JP6407029B2 - 筋芽細胞分化促進剤 - Google Patents
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Description
筋肉細胞分化の初期過程で、未分化な細胞が筋線維由来の細胞である筋芽細胞に分化する。筋芽細胞はさらに分化をして筋肉細胞特異的なタンパク質が発現される。筋肉細胞の分化で特徴的な現象は細胞融合であり、単核細胞の筋芽細胞が融合して、多核細胞である筋管細胞に分化する。さらに成熟した筋管細胞から、収縮能を持つ筋線維を形成する段階を経て、筋肉が完成する。上記の筋芽細胞の分化の際に、トロポミオシン、ミオシン重鎖等の特徴的なタンパク質が生成され、これらは分化マーカーとして用いられる(非特許文献1)。
特許文献3には、刺梨、大豆ペプチド、C12ペプチド等が筋芽細胞活性化作用を有することが記載されている。しかし、これらペプチド分子に筋芽細胞の分化促進作用があることは知られていない。
非特許文献3には、アメリカンフットボール選手がコラーゲンペプチドとホエイプロテインの等量混合物を3ヶ月間、運動併用下で摂取した場合の筋肉重量の変化率が記載されている。この等量混合物の摂取によって筋肉重量が増加(図2)しているが、体重もまた同様に増加(図1)しており、体重当たりの筋肉重量比率に換算すれば開始時よりも却って減少している。これに対して、本願発明では、後述の試験例2に記載の通り、体重当たりの筋肉重量比率が大きく増加している。
[1] Ala−Hyp−Gly、Hyp−Gly−Pro、Leu−Hyp、Glu−Hyp、Gly−Pro−Hyp、Pro−Ala、Hyp−GlyおよびPro−Hypからなる群から選択されるペプチドまたはその薬学上許容される塩を含有する、筋芽細胞分化促進剤。
[2] Hyp−GlyおよびPro−Hypからなる群から選択されるペプチドまたはその薬学上許容される塩を含有する、[1]記載の筋芽細胞分化促進剤。
[3] Ala−Hyp−Gly、Hyp−Gly−Pro、Leu−Hyp、Glu−Hyp、Gly−Pro−Hyp、Pro−Ala、Hyp−GlyおよびPro−Hypからなる群から選択される2以上のペプチドまたはそれらの薬学上許容される塩を含有する、[1]記載の筋芽細胞分化促進剤。
[4] 製剤が、経口的に投与するための製剤、筋肉に直接投与するための注射剤、経皮剤、坐剤、点鼻剤または吸入剤である、[1]〜[3]のいずれか記載の筋芽細胞分化促進剤。
[5] Ala−Hyp−Gly、Hyp−Gly−Pro、Leu−Hyp、Glu−Hyp、Gly−Pro−Hyp、Pro−Ala、Hyp−GlyおよびPro−Hypからなる群から選択されるペプチドまたはその薬学上許容される塩を含有する、飲食品または飼料。
1.ペプチド
本発明に用いられるペプチドは、Ala−Hyp−Gly、Hyp−Gly−Pro、Leu−Hyp、Glu−Hyp、Gly−Pro−Hyp、Pro−Ala、Hyp−GlyおよびPro−Hypであり、本ペプチドは薬学上許容される塩とすることができる。好ましいペプチドとして、Hyp−GlyおよびPro−Hypが挙げられる。
「薬学上許容される塩」としては、例えば、塩酸塩、硫酸塩、リン酸塩等の無機酸塩、メタンスルホン酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、コハク酸塩、シュウ酸塩等の有機酸塩、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩等の無機塩基塩、トリエチルアンモニウム塩等の有機塩基塩等が挙げられる。
本ペプチドは、ゼラチンにエンド型プロテアーゼおよびエキソ型プロテアーゼの2種以上を組み合わせて加水分解することによっても製造することができる。また、上記加水分解をしたペプチド混合物自体またはこれを部分精製した混合物を筋芽細胞分化促進剤として用いることもできる。
具体的には、ヒドロキシプロリンの水酸基の化学修飾としては、例えばO−アセチル化等が挙げられる。N末アミノ酸のアミノ基の化学修飾としては、例えばポリペプチジル化、スクシニル化、マレイル化、アセチル化、脱アミノ化、ベンゾイル化、アルキルスルホニル化、アリルスルホニル化、ジニトロフェニル化、トリニトロフェニル化、カルバミル化、フェニルカルバミル化、チオール化等が挙げられる。C末アミノ酸のカルボキシル基の化学修飾としては、例えばエステル化、アミド化等が挙げられる。さらに、本ペプチドをカチオン化する場合は、エチレンジアミン化、スペルミン化などを行うことができる。
本ペプチド等は、後述の試験例に記載の通り、筋芽細胞の分化促進作用を有する。従って、本ペプチド等は、筋肉増強が必要な各種疾患の治療または予防に用いることができる。本発明の筋芽細胞分化促進剤は、例えば、ロコモティブシンドロームの治療、サルコペニアの治療、運動選手、学生等のトレーニングの効果の向上、老人および長期入院患者等の体力増強、家畜の肉質の向上等に用いることができる。
本発明の筋芽細胞分化促進剤は、経口的にまたは非経口的に種々の形態の医薬製剤で投与することができる。その形態としては、経口的に投与する場合は、例えば、錠剤、顆粒剤、カプセル剤、粉剤、液剤、懸濁製剤、乳化製剤等が挙げられ、非経口的に投与する場合は、例えば、注射剤、経皮剤、坐剤、点鼻剤および吸入剤等が挙げられる。好ましくは、錠剤、顆粒剤、カプセル剤、筋肉等の患部に直接投与する液剤等が挙げられる。なお、本ペプチドは、消化管でアミノ酸への分解もほとんど起こらず、腸管で迅速に吸収されるため、経口投与による摂取が好適である。また、本ペプチドは食事または飲料に混ぜて摂取させても良い。
本発明の筋芽細胞分化促進剤は、本発明の効果を害しない範囲で、適宜他の有効成分や製剤用の成分を含有させても良い。他の有効成分として、例えば男性ホルモン等の筋肉増強剤、アミノ酸混合物等の筋肉増強サプリメント等が挙げられる。他の有効成分の配合量としては、各々の作用に応じて適宜、変更することができる。
本ペプチド等は、ゼラチンに由来するペプチドであるため、日常的に摂取または塗布しても極めて安全である。そこで、本ペプチド等の優れた筋芽細胞分化促進作用の効果を利用した、本ペプチド等を含有する飲食品または飼料としても有用である。例えば、老人および長期入院患者等の体力増強のために、運動選手、学生等のトレーニングの効果を高めるために、また家畜の肉質の向上のためなどに、本発明を用いることができる。本発明の飲食品または飼料における本ペプチド等は、利用する効果に応じて適宜、含有量を変更して用いることができる。
実施例1〜22および比較例1〜4
前記のペプチド固相合成法を用いて、以下の実施例1〜8および比較例1のペプチドを合成した。これらペプチドを用いて、以下の実施例9〜21の2種のペプチドの等モル比混合物を調製し、また以下の比較例2および3の2種のアミノ酸の等モル比混合物を調製した。また、以下の実施例22および比較例4の市販のコラーゲンペプチドを用いた。
(実施例1)Ala−Hyp−Gly(AOG)
(実施例2)Hyp−Gly−Pro(OGP)
(実施例3)Leu−Hyp(LO)
(実施例4)Glu−Hyp(EO)
(実施例5)Gly−Pro−Hyp(GPO)
(実施例6)Pro−Ala(PA)
(実施例7)Hyp−Gly(OG)
(実施例8)Pro−Hyp(PO)
(実施例10)OGとAOGの混合物(OG+AOG)
(実施例11)OGとOGPの混合物(OG+OGP)
(実施例12)OGとLOの混合物(OG+LO)
(実施例13)OGとEOの混合物(OG+EO)
(実施例14)OGとGPOの混合物(OG+GPO)
(実施例15)OGとPAの混合物(OG+PA)
(実施例16)PAとAOGの混合物(PA+AOG)
(実施例17)PAとOGPの混合物(PA+OGP)
(実施例18)PAとLOの混合物(PA+LO)
(実施例19)PAとEOの混合物(PA+EO)
(実施例20)PAとGPOの混合物(PA+GPO)
(実施例21)PAとPOの混合物(PA+PO)
(実施例22)コラーゲンペプチド「Type−M(新田ゼラチン製)」
LC−MS/MSで分析したところ、本コラーゲンペプチドには以下のペプチドがそれぞれ含まれていた。
Hyp−Gly:7573ppm,Pro−Ala:2541ppm,Ala−Hyp−Gly:331ppm,Pro−Hyp:184ppm,Gly−Pro−Hyp:85ppm,Glu−Hyp:72ppm,Hyp−Gly−Pro:7ppm
(比較例2)HypとGlyの混合物(O+G)
(比較例3)ProとHypの混合物(P+O)
(比較例4)コラーゲンペプチド「HDL−50SP(新田ゼラチン製)」
LC−MS/MSで分析したところ、本コラーゲンペプチドには以下のペプチドがそれぞれ含まれていた。
Hyp−Gly:11ppm,Pro−Hyp:8ppm
筋芽細胞培養における筋芽細胞分化促進試験
マウス由来C2C12筋芽細胞の培養は、10%FBS、100units/ml ペニシリンGナトリウム、100μg/ml ストレプトマイシン、1.0g/l NaHCO3を含むD−MEM培地(D−MEM培地(10%FBS,+P/S))を用いた。培養は95%空気、5%CO2、37℃のインキュベーター内で行った。C2C12筋芽細胞が90%コンフルエントになった状態で2%ウマ血清(HS)、100units/ml ペニシリンGナトリウム、100μg/mlストレプトマイシン、1.0g/l NaHCO3を含むD−MEM培地(D−MEM培地(2%HS+P/S))に交換し、以降2日ごとにD−MEM培地(2%HS+P/S)交換をつづけ、筋管細胞へ分化させた。実施例1〜21および比較例1〜3を終濃度100μMで培地交換毎に培地に添加し、細胞に8日間暴露し続けた。
Ala−Hyp−Gly、Hyp−Gly−Pro、Leu−Hyp、Glu−Hyp、Gly−Pro−Hyp、Pro−Ala、Hyp−GlyおよびPro−Hypから選択される2種のペプチド混合物には相乗的な筋芽細胞分化促進作用があることが示された。特に、実施例9のHyp−GlyとPro−Hypの混合物は筋芽細胞分化促進作用が顕著であった。比較例2および3のアミノ酸のみの混合物では同様の作用はなく、ペプチド分子としてのPro−HypとHyp−Glyの混合物で初めて、筋芽細胞分化促進作用が生じることが示された。
臨床試験
試験コラーゲンペプチドとして実施例22と比較例4を用いて、臨床試験を行った。被験者は、運動選手ではない健康な女性34人であり、24歳〜61歳であった。実施例22のコラーゲンペプチド摂取群(17人)と比較例4のコラーゲンペプチド摂取群(17人)に無作為に割付し、二重盲検試験を行った。1日当たり5gの各コラーゲンペプチドを10週間連続摂取した。評価方法は、TANITA体組成計左右部位別インナースキャン50V BC−622−BKを用いて各被験者での筋肉重量(kg:水分量含有)を測定した。また同時に測定した水分量(kg)を差し引き、体重当たりの筋肉重量比率(%)を計算し、評価した。結果は平均値±標準偏差で表2に示す。表中の**はTwo-way-ANOVAにおいて、比較例4に対してP<0.001で有意であることを示す。
Claims (7)
- Hyp−Glyと、Ala−Hyp−Gly、Hyp−Gly−Pro、Leu−Hyp、Glu−Hyp、Gly−Pro−Hyp、Pro−AlaおよびPro−Hypからなる群より選択される1種のペプチドとを組合せたペプチド混合物を含有し、
前記ペプチド混合物は、これを構成するペプチドの少なくとも1種が薬学上許容される塩であってもよい、筋芽細胞分化促進剤。 - Pro−Alaと、Ala−Hyp−Gly、Hyp−Gly−Pro、Leu−Hyp、Glu−Hyp、Gly−Pro−HypおよびPro−Hypからなる群より選択される1種のペプチドとを組合せたペプチド混合物を含有し、
前記ペプチド混合物は、これを構成するペプチドの少なくとも1種が薬学上許容される塩であってもよい、筋芽細胞分化促進剤。 - 前記ペプチド混合物は、Hyp−GlyとPro−Hypとからなる、請求項1に記載の筋芽細胞分化促進剤。
- 製剤が、経口的に投与するための製剤、筋肉に直接投与するための注射剤、経皮剤、坐剤、点鼻剤または吸入剤である、請求項1〜3のいずれか記載の筋芽細胞分化促進剤。
- ロコモティブシンドロームの治療、サルコペニアの治療、運動選手、学生等のトレーニングの効果の向上、老人および長期入院患者等の体力増強、または家畜の肉質の向上に用いられる、請求項1〜4のいずれか記載の筋芽細胞分化促進剤。
- 本ペプチドの投与量が、経口投与の場合は1〜1000mgであり、患部に直接投与する場合は0.01〜200mgである、請求項1〜5のいずれか記載の筋芽細胞分化促進剤。
- 他の有効成分や製剤用の成分を含有させた、請求項1〜6のいずれか記載の筋芽細胞分化促進剤。
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