JP7467543B2 - PGC-1αの発現を増加させる組成物 - Google Patents

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Description

本特許出願は2016年1月13日に大韓民国特許庁に提出された大韓民国特許出願第10-2016-0004383号に対して優先権を主張し、前記特許出願の開示事項は本明細書に参照として挿入される。
本発明は、PGC-1α発現減少に従うミトコンドリア機能低下による多様な疾患の予防または治療用組成物を提供することにある。
細胞の運命は細胞生存を維持しようとする要素と死滅させようとする要素との均衡と組合せにより調節される。細胞死滅を促進する要素の信号が伝達されれば、いろいろな定まったルートを通じて細胞死滅の過程が始まるが、その代表的な過程がアポトーシス(apoptosis)である。クロマチンの凝縮と核分裂の明確な形態の変化過程が特徴であるアポトーシスの死滅過程は、ミトコンドリア内膜で分泌される死滅促進要素の分泌によるカスパーゼ(caspase)酵素の活性を通じてなされるが、この過程はミトコンドリア外膜が透過され始めてなされる(Galluzzi et al., 2007; Kroemer et al., 2009)[1] (Chipuk et al., 2010; Youle and Strasser, 2008)[2]。このようなミトコンドリアを通じての細胞死滅は発生学的プログラム、DNA損傷、成長要素と営養分の不足、ウイルス感染、酸化ストレスなど、多様な刺激によって始まる(Youle and Strasser, 2008)[3]。しかしながら、異常な細胞死滅を誘導する過程は明らかな疾病の根源となる。例えば、異常な細胞死滅を誘導するようになれば、神経退化、虚血性再灌流傷害(ischemia reperfusion injury)、自家免疫疾病などを誘発するようになる(Fadeel and Orrenius、2005)[4]。これに関して最近の研究結果は細胞の死滅と生存においてPGC-1aの機能とPGC-1αの調節障害がもたらすことができる各種疾病に関して確認するようになった。
1.神経退行性疾病
アルツハイマー(AD)、パーキンソン病(PD)、ハンチントン病(HD)、ルーゲーリック病(amynotophic lateral sclerosis;ALS)のような神経退行性疾患は神経細胞の漸進的な機能喪失と細胞死滅によるものである(Jones et al., 2012)[5]。これら疾病の全体的な徴候は特定部分の神経細胞の損失に起因する。PGC-1α knock-outマウスから見ることができる神経退化による多過ぎな活動亢進(hyperactivity)と大脳皮質部位に少なく表れた損傷部位とは異なり、脳線条体に目立って表れた損傷部位であって、このような神経退行性疾病にPGC-1αが直接的に関連があるという事実が分かる(Lin et al., 2004)[6]。また、このような発見と共にPGC-1α knock-outマウスの中枢神経系に表れた液胞損傷(vacuolar lesion)を確認することによって、PGC-1αが神経細胞機能を維持することに重要な役割をすることが分かる(Leone et al., 2005)[7]。
AD患者の脳のミトコンドリアの酸化機能障害、生成低下、脳機能低下など、ADの病理生理学現象はミトコンドリア機能損傷から起因する(Chaturvedi & Flint, 2013)[8]。特に、AD患者の脳のPGC-1α発現量が減っており、これは減少したミトコンドリアの生成と機能、そして増加した酸化的ストレスによる神経細胞死滅の結果を誘発する(Katsouri ey al., 2011; Qin et al., 2009)[9、10]。PGC-1αの発現減少はADを誘発するアミロイドの前駆タンパク質を分解切断してベータアミロイドを生成するBACE1の発現を増加させ、したがって、ベータアミロイドの量を増加させてミトコンドリアの機能低下と細胞死滅を誘発する(Wang et al., 2013)[11]。
PGC-1αの遺伝子(PPARGC1A)の単一塩基変移はPDとHDにかかる危険要素の増加と相当な関連関係がある(Clark et al., 2011; Weydt et al., 2009)[12、13]。マウスHDモデルだけでなく、AD、PD、HD患者のPGC-1α遺伝子発現が減少する(Cui et al., 2006; Qin et al., 2009; Ranganathan et al., 2009; Weydt et al., 2006; Xiang et al., 2011; Zheng et al., 2010[14-19]。したがって、HDモデル細胞培養で人為的なPGC-1αの発現は神経細胞の死滅を相当に減少させる(Chaturvedi et al., 2009)[20]。また、PGC-1αの過剰発現はALSモデルマウスの運動ニューロンを通じての運動機能を向上させる(Zhao et al., 2011)[21]。このような神経退行性疾病と密接な関連を有するPGC-1αの機能によってPGC-1αを薬理的に活性化させる機作を多様な神経退行性疾病を治癒する新たな方法として台頭している。
2.活性酸素群(ROS)による老化現象
PGC1-酸化的ストレス状況で防御機作を始めることに重要な役割をする(Chaturvedi & Flint, 2013)[22]。これは、神経退行性疾病での機能と噛み合うものであって、ミトコンドリアの呼吸機作関連複合体と脱共役(uncoupling)タンパク質(UCP)の量がPGC1-α過剰発現により増加する(St-Pierre et al., 2003)[23]。このような増加はミトコンドリアと細胞質内の活性酸素群(ROS)を解毒させるタンパク質群の発現の増加のようになされる(Cowell et al., 2009)[24]。ROS代謝でPGC-1αの役割を明らかにした最初の研究はPGC-1αを筋肉細胞で他の位置(ectopic)発現させればスーパーオキシド(superoxide)を除去するスーパーオキシドジスムターゼ(superoxide dismutase)2(SOD2)と過酸化水素(hydrogen peroxide)を除去するグルタチオンペルオキシダーゼ(glutathione peroxidase)1(GPX1)の発現が増加することを報告した論文である(St-Pierre et al., 2003)[23]。その以後、進展した研究を通じてミトコンドリア、細胞質、ペルオキシソームなど、多様な細胞内器官に存在する全ての種類のROX解毒酵素がPGC-1αにより調節されるかが 調査された(St-Pierre et al., 2006; Valle et al., 2005)[25、26]。これら研究またPGC-1αが調節するROS代謝プログラムの生理学的重要性を明らかにした。一方、PGC-1αの発現を防ぐ場合、ROS解毒タンパク質群の増加を防ぐため、酸化的ストレス状況ではPGC-1αが細胞保護機能を遂行することが分かる(St-Pierre et al., 2006)[25]。
また、細胞の老化または生命体の老化現象は、老化関連慢性疾病、例えば、退行性脳疾患、代謝関連疾患、心血管疾患が先行するようになる。これら疾病は、活性酸素群によるストレス、非細菌性炎症(sterile inflammation)、ミトコンドリア機能不全、DNA損傷、そしてテロメア(telomere)機能不全と長さが短くなる現象が増加するようになる。今までは、このような現象の共通的メカニズムに対する理解が不完全であったが、最近PGC-1αを除去すればテロメアの長さが短くなり、DNAの損傷が生じて血管の老化及びアテローム性動脈硬化症を起こすことを見せた論文が発表されたことがある(Xiong, S 2015)[27]。この論文によれば、PGC-1αを除去すれば、テロメアの長さを維持するテロメアリバーストランスクリプターゼ(telomere reverse transcriptase)(TERT)の活性及び発現量が減少し、p53の発現量及び活性は増加した。この研究はPGC-1αが老化及びそれに伴う慢性疾患を改善することに重要な役割をすることを見せている。
3.心血管疾患または心臓筋肉関連
PGC-1αの抗酸化機能は血管内皮細胞の保護とも連結される。神経モデルと同様に、人間血管内皮細胞内のPGC-1α発現を増加させる場合、ミトコンドリアの生成と活性酸素群解毒酵素群の増加がなされる(Valle et al., 2005)[26]。ROSを牛の内皮細胞に加える場合、PGC-1αの増加と細胞内抗酸化機能の増加がなされる(Borniquel et al., 2006)[28]。人間血管内皮細胞でPGC-1αを過発現させた後、人為的な酸化的ストレスを加える場合、細胞内ROSの増加が減少し、caspase 3の活性が妨害される(Valle et al., 2005)[26]。マウスPGC-1αとPGC-1β double knock-outモデルでは、生後主要死亡原因が心不全と表れて(Lai et al., 2008)[29]、充血性心不全(congestive heart failure)マウスモデルではPGC-1αの減少がストレス性心不全と心筋細胞死滅と連結される(Garnier et al., 2003)[30]。このように、PGC-1αは心筋細胞の代謝と成長において重要な役割をする。
4.筋肉損失及び関連疾患
PGC-1αの抗酸化機能は筋肉の維持強化機能とも連結される。筋肉の量が減って、機能が落ちると(老人性筋肉損失症、サルコペニア(Sarcopenia)、または筋肉機能不全症)、ホルモン関連疾病から細胞内の恒常性維持に至るまで非常に広い範囲に悪影響を及ぼす。神経モデルと同様に、筋肉細胞でPGC-1ααの発現が増加すれば(運動または遺伝子発現)、筋肉損失の原因となるミトコンドリア機能不全が解消されて筋肉を維持することができることがいろいろな研究により明るみになったことがある[31-38]。
5.脂肪除去及び体温維持
PGC-1αが欠失されたマウスではミトコンドリア遺伝子の発現が減少したが、これらの中には電子伝達系(ETC)の部品役割をする多様な遺伝子が含まれていて、呼吸を低めた(Lin et al., 2004; Leone et al., 2005)[6、7]。この減少したミトコンドリア機能はミトコンドリアの代謝過程に依存する生理学的過程に損傷を与えた。実際に、このPGC-1αが欠失されたマウスは寒さに露出した時に発現が増加するUCP1の発現を増加させることができなくて、寒さに敏感な反応を見せた(Lin et al., 2004; Leone et al., 2005)[6、7]。これらマウスは正常ネズミと比較して見る時、運動能力も減少した(Leone et al., 2005)[7]。このPGC-1αが欠失されたマウスとは対照的に、心臓と筋肉でPGC-1αが過発現されるトランスジェニックマウスの場合、ミトコンドリア生成が増加しており、ミトコンドリア遺伝子の発現も増加した(Lehman et al., 2000; Lin et al., 2002b; Wende et al., 2007)。これら研究は生体内でPGC-1αが有り無しによってミトコンドリアの生理に重要な影響を及ぼすことを見せている。また、類似褐色脂肪前駆細胞(Beigeまたはbrite preadipocytes)でPGC-1αが増加すれば、類似褐色脂肪細胞は褐色脂肪細胞に分化されて脂肪酸を酸化させてATPを生成するものでなく、体で熱として発散する機能を増加させる。また、脂肪も除去する機能をするようになる[39-42]。
周知のように、皮下脂肪はセルライト(cellulite)で囲まれた顆粒層で構成されている。このような皮下脂肪は運動を通じてよく分解されない特性がある。これは、体内の脂肪分解酵素が前記のセルライトにより遮断されるためである。したがって、従来には鍼、針と呼ばれるカテーテルを挿入して物理的に脂肪細胞を吸入する手術が盛んに行われたが、このような施術法は被施術者に苦痛を伴うため、大概全身麻酔を先行する。しかしながら、全身麻酔は被施術者に危険要素として作用することがあることを排除することができず、カテーテルが挿入される場合、内部出血及びそれに伴う組織の回復期間が長くなることは不回避である。
注射を用いた脂肪分解(Injection lipolysis)は脂肪を分解することができる薬物を脂肪部位に直接皮下注射して脂肪を溶かして排出するようにする方法であって、代表的な製品には、PPC注射と知られたLipostabil(登録商標)、Lipodissolve、Lipo-zap、Flab-Jabがある。これらPPC注射剤は、ホスファチジルコリン(phosphatidylcholine)とこれを液状に維持させるデオキシコール酸(deoxycholic acid)で構成されており、肝硬変により昏睡状態に陥った患者のために肝性昏睡治療補助剤として最初許可を受けた専門医薬品である。しかしながら、PPC注射が肉の多い部位に注射すれば、脂肪細胞を分解して肉が落ちると知られるにつれて、許可されない脂肪除去剤に誤用されている。ホスファチジルコリンは細胞膜を構成する主要物質であり、血液で脂肪成分がよく溶解されているようにする効果があり、脂肪組織の脂肪細胞を溶かして、この中に入っている脂肪を細胞の外に排出させる効果があると考えられて使われた。理論的に考えると、PPC注射は局所的に限定された少ない量の皮下脂肪除去、セルライト除去に使用できるが、PPC注射自体が脂肪を除去するものではない。また、PPC注射の作用機転は明るみにならなかった。PPC注射に対する研究結果の多くは患者の主観的な評価に依存しており、皮下脂肪量の変化を客観的に示す研究結果はない。米国FDAはPPC注射の効能と安全性に対する資料が足りないため、ホスファチジルコリンを皮下脂肪減少に使用することに対して許可しておらず、その無分別な使用を警告している。また、脂肪肝炎、皮膚、及び呼吸器系に対する副作用を報告する文献がある。
ここに、本発明者らはこのように医薬品の副作用と慢性疾患の問題点を克服するために、安全に体脂肪を分解することができる物質を開発しようと努力した。
6.老化関連
老化は、時間が経るにつれて生じる幾つかの変化を包含する、複雑で、互いに異なる種類からなる(heterogeneous)状態である。実際に、旺盛な要求(energeticdemands)に応じない場合、幾つかの生理的過程での機能不全、そして増加したストレスが老化という状態に寄与する。ミトコンドリアは、長い間、老化説の中心にあったが、ミトコンドリアの機能が老化によって一般的に減るためである(Quinlan et al., 2011)[43]。例えば、ミトコンドリア機能はPGC-1αとPGC1bと共に、telomereの機能不全の間減少するが、この状況は老化と関連している(Sahin et al., 2011)[44]。
老化研究で最も目に付く仮説は“老化のフリーラジカル仮説”(‘free radical theory of ageing’)であるが、ミトコンドリアによるROSの生成増加とこれによる酸化的損傷が老化を決定する因子という説である(Quinlan et al., 2011)[43]。特に、ミトコンドリアDNA(mtDNA)の突然変異は老化と連係されたミトコンドリア機能の低下で中心的な役割をするものとして考えられる。ミトコンドリアポリメラーゼ(polymerase) c(POLG)マウスモデル(Kujoth et al., 2005; Trifunovic et al., 2004)[45、46]は、老化においてミトコンドリアの重要性を浮上させることに助けを与えた。POLGはミトコンドリアに位置しているDNAポリメラーゼであるが、ミトコンドリアDNAの複製(replication)及びDNA修復(repair)に関与する。POLGに突然変異を有するマウスはミトコンドリアDNAに突然変異が増加し、脱毛現象を見せて(alopecia(hair loss)、骨多孔症及び心筋症(cardiomyopathy)を起こすが、このような症状は老化と連係されたものである(Kujoth et al., 2005; Trifunovic et al., 2004)[45、46]。PGC-1α発現を通じてのミトコンドリアの増加がPOLGマウスの外的形質(phenotype)を改善することができるかを試験するために、このマウスをMCK-PGC-1α Tgマウスと交配した(Lin et al., 2002b)[47]。突然変異POLGとPGC-1αを共に発現するマウスは心臓と骨格筋でミトコンドリア活性が増加したが、このような作用は突然変異COLGのみを発現しているネズミと比較して、これら組織機能の改善をもたらした(Dillon et al., 2012)[48]。これらデータは上昇したミトコンドリア機能がミトコンドリアDNAの突然変異とは関わらず有益な影響を有している点を浮き彫りしている。重要にもPGC-1αの発現が一生をかけて上昇していれば、筋肉量減少(sarcopenia(loss of muscle mass))のような老化と関連した症状の開始が遅れる(Wenz et al., 2009)[49]。これら改善された機能は年齢に従う酸化的損傷の蓄積とミトコンドリア機能低下を低めたことに起因する(Wenz et al., 2009)[49]。総合的に、これら研究はPGC-1αが老化と関連した症状の開始を遅延させ、生じた酸化的損傷の影響を和らげるということを見せている。
本発明者は、以下の一般式Iで表示される有効成分を含有するPGC-1α発現減少に従うミトコンドリア機能低下による多様な疾患の予防または治療用組成物を提供することにある。
一般式I:S-(MS)p-(MS)q
前記一般式で、Sはシアル酸であり、(MS)p及び(MS)qは互いに独立的に単糖類残基である。
本発明の実施形態に係る目的は、PGC-1αなどのようなミトコンドリア関連酵素の活性及び生成を増加させ、結果的にミトコンドリアの活性及び生成を増加させることによって、予防または改善、治療される退行性神経疾患、代謝性疾患、局所脂肪除去、及び脂質代謝関連疾患、老化及び老化に起因した疾病、筋肉減少(サルコペニア、悪液質)及び筋肉減少に起因した疾病を含む病態、障害及び/又は疾患の治療及び/又は管理のための組成物を提供するものである。
本明細書の全体に亘って多数の特許文献が参照され、その引用が表示されている。引用された特許文献の開示内容はその全体として本明細書に参照として挿入されて本発明が属する技術分野の水準及び本発明の内容がより明確に説明される。
本発明の一態様によれば、本発明は有効成分として次の一般式Iで表示される化合物、その塩、水和物(hydrate)、または溶媒和物(solvate)を含む、ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体コアクチベータ1-アルファ(peroxisome proliferator-activated receptor coactivator 1-alpha:PGC-1α)の発現減少と関連した疾病または症状を予防または治療するための組成物を提供する:
一般式I:S-(MS)p-(MS)q
前記一般式で、Sはシアル酸であり、(MS)p及び(MS)qは互いに独立的に単糖類残基である。
本発明の一態様によれば、本発明は有効成分として一般式Iで表示される化合物を含むPGC-1α発現減少に従うミトコンドリア機能低下に従う、転写コアクチベーターであるペルオキシソーム増殖因子活性化受容体コアクチベータ1-アルファ(PGC-1α)の発現を増加させることにより予防または改善、治療される退行性神経疾患、代謝性疾患、局所脂肪除去及び脂質代謝関連疾患、老化及び老化に起因した疾病、筋肉減少(サルコペニア(Sarcopenia)、悪液質(cachexia))及び筋肉減少に起因した疾病を含む病態、障害、及び/又は疾患の予防または治療用組成物を提供する。
このような目的を達成するための本発明に従うミトコンドリア機能低下による多様な疾患の予防または治療のための組成物は、次の一般式Iで表示される化合物を有効成分に含有する。
一般式I:S-(MS)p-(MS)q
前記一般式で、Sはシアル酸であり、(MS)p及び(MS)qは互いに独立的に単糖類残基である。
本発明者は多様な疾病の根本であるPGC-1α発現減少と、これに従うミトコンドリアの機能低下を防ぐ物質を開発しようと努力した。その結果、シアリルオリゴ糖が退行性神経疾患モデルマウスでPGC-1α発現とミトコンドリアの機能を増加を誘発して退行性神経疾患に従う行動の向上を誘発し、PGC-1α発現減少とミトコンドリア機能低下による退行性神経疾患、筋肉損失及びこれに従う疾患、心血管疾患、老化及び老化に起因した疾病の予防または治療できることを確認した。
本発明に従う組成物は、各疾病モデルに使われた動物で毒性を表さないだけでなく、多様な脳疾患(AD、PD、HDなど)、脳卒中、老化促進、皮膚実験動物モデル試験群、及び正常動物試験群に注入させた場合、脳と海馬を含んだ多様な臓器でミトコンドリアの機能と関連したPGC-1αと、その他の関連遺伝子(Fndc5(Fibronectin type III domain containing 5)、Erra(estrogen-related receptor alpha,UCP-1(uncoupling protein 1)、BDNF(brain-derived neurotrophic factor),SOD2(superoxide dismutase 2)、GPX1(glutathione peroxidase 1))の発現を対照群と比較して、より顕著に増加させると共に、各種の脳疾患(AD、PD、HDなど)の基本行動テストでも向上した行動を見せて、PGC-1α関連退行性神経疾患、代謝性疾患、局所脂肪除去及び脂質代謝関連疾患、老化及び老化に起因した疾病、筋肉減少(サルコペニア、悪液質)及び筋肉減少に起因した疾病を含む病態、障害、及び/又は疾患の予防または治療用薬学的組成物に有用に使用できる。
図1aは、正常ネズミモデルでの6’-SL(sialyllactoase)組成物処理による臓器の遺伝子発現変化を示す図である。 図1bは、正常ネズミモデルでの6’-SL(sialyllactoase)組成物処理による骨格筋の遺伝子発現変化を示す図である。 図1cは、正常ネズミモデルでの6’-SL(sialyllactoase)組成物処理による腹部脂肪の遺伝子発現変化を示す図である。 図1dは、正常ネズミモデルでの3’-SL組成物処理による臓器の遺伝子発現変化を示す図である。 図1eは、正常ネズミモデルでの3’-SL組成物処理による骨格筋の遺伝子発現変化を示す図である。 図1fは、正常ネズミモデルでの3’-SL組成物処理による腹部脂肪の遺伝子発現変化を示す図である。 図2aは、脳と海馬でのPGC-1α’タンパク質発現変化を数値で示す図である。 図2bは、脳と海馬でのPGC-1α’タンパク質発現変化をウェスタンブロットで示す図である。 図3は、神経細胞でのSL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現変化を示す図である。 図4は、C2C12未成熟筋肉細胞でのSL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現変化を示す図である。 図5aは、各臓器での対照群対比脳あるいは海馬の相対的な遺伝子発現変化((アルツハイマー疾患モデル)群遺伝子発現量)/(対照群遺伝子発現量)、((アルツハイマー疾患モデル+3’-SL)群遺伝子発現量)/(対照群遺伝子発現量)と((アルツハイマー疾患モデル+6’-SL)群遺伝子発現量)/(対照群遺伝子発現量)を数値で示すものである。 図5bは、各臓器での対照群対比脳あるいは海馬の相対的な遺伝子発現変化((アルツハイマー疾患モデル)群遺伝子発現量)/(対照群遺伝子発現量)、((アルツハイマー疾患モデル+3’-SL)群遺伝子発現量)/(対照群遺伝子発現量)と((アルツハイマー疾患モデル+6’-SL)群遺伝子発現量)/(対照群遺伝子発現量)を数値で示すものである。 図6は、対照群、(アルツハイマー疾患モデル)群、(アルツハイマー疾患モデル+3’-SL)、そして(アルツハイマー疾患モデル+6’-SL)群に対して認知能力テスト(Morris water maze)実験を7日間して認知能力テストでの脱出時間を数値で示すものである。 図7aは、パーキンソンモデルでのSL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現変化を示す図である。 図7bは、パーキンソンモデルでのSL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現変化を示す図である。 図8は、パーキンソン病動物モデルに対する行動実験結果を示す図である。 図9aは、癲癇/痙攣脳疾患モデルでのSL組成物処理による遺伝子発現変化を示す図である。 図9bは、癲癇/痙攣脳疾患モデルでのSL組成物処理による遺伝子発現変化を示す図である。 図10aは、ハンチントンモデルでのSL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現変化を示す図である。 図10bは、ハンチントンモデルでのSL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現変化を示す図である。 図11は、ハンチントン疾患モデルに対するロータロッド走行実験の結果を示す図である。 図12は、虚血モデルでの虚血体積を観察した結果を示す図である。 図13は、ICH誘導後、SL(3’-SL & 6’-SL)処理によるMLPT試験点数変化を示す図である。 図14は、ネズミモデルでのSL組成物処理による遺伝子発現変化を示す図である。 図15は、ネズミモデルでのSL(3’-SL & 6’-SL)組成物を局所投与した場合、皮下脂肪減少効果を示す図である。 図16aは、老化促進モデルでのSL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現変化を示す図である。 図16bは、老化促進モデルでのSL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現変化を示す図である。 図17aは、細胞内H測定(ROS数値)の結果を示す図である。 図17bは、ミトコンドリアの超酸化物(Superoxide)生産測定を示す図である。 図18aは、SL(3’-SL & 6’-SL)組成物投与によるテロメラーゼ活動性を測定した結果を示す。 図18bは、SL(3’-SL & 6’-SL)組成物投与によるテロメラーゼ活動性を測定した結果を示す。 図19aは、細胞内H測定(ROS数値)の結果を示す図である。 図19bは、ミトコンドリアの超酸化物(Superoxide)生産測定の結果を示す図である。 図20aは、SL(3’-SL & 6’-SL)を動脈硬化症モデル(ApoE-/-)に処理してテロメラーゼ活動性を分析した結果を示す図である。 図20bは、SL(3’-SL & 6’-SL)をMASMsに処理してテロメラーゼ活動性を分析した結果を示す図である。 図21aは、皮膚実験モデルでのSL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現変化を示す図である。 図21bは、皮膚実験モデルでのSL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現変化を示す図である。 図22aは、分化された脂肪細胞で6’-シアリルラクトースが投与された場合、細胞内脂肪の変化を示す図である。 図22bは、分化された脂肪細胞で3’-シアリルラクトースが投与された場合、細胞内脂肪の変化を示す図である。 図23aは、分化された脂肪細胞で6’-シアリルラクトースが投与された場合、細胞内脂肪の変化を示す細胞の光学顕微鏡写真である。 図23bは、分化された脂肪細胞で3’-シアリルラクトースが投与された場合、細胞内脂肪の変化を示す細胞の光学顕微鏡写真である。 図24は、分化された脂肪細胞で細胞の生存率に及ぼす6’-シアリルラクトースの影響を示す図である。 図25は、分化された脂肪細胞でシアリルラクトースによるグリセロール(glycerol)分泌の変化を示す図である。 図26aは、シアリルラクトース皮下注射による高脂肪食餌マウスの皮膚変化を示す図である。 図26bは、シアリルラクトース皮下注射による高脂肪食餌マウスの皮膚変化を示す図である。
本発明の組成物において、有効成分は一般式Iの化合物、その塩、水和物、または溶媒和物である。一般式Iで、Sはシアル酸を示す。シアル酸は多様な方式により(MS)pに結合されていることができるが、α2、3結合またはα2、6結合により単糖類化合物(MS)pに結合される。Sにはシアル酸の以外に、変形された(modified)シアル酸が位置することができる。例えば、シアル酸の4番炭素にある-OH基のうち、HHが異なる置換基またはOHが異なる置換基に置換されたものがSに位置することができる。前記置換は(例えば、HがC1-C4アルキル基)に置換されたものでありうる。前記C1-C4アルキル基はメチル、エチル、プロピル、またはブチルでありうる。最も好ましくは、変形されないシアル酸がSに位置する。
(MS)p及び(MS)qに該当する単糖類化合物は当業界に公知された如何なる単糖類化合物も該当することができ、例えば、四炭糖(例えば、エリトロース及びトレオース)、五炭糖(例えば、リボース、アラビノース、キシロース、及びリソース)及び六炭糖(アロース、アルトロース、グルコース、マンノース、グロース、イドース、ガラクトース及びタロース)を含む。好ましくは、(MS)p及び(MS)qに位置する単糖類化合物は五炭糖または六炭糖であり、より好ましくは六炭糖であり、より好ましくはグルコース、マンノース、またはガラクトースであり、最も好ましくはグルコースまたはガラクトースである。(MS)p及び(MS)qに該当する単糖類化合物はD-またはL-形態の立体異性質体になることができ、最も好ましくはD-形態の立体異性質体である。
(MS)p及び(MS)qには同一または互いに異なる単糖類化合物が結合されることができ、好ましくは互いに異なる単糖類化合物が結合される。
本発明の好ましい具現例によれば、(MS)pはガラクトースまたはグルコースであり、(MS)qはグルコースまたはガラクトースであり、最も好ましくは(MS)pはガラクトース、(MS)qはグルコースである。(MS)pがガラクトース、(MS)qがグルコースの場合、二糖類化合物、ラクトースが形成される。
(MS)p及び(MS)qに位置する単糖類化合物は変形されるか、または変形されないものである。例えば、変形された単糖類化合物の場合、-OH基のうち、Hがアセチル基、または-OHがN-アセチル基に置換できる。好ましくは、(MS)p及び(MS)qに位置する単糖類化合物は変形されない単糖類化合物である。
本発明の好ましい具現例によれば、有効成分に用いられる一般式Iの化合物はシアリルラクトースである。本発明で有効成分に用いられるシアリルラクトースは、シアル酸にガラクトースとグルコースが順次に結合されてなされた化合物である。
シアル酸は多様な方式によりガラクトースに結合されていることができ、例えばα2、3またはα2、6結合により結合される。シアル酸は変形されることができ、例えば、シアル酸の4番炭素にある-OH基のうち、Hが異なる置換基またはOHが異なる置換基に置換されたものがSに位置することができる。前記置換は(例えば、HがC1-C4アルキル基に置換)されたものでありうる。前記C1-C4アルキル基はメチル、エチル、プロピル、またはブチルでありうる。
シアリルラクトースにあるガラクトースとグルコースはD-またはL-形態の立体異性質体を有することができ、最も好ましくはD-形態の立体異性質体である。シアリルラクトースにあるガラクトースとグルコースは変形されるか、または変形されないものである。例えば、変形された単糖類化合物の場合、-OH基のうち、Hがアセチル基またはOHがN-アセチル基に置換できる。好ましくは、シアリルラクトースにあるガラクトースとグルコースは変形されない単糖類化合物である。
本発明の好ましい具現例によれば、本発明で有効成分に用いられるシアリルラクトースは、α-NeuNAc-(2→3)-β-D-Gal-(1→4)-D-Glcまたはα-NeuNAc-(2→6)-β-D-Gal-(1→4)-D-Glcである[NeuNAc: N-Acetylneuraminyl, Gal:Galactose, Glc: Glucose]。α-NeuNAc-(2→3)-β-D-Gal-(1→4)-D-GlcはGM3ガングリオシドで発見される物質であり、α-NeuNAc-(2→6)-β-D-Gal-(1→4)-D-Glcは前記物質の異性質体である。
より好ましくは、本発明で有効成分に用いられるシアリルラクトースは、α-NeuNAc-(2→6)-β-D-Gal-(1→4)-D-Glcである。下記の実施形態で立証したように、α-NeuNAc-(2→6)-β-D-Gal-(1→4)-D-Glcはα-NeuNAc-(2→3)-β-D-Gal-(1→4)-D-Glcより効能が優れる。
本発明の組成物で有効成分に用いられるものは前記化合物自体だけでなく、その薬剤学的に許容可能な塩、水和物、または溶媒和物である。
用語、“薬剤学的に許容可能な塩”は所望の薬理学的効果、即ちPGC-1αの発現とミトコンドリアの機能を増加させる前記化合物の塩を示す。このような塩はハイドロクロライド、ハイドロブロマイド、及びハイドロヨウダイドのような無機酸、アセテート、アジペート、アルギネート、ベンゾエート、ベンゼンスルホネート、p-トルエンスルホネート、ビスルフェート、スルファメート、サルフェート、ナフチレート、ブチレート、シトレート、カンホレート、カンホスルホネート、シクロペンタンプロピオネート、ジグルコンート、ドデシルサルフェート、エタンスルホネート、フマレート、グルコヘプタノエート、グリセロホスフェート、ヘミサルフェート、ヘプタノエート、ヘキサノエート、2-ヒドロキシエタンサルフェート、ラクテート、マレエート、メタンスルホネート、2-ナフタレンスルホネート、ニコチエート、オキサレート、トシレート、及びウンデカノエートのような有機酸を用いて形成される。
用語、“薬剤学的に許容可能な水和物”は所望の薬理学的効果を有する前記化合物の水和物を示す。用語、“薬剤学的に許容可能な溶媒和物”は所望の薬理学的効果を有する前記化合物の溶媒和物を示す。前記水和物及び溶媒和物も前記した酸を用いて製造できる。
前述した一般式Iの化合物、その薬剤学的に許容可能な塩、水和物、または溶媒和物を有効成分に含む本発明の組成物はPGC-1αの発現とミトコンドリアの機能増加をもたらし、究極的に退行性神経疾患、心血管疾患、老化の予防、または治療活性を示す。
本明細書で使われる用語“退行性神経疾患(neurodegenerative Disease)”は脳と脊髄の特定脳細胞群が徐々にその機能を失って脳細胞の数が減少する疾患を総称する。脳と脊髄の神経細胞はその位置によって非常に多様な機能をしているので、どの部位の神経細胞が先に損傷され機能を失せていくのかによって、またこのような機能障害がどんな形態に進行されるかによって非常に多様な臨床様相を見せるようになる。
本発明の一実施形態において、本発明の退行性神経疾患はアルツハイマー疾病(Alzheimer’s disease(AD))、筋萎縮性側索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis(ALS)、ルーゲーリック病(Lou Gehrig’s disease))、デュシェンヌ型筋ジストロフィー(Duchenne muscular dystrophy)、パーキンソン病(Parkinson’s disease(PD))、ハンチントン病(Huntington’s disease(HD))、ピック病(Pick’s disease)、クーフス病(Kuf’s disease)、モール-トラネブヤルグ症候群(Mohr-Tranebjaerg syndrome)、ウィルソン病(Wilson’s disease)、散発性アルツハイマー病(sporadic Alzheimer’s disease)、散発性筋萎縮性側状硬化症(sporadic atrophic lateral sclerosis)、散発性パーキンソン病(sporadic Parkinson’s disease)、自律機能変化(autonomic function change)、睡眠障害(sleep disorder)、神経精神病学的障害(neuropsychiatric disorder)、憂欝(depression)、精神分裂症(schizophrenia)、分裂情動障害(schizoaffective disorder)、コルサコフ精神症(Korsakov’s psychosis)、躁症(mania)、不安障害(anxiety disorder)、恐怖障害(phobic disorder)、学習または記憶障害(learning or memory impairment)、記憶喪失症または年齢関連記憶損失(amnesia or age-related memory loss)、注意力欠乏障害(attention deficit disorder)、気分低下障害(mood depressive disorder)、主要憂欝障害(major depressive disorder)、強迫人格障害(anankastic personality disorder)、精神活性物質使用による障害(psychoactive substance use disorder)、恐慌障害(panic disorder)、両極性情動障害(bipolar affective disorder)、偏頭痛(migraine)、過剰行動障害(hyperactivity disorder)、及び運動障害(dyskinesia)で構成された群から選択されるいずれか1つである。
より具体的に例を挙げると、本発明の退行性神経疾患は急性(acute)、亜急性(subacute)、または慢性(chronic)神経変性疾患(neurodegenerative diseases)を含む。
本発明の急性神経変性疾患は、脳卒中(stroke)、脳硬塞(cerebral infarction)、脳出血(cerebral hemorrhage)、頭部損傷(head injury)、または脊髄損傷(spinal cord injury)を含み、前記亜急性神経変性疾患は脱髓鞘性疾患(demyelinating diseases)、神経系副腫瘍症候群(neurologic paraneoplastic syndrome)、亜急性連合変性(subacute combined degeneration)、亜急性怪死性脳炎(subacute necrotizing encephalitis)、または亜急性硬化性汎脳炎(subacute sclerosing encephalitis)を含む。本発明の慢性神経変性疾患は、老人性痴呆(senile dementia)、血管痴呆(vascular dementia)、びまん性白質疾患(diffusive white matter disease)(ビンスワンガー疾患(Binswanger’s disease))、内分泌または代謝起源痴呆(dementia of endocrine or metabolic origin)、頭部外傷及びびまん性脳損傷による痴呆(dementia of head trauma and diffuse brain damage)、拳闘家痴呆(dementia pugilistica)、及び前頭葉痴呆(frontal lobe dementia)を含む記憶喪失症(memory loss)、アルツハイマー疾患(Alzheimer’s disease)、ピック疾患(Pick’s disease)、びまん性レビー小体疾患(diffuse Lewy Body disease)、進行性核上性麻痺(progressive supranuclear palsy)(スティール-リチャードソン症候群(Steel-Richardson syndrome))、多系統萎縮症(multiple system degeneration)、神経変性と関連した慢性癲癇状態(chronic epileptic conditions associated with neurodegeneration)、筋萎縮性側索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis)、調和運動不能(degenerative ataxias)、皮質基底変性(cortical basal degeneration)、ALS-パーキンソン-痴呆複合症(ALS Parkinson’s-Dementia complex of Guam)、亜急性硬化汎脳炎(subacute sclerosing panencephalitis)、ハンチントン疾患(Huntington’s disease)、パーキンソン疾患(Parkinson’s disease)、シヌクレイノパチー(synucleinopathies)、一次進行性失語症(primary progressive aphasia)、線条体黒質変性(striatonigral degeneration)、マチャド-ジョセフ疾患/脊髄小脳性失調症(Machado-Joseph disease/spinocerebellar ataxia)、オリーブ橋変性(olivopontocerebellar degenerations)を含む運動神経細胞疾患(motor neuron diseases)、ジル・ドゥ・ラ・トゥレット疾患(Gilles De La Tourette’s disease)、延髓及び偽性延髓麻痺(bulbar and pseudobulbar palsy)、脊髄及び脊髄延髓筋肉萎縮(spinal and spinobulbar muscular atrophy)(ケネディ疾患(Kennedy’s disease))、多発硬化症(multiple sclerosis)、原発性側索硬化症(primary lateral sclerosis)、遺伝性攣縮性大麻痺(familial spastic paraplegia)、ウェルドニッヒ・ホフマン疾患(Werdnig-Hoffmann disease)、クーゲルベルグ・ウェランダ疾患(Kugelberg-Welander disease)、テイ-サックス疾患(Tay-Sach’s disease)、サンドホッフ疾患(Sandhoff disease)、遺伝性強直性疾患(familial spastic disease)、ヴォールファルト・クーゲルベルク・ヴェランデル疾患(Wohlfart-Kugelberg-Welander disease)、強直性下半身麻痺(spastic paraparesis)、進行性多焦点白質脳症(progressive multi-focal leukoencephalopathy)、遺伝性自律神経失調症(familial dysautonomia)(ライリー-デイ症候群(Riley-Day syndrome))、クロイツフェルト・ヤコブ(Creutzfeldt-Jakob)、ゲルストマン・ストロイスラー・シャインカー疾患(Gerstmann-Straussler-Scheinker disease)、クールー病(Kuru)、及び致命的遺伝性不眠症(fatal familial insomnia)を含むプリオン疾患(prion diseases)、または脳性麻痺を含む。
本発明の代謝性疾患(metabolic diseases)、脂質代謝関連疾患(lipid metabolism-related diseases)、老化及び老化に起因した疾病(aging and diseases caused by aging)、筋肉減少(muscle loss)(サルコペニア(Sarcopenia)、悪液質(cachexia))及び筋肉減少に起因した疾病(diseases caused by muscle loss)には、グルコース新生に対する変化(changes to gluconeogenesis)、軟組織炎(cellulitis)、女性乳房症(gynecomastia)、仮性女性乳房症(pseudogynecomastia)、脂肪異栄養症(lipoatrophy)、老化(aging)、光老化(photoaging)、皮膚外傷(cutaneous traumas)、傷害の再上皮化(reepithelialization of injuries)、皮膚の脱水(dehydration of the skin)、乾躁症(xerosis)、角質化障害(keratinization disorders)、たこ(callous)、硬い皮膚(hard skin)、扁平苔癬(psoriasis)、ループスと関連した皮膚病変(skin lesions associated with lupus)、脂漏性皮膚炎(seborrheic dermatitis)、老人性皮膚炎(senile dermatitis)、ふけ(dandruff)、乳児脂肪冠(cradle cap)、脂漏(seborrhea)、にきびの過剰脂漏(hyperseborrhea of acne)、日光性皮膚炎(solar dermatitis)、脂漏性角化症(seborrheic keratosis)、老人性角化症(senile keratosis)、光線角化症(actinic keratosis)、光誘導角化症(photoinduced keratosis)、毛嚢角化症(follicular keratosis)、普通にきび(acne)、母斑(nevus)、繊維芽細胞の機能変化(change in the function of fibroblasts)、結節筋膜炎(nodular fasciitis)、硬皮症(scleroderma)、デュピュイトラン拘縮(Dupuytren’s contracture)、皮脂腺の障害(Sebaceous gland disorder)、にきび薔薇症(acne rosacea)、多形性にきび(polymorphic acne)、面疱(comedones)、多形症(polymorphous)、薔薇症(rosacea)、結晶嚢性にきび(nodulocystic acne)、凝塊性にきび(conglobate acne)、老人性にきび(senile acne)、魚鱗癬(ichthyosis)、ダリエー病(Darier’s disease)、手掌足蹠角皮症(keratoderma palmoplantaris)、白斑病(leukoplakia)、粘膜苔癬(mucosal lichen)、皮膚苔癬(cutaneous lichen)、湿疹(eczema)、尋常性疣贅(common warts)、扁平疣贅(flat warts)、疣贅状表皮異型性症(epidermodysplasia verruciformis)、口腔乳頭腫症(oral papillomatosis)、紅斑性ループス(lupus erythematosus)、水疱性疾患(bullous diseases)、水疱性類天疱瘡(bullous pemphigoid)、硬皮症(scleroderma)、光線角化症、色素沈着障害(pigmentation disorders)、白斑症(vitiligo)、円形脱毛症(alopecia areata)、レビー小体疾患(Lewy Body disease)、神経繊維濃縮体(neurofibrillary tangles)、ローゼンタール線維(Rosenthal fiber)、マロリー硝子体(Mallory’s hyaline)、重症筋肉無力症(myasthenia gravis)、ジル・ドゥ・ラ・トゥレット症候群(Gilles de la Tourette syndrome)、多発性硬化症(multiple sclerosis)、筋萎縮性側索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis)、進行性核上性麻痺(progressive supranuclear palsy)、癲癇(epilepsy)、クロイツフェルト・ヤコブ病(Creutzfeldt-Jakob disease)、難聴-筋肉緊張異常症候群(deafness-dystonia syndrome)、ライ病(Leigh’s disease)、レバー遺伝性視神経病症(Leber’s hereditary optic neuropathy)、筋肉緊張異常(dystonia)、運動ニューロン疾患(motor neuron disease)、神経病症症候群(neuropathy syndrome)、運動失調症及び網膜色素変性症(ataxia and retinitis pigmentosa)、母系遺伝ライ病(maternally inherited Leigh’s disease)、フリードリヒ運動失調症(Friedreich’s ataxia)、遺伝性強直性大麻痺(hereditary spastic paraplegia)により形成された群から選択される。
本発明の一具現例において、本発明の組成物は溶液、懸濁液、シロップ剤、エマルジョン、リポソーム、エキス剤、散剤、粉末剤、顆粒剤、錠剤、徐放型製剤、及びカプセル剤で構成された群から選択される。
本発明の一具現例において、本発明の組成物は経口投与用組成物であり、リポソームを含んだ薬物伝達体または徐放型製剤の剤型である。
本発明の一具現例において、本発明の組成物が非経口投与用組成物である場合、リポソーム及び超音波造影剤(ultrasound contast agent)を含んだ薬物伝達体または徐放型製剤の剤型でありうる。
本発明の組成物は薬剤学的組成物、化粧品、及び機能性食品(nutraceutical)組成物、または食品組成物に製造できる。
本発明の好ましい具現例によれば、本発明の組成物は(a)前述した本発明の一般式Iの化合物の薬剤学的有効量;及び(b)薬剤学的に許容される担体を含む薬剤学的組成物である。
本明細書で、用語“薬剤学的有効量”は前述した一般式Iの化合物の効能または活性を達成することに十分な量を意味する。
本発明の組成物が薬剤学的組成物に製造される場合、本発明の薬剤学的組成物は薬剤学的に許容される担体を含む。本発明の薬剤学的組成物に含まれる薬剤学的に許容される担体は製剤時に通常的に用いられるものであって、ラクトース、デキストロース、スクロース、ソルビトール、マンニトール、澱粉、アカシアゴム、リン酸カルシウム、アルギネート、ゼラチン、ケイ酸カルシウム、微結晶性セルロース、ポリビニルピロリドン、セルロース、水、シロップ、メチルセルロース、メチルヒドロキシベンゾエート、プロピルヒドロキシベンゾエート、滑石、ステアル酸マグネシウム、及びミネラルオイルなどを含むが、これに限定されるものではない。本発明の薬剤学的組成物は前記成分の以外に、潤滑剤、湿潤剤、甘味剤、香味剤、乳化剤、懸濁剤、保存剤などを追加で含むことができる。適合した薬剤学的に許容される担体及び製剤は、Remington’s Pharmaceutical Sciences(19th ed., 1995)に詳細に記載されている。
本発明の薬剤学的組成物は経口または非経口投与することができ、非経口投与の場合には静脈内注入、皮下注入、筋肉注入、腹腔注入、経皮投与、粘膜投与、及び点眼投与などにより投与することができる。
本発明の薬剤学的組成物の適合した投与量は、製剤化方法、投与方式、患者の年齢、体重、性、病的状態、食べ物、投与時間、投与経路、排泄速度、及び反応感応性のような要因によって多様に処方できる。好ましくは、本発明の薬剤学的組成物の投与量は成人基準に1日当たり0.0001-1000mg/kg(体重)であり、例えば、0.001-800mg/kg(体重)、または0.001-600mg/kg(体重)である。また、医師または薬剤師の判断によって一定時間間隔で1日1回乃至数回に分割投与することもできる。
本発明の薬剤学的組成物は当該発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施することができる方法によって、薬剤学的に許容される担体及び/又は賦形剤を用いて製剤化することによって、単位容量形態に製造されるか、または多容量容器内に内入させて製造できる。
本発明の好ましい具現例によれば、本発明の組成物の剤型は、溶液、懸濁液、シロップ剤、エマルジョン、リポソーム、エキス剤、散剤、粉末剤、顆粒剤、錠剤、徐放型製剤、及びカプセル剤であり、分散剤または安定化剤を追加的に含むことができる。
具体的に投与経路によって、経口投与用固体剤型には、カプセル剤、錠剤、丸剤、散剤、及び顆粒剤が含まれる。このような固体剤型で、活性化合物は1つ以上の不活性薬剤学的に許容される賦形剤または担体(例、ナトリウムシトレートまたはリン酸二カルシウム)及び/又はa)充填剤または増量剤(例、澱粉、ラクトース、スクロース、グルコース、マンニトール、及びケイ酸)、b)結合剤(例、カルボキシメチルセルロース、アルギネート、ゼラチン、ポリビニルピロリドン、スクロース、及びアラビアゴム)、c)保湿剤(例、グリセロール)、d)崩解剤(例、寒天-寒天、炭酸カルシウム、ジャガイモまたはタピオカ澱粉、アルギン酸、特定ケイ酸塩及び炭酸ナトリウム)、e)液状遅延剤(例、パラフィン)、f)吸収促進剤(例、四級アンモニウム化合物)、g)湿潤剤(例、セチルアルコール及びグリセロールモノステアレート)、h)吸収剤(例、カオリン及びベントナイト粘土)、及びi)潤滑剤(例、タルク、カルシウムステアレート、マグネシウムステアレート、固体ポリエチレングリコール、ナトリウムラウリルサルフェート、及びこれらの混合物)と混合できる。カプセル剤、錠剤、及び丸剤の場合に、剤型はまた緩衝剤を含むことができる。
また、ラクトースまたはミルクシュガーのような賦形剤だけでなく、高分子量のポリエチレングリコールなどを使用した軟質及び硬質ゼラチンカプセルに充填剤として使用できる。
錠剤、糖衣錠、カプセル剤、丸剤、及び顆粒剤の固体投与型は、腸溶皮及びその他の薬剤分野によく知られた被覆のような被覆物及びシェルで製造できる。これらは、任意に混濁化剤を含有することができ、またこれらが腸管の特定部位で任意に遅延された方式により活性成分のみを放出するか、または活性成分を優先的に放出するように組成できる。また、必要の場合、活性化合物は1つ以上の前記の賦形剤と微細カプセル形態に存在することができる。
経口投与用液体剤型には、薬剤学的に許容されるエマルジョン、溶剤、懸濁剤、シロップ剤、及びエリクサー剤が含まれる。活性化合物の以外に、液体剤型は水または他の溶媒、可溶化剤及び乳化剤(例、エチルアルコール、イソプロフィルアルコール、エチルカーボネート、エチルアセテート、ベンジルアルコール、ベンジルベンゾエート、プロピレングリコール、1,3-ブチレングリコール、ジメチルホルムアミド、オイル(特に、綿実油、ピーナッツ、とうもろこし油、胚芽油、オリーブ油、ひまし油、及び胡麻油)、グリセロール、テトラヒドロフリルアルコール、ポリエチレングリコール及びソルビタンの脂肪酸エステル及びこれらの混合物のように本分野によく使われる不活性希釈剤を含有することができる。不活性希釈剤の以外に、経口組成物はまた湿潤剤、乳化剤、懸濁化剤、甘味剤、風味剤、及び芳香剤のような補助剤を含有することができる。
直腸または膣内投与用剤型は、好ましくは本発明の化合物を、室温で固体であるが、体温では液体であるので、直腸または膣で溶けて活性化合物を放出する適合した非刺激性補助剤または担体(例、ココアバター、ポリエチレングリコール、または坐剤用ワックス)と混合して製造することができる坐剤である。
非経口注射のために適合した剤型は、生理学的に許容される滅菌水性または非水性溶液、分散液、懸濁液、またはエマルジョン、及び滅菌注射溶液または分散液に再構成するための滅菌粉末を含むことができる。適合した水性及び非水性担体、希釈剤、溶媒またはビヒクルの例には、水、エタノール、ポリオル(プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセロールなど)、植物性油(オリーブ油)、注射用有機エステル(例、エチルオレエート)及びこれらの適合した混合物が含まれる。
また、本発明の組成物は、保存剤、湿潤剤、乳化剤、及び分散剤のような補助剤を含有することができる。各種の抗菌剤及び抗真菌剤(例、パラベン、クロロブタノール、フェノール、ソルブ酸など)により微生物の作用を抑制することができる。また、糖、塩化ナトリウムなどのような浸透圧調節剤を含むことが好ましいことがある。吸収遅延剤(例、アルミニウムモノステアレート及びゼラチン)を使用して注射用薬剤の吸収を遅延させることができる。
懸濁剤は活性化合物の以外に懸濁化剤(例、エトキシル化イソステアリルアルコール、ポリオキシエチレンソルビトール及びソルビタンエステル、微細結晶セルロース、アルミニウムメタヒドロキシド、ベントナイト、寒天-寒天及びトラガカントまたはこれらの混合物など)を含有することができる。
一部の場合に薬物の効果を持続させるために、皮下または筋肉内注射から薬物の吸収を徐々にすることが好ましいことがある。これは、水溶性の低い結晶型または非結晶型物質の液体懸濁液を使用することによって達成できる。この際、薬物の吸収速度は溶解速度に左右され、溶解速度は結晶サイズ及び結晶形態に左右される。一方、非経口投与された薬物形態の遅延された吸収は薬物をオイルビヒクル内に溶解させるか、または懸濁させることによって達成される。
注射用デポー形態は薬物の微細カプセルマトリックスをポリラクチド-ポリグリコールライドのような生体分解性重合体で形成することによって製造される。薬物対重合体の割合及び使われた特定重合体の性質によって、薬物の放出速度を調節することができる。
他の生体分解性重合体の例には、ポリ(オルトエステル)及びポリ(無水物)が含まれる。また、デポー注射用剤型は薬物を体組織適合性であるリポソームまたはマイクロエマルジョン内に捕獲させることによって製造される。
注射用剤型は、例えば、細菌-保有フィルタを通じて濾過するか、滅菌化剤を使用直前に滅菌数または他の滅菌注射用媒質中に溶解させるか、または分散できる滅菌固体組成物の形態に混入させることによって滅菌させることができる。
本発明の好ましい具現例によれば、本発明の組成物は経口投与用組成物であり、リポソームまたは徐放型製剤の剤型である。
本発明の他の好ましい具現例よれば、本発明の組成物は非経口投与用組成物であり、リポソームまたは徐放型製剤の剤型である。
本発明の薬剤学的組成物が経口投与剤型だけでなく、非経口投与(好ましくは、静脈投与)剤型に製造される場合、その剤型はリポソームまたは徐放型製剤である。
本発明の薬剤学的組成物をリポソームに内包(encapsulation)させて薬物伝達のための剤型の安定性を提供することができる。本発明に用いられるリポソームは、ポリオル、界面活性剤、燐脂質、脂肪酸、及び水を含む混合物により製造できる(Prescott, Ed., Methods in Cell Biology, (XIV),p.33et seq.(1976))。
リポソームに用いられるポリオルは特に制限されるものではなく、好ましくはプロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3-ブチレングリコール、グリセリン、メチルプロパンジオール、イソプレングリコール、ペンチレングリコール、エリスリトール、キシリトール、及びソルビトールを含み、最も好ましくはプロピレングリコールである。
リポソームの製造に用いられる界面活性剤は当業界に公知されているどのようなものも使用することができ、例えば、陰イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、陽性界面活性剤、及び非イオン性界面活性剤が使われることができ、好ましくは陰イオン性界面活性剤及び非イオン性界面活性剤が使われる。陰イオン性界面活性剤の具体的な例は、アルキルアシルグルタメート、アルキルホスフェート、アルキルラクチレート、ジアルキルホスフェート、及びトリアルキルホスフェートを含む。非イオン性界面活性剤の具体的な例は、アルコキシレイティドアルキルエーテル、アルコキシレイチドアルキルエステル、アルキルポリグリコシド、ポリグリセリルエステル、及びシュガーエステルを含む。最も好ましくは、非イオン性界面活性剤に属するポリソルベート類が用いられる。
リポソームの製造に用いられる更に他の成分である燐脂質は両側親和性脂質に用いられたものであって、天然燐脂質(例:卵黄レシチンまたは大豆レシチン、スフィンゴミエリン)及び合成燐脂質(例:ジパルミトイルホスファチジルコリンまたは水添レシチン)を含み、好ましくはレシチンである。より好ましくは、前記レシチンは大豆または卵黄から抽出した天然由来の不飽和レシチンまたは飽和レシチンである。通常的に天然由来のレシチンはホスファチジルコリンの量が23-95%、そしてホスファチジルエタノールアミンの量が20%以下である。
リポソーム製造に用いられる脂肪酸は高級脂肪酸であって、好ましくはC12-22アルキルチェーンの飽和または不飽和脂肪酸であって、例えば、ラウリン酸、ミリスト酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、及びリノレン酸を含む。リポソームの製造に用いられる水は一般的に脱イオン化された蒸溜水である。
リポソームの製造は当業界に公知されている多様な方法によりなされることができるが、最も好ましくは前記成分を含む混合物を高圧ホモゲナイザーに適用して製造される。
このように製造されたリポソームシステムはいろいろな種類の難溶性物質を溶かすと共に、不安定な物質を安定化させて薬物伝達を極大化する長所を有している。
本発明の薬剤学的組成物は持続的に有効成分の有効血中濃度を維持することによって薬剤の服用回数を減らして服薬順応度を高めることができるように徐放型製剤で製造できる。
徐放型製剤は本発明の有効成分の以外に徐放化担体及びその他の補助剤を含んで製剤化される。本発明で使われる徐放化担体は当業界に公知された多様な徐放化担体を用いることができるが、好ましくは、ポリエチレンオキシドである。
また、その他の補助剤として薬剤学的分野で通常的に使われる希釈担体が含まれることができる。このような目的に使われる希釈担体の例には、ラクトース、デキストリン、澱粉、微細結晶性セルロース、リン酸一水素カルシウム、炭酸カルシウム、糖類、及び二酸化硅素などがあり、その他に流動性を増加させるためにステアリン酸亜鉛またはマグネシウムのような滑澤剤な製薬分野で使用可能な他の補助剤を含めることもできる。
本発明の薬剤学的組成物は単独に利用できるが、本技術で言及した神経疾患、心血管疾患、老化、筋肉損失に使われる通常的な有効成分を追加で含むことができ、このような場合、シナジー効果によって、より効果的な組成物に利用できる。
本発明の組成物は化粧品学的組成物の形態に製造できる。本発明の化粧品学的組成物は当業界で通常的に製造される如何なる剤型にも製造されることができ、例えば、溶液、懸濁液、乳濁液、ペースト、ゲル、クリーム、ローション、パウダー、石鹸、界面活性剤-含有クレンジング、オイル、粉末ファンデーション、乳濁液ファンデーション、ワックスファンデーション、及びスプレーなどに剤型化できるが、これに限定されるものではない。より詳しくは、柔軟化粧水、栄養化粧水、ローション、栄養クリーム、マッサージクリーム、エッセンス、アイクリーム、クレンジングクリーム、クレンジングフォーム、クレンジングウォーター、パック、スプレー、またはパウダーの剤型に製造できる。
本発明の剤型がペースト、クリーム、ローション、またはゲルの場合には、担体成分として、動物性油、植物性油、ワックス、パラフィン、澱粉、トラカント、セルロース誘導体、ポリエチレングリコール、シリコン、ベントナイト、シリカ、タルク、または酸化亜鉛などが利用できる。
本発明の剤型がパウダーまたはスプレーの場合には、担体成分としてラクトース、タルク、シリカ、アルミニウムヒドロキシド、カルシウムシリケート、またはポリアミドパウダーが用いられることができ、特にスプレーの場合には、追加的にクロロフルオロハイドロカーボン、プロパン/ブタン、またはジメチルエーテルのような推進体を含むことができる。
本発明の剤型が溶液または乳濁液の場合には、担体成分として溶媒、溶解化剤、または乳濁化剤が用いられ、例えば水、エタノール、イソプロパノール、エチルカーボネート、エチルアセテート、ベンジルアルコール、ベンジルベンゾエート、プロピレングリコール、1,3-ブチルグリコールオイル、グリセロール脂肪族エステル、ポリエチレングリコール、またはソルビタンの脂肪酸エステルがある。
本発明の剤型が懸濁液の場合には、担体成分として、水、エタノール、またはプロピレングリコールのような液状の希釈剤、エトキシル化イソステアリルアルコール、ポリオキシエチレンソルビトールエステル、及びポリオキシエチレンソルビタンエステルのような懸濁剤、微結晶性セルロース、アルミニウムメタヒドロキシド、ベントナイト、アガーまたはトラカントなどが利用できる。
本発明の剤型が界面-活性剤含有クレンジングの場合には、担体成分として、脂肪族アルコールサルフェート、脂肪族アルコールエーテルサルフェート、スルホスクシン酸モノエステル、イセチオネート、イミダソリニウム誘導体、メチルタウレート、サルコシネート、脂肪酸アミドエーテルサルフェート、アルキルアミドベタイン、脂肪族アルコール、脂肪酸グリセリド、脂肪酸ジエタノールアミド、植物性油、ラノリン誘導体、またはエトキシル化グリセロール脂肪酸エステルなどが利用できる。
本発明の化粧品学的組成物に含まれる成分は有効成分と担体成分の以外に、化粧品学的組成物に通常的に用いられる成分を含み、例えば抗酸化剤、安定化剤、溶解化剤、ビタミン、顔料、及び香料のような通常的な補助剤を含むことができる。
本発明の組成物が食品組成物(または、機能性食品組成物)で製造される場合、有効成分として一般式Iの化合物だけでなく、食品製造時に通常的に添加される成分を含み、例えば、タンパク質、炭水化物、脂肪、営養素、調味剤、及び香味剤を含む。前述した炭水化物の例は、モノサッカリド、例えば、葡萄糖、果糖など;ジサッカリド、例えばマルトース、スクロース、オリゴ糖など;及びポリサッカリド、例えばデキストリン、サイクロデキストリンなどのような通常的な糖及びキシリトール、ソルビトール、エリスリトールなどの糖アルコールである。香味剤として、天然香味剤[タウマチン、ステビア抽出物(例えば、レバウジオシドA、グリシルリジンなど])及び合成香味剤(サッカリン、アスパルテームなど)を使用することができる。
例えば、本発明の食品組成物がドリンク剤に製造される場合には、本発明の一般式Iの化合物の以外にクエン酸、液状果糖、砂糖、葡萄糖、酢酸、リンゴ酸、果汁、杜沖抽出液、ナツメ抽出液、甘草抽出液などを追加で含めることができる。
本発明の一具現例において、本発明の組成物はリポソーム、混合リポソーム、オレオソーム、ニオソーム、エトソーム、ミリカプセル、マイクロカプセル、ナノカプセル、ナノ構造化された脂質担体、スポンジ、サイクロデキストリン、小胞(vesicle)、ミセル(micelle)、界面活性剤の混合ミセル、界面活性剤-燐脂質混合ミセル、ミリスフェア、マイクロスフェア、ナノスフェア、リポスフェア、マイクロエマルジョン、ナノエマルジョン、ミニ粒子、ミリ粒子、マイクロ粒子、ナノ粒子、及び固体脂質ナノ粒子からなる群から選択される食品学的、化粧品学的、または薬剤学的伝達システムまたは持続放出システム内に組み込まれているものである。
本発明の一具現例において、本発明のナノカプセルはマイクロエマルジョンを含有する。
本発明の一具現例において、本発明の組成物は局所、経口、または非経口の適用により使用するためのものである。本発明の局所投与は具体的に例を挙げると、経皮投与を含む。
本発明の局所適用、具体的に例を挙げると、経皮投与はイオン泳動法、超音波泳動法、電気穿孔法、機械的圧力、浸透圧勾配、閉塞管理(occlusive cure)、微細注射法、圧力による無針注射、微細電気パッチ利用、顔面マスク利用、またはこれらの任意の組合せにより遂行されることができ、これに特別に制限されない。
本発明の一具現例において、本発明の組成物はPGC-1αの発現を増加させる。これによって、PGC-1α減少と関連した症状または疾病を予防、改善、または治療することに用いることができる。
本発明の一具現例において、本発明の組成物は皮膚の治療及び/又は管理に使用するためのものである。より具体的に、前記皮膚の治療及び/又は管理は老化及び/又は光老化の徴候を減少、遅延、及び/又は予防するものである。
本発明の一具現例において、本発明の組成物は脂肪組織の体積を減少させることに使用するためのものである。
本発明の他の一具現例において、本発明の組成物は脂肪組織のトリグリセライド含有量を減少させることに使用するためのものである。
より具体的に例を挙げると、本発明の脂肪組織は皮下脂肪組織である。
本発明の一具現例において、本発明の皮下脂肪組織は、大腿部、胸、首の下部、首線(neckline)、臀部、顔、唇、頬、まぶた、及び/又は手の皮下脂肪組織である。
本発明の更に他の具現例において、本発明の脂肪組織は脂肪塞栓症(fat embolism)により形成された脂肪組織を含んだ身体内に発生できる全ての脂肪組織である。
本発明の一具現例において、本発明の組成物は皮膚の温度を増加させることに使用するためのものである。
本発明の他の一態様によれば、本発明は本発明の他の態様に従う少なくとも1つの一般式I、許容される塩の食品、化粧品学的または薬剤学的有効量、及び少なくとも1つの食品、化粧品学的に、または薬剤学的に許容される賦形剤または補助剤を含む食品、化粧品学的または薬剤学的組成物を提供する。
本発明の一具現例によれば、本発明の一般式I、これらの混合物及び/又はその食品、化粧品学的に、または薬剤学的に許容される塩は滑石、ベントナイト、シリカ、澱粉、及びマルトデキストリンにより形成された食品学的に、化粧品学的に、または薬剤学的に許容される固体有機重合体または固体鉱物支持体上に吸着された状態で確認されるものである組成物である。
本発明の一具現例において、本発明の組成物は、クリーム、多重エマルジョン、無水組成物、水性分散液、オイル、ミルク、バルサム、フォーム、ローション、ジェル、クリームジェル、含水アルコール(hydroalcoholic)溶液、ハイドログリコール溶液、ハイドロジェル、塗擦剤(liniment)、セラ、石鹸、シャンプー、コンディショナー、セラム、軟膏、ムース、ポマード、パウダー、バー、ペンシル、スプレー、エアロゾール、カプセル、ゼラチンカプセル、軟質カプセル、硬質カプセル、錠剤、糖衣錠、顆粒、チューインガム、溶液、懸濁液、エマルジョン、シロップ、エリクサー剤、多糖類フィルム、ジェリー、及びゼラチンにより形成された群から選択される剤型に提供される。
本発明の一具現例において、本発明の組成物はアンダーアイコンシーラー、メーキャップファンデーション、メーキャップ除去ローション、メーキャップ除去ミルク、アイシャドウ、リップスティック、リップグロス、唇保護剤、及びパウダーからなる群から選択される製品内に組み込また状態で確認されるものである。
本発明の一具現例において、一般式I、これらの混合物及び/又はその食品、化粧品学的に、または薬剤学的に許容される塩は、織物、不織布、または医療装置内に組み込まれているものである。
本発明の一具現例において、本発明の織物、不織布、または医療装置は、包帯、ガーゼ、Tシャツ、タイツ、靴下、アンダーウェア、ガードル、手袋、おむつ、生理用ナプキン、ドレッシング、ベッドスプレッド、おしぼり(wipe)、接着パッチ、非接着パッチ、閉塞パッチ、微細電気パッチ、及び顔面マスクからなる群から選択されるものである。
本発明の一具現例において、本発明の組成物はその他のPGC-1α調節剤、その他のPPARγ調節剤、脂肪細胞のトリグリセライド含有量を減少させる製剤、脂肪細胞分化を遅延させる製剤、脂肪分解剤または脂肪分解刺激剤、抗セルライト剤、脂肪生成剤、アセチルコリン-受容体凝集抑制剤、筋肉収縮抑制剤、抗コリン性製剤、エラスターゼ阻害剤、マトリクスメタロプロテアーゼ阻害剤、メラニン合成刺激剤または抑制剤または脱色剤(depigmenting agent)、前駆色素沈着剤(propigmenting agent)、セルフ・タンニング剤、老化防止剤、NO-合成酵素阻害剤、5α-還元酵素阻害剤、リシル-ヒドロキシラーゼ及び/又はプロリル-ヒドロキシラーゼ抑制剤、抗酸化剤、フリーラジカル捕捉剤、及び/又は大気汚染に対する製剤、反応性カルボニル種捕捉剤、抗糖化剤(anti-glycation agent)、抗ヒスタミン剤、抗ウイルス剤、抗寄生虫剤、乳化剤、軟化剤(emollient)、有機溶媒、液体推進剤、皮膚コンディショナー、湿潤剤、水分保有物質、アルファヒドロキシ酸、ベータヒドロキシ酸、保湿剤、表皮加水分解酵素、ビタミン、アミノ酸、タンパク質、色素または着色剤、染料、生体高分子、ジェル化ポリマー、増粘剤、界面活性剤、柔軟剤、乳化剤、結合剤、防腐剤、シワ防止剤、目の下の弛んだ肉を減少または治療することができる製剤、皮膚剥離剤(exfoliating agent)、角質剥離剤(desquamating agent)、角質溶解剤(keratolytic agent)、抗菌剤、抗真菌剤、静真菌剤(fungistatic agent)、殺菌剤、静菌剤(bacteriostatic agent)、真皮または刺激剤、エラスチン合成刺激剤、デコリン合成刺激剤、ラミニン合成刺激剤、デフェンシン合成刺激剤、シャペロン合成刺激剤、cAMP合成刺激剤、熱衝撃タンパク質、HSP70合成刺激剤、熱衝撃タンパク質合成刺激剤、アクアポリン合成刺激剤、ヒアルロン酸合成刺激剤、フィブロネクチン合成刺激剤、サーチュイン(sirtuin)合成刺激剤、角質層の成分及び脂質の合成刺激剤、セラミド、脂肪酸、コラーゲン分解抑制剤、エラスチン分解抑制剤、セリンプロテアーゼ阻害剤、繊維芽細胞増殖刺激剤、角質細胞増殖刺激剤、メラニン細胞増殖刺激剤、角質細胞分化刺激剤、アセチルコリンエステラーゼ阻害剤、皮膚弛緩剤、グリコサミノグリカン合成刺激剤、過剰角化症防止剤、面皰溶解剤(comedolytic agent)、DNA修復剤、DNA保護剤、安定化剤、抗掻痒剤、敏感性皮膚の治療及び/又は管理のための製剤、ファーミング剤(firming agent)、再緻密化剤(redensifying agent)、再構造化剤、妊娠線防止剤、結合剤、皮脂生成調節剤、抗発汗剤、治癒刺激剤、治癒共補助剤(coadjuvant healing agent)、再上皮化刺激剤、再上皮化共補助剤(coadjuvant re-epithelialization agent)、サイトカイン成長因子、鎮静剤、抗炎症剤、痲酔剤、毛細血管循環及び/又は微細循環に作用する製剤、血管透過性抑制剤、静脈緊張剤(venotonic agent)、細胞代謝に作用する製剤、真皮-表皮結合を改善するための製剤、毛髪成長誘導剤、または遅延剤、芳香剤、キレート化剤、植物抽出物、エッセンシャルオイル、海洋性抽出物、生物発酵工程から収得される製剤、鉱物塩(mineral salt)、細胞抽出物、サンスクリーン及び紫外線A及び/又はBに対して活性を有する有機または鉱物光保護剤、またはこれらの混合物により形成された群から選択される少なくとも1つの補助剤の食品、化粧品学的または薬剤学的有効量を追加で含むものである。
本発明の一具現例において、本発明の補助剤は合成起源であるか、植物抽出物であるか、生物発酵工程から、または合成及びバイオ技術工程の組合せから由来するものである。
本発明の一具現例において、本発明の組成物は少なくとも1つの抗糖尿病剤の薬剤学的有効量を追加的にさらに含む。
本発明の一具現例において、本発明の補助剤は脂肪組織のトリグリセライド含有量を増加または減少させる製剤、脂肪細胞分化を増加または遅延させる製剤、脂肪分解剤及び/又は静脈緊張剤からなる群から選択される。
本発明の一具現例において、本発明の脂肪組織のトリグリセライド含有量を増加または減少させる製剤、脂肪細胞分化を遅延させる製剤、抗セルライト剤、脂肪分解剤、及び/又は静脈緊張剤は、ホルスコリン、カフェイン、エスシン(escin)、カルニチン、コエンザイムA、リパーゼ、グラウシン、エスクリン、ビスナジン、サルササポゲニン、コフィアアラビカ(Coffea arabica)の抽出物、コレウスフォルスコリ(Coleus forskohlii)の抽出物、アネマルヘナアスフォデロイデス(Anemarrhena apshodeloides)の抽出物、及び水、グリセリン、レシチン、カフェイン、ナド竹柏(Butcher’s broom;ルスクスアクレアトゥス(Ruscus Aculeatus))の抽出物、マルトデキストリン、シリカ、トリエタノールアミンヨウ化水素(triethanolamine hydroiodide)、プロピレングリコール、アイビー(ヘデラヘリックス(Hedera Helix))の抽出物、カルニチン、エスシン、トリペプチド-1、キサンタンガム、カラギーナン(コンドルスクリスプス(Chondrus crispus))及びEDTA二ナトリウムの混合物で構成された群から選択される。
本発明の一具現例において、本発明の補助剤はファーミング剤、再緻密化剤,及び再構造化剤からなる群から選択されるものである。
本発明の一具現例において、本発明のファーミング剤、再緻密化剤、及び再構造化剤は、シュードアルテロモナス(Pseudoalteromonas)発酵抽出物、トリペプチド-10シトルリン、アセチルアルギニルトリプトフィルジフェニルグリシン、ヘキサペプチド-10、及びシュードアルテロモナス発酵抽出物、加水分解された小麦タンパク質、加水分解された大豆タンパク質、トリペプチド-10シトルリン、及びトリペプチド-1の混合物からなる群から選択される。
本発明の一具現例において、本発明の補助剤は妊娠線防止剤から選択される。より具体的に例を挙げると、本発明の妊娠線防止剤はセンテラアジアチカ(Centella Asiatica)の抽出物、ロサカニナ(Rosa canina)の抽出物、ロサモスカータ(Rosa moschata)の抽出物、ロサルビギノサ(Rosa rubiginosa)の抽出物、及び水、カプリリル/カフリルグルコシド、レシチン、グリセリン、シュードアルテロモナス発酵抽出物、アセチルトリペプチド-30シトルリン、ペンタペプチド-18、キサンタンガム、及びカプリリルグリコールの混合物からなる群から選択される。
本発明の一具現例において、本発明の補助剤はシワ防止剤及び老化防止剤からなる群から選択される。
本発明の一具現例において、本発明のシワ防止剤または老化防止剤は、アセチルヘキサペプチド-8、アセチルヘプタペプチド-4、アセチルオクタペプチド-3、ペンタペプチド-18、アセチルヘキサペプチド-30、加水分解された小麦タンパク質と加水分解された大豆タンパク質とトリペプチド-1の混合物、ジアミノプロピオノイルトリペプチド-33、トリペプチド-10シトルリン、シュードアルテロモナス発酵抽出物と加水分解された小麦タンパク質と加水分解された大豆タンパク質とトリペプチド-10シトルリンとトリペプチド-1の混合物、アセチルテトラペプチド-5、アセチルトリペプチド-30シトルリン、アセチルアルギニルトリプトフィルジフェニルグリシン、アセチルテトラペプチド-22、ジメチルメトキシクロマノール、ジメチルメトキシクロマニルパルミテート、シュードアルテロモナス発酵抽出物、リシンHClとレシチンとトリペプチド-9シトルリンの混合物及びリシンHClとレシチンとトリペプチド10シトルリンの混合物からなる群から選択される。
本発明の他の一態様によれば、本発明は固体相(solid phase)または溶液の中で反応させるステップを含む、次の一般式Iで示した化合物、その食品学的に、化粧品学的に、または薬剤学的に許容される塩、またはこれらの混合物の製造方法を提供する:
一般式I:S-(MS)p-(MS)q
前記一般式で、Sはシアル酸であり、(MS)p及び(MS)qは互いに独立的に単糖類残基である。
本発明の他の一態様によれば、本発明は有効成分として次の一般式Iで表示される化合物を含む体脂肪分解用組成物を提供する:
一般式I:S-(MS)p-(MS)q
前記一般式で、Sはシアル酸であり、(MS)p及び(MS)qは互いに独立的に単糖類残基である。
本発明の一具現例において、本発明の一般式Iで、(MS)pはガラクトースであり、(MS)qはグルコースである。
本発明の一具現例において、本発明の一般式Iの化合物はシアリルラクトースである。
本発明の一具現例において、本発明のシアリルラクトースは、α-NeuNAc-(2→3)-β-D-Gal-(1→4)-D-Glcまたはα-NeuNAc-(2→6)-β-D-Gal-(1→4)-D-Glcである。
本発明の一具現例において、本発明のシアリルラクトースは、α-NeuNAc-(2→6)-β-D-Gal-(1→4)-D-Glcである。
本発明の一具現例において、本発明の組成物は薬剤学的組成物である。
本発明の一具現例において、本発明の組成物は溶液、懸濁液、シロップ剤、エマルジョン、リポソーム、散剤、粉末剤、顆粒剤、錠剤、徐放型製剤、及びカプセルで構成された群から選択された剤型である。
本発明の一具現例において、本発明の組成物は非経口投与用組成物であり、リポソームまたは徐放型製剤の剤型である。
本発明の一具現例において、本発明の組成物は経口投与用組成物であり、リポソームまたは徐放型製剤の剤型である。
本発明の一具現例において、本発明の組成物は機能性食品(nutraceutical)組成物または食品組成物である。
本発明の他の一態様によれば、本発明は本発明の他の一態様のうち、いずれか1つに従う組成物をこれを必要とする客体(aibject)に投与するステップ;を含む、客体でPGC-1αの発現減少と関連した疾病または症状の予防または治療方法を提供する。PGC-1αの発現減少と関連した疾病または症状は本発明の他の一態様で説明した通りである。
本発明の一具現例において、本発明の治療方法は前記投与するステップの前に客体から分離された試料からの細胞におけるPGC-1αの発現水準を測定するステップを追加的にさらに含む。本発明のPGC-1αの発現水準測定は従来知られている方法を制限無しで用いて測定可能である。本発明の客体から分離された試料はPGC-1αを発現する細胞を含む客体から分離された試料を意味し、特別な制限はない。
本発明の一具現例において、本発明のPGC-1αの発現水準が正常対照群と比較して減少しているか否かを観察し、減少した場合、前記客体に対して前記投与するステップを遂行する。
本発明の一具現例において、本発明の正常対照群は正常な、またはPGC-1αの発現水準の減少と関連した疾患または症状を見せない客体から得られた細胞である。
本発明の一具現例において、本発明の試料は特定組織または器官から得られたものである。本発明の特定組織または器官はPGC-1αの発現水準の減少と関連した疾患または症状と関連した組織または器官を意味し、前記疾患または症状によって適切に選択できる。
本発明の一具現例において、本発明の投与は前記測定されたPGC-1αの発現水準が対照群と比較して減少した特定組織に局所的に投与することを意味する。
本発明の他の一態様によれば、本発明は本発明の他の一態様のうち、いずれか1つに従う組成物をこれを必要とする客体(aibject)に投与するステップ;を含む、客体で体脂肪を分解させる方法を提供する。
本発明の一具現例において、本発明の方法は前記投与するステップの前に客体から分離された試料からの細胞におけるPGC-1αの発現水準を測定するステップを追加的にさらに含む。本発明のPGC-1αの発現水準測定は従来知られている方法を制限無しで用いて測定可能である。本発明の客体から分離された試料はPGC-1αを発現する細胞を含む客体から分離された試料を意味し、特別な制限はない。
本発明の一具現例において、本発明のPGC-1αの発現水準が平均体重群の平均PGC-1α発現量と比較して減少しているか否かを観察し、減少した場合、前記客体に対して前記投与するステップを遂行する。
本発明の一具現例において、本発明の平均体重群は対象客体と同一身長を有する人口の平均体重と同一な体重を有する人口の集合を意味し、平均体重群の体重を測定するための標本集団は、好ましくは客体と同一な人種、民族に属した人口でランダムに選択されることができ、少なくとも10人以上、好ましくは50人以上、より好ましくは100人以上であって、これらの平均体重を測定して平均体重群の選定のための平均体重に用いることができる。また、代案に従来知られている統計数値を用いることが可能である。
本発明の一具現例において、本発明の細胞は前述した平均体重群に属した客体から得られた細胞である。
本発明の一具現例において、本発明の試料は特定組織または器官から得られたものである。本発明の特定組織または器官は平均体重群の平均体型と比較して、脂肪含有量の高い部位から適切に選択可能である。
本発明の一具現例において、本発明の投与は前記測定されたPGC-1αの発現水準が対照群と比較して減少した特定組織に局所的に投与することを意味する。
以下、実施形態を通じて本発明をより詳細に説明しようとする。これら実施形態は本発明をより具体的に説明するためのものであって、本発明の要旨に従って本発明の範囲がこれら実施形態により制限されないということは当業界で通常の知識を有する者において自明である。
実施形態1.正常ネズミモデルでのSL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現促進評価
SL(3’-SL & 6’-SL)投与前対比臓器別の相対的な遺伝子発現変化を見るために、4週齢のC57BL/6マウスをDooyeul biotech(大韓民国)から購入した。水は自由に供給してくれて、市販中のペレット餌(Dooyeul biotech、大韓民国)を2週間の間供給した。6週齢でマウス(初期体重平均21.4±1.1g)を次の通り3個の群(各群は8匹のマウスで構成される)にランダムに分けて、10週の間これら食餌を維持した(全体24匹動物):
-対照群:正常食餌マウス群
-3’-SL投与群:正常食餌群に加えて3’-シアリルラクトース(3’-SL、Sigma)を別途に投与(マウス重さkg当たり1日当たり0.1mg経口投与)
-6’-SL投与群:正常食餌群に加えて6’-シアリルラクトース(6’-SL、Sigma)を別途に投与(マウス重さkg当たり1日当たり0.1mg経口投与)。
シアリルラクトースまたは蒸溜水(Deionized Water)を毎日経口投与方式により投与した。マウスを10週の間動物室に保管し、12時間絶食した後、犠牲させた。食餌摂取量及び体重変化量は各々5日毎に測定した。3’-シアリルラクトース(3’-N-Acetylneuraminyl-D-lactose, 3’-Sialyl-D-lactoseまたはα-NeuNAc-(2→3)-β-D-Gal-(1→4)-DGlc)または6’-シアリルラクトース(6’-N-Acetylneuraminyl-lactose, 6’-Sialyl-D-lactoseまたはα-NeuNAc-(2→6)-β-D-Gal-(1→4)-D-Glc)はSigma-Aldrichから購入した。
前記のようなSL(3’-SL & 6’-SL)組成物投与による遺伝子発現変化を、8種類の主要臓器(心臓、海馬、脳、脊髄、肺、肝、脾臓、及び腎臓)と3種類の骨格筋、そして腹部脂肪などで定量比較した。トリゾール試薬(TRIzol agent、Invitrogen)でRNAを抽出した。前記で抽出して定量したRNAと逆転写システム(Promega、米国)を用いてcDNAを合成した。合成されたcDNA及び分析対象(Fndc5、PGC-1α、Erra、UCP1、SOD2、及びGPX1)に対し、予めデザインされたプライマーとプローブ(Applied biosystems; PGC-1α、 Mm00447181_m1、GAPDH、及びMm99999915_q1)を用いてPGC-1αの発現様相を測定した。PCR反応と分析はローター-遺伝子3000システム(Rotor-Gene 3000 system)(Corbett Research、シドニー、オーストラリア)を用い、その結果を図1に示した。
図1で、SL(3’-SL & 6’-SL)投与前対比臓器別の相対的な遺伝子発現変化は各臓器で(SL投与群遺伝子発現量)/(対照群遺伝子発現量)を数値で示したものである。6’-SLの場合、大部分の臓器(図1a)、骨格筋(図1b)、そして腹部脂肪(図1c)から分かるように、いろいろな身体部位で6’-SL投与群は陰性対照群に比べてPGC-1αを含んだいろいろな分析対象(Fndc5、PGC-1α、Erra、及びUCP1)の発現程度が非常に高かった。即ち、6’-SLが正常ネズミのいろいろな臓器、筋肉と脂肪でPGC-1αと関連した遺伝子の発現を促進させることを確認することができた。3’-SLの場合、大部分の臓器(図1d)、骨格筋(図1e)、そして腹部脂肪(図1f)から分かるように、いろいろな身体部位で3’-SL投与群は陰性対照群に比べていろいろな分析対象の発現程度が若干増加することはしたが、6’-SLに比べてその効果が少なかった。
図1a、図1b、及び図1cは、正常ネズミモデルでの6’-SL組成物処理による臓器(図1a)、骨格筋(図1b)、及び腹部脂肪(図1c)の遺伝子発現変化を示す図である。図1d、図1e、及び図1fは、正常ネズミモデルでの3’-SL組成物処理による臓器(図1d)、骨格筋(図1e)、及び腹部脂肪(図1f)の遺伝子発現変化を示す図である。図1a乃至図1fで、縦軸は対照群対比相対的な遺伝子発現比を示す。
実施形態2.老齢ネズミモデルの脳と海馬でのSL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理によるPGC-1αタンパク質発現促進評価
SL(3’-SL & 6’-SL)投与前対比脳での相対的なタンパク質発現を見るために、4週齢のICRマウスを中央実験動物(大韓民国)から購入した。水は自由に供給してくれて、市販中のペレット餌(Dooyeul biotech、大韓民国)を2週間の間供給した。6週齢でマウス(初期体重平均20.3±1.5g)を次の通り3個の群(各群は8匹のマウスで構成される)にランダムに分けて、42週の間これら食餌を維持した(全体24匹動物):
-対照群:正常食餌マウス群
-3’-SL投与群:正常食餌群に3’-シアリルラクトース(3’-SL、Sigma)処理(ネズミ重さkg当たり1日当たり0.1mg経口投与)
-6’-SL投与群:正常食餌群に6’-シアリルラクトース(6’-SL、Sigma)処理(ネズミ重さkg当たり1日当たり0.1mg経口投与)
シアリルラクトースまたはDWを毎日経口投与方式により投与した。マウスを42週の間動物室に保管し、12時間絶食した後、犠牲させた。食餌摂取量及び体重変化量は各々5日毎測定した。3’-シアリルラクトース(3’-N-Acetylneuraminyl-D-lactose, 3’-Sialyl-D-lactoseまたはα-NeuNAc-(2→3)-β-D-Gal-(1→4)-DGlc)または6’-シアリルラクトース(6’-N-Acetylneuraminyl-lactose, 6’-Sialyl-D-lactoseまたはα-NeuNAc-(2→6)-β-D-Gal-(1→4)-D-Glc)は、Sigma-Aldrichから購入した。
図2は、脳と海馬でのPGC-1αタンパク質発現変化を数値(図2a)とウェスタンブロット(図2b)で示す図である。図2bで、BB1 6’は6’-SLである。各部位で,‘PGC-1αタンパク質発現量’と‘GAPDHタンパク質発現量’を定量して、その値の相対的な比(PGC-1αタンパク質発現量)/(GAPDHタンパク質発現量)を対照群、3’-SL投与群、6’-SL投与群に対して数値で示した。脳と海馬両方ともで6’-SL投与群は陰性対照群に比べてPGC-1α発現程度が非常に高かった。即ち、6’-SLが正常ネズミの脳のいろいろな部分でPGC-1αタンパク質の発現を促進させることを確認することができた。
図2は、老化ネズミモデルでのSL組成物投与による脳と海馬部分のPGC-1αタンパク質発現変化を示す。生後6週の雄ICRマウスに群当たり8匹にして対照群と6’-SL投与群を作って、42週間食餌調節実験をし、マウスを犠牲にさせて脳と海馬を摘出した。脳は大脳皮質を摘出した。摘出した脳と海馬でのPGC-1αタンパク質発現変化を数値(図2a)とウェスタンブロット(図2b)で示した。
実施形態3.神経細胞実験でのSL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現促進評価
SL(3’-SL & 6’-SL)が神経細胞でもPGC-1α遺伝子と関連遺伝子の発現を促進する効果があるかを調べるために、次のような試験を遂行した。
ニューロブラスト(Neuro-2a, American Type Culture Collection, USA)は6-ウェルプレートのウェルのうち、10%牛胎兒血清、100Uペニシリン及び0.1mg/mLのストレプトミシンを含むDMEM培地で37℃、5%のCO/95%大気条件で培養した。Neuro-2a細胞は速く育つハツカネズミの神経芽細胞腫細胞株(neuroblastoma cell line)である。ウェル当たり6000個の密度でシーディング後に、Neuro-2a細胞が5×10cells/ml程度のコンフルエンシーを見えるウェルのうちにSLを0.1mg/mlの濃度で添加し、同一な条件で24時間培養した。SL(3’-SLまたは6’-SL)は実施形態1に記載されたものと同一なものを使用した。以下、異に言及がなければ、SL(3’-SLまたは6’-SL)及びその使用濃度は実施形態1に記載されたものと同一なものとして理解される。陰性対照群は生理食塩水を培地体積の1/1000に処理した。各サンプルを処理した細胞を37℃で24時間培養した後、冷たい食塩水で2回洗浄し、トリゾール試薬(TRIzol agent、Invitrogen)でRNAを抽出した。合成されたcDNA及び分析対象(Fndc5、PGC-1α、Erra、UCP1、BDNF、SOD2、及びGPX1)に対して予めデザインされたプライマー(Primer)とプローブ(probe)(Applied biosystems; PGC-1α, Mm00447181_m1, GAPDH及びMm99999915_q1)を用いてPGC-1αの発現様相を測定した。PCR反応と分析はローター-遺伝子3000システム(Rotor-Gene 3000 system)(Corbett Research、シドニー、オーストラリア)を用い、その結果を図3に示した。
図3は、神経細胞でのSL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現変化を示す図である。図3に示すように、Neuro-2a細胞にSL(3’-SL & 6’-SL)を24時間処理した投与群と処理しない対照群と比較した結果、SL(3’-SL & 6’-SL)投与群は陰性対照群に比べてPGC-1αを含んだいろいろな分析対象(Fndc5、PGC-1α、Erra、UCP1、BDNF、SOD2、及びGPX1)に対して留意性ある発現量増加を見せた。6’-SLが神経細胞でPGC-1αと関連した遺伝子の発現を非常に促進させたものであり、3’-SLは促進効果が6’-SLより劣ることを確認することができた。
実施形態4.筋肉細胞実験でのSL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現促進評価
SLが実際筋肉細胞でPGC-1α遺伝子の発現を促進する効果があるかを調べるために、次のような試験を遂行した。
C2C12未成熟筋肉細胞をATCC(American Tissue Culture Collection、米国)から購入して準備し、10%のFBS(Fetal Bovine Serum、Gibco、米国)が含まれたDMEM(Dulbecco’s modified Eagle’s Medium、ジブコ、米国)培地で2日に1回ずつ培地を交換しながら70%融合(confluent)するまで37℃、5%のCO培養器で培養した。筋肉細胞への分化は2%のHS(Horse Serum、ジブコ、米国)を含んだ培地で培養して誘導した。2%のHSを含んだ培地で4日間培養した筋肉細胞に多様な濃度のSLを処理した。陰性対照群は生理食塩水を培地体積の1/1000に処理した。各サンプルを処理した細胞を37℃で24時間培養した後、冷たい食塩水で2回洗浄し、トリゾール試薬(TRIzol agent、Invitrogen)でRNAを抽出した。前記で抽出して定量な1μg/μlのRNAと逆転写システム(Promega、米国)を用いてcDNAを合成した。
合成されたcDNA及び分析対象(Fndc5、PGC-1α、Erra、UCP1、SOD2、及びGPX1)に対して予めデザインされたプライマーとプローブ(Applied biosystems;PGC-1α、Mm00447181_m1、GAPDH、及びMm99999915_q1)を用いてPGC-1αの発現様相を測定した。PCR反応と分析はローター-遺伝子3000システム(Rotor-Gene 3000 system)(Corbett Research、シドニー、オーストラリア)を用い、その結果を図4に示した。
図4は、C2C12未成熟筋肉細胞でのSL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現変化を示す図である。C2C12未成熟筋肉細胞にSL(3’-SL & 6’-SL)を24時間処理した投与群と処理しない対照群と比較した結果、図4に示すように、SL(3’-SL & 6’-SL)投与群は陰性対照群に比べてPGC-1αを含んだいろいろな分析対象(Fndc5、PGC-1α、Erra、UCP1、BDNF、SOD2、及びGPX1)に対して留意性ある発現量増加を見せた。6’-SLがC2C12未成熟筋肉細胞でPGC-1αと関連した遺伝子の発現を非常に促進させたものであり、3’-SLは促進効果が6’-SLより劣ることを確認することができた。
実施形態5.アルツハイマー脳疾患モデルでのSL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現促進評価及び認知能力テスト改善評価
アルツハイマー脳疾患モデルでのSL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現及び認知能力テスト変化を見るために、6週齢のマウスを中央実験動物(大韓民国)から購入した。水は自由に供給してくれて、市販中のペレット餌(Dooyeul biotech、大韓民国)を2週間の間供給した。8週齢でマウスを次の通り3個の群(各群は8匹のマウスで構成される)に分類した:生後8週雄c57/BL6マウス(正常ネズミ;初期体重平均35.6±3.3g)に正常食餌処理した群8匹を対照群にし、生後8週の雄アルツハイマー疾患モデルマウス(3xTg;初期体重平均33.9±2.8g)に群当たり8匹で下記3個の相異する食餌処理群にランダムに分けて10週の間これら食餌を維持した(全体32匹動物):
-対照群:SLが投与されない正常食餌を食べた正常ネズミ(8匹)
-(アルツハイマー疾患モデル)群:SLが投与されない正常食餌を食べたアルツハイマーモデル(8匹)
-(アルツハイマー疾患モデル+3’-SL)群:正常食餌群に加えて3’-シアリルラクトース(3’-SL、Sigma)を別途に投与した(ネズミ重さkg当たり1日当たり0.1mg経口投与)アルツハイマーモデル(8匹)
-(アルツハイマー疾患モデル+6’-SL)群:正常食餌群に加えて6’-シアリルラクトース(6’-SL、Sigma)を別途に投与した(ネズミ重さkg当たり1日当たり0.1mg経口投与)アルツハイマーモデル(8匹)
シアリルラクトースまたはDWを毎日経口投与方式により投与した。マウスを10週の間動物室に保管し、12時間絶食した後、犠牲させた。食餌摂取量及び体重変化量は各々5日毎測定した。3’-シアリルラクトース(3’-N-Acetylneuraminyl-D-lactose, 3’-Sialyl-D-lactoseまたはα-NeuNAc-(2→3)-β-D-Gal-(1→4)-DGlc)または6’-シアリルラクトース(6’-N-Acetylneuraminyl-lactose, 6’-Sialyl-D-lactoseまたはα-NeuNAc-(2→6)-β-D-Gal-(1→4)-D-Glc)はSigma-Aldrichから購入した。
SL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現変化を、脳疾患関連2つの主要臓器(海馬及び脳)で定量比較した。脳は大脳皮質である。トリゾール試薬(TRIzol agent、Invitrogen)でRNAを抽出した。前記で抽出して定量したRNAと逆転写システム(Promega、米国)を用いてcDNAを合成した。合成されたcDNA及び分析対象(Fndc5、PGC-1α、Erra、UCP1、BDNF、SOD2、及びGPX1)に対し、予めデザインされたプライマーとプローブ(Applied biosystems;PGC-1α、Mm00447181_m1、GAPDH、及びMm99999915_q1)を用いてPGC-1αの発現様相を測定した。PCR反応と分析はローター-遺伝子3000システム(Rotor-Gene 3000 system)(Corbett Research、シドニー、オーストラリア)を用い、その結果を図5に示した。
図5は、アルツハイマーモデルでのSL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現変化を示す図である。図5で、対照群対比脳あるいは海馬の相対的な遺伝子発現変化は各臓器で((アルツハイマー疾患モデル)群遺伝子発現量)/(対照群遺伝子発現量)、((アルツハイマー疾患モデル+3’-SL)群遺伝子発現量)/(対照群遺伝子発現量)と((アルツハイマー疾患モデル+6’-SL)群遺伝子発現量)/(対照群遺伝子発現量)の数値で示したものである。生後8週の雄アルツハイマーモデル(3xTg)マウスに群当たり8匹にしてSL投与した群と投与しない群を作って、10週間食餌調節実験して正常食餌正常ネズミ(c57/BL6)の遺伝子発現量と比較した。図5に示すように、正常食餌の正常ネズミ対照群を基準とした時、6’-SLが投与された(アルツハイマー疾患モデル+6’-SL)群は正常対照群に比べては脳(図5a)と海馬(図5b)でPGC-1αを含んだいろいろな分析対象(Fndc5、Erra、UCP1、BDNF、SOD2、及びGPX1)の発現程度が若干劣るが、SLが投与されない(アルツハイマー疾患モデル)群に比べて発現程度が非常に高かった。3’-SLは関連遺伝子発現促進効果が6’-SLに比べて相対的に劣ることが分かった。即ち、6’-SLがアルツハイマー疾患モデルネズミの脳と海馬でPGC-1αと関連した遺伝子(Fndc5、PGC-1α、Erra、UCP1、BDNF、SOD2、及びGPX1)に対して最も留意性ある発現量増加を見せた。
図6は、対照群、(アルツハイマー疾患モデル)群、(アルツハイマー疾患モデル+3’-SL)、そして(アルツハイマー疾患モデル+6’-SL)群に対して認知能力テスト(Morris water maze)実験を7日間して認知能力テストでの脱出時間を数値で示したものである。SLが投与されない(アルツハイマー疾患モデル)群は実験時間が過ぎても認知能力テスト脱出時間がほとんど改善されず、一定であることに反して、6’-SLが投与された(アルツハイマー疾患モデル+6’-SL)群はテスト脱出時間が確実に速くなり、正常食餌の正常ネズミ対照群より若干劣ることが分かる。3’-SLは認知能力改善効果が6’-SLに比べて相対的に劣ることが分かった。即ち、6’-SLがアルツハイマー疾患モデルネズミで最もよく認知能力を改善させることを確認することができた。
実施形態6.パーキンソン脳疾患モデルでのSL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現促進評価及び行動実験改善評価
パーキンソン脳疾患モデルでのSL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現及び行動実験改善変化を見るために、13週齢の正常SD rat及びパーキンソン脳疾患モデルを中央実験動物(大韓民国)から購入した。水は自由に供給してくれて、市販中のペレット餌(Dooyeul biotech、大韓民国)を一週間の間供給した。14週齢でSD ratを次のように4個の群(各群は8匹で構成される)に分類した:生後14週の雄SD rat(正常ネズミ;初期体重平均355.6±32.3g)に正常食餌処理した群8匹を対照群にし、生後8週齢に6-hydroxydopamine(6-OHDA)投与して13週齢に供給された6-OHDA induced SD ratパーキンソン疾患モデルに群当たり8匹で下記3個の相異する食餌処理群にランダムに分けて、14週齢(初期体重平均363.6±29.8g)から10週の間、これら食餌を維持した(全体32匹動物):
-対照群:SLが投与されない正常食餌を食べた正常ネズミ(8匹)
-(パーキンソン疾患モデル)群:SLが投与されない正常食餌を食べたパーキンソンモデル(8匹)
-(パーキンソン疾患モデル+3’-SL)群:正常食餌群に3’-シアリルラクトース(3’-SL、Sigma)処理された(ネズミ重さkg当たり1日当たり0.1mg経口投与)パーキンソンモデル(8匹)
-(パーキンソン疾患モデル+6’-SL)群:正常食餌群に6’-シアリルラクトース(6’-SL、Sigma)処理された(ネズミ重さkg当たり1日当たり0.1mg経口投与)パーキンソンモデル(8匹)
シアリルラクトースまたはDWを毎日経口投与方式により投与した。Ratを10週の間動物室に保管し、12時間絶食した後、犠牲させた。食餌摂取量及び体重変化量は各々5日毎測定した。3’-シアリルラクトース(3’-N-Acetylneuraminyl-D-lactose, 3’-Sialyl-D-lactoseまたはα-NeuNAc-(2→3)-β-D-Gal-(1→4)-DGlc)または6’-シアリルラクトース(6’-N-Acetylneuraminyl-lactose, 6’-Sialyl-D-lactoseまたはα-NeuNAc-(2→6)-β-D-Gal-(1→4)-D-Glc)は、Sigma-Aldrichから購入した。
SL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現変化を、脳疾患関連の2つ主要臓器(海馬、脳)で定量比較した。トリゾール試薬(TRIzol agent、Invitrogen)でRNAを抽出した。前記で抽出して定量したRNAと逆転写システム(Promega、米国)を用いてcDNAを合成した。合成されたcDNA及び分析対象(Fndc5、PGC-1α、Erra、UCP1、BDNF、SOD2、及びGPX1)に対し、予めデザインされたプライマーとプローブ(Applied biosystems;PGC-1α、 Mm00447181_m1、GAPDH、及びMm99999915_q1)を用いてPGC-1αの発現様相を測定した。PCR反応と分析はローター-遺伝子3000システム(Rotor-Gene 3000 system)(Corbett Research、シドニー、オーストラリア)を用い、その結果を図7a及び図7bに示した。
図7a及び図7bは、パーキンソンモデルでのSL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現変化を示す図である。生後8週齢に6-OHDA投与して13週齢に供給された6-OHDA induced SD ratパーキンソン疾患モデルに群当たり8匹にしてSL(3’-SL & 6’-SL)を投与した群と投与しない群を作って8週間食餌調節実験して、生後13週の雄SD rat(正常ネズミ)に正常食餌処理した対照群の遺伝子発現量と比較した。図7a及び図7bで、脳あるいは海馬の正常ネズミ対比遺伝子発現変化は、各臓器で((パーキンソン疾患モデル)群遺伝子発現量)/(対照群遺伝子発現量)、((パーキンソン疾患モデル+3’-SL)群遺伝子発現量)/(対照群遺伝子発現量)、そして((パーキンソン疾患モデル+6’-SL)群遺伝子発現量)/(対照群遺伝子発現量)の数値で示した。その結果、図7a及び図7bに示すように、正常食餌の正常ネズミ対照群を基準とした時、6’-SLが投与された(パーキンソン疾患モデル+6’-SL)群は正常対照群に比べて脳(図7a)と海馬(図7b)でPGC-1αを含んだいろいろな分析対象(Fndc5、Erra、UCP1、BDNF、SOD2、及びGPX1)の発現程度が若干劣るが、SLが投与されない(パーキンソンモデル)群に比べて発現程度が非常に優れた。3’-SLは遺伝子発現促進効果が6’-SLに比べて相対的に劣ることが分かった。即ち、6’-SLがパーキンソン疾患モデルネズミの脳と海馬でPGC-1αと関連した遺伝子に対して留意性ある発現量増加を見せた。
図8は、パーキンソン病動物モデルに対する行動実験結果を示す図である。図8で、縦軸は対照群、(パーキンソン疾患モデル)群、(パーキンソン疾患モデル+3’-SL)群、そして(パーキンソン疾患モデル+6’-SL)群に対して垂直の鉄格子器具を用いて行動能力実験(コーナー回り&下り)をした結果、コーナー回り時間と下り時間の数値である。垂直の鉄格子器具は5cm×55cm×8cmの開いた箱形態であり、前面は0.8cm×0.8cmのワイヤーであり、残りの面は黒色のプレキシガラスであり、安全性のために底は5cm長く製作された。実験時、マウスは機器頂点から3cm離れた位置に上方に向かう方向に置かれており、試験する前に2日間3回機器に順応させた。ネズミが60秒以内に下ることができなければ、また繰り返した。コーナー回り時間は上方に向かったネズミが下方に向かうように後ろ向きになることにかかる時間であり、下り時間はネズミがコーナーを回って底に下った全体実験時間からコーナー回り時間を引いた時間であった。
図8に示すように、正常食餌の正常ネズミ対照群に比べて、SLが投与されない(パーキンソン疾患モデル)群はコーナー回り時間と下り時間が2~3倍以上長くかかったことに比べて、6’-SLが投与された(パーキンソン疾患モデル+SL)群はコーナー回り時間と下り時間が対照群にほとんど近かった。即ち、6’-SLがパーキンソン疾患モデルネズミで行動能力(コーナー回りあるいは下り)を改善させることを確認することができた。3’-SLは行動能力改善効果が6’-SLに比べて相対的に劣ることが分かった。
実施形態7.癲癇/痙攣脳疾患モデルでのSL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現促進評価
癲癇/痙攣脳疾患モデルでのSL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現変化を見るために、生後4週齢の正常SD rat及び癲癇/痙攣脳疾患モデル(NER(Noda Epileptic Rat)を中央実験動物(大韓民国)から購入した。水は自由に供給してくれて、市販中のペレット餌(Dooyeul biotech、大韓民国)を2週間の間供給した。6週齢でSD ratを次の通り4個の群(各群は8匹で構成される)に分類した:生後6週の雄SD rat(正常ネズミ;初期体重平均176.3±13.3g)に正常食餌処理した群8匹を対照群にし、生後6週齢の癲癇/痙攣脳疾患モデル(初期体重平均181.8±11.3g)に群当たり8匹で下記3個の相異する食餌処理群にランダムに分けて、6週齢から10週の間これら食餌を維持した(全体32匹動物):
-対照群:SLが投与されない正常食餌を食べた正常ネズミ(8匹)
-(癲癇/痙攣脳疾患モデル)群:SLが投与されない正常食餌を食べた癲癇/痙攣脳疾患モデル(8匹)
-(癲癇/痙攣脳疾患モデル+3’-SL)群:正常食餌群に3’-シアリルラクトース(3’-SL、Sigma)処理された(ネズミ重さkg当たり1日当たり0.1mg経口投与)癲癇/痙攣脳疾患モデル(8匹)
-(癲癇/痙攣脳疾患モデル+6’-SL)群:正常食餌群に6’-シアリルラクトース(6’-SL、Sigma)処理された(ネズミ重さkg当たり1日当たり0.1mg経口投与)癲癇/痙攣脳疾患モデル(8匹)
シアリルラクトースまたはDWを毎日経口投与方式により投与した。Ratを10週の間動物室に保管し、12時間絶食した後、犠牲させた。食餌摂取量及び体重変化量は各々5日毎測定した。3’-シアリルラクトース(3’-N-Acetylneuraminyl-D-lactose, 3’-Sialyl-D-lactoseまたはα-NeuNAc-(2→3)-β-D-Gal-(1→4)-DGlc)または6’-シアリルラクトース(6’-N-Acetylneuraminyl-lactose, 6’-Sialyl-D-lactoseまたはα-NeuNAc-(2→6)-β-D-Gal-(1→4)-D-Glc)は、Sigma-Aldrichから購入した。
SL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現変化を、脳疾患関連2つの主要臓器(海馬、脳)で定量比較した。トリゾール試薬(TRIzol agent、Invitrogen)でRNAを抽出した。前記で抽出して定量したRNAと逆転写システム(Promega、米国)を用いてcDNAを合成した。合成されたcDNA及び分析対象(Fndc5、PGC-1α、Erra、UCP1、BDNF、SOD2、及びGPX1)に対し、予めデザインされたプライマーとプローブ(Applied biosystems;PGC-1α、Mm00447181_m1、999915_q1)を用いてPGC-1αの発現様相を測定した。PCR反応と分析はローター-遺伝子3000システム(Rotor-Gene 3000 system)(Corbett Research、シドニー、オーストラリア)を用い、その結果を図9に示す。
図9a及び図9bは、癲癇/痙攣脳疾患モデルでのSL組成物処理による遺伝子発現変化を示す図である。図9a及び図9bで、縦軸は対照群対比脳あるいは海馬の相対的な遺伝子発現変化は各臓器で((癲癇/痙攣脳疾患モデル)群遺伝子発現量)/(対照群遺伝子発現量)、((癲癇/痙攣脳疾患モデル+3’-SL)と((癲癇/痙攣脳疾患モデル+6’-SL)群遺伝子発現量)/(対照群遺伝子発現量)の数値である。生後6週齢の癲癇/痙攣疾患モデルに群当たり8匹にしてSL投与した群と投与しない群を作って10週間食餌調節実験して、生後6週の雄SD rat(正常ネズミ)に正常食餌処理した対照群の遺伝子発現量と比較した。その結果、図9a及び図9bに示すように、正常食餌の正常ネズミ対照群を基準とした時、SLが投与された(癲癇/痙攣疾患モデル+SL)群は正常対照群に比べては脳(図9a)と海馬(図9b)でPGC-1αを含んだいろいろな分析対象(Fndc5、Erra、UCP1、BDNF、SOD2、及びGPX1)の発現程度が若干劣るが、SLが投与されない(癲癇/痙攣モデル)群に比べて発現程度が非常に優れた。即ち、6’-SLが癲癇/痙攣疾患モデルネズミの脳と海馬でPGC-1αと関連した遺伝子に対して留意性ある発現量増加を見せた。3’-SLは、遺伝子発現促進効果が6’-SLに比べて相対的に劣ることが分かった。
実施形態8.ハンチントン脳疾患モデルでのSL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現促進評価及びロータロッド走行時間改善評価
ハンチントン脳疾患モデルでのSL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現及び認知能力テスト変化を見るために、4週齢のマウスを中央実験動物(大韓民国)から購入した。水は自由に供給してくれて、市販中のペレット餌(Dooyeul biotech、大韓民国)を一週間の間供給した。5週齢でマウスを次の通り3個の群(各群は8匹のマウスで構成される)に分類した:生後5週の雄c57/BL6マウス(正常ネズミ;初期体重平均25.3±4.3g)に正常食餌処理した群8匹を対照群とし、生後5週の雄ハンチントン疾患モデルマウス(R6/2系列(B6CBATg(HDexon1)62Gpp/3J、111CAGs)のトランスジェニックHDマウス;初期体重平均26.9±4.8g)に群当たり8匹で、下記3個の相異する食餌処理群にランダムに分けて、10週の間これら食餌を維持した(全体32匹動物):
-対照群:SLが投与されない正常食餌を食べた正常ネズミ(8匹)
-(ハンチントン疾患モデル)群:SLが投与されない正常食餌を食べたハンチントンモデル(8匹)
-(ハンチントン疾患モデル+3’-SL)群:正常食餌群に3’-シアリルラクトース(3’-SL、Sigma)処理された(ネズミ重さkg当たり1日当たり0.1mg経口投与)ハンチントンモデル(8匹)
-(ハンチントン疾患モデル+6’-SL)群:正常食餌群に6’-シアリルラクトース(6’-SL、Sigma)処理された(ネズミ重さkg当たり1日当たり0.1mg経口投与)ハンチントンモデル(8匹)
シアリルラクトースまたはDWを毎日経口投与方式により投与した。マウスを10週の間動物室に保管し、12時間絶食した後、犠牲させた。食餌摂取量及び体重変化量は各々5日毎測定した。3’-シアリルラクトース(3’-N-Acetylneuraminyl-D-lactose, 3’-Sialyl-D-lactoseまたはα-NeuNAc-(2→3)-β-D-Gal-(1→4)-DGlc)または6’-シアリルラクトース(6’-N-Acetylneuraminyl-lactose, 6’-Sialyl-D-lactoseまたはα-NeuNAc-(2→6)-β-D-Gal-(1→4)-D-Glc)は、Sigma-Aldrichから購入した。
SL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現変化を、脳疾患関連2つの主要臓器(海馬、脳)で定量比較した。トリゾール試薬(TRIzol agent、Invitrogen)でRNAを抽出した。前記で抽出して定量したRNAと逆転写システム(Promega、米国)を用いてcDNAを合成した。合成されたcDNA及び分析対象(Fndc5、PGC-1α、Erra、UCP1、BDNF、SOD2、及びGPX1)に対し、予めデザインされたプライマーとプローブ(Applied biosystems;PGC-1α、 Mm00447181_m1、GAPDH、及びMm99999915_q1)を用いてPGC-1αの発現様相を測定した。PCR反応と分析はローター-遺伝子3000システム(Rotor-Gene 3000 system)(Corbett Research、シドニー、オーストラリア)を用い、その結果を図10に示す。
図10a及び図10bは、ハンチントンモデルでのSL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現変化を示す図である。図10a及び図10bで、縦軸は正常ネズミ対照群対比脳あるいは海馬の遺伝子発現変化は、各臓器で((ハンチントン疾患モデル)群遺伝子発現量)/(対照群遺伝子発現量)、((ハンチントン疾患モデル+3’-SL)群遺伝子発現量)/(対照群遺伝子発現量)、そして((ハンチントン疾患モデル+6’-SL)群遺伝子発現量)/(対照群遺伝子発現量)の数値である。生後5週の雄ハンチントンモデルマウスに群当たり8匹にしてSL(3’-SL & 6’-SL)を投与した群と投与しない群を作って10週間食餌調節実験して正常食餌正常ネズミ(c57/BL6)の遺伝子発現量と比較した。その結果、図10a及び図10bに示すように、正常食餌の正常ネズミ対照群を基準とした時、6’-SLが投与された(ハンチントン疾患モデル+6’-SL)群は正常対照群に比べては脳(図10a)と海馬(図10b)でPGC-1αを含んだいろいろな分析対象(Fndc5、Erra、UCP1、BNDF、SOD2、及びGPX1)の発現程度が若干劣るが、SLが投与されない(ハンチントン疾患モデル)群に比べて発現程度が非常に高かった。即ち、SLがハンチントン疾患モデルネズミの脳と海馬でPGC-1αと関連した遺伝子に対して留意性ある発現量増加を見せた。3’-SLは遺伝子発現促進効果が6’-SLに比べて相対的に劣ることが分かった。
また、正常食餌の正常ネズミ対照群対比(ハンチントン疾患モデル)群、(ハンチントン疾患モデル+3’-SL)群、そして(ハンチントン疾患モデル+6’-SL)群のロータロッド走行時間変化を通じて行動改善を評価した。ロータロッド走行実験は((ハンチントン疾患モデル)群のロータロッド走行時間)/(対照群ロータロッド走行時間)と((ハンチントン疾患モデル+3’-SL)群のロータロッド走行時間)/(対照群ロータロッド走行時間)、そして((ハンチントン疾患モデル+6’-SL)群のロータロッド走行時間)/(対照群ロータロッド走行時間)の数値の変化を確認する実験である。ロータロッド走行時間はロータロッド装置(3分の時間に亘って4~40rpmの回転スピードで加速するロッド;Jungdo Instruments、Korea)を用いて測定した。4週齢のネズミにロータロッド試験練習をした後、5週齢からロータロッド試験を遂行して、落ちるまで平均時間を測定した。
図11は、ハンチントン疾患モデルに対するロータロッド走行実験の結果を示す図である。図11で、縦軸は((ハンチントン疾患モデル)群のロータロッド走行時間)/(対照群ロータロッド走行時間)と((ハンチントン疾患モデル+3’-SL)群のロータロッド走行時間)/(対照群ロータロッド走行時間)、そして((ハンチントン疾患モデル+6’-SL)群のロータロッド走行時間)/(対照群ロータロッド走行時間)の数値を示す。その結果、図11に示すように、正常食餌の正常ネズミ対照群と比較して、(ハンチントン疾患モデル)群、(ハンチントン疾患モデル+3’-SL)群、そして(ハンチントン疾患モデル+6’-SL)群に対してロータロッド走行実験を比較した時、6’-SLが投与された(ハンチントン疾患モデル+6’-SL)群はSLが投与されない(ハンチントン疾患モデル)群に比べてロータロッド走行時間が増加したことと表れて、3’-SLの走行時間増加効果は6’-SLに比べて少なかった。即ち、6’-SLがハンチントン疾患モデルで行動改善を最もよく促進させることを確認することができた。
実施形態9.脳卒中モデルでのSL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による虚血体積及びMLPT点数変化
脳卒中モデルでSL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による虚血体積及びMLPT(Modified limb placing test)点数変化を見るために、4週齢のマウスを中央実験動物(大韓民国)から購入した。水は自由に供給してくれて、市販中のペレット餌(Dooyeul biotech、大韓民国)を一週間の間供給した。臨時及び永久MCA(middle cerebral artery)閉塞及び脳内出血(intracerebral hemorrhage:ICH)を含む脳卒中モデルは6週齢の雄Sprague-Dawley rat(体重平均185.3±15.8g)及び雄BALB/cマウス(体重平均24.6±3.8g)を使用して製造された。SL投与効果を比較するために、脳卒中誘発後、1時間に群当たり8匹で下記3個の相異する腹腔投与群にランダムに分けて(全体24匹の動物)腹腔投与した:
-対照群:溶解緩衝液対照群媒体腹腔投与群(8匹)
-3’-SL処理:3’-SL溶解緩衝液媒体腹腔投与群(8匹)
-6’-SL処理:6’-SL溶解緩衝液媒体腹腔投与群(8匹)
局所大脳硬塞マウスモデルは追加的な脳硬塞モデルに活用されたものであり、このモデルでは脳硬塞誘発後、3時間にSL(3’-SL & 6’-SL)を腹腔投与した。
-対照群:溶解緩衝液対照群媒体腹腔投与群(8匹)
-3’-SL処理:3’-SL溶解緩衝液媒体腹腔投与群(8匹)
-6’-SL処理:6’-SL溶解緩衝液媒体腹腔投与群(8匹)
虚血体積測定は虚血誘導24時間経過後に虚血体積(硬塞及び境界領域)の体積をTTC(2,3,7-triphenyltetrazolium chloride)を用いて以下のように遂行した。脳を摘出した後、前頭チップを1mm厚さに切って、2%のTCC溶液に浸漬した。次に、染色された切片をPBS-4%のパラホルムアルデヒドで固定した後、各切片の虚血発生部位及び半球領域をイメージ分析システムで測定した。脳浮腫による値を以下のように補正した:校正された虚血体積値:測定された虚血面積×1-{[(ipsilateral hemisphere area-contralateral hemisphere area)/contralateral hemisphere]}。虚血体積は、総半球体積に対する百分率で示した。
図12は、虚血モデルでの虚血体積を観察した結果を示す図である。図12の結果は3’または6’-SLを臨時または永久のMCA(middle cerebral artery)閉塞が加えられたマウスモデルに処理した時、インビボでSLによる許血性神経損傷に保護効果を観察した結果である。図12に示すように、6’-SL処理による虚血体積減少が局所小脳永久虚血モデル(50%)、局所小脳臨時虚血モデル(60%)、及び局所大脳永久閉塞モデル(40%)全てで半分程度になった。3’-SLの虚血性神経損傷に保護効果は6’-SLに比べて相対的に劣ることが分かった。
また、ICHモデルでSL(3’-SL & 6’-SL)による神経退行抑制を見るために、MLPTテストを遂行した。MLPTテストはICH誘導一日前、一日後、及び3日後に次の通り遂行された。モデルをテーブルから10cm離れた個所に吊るした後、テーブルへの前肢のストレッチ程度を評価した(正常0点、非正常的な曲げ1点)。次に、モデルの前足が縁を経て動くようにし、各前脚をやんわりと下へ引っ張って、回数程度を評価した(2度目の実験:前脚;3番目の実験:後脚)。最後に、ラットをテーブルの縁に置いて前肢を横に位置することに対して評価した。3回の評価結果に対して次の通り点数を付けた:正常、0点;遅延(少なくとも2秒)、及び/又は不完全遂行、1点;遂行できない、2点。総7点が最大の神経性欠乏を示し、0点は正常を示す。
図13は、ICH誘導後、SL(3’-SL & 6’-SL)処理によるMLPT試験点数変化を示す図である。図13に示すように、ICHモデルで6’-SL処理をした時、ICHモデル誘導後、1日目と3日目の結果から見るように、対照群よりMLPTテスト点数が低くなった。即ち、6’-SL処理による神経退行抑制効果があるものである。3’-SLの神経退行抑制効果は6’-SLに比べて相対的に劣ることが分かった。
実施形態10.SL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による腹部脂肪遺伝子発現変化及び局所脂肪除去評価
ネズミモデルで、SL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現変化及び局所脂肪除去効果を見るために、4週齢の雄obマウス(C57BL/6J-ob/ob)モデルを中央実験動物(大韓民国)から購入した。水は自由に供給してくれて、高脂肪飼料(Rodent Diet with 60kcal% fat)を2週間の間供給した。生後6週の雄obマウス(C57BL/6J-ob/ob)モデル(初期体重平均34.2±3.7g)に群当たり8匹で下記3個の相異する食餌処理群にランダムに分けて、10週の間これら食餌を維持した(全体24頭動物):
-対照群:SLが処理されない高脂肪飼料(Rodent Diet with 60kcal% fat)食餌を食べたモデル(8匹)
-3’-SL投与群:高脂肪食餌群に3’-シアリルラクトース(3’-SL、Sigma)処理された(ネズミ重さkg当たり1日当たり0.1mg経口投与)モデル(8匹)
-6’-SL投与群:高脂肪食餌群に6’-シアリルラクトース(6’-SL、Sigma)処理された(ネズミ重さkg当たり1日当たり0.1mg経口投与)モデル(8匹)
シアリルラクトースまたはDWを毎日経口投与方式により投与した。マウスを10週の間動物室に保管し、12時間絶食した後、犠牲させた。食餌摂取量及び体重変化量は各々5日毎測定した。3’-シアリルラクトース(3’-N-Acetylneuraminyl-D-lactose, 3’-Sialyl-D-lactoseまたはα-NeuNAc-(2→3)-β-D-Gal-(1→4)-DGlc)または6’-シアリルラクトース(6’-N-Acetylneuraminyl-lactose, 6’-Sialyl-D-lactoseまたはα-NeuNAc-(2→6)-β-D-Gal-(1→4)-D-Glc)は、Sigma-Aldrichから購入した。
SL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現変化を、腹部で定量比較した。トリゾール試薬(TRIzol agent、Invitrogen)でRNAを抽出した。前記で抽出して定量したRNAと逆転写システム(Promega、米国)を用いてcDNAを合成した。合成されたcDNA及び分析対象(Fndc5、PGC-1α、Erra、UCP1、SOD2、及びGPX1)に対し、予めデザインされたプライマーとプローブ(Applied biosystems;PGC-1α、Mm00447181_m1、GAPDH、及びMm99999915_q1)を用いてPGC-1αの発現様相を測定した。PCR反応と分析はローター-遺伝子3000システム(Rotor-Gene 3000 system)(Corbett Research、シドニー、オーストラリア)を用い、その結果を図14に示す。
図14は、ネズミモデルでのSL組成物処理による遺伝子発現変化を示す図である。図14で、縦軸は高脂肪飼料食餌を食べるモデルでSL投与前対比腹部脂肪遺伝子発現比であって、腹部脂肪で(3’-SL投与群の遺伝子発現量)/(対照群遺伝子発現量)と(6’-SL投与群の遺伝子発現量)/(対照群遺伝子発現量)の数値である。生後6週の雄マウスに群当たり8匹にして対照群とSL投与群を作って10週間高脂肪食餌調節実験をした。その結果、図14に示すように、6’-SL投与された実験群は陰性対照群に比べていろいろな分析対象(Fndc5、PGC-1α、Erra、UCP1、SOD2、及びGPX1)に対して2倍程度の留意性ある発現量増加を見せた。3’-SLはPGC-1αと関連した遺伝子の発現促進効果が6’-SLに比べて相対的に若干劣ることが分かった。
また、SLを処理されない高脂肪飼料食餌を食べる前記obマウス(C57BL/6J-ob/ob)モデルネズミで、メソローラー(0.5mm、イントゥMR、(株)イントゥメディ)を用い、SL(3’-SL & 6’-SL)投与による局所脂肪除去効果を確認した。具体的に、ネズミの背中にある毛を切り出して、露出皮膚に対して食塩水バッファのうち、0.1M濃度のSLを皮膚に塗布した後、前記メソローラーを摩擦させて皮膚を通じて吸収するようにした。対照群はSLのない前記バッファを使用したことを除いては同一であった。その結果を図15に示す。図15は、ネズミモデルでのSL(3’-SL & 6’-SL)組成物を局所投与した場合、遺伝子発現変化を示す図である。図15で、3’-SL、6’-SL、及びCTLは各々3’-SL投与群、6’-SL投与群、及び対照群であって、10週間高脂肪食餌を食べさせた後、メソローラーを使用してSL(3’-SL & 6’-SL)組成物を0日と4日に局所投与した後、7日にダーモスコピー(Dermoscopy)で観察した結果である。
その結果、図15に示すように、メソローラーにより6’-SLが投与された部分は投与されない陰性対照部分に比べて局所脂肪が除去されることを確認することができた。3’-Sは局所脂肪除去効果が6’-SLに比べて相対的に若干劣ることが分かった。
実施形態11.老化促進モデルでのSL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による身体部位別遺伝子発現変化とtelomere機能とROS調節による老化関連慢性疾患防止効果
老化促進モデルでSL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による身体部位別遺伝子発現変化を見るために、生後4週の雄老化促進モデルマウス(SAMP1/Sku Slc)を中央実験動物(大韓民国)から購入した。水は自由に供給してくれて、市販中のペレット餌(Dooyeul biotech、大韓民国)を一週間の間供給した。生後6週の雄老化促進モデルマウス(初期体重平均28.8±2.3g)に群当たり8匹で下記3個の相異する食餌処理群にランダムに分けて、12週の間これら食餌を維持した(全体24匹動物):
-対照群:SLが投与されない正常食餌を食べた正常ネズミ(8匹)
-3’-SL投与群:正常食餌群に3’-シアリルラクトース(3’-SL、Sigma)処理された(ネズミ重さkg当たり1日当たり0.1mg経口投与)老化促進モデル(8匹)
-6’-SL投与群:正常食餌群に6’-シアリルラクトース(6’-SL、Sigma)処理された(ネズミ重さkg当たり1日当たり0.1mg経口投与)老化促進モデル(8匹)
シアリルラクトースまたはDWを毎日経口投与方式により投与した。マウスを14週の間動物室に保管し、12時間絶食した後、犠牲させた。食餌摂取量及び体重変化量は各々5日毎測定した。3’-シアリルラクトース(3’-N-Acetylneuraminyl-D-lactose, 3’-Sialyl-D-lactoseまたはα-NeuNAc-(2→3)-β-D-Gal-(1→4)-DGlc)または6’-シアリルラクトース(6’-N-Acetylneuraminyl-lactose, 6’-Sialyl-D-lactoseまたはα-NeuNAc-(2→6)-β-D-Gal-(1→4)-D-Glc)は、Sigma-Aldrichから購入した。
SL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現変化を、8種類の主要臓器(心臓、海馬、脳、脊髄、肺、肝、脾臓、腎臓)と3種類の骨力筋(ヒラメ筋、大腿四頭筋、腓腹筋)などで定量比較した。トリゾール試薬(TRIzol agent、Invitrogen)でRNAを抽出した。前記で抽出して定量したRNAと逆転写システム(Promega、米国)を用いてcDNAを合成した。合成されたcDNA及び分析対象(Fndc5、PGC-1α、Erra、UCP1、SOD2、及びGPX1)に対し、予めデザインされたプライマーとプローブ(Applied biosystems;PGC-1α、 Mm00447181_m1、GAPDH、及びMm99999915_q1)を用いてPGC-1αの発現様相を測定した。PCR反応と分析はローター-遺伝子3000システム(Rotor-Gene 3000 system)(Corbett Research、シドニー、オーストラリア)を用い、その結果を図16に示す。
図16a及び16bは、老化促進モデルでのSL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現変化を示す図である。生後6週の雄老化促進モデルマウス(SAMP1/Sku Slc)に群当たり8匹にして対照群、3’-SL投与群、そして6’-SL投与群を作って12週間食餌調節実験した。図16a及び16bで、縦軸はSL(3’-SL & 6’-SL)投与前対比身体部位別の相対的な遺伝子発現変化であって、各身体部位で(3’-SL投与群遺伝子発現量)/(対照群遺伝子発現量)と(6’-SL投与群遺伝子発現量)/(対照群遺伝子発現量)の数値である。その結果、図16a及び16bに示すように、3’-SL(図16a)と6’-SL(図16b)全て大部分の臓器と骨格筋でいろいろな分析対象(Fndc5、PGC-1α、Erra、UCP1、SOD2、及びGPX1)に対して留意性ある発現量増加を見せて、但し3’-SLは分析対象の遺伝子発現促進効果が6’-SLに比べて相対的に若干劣ることが分かった。
また、細胞レベルの実験のために、SLが投与されない高脂肪飼料(Rodent Diet with 60kcal% fat)食餌を食べた対照群で、MASMs(mouse大動脈平滑筋細胞)を分離し(Griendling et al., 1991)、SL(3’-SL & 6’-SL)組成物を培養液に添加して培養し、細胞内H測定(ROS数値)のために、0.1%子牛血清に浸った12-well培養プレートで1日培養した。細胞内ROS数値はH2DCFDAを用いて測定された。アッセイのために、細胞はHBSSバッファの中でH2DCFDAと共に30分間培養された。細胞をトリプシン処理し洗浄してHBSSに溶かした。蛍光値がCytoFluorプレートリーダーにより直ちに測定された(図17a)。
ミトコンドリアの超酸化物(Superoxide)生産測定のために、ミトコンドリアのROSはMitoSOX Red(ミトコンドリア超酸化物蛍光標識子)を用いて測定された。MASMsを抽出してMitoSOX(4μM)と共に暗室で37℃で20分間培養した。MitoSOX蛍光は蛍光プレートリーダーを用いて出た細胞の蛍光強さにより定量された(480nm励起/580nm放出)(図17b)。
図17a及び17bで、MASMsを老化促進モデルマウス対照群で抽出して、SL(3’-SL & 6’-SL)組成物を培養液に入れて比較した。細胞内H(ROS数値)を測定するためにH2DCFDAと共に培養し(図17a)、ミトコンドリアのROSを測定するためにMitoSOX Red(ミトコンドリア超酸化物蛍光標識子)(図17a)を共に培養した。細胞内Hとミトコンドリア超酸化物(superoxide)生産は蛍光プレートリーダーで定量された。組成物がROS数値を落として、ミトコンドリアの超酸化物(Superoxide)生産を抑制することが分かった。
図17a及び17bは、細胞内H測定(ROS数値)(図17a)及びミトコンドリアの超酸化物(Superoxide)生産測定(図17b)を示す図である。MASMsを老化促進モデルマウス(SAM P1/Sku Slc)から抽出して、SL(3’-SL & 6’-SL)組成物を培養液に入れて比較した。細胞内Hを測定するためにH2DCFDAと共に培養し(図17a)、ミトコンドリアのROSを測定するためにMitoSOX Red(ミトコンドリア超酸化物蛍光標識子)(図17a)と培養した。細胞内Hとミトコンドリア超酸化物(superoxide)生産は蛍光プレートリーダーで定量された。SL(3’-SL & 6’-SL)組成物がROS数値を落とし、ミトコンドリアの超酸化物(Superoxide)生産を抑制することが分かった。
図18a及び18bで、テロメラーゼ活動性の測定はTRAPプロトコル(Wright et al., 1995)で測定される。要約すると、細胞ペレットをCHAPS分解溶媒(ribonuclease抑制剤含み)に溶かした後、4℃で30分間培養する。細胞抽出物(1mg)をTRAPeze反応ミックス(テロメラーゼ基質(TS)プライマー、蛍光-ラベルのRP(reverse)プライマー、対照標準原型、そしてスルホローダミン(sulforhodamine)-ラベルの対照標準K2プライマー)と混合する。TSプライマーは30℃で30分間延長された後、PCRを実行する。このように出たTRAP生成物は蛍光プレートリーダーで蛍光を測定してテロメラーゼ活動性を定量する。相対的なテロメラーゼ活動性はスルホローダミン(内部対照標準)対比純フルオレセイン割合により正規化させ、パーセンテージで表現される。Fluorescein(M0250)はMarker Gene Technologies, Incから購入した。H2-dichlorofluorescin diacetate(DCFDA)はfrom Molecular Probesから購入した。MitoSOXTM Red, MitoTracker Green FM、そして、MitoTracker(登録商標) Orange CMTMRos (MTO)はInvitrogenから購入した。10,000x SYBR(登録商標) Gold dyeはMolecular Probes, Inc.から購入した。Nuclear/Cytosol fractionation kit (K266-100)はBioVisionから購入した。TRAPeze(登録商標) XL telomerase detection kit (S7707)はMILLIPOREから購入した。Telomere PNA FISH Kit/Cy3 (K5326)はDakoから購入した。
図18a及び18bは、SL(3’-SL & 6’-SL)組成物投与によるテロメラーゼ活動性を測定した結果を示す。この数値を通じてTERTとARE/ERE(antioxidant/electrophile-responsive element)信号経路活性化を推論することができた(Xiong et al., 2015, Cell Reports 12, 1391-1399)。SL(3’-SL & 6’-SL)を老化促進モデル(図18a)とMASMs(図18b)に処理してテロメラーゼ活動性を分析した。図18aは対照群、3’-SL投与群、そして6’-SL投与群から抽出された大動脈サンプルでテロメラーゼ活動性をin vivoで分析したデータである。図18bは対照群の平滑筋細胞を分離して(Griendling et al., 1991)、MASMsをSL(3’-SL & 6’-SL)が処理された12-well培養プレートで1日培養してテロメラーゼ活動性をin vitroで分析した。実験結果SL(3’-SL & 6’-SL)組成物の投与がテロメラーゼ活動性増加を見せた。このような結果はSL(3’-SL & 6’-SL)組成物がPGC-1α増加によってTERT機能異常及びDNA損傷修復(テロメラーゼ活動性増加-TERT発現)と関連できることを推論することができる根拠を与えた。
実施形態12.動脈硬化症モデルでのSL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理によるテロメア(telomere)機能とROS調節による老化関連慢性疾患防止効果
最近にPGC-1α遺伝子が除去されれば、血管老化、アテローム性動脈硬化症、テロメア機能障害と長さ減少、DNA損傷、TERT(telomerase reverse transcriptase)の発現及び活動性減少、そしてp53増加により発生するという論文が発表された(Xiong et al., 2015, Cell Reports 12, 1391-1399)。
一般に、ApoE-/-ネズミが酸化性ストレスと炎症に対する敏感性を増加させ、人々で観察される粥状硬化症の傷を速く発達させるため、動脈硬化症の代表的なモデルに使われるので(Weiss et al., 2001)、ApoE-/-ネズミ(C57BL/6基盤)をJackson Laboratoryから購買した。遺伝子型はテイル(tail)DNAを用いたPCRで確認された。
動脈硬化症老化モデルで、SL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理によるテロメア機能とDNA損傷調節による老化関連慢性疾患防止効果を見るために、2つの生後24週の雄モデルマウス(PGC-1α+/+ApoE-/-)に群当たり8匹で下記3個の相異する食餌処理群にランダムに分けて、6週の間これら食餌を維持した(全体24匹の動物):
-対照群:高脂肪飼料(Rodent Diet with 60kcal% fat)食餌を食べた動脈硬化症モデル(8匹)
-3’-SL投与群:高脂肪飼料食餌群に3’-シアリルラクトース(3’-SL、Sigma)処理された(ネズミ重さkg当たり1日当たり0.1mg経口投与)動脈硬化症モデル(8匹)
-6’-SL投与群:高脂肪飼料食餌群に6’-シアリルラクトース(6’-SL、Sigma)処理された(ネズミ重さkg当たり1日当たり0.1mg経口投与)動脈硬化症モデル(8匹)
細胞レベルの実験のために、SLが投与されない高脂肪飼料(Rodent Diet with 60kcal% fat)食餌を食べた対照群で、MASMs(mouse大動脈平滑筋細胞)を分離し(Griendling et al., 1991)、SL(3’-SL & 6’-SL)組成物を培養液に処理して比較した。細胞内H測定(ROS数値)のために、0.1%子牛血清に浸った12-well培養プレートで1日培養した。細胞内ROS数値はH2DCFDAを用いて測定された。アッセイのために、細胞はHBSSバッファの中でH2DCFDAと共に30分間培養された。細胞をトリプシン処理し洗浄してHBSSに溶かした。蛍光値がCytoFluorプレートリーダーにより直ちに測定された(図19a)。
ミトコンドリアの超酸化物(Superoxide)生産の測定のために、ミトコンドリアのROSはMitoSOX Red(ミトコンドリア超酸化物蛍光標識子)を用いて測定された。MASMsを抽出してMitoSOX(4μM)と共に暗室で37℃で20分間培養した。MitoSOX蛍光は蛍光プレートリーダーを用いて出た細胞の蛍光強さにより定量された(480nm励起/580nm放出)(図19b)。
図19a及び19bで、MASMsをモデルマウス(PGC-1α+/+ApoE-/-)対照群から抽出して、SL(3’-SL & 6’-SL)組成物を培養液に入れて比較した。細胞内H(ROS数値)を測定するためにH2DCFDAと共に培養し(図19a)、ミトコンドリアのROSを測定するためにMitoSOX Red(ミトコンドリア超酸化物蛍光標識子)(図19a)を共に培養した。細胞内Hとミトコンドリア超酸化物(superoxide)生産は蛍光プレートリーダーで定量された。組成物がROS数値を落として、ミトコンドリアの超酸化物(Superoxide)生産を抑制することが分かった。
図19a及び19bは、細胞内H測定(ROS数値)(図19a)及びミトコンドリアの超酸化物(Superoxide)生産測定(図19b)の結果を示す図である。MASMsをモデルマウス(PGC-1α+/+ApoE-/-)から抽出して、SL(3’-SL & 6’-SL)組成物を培養液に入れて比較した。細胞内Hを測定するためにH2DCFDAと共に培養し(図19a)、ミトコンドリアのROSを測定するためにMitoSOX Red(ミトコンドリア超酸化物蛍光標識子)(図19a)と培養した。細胞内Hとミトコンドリア超酸化物(superoxide)生産は蛍光プレートリーダーで定量された。SL(3’-SL & 6’-SL)組成物がROS数値を落とし、ミトコンドリアの超酸化物(Superoxide)生産を抑制することが分かった。
図20で、テロメラーゼ活動性の測定はTRAPプロトコル(Wright et al., 1995)で測定される。要約すると、細胞ペレットをCHAPS分解溶媒(ribonuclease抑制剤含み)に溶かした後、4℃で30分間培養する。細胞抽出物(1mg)をTRAPeze反応ミックス(テロメラーゼ基質(TS)プライマー、蛍光-ラベルのRP(reverse)プライマー、対照標準原型、そしてスルホローダミン-ラベルの対照標準K2プライマー)と混合する。TSプライマーは30℃で30分間延長された後、PCRを実行する。このように出たTRAP生成物は蛍光プレートリーダーで蛍光を測定してテロメラーゼ活動性を定量する。相対的なテロメラーゼ活動性はスルホローダミン(内部対照標準)対比純フルオレセイン割合により正規化させ、パーセンテージで表現される。Fluorescein (M0250)はMarker Gene Technologies, Incから購入した。H2-dichlorofluorescin diacetate (DCFDA)はfrom Molecular Probes.から購入した。MitoSOXTM Red, MitoTracker Green FM、そしてMitoTracker(登録商標) Orange CMTMRos (MTO)はInvitrogenから購入した。10,000x SYBR(登録商標) Gold dyeはMolecular Probes, Inc. から購入した。Nuclear/Cytosol fractionation kit(K266-100)はBioVisionから購入した。TRAPeze(登録商標) XL telomerase detection kit(S7707)はMILLIPOREから購入した。Telomere PNA FISH Kit/Cy3(K5326)はDakoから購入した。
図20a及び20bで、SL(3’-SL & 6’-SL)組成物投与によるテロメラーゼ活動性を測定した。この数値を通じてTERTとARE/ERE(antioxidant/electrophile-responsive element)信号経路活性化を推論することができた(Xiong et al., 2015, Cell Reports 12, 1391-1399)。
図20a及び20bは、SL(3’-SL & 6’-SL)を動脈硬化症モデル(ApoE-/-;図20a)とMASMs(図20b)に処理してテロメラーゼ活動性を分析した結果を示す図である。図20aで、対照群、3’-SL投与群、そして6’-SL投与群から抽出された大動脈サンプルでテロメラーゼ活動性をin vivoで分析した。図20bで、対照群の平滑筋細胞を分離して(Griendling et al., 1991)、MASMsをSL(3’-SL & 6’-SL)が処理された12-well培養プレートで1日培養してテロメラーゼ活動性をin vitroで分析した。実験結果、SL(3’-SL & 6’-SL)組成物の投与がテロメラーゼ活動性増加を見せた。このような結果はSL(3’-SL & 6’-SL)組成物がPGC-1α増加によってTERT機能異常及びDNA損傷復帰(テロメラーゼ活動性増加-TERT発現)と関連できることを推論することができる根拠を与えた。
実施形態13.皮膚実験でのSL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による身体部位別遺伝子発現変化
皮膚実験モデルで、SL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による身体部位別遺伝子発現変化を見るために、生後6週の雄皮膚実験モデル(HRM2)マウス(メラニンを含んだHairlessの外観)に群当たり8匹で下記3個の相異する食餌処理群にランダムに分けて(全体24匹の動物)、10週の間これら食餌(AIN-76A米国Dyets社)を維持し、携帯用色差計(CR-10日本Minolta社)などを用いて紫外線照射(老人性染み、シワ実験)、皮膚感受性実験、皮膚刺激性実験、皮下吸収実験などをした:
-対照群:正常食餌を食べた群(8匹)
-3’-SL投与群:正常食餌群に3’-シアリルラクトース(3’-SL、Sigma)処理された(ネズミ重さkg当たり1日当たり0.1mg経口投与)モデル(8匹)
-6’-SL投与群:正常食餌群に6’-シアリルラクトース(6’-SL、Sigma)処理された(ネズミ重さkg当たり1日当たり0.1mg経口投与)モデル(8匹)
SL(3’-SL & 6’-SL)投与群が対照群に比べて紫外線照射(老人性染み、シワ実験)、皮膚感受性実験、皮膚刺激性実験、皮下吸収実験などで皮膚が格段に改善されていることが分かった。また、SL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現変化を、8種類の主要臓器(心臓、海馬、脳、脊髄、肺、肝、脾臓、腎臓)と3種類の骨格筋(ヒラメ筋、大腿四頭筋、腓腹筋)などで定量比較した。トリゾール試薬(TRIzol agent、Invitrogen)でRNAを抽出した。前記で抽出して定量したRNAと逆転写システム(Promega、米国)を用いてcDNAを合成した。合成されたcDNA及び分析対象(Fndc5、PGC-1α、Erra、UCP1、SOD2、及びGPX1)に対し、予めデザインされたプライマーとプローブ(Applied biosystems;PGC-1α、 Mm00447181_m1、GAPDH、及びMm99999915_q1)を用いてPGC-1αの発現様相を測定した。PCR反応と分析はローター-遺伝子3000システム(Rotor-Gene 3000 system)(Corbett Research、シドニー、オーストラリア)を用い、その結果を図21a及び21bに示した。
図21a及び21bで、SL(3’-SL & 6’-SL)投与前対比身体部位別の相対的な遺伝子発現変化は、各身体部位で(3’-SL投与群遺伝子発現量)/(対照群遺伝子発現量)と(6’-SL投与群遺伝子発現量)/(対照群遺伝子発現量)を数値で示したものである。いろいろな身体部位で6’-SL投与群は陰性対照群に比べてPGC-1αを含んだいろいろな分析対象(Fndc5、PGC-1α、Erra、UCP1、SOD2、及びGPX1)の発現程度が非常に優れた。即ち、6’-SLが正常ネズミのいろいろな臓器と筋肉でPGC-1αと関連した遺伝子の発現を促進させることを確認することができた。3’-SLは分析対象の遺伝子発現促進効果が6’-SLに比べて相対的に若干劣ることが分かった。
図21a及び21bは、皮膚実験モデルでのSL(3’-SL & 6’-SL)組成物処理による遺伝子発現変化を示す図である。生後6週の雄皮膚実験モデル(HRM2)マウスに群当たり8匹にして対照群とSL(3’-SL & 6’-SL)投与群を作って10週間食餌調節実験した。SL(3’-SL & 6’-SL)投与前対比相対的な遺伝子発現変化は、各身体部位で‘SL投与群遺伝子発現量’と‘対照群遺伝子発現量’を定量して、その値の相対的な比(3’-SL投与群遺伝子発現量)/(対照群遺伝子発現量)と(6’-SL投与群遺伝子発現量)/(対照群遺伝子発現量)を数値で示したものである。大部分の臓器と骨格筋でいろいろな分析対象(Fndc5、PGC-1α、Erra、UCP1、SOD2、及びGPX1)に対して留意性ある発現量増加を見せた。3’-SL(図21a)は分析対象の遺伝子発現促進効果が6’-SL(図21b)に比べて相対的に若干劣ることが分かった。
実施形態14.シアリルラクトース(3’-SL & 6’-SL)組成物が分化された脂肪細胞(adipocyte)に及ぼす影響
(1)3T3-L1細胞培養及び分化
3T3-L1脂肪細胞を韓国細胞株銀行から購入して使用した。3T3-L1脂肪細胞の培養と維持は10%のbovine calf serum(FCS、ウェルジン、韓国)を入れたDulbecco’s modified Eagle’s medium(DMEM、ウェルジン、韓国)培地で5%のCO2、37℃で継代培養した。3T3-L1脂肪細胞を次の通り6個の群に分類した:NT;正常分化細胞群(対照群)、シアリルラクトース実験群;シアリルラクトース(SL、Sigma-Aldrich、米国)が処理された実験群であって、1、10、100、1000、及び10000μM実験群。細胞分化は6-well plateにウェル当たり2×10cellsを株分けして細胞が100%密集するように培養した。2日後、10%のfetal bovine serum(FBS、ウェルジン、韓国)とMDI solution(0.5 mM isobutylmethylxanthine(IBMX, Sigma-Aldrich、米国)、1μM dexamethasone (Sigma-Aldrich、米国)、1μg/mL insulin(Sigma-Aldrich、米国))を含んだDMEM培地を実験群に2日間処理し、また10%のFBSと1μg/mL インスリン(insulin)を含んだDMEMで2日間処理した。その後、10%のFBSを含むDMEM培地に2日毎培地を取替えて、脂肪細胞に分化させた。分化が終わった時点に10%のFBSが添加されたDMEM培地に3’-シアリルラクトースまたは6’-シアリルラクトースを0、0.01、0.1、1、及び10mM濃度で10日間処理した
(2)Oil-Red O染色
6-wellプレートで分化された後、3’-シアリルラクトースまたは6’-シアリルラクトースが処理された3T3-L1脂肪細胞をPBSで2回洗浄後、2mlの10%のホルマリン(Sigma-Aldrich、米国)を入れて10分間常温で固定させる。固定された細胞を乾燥させた後、1mlのOil Red O染色試薬(Sigma-Aldrich、米国)を細胞に20分間処理した後、蒸留水でOil Red O染色試薬を4回に亘って十分に洗浄した後、1mlの100% isopropanol(Sigma-Aldrich、米国)を入れて染色された脂肪球を流出させた後、500nmでの吸光度を用いて蓄積された脂肪の量を測定した。
(3)遊離グリセロール(Free glycerol)の測定
6-wellプレートで分化された3T3-L1脂肪細胞に6’-シアリルラクトースを0、0.01、0.1、1、及び10mM濃度で処理して10日の間培養した培地をエッペンドルフチューブにサンプリングした後、glycerol cell-based assay kit(cayman、10011725、米国)を使用して遊離グリセロールを分析した。25ul培地にfree glycerol reagent 100uLを添加して常温で15分間反応させた後、540nmで吸光度を測定した。
(4)細胞生存率(cell viability)測定
分化された後、6’-シアリルラクトースが処理された3T3-L1脂肪細胞をcell counting kit-8(Dojindo Molecular Technologies, Inc. 米国)を用いて細胞生存率を測定した。薬物処理後、CCK-8 reagent 10uLを添加して2時間の間培養した後、450nmで吸光度を測定した。
図22及び図23から確認できるように、分化された脂肪細胞でシアリルラクトースの添加により細胞内脂肪が減少し、特に6’-シアリルラクトースを添加した実験群で細胞内脂肪が格段に減少した。
図22a及び図22bは、分化された脂肪細胞で6’-シアリルラクトース(図22a)と3’-シアリルラクトース(図22b)が投与された場合、細胞内脂肪の変化を示す図である。NTは対照群であり、0.01、0.1、1、及び10mMは6’-シアリルラクトース(図22a)と3’-シアリルラクトース(図22b)を各々0.01、0.1、1、10mM実験群を示す。
図23a及び図23bは、分化された脂肪細胞で6’-シアリルラクトース(図23a)と3’-シアリルラクトース(図23b)が投与された場合、細胞内脂肪の変化を示す細胞の光学顕微鏡写真(Oil red O実験)である。図面で、NTは対照群であり、0.01、0.1、1、及び10mMは6’-シアリルラクトース(図23a)と3’-シアリルラクトース(図23b)は0.01、0.1、1、及び10mM実験群を示す。
一方、図24から確認できるように、シアリルラクトースは分化された脂肪細胞に10mMまで細胞生存率(cell viability)に影響を与えなかった。
図24は、分化された脂肪細胞で細胞の生存率に及ぼす6’-シアリルラクトースの影響を示す図である。NTは対照群であり、0.01、0.1、1、10、及び100mMは6’-シアリルラクトースは各々0.01、0.1、1、10、及び100mM実験群を示す。
また、図25から確認できるように、シアリルラクトースは脂肪細胞のグリセロール分泌を濃度依存的に増加させて細胞内脂肪を減少させた。
シアリルラクトースは分化された脂肪細胞(adipocyte)で細胞生存率に影響無しでグリセロール分泌を促進して細胞内脂肪を減少させ、特に6’-シアリルラクトースが格段に細胞内脂肪を減少させた。
図25は、分化された脂肪細胞でシアリルラクトースによるグリセロール分泌の変化を示す図である。図面で、NTは対照群であり、0.01、0.1、1、及び10mMは3’-シアリルラクトースは各々0.01、0.1、1、及び10mM実験群を示す。
実施形態15.シアリルラクトース(3’-SL & 6’-SL)組成物皮下注射による高脂肪食餌マウスの皮下脂肪変化
(1)高脂肪食餌マウス
4週齢のC56BL/6マウスをDooyeul biotech(大韓民国)から購入した。水は自由に供給してくれて、市販中のペレット餌(Dooyeul biotech、大韓民国)を一週間の間供給した。28日間Research Diets社(New Brunswick、U. S. A)から購入した高脂肪(60%脂肪)食餌を供給して脂肪が蓄積されたマウスを構築した。
(2)シアリルラクトース皮下注射
リン酸緩衝溶液に溶かした100mM 3’-シアリルラクトースまたは6’-シアリルラクトース0.5mlを高脂肪食餌で脂肪蓄積を誘導したマウスの背の4~5個所に2回(0、4日)皮下注射して4日、及び7日に皮膚を肉眼とダーモスコピー(dermoscopy)で観察した。対照群(CTL)にリン酸緩衝溶液を使用した。
図26a及び26bから確認できるように、シアリルラクトース皮下注射は高脂肪食餌マウスの皮下脂肪を減少させて皮膚表面のシワを誘導した。特に、6’-シアリルラクトースが格段に皮下脂肪を減少させた。
図26a及び26bは、シアリルラクトース皮下注射による高脂肪食餌マウスの皮膚変化を示す図である。皮膚変化を肉眼及びダーモスコピー(図26a及び26b)で確認した写真である。CTLは対照群であり、3’-シアリルラクトース(3’-SL)、6’-シアリルラクトース(6’-SL)は実験群を示す。
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Claims (10)

  1. 有効成分として、α-NeuNAc-(2→3)-β-D-Gal-(1→4)-D-Glcまたはα-NeuNAc-(2→6)-β-D-Gal-(1→4)-D-Glcである化合物、その塩、水和物、または溶媒和物を含む、ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体コアクチベータ1-アルファ(peroxisome proliferator-activated receptor coactivator 1-alpha: PGC-1α)の発現減少と関連した疾病または症状を予防または治療するための組成物であって、
    前記疾病または症状が、癲癇である組成物。
  2. 前記組成物は、溶液、懸濁液、シロップ剤、エマルジョン、リポソーム、散剤、粉末剤、顆粒剤、錠剤、徐放型製剤、及びカプセル剤で構成された群から選択された剤型であることを特徴とする、請求項1に記載の組成物。
  3. 前記組成物は経口投与用組成物であり、リポソームを含んだ薬物伝達体または徐放型製剤の剤型であることを特徴とする、請求項2に記載の組成物。
  4. 前記組成物は非経口投与用組成物であり、リポソーム及び超音波造影剤(ultrasound contrast agent)を含んだ薬物伝達体または徐放型製剤の剤型であることを特徴とする、請求項2に記載の組成物。
  5. 薬剤学的組成物、機能性食品(nutraceutical)組成物、または食品組成物であることを特徴とする、請求項1に記載の組成物。
  6. 前記塩は薬学的に許容可能な、または食品学的に許容可能な塩であることを特徴とする、請求項1に記載の組成物。
  7. 前記組成物は、リポソーム、混合リポソーム、オレオソーム、ニオソーム、エトソーム、ミリカプセル、マイクロカプセル、ナノカプセル、ナノ構造化された脂質担体、スポンジ、サイクロデキストリン、小胞(vesicle)、ミセル(micelle)、界面活性剤の混合ミセル、界面活性剤-燐脂質混合ミセル、ミリスフェア、マイクロスフェア、ナノスフェア、リポスフェア、マイクロエマルジョン、ナノエマルジョン、ミニ粒子、ミリ粒子、マイクロ粒子、ナノ粒子、または固体脂質ナノ粒子を含む食品学的、または薬剤学的伝達システムまたは持続放出システム内に組み込まれていることを特徴とする、請求項5に記載の組成物。
  8. 前記ナノカプセルは、マイクロエマルジョンを含有することを特徴とする、請求項7に記載の組成物。
  9. 前記組成物は、PGC-1αの発現を増加させることを特徴とする、請求項1に記載の組成物。
  10. 前記化合物は、α-NeuNAc-(2→6)-β-D-Gal-(1→4)-D-Glcであることを特徴とする、請求項1に記載の組成物。
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