JP7113550B1 - 抗鬱剤、抗老化剤及び抗肥満剤 - Google Patents
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Abstract
Description
(2)菌体が死菌体である(1)に記載の抗鬱剤。
(3)医薬品、飲食品又はこれらに配合する有効成分組成物の形態である(1)又は(2)に記載の抗鬱剤。
(4)受託番号NITE BP-02811として寄託されているラクトバチルス・コーソイ(Lactobacillus kosoi)10H株の菌体を有効成分として含有する抗老化剤。
(5)菌体が死菌体である(4)に記載の抗老化剤。
(6)医薬品、飲食品又はこれらに配合する有効成分組成物の形態である(4)又は(5)に記載の抗老化剤。
(7)前記飲食品が美容用飲食品又は健康増進用飲食品である(6)に記載の抗老化剤。
(8)受託番号NITE BP-02811として寄託されているラクトバチルス・コーソイ(Lactobacillus kosoi)10H株の菌体を有効成分として含有する抗肥満剤。
(9)ヒトまたは非ヒト哺乳動物における鬱症状の改善用、抗老化用又は抗肥満用の医薬品、飲食品又はこれらに配合する有効成分組成物を製造するための、ラクトバチルス・コーソイ(Lactobacillus kosoi)10H株菌体の使用。
本発明の一実施形態における有効成分は、野菜黒糖発酵液から単離された特定の乳酸菌株及びその変異株である。好ましくは、商品名「ジオリナ(登録商標)酵素」の培養液から得られるラクトバチルス属に属する菌であり、より好ましくは、ラクトバチルス・コーソイ(Lactobacillus kosoi)10H株(受託番号NITE BP-02811)又はその変異株である。「変異株」とは、特定の菌株に対し、当業者に周知の方法により当業者がその主要な性質に変化を及ぼさない範囲で変異させたもの、あるいは、それと同等であると当業者が確認できるものを包含する意味である。
本菌株は、最近発見されたフラクトフィリック乳酸菌(FLAB:Fructophilic lactic acid bacteria)として、従来の乳酸菌から進化した細菌であると考えられる(Filannino et al.“Fructose-rich niches traced the evolution of lactic acid bacteria toward fructophilic species”Critical Reviews in Microbiology、Vol.45、No.1、2019、pp.65-81)。FLABは、花や果物、発酵食品、またフラクトースを主食とする昆虫の消化管など、フラクトースが豊富な環境に生息している。FLABは、グルコースではなくフラクトースを炭素源として好むヘテロ発酵性の乳酸菌であるが、酸素などの電子受容体基質を追加することで、グルコース存在下での生育が促進されるといわれている。10H株は、他のFLAB及び乳酸菌に対して、比較的小さなゲノムサイズと低いGC含量を有する(Filannino et al.のFigure3参照)。このため、ラクトバチルス属を再分類し、新たな属としてのアピラクトバチルス(Apilactobacillus)属に本菌株を分類する提案もなされている(Zheng et al.International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology、Vol.70、No.4、2020、pp.1-77参照)。したがって、本発明の有効成分は、従来の乳酸菌とは異なる菌体成分を有し、それに基づく新たな作用を発揮する可能性がある。
本明細書において、用語「鬱」とは、広く定義されるものであり、抑うつ気分、興味又は喜びの著しい喪失を主症状とし、さらに睡眠障害や思考・集中力の減退、自殺念慮又は自殺企図などの情動障害又は精神障害を包含し、それらの発症に対する生理学的背景または薬理学的背景にかかわらない。また、用語「鬱」は、特に、不安状態も包含する。従って、用語「抗鬱剤」とは、広くこれらの障害の処置のための予防剤又は治療剤をいう。
用語、「抗老化」とは、広く定義されるものであり、しみ、しわやくすみなどの皮膚疾患、心筋梗塞、脳梗塞、骨粗鬆症、アルツハイマー病、関節リウマチ、糖尿病性血管障害、白内障などの老化症状を緩和、改善、抑制、予防及び治療することをいう。好ましくは、皮膚の老化予防や改善作用を有するものをいい、具体的には、外的因子(紫外線、空気の乾燥等)や、加齢に伴う皮膚の保湿機能や弾力性の低下、肌の張りや艶の減少、荒れ、シワ、くすみ等の老化症状を予防または改善するものをいう。用語、「抗老化剤」とは、このような抗老化のために用いられる薬剤を含む。また、上述した老化症状は代謝機能の低下やエネルギーの過剰摂取に伴う体重増加(肥満)とも関連していると考えられるため、抗老化作用を発揮するためには肥満を抑制することも有用である。したがって、本発明の1つの実施形態としては、ラクトバチルス・コーソイ(Lactobacillus kosoi)10H株の菌体を有効成分として含有する抗肥満剤が提供される。
本実施形態の抗鬱剤、抗老化剤又は抗肥満剤は、医薬品、飲食品又はこれらに配合する有効成分組成物の形態で用いることができる。当該有効成分組成物として用いる場合、有効成分の乳酸菌菌体を、乳酸菌培養の常法に従って培養し、得られた培養物から遠心分離等の集菌手段によって分離されたものをそのまま用いることのみならず、当該培養・発酵液(培養上清含む)、その培養物の粗精製品あるいは精製品、それらの凍結乾燥品、或いは菌体を酵素や物理的手段を用いて処理した細胞質や細胞壁画分も用いることができる。
本実施形態の抗鬱剤、抗老化剤又は抗肥満剤を医薬品とする場合は、10H株と共に製剤学的に許容される適当な製剤担体を用いて、一般的な医薬組成物の形態に調製されて実用される。該製剤担体としては、通常、この分野で使用されることの知られている充填剤、増量剤、結合剤、付湿剤、崩壊剤、表面活性剤、滑沢剤等の希釈剤あるいは賦形剤を例示できる。これらは得られる製剤の投与単位形態に応じて適宜選択使用される。
本実施形態の抗鬱剤、抗老化剤又は抗肥満剤を飲食品とする場合は、例えば発酵乳、乳酸菌飲料、発酵野菜飲料、発酵果実飲料、発酵豆乳飲料等を挙げることができる。「発酵乳」とは、乳又は乳製品を乳酸菌、ビフィズス菌又は酵母で発酵させた糊状又は液状にしたものをいう。従って該発酵乳には飲料形態と共にヨーグルト形態が包含される。また「乳酸菌飲料」とは、乳又は乳製品を乳酸菌、ビフィズス菌又は酵母で発酵させた糊状又は液状にしたものを主原料としてこれを水に薄めた飲料をいう。
本発明の他の側面では、抗鬱、抗老化又は抗肥満作用を有する有効成分組成物の製造方法を提供する。図1は、当該有効成分組成物の製造工程を示すフロー図である。この方法は、ラクトバチルス・コーソイ10H株の保存菌株から種培養液を調製するシード培養工程(S01)と、得られたシード培養液を用いて菌体生産用の培地で培養する本培養工程(S02)と、本培養後の培養液から菌体を回収して洗浄する菌体洗浄工程(S03)と、洗浄した菌体を加熱処理する加熱処理工程(S04)と、加熱処理後の菌体を回収する回収工程(S05)と、を含む。
ラクトバチルス・コーソイ10H(受託番号NITE BP-02811)の保存菌株を、500mLのMRS培地(ディフコラボラトリ社)にフラクトースを10質量%添加した培地に植菌し、30℃にて48時間静置培養(シード培養)を行った。この培養液を、10LのMRS培地にフラクトースを10質量%添加した培地に添加して(5%植菌)、30℃、48時間静置して本培養を行った。その後、培養液を5000rpm、20分間遠心分離した後、上清を除去した。得られた菌体を10Lの滅菌生理食塩リン酸緩衝液に懸濁した後、5000rpm、20分間遠心分離し、洗浄菌体を得た。この操作を2回繰り返した。さらに、得られた菌体に10Lの滅菌生理食塩リン酸緩衝液を加え懸濁後、70℃、30分間加熱処理した。次に、5000rpm、20分間遠心分離し、加熱処理菌体を得た。さらに、10Lの滅菌蒸留水による懸濁、遠心分離操作を3回繰り返した。最終的に得られた沈殿を凍結乾燥させ、14.3gの乾燥菌体を得た。凍結乾燥装置は、EYELA U-2200を用い、2~3Paの真空条件、-80℃のトラップ温度にて72時間運転した。
コルチコステロン(CORT)は,ヒトのコルチゾールに類似したげっ歯類のストレスホルモンであり、大うつ病性障害のヒトや慢性的なストレスにさらされたげっ歯類では亢進している。そのため、コルチコステロン誘発性うつ病様行動は、動物のストレスによるうつ病の慢性モデルとして広く用いられている。CORTを慢性的に投与することで、動物の不安関連の接近-回避-避難行動に対するストレスの影響を模倣することができる。
雄のC57BL/6マウスは、National Laboratory Animal Center(台湾)から入手した。すべてのマウスは、365×207×140mmのケージに1ケージあたり5匹ずつ収容し、23±2℃、午前7時30分から始まる12時間の明暗サイクルで飼育した。動物の健康状態は毎日観察した。主要な有害事象は観察されなかった。水と餌は自由摂取とした。投与期間中、週に一度、24時間の飲水量を測定し、週に二度、体重を測定した。マウスの体重変化率を算出した。すべての動物実験および手順は、工業技術研究院の施設内動物管理・使用委員会Institutional AnimaI Care and Use Committee(ITRI-IACUC-2019-083M)の承認を得た。
8週齢の雄のC57BL/6マウスを4群に分けた(各群n=10)。(1)シャム群、(2)ビークル群(溶媒対照群)、(3)LK600群(実施例1で調製したラクトバチルス・コーソイの凍結乾燥菌体を600mg/kg/日で投与した群)、(4)フルオキセチン群(フルオキセチン塩酸塩、製品番号1279804、シグマ-アルドリッチ社製を15mg/kg/日で投与した群)。シャム群のマウスには生理食塩水3.25mL/kg/日を毎日皮下注射して21日間(0~20日目)投与し、他の群のマウスにはCORT(コルチコステロン、製品番号C2505、シグマ-アルドリッチ社製)40mg/kg/日(3.25mL/kg/日)を毎日皮下注射して鬱の誘導を行った。CORTはゴマ油(製品番号S3547、シグマ-アルドリッチ社製)に2%DMSO(製品番号D2650、シグマ-アルドリッチ社製)を加えて溶解した。ビークル(溶媒)、LK(実施例1で調製したラクトバチルス・コーソイの凍結乾燥菌体を懸濁した水溶液)、フルオキセチン(水溶液)を毎日経口投与(5mL/kg/日)し、投与期間は21日間(0~20日目)とした。21日目から25日目の間に行動試験を行い、28日目にマウスを犠牲にした。
データは一元配置のANOVAを用いて分析し、DunnettのPost hoc解析を行った。すべての統計解析はEZR(R version4.0.3,Rコマンダー2.7-1、参考文献:Bone Marrow Transplantation 2013:48,452-458.)を用いて行った。p値が0.05未満の場合、統計的に有意であるとみなした。
高架式十字迷路(EPM)試験は、動物が高所の開放的な空間を嫌い、閉鎖的な空間に留まろうとする傾向があることに基づく。EPM試験では、閉ざされたアームの中でより多くの時間を過ごすことで不安を表現する。EPM試験では、高さ50cmの昇降式の十字型(+)の装置を使用し、2本の開いたアームと2本の閉じたアームが付いている。各アームの長さは30cm、幅は5cm。閉じた2本のアームには、アームを囲む15cmの背の高い壁がある。マウスは、実験前に迷路の馴化を受けなかった。行動アッセイを開始するために、各マウスを迷路の中央領域(5×5cm)に配置し、5分間探索させた。各アームで過ごした時間は、開いたアームと閉じたアームで過ごした時間の割合として分析した。その後、匂いが次のマウスの行動の妨げにならないように、各テストの間に70%エタノールで迷路を洗浄した。
その結果を図2及び図3に示す。シャム群に対し、ビークル群では総移動距離(図2)及び開放部滞留割合(図3)の減少傾向が認められた。しかしながら、LK600群(600mg/kg/日のラクトバチルス・コーソイの凍結乾燥菌体投与群)は、ビークル群に対し、有意に総移動距離(図2、Dunnett、p<0.05)及び開放部滞留割合(図3、Dunnett、p<0.01)が増加した。この効果は、抗鬱薬として用いられているフルオキセチン15mg/kg/日投与群と比べても同等か又はそれ以上であった。
AKR/J系統の選択的な近親交配により、老化促進マウス(SAM)が作製されている。このマウスは、老人性アミロイドーシス、老人性骨粗しょう症、白内障、免疫応答の低下、学習・記憶障害などの早期老化現象を示す。老化促進マウス・プローン8(SAMP8)は、脳の萎縮が早期に始まり、傾眠・記憶障害や情緒障害を伴うことから、特に認知症の研究に広く用いられているモデルである(T.Takeda,et al.,A new murine model of accelerated senescence,Mech. Ageing Dev.17(1981)183-194)。SAMP8の寿命は、対照株であるSAM/resistant1(SAMR1)のほぼ半分である。老化促進マウスSAMP8は、高脂肪食を与えることで、さらに老化が加速し、II型糖尿病を発症しながら、アルツハイマー型認知症の病理モデルとなることが知られている(Mehla et al.,Experimental Induction of Type2 Diabetes in Aging-Accelerated Mice Triggered Alzheimer-Like Pathology and Memory Deficits.Journal of Alzheimer’s Disease 39:145-162,2014)。
雄のSAMP8/TaHsd(老化促進マウス)はEnvigo RMS B.V.(オランダ)から入手した。ベンダーのハウジングポリシーによると、SAMP8マウスは6週齢でシングルハウジングにすることになっている。到着時、マウスは4~7週齢であった。6~7週齢のSAMP8マウスは出荷前にシングルハウジングされており、バッチ1として割り当てられた。4~5週齢のSAMP8マウスは5~6週齢(検疫後)にシングルハウジングされ、バッチ2として割り当てられた。すべてのマウスは、365×207×140mmのケージ(キャップなし)に単身で収容し、温度は23±20℃、午前7時30分から12時間の明暗サイクルで飼育した。バッチ2のマウスはバッチ1のマウスよりも2週間遅く実験を開始し、年齢を合わせた。馴化のために、試験開始17日前からすべてのマウスにControl diet(LFD,D12450Ji,Research Diets)を与えた。SAMP8の一部のマウスは、10~11週齢時に高脂肪食(HFD,D12492i,Research Diets)に変更した。HFDとLFDは週に3回給餌した。動物の健康状態は毎日モニターした。水と餌は自由摂取とした。餌の一日あたりの消費量は、1週間ごとに測定した。水の消費量は2~3週間ごとに24時間の飲水量を測定した。体重は、試験期間中、週に2回測定した。マウスの体重の変化率を算出した。すべての動物実験および手順は、工業技術研究院の施設内動物管理・使用委員会Institutional AnimaI Care and Use Committee(ITRI-IACUC-2019-069V1)により承認された。
10~11週齢の雄性SAMP8マウスを3群に分けた(各群n=9、バッチ1とバッチ2の両方で構成、バッチ2では4~5匹/群とした)。(1)LFD(低脂肪食)群、(2)ビークル(高脂肪食)群(3)LK600(高脂肪食)群の3群である。ビークル(高脂肪食)群とLK600(高脂肪食)群(実施例1で調製したラクトバチルス・コーソイの凍結乾燥菌体を600mg/kg/日で投与した群)には試験開始0日目から高脂肪食を自由摂食させ、LFD群には低脂肪食を自由摂食させた。また、LFD(低脂肪食)群とビークル(高脂肪食)群には、デキストリン1500mg/kg/日を投与し、LK600(高脂肪食)群には、ラクトバチルス・コーソイ凍結乾燥菌体600mg/kg/日と共にデキストリン900mg/kg/日を投与した。投与方法は、5mL/kg/日を122日間(試験開始0~121日目)毎日ゾンデを用いて経口投与を行った。122日目から132日目の間は、検体の投与を行わないで試験を継続し、133日目でマウスを犠牲にした。
体重は、マウスの健康状態を示す指標としてよく用いられる。LFD(低脂肪食)群と比較して、高脂肪食を摂取したビークル(高脂肪食)群(図4では、HFD Vehicleと表示)の体重増加率は有意に高かった(Repeated measures ANOVA,P<0.001)(図4)。高脂肪食とともにLK600を投与した群(図4では、HFD LK600と表示)では、LFD(低脂肪食)群よりは高いものの、高脂肪食を摂取したビークル(高脂肪食)群よりも有意に低かった(Repeated measures ANOVA,P<0.05)(図4)。試験開始133日目のマウスの体重を測定し、各群を比較した結果を図5に示す。図5に示したように、高脂肪食とともにLK600を投与した群と、ビークル(高脂肪食)群との間には、対応のないt検定により有意な差が認められた(p<0.05)。
老化度評価スコア
SAMP8マウスの老化の程度を評価するために、行動や外見の変化を表す11項目のスコア(表1参照)を0~4で合計した老化度評価スコアを用いた。図6は、本発明の有効成分組成物等を投与した老化促進マウスの11項目の老化度評価スコアの平均値(トータル老化指標)の経時変化を示す。
マウスを犠牲にした時、マウスの血清と脳組織を保存した。誘導ボックスとマスクを用いて2.5%イソフルランの吸入によりマウスを深部麻酔し、足指ピンチ反射で麻酔状態を確認した。開胸し、シリンジ(25G針)で右心室から0.35mLの全血を採取して血清とした。心腔内灌流は、ペリスタティックポンプを用いて、右心房を切開した直後の左心室から氷冷した人工脳脊髄液(ACSF)を15~20mL(10mL/min)注入した。ACSFは124mM NaC1、2.5mM KC1、1.2mM NaH2PO4、24mM NaHCO3、5mM HEPES、12.5mMグルコース、2mM MgSO4・7H2O、2mM CaCl2・2H2Oで構成されていた。ACSFのpHは、室温でカルボゲン(95%O2/5%CO2)を用いて酸素を供給した後、7.4に調整した。ACSFは4℃または氷上で保存し、使用前にカルボゲンで20分間再酸素化した。心腔内灌流後,脳を速やかに回収し、2つの半球に分離した。左半球は液体窒素中で急速凍結し、-80℃で保存した。全血サンプルを室温で2時間かけて凝固させた後、1000×gで10分間遠心分離した。血清を回収し,-80℃で保存した。
凍結(-80℃)した左半球の脳を、プロテアーゼインヒビターカクテル(K266-100,BioVison)を加えた800μLのT-PERTM Tissue Protein Extraction Reagent(78510,Thermo Fisher Scientific)でホモジナイズした。その後、ホモジネートを10000×gで5分間遠心分離した。上清を回収し、-80℃で保存した。半球中のアミロイド-β1-42の総濃度は、ELISAキット(Mouse amyloid beta peptide 1-42 ELISA Kit, CSB-E10787m, CUSABIO)を用いて、製造者の指示に従って測定した。
高齢者ではIL-1などの炎症性サイトカインの産生が高まることが知られている(磯部ら、老年医学の展望―老化と免疫―日本老年医学会雑誌、48:205-210、2011、及びLicastro et al.,Innate immunity and inflammation in ageing:a key for understanding age-related diseases.Immunity & Ageing2:8、2005)。LK600の投与によりSAMP8マウスのIL-1βのレベルが変化するかどうかを調べるため、ELISAを行った。各群の血清サンプルをプールし、Abcam社のHigh Sensitivity IL-1β ELISA Kit(abl97742)を用いてIL-1βを検出した結果を図10に示す。図10に示すように、IL-1βレベルは、LFD(低脂肪食)群に比べてビークル(高脂肪食)群で有意に上昇(Dunnett,p<0.001)したが、LK600(高脂肪食)群では、ビークル(高脂肪食)群に比べてIL-1βの上昇が有意に抑制された(Dunnett,p<0.001)。
常法に従って、以下の成分を混合し、錠剤を製造した。なお、有効成分組成物は、実施例1で得たラクトバチルス・コーソイの凍結乾燥菌体を用いた。
組成
有効成分組成物(実施例1) 150mg
セルロース 80mg
デンプン 20mg
ショ糖脂肪酸エステル 2mg
上記成分を混合、打錠し、錠剤を得た。
常法に従って、以下の成分を混合し、軟カプセルを得た。なお、有効成分組成物は、実施例1で得たラクトバチルス・コーソイの凍結乾燥菌体を用いた。
組成
有効成分組成物(実施例1) 100mg
ミツロウ 10mg
ぶどう種子オイル 110mg
上記成分を混合し、ゼラチンおよびグリセリンを混合したカプセル基剤中に充填し、軟カプセルを得た。
常法に従って、以下の成分を混合し、全量を100gとして美容用飲料水を調製した。なお、有効成分組成物は、実施例1で得たラクトバチルス・コーソイの凍結乾燥菌体を用いた。
組成
有効成分組成物(実施例1) 500mg
コエンザイムQ10 500mg
ビタミンB2 5mg
ビタミンB6 5mg
ニコチン酸アミド 10mg
ビタミンE 100mg
L-アスコルビン酸 100mg
黒糖ぶどう糖液糖 10g
クエン酸 1g
香料 100mg
色素 100mg
水 97.5g
Claims (8)
- 受託番号NITE BP-02811として寄託されているラクトバチルス・コーソイ(Lactobacillus kosoi)10H株の菌体を有効成分として含有する抗鬱剤。
- 前記菌体が死菌体である請求項1に記載の抗鬱剤。
- 医薬品、飲食品又はこれらに配合する有効成分組成物の形態である請求項1又は2に記載の抗鬱剤。
- 受託番号NITE BP-02811として寄託されているラクトバチルス・コーソイ(Lactobacillus kosoi)10H株の菌体を有効成分として含有する抗老化剤。
- 前記菌体が死菌体である請求項4に記載の抗老化剤。
- 医薬品、飲食品、飼料又はこれらに配合する有効成分組成物の形態である請求項4又は5に記載の抗老化剤。
- 前記飲食品が美容用飲食品又は健康増進用飲食品である請求項6に記載の抗老化剤。
- 受託番号NITE BP-02811として寄託されているラクトバチルス・コーソイ(Lactobacillus kosoi)10H株の菌体を有効成分として含有する抗肥満剤。
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