TWI707687B - 腺苷單磷酸(amp)活化蛋白質激酶活化劑 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種安全性較高之新穎AMPK活化劑。
本發明之AMP活化蛋白質激酶活化劑係以肝臟水解物作為有效成分。
Description
本發明係關於一種AMP活化蛋白質激酶活化劑、運動能力提昇劑及血中乳酸降低劑。
AMP活化蛋白質激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)係於作為細胞內之能量源之ATP(adenosine triphosphate,腺苷三磷酸)減少而AMP之比例增加時被AMP活化之蛋白質磷酸化酶。藉由使AMPK活化,受質蛋白質群之活性發生變化,而誘導ATP產生之促進及ATP消耗之抑制,從而恢復ATP水準。即,若使AMPK活化,則藉由糖、脂肪、蛋白質之合成抑制及糖、脂肪、蛋白質之分解增加而產生ATP。因此,AMPK活化係與進行運動同樣地對肥胖或2型糖尿病等之預防或治療有效。
又,亦已知由於藉由AMPK之活化,會發生使作為癌抑制基因之p53活化,及抑制合成脂肪酸或膽固醇時所需之乙醯輔酶A羧酶(acctyl-CoA carboxylase)及HMG-CoA還原酶(hydroxy methyl glutaryl-CoA reductase,羥甲基戊二醯輔酶A還原酶)之活性等情況,故而AMPK之活化會抑制癌細胞之產生或增生。
作為此種AMPK活化劑,已知有胺基咪唑甲醯胺核糖核酸(AICAR)或作為糖尿病治療藥之二甲雙胍等(非專利文獻1)。又,已知離胺酸或迷迭香或者鼠尾草之萃取物亦具有AMPK活化作用(專利文獻1、2)。另一方面,亦已知酪胺酸具有持久力提昇效果、抗疲勞效
果(專利文獻3)。
[專利文獻1]日本專利特開2008-208081號公報
[專利文獻2]日本專利特開2008-247856號公報
[專利文獻3]國際公開第2010/041647號
[非專利文獻1]Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab., Vol273, E1107-E1112, 1997 J. Clin. Invest., Vol. 108, p. 1167-1174, 2001
[非專利文獻2]Gosper Lever(註冊商標)腸溶錠 隨附說明書
然而,先前之AMPK活化劑存在具有副作用之危險性,又,AMPK活化作用不充分等問題。
因此,本發明之課題在於提供一種安全性較高之新穎AMPK活化劑。
因此,本發明者為了開發出新穎AMPK活化劑而進行了各種研究,結果完全意外地發現作為慢性肝疾病之肝功能改善藥而已知之肝臟水解物(非專利文獻2)具有優異之AMPK活化作用,進而具有運動能力提昇作用、血中乳酸降低作用、疲勞預防改善作用、及糖原保存作用,從而完成本發明。
即,本發明提供以下[1]~[24]。
[1]一種AMPK活化劑,其以肝臟水解物作為有效成分。
[2]一種運動能力提昇劑,其以肝臟水解物作為有效成分。
[3]一種血中乳酸降低劑,其以肝臟水解物作為有效成分。
[4]一種乳酸中毒預防劑,其以肝臟水解物作為有效成分。
[5]一種糖原保存劑,其以肝臟水解物作為有效成分。
[6]一種肝臟水解物,其用於使AMP活化蛋白質激酶活化。
[7]一種肝臟水解物,其用於提昇運動能力。
[8]一種肝臟水解物,其用於降低血中乳酸。
[9]一種肝臟水解物,其用於預防乳酸中毒。
[10]一種肝臟水解物,其用於保存糖原。
[11]一種肝臟水解物之用途,其用於製造AMP活化蛋白質激酶活化劑。
[12]一種肝臟水解物之用途,其用於製造運動能力提昇劑。
[13]一種肝臟水解物之用途,其用於製造血中乳酸降低劑。
[14]一種肝臟水解物之用途,其用於製造乳酸中毒預防劑。
[15]一種肝臟水解物之用途,其用於製造糖原保存劑。
[16]一種AMP活化蛋白質激酶之活化方法,其特徵在於:投予肝臟水解物。
[17]一種運動能力提昇方法,其特徵在於:投予肝臟水解物。
[18]一種血中乳酸降低方法,其特徵在於:投予肝臟水解物。
[19]一種乳酸中毒之預防方法,其特徵在於:投予肝臟水解物。
[20]一種糖原保存方法,其特徵在於:投予肝臟水解物。
[21]一種疲勞預防改善劑,其以肝臟水解物作為有效成分。
[22]一種肝臟水解物,其用於預防改善疲勞。
[23]一種肝臟水解物之用途,其用於製造疲勞預防改善劑。
[24]一種疲勞預防改善方法,其特徵在於:投予肝臟水解物。
根據本發明,提供一種安全且優異之AMPK活化劑、運動能力提昇劑、血中乳酸降低劑、乳酸中毒預防劑、疲勞預防改善劑、糖原保
存劑、以及新陳代謝症候群預防改善劑。
圖1①~③表示行為實驗操作說明。
圖2表示採取糖原測定用樣品之操作說明。
圖3係表示強制步行(Forced Walking:FW)負荷前投予肝臟水解物(LH)對自發運動量(Locomotor Activity)之影響的圖。
圖4係表示強制步行(Forced Walking:FW)負荷後投予肝臟水解物(LH)對自發運動量(Locomotor Activity)之影響的圖。
圖5係表示強制步行(Forced Walking:FW)負荷前後投予肝臟水解物(LH)對自發運動量(Locomotor Activity)之影響的圖。
圖6係表示強制步行(Forced Walking:FW)負荷前後投予(i.p.)AICAR對自發運動量(Locomotor Activity)之影響的圖。
圖7(A)、(B)係表示肝臟水解物(LH)對肝臟及比目魚肌之AMPK磷酸化之影響的圖。
圖8(A)、(B)係表示肝臟水解物(LH)對肝臟及比目魚肌之糖原量之影響的圖。
圖9係表示肝臟水解物(LH)對血中乳酸值之影響的圖。
圖10表示實施例2之實驗操作說明。
圖11係表示投予肝臟水解物(LH)對自發運動量之影響的圖。
本發明之AMPK活性劑、運動能力提昇劑、血中乳酸降低劑、乳酸中毒預防劑、疲勞預防改善劑、糖原保存劑(以下,亦稱為AMPK活化劑等)之有效成分為肝臟水解物。肝臟水解物亦稱為Liver Hydrolysate、肝臟萃取物、肝臟分解萃取物、肝水解物,其係利用消化酶等將肝臟水解而獲得,且用作肝功能之改善藥。作為原料之肝臟,可使用牛、豬、鰹魚、鯨魚等之新鮮肝臟。所獲得之水解物較佳
為加以濃縮而使用。較佳可列舉被規定為上述醫藥品之肝臟水解物。
肝臟水解物中,以低分子肽作為主成分並含有各種胺基酸、核苷酸、維生素、礦物質等。更詳細而言,較佳為含有胺基酸19~78質量%、肽及蛋白質17~73質量%、糖類1.8~11質量%、脂質0.005~0.04質量%、核酸0.7~2.5質量%、無機物1.6~5.4質量%、維生素0.03~0.2質量%、麩胱苷肽0.8質量%以下者。又,更佳為含有胺基酸23~65質量%、肽及蛋白質20~61質量%、糖類2.2~8.6質量%、脂質0.006~0.035質量%、核酸0.9~2.1質量%、無機物1.9~4.5質量%、維生素0.04~0.15質量%、麩胱苷肽0.7質量%以下者,進而較佳為含有胺基酸29~52質量%、肽及蛋白質25~49質量%、糖類2.8~6.9質量%、脂質0.008~0.03質量%、核酸1.1~1.7質量%、無機物2.4~3.6質量%、維生素0.05~0.12質量%、麩胱苷肽0.6質量%以下者。
於該等成分之中,作為胺基酸組成,較佳為Ala 17~68mg/g、Arg 0.6~4.4mg/g、Asp 9~48mg/g、胱胺酸5mg/g以下、Glu 18~63mg/g、Gly 10~39mg/g、His 3~17mg/g、Ile 14~56mg/g、Leu 26~98mg/g、Lys 15~65mg/g、Met 0.3~20mg/g、Phe 13~46mg/g、Pro 10~48mg/g、Ser 12~49mg/g、Thr 12~45mg/g、Trp 3~13mg/g、Tyr 1.6~41mg/g、Val 18~71mg/g。又,更佳為Ala 21~57mg/g、Arg 0.8~3.6mg/g、Asp 11~40mg/g、胱胺酸4mg/g以下、Glu 22~53mg/g、Gly 13~32mg/g、His 4~14mg/g、Ile 17~47mg/g、Leu 32~82mg/g、Lys 18~54mg/g、Met 0.4~17mg/g、Phe 15~38mg/g、Pro 12~40mg/g、Ser 15~41mg/g、Thr 14~38mg/g、Trp 3.8~11mg/g、Tyr 1.9~34mg/g、Val 21~59mg/g,進而較佳為Ala 26~45mg/g、Arg 1~2.9mg/g、Asp 14~32mg/g、胱胺酸3mg/g以下、Glu 27~42mg/g、Gly 16~26mg/g、His 5~11mg/g、Ile 21~40mg/g、Leu 40~66mg/g、Lys 22~43mg/g、Met
0.5~14mg/g、Phe 19~31mg/g、Pro 15~32mg/g、Ser 18~33mg/g、Thr 18~30mg/g、Trp 4.8~8.4mg/g、Tyr 2.4~27mg/g、Val 27~48mg/g。
如上所述,已知肝臟水解物具有肝功能之改善效果,但對AMPK之作用、對運動能力之作用、及對血中乳酸值之作用均完全不知曉。
如下述實施例所示,肝臟水解物具有優異之AMPK活化作用。又,肝臟水解物亦基於AMPK活化作用而用作肥胖或2型糖尿病等新陳代謝症候群之預防改善劑。又,具有運動能力提昇作用(自發運動促進作用)、血中乳酸降低作用(因運動引起之血中乳酸值上升抑制作用)、疲勞預防改善作用、糖原保存作用等,進而具有乳酸中毒預防效果。因此,含有肝臟水解物之組合物係作為包括人類在內之哺乳類之AMPK活化劑、運動能力提昇劑、自發運動促進劑、血中乳酸降低劑、乳酸中毒預防劑、肥胖、2型糖尿病等新陳代謝症候群之預防改善劑、疲勞預防改善劑、糖原保存劑而有用。又,肝臟水解物與二甲雙胍等醫藥相比,於安全性較高而可長期投予之方面有用。
本發明之AMPK活化劑等可藉由經口投予、經皮投予、經腸投予、經靜脈投予等進行投予,更佳為經口投予。作為經口投予用製劑,可列舉:液劑、錠劑、散劑、細粒劑、顆粒劑、膠囊劑等,較佳為液劑、錠劑,更佳為液劑。
為了製成該等經口投予製劑,可使用乳糖、甘露醇、玉米澱粉、結晶纖維素等賦形劑,纖維素衍生物、阿拉伯膠、明膠等結合劑,羧甲基纖維素鈣等崩解劑,滑石、硬脂酸鎂等潤滑劑,非離子界面活性劑等溶解助劑,矯味劑、甜味劑、穩定化劑、pH值調整劑、水、乙醇、丙二醇、甘油等。又,亦可使用羥甲基纖維素鄰苯二甲酸酯、乙酸羥丙基甲基纖維素琥珀酸酯、鄰苯二甲酸乙酸纖維素、甲基丙烯酸酯共聚物等被覆劑。
又,本發明之AMPK活化劑等中亦可調配其他有效成分。作為其他有效成分,可列舉:維生素B1類;硫胺素、硝酸硫胺、鹽酸硫胺、呋喃硫胺、雙苯醯硫胺、苯磷硫胺、二硫化硫胺、地塞硫胺(dicethiamine)、硫胺素丙基二硫化物(Thiamine propyl disulfide)及該等之衍生物、維生素B2類;核黃素及衍生物以及其等之鹽、維生素B3類;菸酸(niacin)、菸鹼酸(nicotinic acid)、菸鹼醯胺及衍生物以及其等之鹽、維生素B5類;泛醇、泛酸及衍生物以及其等之鹽、維生素B6類;吡哆醇及衍生物以及其等之鹽、維生素B12類;氰鈷胺素及衍生物以及其等之鹽、其他維生素類;維生素A、維生素C、維生素E、維生素K、維生素P、二氯乙酸二異丙胺、牛磺酸、硫酸軟骨素、蜂王漿、咖啡因、薑黃、水飛薊、蒲公英、西洋蒲公英、牛蒡、大蒜、菊花、洋蓍草(Achillea millefolium)、梔子、芝麻、田七人參、蘆筍、洋蔥、菊苣、藥用鼠尾草、朝鮮薊(artichoke)、枸杞、豆科/鳶尾科之植物、斑葉蘭、Erva De Passarinho(Struthantus Flexicaulis Mart.)、香膏萼距花(Cuphea balsamona Cham.)、野桐、紅茶、白藜蘆醇、兒茶素類、小檗鹼、迷迭香、豆萃取物、二甲雙胍等。
又,本發明之AMPK活化劑等除了可用作醫藥品以外,亦可用作準藥品、特定保健用食品、功能性食品、運動飲料、複健用飲料、寵物食品等。
本發明之AMPK活化劑等中之肝臟水解物之含量亦根據投予形態而異,通常以乾燥重量計較佳為0.001~10質量%,更佳為0.001~5質量%。又,本發明之AMPK活化劑等中之肝臟水解物之1日投予量以乾燥重量計較佳為10mg~2000mg,更佳為50mg~1000mg,進而較佳為100mg~600mg。
如下述實施例所示,本發明之AMPK活化劑等之效果由於可在經口投予後迅速地獲得,故而極具速效性。又,與離胺酸或酪胺酸(專
利文獻2、3)相比,於低用量下更有效。因此,本發明之AMPK活化劑等係於運動前、運動中或運動後飲用而發揮出運動能力提昇效果、血中乳酸值降低效果、疲勞預防改善效果、糖原保存效果。又,亦可於運動前連續飲用4~14天左右。
其次,列舉實施例詳細地說明本發明,但本發明不受其任何限定。
實驗係使用體重28~32g(搬入時26g)之ddY系雄性小鼠(Japan SLC),於供於實驗之前,在室溫22±2℃、濕度55±5%、明暗12小時週期(明期7:00~19:00、暗期19:00~7:00)之固定環境下進行飼養。飼養時係使用塑膠籠(縱30cm×橫20cm×高度13cm),實驗以外可自由地攝取固形飼料及自來水。
使用純化水、肝臟水解物(Liver Hydrolysate,以下稱為LH),製備方法係使LH溶解於純化水中而製成30mg/kg、100mg/kg之用量。以體重每10g為0.1mL之比例將其經口投予(p.o)。對照群(control group)係經口投予純化水。作為參考例,作為AMPK活化劑之AICAR(5-胺基咪唑-4-甲醯胺-1-β-D-核糖核苷酸)係溶解於生理食鹽水中而製成6.25mg/kg、12.5mg/kg、25mg/kg、50mg/kg之用量,並以體重每10g為0.1mL之比例進行腹腔內投予(i.p)。對照群係腹腔內投予生理食鹽水。
將所使用之肝臟水解物中所含之成分及胺基酸組成示於表1。
強制步行負荷係將小鼠置於直徑37×深度35.5cm之電動式旋轉籠中,以1圈/25秒之速度試行3小時強制步行。
自發運動量係將小鼠逐隻置於塑膠籠(縱24cm×橫17cm×高度12cm)中,適應環境15分鐘後,使用SUPERMFX將90分鐘之平面運動量自動地數值化並加以評價。
為了觀察疲勞預防效果及疲勞改善效果,於強制步行負荷前、後及前後投予試藥。
使肝臟及比目魚肌15mg溶解於裂解緩衝液中之後,於95℃下進行10分鐘熱處理,藉此製成西方墨點法(western blotting)用樣品。樣品係使用10%丙烯醯胺凝膠進行SDS-PAGE(sodium dodecyl sulfate-polyaclylamide gel electrophoresis,十二烷基硫酸鈉-聚丙烯醯胺凝膠電泳),並利用半乾式轉印裝置(ATTO)將所分離之蛋白質轉印於聚偏二氟乙烯(PVDF)膜上。使用含2%脫脂乳之TBST(10mM之Tris-HCl、100mM之NaCl、0.05% Tween20,pH值7.4)使經轉印之PVDF膜於室溫下封閉30分鐘後,與利用含2%脫脂乳之TBST進行稀釋之下述一次抗體分別於4℃下培養一晚。利用TBST將PVDF膜洗淨後,將經TBST稀釋之辣根過氧化酶(HRP)標記抗兔IgG抗體(Cell Signaling Technology,10,000倍稀釋)於室溫下培養2小時後,利用化學發光檢測套組(ECLTM西方墨點法偵測試劑,GE Healthcare),使由HRP與受質所產生之化學發光於化學發光檢測膜(HyperfilmMP,GE Healthcare)上感光而進行檢測。於檢測後,使用Image J進行定量,將由此算出之對照群之值設為1,而得出AMPK值。
.抗phospho-AMPKα(Thr172)抗體(Cell Signaling Technology,1,000倍稀釋)
.抗AMPKα抗體(Cell Signaling Technology,1,000倍稀釋)
測定係使用糖原分析套組(Glycogen assay kit,Bio Vision公司)依據下述操作說明而進行。
i)在冰上對小鼠之肝臟或比目魚肌10mg添加Milli-Q,煮沸5分鐘
直至成為勻漿,進行離心分離(4℃,1300rpm,5min)後,向上清液中添加水解緩衝液(1:100),將其設為樣品。
ii)於96孔盤中添加糖原及水解緩衝液,設為糖原標準液。
iii)進而,添加樣品,將水解酶混合物添加至樣品及標準液中,於室溫下培養30分鐘。
iv)製作反應混合物,添加至樣品及標準液中,避光且於室溫下培養30分鐘。
v)利用Magellan 6以570m之波長進行測定。
vi)根據標準值求出校準曲線,而算出樣品之糖原量。
測定係使用Lactate Pro 2(Arkray股份有限公司),依據附帶之操作說明而進行。
如圖1般進行。
如圖2般進行。
以體重每10g為0.1mL之比例分別將純化水、LH進行經口投予(p.o)後,進行3小時強制步行。其後,將小鼠置於塑膠籠(縱24cm×橫17cm×高度12cm)中,適應環境15分鐘後,再次進行經口投予(p.o)。
於30分鐘後實施頸椎脫臼,其後於1分鐘以內採取肝臟及比目魚肌,利用液態氮進行急速冷凍。於-80℃下保管至進行測定。
※對照群係不進行強制步行而使之禁食及禁飲3小時。
實驗結果係以平均值(mean)與標準誤差(S.E.M)表示。有意義差檢定係於分散分析處理後進行Fisher之PLSD(Protected Least Significant Difference,保護性最小有意義差)法。將P值5%以下判定
為存在有意義差。再者,該檢定係使用Stat view-J 5.0 for Windows(註冊商標)。
使用於3小時強制步行前分別p.o.投予純化水、LH 30mg/kg及LH 100mg/kg之群(FW群)、及不強制步行而p.o.投予純化水之群(對照群),測定自發運動量。
其結果為,如圖3所示,與對照群相比,對於FW/Water(純化水投予)群可見有意義之自發運動量之降低。但是,與FW/Water群相比,對於LH投予群未見有意義之自發運動量之增加。
使用於3小時強制步行後分別p.o.投予純化水、LH 30mg/kg及LH 100mg/kg之群(FW群)、及不強制步行而p.o.投予純化水之群(對照群),測定自發運動量。
其結果為,如圖4所示,與對照群相比,對於FW/Water群可見有意義之自發運動量之降低。
但是,與FW/Water群相比,對於LH投予未見有意義之自發運動量之增加。
使用於3小時強制步行前後分別p.o.投予純化水、LH 30mg/kg及LH 100mg/kg之群(FW群)、及不強制步行而p.o.投予純化水之群(對照群),測定自發運動量。
其結果為,如圖5所示,與對照群相比,對於FW/Water群可見有意義之自發運動量之降低。又,與FW/Water群相比,對於LH 30mg/kg及LH 100mg/kg投予群可見自發運動量之有意義之增加。如圖6所示,作為參考例之AICAR係於3小時強制步行負荷前後i.p.投予作為
AMPK活化劑之AICAR,結果於AICAR之12.5mg/kg及25mg/kg之用量下有意義地改善了3小時強制步行後之自發運動量之降低。
使用於3小時強制步行前後分別p.o.投予純化水、LH 30mg/kg及LH 100mg/kg之群(FW群)、及不強制步行而p.o.投予純化水之群(對照群),藉由西方墨點法進行AMPK之變化。
其結果為,如圖7所示,若設置1個對照群而與AMPK之磷酸化進行比較,則對肝臟及比目魚肌於FW/Water群均未見有意義之增加。另一方面,對於LH 100mg/kg投予群,與FW/Water群相比,肝臟及比目魚肌均可見有意義且顯著之AMPK之磷酸化之增加。
使用於3小時強制步行前後分別p.o.投予純化水、LH 30mg/kg及LH 100mg/kg之群(FW群)、及不強制步行而p.o.投予純化水之群(對照群),測定肝臟及比目魚肌之糖原量。
其結果為,如圖8所示,與對照群相比,肝臟及比目魚肌於FW/Water群中均可見有意義之糖原量之降低。但是,與FW/Water群相比,肝臟於LH群之LH 30mg/kg及LH 100mg/kg投予群中均未見有意義差。另一方面,與FW/Water群相比,比目魚肌於LH 100mg/kg投予群中可見有意義之增加。
使用於3小時強制步行前後分別p.o.投予純化水、LH 30mg/kg及LH 100mg/kg之群(FW群)、及不強制步行而p.o.投予純化水之群(對照群),測定血中乳酸值。
其結果為,如圖9所示,與對照群相比,對FW/Water群可見有意義之乳酸之增加,該乳酸值之上升藉由投予LH 30mg/kg及LH 100mg/kg而完全恢復至對照群之水準。
實驗係使用體重28~32g(搬入時26g)之ddY系雄性小鼠(日本SLC),於供於實驗之前,在室溫22±2℃、濕度55±5%、明暗12小時週期(明期7:00~19:00、暗期19:00~7:00)之固定環境下進行飼養。飼養時係使用塑膠籠(縱30cm×橫20cm×高度13cm),實驗以外可自由地攝取固形飼料及自來水。
使用純化水、與實施例1相同之肝臟水解物(Liver Hydrolysate:LH),製備方法係使LH溶解於純化水中而製成10mg/kg之用量。以體重每10g為0.1mL之比例將其經口投予(p.o)。對照群係經口投予純化水。連續5天(1天1次)投予肝臟水解物(10mg/kg,p.o.),於第6天強制步行3小時後,投予肝臟水解物或水。
強制步行負荷係將小鼠置於直徑37×深度35.5cm之電動式旋轉籠中,以1圈/25秒之速度試行3小時強制步行。
自發運動量係將小鼠逐隻置於塑膠籠(縱24cm×橫17cm×高度12cm)中,適應環境15分鐘後,利用SUPERMEX將90分鐘之平面運動量自動地數值化並加以評價。
實驗結果係以平均值(mean)與標準誤差(S.E.M)表示。有意義差檢定係於分散分析處理後進行Fisher之PLSD法。將P值5%以下判定為存在有意義差。再者,該檢定係使用Stat view-J 5.0 for Windows(註冊商標)。
為了觀察疲勞預防效果及疲勞改善效果,連續5天(1天1次)投予肝臟水解物(10mg/kg,p.o.),於第6天強制步行3小時後,投予肝臟水解物或水(圖10)。其結果為,如圖11所示,結果藉由肝臟水解物(10mg/kg,p.o.)之慢性投予而有意義地改善了因3小時強制步行引起之自發運動量之降低。
Claims (5)
- 一種肝臟水解物之用途,其用於製造AMP活化蛋白質激酶活化劑。
- 一種肝臟水解物之用途,其用於製造自發運動促進劑。
- 一種肝臟水解物之用途,其用於製造血中乳酸降低劑。
- 一種肝臟水解物之用途,其用於製造乳酸中毒預防劑。
- 一種肝臟水解物之用途,其用於製造糖原保存劑。
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