WO2011132435A1 - 脳機能障害予防・改善用の薬剤及び飲食物 - Google Patents

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sepiapterin
tetrahydrobiopterin
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宏幸 長谷川
信 相澤
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Definitions

  • the present invention relates to drugs, foods and drinks for the prevention, improvement and treatment of brain dysfunction containing sepiapterin. More specifically, diseases associated with neurotransmitters in the brain, such as central mental disorders (depression, bulimia, autism, disturbances of consciousness, cognitive impairment, etc.) or central movement disorders (muscle tone, rigidity, Related to prevention / improvement / treatment drugs and food / drinks.
  • central mental disorders depression, bulimia, autism, disturbances of consciousness, cognitive impairment, etc.
  • central movement disorders muscle tone, rigidity
  • the brain is the top center of information transmission through nerves such as movement and perception, and plays an important role in human mental activities such as emotion, emotion and reason, and voluntary control of movement.
  • the brain is composed of a large number of nerve cells, and information transmission between nerve cells is performed by neurotransmitters in the brain.
  • Monoamine neurotransmitter is a general term for non-amino acid neurotransmitters containing one amino group.
  • a monoamine neurotransmitter biosynthesized in the body using a natural L-amino acid tyrosine or tryptophan as a precursor is called an aromatic monoamine.
  • Representative aromatic monoamines include serotonin, noradrenaline, dopamine, adrenaline and the like.
  • Aromatic monoamines exist in both the brain and the periphery, but aromatic monoamines in the brain play an important role in information transmission in the brain, and also control mental activities, emotions, movements, etc. Is also known to be deeply involved.
  • Serotonin is an aromatic monoamine commonly found in animals and plants, including humans, many of which are present in chromaffin cells in the mucous membrane of the small intestine, platelets, etc., and some also in the central nervous system. To do. Serotonin functions as a neurotransmitter in the central nervous system. Serotonergic nerves have a wide range of nerve fibers from the raphe nucleus of the medulla to the hypothalamus, basal ganglia, striatum, brain and spinal cord, and are used for human emotion, fatigue, pain, appetite, etc. It greatly affects mental activities.
  • SSRI serotonin selective reuptake inhibitor
  • Serotonin Selective Reuptake Inhibitor has been put into practical use as a drug that improves depressive symptoms by inhibiting reabsorption of serotonin released at synapses.
  • SSRI reduces the total amount of serotonin in nerve cells, it has been pointed out that depressive symptoms may worsen when used for a long time.
  • Noradrenaline is an aromatic monoamine that is widely present in sympathetic nerve terminals and the central nervous system, and is also a precursor of adrenaline. In the periphery, it acts as a corticosteroid and neurotransmitter. On the other hand, in the brain, the noradrenaline nerve of the locus coeruleus projects throughout the brain and is thought to be involved in attention and impulsivity. In addition, the relationship between noradrenaline changes and depression has become clear.
  • SNRI Serotonin and Norepinephrine reuptake Inhibitor
  • Dopamine is an aromatic monoamine present in the central nervous system, and is also a precursor of adrenaline and noradrenaline.
  • the ventral tegmental area and the substantia nigra dopamine are projected onto the cerebral frontal lobe, striatum, etc., and are involved in motor regulation, hormone regulation, feelings of pleasure, motivation, and learning.
  • Parkinson's disease the nigrostriatal dopamine nerves decrease, resulting in motor symptoms such as muscle stiffness, tremors, and immobility.
  • motor symptoms such as muscle stiffness, tremors, and immobility.
  • dopamine is involved in some schizophrenia and some depression.
  • Aromatic monoamines exist in peripheral cells and in central nervous system neurons. In principle, aromatic monoamines in the brain do not cross the blood-brain barrier, It is synthesized and metabolized independently. That is, the aromatic monoamines present in the peripheral cells and the aromatic monoamines present in the nerve cells of the central nervous system do not travel or complement each other.
  • aromatic monoamine nerves in the brain release aromatic monoamines (serotonin, noradrenaline, dopamine, etc.) stored in intracellular release granules. After the aromatic monoamine is released, it is re-uptaken by each nerve cell, mixed with the newly biosynthesized aromatic monoamine, and taken up again into the release granules. This mechanism is repeated in a cycle, and a portion is metabolized intracellularly before being taken up by the release granules, producing an inactive metabolite.
  • Aromatic monoamines do not flow into or out of the brain due to the function of the blood brain barrier, but their metabolites are excreted from the brain to the periphery.
  • aromatic amino acids (tryptophan, tyrosine, etc.), which are direct materials for aromatic monoamine biosynthesis, pass through the blood-brain barrier.
  • Tetrahydrobiopterin is a coenzyme such as phenylalanine hydroxylase, tyrosine hydroxylase, tryptophan hydroxylase, and nitric oxide synthase. It is essential for enzyme reactions as a coenzyme in reactions that synthesize tyrosine from phenylalanine, reactions that synthesize serotonin from tryptophan, reactions that synthesize dopa from tyrosine, and reactions that synthesize nitric oxide and citrulline from arginine.
  • tetrahydrobiopterin metabolism abnormality may be a causative / exacerbating factor in depression, bulimia, Parkinson's disease, autism, schizophrenia, and the like.
  • tetrahydrobiopterin when sent from the periphery to the brain, a part of the tetrahydrobiopterin is slightly trapped in the brain tissue, but is quickly discharged out of the brain tissue at a stage where it does not reach the aromatic monoamine neurons. That is, tetrahydrobiopterin is extremely difficult to cross the blood brain barrier.
  • sepiapterin 7,8-dihydro-6-[(S) -2-hydroxy-1-oxopropyl] -pterin (common name“ Sepiapterin ”, hereinafter referred to as“ sepiapterin ”)” It is an endogenous compound widely present in various animals including humans as animal pigments, and is also contained in a small amount in daily foods. In 1960, Nawa determined the chemical structure of sepiapterin as one of the Drosophila eye pigments.
  • sepiapterin is always produced in humans by autoxidation of tetrahydro-6-lactoyl-tetrahydropterin (intermediate product when tetrahydrobiopterin is synthesized from GTP), but it is very small in blood and urine. Is hardly detected.
  • Sepiapterin is known to be easily taken up by animal cells and converted to tetrahydrobiopterin by a two-step enzymatic reaction with SPR (sepiapterin reductase) and DHFR (dihydrofolate reductase) (for example, Non-patent document 1).
  • SPR sepiapterin reductase
  • DHFR dihydrofolate reductase
  • Non-Patent Document 2 discloses knowledge relating to passage of a pterin compound through a cell membrane.
  • Patent Document 1 discloses a therapeutic agent for depression and Parkinson's disease comprising a pterin derivative
  • Patent Document 2 includes a composition containing tetrahydrobiopterin for the treatment of attention deficit hyperactivity disorder and hyperphenylalaninemia
  • Patent Document 3 describes a therapeutic agent for spinocerebellar degeneration using tetrahydrobiopterin as an active ingredient
  • Patent Document 4 describes a cancer metastasis inhibitor containing a pterin derivative as an active ingredient.
  • Non-Patent Document 3 examines monotherapy with tetrahydrobiopterin or sepiapterin for biopterin-deficient phenylketonuria patients, and Non-Patent Document 4 discusses biopterin biosynthesis in the rat brain.
  • Non-Patent Document 5 demonstrates that when tetrahydrobiopterin is administered from the periphery, the concentration of aromatic monoamine in the brain does not increase unless an amount close to the lethal dose is administered.
  • Non-Patent Document 6 is a document related to prodrug formation described later
  • Non-Patent Document 7 is a document related to sepiapterin synthesis described later
  • Non-Patent Document 8 is a document related to Fukushima-Nixon method
  • Non-Patent Document 9 is described later.
  • This is a literature on methods for measuring serotonin, 5-hydroxytryptophan and 5-hydroxyindole acetic acid. JP 59-25323 A Special table 2008-504295 International Publication WO 96/03989 JP-A-6-192100 K. Sawabe, K. Yamamoto, Y. Harada, A. Ohashi, Y. Sugawara, H. Matsuoka, and H.
  • tetrahydrobiopterin was effective in promoting phenylalanine metabolism, aromatic monoamine synthesis, and nitric oxide synthesis in the periphery, but not in promoting brain aromatic monoamine synthesis.
  • brain function disorders such as depression, bulimia, autism, consciousness concentration disorder, and cognitive impairment, even if tetrahydrobiopterin is administered, there is actually almost no improvement in symptoms, and it has been put to practical use. Absent.
  • cerebral dysfunction such as central mental disorders (depression, bulimia, autism, consciousness concentration disorder, cognitive impairment, etc.), central movement disorders (muscular tone, stiffness, tremor, etc.)
  • central mental disorders depression, bulimia, autism, consciousness concentration disorder, cognitive impairment, etc.
  • central movement disorders muscle tone, stiffness, tremor, etc.
  • sepiapterin when sepiapterin is administered from the periphery, sepiapterin passes through the blood-brain barrier and is taken up into nerve cells in the brain, thereby promoting the production of aromatic monoamines in the brain. It was newly found that the activity increases.
  • a drug for preventing or improving brain dysfunction containing at least sepiapterin or a salt thereof and a food or drink for preventing or improving brain dysfunction containing at least sepiapterin or a salt thereof. Offer things.
  • Sepiapterin unlike tetrahydrobiopterin, suppresses the decrease in brain neuronal levels of aromatic monoamines (eg, serotonin, dopamine, or noradrenaline) in the brain even when administered from the periphery, and reduces its activity. Can be increased. Therefore, cerebral dysfunction due to decreased brain neuronal levels of aromatic monoamines in the brain, such as central mental disorders such as depression, bulimia, autism, disturbance of consciousness, cognitive impairment, muscle tone, stiffness, tremor, etc. It may be effective for central movement disorders.
  • aromatic monoamines eg, serotonin, dopamine, or noradrenaline
  • sepiapterin increases the activity of aromatic monoamines in the brain is as follows. Sepiapterin is easier to cross the blood-brain barrier than tetrahydrobiopterin after being administered from the periphery, and a certain amount reaches brain neurons. Sepiapterin, unlike tetrahydrobiopterin, permeates through the cell membrane of brain neurons by facilitated transport and is taken into the cell. In the brain nerve cell, it is converted to tetrahydrobiopterin by a two-stage enzymatic reaction by SPR (sepiapterin reductase) and DHFR (dihydrofolate reductase) present in the cell. As a result, the amount of tetrahydrobiopterin in the brain neurons increases, the biosynthesis of the aromatic monoamine in the brain is promoted, the intracellular level of the aromatic monoamine in the brain increases, and the activity increases.
  • SPR sinopiapterin reductase
  • DHFR dihydrofolate reductase
  • the present invention may improve the symptoms of various brain dysfunctions.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an aromatic monoamine metabolism system in nerve cells in the brain.
  • the metabolic system of serotonin is illustrated in FIG. 1, a similar mechanism exists for other aromatic monoamine metabolic systems such as dopamine and noradrenaline produced from dopamine.
  • Substances necessary for nerve cells in the brain are from the bloodstream (“blood” in FIG. 1, the same applies hereinafter) to the blood-brain barrier (“blood brain barrier” in FIG. 1). ”, The same applies hereinafter) to nerve cells (in FIG. 1,“ monoaminergic neuron ”, the same applies hereinafter).
  • the blood brain barrier mainly consists of (1) the blood vessel wall in the brain (in FIG. 1, “blood vessel wall”, the same shall apply hereinafter), and (2) the perineural space (in FIG. 1, “ perineural cavity ”, an area between the blood vessel wall and the nerve cell, the same applies hereinafter), and the like.
  • the transfer of substances and drugs in the bloodstream to the brain is strictly limited by the blood brain barrier, and only limited components are transferred to the brain.
  • the outflow of components in the brain is also severely restricted by the blood brain barrier, and in principle, only limited metabolites and metabolites are exported from the brain.
  • Substances whose transfer to nerve cells in the brain is restricted at the blood-brain barrier are: (1) after reaching the vicinity of nerve cells by physicochemical diffusion and then active outward in the blood vessel walls and glial cells After reaching to the vicinity of the nerve cell by the effective transport, it is excluded from the vicinity of the nerve cell by finally returning to the blood flow in the brain without being taken into the nerve cell.
  • the substance taken into the nerve cells in the brain is first (1) physicochemical permeation / diffusion in the perineural space (1) cell membranes or cell gaps of glial cells (2) or glial cells. It reaches nerve cells through coordinated mediation of existing transporter proteins.
  • the substance that has reached the nerve cell is (1) by physicochemical penetration / diffusion in the cell membrane of the nerve cell, (2) or by coordinated mediation of transporter proteins present in the nerve cell, It is taken up by nerve cells.
  • the concentration of each substance in the nerve cell is determined for each substance, so that the substance that is rapidly metabolized after being taken into the nerve cell is taken in continuously by that amount. .
  • Aromatic monoaminergic neurons in the brain (in FIG. 1, “monoaminergic neuron”, hereinafter the same) metabolize aromatic monoamines.
  • 5-Hydroxytryptophan is a substance that is used as the first option today when administered from the periphery to patients with tetrahydrobiopterin deficiency in order to increase the amount of serotonin in the brain.
  • hydroxytryptophan is administered from the periphery, it is known that, like tryptophan, it is taken into the aromatic monoaminergic nerve cells from the bloodstream via the blood brain barrier.
  • Biosynthesized serotonin is taken up into neurotransmitter release granules in aromatic monoaminergic neurons and released extracellularly. However, it is not exported to the bloodstream, but stays in the brain. (1) It is taken up again by the serotonin transporter ("SERT" in Fig. 1, the same applies below) into the release granules in aromatic monoaminergic neurons. (2) After being metabolically inactivated to 5HIAA by the action of monoamine oxidase (“MAO” in FIG. 1, the same applies hereinafter), it flows out into the bloodstream by an organic anion transporter or the like. In the brain, it is known that serotonin metabolism (biosynthesis, release, reuptake, metabolic inactivation, outflow to the bloodstream) is repeated in circulation and its turnover is fast.
  • SERT serotonin transporter
  • MAO monoamine oxidase
  • aromatic monoamines exist in peripheral cells and in central nervous system neurons. In principle, aromatic monoamines in the brain pass through the blood-brain barrier. It is synthesized and metabolized independently.
  • aromatic monoamines in the brain are biosynthesized and accumulated in nerve cells in the brain, and are released into the surrounding space of the nerve cells, re-uptaked into nerve cells, and metabolic inactivation is also carried out in the brain.
  • Metabolic inactivation is mainly performed in glial cells and partly in nerve cells.
  • active aromatic monoamines in the brain do not flow out to the periphery as they are released from nerve cells, but flow out to the periphery after metabolic inactivation.
  • peripheral aromatic monoamines do not migrate into the brain and reach nerve cells in the brain or the surrounding space. That is, for example, merely increasing the amount of serotonin in the periphery, such as in urine, does not provide a basis for an increase in brain serotonin.
  • appropriate levels of aromatic monoamines in the brain include levels of biosynthesis in the brain, accumulation in secretory granules, synaptic release into the periplasmic space by nerve cells, reuptake, metabolic inactivation, etc. It is thought to be determined by the balance of elements.
  • Tetrahydrobiopterin (BH4) is a coenzyme essential for the action of tryptophan hydroxylase (TPH). Tetrahydrobiopterin (BH4) can pass through the blood vessel wall at the blood brain barrier to the same extent as 5-hydroxytryptophan (5HTP), but is not so much taken up by glial cells present in the perineural space. In addition, since there is an almost constant amount of tetrahydrobiopterin (BH4) in the nerve cell, even if the concentration of tetrahydrobiopterin (BH4) in the vicinity of the nerve cell increases, the amount taken up into the nerve cell is not so much. Therefore, most tetrahydrobiopterin (BH4), as shown in FIG. 1, reaches the vicinity of the nerve cell, and is not taken up by glial cells and nerve cells, and finally returns to the blood flow in the brain. .
  • Sepiapterin (“SP” in FIG. 1; the same applies hereinafter) is administered from the periphery, reaches the brain by blood flow, passes through the blood-brain barrier, and is taken up by monoaminergic neurons. .
  • sepiapterin is converted to tetrahydrobiopterin (BH4) via dihydrobiopterin (“BH2” in FIG. 1), which is the rate-limiting step of tryptophan hydroxylase (TPH) coenzyme As it promotes the biosynthesis of serotonin and its release.
  • BH4 tetrahydrobiopterin
  • BH2 dihydrobiopterin
  • Sepiapterin (SP) crosses the blood vessel wall at about the same level as 5-hydroxytryptophan (5HTP) at the blood-brain barrier and is 10 times higher than tetrahydrobiopterin (BH4) in glial cells present in the perineural space.
  • 5HTP 5-hydroxytryptophan
  • BH4 tetrahydrobiopterin
  • sepiapterin is converted into tetrahydrobiopterin (BH4) via bihydrohydropterin (BH2) immediately after being taken up by neurons, so the amount of sepiapterin in neurons is comparable Kept at low concentration. Therefore, sepiapterin is further continuously taken up by the amount converted to tetrahydrobiopterin (BH4). Therefore, it is considered that the amount of uptake into neurons is larger than that of tetrahydrobiopterin (BH4).
  • drugs such as SSRI and SNRI are drugs that increase the serotonin level in the perineuronal space in the brain by inhibiting the reuptake of serotonin by the serotonin transporter (SERT).
  • Monoamine oxidase inhibitors are drugs that increase serotonin levels in the brain by suppressing metabolic inactivation by monoamine oxidase (MAO).
  • the present invention broadly encompasses drugs for preventing, ameliorating, or treating brain dysfunction containing at least sepiapterin or a salt thereof.
  • Sepiapterin means 7,8-dihydro-6-[(S) -2-hydroxy-1-oxopropyl] -pterin as described above.
  • the ability of sepiapterin to cross the blood-brain barrier may play an important role in the oxo group present in the substituent located at position 6 of pterin. Therefore, as long as an oxo group is retained in a substituent and a structure that can be converted into tetrahydrobiopterin is retained in a cell, a part of the structure is also converted in the sepia according to the present invention. All contained in pterin.
  • isosepiapterin (7,8-dihydro-6-[(S) -2-oxo-1-hydroxypropyl] -pterin) differs in the position of the oxo group, but in the same way as sepiapterin And has a structure that can be converted into tetrahydrobiopterin by the action of an enzyme in the living body such as sepiapterin reductase, aldose reductase, dihydrofolate reductase, and the like. Therefore, in the present invention, isopiapterin is included in the sepiapterin according to the present invention as a compound equivalent to sepiapterin.
  • the drug according to the present invention includes sepiapterin itself and its equivalents (isosepiapterin and the like), as well as pharmaceutically acceptable salts and solvates thereof.
  • the salt include alkali metal salts (sodium salt, potassium salt, lithium salt, etc.), alkaline earth metal salts (calcium salt, magnesium salt, lithium salt, etc.), metal salts (aluminum salt, iron salt, zinc salt, Copper salt, nickel salt), inorganic salt (phosphate, sulfate, hydrobromide, ammonium salt, etc.), organic acid salt (methanesulfonate, p-toluenesulfonate, lactate, acetate, Trifluoroacetate, citrate, succinate, fumarate, maleate, salicylate, etc., organic amine salt (methylamine salt, dimethylamine salt, trimethylamine salt, ethylenediamine salt, diethylamine salt, triethylamine salt, Ethanolamine salt, diethanolamine salt
  • the drug according to the present invention includes a prodrug composed of a compound having at least one protecting group that is pharmacologically acceptable and dissociable under physiological conditions.
  • Prodrug formation can be performed by a well-known method (for example, refer nonpatent literature 6).
  • prodrug formation for example, free carboxylic acid, alkoxy group (for example, ethoxy group), phenalkyloxy group (for example, benzyloxy group), OCH (R a ) OCOR b group (for example, pivaloyloxy) Methyloxy group), OCH (R a ) OCO 2 R b group (eg, [[(1-methylethoxy) carbonyl] oxy] ethyl ester group, proxetyl group, etc.) OCH (R a ) OR b group, 2-alkyl Group, 2-cycloalkyl group, 2-cycloalkylalkyl group, oxycarbonyl-2-alkylidene-ethoxy group, 5-alkyl [1,3] dioxyl-2-one-4yl-methyloxy group, dialkylamino-alkoxyl group, acryloxy group (R a is a hydrogen atom, either a (C 1 -C 4)
  • sulfate (OSO 3 H), phosphate (OPO 3 H 3 ), oxymethylene phosphate (OCH 2 OPO 3 H 3 ), succinic acid
  • a prodrug can be obtained by adding a protecting group such as an ester (OCOCH 3 CH 3 COOH), an ester of dimethylaminoglycine, a natural amino acid, an inorganic salt, or the like.
  • the dosage form of the drug according to the present invention is not particularly limited.
  • it can be used as solid preparations (tablets, capsules, granules, powders, sustained-release preparations, etc.), liquid preparations (syrup preparations, injections, etc.) and the like.
  • a pharmacologically acceptable carrier When a compound according to the present invention is mixed with a drug, a pharmacologically acceptable carrier may be used.
  • a carrier various organic or inorganic carrier substances commonly used as pharmaceutical materials can be used.
  • an excipient, a lubricant, a binder, a disintegrant and the like are blended with the drug according to the present invention and its carrier.
  • a solvent, a solubilizing agent, a suspending agent, a tonicity agent, a buffering agent, a soothing agent and the like are appropriately blended with the drug according to the present invention and its carrier.
  • formulation additives such as preservatives, antioxidants, colorants, sweeteners and the like may be used as necessary.
  • excipients for example, lactose, sucrose, D-mannitol, starch, crystalline cellulose, light anhydrous silicic acid and the like can be used.
  • lubricant for example, magnesium stearate, calcium stearate, talc, colloidal silica and the like can be used.
  • binder for example, crystalline cellulose, sucrose, D-mannitol, dextrin, hydroxypropylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, polyvinylpyrrolidone and the like can be used.
  • disintegrant for example, starch, carboxymethyl cellulose, carboxymethyl cellulose calcium, croscarmellose sodium, carboxymethyl starch sodium and the like can be used.
  • solvent for example, water for injection, alcohol, propylene glycol, macrogol, sesame oil, corn oil and the like can be used.
  • solubilizer for example, polyethylene glycol, propylene glycol, D-mannitol, benzyl benzoate, ethanol, trisaminomethane, cholesterol, triethanolamine, sodium carbonate, sodium citrate and the like can be used.
  • suspending agents include, for example, surfactants (stearyl triethanolamine, sodium lauryl sulfate, laurylaminopropionic acid, lecithin, benzalkonium chloride, benzethonium chloride, glyceryl monostearate, etc.)
  • surfactants stearyl triethanolamine, sodium lauryl sulfate, laurylaminopropionic acid, lecithin, benzalkonium chloride, benzethonium chloride, glyceryl monostearate, etc.
  • Molecules polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, sodium carboxymethylcellulose, methylcellulose, hydroxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, etc.
  • surfactants stearyl triethanolamine, sodium lauryl sulfate, laurylaminopropionic acid, lecithin, benzalkonium chloride, benzethonium chloride,
  • isotonic agent for example, sodium chloride, glycerin, D-mannitol and the like can be used.
  • a buffer solution such as phosphate, acetate, carbonate, citrate and the like can be used.
  • benzyl alcohol can be used as a suitable example of the soothing agent.
  • preservative for example, p-hydroxybenzoates, chlorobutanol, benzyl alcohol, phenethyl alcohol, dehydroacetic acid, sorbic acid and the like can be used.
  • antioxidant for example, sulfite, ascorbic acid and the like can be used.
  • this drug includes auxiliary ingredients such as light-absorbing dyes (riboflavin, adenine, adenosine, etc.) that serve as storage and efficacy aids, and chelating / reducing agents (vitamin C, citric acid, etc.) for stabilization.
  • auxiliary ingredients such as light-absorbing dyes (riboflavin, adenine, adenosine, etc.) that serve as storage and efficacy aids, and chelating / reducing agents (vitamin C, citric acid, etc.) for stabilization.
  • An amino acid substrate such as tryptophan
  • a similar substance such as tetrahydrobiopterin and dihydrobiopterin
  • the drug according to the present invention is produced according to a conventional method by containing sepiapterin in an amount of usually 0.1 to 99% (w / w) based on the total amount of the preparation. can do.
  • the applicable disease is not particularly limited as long as it is a brain dysfunction in which the intracellular level of aromatic monoamine in the brain is reduced.
  • diseases include central mental disorders such as depression, bulimia, autism, consciousness concentration disorder, and cognitive impairment, or central movement disorders such as muscle tone, rigidity, and tremor. Can be mentioned. For example, it may be possible to prevent, improve, or treat brain dysfunction by administering an effective amount of sepiapterin for these diseases.
  • the drug according to the present invention can be applied to mammals (eg, humans, horses, cows, dogs, cats, rats, mice, rabbits, pigs, monkeys, etc.).
  • mammals eg, humans, horses, cows, dogs, cats, rats, mice, rabbits, pigs, monkeys, etc.
  • This drug can be administered orally, for example, as tablets, capsules (including soft capsules and microcapsules), powders, granules, etc., or parenterally as injections, suppositories, pellets, and the like.
  • Parenteral administration includes intravenous, intramuscular, subcutaneous, intraorgan, intranasal, intradermal, eye drop, intracerebral, rectal, intravaginal, intraperitoneal.
  • the dose of the drug of the present invention varies depending on the administration route, symptoms and the like, but when intravenously administered to a patient, for example, it is 0.1 to 100 mg / kg ⁇ body weight per day. For example, this amount is administered once a day or divided into 1 to 3 times a day.
  • this drug may be used alone or in combination with other drugs depending on the purpose, use, symptoms, and the like.
  • SSRI and SNRI have a certain medicinal effect, but there is a concern that the amount of aromatic monoamine may be reduced by long-term administration.
  • a synergistic effect may be acquired by using these chemical
  • an inhibitor for a retrograde transporter that prevents sepiapterin from entering the brain or an inhibitor for an extroverted transporter that reduces the retention time of tetrahydrobiopterin in the brain by administration of sepiapterin, etc.
  • an inhibitor for a retrograde transporter that prevents sepiapterin from entering the brain or an inhibitor for an extroverted transporter that reduces the retention time of tetrahydrobiopterin in the brain by administration of sepiapterin, etc.
  • an inhibitor for a retrograde transporter that prevents sepiapterin from entering the brain or an inhibitor for an extroverted transporter that reduces the retention time of tetrahydrobiopterin in the brain by administration of sepiapterin, etc.
  • the renal excretion inhibitor probenecid can prolong the retention of tetrahydrobiopterin in the periphery. Therefore, there is a possibility that the effect can be enhanced or sustained for a long time by using the drug according to the present invention and the renal excretion inhibitor in combination.
  • renal excretion inhibitors examples include probenecid, immunomodulators (cyclosporin A, FK506, thymosin ⁇ -1, etc.), cytokines (TNF, TGF- ⁇ , interferons (IFN- ⁇ , IFN- ⁇ , IFN- ⁇ , etc.)) , Interleukins (interleukins 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 13, etc.), macrophage / granular cell colony stimulating factor (GM-CSF, G-CSF, M-CSF, etc.) ), Etc.), erythropoietin, cytokine antagonist (reticulose, ADA, AMD-3100, anti-TNF antibody, anti-interleukin antibody, soluble interleukin receptor, protein kinase C inhibitor, etc.), nucleoside transport inhibitor (dipyridamole, pentoxifylline, N-acetylcysteine (NAC), pro Stein, ⁇ -tricosanthin, phosphonoformic acid,
  • the present invention includes all foods and drinks for preventing / ameliorating / treating brain dysfunction containing at least sepiapterin or a salt thereof as an active ingredient.
  • health functional foods specifically health functional foods, nutritional functional foods, etc.
  • health foods other various foods, etc., or blended in various seasonings.
  • the form of food and drink is not particularly limited.
  • liquid, semi-solid, solid products specifically cookies, rice crackers, jelly, yokan, yogurt, manju and other confectionery, soft drinks, nutritional drinks, soups, etc. It may be an agent.
  • the above drugs may be added by mixing, coating, spraying, or the like to obtain healthy foods and drinks.
  • you may make it contain in what is temporarily contained in a mouth for example, a dentifrice, a mouth dye, a chewing gum, a mouthwash.
  • Sepiapterin according to the present invention can be produced by a known method, and the production method is not particularly limited.
  • tetrahydrobiopterin can be obtained by synthesizing a C6-position diastereomer mixture (6R / 6S mixture) by organic chemical synthesis and chirally separating and purifying 6R.
  • this synthetic system is used to synthesize a C6-diastereomer mixture of tetrahydrobiopterin (6R / 6S mixture) by organic chemical synthesis, and then oxidize this to produce a crude sepiapterin sample. And can be obtained by purification (see, for example, Non-Patent Document 7 as an example of a method for synthesizing sepiapterin).
  • sepiapterin is achiral at the C6 position, so that the chiral separation step can be omitted in the sepiapterin production step.
  • Example 1 PC12 cells and RBL2H3 cells were used as aromatic monoamine-synthesizing cells.
  • sepiapterin was added to the culture solution, the total amount of intracellular biopterin (tetrahydrobiopterin and its oxidized forms dihydrobiopterin and biopterin) Total amount, the same applies hereinafter).
  • PC12 cells are cultured cells having neuronal properties, and are known to biosynthesize dopamine, noradrenaline, and adrenaline using tetrahydrobiopterin as a coenzyme.
  • RBL2H3 cells are cultured cells having the properties of mast cells, and are known to biosynthesize serotonin using tetrahydrobiopterin as a coenzyme.
  • Both cells have the ability to synthesize tetrahydrobiopterin and retain a certain amount of tetrahydrobiopterin inside the cell, but not the saturation amount.
  • both cells do not have the ability to synthesize aromatic monoamines themselves, take up aromatic monoamines from outside the cell, and have the ability to secrete aromatic monoamines in response to stimulation (for example, platelets are It does not have the ability to synthesize serotonin itself, but has the ability to synthesize aromatic monoamines, unlike the ability to take in serotonin from the outside of the cell and secrete serotonin in response to stimulation. Therefore, in this example, both cells were determined to be suitable as a model for aromatic monoamine synthetic cells, and both cells were used.
  • PC12 cells and RBL2H3 cells were obtained from JCRB Cell Bank (Independent Administrative Institution, Pharmaceutical Research Institute, Japan).
  • PC12 cells were subcultured in DMEM culture medium (Dulbecco's Modified Eagle Medium; Dulbecco culture medium, hereinafter the same) containing 7% fetal bovine serum and 7% horse serum.
  • DMEM culture medium Dulbecco's Modified Eagle Medium; Dulbecco culture medium, hereinafter the same
  • fetal bovine serum fetal bovine serum
  • horse serum fetal bovine serum
  • RBL2H3 cells were seeded at 1 ⁇ 10 5 / well in a 96-well plate that was not coated with DMEM culture medium containing 10% fetal bovine serum. Similarly, the serum was collected the next day, one hour before the start of the experiment. It replaced with the DMEM culture medium which does not contain, and used for the following uptake
  • Sepiapterin or tetrahydrobiopterin was added to each culture solution of PC12 cells or RBL2H3 cells to a final concentration of 100 ⁇ M, and 0, 30, 60, 120, and 180 minutes later, ice-cold saline (PBS (+);
  • the principle of the Fukushima-Nixon method is as follows.
  • tetrahydrobiopterin When tetrahydrobiopterin is oxidized with iodo under strongly acidic or strongly alkaline conditions, it is oxidized quantitatively to oxidized biopterin under acidic conditions and oxidized pterin with the 6-position side chain removed under alkaline conditions.
  • Dihydrobiopterin is oxidized to oxidized biopterin regardless of pH conditions.
  • Oxidized biopterin and oxidized pterin have strong natural fluorescence properties (excitation: 350 nm, fluorescence: 450 nm).
  • the same sample is divided into two equal parts, one is oxidized under acidic conditions and the other is oxidized under alkaline conditions, respectively, and the amounts of oxidized biopterin and oxidized pterin detected by fluorescence are compared after quantification, The amount of tetrahydrobiopterin and the amount of dihydrobiopterin in the original sample can be respectively determined.
  • the prepared sample was subjected to a high performance liquid chromatography / fluorescence detection system, oxidized biopterin and oxidized pterin were quantified by an external standard comparison method, and based on the values, intracellular tetrahydrobiopterin and total biopterin amount were calculated.
  • “Fine-SIL-C18-5T (manufactured by JASCO Corporation)” was used for the high performance liquid chromatography column, and 7% methanol aqueous solution was used for the eluent.
  • fluorescence detection an FP model manufactured by JASCO Corporation was used.
  • Sepiapterin is not metabolized in cells other than dihydrobiopterin within the time period of the experiment, regardless of whether it is exogenous or endogenous due to uptake. Intracellular dihydrobiopterin is reduced to tetrahydrobiopterin by dihydrofolate reductase, but a portion of dihydrobiopterin remains in the cell. It has been found that reactions other than the reduction of dihydrobiopterin to tetrahydrobiopterin and the degradation of tetrahydrobiopterin hardly occur within the time of the experiment. Sepiapterin can be transferred from inside to outside of cell and from outside to inside of cell, dihydrobiopterin can move slightly in the same way, and tetrahydrobiopterin has almost no inside / outside transfer. Is known (Non-Patent Document 1). Based on the above findings, the sum of the amount of dihydrobiopterin and the amount of tetrahydrobiopterin was taken as the total amount of biopterin in the cell.
  • FIG. 2A is a graph showing the change over time in the total biopterin amount in the PC12 cell
  • FIG. 2B is a graph showing the change over time in the total biopterin amount in the RBL2H3 cell.
  • the vertical axis represents the number of moles of total biopterin per 1 ⁇ 10 6 cells (Total BP, unit: nmol / 10 6 cells)
  • the horizontal axis represents the time after addition of sepiapterin or tetrahydrobiopterin (Time , Unit: min).
  • black circles represent the results when sepiapterin (SP) was added
  • white circles represent the results when tetrahydrobiopterin (BH4) was added.
  • Error bars represent standard deviation (the same applies hereinafter). Those without error bars are smaller than the symbol size (the same applies hereinafter).
  • results of this example show that when sepiapterin is administered from the periphery to animal individuals including humans, unlike tetrahydrobiopterin, if it passes through the blood-brain barrier, it passes through the cell membrane of aromatic monoamine neurons, which is converted into tetrahydrobiopterin, suggesting that biosynthesis of aromatic monoamines is promoted.
  • Example 2 the permeability of sepiapterin and tetrahydrobiopterin in the blood vessel wall was compared using a brain capillary wall model cell line.
  • BBB kit As a cerebrovascular wall model, “BBB kit, RBT24H (Pharmacocell Co., Ltd., Japan)” was used.
  • This kit is a model system in which rat vascular endothelial cells are cultured on a porous synthetic resin membrane having a small pore with an inner diameter of 3 ⁇ m and a blood vessel wall is formed by forming a dense intercellular bond.
  • surrounding cells pericyte
  • astroglial cells are simultaneously cultured in a saucer below the membrane, so that vascular endothelial cells are densely intercellular.
  • a bond is formed.
  • the culture area is 0.3 cm 2 per well.
  • the cell sheet corresponds to the blood vessel wall
  • the upper surface of the cell sheet corresponds to the blood vessel lumen (lumen)
  • the lower surface of the cell sheet corresponds to the perineural space (ablumen).
  • tetrahydrobiopterin (BH4), sepiapterin (SP), and 5-hydroxytryptophan (5HTP) were each dissolved in physiological balanced salt solution and added to the upper surface of the cell sheet corresponding to the lumen of the blood vessel. The amount moved to the lower side of the cell sheet after a minute was measured.
  • BH4 tetrahydrobiopterin
  • the amount of sepiapterin (SP) was calculated by an external standard comparison method using a sample in a high performance liquid chromatography / fluorescence detection system.
  • SP sepiapterin
  • Fine-SIL-C18-5T manufactured by JASCO Corporation
  • a 14% aqueous methanol solution was used for the eluent.
  • fluorescence detection measurement was performed using an FP model manufactured by JASCO Corporation with an excitation wavelength of 412 nm and a fluorescence wavelength of 527 nm.
  • the amount of 5-hydroxytryptophan (5HTP) was calculated by an internal standard comparison method using N-methyl serotonin using a sample in a high performance liquid chromatography / fluorescence detection system (see Non-Patent Document 9).
  • “Fine-SIL-C18-5T manufactured by JASCO Corporation” was used in the same manner as in Example 1.
  • Formic acid was added to 40 mM sodium acetate aqueous solution as the eluent to adjust the pH to 3.5.
  • a solution prepared by mixing the sodium acetate aqueous solution with acetonitrile and methanol at a volume ratio of 100: 10: 5 was used.
  • fluorescence detection measurement was performed using an FP model manufactured by JASCO Corporation with an excitation wavelength of 302 nm and a fluorescence wavelength of 350 nm.
  • 5-hydroxytryptophan is a substance that is used as the first option today when administered from the periphery to tetrahydrobiopterin-deficient patients for the purpose of increasing the amount of serotonin in the brain. is there.
  • FIG. 3 is a graph showing the amount of downward movement of the same substance when tetrahydrobiopterin (BH4), sepiapterin (SP), and 5-hydroxytryptophan (5HTP) are added to the upper surface of the cell sheet of the cerebral vascular wall model. It is.
  • the horizontal axis represents the results when tetrahydrobiopterin (BH4), sepiapterin (SP), and 5-hydroxytryptophan (5HTP) were added, and the vertical axis represents the amount moved to the lower surface of the cell sheet ( (Unit: pmol / well / 30 min).
  • Student's t-test (p ⁇ 0.05) was performed.
  • Example 3 the uptake of sepiapterin and tetrahydrobiopterin into astroglia cells was compared.
  • Astroglial cells are the main glial cells and exist in the brain by closely surrounding blood vessels, and selectively take in substances that have passed through the blood vessel walls in the brain and supply them to neurons.
  • CTX TNA2 cells which are cultured cells derived from astroglial cells.
  • CTX TNA2 cells were obtained from US ATCC (American Type Culture Collection) and used.
  • FIG. 4A is a graph showing the amount of sepiapterin (SP), dihydrobiopterin (BH2) and tetrahydrobiopterin (BH4) accumulated in the cells when sepiapterin (SP) is added
  • FIG. 4B shows tetrahydrobiopterin (BH4). It is a graph showing the amount of dihydrobiopterin (BH2) and tetrahydrobiopterin (BH4) accumulated in cells when added.
  • the horizontal axis is the culture time after addition of sepiapterin or tetrahydrobiopterin
  • the vertical axis is the amount of sepiapterin (SP), dihydrobiopterin (BH2) and tetrahydrobiopterin (BH4) quantified (unit: pmol / 10). 6 cells).
  • the blood-brain barrier is mainly formed by blood vessel walls and glial cells.
  • Astrocytes which are the main glial cells, selectively take up substances that have passed through the blood vessel walls in the brain and supply them to nerve cells. Therefore, it is considered that a substance that passes through the blood vessel wall and is taken up by astroglial cells reaches the nerve cell.
  • Example 2 From the results of Example 2 and this example, the amount of passage through the blood vessel wall was almost the same between sepiapterin and tetrahydrobiopterin, but the uptake amount of glial cells was 10 times or more higher than that of tetrahydrobiopterin. It was.
  • Example 4 the amount of tetrahydrobiopterin, the amount of serotonin, and the amount of 5-hydroxyindoleacetic acid in the brain when sepiapterin was administered were measured using rats.
  • 5-hydroxyindoleacetic acid is a metabolite of serotonin and is mainly metabolized and converted from serotonin in glial cells or serotonin-producing cells.
  • 5-hydroxyindoleacetic acid was also measured as an index for measuring the activity of aromatic monoamine (serotonin) in the brain.
  • the rats used were SD rats (7-8 weeks old, male) purchased from Japan SLC Co., Ltd. Rats were bred for 12 hours under dark conditions for 12 hours, and were given food for breeding ("MM-3", manufactured by Funabashi Farm Co., Ltd.) as food and sterilized tap water as drinking water.
  • MM-3 manufactured by Funabashi Farm Co., Ltd.
  • solid which did not administer sepiapterin and tetrahydrobiopterin was used as a sample of 0 hours after administration in the same procedure.
  • the amount of tetrahydrobiopterin in the brain was calculated by adding the 5-fold amount of 100 mM hydrochloric acid to the left brain sample to disrupt the brain tissue, and using the supernatant of the disrupted solution, measuring in the same manner as in Example 1. did.
  • Example 2 the eluent was adjusted to pH 3.5 by adding formic acid to a 40 mM sodium acetate aqueous solution, and a solution obtained by mixing the sodium acetate aqueous solution with acetonitrile and methanol at a volume ratio of 100: 10: 5 was used. It was.
  • fluorescence detection measurement was performed using an FP system model manufactured by JASCO Corporation, with an excitation wavelength of 302 nm and a fluorescence wavelength of 350 nm, as in Example 1.
  • Results are shown in FIGS. 5A, 5B, and 5C.
  • FIG. 5A is a graph showing temporal changes in the amount of tetrahydrobiopterin in the brain after administration of sepiapterin.
  • the vertical axis represents the amount of tetrahydrobiopterin (BH4, unit: nmol / g brain), and the horizontal axis represents the time since administration of tetrahydrobiopterin or sepiapterin (Time, unit: hour).
  • black circles indicate the results when sepiapterin (SP) is added, and white circles indicate the results when tetrahydrobiopterin (BH4) is added.
  • SP sepiapterin
  • BH4 tetrahydrobiopterin
  • the amount of tetrahydrobiopterin in the brain did not increase, whereas in the sepiapterin administration group, the amount of tetrahydrobiopterin in the brain significantly increased.
  • FIG. 5B is a graph showing the change over time in the amount of serotonin in the brain after administration of sepiapterin
  • FIG. 5C is a graph showing the change over time in the amount of 5-hydroxyindoleacetic acid (5HIAA) in the brain.
  • the horizontal axis represents the time since administration of tetrahydrobiopterin or sepiapterin (Time, unit: hour)
  • the vertical axis represents the amount of serotonin (5HT, unit: nmol / g brain) or 5-hydroxyindoleacetic acid (5HIAA, (Unit: nmol / g brain).
  • Example 1 shows that when sepiapterin is administered from the periphery, a certain amount of sepiapterin reaches the brain through the blood-brain barrier, and the aromatic monoamine neurons A series of mechanisms that pass through cell membranes and are taken up into aromatic monoamine neurons in the brain where they are converted to tetrahydrobiopterin, which effectively contributes to serotonin synthesis and increases the amount of serotonin in the brain. Strongly suggest. Moreover, it suggests that even if the same amount of tetrahydrobiopterin is administered from the periphery, this series of processes in the brain cannot be enhanced.
  • Example 5 the amount of serotonin (5HT) in the brain after administration of sepiapterin was measured using mice.
  • mice K. Hyland Institute of Metabolic Disease, Baylor University Medical Center, “Hph-1” provided by Dallas, TX 75226, USA
  • This mouse is characterized by impaired tetrahydrobiopterin biosynthetic function and a brain endogenous tetrahydrobiopterin level of 40-50% of normal mice.
  • Mice were bred for 12 hours under dark conditions for 12 hours, and were fed with food for breeding (“MM-3” manufactured by Funabashi Farm Co., Ltd.) as food and sterilized tap water as drinking water.
  • the serotonin amount is measured in the same manner as in Example 4.
  • a brain sample is obtained, disrupted and deproteinized, and then subjected to a high performance liquid chromatography / fluorescence detection system (HPLC / FD), with an excitation wavelength of 302 nm and a fluorescence wavelength of 350 nm. Set and went.
  • HPLC / FD high performance liquid chromatography / fluorescence detection system
  • FIG. 6 is a graph showing the amount of serotonin in the brain after administration of sepiapterin.
  • the vertical axis indicates the amount of serotonin (5HT, unit: nmol / g brain)
  • v-cont indicates the result of the control group
  • BH4 indicates the result when tetrahydrobiopterin is administered
  • SP Represents the results when sepiapterin was administered.
  • the asterisk in the graph indicates that there was a significant difference in the t test (p ⁇ 0.05).
  • Example 4 serotonin in the brain was increased by administration of sepiapterin from the periphery, and these were not observed by administration of the same amount of tetrahydrobiopterin from the periphery. It has been shown.
  • the biosynthesis, release, reuptake and metabolism of dopamine starting from the aromatic amino acid tyrosine is also based on the amount of dopamine synthesis in dopaminergic neurons, and the amount of intracellular tetrahydrobiopterin is the amount of dopamine biosynthesis. It is known to be limited by Therefore, the results of Example 4 and this example suggest that dopamine and noradrenaline / adrenaline synthesized from dopamine also increase in the brain by administration of sepiapterin from the periphery. In other words, this result suggests that administration of sepiapterin from the periphery may be effective in improving central psychiatric disorders and central motor disorders associated with decreased brain levels of dopamine, noradrenaline, and adrenaline. To do.
  • mice were subjected to a forced swimming test after administration of sepiapterin.
  • the mouse's forced swimming test is a test method used to evaluate the antidepressant effect, and the length of “immobility” time is an indicator of depression. The shorter the “immobility” time, the higher the antidepressant effect.
  • FIG. 7 is a graph showing “immobility” time after administration of sepiapterin in a forced swimming test of mice.
  • the vertical axis represents “immobilization time” (Immobile time (unit: min during 5 min))
  • control represents the result of the control group
  • BH4 represents the result when tetrahydrobiopterin was administered
  • SP represents the results when sepiapterin was administered
  • Dsp represents the results when desipramine was administered as a positive control group.
  • the sepiapterin administration group As shown in FIG. 7, in the sepiapterin administration group, the “immobility” time was significantly shortened compared to the tetrahydrobiopterin administration group and the control group, and an antidepressant effect was observed. Moreover, it was shown that the sepiapterin administration group has the effect of shortening the “immobility” time to the same extent as the positive control group.
  • Examples 1 to 6 show that, when tetrahydrobiopterin is administered from the periphery, it hardly reaches the brain and is not taken up by nerve cells, so that the level of aromatic monoamine in the brain is not increased.
  • sepiapterin when sepiapterin is administered from the periphery, some of it reaches the brain, is easily taken up by nerve cells, and increases the level of aromatic monoamines in the brain Suggest that it is also effective for brain dysfunction.
  • the present invention is effective for prevention / improvement / treatment of central mental disorders such as depression, bulimia, autism, disturbance of consciousness, and cognitive impairment.
  • central mental disorders such as depression, bulimia, autism, disturbance of consciousness, and cognitive impairment.
  • the biosynthesis of dopamine, noradrenaline, and adrenaline depends on the level of tetrahydrobiopterin in the cranial nerve cells, similar to serotonin, these results indicate that the present invention is a central exercise such as muscle tone, rigidity, and tremor. This suggests that it is effective in preventing, improving, and treating disability.
  • Example 2 The schematic diagram which shows the aromatic monoamine metabolic system in the nerve cell in a brain.
  • Example 1 the graph which shows the time-dependent change of the amount of total biopterin taken up in the cell of PC12 cell.
  • Example 1 the graph which shows a time-dependent change of the amount of total biopterin taken up in the cell of RBL2H3 cell.
  • Example 2 when tetrahydrobiopterin (BH4), sepiapterin (SP), 5-hydroxytryptophan (5HTP) was added to the cell sheet of the cerebral vascular wall model (RBT24H), Representing graph.
  • BH4 tetrahydrobiopterin
  • SP sepiapterin
  • 5HTP 5-hydroxytryptophan
  • Example 3 when sepiapterin (SP) is added, the graph shows the amount of sepiapterin (SP), dihydrobiopterin (BH2), and tetrahydrobiopterin (BH4) accumulated in CTX TNA2 cells.
  • the graph which shows the time-dependent change of the amount of tetrahydrobiopterin in the brain after administration of sepiapterin.
  • the graph which shows the time-dependent change of the amount of serotonin in the brain after sepiapterin administration In the experiment of the rat of Example 4, the graph which shows the time-dependent change of the amount of 5-hydroxyindole acetic acid in the brain after administration of sepiapterin.
  • the graph In the experiment of the mouse (hph-1) of Example 5, the graph shows the amount of serotonin in the brain after administration of sepiapterin.

Abstract

　【課題】脳機能障害の症状を改善する手段の提供。　【解決手段】本発明者は、セピアプテリンを末梢から投与した場合に、脳内芳香族モノアミンの活量が増大することを新規に見出した。そこで、セピアプテリン又はその塩を少なくとも含有する脳機能障害の予防用又は改善用の薬剤、及び、セピアプテリン又はその塩を少なくとも含有させた脳機能障害の予防用又は改善用の飲食物を提供する。セピアプテリンは、テトラヒドロビオプテリンなどと異なり、末梢から投与しても、脳内芳香族モノアミン（セロトニン、ドーパミン、ノルアドレナリンなど）の脳神経細胞内レベル低下を抑制し、その活量を増大することができる。従って、脳内芳香族モノアミンの脳神経細胞内レベル低下による脳機能障害、例えば、うつ、過食症、自閉症、意識集中障害、認知障害などの中枢性精神障害、及び、筋緊張、硬直、振戦などの中枢性運動障害などに有効である可能性がある。

Description

脳機能障害予防・改善用の薬剤及び飲食物
　本発明は、セピアプテリンを含有する脳機能障害の予防・改善・治療用の薬剤及び飲食物などに関する。より詳細には、脳内神経伝達物質の関わる疾病、例えば、中枢性精神障害（うつ、過食症、自閉症、意識集中障害、認知障害など）、若しくは中枢性運動障害（筋緊張、硬直、振戦など）などに対する予防・改善・治療用の薬剤及び飲食物などに関連する。
　脳は、運動・知覚など神経を介する情報伝達の最上位中枢であり、感情・情緒・理性などヒトの精神活動、運動の随意コントロールなどにおいても重要な役割を果たしている。脳は多数の神経細胞で構成されており、神経細胞間の情報伝達は、脳内の神経伝達物質が行っている。
　モノアミン神経伝達物質は、アミノ基を一個含む非アミノ酸神経伝達物質の総称である。その中で、天然のＬ－アミノ酸のチロシン又はトリプトファンを前駆体として体内で生合成されるモノアミン神経伝達物質を芳香族モノアミンという。代表的な芳香族モノアミンとして、セロトニン、ノルアドレナリン、ドーパミン、アドレナリンなどが挙げられる。芳香族モノアミンは、脳内と末梢の両方に存在するが、脳内に存在する芳香族モノアミンは、脳内の情報伝達において重要な役割を果たしており、また、精神活動・情動、運動の制御などにも深く関与していることが知られている。
　セロトニンは、ヒトを含む動植物に一般的に含まれる芳香族モノアミンで、その多くは、小腸の粘膜にあるクロム親和性細胞内、血小板などに存在し、また、一部が中枢神経系にも存在する。セロトニンは、中枢神経系において、神経伝達物質として機能する。セロトニン神経は、延髄の縫線核から、視床下部、大脳基底核、線条体をはじめ、脳・脊髄に向けて広く神経線維を張り巡らしており、人間の情動、疲労、痛み、食欲などの精神活動などに大きく影響を与える。
　近年、うつ病、過食症、自閉症、意識集中障害、認知障害などの脳機能障害とセロトニンとの関係が明らかになってきており、セロトニン系に作用する薬物を用いることによって、これらの症状をある程度改善できるようになった。例えば、ＳＳＲＩ（セロトニン選択的再取り込み阻害薬；Serotonin　Selective　Reuptake　Inhibitor）は、シナプスにおいて放出されたセロトニンの再吸収を阻害することでうつ症状などを改善する薬剤として、実用化されている。但し、ＳＳＲＩは神経細胞内におけるセロトニンの総量を減少させるため、長期間利用すると却ってうつ症状が増悪する可能性も指摘されている。
　ノルアドレナリンは、交感神経末端・中枢神経系などに広く存在する芳香族モノアミンで、アドレナリンの前駆体でもある。末梢では、副腎皮質ホルモン及び神経伝達物質として働く。一方、脳内では、青斑核のノルアドレナリン神経が脳の全域に投射しており、注意・衝動性などに関与すると考えられている。また、ノルアドレナリン系の変化とうつとの関連性が明らかになってきている。
　ＳＮＲＩ（セロトニン・ノルアドレナリン再取り込み阻害薬；Serotonin　and　Norepinephrine　reuptake　Inhibitor）は、シナプスにおけるセロトニンとノルアドレナリンの再吸収を阻害することで、神経細胞周囲腔におけるこれらの神経伝達物質の濃度を増加させ、うつ症状を改善する薬剤である。この薬剤は、セロトニンの濃度を高めることによってうつ状態を改善させるのに加え、ノルアドレナリンの再吸収を阻害することによって、興奮神経を刺激し、やる気や気分を向上させる効果を発揮すると考えられている。但し、ＳＮＲＩも、ＳＳＲＩと同様、神経細胞内におけるセロトニンの総量を減少させるため、長期間利用すると却ってうつ症状が増悪する可能性も指摘されている。
　ドーパミンは、中枢神経系に存在する芳香族モノアミンで、アドレナリン、ノルアドレナリンの前駆体でもある。脳内では、脳幹腹側被蓋野と黒質のドーパミン神経が、大脳前頭葉、線条体などに投射しており、運動調節、ホルモン調節、快の感情、意欲、学習などに関わる。
　パーキンソン病では黒質線条体のドーパミン神経が減少し、筋固縮、振戦、無動などの運動症状が起こる。また、一部の統合失調症や一部のうつ病に、ドーパミンが関係しているという仮説がある。
　芳香族モノアミンには、末梢の細胞内に存在するものと中枢神経系の神経細胞内に存在するものとがあるが、脳内芳香族モノアミンは、原則として、血液脳関門を通過せず、それぞれ独立に合成・代謝される。即ち、末梢の細胞内に存在する芳香族モノアミンと中枢神経系の神経細胞内に存在する芳香族モノアミンとの間で、相互に行き来したり、補完したりすることはない。
　脳内芳香族モノアミン神経は、細胞内の放出顆粒に蓄えた芳香族モノアミン（セロトニン、ノルアドレナリン、ドーパミンなど）を放出する。芳香族モノアミンは、放出された後、それぞれの神経細胞によって再取り込みされ、新規に生合成された芳香族モノアミンと混合され、再度放出顆粒に取り込まれる。この機構が循環して繰り返され、また、一部分は、細胞内で、放出顆粒に取り込まれる前に代謝され、不活性な代謝産物が生成される。芳香族モノアミンは血液脳関門の機能により脳へ流入したり、脳から流出したりしないが、その代謝産物は、脳から末梢へ排出される。また、芳香族モノアミン生合成の直接の素材である芳香族アミノ酸（トリプトファン、チロシンなど）は、血液脳関門を通過する。
　テトラヒドロビオプテリン（BH4）は、フェニルアラニン水酸化酵素、チロシン水酸化酵素、トリプトファン水酸化酵素、一酸化窒素合成酵素などの補酵素である。フェニルアラニンからチロシンを合成する反応、トリプトファンからセロトニンを合成する反応、チロシンからドーパを合成する反応、アルギニンから一酸化窒素とシトルリンを合成する反応などにおいて、補酵素として酵素反応に必須である。
　細胞内テトラヒドロビオプテリン量の欠乏が起こると，これらの酵素は充分な触媒作用を発揮できず、高フェニルアラニン血症や、ドーパミン・ノルアドレナリン・セロトニンなどのモノアミン神経伝達物質の活量低下を引き起こす。
　テトラヒドロビオプテリン生成の異常で生じる疾患には、悪性高フェニルアラニン血症、瀬川病（ドーパ反応性ジストニア）などがある。また、うつ病、過食症、パーキンソン病、自閉症、精神分裂病などにおいても、テトラヒドロビオプテリンの代謝異常が原因・増悪因子になっている可能性が示唆されている。
　なお、末梢から脳へテトラヒドロビオプテリンを送る場合、その一部はわずかに脳組織に捕捉されるが、芳香族モノアミン神経細胞に到達しない段階で速やかに脳組織の外に排出される。即ち、テトラヒドロビオプテリンは、血液脳関門を通過するのが著しく困難である。
　「７，８－ジヒドロ－６－［（Ｓ）－２－ヒドロキシ－１－オキソプロピル］－プテリン（慣用名「セピアプテリン（Sepiapterin）」、以下、「セピアプテリン」と記載する。）」は、動物色素などとして、ヒトを含む各種動物に広く存在する内因性化合物であり、日常的な食品にも微量に含まれている。１９６０年、Ｎａｗａは、ショウジョウバエの目の色素の一つとして、セピアプテリンの化学構造を決定した。
　ヒト体内におけるセピアプテリンの生物活性は、現在のところ知られていない。セピアプテリンは、ヒト体内では、テトラヒドロ－６－ラクトイル－テトラヒドロプテリン（ＧＴＰからテトラヒドロビオプテリンが合成される際の中間産物）の自動酸化により必ず生成されるが、ごく微量であり、血中・尿中ではほとんど検出されない。
　セピアプテリンは、動物細胞に容易に取り込まれ、ＳＰＲ（セピアプテリン還元酵素）及びＤＨＦＲ（ジヒドロ葉酸還元酵素）による２段階の酵素反応により、テトラヒドロビオプテリンへ転換されることが知られている（例えば、非特許文献１参照）。
　テトラヒドロビオプテリン、その代謝産物、プロドラッグ(セピアプテリン、ジヒドロビオプテリン)などの細胞膜通過特性が、近年、明らかにされつつある。例えば、非特許文献２には、プテリン化合物の細胞膜通過に関する知見が示されている。
　なお、テトラヒドロビオプテリンなどを含有する各疾患の治療剤などが種々提案されている。例えば、特許文献１には、プテリン誘導体からなるうつ病・パーキンソン病治療剤が、特許文献２には、注意欠陥多動性障害及び高フェニルアラニン血症の治療のためのテトラヒドロビオプテリンを含む組成物が、特許文献３には、テトラヒドロビオプテリンを有効成分とする脊髄小脳変性症治療剤が、特許文献４には、プテリン誘導体を有効成分とする癌転移抑制剤が、それぞれ記載されている。また、非特許文献３には、ビオプテリン代謝欠損性フェニルケトン尿症患者に対するテトラヒドロビオプテリン又はセピアプテリンによる単独治療が、非特許文献４には、ラット脳におけるビオプテリン生合成が、それぞれ検討されている。非特許文献５では、末梢からテトラヒドロビオプテリンを投与する場合、致死量に近い量を投与しないと脳内芳香族モノアミンの濃度は増大しないことが実証された。その他、非特許文献６は後述するプロドラッグ化に関する文献、非特許文献７は後述するセピアプテリンの合成に関する文献、非特許文献８は後述するFukushima-Nixon法に関する文献、非特許文献９は後述するセロトニン、５－ヒドロキシトリプトファン、５－ヒドロキシインドール酢酸量の測定法に関する文献である。
特開昭５９－２５３２３号公報 特表２００８－５０４２９５号公報 国際公開ＷＯ９６／０３９８９号公報 特開平６－１９２１００号公報 K. Sawabe, K. Yamamoto, Y. Harada, A. Ohashi, Y. Sugawara, H.Matsuoka, and H. Hasegawa, "Cellular uptake of sepiapterin and push-pullaccumulation of tetrahydrobiopterin." Mol Genet Metab 94 (2008) 410-416. H. Hasegawa, K. Sawabe, N. Nakanishi, and O.K. Wakasugi, "Deliveryof exogenous tetrahydrobiopterin (BH4) to cells of target organs: role ofsalvage pathway and uptake of its precursor in effective elevation of tissueBH4." Mol Genet Metab 86 Suppl 1 (2005) S2-10. A. Niederwieser, H.-Ch. Curtius, M. Wang and D. Leupold,"Atypical phenylketonuria with defective biopterin metabolism. Monotherapywith tetrahydrobiopterin or sepiapterin, screening und study of biosynthesis inman.": Eur J Pediatr (1982) 138: 110-112. G. Kapatos, S. Katoh and S. Kaufman, "Biosynthesis of biopterinby rat brain.": Journal of Neurochem. 39, 1152-1162 (1982). M. P. Brand, K. Hyland, T. Engle, I. Smith and S. J. R. Heales,"Neurochemical effects following peripheral administration oftetrahydropterin derivatives to the hph-1 mouse.": Journal of Neurochem.66, 1150-1156 (1996). K. Beaumont, R. Webster, I. Gardner, K. Dack, "Designof ester prodrugs to enhance oral absorption of poorly permeable compounds:challenges to the discovery scientist.": Current Drug Metabolism (2003), 4(6),461-485 W. Pfleiderer, "Pteridine, LXVIII. Uberfuhrung von Biopterin inSepiapterin und absolute Konfiguration des Sepiapterins (Konfiguration DesSepiapterins).": Chemische Berichte 112 (1979) 2750-2755. T. Fukushima and J.C. Nixon, "Analysis of reduced forms of biopterinin biological tissues and fluids": Analytical Biochemistry 102, 176-188 (1980) F. Inoue, H.Hasegawa, M.Nishimura, M. Yanagisawa and A.Ichiyama, "Distributionof 5-hydroxytryptamine(5HT) in tissue of a mutant mouse deficient in mastcell(W/Wv). Demonstration of the contribution of mast cells to the 5HT contentin various organs": Agents Actions 16, 2950301(1985)
　上述の通り、これまで、テトラヒドロビオプテリン生成の異常で生じる疾患などに対し、テトラヒドロビオプテリンを末梢より投与し、それらの疾患の症状を改善する試みが行われてきた。
　しかし、テトラヒドロビオプテリンを末梢より投与しても、末梢におけるフェニルアラニン代謝、芳香族モノアミン合成、一酸化窒素合成は促進されるが、脳内モノアミン神経伝達物質の生合成はほとんど促進されない。これは、テトラヒドロビオプテリンが血液脳関門をほとんど通過できないこと、わずかに脳まで到達しても芳香族モノアミン神経細胞の細胞膜を通過しにくいことが原因であると推測する。
　従って、テトラヒドロビオプテリンは、末梢におけるフェニルアラニン代謝の促進、芳香族モノアミンの合成促進、一酸化窒素の合成促進などには有効であったが、脳内芳香族モノアミンの合成促進には有効ではなかった。即ち、うつ病、過食症、自閉症、意識集中障害、認知障害などの脳機能障害においては、テトラヒドロビオプテリンを投与しても、実際にはほとんど症状改善がみられず、実用化もされていない。
　そこで、本発明では、中枢性精神障害（うつ、過食症、自閉症、意識集中障害、認知障害など）、中枢性運動障害（筋緊張、硬直、振戦など）などの脳機能障害の症状を改善する新規手段を提供することなどを目的とする。
　本発明者は、セピアプテリンを末梢から投与した場合に、セピアプテリンが血液脳関門を通過し、脳内の神経細胞内に取り込まれること、及び、それにより脳内芳香族モノアミンの産生が促進され、その活量が増大することを新規に見出した。
　そこで、本発明では、セピアプテリン又はその塩を少なくとも含有する脳機能障害の予防用又は改善用の薬剤、及び、セピアプテリン又はその塩を少なくとも含有させた脳機能障害の予防用又は改善用の飲食物を提供する。
　セピアプテリンは、テトラヒドロビオプテリンなどと異なり、末梢から投与しても、脳内芳香族モノアミン（例えば、セロトニン、ドーパミン、ノルアドレナリンのいずれか又は複数）の脳神経細胞内レベル低下を抑制し、その活量を増大することができる。従って、脳内芳香族モノアミンの脳神経細胞内レベル低下による脳機能障害、例えば、うつ、過食症、自閉症、意識集中障害、認知障害などの中枢性精神障害、筋緊張、硬直、振戦などの中枢性運動障害などに有効である可能性がある。
　セピアプテリンが脳内芳香族モノアミンの活量を増大する機序は、次の通りであると推測する。セピアプテリンは、末梢から投与された後、テトラヒドロビオプテリンよりも血液脳関門を通過しやすく、一定量が脳神経細胞に到達する。セピアプテリンは、テトラヒドロビオプテリンと異なり、促進輸送により脳神経細胞の細胞膜を透過し、細胞内に取り込まれる。脳神経細胞内では、細胞内に存在するＳＰＲ（セピアプテリン還元酵素）及びＤＨＦＲ（ジヒドロ葉酸還元酵素）による２段階の酵素反応により、テトラヒドロビオプテリンへ転換される。これにより、脳神経細胞内におけるテトラヒドロビオプテリン量が増加し、脳内芳香族モノアミンの生合成が促進され、脳内芳香族モノアミンの細胞内レベルが上昇し、活量が増大する。
　なお、テトラヒドロビオプテリンの場合、その末梢からの投与によって少量が血液脳関門をかいくぐって脳に到達しても、それが神経細胞には容易に取り込まれないという点で、セピアプテリンの作用機序との間に基本的な差異がある。
　本発明により、各種脳機能障害の症状を改善できる可能性がある。
　＜本発明の作用機序について＞
　本発明に係るセピアプテリンの脳内における作用機序について、図１を用いて説明する。
　図１は脳内の神経細胞における芳香族モノアミン代謝系を示す模式図である。なお、図１では、セロトニンの代謝系を例示しているが、ドーパミン、ドーパミンから生成されるノルアドレナリンなど、他の芳香族モノアミンの代謝系についても、ほぼ同様の機構が存在する。
　栄養分・液性調節因子・生理活性物質など、脳内の神経細胞に必要な物質は、血流（図１中、「blood」、以下同じ）から血液脳関門（図１中、「blood　brain　barrier」、以下同じ）を介して神経細胞（図１では、「monoaminergic　neuron」と記載された箇所、以下同じ）へ供給される。
　血液脳関門（blood　brain　barrier）は、主に、（１）脳内の血管壁（図１中、「blood　vessel　wall」、以下同じ）、及び、（２）神経周囲腔（図１中、「perineural　cavity」、血管壁と神経細胞の間の領域、以下同じ）に存在するグリア細胞などで構成される。上述の通り、血流中の物質・薬剤などの脳への移入は血液脳関門により厳しく制限されており、限られた成分のみが脳へ移入される。なお、脳内成分も、血液脳関門により、その流出が厳しく制限されており、原則として、限られた代謝物・代謝産物のみが脳から移出される。
　血液脳関門において、脳内の神経細胞への移入が制限される物質は、（１）物理化学的な拡散により神経細胞の近傍まで到達した後、血管壁・グリア細胞などにおける外向方向への能動的な輸送により、（２）若しくは、神経細胞の近傍まで到達した後、神経細胞に取り込まれずに、最終的に脳内血流に戻ることにより、神経細胞の近傍から排除される。
　一方、脳内の神経細胞に取り込まれる物質は、まず、神経周囲腔において、（１）グリア細胞などの細胞膜又は細胞間隙での物理化学的な浸透・拡散により、（２）若しくは、グリア細胞に存在する輸送体タンパク質群の協調的な媒介により、神経細胞に到達する。
　次に、神経細胞に到達した物質は、（１）神経細胞の細胞膜での物理化学的な浸透・拡散により、（２）若しくは、神経細胞に存在する輸送体タンパク質群の協調的な媒介により、神経細胞に取り込まれる。一般的に、各物質の神経細胞内の濃度は物質ごとに決まっているため、神経細胞内に取り込まれた後速やかに代謝される物質は、その代謝された量だけ、さらに継続的に取り込まれる。
　脳内の芳香族モノアミン作動性神経細胞（図１中、「monoaminergic　neuron」、以下同じ）では、芳香族モノアミンの代謝が行われる。
　例えば、セロトニン（図１中、「Serotonin」、以下同じ）の場合、図１に示す通り、以下の機序で代謝が行われる。まず、Ｌ－アミノ酸のトリプトファン（図１中、「Tryptophan」、以下同じ）が血流から血液脳関門を介してモノアミン作動性神経細胞に取り込まれる。このトリプトファンは、トリプトファン水酸化酵素（図１中、「TPH」、以下同じ）及びその補酵素のテトラヒドロビオプテリン（図１中、「BH4」、以下同じ）の働きで、５－ヒドロキシトリプトファン（図１中、「5HTP」、以下同じ）に変換され、さらに芳香族アミノ酸脱炭酸酵素（図１中、「AADC」、以下同じ）の働きでセロトニンに変換される。セロトニンの生合成を律速するのは、トリプトファン水酸化酵素（TPH）による反応の段階である。
　なお、５－ヒドロキシトリプトファン（5HTP）は、テトラヒドロビオプテリン欠損患者に対し、脳内セロトニン量を増大させる目的で末梢より投与される際に、今日第一選択肢として用いられている物質であり、５－ヒドロキシトリプトファンを末梢から投与した場合、トリプトファンと同様、血流から血液脳関門を介して芳香族モノアミン作動性神経細胞に取り込まれることが知られている。
　生合成されたセロトニンは、芳香族モノアミン作動性神経細胞内で神経伝達物質放出顆粒に取り込まれ、細胞外に放出される。但し、血流へは移出されず、脳内に留まり、（１）セロトニン輸送体（図１中、「SERT」、以下同じ）により芳香族モノアミン作動性神経細胞内の放出顆粒に再度取り込まれたり、（２）モノアミン酸化酵素（図１中、「MAO」、以下同じ）などの働きで5HIAAに代謝的不活性化された後、有機陰イオン輸送体などにより血流へ流出したりする。なお、脳内では、セロトニン代謝（生合成、放出、再取り込み、代謝的不活性化、血流への流出）が循環して繰り返し行われ、その代謝回転は速いことが知られている。
　上述の通り、芳香族モノアミンには、末梢の細胞内に存在するものと中枢神経系の神経細胞内に存在するものとがあるが、脳内芳香族モノアミンは、原則として、血液脳関門を通過せず、それぞれ独立に合成・代謝される。
　即ち、脳内の芳香族モノアミンは、脳内の神経細胞内で生合成・蓄積され、神経細胞の周囲腔への放出、神経細胞への再取り込み、代謝的不活性化も脳内で行われる。なお、代謝的不活性化は、主にグリア細胞で行われ、一部は神経細胞で行われる。
　従って、脳内の活性な芳香族モノアミンが、神経細胞から放出された後にそのまま末梢へ流出することはなく、代謝的不活性化を経てから末梢へ流出すると考えられている。また、末梢の芳香族モノアミンが脳内に移行して脳内の神経細胞又はその周囲腔に到達することもないと考えられている。即ち、例えば、尿中などの末梢におけるセロトニン量が増大したというだけでは、脳内セロトニンが増大したことを示す根拠とはならない。
　一般的に、芳香族モノアミンの適切な脳内レベルは、脳内における生合成量、分泌顆粒への蓄積、神経細胞による細胞周囲腔へのシナプス放出、再取り込み、代謝的不活性化などの各要素のバランスで決まると考えられる。
　テトラヒドロビオプテリン（BH4）は、トリプトファン水酸化酵素（TPH）の働きに必須の補酵素である。テトラヒドロビオプテリン（BH4）は、血液脳関門において、５－ヒドロキシトリプトファン（5HTP）とほぼ同程度に血管壁を通過できるが、神経周囲腔に存在するグリア細胞などによる取り込みはそれほど多くない。また、神経細胞内にはテトラヒドロビオプテリン（BH4）がほぼ一定量存在するため、神経細胞近傍におけるテトラヒドロビオプテリン（BH4）の濃度が上昇しても、神経細胞内へ取り込まれる量はそれほど多くはない。従って、大部分のテトラヒドロビオプテリン（BH4）は、図１に示す通り、神経細胞の近傍まで到達した後、グリア細胞及び神経細胞には取り込まれずに、最終的に脳内血流に戻ると考えられる。
　セピアプテリン（図１中、「SP」、以下同じ）は、図１に示す通り、末梢から投与され、血流により脳に到達した後、血液脳関門を通過しモノアミン作動性神経細胞に取り込まれる。モノアミン作動性神経細胞内で、セピアプテリンは、ジヒドロビオプテリン（図１中、「BH2」）を経由してテトラヒドロビオプテリン（BH4）に変換され、律速段階であるトリプトファン水酸化酵素（TPH）の補酵素としてセロトニンの生合成とその放出を促進する。
　セピアプテリン（SP）は、血液脳関門において、５－ヒドロキシトリプトファン（5HTP）とほぼ同程度に血管壁を通過し、かつ神経周囲腔に存在するグリア細胞などでもテトラヒドロビオプテリン（BH4）よりも１０倍以上能率よく取り込まれる。従って、セピアプテリン（SP）はテトラヒドロビオプテリン（BH4）よりも神経細胞に到達する量が多いと考えられる。
　加えて、セピアプテリン（SP）は、神経細胞に取り込まれた後速やかにビジヒドロオプテリン（BH2）を経由してテトラヒドロビオプテリン（BH4）に変換されるため、神経細胞内におけるセピアプテリン量は比較的低濃度に保たれる。そのため、テトラヒドロビオプテリン（BH4）に変換された量だけ、セピアプテリンがさらに継続的に取り込まれる。従って、神経細胞への取り込み量もテトラヒドロビオプテリン（BH4）よりも多いと考えられる。
　以上の知見を総合すると、セピアプテリン（SP）を末梢から供給することにより、テトラヒドロビオプテリン（BH4）を末梢から供給する場合よりも、神経細胞内におけるテトラヒドロビオプテリン（BH4）量を持続的に高くすることができるため、より有効に、トリプトファン水酸化酵素（TPH）を活性化し、セロトニンの生合成とその放出を促進することができる。
　なお、ＳＳＲＩ、ＳＮＲＩなどの薬剤は、セロトニン輸送体（SERT）によるセロトニンの再取り込みを阻害することにより、脳内の神経細胞周囲腔におけるセロトニンレベルを高くする薬剤である。また、モノアミン酸化酵素阻害剤は、モノアミン酸化酵素（MAO）による代謝的な不活性化を抑制することにより、脳内のセロトニンレベルを高くする薬剤である。
　＜本発明に係る薬剤について＞
　本発明は、セピアプテリン又はその塩を少なくとも含有する脳機能障害の予防用、改善用、又は治療用の薬剤を広く包含する。
　セピアプテリンは、上述の通り、７，８－ジヒドロ－６－［（Ｓ）－２－ヒドロキシ－１－オキソプロピル］-プテリンを意味する。セピアプテリンが血液脳関門を通過できるのは、プテリンの６位に配置された置換基の中に存在するオキソ基が重要な役割を果たしている可能性がある。従って、置換基内にオキソ基が保持され、かつ、細胞内でテトラヒドロビオプテリンに変換されうる構造が保持されていれば、その一部の構造が変換されているものについても、本発明に係るセピアプテリンにすべて包含される。
　例えば、イソセピアプテリン（７，８－ジヒドロ－６－［（Ｓ）－２－オキソ－１－ヒドロキシプロピル］-プテリン）は、オキソ基の位置が異なるが、セピアプテリンと同様に、置換基内にオキソ基を有し、かつ、セピアプテリン還元酵素、アルドース還元酵素、ジヒドロ葉酸還元酵素など、生体内にある酵素の働きによってテトラヒドロビオプテリンに変換されうる構造を保持する。従って、イソセピアプテリンは、本発明において、セピアプテリンと同等の化合物として、本発明に係るセピアプテリンに包含される。
　本発明に係る薬剤には、セピアプテリン自体、及び、その同等物質（イソセピアプテリンなど）のほか、医薬上許容されるその塩、溶媒和物なども含まれる。塩としては、例えば、アルカリ金属塩（ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩など）、アルカリ土類金属塩（カルシウム塩、マグネシウム塩、リチウム塩など）、金属塩（アルミニウム塩、鉄塩、亜鉛塩、銅塩、ニッケル塩など）、無機塩（リン酸塩、硫酸塩、臭化水素塩、アンモニウム塩など）、有機酸塩（メタンスルホン酸塩、ｐ－トルエンスルホン酸塩、乳酸塩、酢酸塩、トリフルオロ酢酸塩、クエン酸塩、コハク酸塩、フマル酸塩、マレイン酸塩、サリチル酸塩など）、有機アミン塩（メチルアミン塩、ジメチルアミン塩、トリメチルアミン塩、エチレンジアミン塩、ジエチルアミン塩、トリエチルアミン塩、エタノールアミン塩、ジエタノールアミン塩、ジベンジルアミン塩、グルコサミン塩、ジシクロヘキシルアミン塩、テトラメチルアンモニア塩など）、アミノ酸塩（グリシン塩、リジン塩、アルギニン塩、オルニチン塩、アスパラギン塩など）、その他の有機塩（ピペリジン塩、モルホリン塩、トリス－（２－ヒドロキシエチル）アミン塩、水酸化コリン塩など）などが適用できる。
　また、本発明に係る薬剤には、薬理学的に許容でき、生理学的条件下で解離可能な保護基を少なくとも一つ有する化合物からなるプロドラッグを含む。プロドラッグ化は公知の方法により行うことができる（例えば、非特許文献６参照）。プロドラッグ化の手段として、例えば、遊離型カルボン酸、アルコキシ基(例えば、エトキシ基)、フェンアルキルオキシ基（例えば、ベンジルオキシ基）、ＯＣＨ（Ｒａ）ＯＣＯＲｂ基（例えば、ピバロイルオキシメチルオキシ基）、ＯＣＨ（Ｒａ）ＯＣＯ２Ｒｂ基（例えば、［［（１－メチルエトキシ）カルボニル］オキシ］エチルエステル基、プロキセチル基など）ＯＣＨ（Ｒａ）ＯＲｂ基、２－アルキル基、２－シクロアルキル基、２－シクロアルキルアルキル基、オキシカルボニル－２－アルキリデン－エトキシ基、５－アルキル［１，３］ジオキシル－２－オン－４イル-メチルオキシ基、ジアルキルアミノ-アルコキシル基、アクリルオキシ基（Ｒａが水素原子、（Ｃ１－Ｃ４）アルキル基のいずれかで、Ｒｂが水素原子、（Ｃ１－Ｃ６）アルキル基、（Ｃ２－Ｃ６）アルケニル基、（Ｃ１－Ｃ６）アルコキシ－（Ｃ１－Ｃ６）アルキル基、（Ｃ１－Ｃ６）ハロアルコキシ－（Ｃ１－Ｃ６）アルキル基、（Ｃ３－Ｃ６）シクロアルキル基、（Ｃ３－Ｃ６）シクロアルキルメチル基のいずれかのもの）を付加することにより行うことができる。加えて、構造中に遊離型のヒドロキシル基が存在する場合、硫酸塩（ＯＳＯ３Ｈ）、リン酸塩（ＯＰＯ３Ｈ３）、オキシメチレンリン酸塩（ＯＣＨ２ＯＰＯ３Ｈ３）、コハク酸エステル（ＯＣＯＣＨ３ＣＨ３ＣＯＯＨ）、ジメチルアミノグリシンのエステル、天然アミノ酸、無機塩などの保護基を付加することによってプロドラッグ化できる。
　本発明に係る薬剤の剤型は特に限定されない。例えば、固形製剤（錠剤、カプセル剤、顆粒剤、散剤、徐放剤など）、液状製剤（シロップ剤、注射剤など）などとして用いることができる。
　本発明に係る化合物を薬剤に配合する際、薬理学的に許容される担体を用いてもよい。担体として、製剤素材として慣用されている各種有機あるいは無機担体物質を用いることができる。
　例えば、固形製剤の場合、本発明に係る薬剤及びその担体に、賦形剤、滑沢剤、結合剤、崩壊剤などを配合する。液状製剤の場合、本発明に係る薬剤及びその担体に、溶剤、溶解補助剤、懸濁化剤、等張化剤、緩衝剤、無痛化剤などを適宜配合する。その他、必要に応じ、防腐剤、抗酸化剤、着色剤、甘味剤などの製剤添加物を用いてもよい。
　賦形剤の好適な例として、例えば、乳糖、白糖、Ｄ－マンニトール、デンプン、結晶セルロース、軽質無水ケイ酸などを用いることができる。
　滑沢剤の好適な例として、例えば、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、タルク、コロイドシリカなどを用いることができる。
　結合剤の好適な例として、例えば、結晶セルロース、白糖、Ｄ－マンニトール、デキストリン、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ポリビニルピロリドンなどを用いることができる。
　崩壊剤の好適な例として、例えば、デンプン、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースカルシウム、クロスカルメロースナトリウム、カルボキシメチルスターチナトリウムなどを用いることができる。
　溶剤の好適な例として、例えば、注射用水、アルコール、プロピレングリコール、マクロゴール、ゴマ油、トウモロコシ油などを用いることができる。
　溶解補助剤の好適な例として、例えば、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、Ｄ－マンニトール、安息香酸ベンジル、エタノール、トリスアミノメタン、コレステロール、トリエタノールアミン、炭酸ナトリウム、クエン酸ナトリウムなどを用いることができる。
　懸濁化剤の好適な例として、例えば、界面活性剤（ステアリルトリエタノールアミン、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリルアミノプロピオン酸、レシチン、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、モノステアリン酸グリセリンなど）、親水性高分子（ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、カルボキシメチルセルロースナトリウム、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなど）などを用いることができる。
　等張化剤の好適な例として、例えば、塩化ナトリウム、グリセリン、Ｄ－マンニトールなどを用いることができる。
　緩衝剤の好適な例として、例えば、リン酸塩、酢酸塩、炭酸塩、クエン酸塩等の緩衝液などを用いることができる。
　無痛化剤の好適な例として、例えば、ベンジルアルコールなどを用いることができる。
　防腐剤の好適な例として、例えば、パラオキシ安息香酸エステル類、クロロブタノール、ベンジルアルコール、フェネチルアルコール、デヒドロ酢酸、ソルビン酸などを用いることができる。
　抗酸化剤の好適な例として、例えば、亜硫酸塩、アスコルビン酸などを用いることができる。
　その他、この薬剤には、補助成分、例えば、保存・効能の助剤となる光吸収色素（リボフラビン、アデニン、アデノシンなど）、安定化のためのキレート剤・還元剤（ビタミンＣ、クエン酸など）、脳におけるセピアプテリンの効果を増強するアミノ酸基質（トリプトファンなど）、類似物質（テトラヒドロビオプテリン、ジヒドロビオプテリンなど）を含有させてもよい。
　なお、剤型、投与方法、担体などにより異なるが、本発明に係る薬剤は、セピアプテリンを製剤全量に対して通常０．１～９９％（ｗ／ｗ）含有させることにより、常法に従って製造することができる。
　＜本発明に係る薬剤の適用疾患及び治療方法などについて＞
　適用疾患については、脳内芳香族モノアミンの細胞内レベルが低下している脳機能障害であればよく、特に限定されない。
　そのような疾患として、例えば、うつ、過食症、自閉症、意識集中障害、認知障害のいずれかの中枢性精神障害、若しくは筋緊張、硬直、振戦のいずれかの中枢性運動障害などが挙げられる。例えば、これらの疾患に対して、セピアプテリンを有効量投与することにより、脳機能障害の予防・改善・治療を行うことができる可能性がある。
　本発明に係る薬剤は、哺乳動物（例えば、ヒト、ウマ、ウシ、犬、猫、ラット、マウス、ウサギ、ブタ、サルなど）に対して適用することができる。
　この薬剤は、例えば、錠剤、カプセル剤（ソフトカプセル、マイクロカプセルを含む）、散剤、顆粒剤などとして経口的に、又は、注射剤、坐剤、ペレットなどとして非経口的に投与できる。非経口投与には、静脈内、筋肉内、皮下、臓器内、鼻腔内、皮内、点眼、脳内、直腸内、膣内、腹腔内への投与が含まれる。
　本発明の薬剤の投与量は、投与ルート、症状などによって異なるが、患者に静脈投与する場合、例えば、１日当たり０．１～１００ｍｇ／ｋｇ×体重である。例えば、この量を１日１回または１～３回に分けて投与する。
　なお、この薬剤は、目的・用途・症状などに応じて、単独で用いてもよいし、他の薬剤と併用して用いてもよい。例えば、ＳＳＲＩ、ＳＮＲＩは、一定の薬効が認められているが、長期投与による芳香族モノアミン量の低下が危惧される。それに対し、これらの薬剤と本発明に係る薬剤とを併用することにより、相乗的な効果が得られる可能性がある。
　また、例えば、セピアプテリンの脳内移行を妨げる逆行性の輸送体に対する阻害剤、若しくはセピアプテリンの投与による脳内テトラヒドロビオプテリンの保持時間を短縮する外向性の輸送体に対する阻害剤などを併用することによっても、セピアプテリンによる効果をより高めることができる可能性がある。
　その他、腎排出阻害剤のプロベネシドが末梢におけるテトラヒドロビオプテリンの体内保持を長期化できることが知られている。従って、本発明に係る薬剤と腎排出阻害剤とを併用することにより、効果を増強し、又は、長時間持続させることができる可能性がある。
　腎排出阻害剤としては、例えば、プロベネシド、免疫調節剤（シクロスポリンＡ、ＦＫ５０６、チモシンα-1など）、サイトカイン（ＴＮＦ、ＴＧＦ－β、インターフェロン（ＩＦＮ－α、ＩＦＮ－β、ＩＦＮ－γなど)、インターロイキン（インターロイキン１、２、３、４、５、６、７、８、１０、１２、１３など)、マクロファージ/顆粒細胞コロニー刺激因子（ＧＭ－ＣＳＦ、Ｇ－ＣＳＦ、Ｍ－ＣＳＦなど）など）、エリスロポエチン、サイトカイン拮抗剤（レチキュロース、ＡＤＡ、ＡＭＤ－３１００、抗ＴＮＦ抗体、抗インターロイキン抗体、可溶性インターロイキンレセプター、プロテインキナーゼＣインヒビターなど）、ヌクレオシド輸送阻害剤（ジピリダモール、ペントキシフィリン、Ｎ－アセチルシステイン（ＮＡＣ）、プロシステイン、α－トリコサンチン、ホスホノギ酸、ジラゼプ、ニトロベンジルチオイノシンなど）、非ヌクレオシド系逆転写酵素阻害剤（ＮＮＲＴＩｓ；ネビラピン、ロビリド（loviride）、デラビルジン、カラノリドＡ、ＤＰＣ－０８３、エファビレンツ、ＭＫＣ－４４２、カプラビリン（capravirine）など）、ｇｐ１２０拮抗剤（ＰＲＯ－２０００、ＰＲＯ５４２、ＦＰ２１３９９など）、インテグラーゼ阻害剤（Ｔ－２０、Ｔ－１２４９など）などが挙げられる。
　＜本発明に係る飲食物について＞
　本発明は、セピアプテリン又はその塩を有効成分として少なくとも含有させた脳機能障害の予防用・改善用・治療用の飲食物をすべて包含する。
　例えば、保健機能食品（特定保健機能食品、栄養機能食品など）、いわゆる健康飲食物、その他の各種飲食物などに含有させたり、各種調味料などに配合したりすることができる。
　飲食物の形態などは、特に限定されない。例えば、液体又は半固形、固形の製品、具体的には、クッキー、せんべい、ゼリー、ようかん、ヨーグルト、まんじゅうなどの菓子類、清涼飲料、栄養飲料、スープなどにしてもよいし、そのまま煎じて茶剤としてもよい。また、例えば、これらの飲食物の製造工程において、あるいは最終製品に、上記の薬物を混合又は塗布、噴霧などして添加して、健康飲食物としてもよい。その他、口中に一時的に含むもの、例えば、歯磨剤、染口剤、チューインガム、うがい剤などに含有させてもよい。
　＜本発明に係る薬剤の製造方法について＞
　本発明に係るセピアプテリンは、公知の方法により製造でき、その製造方法は特に限定されない。
　例えば、テトラヒドロビオプテリンは、有機化学合成で、Ｃ６位ジアステレオマー混合物（６Ｒ／６Ｓ混合物）を合成し、６Ｒをキラル分離・精製することにより取得することができる。
　セピアプテリンの場合も、この合成系を利用し、有機化学合成で、テトラヒドロビオプテリンのＣ６位ジアステレオマー混合物（６Ｒ／６Ｓ混合物）を合成した後、これを酸化して粗セピアプテリン標品を生成し、精製することにより取得することができる（セピアプテリンの合成方法の例として、例えば、非特許文献７参照）。なお、テトラヒドロビオプテリンと異なり、セピアプテリンはＣ６位がアキラルであるため、セピアプテリン製造工程において、キラル分離の工程を省略できる。
　実施例１では、芳香族モノアミン合成細胞としてＰＣ１２細胞及びＲＢＬ２Ｈ３細胞を用いて、セピアプテリンを培養液に添加した場合における細胞内の総ビオプテリン量（テトラヒドロビオプテリンとその酸化体であるジヒドロビオプテリン及びビオプテリンとの総量、以下同じ）を検討した。
　ＰＣ１２細胞は、神経細胞の性質を有する培養細胞であり、テトラヒドロビオプテリンを補酵素として、ドーパミン、ノルアドレナリン、アドレナリンを生合成することが知られている。ＲＢＬ２Ｈ３細胞は、肥満細胞の性質を有する培養細胞であり、テトラヒドロビオプテリンを補酵素として，セロトニンを生合成することが知られている。
　両細胞は、テトラヒドロビオプテリンの合成能を持ち、かつ一定量のテトラヒドロビオプテリンを細胞内に保持するが、飽和量は保持しない。また、両細胞は、芳香族モノアミンを自ら合成する能力を有さず、細胞外から芳香族モノアミンを取り込み、また、刺激に応じて芳香族モノアミンを分泌する能力を有する細胞（例えば、血小板は、セロトニンを自ら合成する能力を有さないが、細胞外からセロトニンを取り込み、また、刺激に応じてセロトニンを分泌する能力を有する。）とは異なり、自ら芳香族モノアミンを合成する能力を有する。そこで、本実施例では、両細胞が、芳香族モノアミン合成細胞のモデルとして適していると判断し、両細胞を用いた。
　ＰＣ１２細胞及びＲＢＬ２Ｈ３細胞は、ＪＣＲＢ細胞バンク（独立行政法人医薬基盤研究所、日本）より入手した。
　ＰＣ１２細胞を、７％ウシ胎仔血清と７％ウマ血清を含むＤＭＥＭ培養液
（Dulbecco’s　Modified　Eagle　Medium；ダルベッコ培養液、以下同じ）にて継代培養し、実験に際しては、ポリリジンコートを施した９６ウエルプレートに２×１０５／ｗｅｌｌずつ播種し、翌日、実験開始の一時間前に血清を含まないＤＭＥＭ培養液に置き換え、以下の取り込み実験に供した。
　ＲＢＬ２Ｈ３細胞を、１０％ウシ胎児血清を含むＤＭＥＭ培養液を用い、コート処理を施さない９６ウエルプレートに１×１０５／ｗｅｌｌずつ播種し、同様に、翌日、実験開始の一時間前に血清を含まないＤＭＥＭ培養液に置き換え、以下の取り込み実験に供した。
　ＰＣ１２細胞又はＲＢＬ２Ｈ３細胞のそれぞれの培養液中に、セピアプテリン又はテトラヒドロビオプテリンを最終濃度１００μＭとなるように添加し、その０、３０、６０、１２０、１８０分後に、氷冷した生理食塩水（ＰＢＳ（＋）；Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋を含むphosphate buffered saline）で培養液を速やかに３回洗浄し、両細胞内における総ビオプテリン量を測定した（各n=6）。
　細胞内における総ビオプテリン量の測定は、Ｆｕｋｕｓｈｉｍａ－Ｎｉｘｏｎ法（非特許文献８参照）により、高速液体クロマトグラフィー／蛍光検出系（HPLC/FD）で行った。
　Ｆｕｋｕｓｈｉｍａ－Ｎｉｘｏｎ法の原理は以下の通りである。テトラヒドロビオプテリンを強酸性又は強アルカリ性条件下でヨードにより酸化すると、酸性条件下では定量的に酸化型ビオプテリンに、アルカリ性条件下では６位側鎖を脱落した酸化型プテリンに酸化される。ジヒドロビオプテリンは、ｐＨ条件にかかわらず酸化型ビオプテリンに酸化される。酸化型ビオプテリン及び酸化型プテリンは、強い自然蛍光特性を有する（励起：３５０ｎｍ、蛍光：４５０ｎｍ）。そこで、同一サンプルを二等分し、一方を酸性条件下で、他方をアルカリ性条件下でそれぞれヨードにより酸化し、蛍光検出される酸化型ビオプテリンと酸化型プテリンの量を定量後比較することにより、元のサンプル中のテトラヒドロビオプテリン量、及びジヒドロビオプテリン量をそれぞれ定量できる。
　調製したサンプルを高速液体クロマトグラフィー／蛍光検出系に供し、酸化型ビオプテリンと酸化型プテリンを外部標準比較法により定量し、該値に基づき、細胞内のテトラヒドロビオプテリン及び総ビオプテリン量を算出した。高速液体クロマトグラフィーのカラムには、「Ｆｉｎｅ－ＳＩＬ－Ｃ１８－５Ｔ(日本分光株式会社製)」を、溶離液には７％メタノール水溶液をそれぞれ用いた。蛍光検出には、日本分光株式会社製のＦＰ系の機種を用いた。
　なお、本実施例で用いた各細胞には、本来的に、酸化型ビオプテリン及び酸化型プテリンが極少量しか含有されないため、それらは含有しないものとして実験を行った。
　セピアプテリンは、細胞内において、取込みによる外因性か若しくは内在性かにかかわらず、実験を行った時間内にジヒドロビオプテリン以外に代謝されることはない。細胞内のジヒドロビオプテリンは、ジヒドロ葉酸還元酵素によってテトラヒドロビオプテリンへと還元されるが、ジヒドロビオプテリンの一部分は細胞内に残存する。ジヒドロビオプテリンがテトラヒドロビオプテリンに還元される以外の反応、及び、テトラヒドロビオプテリンの分解は、実験を行った時間内ではほとんど起こらないことが分かっている。セピアプテリンは、細胞内から細胞外へ、及び、細胞外から細胞内への移行が可能であり、ジヒドロビオプテリンは、わずかに同様の移行が可能であり、テトラヒドロビオプテリンはほとんど内外移行を認めないことが分かっている(非特許文献１)。以上の知見に基づき、ジヒドロビオプテリンの量とテトラヒドロビオプテリンの量の和を、細胞内における総ビオプテリン量とした。
　結果を図２Ａ及び図２Ｂに示す。図２ＡはＰＣ１２細胞の細胞内における総ビオプテリン量の経時的変化を示すグラフ、図２ＢはＲＢＬ２Ｈ３細胞の細胞内における総ビオプテリン量の経時的変化を示すグラフである。両グラフ中、縦軸は細胞数１×１０６個当たりの総ビオプテリン量のモル数（Total　BP、単位：nmol/106cells）を、横軸はセピアプテリン又はテトラヒドロビオプテリン添加後の時間（Time、単位：min）を、それぞれ表わす。両グラフ中、黒丸はセピアプテリン（SP）を添加した場合の結果を、白丸はテトラヒドロビオプテリン（BH4）を添加した場合の結果を、それぞれ表わす。エラーバーは、標準偏差を表す（以下同じ）。エラーバーを付記しなかったものは、シンボルのサイズより小さいものである（以下同じ）。
　図２Ａ及び図２Ｂに示す通り、両細胞において、セピアプテリンを添加することにより、細胞内における総ビオプテリン量が著しく上昇したのに対し、テトラヒドロビオプテリンを添加した場合は、細胞内における総ビオプテリン量がほとんど変化しなかった。この結果は、セピアプテリンを添加することにより、芳香族モノアミン分泌細胞内における総ビオプテリン量が上昇し続けることを示し、また、テトラヒドロビオプテリンを添加しても、芳香族モノアミン分泌細胞内における総ビオプテリン量はほとんど変化しないことを示す。
　なお、テトラヒドロビオプテリンを添加した場合、総ビオプテリン量のわずかな上昇が見られるが、これは、実験条件下において培養液中で酸化したテトラヒドロビオプテリンがジヒドロビオプテリンとなって、二次的に取り込まれたものである（非特許文献１参照）。その他、細胞内のビオプテリンは、９５％以上がテトラヒドロビオプテリンで残りがジヒドロビオプテリンだった。
　以上の結果を総合すると、テトラヒドロビオプテリンを添加した場合、芳香族モノアミン合成細胞へのテトラヒドロビオプテリンの取り込みはほとんど行われなかったため、細胞内における総ビオプテリン量はほとんど変化しなかったのに対し、セピアプテリンを添加した場合、セピアプテリンが芳香族モノアミン合成細胞へ取り込まれ、細胞内でテトラヒドロビオプテリンに変換されるため、細胞内における総ビオプテリン量が上昇したと推測される。
　即ち、本実施例の結果は、ヒトを含む動物個体に対しセピアプテリンを末梢から投与した場合、テトラヒドロビオプテリンと異なり、血液脳関門を通過すれば、芳香族モノアミン神経細胞の細胞膜を通過し、細胞内に取り込まれ、そこでテトラヒドロビオプテリンに変換され、芳香族モノアミンの生合成が促進されることを示唆する。
　実施例２では、脳毛細血管壁モデル細胞系を用いて、血管壁におけるセピアプテリンとテトラヒドロビオプテリンの通過性を比較した。
　脳血管壁モデルとして、「BBB　kit、RBT24H（ファーマコセル株式会社、日本製）」を用いた。このキットは、内径３μｍの小孔を有する多孔性合成樹脂膜上でラット血管内皮細胞を培養し、緻密な細胞間結合を形成させることで血管壁を形成させたモデル系である。このキットでは、多孔性合成樹脂膜の裏側に周囲細胞（pericyte）を予め培養しておき、さらに膜の下方の受け皿内にアストログリア細胞を同時に培養することにより、血管内皮細胞が緻密な細胞間結合を形成するようにしている。培養面積は、１ウエル当たり０．３ｃｍ２である。このモデルでは、それぞれ、細胞シートが血管壁、細胞シートの上面が血管内腔（lumen）、細胞シートの下面が脳神経細胞周囲腔（ablumen）に該当する。
　付属プロトコルに従い、血管内腔にあたる細胞シートの上面に、それぞれ、テトラヒドロビオプテリン（BH4）、セピアプテリン（SP）、５－ヒドロキシトリプトファン（5HTP）を生理的平衡塩溶液で溶解して１００μＭ添加し、30分後に細胞シートの下側へ移動した量を測定した。
　テトラヒドロビオプテリン（BH4）量は、実施例１の方法に準じて算出した。
　セピアプテリン（SP）量は、高速液体クロマトグラフィー／蛍光検出系にサンプルを供し、外部標準比較法により算出した。高速液体クロマトグラフィーのカラムには、実施例１と同様、「Ｆｉｎｅ－ＳＩＬ－Ｃ１８－５Ｔ(日本分光株式会社製)」を、溶離液には１４％メタノール水溶液をそれぞれ用いた。蛍光検出には、日本分光株式会社製のＦＰ系の機種を用いて、励起波長４１２ｎｍ、蛍光波長５２７ｎｍに設定し、測定を行った。
　５－ヒドロキシトリプトファン（5HTP）量は、高速液体クロマトグラフィー／蛍光検出系にサンプルを供し、Ｎ－メチルセロトニンを用いた内部標準比較法により算出した（非特許文献９参照）。高速液体クロマトグラフィーのカラムには、実施例１と同様、「Ｆｉｎｅ－ＳＩＬ－Ｃ１８－５Ｔ(日本分光株式会社製)」を、溶離液には４０ｍＭ酢酸ナトリウム水溶液にギ酸を加えてｐＨ３．５に調整し、その酢酸ナトリウム水溶液と、アセトニトリル、メタノールを体積比１００：１０：５で混合した溶液をそれぞれ用いた。蛍光検出には、日本分光株式会社製のＦＰ系の機種を用いて、励起波長３０２ｎｍ、蛍光波長３５０ｎｍに設定し、測定を行った。
　なお、５－ヒドロキシトリプトファン（5HTP）は、上述の通り、テトラヒドロビオプテリン欠損患者に対し、脳内セロトニン量を増大させる目的で末梢より投与される際に、今日第一選択肢として用いられている物質である。
　結果を図３に示す。図３は、テトラヒドロビオプテリン（BH4）、セピアプテリン（SP）、5-ヒドロキシトリプトファン（5HTP）を脳血管壁モデルの細胞シートの上面に添加した場合における同物質の下側への移動量を表すグラフである。図３中、横軸は、それぞれ、テトラヒドロビオプテリン（BH4）、セピアプテリン（SP）、5-ヒドロキシトリプトファン（5HTP）を添加した場合の結果を、縦軸は、細胞シートの下面に移動した量（単位：pmol/well/30min）を、それぞれ表す。各値について、スチューデントのｔ検定（p＜0.05）を行った。
　図３に示す通り、テトラヒドロビオプテリン（BH4）及びセピアプテリン（SP）の細胞シート下面への移動量は、有意差はあるものの、５－ヒドロキシトリプトファン（5HTP）とほぼ同程度であった。即ち、この結果は、テトラヒドロビオプテリン（BH4）及びセピアプテリン（SP）が、脳血液関門を構成する血管壁を、５－ヒドロキシトリプトファン（5HTP）とほぼ同程度に通過できることを示唆する。
　実施例３では、セピアプテリンとテトラヒドロビオプテリンのアストログリア細胞への取り込みを比較した。
　アストログリア細胞は、主要なグリア細胞であり、脳内では血管を緻密に取り巻いて存在し、脳における血管壁を通過した物質を選択的に取り込んで神経細胞に供給する。
　そこで、アストログリア細胞由来の培養細胞であるＣＴＸ　ＴＮＡ２細胞を用いて、セピアプテリンとテトラヒドロビオプテリンのアストログリア細胞への取り込みを検討した。なお、ＣＴＸ　ＴＮＡ２細胞は、米ＡＴＣＣ（American　Type　Culture　Collection）より入手し、用いた。
　実験前日にＣＴＸ　ＴＮＡ２細胞を１×１０５／ｗｅｌｌ播種した。培養液をHank's-HEPES(pH7.4)に置換してから３０分後にセピアプテリンを５０μＭ又はテトラヒドロビオプテリンを１００μＭ添加し、それぞれ、０、５、１０、２０、４０、６０分間培養した。各時間培養した後、培養液を除去し、実施例１又は実施例２の方法に準じて、細胞内に蓄積したセピアプテリン（SP）、ジヒドロビオプテリン（BH2）、テトラヒドロビオプテリン（BH4）を定量した（各n=5）。
　結果を図４Ａ及び図４Ｂに示す。図４Ａはセピアプテリン（SP）を添加した場合に細胞内に蓄積したセピアプテリン（SP）、ジヒドロビオプテリン（BH2）、テトラヒドロビオプテリン（BH4）の量を表すグラフ、図４Ｂはテトラヒドロビオプテリン（BH4）を添加した場合に細胞内に蓄積したジヒドロビオプテリン（BH2）、テトラヒドロビオプテリン（BH4）の量を表すグラフである。両図中、横軸はセピアプテリン又はテトラヒドロビオプテリンを添加後の培養時間を、縦軸は定量したセピアプテリン（SP）、ジヒドロビオプテリン（BH2）、テトラヒドロビオプテリン（BH4）の量（単位：pmol/106cells）を、それぞれ表す。
　図４Ａ及び図４Ｂに示す通り、セピアプテリン（SP）を添加した場合（図４Ａ）とテトラヒドロビオプテリン（BH4）を添加した場合（図４Ｂ）を比較すると、培養細胞内に蓄積したテトラヒドロビオプテリン（BH4）の量は、セピアプテリンを添加した場合の方が、テトラヒドロビオプテリンを添加した場合よりも１０倍以上、添加量を同濃度に換算すると２０倍以上高かった。
　この結果は、セピアプテリンが、テトラヒドロビオプテリンよりも１０倍以上グリア細胞に取り込まれやすいこと、及び、グリア細胞内で、同細胞に取り込まれたセピアプテリン（SP）からジヒドロビオプテリン（BH2）を経由してテトラヒドロビオプテリン（BH4）が速やかに合成されることを示唆する。
　上述の通り、血液脳関門は、主に血管壁とグリア細胞で形成される。主要なグリア細胞であるアストロサイトは、脳における血管壁を通過した物質を選択的に取り込んで神経細胞に供給する。そのため、血管壁を通過し、アストログリア細胞によって取り込まれた物質が、神経細胞へ到達すると考えられる。
　実施例２及び本実施例の結果より、血管壁における通過量はセピアプテリンとテトラヒドロビオプテリンとでほぼ同程度であったが、グリア細胞における取り込み量は、セピアプテリンがテトラヒドロビオプテリンよりも１０倍以上高かった。
　従って、これらの結果は、セピアプテリンがテトラヒドロビオプテリンよりも１０倍以上、血液脳関門を通過しやすいことを示唆する。即ち、実施例１の結果も勘案すると、末梢から投与した場合、セピアプテリンは、テトラヒドロビオプテリンと比較して、血液脳関門を通過しやすく、かつ芳香族モノアミン神経細胞にも取り込まれやすい。
　実施例４では、ラットを用いて、セピアプテリンを投与した場合における脳内のテトラヒドロビオプテリン量、セロトニン量、５－ヒドロキシインドール酢酸量を測定した。
　ここで、５－ヒドロキシインドール酢酸は、セロトニンの代謝産物であり、主に、グリア細胞又はセロトニン産生細胞内でセロトニンから代謝・変換されるとされている。本実験では、芳香族モノアミン（セロトニン）の脳内における活量を測定する指標として、５－ヒドロキシインドール酢酸の測定も行った。
　ラットは、日本エスエルシー株式会社より購入したＳＤラット（７～８週齢、オス）を用いた。ラットを、１２時間暗－１２時間明条件下で飼育し、食餌として飼育用餌（「MM-3」、株式会社船橋農場製）を、飲料水として滅菌水道水を随意に与えた。
　セピアプテリン又はテトラヒドロビオプテリンを１０ｍＭ塩酸に溶解し、ジエチルエーテル麻酔下でラット（n=6）に経口投与し、１、１．５、２、３、４、６、８時間後、ソムノペンチル麻酔下（５分前に腹腔投与、４０ｍｇ／ｋｇ）で、脳を摘出し、その脳を正中線で二分し、左脳及び右脳のサンプルをそれぞれ取得した。なお、セピアプテリン及びテトラヒドロビオプテリンを投与しなかった個体を同様の手順で投与後０時間のサンプルとして用いた。
　脳内のテトラヒドロビオプテリン量は、左脳のサンプルに１００ｍＭ塩酸を５倍量加えて脳組織を破砕し、その破砕液の上清液を用いて、実施例１と同様の方法で測定を行い、算出した。
　脳内のセロトニン量及び５－ヒドロキシインドール酢酸量は、Ｎ－メチルセロトニンを内部標準として含む１．４３％アスコルビン酸含有１００ｍＭ塩酸３．５倍量を右脳のサンプルに加えて脳組織を破砕し、過塩素酸カリウム（最終濃度５．５％）を加え、氷冷して除タンパクし、この上澄み液を用いて、高速液体クロマトグラフィー／蛍光検出系（HPLC/FD）に供し、算出した（非特許文献９参照）。高速液体クロマトグラフィーのカラムには、実施例１などと同様、「Ｆｉｎｅ－ＳＩＬ－Ｃ１８－５Ｔ(日本分光株式会社製)」を用いた。溶離液には、実施例２と同様、４０ｍＭ酢酸ナトリウム水溶液にギ酸を加えてｐＨ３．５に調整し、その酢酸ナトリウム水溶液と、アセトニトリル、メタノールを体積比１００：１０：５で混合した溶液を用いた。蛍光検出には、実施例１などと同様、日本分光株式会社製のＦＰ系の機種を用いて、励起波長３０２ｎｍ、蛍光波長３５０ｎｍに設定し、測定を行った。なお、この高速液体クロマトグラフィー／蛍光検出系（HPLC/FD）では、５－ヒドロキシトリプトファン(5HTP)、セロトニン、Ｎ－メチルセロトニン、トリプトファン、５－ヒドロキシインドール酢酸が、この順で溶出されるため、これらの物質を同時に定量できる。
　結果を図５Ａ、図５Ｂ、及び、図５Ｃに示す。
　図５Ａは、セピアプテリン投与後の脳内におけるテトラヒドロビオプテリン量の経時的変化を示すグラフである。同グラフ中、縦軸はテトラヒドロビオプテリン量（BH4、単位：nmol/g　brain）を、横軸はテトラヒドロビオプテリン又はセピアプテリン投与からの時間（Time、単位：hour）を、それぞれ表わす。同グラフ中、黒丸はセピアプテリン（SP）を添加した場合の結果を、白丸はテトラヒドロビオプテリン（BH4）を添加した場合の結果を、それぞれ表わす。なお、二次元配置分散分析により、セピアプテリンを投与した場合の値が、テトラヒドロビオプテリンを投与した場合と比較して、投与後１．５～６時間にわたって統計的に有意に高かった（p<0.0001）。
　図５Ａに示す通り、テトラヒドロビオプテリン投与群では、脳内におけるテトラヒドロビオプテリン量が上昇しなかったのに対し、セピアプテリン投与群では、脳内におけるテトラヒドロビオプテリン量が有意に上昇した。
　この結果は、セピアプテリンを投与することにより、末梢からの投与で、脳内におけるテトラヒドロビオプテリン量が上昇することを示し、また、同量のテトラヒドロビオプテリンを末梢から投与しても脳内におけるテトラヒドロビオプテリン量が上昇しないことを示す。
　脳内の細胞の約９０％以上は非神経細胞であり、残りの約１０％の神経細胞に占める芳香族モノアミン神経はさらにその一部分である。従って、脳内に上昇したテトラヒドロビオプテリンのすべてが、芳香族モノアミン神経細胞内における上昇分であることを示すものではない。しかし、実施例１に示す通り、セピアプテリンは、芳香族モノアミン合成細胞に容易に移行し、細胞内でテトラヒドロビオプテリンに還元される。また、非特許文献１に示す通り、セピアプテリンは、セピアプテリンの状態で細胞内に入り、速やかにテトラヒドロビオプテリンへと還元され、かつそのテトラヒドロビオプテリンは細胞内で比較的長時間保持されることが分かっている。以上より、図５Ａに示す、セピアプテリン投与による持続的なテトラヒドロビオプテリンの上昇のうち、かなりの部分が芳香族モノアミン合成細胞内におけるものである可能性が高いと推測する。また、同量のテトラヒドロビオプテリンを投与した場合に脳内テトラヒドロビオプテリン上昇が認められないことは、実施例１の結果及びその内容から得られた示唆とも合致する。
　続いて、図５Ｂは、セピアプテリン投与後の脳内におけるセロトニン量の経時的変化を示すグラフ、図５Ｃは同じく脳内における５－ヒドロキシインドール酢酸（5HIAA）量の経時的変化を示すグラフである。両グラフ中、横軸はテトラヒドロビオプテリン又はセピアプテリン投与からの時間（Time、単位：hour）を、縦軸はセロトニン量（5HT、単位：nmol/g　brain）又は５－ヒドロキシインドール酢酸量（5HIAA、単位：nmol/g　brain）を、それぞれ表わす。両グラフ中、黒丸はセピアプテリン（SP）を添加した場合の結果を、白丸はテトラヒドロビオプテリン（BH4）を添加した場合の結果を、それぞれ表わす。なお、二次元配置分散分析により、いずれの場合も、セピアプテリン投与群のセロトニン量がテトラヒドロビオプテリン投与群と比較し、有意に高かった（p<0.0001）。
　図５Ｂ及び図５Ｃに示す通り、テトラヒドロビオプテリン投与群では、脳内におけるセロトニン量及び５－ヒドロキシインドール酢酸量が長時間にわたって上昇しなかったのに対し、セピアプテリン投与群では、投与後３時間から８時間以降にいたるまで脳内におけるセロトニン量が有意に上昇した。
　これらの結果は、セピアプテリンを末梢から投与することにより、その一部が血液脳関門機能を越えて、脳内に到達し、脳内の芳香族モノアミン合成能を有する神経細胞に有効に取り込まれ、テトラヒドロビオプテリンに転換された結果、脳におけるセロトニン量が上昇したことを示唆する。また、同量のテトラヒドロビオプテリンを末梢から投与しても脳内におけるセロトニン量が有意に上昇しないことから、テトラヒドロビオプテリンの末梢からの投与では、何らかの障害により、芳香族モノアミン合成細胞の細胞内にまで実質的に到達しないことを示す。この結果は図５Ａの結果によってよく補完されており、また、実施例１の結果と矛盾しない。
　以上、実施例１及び本実験例の結果は、セピアプテリンを末梢から投与した場合、一定量のセピアプテリンが、血液脳関門を通過して脳内に到達し、かつ、芳香族モノアミン神経細胞の細胞膜を通過し、脳内の芳香族モノアミン神経細胞内に取り込まれ、そこでテトラヒドロビオプテリンに変換され、このテトラヒドロビオプテリンは有効にセロトニン合成に寄与し、脳内セロトニン量を増大させるという、一連の作用機構を強く示唆する。また、同量のテトラヒドロビオプテリンを末梢から投与しても脳内におけるこの一連の過程が亢進させられないことを示唆する。
　実施例５では、マウスを用いて、セピアプテリン投与後の脳内におけるセロトニン（5HT）量を測定した。
　マウスは、Ｄｒ．Ｋ．Ｈｙｌａｎｄ（Institute of Metabolic Disease, Baylor University Medical Center,
Dallas, TX 75226, USA）より提供された「ｈｐｈ－１」を用いた。このマウスは、テトラヒドロビオプテリン生合成機能に障害があり、脳内在テトラヒドロビオプテリンレベルが通常マウスの４０～５０％であるという特徴を有する。マウスを、１２時間暗－１２時間明条件下で飼育し、食餌として飼育用餌（「MM-3」、株式会社船橋農場製）を、飲料水として滅菌水道水を随意に与えた。
　セピアプテリン又はテトラヒドロビオプテリンを０．０１Ｍ塩酸に溶解したした後、マウスに２０ｍｇ／ｋｇ経口投与し、その２時間後にまた同量経口投与し、初めの投与から６時間後に脳を摘出し、セロトニン量を測定した（セピアプテリン投与群はn=7、テトラヒドロビオプテリン投与群はn=8）。セロトニン量の測定は、実施例４と同様の方法で、脳サンプルを取得し、破砕・除タンパク後、高速液体クロマトグラフィー／蛍光検出系（HPLC/FD）に供し、励起波長３０２ｎｍ、蛍光波長３５０ｎｍに設定して、行った。対照群では０．０１Ｍ塩酸を経口投与して、同様の測定を行った。
　結果を図６に示す。図６は、セピアプテリン投与後の脳内におけるセロトニン量を示すグラフである。同グラフ中、縦軸はセロトニン量（5HT、単位：nmol/g　brain）を、「v-cont」は対照群の結果を、「BH4」はテトラヒドロビオプテリンを投与した場合の結果を、「SP」はセピアプテリンを投与した場合の結果を、それぞれ表わす。同グラフ中の星印は、ｔ検定で有意に差があったことを表す（p<0.05）。
　図６に示す通り、セピアプテリン投与群では、テトラヒドロビオプテリン投与群と比較して、脳内におけるセロトニン量が有意に上昇した。即ち、この結果は、マウスの実験においても、実施例４と同様、セピアプテリンの投与により、脳内芳香族モノアミン（セロトニン）のレベルが有意に上昇したことを示す。
　以上の通り、実施例４及び本実施例において、セピアプテリンの末梢からの投与によって、脳内セロトニンが増加したこと、及び、同量のテトラヒドロビオプテリンの末梢からの投与ではこれらが観察されなかったことが示された。
　なお、芳香族アミノ酸のチロシンを出発物質とするドーパミンの脳内生合成・放出・再取り込み・代謝も、ドーパミン作動性神経細胞におけるドーパミン合成量を基盤としており、ドーパミン生合成が細胞内テトラヒドロビオプテリン量によって制限されていることが知られている。従って、実施例４及び本実施例の結果は、ドーパミン、及び、ドーパミンから合成されるノルアドレナリン・アドレナリンについても、セピアプテリンの末梢からの投与により、脳内におけるレベルが上昇することを示唆する。即ち、本結果は、セピアプテリンの末梢からの投与が、ドーパミン・ノルアドレナリン・アドレナリンの脳内レベル低下に関連する中枢性精神障害及び中枢性運動障害の改善にも有効な可能性があることを示唆する。
　実施例６では、セピアプテリン投与後にマウスの強制水泳テストを行った。
　マウスの強制水泳テストは、抗うつ効果を評価するために行うテスト方法で、「無動」時間の長さがうつの指標となる。「無動」時間が短くなるほど、抗うつ効果が高いと評価する。
　マウスは、日本エスエルシー株式会社より購入したＮＺＢマウス（７週齢、オス）を用いた。マウスを、実験のための拘束時を除き、１２時間暗－１２時間明条件下で飼育し、食餌として飼育用餌（「MM-3」、株式会社船橋農場製）を、飲料水として滅菌水道水を随意に与えた。なお、本マウスは、老齢化に伴い自己免疫疾患の発症頻度が高くなる特徴を有するが、本実験においては、実験使用時（７週齢）において、そのような兆候は認められなかった。また、前日に、薬剤などを投与することなく１５分間の予備水泳を行ったマウスを実験に供した。
　マウスに、テトラヒドロビオプテリン（n=7）又はセピアプテリン（n=5）を、１０ｍｇ／ｋｇずつ単回、腹腔投与し、４０分後に強制水泳テストを行い、「無動」時間を測定した。同テストは、直径１５ｃｍ、深さ１５ｃｍ、水温２２℃の水槽を用いて、薄明下で行った。「無動」時間の測定は、「無動」時間の５分間積算値を計測することにより行った。対照群（n=5）には生理食塩水を、陽性対照群（n=5）にはデシプラミン４０ｍｇ／ｋｇをそれぞれ投与し、同様の実験を行った。デシプラミンは三環系抗うつ薬の一種であり、抗うつ効果の陽性対照群として適すると判断して用いた。
　結果を図７に示す。図７は、マウスの強制水泳テストにおいて、セピアプテリン投与後の「無動」時間を示すグラフである。同グラフ中、縦軸は「無動」時間（Immobile　time（単位：min　during　5　min））を、「control」は対照群の結果を、「BH4」はテトラヒドロビオプテリンを投与した場合の結果を、「SP」はセピアプテリンを投与した場合の結果を、「Dsp」は陽性対照群としてデシプラミン（Desipramine）を投与した場合の結果を、それぞれ表わす。また、ｔ検定により、「control」対「SP」がp=0.005、「BH4」対「SP」がp=0.004で、いずれも有意に差があった。「SP」対「Dsp」はp=0.69で、統計的には有意差を有しないと推定された。
　図７に示す通り、セピアプテリン投与群では、テトラヒドロビオプテリン投与群、対照群と比較して、「無動」時間が有意に短くなり、抗うつ効果が認められた。また、セピアプテリン投与群は、陽性対照群と同程度に「無動」時間を短縮する効果を有することが示された。
　以上、実施例１～６の結果は、テトラヒドロビオプテリンを末梢から投与した場合、脳内にはほとんど到達せず、神経細胞にも取り込まれないため、脳内芳香族モノアミンのレベル上昇がみられず、脳機能障害の改善もほとんど期待できないのに対し、セピアプテリンを末梢から投与した場合、その一部が脳内に到達し、神経細胞に容易に取り込まれ、脳内芳香族モノアミンのレベルを上昇させ、脳機能障害にも有効であることを示唆する。
　従って、これらの結果は、本発明が、中枢性精神障害、例えば、うつ、過食症，自閉症、意識集中障害、認知障害などに対する予防・改善・治療に有効であることを示唆する。また、ドーパミン、ノルアドレナリン、アドレナリンの生合成がセロトニンと同様に、脳神経細胞内テトラヒドロビオプテリンのレベルに依存することから、これらの結果は、本発明が、筋緊張、硬直、振戦などの中枢性運動障害に対する予防・改善・治療に有効であることを示唆する。
脳内の神経細胞における芳香族モノアミン代謝系を示す模式図。 実施例１において、ＰＣ１２細胞の細胞内に取り込まれた総ビオプテリン量の経時的変化を示すグラフ。 実施例１において、ＲＢＬ２Ｈ３細胞の細胞内に取り込まれた総ビオプテリン量の経時的変化を示すグラフ。 実施例２において、テトラヒドロビオプテリン（BH4）、セピアプテリン（SP）、５－ヒドロキシトリプトファン（5HTP）を脳血管壁モデル（RBT24H）の細胞シートに添加した場合における同物質の下側への移動量を表すグラフ。 実施例３において、セピアプテリン（SP）を添加した場合にＣＴＸ　ＴＮＡ２細胞内に蓄積したセピアプテリン（SP）、ジヒドロビオプテリン（BH2）、テトラヒドロビオプテリン（BH4）の量を表すグラフ。 実施例３において、テトラヒドロビオプテリン（BH4）を添加した場合にＣＴＸ　ＴＮＡ２細胞内に蓄積したジヒドロビオプテリン（BH2）、テトラヒドロビオプテリン（BH4）の量を表すグラフ。 実施例４のラットの実験において、セピアプテリン投与後の脳内におけるテトラヒドロビオプテリン量の経時的変化を示すグラフ。 実施例４のラットの実験において、セピアプテリン投与後の脳内におけるセロトニン量の経時的変化を示すグラフ。 実施例４のラットの実験において、セピアプテリン投与後の脳内における５－ヒドロキシインドール酢酸量の経時的変化を示すグラフ。 実施例５のマウス（ｈｐｈ－１）の実験において、セピアプテリン投与後の脳内におけるセロトニン量を示すグラフ。 実施例６において、マウス（ＮＺＢ）の強制水泳テストにおいて、セピアプテリン投与後の「無動」時間を示すグラフ。

Claims (8)

  1. 　セピアプテリンを少なくとも含有する脳機能障害の予防用又は改善用の薬剤。
  2. 　脳神経細胞の細胞内におけるテトラヒドロビオプテリンのレベルを向上させる請求項１記載の薬剤。
  3. 　脳内芳香族モノアミンの低下を抑制する請求項１記載の薬剤。
  4. 　前記脳機能障害が中枢性精神障害又は中枢性運動障害である請求項１記載の薬剤。
  5. 　前記脳機能障害がうつ、過食症、自閉症、意識集中障害、認知障害のいずれかの中枢性精神障害、若しくは筋緊張、硬直、振戦のいずれかの中枢性運動障害である請求項１記載の薬剤。
  6. 　セピアプテリンを有効成分として含有させた脳機能障害の予防用又は改善用の飲食物。
  7. 　セピアプテリンを有効量投与する脳機能障害の予防又は改善方法。
  8. 　脳機能障害の予防用又は改善用の薬剤の製造のためのセピアプテリンの使用。
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