JPWO2007043305A1 - インスリン抵抗性改善剤 - Google Patents

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Abstract

アディポサイトカイン、特にインスリン抵抗性を惹起させるアディポサイトカインの産生を抑制し、インスリン抵抗性に起因する病態の発症を予防又は改善するために、シクロラノスタン骨格を持つ化合物若しくは同化合物を含むユリ科又はイネ科の植物の有機溶媒抽出物、熱水抽出物、又はこれらの分画物を医薬又は飲食品の有効成分とする。

Description

本発明は、シクロラノスタン骨格を持つ化合物を有効成分として含有するインスリン抵抗性改善剤及びこれを含有する飲食品に関する。さらに詳しくは、インスリン抵抗性に関わる病態の発症及び重篤化に関与する因子である遊離脂肪酸、プラスミノーゲン活性化阻止因子、腫瘍壊死因子、モノサイト・ケモアトラクタント・プロテイン−1、レジスチン等のアディポサイトカインの産生調節効果を有するインスリン抵抗性改善剤及びこれを含有する飲食品に関する。
インスリンは、膵臓のランゲルハンス島(ラ氏島)内にあるβ細胞から産生されるホルモンの一種であり、骨格筋、肝臓、脂肪等のインスリン標的組織に存在するインスリン受容体を介して、糖代謝のみならず、脂質代謝及び蛋白質代謝に作用し、生体の恒常性の維持に重要な役割を担っている。各標的組織におけるインスリンの作用としては、筋肉細胞や脂肪細胞への血液中のグルコースの取り込み促進や、肝臓および筋肉組織でのグリコーゲン産生の促進、肝臓における糖新生の抑制、脂肪細胞におけるグルコース消費と脂肪酸合成の促進および脂質の分解抑制等が挙げられる。
インスリン抵抗性とは、細胞、臓器、個体レベルでインスリンの各種の作用を得るのに通常量以上のインスリンを必要とする状態、すなわち、インスリンに対する感受性が低下したインスリン作用不全状態のことである。これまでの疫学的検討の結果から、高血圧、糖尿病、高脂血症(高トリグリセリド血症、低HDLコレステロール血症)、肥満等が、インスリン抵抗性に基づく病態であると考えられている。インスリン抵抗性に陥ると、糖代謝におけるインスリンの作用不足から、血糖維持のための代償性の高インスリン血症を生じ、高血糖や耐糖能障害が引き起こされるとともに、膵β細胞の疲弊により糖尿病が進行する。また高インスリン血症は、交感神経活性亢進や腎臓におけるナトリウム吸収を促進して高血圧を発症させるとともに、食後高脂血症や高尿酸血症、プラスミノーゲン活性化阻止因子(PAI−1;plasminogen activator inhibitor-1)の上昇等も誘導する。
一方、インスリン抵抗性は、インスリンの作用不足による脂質代謝異常を誘導し、脂肪細胞から放出された遊離脂肪酸(FFA;free fatty acid)が肝臓で増加して肝臓におけるトリグリセリド(TG)の合成が促進され、高TG血症となる。また、通常はインスリン感受性の高いリポタンパクリパーゼ(LPL)が、インスリン抵抗性状態では活性が低下することから、TGの分解が減少し、高TG血症の悪化が進む。さらに、糖尿病の進行に伴い、血管障害による網膜症や腎症、壊疽等の合併症が併発し、動脈硬化性疾患である心筋梗塞、脳梗塞が進展し、また高血圧は循環器疾患を進行させる。以上のことから、インスリン抵抗性が複合的な病態の悪化に大きく関与していると考えられている(非特許文献1)。
近年、臓器特異的な遺伝子発現の解析が行われた結果、脂肪組織から様々な生理活性物質が分泌されていることが明らかとなり、脂肪組織は単なるエネルギー貯蔵組織ではなく、生体内最大の内分泌臓器として認識されるようになった。このような脂肪組織由来の内分泌因子は、総称してアディポサイトカインと呼ばれ、代謝における恒常性の維持に重要な役割を果たしているが、肥満すなわち、脂肪蓄積状態においては、その産生・分泌が過剰又は過小となり、バランスが破綻することによって、インスリン抵抗性が引き起こされると考えられている。
アディポサイトカインには、インスリン感受性を亢進させるものと、インスリン抵抗性を惹起させるものがあり、前者の代表的なものとして、アディポネクチン、レプチン、AMPK(AMP-dependent protein kinase)等が知られている。特にアディポネクチンについては、インスリン抵抗性の解除作用や、肝臓における糖新生抑制作用が報告されている(非特許文献2)。
一方、インスリン抵抗性を惹起させるアディポサイトカインとしては、上記のFFAやPAI−1の他に、腫瘍壊死因子(TNF−α;tumor necrosis factor-α)、炎症性ケモカインの一種であるモノサイト・ケモアトラクタント・プロテイン−1(MCP−1;monocyte chemoattractant protein-1)、レジスチン等が挙げられる。なかでも、TNF−αは、インスリンシグナル伝達機構における、インスリン受容体及びIRS1(insulin receptor substrate 1)のチロシンリン酸化を阻害し、インスリン作用を減弱させることにより、インスリン抵抗性を惹起させるという作用機構が報告されている。また、インスリン抵抗性状態においては、MCP−1の体内レベルが上昇し、これに伴い、糖輸送担体GLUT4(glucose transporter-4)、核内受容体であるPPARγ(peroxisome proliferator-activated receptor γ)、脂肪細胞のβ型カテコールアミン受容体の一種であるβ3AR(β3-adrenergic receptor)、脂肪酸結合タンパク質aP2(adipocyte fatty-acid-binding protein 2)のmRNAが低下することが報告されていることから、MCP−1がインスリン感受性を低下させる原因物質であると考えられている(非特許文献3、4、5)。
インスリン抵抗性を改善する薬剤としては、主に肝臓における糖新生を抑制するビグアナイド剤と筋肉や脂肪組織のインスリン感受性を改善させるチアゾリジン誘導体が開発されている。これらの薬剤は、既に糖尿病治療薬として認可されており、動脈硬化症の治療にも使用されている。トログリタゾンやピオグリタゾンに代表される、チアゾリジン誘導体は、核内受容体型転写因子であるペルオキソーム増殖剤応答性受容体(PPAR;peroxysome proliferator-activated receptor)のリガンドとして作用し、脂肪細胞の分化を促進させることによりインスリン抵抗性を改善すると考えられている。
このほかにも、アディポネクチン又はそれらの遺伝子を有効成分とするインスリン抵抗性改善剤(特許文献1)、ボンベシン受容体サブタイプ3(BRS−3)に親和性を有する物質を有効成分とするインスリン抵抗性に起因する疾患の予防及び/治療剤(特許文献2)、ピロール誘導体を有効成分とする遊離脂肪酸(FFA)低下剤(特許文献3)等が、それぞれインスリン抵抗性改善剤として開示されている。さらに、食品由来の物質を有効成分とするものとして、酢酸およびそのイオン又は塩を有効成分とするインスリン抵抗性改善用組成物(特許文献4)、特定のジグリセリド及び/又はモノグリセリドを含有する油脂からなるインスリン抵抗性改善剤(特許文献5)等が開示されている。
β−シトステロールやカンペステロール、スティグマステロール等の植物ステロール類には、コレステロールの吸収阻害による血中コレステロール低下効果が既に知られており、油脂組成物として食用油に添加するなどの実用化が行われている。また、β−シトステロールやカンペステロールなどの植物ステロール類を出発物質として合成されるコレステノン化合物を有効成分として含有する抗肥満剤及び脂質代謝改善剤が開示されている(特許文献6〜8、非特許文献6)。
さらに、米糠、シメジ、キク、ライ麦、シラカバ及び月桃のうち少なくとも一種から抽出された抽出物ならびに、シクロアルタン型トリテルペン又はその誘導体であるシクロアルテノール及び/若しくは(24S)−24、25−ジヒドロキシシクロアルタノールを含有するアディポネクチン分泌促進剤が開示されている(特許文献9)。
ユリ科植物であるアロエ属は、アロエベラ(Aloe barbadenisis Miller)やキダチアロエ(Aloe arborescen Miller var. natalensis Berger)等を含む植物群であり、様々な効能があることが経験的に知られている。例えば、アロエ抽出物のブタノール画分又はアロインを含有することを特徴とする免疫抑制改善剤(特許文献10)、血糖値改善に関するもの(特許文献11〜14)、及び肥満の予防改善剤(特許文献15)等が開示されているが、アロエ属植物によるインスリン抵抗性改善作用については、一切報告されていなかった。
国際公開2003/63894号パンフレット 特開平10−298100公報 特開平8−12573公報 特開2002−193797公報 特開2001−247473公報 特開平7−165587号公報 特開平11−193296号公報 特開2001−240544号公報 特開2005−68132号公報 特開平8−208495号公報 特開昭59−214741号公報 特開2003−286185号公報 米国特許第4598069号明細書 米国特許出願公開第2003/0207818号明細書 特開2000−319190号公報 インスリン抵抗性と生活習慣病、島本和明編集、診断と治療社、2003年、第1〜5頁 アディポサイエンス(Adiposcience)、第1巻、第3号、2004年、第247〜257頁 プロシーディングス・ナショナル・アカデミー・オブ・サイエンシーズ(Proceedings of the National Academy of Sciences)、第100巻、2003年、第7265〜7270頁 ネイチャー(Nature)、第389巻、1997年、第610〜614頁 ザ・ネザーランズ・ジャーナル・オブ・メディシン(The Netherlands Journal of Medicine)、第6巻、第6号、2003年、第194〜212頁 ホルモン・メタボリスム・リサーチ(Hormone Metabolism Research)、第37巻、2005年、第79〜83頁
しかしながら、従来のインスリン抵抗性を改善する薬剤であるビグアナイド剤では、胃腸障害やまれに乳酸アシドーシスを起こすことがあった。また、同薬剤であるチアゾリジン誘導体では、体液貯留や体重増加、肝機能障害等の重篤な副作用を起こすことがあるため、使用に際して注意を必要としていた。さらに、糖尿病又は高血糖ではない状態における、インスリン抵抗性に対しては、現実的に糖尿病薬を使用するのは困難であった。このような状況から、安全性に優れ、日常的に摂取でき、可能な限り苦痛を伴うことなく、効率よくインスリン抵抗性を改善できるような機能性素材の開発が切望されていた。
本発明者らは、前記課題に鑑み、高血圧、糖尿病、高脂血症(高トリグリセリド血症、低HDLコレステロール血症)、肥満等の生活習慣病に至るインスリン抵抗性について、その疾患のメカニズムと予防・改善等に関与する薬剤、すなわちインスリン抵抗性改善剤について研究する中で、インスリン抵抗性の発症および重篤化に関与する因子であるアディポサイトカインについて着目し、これら因子を制御することによってインスリン抵抗性を改善できる新規機能性素材について鋭意検討した結果、シクロラノスタン骨格を持つ化合物に、遊離脂肪酸、TNF−α、MCP−1等のアディポサイトカインの産生を調節する作用、特にインスリン抵抗性を惹起させるアディポサイトカインの産生を効果的に低減する作用を見いだし、これによってインスリン抵抗性が改善されることを明らかにした。
このような本発明の作用効果に対して、前記特許文献9においては、上記植物抽出物の培養脂肪細胞の分化予防効果、シクロアルタン型トリテルペン誘導体の合成経路、及びエルゴステロールのアディポネクチンの分泌促進について示されているものの、シクロアルタン型トリテルペン又はその誘導体であるシクロアルテノールによるアディポネクチン分泌に関する記載は無く、本発明の有効成分におけるインスリン抵抗性改善作用に関する記述は一切記載も示唆もされていなかった。
また、従来のインスリン抵抗性を評価する方法であるグルコースクランプ法、SSPG(Steady state plasma glucose)法、ミニマルモデル法とは別に、インスリントレランステスト(インスリン負荷試験)を用いて検討したことにより、シクロラノスタン骨格を持つ化合物が、インスリン分泌能等を介さず、インスリン抵抗性をより直接的に改善していることを明らかにした。
このようなインスリントレランステストについては、前記特許文献1〜5には実施されておらず、インスリン分泌能等の影響を受けずにインスリン抵抗性を改善するという、従来のインスリン抵抗性の改善効果に比して極めて有利な効果を見いだし、本発明を完成するに至った。
本発明の目的は、前記シクロラノスタン骨格を持つ化合物を有効成分として含有するインスリン抵抗性改善剤を提供することである。また、本発明の他の目的は、前記インスリン抵抗性改善剤を含有する特定保健用食品等の機能性飲食品を提供することである。
前記課題を解決する本願第一の発明は、下記の一般式(1)で示される化合物を有効成分として含有するインスリン抵抗性改善剤である。
Figure 2007043305
(式中、R1は、炭素原子数6〜8の直鎖状または分枝鎖状のアルキル基、2重結合を1つまたは2つ含むアルケニル基、もしくはヒドロキシル基および/またはカルボニル基を1つまたは2つ含む置換アルキル基または置換アルケニル基であり、R2、R3は各々独立に水素原子又はメチル基であり、R4は環を構成する炭素原子とともにC=Oを形成するか、又は、下記式のいずれかである。)
Figure 2007043305
また、以下の1)〜3)を好ましい態様としている。
1)前記R1が下記式のいずれかで表され、前記R2及びR3がいずれもメチル基であり、かつ、前記R4がヒドロキシル基であること、
Figure 2007043305
2)前記1)の化合物が、9,19−シクロラノスタン−3−オール、または24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールであること、
3)前記1)又は2)の化合物を乾燥質量で少なくとも0.001質量%を含有すること。
前記課題を解決する本願第二の発明は、下記の一般式(1)で表される化合物を含む植物の有機溶媒抽出物、若しくは熱水抽出物、又はこれらの分画物を含有するインスリン抵抗性改善剤であって、前記植物の有機溶媒抽出物、若しくは熱水抽出物、又はこれらの分画物が下記の一般式(1)で表される化合物を乾燥質量で少なくとも0.001質量%含有する組成物を有効成分として含有するインスリン抵抗性改善剤である。
Figure 2007043305
(式中、R1は、炭素原子数6〜8の直鎖状または分枝鎖状のアルキル基、2重結合を1つまたは2つ含むアルケニル基、もしくはヒドロキシル基および/またはカルボニル基を1つまたは2つ含む置換アルキル基または置換アルケニル基であり、R2、R3は各々独立に水素原子又はメチル基であり、R4は環を構成する炭素原子とともにC=Oを形成するか、又は、下記式のいずれかである。)
Figure 2007043305
また、以下の4)〜6)を好ましい態様としている。
4)前記植物がユリ科又はイネ科の植物であること、
5)前記R1が下記式のいずれかで表され、前記R2及びR3がいずれもメチル基であり、かつ、前記R4がヒドロキシル基であること、
Figure 2007043305
6)前記5)の化合物が、9,19−シクロラノスタン−3−オール、または24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールであること。
前記課題を解決する本願第三の発明は、前記第一又は第二の発明に記載のインスリン抵抗性改善剤を含有する飲食品である。
また、以下の7)を好ましい態様としている。
7)飲食品が、前記一般式(1)で示される化合物を0.0001質量%以上含むこと。
前記課題を解決する本願第四の発明は、インスリン抵抗性改善剤の製造のための前記の一般式(1)で表される化合物、若しくは該化合物を乾燥質量で少なくとも0.001質量%含有する植物の有機溶媒抽出物、若しくは熱水抽出物、又はこれらの分画物の使用である。
前記課題を解決する本願第五の発明は、インスリン抵抗性を改善する方法であって、前記の一般式(1)で表される化合物、若しくは該化合物を乾燥質量で少なくとも0.001質量%含有する植物の有機溶媒抽出物、若しくは熱水抽出物、又はこれらの分画物を、インスリン抵抗性を改善しようとする対象に投与することを特徴とする方法である。
本発明の上記使用及び方法における一般式(1)で表される化合物の好ましい態様は、本願第二の発明と同様である。
本発明のインスリン抵抗性改善剤及びこれを含有する飲食品は、安全に投与又は摂取が可能であって、インスリン抵抗性に起因すると考えられる生活習慣病の予防効果を有する。また、本発明のインスリン抵抗性改善剤の有効成分は、食経験上安全に摂取でき、入手容易であるユリ科植物等、例えばアロエベラ(Aloe barbadensis Miller)から簡便に製造することができる。
インスリン負荷試験における血糖値の変動を示す図である。
次に、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の好ましい実施形態に限定されず、本発明の範囲内で自由に変更することができるものである。尚、本明細書において百分率は特に断りのない限り質量による表示である。
本発明のインスリン抵抗性改善剤(以下、「本発明の医薬」ともいう)の有効成分として用いる化合物は、前記一般式(1)で表される構造をもつ化合物であって、インスリン抵抗性改善作用を有する化合物(以下、「本発明の化合物」ともいう)であれば、いずれの誘導体等も有効成分として含まれる。
本発明のインスリン抵抗性改善剤の有効成分として用いられる本発明の化合物の純度は、100%であることが最も好ましいが、インスリン抵抗性を改善する作用を有する範囲で適宜設定することが可能である。
また、本発明のインスリン抵抗性改善剤の有効成分として用いる組成物(以下、「本発明の組成物」ともいう)は、前記一般式(1)で表される構造をもつ化合物を、乾燥質量で少なくとも0.001質量%、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上含む、ユリ科植物又はイネ科植物の抽出物又はその分画物である。本発明の化合物の含有量の上限は特に制限されないが、10質量%が好ましく、50質量%若しくは70質量%、又は90質量%が例示できる。
なお、本発明において乾燥質量とは、第十四改正日本薬局方(平成13年3月30日厚生労働省告示第111号)における一般試験法「乾燥減量試験法」において規定される乾燥方法によって、化合物を乾燥した後に測定した質量であって、例えば、本発明の化合物を約1g分取し、これを105℃で4時間乾燥し、デシケーター内で放冷して、はかりにてその質量を測定することによって規定することが可能である。
本発明のインスリン抵抗性改善剤及びこれを含有する飲食品の一つの形態は、シクロラノスタン骨格を持つ化合物であって、インスリン抵抗性改善作用を持つ化合物を有効成分として含むものである。シクロラノスタン骨格とは、下記一般式(2)で表される化合物をいう。
Figure 2007043305
シクロラノスタン骨格を持つ化合物として具体的には、前記一般式(1)で表される化合物が挙げられる。シクロラノスタン骨格を持つ化合物に存在する二重結合の数は特に限定されない。また、環内に存在する二重結合の数も限定されず、2個以上の二重結合が存在する場合にはそれらは共役していてもよい。なお、本発明の医薬又は飲食品は、本発明の化合物を2種類以上含むものであってもよい。
本発明の化合物は、前記一般式(1)において、R1は炭素原子数6〜8の直鎖状または分枝鎖状のアルキル基、2重結合を1つまたは2つ含むアルケニル基、もしくはこれらのアルキル基およびアルケニル基の水素原子の1つまたは2つがヒドロキシル基および/またはカルボニル基で置換された置換アルキル基または置換アルケニル基であり、R2、R3は各々独立に水素原子又はメチル基であり、R4は環を構成する炭素原子とともにC=Oを形成するか、又は、下記式のいずれかである。
Figure 2007043305
前記一般式(1)において、R1は、下記式で表される基のいずれかであることが好ましい。
Figure 2007043305
また、前記一般式(1)において、R2及びR3がいずれもメチル基であり、かつ、前記R4がヒドロキシル基であることが好ましい。前記化合物として最も好ましい化合物は、下記式で表される9,19−シクロラノスタン−3−オール(式(3))、または24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オール(式(4))である。
Figure 2007043305
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すなわち、9,19−シクロラノスタン−3−オールは、前記一般式(1)において、R2及びR3がメチル基であり、R4がヒドロキシル基であって、R1が前記式(i)で表される基である。24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールは、前記一般式(1)において、R2及びR3がメチル基であり、R4がヒドロキシル基であって、R1が前記式(vi)で表される基である。
本発明の化合物は、シクロアルテノール(式(5))、または24−メチルシクロアルタノール(式(7))であってもよい。これらの化合物はいずれも前記一般式(1)において、R2及びR3がメチル基であり、R4がヒドロキシル基であるが、R1については、シクロアルテノールが前記式(vii)で表される基であり、24−メチルシクロアルタノールは前記式(ii)(Ra=CH3、Rb=H)で表される基である。
本発明の化合物は、公知の製造方法に準じて化学的に製造することができる。たとえば、シクロアルテノール(式(5))および24−メチレンシクロアルタノール(24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールの慣用名である)(式4)の製造法については特開昭57−018617号公報にて開示され、ガンマ−オリザノールからのシクロアルテノールフェルレート(式6)の製造法およびこの加水分解物を出発物質とした化合物の合成法について、特開2003−277269号公報に開示されている。また、さらに一般式(1)のR1部分に二重結合を含むものは、二重結合部分をオゾン分解反応でアルデヒドにして、それにフォスフォン塩を結合させる手法また、二重結合物に水素添加する手法あるいは、二重結合部分をオゾン酸化を行い、アルデヒドもしくは酸に転換する手法を用いた場合、様々な誘導体化合物の製造が可能になる。また製造方法は化学的な合成方法に限定されるものでなく、微生物等を利用して生物学的に製造してもよい。あるいは微生物由来の酵素を用いて製造しても良い。
Figure 2007043305
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本発明のインスリン抵抗性改善剤及びこれを含有する飲食品は、前記化合物の一種を単独で含んでいてもよく、任意の2種類以上を含んでいてもよい。
シクロラノスタン骨格を持つ化合物は、ユリ科、マメ科、イネ科、ナス科およびバショウ科などの植物に含まれていることが知られている(〔フィトケミストリー(Phytochemistry)、米国、1977年、第16巻、第140〜141ページ〕、〔ハンドブック・オブ・フィトケミカル・コンスティチュエンツ・オブ・GRAS・ハーブ・アンド・アザー・エコノミック・プランツ(Handbook of phytochemical constituents of GRAS herbs and other economic plants)、1992年、米国、シーアールシープレス〕、又は〔ハーゲルズ・ハントブーフ・デア・ファルマツォイティシェン・プラクシス(Hager's Handbuch der Pharmazeutischen Praxis)、第2〜6巻、1969〜1979年、ドイツ、シュプリンガー・フェアラークベルリン〕参照)。よって、これらの植物若しくはその一部又はそれらの破砕物から、有機溶媒抽出法または熱水抽出法などの方法を用いて抽出、濃縮することにより、製造することが可能である。
具体的には、前記ユリ科に属する植物としては、アロエ属又はアリウム属に属する植物が挙げられる。また、アロエ属植物としては、アロエベラ(Aloe barbadensis Miller)、アロエフェロックスミラー(Aloe ferox Miller)、アロエアフリカーナミラー(Aloe africana Miller)、キダチアロエ(Aloe arborescen Miller var. natalensis Berger)、アロエスピカータベイカー(Aloe spicata Baker)等が挙げられる。本発明の化合物又はそれを含む組成物の製造においては、前記植物の全体を用いてもよいが、葉肉(透明ゲル部分)を用いることが好ましい。このような植物又はその一部を、好ましくはホモジナイザー等を用いて破砕して液状化し、有機溶媒又は熱水で抽出する。有機溶媒としては、メタノール、エタノール、ブタノール等のアルコール;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等のエステル;アセトン、メチルイソブチルケトン等のケトン;ジエチルエーテル、石油エーテル等のエーテル;ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン、ベンゼン等の炭化水素;四塩化炭素、ジクロロメタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素;ピリジン等の複素環化合物、エチレングリコール等のグリコール;ポリエチレングリコール等のポリアルコール;アセトニトリル等のニトリル溶媒、及びこれらの溶媒の混合液等が挙げられる。また、これらの溶媒は無水であってもよく、含水状態であってもよい。これらの溶媒の中では、酢酸エチル/ブタノール混合液(3:1)またはクロロホルム/メタノール混合液(2:1)が好ましい。
抽出方法としては、通常の植物成分の抽出に用いられる方法を用いることができる。通常、新鮮な植物又は乾燥植物1質量部に対し、有機溶媒1〜300質量部を用いて、撹拌又は振盪しながら、溶媒の沸点以下の温度で加熱還流するか、常温で超音波抽出する方法が挙げられる。抽出液は、濾過又は遠心分離等の適当な方法により、不溶物を分離して粗抽出物を得ることができる。
抽出物は、各種クロマトグラフィー、例えば順相又は逆相のシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより、精製することができる。順相シリカゲルカラムクロマトグラフィーにおいては、溶出溶媒としてクロロホルム/メタノール混合液のグラジエントを用いると、クロロホルム:メタノール=25:1程度で本発明の化合物が溶出される。また、逆相シリカゲルカラムクロマトグラフィーにおいては、溶出溶媒としてヘキサン:酢酸エチル混合液(4:1)を用いると、本発明の化合物は最初の方のフラクションとして溶出される。得られたフラクションは、さらにHPLC等により精製することができる。
また、本発明に用いる化合物は、化学的な合成法、又は、微生物又は酵素等を利用した生物学的方法又は酵素的方法によって製造してもよい。
上記のようにして得られる化合物又はそれを含む組成物が、本発明の化合物を含むことは、例えば、マススペクトル法(MS)及び核磁気共鳴スペクトル法(NMR)等によって確認することができる。
本発明の化合物は、そのまま本発明のインスリン抵抗性改善剤またはそれを含有する飲食品の有効成分として利用することが可能である。また、本発明の化合物を含む、植物の有機溶媒抽出物、若しくは熱水抽出物、又はこれらの分画物(以下、「抽出物等」と呼ぶ)をインスリン抵抗性改善剤またはそれを含有する飲食品の有効成分として利用してもよい。なお、植物としてユリ科に属するアロエベラを使用した場合は、アロエベラ葉の外皮に多く含有するアロイン及びアロエエモジンの含有量の合計は、5ppm以下であることが好ましい。
インスリン抵抗性改善剤に含有させる前記抽出物等は、本発明の化合物を、乾燥質量で少なくとも0.001質量%含んでいることが好ましく、0.01〜1質量%含んでいることがより好ましく、0.05〜1質量%含んでいることが特に好ましい。また、飲食品に含有させる前記抽出物等は、本発明の化合物を、乾燥質量で少なくとも0.0001質量%含んでいることが好ましく、0.001〜1質量%含んでいることがより好ましく、0.005〜1質量%含んでいることが特に好ましい。前記抽出物等は、本発明の化合物を2種類以上含むものであってもよい。また、前記抽出物等は、溶液であってもよく、常法により凍結乾燥または噴霧乾燥して粉末として保存ないし使用することもできる。
本発明のインスリン抵抗性改善剤は、本発明の化合物又はそれを含む抽出物等の組成物をそのまま、若しくはこれらを製剤学的に許容される製剤担体と組み合わせて、経口的、又は非経口的にヒトを含む哺乳動物に投与することができる。尚、本発明のインスリン抵抗性改善剤において、本発明の化合物は医薬に許容される塩にすることもできる。医薬に許容可能な塩として、金属塩(無機塩)と有機塩との両方が含まれ、それらのリストは「レミントン・ファーマシューティカル・サイエンシーズ(Remington's Pharmaceutical Sciences)、第17版、第1418頁、1985年」に掲載されているものが例示される。具体的には塩酸塩、硫酸塩、リン酸塩、二リン酸塩および臭化水素酸塩などの無機酸塩や、リンゴ酸塩、マレイン酸塩、フマル酸塩、酒石酸塩、コハク酸塩、クエン酸塩、酢酸塩、乳酸塩、メタンスルホン酸塩、p−トルエンスルホン酸塩、パモ酸塩、サリチル酸塩及びステアリン酸塩などの有機酸塩が非限定的に含まれる。また、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム等の金属の塩、リジン等のアミノ酸との塩とすることもできる。また、上記化合物もしくはその医薬上許容される塩の水和物等の溶媒和物も本発明に含まれる。
本発明のインスリン抵抗性改善剤の製剤形態は特に限定されず、治療目的に応じて適宜選択でき、具体的には、錠剤、丸剤、散剤、液剤、懸濁剤、乳剤、顆粒剤、カプセル剤、シロップ剤、坐剤、注射剤、軟膏剤、貼付剤、点眼剤、点鼻剤等を例示できる。製剤化にあたっては製剤担体として通常のインスリン抵抗性改善用医薬に汎用される賦形剤、結合剤、崩壊剤、滑沢剤、安定剤、矯味矯臭剤、希釈剤、界面活性剤、注射剤用溶剤等の添加剤を使用できる。また、本発明の効果を損なわない限り、本発明の化合物又はそれを含む抽出物等と、他のインスリン抵抗性改善作用を有する医薬とを併用してもよい。
本発明のインスリン抵抗性改善剤中に含まれる本発明の化合物又はそれを含む抽出物等の量は、特に限定されず適宜選択すればよいが、例えば、本発明の化合物の量として、製剤中に少なくとも0.001質量%、好ましくは0.01〜1質量%、特に好ましくは0.05〜1質量%とするのがよい。
本発明において、インスリン抵抗性改善作用(インスリン感受性亢進作用)とは、インスリン感受性の低下に起因して導かれる種々の健康への害、例えば生活習慣病等を予防又は改善する作用を意味する。具体的にはプラスミノーゲン活性化阻止因子(PAI−1)や遊離脂肪酸(FFA)、腫瘍壊死因子(TNF−α)、MCP−1、レジスチン等のインスリン抵抗性を惹起させるアディポサイトカインの上昇又は産生を効果的に抑制し、インスリン抵抗性に関わる病態のリスク低減、予防、改善、又は治療に効果を有する。よって、本発明のインスリン抵抗性改善剤は、インスリン感受性亢進剤、アディポサイトカイン産生調節剤、特に、インスリン抵抗性を惹起させるアディポサイトカイン産生抑制剤と定義することが可能である。
インスリン抵抗性を評価する方法としては、グルコースクランプ法やSSPG(Steady state plasma glucose)法、ミニマルモデル法、空腹時の血糖値と血中インスリン濃度からHOMA−IR(homeostasis model assessment insulin resistance)指数を算出して判定する方法、インスリントレランステスト(インスリン負荷試験)が例示され、いずれの方法であってもインスリン抵抗性を評価することは可能であるが、本発明において、インスリン分泌能等の影響を受けず、インスリン感受性についてより直接的に検討できる、動物を使用したインスリントレランステスト(インスリン負荷試験)を用いることが好ましい。
本発明の化合物は、インスリン感受性を高める作用を有し、その結果、インスリン抵抗性に起因する病態の予防又は改善をすることが可能である。したがって、インスリン抵抗性改善剤またはそれを含有する飲食品の有効成分として使用することができる。なお、インスリン感受性については、インスリン投与後の血糖値の低下反応を測定することにより評価することも可能である。
本発明のインスリン抵抗性改善剤は、インスリン抵抗性に起因する種々の疾病・合併症等の予防および改善、あるいは治療、並びにこれらの疾病・合併症等のリスクを低減することが可能である。また、本発明のインスリン抵抗性改善剤は、インスリン抵抗性が健常人より低下した状態の患者に対して、好適に使用することが可能である。なお、インスリン抵抗性とは、一般的には空腹時血漿インスリン値が10〜15μU/ml以上、HOMA指数が1.73以上の状態とされている。
かかるインスリン抵抗性に起因する種々の疾病としては、高血圧、高脂血症、糖尿病、耐糖能異常、動脈硬化症、高インスリン血症、肥満等を例示することができる。また、これらの疾患に起因する合併症としては、イ)高血圧による脳卒中、腎硬化症、腎不全、ロ)高脂血症による動脈硬化、膵炎、ハ)糖尿病による糖尿病性網膜症、腎症、神経障害、糖尿病性壊疽、ニ)動脈硬化症による脳卒中、脳梗塞、狭心症及び心筋梗塞等の心血管疾患、尿毒症、腎硬化症及び腎不全等の腎症等、をそれぞれ例示することができる。尚、本発明者らは、本発明の化合物が、ヘモグロビンA1c値を低下させ、高血糖を改善する作用を有することを見出している(国際公開2006/035525号)。本発明のインスリン抵抗性改善剤が適用される疾病は、ヘモグロビンA1cの値が健常人より高い状態にあるものではないことが好ましい。
また、本発明においてインスリン抵抗性の改善効果を例示するものとしては、TNF−α、MCP−1、FFA等のインスリン抵抗性を惹起させるアディポサイトカインの産生・上昇を抑制する効果が期待されることから、前記アディポサイトカインの上昇に起因する疾病として、自己免疫疾患である、関節リューマチ、クローン病、腎炎、膵炎、肝炎、肺炎等の各種臓器における炎症性疾患、血管障害、敗血症、悪性腫瘍における悪液質等を予防及び/又は改善する効果も兼ね備えている。よって、本発明のインスリン抵抗性改善剤は、前記アディポサイトカインの産生が亢進した状態、中でもインスリン抵抗性を惹起させるアディポサイトカインの産生が亢進した状態の患者にも好適に使用することが可能である。
本発明の医薬の投与時期は特に限定されず、対象となる疾患の治療方法に従って、適宜投与時期を選択することが可能である。また、投与形態は製剤形態、患者の年齢、性別、その他の条件、患者の症状の程度等に応じて決定されることが好ましい。本発明の医薬の投与量は、用法、患者の年齢、性別、疾患の程度、その他の条件等により適宜選択される。通常有効成分としての本発明の化合物の量は、0.001〜50mg/kg/日、好ましくは、0.01〜1mg/kg/日での範囲となる量を目安とするのが良い。また、本発明の化合物を含む抽出物等を用いる場合は、抽出物等の乾燥質量として0.1〜1000mg/kg/日、好ましくは、1〜100mg/kg/日となるような量を目安とするのが良い。いずれの場合も、1日1回又は複数回に分けて投与することができる。
本発明の化合物又はそれを含む組成物は、飲食品(飲料又は食品)に含有させて、インスリン抵抗性改善効果を有する飲食品とすることが可能である。飲食品としては、前記有効成分の効果を損なわず、経口摂取できるものであれば、形態や性状は特に制限されず、前記有効成分を含有させること以外は、通常飲食品に用いられる原料を用いて通常の方法によって製造することができる。また、本発明の飲食品中に含まれる本発明の化合物又はそれを含む抽出物等の量は、特に限定されず適宜選択すればよいが、例えば、本発明の化合物の量として、飲食品中に少なくとも0.0001質量%、好ましくは0.001〜1質量%、特に好ましくは0.005〜1質量%とするのがよい。
本発明の飲食品は、インスリン抵抗性改善効果を利用するような種々の用途をとることが可能である。例えば、インスリン抵抗性に起因すると考えられる生活習慣病の危険要因の低減・除去に役立つ飲食品等の用途を例示することができる。また、本発明の飲食品は、インスリン抵抗性により引き起こされる疾患、例えば高血圧、高脂血症、糖尿病等の予防及びリスクを低減することが可能である。さらに、本発明の飲食品はインスリン抵抗性に起因する種々の合併症、例えば高血圧による脳卒中、腎硬化症、腎不全また高脂血症による動脈硬化、膵炎等、糖尿病による糖尿病性網膜症、腎症、神経障害、糖尿病性壊疽、さらに、動脈硬化症による脳卒中や脳梗塞、狭心症や心筋梗塞などの心血管疾患、尿毒症、腎硬化症、腎不全などの腎症等、の予防及びリスクを低減することが可能である。
また、本発明の飲食品は、TNF−α、MCP−1、FFA等のインスリン抵抗性を惹起させるアディポサイトカインの産生・上昇を抑制する効果が期待されることから、前記アディポサイトカインの上昇に起因する疾病として、自己免疫疾患である、関節リューマチ、クローン病、腎炎、膵炎、肝炎、肺炎等の各種臓器における炎症性疾患、血管障害、敗血症、悪性腫瘍における悪液質等の予防及びリスクを低減する効果も兼ね備えている。よって、本発明の飲食品は、前記アディポサイトカインの産生が亢進した状態、中でもインスリン抵抗性を惹起させるアディポサイトカインの産生が亢進した状態の患者にも好適に摂取することが可能である。
本発明の飲食品は、インスリン抵抗性改善のために用いられるものである旨の表示を付した飲食品、例えば「インスリン抵抗性改善用と表示された、インスリン抵抗性改善効果を有する化合物を含有する飲食品」、あるいは「インスリン抵抗性改善用と表示された、植物抽出物を含有する飲食品」、「インスリン抵抗性改善用と記載された、アロエベラ抽出物を含有する飲食品」、等として販売することが好ましい。尚、本発明の化合物又はそれを含む組成物等は、インスリン抵抗性改善作用を有することから、インスリン抵抗性改善の表示には、インスリン感受性を亢進する意味も有すると考えられる。したがって、本発明の飲食品は、「インスリン感受性亢進用」と表示することができる。すなわち、前記インスリン抵抗性改善用の表示とは、このような「インスリン感受性亢進用」の表示であってもよい。
尚、以上のような表示を行うために使用する文言は、「インスリン抵抗性改善用」、又は「インスリン感受性亢進用」という文言のみに限られるわけではなく、それ以外の文言であっても、インスリン感受性を亢進させ、又はインスリン抵抗性を予防、改善する効果を表す文言であれば、本発明の範囲に包含されることはいうまでもない。そのような文言としては、例えば、需要者に対して、インスリン抵抗性改善又はインスリン感受性亢進の効果を認識させるような種々の用途に基づく表示も可能である。例えば、「インスリン抵抗性傾向のある方に適した」、「生活習慣病の危険要因(リスク)の低減・除去に役立つ」等の表示を例示することができる。
前記「表示」とは、需要者に対して上記用途を知らしめるための全ての行為を意味し、上記用途を想起・類推させうるような表示であれば、表示の目的、表示の内容、表示する対象物・媒体等の如何に拘わらず、すべて本発明の「表示」に該当する。しかしながら、需要者が上記用途を直接的に認識できるような表現により表示することが好ましい。具体的には、本発明の飲食品に係る商品又は商品の包装に上記用途を記載する行為、商品又は商品の包装に上記用途を記載したものを譲渡し、引渡し、譲渡若しくは引渡しのために展示し、輸入する行為、商品に関する広告、価格表若しくは取引書類に上記用途を記載して展示し、若しくは頒布し、又はこれらを内容とする情報に上記用途を記載して電磁気的(インターネット等)方法により提供する行為、等が例示できる。一方、表示としては、行政等によって認可された表示(例えば、行政が定める各種制度に基づいて認可を受け、そのような認可に基づいた態様で行う表示)であることが好ましく、特に包装、容器、カタログ、パンフレット、POP等の販売現場における宣伝材、その他の書類等への表示が好ましい。
また、例えば、健康食品、機能性食品、経腸栄養食品、特別用途食品、栄養機能食品、医薬用部外品等としての表示を例示することができ、その他厚生労働省によって認可される表示、例えば、特定保健用食品、これに類似する制度にて認可される表示を例示できる。後者の例としては、特定保健用食品としての表示、条件付き特定保健用食品としての表示、身体の構造や機能に影響を与える旨の表示、疾病リスク低減表示等を例示することができ、詳細にいえば、健康増進法施行規則(平成15年4月30日日本国厚生労働省令第86号)に定められた特定保健用食品としての表示(特に保健の用途の表示)、及びこれに類する表示が、典型的な例として列挙することが可能である。
次に実施例を示して本発明を更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
以下、シクロラノスタン骨格を持つ化合物の製造例を示す。
[製造例1]
9,19−シクロラノスタン−3−オール(式(3))、24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オール(式(4))、シクロアルテノール(式(5))、及び24−メチルシクロアルタノール(式(7))は、以下の方法によって製造した。
Figure 2007043305
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γ−オリザノール(オリザ油化社製)8.0gに蒸留水250ml、水酸化ナトリウム50g、イソプロパノール150ml、エタノール150ml、メタノール150mlを加え、マントルヒーターを用いて2時間加熱還流を行った。反応後、反応液を1300mlの水に注ぎ、生じた白色の析出物を吸引ろ過でろ取した。残存するアルカリを洗浄するために、ろ取した残渣を1000mlの水の中に懸濁させた後、再び吸引ろ過を行った。この操作を2回繰り返し、最終的な残渣を凍結減圧乾燥させることによりオリザノール加水分解物5.91gを得た。当該加水分解物はHPLCにて精製を行い、2435mgの9,19−シクロラノスタン−3−オール、及び1543mgの24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールを得た。
得られた9,19−シクロラノスタン−3−オールを用いて、シクロアルテノールの合成を行った。9,19−シクロラノスタン−3−オール302mg、イソプロパノール150ml、および粉末状の5%パラジウム担持炭素触媒1.0gを仕込み、これをオートクレーブ内で密閉し、窒素ガスで置換した後、水素ガス3kg/cm2の圧力をかけながら導入した。攪拌しながら過熱していき、50℃になったところで、水素の圧力を5kg/cm2とし、吸収された水素を補うことで圧力を保ちながら6時間反応させた。反応液はろ過により触媒を除去し、濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:クロロホルム100%)により精製を行い、シクロアルテノール275mgを得た。24−メチルシクロアルタノールの合成は、24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールを出発物質として行った。24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オール78mg、イソプロパノール150ml、および粉末状の5%パラジウム担持炭素触媒1.0gを仕込み、次いで、これをオートクレーブ内に密閉し、窒素ガスにて置換した後、水素ガス3kg/cm2の圧力をかけながら導入した。そして攪拌しながら加熱し、50℃となったところで、水素の圧力を5kg/cm2とし、吸収された水素を補うことで圧力を5kg/cm2に保ちながら6時間反応させた。反応液はろ過により触媒を除去し、濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:クロロホルム100%)により精製を行い、24−メチルシクロアルタノール69mgを得た。
ユリ科植物であるアロエベラ(Aloe barbadensis Miller)を出発原料とした、シクロラノスタン骨格化合物の抽出組成物の製造例を以下示す。
[製造例2]
100kgのアロエベラ(Aloe barbadensis Miller)の外皮を取り除いた後、ホモジナイザーを用いて液状化し、ここに100リットルの酢酸エチルエーテル/ブタノール混合液(3:1)を添加して攪拌した。一晩放置した後、酢酸エチルエーテル/ブタノール混合液と水層を分液して、酢酸エチルエーテル/ブタノール混合液を回収した。酢酸エチルエーテル/ブタノール混合液を減圧下濃縮して得られた、シクロラノスタン骨格を有する化合物を含む抽出組成物の重量は、13.5gであった。この組成物をLC−MSにて測定した結果、9,19−シクロラノスタン−3−オールの含有量は10mg、24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールの含有量は70mgであった。
[製造例3]
1kgのアロエベラ粉末にクロロホルム/メタノール混合液(2:1)10リットルを添加し、室温にて一晩浸漬を行った後、クロロホルム/メタノール混合液を回収した。この混合液を28℃にて有機溶媒を完全に除去して、シクロラノスタン骨格を有する化合物を含む組成物83gを得た。この組成物をLC−MSにて測定した結果、9,19−シクロラノスタン−3−オールの含有量は25.8mg、24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールの含有量は24mgであった。
本実施例は、高脂肪食で飼育することによりインスリン抵抗性が誘導されるAKRマウスを用いて、本発明のインスリン抵抗性改善剤による血清中の遊離脂肪酸(FFA)量の変化を評価するために行った。
(1)試料の調製
前記製造例3で製造した9,19−シクロラノスタン−3−オール、及び24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールをそれぞれDMSOに溶解した後、濃度が1μg/mlになるように蒸留水にて調製して、それぞれ試験試料1及び試験試料2とした。このときDMSOの最終濃度は0.2%になるように調整した。また、試験試料を含まない溶液を陰性試料とした。
(2)試験方法
6週齢、雄性AKRマウス(米国ジャクソン社より購入)を高脂肪食(リサーチダイエット社製)を用いて2ヶ月間予備飼育することによりインスリン抵抗性を誘導させた後、1群8匹に群分けした。各群のマウスに、1日1回ゾンデを用いて、試験試料1、試験試料2、又は陰性試料を体重40gにつき1mlずつ(25μg/kg体重)連日経口投与した。試料の投与開始から60日目に絶食下で採血し、血清中の遊離脂肪酸量を、NEFA C-テストワコー(和光純薬工業社製)にて測定した。
(3)結果(血中遊離脂肪酸濃度)
表1は、投与開始から60日目のマウス血清中の遊離脂肪酸濃度を表している。陰性試料投与群に比して、試験試料1および試験試料2を投与することにより、ともに血清中の遊離脂肪酸値が81.1%に低下する傾向が確認された。よって、本発明のインスリン抵抗性改善剤を投与することにより、全身的に遊離脂肪酸濃度が低下し、インスリン抵抗性の惹起が予防されることが明らかとなった。
Figure 2007043305
本実施例は、高脂肪食で飼育することによりインスリン抵抗性が誘導されるAKRマウスを用いて、本発明のインスリン抵抗性改善剤による脂肪組織中の各細胞からのTNF−α及びMCP−1の産生量への影響を評価するために行った。
(1)試料の調製
本実施例2の試料には、前記実施例1で調製したものと同様の試験試料1、2及び陰性試料を使用した。
(2)試験方法
6週齢、雄性AKRマウス(米国ジャクソン社より購入)を高脂肪食(リサーチダイエット社製)を用いて2ヶ月間予備飼育することによりインスリン抵抗性を誘導させた後、1群8匹に群分けした。各群のマウスに、1日1回ゾンデを用いて、試験試料1、試験試料2、又は陰性試料を体重40gにつき1mlずつ(25μg/kg体重)連日経口投与した。試料の投与開始から60日目に絶食下で採取した精巣周囲の脂肪1gに、0.5%ウシ血清アルブミンを含有するD−MEM/F12培地を1.5ml添加し、37℃で培養した。培養1時間後に回収した培養上清中のTNF−α及びMCP−1の濃度を、ELISA法(バイオソース社製)にて測定した。
(3)結果(TNF−α、MCP−1産生量)
表2は脂肪組織からのTNF−αの産生量を表している。また、表3は同様にMCP−1の産生量を表している。いずれの結果からも明らかなとおり、陰性試料投与群に比して試験試料1及び試験試料2を投与した群は、いずれもTNF−α、及びMCP−1ともに、有意な産生抑制効果が確認された。本実施例の結果から、本発明のインスリン抵抗性改善剤を投与することにより、インスリン抵抗性を増悪させる脂肪組織中でのアディポサイトカインの産生が低減し、インスリン抵抗性の惹起が予防されることが明らかとなった。なお、表中のp値はTukey-Kramer's testによる有意確率を示している。
Figure 2007043305
Figure 2007043305
本実施例は、高脂肪食で飼育することによりインスリン抵抗性が誘導されるAKRマウスを用いて、インスリン負荷試験を行うことにより、本発明のインスリン抵抗性改善剤のインスリン感受性の亢進作用を確認するために行った。
(1)試料の調製
本実施例3の試料には、前記実施例1又は2で調製したものと同様の試験試料1、2及び陰性試料を使用した。
(2)試験方法
6週齢、雄性AKRマウス(米国ジャクソン社より購入)を高脂肪食(リサーチダイエット社製)を用いて2ヶ月間予備飼育することによりインスリン抵抗性を誘導させた後、1群8匹に群分けした。各群のマウスに、1日1回ゾンデを用いて、試験試料1、試験試料2、又は陰性試料を体重40gにつき1mlずつ(25μg/kg体重)連日経口投与した。試料の投与開始から45日目にインスリン負荷試験を行った。本実施例におけるインスリン負荷試験は、マウスを4時間絶食させた後、ヒト・インスリン(イーライリリー社製)を0.75U/kg体重の用量で腹腔内投与し、インスリン投与開始から60分経
過時まで経時的に血糖値の変化を測定することにより行った。
(3)結果(インスリン負荷試験)
本実施例の結果は図1に示すとおりである。図1は、インスリン負荷試験の結果を表している。図1から明らかなとおり、陰性試料を投与した群はインスリン投与開始から15分間は血糖値の低下が認められないのに対し、試験試料1及び試験試料2を投与した群の血糖値は、いずれもインスリン投与開始から血糖値の速やかな低下が観察された。本実施例の結果から、本発明のインスリン抵抗性改善剤の投与により、インスリン感受性を亢進させることが判明した。
産業上の利用の可能性
本発明は、副作用を伴わず、インスリン感受性の亢進が可能な安全なインスリン抵抗性改善剤、及び前記インスリン抵抗性改善剤を含有する特定保健用食品等の機能性飲食品を提供することが可能であって、インスリン感受性の低下により引き起こされる疾患、合併症等、例えば高血圧、糖尿病、高脂血症、動脈硬化等の生活習慣病の改善又は予防、並びにこれら疾病・合併症等のリスクを低減する効果も兼ね備えている。
本発明は、シクロラノスタン骨格を持つ化合物を有効成分として含有するインスリン抵抗性改善剤及びこれを含有する飲食品に関する。さらに詳しくは、インスリン抵抗性に関わる病態の発症及び重篤化に関与する因子である遊離脂肪酸、プラスミノーゲン活性化阻止因子、腫瘍壊死因子、モノサイト・ケモアトラクタント・プロテイン−1、レジスチン等のアディポサイトカインの産生調節効果を有するインスリン抵抗性改善剤及びこれを含有する飲食品に関する。
インスリンは、膵臓のランゲルハンス島(ラ氏島)内にあるβ細胞から産生されるホルモンの一種であり、骨格筋、肝臓、脂肪等のインスリン標的組織に存在するインスリン受容体を介して、糖代謝のみならず、脂質代謝及び蛋白質代謝に作用し、生体の恒常性の維持に重要な役割を担っている。各標的組織におけるインスリンの作用としては、筋肉細胞や脂肪細胞への血液中のグルコースの取り込み促進や、肝臓および筋肉組織でのグリコーゲン産生の促進、肝臓における糖新生の抑制、脂肪細胞におけるグルコース消費と脂肪酸合成の促進および脂質の分解抑制等が挙げられる。
インスリン抵抗性とは、細胞、臓器、個体レベルでインスリンの各種の作用を得るのに通常量以上のインスリンを必要とする状態、すなわち、インスリンに対する感受性が低下したインスリン作用不全状態のことである。これまでの疫学的検討の結果から、高血圧、糖尿病、高脂血症(高トリグリセリド血症、低HDLコレステロール血症)、肥満等が、インスリン抵抗性に基づく病態であると考えられている。インスリン抵抗性に陥ると、糖代謝におけるインスリンの作用不足から、血糖維持のための代償性の高インスリン血症を生じ、高血糖や耐糖能障害が引き起こされるとともに、膵β細胞の疲弊により糖尿病が進行する。また高インスリン血症は、交感神経活性亢進や腎臓におけるナトリウム吸収を促進して高血圧を発症させるとともに、食後高脂血症や高尿酸血症、プラスミノーゲン活性化阻止因子(PAI−1;plasminogen activator inhibitor-1)の上昇等も誘導する。
一方、インスリン抵抗性は、インスリンの作用不足による脂質代謝異常を誘導し、脂肪細胞から放出された遊離脂肪酸(FFA;free fatty acid)が肝臓で増加して肝臓におけるトリグリセリド(TG)の合成が促進され、高TG血症となる。また、通常はインスリン感受性の高いリポタンパクリパーゼ(LPL)が、インスリン抵抗性状態では活性が低下することから、TGの分解が減少し、高TG血症の悪化が進む。さらに、糖尿病の進行に伴い、血管障害による網膜症や腎症、壊疽等の合併症が併発し、動脈硬化性疾患である心筋梗塞、脳梗塞が進展し、また高血圧は循環器疾患を進行させる。以上のことから、インスリン抵抗性が複合的な病態の悪化に大きく関与していると考えられている(非特許文献1)。
近年、臓器特異的な遺伝子発現の解析が行われた結果、脂肪組織から様々な生理活性物質が分泌されていることが明らかとなり、脂肪組織は単なるエネルギー貯蔵組織ではなく、生体内最大の内分泌臓器として認識されるようになった。このような脂肪組織由来の内分泌因子は、総称してアディポサイトカインと呼ばれ、代謝における恒常性の維持に重要な役割を果たしているが、肥満すなわち、脂肪蓄積状態においては、その産生・分泌が過剰又は過小となり、バランスが破綻することによって、インスリン抵抗性が引き起こされると考えられている。
アディポサイトカインには、インスリン感受性を亢進させるものと、インスリン抵抗性を惹起させるものがあり、前者の代表的なものとして、アディポネクチン、レプチン、AMPK(AMP-dependent protein kinase)等が知られている。特にアディポネクチンについては、インスリン抵抗性の解除作用や、肝臓における糖新生抑制作用が報告されている(非特許文献2)。
一方、インスリン抵抗性を惹起させるアディポサイトカインとしては、上記のFFAやPAI−1の他に、腫瘍壊死因子(TNF−α;tumor necrosis factor-α)、炎症性ケモカインの一種であるモノサイト・ケモアトラクタント・プロテイン−1(MCP−1;monocyte chemoattractant protein-1)、レジスチン等が挙げられる。なかでも、TNF−αは、インスリンシグナル伝達機構における、インスリン受容体及びIRS1(insulin receptor substrate 1)のチロシンリン酸化を阻害し、インスリン作用を減弱させることにより、インスリン抵抗性を惹起させるという作用機構が報告されている。また、インスリン抵抗性状態においては、MCP−1の体内レベルが上昇し、これに伴い、糖輸送担体GLUT4(glucose transporter-4)、核内受容体であるPPARγ(peroxisome proliferator-activated receptor γ)、脂肪細胞のβ型カテコールアミン受容体の一種であるβ3AR(β3-adrenergic receptor)、脂肪酸結合タンパク質aP2(adipocyte fatty-acid-binding protein 2)のmRNAが低下することが報告されていることから、MCP−1がインスリン感受性を低下させる原因物質であると考えられている(非特許文献3、4、5)。
インスリン抵抗性を改善する薬剤としては、主に肝臓における糖新生を抑制するビグアナイド剤と筋肉や脂肪組織のインスリン感受性を改善させるチアゾリジン誘導体が開発されている。これらの薬剤は、既に糖尿病治療薬として認可されており、動脈硬化症の治療にも使用されている。トログリタゾンやピオグリタゾンに代表される、チアゾリジン誘導体は、核内受容体型転写因子であるペルオキソーム増殖剤応答性受容体(PPAR;peroxysome proliferator-activated receptor)のリガンドとして作用し、脂肪細胞の分化を促進させることによりインスリン抵抗性を改善すると考えられている。
このほかにも、アディポネクチン又はそれらの遺伝子を有効成分とするインスリン抵抗性改善剤(特許文献1)、ボンベシン受容体サブタイプ3(BRS−3)に親和性を有する物質を有効成分とするインスリン抵抗性に起因する疾患の予防及び/治療剤(特許文献2)、ピロール誘導体を有効成分とする遊離脂肪酸(FFA)低下剤(特許文献3)等が、それぞれインスリン抵抗性改善剤として開示されている。さらに、食品由来の物質を有効成分とするものとして、酢酸およびそのイオン又は塩を有効成分とするインスリン抵抗性改善用組成物(特許文献4)、特定のジグリセリド及び/又はモノグリセリドを含有する油脂からなるインスリン抵抗性改善剤(特許文献5)等が開示されている。
β−シトステロールやカンペステロール、スティグマステロール等の植物ステロール類には、コレステロールの吸収阻害による血中コレステロール低下効果が既に知られており、油脂組成物として食用油に添加するなどの実用化が行われている。また、β−シトステロールやカンペステロールなどの植物ステロール類を出発物質として合成されるコレステノン化合物を有効成分として含有する抗肥満剤及び脂質代謝改善剤が開示されている(特許文献6〜8、非特許文献6)。
さらに、米糠、シメジ、キク、ライ麦、シラカバ及び月桃のうち少なくとも一種から抽出された抽出物ならびに、シクロアルタン型トリテルペン又はその誘導体であるシクロアルテノール及び/若しくは(24S)−24、25−ジヒドロキシシクロアルタノールを含有するアディポネクチン分泌促進剤が開示されている(特許文献9)。
ユリ科植物であるアロエ属は、アロエベラ(Aloe barbadenisis Miller)やキダチアロエ(Aloe arborescen Miller var. natalensis Berger)等を含む植物群であり、様々な効能があることが経験的に知られている。例えば、アロエ抽出物のブタノール画分又はアロインを含有することを特徴とする免疫抑制改善剤(特許文献10)、血糖値改善に関するもの(特許文献11〜14)、及び肥満の予防改善剤(特許文献15)等が開示されて
いるが、アロエ属植物によるインスリン抵抗性改善作用については、一切報告されていなかった。
国際公開2003/63894号パンフレット 特開平10−298100公報 特開平8−12573公報 特開2002−193797公報 特開2001−247473公報 特開平7−165587号公報 特開平11−193296号公報 特開2001−240544号公報 特開2005−68132号公報 特開平8−208495号公報 特開昭59−214741号公報 特開2003−286185号公報 米国特許第4598069号明細書 米国特許出願公開第2003/0207818号明細書 特開2000−319190号公報 インスリン抵抗性と生活習慣病、島本和明編集、診断と治療社、2003年、第1〜5頁 アディポサイエンス(Adiposcience)、第1巻、第3号、2004年、第247〜257頁 プロシーディングス・ナショナル・アカデミー・オブ・サイエンシーズ(Proceedings of the National Academy of Sciences)、第100巻、2003年、第7265〜7270頁 ネイチャー(Nature)、第389巻、1997年、第610〜614頁 ザ・ネザーランズ・ジャーナル・オブ・メディシン(The Netherlands Journal of Medicine)、第6巻、第6号、2003年、第194〜212頁 ホルモン・メタボリスム・リサーチ(Hormone Metabolism Research)、第37巻、2005年、第79〜83頁
しかしながら、従来のインスリン抵抗性を改善する薬剤であるビグアナイド剤では、胃腸障害やまれに乳酸アシドーシスを起こすことがあった。また、同薬剤であるチアゾリジン誘導体では、体液貯留や体重増加、肝機能障害等の重篤な副作用を起こすことがあるため、使用に際して注意を必要としていた。さらに、糖尿病又は高血糖ではない状態における、インスリン抵抗性に対しては、現実的に糖尿病薬を使用するのは困難であった。このような状況から、安全性に優れ、日常的に摂取でき、可能な限り苦痛を伴うことなく、効率よくインスリン抵抗性を改善できるような機能性素材の開発が切望されていた。
本発明者らは、前記課題に鑑み、高血圧、糖尿病、高脂血症(高トリグリセリド血症、低HDLコレステロール血症)、肥満等の生活習慣病に至るインスリン抵抗性について、その疾患のメカニズムと予防・改善等に関与する薬剤、すなわちインスリン抵抗性改善剤について研究する中で、インスリン抵抗性の発症および重篤化に関与する因子であるアディポサイトカインについて着目し、これら因子を制御することによってインスリン抵抗性を改善できる新規機能性素材について鋭意検討した結果、シクロラノスタン骨格を持つ化合物に、遊離脂肪酸、TNF−α、MCP−1等のアディポサイトカインの産生を調節する作用、特にインスリン抵抗性を惹起させるアディポサイトカインの産生を効果的に低減する作用を見いだし、これによってインスリン抵抗性が改善されることを明らかにした。
このような本発明の作用効果に対して、前記特許文献9においては、上記植物抽出物の培養脂肪細胞の分化予防効果、シクロアルタン型トリテルペン誘導体の合成経路、及びエルゴステロールのアディポネクチンの分泌促進について示されているものの、シクロアルタン型トリテルペン又はその誘導体であるシクロアルテノールによるアディポネクチン分泌に関する記載は無く、本発明の有効成分におけるインスリン抵抗性改善作用に関する記述は一切記載も示唆もされていなかった。
また、従来のインスリン抵抗性を評価する方法であるグルコースクランプ法、SSPG(Steady state plasma glucose)法、ミニマルモデル法とは別に、インスリントレランステスト(インスリン負荷試験)を用いて検討したことにより、シクロラノスタン骨格を持つ化合物が、インスリン分泌能等を介さず、インスリン抵抗性をより直接的に改善していることを明らかにした。
このようなインスリントレランステストについては、前記特許文献1〜5には実施されておらず、インスリン分泌能等の影響を受けずにインスリン抵抗性を改善するという、従来のインスリン抵抗性の改善効果に比して極めて有利な効果を見いだし、本発明を完成するに至った。
本発明の目的は、前記シクロラノスタン骨格を持つ化合物を有効成分として含有するインスリン抵抗性改善剤を提供することである。また、本発明の他の目的は、前記インスリン抵抗性改善剤を含有する特定保健用食品等の機能性飲食品を提供することである。
前記課題を解決する本願第一の発明は、下記の一般式(1)で示される化合物を有効成分として含有するインスリン抵抗性改善剤である。
Figure 2007043305
(式中、R1は、炭素原子数6〜8の直鎖状または分枝鎖状のアルキル基、2重結合を1つまたは2つ含むアルケニル基、もしくはヒドロキシル基および/またはカルボニル基を1つまたは2つ含む置換アルキル基または置換アルケニル基であり、R2、R3は各々独立に水素原子又はメチル基であり、R4は環を構成する炭素原子とともにC=Oを形成するか、又は、下記式のいずれかである。)
Figure 2007043305
また、以下の1)〜3)を好ましい態様としている。
1)前記R1が下記式のいずれかで表され、前記R2及びR3がいずれもメチル基であり、かつ、前記R4がヒドロキシル基であること、
Figure 2007043305
2)前記1)の化合物が、9,19−シクロラノスタン−3−オール、または24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールであること、
3)前記1)又は2)の化合物を少なくとも0.001質量%を含有すること。
前記課題を解決する本願第二の発明は、下記の一般式(1)で表される化合物を含む植物の有機溶媒抽出物、若しくは熱水抽出物、又はこれらの分画物を含有するインスリン抵抗性改善剤であって、前記植物の有機溶媒抽出物、若しくは熱水抽出物、又はこれらの分画物が下記の一般式(1)で表される化合物を乾燥質量で少なくとも0.001質量%含有する組成物を有効成分として含有するインスリン抵抗性改善剤である。
Figure 2007043305
(式中、R1は、炭素原子数6〜8の直鎖状または分枝鎖状のアルキル基、2重結合を1つまたは2つ含むアルケニル基、もしくはヒドロキシル基および/またはカルボニル基を1つまたは2つ含む置換アルキル基または置換アルケニル基であり、R2、R3は各々独立に水素原子又はメチル基であり、R4は環を構成する炭素原子とともにC=Oを形成するか、又は、下記式のいずれかである。)
Figure 2007043305
また、以下の4)〜6)を好ましい態様としている。
4)前記植物がユリ科又はイネ科の植物であること、
5)前記R1が下記式のいずれかで表され、前記R2及びR3がいずれもメチル基であり、かつ、前記R4がヒドロキシル基であること、
Figure 2007043305
6)前記5)の化合物が、9,19−シクロラノスタン−3−オール、または24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールであること。
前記課題を解決する本願第三の発明は、前記第一又は第二の発明に記載のインスリン抵抗性改善剤を含有する飲食品である。
また、以下の7)を好ましい態様としている。
7)飲食品が、前記一般式(1)で示される化合物を0.0001質量%以上含むこと。
前記課題を解決する本願第四の発明は、インスリン抵抗性改善剤の製造のための前記の一般式(1)で表される化合物、若しくは該化合物を乾燥質量で少なくとも0.001質量%含有する植物の有機溶媒抽出物、若しくは熱水抽出物、又はこれらの分画物の使用である。
前記課題を解決する本願第五の発明は、インスリン抵抗性を改善する方法であって、前記の一般式(1)で表される化合物、若しくは該化合物を乾燥質量で少なくとも0.001質量%含有する植物の有機溶媒抽出物、若しくは熱水抽出物、又はこれらの分画物を、インスリン抵抗性を改善しようとする対象に投与することを特徴とする方法である。
本発明の上記使用及び方法における一般式(1)で表される化合物の好ましい態様は、本願第二の発明と同様である。
本発明のインスリン抵抗性改善剤及びこれを含有する飲食品は、安全に投与又は摂取が可能であって、インスリン抵抗性に起因すると考えられる生活習慣病の予防効果を有する。また、本発明のインスリン抵抗性改善剤の有効成分は、食経験上安全に摂取でき、入手容易であるユリ科植物等、例えばアロエベラ(Aloe barbadensis Miller)から簡便に製造することができる。
次に、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の好ましい実施形態に限定されず、本発明の範囲内で自由に変更することができるものである。尚、本明細書において百分率は特に断りのない限り質量による表示である。
本発明のインスリン抵抗性改善剤(以下、「本発明の医薬」ともいう)の有効成分とし
て用いる化合物は、前記一般式(1)で表される構造をもつ化合物であって、インスリン抵抗性改善作用を有する化合物(以下、「本発明の化合物」ともいう)であれば、いずれの誘導体等も有効成分として含まれる。
本発明のインスリン抵抗性改善剤の有効成分として用いられる本発明の化合物の純度は、100%であることが最も好ましいが、インスリン抵抗性を改善する作用を有する範囲で適宜設定することが可能である。
また、本発明のインスリン抵抗性改善剤の有効成分として用いる組成物(以下、「本発明の組成物」ともいう)は、前記一般式(1)で表される構造をもつ化合物を、乾燥質量で少なくとも0.001質量%、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上含む、ユリ科植物又はイネ科植物の抽出物又はその分画物である。本発明の化合物の含有量の上限は特に制限されないが、10質量%が好ましく、50質量%若しくは70質量%、又は90質量%が例示できる。
なお、本発明において乾燥質量とは、第十四改正日本薬局方(平成13年3月30日厚生労働省告示第111号)における一般試験法「乾燥減量試験法」において規定される乾燥方法によって、化合物を乾燥した後に測定した質量であって、例えば、本発明の化合物を約1g分取し、これを105℃で4時間乾燥し、デシケーター内で放冷して、はかりにてその質量を測定することによって規定することが可能である。
本発明のインスリン抵抗性改善剤及びこれを含有する飲食品の一つの形態は、シクロラノスタン骨格を持つ化合物であって、インスリン抵抗性改善作用を持つ化合物を有効成分として含むものである。シクロラノスタン骨格とは、下記一般式(2)で表される化合物をいう。
Figure 2007043305
シクロラノスタン骨格を持つ化合物として具体的には、前記一般式(1)で表される化合物が挙げられる。シクロラノスタン骨格を持つ化合物に存在する二重結合の数は特に限定されない。また、環内に存在する二重結合の数も限定されず、2個以上の二重結合が存在する場合にはそれらは共役していてもよい。なお、本発明の医薬又は飲食品は、本発明の化合物を2種類以上含むものであってもよい。
本発明の化合物は、前記一般式(1)において、R1は炭素原子数6〜8の直鎖状または分枝鎖状のアルキル基、2重結合を1つまたは2つ含むアルケニル基、もしくはこれらのアルキル基およびアルケニル基の水素原子の1つまたは2つがヒドロキシル基および/
またはカルボニル基で置換された置換アルキル基または置換アルケニル基であり、R2、R3は各々独立に水素原子又はメチル基であり、R4は環を構成する炭素原子とともにC=Oを形成するか、又は、下記式のいずれかである。
Figure 2007043305
前記一般式(1)において、R1は、下記式で表される基のいずれかであることが好ましい。
Figure 2007043305
また、前記一般式(1)において、R2及びR3がいずれもメチル基であり、かつ、前記R4がヒドロキシル基であることが好ましい。前記化合物として最も好ましい化合物は、下記式で表される9,19−シクロラノスタン−3−オール(式(3))、または24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オール(式(4))である。
Figure 2007043305
Figure 2007043305
すなわち、9,19−シクロラノスタン−3−オールは、前記一般式(1)において、R2及びR3がメチル基であり、R4がヒドロキシル基であって、R1が前記式(i)で表される基である。24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールは、前記一般式(1)において、R2及びR3がメチル基であり、R4がヒドロキシル基であって、R1が前記式(vi)で表される基である。
本発明の化合物は、シクロアルテノール(式(5))、または24−メチルシクロアルタノール(式(7))であってもよい。これらの化合物はいずれも前記一般式(1)において、R2及びR3がメチル基であり、R4がヒドロキシル基であるが、R1については、シクロアルテノールが前記式(vii)で表される基であり、24−メチルシクロアルタノールは前記式(ii)(Ra=CH3、Rb=H)で表される基である。
本発明の化合物は、公知の製造方法に準じて化学的に製造することができる。たとえば、シクロアルテノール(式(5))および24−メチレンシクロアルタノール(24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールの慣用名である)(式4)の製造法については特開昭57−018617号公報にて開示され、ガンマ−オリザノールからのシクロアルテノールフェルレート(式6)の製造法およびこの加水分解物を出発物質とした化合物の合成法について、特開2003−277269号公報に開示されている。また、さらに一般式(1)のR1部分に二重結合を含むものは、二重結合部分をオゾン分解反応でアルデヒドにして、それにフォスフォン塩を結合させる手法また、二重結合物に水素添加する手法あるいは、二重結合部分をオゾン酸化を行い、アルデヒドもしくは酸に転換する手法を用いた場合、様々な誘導体化合物の製造が可能になる。また製造方法は化学的な
合成方法に限定されるものでなく、微生物等を利用して生物学的に製造してもよい。あるいは微生物由来の酵素を用いて製造しても良い。
Figure 2007043305
Figure 2007043305
Figure 2007043305
本発明のインスリン抵抗性改善剤及びこれを含有する飲食品は、前記化合物の一種を単独で含んでいてもよく、任意の2種類以上を含んでいてもよい。
シクロラノスタン骨格を持つ化合物は、ユリ科、マメ科、イネ科、ナス科およびバショウ科などの植物に含まれていることが知られている(〔フィトケミストリー(Phytochemistry)、米国、1977年、第16巻、第140〜141ページ〕、〔ハンドブック・オ
ブ・フィトケミカル・コンスティチュエンツ・オブ・GRAS・ハーブ・アンド・アザー・エコノミック・プランツ(Handbook of phytochemical constituents of GRAS herbs and other economic plants)、1992年、米国、シーアールシープレス〕、又は〔ハーゲルズ・ハントブーフ・デア・ファルマツォイティシェン・プラクシス(Hager's Handbuch der Pharmazeutischen Praxis)、第2〜6巻、1969〜1979年、ドイツ、シュプリンガー・フェアラークベルリン〕参照)。よって、これらの植物若しくはその一部又はそれらの破砕物から、有機溶媒抽出法または熱水抽出法などの方法を用いて抽出、濃縮することにより、製造することが可能である。
具体的には、前記ユリ科に属する植物としては、アロエ属又はアリウム属に属する植物が挙げられる。また、アロエ属植物としては、アロエベラ(Aloe barbadensis Miller)、アロエフェロックスミラー(Aloe ferox Miller)、アロエアフリカーナミラー(Aloe africana Miller)、キダチアロエ(Aloe arborescen Miller var. natalensis Berger)、アロエスピカータベイカー(Aloe spicata Baker)等が挙げられる。本発明の化合物又はそれを含む組成物の製造においては、前記植物の全体を用いてもよいが、葉肉(透明ゲル部分)を用いることが好ましい。このような植物又はその一部を、好ましくはホモジナイザー等を用いて破砕して液状化し、有機溶媒又は熱水で抽出する。有機溶媒としては、メタノール、エタノール、ブタノール等のアルコール;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等のエステル;アセトン、メチルイソブチルケトン等のケトン;ジエチルエーテル、石油エーテル等のエーテル;ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン、ベンゼン等の炭化水素;四塩化炭素、ジクロロメタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素;ピリジン等の複素環化合物、エチレングリコール等のグリコール;ポリエチレングリコール等のポリアルコール;アセトニトリル等のニトリル溶媒、及びこれらの溶媒の混合液等が挙げられる。また、これらの溶媒は無水であってもよく、含水状態であってもよい。これらの溶媒の中では、酢酸エチル/ブタノール混合液(3:1)またはクロロホルム/メタノール混合液(2:1)が好ましい。
抽出方法としては、通常の植物成分の抽出に用いられる方法を用いることができる。通常、新鮮な植物又は乾燥植物1質量部に対し、有機溶媒1〜300質量部を用いて、撹拌又は振盪しながら、溶媒の沸点以下の温度で加熱還流するか、常温で超音波抽出する方法が挙げられる。抽出液は、濾過又は遠心分離等の適当な方法により、不溶物を分離して粗抽出物を得ることができる。
抽出物は、各種クロマトグラフィー、例えば順相又は逆相のシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより、精製することができる。順相シリカゲルカラムクロマトグラフィーにおいては、溶出溶媒としてクロロホルム/メタノール混合液のグラジエントを用いると、クロロホルム:メタノール=25:1程度で本発明の化合物が溶出される。また、逆相シリカゲルカラムクロマトグラフィーにおいては、溶出溶媒としてヘキサン:酢酸エチル混合液(4:1)を用いると、本発明の化合物は最初の方のフラクションとして溶出される。得られたフラクションは、さらにHPLC等により精製することができる。
また、本発明に用いる化合物は、化学的な合成法、又は、微生物又は酵素等を利用した生物学的方法又は酵素的方法によって製造してもよい。
上記のようにして得られる化合物又はそれを含む組成物が、本発明の化合物を含むことは、例えば、マススペクトル法(MS)及び核磁気共鳴スペクトル法(NMR)等によって確認することができる。
本発明の化合物は、そのまま本発明のインスリン抵抗性改善剤またはそれを含有する飲食品の有効成分として利用することが可能である。また、本発明の化合物を含む、植物の
有機溶媒抽出物、若しくは熱水抽出物、又はこれらの分画物(以下、「抽出物等」と呼ぶ)をインスリン抵抗性改善剤またはそれを含有する飲食品の有効成分として利用してもよい。なお、植物としてユリ科に属するアロエベラを使用した場合は、アロエベラ葉の外皮に多く含有するアロイン及びアロエエモジンの含有量の合計は、5ppm以下であることが好ましい。
インスリン抵抗性改善剤に含有させる前記抽出物等は、本発明の化合物を、乾燥質量で少なくとも0.001質量%含んでいることが好ましく、0.01〜1質量%含んでいることがより好ましく、0.05〜1質量%含んでいることが特に好ましい。また、飲食品に含有させる前記抽出物等は、本発明の化合物を、乾燥質量で少なくとも0.0001質量%含んでいることが好ましく、0.001〜1質量%含んでいることがより好ましく、0.005〜1質量%含んでいることが特に好ましい。前記抽出物等は、本発明の化合物を2種類以上含むものであってもよい。また、前記抽出物等は、溶液であってもよく、常法により凍結乾燥または噴霧乾燥して粉末として保存ないし使用することもできる。
本発明のインスリン抵抗性改善剤は、本発明の化合物又はそれを含む抽出物等の組成物をそのまま、若しくはこれらを製剤学的に許容される製剤担体と組み合わせて、経口的、又は非経口的にヒトを含む哺乳動物に投与することができる。尚、本発明のインスリン抵抗性改善剤において、本発明の化合物は医薬に許容される塩にすることもできる。医薬に許容可能な塩として、金属塩(無機塩)と有機塩との両方が含まれ、それらのリストは「レミントン・ファーマシューティカル・サイエンシーズ(Remington's Pharmaceutical Sciences)、第17版、第1418頁、1985年」に掲載されているものが例示される。具体的には塩酸塩、硫酸塩、リン酸塩、二リン酸塩および臭化水素酸塩などの無機酸塩や、リンゴ酸塩、マレイン酸塩、フマル酸塩、酒石酸塩、コハク酸塩、クエン酸塩、酢酸塩、乳酸塩、メタンスルホン酸塩、p−トルエンスルホン酸塩、パモ酸塩、サリチル酸塩及びステアリン酸塩などの有機酸塩が非限定的に含まれる。また、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム等の金属の塩、リジン等のアミノ酸との塩とすることもできる。また、上記化合物もしくはその医薬上許容される塩の水和物等の溶媒和物も本発明に含まれる。
本発明のインスリン抵抗性改善剤の製剤形態は特に限定されず、治療目的に応じて適宜選択でき、具体的には、錠剤、丸剤、散剤、液剤、懸濁剤、乳剤、顆粒剤、カプセル剤、シロップ剤、坐剤、注射剤、軟膏剤、貼付剤、点眼剤、点鼻剤等を例示できる。製剤化にあたっては製剤担体として通常のインスリン抵抗性改善用医薬に汎用される賦形剤、結合剤、崩壊剤、滑沢剤、安定剤、矯味矯臭剤、希釈剤、界面活性剤、注射剤用溶剤等の添加剤を使用できる。また、本発明の効果を損なわない限り、本発明の化合物又はそれを含む抽出物等と、他のインスリン抵抗性改善作用を有する医薬とを併用してもよい。
本発明のインスリン抵抗性改善剤中に含まれる本発明の化合物又はそれを含む抽出物等の量は、特に限定されず適宜選択すればよいが、例えば、本発明の化合物の量として、製剤中に少なくとも0.001質量%、好ましくは0.01〜1質量%、特に好ましくは0.05〜1質量%とするのがよい。
本発明において、インスリン抵抗性改善作用(インスリン感受性亢進作用)とは、インスリン感受性の低下に起因して導かれる種々の健康への害、例えば生活習慣病等を予防又は改善する作用を意味する。具体的にはプラスミノーゲン活性化阻止因子(PAI−1)や遊離脂肪酸(FFA)、腫瘍壊死因子(TNF−α)、MCP−1、レジスチン等のインスリン抵抗性を惹起させるアディポサイトカインの上昇又は産生を効果的に抑制し、インスリン抵抗性に関わる病態のリスク低減、予防、改善、又は治療に効果を有する。よって、本発明のインスリン抵抗性改善剤は、インスリン感受性亢進剤、アディポサイトカイ
ン産生調節剤、特に、インスリン抵抗性を惹起させるアディポサイトカイン産生抑制剤と定義することが可能である。
インスリン抵抗性を評価する方法としては、グルコースクランプ法やSSPG(Steady
state plasma glucose)法、ミニマルモデル法、空腹時の血糖値と血中インスリン濃度からHOMA−IR(homeostasis model assessment insulin resistance)指数を算出して判定する方法、インスリントレランステスト(インスリン負荷試験)が例示され、いずれの方法であってもインスリン抵抗性を評価することは可能であるが、本発明において、インスリン分泌能等の影響を受けず、インスリン感受性についてより直接的に検討できる、動物を使用したインスリントレランステスト(インスリン負荷試験)を用いることが好ましい。
本発明の化合物は、インスリン感受性を高める作用を有し、その結果、インスリン抵抗性に起因する病態の予防又は改善をすることが可能である。したがって、インスリン抵抗性改善剤またはそれを含有する飲食品の有効成分として使用することができる。なお、インスリン感受性については、インスリン投与後の血糖値の低下反応を測定することにより評価することも可能である。
本発明のインスリン抵抗性改善剤は、インスリン抵抗性に起因する種々の疾病・合併症等の予防および改善、あるいは治療、並びにこれらの疾病・合併症等のリスクを低減することが可能である。また、本発明のインスリン抵抗性改善剤は、インスリン抵抗性が健常人より低下した状態の患者に対して、好適に使用することが可能である。なお、インスリン抵抗性とは、一般的には空腹時血漿インスリン値が10〜15μU/ml以上、HOMA指数が1.73以上の状態とされている。
かかるインスリン抵抗性に起因する種々の疾病としては、高血圧、高脂血症、糖尿病、耐糖能異常、動脈硬化症、高インスリン血症、肥満等を例示することができる。また、これらの疾患に起因する合併症としては、イ)高血圧による脳卒中、腎硬化症、腎不全、ロ)高脂血症による動脈硬化、膵炎、ハ)糖尿病による糖尿病性網膜症、腎症、神経障害、糖尿病性壊疽、ニ)動脈硬化症による脳卒中、脳梗塞、狭心症及び心筋梗塞等の心血管疾患、尿毒症、腎硬化症及び腎不全等の腎症等、をそれぞれ例示することができる。尚、本発明者らは、本発明の化合物が、ヘモグロビンA1c値を低下させ、高血糖を改善する作用を有することを見出している(国際公開2006/035525号)。本発明のインスリン抵抗性改善剤が適用される疾病は、ヘモグロビンA1cの値が健常人より高い状態にあるものではないことが好ましい。
また、本発明においてインスリン抵抗性の改善効果を例示するものとしては、TNF−α、MCP−1、FFA等のインスリン抵抗性を惹起させるアディポサイトカインの産生・上昇を抑制する効果が期待されることから、前記アディポサイトカインの上昇に起因する疾病として、自己免疫疾患である、関節リューマチ、クローン病、腎炎、膵炎、肝炎、肺炎等の各種臓器における炎症性疾患、血管障害、敗血症、悪性腫瘍における悪液質等を予防及び/又は改善する効果も兼ね備えている。よって、本発明のインスリン抵抗性改善剤は、前記アディポサイトカインの産生が亢進した状態、中でもインスリン抵抗性を惹起させるアディポサイトカインの産生が亢進した状態の患者にも好適に使用することが可能である。
本発明の医薬の投与時期は特に限定されず、対象となる疾患の治療方法に従って、適宜投与時期を選択することが可能である。また、投与形態は製剤形態、患者の年齢、性別、その他の条件、患者の症状の程度等に応じて決定されることが好ましい。本発明の医薬の投与量は、用法、患者の年齢、性別、疾患の程度、その他の条件等により適宜選択される
。通常有効成分としての本発明の化合物の量は、0.001〜50mg/kg/日、好ましくは、0.01〜1mg/kg/日での範囲となる量を目安とするのが良い。また、本発明の化合物を含む抽出物等を用いる場合は、抽出物等の乾燥質量として0.1〜1000mg/kg/日、好ましくは、1〜100mg/kg/日となるような量を目安とするのが良い。いずれの場合も、1日1回又は複数回に分けて投与することができる。
本発明の化合物又はそれを含む組成物は、飲食品(飲料又は食品)に含有させて、インスリン抵抗性改善効果を有する飲食品とすることが可能である。飲食品としては、前記有効成分の効果を損なわず、経口摂取できるものであれば、形態や性状は特に制限されず、前記有効成分を含有させること以外は、通常飲食品に用いられる原料を用いて通常の方法によって製造することができる。また、本発明の飲食品中に含まれる本発明の化合物又はそれを含む抽出物等の量は、特に限定されず適宜選択すればよいが、例えば、本発明の化合物の量として、飲食品中に少なくとも0.0001質量%、好ましくは0.001〜1質量%、特に好ましくは0.005〜1質量%とするのがよい。
本発明の飲食品は、インスリン抵抗性改善効果を利用するような種々の用途をとることが可能である。例えば、インスリン抵抗性に起因すると考えられる生活習慣病の危険要因の低減・除去に役立つ飲食品等の用途を例示することができる。また、本発明の飲食品は、インスリン抵抗性により引き起こされる疾患、例えば高血圧、高脂血症、糖尿病等の予防及びリスクを低減することが可能である。さらに、本発明の飲食品はインスリン抵抗性に起因する種々の合併症、例えば高血圧による脳卒中、腎硬化症、腎不全また高脂血症による動脈硬化、膵炎等、糖尿病による糖尿病性網膜症、腎症、神経障害、糖尿病性壊疽、さらに、動脈硬化症による脳卒中や脳梗塞、狭心症や心筋梗塞などの心血管疾患、尿毒症、腎硬化症、腎不全などの腎症等、の予防及びリスクを低減することが可能である。
また、本発明の飲食品は、TNF−α、MCP−1、FFA等のインスリン抵抗性を惹起させるアディポサイトカインの産生・上昇を抑制する効果が期待されることから、前記アディポサイトカインの上昇に起因する疾病として、自己免疫疾患である、関節リューマチ、クローン病、腎炎、膵炎、肝炎、肺炎等の各種臓器における炎症性疾患、血管障害、敗血症、悪性腫瘍における悪液質等の予防及びリスクを低減する効果も兼ね備えている。よって、本発明の飲食品は、前記アディポサイトカインの産生が亢進した状態、中でもインスリン抵抗性を惹起させるアディポサイトカインの産生が亢進した状態の患者にも好適に摂取することが可能である。
本発明の飲食品は、インスリン抵抗性改善のために用いられるものである旨の表示を付した飲食品、例えば「インスリン抵抗性改善用と表示された、インスリン抵抗性改善効果を有する化合物を含有する飲食品」、あるいは「インスリン抵抗性改善用と表示された、植物抽出物を含有する飲食品」、「インスリン抵抗性改善用と記載された、アロエベラ抽出物を含有する飲食品」、等として販売することが好ましい。尚、本発明の化合物又はそれを含む組成物等は、インスリン抵抗性改善作用を有することから、インスリン抵抗性改善の表示には、インスリン感受性を亢進する意味も有すると考えられる。したがって、本発明の飲食品は、「インスリン感受性亢進用」と表示することができる。すなわち、前記インスリン抵抗性改善用の表示とは、このような「インスリン感受性亢進用」の表示であってもよい。
尚、以上のような表示を行うために使用する文言は、「インスリン抵抗性改善用」、又は「インスリン感受性亢進用」という文言のみに限られるわけではなく、それ以外の文言であっても、インスリン感受性を亢進させ、又はインスリン抵抗性を予防、改善する効果を表す文言であれば、本発明の範囲に包含されることはいうまでもない。そのような文言としては、例えば、需要者に対して、インスリン抵抗性改善又はインスリン感受性亢進の
効果を認識させるような種々の用途に基づく表示も可能である。例えば、「インスリン抵抗性傾向のある方に適した」、「生活習慣病の危険要因(リスク)の低減・除去に役立つ」等の表示を例示することができる。
前記「表示」とは、需要者に対して上記用途を知らしめるための全ての行為を意味し、上記用途を想起・類推させうるような表示であれば、表示の目的、表示の内容、表示する対象物・媒体等の如何に拘わらず、すべて本発明の「表示」に該当する。しかしながら、需要者が上記用途を直接的に認識できるような表現により表示することが好ましい。具体的には、本発明の飲食品に係る商品又は商品の包装に上記用途を記載する行為、商品又は商品の包装に上記用途を記載したものを譲渡し、引渡し、譲渡若しくは引渡しのために展示し、輸入する行為、商品に関する広告、価格表若しくは取引書類に上記用途を記載して展示し、若しくは頒布し、又はこれらを内容とする情報に上記用途を記載して電磁気的(インターネット等)方法により提供する行為、等が例示できる。一方、表示としては、行政等によって認可された表示(例えば、行政が定める各種制度に基づいて認可を受け、そのような認可に基づいた態様で行う表示)であることが好ましく、特に包装、容器、カタログ、パンフレット、POP等の販売現場における宣伝材、その他の書類等への表示が好ましい。
また、例えば、健康食品、機能性食品、経腸栄養食品、特別用途食品、栄養機能食品、医薬用部外品等としての表示を例示することができ、その他厚生労働省によって認可される表示、例えば、特定保健用食品、これに類似する制度にて認可される表示を例示できる。後者の例としては、特定保健用食品としての表示、条件付き特定保健用食品としての表示、身体の構造や機能に影響を与える旨の表示、疾病リスク低減表示等を例示することができ、詳細にいえば、健康増進法施行規則(平成15年4月30日日本国厚生労働省令第86号)に定められた特定保健用食品としての表示(特に保健の用途の表示)、及びこれに類する表示が、典型的な例として列挙することが可能である。
次に実施例を示して本発明を更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
以下、シクロラノスタン骨格を持つ化合物の製造例を示す。
[製造例1]
9,19−シクロラノスタン−3−オール(式(3))、24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オール(式(4))、シクロアルテノール(式(5))、及び24−メチルシクロアルタノール(式(7))は、以下の方法によって製造した。
Figure 2007043305
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γ−オリザノール(オリザ油化社製)8.0gに蒸留水250ml、水酸化ナトリウム50g、イソプロパノール150ml、エタノール150ml、メタノール150mlを加え、マントルヒーターを用いて2時間加熱還流を行った。反応後、反応液を1300mlの水に注ぎ、生じた白色の析出物を吸引ろ過でろ取した。残存するアルカリを洗浄するために、ろ取した残渣を1000mlの水の中に懸濁させた後、再び吸引ろ過を行った。この操作を2回繰り返し、最終的な残渣を凍結減圧乾燥させることによりオリザノール加水分解物5.91gを得た。当該加水分解物はHPLCにて精製を行い、2435mgの9,19−シクロラノスタン−3−オール、及び1543mgの24−メチレン−9,1
9−シクロラノスタン−3−オールを得た。
得られた9,19−シクロラノスタン−3−オールを用いて、シクロアルテノールの合成を行った。9,19−シクロラノスタン−3−オール302mg、イソプロパノール150ml、および粉末状の5%パラジウム担持炭素触媒1.0gを仕込み、これをオートクレーブ内で密閉し、窒素ガスで置換した後、水素ガス3kg/cm2の圧力をかけながら導入した。攪拌しながら過熱していき、50℃になったところで、水素の圧力を5kg/cm2とし、吸収された水素を補うことで圧力を保ちながら6時間反応させた。反応液はろ過により触媒を除去し、濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:クロロホルム100%)により精製を行い、シクロアルテノール275mgを得た。24−メチルシクロアルタノールの合成は、24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールを出発物質として行った。24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オール78mg、イソプロパノール150ml、および粉末状の5%パラジウム担持炭素触媒1.0gを仕込み、次いで、これをオートクレーブ内に密閉し、窒素ガスにて置換した後、水素ガス3kg/cm2の圧力をかけながら導入した。そして攪拌しながら加熱し、50℃となったところで、水素の圧力を5kg/cm2とし、吸収された水素を補うことで圧力を5kg/cm2に保ちながら6時間反応させた。反応液はろ過により触媒を除去し、濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:クロロホルム100%)により精製を行い、24−メチルシクロアルタノール69mgを得た。
ユリ科植物であるアロエベラ(Aloe barbadensis Miller)を出発原料とした、シクロラノスタン骨格化合物の抽出組成物の製造例を以下示す。
[製造例2]
100kgのアロエベラ(Aloe barbadensis Miller)の外皮を取り除いた後、ホモジナイザーを用いて液状化し、ここに100リットルの酢酸エチルエーテル/ブタノール混合液(3:1)を添加して攪拌した。一晩放置した後、酢酸エチルエーテル/ブタノール混合液と水層を分液して、酢酸エチルエーテル/ブタノール混合液を回収した。酢酸エチルエーテル/ブタノール混合液を減圧下濃縮して得られた、シクロラノスタン骨格を有する化合物を含む抽出組成物の重量は、13.5gであった。この組成物をLC−MSにて測定した結果、9,19−シクロラノスタン−3−オールの含有量は10mg、24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールの含有量は70mgであった。
[製造例3]
1kgのアロエベラ粉末にクロロホルム/メタノール混合液(2:1)10リットルを添加し、室温にて一晩浸漬を行った後、クロロホルム/メタノール混合液を回収した。この混合液を28℃にて有機溶媒を完全に除去して、シクロラノスタン骨格を有する化合物を含む組成物83gを得た。この組成物をLC−MSにて測定した結果、9,19−シクロラノスタン−3−オールの含有量は25.8mg、24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールの含有量は24mgであった。
本実施例は、高脂肪食で飼育することによりインスリン抵抗性が誘導されるAKRマウスを用いて、本発明のインスリン抵抗性改善剤による血清中の遊離脂肪酸(FFA)量の変化を評価するために行った。
(1)試料の調製
前記製造例3で製造した9,19−シクロラノスタン−3−オール、及び24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールをそれぞれDMSOに溶解した後、濃度が1μg/mlになるように蒸留水にて調製して、それぞれ試験試料1及び試験試料2とした。このときDMSOの最終濃度は0.2%になるように調整した。また、試験試料を含
まない溶液を陰性試料とした。
(2)試験方法
6週齢、雄性AKRマウス(米国ジャクソン社より購入)を高脂肪食(リサーチダイエット社製)を用いて2ヶ月間予備飼育することによりインスリン抵抗性を誘導させた後、1群8匹に群分けした。各群のマウスに、1日1回ゾンデを用いて、試験試料1、試験試料2、又は陰性試料を体重40gにつき1mlずつ(25μg/kg体重)連日経口投与した。試料の投与開始から60日目に絶食下で採血し、血清中の遊離脂肪酸量を、NEFA C-テストワコー(和光純薬工業社製)にて測定した。
(3)結果(血中遊離脂肪酸濃度)
表1は、投与開始から60日目のマウス血清中の遊離脂肪酸濃度を表している。陰性試料投与群に比して、試験試料1および試験試料2を投与することにより、ともに血清中の遊離脂肪酸値が81.1%に低下する傾向が確認された。よって、本発明のインスリン抵抗性改善剤を投与することにより、全身的に遊離脂肪酸濃度が低下し、インスリン抵抗性の惹起が予防されることが明らかとなった。
Figure 2007043305
本実施例は、高脂肪食で飼育することによりインスリン抵抗性が誘導されるAKRマウスを用いて、本発明のインスリン抵抗性改善剤による脂肪組織中の各細胞からのTNF−α及びMCP−1の産生量への影響を評価するために行った。
(1)試料の調製
本実施例2の試料には、前記実施例1で調製したものと同様の試験試料1、2及び陰性試料を使用した。
(2)試験方法
6週齢、雄性AKRマウス(米国ジャクソン社より購入)を高脂肪食(リサーチダイエット社製)を用いて2ヶ月間予備飼育することによりインスリン抵抗性を誘導させた後、1群8匹に群分けした。各群のマウスに、1日1回ゾンデを用いて、試験試料1、試験試料2、又は陰性試料を体重40gにつき1mlずつ(25μg/kg体重)連日経口投与した。試料の投与開始から60日目に絶食下で採取した精巣周囲の脂肪1gに、0.5%ウシ血清アルブミンを含有するD−MEM/F12培地を1.5ml添加し、37℃で培養した。培養1時間後に回収した培養上清中のTNF−α及びMCP−1の濃度を、ELISA法(バイオソース社製)にて測定した。
(3)結果(TNF−α、MCP−1産生量)
表2は脂肪組織からのTNF−αの産生量を表している。また、表3は同様にMCP−
1の産生量を表している。いずれの結果からも明らかなとおり、陰性試料投与群に比して試験試料1及び試験試料2を投与した群は、いずれもTNF−α、及びMCP−1ともに、有意な産生抑制効果が確認された。本実施例の結果から、本発明のインスリン抵抗性改善剤を投与することにより、インスリン抵抗性を増悪させる脂肪組織中でのアディポサイトカインの産生が低減し、インスリン抵抗性の惹起が予防されることが明らかとなった。なお、表中のp値はTukey-Kramer's testによる有意確率を示している。
Figure 2007043305
Figure 2007043305
本実施例は、高脂肪食で飼育することによりインスリン抵抗性が誘導されるAKRマウスを用いて、インスリン負荷試験を行うことにより、本発明のインスリン抵抗性改善剤のインスリン感受性の亢進作用を確認するために行った。
(1)試料の調製
本実施例3の試料には、前記実施例1又は2で調製したものと同様の試験試料1、2及び陰性試料を使用した。
(2)試験方法
6週齢、雄性AKRマウス(米国ジャクソン社より購入)を高脂肪食(リサーチダイエット社製)を用いて2ヶ月間予備飼育することによりインスリン抵抗性を誘導させた後、1群8匹に群分けした。各群のマウスに、1日1回ゾンデを用いて、試験試料1、試験試料2、又は陰性試料を体重40gにつき1mlずつ(25μg/kg体重)連日経口投与した。試料の投与開始から45日目にインスリン負荷試験を行った。本実施例におけるインスリン負荷試験は、マウスを4時間絶食させた後、ヒト・インスリン(イーライリリー社製)を0.75U/kg体重の用量で腹腔内投与し、インスリン投与開始から60分経
過時まで経時的に血糖値の変化を測定することにより行った。
(3)結果(インスリン負荷試験)
本実施例の結果は図1に示すとおりである。図1は、インスリン負荷試験の結果を表している。図1から明らかなとおり、陰性試料を投与した群はインスリン投与開始から15分間は血糖値の低下が認められないのに対し、試験試料1及び試験試料2を投与した群の血糖値は、いずれもインスリン投与開始から血糖値の速やかな低下が観察された。本実施例の結果から、本発明のインスリン抵抗性改善剤の投与により、インスリン感受性を亢進させることが判明した。
産業上の利用の可能性
本発明は、副作用を伴わず、インスリン感受性の亢進が可能な安全なインスリン抵抗性改善剤、及び前記インスリン抵抗性改善剤を含有する特定保健用食品等の機能性飲食品を提供することが可能であって、インスリン感受性の低下により引き起こされる疾患、合併症等、例えば高血圧、糖尿病、高脂血症、動脈硬化等の生活習慣病の改善又は予防、並びにこれら疾病・合併症等のリスクを低減する効果も兼ね備えている。
インスリン負荷試験における血糖値の変動を示す図である。
本発明は、シクロラノスタン骨格を持つ化合物を有効成分として含有するインスリン抵抗性改善剤及びこれを含有する飲食品に関する。さらに詳しくは、インスリン抵抗性に関わる病態の発症及び重篤化に関与する因子である遊離脂肪酸、プラスミノーゲン活性化阻止因子、腫瘍壊死因子、モノサイト・ケモアトラクタント・プロテイン−1、レジスチン等のアディポサイトカインの産生調節効果を有するインスリン抵抗性改善剤及びこれを含有する飲食品に関する。
インスリンは、膵臓のランゲルハンス島(ラ氏島)内にあるβ細胞から産生されるホルモンの一種であり、骨格筋、肝臓、脂肪等のインスリン標的組織に存在するインスリン受容体を介して、糖代謝のみならず、脂質代謝及び蛋白質代謝に作用し、生体の恒常性の維持に重要な役割を担っている。各標的組織におけるインスリンの作用としては、筋肉細胞や脂肪細胞への血液中のグルコースの取り込み促進や、肝臓および筋肉組織でのグリコーゲン産生の促進、肝臓における糖新生の抑制、脂肪細胞におけるグルコース消費と脂肪酸合成の促進および脂質の分解抑制等が挙げられる。
インスリン抵抗性とは、細胞、臓器、個体レベルでインスリンの各種の作用を得るのに通常量以上のインスリンを必要とする状態、すなわち、インスリンに対する感受性が低下したインスリン作用不全状態のことである。これまでの疫学的検討の結果から、高血圧、糖尿病、高脂血症(高トリグリセリド血症、低HDLコレステロール血症)、肥満等が、インスリン抵抗性に基づく病態であると考えられている。インスリン抵抗性に陥ると、糖代謝におけるインスリンの作用不足から、血糖維持のための代償性の高インスリン血症を生じ、高血糖や耐糖能障害が引き起こされるとともに、膵β細胞の疲弊により糖尿病が進行する。また高インスリン血症は、交感神経活性亢進や腎臓におけるナトリウム吸収を促進して高血圧を発症させるとともに、食後高脂血症や高尿酸血症、プラスミノーゲン活性化阻止因子(PAI−1;plasminogen activator inhibitor-1)の上昇等も誘導する。
一方、インスリン抵抗性は、インスリンの作用不足による脂質代謝異常を誘導し、脂肪
細胞から放出された遊離脂肪酸(FFA;free fatty acid)が肝臓で増加して肝臓におけるトリグリセリド(TG)の合成が促進され、高TG血症となる。また、通常はインスリン感受性の高いリポタンパクリパーゼ(LPL)が、インスリン抵抗性状態では活性が低下することから、TGの分解が減少し、高TG血症の悪化が進む。さらに、糖尿病の進行に伴い、血管障害による網膜症や腎症、壊疽等の合併症が併発し、動脈硬化性疾患である心筋梗塞、脳梗塞が進展し、また高血圧は循環器疾患を進行させる。以上のことから、インスリン抵抗性が複合的な病態の悪化に大きく関与していると考えられている(非特許文献1)。
近年、臓器特異的な遺伝子発現の解析が行われた結果、脂肪組織から様々な生理活性物質が分泌されていることが明らかとなり、脂肪組織は単なるエネルギー貯蔵組織ではなく、生体内最大の内分泌臓器として認識されるようになった。このような脂肪組織由来の内分泌因子は、総称してアディポサイトカインと呼ばれ、代謝における恒常性の維持に重要な役割を果たしているが、肥満すなわち、脂肪蓄積状態においては、その産生・分泌が過剰又は過小となり、バランスが破綻することによって、インスリン抵抗性が引き起こされると考えられている。
アディポサイトカインには、インスリン感受性を亢進させるものと、インスリン抵抗性を惹起させるものがあり、前者の代表的なものとして、アディポネクチン、レプチン、AMPK(AMP-dependent protein kinase)等が知られている。特にアディポネクチンについては、インスリン抵抗性の解除作用や、肝臓における糖新生抑制作用が報告されている(非特許文献2)。
一方、インスリン抵抗性を惹起させるアディポサイトカインとしては、上記のFFAやPAI−1の他に、腫瘍壊死因子(TNF−α;tumor necrosis factor-α)、炎症性ケモカインの一種であるモノサイト・ケモアトラクタント・プロテイン−1(MCP−1;monocyte chemoattractant protein-1)、レジスチン等が挙げられる。なかでも、TNF−αは、インスリンシグナル伝達機構における、インスリン受容体及びIRS1(insulin receptor substrate 1)のチロシンリン酸化を阻害し、インスリン作用を減弱させることにより、インスリン抵抗性を惹起させるという作用機構が報告されている。また、インスリン抵抗性状態においては、MCP−1の体内レベルが上昇し、これに伴い、糖輸送担体GLUT4(glucose transporter-4)、核内受容体であるPPARγ(peroxisome proliferator-activated receptor γ)、脂肪細胞のβ型カテコールアミン受容体の一種であるβ3AR(β3-adrenergic receptor)、脂肪酸結合タンパク質aP2(adipocyte fatty-acid-binding protein 2)のmRNAが低下することが報告されていることから、MCP−1がインスリン感受性を低下させる原因物質であると考えられている(非特許文献3、4、5)。
インスリン抵抗性を改善する薬剤としては、主に肝臓における糖新生を抑制するビグアナイド剤と筋肉や脂肪組織のインスリン感受性を改善させるチアゾリジン誘導体が開発されている。これらの薬剤は、既に糖尿病治療薬として認可されており、動脈硬化症の治療にも使用されている。トログリタゾンやピオグリタゾンに代表される、チアゾリジン誘導体は、核内受容体型転写因子であるペルオキソーム増殖剤応答性受容体(PPAR;peroxysome proliferator-activated receptor)のリガンドとして作用し、脂肪細胞の分化を促進させることによりインスリン抵抗性を改善すると考えられている。
このほかにも、アディポネクチン又はそれらの遺伝子を有効成分とするインスリン抵抗性改善剤(特許文献1)、ボンベシン受容体サブタイプ3(BRS−3)に親和性を有する物質を有効成分とするインスリン抵抗性に起因する疾患の予防及び/治療剤(特許文献2)、ピロール誘導体を有効成分とする遊離脂肪酸(FFA)低下剤(特許文献3)等が
、それぞれインスリン抵抗性改善剤として開示されている。さらに、食品由来の物質を有効成分とするものとして、酢酸およびそのイオン又は塩を有効成分とするインスリン抵抗性改善用組成物(特許文献4)、特定のジグリセリド及び/又はモノグリセリドを含有する油脂からなるインスリン抵抗性改善剤(特許文献5)等が開示されている。
β−シトステロールやカンペステロール、スティグマステロール等の植物ステロール類には、コレステロールの吸収阻害による血中コレステロール低下効果が既に知られており、油脂組成物として食用油に添加するなどの実用化が行われている。また、β−シトステロールやカンペステロールなどの植物ステロール類を出発物質として合成されるコレステノン化合物を有効成分として含有する抗肥満剤及び脂質代謝改善剤が開示されている(特許文献6〜8、非特許文献6)。
さらに、米糠、シメジ、キク、ライ麦、シラカバ及び月桃のうち少なくとも一種から抽出された抽出物ならびに、シクロアルタン型トリテルペン又はその誘導体であるシクロアルテノール及び/若しくは(24S)−24、25−ジヒドロキシシクロアルタノールを含有するアディポネクチン分泌促進剤が開示されている(特許文献9)。
ユリ科植物であるアロエ属は、アロエベラ(Aloe barbadenisis Miller)やキダチアロエ(Aloe arborescen Miller var. natalensis Berger)等を含む植物群であり、様々な効能があることが経験的に知られている。例えば、アロエ抽出物のブタノール画分又はアロインを含有することを特徴とする免疫抑制改善剤(特許文献10)、血糖値改善に関するもの(特許文献11〜14)、及び肥満の予防改善剤(特許文献15)等が開示されているが、アロエ属植物によるインスリン抵抗性改善作用については、一切報告されていなかった。
国際公開2003/63894号パンフレット 特開平10−298100公報 特開平8−12573公報 特開2002−193797公報 特開2001−247473公報 特開平7−165587号公報 特開平11−193296号公報 特開2001−240544号公報 特開2005−68132号公報 特開平8−208495号公報 特開昭59−214741号公報 特開2003−286185号公報 米国特許第4598069号明細書 米国特許出願公開第2003/0207818号明細書 特開2000−319190号公報 インスリン抵抗性と生活習慣病、島本和明編集、診断と治療社、2003年、第1〜5頁 アディポサイエンス(Adiposcience)、第1巻、第3号、2004年、第247〜257頁 プロシーディングス・ナショナル・アカデミー・オブ・サイエンシーズ(Proceedings of the National Academy of Sciences)、第100巻、2003年、第7265〜7270頁 ネイチャー(Nature)、第389巻、1997年、第610〜614頁 ザ・ネザーランズ・ジャーナル・オブ・メディシン(The Netherlands Journal of Medicine)、第6巻、第6号、2003年、第194〜212頁 ホルモン・メタボリスム・リサーチ(Hormone Metabolism Research)、第37巻、2005年、第79〜83頁
しかしながら、従来のインスリン抵抗性を改善する薬剤であるビグアナイド剤では、胃腸障害やまれに乳酸アシドーシスを起こすことがあった。また、同薬剤であるチアゾリジン誘導体では、体液貯留や体重増加、肝機能障害等の重篤な副作用を起こすことがあるため、使用に際して注意を必要としていた。さらに、糖尿病又は高血糖ではない状態における、インスリン抵抗性に対しては、現実的に糖尿病薬を使用するのは困難であった。このような状況から、安全性に優れ、日常的に摂取でき、可能な限り苦痛を伴うことなく、効率よくインスリン抵抗性を改善できるような機能性素材の開発が切望されていた。
本発明者らは、前記課題に鑑み、高血圧、糖尿病、高脂血症(高トリグリセリド血症、低HDLコレステロール血症)、肥満等の生活習慣病に至るインスリン抵抗性について、その疾患のメカニズムと予防・改善等に関与する薬剤、すなわちインスリン抵抗性改善剤について研究する中で、インスリン抵抗性の発症および重篤化に関与する因子であるアディポサイトカインについて着目し、これら因子を制御することによってインスリン抵抗性を改善できる新規機能性素材について鋭意検討した結果、シクロラノスタン骨格を持つ化合物に、遊離脂肪酸、TNF−α、MCP−1等のアディポサイトカインの産生を調節する作用、特にインスリン抵抗性を惹起させるアディポサイトカインの産生を効果的に低減する作用を見いだし、これによってインスリン抵抗性が改善されることを明らかにした。
このような本発明の作用効果に対して、前記特許文献9においては、上記植物抽出物の培養脂肪細胞の分化予防効果、シクロアルタン型トリテルペン誘導体の合成経路、及びエルゴステロールのアディポネクチンの分泌促進について示されているものの、シクロアルタン型トリテルペン又はその誘導体であるシクロアルテノールによるアディポネクチン分泌に関する記載は無く、本発明の有効成分におけるインスリン抵抗性改善作用に関する記述は一切記載も示唆もされていなかった。
また、従来のインスリン抵抗性を評価する方法であるグルコースクランプ法、SSPG(Steady state plasma glucose)法、ミニマルモデル法とは別に、インスリントレランステスト(インスリン負荷試験)を用いて検討したことにより、シクロラノスタン骨格を持つ化合物が、インスリン分泌能等を介さず、インスリン抵抗性をより直接的に改善していることを明らかにした。
このようなインスリントレランステストについては、前記特許文献1〜5には実施されておらず、インスリン分泌能等の影響を受けずにインスリン抵抗性を改善するという、従来のインスリン抵抗性の改善効果に比して極めて有利な効果を見いだし、本発明を完成するに至った。
本発明の目的は、前記シクロラノスタン骨格を持つ化合物を有効成分として含有するインスリン抵抗性改善剤を提供することである。また、本発明の他の目的は、前記インスリン抵抗性改善剤を含有する特定保健用食品等の機能性飲食品を提供することである。
前記課題を解決する本願第一の発明は、9,19−シクロラノスタン−3−オール及び/又は24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールを有効成分として含有するインスリン抵抗性改善剤である。
3)前記1)又は2)の化合物を少なくとも0.001質量%を含有すること。
前記課題を解決する本願第二の発明は、9,19−シクロラノスタン−3−オール又は24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールのいずれかを含む植物の酢酸エチル/ブタノール混合液抽出物、若しくはクロロホルム/メタノール混合液抽出物、又はこれらの分画物を含有するインスリン抵抗性改善剤であって、前記植物の酢酸エチル/ブタノール混合液抽出物、若しくはクロロホルム/メタノール混合液抽出物、又はこれらの分画物が9,19−シクロラノスタン−3−オール又は24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールを乾燥質量で少なくとも0.001質量%含有する組成物を有効成分として含有するインスリン抵抗性改善剤である。
また、前記植物がユリ科又はイネ科の植物であることを好ましい態様としている。
前記課題を解決する本願第三の発明は、9,19−シクロラノスタン−3−オール及び24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールの両方を含む植物の酢酸エチル/ブタノール混合液抽出物、若しくはクロロホルム/メタノール混合液抽出物、又はこれらの分画物を含有するインスリン抵抗性改善剤であって、前記植物の酢酸エチル/ブタノール混合液抽出物、若しくはクロロホルム/メタノール混合液抽出物、又はこれらの分画物が9,19−シクロラノスタン−3−オール及び24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールを乾燥重量で少なくとも0.01質量%含有する組成物を有効成分として含有するインスリン抵抗性改善剤である。
また、前記植物がユリ科又はイネ科の植物であることを好ましい態様としている。
前記課題を解決する本願第四の発明は、9,19−シクロラノスタン−3−オール若しくは24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オール、又は9,19−シクロラノスタン−3−オール若しくは24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールのいずれかを乾燥質量で少なくとも0.001質量%含有する植物の酢酸エチル/ブタノール混合液抽出物、若しくはクロロホルム/メタノール混合液抽出物、又はこれらの分画物を配合することを特徴とする、インスリン抵抗性改善剤の製造方法である。
前記課題を解決する本願第五の発明は、9,19−シクロラノスタン−3−オール及び24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オール、又は9,19−シクロラノスタン−3−オール及び24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールを乾燥質量で合計で少なくとも0.01質量%含有する植物の酢酸エチル/ブタノール混合液抽出物、若しくはクロロホルム/メタノール混合液抽出物、又はこれらの分画物を配合することを特徴とする、インスリン抵抗性改善剤の製造方法である。
本発明のインスリン抵抗性改善剤及びこれを含有する飲食品は、安全に投与又は摂取が可能であって、インスリン抵抗性に起因すると考えられる生活習慣病の予防効果を有する。また、本発明のインスリン抵抗性改善剤の有効成分は、食経験上安全に摂取でき、入手容易であるユリ科植物等、例えばアロエベラ(Aloe barbadensis Miller)から簡便に製造することができる。
次に、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の好ましい実施形態に限定されず、本発明の範囲内で自由に変更することができるものである。尚、本明細書において百分率は特に断りのない限り質量による表示である。
本発明のインスリン抵抗性改善剤(以下、「本発明の医薬」ともいう)の有効成分として用いる化合物は、9,19−シクロラノスタン−3−オール及び/又は24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールである
本発明のインスリン抵抗性改善剤の有効成分として用いられる本発明の化合物の純度は、100%であることが最も好ましいが、インスリン抵抗性を改善する作用を有する範囲で適宜設定することが可能である。
また、本発明のインスリン抵抗性改善剤の有効成分として用いる組成物(以下、「本発明の組成物」ともいう)は、9,19−シクロラノスタン−3−オール及び/又は24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールを、乾燥質量で少なくとも0.001質量%、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上含む、ユリ科植物又はイネ科植物の抽出物又はその分画物である。本発明の化合物の含有量の上限は特に制限されないが、10質量%が好ましく、50質量%若しくは70質量%、又は90質量%が例示できる。
なお、本発明において乾燥質量とは、第十四改正日本薬局方(平成13年3月30日厚生労働省告示第111号)における一般試験法「乾燥減量試験法」において規定される乾燥方法によって、化合物を乾燥した後に測定した質量であって、例えば、本発明の化合物を約1g分取し、これを105℃で4時間乾燥し、デシケーター内で放冷して、はかりにてその質量を測定することによって規定することが可能である。
9,19−シクロラノスタン−3−オール及び24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールを含むシクロラノスタン骨格を持つ化合物は、ユリ科、マメ科、イネ科、ナス科およびバショウ科などの植物に含まれていることが知られている(〔フィトケミストリー(Phytochemistry)、米国、1977年、第16巻、第140〜141ページ〕、〔ハンドブック・オブ・フィトケミカル・コンスティチュエンツ・オブ・GRAS・ハーブ・アンド・アザー・エコノミック・プランツ(Handbook of phytochemical constituents of GRAS herbs and other economic plants)、1992年、米国、シーアールシープレス〕、又は〔ハーゲルズ・ハントブーフ・デア・ファルマツォイティシェン・プラクシス(Hager's Handbuch der Pharmazeutischen Praxis)、第2〜6巻、1969〜1979年、ドイツ、シュプリンガー・フェアラークベルリン〕参照)。よって、これらの植物若しくはその一部又はそれらの破砕物から、有機溶媒抽出法または熱水抽出法などの方法を用いて抽出、濃縮することにより、製造することが可能である。
具体的には、前記ユリ科に属する植物としては、アロエ属又はアリウム属に属する植物が挙げられる。また、アロエ属植物としては、アロエベラ(Aloe barbadensis Miller)、アロエフェロックスミラー(Aloe ferox Miller)、アロエアフリカーナミラー(Aloe africana Miller)、キダチアロエ(Aloe arborescen Miller var. natalensis Berger)、アロエスピカータベイカー(Aloe spicata Baker)等が挙げられる。本発明の化合物又はそれを含む組成物の製造においては、前記植物の全体を用いてもよいが、葉肉(透明ゲル部分)を用いることが好ましい。このような植物又はその一部を、好ましくはホモジナイザー等を用いて破砕して液状化し、有機溶媒又は熱水で抽出する。有機溶媒としては、メタノール、エタノール、ブタノール等のアルコール;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等のエステル;アセトン、メチルイソブチルケトン等のケトン;ジエチルエーテル、石油エーテル等のエーテル;ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン、ベンゼン等の炭化水素;四塩化炭素、ジクロロメタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素;ピリジン等の複素環化合物、エチレングリコール等のグリコール;ポリエチレングリコール等のポリアルコール;アセトニトリル等のニトリル溶媒、及びこれらの溶媒の混合液等が挙げられる。また、これらの溶媒は無水であってもよく、含水状態であってもよい。これらの溶媒の中では、酢酸エチル/ブタノール混合液(3:1)またはクロロホルム/メタノール混合液(2:1)が好ましい。
抽出方法としては、通常の植物成分の抽出に用いられる方法を用いることができる。通常、新鮮な植物又は乾燥植物1質量部に対し、有機溶媒1〜300質量部を用いて、撹拌又は振盪しながら、溶媒の沸点以下の温度で加熱還流するか、常温で超音波抽出する方法が挙げられる。抽出液は、濾過又は遠心分離等の適当な方法により、不溶物を分離して粗抽出物を得ることができる。
抽出物は、各種クロマトグラフィー、例えば順相又は逆相のシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより、精製することができる。順相シリカゲルカラムクロマトグラフィーにおいては、溶出溶媒としてクロロホルム/メタノール混合液のグラジエントを用いると、クロロホルム:メタノール=25:1程度で本発明の化合物が溶出される。また、逆相シリカゲルカラムクロマトグラフィーにおいては、溶出溶媒としてヘキサン:酢酸エチル混合液(4:1)を用いると、本発明の化合物は最初の方のフラクションとして溶出される。得られたフラクションは、さらにHPLC等により精製することができる。
また、本発明に用いる化合物は、化学的な合成法、又は、微生物又は酵素等を利用した生物学的方法又は酵素的方法によって製造してもよい。
上記のようにして得られる化合物又はそれを含む組成物が、本発明の化合物を含むことは、例えば、マススペクトル法(MS)及び核磁気共鳴スペクトル法(NMR)等によって確認することができる。
本発明の化合物は、そのまま本発明のインスリン抵抗性改善剤またはそれを含有する飲食品の有効成分として利用することが可能である。また、本発明の化合物を含む、植物の有機溶媒抽出物、若しくは熱水抽出物、又はこれらの分画物(以下、「抽出物等」と呼ぶ)をインスリン抵抗性改善剤またはそれを含有する飲食品の有効成分として利用してもよい。なお、植物としてユリ科に属するアロエベラを使用した場合は、アロエベラ葉の外皮に多く含有するアロイン及びアロエエモジンの含有量の合計は、5ppm以下であることが好ましい。
インスリン抵抗性改善剤に含有させる前記抽出物等は、本発明の化合物を、乾燥質量で少なくとも0.001質量%含んでいることが好ましく、0.01〜1質量%含んでいることがより好ましく、0.05〜1質量%含んでいることが特に好ましい。また、飲食品に含有させる前記抽出物等は、本発明の化合物を、乾燥質量で少なくとも0.0001質量%含んでいることが好ましく、0.001〜1質量%含んでいることがより好ましく、0.005〜1質量%含んでいることが特に好ましい。前記抽出物等は、本発明の化合物を2種類以上含むものであってもよい。また、前記抽出物等は、溶液であってもよく、常法により凍結乾燥または噴霧乾燥して粉末として保存ないし使用することもできる。
本発明のインスリン抵抗性改善剤は、本発明の化合物又はそれを含む抽出物等の組成物をそのまま、若しくはこれらを製剤学的に許容される製剤担体と組み合わせて、経口的、又は非経口的にヒトを含む哺乳動物に投与することができる。尚、本発明のインスリン抵抗性改善剤において、本発明の化合物は医薬に許容される塩にすることもできる。医薬に許容可能な塩として、金属塩(無機塩)と有機塩との両方が含まれ、それらのリストは「レミントン・ファーマシューティカル・サイエンシーズ(Remington's Pharmaceutical Sciences)、第17版、第1418頁、1985年」に掲載されているものが例示される。具体的には塩酸塩、硫酸塩、リン酸塩、二リン酸塩および臭化水素酸塩などの無機酸塩や、リンゴ酸塩、マレイン酸塩、フマル酸塩、酒石酸塩、コハク酸塩、クエン酸塩、酢酸塩、乳酸塩、メタンスルホン酸塩、p−トルエンスルホン酸塩、パモ酸塩、サリチル酸塩及びステアリン酸塩などの有機酸塩が非限定的に含まれる。また、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム等の金属の塩、リジン等のアミノ酸との塩と
することもできる。また、上記化合物もしくはその医薬上許容される塩の水和物等の溶媒和物も本発明に含まれる。
本発明のインスリン抵抗性改善剤の製剤形態は特に限定されず、治療目的に応じて適宜選択でき、具体的には、錠剤、丸剤、散剤、液剤、懸濁剤、乳剤、顆粒剤、カプセル剤、シロップ剤、坐剤、注射剤、軟膏剤、貼付剤、点眼剤、点鼻剤等を例示できる。製剤化にあたっては製剤担体として通常のインスリン抵抗性改善用医薬に汎用される賦形剤、結合剤、崩壊剤、滑沢剤、安定剤、矯味矯臭剤、希釈剤、界面活性剤、注射剤用溶剤等の添加剤を使用できる。また、本発明の効果を損なわない限り、本発明の化合物又はそれを含む抽出物等と、他のインスリン抵抗性改善作用を有する医薬とを併用してもよい。
本発明のインスリン抵抗性改善剤中に含まれる本発明の化合物又はそれを含む抽出物等の量は、特に限定されず適宜選択すればよいが、例えば、本発明の化合物の量として、製剤中に少なくとも0.001質量%、好ましくは0.01〜1質量%、特に好ましくは0.05〜1質量%とするのがよい。
本発明において、インスリン抵抗性改善作用(インスリン感受性亢進作用)とは、インスリン感受性の低下に起因して導かれる種々の健康への害、例えば生活習慣病等を予防又は改善する作用を意味する。具体的にはプラスミノーゲン活性化阻止因子(PAI−1)や遊離脂肪酸(FFA)、腫瘍壊死因子(TNF−α)、MCP−1、レジスチン等のインスリン抵抗性を惹起させるアディポサイトカインの上昇又は産生を効果的に抑制し、インスリン抵抗性に関わる病態のリスク低減、予防、改善、又は治療に効果を有する。よって、本発明のインスリン抵抗性改善剤は、インスリン感受性亢進剤、アディポサイトカイン産生調節剤、特に、インスリン抵抗性を惹起させるアディポサイトカイン産生抑制剤と定義することが可能である。
インスリン抵抗性を評価する方法としては、グルコースクランプ法やSSPG(Steady
state plasma glucose)法、ミニマルモデル法、空腹時の血糖値と血中インスリン濃度からHOMA−IR(homeostasis model assessment insulin resistance)指数を算出して判定する方法、インスリントレランステスト(インスリン負荷試験)が例示され、いずれの方法であってもインスリン抵抗性を評価することは可能であるが、本発明において、インスリン分泌能等の影響を受けず、インスリン感受性についてより直接的に検討できる、動物を使用したインスリントレランステスト(インスリン負荷試験)を用いることが好ましい。
本発明の化合物は、インスリン感受性を高める作用を有し、その結果、インスリン抵抗性に起因する病態の予防又は改善をすることが可能である。したがって、インスリン抵抗性改善剤またはそれを含有する飲食品の有効成分として使用することができる。なお、インスリン感受性については、インスリン投与後の血糖値の低下反応を測定することにより評価することも可能である。
本発明のインスリン抵抗性改善剤は、インスリン抵抗性に起因する種々の疾病・合併症等の予防および改善、あるいは治療、並びにこれらの疾病・合併症等のリスクを低減することが可能である。また、本発明のインスリン抵抗性改善剤は、インスリン抵抗性が健常人より低下した状態の患者に対して、好適に使用することが可能である。なお、インスリン抵抗性とは、一般的には空腹時血漿インスリン値が10〜15μU/ml以上、HOMA指数が1.73以上の状態とされている。
かかるインスリン抵抗性に起因する種々の疾病としては、高血圧、高脂血症、糖尿病、耐糖能異常、動脈硬化症、高インスリン血症、肥満等を例示することができる。また、こ
れらの疾患に起因する合併症としては、イ)高血圧による脳卒中、腎硬化症、腎不全、ロ)高脂血症による動脈硬化、膵炎、ハ)糖尿病による糖尿病性網膜症、腎症、神経障害、糖尿病性壊疽、ニ)動脈硬化症による脳卒中、脳梗塞、狭心症及び心筋梗塞等の心血管疾患、尿毒症、腎硬化症及び腎不全等の腎症等、をそれぞれ例示することができる。尚、本発明者らは、本発明の化合物が、ヘモグロビンA1c値を低下させ、高血糖を改善する作用を有することを見出している(国際公開2006/035525号)。本発明のインスリン抵抗性改善剤が適用される疾病は、ヘモグロビンA1cの値が健常人より高い状態にあるものではないことが好ましい。
また、本発明においてインスリン抵抗性の改善効果を例示するものとしては、TNF−α、MCP−1、FFA等のインスリン抵抗性を惹起させるアディポサイトカインの産生・上昇を抑制する効果が期待されることから、前記アディポサイトカインの上昇に起因する疾病として、自己免疫疾患である、関節リューマチ、クローン病、腎炎、膵炎、肝炎、肺炎等の各種臓器における炎症性疾患、血管障害、敗血症、悪性腫瘍における悪液質等を予防及び/又は改善する効果も兼ね備えている。よって、本発明のインスリン抵抗性改善剤は、前記アディポサイトカインの産生が亢進した状態、中でもインスリン抵抗性を惹起させるアディポサイトカインの産生が亢進した状態の患者にも好適に使用することが可能である。
本発明の医薬の投与時期は特に限定されず、対象となる疾患の治療方法に従って、適宜投与時期を選択することが可能である。また、投与形態は製剤形態、患者の年齢、性別、その他の条件、患者の症状の程度等に応じて決定されることが好ましい。本発明の医薬の投与量は、用法、患者の年齢、性別、疾患の程度、その他の条件等により適宜選択される。通常有効成分としての本発明の化合物の量は、0.001〜50mg/kg/日、好ましくは、0.01〜1mg/kg/日での範囲となる量を目安とするのが良い。また、本発明の化合物を含む抽出物等を用いる場合は、抽出物等の乾燥質量として0.1〜1000mg/kg/日、好ましくは、1〜100mg/kg/日となるような量を目安とするのが良い。いずれの場合も、1日1回又は複数回に分けて投与することができる。
本発明の化合物又はそれを含む組成物は、飲食品(飲料又は食品)に含有させて、インスリン抵抗性改善効果を有する飲食品とすることが可能である。飲食品としては、前記有効成分の効果を損なわず、経口摂取できるものであれば、形態や性状は特に制限されず、前記有効成分を含有させること以外は、通常飲食品に用いられる原料を用いて通常の方法によって製造することができる。また、本発明の飲食品中に含まれる本発明の化合物又はそれを含む抽出物等の量は、特に限定されず適宜選択すればよいが、例えば、本発明の化合物の量として、飲食品中に少なくとも0.0001質量%、好ましくは0.001〜1質量%、特に好ましくは0.005〜1質量%とするのがよい。
次に実施例を示して本発明を更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
以下、9,19−シクロラノスタン−3−オール及び24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールの製造例を示す。
[製造例1]
9,19−シクロラノスタン−3−オール(式(3))、24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オール(式(4))は、以下の方法によって製造した。
Figure 2007043305
Figure 2007043305
γ−オリザノール(オリザ油化社製)8.0gに蒸留水250ml、水酸化ナトリウム50g、イソプロパノール150ml、エタノール150ml、メタノール150mlを加え、マントルヒーターを用いて2時間加熱還流を行った。反応後、反応液を1300mlの水に注ぎ、生じた白色の析出物を吸引ろ過でろ取した。残存するアルカリを洗浄するために、ろ取した残渣を1000mlの水の中に懸濁させた後、再び吸引ろ過を行った。この操作を2回繰り返し、最終的な残渣を凍結減圧乾燥させることによりオリザノール加水分解物5.91gを得た。当該加水分解物はHPLCにて精製を行い、2435mgの9,19−シクロラノスタン−3−オール、及び1543mgの24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールを得た。
得られた9,19−シクロラノスタン−3−オールを用いて、シクロアルテノールの合成を行った。9,19−シクロラノスタン−3−オール302mg、イソプロパノール150ml、および粉末状の5%パラジウム担持炭素触媒1.0gを仕込み、これをオートクレーブ内で密閉し、窒素ガスで置換した後、水素ガス3kg/cm2の圧力をかけながら導入した。攪拌しながら過熱していき、50℃になったところで、水素の圧力を5kg/cm2とし、吸収された水素を補うことで圧力を保ちながら6時間反応させた。反応液はろ過により触媒を除去し、濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:クロロホルム100%)により精製を行い、シクロアルテノール275mgを得た。24−メチルシクロアルタノールの合成は、24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールを出発物質として行った。24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オール78mg、イソプロパノール150ml、および粉末状の5%パラジウム担持炭素触媒1.0gを仕込み、次いで、これをオートクレーブ内に密閉し、窒素ガスにて置換した後、水素ガス3kg/cm2の圧力をかけながら導入した。そして攪拌しながら加熱し、50℃となったところで、水素の圧力を5kg/cm2とし、吸収された水素を補うことで圧力を5kg/cm2に保ちながら6時間反応させた。反応液はろ過により触
媒を除去し、濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:クロロホルム100%)により精製を行い、24−メチルシクロアルタノール69mgを得た。
ユリ科植物であるアロエベラ(Aloe barbadensis Miller)を出発原料とした、シクロラノスタン骨格化合物の抽出組成物の製造例を以下示す。
[製造例2]
100kgのアロエベラ(Aloe barbadensis Miller)の外皮を取り除いた後、ホモジナイザーを用いて液状化し、ここに100リットルの酢酸エチルエーテル/ブタノール混合液(3:1)を添加して攪拌した。一晩放置した後、酢酸エチルエーテル/ブタノール混合液と水層を分液して、酢酸エチルエーテル/ブタノール混合液を回収した。酢酸エチルエーテル/ブタノール混合液を減圧下濃縮して得られた、シクロラノスタン骨格を有する化合物を含む抽出組成物の重量は、13.5gであった。この組成物をLC−MSにて測定した結果、9,19−シクロラノスタン−3−オールの含有量は10mg、24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールの含有量は70mgであった。
[製造例3]
1kgのアロエベラ粉末にクロロホルム/メタノール混合液(2:1)10リットルを添加し、室温にて一晩浸漬を行った後、クロロホルム/メタノール混合液を回収した。この混合液を28℃にて有機溶媒を完全に除去して、シクロラノスタン骨格を有する化合物を含む組成物83gを得た。この組成物をLC−MSにて測定した結果、9,19−シクロラノスタン−3−オールの含有量は25.8mg、24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールの含有量は24mgであった。
本実施例は、高脂肪食で飼育することによりインスリン抵抗性が誘導されるAKRマウスを用いて、本発明のインスリン抵抗性改善剤による血清中の遊離脂肪酸(FFA)量の変化を評価するために行った。
(1)試料の調製
前記製造例3で製造した9,19−シクロラノスタン−3−オール、及び24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールをそれぞれDMSOに溶解した後、濃度が1μg/mlになるように蒸留水にて調製して、それぞれ試験試料1及び試験試料2とした。このときDMSOの最終濃度は0.2%になるように調整した。また、試験試料を含まない溶液を陰性試料とした。
(2)試験方法
6週齢、雄性AKRマウス(米国ジャクソン社より購入)を高脂肪食(リサーチダイエット社製)を用いて2ヶ月間予備飼育することによりインスリン抵抗性を誘導させた後、1群8匹に群分けした。各群のマウスに、1日1回ゾンデを用いて、試験試料1、試験試料2、又は陰性試料を体重40gにつき1mlずつ(25μg/kg体重)連日経口投与した。試料の投与開始から60日目に絶食下で採血し、血清中の遊離脂肪酸量を、NEFA C-テストワコー(和光純薬工業社製)にて測定した。
(3)結果(血中遊離脂肪酸濃度)
表1は、投与開始から60日目のマウス血清中の遊離脂肪酸濃度を表している。陰性試料投与群に比して、試験試料1および試験試料2を投与することにより、ともに血清中の遊離脂肪酸値が81.1%に低下する傾向が確認された。よって、本発明のインスリン抵抗性改善剤を投与することにより、全身的に遊離脂肪酸濃度が低下し、インスリン抵抗性の惹起が予防されることが明らかとなった。
Figure 2007043305
本実施例は、高脂肪食で飼育することによりインスリン抵抗性が誘導されるAKRマウスを用いて、本発明のインスリン抵抗性改善剤による脂肪組織中の各細胞からのTNF−α及びMCP−1の産生量への影響を評価するために行った。
(1)試料の調製
本実施例2の試料には、前記実施例1で調製したものと同様の試験試料1、2及び陰性試料を使用した。
(2)試験方法
6週齢、雄性AKRマウス(米国ジャクソン社より購入)を高脂肪食(リサーチダイエット社製)を用いて2ヶ月間予備飼育することによりインスリン抵抗性を誘導させた後、1群8匹に群分けした。各群のマウスに、1日1回ゾンデを用いて、試験試料1、試験試料2、又は陰性試料を体重40gにつき1mlずつ(25μg/kg体重)連日経口投与した。試料の投与開始から60日目に絶食下で採取した精巣周囲の脂肪1gに、0.5%ウシ血清アルブミンを含有するD−MEM/F12培地を1.5ml添加し、37℃で培養した。培養1時間後に回収した培養上清中のTNF−α及びMCP−1の濃度を、ELISA法(バイオソース社製)にて測定した。
(3)結果(TNF−α、MCP−1産生量)
表2は脂肪組織からのTNF−αの産生量を表している。また、表3は同様にMCP−1の産生量を表している。いずれの結果からも明らかなとおり、陰性試料投与群に比して試験試料1及び試験試料2を投与した群は、いずれもTNF−α、及びMCP−1ともに、有意な産生抑制効果が確認された。本実施例の結果から、本発明のインスリン抵抗性改善剤を投与することにより、インスリン抵抗性を増悪させる脂肪組織中でのアディポサイトカインの産生が低減し、インスリン抵抗性の惹起が予防されることが明らかとなった。なお、表中のp値はTukey-Kramer's testによる有意確率を示している。
Figure 2007043305
Figure 2007043305
本実施例は、高脂肪食で飼育することによりインスリン抵抗性が誘導されるAKRマウスを用いて、インスリン負荷試験を行うことにより、本発明のインスリン抵抗性改善剤のインスリン感受性の亢進作用を確認するために行った。
(1)試料の調製
本実施例3の試料には、前記実施例1又は2で調製したものと同様の試験試料1、2及び陰性試料を使用した。
(2)試験方法
6週齢、雄性AKRマウス(米国ジャクソン社より購入)を高脂肪食(リサーチダイエット社製)を用いて2ヶ月間予備飼育することによりインスリン抵抗性を誘導させた後、1群8匹に群分けした。各群のマウスに、1日1回ゾンデを用いて、試験試料1、試験試料2、又は陰性試料を体重40gにつき1mlずつ(25μg/kg体重)連日経口投与した。試料の投与開始から45日目にインスリン負荷試験を行った。本実施例におけるインスリン負荷試験は、マウスを4時間絶食させた後、ヒト・インスリン(イーライリリー社製)を0.75U/kg体重の用量で腹腔内投与し、インスリン投与開始から60分経過時まで経時的に血糖値の変化を測定することにより行った。
(3)結果(インスリン負荷試験)
本実施例の結果は図1に示すとおりである。図1は、インスリン負荷試験の結果を表している。図1から明らかなとおり、陰性試料を投与した群はインスリン投与開始から15分間は血糖値の低下が認められないのに対し、試験試料1及び試験試料2を投与した群の血糖値は、いずれもインスリン投与開始から血糖値の速やかな低下が観察された。本実施例の結果から、本発明のインスリン抵抗性改善剤の投与により、インスリン感受性を亢進させることが判明した。
産業上の利用の可能性
本発明は、副作用を伴わず、インスリン感受性の亢進が可能な安全なインスリン抵抗性改善剤、及び前記インスリン抵抗性改善剤を含有する特定保健用食品等の機能性飲食品を提供することが可能であって、インスリン感受性の低下により引き起こされる疾患、合併症等、例えば高血圧、糖尿病、高脂血症、動脈硬化等の生活習慣病の改善又は予防、並びにこれら疾病・合併症等のリスクを低減する効果も兼ね備えている。
インスリン負荷試験における血糖値の変動を示す図である。

Claims (18)

  1. 下記の一般式(1)で示される化合物を有効成分として含有するインスリン抵抗性改善剤。
    Figure 2007043305
    (式中、R1は、炭素原子数6〜8の直鎖状または分枝鎖状のアルキル基、2重結合を1つまたは2つ含むアルケニル基、もしくはヒドロキシル基および/またはカルボニル基を1つまたは2つ含む置換アルキル基または置換アルケニル基であり、R2、R3は各々独立に水素原子又はメチル基であり、R4は環を構成する炭素原子とともにC=Oを形成するか、又は、下記式のいずれかである。)
    Figure 2007043305
  2. 前記R1が下記式のいずれかで表され、前記R2及びR3がいずれもメチル基であり、かつ、前記R4がヒドロキシル基である、請求項1に記載のインスリン抵抗性改善剤。
    Figure 2007043305
  3. 前記化合物が、9,19−シクロラノスタン−3−オール、または24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールである、請求項2に記載のインスリン抵抗性改善剤。
  4. 前記化合物を乾燥質量で少なくとも0.001質量%含有する請求項1〜3のいずれか一項に記載のインスリン抵抗性改善剤。
  5. 下記の一般式(1)で表される化合物を含む植物の有機溶媒抽出物、若しくは熱水抽出物、又はこれらの分画物を含有するインスリン抵抗性改善剤であって、前記植物の有機溶媒抽出物、若しくは熱水抽出物、又はこれらの分画物が下記の一般式(1)で表される化合物を乾燥質量で少なくとも0.001質量%含有する組成物を有効成分として含有するインスリン抵抗性改善剤。
    Figure 2007043305
  6. 前記植物がユリ科又はイネ科の植物である請求項5に記載のインスリン抵抗性改善剤。
  7. 前記R1が下記式のいずれかで表され、前記R2及びR3がいずれもメチル基であり、かつ、前記R4がヒドロキシル基である、請求項5又は6に記載のインスリン抵抗性改善剤。
    Figure 2007043305
  8. 前記化合物が、9,19−シクロラノスタン−3−オール、または24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールである、請求項7に記載のインスリン抵抗性改善剤。
  9. 請求項1〜8のいずれか一項に記載のインスリン抵抗性改善剤を含有する飲食品。
  10. 前記一般式(1)で示される化合物を0.0001質量%以上含む請求項9に記載の飲食品。
  11. インスリン抵抗性改善剤の製造のための下記の一般式(1)で表される化合物、若しくは該化合物を乾燥質量で少なくとも0.001質量%含有する植物の有機溶媒抽出物、若しくは熱水抽出物、又はこれらの分画物の使用。
    Figure 2007043305
  12. 前記植物がユリ科又はイネ科の植物である請求項11に記載の使用。
  13. 前記R1が下記式のいずれかで表され、前記R2及びR3がいずれもメチル基であり、かつ、前記R4がヒドロキシル基である、請求項11又は12に記載の使用。
    Figure 2007043305
  14. 前記化合物が、9,19−シクロラノスタン−3−オール、または24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールである、請求項13に記載の使用。
  15. インスリン抵抗性を改善する方法であって、下記の一般式(1)で表される化合物、若しくは該化合物を乾燥質量で少なくとも0.001質量%含有する植物の有機溶媒抽出物、若しくは熱水抽出物、又はこれらの分画物を、インスリン抵抗性を改善しようとする対象に投与することを特徴とする方法。
    Figure 2007043305
  16. 前記植物がユリ科又はイネ科の植物である請求項15に記載の方法。
  17. 前記R1が下記式のいずれかで表され、前記R2及びR3がいずれもメチル基であり、かつ、前記R4がヒドロキシル基である、請求項15又は16に記載の方法。
    Figure 2007043305
  18. 前記化合物が、9,19−シクロラノスタン−3−オール、または24−メチレン−9,19−シクロラノスタン−3−オールである、請求項17に記載の方法。
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