JP7409797B2 - 腸管内における短鎖脂肪酸の生成促進剤 - Google Patents

腸管内における短鎖脂肪酸の生成促進剤 Download PDF

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Description

本発明は、腸管内において短鎖脂肪酸の生成を効果的に促進させる短鎖脂肪酸生成促進剤に関する。
食事由来の難消化性食物や多糖類等が腸内細菌によって資化されることにより、代謝産物として短鎖脂肪酸が生成する。腸内細菌の代謝産物として生成する短鎖脂肪酸は、主に、酢酸、プロピオン酸、酪酸、コハク酸等である。
従来、腸管内で生成した短鎖脂肪酸は、宿主のエネルギー源として利用されると考えられてきたが、近年、腸管バリア機能の増強による病原菌の感染予防、アレルギー性炎症の改善等にも寄与していることが明らかにされている。更に、最近では、腸管内で生成した短鎖脂肪酸は、Gタンパク質共役型受容体(GPCR)を介したシグナル分子としても作用していることが解明されており、GPR41、GPR43、GPR91、GPR109a、及びOlfr78が短鎖脂肪酸受容体として同定されている(非特許文献1~3参照)。
また、短鎖脂肪酸受容体が担っている生体調節機能についても種々解明されている。GPR41及びGPR43は、短鎖脂肪酸受容体の中でも、短鎖脂肪酸に対する親和性が非常に高く、低濃度でもシグナル伝達作用が発現されることが知られており、腸でのPYY(ペプチドYY)やGLP-1(グルカゴン様ペプチド-1)の分泌促進、膵臓でのインスリン分泌制御等に関与していることが報告されている。また、短鎖脂肪酸が交感神経節で発現しているGPR43は、交感神経を賦活化し、ノルアドレナリンの分泌促進することも報告されている(非特許文献4)。
このように短鎖脂肪酸受容体は様々な生体調節機能を担っており、短鎖脂肪酸受容体を介したシグナル伝達を亢進させることは、健康維持だけでなく、短鎖脂肪酸受容体を介したシグナル伝達の亢進によって予防、治療、又は改善が期待できる症状や疾患に対して有効になる。
I Kimura et al., The gut microbiota suppresses insulin-mediated fat accumulation via the short-chain fatty acid receptor GPR43. Nature Communications. 4, 1829, 2013. 木村郁夫、創薬応用を目指した脂肪酸受容体の機能解析:ファルマシア.50, 867-868, 2014. 宮本潤基等、脂肪酸代謝と腸内環境:Anti-aging Medicine 14:030-035,2018 Miyamoto J et al., Nutritional Signaling via Free Acid Receptors. Int J Mol Sci. 17, 450, 2016.
腸管内における短鎖脂肪酸の生成量の増大は、腸管内での短鎖脂肪酸受容体を介したシグナル伝達の亢進だけでなく、血中に移行する短鎖脂肪酸量を増加させ、ひいては全身での鎖脂肪酸受容体を介したシグナル伝達の亢進をもたらし得る。そこで、本発明は、腸管内において短鎖脂肪酸の生成を効果的に促進させる短鎖脂肪酸生成促進剤を提供することを目的とする。
本発明者等は、前記課題を解決すべく鋭意検討を行ったところ、イリドイド骨格を有する化合物には、腸管内における短鎖脂肪酸の生成を効果的に促進する作用があることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて更なる検討を重ねることにより完成したものである。
即ち、本発明は、下記に掲げる態様の発明を提供する。
項1. イリドイド骨格を有する化合物を含有する、腸管内における短鎖脂肪酸の生成促進剤。
項2. イリドイド骨格を有する化合物が、アスペルロシド、ゲニポシド酸、オイコミオール、1-デオキシオイコミオール、エピオイコミオール、アスペルロシド酸、デアセチルアスペルロシド酸、スキャンデシド10-O-アセテート、オークビン、オイコミシドA、オイコミシドB、及びオイコミシドCよりなる群から選択される少なくとも1種である、項1に記載の短鎖脂肪酸の生成促進剤。
項3. 飲食品、又は内服用医薬品である、項1又は2に記載の短鎖脂肪酸の生成促進剤。
項4. 腸管内におけるプロピオン酸及び/又はコハク酸の生成促進のために用いられる、項1~3のいずれかに記載の短鎖脂肪酸の生成促進剤。
本発明の短鎖脂肪酸生成促進剤は、腸管内で腸内細菌の代謝産物である短鎖脂肪酸の生成を促進することができる。本発明の短鎖脂肪酸生成促進剤によれば、腸管内での短鎖脂肪酸の生成量を増大させることにより、腸管バリア機能の増強による病原菌の感染予防、アレルギー性炎症の改善等の効果が期待できる。また、本発明の短鎖脂肪酸生成促進剤によれば、腸管内での短鎖脂肪酸の生成量を増大させることにより短鎖脂肪酸受容体を介したシグナル伝達を亢進できるので、生体恒常性機能の改善、PYYやGLP-1の分泌促進、インスリン分泌調節、交感神経の賦活化、短鎖脂肪酸受容体を介したシグナル伝達の低下が生じている症状や疾患に対する予防、治療又は改善等の効果が期待できる。
本発明の短鎖脂肪酸生成促進剤は、腸管内における短鎖脂肪酸の生成促進用途に使用されるものであって、イリドイド骨格を有する化合物を含有することを特徴とする。以下、本発明の短鎖脂肪酸生成促進剤について詳述する。
[イリドイド骨格を有する化合物]
本発明の短鎖脂肪酸生成促進剤は、有効成分として、イリドイド骨格を有する化合物(以下、「イリドイド化合物」と表記することもある)を含有する。
イリドイド化合物としては、可食性であるもの又は薬学的に許容されるものであることを限度として、その種類については特に制限されないが、例えば、アスペルロシド、ゲニポシド酸、オイコミオール、1-デオキシオイコミオール、エピオイコミオール、アスペルロシド酸、デアセチルアスペルロシド酸、スキャンデシド10-O-アセテート、オークビン、オイコミシドA、オイコミシドB、オイコミシドC等が挙げられる。これらのイリドイド化合物は、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。
これらのイリドイド化合物の中でも、より一層優れた短鎖脂肪酸生成促進を奏させるという観点から、好ましくはアスペルロシド、ゲニポシド酸、より好ましくはアスペルロシドが挙げられる。
本発明で使用するイリドイド化合物は、天然物由来のものであってもよく、また化学的に合成されたものであってもよい。更に、本発明で使用するイリドイド化合物は、精製品又は粗精製品のいずれであってもよい。
本発明で使用するイリドイド化合物の好適な例として、天然物由来のイリドイド化合物の精製品又は粗精製品、及びイリドイド化合物を含む天然物の加工処理物が挙げられる。
アスペルロシド等のイリドイド化合物を含む天然物としては、例えば、杜仲(Eucommia ulmoides)、オオバコ(Plantago lanceolata)、ノニ(Morinda citrifolia)等の植物が挙げられる。当該植物は、栽培により生産されたものであっても天然より採取されたものであってもよい。使用する植物の部位は、イリドイド化合物を含む部位であれば制限されず、全草、花、果実、葉、枝、樹皮、根茎、種子のいずれも使用できる。杜仲の場合は、好ましくは葉が例示され、オオバコの場合は、好ましくは種子が挙げられ、ノニの場合は、好ましくは葉が挙げられる。
イリドイド化合物を含む天然物の加工処理物としては、具体的には、前記天然物の乾燥物、粉砕物(生及び乾燥物を含む)、エキス等が挙げられる。これら加工処理物の中でも、好ましくはエキスが挙げられる。また、エキスは、非濃縮エキス(濃縮処理されていないもの)、軟エキス(つまり液状濃縮物)、エキス末(つまり乾燥物)等のいずれであってもよい。
イリドイド化合物を含む天然物の加工処理物の中でも、イリドイド化合物を所定量で含ませることが容易な点で、好ましくは杜仲葉エキスが挙げられる。杜仲葉エキスは、例えば、杜仲葉をそのままの生の状態で、又は、必要に応じて、粉砕、切断、蒸熱、揉捻、乾燥、焙煎等の前処理を行った後に、抽出処理を行うことによって得ることができる。抽出処理については、植物抽出物の製造に使用される一般的な抽出手法であればよく、例えば、溶媒抽出処理、超臨界抽出処理、水蒸気蒸留処理等が挙げられる。これらの中でも、好ましくは溶媒抽出処理が挙げられる。
杜仲葉エキスの溶媒抽出処理に使用される抽出溶媒としては、水(温水及び熱水を含む)、有機溶媒(メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール等の炭素数1~4の低級アルコール;プロピレングリコール、1,3-ブチレングリコール等の多価アルコール;アセトン等のケトン類;ジエチルエーテル、ジオキサン、アセトニトリル、酢酸エチルエステル等のエステル類;キシレン、ベンゼン、クロロホルム等)、これらの混合液が挙げられ、好ましくは、水、低級アルコール、これらの混合液が挙げられ、より好ましくは、温水、熱水等の加熱水が挙げられ、更に好ましくは熱水が挙げられる。これらの溶媒は1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
杜仲葉エキスの溶媒抽出処理における具体的な抽出条件は、イリドイド化合物を抽出できる条件であれば特に制限されない。例えば、抽出溶媒として水を用いる場合、水に浸漬させる方法が挙げられる。浸漬中、必要に応じて攪拌を行ってもよい。水の量は、例えば杜仲葉1重量部(乾燥重量基準)に対して、10~800重量部、好ましくは10~700重量部、より好ましくは10~500重量部の割合になるように調整することができる。抽出時の水の温度としては、例えば20~100℃程度、好ましくは70~98℃程度が挙げられ、抽出時間としては、1~60分、好ましくは5~40分、より好ましくは10~40分が挙げられる。その後、固液分離を行うことで固形物を取り除き、抽出物を取得することができる。固液分離法としては常法を用いることができ、例えば濾過や遠心分離法等が挙げられる。また、一度抽出処理に供した杜仲葉は、再度抽出処理に供してもよい。
抽出処理により得られた抽出物は、必要に応じて、濾過処理;ポリスチレンゲル(ポリスチレン・ジビニルベンゼン共重合体等)、イオン交換樹脂、活性炭等の担体を充填したカラムを用いた各種クロマトグラフィー等の吸着処理に供してイリドイド化合物の精製度を高めてもよい。抽出処理により得られた抽出物は、濃縮工程を経ずにそのまま非濃縮エキスとして使用してもよく、また濃縮工程に供して軟エキスとして使用したり、更に乾燥工程に供してエキス末として使用したりしてもよい。
[剤型・形態・用途]
本発明の短鎖脂肪酸生成促進剤の剤型については、特に限定されず、固体状、半固体状、又は液体状のいずれであってもよい。
本発明の短鎖脂肪酸生成促進剤は、腸内に移行される形態であればよく、経口摂取又は経口投与される形態であることが好ましいが、経腸投与される形態のものであってもよい。
本発明の短鎖脂肪酸生成促進剤の形態として、具体的には、飲食品及び内服用医薬品(内服用の医薬部外品を含む)が挙げられる。
本発明の短鎖脂肪酸生成促進剤を飲食品の形態にする場合(即ち、アルツハイマー病の予防用の飲食品として提供する場合)、イリドイド化合物を、そのまま又は他の食品素材や添加成分と組み合わせて所望の形態に調製すればよい。このような飲食品としては、一般の飲食品の他、保健機能食品(特定保健用食品、栄養機能食品、サプリメント等を含む)、病者用食品等の食品等が挙げられる。これらの飲食品の形態として、特に限定されないが、具体的には、茶飲料、栄養ドリンク、果汁飲料、炭酸飲料、乳酸飲料等の飲料;カプセル剤(ソフトカプセル剤、ハードカプセル剤)、錠剤、顆粒剤、粉剤、ゼリー剤、リポソーム製剤等のサプリメント;グミ、キャンディー、ゼリー等の嗜好品等が挙げられる。これらの飲食品の中でも、好ましくは飲料、より好ましくは杜仲茶エキスを含む茶飲料が挙げられる。
本発明の短鎖脂肪酸生成促進剤を内服用医薬品(内服用の医薬部外品を含む)の製剤形態にする場合、イリドイド化合物を、そのまま又は他の添加剤等と組み合わせて所望の形態に調製すればよい。このような内服用医薬品としては、具体的には、ドリンク剤、錠剤、丸剤、散剤、細粒剤、顆粒剤、カプセル剤(ハードカプセル及びソフトカプセルを含む)、トローチ剤、チュアブル剤、エキス剤(軟エキス剤、乾燥エキス剤等を含む)、ゼリー剤、シロップ剤、酒精剤、エリキシル剤、リポソーム製剤等が挙げられる。
本発明の短鎖脂肪酸生成促進剤において、イリドイド化合物の含有量は、対象者の体格、年齢、症状、腸管内での短鎖脂肪酸の生成の程度、短鎖脂肪酸生成促進剤の形態等を勘案して、1日当たりのイリドイド化合物の摂取・投与量を踏まえて適宜設定すればよい。1日当たりのイリドイド化合物の摂取・投与量としては、イリドイド化合物の総量で15~500mg程度、好ましくは30~300mg程度、より好ましくは50~150mg程度となるように設定すればよい。本発明の短鎖脂肪酸生成促進剤は、1日当たり1回、又は1日当たり複数回に分けて摂取又は投与すればよいが、好ましくは、1日当たり1~3回である。
より具体的には、本発明の短鎖脂肪酸生成促進剤を飲料の製剤形態にする場合であれば、イリドイド化合物の含有量として、例えば、イリドイド化合物の総量で0.00075~1%程度、好ましくは0.0015~0.6重量%程度、より好ましくは0.0025~0.3重量%程度が挙げられる。
また、本発明の短鎖脂肪酸生成促進剤を錠剤、丸剤、散剤、細粒剤、顆粒剤、カプセル剤、トローチ剤、チュアブル剤等の固形状製剤にする場合であれば、イリドイド化合物の含有量として、例えば、イリドイド化合物の総量で5~95重量%程度、好ましくは10~80重量%程度、より好ましくは15~65重量%程度が挙げられる。
本発明の短鎖脂肪酸生成促進剤は、腸管内の短鎖脂肪酸の生成を促進する用途に使用される。本発明において、短鎖脂肪酸とは、腸内細菌の代謝産物として生じる短鎖脂肪酸であり、具体的には、酢酸、プロピオン酸、酪酸、コハク酸等の炭素数が1~6の短鎖脂肪酸である。本発明の短鎖脂肪酸生成促進剤は、短鎖脂肪酸の中でも、特にプロピオン酸及びコハク酸の生成促進効果に優れているので、腸管内におけるプロピオン酸の生成促進用途、及び/又は腸管内におけるコハク酸の生成促進用途に特に好適である。
また、腸管内における短鎖脂肪酸の生成量の増大は、腸管バリア機能の増強を増強させ、病原菌の感染予防や、腸管におけるアレルギー性炎症の改善に有効であるので、本発明の短鎖脂肪酸生成促進剤は、腸管バリア機能の増強用途;腸管を介した病原菌の感染予防用途;腸管におけるアレルギー性炎症の改善用途等に使用することができる。
また、高脂肪食は、腸管内における短鎖脂肪酸の生成量の低下を招くため、本発明の短鎖脂肪酸生成促進剤は、高脂肪食摂取による短鎖脂肪酸生成量の低下抑制の用途にも使用することができる。ここで、高脂肪食とは、総摂取エネルギーの内、脂肪が占める割合(脂肪重量比率)が30%以上である食品である。
また、腸管内における短鎖脂肪酸の生成量の増大は、腸管内での短鎖脂肪酸受容体を介したシグナル伝達の亢進だけでなく、血中に移行する短鎖脂肪酸量を増加させ、その結果、全身での鎖脂肪酸受容体を介したシグナル伝達の亢進をもたらし得る。そのため、本発明の短鎖脂肪酸生成促進剤は、腸管だけでなく生体全体における短鎖脂肪酸受容体を介したシグナル伝達の亢進に基づく効果を享受させることができる。
例えば、短鎖脂肪酸受容体(GPR41、GPR43、GPR91、GPR109a、及びOlfr78)を介したシグナル伝達の亢進は、生体恒常性機能の亢進をもたらし得るので、本発明の短鎖脂肪酸生成促進剤は、生体恒常性機能の亢進用途;短鎖脂肪酸受容体を介したシグナル伝達の低下が生じている症状や疾患に対する予防、治療又は改善用途等に使用することができる。
GPR41及びGPR43を介したシグナル伝達の亢進は、腸管内でのPYYやGLP-1の分泌促進をもたらすので、本発明の短鎖脂肪酸生成促進剤は、腸管内でのPYYの分泌促進用途;PYYの分泌能低下が生じている症状や疾患に対する予防、治療又は改善用途;腸管内でのGLP-1の分泌促進用途;GLP-1の分泌能低下が生じている症状や疾患に対する予防、治療又は改善用途等に使用することもできる。
また、GPR41及びGPR43を介したシグナル伝達は、膵臓でのインスリン分泌調節にも関与しているので、本発明の短鎖脂肪酸生成促進剤は、インスリン分泌調節用途;2型糖尿病の予防、治療又は改善用途等に使用することもできる。
更に、交感神経節で発現しているGPR43を介したシグナル伝達の亢進は、交感神経を賦活化し、ノルアドレナリンの分泌促進をもたらすので、本発明の短鎖脂肪酸生成促進剤は、交感神経を賦活化用途;ノルアドレナリンの分泌促進用途等にも使用することができる。
以下に実施例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
試験例1
5週齢の雄マウス(C57/6J、日本チャールス・リバー株式会社)を3群に分け、各群のマウスに対して表1に示す組成の飼料を給餌して12週間飼育した。
Figure 0007409797000001
11日間飼育後に各マウスを解剖して盲腸内容物を採取し、以下の方法でメタボローム解析によりコハク酸及びプロピオン酸量を測定した。先ず、採取した盲腸内容物を凍結乾燥し、凍結乾燥物に対して、3mmジルコニアビーズ3個を入れ、破砕機で破砕した。破砕後のサンプルを10mg量りとった後、0.1mmジルコニアビーズ100mgを入れ、更に500μLの内部標準物質(methionine sulfone、D-camphor-10-sulfonic acid)を添加し、破砕機にて1500rpm、5分間破砕した。その後、サンプルに500mμLのクロロホルム、及び超純水200μLを添加し、破砕機にて1500rpm、5分間処理した。得られたサンプルを遠心機にて4℃、4600g、30分間遠心分離し、分離された上清を分画分子量5kDaの限外濾過フィルターチューブへ移し、遠心機にて4℃、9100g、3~7時間遠心分離し、タンパク質の除去を行なった。回収した濾液は、真空乾燥機で40℃、3時間乾固させたのち、50μLの超純水に再溶解し、代謝産物抽出液を得た。得られた代謝産物抽出液はCE-TOFMS(agilent Technologies社)の陽イオンモードで分析を行った。分析条件は文献[Hirayama, A. et al., Cancer Res.69, 4918 LP - 4925. 2009]に記載の条件に基づいて測定を行なった。また、測定後のデータは、解析ソフトウェア(Master Hands、Human Metabolome. Technologies, Inc.; Sugimoto et al., 2010)を用いて、代謝物質であるコハク酸及びプロピオン酸の同定及び濃度(盲腸内容物の乾燥重量1g当たりのモル数)の算出を行なった。
得られた結果を表2及び3に示す。高脂肪食群では、コントロール食群に比べて、コハク酸及びプロピオン酸の生成量が低下していた。これに対して、高脂肪食+アスペルロシド群では、コントロール食群に比べて、コハク酸及びプロピオン酸の生成量が増加していた。これらの結果から、アスペルロシドには、腸管内で短鎖脂肪酸の生成を促進する作用があることが明らかとなった。
Figure 0007409797000002
Figure 0007409797000003
試験例2
5週齢の雄マウス(C57/6J、日本チャールス・リバー株式会社)を4群に分け、各群のマウスに対して表4に示す組成の飼料を給餌して9週間飼育した。
Figure 0007409797000004
9週間飼育後の各マウスを6時間絶食させた後にグルコースを1.5g/Kg体重で経口投与し、その10分後に血液を採取して、血中の活性型GLP-1濃度を、ELIZAキット(「GLP-1, Active form Assay Kit-IBL」、株式会社免疫生物研究所)を用いて測定を行った。
得られた結果を表5に示す。この結果、コントロール食群及び高脂肪食群では、GLP-1の分泌量に殆ど変化はなかったが、高脂肪食+アスペルロシド0.125%群、及び高脂肪食+アスペルロシド0.5%群では、コントロール食群及び高脂肪食群に比べて、GLP-1の分泌量が増加していた。即ち、高脂肪食+アスペルロシド0.125%群、及び高脂肪食+アスペルロシド0.5%群では、腸管内における短鎖脂肪酸の生成量の増大により、GPR41及びGPR43が刺激され、その結果、GLP-1の分泌量が増加したと考えられる。
Figure 0007409797000005
試験例3
9名の被験者(BMI値25~30、40歳以上の男女)に、1日1回の頻度で4週間、表6に示す組成の錠剤を摂取させた。
Figure 0007409797000006
錠剤の摂取前と摂取開始から8週間後に、表7に示す自覚症状について問診を行い、1~5点の5段階(1全くなし, 2ほとんどなし, 3少しあり, 4中等度あり, 5高度にあり)で評点化した。この基準では、評点1及び2は問題なし、評点3は症状傾向があるが観察指導、評点4及び5は治療が必要、と判断できる。また、表7に示す自覚症状は、いずれも、腸管内での短鎖脂肪酸生成促進作用の副次効果によって改善が期待できるものである。
被験者の各自覚症状の点数を平均した値を表7に示す。この結果から、アスペルロシド及びゲニポシド酸を摂取することにより、腸管内での短鎖脂肪酸の生成量が増大したことが示唆された。
Figure 0007409797000007
処方例
表8~10に示す1日摂取量となるようにイリドイド化合物が含有させた飲食品又は内服用医薬品は、腸管内の短鎖脂肪酸の生成を促進する効果が期待できる。
Figure 0007409797000008
Figure 0007409797000009
Figure 0007409797000010

Claims (4)

  1. アスペルロシド及び/又はゲニポシド酸を含有する、腸管内における短鎖脂肪酸の生成促進剤(但し、抗更年期障害剤を除く)
  2. さらに、オイコミオール、1-デオキシオイコミオール、エピオイコミオール、アスペルロシド酸、デアセチルアスペルロシド酸、スキャンデシド10-O-アセテート、オークビン、オイコミシドA、オイコミシドB、及びオイコミシドCよりなる群から選択される少なくとも1種を含む、請求項1に記載の短鎖脂肪酸の生成促進剤。
  3. 飲食品、又は内服用医薬品である、請求項1又は2に記載の短鎖脂肪酸の生成促進剤。
  4. 腸管内におけるプロピオン酸及び/又はコハク酸の生成促進のために用いられる、請求項1~3のいずれかに記載の短鎖脂肪酸の生成促進剤。
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