KR20210091211A

KR20210091211A - D-알룰로오스를 유효 성분으로 하는 갈색 지방·베이지 지방 세포 활성화제

Info

Publication number: KR20210091211A
Application number: KR1020217017195A
Authority: KR
Inventors: 고지 무라오; 히토미 이마치; 겐 이즈모리; 아키히데 요시하라
Original assignee: 고쿠리츠다이가쿠호우징 카가와다이가쿠
Priority date: 2018-11-08
Filing date: 2019-11-07
Publication date: 2021-07-21
Also published as: EP3878457A1; EP3878457A4; WO2020096002A1; JPWO2020096002A1; MX2021005451A; CN113015533A; JP2024032817A; US20210386767A1

Abstract

과제: D-알룰로오스를 유효 성분으로서 포함하는, 갈색 지방·베이지 지방 세포 활성화제, 및 갈색 지방·베이지 지방 세포 활성용 식품을 제공하는 것.
해결 수단: D-알룰로오스를 유효 성분으로서 함유하는 갈색 지방·베이지 지방 세포 활성화제. 적어도 D-알룰로오스를 함유하고, 또한, UCP-1 발현 촉진 작용을 가지는 갈색 지방·베이지 지방 세포 활성화제. UCP-1의 발현을 항진시킴으로써 갈색 지방·베이지 지방 세포를 활성화하는 갈색 지방·베이지 지방 세포 활성화제. D-알룰로오스를 유효 성분으로서 함유하는 에너지 소비 촉진제. 갈색 지방·베이지 지방 세포를 활성화함으로써 에너지의 소비를 촉진하는 에너지 소비 촉진제. D-알룰로오스를 유효 성분으로서 함유하는 UCP-1 발현 항진제. 이들 제를 포함하는 조성물 또는 식품조성물.

Description

D-알룰로오스를 유효 성분으로 하는 갈색 지방·베이지 지방 세포 활성화제

본 발명은, 갈색 지방·베이지 지방 세포 활성화제에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, D-알룰로오스를 함유하는 갈색 지방·베이지 지방 세포 활성화제에 관한 것이다.

포유 동물의 지방 조직은, 그 기능과 조직학적 특성에 의해, 백색 지방 조직과, 갈색 지방 조직의 2개로 크게 분류된다. 피하나 내장의 백색 지방 조직에서는 그 중에 존재하는 백색 지방 세포가, 체내의 여분의 에너지를 지방으로서 축적한다. 한편, 갈색 지방 세포는 지방을 연소하여 열을 생산하는 작용을 담당하고 있다. 갈색 지방 조직의 생리적 역할은 백색 지방 세포와 완전히 반대이며, 교감신경의 자극 등에 의해, 에너지를 열로서 소비, 유실하는 부위이다. 갈색 지방 조직에는, 다방성의 지방적(脂肪滴)이나 풍부한 미토콘드리아를 가지는 것을 특징으로 하는 갈색 지방 세포가 존재하고 있고, 갈색 지방 세포의 미토콘드리아에 존재하는 UCP-1[탈공역단백질 1(Uncoupling protein 1)]이 에너지를 열로서 산일(散逸)시키는 기능을 담당하고 있다. 갈색 지방 조직은, 신생아나 동면 동물에서는 특히 풍부하다. 그 주된 기능은, 동물이나 신생아가 몸을 떨지 않고 몸의 열을 생성하는 것이다. 단일 지방적이 포함되어 있는 백색 지방 세포와는 대조적으로, 갈색 지방 세포는, 철을 포함하고 있고, 그것이 갈색을 나타내며, 다수의 작은 액적과 훨씬 많은 수의 미토콘드리아가 포함되어 있다. 갈색 지방 조직은 대부분의 조직보다 많은 산소를 필요로 하므로, 백색 지방 조직보다 많은 모세혈관이 모여 있다. 이전에는, 갈색 지방 세포는 유아기에 몸에 많이 있지만, 성인이 되면 상실되는 것으로 여겨지고 있었다. 그러나, 최근의 연구에서는 PET 검사가 행해지게 되어, 성인에게도 목이나 어깨의 주위 등에 갈색 지방 세포가 남아있어서 기능하고 있는 것을 알았다.

차 등에 포함되는 카테킨류, 고추 등에 포함되는 캡사이신류에 갈색 지방 조직의 활성화 작용이 있는 것이 알려져 있고, 갈색 지방 세포를 활성화시키는 효과가 높은 더 한층의 물질이 요망되고 있지만, 희소당에 갈색 지방 유사 세포의 활성화 작용이 있는 것은 일체 보고되어 있지 않다.

국제공개 제2010/113785호

응용당질과학 제5권 제1호 44-49(2015) 시모무라(下村) 이이치로(伊一郎) 외, 일본내과학회잡지, 93(4), 655-661, 2004 Ikeda K. 외, TEM, 2018; 29: 191-200

갈색 지방 세포는, 저온 하에서 에너지를 연소하여 몸을 따뜻하게 하는 작용을 할 뿐만 아니라, 에너지 소비량을 높이고, 지방을 연소하기 쉽게 하는 작용을 하는 것으로 여겨지고 있다.

즉 갈색 지방 세포를 활성화하는 방법이 발견되면, 비만이나 2형 당뇨병을 컨트롤하는 새로운 치료법이 될 가능성이 있다. 본 발명은, 갈색 지방 세포에 대하여 높은 활성화 효과를 가지는 제제를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 부작용의 문제가 없고, 장기적 또한 지속적인 섭취가 가능한, UCP-1 발현 촉진 작용 및/또는 갈색 지방 세포 분화 촉진 작용을 나타내는 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은, D-알룰로오스를 유효 성분으로서 포함하는, 갈색 지방 세포 활성화제, 및 갈색 지방 세포활성용 식품을 제공하는 것을 목적으로 한다.

갈색 지방 세포는, 저온 하에서 에너지를 연소하여 몸을 따뜻하게 하는 작용을 할 뿐만 아니라, 에너지 소비량을 높이고, 지방을 연소하기 쉽게 하는 작용을 하는 것으로 여겨지고 있고, 본 발명자 등은, 갈색 지방 세포의 그 기능에 착안하고, 즉 갈색 지방 세포를 활성화하는 방법이 발견되면, 비만이나 2형 당뇨병을 컨트롤하는 새로운 치료법이 될 가능성이 있다고 예의 연구한 결과, 희소당 투여에 의한 갈색 지방 세포 활성화, 거기에 따르는 체중 감소에 대한 지견을 얻고, D-알룰로오스를 유효 성분으로서 함유하는 갈색 지방 세포 활성화제의 발명에 이르렀다.

본 발명에 있어서, 「갈색 지방 세포의 활성화」란, 백색 지방 조직 중에 갈색 지방 유사 세포(베이지 지방 세포)가 분화 유도되는 것을 촉진하는 작용, 및/또는 베이지 지방 세포나 갈색 지방 세포에서의 에너지 소비를 촉진하는 작용을 일컬으며, 갈색 지방·베이지 지방 세포의 활성화라고도 할 수 있다.

본 발명은, 이하의 (1) 내지 (3)의 갈색 지방·베이지 지방 세포 활성화제를 요지로 한다.

(1) D-알룰로오스를 유효 성분으로서 함유하는 갈색 지방·베이지 지방 세포 활성화제.

(2) 적어도 D-알룰로오스를 함유하고, 또한, UCP-1 발현 촉진 작용을 가지는 갈색 지방·베이지 지방 세포 활성화제.

(3) UCP-1의 발현을 항진시킴으로써 갈색 지방·베이지 지방 세포를 활성화하는, 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 갈색 지방 세포 활성화제.

[0009]

또한, 본 발명은, 하기 (4) 또는 (5)의 에너지 소비 촉진제를 요지로 한다.

(4) D-알룰로오스를 유효 성분으로서 함유하는 에너지 소비 촉진제.

(5) 갈색 지방·베이지 지방을 활성화함으로써 에너지의 소비를 촉진하는, 상기 (4)에 기재된 에너지 소비 촉진제.

[0010]

또한, 본 발명은, 하기 (6)의 UCP-1 발현 항진제를 요지로 한다.

(6) D-알룰로오스를 유효 성분으로서 함유하는 UCP-1 발현 항진제.

또한, 본 발명은, 하기 (7) 내지 (11)의 조성물을 요지로 한다.

(7) 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 제를 포함하는 조성물.

(8) D-알룰로오스를 유효 성분으로서 함유하는 갈색 지방·베이지 지방 세포 활성화용 조성물.

(9) 열생산에 의한 에너지의 소비를 촉진하기 위한, 상기 (7) 또는 (8)에 기재된 조성물.

(10) UCP-1의 발현을 항진시킴으로써 갈색 지방·베이지 지방 세포를 활성화하는, 상기 (7) 내지 (9) 중 어느 하나에 기재된 조성물.

(11) 상기 조성물이 식품조성물인, 상기 (7) 내지 (10) 중 어느 하나에 기재된 조성물.

본 발명에 의해, D-알룰로오스를 유효 성분으로서 함유하는 갈색 지방·베이지 지방 세포 활성화제, 에너지 소비 촉진제, UCP-1 발현 항진제 등의 갈색 지방·베이지 지방 세포에 대하여 높은 활성화 효과를 가지는 제제를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의해, D-알룰로오스를 유효 성분으로서 함유하는갈색 지방·베이지 지방 세포 활성화제, 에너지 소비 촉진제, 및 UCP-1 발현 항진제를 포함하는 조성물 및 식품조성물을 제공할 수 있다. 또한, D-알룰로오스를 유효 성분으로서 함유하는 갈색 지방·베이지 지방 세포 활성화용 조성물, UCP-1의 발현을 항진시킴으로써 갈색 지방·베이지 지방 세포를 활성화하는 조성물, 식품조성물등의, 부작용의 문제가 없고, 장기적이면서 지속적인 섭취가 가능한, UCP-1 발현 촉진 작용 및/또는 갈색 지방·베이지 지방 세포 분화 촉진 작용을 나타내는 조성물, 식품조성물을 제공할 수 있다.

도 1은 6주령의 마우스를 사용하는 실시예 1의 실험에서의 체중의 추이, 혈당값의 추이를 나타낸 도면이다. D-알룰로오스의 마우스 체중에 미치는 영향에 대하여, 고지방식(HFD)은 8주일의 관찰로 체중을 증가시켰다. HFD군에 2% D-알룰로오스 함유수를 음수시키면, 체중의 감소가 인정되었다. 또한 8주일에 있어서 혈당값을 경시적으로 측정했다. HFD군에 있어서는, 혈당값이 통상 군와 비교하여 최고값을 나타내었다. HFD ＋ D-알룰로오스군은 HFD와 비교하여 혈당값은, HFD군과 비교하여 저하했다.
도 2는 6주령의 마우스를 사용하는 실시예 1의 실험에서의 견갑골 하의 갈색 지방 세포의 사이즈 및 중량, 및 체중을 나타낸 도면이다.
도 3은 또한 3군에서의 갈색 지방 조직의 병리적으로 검토한 결과를 나타낸 도면(전자현미경 사진의 화상)이다. 통상식군와 비교하여 HFD군에서는, BA에 지방침착을 인정하고, 백색 지방화하고 있었다. 한편, HFD군 ＋ 2% D-알룰로오스군에서는, 통상식군와 비교하여 형태적으로 갈색 지방 조직은 손색이 없고, 백색 지방화한 갈색 지방 조직이 통상의 갈색 지방 조직으로 회복한 것이 판명되었다.
도 4는 6주령의 마우스를 사용하는 실시예 1의 실험에서의 갈색 지방 세포의 활성화를 UCP-1의 발현량을 나타낸 도면이다. 본 실시예에서는, HFD군에서 UCP-1이 증가하고 있었다. 다량의 지방섭취에 따라 생체의 방어 반응으로서 UCP-1을 유도하고, 칼로리 소비하고 있는 것이 예상되었다. D-알룰로오스의 투여는, 더욱 UCP-1을 유도하고 있었다. 병리조직과 함께 생각하면, HFD군에서의 UCP-1의 유도는, 병적인 상황으로의 대응이며, HFD군 ＋ 2% D-알룰로오스군에서는, 정상인 형태인 것에 의해, 갈색 지방 조직이 활성화된 결과의 UCP-1의 활성화인 것으로 추정하고 있다.
도 5는 6주령의 마우스를 사용하는 실시예 1의 실험에서의 갈색 지방 세포의 활성화를 PPAR-α의 발현량을 나타낸 도면이다. PPAR-α는 갈색 지방 세포의 활성화의 지표이다. 본 실시예에서는, HFD군에서 통상 군과 비교하여 PPAR-α가 유도 되고 있지만, 이것은 과잉한 지질의 섭취에 의한 생체의 반응인 것으로 여겨진다. HFD군 ＋ 2% D-알룰로오스군에서는, D-알룰로오스의 섭취에 의해, 보다 강하게 PPAR-α가 유도되고, 갈색 지방 세포가 활성화되고 있는 것으로 여겨진다.
도 6은 6주령의 마우스를 사용하는 실시예 1의 실험에서의 갈색 지방 세포의 활성화를 PGC-1α의 발현량을 나타낸 도면이다. 본 실시예에서는, HFD군에서 통상 군에 비교하여, PGC-1α가 유도되고 있지만, 이는 과잉한 지질의 섭취에 의한 생체의 반응인 것으로 여겨진다. HFD ＋ 2% D-알룰로오스군에서는, D-알룰로오스의 섭취에 의해, 보다 강하게 PGC-1α가 유도되고 있고, PPAR-α의 활성화 보조 인자인 PGC-1α의 유도는, 하류 영역에 있는 UCP-1의 유도를 초래한 한요인인 것으로 여겨지며, 갈색 지방 세포가 활성화되고 있는 것으로 여겨진다.
도 7는 실시예 2의 인간 임상시험에서의 체중의 추이를 나타낸 도면이다.
도 8은 각종 지방 조직유래 생리활성물질(아디포사이토카인)과 그 작용을 설명하는 도면이다(비특허문헌 2로부터 발췌). 지방 세포는 에너지의 저장원으로서 뿐만 아니라, 수많은 사이토카인(생리활성물질)을 발생·방출하는 세포인 것으로 알려져 있다. 지방 세포로부터 발생·방출되는. 사이토카인을 아디포사이토카인이라고 한다. 아디포사이토카인은, metabolic syndrome에도 깊이 관여하고 있다. TNF(tumor necrosis factor)-α는 IRS-1의 인산화를 초래하고, 인슐린 저항성을 초래한다. 아디포넥틴은, 비만, 당뇨병, 동맥 경화의 억제 작용이 알려져 있고 착한 호르몬으로 분석되고 있다. 비만이나 당뇨병에서는 그 값이 저하되어 있는 것으로 알려져 있다.
도 9는 아디포넥틴의 작용과 치료 응용의 가능성을 설명하는 도면이다. 잘 알려져 있는 바와 같이 TNF-α는, 지방 세포로부터 분비되고, 인슐린 저항성을 야기하는 사이토카인으로서 유명하다. 또한 착한 아디포사이토카인인 아디포넥틴을 억제하는 것도 알려져 있다. 본 실시예의, D-알룰로오스(D-프시코오스)의 투여에 의해, TNF-α가 저하되는 것은 인슐린 저항성을 개선하고, 혈당 컨트롤을 개선하는 것으로 추측된다.
도 10은 실시예 3의 실험의 수순(프로토콜)을 설명하는 도면이다. 마우스 5마리를 1군으로 하고 2군으로 나눈다. 양쪽 군 8주령 마우스에 고지방식(HFD)을 부하한다. HFD부하 후 4주후부터, 1군은 그대로 HFD를 계속한다. 다른 1군은 HFD에 더하여 D-알룰로오스(0.2mg/체중g/일)를 존데(sonde)에 의해 위에 투여한다. 10주째까지 체중, 섭식량, 음료수량, 혈당값을 모니터링한다.
도 11은 실시예 3의 마우스에서의 보통식(Normal food)과 고지방식(HFD) 부하 시의 체중(Body Weight)의 추이를 나타낸 도면이다.
도 12는 실시예 3의 고지방식(HFD) 부하한 마우스에 D-알룰로오스(D-allulose)를 투여했을 때의 체중(BW)의 추이를 나타낸 도면이다. 4주째 이후에 D-알룰로오스를 추가한 군에서는 체중은 유의하게 저하되었다.
도 13은 실시예 3의 공복 시 혈당값의 추이를 나타낸 도면이다. D-알룰로오스 추가 군에서는 공복 시 혈당값의 저하 경향을 인정했다.
도 14는 실시예 3의 10주 경과 후의 포도당 부하 시험의 혈당값의 추이를 나타낸 도면이다. 당 부하 시험에서는, 공복 시 혈당값, 부하 후 90분, 120분 혈당값은 유의하게 낮았다.
도 15는 실시예 3의 연구 기간 중의 섭식량(우측 도면), 음수량(좌측 도면)을 나타낸 도면이다. 섭식량, 음수량에는 양쪽 군에 우위한 변화는 없고, 명확한 차이는 없었다.
도 16은 실시예 3의 고지방식(HFD) 부하한 마우스에 D-알룰로오스(D-allulose)를 투여했을 때의 갈색 지방 조직(BAT)의 체중에 의해 표준화된 중량 및 면적을 나타낸 도면이다. D-알룰로오스를 추가한 군에서는 갈색 지방 조직(BAT)의 중량이 증가하고, 면적이 확대되었다.
도 17은 갈색 지방 조직의 분포와 기능(Distribution and function of brown adipose tissue)-열발생을 위한 연소 에너지(Burn energy for thermogenesis)에 대하여 설명하는 도면이다(비특허문헌 3으로부터 발췌).
도 18은 고지방식(HFD) 부하한 마우스에 D-알룰로오스를 투여한 마우스에 있어서는 베이지 지방 세포, 갈색 지방 세포의 UCP-1mRNA의 발현량을 나타낸 도면이다. 좌측도면은, 베이지 지방 세포에 있어서는 D-알룰로오스를 투여함으로써 유의하게 UCP-1의 발현이 증가하고 있다. 우측도면은, 고전적인 갈색 지방 조직에 있어서도UCP-1의 발현이 증가하고 있다.
도 19는 고지방식(HFD) 부하한 마우스에 D-알룰로오스를 투여한 마우스에 있어서는 베이지 지방 세포, 갈색 지방 세포의 UCP-1단백의 발현량을 나타낸 도면이다. 베이지 지방 세포에 있어서는 D-알룰로오스를 투여함으로써 유의하게 UCP-1 단백질의 발현이 증가하고 있다. 고전적인 갈색 지방 조직에 있어서도 UCP-1 단백질의 발현이 증가하고 있다.
도 20은 D-알룰로오스 투여에 의한 베이지 지방 세포의 유도 및 갈색 지방 세포의 활성화에 대하여, 열의 생산에 관여하는 유전자 UCP-1, Prdm16, 열생산에 관여하는 오거넬라의 미토콘드리아의 기능을 반영하는 유전자 Pgcl-α, Tfam, 지방의 분화에 관한 유전자 PPARγ의 발현량을 나타낸 도면이다.
도 21은 세포를 사용한 실험(성인의 쇄골 상와부의 BAT로부터 단일 클론에 유래하는 세포주를 수립하고, 베이지 지방 세포로의 분화 유도 연구의 모델을 사용함)에 대하여, BAT-프로토콜, WAT-프로토콜의 2개이 베이지 지방 세포를 유도하는 프로토콜에 대하여 설명하는 도면이다.
도 22는 세포를 사용한 실험에 있어서, BAT-프로토콜, WAT-프로토콜의 2개의 베이지 지방 세포를 유도하는 프로토콜에 D-알룰로오스를 추가하는 프로토콜에 대하여 설명하는 도면이다.
도 23은 D-알룰로오스를 분화 유도 프로토콜에 추가함으로써, 베이지 지방 세포로의 유도가 촉진되는 것을 지방 염색으로 나타낸 도면(전자현미경 사진의 화상)이다.
도 24는 분화 유도 프로토콜에 의해 유도된 베이지 지방 세포의 평가로서 다양한 마커(UCP-1, Prdm16, Pgc-1α, tfam, cox8b, PPARγ)의 발현을 검토하고, 그 결과를 나타낸 도면이다. WAT-프로토콜은, 갈변 마커 유전자(UCP-1, Pgc-1α, cox8b)의 유도에 의해 강한 영향을 미친다. WAT-프로토콜을 사용하면, D-알룰로오스는 Prdm16, Pgc-1α, 및 PPARγ의 발현을 강화한다. 양쪽의 분화 프로토콜에서, D-알룰로오스는 PPARγ의 발현을 증강하고, D-알룰로오스가 지방 생성을 촉진하는 것을 시사하고 있다.
도 25는 프로토콜에 의해 유도된 베이지 지방 세포의 평가로서, UCP-1과 PPARγ를 D-알룰로오스 존재, 비존재에서 발현을 검토하고, 그 결과를 나타낸 도면이다. D-알룰로오스의 존재에서 UCP-1과 PPARγ이 증가하고, 베이지 지방 세포의 유도가 촉진되어 있는 것이 나타났다. BAT-프로토콜과 비교하여, WAT-프로토콜은 UCP-1단백질 발현의 유도에 의해 강한 영향을 미친다. WAT-프로토콜을 사용하면, D-알룰로오스는 UCP-1 단백질의 발현을 약간 높인다.

[갈색 지방 세포]

본 발명에 있어서 갈색 지방 세포란, 태아기에 형성되는 고전적 갈색 지방 세포 및 백색 지방 조직 중에 분화 유도되는 갈색 지방 유사 세포(베이지 지방 세포 또는 브라이트 세포로 불리우는 경우도 있음)의 양쪽을 나타낸다. 즉, 본 발명에서는, 협의의 고전적 갈색 지방 세포뿐만 아니라, 백색 지방 조직 중에 유도된 갈색 유사의 지방 세포도 갈색 지방 세포로 부른다. 또한, 백색 지방 조직 중에 유도되는 갈색 유사의 지방 세포를 특히 베이지 지방 세포 또는 갈색 지방 유사 세포로 부르는 경우도 있다.

[백색 지방 세포]

백색 지방 세포는, 단방성의 대형 지방적을 가지며 세포질이 적다. 한편, 갈색 지방 세포는, 소형의 다방성 지방적을 가지고, 이 다방성 지방적의 주변에 다수의 미토콘드리아가 존재하고, 이 때문에 특유한 갈색을 띠고, 교감신경이나 혈관이 풍부한 형태학적·조직학적인 특징을 가진다. 따라서, 백색 지방 세포와 갈색 지방 세포는, 형태학적·조직학적으로 세포를 관찰함으로써 구별할 수 있다. 또한, 백색 지방은 에너지를 저장하지만 갈색 지방 세포는 에너지를 열로서 소비·산일하는 차이가 있다. 또한, 갈색 지방 세포는 백색 지방 세포보다 에너지의 대사가 높고, 에너지를 열로서 방출하므로 글루코오스의 흡수가 증가한다. 따라서, 갈색 지방 세포의 존재는, 예를 들면, 18F로 표지한 글루코오스의 집적을 PET(양전자방사단층촬영)에 의해 측정함으로써 평가할 수 있다. 또한, 갈색 지방 세포에서는, 탈공역단백질 1(UCP-1)로 불리우는 33kDa의 단백질이 세포 중의 미토콘드리아 내막에 특이적으로 발현되고 있으므로, UCP-1mRNA의 발현이나 UCP-1 단백질을 측정함으로써 갈색 지방 세포의 존재를 확인할 수 있다.

[베이지 지방 세포]

형태학적 특징으로서는, 베이지 지방 세포는 갈색 지방 세포와 유사하고, 세포 내에 다방성 지방적을 가지고, 특이적 단백질 UCP-1을 발현한 미토콘드리아가 풍부하다. 단방성 지방적을 가지며 세포질에 부족한 백색 지방 세포와는 대조적이다. 기능적 특징을 보면, 잉여 에너지를 중성지방으로서 저장하는 백색 지방 세포와는 달리, 갈색 지방 세포와 베이지 지방 세포는 UCP-1이 산화적 인산화를 탈공역시킴으로써, 열생산을 행한다. 이 점에서는, 베이지 지방 세포는 갈색 지방 세포와 유사하다고 할 수 있지만, 이하의 점에서는 오히려 백색 지방 세포에 가깝다. 먼저 존재 부위로서, 마우스에서는 갈색 지방 세포는 견갑 사이이나 신장 주위에 세포괴(細胞塊)를 형성하여 국재(局在)하는 데 대하여, 베이지 지방 세포는 서혜부 등의 백색 지방 조직 중에 유도적으로 또한 산재적으로 출현한다. 이 현상은, 백색 지방의 갈색화(browning of white fat)로 불리운다. 다음으로 발생 기원으로서, 갈색 지방 세포는 골격근과 공통되는 Мyogenic factor 5(Мyf5)을 발현하는 근 전구 세포에 유래하는 것에 대하여, 베이지 지방 세포는 백색 지방 세포와 마찬가지로 Мyf5 음성이며, plate-derived growth factor receptor α(PDGFRα)나 smooth muscle actin(SMA)을 발현하는 전구 지방 세포에 유래한다. 이와 같이, 베이지 지방 세포는 갈색 지방 세포나 백색 지방 세포와 유사한 특징과 상반하는 특징을 겸비하고 있으므로, 단지 백색 지방 세포가 성질을 변화시킨 것이 아니고, 제3의 지방 세포로 여겨진다.

갈색 지방 세포나 베이지 지방 세포는, 한랭 노출에 의해 열을 발생하는 특수한 지방 세포로서, 한랭 환경에서의 체온 유지에 기여하고 있다. 이들 지방 세포가 가지는 열생산·에너지 소비 활성은, 체온 조절능뿐만 아니라, 비만이나 대사성 질환의 예방에도 도움이 되는 것으로 기대되고 있다. 갈색 지방 세포와 베이지 지방 세포는, 탈공역 단백질(Uncoupling rotein : UCP-1)을 발현하고, 열생산능을 가지는 점은 공통되고 있지만, 세포의 기원이나 기능 제어 기구는 상이한 것을 알 수 있게 되었다. 특히, 인간 성인의 갈색 지방 조직(Brown adipose tissue: BAT)이 주로 베이지 지방 세포에 의해 구성되어 있는 사실은, BAT를 표적으로 한 비만 예방법을 탐색하는 점에서 중요한 것으로 여겨진다.

본 발명에 있어서, 갈색 지방 세포의 활성화란, 백색 지방 조직 중에 갈색 지방 유사 세포(베이지 지방 세포)가 분화 유도되는 것을 촉진하는 작용, 및/또는 베이지 지방 세포나 갈색 지방 세포에서의 에너지 소비를 촉진하는 작용을 일컫는다. 갈색 지방 세포의 활성화는, 특히, 베이지 지방 세포나 갈색 지방 세포에 있어서의 대사를 높이는 경우와, 에너지 소비를 촉진하는 경우와, 지방산을 열 에너지로 변환하는 경우도 있다. 지방산으로부터 열 에너지로의 변환은 UCP-1에 의해 행해지는 경우도 있다. 그리고, 전술한 바와 같이, 갈색 지방 세포의 활성화는, 갈색 지방·베이지 지방 세포의 활성화로 표현하는 경우도 있다.

갈색 지방 세포 활성화제란, 상술한 바와 같이 갈색 지방 세포의 활성화 작용을 가지는 물질을 지칭한다. 전술한 바와 같이, 갈색 지방 세포의 존재 및/또는 갈색 지방 세포의 에너지 대사량의 상승은, UCP-1 mRNA 발현이나 UCP-1 단백질을 측정하는 것, 조직학적으로 세포를 관찰하는 것, 18F 표지 글루코오스의 집적을 PET로 측정하는 것, 한랭 유도 열생산을 측정하는 것 등으로 평가할 수 있다. 또한, 백색 지방 조직 중에 갈색 지방 유사 세포(베이지 지방 세포)가 분화 유도되는 것을 특히 갈색 지방 세포의 재활성화로 부르는 경우도 있다.

본 발명의 갈색 지방 세포 활성화제는, 열생산에 의한 에너지의 대사를 촉진할 수 있다. 에너지의 대사에는, 기초대사에 의한 것, 운동에 의한 것, 일상 생활 활동에 의한 것, 그리고, 열생산에 의한 것이 있다. 하루의 에너지 소비량의 약 60%는 기초대사, 약 5%는 운동, 약 24%는 일상 생활 활동, 그리고, 약 10%가 열생산에 의한 것이다. 근육을 증가시키는 것에 의해 기초대사량을 높이고, 운동이나 일상 생활 활동을 활발하게 행함으로써 에너지 대사를 높이는 시도는 많이 이루어지고 있다. 한편, 열생산에 의한 에너지 소비는, 신체가 급격한 온도변화에 대응할 수 있도록 하기 위한 것이며, 예를 들면, 한랭 자극에 의해 상승한다. 또한, 식사 섭취에 의해 열생산을 증가시키는 것이나, 감염이나 염증 등에 대항하고자 발열하기 위해 열생산하는 것도 알려져 있다. 따라서, 본원에 있어서, 열생산에 의한 에너지 소비란, 기초대사나 근육운동 등에 의하지 않는, 한랭 자극이나 식사 섭취 등에 대응하는 열생산을 위하여 소비되는 대사성의 에너지 소비를 일컫는다. 본원의 갈색 지방 세포 활성화제는, 특히, 교감신경을 자극함으로써 베이지 지방 세포나 갈색 지방 세포에서의 열생산을 상승시켜 에너지의 대사를 촉진하기도 한다. 이와 같은 열생산은, 지방산을 열 에너지로 변환함으로써 일어나는 경우도 있고, 지방산으로부터 열 에너지로의 변환은 UCP-1에 의해 행해지는 경우도 있다.

본 발명의 갈색 지방 세포 활성화제, 에너지 소비제 등, 및 이들을 포함하는 조성물은 간장이나 근육내가 아니고, 갈색 지방 조직에서의 에너지 대사를 높이는 것도 있어, UCP-1의 발현을 항진시키는 것도 있다.

본 발명의 갈색 지방 세포 활성화제 또는 UCP-1 발현 항진제 등에서의 D-알룰로오스의 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 중량환산으로 1일당 바람직하게는 0.3∼50 g, 섭취되는 양으로 배합되고, 경우에 따라 0.3∼5 g, 0.5∼3 g, 1.5∼4.5 g, 0.5∼5 g, 0.5∼50 g, 또는 0.5∼20 g 등의 양으로 배합되는 경우도 있다. 또한, 본 발명의 효과를 높이기 위하여, 다른 갈색 지방 세포 활성화제, 체온저하 억제제, 에너지 소비 촉진제, UCP-1 발현 항진제, 대사 촉진제 등을 병용해도 된다.

D-알룰로오스의 섭취량은 특별히 한정되지 않지만, 체중 60kg의 인간에서는, 1일당, 중량환산으로0.3∼50 g, 섭취되는 양으로 배합되고, 경우에 따라 0.3∼5 g, 0.5∼3 g, 1.5∼4.5 g, 0.5∼5 g, 0.5∼50 g, 또는 0.5∼20g 등의 양을 섭취하는 것이 바람직한 경우도 있다.

본 발명의 갈색 지방 세포 활성화제의 제조 방법은, D-알룰로오스를 제조하는 공정을 포함해도 된다. 본 발명에서 사용하는 D-알룰로오스의 형태는 상기와 동일하게 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 한, 임의이다. 희소당, D-알룰로오스를 얻는 방법은, 현재에는, 프룩토오스를 효소(에피머라아제) 처리하여 얻어지는 제조법이 일반적이다. 또한, 희소당 시럽, 이성화당을 원료로 하여 염기성 이온교환 수지, 알칼리, 및 칼슘염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상이 존재하는 계에서 처리하는 방법(특허문헌 1)에 의해 얻어진다. 주로 D-알룰로오스 및 D-알로오스가 포함되도록 제조되지만, D-알룰로오스 0.5∼17 질량%, D-알로오스 0.2∼10 질량% 및 미확인의 다른 희소당도 포함된다. 이와 같이 하여 제조된 희소당 시럽(상품명: 레어슈가스위트)은, 포도당이나 과당을 주성분으로 하고 D-프시코오스 5.4g/100g, 소르보오스 5.3g/100g, 타가토오스 2.0g/100g, 알로오스 1.4g/100g, 만노오스 4.3이 포함되어 있다(비특허문헌 1). 현재, D-프시코오스 등의 희소당은, 효소법, 알칼리법 등을 이용하여 제조할 수 있지만, 자포니카 이테아의 잎 등의 식물체 내에도 함유되어 있는 것이 판명되어 있다.

또한, 본 발명은, 상기한 갈색 지방 세포 활성화제(갈색 지방·베이지 지방 세포 활성화제), 체온저하 억제제, 에너지 소비 촉진제, 또는 UCP-1 발현 항진제를 포함하는 조성물도 제공한다. 본 발명의 조성물은, 분말형, 액상(液狀), 고형상, 과립형, 정제형(錠劑形), 페이스트상, 겔상, 유액상, 크림상, 시트형, 스프레이상, 거품형 등의 다양한 형태일 수 있다.

본 발명의 식품조성물은, 분말, 음료, 또는 정제라도 된다. 또한, 본 발명의 식품조성물은, 건조분말, 차나 소프트드링크 등의 음료, 서플리먼트(supplement) 등의 정제 및 캡슐제, 레토르트 식품 등의 가공식품, 디저트 등의 기호품, 조미료, 유제품, 유지가공품 등이라도 되고, 분말형, 액상, 고형상, 과립형, 입상, 페이스트상, 겔상 등의 다양한 형태일 수 있다. 또한, 본 발명의 식품조성물은, 인간용의 식품 등뿐만 아니라, 가축 등 다른 동물용의 먹이도 포함한다.

본 발명의 조성물에서의 갈색 지방 세포 활성화제(갈색 지방·베이지 지방 세포 활성화제)의 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 투여량은, 경구 투여의 경우, 성인에 대하여 D-알룰로오스(D-프시코오스)로서, 1일량 0.3∼50 g을 내복하는 것이 바람직하지만, 연령, 증상에 따라 적절하게 증감할 수도 있다. 상기 1일량의 본 발명의 갈색 지방 세포 활성화제, 에너지 소비 촉진제, 또는 UCP-1 발현 항진제는, 1일에 1회, 또는 적절한 간격을 두고 1일 2 또는 3 회로 나누고, 혹은 식전, 식후 혹은 식사와 함께 투여하는 것이 바람직하다. 본 발명의 D-알룰로오스(D-프시코오스)를 배합한 조성물에 있어서, D-알룰로오스(D-프시코오스)는, 조성물 중에 0.1∼50 중량% 포함되도록 배합되어 있다. 바람직하게는 0.5∼30 중량%, 보다 바람직하게는 1∼10 중량%이다. 조성물 중에 있어서, D-알룰로오스(D-프시코오스)가 0.1중량% 미만이면, 갈색 지방 세포 활성화 작용이 충분하지 않다. 또한, 조성물 중에 있어서, D-알룰로오스(D-프시코오스)가 50중량%를 초과하면, 경제적인 의미에서 바람직하지 않다.

또한, 본 발명의 조성물은, 갈색 지방 세포 활성화 작용, 체온저하 억제 작용이나 에너지 소비 촉진 작용 등을 더 한층 높이기 위하여, 갈색 지방 세포 활성화 작용, 체온저하 억제 작용이나 에너지 소비 촉진 작용 등이 있는 다른 물질을 첨가해도 된다.

또한, 본 발명의 조성물은, 필요에 따라 첨가제를 임의로 선택하고 병용할 수 있다. 첨가제로서는 부형제(賦形劑) 등을 포함시킬 수 있다.

부형제로서는, 원하는 형태로 만들었을 때 통상 사용할 수 있는 것이면 무엇이라도 되고, 예를 들면, 밀 전분, 쌀 전분, 옥수수 전분, 감자 전분, 덱스트린, 시클로덱스트린 등의 전분류, 결정 셀룰로오스류, 유당, 포도당, 설탕, 환원 맥아당, 물엿, 프룩토올리고당, 유화 올리고당 등의 당류, 소르비톨, 에리트리톨, 크실리톨, 락티톨, 만니돌 등의 당알코올류가 있다. 이들 부형제, 단독으로, 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 조성물은, 필요에 따라, 그 외의 성분, 예를 들면, 착색제, 보존제, 증점제, 결합제, 붕괴제, 분산제, 안정화제, 겔화제, 산화방지제, 계면활성제, 보존제, pH조정제, 유분(油分), 분말, 색재, 물, 알코올류, 증점제, 킬레이트제, 실리콘류, 산화방지제, 자외선 흡수제, 보습제, 향료, 각종 약효성분, 방부제, pH조정제, 중화제 등, 공지의 것을 적절하게 선택하여 사용할 수 있다.

본 발명의 갈색 지방 세포 활성화제(갈색 지방·베이지 지방 세포 활성화제)는, 백색 지방 조직 중에 갈색 지방 유사 세포(베이지 지방 세포)를 분화 유도하는 것, 및/또는 베이지 지방 세포나 갈색 지방 세포를 활성화하고, 특히 열생산에 의한 전신의 에너지 소비를 촉진하는 바와 가튼 어프로치에 의해 대사를 촉진함으로써, 비만을 예방 및/또는 억제할 수 있다. 따라서, 비만에 기인하는 질환의 치료 및/또는 예방에도 유효하다. 또한, 갈색 지방 세포를 활성화시켜, 한랭 유도 열생산을 증가시킴으로써 신체가 차가워지는 것을 방지하거나, 식사 유도 열생산을 증가시키는 것에 의해, 식사에 의한 에너지 대사를 항진시킬 수도 있다. 또한, 본 발명의 유효 성분인 D-알룰로오스(D-프시코오스)의 안전성에 대하여, 우리가 접하는 다양한 식품(콜라나 카스텔라, 메이프 시럽 등)에 포함되어 있으며, 우리 몸이 처음으로 섭취하는 물질이 아니고, 이와 같은 이유로 인해, 희소당 D-알룰로오스(D-프시코오스)를 섭취하는 것에 큰 리스크는 없는 것으로 여겨진다.

실시예

다음으로 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그리고, 본 발명은 이것에 의해 한정되는 것은 아니다.

[갈색 지방 세포의 확인 방법]

갈색 지방 세포의 존재는, 공지의 방법으로 확인할 수 있다. 예를 들면, 세포 중의 지방적을 검출할 수 있는 형광색소에서의 염색, 갈색 지방 세포에 있어서 발현되는 유전자산물(mRNA 또는 단백질)의 검출이 있다. 세포 중의 지방적을 검출할 수 있는 형광색소로서는, Oil Red O, BODIPY 등을 예로 들 수 있다. 갈색 지방 세포에 있어서 발현되는 유전자산로서는, UCP-1, CIDEA, PGC-1α, PPAR-α 등을 예로 들 수 있다. 이 중에서도, UCP-1은, 갈색 지방 세포에 특이적으로 발현되는 유전자이며, 산화적 인산화를 탈공역시키는 미토콘드리아 내막 단백질을 코딩하고, 갈색 지방 세포의 기능의 근간을 담당하는 것으로 여겨지므로, 갈색 지방 세포의 지표로서 특히 바람직한 것의 하나이다.

본 발명의 실시예에서는, 갈색 지방 세포의 활성화를 UCP-1, PPAR-α, PGC-1α의 발현량의 평가에 의해 행하였다.

본 발명의 실시예에서 사용하는 용어를 간단하게 설명한다. 도 8의 다양한 지방 조직유래 생리활성물질(아디포사이토카인)과 그 작용(비특허문헌 2로부터 발췌) 및 도 9의 아디포넥틴의 작용과 치료 응용을 참조.

[BAT]

갈색 지방 조직(Brown adipose tissue, BAT) 또는 갈색 지방 세포는 포유류에서 발견된 2개의 타입의 지방 또는 지방 조직의 하나이다. 다른 하나의 타입은 백색 지방 조직이다. 갈색 지방 조직은, 신생아나 동면 동물에서는 특히 풍부하다. 그 주된 기능은, 동물이나 신생아가 몸을 떨지 않고 몸의 열을 생성하는 점에 있다. 단일 지방적이 포함되어 있는 백색 지방 세포와는 대조적으로, 갈색 지방 세포는, 철을 포함하고 있고, 그것이 갈색을 나타내며, 다수의 작은 액적과 훨씬 많은 수의 미토콘드리아가 포함되어 있다. 갈색 지방 조직은 대부분의 조직보다 많은 산소를 필요로 하기 때문에, 갈색 지방 조직은 또한, 백색 지방 조직보다 많은 모세혈관이 모여 있다.

노르아드레날린이 갈색 지방 세포 상의 β3 수용체에 결합하면, UCP-1(탈공역 단백질)이 생성되고, 미토콘드리아에서 탈공역이 일어나 열이 발생된다. 동물의 동면 시에 잘 관찰되는 운동에 따르지 않는 열생산의 수단이다.

갈색 지방 세포는, 갓난아기에 가장 많이 있다. 그 이유는, 체온을 유지하기 위한 것이며. 생명을 지키기 위해서이다. 성인은, 혹독한 추위에 두면, 부들부들 떱니다. 이렇게 하여 근육을 움직여서 열을 만들고 있지만, 갓난아기는 근육이 적고, 스스로 체온을 조절할 수 없다. 갓난아기는 생명유지를 위해 갈색 지방 세포가 많이 있지만, 그 후 필요 없어져, 점차로 저감한다. 가령과 함께 증가가는 BMI. 그와는 반대로 갈색 지방 세포는 감소하여 비만이 야기된다. “지방을 연소하는 지방"이라고도 할 수 있는 갈색 지방 세포가 없어지면, 살찌기 쉽다. 갈색 지방 조직의 수나 활동을 높이는 것이 2형 당뇨병이나 비만증의 새로운 치료법에 이어질 것으로 기대되고 있다.

[UCP-1]

탈공역 단백질은, UnCoupling Protein의 이니셜을 따서 UCP로 약칭하는 경우가 많다. 탈공역 단백질(UCP)은, 산화적 인산화의 에너지를 생성하기 전에, 막간의 프로톤 구배(勾配)를 낭비할 수 있는 미토콘드리아의 내막의 단백질이다. 포유 동물에서는 UCP-1∼UCP-5의 5개의 타입이 알려져 있다. ATP를 생산하는 대신, 에너지가 열을 생성하기 위해 사용되므로, 탈공역 단백질은 동면 시의 운동을 수반하지 않는 열생산과 같은 정상 생리기능을 하고 있다. UCP-1은 갈색 지방 세포에만 존재하고, UCP-2는 백색 지방 세포, 면역계 세포, 신경 세포 등에 인정되며, UCP-3는 주로 골격근, 심장 등의 근 조직에 있어서 많이 존재한다. 당뇨병 환자의 골격근에 있어서 UCP-3 단백질의 합성이 현저하게 저하되고 있으므로, 열생산 혹은 지방대사에 관련되어 있는 것으로 여겨지고 있다. 노르아드레날린이 갈색 지방 세포 상의 β3 수용체에 결합하면, UCP-1이 생성되고, 미토콘드리아로 탈공역이 일어나 열이 생산된다. 일본인을 포함한 황색인종에서는 β3 수용체의 유전자에 유전 변이가 일어나고 있는 경우가 많고, 열을 생산하는 것이 적은 반면, 칼로리를 절약하여 소비하기 어려우므로, 이 변이한 유전자를 절약 유전자로 칭하는 경우가 있다.

미토콘드리아 탈공역 단백질(UCP)은 미토콘드리아 내막에서의 산화적 인산화 반응을 탈공역시키고, 에너지를 열로서 산일하는 기능을 가지고 있다. 가장 대표적인 갈색 지방 조직의 UCP(UCP-1)에 대해서는, (1) 비만 동물에서는 UCP-1의 기능이 저하되고 있고, (2) 다식해도 비만하지 않는 동물은 UCP-1이 증가하고 있다. 인위적으로 UCP-1의 발현을 저하시킨 마우스는 비만이며, 고발현 마우스는 여위는 등의 사실이 알려져 있다. 따라서, UCP-1을 활성화하면, 항비만 효과를 기대할 수 있으므로, 이를 위한 약품이나 식품이 탐색되고 있지만, 그 대표예가 지방 세포특이적인 아드레날린 수용체의 아고니스트이다. 사실, β 아고니스토는 백색 지방 세포에서의 지방 분해를 촉진시킴과 동시에 UCP-1을 활성화하여 유리한 지방산을 열로 바꾸며, 최종적으로 체지방을 감소시킨다. 마우스 등과 달리 성인에서는, 갈색 지방 조직은 극히 소량밖에 존재하지 않는다. 그러나, β 아고니스토의 투여를 계속하면, 통상의 지방 세포가 갈색화하여 UCP-1이 증가한다. 또한 UCP-1과 상동한 단백질 UCP-2, UCP-3가 인간의 골격근이나 백색 지방 조직 등에 널리 존재하고 있으므로, 이들을 포함하여 UCP는 항비만의 타겟 분자의 하나로 여겨지고 있다.

[PGC-1α]

운동에 의한 당대사 촉진에 대한 PGC-1α의 관여: 운동을 어느 정도 계속한 골격근에서는, 미토콘드리아로 불리우는 세포 내의 소기관의 수가 증가하여 지방의 연소가 왕성하고, 혈액 중의 포도당(혈당)을 골격근에 받아들이게 하는 당수송체 GLUT4이 증가함으로써 당의 대사가 활발하게 된다. PGC-1α와 같은 유전자의 전사를 제어하는 물질은, 미토콘드리아의 합성을 촉진하는 활동을 가지고, 골격근 배양 세포에서의 실험에서는 GLUT4를 증가시킨다. PGC-1α는 골격근에도 존재하고, 운동을 행하면 그 양이 증가하므로, 운동에 의해 PGC-1α의 양이 증가하는 것이 골격근의 성질의 변화와 결부되는 것으로 여겨진다. PGC-1α는 PPAR-α, PPAR-γ, 및 다른 전사조절 인자의 활성화 보조 인자이다. 근육을 비롯해 간장이나 갈색 지방 조직에서 발현하고 있어, 간장에서는 절식 시에 발현 증가하여 당 신생을 촉진하고, 갈색 지방 조직에서는 열발생 적응에 관한 전사 프로그램을 조절하고 있다. 백색 지방 세포에 PGC-1α를 도입하면 미토콘드리아 생합성의 증강이나 UCP-1의 발현 증가 등의 갈색 지방 세포 유사 변화가 생긴다. 완전 길이의 PGC-1α는 113kDa이며, 한랭 노출에 의해 갈색 지방 세포 조직에, 절식에 의해 간장과 신장에, 운동에 의해 골격근에 유발된다.

[PPAR-α]

PPAR-α는 핵내 리셉터 슈퍼 패밀리의 멤버이다. 현재까지 α, γ, δ(β)의 3개의 서브타입이 보고되고 있다. 최초에 발견된 α서브타입(PPAR-α)이 퍼옥시솜 증식제인 피브레이트계 약제에 의해 활성화되었으므로 그 이름이 명명되었다. 탄화 수소, 지질, 단백질 등의 세포내 대사와 세포의 분화에 밀접하게 관여하고 있는 전사인자군인 것으로 여겨지고 있다. 어느 서브타입도 레티노이드 X 수용체(RXR)와 헤테로 2량체를 형성하여 PPAR 응답 서열(PPRE)에 결합한다.

PPAR-α는 간장이나 갈색 지방 조직, 심장, 신장에서 강하게 발현되고 있고, 유리 지방산 등을 생리적인 리간드로 하여 활성화되고, 혈중 트리글리세리드 농도의 저하등 을 유도한다. 외인성 리간드로서는 베자피브레이트, 클로피브레이트 등의 소위 피브레이트계의 약물이 있다. 표적유전자의 대부분은 지질대사 관련의 유전자이며, 고트리글리세리드 혈증 개선약이 주요한 표적이 되고 있다.

[Prdm16]

Prdm16은, 갈색 지방 세포 및 베이지 지방 세포로의 분화 유도 스위치로서 중요한 역할을 가지는 전사인자이다. Prdm16은 C/EBPβ와 복합체를 형성하고, 메틸기 전위 활성을 가지는 것에 의해, Myf5 양성세포로부터 갈색 지방 세포로의 분화를 유도한다. Prdm16 전사복합체의 메틸기 전위 활성을 담당하는 유일한 히스톤 메틸화 효소로서, 리신메틸트랜스퍼라아제 EHMT1을 동정하였다. Prdm16·EHMT 복합체는, 마우스의 BAT에 있어서 골격근 관련 유전자발현을 억제하고, 전구 갈색 지방 세포로부터 갈색 지방 세포로 분화되기 위한 유전자 프로그램을 기동하는 역할을 하고 있다. 또한, Prdm16은 resitin 등의 백색 지방 관련 유전자의 발현을 억제하고, 베이지 지방 관련 유전자 프로그램을 유도하는 작용도 가지고 있고, 전구 지방 세포로부터 베이지 지방 세포의 분화 스위치로서도 매우 중요한 역할을 담당하고 있다.

[Tfam]

미토콘드리아 전사인자 A(Mitochondrial tran-scription factor A: TFAM)는 미토콘드리아 DNA의 전사인자로서 Clayton 등에 의해 정제, 클로닝되었다. TFAM은, hight mobility group(HMG) 패밀리 단백질에 속하는 단백질이며, HMG 패밀리 단백질의 대부분이 그런 것 같이, DNA 서열에 비특이적으로 DNA에 결합할 수 있다. TFAM의 변화량과 미토콘드리아 DNA의 양에는 상관성이 있고, 미토콘드리아 DNA의 복제는 전사에 의존하고 있으므로, TFAM의 발현량은 미토콘드리아의 기능 평가로서 대용되고 있다. 미토콘드리아는 산화적 인산화를 통하여 대부분의 ATP 발생을 담당하고, 생체에서의 에너지 대사의 중심이다.

[아디포사이토카인]

지방 세포로부터 분비되는 생리활성물질의 총칭이다.

[렙틴]

지방 세포로부터 분비되는 호르몬. 식욕을 억제하고, 에너지 대사를 활성화시키는 기능을 가진다.

[HbA1c]

적혈구에 존재하는 헤모글로빈(Hb)에, 포도당이 결합한 것이다. 적혈구의 수명은 약 4개월이며, 그 동안에 적혈구가 체내를 순환하여, 헤모글로빈에 포도당이 결합한다. 혈액 중의 포도당이 많을수록 HbA1c의 값(헤모글로빈A1C)은 높아지고, HbA1c값은 과거 1∼2 개월의 혈당 컨트롤의 상태를 반영한다.

[GA]

글리코알부민은 혈당의 상태를 반영하는 당화 단백질이다. 과거 1∼2 주일의 혈당 컨트롤의 지표로서 사용되고 있다.

[아디포넥틴]

지방 세포로부터 분비되는 분비 단백질이다. 혈중 농도는 일반적인 호르몬에 비교하여 현저하게 많으며, μg/ml오더에 달한다. 작용으로서는, 인슐린 수용체를 통하지 않는 당 흡수 촉진 작용, 지방산의 연소, 세포 내의 지방산을 감소시켜 인슐린 수용체의 감수성을 높이는 작용, 간장의 AMP키나제를 활성화시키는 것에 의한 인슐린 감수성의 항진, 동맥 경화 억제, 항염증, 심근비대 억제 등, 다양하다. 선한 아디포사이토카인이다.

[TNF-α]

지방 조직은 염증성 사이토카인을 분비하고 있고, TNF-α에 의해 세포 내로의글루코오스의 흡수 저해나 인슐린에 대한 감수성 저하가 일어난다. 또한, TNF-α는 지방 세포나 간 세포에서의 지방산의 발생을 촉진하고, 주로 TNFR1을 통하여 항글리세린 혈증을 야기하는 것이 보고되어 있다. 지방 세포로부터 분비되는 아디포사이토카인(생리활성물질)의 하나로서, 근육, 지방 조직이나 간장에서의 당의 활동을 억제하는 작용이 있다. 비만 시에는 증가하고, 당뇨병이나 동맥 경화 등의 리스크를 높인다. 지방 세포로부터 분비되고, 인슐린 저항성을 야기하는 사이토카인으로서 유명하다.

[MCP-1]

염증층(혈관내피세포, 지방세포)으로부터 분비되고, 단구의 유주(游走), 마크로파지 바이러스로의 분화, 산화 LDL 수용체의 발현을 유도하고, 동맥 경화를 형성하는 중요한 인자이다. D-프시코오스를 3개월간 투여함으로써, MCP-1 농도가 유의하게 저하하고 있어, D-프시코오스에 항동맥 경화 작용이 있는 것이 시사된다.

[산화LDL수용체] LDL(저비중 리포단백질) 수용체 패밀리는 LDL를 비롯한 각종 리간드의 세포내 흡수, 혹은 시그널 전달을 담당하는 다기능 단백질이다. 프리라디칼 등의 산화 물질에 의해 LDL이 산화를 받아 산화 LDL로 되면, 통상의 LDL 수용체로 인식되지 않고, 마크로파지 바이러스의 스캐빈저(scavenger) 수용체로 인식되어, 한없이 받아들이는 것에 의해 마크로파지 바이러스의 포말화를 초래하는 것이 밝혀졌다.

(실시예 1)

희소당의 일종인 D-알룰로오스(D-allulose) 투여에 의한 갈색 지방 세포(갈색 지방 조직 Brown adipose tissue의 약칭 BAT)에 대한 영향을 검토했다. 실험은 6주령의 마우스를 사용하여, 3군, 각 5마리로 나누고, 하기와 같이 처리를 8주일 행하였다.

1.프로토콜:

(1) 보통식 및 물의 음수를 행하는 군(Normal Food)

(2) 고지방식 및 물의 음수를 행하는 군(HFD)

(3) 고지방식 및 D-알룰로오스(D-allulose)를 2% 함유한 물을 음수하는 군(HFD＋2% D-allulose)

2. 평가 항목:

(1) 체중(Body Weight)의 추이,

혈당값(Blood Glucose)의 추이

(2) 견갑골 하의 갈색 지방 세포 또는 의 사이즈 및 중량

(3) 갈색 지방 세포의 형태적인 변화를 병리적으로 평가

(4) 갈색 지방 세포의 활성화를 UCP-1, PPAR-α, PGC-1α의 발현량의 평가

3. 결과:

1) 체중의 추이, 혈당값의 추이의 결과를 도 1에 나타낸다.

고지방식을 부하한 군에서는 체중이 증가했다. 고지방식 및 D-알룰로오스군(HFD＋2% D-allulose)에서는, 고지방식군과 비교하여 체중의 감소가 인정되었다. 또한 혈당값의 추이도, 고지방식군에서는, 혈당값이 최고값을 나타내었으나, 고지방식 및 D-알룰로오스군에서는, 혈당값의 저하를 인정했다.

2) 견갑골 하의 갈색 지방 세포의 사이즈 및 중량, 및 체중의 결과를 도 2에 나타낸다.

고지방식을 부하한 군에서는 갈색 지방 세포가 감소했다. 고지방식 및 D-알룰로오스군에서는, 고지방식군과 비교하여 갈색 지방 세포의 증가가 인정되었다.

3) 갈색 지방 세포의 형태적인 변화를 병리적으로 평가의 결과를 도 3에 나타낸다.

조직염색에서도, 고지방식군에서는 지방화를 인정했지만, 고지방식 및 D-알룰로오스군(HFD＋2% D-allulose)에서는 정상과 변하지 않은 상태로 개선되어 있었다.

4) 갈색 지방 세포의 활성화를 UCP-1, PPAR-α, PGC-1α의 발현량의 평가의 결과를 각각 도 4, 도 5, 도 6에 나타낸다.

고지방식 및 D-알룰로오스군(HFD＋2% D-allulose)에서는, 고지방식군과 비교하여 갈색 지방 세포의 마커 유전자발현 증강이 인정되었다.

정리:

도 1에 나타낸 바와 같이, D-알룰로오스의 마우스 체중에 미치는 영향에 대하여, 고지방식(HFD)은 8주일의 관찰로 체중을 증가시켰다. HFD군에 2% D-알룰로오스 함유 물을 음수시키면, 체중의 감소가 인정되었다. 또한 8주일에 있어서 혈당값을 경시적으로 측정했다. HFD군에 있어서는, 혈당값이 통상 군와 비교하여 최고값을 나타내었다. HFD＋D-알룰로오스군은 HFD와 비교하여 혈당값은, HFD군과 비교하여 저하했다.

6주령의 마우스를 사용하는 본 실시예의 실험에서의 견갑골 하의 갈색 지방 세포의 사이즈 및 중량, 및 체중을 나타낸 도 2, 또한 3군에서의 갈색 지방 조직의 병리적으로 검토한 결과를 나타낸 도 3이 나타낸 바와 같이, 통상식군와 비교하여HFD군에서는, BAT에 지방 침착을 인정하고, 백색 지방화하고 있었다. 한편, HFD군＋2% D-알룰로오스군에서는, 통상식군와 비교하여 형태적으로 갈색 지방 조직은 손색이 없고, 백색 지방화한 갈색 지방 조직이 통상의 갈색 지방 조직으로 회복한 것이 밝혀졌다.

갈색 지방 세포의 활성화를 UCP-1의 발현량으로 나타낸 도 4가 나타낸 바와 같이, HFD군에서 UCP-1이 증가하고 있었다. 다량의 지방섭취에 따라 생체의 방어 반응으로서 UCP-1을 유도하고, 칼로리 소비하고 있는 것으로 예상되었다. D-알룰로오스의 투여는, 더욱 UCP-1을 유도하고 있었다. 병리조직과 함께 생각하면, HFD군에서의 UCP-1의 유도는, 병적인 상황에 대한 대응이며, HFD군＋2% D-알룰로오스군에서는, 정상인 형태인 것에 의해, 갈색 지방 조직이 분화 증식한 결과의 UCP-1의 활성화인 것으로 추정하고 있다.

갈색 지방 세포의 활성화를 PPAR-α의 발현량을 나타낸 도 5가 나타낸 바와 같이, PPAR-α는 갈색 지방 세포의 활성화의 지표인 바, HFD군에서 통상 군와 비교하여 PPAR-α가 유도되고 있지만, 이는 과잉한 지질의 섭취에 의한 생체의 반응인 것으로 여겨진다. HFD군＋2% D-알룰로오스군에서는, D-알룰로오스의 섭취에 의해, 보다강하게 PPAR-α가 유도되고 있고, 갈색 지방 세포가 활성화되고 있는 것으로 여겨진다.

갈색 지방 세포의 활성화를 PGC-1α의 발현량으로 나타낸 도 6이 나타낸 바와 같이, HFD군에서 통상 군에 비교하여, PGC-1α가 유도되고 있었지만, 이는 과잉한 지질의 섭취에 의한 생체의 반응인 것으로 여겨진다. HFD＋2% D-알룰로오스군에서는, D-알룰로오스의 섭취에 의해, 보다 강하게 PGC-1α가 유도되고 있고, PPAR-α의 활성화 보조 인자인 PGC-1α의 유도는, 하류 영역에 있는 UCP-1의 유도를 초래한 하나의 요인으로 여겨지며, 갈색 지방 세포가 활성화되고 있는 것으로 여겨진다.

D-알룰로오스의 투여에 의해 갈색 지방 세포의 활성화가 자극되어, 열생산항진, 지방연소, 대사항진을 증강함으로써, 체중 감소에 기여한 것으로 여겨진다. 앞으로의 전망으로서, D-알룰로오스를 섭취함으로써, 『여위기 쉬운』 체질을 획득할 수 있는 가능성을 나타내고 있다.

(실시예 2)

2형 당뇨병 환자에 대한 희소당 D-프시코오스(D-알룰로오스)의 효과에 대하여 검토했다.

[방법]

<선택 기준>

하기 어느 하나의 치료로 충분한 효과가 얻어지지 않는 2형 당뇨병 환자

(HbA1c: 6.5% 이상)(경계형 당뇨병)

1) 식사 요법·운동 요법만

2) 식사 요법·운동 요법에 더하여 약물 요법

<제외 기준>

1) D-알룰로오스(D-프시코오스) 투여 금기에 해당하는 환자

2) 다른 임상 치료의 효력에 참가중인 환자

3) 임산부, 산부, 수유부 또는 임신 가능성이 있는 여성

4) HbA1c가 8% 이상인 혈당 컨트롤 불량인 환자

5) 중증의 신장 기능 장애(혈청 크레아티닌값 1.5mg/dl 이상)를 인정하는 환자

6) 그 외 위독한 합병증을 가지는 환자

<실험 실시 방법>

D-알룰로오스(D-프시코오스) 산제: 스틱 형상 1개 5g/포(包)(레어스위트사 제조)

1회 5g을 1일 3회 경구 투여했다.

3개월간 관찰이 가능했던 2형 당뇨병 환자 12명(남자 4예, 여자 8예)을 대상에, 투여 전과 투여 후 12주 후의 일반소견, 혈액검사를 비교했다(윌콕슨 부호 순위 검정).

실시에 있어서 헬싱키선언, 임상연구에 관한 윤리지침에 준거하고 있는 카가와 대학 의학부 윤리위원회 승인

<고찰>

금번의 시험에 있어서 D-알룰로오스(D-프시코오스)를 3개월간 투여함으로써, 3개월 후에는 유의하게 체중의 감소를 인정하고 있다.

다양한 지방 조직 유래 생리활성물질, (아디포사이토카인)과 그 작용에 대하여, 렙틴, 아디포넥틴은, D-프시코오스 투여 중 3개월간은 특별히 유의한 변화를 인정하지 않았다.

잘 알려져 있는 바와 같이 TNF-α는, 지방 세포로부터 분비되고, 인슐린 저항성을 야기하는 사이토카인으로서 유명하다. 또한 선한 아디포사이토카인인 아디포넥틴을 억제하는 것도 알려져 있다. 본 실시예의 D-프시코오스의 투여에 의해, TNF-α가 저하되는 것은 인슐린 저항성을 개선하고, 혈당 컨트롤을 개선하는 것으로 추측된다.

또한 MCP-1은 염증층(혈관내피세포, 지방 세포)으로부터 분비되어져, 단구의 游전주, 마크로파지 바이러스로의분화, 산화LDL수용체의 발현을 유도하고, 동맥 경화를 형성하는 중요한 사이토카인이다.

D-알룰로오스(D-프시코오스)스를 3개월간 투여함으로써, MCP-1농도가 유의하게 저하되고 있어, D-알룰로오스(D-프시코오스)에 抗동맥 경화 작용이 있는 것이 시사된다.

<정리>

(1) 2형 당뇨병환자 12명(남자 4예, 여자 8예)을 대상에, D-알룰로오스(D-프시코오스)를 1회 5g을 1일 3회 경구 투여하고, 투여 전후 12주의 일반소견, 혈액검사를 비교했다.

(2) HbA1c, GA, 렙틴, 아디포넥틴에 유의차는 인정되지 않았다.

(3) TNF-α, MCP-1은 투여 전후에서 유의하게 저하되어 있었다. 특히 TNF-α는 투여 후 2개월에서 유의하게 저하되어 있었다.

(4) 체중은 투여 후 3개월에 평균 1kg 저하되어 있었다.

(5) D-알룰로오스(D-프시코오스)는 2형 당뇨병 환자 투여에서 유용한 가능성이 있다.

(실시예 3)

실시예 1과 동일하게, D-알룰로오스(D-allulose) 투여에 의한 갈색 지방 세포(갈색 지방 조직 Brown adipose tissue의 약칭 BAT)에 대한 영향에 대하여, 베이지 지방 세포의 분화 유도에 의한 체중 감소, 체지방 감소에 대한 효과에 대하여 검토했다.

(목적) 마우스에 있어서 D-allulos를 투여하는 것이 갈색 지방 조직에 미치는 영향을 확인한다. 또한 베이지 지방 세포의 분화에 대하여, UCP-1 등의 발현의 변화 등을 마커로 하여 검토를 행한다.

1. 프로토콜:

마우스 5마리를 1군으로 하고 2군으로 나눈다. 양쪽 군 8주령 마우스에 고지방식(HFD)을 부하한다. HFD 부하 후 4주 후부터, 1군은 그대로 HFD를 계속한다. 다른 1군은 Hfd에 더하여 D-allulos(0.2mg/체중g/일)을 존데로부터 위에 투여한다. 10주째까지 체중, 섭식량, 음료수량, 혈당값을 모니터링한다.

2. 결과

1) 고지방식(HFD) 부하 시의 체중 증가에 대하여, 결과를 도 10에 나타낸다.

마우스 각 5마리에서의 보통식과 고지방식(HFD) 시의 체중증가에 대하여 관찰하였다. 고지방식(HFD) 부하 시에는, 보통식과 비교하여 명확한 체중증가가 인정된다.

2) 도 11에 고지방식(HFD) 부하한 마우스에 D-알룰로오스를 투여했을 때의 체중의 변화를 나타내고 있다.

D-알룰로오스 투여 전의 고지방식(HFD) 부하 4주일에서는 양쪽 군에 체중증가에 차가 인정되지 않는다.

D-알룰로오스 투여 개시 후 2주일째(고지방식 개시 후 6주째)로부터 양쪽군의 체중에 유의한 차를 인정했다.

D-알룰로오스 투여군에 있어서는, 투여 개시 2주일째로부터 유의하게 체중의 증가가 감소했다.

3) 공복 시 혈당값의 추이에 대하여, 결과를 도 12에 나타낸다.

고지방식(HFD) 부하한 마우스에 D-allulos를 투여했을 때의 체중의 변화를 나타내고 있다. D-allulos 투여 개시 후 3주일째(고지방식 개시 후 6주째)로부터 공복 시의 혈당값의 저하를 인정했다.

4) 10주 경과 후의 포도당 부하시험의 혈당값의 추이에 대하여, 결과를 도 13에 나타낸다.

복강 내에 포도당을 투여하고, 0, 15, 30, 60, 90, 120 분 후의 혈당값을 측정했다. D-알룰로오스 투여군에서는, 90, 120 분 후의 혈당값이 대상군과 비교하여 유의하게 저하되어 있었다.

5) 도 14에 나타낸 바와 같이, 연구 기간 중의 섭식량(우측 도면), 음료수량(좌측 도면)에는 양쪽 군에 유의한 변화는 없었다.

6) 고지방식(HFD) 부하한 마우스에 D-allulos를 투여했을 때의 갈색 지방 세포(BAT)의 중량 및 면적에 관한 검토에 대하여, 결과를 도 15에 나타낸다.

D-알룰로오스 투여군에 있어서는, 갈색 지방 세포(BAT)의 중량 및 면적의 확대가 인정되고, 실시예 1과 동일한 결과를 얻었다. 갈색 지방 세포(BAT)의 형태학적인 검토에 있어서, 실시예 1의 도 3과 마찬가지로, 보통식을 섭취했을 때 갈색 지방 세포(BAT)의 조직상(組織像)에 비교하여, 고지방식(HFD)을 부하한 마우스의 갈색 지방 세포(BAT)의 조직상은 전체적으로 지방이 침착하고, 지방화가 진행되고 있고, 한편, 고지방식(HFD)을 부하에 2%의 D-allulos를 음수시킨 군의 갈색 지방 세포(BAT)의 조직상은, 보통식 섭취군과 거의 동일한 형태이며, 고지방식(HFD) 부하군에 인정된 지방의 침착은 인정되지 않았다.

(지방 조직에 대하여)

여기서, 현재의 지방 조직에 대한 개념(비특허문헌 3)을 도 16에서 설명한다.

베이지 지방 세포, 혹은 베이지 지방 세포는, 2012년, 제3의 지방 세포로서 하버드 대학 의학부 다나·파버 암연구소의 블루스·스피겔만 박사의 연구팀에 의해 단리되었다.

지방 세포에는, 지방을 축적하는 백색 지방 세포와, 지방을 연소하여 열을 생산하는 작용을 가지는 갈색 지방 세포가 존재하고 있다. 갈색 지방 세포에는 탈공역 단백질(uncoupling protein 1: UCP-1)과 같은 단백질이 많이 발현되고 있고, UCP-1이 열을 만들어 내고, 지방을 연소하여, 에너지로 바꾸는 작용을 한다. 베이지 지방 세포는 백색 지방 세포와 같이 UCP-1의 발현이 매우 낮은 세포가, 추위 등의 자극에 의해 UCP-1이 고발현한다. 이 때 이 지방 세포는 갈색 지방 세포와 같이 열생산을 행하게 되어, 백색 지방 세포가 갈색 유사의 형질을 가지게 된다. 갈색 지방 세포나 베이지 지방 세포는, 한랭 노출에 따라 열을 생산하는 특수한 지방 세포로서, 한랭 환경에서의 체온유지에 기여하고 있다. 이러한 지방 세포가 가지는 열생산·에너지 소비 활성은, 체온조절능 뿐만 아니라, 비만이나 대사성 질환의 예방에도 도움이 되는 것이 기대되고 있다. 갈색 지방 세포와 베이지 지방 세포는, UCP-1을 발현하고, 열생산능을 가지는 점은 공통되어 있지만, 세포의 기원이나 기능제어기구는 상이한 것을 알고 있다. 고전적인 갈색 지방 세포는, 소형 설치류, 특히 동면 동물에서 발달하고 있고, 견갑골간이나 겨드랑이, 신장 주위에 갈색 지방 세포괴(細胞塊)로서 존재하고 있다. 갈색 지방 세포의 분화와 조직 형성은 태아기에 완성되는 것에 비해, 베이지 지방 세포의 분화는 한랭 환경에 대한 노출 등의 자극에 따라 유도되고, 자극이 없어지면 소실해 간다. 이 유도성·가소성은, 발생 시로부터 계속해서 존재하는 "기존형"의 갈색 지방 세포나 백색 지방 세포에 비해 최대의 특징이라고 할 수 있다.

기능적 특징을 보면, 잉여 에너지를 중성지방으로서 저장하는 백색 지방 세포와는 달리, 갈색 지방 세포와 베이지 지방 세포는 UCP-1이 산화적 인산화를 탈공역시킴으로써, 열생산을 행한다. 이러한 점에서는, 베이지 지방 세포는 갈색 지방 세포와 유사하다고 할 수 있다.

최근, 양전자 화상진단법(fluorodeoxyglucose-positron mission tomography: FDG-PET)을 사용한 연구에 의해, 인간에서도 일정량, 갈색 지방 세포(BAT)가 존재하는 것은 밝혀졌다. 인간에서의 BAT의 존재 부위는, 견갑골간, 신장 주위, 쇄골상와부, 겨드랑이부, 방척추부 등이다. 최근의 연구에 의해 성인이 가지는 BAT는 주로 베이지 지방 세포에 의해 구성되어 있는 것이 시사되었다. 이는, 성인의 BAT 활성이 여름에 최소로 되고, 겨울에 최대가 되는, 즉 유도성 및 가소성을 가지는 사실에 의해서도 지지된다. BAT 활성 변화량과 체지방 변화량의 사이에는 마이너스의 상관관계가 인정된다. 이 결과에 따라, 인간 BAT(베이지 지방 세포)가 비만을 경감하기 위한 유효한 자극 표적이 되는 것이 밝혀졌다.

7) 고지방식(HFD) 부하한 마우스에 D-알룰로오스를 투여한 마우스에 있어서의 베이지 지방 세포, 갈색 지방 세포의 UCP-1mRNA의 발현의 검토에 대하여, 결과를 도 17에 나타낸다.

좌측 도면은, 베이지 지방 세포에 있어서는 D-알룰로오스를 투여함으로써 유의하게 UCP-1의 발현이 증가하고 있다. 즉 D-알룰로오스에 의해 베이지 지방 세포가 분화 유도되고 있는 것을 나타내고 있다.

우측 도면은, 고전적인 갈색 지방 조직에 있어서도 UCP-1의 발현이 증가하고 있다.

D-allulos의 투여는, 베이지 지방 세포의 유도 및 갈색 지방 세포의 활성화를 통하여 체중 감소에 기여하고 있을 가능성이 있다.

8) 고지방식(HFD) 부하한 마우스에 D-알룰로오스를 투여한 마우스에 있어서의 베이지 지방 세포, 갈색 지방 세포의 UCP-1 단백질의 발현의 검토에 대하여, 결과를 도 18에 나타낸다.

좌측 도면은, 베이지 지방 세포에 있어서는 D-알룰로오스를 투여함으로써 유의하게 UCP-1 단백질의 발현이 증가하고 있다. 즉 D-알룰로오스에 의해 베이지 지방 세포가 분화 유도되고 있는 것을 나타내고 있다.

우측 도면은, 고전적인 갈색 지방 조직에 있어서도 UCP-1 단백질의 발현이 증가하고 있다.

9) D-allulos 투여에 의한 베이지 지방 세포의 유도 및 갈색 지방 세포의 활성화의 상세에 대하여, 열의 생산에 관여하는 유전자 UCP-1, Prdm16, 열생산에 관여하는 오거넬라의 미토콘드리아의 기능을 반영하는 유전자, Pgcl-α, Tfam, 지방의 분화에 관한 유전자 PPARγ의 발현에 대하여 검토한 결과를 도 19에 나타낸다.

좌측 도면은, 베이지 지방 세포에서의 검토에서는, UCP-1, Prdm16, Pgcl-α, Tfam, PPARγ이 모두 발현이 증가하고 있고, 베이지 지방 세포가 강하게 유도되고 있는 것을 나타내고 있다.

우측 도면은, 갈색 지방 세포에서는, UCP-1, Prdm16, Tfam의 발현이 증가하고 있었다. 이들이 갈색 지방 세포의 활성화에 관여하고 있는 것으로 추정된다.

10) 도 20은, 세포를 사용한 실험(성인의 쇄골상와부의 BAT로부터 단일 클론에 유래하는 세포주를 수립하고, 베이지 지방 세포로의 분화 유도 연구의 모델을 사용함)에 대하여, BAT-프로토콜, WAT-프로토콜의 2개이 베이지 지방 세포를 유도하는 프로토콜에 대하여 설명하는 도면이다.

도 21은, 세포를 사용한 실험에 있어서, BAT-프로토콜, WAT-프로토콜의 2개이 베이지 지방 세포를 유도하는 프로토콜에 D-알룰로오스를 추가하는 프로토콜 에 대하여 설명하는 도면이다.

도 22는, D-알룰로오스를 분화 유도 프로토콜에 추가함으로써, 베이지 지방 세포로의 유도가 촉진되는 것을 지방 염색으로 나타내고 있다.

D-알룰로오스의 추가(우측)에 의해 oil-red-O(지방 염색)이 촉진되고 있다.

도 23은, 분화 유도 프로토콜에 의해 유도된 베이지 지방 세포의 평가로서 다양한 마커의 발현을 검토하고 있다. WAT-프로토콜은, 갈변 마커 유전자(UCP-1, Pgc-1α, cox8b)의 유도에 의해 강한 영향을 미친다. WAT-프로토콜을 사용하면, D-알룰로오스는 Prdm16, Pgc-1α, 및 PPARγ의 발현을 강화한다.

양쪽의 분화 프로토콜에서, D-알룰로오스는 PPARγ의 발현을 증강하고, D-알룰로오스가 지방 생성을 촉진하는 것을 시사하고 있다.

즉, D-알룰로오스 투여군에 있어서는, 모든 마커가 유의하게 증가하고, 베이지 지방 세포 유도의 프로세스를 유의하게 촉진하고 있었다.

도 24에 있어서, 프로토콜에 의해 유도된 베이지 지방 세포의 평가로서 다양한 마커의 발현을 검토하고 있다. UCP-1과 PPARγ를 D-알룰로오스 존재, 비존재에서 검토하고 있다. D-알룰로오스의 존재로 UCP-1과 PPARγ이 증가하고, 베이지 지방 세포의 유도가 촉진되어 있는 것이 나타났다.

BAT-프로토콜과 비교하여, WAT-프로토콜은 UCP-1 단백질 발현의 유도에 의해 강한 영향을 미친다. WAT-프로토콜을 사용하면, D-알룰로오스는 UCP-1 단백질의 발현을 약간 높인다.

3. 결론적 고찰

D-알룰로오스의 투여에 의해 체중 감소가 인정된다. 이 체중 감소 효과는, 베이지 지방 세포가 분화 유도된 것과, 갈색 지방 세포가 활성화 된 것에 의한 것으로 여겨진다.

[산업상 이용가능성]

D-알룰로오스를 함유하는 본원의 갈색 지방 세포 활성화제를 섭취함으로써, 갈색 지방 세포나 베이지 지방 세포를 활성화하여, 전신의 에너지 소비를 촉진함으로써, 지방량을 감소시키고 나아가서는 비만을 해소하는 것으로 기대된다. 실제로, 인간에서의 D-알룰로오스(1일 15g)의 섭취는, 3개월 후에 유의차를 가지고 체중 감소를 초래했다. 인간에 있어서도, 갈색 지방 조직의 증식 및 『여위기 쉬운 몸』의 획득에 기여하고 있는 것으로 여겨진다. 또한, 일반적으로 가령에 의해 대사가 저하되어 몸이 찬 것을 느껴지게 되지만, D-알룰로오스의 섭취에 의해 에너지 대사(열생산)를 높임으로써 몸이 차게 되는 것으로 예방·개선하는 것도 기대된다. 나아가서는, D-알룰로오스의 갈색 지방 세포 활성화 작용에 의해, 백색 지방 조직 중에 갈색 유사 지방 세포(베이지 지방 세포)를 분화 유도하는 것도 기대된다.

Claims

D-알룰로오스를 유효 성분으로서 함유하는, 갈색 지방·베이지 지방 세포 활성화제.
적어도 D-알룰로오스를 함유하고, 또한, UCP-1 발현 촉진 작용을 가지는, 갈색 지방·베이지 지방 세포 활성화제.
제1항 또는 제2항에 있어서,
UCP-1의 발현을 항진시킴으로써 갈색 지방·베이지 지방 세포를 활성화하는, 갈색 지방·베이지 지방 활성화제.
D-알룰로오스를 유효 성분으로서 함유하는, 에너지 소비 촉진제.
제4항에 있어서,
갈색 지방·베이지 지방 세포를 활성화함으로써 에너지의 소비를 촉진하는, 에너지 소비 촉진제.
D-알룰로오스를 유효 성분으로서 함유하는 UCP-1 발현 항진제.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 제(劑)를 포함하는, 조성물.
D-알룰로오스를 유효 성분으로서 함유하는 갈색 지방·베이지 지방 세포 활성화용 조성물.
제7항 또는 제8항에 있어서,
열생산에 의한 에너지의 소비를 촉진하기 위한, 조성물.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
UCP-1의 발현을 항진시킴으로써 갈색 지방·베이지 지방 세포를 활성화하는, 조성물.
제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조성물이 식품조성물인, 조성물.