WO2022244842A1 - 糖質代謝の調整のための組成物及び、対象の糖質代謝の状態を評価する方法 - Google Patents

糖質代謝の調整のための組成物及び、対象の糖質代謝の状態を評価する方法 Download PDF

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WO2022244842A1
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amino acids
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PCT/JP2022/020833
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隆志 和田
宣彦 坂井
恭宜 岩田
祐介 中出
拓 小林
真史 三田
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Kagami株式会社
国立大学法人金沢大学
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P9/00—Drugs for disorders of the cardiovascular system
    • A61P9/12—Antihypertensives

Definitions

  • the present invention relates to a composition for regulation of carbohydrate metabolism and a method for evaluating the state of carbohydrate metabolism in a subject.
  • the present invention also relates to a method for regulating carbohydrate metabolism in a subject and the use of an agent for controlling the amount of D-amino acids in a living body for the manufacture of a pharmaceutical composition for regulating carbohydrate metabolism.
  • Non-Patent Documents 1 to 5 D-amino acids are affected by ingestion, symbiotic bacteria, metabolism (decomposition, synthesis), transportation, excretion, etc.
  • Non-Patent Documents 1 to 5 D-amino acids are affected by ingestion, symbiotic bacteria, metabolism (decomposition, synthesis), transportation, excretion, etc.
  • Non-Patent Documents 1 to 5 shows a chiral amino acid profile characteristic of diseases such as heart disease and diabetes
  • Patent Document 6 D-amino acids are involved in immunity in the intestinal tract
  • Non-Patent Document 7 A phenomenon has been reported.
  • Non-Patent Document 7 There is also a report that carbohydrate metabolism is involved in D-serine biosynthesis in nerve cells.
  • Non-Patent Documents 1 and 2 It has been disclosed that in diabetes, the amounts of D-alanine, D-proline, and D-aspartic acid in the blood fluctuate. It has also been reported that D-alanine is localized in cells containing insulin in pancreatic islets of Langerhans and in cells containing adrenocorticotropic hormone in the anterior pituitary gland (Non-Patent Documents 8 and 9). However, the relationship between its presence and the pathology of diabetes and carbohydrate metabolism has not yet been elucidated. Glucose is the most important energy source in living organisms, and is taken into cells throughout the body from blood.
  • the glucose concentration (blood sugar level) in blood is maintained within a certain range by hormones derived from pancreatic islets of Langerhans, pituitary gland, adrenal medulla, and adrenal cortex, and by the action of the nervous system.
  • the amount of glucose is controlled mainly by the action of insulin, which promotes the synthesis of glycogen in the liver and muscles, and stores it as fat in adipose tissue.
  • the action of insulin-antagonizing hormones such as glucagon breaks down the glycogen stored in the liver and muscles into glucose, which is supplied to the blood to keep the glucose level within the normal range. It has not been known what kind of influence the variation in the amount of D-amino acids has on such carbohydrate metabolism.
  • Nagamori D-Serine, an emerging biomarker of kidney diseases , is a hidden substrate of sodium-coupled monocarboxylate transporters, bioRxiv preprint.
  • DOI 10.1101/2020.08.10.244822 A. Hesaka, S. Sakai, K. Hamase, T. Ikeda, R. Matsui, M. Mita, M. Horio, Y. Isaka and T. Kimura, D-Serine reflections kidney function and diseases, Scientific Reports, 9( 2019).
  • DOI 10.1038/s41598-019-41608-0 J. Sasabe, Y. Miyoshi, S. Rakoff-Nahoum, T. Zhang, M. Mita, B.M.
  • DAO-/- D-amino acid oxidase gene
  • the present invention includes the following inventions.
  • a composition for regulating carbohydrate metabolism comprising an agent for controlling the amount of D-amino acids in a subject's body as an active ingredient.
  • the composition according to item 1 wherein the regulation of carbohydrate metabolism is regulation of blood glucose level.
  • the control agent is a D-amino acid or a modification or derivative thereof.
  • the D-amino acid is selected from the group consisting of D-alanine, D-serine, and D-leucine.
  • the composition according to item 3 or 4 wherein the adjustment of carbohydrate metabolism is improvement of carbohydrate metabolism.
  • control agent is an agent that modulates protein activity related to absorption, transport, distribution, metabolism or excretion of D-amino acids.
  • the control agent is an agent that modulates protein activity related to absorption, transport, distribution, metabolism or excretion of D-amino acids.
  • the metabolism is degradation and/or synthesis.
  • the agent that regulates the activity of the protein is an agent that regulates gene expression of the protein.
  • the control agent is an antisense RNA or DNA molecule, RNAi-inducing nucleic acid, microRNA (miRNA), ribozyme, genome-editing nucleic acid and their expression vectors, low-molecular-weight compounds, aptamers, antibodies, antibody fragments, and those 9.
  • the control agent is risperidone.
  • composition according to item 1 or 2 wherein the D-amino acid is derived from a symbiotic bacterium.
  • the composition according to item 1 or 2 wherein the subject is a subject with dysglycemia.
  • the composition according to item 15, wherein the glucose metabolism disorder is diabetes.
  • the composition according to item 1 or 2, wherein the subject is a subject with diabetic complications.
  • the composition according to item 17, wherein the diabetic complication is selected from the group consisting of retinopathy, nephropathy, neuropathy, and arteriosclerosis.
  • composition according to item 20 wherein the food is a food with health claims or a dietary supplement.
  • composition according to item 21 wherein the food with health claims is a food for specified health uses or a food with nutrient claims.
  • a composition for regulating blood pressure comprising, as an active ingredient, an agent for controlling the amount of D-amino acids in a subject's body.
  • an agent for controlling the amount of D-amino acids in a subject's body comprising, as an active ingredient, an agent for controlling the amount of D-amino acids in a subject's body.
  • [26] A method for evaluating the state of carbohydrate metabolism in a subject by monitoring the amount of D-amino acids in the subject's living body. [27] The method according to item 26, wherein the subject is a subject with dysglycemia. [28] The method according to item 27, wherein the glucose metabolism disorder is diabetes.
  • a method of regulating carbohydrate metabolism in a subject comprising: A method comprising administering to a subject in need thereof an agent for controlling the amount of D-amino acids in vivo.
  • the present invention by controlling the amount of D-amino acids in the body, it is possible to regulate carbohydrate metabolism, particularly the blood glucose level. , diabetes) can be prevented, treated or evaluated.
  • FIG. 1 shows fasting blood insulin levels of mice with altered D-amino acid and carbohydrate metabolism (type 1 diabetes model).
  • FIG. 2 shows blood glucose levels during an insulin tolerance test in D-amino acid and carbohydrate metabolism-altered (type 1 diabetes model) mice.
  • FIG. 3 shows blood glucose levels in mice with altered D-amino acid and carbohydrate metabolism (type 1 diabetes model) during a glucose tolerance test.
  • FIG. 4 shows casual blood glucose levels of mice with altered D-amino acid and carbohydrate metabolism (type 1 diabetes model).
  • FIG. 5 shows fasting blood glucose levels of mice with altered D-amino acid and carbohydrate metabolism (type 1 diabetes model).
  • FIG. 6 shows the insulin resistance index of mice with altered D-amino acid and carbohydrate metabolism (type 1 diabetes model).
  • FIG. 7 shows systolic and diastolic blood pressure of mice with altered D-amino acid and carbohydrate metabolism (type 1 diabetes model).
  • FIG. 8 shows blood glucose levels during an insulin tolerance test in mice with altered carbohydrate metabolism (type 1 diabetes model) administered with a D-amino acid metabolic enzyme inhibitor.
  • FIG. 9 shows blood glucose levels during a glucose tolerance test in mice with altered carbohydrate metabolism (type 1 diabetes model) administered with D-amino acid metabolic enzyme inhibitors.
  • FIG. 10 shows random blood glucose levels of mice with altered carbohydrate metabolism (type 1 diabetes model) administered with D-amino acid metabolic enzyme inhibitors.
  • FIG. 11 shows fasting blood glucose levels of mice with altered carbohydrate metabolism (type 1 diabetes model) administered with D-amino acid metabolic enzyme inhibitors.
  • FIG. 8 shows blood glucose levels during an insulin tolerance test in mice with altered carbohydrate metabolism (type 1 diabetes model) administered with a D-amino acid metabolic enzyme inhibitor.
  • FIG. 9 shows blood glucose levels during a glucose tolerance
  • FIG. 12 shows blood glucose levels during an insulin tolerance test in mice with altered carbohydrate metabolism (type 1 diabetes model) to which D-amino acids were administered.
  • FIG. 13 shows fasting blood glucose levels of D-amino acid-administered mice with altered carbohydrate metabolism (type 1 diabetes model).
  • FIG. 14 shows fasting blood glucose levels of D-amino acid-administered mice with altered carbohydrate metabolism (type 1 diabetes model).
  • FIG. 15 shows the systolic blood pressure and diastolic blood pressure of D-amino acid-administered mice with altered carbohydrate metabolism (type 1 diabetes model).
  • FIG. 16 shows fasting blood insulin levels of mice with altered carbohydrate metabolism (type 1 diabetes model) administered with a D-amino acid-free diet and D-amino acids.
  • FIG. 17 shows casual blood glucose levels in mice with altered carbohydrate metabolism (type 1 diabetes model) administered with a D-amino acid-free diet and D-amino acids.
  • FIG. 18 shows fasting blood glucose levels of mice with altered carbohydrate metabolism (type 1 diabetes model) administered with a D-amino acid-free diet and D-amino acids.
  • FIG. 19 shows the amounts of insulin and glucagon in pancreatic islets of Langerhans of mice with altered carbohydrate metabolism (type 1 diabetes model) administered with a D-amino acid-free diet and D-amino acids.
  • FIG. 20 shows casual blood glucose levels in mice with altered carbohydrate metabolism (type 2 diabetes model).
  • One embodiment of the present invention provides a composition for regulating carbohydrate metabolism, particularly blood glucose level, which contains an agent for controlling the amount of D-amino acids in the body of a subject as an active ingredient.
  • the present invention has been made based on the finding that increasing or decreasing the amount of D-amino acids in vivo can regulate carbohydrate metabolism, particularly blood glucose level.
  • controlling the amount of D-amino acids in the body means intentionally increasing the amount of D-amino acids in the body (for example, in cells, tissues, organs or body fluids). or decrease.
  • the D-amino acid in the biological sample can be evaluated by monitoring as appropriate.
  • D-amino acid amount control agent means that it is applied (eg, administered) to a subject in vivo.
  • regulating the amount of D-amino acids in cells means increasing or decreasing the amount of D-amino acids in cells by applying a D-amino acid amount controlling agent, It means adjusting the amount of amino acid to an arbitrary range.
  • regulating the amount of D-amino acids in tissues means that the amount of D-amino acids in tissues (e.g., renal tubules, glomeruli, etc.) is It means adjusting the amount of D-amino acids to any range by increasing or decreasing the amount.
  • regulating the amount of D-amino acids in an organ means that the amount of D-amino acids in an organ (for example, kidney, heart, etc.) is controlled by applying a D-amino acid amount controlling agent. It means adjusting the amount of D-amino acids to any range by increasing or decreasing the amount.
  • regulating the amount of D-amino acids in body fluids means that the amount of D-amino acids in body fluids (e.g., blood, urine, etc.) is reduced by applying a D-amino acid amount controlling agent. It means adjusting the amount of D-amino acids to any range by increasing or decreasing the amount.
  • D-amino acid is meant to include "D-form" proteinogenic amino acids, which are stereoisomers of "L-form” proteinogenic amino acids, and glycine without stereoisomers. Specifically, glycine, D-alanine, D-histidine, D-isoleucine, D-allo-isoleucine, D-leucine, D-lysine, D-methionine, D-phenylalanine, D-threonine, D- allo-threonine, D-tryptophan, D-valine, D-arginine, D-cysteine, D-glutamine, D-proline, D-tyrosine, D-aspartic acid, D-asparagine, D-glutamic acid, and D-serine What it contains.
  • D-cysteine contained in a biological sample is oxidized and changed to D-cystine in vitro
  • D-cysteine can be measured instead of D-cysteine.
  • the amount of D-cysteine contained in the biological sample can be calculated.
  • biological sample refers to a sample derived from an organism, such as blood, plasma, serum, saliva, urine, ascitic fluid, amniotic fluid, lymph, semen, cerebrospinal fluid, nasal discharge, sweat, milk, tears, Cells, tissues and the like, and the biological samples used in the present invention are preferably blood, plasma or serum.
  • the amount of D-amino acids and/or L-amino acids can be measured by any method, such as chiral column chromatography, measurement using an enzymatic method, and monoclonal antibodies that identify optical isomers of amino acids. It can be quantified by an immunological method. Measurement of the amount of D-amino acid and/or the amount of L-amino acid in the sample in the present invention may be carried out using any method known to those skilled in the art. For example, chromatographic methods and enzymatic methods (Y. Nagata et al., Clinical Science, 73 (1987), 105. Analytical Biochemistry, 150 (1985), 238., A.
  • the separation and analysis system for optical isomers in the present invention may combine multiple separation analyses. More specifically, a step of passing a sample containing components having optical isomers through a first column packing material as a stationary phase together with a first liquid as a mobile phase to separate said components of said sample; holding each of said components of said sample individually in a multi-loop unit, each of said components of said sample held individually in said multi-loop unit as a stationary phase, with a second liquid as a mobile phase; and resolving the optical isomers contained in each of the components of the sample by feeding through a channel to a second column packing material having an optically active center of
  • the amount of D-amino acids and/or the amount of L-amino acids in a sample can be measured by using a method for analyzing optical isomers, which is characterized by including a step of detecting isomers (Japanese Patent No.
  • D- and L-amino acids were previously derivatized with fluorescent reagents such as o-phthalaldehyde (OPA) and 4-fluoro-7-nitro-2,1,3-benzoxadiazole (NBD-F). or diastereomerization using N-tert-butyloxycarbonyl-L-cysteine (Boc-L-Cys) (Kenji Hamase and Kiyoshi Zaitsu, Analytical Chemistry, Vol. 53, 677-690 ( 2004)).
  • fluorescent reagents such as o-phthalaldehyde (OPA) and 4-fluoro-7-nitro-2,1,3-benzoxadiazole (NBD-F).
  • Boc-L-Cys N-tert-butyloxycarbonyl-L-cysteine
  • D-amino acids or L-amino acids are measured by an immunological technique using monoclonal antibodies that distinguish optical isomers of amino acids, such as monoclonal antibodies that specifically bind to D-amino acids or L-amino acids. can do.
  • monoclonal antibodies that distinguish optical isomers of amino acids such as monoclonal antibodies that specifically bind to D-amino acids or L-amino acids.
  • the amino acids can be analyzed without distinguishing between the D- and L-isomers. Also in that case, it can be separated and quantified by an enzymatic method, an antibody method, GC, CE, or HPLC.
  • the term "adjustment of carbohydrate metabolism” refers to the use of a predetermined method for abnormalities, excesses, and deficiencies in the catabolism and assimilation of nutrients (carbohydrates, etc.) in a subject, to bring them into a balanced state and correct them. It means to put into a state. If there is a desired effect on the adjustment of carbohydrate metabolism, it is possible to monitor the insulin level, glucose level, or metabolism-related markers in the biological sample as appropriate, or conduct a glucose tolerance test, an insulin tolerance test, etc. may be evaluated.
  • the "regulation of carbohydrate metabolism” that can be achieved by the present invention may be improvement of carbohydrate metabolism, preferably regulation of blood glucose level (e.g., reduction of blood glucose level). is.
  • the "modulation of carbohydrate metabolism" achievable by the present invention may involve regulation of blood pressure, eg, improvement of blood pressure (eg, reduction of hypertension).
  • the present invention also provides a composition for regulating blood pressure, comprising an agent for controlling the amount of D-amino acids in a subject's body as an active ingredient.
  • the term "adjustment of blood pressure” refers to the subject's blood pressure (maximum blood pressure (systolic blood pressure) and / or minimum blood pressure (diastolic blood pressure)) deviating from the normal range (target blood pressure value). , blood pressure within or close to the normal range (target blood pressure value) or a range close to the normal range, and includes, for example, lowering blood pressure that is generally judged to be hypertension.
  • the "regulation of carbohydrate metabolism" that can be achieved by the present invention may be regulation of insulin secretion, such as improvement of insulin secretion, preferably improvement of hyperinsulinemia.
  • the amount of biomolecules and drugs such as D-amino acids, glucose, insulin, and proteins refers not only to mere mass, weight, and substance amount (mol), but also to tissues, cells, organs, molecular units, and volumes. ⁇ Expressed by any physical quantity that can be measured, such as mass per weight, weight, amount of substance (mol), mass, weight, amount of substance (mol) in liquids such as blood and urine, concentration, specific gravity, density, etc. be.
  • D-amino acid content control agent that can be used in the present invention
  • administration of D-amino acid from the outside, addition of D-amino acid to food, or withdrawal of D-amino acid can increase the amount of D-amino acid in tissues, cells, organs, and body fluids. It may be a drug or food that can increase or decrease the amount of amino acids.
  • aqueous solution containing D-amino acids it is possible to increase the D-amino acid concentration in blood and tissues (Non-Patent Document 1), and by ingesting food from which D-amino acids have been removed, D-amino acid concentrations can be reduced.
  • the D-amino acid used here may contain modifications or derivatives of D-amino acids, or pharmaceutically acceptable salts thereof, as long as the amount of D-amino acids in the body can be increased or decreased, It may contain a pharmaceutically acceptable carrier, diluent or excipient, and may take the form of a prodrug. Furthermore, in addition to the D-amino acid content regulator, a metabolism improving agent, hypoglycemic agent, etc. may be included.
  • a drug that can be used in the present invention can be formulated by selecting a dosage form suitable for its administration route.
  • dosage forms such as tablets, capsules, liquids, powders, granules, chewing agents, etc.
  • parenteral administration injections, powders, infusion preparations, etc.
  • these formulations contain various adjuvants used for pharmaceutical purposes, namely, carriers and other adjuvants such as stabilizers, preservatives, soothing agents, flavoring agents, corrigents, fragrances, emulsifiers and fillers. , a pH adjuster, and the like, and can be blended within a range that does not impair the effects of the present invention.
  • the optical purity of D-amino acids used as drugs and raw materials is preferably 50% or higher, more preferably 90% or higher, but any optical purity can be selected within the range in which the effect is exhibited, It is not limited.
  • the D-amino acid amount controlling agent that can be used in the present invention is selected from the group consisting of D-alanine, D-serine, D-leucine, and modifications and derivatives thereof. good too.
  • any physiological mechanism can be used to vary the amount of D-amino acids in the body, and as a result, the carbohydrate metabolism of the subject can be adjusted.
  • the expression (promotion, suppression) of proteins related to D-amino acid absorption, transport, distribution, metabolism (synthesis and / or degradation), excretion, action, etc., or D-amino acid transporters or receptors etc.) and/or activity (action, inhibition, stimulation, etc.) can control the amount of D-amino acids in the body.
  • the D-amino acid amount control agent that can be used in the present invention directly or indirectly promotes the gene expression of proteins involved in the absorption, transport, distribution, metabolism or excretion of D-amino acids.
  • it may be the protein or a vector that expresses it, or it may be a factor that promotes the upstream activity of the cascade that promotes the expression of the protein, or a vector that expresses it.
  • the D-amino acid amount control agent that can be used in the present invention is one that directly or indirectly suppresses gene expression of proteins related to absorption, transport, distribution, metabolism or excretion of D-amino acids.
  • D-amino acids from, for example, small molecules, aptamers, antibodies, antibody fragments, and antisense RNA or DNA molecules, RNAi-inducing nucleic acids, microRNAs (miRNAs), ribozymes, genome-editing nucleic acids and their expression vectors. may be selected.
  • proteins related to absorption, transport, distribution, metabolism (synthesis and/or degradation), excretion, action, etc. of D-amino acids may be enzymes, for example, D-amino acid oxidation It may be an enzyme (DAO), D-aspartate oxidase (DDO), serine isomerase (SRR), DPP-4, and the like.
  • DAO inhibitors e.g., risperidone, chlorpromazine, sodium benzoate, etc.
  • it can be used as an agent for controlling the amount of D-amino acids.
  • D-amino acid transporter can increase or decrease the amount of D-amino acid in the source/destination, agents that act directly or indirectly on the D-amino acid transporter can also be applied to the present invention.
  • Non-Patent Document 4 discloses that, as D-amino acid transporter proteins, the SMCT family, ASCT family, etc. expressed in the brain and kidney change the localized amount of D-amino acids by agonists/inhibitors. Since these transporters are affected by co-transport substances (e.g., sodium ions) and coordination/competition through scaffolds, D-amino acid transport activity is reduced even by sodium/glucose co-transporter (SGLT2) inhibitors. can be controlled. Therefore, although not intended to be limiting, proteins related to absorption, transport, distribution, metabolism (synthesis and/or degradation), excretion, or action of the above D-amino acids are proteins of the SMCT family and ASCT family. may be
  • Patent Document 3 discloses that angiotensin 2 receptor blockers (ARBs) change the amount of D-amino acids in the blood. Therefore, although not intended to be limiting, the above-described D-amino acid absorption, transport, distribution, metabolism (synthesis and/or degradation), excretion, or action-related protein is an angiotensin 2 receptor. good too.
  • ARBs angiotensin 2 receptor blockers
  • aptamers refer to synthetic DNA or RNA molecules and peptidic molecules that have the ability to specifically bind to target substances, and can be chemically synthesized in vitro in a short period of time. Aptamers used in the present invention can bind to, for example, proteins involved in absorption, transport, distribution, metabolism or excretion of D-amino acids and inhibit their activity.
  • Aptamers used in the present invention can be obtained, for example, by repeatedly selecting bindings to various molecular targets such as small molecules, proteins, and nucleic acids in vitro using the SELEX method (Tuerk C., Gold L., Science, 1990, 249(4968), 505-510; Ellington AD, Szostak JW., Nature, 1990, 346(6287):818-822; No. 5,567,588; U.S. Pat. No. 6,699,843).
  • antibody fragment refers to a portion of a full-length antibody that maintains antigen-binding activity, generally including its antigen-binding domain or variable domain.
  • antibody fragments include F(ab')2, Fab', Fab or Fv antibody fragments (including scFv antibody fragments), and the like.
  • Antibody fragments also include fragments obtained by treating an antibody with a protease enzyme and optionally reducing it.
  • Antibodies or antibody fragments used in the present invention may be any of human-derived antibodies, mouse-derived antibodies, rat-derived antibodies, rabbit-derived antibodies, camelid-derived antibodies such as llamas, or goat-derived antibodies.
  • Antibodies may be monoclonal, complete or truncated (eg, F(ab')2, Fab', Fab or Fv fragments), chimerized, humanized or fully human.
  • antisense RNA or DNA molecule means a base sequence complementary to RNA (sense RNA) having a certain function, such as messenger RNA (mRNA), and forms a double strand with the sense RNA. In other words, it refers to a molecule that has the function of inhibiting protein synthesis that the sense RNA should be responsible for.
  • antisense oligonucleotides including antisense RNA or DNA molecules, inhibit translation into proteins by binding to mRNAs of proteins involved in absorption, transport, distribution, metabolism or excretion of D-amino acids. do.
  • RNAi-inducing nucleic acid refers to a polynucleotide capable of inducing RNA interference (RNAi) when introduced into a cell, usually 19-30 nucleotides, preferably 19-25 nucleotides. , more preferably RNA, DNA, or chimeric molecules of RNA and DNA containing 19-23 nucleotides, optionally modified.
  • RNAi may occur on mRNA or on post-transcriptional RNA before processing, i.e. RNA of nucleotide sequences comprising exons, introns, 3' untranslated regions and 5' untranslated regions.
  • the RNAi method that can be used in the present invention includes (1) direct introduction of short double-stranded RNA (siRNA) into cells, or (2) incorporation of small hairpin RNA (shRNA) into various expression vectors, or (3) constructing a vector that expresses siRNA by inserting a short double-stranded DNA corresponding to the siRNA into a vector having two promoters arranged in opposite directions between the promoters, and RNAi may be induced by techniques such as introduction into
  • the RNAi-inducing nucleic acid may include siRNA, shRNA, or miRNA that allows cleavage of the RNA of the D-serine transporter protein or suppression of its function, and these RNAi nucleic acids may be directly introduced using liposomes or the like. Alternatively, they may be introduced using an expression vector that directs these RNAi nucleic acids.
  • the RNAi-inducing nucleic acid for a protein associated with D-amino acid absorption, transport, distribution, metabolism or excretion used in the present invention is Any nucleic acid that exhibits a biological effect of inhibiting or significantly inhibiting protein expression can be synthesized by those skilled in the art with reference to the base sequence of the protein. For example, it is chemically synthesized using a DNA (/RNA) automatic synthesizer that utilizes DNA synthesis technology such as the solid-phase phosphoramidite method, or by an siRNA-related contract synthesis company (such as Life Technologies). It is also possible to consign and synthesize.
  • the siRNA used in the present invention is derived from its precursor, short-hairpin double-stranded RNA (shRNA), through processing by the intracellular RNase Dicer. There may be.
  • miRNA is a single-stranded RNA molecule with a length of 21 to 25 bases, and refers to a molecule involved in post-transcriptional regulation of gene expression in eukaryotes. miRNAs generally recognize the 3'UTR of mRNAs and suppress translation of target mRNAs to suppress protein production. Therefore, miRNAs that can directly and/or indirectly reduce the expression level of the D-serine transporter protein are also included in the scope of the present invention.
  • ribozyme is a generic term for enzymatic RNA molecules capable of catalyzing the specific cleavage of RNA. Some ribozymes have a size of 400 nucleotides or more, such as group I intron type and M1 RNA contained in RNase P, but there are also hammerhead-type and hairpin-type ribozymes that have an active domain of about 40 nucleotides. (See, for example, Makoto Koizumi and Eiko Otsuka, Protein Nucleic Acid Enzyme, 1990, 35, 2191).
  • the self-cleaving domain of the hammerhead ribozyme cleaves the sequence G13U14C15 at the 3' side of C15, but base pairing between U14 and A9 is important for its activity.
  • base pairing between U14 and A9 is important for its activity.
  • Hairpin-type ribozymes can also be used in the present invention.
  • This ribozyme is found, for example, in the minus strand of satellite RNA of tobacco ringspot virus (Buzayan, JM., Nature, 1986, 323, 349.). It has been shown that target-specific RNA-cleaving ribozymes can also be produced from hairpin ribozymes (for example, Kikuchi, Y. & Sasaki, N., Nucl. Acids. Res., 1991, 19, 6751; Kikuchi Hiroshi, Chemistry and Biology, 1992, 30, 112.). Expression of the D-serine transporter protein can be inhibited by specifically cleaving the transcript of the gene encoding the D-serine transporter protein using a ribozyme.
  • a genome-editing nucleic acid refers to a nucleic acid used to edit a desired gene in a nuclease-based system used for gene targeting.
  • Nucleases used for gene targeting include known nucleases as well as new nucleases that will be used for gene targeting in the future.
  • known nucleases include CRISPR/Cas9 (Ran, FA, et al., Cell, 2013, 154, 1380-1389), TALEN (Mahfouz, M., et al., PNAS, 2011, 108 , 2623-2628), ZFN (Urnov, F., et al., Nature, 2005, 435, 646-651) and the like.
  • symbiotic bacteria such as intestinal bacteria are one of the resources of D-amino acids in the body
  • administration of antibiotics, intestinal regulators, oligosaccharides, probiotics, microbial transplantation, fecal transplantation , improvement of dysbiosis, etc. can change the microflora and growth environment, and as a result, the amount of D-amino acids in the body can be increased or decreased.
  • ingestion of yogurt containing 1073R-1 lactic acid bacteria increases fecal D-serine and decreases D-lysine.
  • such lactic acid bacteria may be used as the D-amino acid content control agent of the present invention.
  • foods known to contain D-amino acids such as black vinegar, yogurt, cheese, fermented microbial products such as natto, and bacterial cells or bacterial cell extracts, contain many active ingredients in addition to D-amino acids. Since it contains candidates, when it is used as the D-amino acid control agent of the present invention, it is important to use an amount that allows confirmation of an increase or decrease in the amount of D-amino acid at the site of action upon ingestion.
  • L-amino acids have various physiological activities different from those of D-amino acids, foods for which the standards (optical purity, amount), etc. of active ingredients that increase or decrease the amount of D-amino acids have not been set, are not suitable for the composition of the present invention. not included in the range of
  • the present invention provides pharmaceuticals, foods, or the like that can increase or decrease the amount of D-amino acids in tissues, cells, organs, and body fluids, regardless of the above-described mechanism, as a means of controlling the amount of D-amino acids in the body according to the present invention. Can be used arbitrarily.
  • food means food in general, but in addition to general food including so-called health food, it also includes food with health claims such as food for specified health use and food with nutrient function claims. Supplements (supplements, dietary supplements), feeds, food additives and the like are also included in the food of the present invention.
  • the administration method of the composition of the present invention includes topical administration (cutaneous, inhalation, enema, eye drops, ear drops, nasal, intravaginal, etc.), enteral administration, parenteral administration (intravenous, intraarterial, intravaginal, etc.). It may be provided as a dosage form suitable for skin, intramuscular injection, etc.), but enteral administration is preferred.
  • Enteral administration includes oral administration, tube administration, and enema administration.
  • Tube administration includes administration through a nasogastric tube, gastrostomy, or duodenal fistula.
  • Enema administration includes administration using suppositories and enemas.
  • the dosage form of the drug is not particularly limited, and may be liquid or solid, and can be produced according to the common technical knowledge of those skilled in the art.
  • the specific administration method is also not particularly limited, and administration can be suitably performed according to the common technical knowledge of those skilled in the art.
  • Subjects to which the present invention can be applied include healthy individuals, patients diagnosed with abnormalities in carbohydrate metabolism and nutrition, and patients suspected of having abnormalities.
  • Diseases with abnormal carbohydrate metabolism/nutrition include diabetes, carbohydrate metabolism disorders (eg, glycogen storage disease, galactosemia, etc.), hypoglycemia, and the like. Diabetes is a disease that exhibits hyperglycemia due to insufficient action of insulin (impaired insulin secretion, increased insulin resistance). , endocrine disease, liver disease, drugs/chemicals, infectious disease, immune disease, other genetic syndromes, etc.), gestational diabetes, etc.
  • Type 1 diabetes occurs frequently in children and adolescents, and includes polyuria, dry mouth, polydipsia, weight loss, coma (diabetic ketoacidosis), increased blood sugar, increased HbA1c, increased glycohemoglobin, increased urinary sugar, and urinary C-peptide. It is determined by (CPR) decrease, GAD antibody increase, etc., and is mainly treated with insulin injection.
  • Type 2 diabetes occurs frequently in middle-aged and elderly people, and is determined by obesity, family history, postprandial hyperglycemia, increased HbA1c, increased glycohemoglobin, polyuria, dry mouth, polydipsia, weight loss, increased fasting blood sugar, and random blood sugar.
  • Diet/exercise therapy and hypoglycemic drugs ( ⁇ -glucosidase inhibitors, biguanides, thiazolidine inducers, fast-acting insulin secretagogues; glinides, DPP-4 inhibitors, sulfonylurea ; SU drugs, SGLT2 inhibition, etc.), GLP-1 receptor agonists, and insulin injection.
  • hypoglycemic drugs ⁇ -glucosidase inhibitors, biguanides, thiazolidine inducers, fast-acting insulin secretagogues; glinides, DPP-4 inhibitors, sulfonylurea ; SU drugs, SGLT2 inhibition, etc.
  • GLP-1 receptor agonists GLP-1 receptor agonists
  • insulin injections are used to supplement basal insulin secretion/additional insulin secretion, and dietary/exercise therapy is implemented.
  • Diabetes may present diabetic complications such as retinopathy, nephropathy, neuropathy, ischemic heart disease, cerebral infarction, arteriosclerosis, ulcers/gangrene (especially foot lesions), and coma, and these are also targets.
  • diabetic complications such as retinopathy, nephropathy, neuropathy, ischemic heart disease, cerebral infarction, arteriosclerosis, ulcers/gangrene (especially foot lesions), and coma
  • animals in which abnormal carbohydrate metabolism is induced by genetic modification or drugs cells and tissues derived from living organisms or cultured thereof, and organoids are considered models that express one state of the human carbohydrate metabolism system. can be targeted.
  • One embodiment of the present invention is to measure the amount of D-amino acids in a living body because an increase or decrease in the amount of D-amino acids in a subject's tissue, cell, organ, or body fluid affects carbohydrate metabolism. Therefore, it can be used as an index of the state of abnormal carbohydrate metabolism and the effect of treatment such as drugs, diet, and exercise. For example, by monitoring the amount of D-amino acids in the body and the amount of glucose in the blood, it is possible to diagnose and evaluate abnormal carbohydrate metabolism, analyze the mechanism of action of drugs, screen effects and toxicity, select treatment methods and drugs, and determine dosage and administration. It becomes possible to assist in determining the period and the like. Since the amount of D-amino acid in body fluids is affected by other diseases such as kidney disease, for the purpose of discriminating this, the amount of D-amino acid corrected with renal function markers such as creatinine and other markers is analyzed. may be used.
  • the evaluation of carbohydrate metabolism includes random blood glucose level, fasting blood glucose level, blood insulin level, body weight, intra-peritoneal glucose tolerance test (IGTT), insulin tolerance test ( ITT (insulin-tolerance test) or the like can be used.
  • IGTT intra-peritoneal glucose tolerance test
  • ITT insulin tolerance test
  • the method of adjusting carbohydrate metabolism by controlling the amount of D-amino acids in the body is extremely useful for the prevention, treatment, and diagnosis of carbohydrate metabolism disorders.
  • the present invention also provides a method for regulating carbohydrate metabolism in a subject, comprising administering an agent for controlling the amount of D-amino acids in vivo to a subject in need thereof, provide a way.
  • the present invention also provides the use of an agent for controlling the amount of D-amino acids in a living body for the manufacture of a pharmaceutical composition for adjusting carbohydrate metabolism.
  • the present invention provides a method for evaluating the state of carbohydrate metabolism in a subject by monitoring the amount of D-amino acids in the subject's living body.
  • the present invention by measuring the amount of D-amino acids in tissues, cells, organs, and body fluids before and after administration of any drug, such as an antihypertensive drug and a therapeutic drug for diabetic nephropathy, To provide a method for screening drugs or candidates capable of regulating D-amino acid levels in vivo.
  • any drug such as an antihypertensive drug and a therapeutic drug for diabetic nephropathy
  • Example 1 Relationship between loss of activity of D-amino acid metabolism-related enzymes, carbohydrate metabolism, and blood glucose level
  • Non-Patent Document 1 Non-Patent Documents 10-12
  • D-aspartate oxidase gene knockout (DDO-KO) mice similarly increase the amount of acidic amino acids in the body
  • Non-Patent Document 13 D-aspartate oxidase gene knockout mice
  • SRR- KO serine racemase gene knockout
  • 50 mg/kg of streptozotocin STZ: streptozotocin
  • STZ streptozotocin
  • mice were prepared, blood insulin measurement (-1 week to 17 weeks), insulin-tolerance test (insulin-tolerance test) (-1 week, 2 weeks, 15 weeks), Glucose tolerance test (intra-peritoneal glucose tolerance test) (-1 week), random blood glucose measurement (-1 week to 18 weeks), fasting blood glucose measurement (-1 week to 17 weeks), insulin resistance index ( HOMA-IR) analysis (-1 week to 17 weeks) and systolic/diastolic blood pressure measurements (-1 week to 18 weeks) were performed as appropriate.
  • STZ streptozotocin
  • the DAO-KO group and DDO-KO group had higher blood insulin levels than the B6 group, indicating that their insulin secretion ability was enhanced.
  • blood insulin levels decreased, but DAO-KO remained higher for the entire period and DDO-KO up to 4 weeks compared to B6, indicating their ability to suppress insulin secretion disorders. (Fig. 1).
  • the DAO-KO group showed a lower blood glucose level than the B6 group, indicating improved glucose tolerance. There was no difference between the DDO-KO group and the B6 group (Fig. 3).
  • HOMA-IR fasting blood glucose level (mg/dl) x insulin concentration ( ⁇ U/mL)/405)
  • the DAO-KO group maintained lower systolic blood pressure and diastolic blood pressure over the entire period, and the DDO-KO group at 14 and 18 weeks after STZ administration compared to the B6 group (control group) (Fig. 7 ).
  • Example 2 Relationship between inhibition of D-amino acid metabolism-related enzymes, carbohydrate metabolism, and blood glucose level
  • STZ streptozotocin
  • Example 3 Relationship between D-amino acid administration, carbohydrate metabolism, and blood glucose level
  • the blood glucose level increased at any time, but compared to the control group, the D-alanine-administered group and the D-serine-administered group remained low in a dose-dependent manner (Fig. 13).
  • the fasting blood glucose level increased, but was maintained at a dose-dependent low level in the D-alanine-administered group and the D-serine-administered group compared with the control group (Fig. 14). .
  • D-amino acid administration lowered the blood glucose level.
  • D-serine 80 mM administration group some individuals died by the 18th week, so it is important to set the dose in consideration of the toxicity of D-serine.
  • Example 4 Relationship between D-amino acid elimination diet, carbohydrate metabolism, and blood glucose level
  • D-amino acid elimination diet group (D-fd) had a lower value compared to the control group, indicating that insulin secretion disorder was enhanced. (Fig. 16).
  • the blood glucose level increased at any time, and compared to the control group, the D-amino acid withdrawal group had a higher level, but the D-alanine administration group, D-serine administration group, and D-leucine administration group.
  • the increase in the blood glucose level was suppressed at any time (Fig. 17).
  • the fasting blood glucose level increased after STZ administration, it was higher in the D-amino acid-free diet group than in the control group.
  • Example 5 Relationship between insulin-independent diabetes model, carbohydrate metabolism, and blood glucose level

Abstract

本発明は、対象の生体中のＤ－アミノ酸の量の制御剤を有効成分として含む、糖質代謝の調整のための組成物を提供する。また、本発明は対象の生体中のＤ－アミノ酸の量のモニタリングにより、対象の糖質代謝の状態を評価する方法を提供する。

Description

糖質代謝の調整のための組成物及び、対象の糖質代謝の状態を評価する方法
　本発明は、糖質代謝の調整のための組成物及び、対象の糖質代謝の状態を評価する方法に関する。また、本発明は、対象における糖質代謝の調整方法、及び糖質代謝の調整用の医薬組成物の製造のための、生体中のＤ－アミノ酸の量の制御剤の使用に関する。
　キラルアミノ酸を識別して分析する技術の高性能化により、哺乳類をはじめとする生体において微量なＤ－アミノ酸とＬ－アミノ酸の定量的な研究が進展したことで、従来の技術的限界により総アミノ酸（Ｄ－アミノ酸＋Ｌ－アミノ酸）、又は便宜的にＬ－アミノ酸として取り扱われてきた一部のＤ－アミノ酸の存在や機能が明らかになってきている。
　Ｄ－アミノ酸は、摂取、共生細菌、代謝（分解、合成）、輸送、排泄等（非特許文献１～５）の影響により生体、組織、細胞、体液中の量が変化すること、そして腎臓病、心臓病、糖尿病等の疾患によって特徴的なキラルアミノ酸プロファイルを示すこと（特許文献１）、さらには、Ｄ－アミノ酸の腸管における免疫への関与（非特許文献６）や、腎臓由来細胞を保護する現象が報告されている（非特許文献２）。また、神経細胞において糖質代謝がＤ－セリンの生合成に関与している報告がある（非特許文献７）。
　糖尿病においては、血液中のＤ－アラニン、Ｄ－プロリン、Ｄ－アスパラギン酸量が変動することが開示されている（特許文献１～２）。また、Ｄ－アラニンは膵臓ランゲルハンス島ではインスリンを、下垂体前葉では副腎皮質刺激ホルモンを含む細胞に局在していることが報告されている（非特許文献８～９）。しかし、その存在と糖尿病の病態や糖質代謝との関連については未だ明らかとなっていない。グルコースは生体で最も重要なエネルギー源であり、血液中から全身の細胞に取り込まれる。通常、血液中のグルコース濃度（血糖値）は、膵臓ランゲルハンス島、下垂体、副腎髄質、副腎皮質由来のホルモンや神経系の働きにより、一定の範囲に維持されている。食後など血液中に過剰にグルコースが存在する場合は、主にインスリンの作用によって肝臓や筋肉でグリコーゲンの合成が促進されたり、脂肪組織で脂肪として貯蔵されたりすることでグルコース量を制御している。一方でグルコース濃度が低下すると、グルカゴン等インスリン拮抗ホルモンの作用によって、肝臓や筋肉に蓄えられていたグリコーゲンがグルコースに分解され血液中に供給されグルコース量は正常範囲に保たれる。このような糖質代謝についてＤ－アミノ酸量の変動がいかなる影響を及ぼすのかは知られていなかった。
国際公開第２０１３／１４０７８５号 特開２０１７－２０７４９０号公報 国際公開第２０２０／１９６４３６号
Y. Miyoshi, R. Konno, J. Sasabe, K. Ueno, Y. Tojo, M. Mita, S. Aiso and K. Hamase, Alteration of intrinsic amounts of D-serine in the mice lacking serine racemase and D-amino acid oxidase, Amino Acids, 43, 1919-1931 (2012). DOI: 10.1007/s00726-012-1398-4 Y. Nakade, Y. Iwata, K. Furuichi, M. Mita, K. Hamase, R. Konno, T. Miyake, N. Sakai, S. Kitajima, T. Toyama, Y. Shinozaki, A. Sagara, T. Miyagawa, A. Hara, M. Shimizu, Y. Kamikawa, K. Sato, M. Oshima, S. Yoneda-Nakagawa, Y. Yamamura, S. Kaneko, T. Miyamoto, M. Katane, H. Homma, H. Morita, W. Suda, M. Hattori and T. Wada, Gut microbiota-derived D-serine protects against acute kidney injury, JCI Insight, 3 (2018). DOI: 10.1172/jci.insight.97957 M. Ariyoshi, M. Katane, K. Hamase, Y. Miyoshi, M. Nakane, A.Hoshino, Y. Okawa, Y. Mita, S. Kaimoto, M. Uchida, K. Fukai, K. Ono, S. Tateishi, D. Hato, R. Yamanaka, S. Honda, Y. Fushimura, E. Iwai-Kanai, N. Ishihara, M. Mita, H. Homma and S. Matoba, D-Glutamate is metabolized in the heart mitochondria, Scientific Reports, 7 (2017). DOI: 10.1038/srep43911 P. Wiriyasermkul, S. Moriyama, Y. Tanaka, P. Kongpracha, N. Nakamae, M. Suzuki, T. Kimura, M. Mita, J. Sasabe and S. Nagamori, D-Serine, an emerging biomarker of kidney diseases, is a hidden substrate of sodium-coupled monocarboxylate transporters, bioRxiv preprint. DOI: 10.1101/2020.08.10.244822 A. Hesaka, S. Sakai, K. Hamase, T. Ikeda, R. Matsui, M. Mita, M. Horio, Y. Isaka and T. Kimura, D-Serine reflects kidney function and diseases, Scientific Reports, 9 (2019). DOI: 10.1038/s41598-019-41608-0 J. Sasabe, Y. Miyoshi, S. Rakoff-Nahoum, T. Zhang, M. Mita, B.M. Davis, K. Hamase and M.K. Waldor, Interplay between microbial D-amino acids and host D-amino acid oxidase modifies murine mucosal defence and gut microbiota, Nature Microbiology, 1 (2016). DOI: 10.1038/nmicrobiol.2016.125 Suzuki, J. Sasabe, Y. Miyoshi, K. Kuwasako, Y. Muto, K. Hamase, M. Matsuoka, N. Imanishi and S. Aiso, Glycolytic flux controls D-serine synthesis through glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase in astrocytes, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 112, E2217-2224 (2015). DOI: 10.1073/pnas.1416117112 A. Morikawa, K. Hamase, T. Ohgusu, S. Etoh, H. Tanaka, I. Koshiishi, Y. Shoyama and K. Zaitsu, Immunohistochemical localization of D-alanine to β-cells in rat pancreas, Biochemical and Biophysical Research Communications, 355, 872-876 (2007). DOI: 10.1016/j.bbrc.2007.02.056 S. Etoh, K. Hamase, A. Morikawa, T. Ohgusu and K. Zaitsu, Enantioselective visualization of D-alanine in rat anterior pituitary gland: localization to ACTH-secreting cells, Analytical and Bioanalytical Chemistry, 393, 217-223 (2009). DOI: 10.1007/s00216-008-2401-5 Y. Shimizu, C. Ishii, R. Yanobu-Takanashi, K. Nakano, A. Imaike, M. Mita, K. Hamase and T. Okamura, D-Amino acid oxidase deficiency is caused by a large deletion in the Dao gene in LEA rats, Biochimica et Biophysica Acta - Proteins and Proteomics, 1868 (2020). DOI: 10.1016/j.bbapap.2020.140463 S. Karakawa, Y. Miyoshi, R. Konno, S. Koyanagi, M. Mita, S. Ohdo and K. Hamase, Two-dimensional high-performance liquid chromatographic determination of day-night variation of D-alanine in mammals and factors controlling the circadian changes, Analytical and Bioanalytical Chemistry, 405, 8083-8091 (2013). DOI: 10.1007/s00216-013-7071-2 Y. Miyoshi, H. Kenji, Y. Tojo, M. Mita, R. Konno and K. Zaitsu, Determination of D-serine and D-alanine in the tissues and physiological fluids of mice with various D-amino-acid oxidase activities using two-dimensional high-performance liquid chromatography with fluorescence detection, Journal of Chromatography B, 877, 2506-2512 (2009). DOI: 10.1016/j.jchromb.2009.06.028 H. HAN, Y. Miyoshi, R. Koga, M. MITA, R. Konno, K. Hamase, Changes in D-aspartic acid and D-glutamic acid levels in the tissues and physiological fluids of mice with various D-aspartate oxidase activities, Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 116, 47-52 (2015). DOI: 10.1016/j.jpba.2015.05.013
　生体、組織、細胞、器官、体液内における糖質の代謝や輸送が正常でない状態、例えば糖尿病では、体内のグルコース量が異常値をきたし、様々な関連疾患の原因となることから、グルコース量を調整する方法が切望されている。
　発明者らは生体、組織、細胞、器官、体液中のＤ－アミノ酸量の代謝に関与していると考えられているＤ－アミノ酸酸化酵素（ＤＡＯ）の遺伝子をノックアウトしたマウス（ＤＡＯ－／－マウス）の血液中のグルコース量（血糖値）が減少しているという驚くべき現象を発見した。ＤＡＯ－／－マウス・ラット体内のＤ－アミノ酸量が増加していること（非特許文献１、非特許文献１０～１２）が知られていることから、生体中のＤ－アミノ酸量を人為的に変化させることで、糖質代謝を調整し、血液中グルコース量やインスリン量を変化させるというアイデアを得た。その可能性について鋭意研究を行った結果、体内のＤ－アミノ酸量を増加又は減少させ得るＤ－アミノ酸の投与や代謝関連酵素の阻害等によって、糖質代謝、特に血液中グルコース量を調整する方法を見出し、本発明に至った。すなわち、本発明は以下の発明を包含する。
[１]　対象の生体中のＤ－アミノ酸の量の制御剤を有効成分として含む、糖質代謝の調整のための組成物。
[２]　前記糖質代謝の調整が、血液中グルコース量の調整である、項目１に記載の組成物。
[３]　前記制御剤が、Ｄ－アミノ酸又はその修飾体若しくは誘導体である、項目１又は２に記載の組成物。
[４]　前記Ｄ－アミノ酸が、Ｄ－アラニン、Ｄ－セリン、及びＤ－ロイシンからなる群から選択される、項目３に記載の組成物。
[５]　前記糖質代謝の調整が、糖質代謝の改善である、項目３又は４に記載の組成物。
[６]　前記制御剤が、Ｄ－アミノ酸の吸収、輸送、分布、代謝又は排泄に関連するタンパク質の活性を調整する剤である、項目１又は２に記載の組成物。
[７]　前記代謝が、分解及び／又は合成である、項目６に記載の組成物。
[８]　前記タンパク質の活性を調整する剤が、前記タンパク質の遺伝子発現の制御剤である、項目６又は７に記載の組成物。
[９]　前記制御剤が、アンチセンスＲＮＡ又はＤＮＡ分子、ＲＮＡｉ誘導性核酸、マイクロＲＮＡ（ｍｉＲＮＡ）、リボザイム、ゲノム編集核酸及びそれらの発現ベクター、低分子化合物、アプタマー、抗体、抗体フラグメント、並びにそれらの組合せからなる群から選択される、項目６～８のいずれか一項に記載の組成物。
[１０]　前記タンパク質が、Ｄ－アミノ酸酸化酵素、Ｄ－アスパラギン酸酸化酵素、及びセリン異性化酵素からなる群から選択される、項目６～９のいずれか一項に記載の組成物。
[１１]　前記制御剤が、リスペリドン（Ｒｉｓｐｅｒｉｄｏｎｅ）である、項目１～１０のいずれか一項に記載の組成物。
[１２]　前記糖質代謝が、インスリン及び／又はグルカゴンの分泌及び／又は作用による糖質代謝である、項目１～１１のいずれか一項に記載の組成物。
[１３]　前記糖質代謝が、インスリン抵抗性又は感受性、あるいは耐糖能で表される糖質代謝である、項目１～１２のいずれか一項に記載の組成物。
[１４]　前記Ｄ－アミノ酸の由来が共生細菌である、項目１又は２に記載の組成物。
[１５]　前記対象が、糖質代謝異常症を有する対象である、項目１又は２に記載の組成物。
[１６]　前記糖質代謝異常症が糖尿病である、項目１５に記載の組成物。
[１７]　前記対象が、糖尿病合併症を有する対象である、項目１又は２に記載の組成物。
[１８]　糖尿病合併症が、網膜症、腎症、神経障害、及び動脈硬化からなる群から選択される、項目１７に記載の組成物。
[１９]　医薬品である、項目１～１８のいずれか１項に記載の組成物。
[２０]　食品である、項目１～１９のいずれか１項に記載の組成物。
[２１]　前記食品が、保健機能食品またはダイエタリーサプリメントである、項目２０に記載の組成物。
[２２]　前記保健機能食品が、特定保健用食品または栄養機能食品である、項目２１に記載の組成物。
[２３]　血圧の改善を伴う、項目１～２２のいずれか１項に記載の組成物。
[２４]　対象の生体中のＤ－アミノ酸の量の制御剤を有効成分として含む、血圧の調整のための組成物。
[２５]　前記血圧の調整が、血圧の低下である、項目２４に記載の組成物。
[２６]　対象の生体中のＤ－アミノ酸の量のモニタリングにより、対象の糖質代謝の状態を評価する方法。
[２７]　前記対象が糖質代謝異常症を有する対象である、項目２６に記載の方法。
[２８]　前記糖質代謝異常症が糖尿病である項目２７に記載の方法。
[２９]　対象における糖質代謝の調整方法であって、
　それを必要とする対象に、生体内のＤ－アミノ酸の量の制御剤を投与すること
を含む、方法。
[３０]　糖質代謝の調整用の医薬組成物の製造のための、生体中のＤ－アミノ酸の量の制御剤の使用。
　本発明によれば、体内のＤ－アミノ酸量を制御することにより、糖質代謝、特に血液中グルコース量を調整することが可能となることから、糖質代謝が異常をきたしている疾患（例えば、糖尿病）を、予防、治療又は評価することが可能となる。
図１は、Ｄ－アミノ酸及び糖質代謝改変（１型糖尿病モデル）マウスの空腹時血液中インスリン量を示す。 図２は、Ｄ－アミノ酸及び糖質代謝改変（１型糖尿病モデル）マウスのインスリン負荷試験時の血液中グルコース量を示す。 図３は、Ｄ－アミノ酸及び糖質代謝改変（１型糖尿病モデル）マウスのグルコース負荷試験時の血液中グルコース量を示す。 図４は、Ｄ－アミノ酸及び糖質代謝改変（１型糖尿病モデル）マウスの随時血液中グルコース量を示す。 図５は、Ｄ－アミノ酸及び糖質代謝改変（１型糖尿病モデル）マウスの空腹時血液中グルコース量を示す。 図６は、Ｄ－アミノ酸及び糖質代謝改変（１型糖尿病モデル）マウスのインスリン抵抗性指数を示す。 図７は、Ｄ－アミノ酸及び糖質代謝改変（１型糖尿病モデル）マウスの収縮期血圧及び拡張期血圧を示す。 図８は、Ｄ－アミノ酸代謝酵素阻害剤を投与した糖質代謝改変（１型糖尿病モデル）マウスのインスリン負荷試験時の血液中グルコース量を示す。 図９は、Ｄ－アミノ酸代謝酵素阻害剤を投与した糖質代謝改変（１型糖尿病モデル）マウスのグルコース負荷試験時の血液中グルコース量を示す。 図１０は、Ｄ－アミノ酸代謝酵素阻害剤を投与した糖質代謝改変（１型糖尿病モデル）マウスの随時血液中グルコース量を示す。 図１１は、Ｄ－アミノ酸代謝酵素阻害剤を投与した糖質代謝改変（１型糖尿病モデル）マウスの空腹時血液中グルコース量を示す。 図１２は、Ｄ－アミノ酸を投与した糖質代謝改変（１型糖尿病モデル）マウスのインスリン負荷試験時の血液中グルコース量を示す。 図１３は、Ｄ－アミノ酸を投与した糖質代謝改変（１型糖尿病モデル）マウスの空腹時血液中グルコース量を示す。 図１４は、Ｄ－アミノ酸を投与した糖質代謝改変（１型糖尿病モデル）マウスの空腹時血液中グルコース量を示す。 図１５は、Ｄ－アミノ酸を投与した糖質代謝改変（１型糖尿病モデル）マウスの収縮期血圧及び拡張期血圧を示す。 図１６は、Ｄ－アミノ酸フリー食とＤ－アミノ酸を投与した糖質代謝改変（１型糖尿病モデル）マウスの空腹時血液中インスリン量を示す。 図１７は、Ｄ－アミノ酸フリー食とＤ－アミノ酸を投与した糖質代謝改変（１型糖尿病モデル）マウスの随時血液中グルコース量を示す。 図１８は、Ｄ－アミノ酸フリー食とＤ－アミノ酸を投与した糖質代謝改変（１型糖尿病モデル）マウスの空腹時血液中グルコース量を示す。 図１９は、Ｄ－アミノ酸フリー食とＤ－アミノ酸を投与した糖質代謝改変（１型糖尿病モデル）マウスの膵臓ランゲルハンス島（ｉｓｌｅｔ）中のインスリン、グルカゴン量を示す。 図２０は、糖質代謝改変（２型糖尿病モデル）マウスの随時血液中グルコース量を示す。
　以下、本発明を実施するための形態について説明するが、本発明の技術的範囲は下記の形態のみに限定されない。なお、本明細書で引用されている先行技術文献は、参照により本明細書に取り込まれる。
　本発明の一実施形態は、対象の生体中のＤ－アミノ酸の量の制御剤を有効成分として含む、糖質代謝、特に血液中のグルコース量の調整のための組成物を提供する。本発明は、生体内のＤ－アミノ酸量を増加又は減少させることによって、糖質代謝、特に血液中グルコース量を調整し得ることを見出し、本発明をするに至った。
　本明細書において、「生体中のＤ－アミノ酸の量を制御すること」とは、意図的に生体中（例えば、細胞内、組織内、器官内又は体液中）のＤ－アミノ酸の量を増加又は減少させることをいう。目的の量、濃度がある場合は、生体試料中のＤ－アミノ酸について、適宜モニタリングすることで評価することができる。
　本明細書において、「Ｄ－アミノ酸の量の制御剤」（「Ｄ－アミノ酸量制御剤」ともいう。）とは、それが適用される（例えば、投与される）ことで、対象の生体中（例えば、細胞内、組織内、器官内又は体液中）のＤ－アミノ酸の量を増加又は減少させ得る剤をいう。本明細書において、「細胞内のＤ－アミノ酸の量を調節する」とは、Ｄ－アミノ酸量制御剤を適用することによって、細胞内におけるＤ－アミノ酸の量を増加または減少させて、Ｄ－アミノ酸の量を任意の範囲に調節することを意味する。本明細書において、「組織内のＤ－アミノ酸の量を調節する」とは、Ｄ－アミノ酸量制御剤を適用することによって、組織内（例えば、尿細管、糸球体など）におけるＤ－アミノ酸の量を増加または減少させて、Ｄ－アミノ酸の量を任意の範囲に調節することを意味する。本明細書において、「器官内のＤ－アミノ酸の量を調節する」とは、Ｄ－アミノ酸量制御剤を適用することによって、器官内（例えば、腎臓内、心臓内など）におけるＤ－アミノ酸の量を増加または減少させて、Ｄ－アミノ酸の量を任意の範囲に調節することを意味する。本明細書において、「体液中のＤ－アミノ酸の量を調節する」とは、Ｄ－アミノ酸量制御剤を適用することによって、体液中（例えば、血液中、尿中など）におけるＤ－アミノ酸の量を増加または減少させて、Ｄ－アミノ酸の量を任意の範囲に調節することを意味する。
　本明細書において、「Ｄ－アミノ酸」とは、「Ｌ体」のタンパク質構成アミノ酸の立体異性体である「Ｄ体」のタンパク質構成アミノ酸、及び、立体異性体を有さないグリシンを含む意味で用いられ、具体的には、グリシン、Ｄ－アラニン、Ｄ－ヒスチジン、Ｄ－イソロイシン、Ｄ－アロ－イソロイシン、Ｄ－ロイシン、Ｄ－リジン、Ｄ－メチオニン、Ｄ－フェニルアラニン、Ｄ－スレオニン、Ｄ－アロ－スレオニン、Ｄ－トリプトファン、Ｄ－バリン、Ｄ－アルギニン、Ｄ－システイン、Ｄ－グルタミン、Ｄ－プロリン、Ｄ－チロシン、Ｄ－アスパラギン酸、Ｄ－アスパラギン、Ｄ－グルタミン酸、及びＤ－セリンを含むものをいう。なお、生物試料に含まれるＤ－システインは、生体外においては、酸化されてＤ－シスチンと変化するため、本発明の一実施態様において、Ｄ－システインの代わりにＤ－シスチンを測定することで生物試料に含まれるＤ－システインの量を算出することができる。
　本明細書において、「生体試料」とは、生物に由来する試料であり、例えば血液、血漿、血清、唾液、尿、腹水、羊水、リンパ液、精液、髄液、鼻汁、汗、乳汁、涙、細胞、組織等であり、本発明に用いられる生体試料としては、血液、血漿又は血清であることが好ましい。
　Ｄ－アミノ酸量及び／又はＬ－アミノ酸量は、任意の方法によって測定することができ、例えばキラルカラムクロマトグラフィーや、酵素法を用いた測定、さらにはアミノ酸の光学異性体を識別するモノクローナル抗体を用いる免疫学的手法によって定量することができる。本発明における試料中のＤーアミノ酸量及び／又はＬ－アミノ酸量の測定は、当業者に周知ないかなる方法を用いて実施しても構わない。例えば、クロマトグラフィー法や酵素法（Y. Nagata et al., Clinical Science, 73 (1987), 105. Analytical Biochemistry, 150 (1985), 238., A. D'Aniello et al., Comparative Biochemistry and Physiology Part B, 66 (1980), 319. Journal of Neurochemistry, 29 (1977), 1053., A. Berneman et al., Journal of Microbial & Biochemical Technology, 2 (2010), 139., W. G. Gutheil et al., Analytical Biochemistry, 287 (2000), 196., G. Molla et al., Methods in Molecular Biology, 794 (2012), 273., T. Ito et al., Analytical Biochemistry, 371 (2007), 167. 等）、抗体法（T. Ohgusu et al., Analytical Biochemistry, 357 (2006), 15. 等 ）、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）（H. Hasegawa et al., Journal of Mass Spectrometry, 46 (2011), 502., M. C. Waldhier et al., Analytical and Bioanalytical Chemistry, 394 (2009), 695., A. Hashimoto, T. Nishikawa et al., FEBS Letters, 296 (1992), 33., H. Bruckner and A. Schieber, Biomedical Chromatography, 15 (2001), 166. , M. Junge et al., Chirality, 19 (2007), 228., M. C. Waldhier et al., Journal of Chromatography A, 1218 (2011), 4537. 等）、キャピラリー電気泳動法（ＣＥ）（H. Miao et al., Analytical Chemistry, 77 (2005), 7190., D. L. Kirschner et al., Analytical Chemistry, 79 (2007), 736., F. Kitagawa, K. Otsuka, Journal of Chromatography B, 879 (2011), 3078., G. Thorsen and J. Bergquist, Journal of Chromatography B, 745 (2000), 389. 等）、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）（N. Nimura and T. Kinoshita, Journal of Chromatography, 352 (1986), 169., A. Hashimoto et al., Journal of Chromatography, 582 (1992), 41., H. Bruckner et al., Journal of Chromatography A, 666 (1994), 259., N. Nimura et al., Analytical Biochemistry, 315 (2003), 262., C. Muller et al., Journal of Chromatography A, 1324 (2014), 109., S. Einarsson et al., Analytical Chemistry, 59 (1987), 1191., E. Okuma and H. Abe, Journal of Chromatography B, 660 (1994), 243., Y. Gogami et al., Journal of Chromatography B, 879 (2011), 3259., Y. Nagata et al., Journal of Chromatography, 575 (1992), 147., S. A. Fuchs et al., Clinical Chemistry, 54 (2008), 1443., D. Gordes et al., Amino Acids, 40 (2011), 553., D. Jin et al., Analytical Biochemistry, 269 (1999), 124., J. Z. Min et al., Journal of Chromatography B, 879 (2011), 3220., T. Sakamoto et al., Analytical and Bioanalytical Chemistry, 408 (2016), 517., W. F. Visser et al., Journal of Chromatography A, 1218 (2011), 7130., Y. Xing et al., Analytical and Bioanalytical Chemistry, 408 (2016), 141., K. Imai et al., Biomedical Chromatography, 9 (1995), 106., T. Fukushima et al., Biomedical Chromatography, 9 (1995), 10., R. J. Reischl et al., Journal of Chromatography A, 1218 (2011), 8379., R. J. Reischl and W. Lindner, Journal of Chromatography A, 1269 (2012), 262., S. Karakawa et al., Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 115 (2015), 123., Hamase K, et al.,Chromatography 39 (2018) 147-152 等）がある。
　本発明における光学異性体の分離分析系は、複数の分離分析を組み合わせてもよい。より具体的に、光学異性体を有する成分を含む試料を、移動相としての第一の液体と共に、固定相としての第一のカラム充填剤に通じて、前記試料の前記成分を分離するステップ、前記試料の前記成分の各々をマルチループユニットにおいて個別に保持するステップ、前記マルチループユニットにおいて個別に保持された前記試料の前記成分の各々を、移動相としての第二の液体と共に、固定相としての光学活性中心を有する第二のカラム充填剤に流路を通じて供給し、前記試料の成分の各々に含まれる前記光学異性体を分割するステップ、及び前記試料の成分の各々に含まれる前記光学異性体を検出するステップを含むことを特徴とする光学異性体の分析方法を用いることにより、試料中のＤ－アミノ酸量及び／又はＬ－アミノ酸量を測定することができる（特許第４２９１６２８号）。ＨＰＬＣ分析では、予めｏ－フタルアルデヒド（ＯＰＡ）や４－フルオロ－７－ニトロ－２，１，３－ベンゾキサジアゾール（ＮＢＤ－Ｆ）のような蛍光試薬でＤ－及びＬ－アミノ酸を誘導体化したり、Ｎ－ｔｅｒｔ－ブチルオキシカルボニル－Ｌ－システイン（Ｂｏｃ－Ｌ－Ｃｙｓ）等を用いてジアステレオマー化する場合がある（浜瀬健司及び財津潔、分析化学、５３巻、６７７－６９０（２００４））。代替的には、アミノ酸の光学異性体を識別するモノクローナル抗体、例えば、Ｄ－アミノ酸又はＬ－アミノ酸等に特異的に結合するモノクローナル抗体を用いる免疫学的手法によってＤ－アミノ酸又はＬ－アミノ酸を測定することができる。また、Ｄ体及びＬ体の合計量を指標とする場合、Ｄ体及びＬ体を分離して分析する必要はなく、Ｄ体及びＬ体を区別せずにアミノ酸を分析することもできる。その場合も酵素法、抗体法、ＧＣ、ＣＥ、ＨＰＬＣで分離及び定量することができる。
　本明細書において「糖質代謝の調整」とは、対象における栄養素（炭水化物等）の異化や同化等の作用の異常や過不足等について所定の方法を用いることで、つり合いのとれた状態や正しい状態にすることをいう。糖質代謝の調整について目的の効果がある場合は、生体試料中のインスリン量、グルコース量、又は代謝関連マーカーについて適宜モニタリングしたり、グルコース負荷試験、又はインスリン負荷試験等を実施したりすることで評価してもよい。一実施態様において、本発明が達成し得る「糖質代謝の調整」は、糖質代謝の改善であってもよく、好ましくは、血液中グルコース量の調整（例えば、血液中グルコース量の低下）である。
　血液中のグルコース量が増加すると、血液の浸透圧が高くなるため、腎臓における水分の再吸収や細胞における水分の排出が増進されることで、血液量や体液量が増加するため、血圧が上昇することが知られている。従って、一実施態様において、本発明が達成し得る「糖質代謝の調整」は、血圧の調整、例えば血圧の改善（例えば、高血圧の低下）を伴い得る。また、一実施態様において、本発明は、対象の生体中のＤ－アミノ酸の量の制御剤を有効成分として含む、血圧の調整のための組成物も提供する。なお、本明細書において「血圧の調整」とは、対象において、正常範囲（目標血圧値）から逸脱している血圧（最高血圧（収縮期血圧）及び／又は最低血圧（拡張期血圧））を、正常範囲（目標血圧値）又は正常範囲に近い範囲の血圧にする、あるいは近づけることをいい、例えば、一般に高血圧と判断される血圧を低下させることを含んでいる。
　インスリン感受性・抵抗性の変化を伴う糖質代謝異常は、膵臓からのインスリン分泌の過剰又は不足を生じる。従って、一実施態様において、本発明が達成し得る「糖質代謝の調整」はインスリン分泌の調整、例えばインスリン分泌の改善であってもよく、好ましくは、高インスリン血症の改善である。
　本明細書において、Ｄ－アミノ酸、グルコース、インスリン、及びタンパク質等の生体分子や薬剤の量は、単なる質量、重量、物質量（ｍｏｌ）のみならず、組織・細胞・器官・分子ユニット単位や体積・重量当たりの質量、重量、物質量（ｍｏｌ）、血液や尿のような液体中の質量、重量、物質量（ｍｏｌ）、濃度、及び比重、密度等、計測され得る任意の物理量で表現される。
　本発明に用いられ得るＤ－アミノ酸量制御剤としては、外部からのＤ－アミノ酸の投与や、食品中へのＤ－アミノ酸の添加、或いは抜去により、組織、細胞、器官、体液中のＤ－アミノ酸量を増加又は減少させることができる薬剤や食品であってもよい。例えば、Ｄ－アミノ酸を含む水溶液を飲用することにより、血液や組織中のＤ－アミノ酸濃度を上昇させることができ（非特許文献１）、Ｄ－アミノ酸を抜去した食品の摂取により、血液中のＤ－アミノ酸濃度を低下させることができる。ここで用いるＤ－アミノ酸は、生体中のＤ－アミノ酸量を増加又は減少させ得る限り、Ｄ－アミノ酸の修飾体または誘導体、或いはそれらの薬学的に許容される塩を含有してもよいし、薬理学的に許容され得る担体、希釈剤もしくは賦形剤を含んでいてもよく、プロドラッグの形態をとってもよい。さらに、Ｄ－アミノ酸量制御剤に加えて、代謝改善剤、血糖降下剤等を含んでもよい。本発明に用いられ得る薬剤は、その投与経路に適した剤形を選択し製剤化することができる。経口投与に用いる場合、錠剤、カプセル剤、液剤、粉末剤、顆粒剤、咀嚼剤等、非経口投与の場合、注射剤、粉末剤、輸液製剤などの剤形が設計されうる。また、これらの製剤は医薬用に用いられる種々の補助剤、即ち、担体や他の助剤、例えば、安定化剤、防腐剤、無痛化剤、味剤、矯味剤、香料、乳化剤、充填剤、ｐＨ調整剤などが含まれてもよく、本発明の効果を損なわない範囲で配合することができる。薬剤、及び原料としてのＤ－アミノ酸の光学純度は５０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましいが、効果を示す範囲においては任意の光学純度を選択することができ、限定されるものではない。
　一実施態様において、本発明に用いられ得るＤ－アミノ酸量制御剤は、Ｄ－アラニン、Ｄ－セリン、及びＤ－ロイシン、並びにそれらの修飾体及び誘導体からなる群から選択されるものであってもよい。
　本発明が適用されることで、任意の生理機構を利用して生体中のＤ－アミノ酸量を変動させ、その結果、対象の糖質代謝を調整することができる。一態様として、Ｄ－アミノ酸の吸収、輸送、分布、代謝（合成及び／又は分解）、排泄、又は作用等に関連するタンパク質や、Ｄ－アミノ酸の輸送体又は受容体の、発現（促進、抑制等）及び／又は活性（作動、阻害、刺激等）を調整することによって生体中のＤ－アミノ酸量の制御が可能となる。
　従って、本発明に用いられ得るＤ－アミノ酸の量の制御剤は、Ｄ－アミノ酸の吸収、輸送、分布、代謝又は排泄に関連するタンパク質の遺伝子発現を直接的又は間接的に促進するものであってもよく、例えば、当該タンパク質又はそれを発現するベクターであってもよく、当該タンパク質の発現を促進するカスケードの上流の活性を促進する因子又はそれを発現するベクターであってもよい。
　また、例えば、本発明に用いられ得るＤ－アミノ酸の量の制御剤は、Ｄ－アミノ酸の吸収、輸送、分布、代謝又は排泄に関連するタンパク質の遺伝子発現を直接的又は間接的に抑制するものであってもよく、例えば、低分子化合物、アプタマー、抗体、抗体フラグメント、並びに、アンチセンスＲＮＡ又はＤＮＡ分子、ＲＮＡｉ誘導性核酸、マイクロＲＮＡ（ｍｉＲＮＡ）、リボザイム、ゲノム編集核酸及びそれらの発現ベクターから選択されるものであってもよい。
　本明細書において、Ｄ－アミノ酸の吸収、輸送、分布、代謝（合成及び／又は分解）、排泄、又は作用等に関連するタンパク質は、例えば、酵素であってもよく、例えば、Ｄ－アミノ酸酸化酵素（ＤＡＯ）、Ｄ－アスパラギン酸酸化酵素（ＤＤＯ）、セリン異性化酵素（ＳＲＲ）、ＤＰＰ－４等であってもよい。例えば、ＤＡＯの阻害薬（例えば、リスペリドン（Ｒｉｓｐｅｒｉｄｏｎｅ）、クロルプロマジン、安息香酸ナトリウム等）は、Ｄ－アミノ酸の酸化を抑制することで、作用部位でのＤ－アミノ酸量を増加させることができるため、本発明において、Ｄ－アミノ酸の量の制御剤として用いられ得る。
　また、Ｄ－アミノ酸輸送体は輸送元・輸送先のＤ－アミノ酸量を増加又は減少させることができるために、Ｄ－アミノ酸輸送体に直接又は間接的に作用する剤も本発明に適用され得る。
　非特許文献４には、Ｄ－アミノ酸輸送体タンパク質として、脳や腎臓に発現するＳＭＣＴファミリー、ＡＳＣＴファミリー等が作動／阻害薬によってＤ－アミノ酸の局在量を変化させることが開示されている。これらの輸送体は共輸送物質（例えば、ナトリウムイオン）やスキャフォールドを通じた協調・競合等の影響を受けるため、例えばナトリウム／グルコース共輸送体（ＳＧＬＴ２）阻害薬等でもＤ－アミノ酸の輸送活性は制御され得る。従って、限定を意図するものではないが、上述のＤ－アミノ酸の吸収、輸送、分布、代謝（合成及び／又は分解）、排泄、又は作用等に関連するタンパク質は、ＳＭＣＴファミリー、ＡＳＣＴファミリーのタンパク質であってもよい。
　特許文献３には、アンジオテンシン２受容体拮抗薬（ＡＲＢ）が、血液中Ｄ－アミノ酸量を変化させることが開示されている。従って、限定を意図するものではないが、上述のＤ－アミノ酸の吸収、輸送、分布、代謝（合成及び／又は分解）、排泄、又は作用等に関連するタンパク質は、アンジオテンシン２受容体であってもよい。
　本明細書において、「アプタマー」とは、特異的に標的物質に結合する能力を持つ合成ＤＮＡ又はＲＮＡ分子及びペプチド性分子をいい、試験管内において化学的に短時間で合成することができる。本発明に用いられるアプタマーは、例えば、Ｄ－アミノ酸の吸収、輸送、分布、代謝又は排泄に関連するタンパク質に結合し、その活性を阻害し得るものである。本発明に用いられるアプタマーは、例えば、ＳＥＬＥＸ法を用い、小分子、タンパク質、核酸など各種の分子標的への結合を、インビトロで反復して選択することにより得ることができる（Ｔｕｅｒｋ　Ｃ．，Ｇｏｌｄ　Ｌ．，Ｓｃｉｅｎｃｅ，１９９０，２４９（４９６８），５０５－５１０；Ｅｌｌｉｎｇｔｏｎ　ＡＤ，Ｓｚｏｓｔａｋ　ＪＷ．，Ｎａｔｕｒｅ，１９９０，３４６（６２８７）：８１８－８２２；米国特許第６，８６７，２８９号明細書；米国特許第５，５６７，５８８号明細書；米国特許第６，６９９，８４３号明細書を参照）。
　本明細書において、「抗体フラグメント」とは、抗原に結合し得る活性を維持した完全長抗体の一部をいい、一般的には、その抗原結合ドメインあるいは可変ドメインを含むものである。抗体フラグメントの例として、Ｆ（ａｂ’）２、Ｆａｂ’、Ｆａｂ又はＦｖ抗体フラグメント（ｓｃＦｖ抗体フラグメントを含む。）などが挙げられる。また、抗体をプロテアーゼ酵素により処理し、場合により還元して得ることができる断片も、抗体フラグメントに含まれる。本発明に用いられる抗体又は抗体フラグメントは、ヒト由来抗体、マウス由来抗体、ラット由来抗体、ウサギ由来抗体、ラマなどのラクダ科由来抗体又はヤギ由来抗体のいずれの抗体でもよく、さらにそれらのポリクローナル若しくはモノクローナル抗体、完全型若しくは短縮型（例えば、Ｆ（ａｂ’）２、Ｆａｂ’、ＦａｂまたはＦｖフラグメント）抗体、キメラ化抗体、ヒト化抗体又は完全ヒト型抗体のいずれのものでもよい。
　本明細書において、「アンチセンスＲＮＡ又はＤＮＡ分子」とは、メッセンジャーＲＮＡ（ｍＲＮＡ）など、ある機能を持つＲＮＡ（センスＲＮＡ）と相補的な塩基配列を持ち、センスＲＮＡと２本鎖を形成することで、そのセンスＲＮＡが担うべきタンパク質の合成を阻害する機能を有する分子をいう。本発明において、アンチセンスＲＮＡ又はＤＮＡ分子を含むアンチセンスオリゴヌクレオチドは、Ｄ－アミノ酸の吸収、輸送、分布、代謝又は排泄に関連するタンパク質のｍＲＮＡに結合することによってタンパク質に翻訳されることを阻害する。それにより、Ｄ－アミノ酸の吸収、輸送、分布、代謝又は排泄に関連するタンパク質の発現量を低減させ、その活性を阻害することができる。アンチセンスＲＮＡ又はＤＮＡ分子を合成する方法は、当該技術分野で周知であり、本発明に用いることができる。
　本明細書において、「ＲＮＡｉ誘導性核酸」とは、細胞内に導入されることにより、ＲＮＡ干渉（ＲＮＡｉ）を誘導し得るポリヌクレオチドをいい、通常、１９～３０ヌクレオチド、好ましくは１９～２５ヌクレオチド、より好ましくは１９～２３ヌクレオチドを含むＲＮＡ、ＤＮＡ、又はＲＮＡとＤＮＡのキメラ分子であり、任意に修飾が施されている。ＲＮＡｉは、ｍＲＮＡに対して生じてもよいし、プロセッシング前の転写直後のＲＮＡ、すなわちエキソン、イントロン、３’非翻訳領域、及び５’非翻訳領域を含むヌクレオチド配列のＲＮＡであってもよい。本発明で使用可能なＲＮＡｉ法は、（１）短い二重鎖ＲＮＡ（ｓｉＲＮＡ）を細胞内に直接導入するか、（２）低分子ヘアピンＲＮＡ（ｓｈＲＮＡ）を各種発現ベクターに組み込み、そのベクターを細胞内に導入するか、或いは（３）対立方向に並ぶ２個のプロモーターを持つベクターに、ｓｉＲＮＡに対応する短い二重鎖ＤＮＡをプロモーター間に挿入してｓｉＲＮＡを発現させるベクターを作製し、細胞内に導入する、などの手法によりＲＮＡｉを誘導させてもよい。ＲＮＡｉ誘導性核酸は、Ｄ－セリン輸送体タンパク質のＲＮＡの切断又はその機能抑制を可能にするｓｉＲＮＡ、ｓｈＲＮＡ又はｍｉＲＮＡを含んでもよく、これらのＲＮＡｉ核酸は、リポソームなどを用いて直接導入されてもよいし、これらのＲＮＡｉ核酸を誘導する発現ベクターを用いて導入されてもよい。
　一実施態様において、本発明で用いられるＤ－アミノ酸の吸収、輸送、分布、代謝又は排泄に関連するタンパク質に対するＲＮＡｉ誘導性核酸は、Ｄ－アミノ酸の吸収、輸送、分布、代謝又は排泄に関連するタンパク質の発現を阻害する、又は有意に抑制する生物学的効果を示す核酸であればよく、当業者であれば、当該タンパク質の塩基配列を参考に合成することが可能である。例えば、固相ホスホアミダイト法などのＤＮＡ合成技術を利用したＤＮＡ（／ＲＮＡ）自動合成装置を使用して化学的に合成するか、或いは、ｓｉＲＮＡ関連の受託合成会社（例えばＬｉｆｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社など）に委託して合成することも可能である。一実施形態において、本発明に用いられるｓｉＲＮＡは、その前駆体であるｓｈｏｒｔ－ｈａｉｒｐｉｎ型二本鎖ＲＮＡ（ｓｈＲＮＡ）から、細胞内ＲＮａｓｅであるダイサー（Ｄｉｃｅｒ）によるプロセシングを介して誘導されるものであってもよい。
　本明細書において、「マイクロＲＮＡ（ｍｉＲＮＡ）」とは、２１～２５塩基長の１本鎖ＲＮＡ分子であり、真核生物において遺伝子の転写後発現調節に関与する分子をいう。ｍｉＲＮＡは、一般にｍＲＮＡの３’ＵＴＲを認識して、標的ｍＲＮＡの翻訳を抑制し、タンパク質産生を抑制する。従って、Ｄ－セリン輸送体タンパク質の発現量を直接的及び／又は間接的に低減させることができるｍｉＲＮＡも、本発明の範囲に含まれる。
　本明細書において、「リボザイム」とは、ＲＮＡの特異的切断を触媒することができる酵素的ＲＮＡ分子の総称をいう。リボザイムには、グループＩイントロン型やＲＮａｓｅ　Ｐに含まれるＭ１　ＲＮＡのように４００ヌクレオチド以上の大きさのものもあるが、ハンマーヘッド型やヘアピン型と呼ばれる４０ヌクレオチド程度の活性ドメインを有するものもある（例えば、小泉誠及び大塚栄子、タンパク質核酸酵素、１９９０、３５、２１９１を参照）。
　例えば、ハンマーヘッド型リボザイムの自己切断ドメインは、Ｇ１３Ｕ１４Ｃ１５という配列のＣ１５の３’側を切断するが、その活性にはＵ１４とＡ９との塩基対形成が重要とされ、Ｃ１５の代わりにＡ１５又はＵ１５でも切断され得ることが示されている（例えば、Ｋｏｉｚｕｍｉ，Ｍ．ｅｔ　ａｌ．，ＦＥＢＳ　Ｌｅｔｔ，１９８８，２２８，２２８．を参照）。基質結合部位が標的部位近傍のＲＮＡ配列と相補的なリボザイムを設計すれば、標的ＲＮＡ中のＵＣ、ＵＵ又はＵＡという配列を認識する制限酵素的なＲＮＡ切断リボザイムを得ることが可能であり、当業者であれば、以下の文献を参考に製造可能である：Ｋｏｉｚｕｍｉ，Ｍ．ｅｔ　ａｌ．，ＦＥＢＳ　Ｌｅｔｔ，１９８８，２３９，２８５．；小泉誠及び大塚栄子，タンパク質核酸酵素，１９９０，３５，２１９１．；Ｋｏｉｚｕｍｉ，Ｍ．ｅｔ　ａｌ．，Ｎｕｃｌ．Ａｃｉｄｓ　Ｒｅｓ．，１９８９，１７，７０５９．。
　また、ヘアピン型リボザイムも本発明に用いることができる。このリボザイムは、例えば、タバコリングスポットウイルスのサテライトＲＮＡのマイナス鎖に見出される（Ｂｕｚａｙａｎ，ＪＭ．，Ｎａｔｕｒｅ，１９８６，３２３，３４９．）。ヘアピン型リボザイムからも、標的特異的なＲＮＡ切断リボザイムを作出できることが示されている（例えば、Ｋｉｋｕｃｈｉ，Ｙ．＆Ｓａｓａｋｉ，Ｎ．，Ｎｕｃｌ．Ａｃｉｄｓ．Ｒｅｓ．，１９９１，１９，６７５１．；菊池洋，化学と生物，１９９２，３０，１１２．を参照）。リボザイムを用いてＤ－セリン輸送体タンパク質をコードする遺伝子の転写産物を特異的に切断することで、Ｄ－セリン輸送体タンパク質の発現を阻害することができる。
　本明細書において、ゲノム編集核酸とは、遺伝子ターゲッティングに用いられるヌクレアーゼを利用したシステムにおいて、所望の遺伝子を編集するために用いられる核酸をいう。遺伝子ターゲッティングに用いられるヌクレアーゼは、公知のヌクレアーゼの他、今後遺伝子ターゲッティングのために使用される新たなヌクレアーゼも包含される。例えば、公知のヌクレアーゼとしては、ＣＲＩＳＰＲ／Ｃａｓ９（Ｒａｎ，Ｆ．Ａ．，ｅｔ　ａｌ．，Ｃｅｌｌ，２０１３，１５４，１３８０－１３８９）、ＴＡＬＥＮ（Ｍａｈｆｏｕｚ，Ｍ．，ｅｔ　ａｌ．，ＰＮＡＳ，２０１１，１０８，２６２３－２６２８）、ＺＦＮ（Ｕｒｎｏｖ，Ｆ．，ｅｔ　ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ，２００５，４３５，６４６－６５１）等が挙げられる。
　一態様として、腸内細菌をはじめとする共生細菌が生体のＤ－アミノ酸のリソースの一つであることを利用し、抗生物質、整腸剤、オリゴ糖類の投与やプロバイオティクス、微生物移植、糞便移植、ディスバイオシスの改善等の手段によって、微生物叢や生育環境を変化させ、その結果、生体中のＤ－アミノ酸量を増加又は減少させることができる。限定を意図するものではないが、プロバイオティクスの一例として、１０７３Ｒ－１乳酸菌を含むヨーグルトの摂取により、便中のＤ－セリンが増加し、Ｄ－リジンが減少することが知られているため、このような乳酸菌を本発明のＤ－アミノ酸量の制御剤として用いてもよい。但し、Ｄ－アミノ酸を含むことが知られている食品、例えば、黒酢、ヨーグルト、チーズ、納豆等の微生物発酵物、及び菌体又は菌体抽出物は、Ｄ－アミノ酸の他に多く有効成分候補が含まれるため、本発明のＤ－アミノ酸の量の制御剤として用いる場合においては、その摂取により作用部位におけるＤ－アミノ酸量の増減が確認できる量を用いることが肝要である。特にＬ－アミノ酸は、Ｄ－アミノ酸と異なる様々な生理活性を有するため、Ｄ－アミノ酸量を増減させる有効成分の規格（光学純度、量）等が設定されていない食品は、本発明の組成物の範囲に含まれない。
　本発明は、上述の機序にかかわらず組織、細胞、器官、体液中のＤ－アミノ酸量を増加又は減少させ得る医薬品又は食品等は、本発明における生体中Ｄ－アミノ酸量を制御する手段として任意に利用することができる。
　本明細書において、「医薬品」とは、医薬品及び医薬部外品を含む意味で用いられる。
　本明細書において、「食品」は、食品全般を意味するが、いわゆる健康食品を含む一般食品の他、特定保健用食品や栄養機能食品等の保健機能食品をも含むものであり、さらにダイエタリーサプリメント（サプリメント、栄養補助食品）、飼料、食品添加物等も本発明の食品に包含される。
　本発明の組成物の投与方法としては、局所投与（皮膚上、吸入、注腸、点眼、点耳、経鼻、膣内など）、経腸投与、非経口投与（経静脈、経動脈、経皮、筋肉注など）に適する剤形として提供されるものであってもよいが、経腸投与することが好ましい。経腸投与には、経口投与、経管投与、注腸投与が含まれる。経管投与には、経鼻胃管や胃瘻、十二指腸瘻による投与が含まれる。注腸投与には、座剤や浣腸を用いた投与が含まれる。いずれの場合でも、薬剤の剤型は特に限定されず、液状であっても、固体状であってもよく、当業者の技術常識によって製造できる。具体的な投与方法も特に限定されず、当業者の技術常識に従って、好適に投与できる。
　本発明が適用され得る対象としては、健常人や糖質代謝・栄養が異常と診断された患者、又は異常が疑われる患者が挙げられる。糖質代謝・栄養が異常な疾患として、糖尿病や糖質代謝異常症（例えば、糖原病、ガラクトース血症等）、低血糖症等がある。糖尿病とはインスリンの作用不足（インスリン分泌障害、インスリン抵抗性亢進）により高血糖を呈する疾患であり、成因により、１型糖尿病、２型糖尿病、特定の機序・疾患（遺伝子異常、膵外分泌疾患、内分泌疾患、肝疾患、薬剤・化学物質によるもの、感染症、免疫疾患、その他の遺伝的症候群等）によるもの、妊娠糖尿病等が分類されている。１型糖尿病は、小児から青年期に好発し、多尿、口渇、多飲、体重減少、昏睡（糖尿病ケトアシドーシス）、血糖増加、ＨｂＡ１ｃ増加、グリコヘモグロビン増加、尿糖増加、尿中Ｃペプチド（ＣＰＲ）減少、ＧＡＤ抗体増加等により判定され、主にインスリン注射による治療が行われる。２型糖尿病は、中高年に好発し、肥満、家族歴、食後高血糖、ＨｂＡ１ｃ増加、グリコヘモグロビン増加、多尿、口渇、多飲、体重減少、空腹時血糖増加、随時血糖増加により判定され、インスリン非依存状態である場合は、食事・運動療法や血糖降下薬（α－グルコシダーゼ阻害薬、ビグアナイド薬、チアゾリジン誘導薬、速効型インスリン分泌促進薬；グリニド薬、ＤＰＰ－４阻害薬、スルホニル尿素薬；ＳＵ薬、ＳＧＬＴ２阻害等）、ＧＬＰ－１受容体作動薬、インスリン注射による治療が行われる。インスリン依存状態である場合は、インスリン注射により、インスリン基礎分泌・追加分泌を補ったり、食事・運動療法を実施する。糖尿病は、網膜症、腎症、神経障害、虚血性心疾患、脳梗塞、動脈硬化症、潰瘍・壊疽（特に足病変）、昏睡等の糖尿病合併症を呈する場合もあり、これらも対象となる。また、遺伝子改変や薬剤により糖質代謝異常を誘発させた動物や、生体由来又はそれが培養された細胞や組織、オルガノイドは、ヒトの糖質代謝系の一状態を表現するモデルと考えられ、対象となり得る。
　本発明の一実施形態は、対象の組織、細胞、器官、体液中のＤ－アミノ酸量の増加又は減少が、糖質代謝に影響を与えることから、生体中のＤ－アミノ酸量を計測することにより、糖質代謝異常の状態、薬剤、食事、運動等の治療による効果の指標とすることができる。例えば、生体中Ｄ－アミノ酸量と血液中グルコース量をモニタリングすることで、糖質代謝異常の診断・評価、薬剤の作用機序解析や効果・毒性スクリーニング、治療方法や薬剤の選択、投与量・期間等の決定を補助することが可能となる。体液中のＤ－アミノ酸量は、腎臓病等の他疾患に影響を受けることから、それを判別する目的でＤ－アミノ酸量をクレアチニン等の腎機能マーカーやその他マーカー等で補正した値を解析に用いてもよい。
　本発明において、糖質代謝の評価には、随時血液中グルコース量、空腹時血液中グルコース量、血液中インスリン量、体重、グルコース負荷試験（ＩＧＴＴ：ｉｎｔｒａ－ｐｅｒｉｔｏｎｅａｌ　ｇｌｕｃｏｓｅ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ｔｅｓｔ）、インスリン負荷試験（ＩＴＴ：ｉｎｓｕｌｉｎ－ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ｔｅｓｔ）等を利用することができる。
　以上のように、生体中のＤ－アミノ酸量の制御による、糖質代謝の調整方法は、糖質代謝異常に対する予防・治療・診断に極めて有用である。
　また、本発明は、一実施態様において、対象における糖質代謝の調整方法であって、それを必要とする対象に、生体内のＤ－アミノ酸の量の制御剤を投与すること、を含む、方法を提供する。
　また、本発明は、一実施態様において、糖質代謝の調整用の医薬組成物の製造のための、生体中のＤ－アミノ酸の量の制御剤の使用を提供する。
　また、本発明は、一実施態様において、対象の生体中のＤ－アミノ酸の量のモニタリングにより、対象の糖質代謝の状態を評価する方法を提供する。
　また、本発明は、一実施態様において、任意の薬剤、例えば、降圧剤や糖尿病性腎症治療薬等の投与前後の組織・細胞・器官・体液中のＤ－アミノ酸量を計測することにより、生体中のＤ－アミノ酸量を制御し得る薬剤又は候補をスクリーニングする方法を提供する。
　以下に、本発明を実施例に基づいて更に詳しく説明するが、これらは本発明を何ら限定するものではない。以下、断りのない限り、統計処理はｔ検定を実施した。
実施例１：Ｄ－アミノ酸代謝関連酵素の活性消失と糖質代謝、血液中グルコース量の関係
　Ｄ－アミノ酸酸化酵素遺伝子ノックアウト（ＤＡＯ－ＫＯ）マウス・ラットでは、Ｄ－アミノ酸の酸化（分解）が抑制され生体中の中性・塩基性Ｄ－アミノ酸量が増加すること（非特許文献１、非特許文献１０～１２）、Ｄ－アスパラギン酸酸化酵素遺伝子ノックアウト（ＤＤＯ－ＫＯ）マウスでは、同様に生体中の酸性アミノ酸量が増加すること（非特許文献１３）、セリンラセマーゼ遺伝子ノックアウト（ＳＲＲ－ＫＯ）マウスでは、Ｄ－セリンの合成が抑制され、生体中のＤ－セリン量が減少する（非特許文献１）。７週齢のＤＡＯ－ＫＯマウス（ｎ＝５～６）、ＤＤＯ－ＫＯマウス（ｎ＝３～６）、ＳＲＲ－ＫＯマウス（ｎ＝５）と、対照（ｃｏｎｔｒｏｌ）のＣ５７ＢＬ／６（Ｂ６）マウス（ｎ＝１０）の左腎を摘出（－２週：－２ｗ）後、膵臓β細胞に毒性を有するストレプトゾトシン（ＳＴＺ：ｓｔｒｅｐｔｏｚｏｔｏｃｉｎ）を５０ｍｇ／ｋｇ投与（０週）することで、Ｄ－アミノ酸及び糖質代謝改変（１型糖尿病モデル）マウスを作成し、血液中インスリン測定（－１週～１７週）、インスリン負荷試験（ｉｎｓｕｌｉｎ－ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ｔｅｓｔ）（－１週、２週、１５週）、グルコース負荷試験（ｉｎｔｒａ－ｐｅｒｉｔｏｎｅａｌ　ｇｌｕｃｏｓｅ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ｔｅｓｔ）（－１週）、随時血液中グルコース測定（－１週～１８週）、空腹時血液中グルコース測定（－１週～１７週）、インスリン抵抗指数（ＨＯＭＡ－ＩＲ）（－１週～１７週）解析、収縮期・拡張期血圧測定（－１週～１８週）を適宜行った。
　ＳＴＺ投与前は、ＤＡＯ－ＫＯ群、ＤＤＯ－ＫＯ群の血液中インスリン量はＢ６群と比較して高値であり、インスリン分泌能が亢進していることが示された。ＳＴＺ投与後に、血液中インスリン量は減少したが、ＤＡＯ－ＫＯは全期間、ＤＤＯ－ＫＯは４週までＢ６と比較して高位に保たれ、インスリン分泌障害を抑制する能力があることが示された（図１）。
　インスリン負荷試験（ＩＴＴ）の０～１５週の比較において、Ｂ６群では血液中グルコース量が増加し、インスリン抵抗性が増大したこととは対照的に、ＤＡＯ－ＫＯ群、ＤＤＯ－ＫＯ群では血液中グルコース量が維持又は低下し、比較的インスリン感受性が高いことが示された（図２）。
グルコース負荷試験（ＩＰＧＴＴ）において、ＤＡＯ－ＫＯ群は血液中グルコース量が、Ｂ６と比較して低値であり耐糖能が向上していることが示された。ＤＤＯ－ＫＯ群はＢ６群と差がみられなかった（図３）。
　ＳＴＺ投与後に、随時血液中グルコース量は増加したが、Ｂ６群と比較して、ＤＡＯ－ＫＯ群、ＤＤＯ－ＫＯ群では低位に保たれ、ＳＲＲ－ＫＯ群は高位に推移した（図４）。また、ＳＴＺ投与後に、空腹時血液中グルコース量は増加したが、Ｂ６群と比較して、ＤＡＯ－ＫＯ群、ＤＤＯ－ＫＯ群では低位に保たれた（図５）。これらにより、生体中のＤ－アミノ酸量増加は血液中グルコース量の低下に、Ｄ－アミノ酸量減少は血液中グルコース量の上昇に影響を与えることが示された。
　ＳＴＺ投与後１７週のＤＡＯ－ＫＯ群、ＤＤＯ－ＫＯ群は、Ｂ６群と比較してＨＯＭＡ－ＩＲが低値であり、インスリン抵抗性の亢進が抑制されていることが示された。
（ＨＯＭＡ－ＩＲ　＝　空腹時血糖値　（ｍｇ／ｄｌ）×インスリン濃度（μＵ／ｍＬ）／４０５）（図６）
　ＤＡＯ－ＫＯ群は全期間にわたり、ＤＤＯ－ＫＯ群はＳＴＺ投与後１４、１８週において、収縮期血圧、拡張期血圧がＢ６群（対照群）と比較して低位を維持していた（図７）。
　以上の結果より、特異的なＤ－アミノ酸代謝関連酵素の活性消失による生体内のＤ－アミノ酸の増減が、インスリン分泌・インスリン抵抗性・耐糖能等により表される糖質代謝を調整するとともに、血圧を低下させたことが示された。
実施例２：Ｄ－アミノ酸代謝関連酵素の阻害と糖質代謝、血液中グルコース量の関係
　Ｃ５７ＢＬ／６（Ｂ６）マウスの左腎を摘出し（－２週：－２ｗ）、ＤＡＯの阻害剤であるＲｉｓｐｅｒｉｄｏｎｅ水溶液を飲水投与した群（ｎ＝３～７）、対照（ｃｏｎｔｒｏｌ）として水を飲水投与した群（ｎ＝９～１１）それぞれに、ストレプトゾトシン（ＳＴＺ：ｓｔｒｅｐｔｏｚｏｔｏｃｉｎ）を５０ｍｇ／ｋｇ投与（０週）して糖質代謝改変モデルマウスを作成し、インスリン負荷試験（ｉｎｓｕｌｉｎ－ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ｔｅｓｔ）（－１週、２週）、グルコース負荷試験（ｉｎｔｒａ－ｐｅｒｉｔｏｎｅａｌ　ｇｌｕｃｏｓｅ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ｔｅｓｔ）（－１週）、随時血液中グルコース測定（－１週、２週、６週）、空腹時血液中グルコース測定（－１週、２週）、を適宜行った。
　インスリン負荷試験（ＩＴＴ）のＳＴＺ投与前と２週において、Ｒｉｓｐｅｒｉｄｏｎｅ群は、対照群と比較して、血液中グルコース量が低値であり、インスリン抵抗性が抑制されたことが示された（図８）。
　グルコース負荷試験（ＩＰＧＴＴ）において、Ｒｉｓｐｅｒｉｄｏｎｅ群は血液中グルコース量が、対照群と比較して低値であり耐糖能が向上していることが示された。（図９）。
　ＳＴＺ投与後に、随時血液中グルコース量は増加したが、対照群と比較して、Ｒｉｓｐｅｒｉｄｏｎｅ群では低位に保たれた（図１０）。また、ＳＴＺ投与後に、空腹時血液中グルコース量は増加したが、対照と比較して、Ｒｉｓｐｅｒｉｄｏｎｅ群では低位に保たれた。これらにより、ＤＡＯ阻害剤による生体中のＤ－アミノ酸の酸化（分解）の抑制は血液中グルコース量を低下させ得ることが示された（図１１）。
　以上の結果より、特異的なＤ－アミノ酸代謝関連酵素の阻害による生体内のＤ－アミノ酸の増減が、インスリン抵抗性・耐糖能等により表される糖質代謝を調整したことが示された。
実施例３：Ｄ－アミノ酸投与と糖質代謝、血液中グルコース量の関係
　Ｃ５７ＢＬ／６（Ｂ６）マウスの左腎を摘出し（－２週：－２ｗ）、Ｄ－アラニン２０ｍＭ（ｎ＝５～８）、Ｄ－アラニン８０ｍＭ（ｎ＝３～４）、Ｄ－セリン２０ｍＭ（ｎ＝６～７）、Ｄ－セリン８０ｍＭ（ｎ＝４）水溶液を飲水投与したそれぞれの群、対照（ｃｏｎｔｒｏｌ）として水を飲水投与した群（ｎ＝８）に、ストレプトゾトシン（ＳＴＺ：ｓｔｒｅｐｔｏｚｏｔｏｃｉｎ）を５０ｍｇ／ｋｇ投与（０週）して糖質代謝改変モデルマウスを作成し、インスリン負荷試験（ｉｎｓｕｌｉｎ－ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ｔｅｓｔ）（－１週、２週）、随時血液中グルコース測定（０週～１８週）、空腹時血液中グルコース測定（０週～１６週）、収縮期・拡張期血圧測定（－１週～１８週）を適宜行った。
　インスリン負荷試験（ＩＴＴ）のＳＴＺ投与前と２週において、Ｄ－アラニン２０ｍＭ投与群、Ｄ－セリン２０ｍＭ投与群は、対照群と比較して、血液中グルコース量が低値であり、インスリン抵抗性がより低く、インスリン感受性がより高いことが示された（図１２）。
　ＳＴＺ投与後に、随時血液中グルコース量は増加したが、対照群と比較して、Ｄ－アラニン投与群、Ｄ－セリン投与群では投与量依存的に低位に保たれた（図１３）。また、ＳＴＺ投与後に、空腹時血液中グルコース量は増加したが、対照群と比較して、Ｄ－アラニン投与群、Ｄ－セリン投与群では投与量依存的に低位に保たれた（図１４）。これらにより、Ｄ－アミノ酸投与が、血液中グルコース量を低下させることが示された。
　ＳＴＺ投与後、１０週においてＤ－アラニン８０ｍＭ投与群において、収縮期血圧、拡張期血圧がＢ６と比較して低下していた（図１５）。
　以上の結果より、Ｄ－アミノ酸投与による生体内のＤ－アミノ酸量の増加が、インスリン抵抗性により表される糖質代謝を調整するとともに、血圧を低下させたことが示された。
Ｄ－セリン８０ｍＭ投与群では、１８週までに死亡した個体が存在したため、Ｄ－セリンの毒性を考慮した用量設定が肝要である。
実施例４：Ｄ－アミノ酸抜去食と糖質代謝、血液中グルコース量の関係
　Ｃ５７ＢＬ／６（Ｂ６）マウスの左腎を摘出し（－２週：－２ｗ）、Ｄ－アミノ酸抜去食（Ｄ－アミノ酸フリー食、Ｄ－ｆｄ）を与え、Ｄ－アラニン２０ｍＭ（ｎ＝５）、Ｄ－セリン２０ｍＭ（ｎ＝５）、Ｄ－プロリン２０ｍＭ（ｎ＝５）、Ｄ－ロイシン２０ｍＭ水溶液（ｎ＝５）、水（ｎ＝６～１４）を飲水投与したそれぞれの群、対照として通常食と水を与えた群（ｎ＝５）に、ストレプトゾトシン（ＳＴＺ：ｓｔｒｅｐｔｏｚｏｔｏｃｉｎ）を５０ｍｇ／ｋｇ投与（０週）して糖質代謝改変モデルマウスを作成し、血液中インスリン測定（－１週、３週）、随時血液中グルコース測定（－１週、２週）、空腹時血液中グルコース測定（－１週、３週）、抗体染色による膵臓ランゲルハンス島中のインスリン、グルカゴン測定を適宜行った。
　ＳＴＺ投与後に、血液中インスリン量は減少したが、Ｄ－アミノ酸抜去食群（Ｄ－ｆｄ）は、対照群と比較して低値であり、インスリン分泌障害を亢進することが示された。（図１６）。
　ＳＴＺ投与後に、随時血液中グルコース量は増加し、対照群と比較して、Ｄ－アミノ酸抜去食群は高位であったが、Ｄ－アラニン投与群、Ｄ－セリン投与群、Ｄ－ロイシン投与群では随時血液中グルコース量の上昇は抑制された（図１７）。また、ＳＴＺ投与後に、空腹時血液中グルコース量は増加したが、対照と比較して、Ｄ－アミノ酸抜去食群は高位であった。これらにより、Ｄ－アミノ酸抜去食による生体中Ｄ－アミノ酸量の減少が血液中グルコース量を上昇させ、Ｄ－アミノ酸投与による生体中Ｄ－アミノ酸量の増加がそれを抑制させ得ることが示された（図１８）。
　ＳＴＺ投与後に、対照群と比較して、Ｄ－アミノ酸抜去食群の膵臓ランゲルハンス島中のインスリン量は減少し、グルカゴン量は増加した（図１９）。
　以上の結果より、Ｄ－アミノ酸抜去食による生体内のＤ－アミノ酸量の減少が、血液へのインスリン分泌量、膵臓ランゲルハンス島中のインスリン量及びグルカゴン量により表される糖質代謝を調整したことが示された。
実施例５：インスリン非依存型糖尿病モデルと糖質代謝、血液中グルコース量の関係
　レプチンレセプターの異常により、過食・肥満を呈するｄｂ／ｄｂマウス（２型糖尿病モデル）にＤ－アラニン２０ｍＭを飲水投与させた群（ｎ＝１２）、Ｄ－アミノ酸酸化酵素遺伝子ノックアウト（ＤＡＯ－ＫＯ）した群（ｎ＝５）、及び対照群（ｎ＝８）の５～８週齢について、経時的（５～１８週）に随時血液中グルコース量を測定した。
　随時血液中グルコース量は、Ｄ－アラニン投与群、ＤＡＯ－ＫＯ群ともに、対照群と比較して、低位に推移したが、ＤＡＯ－ＫＯ群はより低値を示した（図２０）。
　以上の結果より、Ｄ－アミノ酸の投与、特異的なＤ－アミノ酸代謝関連酵素の活性消失による生体内のＤ－アミノ酸の増加が、血液中グルコース量により表される糖質代謝を調整したことが示された。

Claims (30)

  1. 　対象の生体中のＤ－アミノ酸の量の制御剤を有効成分として含む、糖質代謝の調整のための組成物。
  2. 　前記糖質代謝の調整が、血液中グルコース量の調整である、請求項１に記載の組成物。
  3. 　前記制御剤が、Ｄ－アミノ酸又はその修飾体若しくは誘導体である、請求項１又は２に記載の組成物。
  4. 　前記Ｄ－アミノ酸が、Ｄ－アラニン、Ｄ－セリン、及びＤ－ロイシンからなる群から選択される、請求項３に記載の組成物。
  5. 　前記糖質代謝の調整が、糖質代謝の改善である、請求項３又は４に記載の組成物。
  6. 　前記制御剤が、Ｄ－アミノ酸の吸収、輸送、分布、代謝又は排泄に関連するタンパク質の活性を調整する剤である、請求項１又は２に記載の組成物。
  7. 　前記代謝が、分解及び／又は合成である、請求項６に記載の組成物。
  8. 　前記タンパク質の活性を調整する剤が、前記タンパク質の遺伝子発現の制御剤である、請求項６又は７に記載の組成物。
  9. 　前記制御剤が、アンチセンスＲＮＡ又はＤＮＡ分子、ＲＮＡｉ誘導性核酸、マイクロＲＮＡ（ｍｉＲＮＡ）、リボザイム、ゲノム編集核酸及びそれらの発現ベクター、低分子化合物、アプタマー、抗体、抗体フラグメント、並びにそれらの組合せからなる群から選択される、請求項６～８のいずれか一項に記載の組成物。
  10. 　前記タンパク質が、Ｄ－アミノ酸酸化酵素、Ｄ－アスパラギン酸酸化酵素、及びセリン異性化酵素からなる群から選択される、請求項６～９のいずれか一項に記載の組成物。
  11. 　前記制御剤が、リスペリドン（Ｒｉｓｐｅｒｉｄｏｎｅ）である、請求項１～１０のいずれか一項に記載の組成物。
  12. 　前記糖質代謝が、インスリン及び／又はグルカゴンの分泌及び／又は作用による糖質代謝である、請求項１～１１のいずれか一項に記載の組成物。
  13. 　前記糖質代謝が、インスリン抵抗性又は感受性、あるいは耐糖能で表される糖質代謝である、請求項１～１２のいずれか一項に記載の組成物。
  14. 　前記Ｄ－アミノ酸の由来が共生細菌である、請求項１又は２に記載の組成物。
  15. 　前記対象が、糖質代謝異常症を有する対象である、請求項１又は２に記載の組成物。
  16. 　前記糖質代謝異常症が糖尿病である、請求項１５に記載の組成物。
  17. 　前記対象が、糖尿病合併症を有する対象である、請求項１又は２に記載の組成物。
  18. 　糖尿病合併症が、網膜症、腎症、神経障害、及び動脈硬化からなる群から選択される、請求項１７に記載の組成物。
  19. 　医薬品である、請求項１～１８のいずれか１項に記載の組成物。
  20. 　食品である、請求項１～１９のいずれか１項に記載の組成物。
  21. 　前記食品が、保健機能食品またはダイエタリーサプリメントである、請求項２０に記載の組成物。
  22. 　前記保健機能食品が、特定保健用食品または栄養機能食品である、請求項２１に記載の組成物。
  23. 　血圧の改善を伴う、請求項１～２２のいずれか１項に記載の組成物。
  24. 　対象の生体中のＤ－アミノ酸の量の制御剤を有効成分として含む、血圧の調整のための組成物。
  25. 　前記血圧の調整が、血圧の低下である、請求項２４に記載の組成物。
  26. 　対象の生体中のＤ－アミノ酸の量のモニタリングにより、対象の糖質代謝の状態を評価する方法。
  27. 　前記対象が糖質代謝異常症を有する対象である、請求項２６に記載の方法。
  28. 　前記糖質代謝異常症が糖尿病である請求項２７に記載の方法。
  29. 　対象における糖質代謝の調整方法であって、
    　それを必要とする対象に、生体内のＤ－アミノ酸の量の制御剤を投与すること
    を含む、方法。
  30. 　糖質代謝の調整用の医薬組成物の製造のための、生体中のＤ－アミノ酸の量の制御剤の使用。
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US20150150836A1 (en) * 2013-11-22 2015-06-04 Regents Of The University Of Minnesota Methods to treat dysregulated blood glucose disorders
JP2017207490A (ja) * 2016-05-17 2017-11-24 国立大学法人大阪大学 糖尿病を判定するための血液試料の分析方法及びシステム

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