JP6533834B2 - 聴覚低下を予防するための活性物質、活性物質を含む組成物及びその調製方法 - Google Patents

聴覚低下を予防するための活性物質、活性物質を含む組成物及びその調製方法 Download PDF

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Description

関連出願と優先権主張の相互参照
本出願は、2016年1月4日に出願されたPCT/CN2016/070019号の国際出願に基づく利益を主張し、その内容は参考として本明細書に取り入れるものとする。
本発明は、聴覚低下を予防するための活性物質とその調製方法、活性物質を含む医薬組成物及びその調製方法に関し、特に、ヤマブシタケ菌糸体の活性物質を含む医薬組成物及びその調製方法に関する。
老人性難聴
様々な退行変性疾患の罹患率は、人間の高齢化に伴って増加している。一般的な変性疾患は、骨及び感覚機能の変性であり、聴覚機能の退化は、高齢者における最も一般的な感覚変性疾患の一つである。
老人性難聴は、患者が年を取るにつれて両耳の聴覚が悪化することを意味し、年齢に関連した難聴(ARHL)と命名される。ARHLは、一般的に、神経性難聴と感覚性難聴に分けられ、神経性難聴は、聴覚神経の低下によって引き起こされ、感覚性難聴は、内耳の蝸牛の低下によって引き起こされる。しかし、両者を互いに区別することは臨床的に困難である。従って、両者をまとめて、感音性難聴として命名される。難聴の主な原因は、老化、酸化損傷、ミトコンドリア損傷または環境圧と考えられる。この聴力障害は、通常、50歳以上の中高齢者に好発する。最初の症状は高周波数での難聴である。 つまり、言語の母音と比較して、子音(言語の高周波数部分)を聞くことがより困難になっている。上記の症状は、騒がしい環境で特に顕著であり、患者の中枢神経系は聴覚メッセージの処理速度を落とし、受け取った聴覚メッセージを解読するにはより多くの時間がかかってしまう。臨床的に、この病気の病理学的特徴は、聴力閾値の増加および言語理解力の低下である。これらの症状は、音声受信と言語認識能力に影響し、患者のコミュニケーション、社会化や感情表現に顕著な障害を引き起こし、生活の質(QOL)に影響を及ぼす。
老人性難聴の病理学的部位について、H. F. Schuknechtは「老人性難聴での蝸牛病理」(“Cochlear pathology in presbycusis” Schuknecht, H. F. and Gacek, M. R. Cochlear pathology in presbycusis. Ann. Otol. Rhinol. Laryngol. 1993. 102 (1 Pt 2): 1-16)の研究で、老人性難聴を四つのタイプに分ける。
1、感覚性老人性難聴:コルチ器における感覚細胞と支持細胞の数が少なくなったり、機能が低下している。
2、神経性老人性難聴:ラセン神経節細胞数の減少又は神経変性によって引き起こし、聴覚メッセージの伝送に影響を与える。
3、代謝性の老人性難聴:血管条の退化や萎縮により、栄養素を輸送する血流が不十分である。
4、機械性の老人性難聴:基底膜の幅が厚くなり、弾性が減少し、又は石灰化による硬化などを含む、基底膜の変性によって引き起こされる。
ヤマブシタケ
「中国の薬用真菌」の記述によると、ヤマブシタケは、甘い、平性を有する強壮薬であり、五臓、消化に対する利点を有しており、消化不良、神経変性、十二指腸潰瘍と胃潰瘍に優れた効果を有している (D2 Mao, X.-L. Chinese edible and pharmaceutical large fungi. Microbiology China, 1989. 16(5):290-297)。したがって、ヤマブシタケの病気予防効果は昔から知られていて、薬用・食用菌として長く使われている。ヤマブシタケは、菌界(Fungi)、真菌門(Eumycota)、担子菌亜門(Basidiomycotina)、真正担子菌綱(Basidiomycetes)、ヒダナシタケ目(Aphyllophorales)、ハリタケ科(Hydnaceae)、サンゴハリタケ亜科(Hericioideae)及びサンゴハリタケ属(Hericium)に分類されている。ヤマブシタケの子実体は長い針状突起からなる軟らかい球塊状である。新鮮な時は白色で、古くなったり乾燥すると黄褐色になる。ヤマブシタケの子実体または菌糸体からの抽出物は、糖類(Wang et al., Kaohsiung J. Med. Sci., 2001, 17(9):461-467; Yang et al., Biosci. Biotechnol. Biochem., 2003, 67(6):1292-1298)、エリナシン(Saito et al., J. Antibiot., 1998, 51(11):983-990; Kenmoku et al., Biosci. Biotechnol. Biochem., 2002, 66(3):571-575; D7 Kenmoku et al., Biosci. Biotechnol. Biochem., 2004, 68(8):1786-1789; Watanabe et al., Org. Lett., 2007, 9(2):359-362; Watanabe and Nakada, J. Am. Chem. Soc., 2008, 130(4):1150-1151; D10 Lee et al., Int. J. Mol. Sci., 2014, 15(9):15073-15089; D11 Li et al., Food Chem. Toxicol., 2014,70:61-67)、ジラウロイルイル−ホスファチジルエタノールアミン(DLPE)(Nagai et al., J. Nutr. Biochem., 2006, 17(8):525-530)、アミノ酸、タンパク質、及び微量元素(Jia et al., Carbohydr. Res., 2004, 339(16):2667-2671)を含む。従来の文献から見れば、ヤマブシタケの多糖類が免疫調節、血中脂質低下、血糖値の減少、胃の炎症の阻害、または胃癌の予防に効果があることは周知の事実である。しかし、ヤマブシタケが、聴力低下を予防する効果があることを示す文献は存在していない。
本発明は、ヤマブシタケの活性物質の調製方法を提出し、聴覚低下を予防するための活性物質を調製するために使用することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明で開示されたヤマブシタケの活性物質の調製方法は、(a)ヤマブシタケ菌糸体を寒天プレートに接種し、8〜16日間、15〜32℃の温度で培養する工程と、(b)工程(a)で培養した前記ヤマブシタケ菌糸体をフラスコ内の培地に接種し、3〜5日間、20〜30℃の温度及びpH4.5〜6.5で培養する工程と、(c)工程(b)で培養した前記ヤマブシタケ菌糸体を発酵タンク中の培地に接種し、8〜16日間、24〜32℃の温度及びpH4.5〜5.5で培養する工程と、(d)工程(c)での前記ヤマブシタケ菌糸体の発酵培地を乾燥し、ヤマブシタケ菌糸体の粉末を得る工程と、を含む。
工程(b)での培養は、100〜250rpmの振盪速度での振盪培養でもよい。
工程(c)での前記発酵タンクは、0.8〜1.2kg/cmのタンク圧力及び10〜150rpmの攪拌速度を有し、前記発酵タンクには、ガスを0.5〜1vvmの通気速度で導入してもよい。
前記ガスは、空気、酸素、二酸化炭素、窒素ガス、又はそれらの組み合わせでもよい。
工程(b)で使用された前記培地と、工程(c)で使用された前記培地は同じでもよい。
前記培地は、複合炭素窒素源、動物若しくは植物由来のタンパク質またはその加水分解物、無機塩、糖類、酵母、麦芽エキス、消泡剤あるいはそれらの組み合わせを含んでもよい。
前記複合炭素窒素源は、穀類または豆でもよく、前記無機塩は、硫酸塩またはリン酸塩でもよい。
本発明には、聴覚低下を予防するためのヤマブシタケ菌糸体の活性物質が開示され、前記活性物質は、前記方法を用いて調製される。
前記活性物質が前記方法を用いて調製される場合、前記ヤマブシタケの前記活性物質は、粉末の形態でもよい。
本発明には、聴覚低下を予防するための医薬組成物が開示され、前記医薬組成物は、前記ヤマブシタケ菌糸体の前記活性物質と、生物学的に許容される担体、賦形剤、希釈剤または補助剤と、を含む。
本発明には、聴覚低下を予防するための医薬組成物を調製する方法がさらに開示され、前記方法は、有効量のヤマブシタケ菌糸体の活性物質と、生物学的に許容される担体、賦形剤、希釈剤または補助剤とを混合する工程を含む。
前記ヤマブシタケ菌糸体の前記活性物質は、前記活性物質を含んでもよい。
本発明には、聴覚低下を予防するための医薬組成物を調製するための使用又は適用がさらに開示され、前記医薬組成物は、前記ヤマブシタケ菌糸体の前記活性物質を含む。即ち、前記ヤマブシタケ菌糸体の前記活性物質の使用又は適用は、聴覚低下を予防するための医薬組成物を調製するための使用である。
実施例5における聴性脳幹反応の検査は、ヤマブシタケの活性物質を含有する食餌を実験マウスに与え、摂食実験前後の聴覚閾値の変化を評価する。
本発明は、医薬組成物及びその調製方法を提供することを目的とし、前記方法により得られた医薬組成物は、粉末状のヤマブシタケの活性物質を含み、聴覚低下を予防する目的を達成できる。
実験方法
菌種の源:
本発明の実施形態で使用ヤマブシタケの菌種(Accession No. BCRC 35669)は、台湾の食品工業発展研究所(Bioresource Collection and Research Center、BCRC)から購入した。しかし、本発明に記載のヤマブシタケの活性物質は、この種から得られたものに限定されるものではない。
液体培養:
ヤマブシタケ菌糸体の液体培養は以下のように記載される。 ヤマブシタケ菌糸体を寒天プレートに接種し、約14日間15〜32℃の適切な温度で培養した。その後、前記菌糸体をフラスコ内の培地に接種し、3〜5日間、20〜30℃の温度、pH4.5〜6.5、及び100〜250rpmの振盪速度という条件で対数増殖期初期まで振盪培養した。最後に、フラスコ内の培養物を発酵タンク中の培地(フラスコと同じ成分)に接種し、24〜32℃の温度、0.8〜1.2kg/cm2のタンク圧力及びpH4.5〜5.5という条件の下で、ガスをガス通気量0.5〜1vvmで導入し、8〜16日間、10〜150rpmの攪拌速度で培養し、菌糸体及び上清を含むヤマブシタケ菌糸体の発酵液を得た。前記ガスは、空気、空気と酸素、二酸化炭素又は窒素の混合物であり、好ましくは、空気である。
培地の配合処方は、以下のように記載されている。
前記複合炭素窒素源は、穀類(例えば、小麦粉、小麦ふすま)または豆(例えば、大豆粉、緑豆粉など)が挙げられ、前記無機塩としては、硫酸マグネシウム、リン酸水素カリウム、リン酸二水素カリウム、硫酸鉄、硫酸亜鉛等が挙げられ、糖類は、グルコース、フルクトース、マルトース、スクロース等が挙げられ、また、上記の成分に加えて、残りは水である。
発酵タンク内の培地には、発泡を防止する目的で、消泡剤を追加してもよく、消泡剤は市販のものでもよく、例えば、シリコン油やシリコーンを含む0.01%の水系消泡剤が挙げられる。以下、本実施形態における培養方法について詳細に説明する。
活性物質の調製
このようにして得られた発酵液を乾燥させて、粉末状の活性成分を得た。乾燥方法としては、例えば、噴霧乾燥、熱風乾燥、ローラー乾燥、凍結乾燥又は本発明に適した他の乾燥方法が挙げられる。好ましくは、凍結乾燥法を使用して、得た粉末形態のヤマブシタケ菌糸体の活性物質は、菌糸体の凍結乾燥粉末である。
実験動物の体重と器官発育に対する活性物質の影響
特定モデルの実験マウスは特定の期間飼育後、聴覚低下の生理学的特徴を表すことが実験によって証明された。前記マウスを用いて生理的状態における老化をシミュレーションし、ヤマブシタケ菌糸体の活性物質を含む飼料を与える群と、ヤマブシタケ菌糸体の活性物質を含まない飼料を与える群とをランダムに分けて、特定の実験期間にわたってそれぞれの群に飼料を与え続けた。
実験期間に実験マウスの体重及び摂食量を記録し、各群の実験マウスの体重変化及び摂食量変化を実験後に計算し、ヤマブシタケ菌糸体の活性物質は、実験マウスの体重又は摂食量に影響を及ぼすかどうかを確認した。最後に、実験マウスを解剖し、マウスの臓器の重量を測定し、群間の差を比較して、ヤマブシタケ菌糸体の活性物質を含む飼料の摂食がマウスの臓器に与える影響を確認した。
聴覚低下に対する活性物質の予防効果
摂食実験の前と後に、聴性脳幹反応(Auditory brainstem response、ABR)を用いて、音声刺激に対するマウスの反応を測定し、聴覚閾値を計算した。摂食実験前と後の聴覚閾値の変化は、聴覚低下の程度である。また、群間の聴覚低下の差を比較して、聴覚低下に対するヤマブシタケ菌糸体の活性物質の予防効果を検討した。
聴性脳幹反応の原理は、聴覚脳幹誘発電位を利用して測定する。即ち、電流は脳神経に沿って伝導し、感覚神経系を刺激するので、頭皮に付着した電極によって記録することができる。被験者の聴覚反応は、波形図を介して分析し、聴覚神経または脳幹の病理を判定する。この聴覚反応測定方法は、年齢や意識状態の影響を受けず、操作が簡単、再現性が高いため、過去20年間に最も広く使用され、客観的な生理学の聴力検査法である(Starr, A. and Achor, L. J. Arch. Neurol. 1975. 32(11): 761-768)。
実施例1:ヤマブシタケ菌糸体の培養及びその活性物質の調製
寒天プレート上での培養:
ヤマブシタケ菌糸体をポテトデキストロース寒天(Potato Dextrose Agar、PDA)プレートに接種し、約7日間25℃で培養した。
フラスコ内での培養:
ヤマブシタケ菌糸体を寒天プレート上から無菌的にこすり取り、フラスコ内の培地(下記参照)に接種し、続いて振盪培養器内に、5日間、26℃の温度及びpH5.0で120rpmの振盪速度での振盪培養を行った。
培地の配合処方は以下の通りである。
発酵タンク内での培養:
発酵タンクで使用する培地は、フラスコ内の培養工程と同じである。フラスコ内に培養した菌糸体を発酵タンクでの培地に接種し、26℃、0.5〜1.0kg/cmのタンク圧力及びpH5.0並びに10〜150rpmの攪拌速度の有や無にかかわらず、ガスを0.5〜1vvmの通気速度で導入し12日間培養した。12日後に、菌糸体、上清及び聴覚低下を予防するためのヤマブシタケ活性物質を含む発酵液を得た。
実施例2:ヤマブシタケ菌糸体の凍結乾燥粉末の調製
発酵液を凍結乾燥して、ヤマブシタケ菌糸体の凍結乾燥粉末を得た。20メートルトンの発酵液を凍結乾燥して約80kgの凍結乾燥粉末を得た。
実施例3:実験動物モデル及びヤマブシタケ菌糸体活性物質の摂食
本発明で用いられる動物モデルは、SAMP系統の一つに属する老化促進性マウス(SAMP8)であり、加齢に伴う低下(学習、記憶、免疫力低下など)の検討、または遺伝子調節と表現型の関係を解明する良いモデルと考えられる(Butterfield, D. A. and Poon, H. F. Exp. Gerontol. 2005. 40(10): 774-783)。このマウスは、早期に老化促進現象を示す。可能な理由は、フリーラジカルの生成の増加、抗酸化の酵素活性、免疫の低下や過酸化物の過剰産生などにより誘導される酸化圧力が起因する。これらの要因は、生理学的機能の迅速な悪化をもたらす原因であり得る。
以下の実験をする前に、SAMP8マウスの聴覚低下を、聴性脳幹反応を用いて評価した。SAMP8マウスは、9ヶ月齢後から低下し始め、11ヶ月齢後には急速に低下することが判明した。したがって、9ヶ月齢のSAMP8マウスを実験モデルとして用い、聴覚低下症状の関連性について検討を行った。
離乳した雄のSAMP8マウスに、固形食(Fwusow Industry、Taiwan)を9ヶ月齢まで与え、ランダムに群分けを行った。群分けしたマウスは、30cm(W)×20cm(D)×10cm(H)の大きさの透明なプラスチックケージで飼育し、前記ケージを動物舎に保管していた。動物舎の温度は、22±2℃であり、相対湿度は、65±5%であり、動物舎は、自動制御のクリーンルームである。動物舎の明暗周期は、照明付き自動タイマーによって制御され、明期は19:00〜07:00、暗期は07:00〜19:00である。実験食餌の基本成分は、カゼイン20%、大豆油5%、ビタミン混合物(AIN93-VX)1%、ミネラル混合物(AIN93-G)5%、セルロース粉末2%及びコリン2.5%であり、残りはデンプンとスクロースの混合物(2:1)である。
マウスを三つの群に分けた。コントロール群(A群)には、ヤマブシタケ菌糸体の凍結乾燥粉末を含まない飼料を与え、B群とC群には、異なる量のヤマブシタケ菌糸体の凍結乾燥粉末を与え、特定の実験期間にわたってそれぞれの群に飼料を与え続けた。B群のマウスには、毎日体重当たり215.25mg(mg/kg 体重/日)の凍結乾燥粉末を与え、C群のマウスには、毎日体重当たり430.5mg(mg/kg 体重/日)の凍結乾燥粉末を与えた。摂食実験は12週間連続して行った。
実施例4:ヤマブシタケ菌糸体の活性物質をマウスに与える影響
この実験では、摂食期間にマウスの体重変化及び摂食変化を記録し、グループ間の体重と毎日平均摂食量の差異を分析した。実験結果は、平均値±標準誤差(±S.E.M.)として表され、統計は、一元配置分散分析を用いた。これらの実験結果を表1に示す。摂食実験を12週間連続して行った後、グループ間における体重増加量と毎日平均摂食量に有意差がないことが表1から分かった。以上の結果から、ヤマブシタケの活性物質を含有するヤマブシタケ凍結乾燥粉末の摂食は、マウスの摂食量に影響せず、マウスの発育不全を引き起こさないことが示唆された。
体重と摂食量に焦点を当てた実験に加えて、12週間の摂食実験後、各群の老化促進性マウスの臓器重量を比較した。実験結果は平均値±標準誤差(±S.E.M.)として表され、統計は、一元配置分散分析を用いた。これらの実験結果を表2に示す。表2から、各群のマウスの心臓、肝臓、脾臓、肺臓、腎臓及び脳の平均相対重量は、有意差がなく、肉眼で異常現象は観察されなかったことが分かった。ヤマブシタケの活性物質を含むヤマブシタケ凍結乾燥粉末の摂食は、臓器に有害な影響を与えないことが示唆された。
実施例5:聴性脳幹反応を用いるヤマブシタケ菌糸体の活性物質の聴覚低下に対する予防効果
聴性脳幹反応の測定は、摂食実験の前後に行った。聴性脳幹反応の測定は、まず実験マウスの腹膜にバルビツレートを注射して麻酔をかけた後、定期的にバルビツレートを追加注射し、実験マウスを適切な麻酔状態に保った。聴性脳幹反応の測定に用いた装置は、二周波聴覚誘発電位システム(Intelligent Hearing System、Ronamac International Corp.、U.S.A.)である。測定された部位は、左耳であるため、一つの軟らかい管を左耳に配置し、片耳に毎回約8〜10秒おきにクリック音の刺激を与えた。刺激周波数の測定範囲は、低周波、中周波、及び高周波であり、実験マウスの異なる周波数における聴覚閾値変化を比較した。この実験では、低周波、中周波、高周波の刺激音の周波数は、それぞれ約2kHz〜4kHz(クリック音)、8kHz及び16kHzである。刺激音によって誘発された反応は、多機能誘発電位記録装置(Smart EP)のソフトウェアによって記録され、各群における異なる周波数の音響刺激によって生成する電位反応の波形図を得た。それぞれの刺激は、デシベル音圧レベル(dB SPL)をアップレギュレートまたはダウンレギュレートにより調節し、その電位反応の波形図によれば、聞くことのできる最小音圧レベルが確認され、摂食実験前後の聴覚閾値が得られた。クリック音、8kHz音及び16kHz音の測定値はそれぞれ低周波、中周波及び高周波における聴覚閾値を表す。聴覚閾値変化は、12ヶ月齢で測定された聴覚閾値から9ヶ月齢で測定された聴力閾値を引くことによって計算された。聴覚閾値変化の結果は以下の表3に示すように、平均値±標準誤差(±S.E.M.)として表す。統計は、一元配置分散分析を使用して実行され、上付き文字の「a」と「b」は、特定の周波数における該当グループの値と他のグループの値との間に有意差があることを指す(p<0.05)。表3の聴覚閾値変化は、図1に更に示される。図1から分かるように、クリック音、8kHz音及び16kHz音にかかわらず、A群(コントロール群)のマウス(ヤマブシタケ菌糸体凍結乾燥粉末がない飼料を与えた)の聴覚閾値変化は、BとC実験群の実験マウス(異なる量のヤマブシタケ菌糸体凍結乾燥粉末を含む飼料を与えた)よりも高い。これは、ヤマブシタケ凍結乾燥粉末を与えた実験群において聴覚閾値変化が少ない、即ち聴覚低下の程度が小さいことが示唆された。以上のことから、ヤマブシタケ凍結乾燥粉末に含まれているヤマブシタケ活性物質は聴覚低下の予防効果を有することが証明された。

Claims (5)

  1. 聴覚低下を予防するためのヤマブシタケ菌糸体の活性物質の製造方法であって、
    (a)ヤマブシタケ菌糸体を寒天プレートに接種し、8〜16日間、15〜32℃の温度で培養する工程と、
    (b)工程(a)で培養した前記ヤマブシタケ菌糸体をフラスコ内の培地に接種し、3〜5日間、20〜30℃の温度及びpH4.5〜6.5で培養する工程と、
    (c)工程(b)で培養した前記ヤマブシタケ菌糸体を発酵タンク中の培地に接種し、8〜16日間、24〜32℃の温度及びpH4.5〜5.5で培養する工程と、
    (d)工程(c)での前記ヤマブシタケ菌糸体の発酵培地を乾燥し、ヤマブシタケ菌糸体の粉末を得る工程と、
    を含むことを特徴とするヤマブシタケ菌糸体の活性物質の製造方法。
  2. 工程(b)での培養が、100〜250rpmの振盪速度での振盪培養であり、
    工程(c)での発酵タンクが、0.8〜1.2kg/cmのタンク圧力及び10〜150rpmの攪拌速度を有し、
    前記発酵タンクには、ガスを単位体積及び単位時間あたりのガス通気量0.5〜1vvmで導入し、
    前記ガスが、空気、酸素、二酸化炭素、窒素ガス、又はそれらの組み合わせであることを特徴とする請求項1に記載のヤマブシタケ菌糸体の活性物質の製造方法。
  3. 工程(b)で使用された培地と、工程(c)で使用された培地が同じであり、
    前記培地が、複合炭素窒素源、動物若しくは植物由来のタンパク質またはその加水分解物、無機塩、糖類、酵母、麦芽エキス、消泡剤あるいはそれらの組み合わせを含み、
    前記複合炭素窒素源が、穀類または豆であり、前記無機塩が、硫酸塩またはリン酸塩であることを特徴とする請求項1又は2に記載のヤマブシタケ菌糸体の活性物質の製造方法。
  4. 有効量のヤマブシタケ菌糸体の活性物質と、生物学的に許容される担体、賦形剤、希釈剤または補助剤とを混合する工程を含む、聴覚低下を予防するための医薬組成物を調製する方法であって、
    前記ヤマブシタケ菌糸体の活性物質が、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法を用いて調製され、かつ、粉末状である、聴覚低下を予防するための前記ヤマブシタケ菌糸体の活性物質を含むことを特徴とする、聴覚低下を予防するための医薬組成物を調製する方法
  5. 聴覚低下を予防するための医薬組成物を調製するための、ヤマブシタケ菌糸体の活性物質の使用であって、前記ヤマブシタケ菌糸体の活性物質が、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法を用いて調製され、かつ、粉末状である、聴覚低下を予防するためのヤマブシタケ菌糸体の活性物質である、前記使用。
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