprising short and long chain fatty acids and methods of their use for the management of body weight
WO2006076734A2 (en) 2005-01-14 2006-07-20 Medical College Of Georgia Research Institute Prodrugs of short-chain fatty acids and treatment methods
DE102005046237A1 (de) 2005-09-28 2007-04-05 Südzucker Aktiengesellschaft Mannheim/Ochsenfurt Buttersäureester von Kohlenhydraten und Kohlenhydratpolyolen
KR20090030441A (ko) 2007-09-20 2009-03-25 (주)아모레퍼시픽 식이섬유와 프락토올리고당을 함유함으로써 복부비만을감소시키는 식품 조성물

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