WO2015125177A1 - 筋肉の糖取り込み促進剤、高血糖改善剤、並びに、糖尿病および/または糖尿病合併症の予防または治療剤 - Google Patents

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sugar uptake
ursonic
oleanoic
uptake
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球一 川畑
大東 肇
洋子 海道
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公立大学法人福井県立大学
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Definitions

  • the present invention relates to a muscle sugar uptake promoter, an agent for improving hyperglycemia, and a preventive or therapeutic agent for diabetes and / or diabetic complications.
  • the blood glucose concentration (blood glucose level) is always adjusted within a certain range by the action of various hormones.
  • insulin is secreted into the blood from the pancreas, and the blood sugar level is lowered by acting on muscle cells and fat cells to take up sugar in the blood.
  • Insulin is the only hormone that has such a hypoglycemic effect. Therefore, when there is an abnormality in insulin secretion or sensitivity, the blood glucose level always becomes a high blood glucose level, and the disease progresses to diabetes.
  • Glucose is responsible for glucose uptake into cells from the blood, and muscle cells and fat cells express insulin-responsive GLUT type 4 (GLUT4). .
  • GLUT4 is mostly localized in the cell and is not involved in sugar uptake, but when insulin stimulation is applied, it moves from the cell to the cell membrane (translocation), and sugar uptake Demonstrate activity.
  • the remarkable increase in glucose uptake activity by insulin in muscle and adipose tissue is thought to be mainly due to cell membrane translocation of GLUT4.
  • Metabolic syndrome is a condition in which obese people have hyperglycemia, hyperlipidemia or hypertension, and is known as a risk factor for the development of arteriosclerosis. Diabetes that has progressed from a hyperglycemic state may cause complications such as retinopathy, neuropathy, and nephropathy, and may cause consciousness disturbance when it becomes serious. In the visceral fat of obese people, production of TNF- ⁇ that decreases insulin sensitivity is increased, which decreases muscle cell insulin sensitivity (insulin resistance). Muscle cells that have become insulin resistant are inhibited from translocation of GLUT4 by insulin stimulation into the cell membrane, and the sugar uptake activity does not increase. As a result, blood sugar is not taken up well by muscle cells, and the blood sugar level that has risen after meals is unlikely to fall.
  • Non-Patent Documents 1 to 3 In diabetic patients, it has been clarified that the amount of sugar uptake in muscles, particularly skeletal muscle, has been reduced (Non-Patent Documents 1 to 3). Polyphenols have also been screened (Non-Patent Documents 4 to 5), and compositions having an action of promoting muscle cell sugar uptake have been proposed (Patent Documents 1 and 2).
  • An object of the present invention is to provide a sugar uptake promoter for muscle, in particular, skeletal muscle and myocardium, and a hyperglycemia improving agent containing the same.
  • triterpenoids have an activity of promoting muscle cell sugar uptake.
  • the action of promoting sugar uptake by these triterpenoids is derived from GLUT4 activation, and the present invention has been completed.
  • the present invention has been made to solve at least a part of the problems described above, and can be realized as the following forms.
  • a muscle sugar uptake promoter contains at least one compound selected from the group consisting of oleanoic acid, betulonic acid, ursonic acid, and glycosides thereof as an active ingredient.
  • the sugar uptake of muscle cells such as skeletal muscle or cardiac muscle can be promoted.
  • Such a muscle cell sugar uptake promoting action can be obtained by promoting the translocation of the GLUT4 present in the muscle cell onto the cell membrane by the muscle sugar uptake promoting agent.
  • the compound in the muscle sugar uptake promoter of the above form, may be derived from a plant extract. With such a configuration, a muscle sugar uptake promoter with low toxicity and excellent safety can be obtained more easily.
  • the compound may be derived from a jujube extract. With such a configuration, it is possible to obtain a muscle sugar uptake promoter with higher extraction efficiency.
  • a GLUT4 activator contains, as an active ingredient, at least one compound selected from the group consisting of oleanoic acid, betulonic acid, ursonic acid, and glycosides thereof.
  • sugar uptake into muscle cells can be promoted by activating GLUT4 in muscle cells such as skeletal muscle or cardiac muscle.
  • the present invention can be realized in various forms other than the above.
  • it can be realized in the form of a hyperglycemia improving agent containing a muscle sugar uptake promoter, or in the form of a preventive or therapeutic agent for diabetes and / or diabetic complications containing a muscle sugar uptake promoter.
  • a hyperglycemia improving agent containing a muscle sugar uptake promoter
  • a preventive or therapeutic agent for diabetes and / or diabetic complications containing a muscle sugar uptake promoter is possible.
  • use of at least one compound selected from the group consisting of oleanoic acid, betulonic acid, ursonic acid, and glycosides thereof for the manufacture of a medicament for the prevention or treatment of diabetes and / or diabetic complications It can be realized in the form.
  • an aspect of a food composition for improving hyperglycemia containing a muscle sugar uptake promoter, or a disease selected from metabolic syndrome, arteriosclerosis, diabetes, and diabetic complications containing a muscle sugar uptake promoter It can be realized in the form of a food or drink for prevention or improvement. It can also be realized in the form of a method of treating a disease selected from hyperglycemia, diabetes, and diabetic complications by administering a muscle sugar uptake promoter to a patient.
  • the sugar uptake promoter and hyperglycemia improving agent of the present invention can promote sugar uptake in skeletal muscle and myocardial muscle cells.
  • a prophylactic or therapeutic agent for a disease selected from hyperglycemia, metabolic syndrome, arteriosclerosis, diabetes, and diabetic complications can be provided by an excellent sugar uptake promoting action.
  • a GLUT4 activator can also be provided.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the scheme of preparation of a jujube extract and the isolation identification of an active ingredient. It is a graph which shows the glucose uptake
  • FIG. 6 is a graph showing the glucose uptake promoting activity of L6 skeletal muscle cells by oleanoic acid, oleanolic acid, betulonic acid, betulinic acid, ursolic acid, and ursonic acid (Example 4).
  • 10 is a graph showing the toxicity of oleanoic acid, oleanolic acid, betulonic acid, betulinic acid, ursolic acid, and ursonic acid to L6 skeletal muscle cells (Example 5).
  • 10 is a graph showing the glucose uptake promoting activity of L6 skeletal muscle cells by oleanoic acid, oleanolic acid and fraction 9-2 (Example 6).
  • FIG. 10 is a graph showing the results of examining the effect of Indinavir, a GLTU4 inhibitor, on the sugar uptake promoting activity of L6 skeletal muscle cells by oleanoic acid, oleanolic acid, betulonic acid, betulinic acid, ursolic acid, and ursonic acid (Example 7). ).
  • the muscle sugar uptake promoter in the embodiment of the present invention is selected from the group consisting of oleanoic acid, betulonic acid, ursonic acid, and glycosides thereof, which are triterpenoids having a ketone group at the 3-position (C-3 ketone). At least one compound as an active ingredient.
  • Oleanonic acid is a kind of oleanane-type triterpenoid, which is 3-oxooleana-12-en-28-acid, represented by the following formula (I): expressed.
  • Betulonic acid is a kind of lupine-type triterpenoid and is 3-oxolupa-20 (29) -en-28-acid (3-oxolupa-20 (29) -en-28-oic-acid). It is represented by the formula (II).
  • Ursonic acid is a kind of ursan-type triterpenoid and is 3-oxooursa-12-en-28-acid (3-oxours-12-en-28-oic acid), which is represented by the following formula (III): expressed.
  • the compound selected from oleanoic acid, betulonic acid, and ursonic acid used in the embodiment of the present invention is derived from a natural product, it can be obtained by chemical synthesis or semi-synthesis (synthesis from a compound derived from a natural product). It may be. In view of toxicity and safety to the human body, it is preferably obtained by extraction from a natural plant.
  • jujube when a compound selected from oleanoic acid, betulonic acid, and ursonic acid is extracted from a plant, jujube (fruit) can be suitably used as a plant material used for extraction.
  • oysters (fruits) and Pistacia plants can be preferably used for oleanic acid
  • Myrica plants can be preferably used for ursonic acid.
  • jujube when oleanoic acid or ursonic acid is used as an active ingredient of a sugar uptake promoter, it is desirable to use jujube as a plant material from the viewpoint of extraction efficiency.
  • a compound selected from oleanoic acid, betulonic acid, and ursonic acid can be extracted from plants according to a known method. For example, it is extracted by adding a polar organic solvent such as ethanol or methanol or a mixture thereof with water to a plant or a dried or pulverized product thereof, and stirring or standing at a temperature of about 4 ° C to 100 ° C, for example. .
  • the obtained extract can be used after being concentrated or dried.
  • glycosides may be used.
  • Glycosides of compounds selected from oleanoic acid, betulonic acid, and ursonic acid may exhibit an action as oleanoic acid, betulonic acid, or ursonic acid by being metabolized in vivo and releasing the sugar. It becomes possible.
  • the glycoside is a condensate of the carboxyl group of the above compound and the hydroxyl group of any sugar (eg, glucose, fucose, galactose, 6-deoxyglucose, rhamnose).
  • a compound selected from oleanoic acid, betulonic acid, ursonic acid, and glycosides thereof, which are active ingredients of a sugar uptake promoter is obtained from a plant material such as jujube
  • An extract from the material may be used as it is, or a purified product from the extract may be used.
  • purification methods include gel filtration chromatography, ion exchange chromatography, affinity chromatography, hydrophobic chromatography, reverse phase chromatography, normal phase chromatography, ultrafiltration, and electrophoresis and high performance liquid chromatography. It is done. Moreover, you may refine
  • Examples of the method for synthesizing a compound selected from oleanoic acid, betulonic acid, and ursonic acid are triterpenoids (C-3 alcohol) having a hydroxyl group at the 3-position of oleanoic acid, betulonic acid, and ursonic acid, respectively. Examples thereof include a method of synthesizing from oleanolic acid, betulinic acid, and ursolic acid.
  • Oleanolic acid is a kind of oleanane-type triterpenoid, which is 3 ⁇ -hydroxyoleana-12-en-28-acid (3 ⁇ -hydroxyolean-12-en-28-oic acid) and has the following formula (IV) It is represented by
  • Betulinic acid is a kind of lupine-type triterpenoid, which is 3 ⁇ -hydroxylupa-20 (29) -en-28-acid (3 ⁇ -hydroxylupa-20 (29) -en-28-oic) acid), It is represented by the following formula (V).
  • Ursolic acid is a kind of ursan-type triterpenoid, which is 3 ⁇ -hydroxyursa-12-en-28-acid (3 ⁇ -hydroxyurs-12-en-28-oic acid) and has the following formula (VI) It is represented by
  • Specific examples of the method for synthesizing oleanoic acid, betulonic acid, and ursonic acid include a method of oxidizing the 3-position hydroxyl group of the triterpenoid having a hydroxyl group at the 3-position described above.
  • Examples of the method for oxidizing the 3-position hydroxyl group include Jones oxidation. Jones oxidation is a well-known oxidation method in which an alcohol is oxidized to a ketone or the like using a Jones reagent which is a concentrated sulfuric acid solution of chromic anhydride (chromium oxide (VI)) as an oxidizing agent.
  • the triterpenoid having a hydroxyl group at the 3-position used for the oxidation reaction may be extracted from a natural product such as a plant or may be chemically synthesized.
  • the muscle sugar uptake promoter in the embodiment of the present invention contains, as an active ingredient, at least one compound selected from the group consisting of oleanoic acid, betulonic acid, ursonic acid, and glycosides thereof. Promotes sugar uptake in muscle cells such as skeletal muscle or heart muscle.
  • the action of promoting sugar uptake by the sugar uptake promoter of the embodiment of the present invention is expressed by at least the above-mentioned compound promoting translocation of GLUT4 present in muscle cells onto the cell membrane. Therefore, the muscle sugar uptake promoter in the embodiment of the present invention contains GLUT4 activity containing, as an active ingredient, at least one compound selected from the group consisting of oleanoic acid, betulonic acid, ursonic acid, and glycosides thereof. It can be said that it is an agent.
  • the muscle sugar uptake promoter in the embodiment of the present invention is composed only of an active ingredient consisting of at least one compound selected from the group consisting of oleanoic acid, betulonic acid, ursonic acid, and glycosides thereof. It may also contain other components. There is no restriction
  • the hyperglycemia-improving agent of the embodiment of the present invention contains the sugar uptake promoting agent of the above-described embodiment of the present invention, and lowers the blood glucose level by the excellent sugar uptake promoting action of the sugar uptake promoting agent.
  • hyperglycemia diabetes, diabetes-related diseases (eg obesity, hyperlipidemia, hypercholesterolemia, dyslipidemia, hypertension, fatty liver, metabolic syndrome, edema, heart failure, angina, myocardial infarction, It can be used as a prophylactic or therapeutic agent for arteriosclerosis, hyperuricemia, gout) or diabetic complications (eg retinopathy, nephropathy, neuropathy, cataract, foot gangrene, infection, ketosis). That is, the patient of each said disease can be treated by administering to the patient of said each disease.
  • diabetes-related diseases eg obesity, hyperlipidemia, hypercholesterolemia, dyslipidemia, hypertension, fatty liver, metabolic syndrome, edema, heart failure, angina, myocardial infarction
  • arteriosclerosis e.g., hyperuricemia, gout
  • diabetic complications eg retinopathy, nephropathy, neuropathy, cataract, foot gangrene, infection, ketosis
  • the administration route of the hyperglycemia improving agent of the embodiment of the present invention may be either oral administration or parenteral administration.
  • the dosage form is appropriately selected depending on the administration route. For example, injections, infusions, powders, granules, tablets, capsules, pills, enteric solvents, troches, liquids for internal use, suspensions, emulsions, syrups, liquids for external use, poultices, nasal drops, ear drops Agents, eye drops, inhalants, ointments, lotions, suppositories, enteral nutrients and the like. These can be used alone or in combination depending on the symptoms. In these preparations, auxiliary agents usually used in the pharmaceutical preparation technical field such as excipients, binders, preservatives, oxidation stabilizers, disintegrants, lubricants, and corrigents are used as necessary. .
  • the dosage of the hyperglycemia improving agent of the embodiment of the present invention varies depending on the purpose of administration and the situation (sex, age, weight, etc.) of the administration subject.
  • the total amount of oleanoic acid, betulonic acid, and ursonic acid can be 0.01 mg or more per day for oral administration, preferably 0.1 mg or more, and more preferably 1 mg or more. preferable.
  • oral administration it can be 5000 mg or less per day, preferably 1000 mg or less, and more preferably 200 mg or less.
  • parenteral administration it can be 0.001 mg or more per day, preferably 0.01 mg or more, more preferably 0.1 mg or more.
  • parenteral administration it can be 2500 mg or less per day, preferably 500 mg or less, and more preferably 100 mg or less.
  • glycoside of a compound selected from oleanoic acid, betulonic acid, and ursonic acid is included as an active ingredient in the hyperglycemia-improving agent, these glycosides are converted to oleanic acid, betulonic acid, or As the total value when converted to ursonic acid, the above-mentioned preferable dose can be adopted.
  • the hyperglycemia-improving agent of the embodiment of the present invention can be used not only as a pharmaceutical product as described above, but also as a quasi-drug or cosmetic product.
  • a quasi-drug or cosmetic it can be used together with various adjuvants that are usually used in the technical field such as quasi-drug or cosmetic.
  • it may be used in a desired shape such as solution, suspension, syrup, granule, cream, paste, jelly, etc., or as necessary.
  • the ratio of the active ingredient contained in these is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the purpose of use, the form of use, and the amount used.
  • the composition for foods for improving hyperglycemia according to an embodiment of the present invention contains the above-described sugar uptake promoter of the embodiment of the present invention, and has the above pharmacological effects. It can be used for foods, nutritional supplements, and other drugs and feeds for animals other than humans. Among them, when the food composition for improving hyperglycemia according to the embodiment of the present invention is added to a food and drink material containing a large amount of saccharides, it exerts an efficient energy supply effect due to the promotion of muscle cell sugar uptake. Since it has effects such as activation / enhancement / increase of muscular tissue, reduction of physical fatigue, and improvement of exercise ability, an excellent energy supplement can be provided.
  • compositions for improving hyperglycemia of food according to an embodiment of the present invention in foods and drinks, for example, foods such as sweeteners, spices, seasonings, preservatives, preservatives, bactericides, antioxidants, etc. It may be used together with additives usually used in the above. Further, it may be used in a desired shape such as solution, suspension, syrup, granule, cream, paste, jelly, etc., or as necessary.
  • the ratio contained in these is not specifically limited, It can select suitably according to a use purpose, a usage form, and a usage-amount.
  • the compounding amount of the compound selected from oleanoic acid, betulonic acid, and ursonic acid in the composition for improving hyperglycemia according to an embodiment of the present invention is, for example, when the composition is used as a beverage, etc.
  • the total amount of the specific compound can be 0.00001% by mass or more, and is preferably 0.001% by mass or more.
  • the total amount of the specific compound in the beverage can be 10% by mass or less, and is preferably 1% by mass or less.
  • the total amount of the above compounds is 0.01% by mass or more. It is preferable that the content be 0.1% by mass or more.
  • the total amount of the above compounds when orally administered in a solid form or the like can be 80% by mass or less, and preferably 20% by mass or less.
  • the total amount of the specific compound can be 0.00001% by mass or more, and preferably 0.0001% by mass or more.
  • the total amount of the specific compound in the case of parenteral administration can be 10% by mass or less, and preferably 1% by mass or less.
  • the glycoside of a compound selected from oleanoic acid, betulonic acid, and ursonic acid is included as an active ingredient in the composition for improving hyperglycemia, these glycosides are converted to oleanic acid, betulon.
  • the above-mentioned preferable dose can be adopted.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing a purification scheme relating to preparation of jujube extract and isolation of active ingredients.
  • 6 kg of dried jujube fruits were soaked in methanol for 2 weeks, and the resulting extract was filtered with cotton and concentrated with a rotary evaporator to obtain a methanol extract. Further, the extract was redissolved with ethyl acetate and water and distributed with a separatory funnel, and the ethyl acetate-soluble fraction obtained was concentrated with a rotary evaporator.
  • the ethyl acetate soluble fraction was fractionated by open column chromatography (Wako-gel C-100, toluene / ethyl acetate, stepwise method).
  • the elution solvent was eluted with ethyl acetate concentrations of 0, 10, 20, 30, 40, 50, 75, and 100% (v / v), and then eluted with methanol.
  • the fractions were concentrated to dryness on a rotary evaporator and used for sugar uptake test (Example 1) and cytotoxicity test (Example 2).
  • the 10% and 20% ethyl acetate fractions that showed sugar uptake promoting activity were fractionated by medium pressure column chromatography (Wako-gel B-0, hexane / ethyl acetate, stepwise method).
  • the elution solvent was eluted with methanol after eluting with an ethyl acetate concentration of 0, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 15, 20, 25, 30, and 40% (v / v).
  • the fraction was concentrated to dryness on a rotary evaporator and used for the sugar uptake test (Example 3).
  • the ethyl acetate 15% fraction was fractionated by high performance liquid chromatography (HPLC-PDA: Shimadzu Prominence, C18 column: SUPELCO Discovery HS, mobile phase: 90% (v / v) methanol) and fractionated in fraction 9-2.
  • HPLC-PDA Shimadzu Prominence, C18 column: SUPELCO Discovery HS, mobile phase: 90% (v / v) methanol
  • MS ThermoFisher Scientific Orbitrap Elite
  • 1 H and 13 C-NMR Brukar ARX-500, CDCl 3
  • the active compound is oleanic acid and oleonic acid did.
  • L6 myoblasts (manufactured by Riken BioResource Center) are prepared in MEM medium (containing 10% (v / v) fetal calf serum) to a cell density of 2 ⁇ 10 4 / mL and transferred to a 96-well tissue culture plate. The cells were cultured in a 5% carbon dioxide incubator at 37 ° C. for 2 days (200 ⁇ L per well). When the cells became confluent, the medium was replaced with MEM medium (containing 2% (v / v) fetal calf serum), and the cells were further cultured in a 5% carbon dioxide incubator at 37 ° C. for 5 days (L6). Preparation of skeletal muscle cells).
  • MEM medium containing 0.2% (w / v) bovine serum albumin (BSA)
  • BSA bovine serum albumin
  • the L6 skeletal muscle cells were used for sugar uptake, and the amount of 2-deoxyglucose (hereinafter referred to as 2DG) in the L6 skeletal muscle cells was measured as the amount of sugar taken up by the L6 skeletal muscle cells.
  • the measurement of 2DG was performed as follows. First, each sample (mixture obtained by dissolving L6 skeletal muscle cells after being subjected to the sugar uptake test) was added to a 96-well plate at 10 ⁇ L per well, and an assay cocktail (50 mM triethanolamine (TEA) solution (pH 8) was added.
  • TAA triethanolamine
  • Example 1 Sugar uptake test in L6 skeletal muscle cells of fraction obtained by fractionating jujube extract (ethyl acetate soluble fraction)
  • the sugar uptake of L6 skeletal muscle cells in the presence of a fraction of jujube extract (ethyl acetate soluble fraction) was examined.
  • Each dried product of the ethyl acetate fraction from 0 to 40% obtained by the open column chromatography of Preparation Example 1 was dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) to a concentration of 10 mg / mL, and further MEM medium ( 200% diluted with 0.2% (w / v) BSA).
  • the dried product of each of the 50 to 100% ethyl acetate fractions and the dried product of the methanol fraction were dissolved in methanol to a concentration of 10 mg / mL, and MEM medium (0.2% (w / v ) Containing BSA).
  • MEM medium containing each dried product at a concentration of 50 ⁇ g / mL was prepared.
  • MEM medium containing 0.5% (v / v) DMSO and MEM medium containing 0.5% (v / v) methanol were used as negative controls, and MEM medium containing 100 nM insulin was used as a positive control.
  • DMSO dimethyl
  • the culture medium of the L6 skeletal muscle cell culture plate of Preparation Example 2 was replaced with these culture media (100 ⁇ L per well), and the plate was allowed to stand in a 5% carbon dioxide incubator at 37 ° C. for 4 hours.
  • KRH buffer 50 mM HEPES, pH 7.4, 137 mM NaCl, 4.8 mM KCl, 1.85 mM CaCl 2 , 1.3 mM MgSO 4 ) containing 0.1% (w / v) BSA was added per well.
  • 100 ⁇ L of KRH buffer containing 1 mM 2DG and 0.1% (w / v) BSA was added per well, and the plate was incubated at 37 ° C.
  • the ethyl acetate 0, 10, 20, 30, and 40% fractions showed a high sugar uptake promoting action, and the sugar uptake of the ethyl acetate 20% fraction.
  • the promoting effect was stronger than insulin.
  • Example 2 Cytotoxicity test of fraction obtained by fractionating jujube extract (ethyl acetate soluble fraction)
  • a concentration of 10 mg / mL obtained by the open column chromatography of Preparation Example 1
  • DMSO a concentration of 10 mg / mL
  • the dried product of each of the ethyl acetate 50 to 100% fractions and the dried product of the methanol fraction were dissolved in methanol so as to have a concentration of 10 mg / mL.
  • each solution was diluted 200-fold in MEM medium (containing 0.2% (w / v) BSA), and each dried product was MEM containing each dried product at a concentration of 50 ⁇ g / mL.
  • a medium was prepared.
  • MEM medium containing 0.5% (v / v) DMSO and MEM medium containing 0.5% (v / v) methanol were used. 100 ⁇ L of these media were added per well to the L6 skeletal muscle cell culture plate of Preparation Example 1, and the plate was allowed to stand in a 5% carbon dioxide incubator at 37 ° C. for 24 hours. Next, the cells were stained with crystal violet and the absorbance (measurement wavelength: 570 nm) was measured with a plate reader.
  • Negative control group ethyl acetate 0-40% fraction was DMSO-treated group, ethyl acetate 50-100% fraction and methanol
  • the cell viability was calculated from the ratio of the fraction to the absorbance of the methanol-treated fraction). The results are shown in FIG.
  • Example 3 Sugar uptake test in L6 skeletal muscle cells of fraction obtained by fractionating jujube extract (ethyl acetate 10% and 20% fractions)
  • ethyl acetate 10% and 20% fractions ethyl acetate 10% and 20% fractions obtained by open column chromatography of Preparation Example 1 that showed a high sugar uptake promoting action in Example 1
  • Fractionated by medium pressure column chromatography as shown (see FIG. 1).
  • Each dried product obtained from the ethyl acetate 0 to 11%, 15%, 30%, and 40% fractions was dissolved in DMSO to a concentration of 15 mg / mL.
  • each dried product of ethyl acetate 12%, 20%, 25% and methanol fraction was dissolved in methanol to a concentration of 15 mg / mL. Thereafter, each solution was diluted 200-fold in MEM medium (containing 0.2% (w / v) BSA), and each dried product was MEM containing each dried product at a concentration of 75 ⁇ g / mL.
  • a medium was prepared.
  • MEM medium containing 0.5% (v / v) DMSO or 0.5% (v / v) methanol was used.
  • As a positive control MEM medium containing 100 nM insulin was used.
  • the culture medium of the L6 skeletal muscle cell culture plate of Preparation Example 2 was replaced with these culture media (100 ⁇ L per well), and the plate was allowed to stand in a 5% carbon dioxide incubator at 37 ° C. for 4 hours.
  • KRH buffer 50 mM HEPES, pH 7.4, 137 mM NaCl, 4.8 mM KCl, 1.85 mM CaCl 2 , 1.3 mM MgSO 4 ) containing 0.1% (w / v) BSA was added per well.
  • 100 ⁇ L of KRH buffer containing 1 mM 2DG and 0.1% (w / v) BSA was added per well, and the plate was incubated at 37 ° C.
  • the ethyl acetate 10, 11, 12, 15, 20, and 25% fractions showed a high sugar uptake promoting action.
  • Example 4 Sugar uptake test of triterpenoids in L6 skeletal muscle cells
  • oleanoic acid betulonic acid and ursonic acid prepared in Preparation Example 3 and the same oleanolic acid, betulinic acid and ursolic acid used in Preparation Example 3, a sugar uptake test in L6 skeletal muscle cells was performed.
  • oleanolic acid, betulinic acid, betulonic acid, ursolic acid, and ursonic acid was dissolved in DMSO so as to have three concentrations of 0.4 mM, 2 mM, and 10 mM, and MEM medium (0.2% ( It was diluted 200 times with w / v) BSA).
  • oleanoic acid was dissolved in methanol to have the same three-stage concentration, and further diluted 200-fold with MEM medium (containing 0.2% (w / v) BSA).
  • MEM medium containing 0.2% (w / v) BSA.
  • This prepared MEM medium with concentrations of 2 ⁇ M, 10 ⁇ M, and 50 ⁇ M for each triterpenoid.
  • a MEM medium containing 0.5% (v / v) DMSO or 0.5% (v / v) methanol was used as a negative control, and a MEM medium containing 100 nM insulin was used as a positive control.
  • the culture medium of the L6 skeletal muscle cell culture plate of Preparation Example 1 was replaced with these culture media (100 ⁇ L per well), and the plate was allowed to stand in a 5% carbon dioxide incubator at 37 ° C. for 4 hours.
  • KRH buffer 50 mM HEPES, pH 7.4, 137 mM NaCl, 4.8 mM KCl, 1.85 mM CaCl 2 , 1.3 mM MgSO 4 ) containing 0.1% (w / v) BSA was added per well.
  • 100 ⁇ L of KRH buffer containing 1 mM 2DG and 0.1% (w / v) BSA was added per well, and the plate was incubated at 37 ° C.
  • oleanoic acid, betulonic acid, and ursonic acid which are triterpenoids having a ketone group at the 3-position, exhibited a concentration-dependent sugar uptake activation action over a concentration range of 2 ⁇ M to 50 ⁇ M.
  • sugar uptake activation action of oleanolic acid and ursolic acid among the triterpenoids having a hydroxyl group at the 3-position did not show a clear concentration dependency.
  • oleanoic acid and betulonic acid were 10 ⁇ M or more, and ursonic acid was 50 ⁇ M, showing strong activity equivalent to or higher than that of insulin.
  • oleanoic acid, betulonic acid, and ursonic acid having a ketone group at the 3-position exhibited a remarkable sugar uptake activation effect than oleanolic acid, betulinic acid, and ursolic acid having a hydroxyl group at the 3-position.
  • oleanoic acid and betulonic acid each exhibited a higher sugar uptake activation effect than oleanolic acid or betulinic acid at any concentration in the range of 2 ⁇ M to 50 ⁇ M.
  • Ursonic acid exhibited a higher sugar uptake activation effect than ursolic acid at any concentration of 10 ⁇ M to 50 ⁇ M.
  • Example 5 Cytotoxicity test of triterpenoid
  • Cytotoxicity tests were performed using oleanoic acid, betulonic acid and ursonic acid prepared in Preparation Example 3, and oleanolic acid, betulinic acid and ursolic acid similar to those used in Preparation Example 3.
  • oleanolic acid, betulinic acid, betulonic acid, ursolic acid, and ursonic acid was dissolved in DMSO to a concentration of 10 mM, and further 200 in MEM medium (containing 0.2% (w / v) BSA). Diluted twice.
  • oleanoic acid was dissolved in methanol to a concentration of 10 mM, and further diluted 200 times with MEM medium (containing 0.2% (w / v) BSA). Thereby, a MEM medium having a concentration of 50 ⁇ M was prepared for each triterpenoid.
  • MEM medium containing 0.5% (v / v) DMSO or 0.5% (v / v) methanol was used as a negative control. 100 ⁇ L of these media were added per well to the L6 skeletal muscle cell culture plate of Preparation Example 1, and the plate was allowed to stand in a 5% carbon dioxide incubator at 37 ° C. for 24 hours.
  • Example 6 Sugar uptake test in oleanolic acid, oleanoic acid and fraction 9-2 in L6 skeletal muscle cells
  • the ethyl acetate 15% fraction (15% ethyl acetate fraction obtained by medium pressure column chromatography in Preparation Example 1) that showed a high sugar uptake promoting action in Example 3 was subjected to high performance liquid chromatography as in Preparation Example 1.
  • Fractionated by Fraction 9-2 (oleanonic acid) obtained by fractionation, oleanolic acid similar to that used in Preparation Example 3 and oleanoic acid obtained in Preparation Example 3 were used in L6 skeletal muscle cells. A sugar uptake test was performed.
  • Oleanolic acid was dissolved in DMSO to a concentration of 5 mg / mL, and the oleanoic acid obtained in Preparation Example 3 and the dried product of fraction 9-2 obtained in Preparation Example 1 had a concentration of 5 mg / mL. Then, it was dissolved in methanol and further diluted 200-fold with MEM medium (containing 0.2% (w / v) BSA). Thereby, for each sample, a MEM medium containing each sample at a concentration of 25 ⁇ g / mL (55 ⁇ M) was prepared. As negative controls, MEM medium containing 0.5% (v / v) DMSO and MEM medium containing 0.5% (v / v) methanol were used. As a positive control, MEM medium containing 100 nM insulin was used.
  • the culture medium of the L6 skeletal muscle cell culture plate of Preparation Example 2 was replaced with these culture media (100 ⁇ L per well), and the plate was allowed to stand in a 5% carbon dioxide incubator at 37 ° C. for 4 hours.
  • KRH buffer 50 mM HEPES, pH 7.4, 137 mM NaCl, 4.8 mM KCl, 1.85 mM CaCl 2 , 1.3 mM MgSO 4 ) containing 0.1% (w / v) BSA was added per well.
  • 100 ⁇ L of KRH buffer containing 1 mM 2DG and 0.1% (w / v) BSA was added per well, and the plate was incubated at 37 ° C.
  • Example 7 Inhibition of triterpenoid sugar uptake promoting action by GLUT4 inhibitor Indinavir
  • Indinavir Sigma-Aldrich
  • Indinavir was dissolved in DMSO to a concentration of 100 mM and diluted 1000-fold with a KRH buffer containing 1 mM 2DG.
  • oleanolic acid, betulinic acid, betulonic acid, ursolic acid, and ursonic acid was dissolved in DMSO to a concentration of 10 mM, and further 200 in MEM medium (containing 0.2% (w / v) BSA). Diluted twice.
  • Oleanoic acid was dissolved in methanol to a concentration of 10 mM and further diluted 200-fold with MEM medium (containing 0.2% (w / v) BSA). Thereby, a MEM medium having a concentration of 50 ⁇ M was prepared for each triterpenoid.
  • a MEM medium containing 0.5% (v / v) DMSO or 0.5% (v / v) methanol was used as a negative control, and a MEM medium containing 100 nM insulin was used as a positive control.
  • the culture medium of the L6 skeletal muscle cell culture plate of Preparation Example 1 was replaced with these culture media (100 ⁇ L per well), and the plate was allowed to stand in a 5% carbon dioxide incubator at 37 ° C. for 4 hours.
  • KRH buffer 50 mM HEPES, pH 7.4, 137 mM NaCl, 4.8 mM KCl, 1.85 mM CaCl 2 , 1.3 mM MgSO 4 ) containing 0.1% (w / v) BSA was added per well.
  • the plate was stirred with a microplate mixer to lyse the cells, and then the plate was left to stand in a dry heat sterilizer at 85 ° C. for 50 minutes to dry. Thereafter, 50 ⁇ L of 0.1 M HCl was added per well, then 50 ⁇ L of 200 mM TEA solution (pH 8.1) was added, and the plate was agitated with a microplate mixer. The amount of 2DG was measured for the mixture in each well of the plate, and the sugar uptake promoting effect was evaluated by comparing with the measured values of the negative and positive control groups.
  • 2DG measurement was performed based on the above-described 2DG measurement method using each of the above mixtures.
  • capture amount of the sample which is a negative control group and does not add Indinavir was computed here.
  • the negative control group of each well 2DG uptake amount (oleanolic acid, betulinic acid, betulonic acid, ursolic acid and ursonic acid were treated with DMSO, and oleanoic acid was treated with methanol)
  • the ratio to 2DG uptake was calculated. The results are shown in FIG. In FIG. 8, * indicates that there was a significant difference at a significance level of 5%.
  • the sugar uptake promoting agent and hyperglycemia improving agent of the present invention have an excellent sugar uptake promoting action in skeletal muscle and myocardial muscle cells. Therefore, by using the sugar uptake promoter and the hyperglycemia-improving agent of the present invention, a prophylactic or therapeutic agent for a disease selected from hyperglycemia, diabetes, and diabetic complications, and hyperglycemia, diabetes, and diabetic complications
  • a prophylactic or therapeutic agent for a disease selected from hyperglycemia, diabetes, and diabetic complications and hyperglycemia, diabetes, and diabetic complications
  • the food-drinks which prevent or improve the disease selected from a disease can be provided.

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Abstract

本発明の糖取り込み促進剤は、オレアノン酸、ベツロン酸、ウルソン酸、およびそれらの配糖体からなる群より選択される少なくとも1種の化合物を有効成分として含有する。

Description

筋肉の糖取り込み促進剤、高血糖改善剤、並びに、糖尿病および/または糖尿病合併症の予防または治療剤
 本発明は、筋肉の糖取り込み促進剤、高血糖改善剤、並びに、糖尿病および/または糖尿病合併症の予防または治療剤に関する。
 血液中のグルコース濃度(血糖値)は、さまざまなホルモンの作用によって常に一定範囲内に調節されている。食事などにより血糖値が上昇すると、インスリンが膵臓から血中に分泌され、筋肉細胞や脂肪細胞に作用して血液中の糖を取り込ませることで血糖値が低下する。このような血糖降下作用を有するホルモンはインスリンだけである。そのため、インスリンの分泌や感受性に異常がある場合には、血糖値が常に高値を示す高血糖状態となり、糖尿病へと進展する。
 血液中から細胞への糖取り込みは、GLUT(グルコーストランスポーター(glucose transporter):糖輸送体)が担っており、筋肉細胞や脂肪細胞は、インスリン応答性のGLUT tyep4(GLUT4)を発現している。GLUT4はインスリン非存在下ではほとんどが細胞内に局在し、糖取り込みには関与していないが、インスリン刺激が加わると、細胞内から細胞膜上に移動(トランスロケーション(translocation))し、糖取り込み活性を発揮する。筋肉や脂肪組織におけるインスリンによる糖取り込み活性の顕著な増加は、主としてGLUT4の細胞膜移行によるものと考えられている。
 メタボリックシンドロームは肥満者が高血糖、高脂血症もしくは高血圧を併発した状態であり、動脈硬化発症の危険要因として知られる。また、高血糖状態より進展した糖尿病は、網膜症や神経障害、腎症などの合併症が生じ、重篤になると意識障害を来すことがある。肥満者の内臓脂肪では、インスリン感受性を低下させるTNF-αの産生が増加しており、これが筋肉細胞のインスリン感受性を低下させる(インスリン抵抗性)。インスリン抵抗性となった筋肉細胞は、インスリン刺激によるGLUT4の細胞膜移行が阻害されており、糖取り込み活性が上昇しない。その結果、血糖が筋肉細胞にうまく取り込まれず、食後に上昇した血糖値が下がりにくい状態に陥る。
 糖尿病患者では、筋肉、特に骨格筋における糖の取り込み量が減少していることが明らかにされており(非特許文献1~3)、筋肉細胞の糖取り込み促進作用を指標とした糖尿病治療薬やポリフェノールのスクリーニングも行われ(非特許文献4~5)、筋肉細胞の糖取り込み促進作用を有する組成物が提案されている(特許文献1~2)。
特開2009-51751号公報 特開2011-140457号公報
The Journal of clinical investigation,1985年,76巻,149-155頁 Diabetologia,2000年,43巻,821-835頁 Biochemical Society transactions,2005年,33巻,354-357頁 J. Med. Chem.,1998年11月5日,41巻,23号,4556-4566頁 Mol. Nutr. Food. Res.,2011年,55巻,3号,467-475頁 J. Agric. Food Chem., 2013年年,61巻,14号,3351-3363頁 J. Ethnopharmacol.,2012年,140巻,2号,325-332頁 Phytomedicine,2012年,19巻,3-4号,239-244頁 Am. J. Chin. Med.,2009年,37巻,3号,597-608頁 Food Chem. Toxicol.,2010年,48巻,6号,1461-1465頁 Int. J. Bio. Macromol.,2011年,49巻,3号,255-259頁
 本発明は、筋肉、特に、骨格筋および心筋の糖取り込み促進剤、およびこれを含有する高血糖改善剤を提供することを目的とする。
 本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究した結果、特定のトリテルペン類(トリテルペノイド)に、筋肉細胞の糖取り込みを促進する活性を見出した。また、これらトリテルペノイドによる糖取り込み促進作用はGLUT4活性化に由来することを見出し、本発明を完成するに至った。
 即ち、本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
(1)本発明の一形態によれば、筋肉の糖取り込み促進剤が提供される。この筋肉の糖取り込み促進剤は、オレアノン酸、ベツロン酸、ウルソン酸、およびそれらの配糖体からなる群より選択される少なくとも1種の化合物を有効成分として含有する。この形態の筋肉の糖取り込み促進剤によれば、骨格筋あるいは心筋などの筋肉細胞の糖取り込みを促進することができる。このような筋肉細胞の糖取り込み促進作用は、上記筋肉の糖取り込み促進剤が、少なくとも、筋肉細胞内に存在するGLUT4の細胞膜上へのトランスロケーションを促進することにより得られる。
(2)上記形態の筋肉の糖取り込み促進剤において、前記化合物が、植物抽出物由来であることとしてもよい。このような構成とすれば、毒性が低く安全性に優れた筋肉の糖取り込み促進剤を、より容易に得ることができる。
(3)上記形態の筋肉の糖取り込み促進剤において、前記化合物が、ナツメ抽出物由来であることとしてもよい。このような構成とすれば、より高い抽出効率にて、筋肉の糖取り込み促進剤を得ることが可能になる。
(4)本発明の他の形態によれば、GLUT4活性化剤が提供される。このGLUT4活性化剤は、オレアノン酸、ベツロン酸、ウルソン酸、およびそれらの配糖体からなる群より選択される少なくとも1種の化合物を有効成分として含有する。この形態のGLUT4活性化剤によれば、骨格筋あるいは心筋などの筋肉細胞において、GLUT4を活性化することにより、筋肉細胞への糖取り込みを促進することができる。
 本発明は、上記以外の種々の形態で実現可能である。例えば、筋肉の糖取り込み促進剤を含有する高血糖改善剤の形態、あるいは、筋肉の糖取り込み促進剤を含有する、糖尿病および/または糖尿病合併症の予防または治療剤などの形態で実現することが可能である。また、糖尿病および/または糖尿病合併症の予防または治療用医薬製造のための、オレアノン酸、ベツロン酸、ウルソン酸、およびそれらの配糖体からなる群より選択される少なくとも1種の化合物の使用の形態で実現することが可能である。また、筋肉の糖取り込み促進剤を含有する高血糖改善食品用組成物の態様、あるいは、筋肉の糖取り込み促進剤を含有する、メタボリックシンドローム、動脈硬化、糖尿病、および糖尿病合併症から選択される疾病の予防または改善のための飲食品の形態で実現することが可能である。また、筋肉の糖取り込み促進剤を患者に投与することにより、高血糖症、糖尿病、および糖尿病合併症から選択される疾病を治療する方法の形態で実現可能である。
 本発明の糖取り込み促進剤および高血糖改善剤は、骨格筋および心筋の筋肉細胞において糖取り込みを促進することができる。本発明によれば、優れた糖取り込み促進作用により、高血糖症、メタボリックシンドローム、動脈硬化、糖尿病、および糖尿病合併症から選択される疾病の予防または治療剤を提供することができる。また、GLUT4活性化剤を提供することができる。
ナツメ抽出物の調製および活性成分の単離同定のスキームを示す図である。 ナツメ抽出物(酢酸エチル可溶画分)を分画して得られた画分によるL6骨格筋細胞の糖取り込み促進活性を示すグラフである(実施例1)。 ナツメ抽出物のL6骨格筋細胞に対する毒性を示すグラフである(実施例2)。 ナツメ抽出物(酢酸エチル10%および20%画分)を分画して得られた画分によるL6骨格筋細胞の糖取り込み促進活性を示すグラフである(実施例3)。 オレアノン酸、オレアノール酸、ベツロン酸、ベツリン酸、ウルソール酸、およびウルソン酸によるL6骨格筋細胞の糖取り込み促進活性を示すグラフである(実施例4)。 オレアノン酸、オレアノール酸、ベツロン酸、ベツリン酸、ウルソール酸、およびウルソン酸のL6骨格筋細胞に対する毒性を示すグラフである(実施例5)。 オレアノン酸、オレアノール酸およびフラクション9-2によるL6骨格筋細胞の糖取り込み促進活性を示すグラフである(実施例6)。 オレアノン酸、オレアノール酸、ベツロン酸、ベツリン酸、ウルソール酸、およびウルソン酸によるL6骨格筋細胞の糖取り込み促進活性に対するGLTU4阻害剤であるIndinavirの影響を調べた結果を示すグラフである(実施例7)。
 (糖取り込み促進剤)
 本発明の実施形態における筋肉の糖取り込み促進剤は、3位にケトン基を有するトリテルペノイド(C-3 ketone)であるオレアノン酸、ベツロン酸、ウルソン酸、およびそれらの配糖体からなる群より選択される少なくとも1種の化合物を有効成分として含む。
 オレアノン酸(Oleanonic acid)は、オレアナン型トリテルペノイドの一種で、3-オキソオレアナ-12-エン-28-酸(3-oxoolean-12-en-28-oic acid)であり、下記の式(I)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 ベツロン酸(Betulonic acid)は、ルパン型トリテルペノイドの一種で、3-オキソルパ-20(29)-エン-28-酸(3-oxolupa-20(29)-en-28-oic acid)であり、下記の式(II)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 ウルソン酸(Ursonic acid)は、ウルサン型トリテルペノイドの一種で、3-オキソウルサ-12-エン-28-酸(3-oxours-12-en-28-oic acid)であり、下記の式(III)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 本発明の実施形態で用いられるオレアノン酸、ベツロン酸、およびウルソン酸から選択される化合物は、天然物由来であっても、化学合成あるいは半合成(天然物由来の化合物からの合成)により得られたものであっても良い。人体に対する毒性や安全性を考慮して、天然の植物から抽出して得られたものであることが好ましい。
 本発明の実施形態において、オレアノン酸、ベツロン酸、およびウルソン酸から選択される化合物を植物から抽出する場合に、抽出に用いる植物材料としては、ナツメ(果実)を好適に用いることができる。また、オレアノン酸においてはカキ(果実)およびPistacia属植物(ナッツ、マスティックガム、樹液、樹脂、虫こぶ)、ウルソン酸においてはMyrica属植物(樹皮)も好ましく用いることができる。特に、糖取り込み促進剤の有効成分としてオレアノン酸あるいはウルソン酸を用いる場合には、抽出効率の観点から、植物材料としてナツメを用いることが望ましい。オレアノン酸、ベツロン酸、およびウルソン酸から選択される化合物は、植物から公知の方法にしたがって抽出することができる。例えば、植物またはその乾燥物もしくは粉砕物に、エタノールやメタノールなどの極性有機溶媒またはこれらと水との混合物を加え、例えば約4℃~100℃の温度で攪拌または静置することにより抽出される。得られた抽出物は、濃縮または乾燥して用いることができる。
 また、トリテルペノイドは植物中で配糖体としても存在することから、配糖体を用いてもよい。オレアノン酸、ベツロン酸、およびウルソン酸から選択される化合物の配糖体は、生体内で代謝されて糖が脱離することにより、オレアノン酸、ベツロン酸、あるいはウルソン酸としての作用を示すことが可能になる。配糖体とは、上記の化合物のカルボキシル基と、任意の糖(例えば、グルコース、フコース、ガラクトース、6-デオキシグルコース、ラムノース)の水酸基との縮合体である。
 本発明の実施形態において、糖取り込み促進剤の有効成分であるオレアノン酸、ベツロン酸、ウルソン酸、およびそれらの配糖体から選択される化合物を、ナツメなどの植物材料から得る場合には、植物材料からの抽出物をそのまま用いても良く、抽出物からの精製物を用いても良い。精製方法としては、例えば、ゲルろ過クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、疎水クロマトグラフィー、逆相クロマトグラフィー、順相クロマトグラフィー、限外ろ過、および電気泳動や高速液体クロマトグラフィーなどが挙げられる。また、必要に応じてこれらの方法を組み合わせて精製を行ってもよい。
 オレアノン酸、ベツロン酸、およびウルソン酸から選択される化合物を合成する方法としては、例えば、オレアノン酸、ベツロン酸、ウルソン酸を、それぞれ、3位に水酸基を有するトリテルペノイド(C-3 alcohol)であるオレアノール酸、ベツリン酸、ウルソール酸から合成する方法を挙げることができる。
 オレアノール酸(Oleanolic acid)は、オレアナン型トリテルペノイドの一種で、3β-ヒドロキシオレアナ-12-エン-28-酸(3β-hydroxyolean-12-en-28-oic acid)であり、下記の式(IV)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 ベツリン酸(Betulinic acid)は、ルパン型トリテルペノイドの一種で、3β-ヒドロキシルパ-20(29)-エン-28-酸(3β-hydroxylupa-20(29)-en-28-oic acid)であり、下記の式(V)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 ウルソール酸(Ursolic acid)は、ウルサン型トリテルペノイドの一種で、3β-ヒドロキシウルサ-12-エン-28-酸(3β-hydroxyurs-12-en-28-oic acid)であり、下記の式(VI)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 オレアノン酸、ベツロン酸、ウルソン酸を合成する具体的な方法としては、例えば、上記した3位に水酸基を有するトリテルペノイドの3位水酸基を酸化する方法が挙げられる。上記3位水酸基を酸化する方法としては、例えばジョーンズ酸化が挙げられる。ジョーンズ酸化とは、無水クロム酸(酸化クロム(VI))の濃硫酸溶液であるジョーンズ試薬を酸化剤として用いて、アルコールをケトン等に酸化する周知の酸化方法である。上記酸化反応に用いる3位に水酸基を有するトリテルペノイドは、植物などの天然物から抽出したものであってもよく、化学合成したものでもよい。
 本発明の実施形態における筋肉の糖取り込み促進剤は、上記したオレアノン酸、ベツロン酸、ウルソン酸、およびそれらの配糖体からなる群より選択される少なくとも1種の化合物を有効成分として含むことにより、骨格筋あるいは心筋などの筋肉細胞の糖取り込みを促進する。本願発明の実施形態の糖取り込み促進剤による糖取り込み促進作用は、少なくとも、筋肉細胞内に存在するGLUT4の細胞膜上へのトランスロケーションを上記化合物が促進することにより発現される。よって、本発明の実施形態における筋肉の糖取り込み促進剤は、オレアノン酸、ベツロン酸、ウルソン酸、およびそれらの配糖体からなる群より選択される少なくとも1種の化合物を有効成分として含むGLUT4活性化剤であるということができる。
 本発明の実施形態における筋肉の糖取り込み促進剤は、オレアノン酸、ベツロン酸、ウルソン酸、およびそれらの配糖体からなる群より選択される少なくとも1種の化合物からなる有効成分のみによって構成されていてもよく、また、さらにその他の成分を含有していてもよい。その他の成分について特に制限はなく、本願発明の効果を損なわない範囲で適宜選択可能である。
 (高血糖改善剤)
 本発明の実施形態の高血糖改善剤は、上記した本発明の実施形態の糖取り込み促進剤を含有し、この糖取り込み促進剤の優れた糖取り込み促進作用によって、血糖値を低下させる。したがって、高血糖症、糖尿病、糖尿病関連疾患(例えば、肥満、高脂血症、高コレステロール血症、脂質代謝異常、高血圧症、脂肪肝、メタボリックシンドローム、浮腫、心不全、狭心症、心筋梗塞、動脈硬化症、高尿酸血症、痛風)、または糖尿病合併症(例えば、網膜症、腎症、神経障害、白内障、足壊疽、感染症、ケトーシス)の予防または治療剤として用いることができる。すなわち、上記各疾患の患者に投与することにより、上記各疾患の患者を治療することができる。
 本発明の実施形態の高血糖改善剤の投与経路は、経口投与または非経口投与のいずれであってもよい。その剤形は、投与経路に応じて適宜選択される。例えば、注射液、輸液、散剤、顆粒剤、錠剤、カプセル剤、丸剤、腸溶剤、トローチ、内用液剤、懸濁剤、乳剤、シロップ剤、外用液剤、湿布剤、点鼻剤、点耳剤、点眼剤、吸入剤、軟膏剤、ローション剤、坐剤、経腸栄養剤などが挙げられる。これは、症状に応じてそれぞれ単独でまたは組み合わせて用いることができる。これらの製剤には、必要に応じて、賦形剤、結合剤、防腐剤、酸化安定剤、崩壊剤、滑沢剤、矯味剤などの医薬の製剤技術分野において通常用いられる補助剤が用いられる。
 本発明の実施形態の高血糖改善剤の投与量は、投与の目的や投与対象者の状況(性別、年齢、体重など)に応じて異なる。通常、成人に対して、オレアノン酸、ベツロン酸、およびウルソン酸の合計量として、経口投与の場合、1日あたり0.01mg以上とすることができ、0.1mg以上が好ましく、1mg以上がさらに好ましい。また、経口投与の場合、一日あたり5000mg以下とすることができ、1000mg以下が好ましく、200mg以下がさらに好ましい。一方、非経口投与の場合、1日あたり0.001mg以上とすることができ、0.01mg以上が好ましく、0.1mg以上がさらに好ましい。また、非経口投与の場合、一日あたり2500mg以下とすることができ、500mg以下が好ましく、100mg以下がさらに好ましい。なお、高血糖改善剤中の有効成分として、オレアノン酸、ベツロン酸、およびウルソン酸から選択される化合物の配糖体を含む場合には、これらの配糖体を、オレアノン酸、ベツロン酸、あるいはウルソン酸に換算したときの合計値として、上記した好ましい投与量を採用することができる。
 本発明の実施形態の高血糖改善剤は、上記のような医薬品としてだけでなく、医薬部外品、化粧品などとして用いることができる。医薬部外品または化粧品として用いる場合、必要に応じて、医薬部外品または化粧品などの技術分野で通常用いられている種々の補助剤とともに用いられ得る。また、溶液状、懸濁液状、シロップ状、顆粒状、クリーム状、ペースト状、ゼリー状などの所望の形状で、あるいは必要に応じて成形して使用してもよい。これらに含まれる有効成分の割合は、特に限定されず、使用目的、使用形態、および使用量に応じて適宜選択することができる。
 (高血糖改善食品用組成物および飲食品)
 本発明の実施形態の高血糖改善食品用組成物は、上記した本発明の実施形態の糖取り込み促進剤を含有し、上記薬理効果を備えた健康食品・健康飲料・特定保健用食品・機能性食品・栄養補助剤、その他ヒト以外の動物に対する薬剤や飼料などに用いることができる。中でも、糖類を多く含んだ飲食物素材に本発明の実施形態の高血糖改善食品組成物を添加した場合には、筋肉細胞の糖取り込み促進作用による効率的なエネルギー供給効果を奏し、また、それに伴う筋肉組織の活性化・増強・増大や肉体疲労軽減、運動能力の向上などの効果を奏することから、優れたエネルギー補助食品を提供することができる。
 本発明の実施形態の高血糖改善食品用組成物を飲食品に用いる場合、必要に応じて、例えば、甘味料、香辛料、調味料、防腐剤、保存料、殺菌剤、酸化防止剤などの食品に通常用いられる添加剤とともに使用してもよい。また、溶液状、懸濁液状、シロップ状、顆粒状、クリーム状、ペースト状、ゼリー状などの所望の形状で、あるいは必要に応じて成形して使用してもよい。これらに含まれる割合は、特に限定されず、使用目的、使用形態、および使用量に応じて適宜選択することができる。
 本発明の実施形態の高血糖改善食品用組成物へのオレアノン酸、ベツロン酸、およびウルソン酸から選択される化合物の配合量は、例えば、組成物を飲料などとして用いる場合は、飲料中の上記特定の化合物の合計量は、0.00001質量%以上とすることができ、0.001質量%以上とすることが好ましい。また、飲料中の上記特定の化合物の合計量は、10質量%以下とすることができ、1質量%以下とすることが好ましい。また、組成物が食品や食品素材などとして、固形状、粉末状、顆粒状、ペースト状等の形態で経口投与用として用いられる場合は、上記化合物の合計量は、0.01質量%以上とすることができ、0.1質量%以上とすることが好ましい。また、固形状等の形態で経口投与する場合の上記化合物の合計量は、80質量%以下とすることができ、20質量%以下とすることが好ましい。また、組成物を非経口投与用として用いる場合は、上記特定の化合物の合計量は、0.00001質量%以上とすることができ、0.0001質量%以上とすることが好ましい。また、非経口投与の場合の上記特定の化合物の合計量は、10質量%以下とすることができ、1質量%以下とすることが好ましい。なお、高血糖改善食品用組成物中の有効成分として、オレアノン酸、ベツロン酸、およびウルソン酸から選択される化合物の配糖体を含む場合には、これらの配糖体を、オレアノン酸、ベツロン酸、あるいはウルソン酸に換算したときの合計値として、上記した好ましい投与量を採用することができる。
 以下に実施例および製造例を用いて本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
 (調製例1:ナツメ抽出物の作製および活性成分の単離)
 図1は、ナツメ抽出物の作製および活性成分の単離に係る精製スキームを示す説明図である。ナツメ乾燥果実6kgをメタノールに2週間漬けこみ、得られた抽出液を綿ろ過後、ロータリーエバポレーターで濃縮してメタノール抽出物を得た。さらに、この抽出物を酢酸エチルと水で再溶解して分液漏斗で分配し、得られた酢酸エチル可溶画分をロータリーエバポレーターで濃縮した。酢酸エチル可溶画分は、オープンカラムクロマトグラフィー(Wako-gel C-100、トルエン/酢酸エチル、ステップワイズ法)により分画した。溶出溶媒の酢酸エチル濃度を0、10、20、30、40、50、75、および100%(v/v)として溶出したのち、メタノールで溶出した。分画物はロータリーエバポレーターで濃縮乾固し、糖取り込み試験(実施例1)および細胞毒性試験(実施例2)に用いた。糖取り込み促進活性を示した酢酸エチル10%および20%画分について、中圧カラムクロマトグラフィー(Wako-gel B-0、ヘキサン/酢酸エチル、ステップワイズ法)により分画した。溶出溶媒の酢酸エチル濃度を0、6、7、8、9、10、11、12、15、20、25、30、および40%(v/v)として溶出したのち、メタノールで溶出した。分画物はロータリーエバポレーターで濃縮乾固し、糖取り込み試験(実施例3)に用いた。酢酸エチル15%画分を高速液体クロマトグラフィー(HPLC-PDA:Shimadzu Prominence、C18カラム:SUPELCO Discovery HS、移動相:90%(v/v)メタノール)で分取し、フラクション9-2において単一の活性化合物を得た。各種機器分析(FT-IR:Perkin Elmer System 2000、KBr法、MS:ThermoFisher Scientific Orbitrap Elite、Hおよび13C-NMR:Brukar ARX-500、CDCl)により、活性化合物はオレアノン酸であると同定した。
 (調製例2:L6骨格筋細胞の作製)
 L6筋芽細胞(理研バイオリソースセンター製)を2×10/mLの細胞密度になるようにMEM培地(10%(v/v)牛胎児血清含有)で調製し、96穴組織培養プレートに移し(1穴当たり200μL)、37℃の5%炭酸ガス培養器にて2日間培養した。細胞がコンフルエントになった時点で、培地をMEM培地(2%(v/v)牛胎児血清含有)に置換し、さらに細胞を37℃の5%炭酸ガス培養器にて5日間培養した(L6骨格筋細胞の作製)。次いで、培地をMEM培地(0.2%(w/v)牛血清アルブミン(BSA)含有)に置換し、さらに細胞を37℃の5%炭酸ガス培養器にて18時間培養した。このように培養したL6骨格筋細胞を、糖取り込み試験(実施例1、3、および4)、細胞毒性試験(実施例2、および5)、およびGLUT4阻害剤による糖取り込み阻害試験(実施例6)に用いた。
 (調製例3:オレアノン酸、ベツロン酸およびウルソン酸の合成)
 オレアノン酸、ベツロン酸、ウルソン酸は、それぞれ、オレアノール酸(Wako社製)、ベツリン酸(Extrasynthese社製)、ウルソール酸(Wako社製)の3位水酸基をジョーンズ酸化により酸化することで調製した。オレアノール酸、ベツリン酸またはウルソール酸200mgをアセトン200mLに溶解し、氷冷しながらジョーンズ試薬を反応液が緑色から赤色に変わるまで滴下した。反応液に水を加え、ジエチルエーテルで分配したのち、ジエチルエーテル層をロータリーエバポレーターで濃縮した。得られた濃縮物は簿層クロマトグラフィーで精製し、オレアノン酸(収率78%)、ベツロン酸(収率77%)、およびウルソン酸(収率86%)を得た。
 (2-デオキシグルコースの測定方法)
 上記L6骨格筋細胞を用いて糖取り込みを行なわせ、L6骨格筋細胞が取り込んだ糖の量として、L6骨格筋細胞中の2-デオキシグルコース(以下、2DGと記載する)の量を測定した。2DGの測定は、次のように行った。まず、各試料(糖取り込み試験に供した後のL6骨格筋細胞を溶解させて得た混合物)を96穴プレートに1穴当たり10μL添加し、アッセイカクテル(50mM トリエタノールアミン(TEA)溶液(pH8.1)、50mM KCl、0.02%(w/v)BSA、0.1mM NADP、2μM レザズリン、2units/mL ジアホラーゼ、150units/mL グルコース-6-リン酸デヒドロゲナーゼ)を1穴当たり100μL添加した。このプレートをマイクロプレートミキサーで撹拌し、37℃の5%炭酸ガス培養器にて50分間静置した。プレートの各穴について、マイクロプレートリーダー(Spectra Max M2、Molecular Probe社製)にて蛍光値(励起波長:530nm、測定波長:570nm)を測定した。2DG-6-リン酸(Santa Cruz社製)を標準物質として検量線を作成し、プレートの各穴について、2DG取り込み量を算出した。
(実施例1:ナツメ抽出物(酢酸エチル可溶画分)を分画して得られた画分のL6骨格筋細胞における糖取り込み試験)
 ナツメ抽出物(酢酸エチル可溶画分)の分画物の存在下におけるL6骨格筋細胞の糖取り込みを調べた。
 調製例1のオープンカラムクロマトグラフィーにより得られた酢酸エチル0~40%画分の各々の乾固物は、10mg/mLの濃度となるようにジメチルスルホキシド(DMSO)に溶解させ、さらにMEM培地(0.2%(w/v)BSA含有)にて200倍希釈した。酢酸エチル50~100%画分の各々の乾固物およびメタノール画分の乾固物は、10mg/mLの濃度となるようにメタノールに溶解させ、さらにMEM培地(0.2%(w/v)BSA含有)にて200倍希釈した。これにより、各々の乾固物について、各々の乾固物を50μg/mLの濃度で含有するMEM培地を調製した。0.5%(v/v)DMSOを含有するMEM培地と、0.5%(v/v)メタノールを含有するMEM培地とを陰性対照として用い、インスリンを100nM含有するMEM培地を陽性対照として用いた。
 調製例2のL6骨格筋細胞の培養プレートの培地を、これらの培地に置換し(1穴当たり100μL)、さらにプレートを37℃の5%炭酸ガス培養器にて4時間静置した。次いで、0.1%(w/v)BSAを含有するKRH緩衝液(50mM HEPES、pH7.4、137mM NaCl、4.8mM KCl、1.85mM CaCl、1.3mM MgSO)を1穴当たり100μL用いて各穴を2回洗浄した後、1mM 2DGおよび0.1%(w/v)BSAを含有するKRH緩衝液を1穴当たり100μL添加し、プレートを37℃の5%炭酸ガス培養器にて20分間静置した。次いで、0.1%(w/v)BSAを含有するKRH緩衝液を1穴当たり100μL用いて各穴を2回洗浄した後、0.1M NaOHを1穴当たり50μL添加し、プレートを60℃の乾熱滅菌器にて10分間静置した。プレートをマイクロプレートミキサーで撹拌して、細胞を溶解させた後、プレートを85℃の乾熱滅菌器にて50分間静置して乾燥させた。0.1M HClを1穴当たり50μL添加し、次いで200mM TEA溶液(pH8.1)を1穴当たり50μL添加し、プレートをマイクロプレートミキサーで撹拌した。プレートの各穴中の混合物について2DG量を測定し、陰性および陽性対照区の測定値と比較することにより、糖取り込み促進作用を評価した。
 2DGの測定は、上記の各々の混合物を用いて、既述した2DGの測定方法に基づいて測定した。各穴の2DG取り込み量を算出した後、各穴の2DG取り込み量の陰性対照区(酢酸エチル0~40%画分はDMSO処理区、酢酸エチル50~100%画分およびメタノール画分はメタノール処理区)の2DG取り込み量に対する比を算出した。結果を図2に示す。図2および以後の説明で参照する各図において、陰性対照は用いた溶媒に応じて「DMSO」または「メタノール」と示しており、陽性対照は「インスリン」と示している。図2および以後の説明で参照する各図では、各画分あるいは各化合物について、n=6~9として測定を行なった結果としての平均値および標準偏差を示している。図2において、「*」は、有意水準5%で陰性対照と有意差があったことを示す。
 図2からわかるように、オープンカラムクロマトグラフィー分画物のうち、酢酸エチル0、10、20、30、および40%画分が高い糖取り込み促進作用を示し、酢酸エチル20%画分の糖取り込み促進作用はインスリンより強力であった。
 (実施例2:ナツメ抽出物(酢酸エチル可溶画分)を分画して得られた画分の細胞毒性試験)
 調製例1のオープンカラムクロマトグラフィーにより得られた酢酸エチル0~40%画分の各々の乾固物は、10mg/mLの濃度となるようにDMSOに溶解させた。また、酢酸エチル50~100%画分の各々の乾固物およびメタノール画分の乾固物は、10mg/mLの濃度となるようにメタノールに溶解させた。その後、各々の溶液をMEM培地(0.2%(w/v)BSA含有)にて200倍希釈し、各々の乾固物について、各々の乾固物を50μg/mLの濃度で含有するMEM培地を調製した。陰性対照として、0.5%(v/v)DMSOを含有するMEM培地と、0.5%(v/v)メタノールを含有するMEM培地とを用いた。調製例1のL6骨格筋細胞の培養プレートに、これらの培地を1穴当たり100μL添加し、プレートを37℃の5%炭酸ガス培養器にて24時間静置した。次いで、細胞をクリスタルバイオレット染色し、吸光度(測定波長570nm)をプレートリーダーにて測定し、陰性対照区(酢酸エチル0~40%画分はDMSO処理区、酢酸エチル50~100%画分およびメタノール画分はメタノール処理区)の吸光度に対する比より細胞生存率を算出した。結果を図3に示す。
 図3からわかるように、いずれの分画物も、陰性対照と同等の細胞生存率を示した。すなわち、いずれの分画物も、実施例1で糖取り込み促進作用の評価に用いた濃度(50μg/mL)において細胞毒性を示さなかった。
 (実施例3:ナツメ抽出物(酢酸エチル10%および20%画分)を分画して得られた画分のL6骨格筋細胞における糖取り込み試験)
 実施例1において高い糖取り込み促進作用を示した酢酸エチル10%および20%画分(調製例1のオープンカラムクロマトグラフィーにより得られた酢酸エチル10%および20%画分)について、調製例1のとおり中圧カラムクロマトグラフィーにより分画した(図1参照)。得られた酢酸エチル0~11%、15%、30%、および40%画分の各々の乾固物は、15mg/mLの濃度となるようにDMSOに溶解させた。また、酢酸エチル12%、20%、25%、およびメタノール画分の各々の乾固物は、15mg/mLの濃度となるようにメタノールに溶解させた。その後、各々の溶液をMEM培地(0.2%(w/v)BSA含有)にて200倍希釈し、各々の乾固物について、各々の乾固物を75μg/mLの濃度で含有するMEM培地を調製した。陰性対照として、0.5%(v/v)DMSOもしくは0.5%(v/v)メタノールを含有するMEM培地を用いた。陽性対照として、インスリンを100nM含有するMEM培地を用いた。
 調製例2のL6骨格筋細胞の培養プレートの培地を、これらの培地に置換し(1穴当たり100μL)、さらにプレートを37℃の5%炭酸ガス培養器にて4時間静置した。次いで、0.1%(w/v)BSAを含有するKRH緩衝液(50mM HEPES、pH7.4、137mM NaCl、4.8mM KCl、1.85mM CaCl、1.3mM MgSO)を1穴当たり100μL用いて各穴を2回洗浄した後、1mM 2DGおよび0.1%(w/v)BSAを含有するKRH緩衝液を1穴当たり100μL添加し、プレートを37℃の5%炭酸ガス培養器にて20分間静置した。次いで、0.1%(w/v)BSAを含有するKRH緩衝液を1穴当たり100μL用いて各穴を2回洗浄した後、0.1M NaOHを1穴当たり50μL添加し、プレートを60℃の乾熱滅菌器にて10分間静置した。プレートをマイクロプレートミキサーで撹拌して、細胞を溶解させた後、プレートを85℃の乾熱滅菌器にて50分間静置して乾燥させた。0.1M HClを1穴当たり50μL添加し、次いで200mM TEA溶液(pH8.1)を1穴当たり50μL添加し、プレートをマイクロプレートミキサーで撹拌した。プレートの各穴中の混合物について2DG量を測定し、陰性および陽性対照区の測定値と比較することにより、糖取り込み促進作用を評価した。
 2DGの測定は、上記の各々の混合物を用いて、既述した2DGの測定方法に基づいて測定した。各穴の2DG取り込み量を算出した後、各穴の2DG取り込み量の陰性対照区(酢酸エチル0~11%、15%、30%、および40%画分はDMSO処理区、酢酸エチル12%、20%、25%、およびメタノール画分はメタノール処理区)の2DG取り込み量に対する比を算出した。結果を図4に示す。図4において、*は、有意水準5%で陰性対照(溶媒)と有意差があったことを示す。
 図4からわかるように、中圧カラムクロマトグラフィー分画物のうち、酢酸エチル10、11、12、15、20、および25%画分が高い糖取り込み促進作用を示した。
 (実施例4:トリテルペノイドのL6骨格筋細胞における糖取り込み試験)
 調製例3で調製したオレアノン酸、ベツロン酸およびウルソン酸と、調製例3で用いたものと同様のオレアノール酸、ベツリン酸、およびウルソール酸を用いて、L6骨格筋細胞における糖取り込み試験を行なった。オレアノール酸、ベツリン酸、ベツロン酸、ウルソール酸、およびウルソン酸の各々を、0.4mM、2mM、および10mMの3段階の濃度となるようにDMSOに溶解させ、さらにMEM培地(0.2%(w/v)BSA含有)にて200倍希釈した。また、オレアノン酸も同様の3段階の濃度となるようにメタノールに溶解させ、さらにMEM培地(0.2%(w/v)BSA含有)にて200倍希釈した。これにより、各々のトリテルペノイドについて、濃度が2μM、10μM、および50μMであるMEM培地を調製した。陰性対照として、0.5%(v/v)DMSOもしくは0.5%(v/v)メタノールを含有するMEM培地を用い、陽性対照として、インスリンを100nM含有するMEM培地を用いた。
 調製例1のL6骨格筋細胞の培養プレートの培地を、これらの培地に置換し(1穴当たり100μL)、さらにプレートを37℃の5%炭酸ガス培養器にて4時間静置した。次いで、0.1%(w/v)BSAを含有するKRH緩衝液(50mM HEPES、pH7.4、137mM NaCl、4.8mM KCl、1.85mM CaCl、1.3mM MgSO)を1穴当たり100μL用いて各穴を2回洗浄した後、1mM 2DGおよび0.1%(w/v)BSAを含有するKRH緩衝液を1穴当たり100μL添加し、プレートを37℃の5%炭酸ガス培養器にて20分間静置した。次いで、0.1%(w/v)BSAを含有するKRH緩衝液を1穴当たり100μL用いて各穴を2回洗浄した後、0.1M NaOHを1穴当たり50μL添加し、プレートを60℃の乾熱滅菌器にて10分間静置した。プレートをマイクロプレートミキサーで撹拌して、細胞を溶解させた後、プレートを85℃の乾熱滅菌器にて50分間静置して乾燥させた。0.1M HClを1穴当たり50μL添加し、次いで200mM TEA溶液(pH8.1)を1穴当たり50μL添加し、プレートをマイクロプレートミキサーで撹拌した。プレートの各穴中の混合物について2DG量を測定し、陰性および陽性対照区の測定値と比較することにより、糖取り込み促進作用を評価した。
 2DGの測定は、上記の各々の混合物を用いて、既述した2DGの測定方法に基づいて測定した。各穴の2DG取り込み量を算出した後、各穴の2DG取り込み量の陰性対照区(オレアノール酸、ベツリン酸、ベツロン酸、ウルソール酸、およびウルソン酸はDMSO処理区、オレアノン酸はメタノール処理区)の2DG取り込み量に対する比を算出した。結果を図5に示す。図5において、*は、有意水準5%で陰性対照(溶媒)と有意差があったことを示す。
 図5からわかるように、3位にケトン基を有するトリテルペノイドであるオレアノン酸、ベツロン酸、およびウルソン酸は、2μM~50μMの濃度範囲にわたって濃度依存的な糖取り込み活性化作用を示した。これに対して、3位に水酸基を有するトリテルペノイドのうちのオレアノール酸およびウルソール酸の糖取り込み活性化作用は、明確な濃度依存性を示さなかった。また、オレアノン酸およびベツロン酸は10μM以上、ウルソン酸は50μMでインスリンと同等もしくはそれ以上の強い活性を示した。また、3位にケトン基を有するオレアノン酸、ベツロン酸、およびウルソン酸は、3位に水酸基を有するオレアノール酸、ベツリン酸、およびウルソール酸よりも顕著な糖取り込み活性化作用を示した。具体的には、オレアノン酸およびベツロン酸はそれぞれ、2μMから50μMの範囲のいずれの濃度においても、オレアノール酸あるいはベツリン酸よりも高い糖取り込み活性化作用を示した。また、ウルソン酸は、10μM~50μMのいずれの濃度においても、ウルソール酸よりも高い糖取り込み活性化作用を示した。
 (実施例5:トリテルペノイドの細胞毒性試験)
 調製例3で調製したオレアノン酸、ベツロン酸およびウルソン酸と、調製例3で用いたものと同様のオレアノール酸、ベツリン酸、およびウルソール酸を用いて、細胞毒性試験を行なった。オレアノール酸、ベツリン酸、ベツロン酸、ウルソール酸、およびウルソン酸の各々を、10mMの濃度となるようにDMSOに溶解させ、さらにMEM培地(0.2%(w/v)BSA含有)にて200倍希釈した。また、オレアノン酸を、10mMの濃度となるようにメタノールに溶解させ、さらにMEM培地(0.2%(w/v)BSA含有)にて200倍希釈した。これにより、各々のトリテルペノイドについて、濃度が50μMであるMEM培地を調製した。陰性対照として、0.5%(v/v)DMSOもしくは0.5%(v/v)メタノールを含有するMEM培地を用いた。調製例1のL6骨格筋細胞の培養プレートに、これらの培地を1穴当たり100μL添加し、プレートを37℃の5%炭酸ガス培養器にて24時間静置した。次いで、細胞をクリスタルバイオレット染色し、吸光度(測定波長570nm)をプレートリーダーにて測定し、陰性対照区(オレアノール酸、ベツリン酸、ベツロン酸、ウルソール酸、およびウルソン酸はDMSO処理区、オレアノン酸はメタノール処理区)の吸光度に対する比より細胞生存率を算出した。結果を図6に示す。
 図6からわかるように、オレアノン酸、ベツロン酸、およびウルソン酸のいずれも、実施例4で糖取り込み促進作用の評価に用いた最高濃度(50μg/mL)において細胞毒性を示さなかった。なお、オレアノール酸およびウルソール酸は、陰性対照に比べて有為に細胞生存率が低く、50μg/mLの濃度において細胞毒性が認められた。すなわち、3位にケトン基を有するオレアノン酸およびウルソン酸は、3位に水酸基を有するオレアノール酸およびウルソール酸よりも高い安全性を示した。
 (実施例6:オレアノール酸、オレアノン酸およびフラクション9-2のL6骨格筋細胞における糖取り込み試験)
 実施例3において高い糖取り込み促進作用を示した酢酸エチル15%画分(調製例1の中圧カラムクロマトグラフィーにより得られた酢酸エチル15%画分)について、調製例1のとおり高速液体クロマトグラフィーにより分画した。分画して得られたフラクション9-2(オレアノン酸)と、調製例3で用いたものと同様のオレアノール酸と、調製例3で得られたオレアノン酸とを用いて、L6骨格筋細胞における糖取り込み試験を行なった。オレアノール酸は、5mg/mLの濃度となるようにDMSOに溶解させ、調製例3で得られたオレアノン酸および調製例1で得られたフラクション9-2の乾固物は、5mg/mLの濃度となるようにメタノールに溶解させ、さらにMEM培地(0.2%(w/v)BSA含有)にて200倍希釈した。これにより、各々の試料について、各々の試料を25μg/mL(55μM)の濃度で含有するMEM培地を調製した。陰性対照として、0.5%(v/v)DMSOを含有するMEM培地と、0.5%(v/v)メタノールを含有するMEM培地とを用いた。陽性対照として、インスリンを100nM含有するMEM培地を用いた。
 調製例2のL6骨格筋細胞の培養プレートの培地を、これらの培地に置換し(1穴当たり100μL)、さらにプレートを37℃の5%炭酸ガス培養器にて4時間静置した。次いで、0.1%(w/v)BSAを含有するKRH緩衝液(50mM HEPES、pH7.4、137mM NaCl、4.8mM KCl、1.85mM CaCl、1.3mM MgSO)を1穴当たり100μL用いて各穴を2回洗浄した後、1mM 2DGおよび0.1%(w/v)BSAを含有するKRH緩衝液を1穴当たり100μL添加し、プレートを37℃の5%炭酸ガス培養器にて20分間静置した。次いで、0.1%(w/v)BSAを含有するKRH緩衝液を1穴当たり100μL用いて各穴を2回洗浄した後、0.1M NaOHを1穴当たり50μL添加し、プレートを60℃の乾熱滅菌器にて10分間静置した。プレートをマイクロプレートミキサーで撹拌して、細胞を溶解させた後、プレートを85℃の乾熱滅菌器にて50分間静置して乾燥させた。0.1M HClを1穴当たり50μL添加し、次いで200mM TEA溶液(pH8.1)を1穴当たり50μL添加し、プレートをマイクロプレートミキサーで撹拌した。プレートの各穴中の混合物について2DG量を測定し、陰性および陽性対照区の測定値と比較することにより、糖取り込み促進作用を評価した。
 2DGの測定は、上記の各々の混合物を用いて、既述した2DGの測定方法に基づいて測定した。各穴の2DG取り込み量を算出した後、各穴の2DG取り込み量の陰性対照区(オレアノール酸はDMSO処理区、オレアノン酸およびフラクション9-2はメタノール処理区)の2DG取り込み量に対する比を算出した。結果を図7に示す。図7において、*は、有意水準5%で陰性対照(溶媒)と有意差があったことを示す。
 図7からわかるように、調製例3で合成したオレアノン酸と調製例1で得たフラクション9-2とは、同等の筋肉糖取り込み誘導活性を示した。したがって、合成物および天然物のいずれにおいても活性に差異は無いことが明らかとなった。
 (実施例7:GLUT4阻害剤Indinavirによるトリテルペノイドの糖取り込み促進作用の抑制)
 調製例3で調製したオレアノン酸、ベツロン酸およびウルソン酸と、調製例3で用いたものと同様のオレアノール酸、ベツリン酸、およびウルソール酸を用いて、これらのトリテルペノイドの糖取り込み促進作用に対するGLUT4阻害剤の影響を調べた。GLUT4阻害剤としては、Indinavir(Sigma-Aldrich)を用いた。Indinavirは100mMの濃度となるようにDMSOに溶解させ、1mM 2DGを含有するKRH緩衝液にて1000倍希釈した。オレアノール酸、ベツリン酸、ベツロン酸、ウルソール酸、およびウルソン酸の各々を、10mMの濃度となるようにDMSOに溶解させ、さらにMEM培地(0.2%(w/v)BSA含有)にて200倍希釈した。オレアノン酸を、10mMの濃度となるようにメタノールに溶解させ、さらにMEM培地(0.2%(w/v)BSA含有)にて200倍希釈した。これにより、各々のトリテルペノイドについて、濃度が50μMであるMEM培地を調製した。陰性対照として、0.5%(v/v)DMSOもしくは0.5%(v/v)メタノールを含有するMEM培地を用い、陽性対照としてインスリンを100nM含有するMEM培地を用いた。
 調製例1のL6骨格筋細胞の培養プレートの培地を、これらの培地に置換し(1穴当たり100μL)、さらにプレートを37℃の5%炭酸ガス培養器にて4時間静置した。次いで、0.1%(w/v)BSAを含有するKRH緩衝液(50mM HEPES、pH7.4、137mM NaCl、4.8mM KCl、1.85mM CaCl、1.3mM MgSO)を1穴当たり100μL用いて各穴を2回洗浄した後、1mM 2DG、0.1%(v/v)DMSO、および0.1%(w/v)BSAを含有するKRH緩衝液、もしくは、1mM 2DG、100μM Indinavir、および0.1%(w/v)BSAを含有するKRH緩衝液を1穴当たり100μL添加し、プレートを37℃の5%炭酸ガス培養器にて20分間静置した。次いで、0.1%(w/v)BSAを含有するKRH緩衝液を1穴当たり100μL用いて各穴を2回洗浄した後、0.1M NaOHを1穴当たり50μL添加し、プレートを60℃の乾熱滅菌器にて10分間静置した。プレートをマイクロプレートミキサーで撹拌して、細胞を溶解させた後、プレートを85℃の乾熱滅菌器にて50分間静置して乾燥させた。その後、0.1M HClを1穴当たり50μL添加し、次いで200mM TEA溶液(pH8.1)を1穴当たり50μL添加し、プレートをマイクロプレートミキサーで撹拌した。プレートの各穴中の混合物について2DG量を測定し、陰性および陽性対照区の測定値と比較することにより、糖取り込み促進作用を評価した。
 2DGの測定は、上記の各々の混合物を用いて、既述した2DGの測定方法に基づいて測定した。なお、ここでは、陰性対照区であってIndinavirを加えないサンプルの2DG取り込み量に対する比を算出した。各穴の2DG取り込み量を算出した後、各穴の2DG取り込み量の陰性対照区(オレアノール酸、ベツリン酸、ベツロン酸、ウルソール酸、およびウルソン酸はDMSO処理区、オレアノン酸はメタノール処理区)の2DG取り込み量に対する比を算出した。結果を図8に示す。図8において、*は、有意水準5%で有意差があったことを示す。
 図8からわかるように、オレアノン酸、ベツリン酸、ベツロン酸、およびウルソン酸によって促進された糖取り込み活性は、Indinavirによって顕著に阻害された。したがって、これらトリテルペノイドによる糖取り込み促進作用は、GLUT4活性化に由来することが示された。
 本発明の糖取り込み促進剤および高血糖改善剤は、骨格筋および心筋の筋肉細胞において優れた糖取り込み促進作用を有する。したがって、本発明の糖取り込み促進剤および高血糖改善剤を用いることによって、高血糖症、糖尿病、および糖尿病合併症から選択される疾病の予防または治療剤、並びに、高血糖、糖尿病、および糖尿病合併症から選択される疾病を予防または改善する飲食品を提供することができる。

Claims (7)

  1.  オレアノン酸、ベツロン酸、ウルソン酸、およびそれらの配糖体からなる群より選択される少なくとも1種の化合物を有効成分として含有する、筋肉の糖取り込み促進剤。
  2.  前記化合物が、植物抽出物由来である、請求項1に記載の筋肉の糖取り込み促進剤。
  3.  前記化合物が、ナツメ抽出物由来である、請求項2に記載の筋肉の糖取り込み促進剤。
  4.  請求項1から3のいずれか1項に記載の筋肉の糖取り込み促進剤を含有する、高血糖改善剤。
  5.  請求項1から3のいずれか1項に記載の筋肉の糖取り込み促進剤を含有する、糖尿病および/または糖尿病合併症の予防または治療剤。
  6.  糖尿病または糖尿病合併症の予防または治療用医薬製造のための、オレアノン酸、ベツロン酸、ウルソン酸、およびそれらの配糖体からなる群より選択される少なくとも1種の化合物の使用。
  7.  オレアノン酸、ベツロン酸、ウルソン酸、およびそれらの配糖体からなる群より選択される少なくとも1種の化合物を有効成分として含有する、GLUT4活性化剤。
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