KR101373591B1

KR101373591B1 - 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행의 촉진화제로서, 희소당의 기능의 이용

Info

Publication number: KR101373591B1
Application number: KR1020097010088A
Authority: KR
Inventors: 마사아키 도쿠다; 겐 이즈모리; 유키야스 도요다; 이치토모 미와
Original assignee: 마쓰다니가가꾸고오교가부시끼가이샤; 고쿠리츠다이가쿠호우징 카가와다이가쿠
Priority date: 2006-11-17
Filing date: 2007-03-27
Publication date: 2014-03-12
Also published as: KR20090082403A; JPWO2008059625A1; US20100130435A1; US20140336267A1; EP2111865A1; JP5633952B2; WO2008059625A1; EP2111865B1; EP2111865A4

Abstract

과제: 희소당 중에 글루코키나아제의 활성화 물질을 탐색하고, 해당 활성화 물질을 유효성분으로 하는, 글루코키나아제 활성과 관련된 병상의 처치용 조성물을 제공하는 것.

해결수단: D-사이코스 및/또는 D-타가토스를 유효성분으로 하는, 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행 촉진제, 또는 글루코키나아제 활성과 관련된 병상 발증의 예방 또는 치료용 조성물. 상기 조성물은, D-사이코스 및/또는 D-타가토스를 유효성분으로 배합한, 글루코키나아제 활성과 관련된 병상 발증의 예방 또는 치료에 이용할 수 있는 식품첨가물, 식품소재, 식품, 건강식품, 의약품 및 사료로 이루어지는 군으로부터 선택되는 형태이다. 글루코키나아제 활성과 관련된 병상은, 내당능이상, 2형 당뇨병, 고지혈증, 대사증후군 및 비만증으로 선택된다. 의약품의 형태로서, 1 또는 그 이상의 의약적으로 허용되는 담체와 함께, D-사이코스 및/또는 D-타가토스를 포함한다.

Description

글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행의 촉진화제로서, 희소당의 기능의 이용 {UTILIZATION OF THE FUNCTION OF RARE SUGAR AS PROMOTER FOR THE MIGRATION OF GLUCOKINASE FROM NUCLEUS TO CYTOPLASM}

본 발명은, 희소당 D-사이코스 및/또는 D-타가토스를 유효성분으로 하는, 글루코키나아제 활성과 관련된 병상발증의 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것이다.

글루코키나아제(EC2.7.1.1)는 포유류에서 발견된 4개의 헥소키나아제 중 하나이다. 헥소키나아제는 D-글루코오스 대사의 제1 공정, 즉 글루코오스의 D-글루코오스 6-인산으로의 변환을 촉매한다. 글루코키나아제는 한정된 세포분포를 가지고, 주로 췌장 β세포, 간장실질세포, 뇌시상하부, 장관등에서 발견된다.

간장은, 혈당의 항상성의 유지에 중요한 장기다. 간의 당대사에 있어서, 해당계의 율속 효소의 하나인 글루코키나아제는, 공복시에는 세포핵내에 글루코키나아제 조절 단백질과 결합해서 불활성형으로서 존재하고, 세포외의 D-글루코오스 농도의 상승, 저농도의 D-프룩토오스의 존재에 의해, 글루코키나아제 활성조절 단백질로부터 분해되어 핵에서 세포질로 이행하며, D-글루코오스 대사를 촉진한다. 글루코키나아제의 핵/세포질 간의 이행은 호르몬에 의해 조절되고 있는데, 인슐린은 글루코키나아제를 핵에서 세포질로 이행시키고, 글루카곤은 세포질로부터 핵으로 이행시킨다.

건강한 개체도 당뇨병을 앓고 있는 개체도, 저혈당증이 되지 않도록 간장이 D-글루코오스를 생산한다. 이러한 D-글루코오스 생산은, 저장된 글리코겐로부터의 D-글루코오스의 방출에 의해, 또는 당신생(당신생 전구체로부터의 D-글루코오스의 디노보 세포내 합성으로, D-글루코오스-6-호스파타아제 효소에 의해 매개되는 프로세스)에 의해 유도된다. 그러나 2형 당뇨병에 있어서는, 간장에서 당이용의 저하와 당신생의 항진이 인지된다. 간장의 D-글루코오스 생산이 적절하게 제어될 수 없고/없거나 증대하여, 경우에 따라서는 공복시의 D-글루코오스 생산량이 2배 이상이 되는 경우도 있다. 또한, 내당능이상(당뇨병예비군)이나 2형 당뇨병환자 중에는, 공복시의 혈당치는 정상이여도, 식후에 고혈당을 나타내는 경우가 있다. 인슐린 분비 부족이나 인슐린 저항성 등에 의해 식후의 간의 당이용 또는/및 당생산의 이상, 근육이나 지방조직에 있어서의 당이용의 저하에 의해 식후의 혈당치의 상승을 초래한다.

또한, 뇌시상하부에도 글루코키나아제가 존재하며, 글루코오스 센서로서 기능하고 있다고 여겨지고 있다. 뇌시상하부에 있어서도, 글루코키나아제 활성조절 단백질이 존재하고, 글루코키나아제가 결합형과 유리형으로서 존재하는 것 등으로 인하여, 시상하부에 있어서 희소당에 의한 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행에 의한, 글루코키나아제 활성의 증대, 또는 결합형 글루코키나아제로부터 유리형 글루코키나아제의 증대에 의한 글루코키나아제 활성의 증가가 일어나고, 그 변화가 신경계를 통해서 말초조직에 전해져서, 말초조직에 있어서의 글루코오스 이용의 항진이나 섭식이 억제되며, 내당능이상, 당뇨병, 비만증, 대사증후군의 예방과 치료에 도움이 되게 된다.

췌장 β세포에서, 글루코키나아제는 핵내가 아니고, 세포질과 일부 인슐린 분비 과립에 존재하고 있으므로, 췌장 β세포에서도, 희소당에 의한 글루코키나아제 활성의 증대로 인한 인슐린 분비의 상승을 통해서, 내당능이상이나 당뇨병의 예방 및 치료에 도움이 되는 것으로 기대할 수 있다.

최근, 글루코키나아제 활성을 증가시키고, 혈당강하 작용을 가지는 글루코키나아제 활성화제가 보고되고 있다.

글루코키나아제 활성화제는, 인슐린 분비의 증가와 결부시킬 수 있는, β세포와 간세포에 있어서의 글루코오스 대사 속도를 증가시킨다. 그러한 약제는 2형 당뇨병의 치료에 유용하다.

글루코키나아제 활성제로서는, 글루코키나아제를 코딩하는 유전자, D-글루코오스, cAMP, 레티노인산 등(특허문헌 1), 치환 페닐 아세트아미드(특허문헌 2), 헤테로아릴카르바모일 벤젠 유도체(특허문헌 3), 아미노 벤즈아미드 유도체 (특허문헌 4), 피리딘―2-카르복스아미드 유도체(특허문헌 5)가 제시되어 있다.

또 희소당의 대량생산 방법이 개발되어, 그 기능에 주목하고 있다.

특허문헌 1: 특개 2004-018403호 공보

특허문헌 2: 재표2003-532718호 공보

특허문헌 3: 재표2004-076420호 공보

특허문헌 4: 재표2003-080585호 공보

특허문헌 5: 재표2004-080001호 공보

발명이 해결하고자 하는 과제

본 발명자들은, 간 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행 촉진에 의한 당뇨병 치료제의 개발을 목적으로, 인슐린과 글루카곤에 의한 간 글루코키나아제의 핵/세포질 간 이행의 신호 전달계에 대해서 조사하고, 다음 단계로서, D-프룩토오스를 대신하는 당을 탐색할 목적에서, 희소당 케토스에 의한 글루코키나아제의 핵/세포질 간 이행에 미치게 하는 영향을 조사했다.

다시 말해, 본 발명은, 희소당 중에서 글루코키나아제의 활성화 물질을 탐색하고, 상기 활성화 물질을 유효성분으로 하는, 글루코키나아제 활성과 관련된(= 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행의 촉진과 관련된) 병의 증상의 처치(예방 또는 치료)용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은, 식품첨가물, 식품소재, 식품, 건강식품, 의약품, 사료의 형태로 음식, 또는 경구투여 하는 것만으로, 글루코키나아제 활성과 관련된 병의 증상을 처치(예방 또는 치료) 할 수 있는 희소당 D-사이코스 및/또는 D-타가토스의 사용 기술을 제공하고자 하는 것이다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명은, 하기의 (1)기재의 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행의 촉진제를 요지로 한다.

(1) D-사이코스 및/또는 D-타가토스를 유효성분으로 하는 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행의 촉진제.

또한, 본 발명은, 하기의 (2) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 글루코키나아제 활성과 관련된 병상발증(病狀發症)의 예방 또는 치료용 조성물을 요지로 한다.

(2) D-사이코스 및/또는 D-타가토스를 유효성분으로 하는 글루코키나아제 활성과 관련된 병상발증의 예방 또는 치료용 조성물.

(3) 상기조성물이, D-사이코스 및/또는 D-타가토스를 유효성분으로서 배합한, 글루코키나아제 활성과 관련된 병상발증의 예방 또는 치료에 이용할 수 있는 식품첨가물, 식품소재, 식품, 건강식품, 의약품 및 사료로 이루어지는 군으로부터 선택되는 형태인, (2)에 기재된 글루코키나아제 활성과 관련된 병상발증의 예방 또는 치료용 조성물.

(4) 글루코키나아제 활성과 관련된 병상이, 내당능이상, 2형 당뇨병, 고지혈증, 대사증후군 및 비만증으로부터 선택되는, (2) 또는 (3)에 기재된 글루코키나아제 활성과 관련된 병상발증의 예방 또는 치료용 조성물.

(5) 의약품의 형태로서, 1 이상의 의약적으로 허용되는 담체와 함께, D-사이코스 및/또는 D-타가토스를 포함하는, (3) 또는 (4)에 기재된 글루코키나아제 활성과 관련된 병상발증의 예방 또는 치료용 조성물.

(6) 유효량으로서, D-사이코스 및/또는 D-타가토스의 양이 1일당 0.5∼50g인, (2) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 글루코키나아제 활성과 관련된 병상발증의 예방 또는 치료용 조성물.

또한, 본 발명은, 하기의 (7) 내지 (11) 중 어느 하나에 기재된 글루코키나아제 활성과 관련된 병상발증의 예방 또는 치료에 이용할 수 있다는 표시를 붙인 식품을 요지로 한다.

(7) D-사이코스 및/또는 D-타가토스를 유효성분으로서 배합한, 글루코키나아제 활성과 관련된 병상발증의 예방 또는 치료에 이용할 수 있다는 표시를 붙인 식품.

(8) 내당능이상, 2형 당뇨병, 고지혈증, 대사증후군 및 비만증으로부터 선택되는 글루코키나아제 활성과 관련된 병상발증의 예방 또는 치료에 이용할 수 있는 (7)에 기재된 식품.

(9) 서플먼트, 기능성식품, 건강식품, 특정 보건용 식품, 영양보조 식품 또는 병자용 식품인 (7) 또는 (8)에 기재된 식품.

(10) 정제, 환제, 캡슐제, 분말, 과립제, 미립제, 트로키제 또는 액제인 (7), (8) 또는 (9)에 기재된 식품.

(11) 유효량으로서, D-사이코스 및/또는 D-타가토스의 양이 1일당 0.5∼50g인, (7) 내지 (10) 중 어느 하나에 기재된 식품.

발명의 효과

즉, 본 발명에서는, 희소당 중에서 D-사이코스 및/또는 D-타가토스라고 하는, 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행을 촉진하는 물질을 찾아낼 수 있었다. 즉, 본 발명은, 희소당 D-사이코스 및/또는 D-타가토스를 유효성분으로 하는, 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행의 촉진제, 및 상기 화합물을 이용한 글루코키나아제 활성과 관련된(= 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행의 촉진과 관련된) 병상발증의 예방 또는 치료용 조성물을 제공하는 것에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은, 식품첨가물, 식품소재, 식품, 건강식품, 의약품, 사료의 형태로 음식, 또는 경구투여 하는 것만으로, 글루코키나아제 활성과 관련된 병상을 처치(예방 또는 치료)할 수 있는 희소당 D-사이코스 및/또는 D-타가토스의 사용 기술을 제공할 수 있다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

본 발명에 있어서, 글루코키나아제의 알로스테릭 부위에 결합해서 글루코키나아제를 활성화하는 화합물을 「글루코키나아제 활성화제」, 간 글루코키나아제의 핵과 세포질 간의 이행을 촉진하는 화합물을 「글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행의 촉진제」라고 한다.

또한, 상기의 「글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행의 촉진제」는, 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행에 한정하는 것이 아니고, 불활성형 글루코키나아제로부터 활성형 글루코키나아제의 증가를 일으키는 화합물, 즉, 활성형 글루코키나아제 증가제도 포함한다.

시상하부와 췌장B세포에서는, 결합형 글루코키나아제로부터 활성형 글루코키나아제의 증가에 의해, 양쪽 조직에 있어서 변화가 생길 가능성이 있으며, 그것들은 본 발명의 실시예에 의해 뒷받침되고 있다.

세포질의 글루코키나아제가, 또는 핵으로부터 세포질로 이행한 글루코키나아제가, 세포질의 단백질이나 세포내 소기관과 상호작용한다. 예를 들면, 글루코키나아제가 해당계의 효소의 조절에 관여하는 프룩토오스 2,6-비스 인산 합성 분해 효소에 결합, 즉 해당계의 조절에 관여할 가능성이 있다. 또 글루코키나아제가 다른 단백질과 결합해서 글루코키나아제 활성이 증가할 가능성도 있다. 이로부터 글루코키나아제가 미토콘드리아에 결합할 가능성이 시사된다. 상기에서, 글루코키나아제가 미토콘드리아에 존재하는 프로피오닐 CoA 카르복시라제와 결합하면 글루코키나아제 활성이 증가하는 것은 특개2001-333778호 공보에 공개되어 있지만, 상기공보에서는 D-사이코스나 다른 희소당으로 이러한 효과가 나타나는 것과 같은 실험은 수행되지 않았다. 본 발명은 실시예로 이러한 가능성에 대해서 뒷받침하고 있다.

여기서, 배경기술에서 말한 시상하부와 췌장 B세포를 중심으로 생각해서 상기에 대하여 설명한다.

세포내 소기관 또는 세포내 단백질과 글루코키나아제가 상호작용해서 글루코키나아제 활성이 변화되는 것이나, 세포내 소기관이나 글루코키나아제와 상호작용하는 단백질의 기능이 변화되는 것에는, 세포내의 대사나 세포의 기능이 조절되는 의미를 포함시키고, 상기의 「글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행의 촉진제」는, 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행에 한정하는 것이 아니고, 불활성형 글루코키나아제로부터 활성형 글루코키나아제의 증가를 일으키는 화합물, 즉, 활성형 글루코키나아제 증가제도 포함하는 것으로 정의하였다.

도 1은 글루코키나아제에 대하여 설명하는 도면이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 헥소키나아제는, D-글루코오스를 D-글루코오스 6-인산으로 변환시키는 효소다. 헥소키나아제에는 4종류의 아이소자임(타입 I, 타입 II, 타입 III, 타입 IV)이 존재하고, 헥소키나아제 타입IV가 글루코키나아제다. 글루코키나아제는 다른 아이소자임(헥소키나아제 타입I∼III)과 달라 글루코오스와의 친화성이 낮고 (Km;5∼10mM), D-글루코오스 6-인산에 의한 피드백 저해를 받지 않는다. 본 효소는, 췌장 랑게르한스섬, 간장, 뇌, 장관에 분포되고 있다. 이것들보다, 글루코키나아제는 생체내의 혈당의 항상성에 중요한 역할을 하는 것으로 여겨지고 있다.

췌장 랑게르한스섬 β세포의 글루코키나아제는, D-글루코오스 자극에 의한 인슐린 분비를 조절하고 있는 글루코오스 센서인 것으로 입증되어 있다.

간장에서는, 당이용을 촉진해서 식후의 혈당값의 상승을 억제하는 작용을 하고 있다.

또, 자율 신경의 중추인 시상하부의 신경핵이나 뇌실벽의 상의세포 등에도 글루코키나아제가 존재하고 있으므로, 본 효소가 뇌실질내 및 뇌척수액중의 D-글루코오스 농도를 감지하는 글루코오스 센서로서 기능하고 있는 것으로 생각되고 있다.

도 2는, 배양 간세포중의 글루코오스 인산화의 속도에 있어서, D-프룩토오스 농도의 영향을 설명하는 도면이다.

저농도의 프룩토오스는, 간장에 있어서 글루코오스 인산화를 촉진하는 것으로 알려져 있다. 결과를 도 2에 나타내었다.

래트 초대배양 간세포를 0.5mM D-프룩토오스의 존재 하와 비존재 하에서 글루코오스 농도를 바꾸어서 배양했다. 프룩토오스의 존재에 의해 간세포의 글루코오스 인산화는 증가했다 (도 2의 좌측도). 그 다음에, 25mM D-글루코오스의 존재 하에서 D-프룩토오스 농도를 바꾸어서 배양했다. D-프룩토오스 농도가 0.5mM까지는, D-프룩토오스 농도의 상승과 함께 글루코오스 인산화는 증가하고, 그 이상의 농도가 되면, 반대로 글루코오스 인산화는 저하하였다 (도 2의 우측도). 지금까지 보고되어 있는 결과와 일치했다.

도 3은, 간세포내에 있어서의 글루코키나아제 활성조절 단백질에 의한 글루코키나아제 활성의 조절 메카니즘을 설명하는 도면이다.

저농도의 D-프룩토오스(0.5mM까지)가 존재하면, 간장에 있어서 글루코오스 대사의 증가가 인지된다는 사실보다, 간세포 내에는 글루코키나아제와 결합해서 그 활성을 조절하는 글루코키나아제 활성조절 단백질의 존재가 밝혀졌다.

도 3은, 글루코키나아제 활성조절 단백질에 의한 글루코키나아제 활성의 조절 메카니즘을 정리한 것이다. 글루코키나아제 활성조절 단백질은 글루코키나아제와 결합해서 그 활성을 저해한다. 글루코키나아제와 글루코키나아제 활성조절 단백질과의 친화성은 D-프룩토오스 6-인산에 의해 증가하고, D-프룩토오스 1-인산이나 고농도의 글루코오스에 의해 저하한다. 이러한 점에서, 글루코키나아제는 글루코키나아제 활성조절 단백질과 결합하고 있을 때는 불활성형이 되고, 글루코키나아제 활성조절 단백질과 해리되면 활성형이 된다.

식후, 간세포 외의 D-글루코오스 농도가 상승하면, 세포내의 글루코오스 농도가 상승해서, 글루코키나아제와 글루코키나아제 활성조절 단백질은 해리되어, 글루코키나아제는 불활성형으로부터 활성형이 되고, 글루코오스 인산화가 증가하고, D-글루코오스 이용이 증가한다. 또, 세포외에 저농도의 D-프룩토오스가 존재하면, D-프룩토오스는 케토헥소키나아제에 의해 D-프룩토오스 1-인산으로 변환된다. 생성된 D-프룩토오스 1-인산에 의해 글루코키나아제와 글루코키나아제 활성조절 단백질이 해리되고, D-글루코오스의 경우와 동일하게, 글루코키나아제는 불활성형으로부터 활성형이 되고, 글루코오스 인산화가 증가하고, D-글루코오스 이용이 증가한다.

도 4는, 글루코키나아제의 간세포내 분포를 항글루코키나아제 항체를 이용한 형광항체법에 의해 조사한 결과를 나타내는 도면이다.

영국의 Agius들은, 글루코키나아제가 간세포내의 세포골격 단백질과 결합하고 있다는 것을 밝혀냈다. 세포외의 글루코오스 농도의 증가나 저농도 D-프룩토오스의 존재로, 세포골격 단백질로부터 해리한다는 것을 찾아냈다.

본 발명자들은, 글루코키나아제의 간세포내 분포를 항글루코키나아제 항체를 이용한 형광항체법으로 조사하고, 글루코키나아제는 주로 세포핵 내에 존재하고 있음을 밝혀내었다. 또, 래트에 D-글루코오스를 경구투여하면 글루코키나아제는 핵으로 세포질로 이행하는 것을 찾아냈다.

도 4는, 초대배양 간세포를 5mM D-글루코오스, 25mM D-글루코오스, 5mM D-글루코오스 + 0.5mM D-프룩토오스,혹은 25mM D-글루코오스 + 0.5mM D-프룩토오스 존재 하에서 37℃, 30분간 배양하고, 간세포를 4% 파라포름알데히드에서 고정하고, 형광항체법으로 글루코키나아제의 분포를 조사한 결과다. 녹색형광은 글루코키나아제의 분포를 보여주고 있다. 5mM D-글루코오스에서는, 글루코키나아제는 주로 세포핵내에 존재했다. 25mM D-글루코오스와의 배양에 의해, 핵의 글루코키나아제는 저하하고, 세포질의 글루코키나아제는 증가했다. 0.5mM D-프룩토오스가 존재하면, D-프룩토오스가 존재하지 않는 경우와 비교하여, 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행이 증가하였다.

글루코키나아제 활성조절 단백질에 대해서도 항글루코키나아제 활성조절 단백질을 이용해서 형광항체법으로 간세포내 분포를 조사한 바, 글루코키나아제 활성조절 단백질도 핵내에 존재하고 있는 것으로 밝혀졌다.

도 5은, 글루코키나아제의 핵/세포질 간의 이행에 의한 간 당대사 기구에 대하여 설명하는 도면이다.

본 발명자들은, 이러한 결과로부터, "글루코키나아제의 핵/세포질 간의 이행에 의한 간 당대사 기구"의 존재를 제창했다. 그 이후의 연구에 의해, 그것이 확실해졌다. "글루코키나아제의 핵/세포질 간의 이행에 의한 간 당대사 기구"에 있어서, 글루코키나아제는, 통상의 혈당값에 있어서는 핵내에서 글루코키나아제 활성조절 단백질과 결합하고, 불활성형으로서 존재하고 있다. 글루코키나아제는 식후의 혈당상승 또는 D-프룩토오스의 존재에 의해 글루코키나아제 활성조절 단백질로부터 해리되어 활성형이 되고, 핵으로부터 세포질로 이행하여 D-글루코오스 대사를 촉진하고, 그 후 혈당값이 저하되면 핵으로 되돌아가, 글루코키나아제 활성조절 단백질과 결합해서 불활성형이 되는 조절 메카니즘이다 (도 5).

도 6은, D-글루코오스 또는 D-프룩토오스를 경구투여하고, 부하 30분후의 간세포내의 글루코키나아제 분포의 변화를 보여주는 도면이다.

2형 당뇨병 환자에서는, 간 당이용의 저하와 간 당신생의 항진이 인지된다는 점에 미루어, 2형 당뇨병 환자에서는 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행이 저하하고 있는 것으로 생각되었다. 이때, 2형 당뇨병 모델 동물인 Goto-Kakizaki 래트에서, D-글루코오스 또는 D-프룩토오스 경구투여 때의 간 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행을 조사했다. Goto-Kakizaki 래트에, 체중 1kg당 2g 글루코오스,혹은 2g D-글루코오스 + 0.2gD-프룩토오스를 경구투여하고, 부하 30분 후의 간 세포내 글루코키나아제의 분포를 조사했다. (도 6) Goto-Kakizaki 래트에서는, 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행이 부진하였다. 이 결과로부터, 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행의 부진이 2형 당뇨병환자의 간 당이용의 저하와 간 당생산의 항진과 관련되어 있다는 가능성이 시사되었다.

도 7은, 저농도 D-프룩토오스에 의한, 글루코키나아제의 간세포 내 분포변화에 의한 혈당상승 억제 작용을 설명하는 도면이다.

저농도 D-프룩토오스에 의한 혈당상승 억제 작용에 대해서 조사했다. 2형 당뇨병 모델 동물의 Goto-Kakizaki 래트에, 체중 1kg당 2g D-글루코오스,혹은 2g D-글루코오스 + 0.2g D-프룩토오스를 경구투여 하고, 간세포내 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행의 변화와, 문맥과 꼬리정맥의 혈당값의 변화를 조사했다. D-글루코오스의 경구투여에 의해 글루코키나아제는 핵으로부터 세포질로 이행했다. D-프룩토오스 첨가에 의해, 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행은 D-글루코오스 단독 투여시와 비교해서 유의한 증가를 보였다 (도 7).

도 8은, 당부하후의 혈당값의 변화를 나타내는 도면이다.

문맥 혈당값은 당부하에 의해 상승했다 (도 8). D-프룩토오스 부하에 의한 차이는 인지되지 않았지만, 꼬리정맥 혈당값에서는 D-글루코오스 단독투여시와 비교해서 D-프룩토오스 첨가에 의한 유의한 혈당상승 억제가 인지되었다. D-프룩토오스에 의한 꼬리정맥 혈당값의 상승 억제는, 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행이 D-글루코오스 단독투여시보다도 증가한 것에 의한 것으로 생각되었다.

도 9은, 소량의 D-프룩토오스의 투여에 의해 혈당값의 상승을 억제할 수 있음을 설명하는 도면이다.

소량의 D-프룩토오스를 래트나 2형 당뇨병환자에게 투여하면 혈당값의 상승을 억제할 수 있다 (도 9). 이는, 간 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행이 일어나고, 간당 이용이 촉진된 것에 따른 것으로 생각된다. 이러한 점에서, 당뇨병환자의 감미료로서 D-프룩토오스를 이용하는 것을 고려할 수 있지만, D-프룩토오스의 대량섭취는 혈중지방질이나 뇨산의 상승, 간지방질의 축적을 초래할 가능성이 있다. 따라서, 희소당이 D-프룩토오스와 같은 작용을 가지는지 여부는 흥미로운 일이다.

도 10은, 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행에 있어서 D-케토스의 효과를 나타낸 도면이다.

D-케토스를 첨가한 5mM 또는 15mM 글루코오스 함유 MEM 배지 중에서 간세포를 배양하고, 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행을 조사했다. 결과는 도 10에 나타내었다.

5mM 또는 15mM의 D-글루코오스 존재 하에서, D-프룩토오스 첨가에 의해 글루코키나아제는 핵으로부터 세포질로 이행했다. 그러나 D-프룩토오스를 1mM 이상 첨가하면 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행은 서서히 감소하였다. D-사이코스를 첨가하면, 어느쪽의 D-글루코오스 농도에 있어서도, 글루코키나아제는 핵으로부터 세포질로 이행했다. 또, D-타가토스를 1mM까지 첨가했을 경우, 어느쪽의 D-글루코오스 농도에 있어서도, 글루코키나아제는 핵으로부터 세포질로 이행했다. D-타가토스 농도가 10mM 이상이 되면 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행은 인지되지 않게 되었다. D-솔보스는, 어느쪽의 농도에 있어서도, 글루코키나아제의 이행에 거의 영향을 미치지 않았다.

도 11은, 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행에 있어서, L-케토스의 효과를 나타내는 도면이다.

L-케토스를 첨가한 5mM 또는 15mM D-글루코오스 함유 MEM 배지중에서 간세포를 배양하고, 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행을 조사했다. 그 결과를 도 11에 나타내었다.

L-프룩토오스를 첨가하면, 5mM 또는 15mM의 D-글루코오스 존재 하에서, 글루코키나아제는 핵으로부터 세포질로 이행했다. 그러나, L-프룩토오스를 20mM이상 첨가하면 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행은 감소했다. L-사이코스를 첨가하면, 5mM 또는 15mM의 D-글루코오스 존재 하에서, 글루코키나아제는 핵으로부터 세포질로 이행했다. L-타가토스는, 글루코키나아제의 이행에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. L-솔보스를 첨가했을 경우, L-솔보스 농도의 상승에 의해, 글루코키나아제는 핵으로부터 세포질로 이행했다.

도 12은, 락트산 생산에 있어서의 D-케토스의 효과를 보여주는 도면이다.

5mM 또는 20mM의 D-케토스를 첨가한 15mM글루코오스 함유 MEM 배지중에서 간세포를 배양하고, 시간경과에 따른 MEM 배지중의 락트산량을 조사했다. 대조군으로서 DMSO를 첨가했다. 결과를 도 12에 나타내었다.

D-케토스를 각각 0.5mM 첨가한 경우, 락트산 생성은, D-프룩토오스, D-사이코스의 첨가에 의해 증가했다.

도 13은, 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행에 있어서 D-사이코스의 효과를 설명하는 도면이다.

도 10에 나타난 바와 같이, D-사이코스는, 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행을 촉진하는 작용을 가진다. 그로 인한 혈당상승 억제를 기대할 수 있다. 또, 저농도의 D-타가토스에 의해서도 동일한 효과를 기대할 수 있는 것으로 생각된다.

사이코스는, 단당류 중에서 케톤기를 가지는 6탄당의 하나다. 이 사이코스에는 광학이성체로서 D체와 L체가 있는 것이 알려져 있다. 여기에서, D-사이코스는 기지물질이지만 자연계에 소량밖에 존재하지 않으므로, 국제희소당학회의 정의에 의해 「희소당」으로 정의되어 있다. 본 발명에서 사용되는 D-사이코스는, 케토스에 분류되는 사이코스의 D체로 6탄당(C₆H₁₂O₆)이다. 이러한 D-사이코스는 자연계로부터 추출된 것, 화학적 또는 생물학적 합성법에 의해 합성된 것 등을 포함하며, 어떤 수단에 의해 입수되어도 관계 없다. D-사이코스는, D-프룩토오스로부터 에피메라제에 의해 효소적으로 생산된 것으로, 완전히 정제된 것이라도 좋고, 효소적으로 생산될 때에 소량 포함되는 불순물을 포함한 것이라도 괜찮다. 다시 말해서, 비교적 용이하게는, 예를 들면, 에피메라제를 이용한 방법 (예를 들면, 일본 특개평 6-125776호 공보참조)에 의해 조제된다. 얻어진 D-사이코스 액은, 필요에 의해, 예를 들면, 제단백, 탈색, 탈염 등의 방법으로 정제, 농축해서 시럽 형태의 D-사이코스 제품을 제조할 수 있고, 나아가 칼럼 크로마토그래피로 분획, 정제함으로써 99%이상의 고순도의 표준품도 용이하게 얻을 수 있다. 이러한 D-사이코스는 단당으로서 그대로 이용할 수 있다.

한편, L-사이코스는, 예를 들면 일본 특개평 9-56390호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 글루코노박터(Gluconobacter) 속에 속하는 미생물을 이용하고, 알리톨이라고 하는 당 알코올을 원료로 하여 생산할 수 있다. 원료가 되는 알리톨은 D-사이코스의 환원 반응에 의해 용이하게 얻어지므로 대량의 L-사이코스의 생산에 유리하게 이용할 수 있다.

알리톨로부터 L-사이코스를 제조하는데 사용되는 세균은, 글루코노박터속에 속하고, 알리톨로부터 L-사이코스의 생산능을 보유하는 세균이다. 그 일예로서는, 글루코노박터·후라테우리 IFO3254 또는, 이것의 변이주 등이 유리하게 이용될 수 있다. 통상, 이 세균을 글리세롤, D-만니톨, D-프룩토오스, L-솔보스 또는 자일리톨 등의 탄소원을 함유하는 영양배지에서 배양하고, 바람직하게는, 진탕, 통기 교반 등의 호기적 조건 하에서 배양하고, 배양중에, 또는 얻어진 세균(생균체)을 이용하여, 수용액중의 알리톨을 L-사이코스로 변환시켜서, 생성되는 L-사이코스를 수득할 수 있다.

얻어진 L-사이코스 수용액은, 필요에 의해, 예를 들면, 유안염석, 수산화아연 흡착등에 의한 제단백, 활성탄 흡착에 의한 탈색, H형, OH형 이온교환 수지에 의한 탈염 등의 방법으로 정제하고, 농축해서 시럽 형태의 L-사이코스 제품을 제조할 수 있는다. 또한, 이온교환 수지를 이용하는 칼럼 크로마토그래피로 분획, 정제, 농축함으로써, 99% 이상의 고순도의 표준품도 용이하게 얻을 수 있다.

미국 특허 제5002612호 및 제5078796호에 의하면, D-타가토스는, 락타제를 사용하여, 락토스 또는 락토스 함유 물질을 D-갈락토오스와 D-글루코오스의 혼합물로 가수분해하고, 임의로 D-글루코오스를 제거한 후, D-갈락토오스의 D-타가토스로의 화학적 이성화에 의해 제조된다. 미국 특허 제6057135호에는, 갈락토오스와 글루코오스의 혼합물을 조제하기 위해서 가수분해하는, 치즈 유청 또는 밀크로부터의 D-타가토스의 제조를 기재하고 있다. D-글루코오스는, D-글루코오스의 발효에 의해 D-갈락토오스로 분리되어, L-아라비노스 이소메라제를 사용하여 이성화된다.

D-사이코스의 유도체에 대하여 설명한다. 어떤 출발 화합물의 분자 구조를 화학반응에 의해 변환한 화합물을 출발 화합물의 유도체로 칭한다. D-사이코스를 포함하는 6탄당의 유도체로는, 당 알코올(단당류를 환원하면, 알데히드 기 및 케톤기는 알코올 기가 되고, 탄소원자가 동수인 다가 알코올이 된다)이나, 우론산(단당류의 알코올 기가 산화한 것으로, 천연에서는 D-글루쿠론산, 갈락투론산, 만누론산이 알려져 있다), 아미노 당(당분자의 OH기가 NH₂기로 치환된 것, 글루코사민, 콘드로사민, 배당체 등이 있다) 등이 일반적이지만, 그것들에 한정되지 않는다. L-사이코스, D-타가토스의 유도체에 대해서도 상기와 동일한다.

본 발명은, 글루코키나아제 활성과 관련된 질환으로, 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행을 촉진함으로써 증상이 개선, 또는 발병이 예방되는, 예를 들면 내당능이상, 2형 당뇨병, 고지혈증, 대사성 증후군, 대사증후군, 비만증 등의 예방 및 치료에 이용할 수 있는 식품첨가물, 식품소재, 식품, 건강식품, 의약품 및 사료에 관한 것이다.

본 발명의 대상이 되는 조성물은, 식품첨가물, 식품, 보건용 식품, 환자용 식품, 식품소재, 보건용 식품소재, 환자용 식품소재, 식품첨가물, 보건용 식품첨가물, 환자용 식품첨가물, 음료, 보건용 음료, 환자용 음료, 음료수, 보건용 음료수, 환자용 음료수, 약제, 제제 원료, 사료, 병든 가축 및 짐승용 사료로 이용되며, D-사이코스 및/또는 D-타가토스를 배합한 조성물이 유효성분으로서 함유되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, D-사이코스 및/또는 D-타가토스를 유효성분으로 하는 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행의 촉진제(제제)에 관한 것이다. 또, D-사이코스 및/또는 D-타가토스를 유효성분으로서 배합한, 글루코키나아제 활성과 관련된 병상(내당능이상, 2형 당뇨병, 고지혈증, 대사증후군 및 비만증으로 선택되는 병상)발증의 예방 또는 치료에 이용할 수 있다는 표시를 붙인 식품에 관한 것이다. 따라서, 본 발명의 대상이 되는 제제 또는 특정 보건용 식품은, 배합한 D-사이코스 및/또는 D-타가토스가 유효성분으로서 함유되어 있는 것을 특징으로 한다.

D-사이코스 및/또는 D-타가토스를 제제로서 사용할 경우에는, 공지된 방법에 의해 실시할 수 있는다. 구체적으로는, 예를 들면, 이하에 기재된 바와 같이 실시할 수 있는다.

본 발명의 제제는, 필요에 따라, 당의나 코팅을 실시한 정제, 환제, 캡슐제 (하드 캡슐, 소프트 캡슐, 마이크로캡슐을 포함함), 산제, 과립제, 미립제, 트로키제, 액제(시럽제, 유제, 현탁제를 포함함) 등의 형태로 경구적으로 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제제에는, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 생리학적으로 허용되는 담체 등을 배합할 수 있는다. 생리학적으로 허용되는 담체 등으로는, 제제 재료로서 관용의 각종 유기 또는 무기 담체물질을 이용할 수 있으며, 고형제제에 있어서의 부형제, 결합제, 붕해제, 활택제; 액상제제에 있어서의 용제, 용해 보조제, 현탁화제, 완충제, 증점제, 유화제 등을 들 수 있다. 또, 필요에 따라서, 착색제, 감미제, 항산화제 등의 제제 첨가제도 이용할 수 있다. 나아가, 본 발명의 제제를 코팅하는 것도 바람직하다.

부형제로서는, 예를 들면, 유당, 백당, D-만니톨, D-소르비톨, 전분, α화 전분, 덱스트린, 결정 셀룰로오스 (예를 들면, 미결정 셀룰로오스 등), 저치환도 히도록시프로필셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스 나트륨, 아라비안 고무, 덱스트린, 풀루란, 경질무수 규산, 합성 규산 알루미늄, 메타 규산 알루민산 마그네슘 등을 들 수 있다. 결합제로서는, 예를 들면, α화 전분, 자당, 젤라틴, 마크로골, 아라비안 고무, 메틸 셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스 나트륨, 결정 셀룰로오스, 백당, D-만니톨, 트레하로오스, 덱스트린, 풀루란난, 히드록시프로필셀룰로오스(HPC), 히드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC), 폴리비닐 피롤리돈(PVP) 등을 들 수 있다. 붕해제로서는, 예를 들면, 유당, 백당, 전분, 카르복시메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스 칼슘, 가교 폴리비닐 피롤리돈, 카르메로오스나트륨, 크로스카르메로오스나트륨, 카르복시메틸 스타치 나트륨, 경질무수 규산, 저치환도 히드록시프로필셀룰로오스, 양이온 교환 수지, 부분 α화 전분, 옥수수 전분 등을 들 수 있다. 활택제로서는, 예를 들면, 스테아르산, 스테아르산 마그네슘, 스테아르산 칼슘, 탈크, 왁스류, 콜로이드 실리카, DL-로이신, 라우릴황산 나트륨, 라우릴황산 마그네슘, 마크로골, 에어로질 등을 들 수 있다.

용제로서는, 예를 들면, 주사용수, 생리적 식염수, 링거액, 알코올, 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 중쇄지방산 트리글리세리드(MCT), 식물유 (예를 들면, 홍와유, 참기름, 옥수수 기름, 올리브유, 면실유, 대두 레시틴 등) 등을 들 수 있다. 용해 보조제로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, D-만니톨, 트레할로오스, 벤조산 벤질, 에탄올, 트리스아미노메탄, 콜레스테롤, 트리에탄올아민, 탄산나트륨, 구연산나트륨, 살리실산나트륨, 아세트산나트륨 등을 들 수 있다. 현탁화제로서는, 예를 들면, 스테아릴트리에탄올아민, 라우릴황산나트륨, 라우릴아미노프로피온산, 레시틴, 염화 벤잘코늄, 염화 벤제토늄, 모노스테아르산 글리세린 등의 계면활성제; 예를 들면 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 카르복시메틸셀룰로오스 나트륨, 메틸셀룰로오스, 하이드록시메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스 등의 친수성 고분자; 폴리소르베이트류, 폴리옥시에틸렌 경화 피마자유 등을 들 수 있다. 완충제로서는, 예를 들면, 인산염, 아세트산염, 탄산염, 구연산염 등의 완충액 등을 들 수 있다. 증점제로서는, 예를 들면, 천연 고무류, 셀룰로오스 유도체 등을 들 수 있다. 유화제로서는, 예를 들면, 지방산 에스테르류 (예를 들면, 자당지방산 에스테르, 글리세린 지방산 에스테르, 소르비탄 지방산 에스테르, 프로필렌글리콜 지방산 에스테르 등), 왁스 (예를 들면, 밀랍, 유채 수소첨가유, 홍와 수소첨가유, 팜 수소첨가유, 시토스테롤, 스티그마스테롤, 칸페스테롤, 브라시카스테롤, 카카오 지분말, 카르나우바로우, 라이스 왁스, 목랍, 파라핀 등), 레시틴 (예를 들면, 난황 레시틴, 대두 레시틴 등) 등을 들 수 있다.

착색제로서는, 예를 들면, 수용성 식용 타르 색소(예, 식용 적색 2호 및 3호, 식용 황색 4호 및 5호, 식용 청색 1호 및 2호 등의 식용색소, 수불용성 레이크 색소(예, 상기 수용성 식용 타르 색소의 알루미늄 염 등), 천연색소(예, β-카로틴, 클로로필, 벵갈라 등) 등을 들 수 있다. 감미제로서는, 예를 들면, 자당, 유당, 사카린 나트륨, 글리실리진산 이칼륨, 아스파르템, 스테비아 등을 들 수 있다. 항산화제로서는, 예를 들면, 아황산염, 아스코르빈산 및 이들의 알카리 금속염, 알카리 토금속염 등을 들 수 있다.

정제, 과립제, 미립제 등에 관해서는, 맛의 마스킹, 광안정성의 향상, 외관의 향상 또는 장용성 등의 목적으로, 코팅 기재를 이용해서 통상의 방법으로 코팅 해도 좋다. 이 코팅 기재로서는, 당의기재, 수용성 필름 코팅 기재, 장용성 필름 코팅 기재 등을 들 수 있다.

당의기재로서는, 예를 들면, 백당을 들 수 있으며, 추가로 탈크, 침강 탄산 칼슘, 젤라틴, 아라비안 고무, 풀루란, 카르나바로우 등으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 병용해도 좋다.

수용성 필름 코팅 기재로서는, 예를 들면, 히드록시프로필셀룰로오스(HPC), 히드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC), 에틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 메틸히드록시에틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 고분자; 폴리비닐아세탈디에틸아미노아세테이트, 아미노알킬메타아크릴레이트 코폴리머 E (유드라짓(Eudragit) E (상품명), 롬팔마사) 폴리비닐 피롤리돈 등의 합성 고분자; 풀루란 등의 다당류 등을 들 수 있다. 장용성 필름 코팅 기재로서는, 예를 들면, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스프탈레이트, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스 아세테이트숙시네이트, 카르복시메틸에틸셀룰로오스, 아세트산프탈산 셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 고분자; 메타아크릴산 코폴리머 L (유드라짓 L (상품명)롬팔마사), 메타아크릴산 코폴리머 LD (유드라짓 L-30D55(상품명) 롬팔마사), 메타아크릴산 코폴리머 S (유드라짓 S (상품명) 롬팔마사) 등의 아크릴산계 고분자; 세락등의 천연물 등을 들 수 있다. 이러한 코팅기재는, 단독으로, 또는 2종 이상을 적당한 비율로 혼합해서 코팅해도 좋고, 2종 이상을 순차 코팅해도 좋다.

식품 형태의 조성물, 또는 기능·효능 등의 표시를 붙인 식품일 경우, 본 발명의 식품조성물 또는 식품은, 기능성식품, 건강식품, 특정 보건용 식품, 병자용 식품, 서플먼트 등으로서 조제되어도 좋으며, 기능성식품으로서 조제되는 것이 바람직하다. 이러한 본 발명의 식품조성물 또는 식품의 형상으로서는, 예를 들면, 정제상, 환제상, 캡슐상(하드 캡슐, 소프트 캡슐, 마이크로캡슐을 포함함), 분말상, 과립상, 미립상, 트로키상, 액상(시럽상, 유상, 현탁상을 포함한다) 등을 들 수 있으며, 정제상, 캡슐상인 것이 바람직하다.

본 발명의 식품조성물로서는, 특히 정제상, 캡슐상인 것이 바람직하고, 특히 정제상의 기능성식품, 캡슐상의 기능성식품인 것이 바람직하다.

본 발명의 식품조성물은, 예를 들면, 공지된 방법에 의해 식품 중에 D-사이코스 및/또는 D-타가토스를 함유시켜 제조할 수 있는다. 구체적으로는, 예를 들면, 정제의 식품조성물은, 예컨대, D-사이코스 및/또는 D-타가토스 및 부형제 (예를 들면, 유당, 백당, 만니톨 등), 감미제, 착향제 등의 원료를 첨가, 혼합하고, 타정기 등으로 압력을 가해서 정제를 형성함으로써 제조할 수 있는다. 필요에 따라, 그 밖의 재료 (예를 들면, 비타민C 등의 비타민류, 철 등 미네랄류, 식물섬유 등)을 첨가할 수도 있다. 캡슐제의 식품조성물은, 예를 들면, D-사이코스 및/또는 D-타가토스를 함유하는 액상, 현탁상, 호상, 분말상 또는 과립상의 식품조성물을 캡슐에 충전하거나, 캡슐 기재로 피포형성해서 제조할 수 있다.

본 발명의 식품조성물에는, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 한, 통상 이용할 수 있는 식품소재, 식품첨가물, 각종의 영양소, 비타민류, 풍미물질 (예를 들면, 치즈나 초콜렛 등) 등을 추가하고, 생리학적으로 허용되는 담체 등을 배합할 수 있는다. 생리학적으로 허용되는 담체 등으로서는, 관용의 각종 유기 또는 무기담체물질을 이용할 수 있으며, 부형제, 결합제, 붕해제, 활택제, 착색제, 감미제, 방부제, 항산화제, 증점제, 유화제 등을 들 수 있다. 또 식품첨가물로서는, 착색제, 감미제, 방부제, 항산화제, 착향제 등을 들 수 있다. 나아가, 그 밖의 재료, 예를 들면, 철 등의 미네랄류, 펙틴, 카라기난, 만난 등의 식물섬유 등을 함유하고 있어도 좋다.

부형제, 결합제, 붕해제, 활택제, 용제, 용해 보조제, 현탁화제, 완충제, 증점제, 착색제, 감미제, 방부제, 항산화제로서는, 각각 전술한 본 발명의 제제에 이용할 수 있는 것과 동일한 것을 이용할 수 있다.

비타민류로서는, 수용성이어도 지용성이어도 관계 없으며, 예를 들면 팔미트산 레티놀, 토코페롤, 비스벤티아민, 리보플라빈, 염산 피리독신, 시아노코발라민, 아스코르빈산 나트륨, 콜레칼시페롤, 니코틴산 아미드, 판토텐산 칼슘, 엽산, 비오틴, 중타르타르산콜린 등을 들 수 있다.

정제상, 과립상, 미립상의 식품조성물 등에 관해서는, 맛의 마스킹, 광안정성의 향상, 외관의 향상 또는 장용성 등의 목적으로, 코팅 기재를 이용해서 자체 공지된 방법으로 코팅해도 좋다. 그 코팅 기재로서는, 전술한 본 발명의 제제에 이용할 수 있는 것과 동일한 것을 이용하여, 동일하게 실시 할 수 있다.

본 발명의 조성물은, 의약품의 형태로, 1 또는 그 이상의 의약적으로 허용되는 담체와 함께, D-사이코스 및/또는 D-타가토스를 포함하는, 글루코키나아제 활성과 관련된 병상발증의 예방 또는 치료용 조성물이다. 본 발명의 의약조성물은, 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행을 촉진하여 활성화하기 위한, 인간을 포함하는 포유류에의, 경장, 예를 들면 경구 또는 경직장, 경피 및 비경장투여에 적합하고, 글루코키나아제 활성과 관련된 병의 증상의 처치에 적합한 것이다. 그러한 병의 증상으로서는, 상기와 같은 내당능이상, 2형 당뇨병, 고지혈증, 대사성 증후군, 대사증후군, 비만증 등을 들 수 있다. 해당 의약조성물은, 단독으로 또는 1 또는 그 이상의 의약적으로 허용되는 담체와 조합하고, 본 발명의 약리학적 활성화합물의 치료적 유효량을 포함하게 된다.

본 발명의 약리학적 활성화합물은, 경장 또는 비경장투여에 적합한 부형제 또는 담체와 연계적 또는 혼합함으로써, 치료적 유효량을 포함하는 의약조성물의 제조에 유용한다. 희석제, 예를 들면, 락토오스, 덱스트로오스, 스쿠로오스, 만니톨, 소르비톨, 셀룰로오스 및/또는 글리신; 활택제, 예를 들면, 실리카, 탈캄, 스테아르산, 그의 마그네슘 염 또는 칼슘 염 및/또는 폴리에틸렌글리콜; 또는, 정제용 결합제, 예를 들면, 규산알루미늄 마그네슘, 전분 페이스트, 젤라틴, 트라가칸트, 메틸셀룰로오스, 나트륨 카르복시메틸셀룰로오스 및/또는 폴리비닐피롤리돈; 원하는 바에 따라, 붕해제, 예를 들면 전분, 한천, 아르긴산 또는 그의 나트륨염; 또는 발포성 혼합물; 및/또는 흡수제; 착색제; 착향제 및 감미료와 함께 활성성분을 포함하는 정제 및 젤라틴 캡슐이 바람직하다.

주사용 조성물은, 바람직하게는 수성등장성 용액 또는 현탁액이며, 좌제는 유리하게는 지방 에멀젼 또는 현탁액으로부터 제조된다. 이러한 조성물은, 멸균되고/되거나 보조약, 예를 들면 보존제, 안정제, 습윤제 또는 유화제, 용해추진제 (solution promoter), 침투압 조절용 염 및/또는 완충화제를 함유해도 좋다. 또한, 그것들은 기타의 치료적 가치가 있는 물질을 함유할 수 있다. 해당 조성물은, 각각 관용적 혼합, 조분 또는 코팅법에 따라서 제조되어, 약 0.1∼75%, 바람직하게는 약 1∼50%의 활성성분을 함유한다.

경피적용에 적합한 제제는, 담체와 함께 본 발명의 화합물의 치료적 유효량을 포함한다. 유리한 담체로서는, 숙주의 피부 통과를 촉진하는 흡수가능한 약리학적으로 허용할 수 있는 용매를 들 수 있다. 특징적으로는, 경피 디바이스(transdermal device)는, 후방 부분(backing member), 원하는 경우에는 담체와 함께 화합물을 함유하는 저장부, 원하는 경우에는 미리 정해진 제어 속도로 장기간에 걸쳐 화합물을 숙주의 피부에 송달하는 속도 제어 배리어 및 해당 디바이스를 피부에 고정하는 수단을 포함하는 밴디지(bandage)의 형태이다.

의약제제는, 단독으로, 또는 다른 치료제와 조합하고, 예를 들면 당해 분야에 있어서 보고되어 있는 각각의 치료적 유효량으로서, 상기에서 정의한 본 발명의 화합물의 치료적 유효량을 함유한다. 이러한 치료제로서는, 인슐린, 인슐린 유도체 또는 유사체; 인슐린 분비 촉진제; 인슐린 분비 증강 설포닐우레아 리셉터 리간드; PPAR 리간드; 인슐린 증감제; 비구아니드, 알파글루코시다아제 저해제; GLP-1, GLP-1 아날로그 또는 유사체; DPPIV 저해제; HMG-CoA 레다쿠타제 저해제; 스쿠아렌신타제 저해제; FXR 또는 LXR 리간드; 콜레스티라민; 피브레이트; 니코틴산 또는 아스피린을 들 수 있다.

따라서, 추가적 태양에 있어서, 본 발명은, 1 또는 그 이상의 의약적으로 허용되는 담체와 조합해서, 본 발명의 화합물의 치료적 유효량을 포함하는 의약조성물에 관한 것이다.

새로운 태양에 있어서, 본 발명은, 바람직하게는 항당뇨병제, 지질저하제, 항비만제, 항고혈압제 또는 강심제로부터 선택되는, 가장 바람직하게는 상기 항당뇨병제 또는 지질저하제로부터 선택되는, 다른 치료제의 치료적 유효량과 조합해서, 본 발명의 화합물의 치료적 유효량을 포함하는 의약조성물에 관한 것이다.

본 발명은, 글루코키나아제 활성과 관련된 병의 증상, 보다 구체적으로는 내당능이상, 1형 또는 2형 당뇨병, 고지혈증, 대사성 증후군, 대사증후군 및 비만증, 바람직하게는 2형 당뇨병, 내당능이상 및 비만의 처치용 의약의 제조를 위한, 상기의 의약조성물 또는 조합제의 사용에 관한 것이다.

본 발명은, 글루코키나아제 활성과 관련된 병의 증상, 바람직하게는 내당능이상, 1형 또는 2형 당뇨병, 고지혈증, 대사성증후군, 대사증후군 및 비만증의 처치를 위한, 상기의 의약조성물에 관한 것이다.

약 50∼70kg의 포유류를 위한 단위용량은, 약 1mg∼20000mg, 유리하게는 약 5∼5000mg의 활성성분을 함유할 수 있다. 해당 화합물의 치료적 유효량은, 온혈동물(포유류)의 종, 체중, 연령, 및 각각의 상태, 투여의 형태 및 관계되는 화합물에 의존한다.

본 발명의 화합물 D-사이코스 및/또는 D-타가토스는, 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행 촉진제이며, 따라서, 본 명세서에 기재된 것과 같은 글루코키나아제 활성과 관련된 병의 증상, 예를 들면, 내당능이상, 2형 당뇨병, 고지혈증, 대사성 증후군, 대사증후군 및 비만증의 처치에 사용될 수 있다.

상기에 따라, 본 발명은, 새로운 국면에 있어서, 이하의 물건을 제공한다. 예를 들면, 적어도 1개의 다른 치료제(바람직하게는 항당뇨병제, 지질저하제, 항비만제, 항고혈압제 또는 강심제로부터 선택된다)를 포함하는, 적어도 1개의 의약조성물과 동시에 또는 순차적으로 사용하기 위한, 유리의 형태 또는 의약적으로 허용되는 염 형태의 식 I의 화합물을 포함하고, 상기의 어느 하나의 방법에 있어서 사용하기 위한 치료용 조합제, 예를 들면 키트, 부품 키트 등이다. 해당 키트는, 그 투여를 위한 지시서를 포함할 수 있다. 구성 요소 (i)과 (ii)의 2개의 개별 유닛 형태의, (i)본 발명의 의약조성물, (ii)항당뇨병제, 항비만제, 항고혈압제, 강심제 또는 지질저하제, 또는 의약적으로 허용되는 그들의 염으로부터 선택되는 화합물을 포함하는 의약조성물을 포함하는 부품 키트다.

바람직하게는, 본 발명의 화합물은, 그것을 필요로 하고 있는 포유류에 투여된다.

바람직하게는, 본 발명의 화합물은, 글루코키나아제 활성의 활성화에 반응하는 질환의 처치에 사용된다.

바람직하게는, 글루코키나아제 활성과 관련된 병의 증상은, 내당능이상, 2형 당뇨병, 고지혈증, 대사증후군 및 비만증, 가장 바람직하게는 2형 당뇨병, 내당능이상 및 비만증으로부터 선택된다.

항당뇨병제, 항비만제, 항고혈압제, 강심제 또는 지질저하제의 치료적 유효량과 조합한, 상기 화합물의 투여를 포함하는 본 발명의 방법 또는 용도.

본 명세서에 기재된 의약조성물의 형태로, 상기 화합물을 투여하는 것을 포함하는 본 발명의 방법 또는 용도.

본 명세서를 통하여, 및 특허청구의 범위에 있어서 사용되고 있는 바와 같이, 「처치」 라는 용어는, 당업자가 이미 알고 있는 모든 종류의 형태 또는 양식의 처치를 포함하고, 특히 예방적, 치유적, 진행 지연 및 완화적 처치를 포함한다.

상기의 특성은, 유리하게는 포유류, 예를 들면, 마우스, 래트, 개, 원숭이 또는 적출 장기, 조직 및 그의 조제물을 이용하는 시험관내 및 생체내 시험에 있어서 나타난다. 해당 화합물은, 용액, 예를 들면, 바람직하게는 수용액의 형태로, 시험관내에서, 및 경장적, 비경장적으로, 유리하게는 경정맥적으로, 예를 들면, 현탁액 또는 수용액으로서 생체내에 적용될 수 있다. 시험관내 용량은, 약 1O^-2몰 농도로부터 1O^-6몰 농도의 범위일 수 있다. 생체내 치료적 유효량은, 투여 경로에 의존하고, 약 0.1∼20000mg/kg, 바람직하게는 약 1∼5000mg/kg의 범위일 수 있다.

[도 1] 글루코키나아제를 설명하는 도면이다.

[도 2] 배양 간세포 중의 글루코오스 인산화의 속도에 있어서의 D-프룩토오스 농도의 영향을 설명하는 도면이다.

[도 3] 간세포 내에 있어서 글루코키나아제 활성조절 단백질에 의한 글루코키나아제 활성의 조절 메카니즘을 설명하는 도면이다.

[도 4] 글루코키나아제의 간세포내 분포를, 항글루코키나아제 항체를 이용한 형광항체법에 의해 조사한 결과를 나타낸 도면이다.

[도 5] 글루코키나아제의 핵/세포질 간의 이행에 의한 간의 당대사 기구와, 2형 당뇨병에서의 장해를 설명하는 도면이다.

[도 6] D-글루코오스 또는 D-프룩토오스를 경구투여하고, 부하 30분 후의 간세포 내 글루코키나아제 분포의 변화를 보여주는 도면이다.

[도 7] 저농도 D-프룩토오스에 의해 이행이 촉진된 글루코키나아제의 세포질에서의 존재 비율을 설명하는 도면이다.

[도 8] 2형 당뇨병 모델 래트와 건강한 상태의 래트에 있어서, D-글루코오스의 경구투여 후의 문맥혈중 및 말초혈중의 혈당값의 변화를 나타내는 도면이다.

[도 9] 소량의 D-프룩토오스를 래트나 2형 당뇨병환자에게 투여하여 혈당값의 상승을 억제할 수 있는 것을 설명하는 도면이다.

[도 10] 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행에 있어서의 D-케토스의 효과를 보여주는 도면이다.

[도 11] 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행에 있어서의 L-케토스의 효과를 보여주는 도면이다.

[도 12] 락트산 생산에 있어서의 D-케토스의 효과를 보여주는 도면이다.

[도 13] 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행에 있어서의 D-사이코 스의 효과를 설명하는 도면이다.

[도 14] 동물실험에 있어서의 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행을 확인하는 실험의 프로토콜을 나타낸 도면이다.

[도 15] 도 14의 시스템에 있어서, 글루코키나아제의 간세포내 분포를, 항글루코키나아제 항체를 이용한 형광항체법에 의해 조사한 결과를 비교해서 나타낸 도면이다.

[도 16] 동물실험에 있어서의 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행을, D-글루코오스와 D-사이코스 또는 D-프룩토오스의 병용에 의한 시스템에서 확인하는 실험의 프로토콜을 나타낸 도면이다.

[도 17] 도 16의 시스템에 있어서, 글루코키나아제의 간세포내 분포를, 항글루코키나아제 항체를 이용한 형광항체법에 의해 조사한 결과를 비교해서 나타낸 도면이다.

[도 18] 2형 당뇨병 모델 동물의 Goto-Kakizaki 래트에 있어서, 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행, 꼬리정맥내와 문맥내의 혈당값과 인슐린 농도의 변화를 조사하는 실험의 프로토콜을 나타낸 도면이다.

[도 19] 도 18의 시스템에 있어서, 글루코키나아제의 간세포내 분포를, 항글루코키나아제 항체를 이용한 형광항체법에 의해 글루코키나아제의 핵과 세포질의 분포를 조사한 결과를 비교해서 나타낸 도면이다.

[도 20] 도 19의 형광화상을 해석해서 구한 세포질의 글루코키나아제 양의 결과를 비교해서 나타낸 도면이다.

[도 21] 도 18의 시스템에 있어서, 꼬리정맥과 문맥내의 혈당값의 결과를 비교해서 나타낸 도면이다.

[도 22] 도 18의 시스템에 있어서, 꼬리정맥내와 문맥내의 인슐린 농도의 결과를 비교해서 나타낸 도면이다.

본 발명의 상세한 내용은 실시예로 설명한다. 본 발명은 이러한 실시예에 의해서는 조금도 한정되지 않는다.

실시예 1

간장은, 혈당의 항상성의 유지에 중요한 장기다. 간당대사에 있어서의 해당계의 율속 효소의 하나인 글루코키나아제(EC2.7.1.1)는, 공복시에는 세포핵 내에서 글루코키나아제 활성조절 단백질과 결합해서 불활성형으로 존재하고, 세포 외의 D-글루코오스 농도의 상승, 저농도의 D-프룩토오스의 존재에 의해, 글루코키나아제 조절 단백질로부터 해리되어 핵으로부터 세포질로 이행하여, D-글루코오스 대사를 촉진한다. 글루코키나아제의 핵/세포질 간 이행은 호르몬에 의해 조절되는데, 인슐린은 글루코키나아제를 핵으로부터 세포질로 이행시키고, 글루카곤은 세포질로부터 핵으로 이행시킨다.

최근, 글루코키나아제의 활성을 증가시키고, 혈당강하 작용을 가지는 글루코키나아제 활성화제가 보고되어 있다. 또한 희소당의 대량 생산 방법이 개발되어, 그 기능에 주목하고 있다.

본 연구에서는, 간 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행 촉진에 의한 당뇨병 치료제의 개발을 목적으로, 인슐린과 글루카곤에 의한 간 글루코키나아제의 핵/세포질 간 이행의 신호 전달계에 대해서 조사했다. 또, D-프룩토오스를 대신하는 당을 탐색할 목적에서, 케토스에 의한 글루코키나아제의 핵/세포질 간 이행에 미치는 영향을 조사했다.

[실험 방법]

1. 호르몬에 의한 간 글루코키나아제의 세포내 이행

Wistar계 래트(웅성, 5-8주 령)를 이용했다. 래트 초대배양 간세포를 호르몬 및 각종 화합물을 첨가한 25mM D-글루코오스 함유 MEM 배지 중에서 일정시간 배양했다. 간세포를 4% 파라포름알데히드에서 고정하고, 항글루코키나아제 항체를 이용한 형광항체법으로 염색했다. 공초점 레이저 현미경으로 취득한 형광화상을 NIH 이미지로 해석해서 핵과 세포질의 형광강도를 산출하여, 핵과 세포질의 글루코키나아제양으로 하였다.

2. 케토스에 의한 간 글루코키나아제의 세포내 이행

래트 초대배양 간세포를 케토스 첨가 5mM 또는 15mM D-글루코오스 함유 MEM 배지 중에서 일정시간 배양했다. 전술한 바와 동일한 방법으로, 세포내의 핵과 세포질의 글루코키나아제 양을 구하였다.

[결과 및 고찰]

1. 호르몬에 의한 래트 간 글루코키나아제의 세포내 이행의 조절

인슐린 존재 하에서 LY-294002을 작용시키자, 인슐린에 의한 세포질의 글루 코키나아제 증가가 저하되었다. 인슐린 존재 하에서 PD-98059 또는 라파마이신을 작용시키자, 어느 쪽의 경우도 그러한 변화를 보이지 않았다. 폴스콜린, Bt₂cAMP, IBMX를 작용시키자, 어느 쪽의 경우도 글루카곤 첨가 시와 동일하게 세포질의 글루코키나아제가 저하되었다. 글루카곤 존재 하에서 KT-5720을 작용시키면, 글루카곤에 의한 세포질의 글루코키나아제 저하는 대부분 보여지지 않게 되었다. 인슐린에 의한 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행은, PI3키나아제를 통하고, 글루카곤에 의한 글루코키나아제의 세포질로부터 핵에의 이행은, cAMP의존성 키나아제를 통하고 있는 것으로 생각된다.

2. 글루코오스에 의한 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행의 촉진

배양 간세포를, 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행 촉진 작용이 있는 5mM 또는 25mM D-글루코오스 함유 MEM 배지에서 배양하면, 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행, 글리코겐 합성, 및 락트산 생성이 증가하였다. 글루코오스에 의해, 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행이 일어나고, 세포질의 글루코키나아제 활성이 상승해서 간당대사를 촉진하는 것으로 생각된다. (도 2,도 4,도 6의 글루코오스 투여의 도면) 소량의 D-프룩토오스는, 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행을 촉진하는 것으로 밝혀졌다. (도 4,도 6,도 7,도 8)

3. 케토스에 의한 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행 촉진

D-프룩토오스, D-사이코스, 또는 D-타가토스를 각각 첨가하면, 5mM 또는 15mM의 D-글루코오스 존재 하에서, 글루코키나아제는 핵으로부터 세포질으로 이행 했다. D-타가토스를 10mM 이상 첨가했을 경우, 글루코키나아제의 이행에 변화를 보이지 않았다. D-솔보스는, 어느 쪽의 농도에 있어서도 글루코키나아제의 이행에 영향을 미치지 않았다. D-사이코스는, 고농도에 있어서도 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행 촉진 작용을 보였다. (도 11)

[결론]

1. 인슐린에 의한 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행은, PI3키나아제를 통해서 일어나고, 글루카곤에 의한 글루코키나아제의 세포질로부터 핵으로 이행은, cAMP-A키나아제를 통해서 일어난다.

2. 글루코키나아제와 초대배양 간세포를 배양하면, 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행이 일어나고, 글리코겐 양과 락트산 생성이 증가한다.

3. 사이코스와 저농도의 타가토스에 의해, 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행이 일어난다.

실시예 2

배양 세포로 나타난, 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행이, 동물실험에 있어서도 일어나는지 여부를 확인하기 위해서 실험을 행하였다.

[실험 방법]

도 14는 그 프로토콜을 나타낸 것이다. 하룻밤 절식한 Wistar계 웅성 래트에, 2g/kg의 D-글루코오스, D-사이코스, D-프룩토오스, D-사이코스와 D-프룩토오스의 1:3 혼합물을 경구투여했다. 30분 후에 마취 하에, 4% 파라포름알데히드에 의 해 환류 고정 후, 바로 간장을 적출하고, 동결 절편을 제작했다. 항글루코키나아제 항체를 이용해서 형광항체법으로 글루코키나아제의 핵과 세포질의 분포를 해석했다. 동시에 꼬리정맥과 문맥으로부터 혈액을 채혈해 혈당값을 측정하였다.

[결과 및 고찰]

도 15에 그 결과를 나타내었다.

대상(하룻밤 절식)에서는 대부분의 글루코키나아제가 간세포의 핵 내에 존재하고 있다. D-사이코스를 투여하면 도면의 우측 간장세포에 있어서는 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행이 보인다. D-프룩토오스에 있어서는, D-사이코스보다 강한 이행이 인지되었다. D-프룩토오스와 D-사이코스의 혼합물으로도 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 충분한 이행이 관찰되었다.

[결론]

1. 배양 세포에서 인지된, 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행 현상이, 동물에의 투여 실험에서도 확인되었다.

2. 래트를 이용한 실험에서, D-프룩토오스에 의해 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행이 일어난다는 것이 확인되었다.

3. D-사이코스에 있어서도, 또는 D-프룩토오스와 D-사이코스의 혼합물에서도 이행이 인지되었다.

실시예 3

다음에, 일반 식사를 하는 상태를 반영할 목적으로, 일정량의 D-글루코오스 를 경구투여한 래트에, 동시에 1/10 양의 D-사이코스 또는 D-프룩토오스 또는 D-사이코스와 D-프룩토오스의 혼합물을 투여하고, 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행이 일어나는지 여부를 확인하기 위해서 실험을 행하였다.

[실험 방법]

도 16은 그 프로토콜을 나타내고 있다. 하룻밤 절식한 Wistar계 웅성 래트에, 2g/kg의 D-글루코오스를 경구투여한다. 동시에 0.2g/kg의 D-사이코스, D-프룩토오스, D-사이코스와 D-프룩토오스의 1:3 혼합물을 경구투여했다. 30분 후, 마취하에 4% 파라포름알데히드에 의해 환류 고정 후, 바로 간장을 적출하고, 동결 절편을 제작했다. 항글루코키나아제 항체를 이용해서 형광항체법으로 글루코키나아제의 핵과 세포질의 분포를 해석했다. 동시에 꼬리정맥과 문맥으로부터 혈액을 채혈해 혈당값을 측정하였다.

[결과 및 고찰]

도 17에 그 결과를 나타내였다.

대상(최하단 Fasted)에서는 대부분의 글루코키나아제가 간세포의 핵내에 존재하고 있었다.

2g/kg의 D-글루코오스의 경구투여(최상단)에서는 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행이 조금 일어나고 있었다 (특히 우측의 세포군에 다수 인지됨).

이것에 0.2g/kg의 D-프룩토오스를 동시에 경구투여 한 경우에는 (위에서 2번째단락), 대부분의 글루코키나아제가 세포질로 이행하였다. 0.2g/kg의 D-사이코스를 동시에 경구투여 한 경우에는 (위에서 3번째단락), D-프룩토오스보다는 약하지 만, 명백히 글루코키나아제가 세포질로 이행하였다 (특히 우측의 세포군에 다수 인지됨). D-프룩토오스와 D-사이코스의 혼합물에서는 (위에서 4번째단락), D-프룩토오스 단독의 경우보다도 강하게, 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행이 일어나고 있었다. 이후에는 세포실험으로 확인된, D-타가토스에 의한 세포질로의 이행이 일어나는지 여부를 해석한다.

[결론]

1. 래트를 이용한 실험에서, D-글루코오스와 함께 D-프룩토오스나 D-사이코스를 동시에 투여함으로써, 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행이 촉진된다는 것을 확인하였다.

2. D-프룩토오스와 D-사이코스의 혼합물이 가장 강하게, 그 다음으로는 D-프룩토오스, D-사이코스의 순으로 강했다. D-사이코스만으로도 명백한 이행이 인지되었다.

3. D-프룩토오스와 D-사이코스의 혼합물, 또는 D-사이코스만을 식사와 함께 섭취함으로써, 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행을 촉진하고, 도 1, 도 5에 나타난 기구에 의해, 글리코겐의 합성을 촉진함으로써, 혈중의 D-글루코오스가 세포내로 이행하고, 혈당값이 떨어지는 것을 기대할 수 있는 결과가 되었다.

실시예 4

D-사이코스가 2형 당뇨병환자, IGT(Impaired Glucose Tolerance, 내당능이상자, 당뇨병예비군) 환자, 및 대사증후군 환자의 증상 개선 작용을 가지는지 여부를 조사하기 위해서, D-사이코스를 2형 당뇨병 모델 동물의 Goto-Kakizaki 래트에 경구투여하고, 간 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행, 꼬리정맥과 문맥내의 혈당값과 인슐린 농도를 측정하였다.

[실험 방법]

도 18은, 그 프로토콜을 나타내고 있다. 하룻밤 절식한 Goto-Kakizaki 웅성 래트에, 2g/kg의 D-글루코오스를 경구투여한다. 동시에 0.2g/kg의 D-사이코스를 경구투여했다. 30분과 60분 후, 마취하에 4% 파라포름알데히드에 의해 간장을 환류 고정하고, 간장을 적출해서 동결 절편을 제작했다. 항글루코키나아제 항체를 이용해서 형광항체법으로 간 글루코키나아제의 핵과 세포질의 분포를 해석했다. 동시에 꼬리정맥과 문맥으로부터 혈액을 채혈하고, 혈당값과 인슐린 농도를 측정하였다. 또한, 간장은 문맥영역과 중심정맥영역으로 분리되어, 글루코키나아제는 중심정맥영역 쪽이 문맥영역에 비해 1.3배 내지 1.5배 활성이 높은 것으로 알려져 있으므로, 중심정맥영역과 문맥영역의 글루코키나아제의 핵과 세포질의 분포를 해석했다.

[결과 및 고찰]

1. 도 19은, D-글루코오스 단독 또는 D-글루코오스와 D-사이코스를 동시에 경구투여하고, 투여 30분 및 60분 후의 간장을 대상으로, 형광항체법으로 글루코키나아제의 분포를 조사한 결과를 나타낸 것이다.

24시간 절식한 Goto-Kakizaki 래트에서, 글루코키나아제에 특이적인 형광은 주로 핵내에 보여졌다. D-글루코오스의 경구투여에 의해, 어떤 시간에 있어서도, 핵내의 형광은 저하하고, 반대로 세포질의 형광은 증가했다. D-사이코스와의 동시 투여에 의해, D-글루코오스 단독투여시와 비교하여, 유의적으로 핵내의 형광은 저하하고, 세포질의 형광은 증가했다. 이 변화는 문맥영역과 중심정맥영역의 양쪽 영역에서 인지되었다.

2. 도 20에는, 도 19의 화상의 핵과 세포질의 형광강도를 해석한 결과를 나타내었다.

중심정맥영역과 문맥영역에 있어서, D-글루코오스의 경구투여에 의해, 세포질의 글루코키나아제 양은 24시간 절식시보다 유의적으로 증가했다. D-사이코스의 동시 투여에 의해 세포질의 글루코키나아제 양은 더욱 증가했다. 본 실험 조건 하에서는, 핵과 세포질을 대조한 글루코키나아제 양의 변화는 인지되지 않았다. 이 결과는, in vivo에서 D-사이코스에 의해 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행이 일어나고, 활성형의 글루코키나아제가 증가하고, 간당 이용의 촉진이 일어나고 있는 것을 보여준다.

3. 도 21은, 꼬리정맥과 문맥내의 혈당값의 변화의 결과를 나타낸 것이다.

D-사이코스와 D-글루코오스를 동시 투여한지 30분 및 60분 후에 있어서, 꼬리정맥과 문맥내의 글루코오스 농도는, D-글루코오스 단독투여군의 경우보다 유의하게 낮은 값을 나타내었다.

이 결과는, D-사이코스에 의한 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행에 의해 활성형의 글루코키나아제가 증가하고, 간당 이용이 촉진되어, 혈당값의 상승의 억제가 일어난 것을 보여주고 있다.

4. 도 22에, 당부하에 의한 꼬리정맥과 문맥내의 인슐린 농도의 변화의 결과를 나타내었다. D-사이코스와 D-글루코오스의 동시 투여 30분 및 60분 후의 꼬리정맥과 문맥내의 인슐린 농도는, D-글루코오스 단독투여군의 경우보다 유의하게 낮은 값을 나타내었다.

이 결과는, D-사이코스에 의한 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행에 의해, 간당 이용이 촉진되어 혈당값의 상승이 억제되고, 췌장 B세포로부터의 인슐린 분비의 억제가 일어난 것을 보여주고 있다. 인슐린 분비의 억제는, 췌장 B세포의 온존(溫存)을 초래하는 것으로 생각된다.

이상의 결과로부터, D-사이코스는, 혈당값의 상승 억제와 인슐린 농도의 상승의 억제에 의해 2형 당뇨병환자, IGT(Impaired Glucose Tolerance 내당능이상자, 당뇨병예비군) 환자, 또는 대사증후군 환자의 질병 상태의 개선 작용을 가지는 것으로 생각된다. D-타가토스 및 D-사이코스도 동일한 작용을 가지는 것으로 생각된다.

[결론]

2형 당뇨병 모델 동물의 Goto-Kakizaki 래트에 D-글루코오스 투여시, D-사이코스를 동시에 경구투여하면, D-글루코오스 단독의 경우보다 간 글루코키나아제가 더욱 핵으로부터 세포질로 이행하고, 간당 이용을 촉진해서 혈당값의 상승과 인슐린 농도의 상승이 저하된다.

글루코키나아제는 인슐린 분비뿐만 아니라, 고지방식 하에서의 인슐린 저항성에 대한 대상성 췌장 β세포 과형성에도 중요한 물질인 바, 인슐린 분비 저하의 유전 소인을 원래 가지고 있는 경우로서 고지방식에 의한 비만·인슐린 저항성이 부가된 병의 상태에서, 글루코키나아제 또는 글루코키나아제 활성제는, 췌장 β세포로부터의 인슐린 분비를 촉진시키는 동시에, 췌장 β세포량을 증가시켜, 인슐린 분비능을 개선시키기 때문에, 2형 당뇨병에 유효한 치료 방법이 된다. 특히 D-사이코스나 D-타가토스는 자연계에 존재하는 단당으로, 부작용도 적은 것으로 상정된다. 또 D-프룩토오스에는 핵으로부터 세포질로의 이행 촉진 작용이 있다로 여겨지고 있지만, D-프룩토오스에는 에너지가 있어, D-프룩토오스를 지나치게 투여하는 것은 도리어 문제가 된다. 이에 비해 D-사이코스나 D-타가토스는 D-프룩토오스와 같은 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행 촉진 작용이 있으면서도, 에너지로서는 제로여서, 당뇨병이나 고지혈증 등을 악화시킬 가능성이 낮으므로, 유용성이 높은 것으로 생각된다.

Claims

D-사이코스를 유효성분으로 함유하며,

내당능이상, 2형 당뇨병, 고지혈증, 대사증후군 및 비만증으로부터 선택되는 글루코키나아제 활성과 관련된 질환 중 인슐린이 분비되지 않게 된 질환은 제외하고, 인슐린이 분비되고 있어서 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행의 촉진이 필요한 질환의 인간, 동물 또는 인간과 동물에게, 50∼70kg의 인간, 동물 또는 인간과 동물에 대한 D-사이코스의 단위용량이 1mg∼20000mg이 되는 양으로 경구 투여되는 것인,

인슐린이 분비되고 있어서 글루코키나아제의 핵으로부터 세포질로의 이행의 촉진이 필요한 내당능이상, 2형 당뇨병, 고지혈증, 대사증후군 및 비만증으로부터 선택되는 글루코키나아제 활성과 관련된 질환의 치료용 의약 조성물.
제1항에 있어서,

의약품의 형태이며, 하나 이상의 의약적으로 허용되는 담체와 함께 D-사이코스를 포함하는, 의약 조성물.
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