説明

インスリン過剰分泌抑制剤

【課題】安全かつ効果の高いインスリン過剰分泌抑制剤を提供すること。
【解決手段】本発明によれば、アスタキサンチンおよび/またはそのエステルを有効成分として含む、新たなかつ非常に効果が高い安全かつ効果の高いインスリン過剰分泌抑制剤が提供される。高脂肪食の摂取継続時においても、本発明のインスリン過剰分泌抑制剤を併用することにより、脂肪組織において脂肪分解の抑制が阻害され、脂肪合成の促進も阻害され、あるいは脂肪組織への糖の取り込みが抑制されるため、脂肪細胞への脂肪の蓄積が抑制される。したがって、インスリン過剰分泌が関与する種々の疾病・症状を予防または改善することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、インスリン過剰分泌抑制剤に関する。より詳細には、アスタキサンチンおよび/またはそのエステルを有効成分として含有する、インスリン過剰分泌抑制剤、脂肪組織における脂肪分解抑制または脂肪合成促進の阻害剤、および脂肪組織への糖の取り込み阻害剤に関する。
【背景技術】
【0002】
インスリンは、膵臓のランゲルハンス島のβ細胞で産生されて分泌されるペプチドホルモンであり、主に筋肉(骨格筋および心筋)、脂肪組織、および肝臓に作用する。インスリンは、筋肉細胞や脂肪細胞に存在するインスリン受容体に結合すると、チロシンキナーゼが活性化され、細胞内部に情報が伝達されて、種々の活性(生理作用)が生じる。脂肪組織におけるインスリンの生理作用としては、糖の取り込みおよび利用の促進、ならびに脂肪の合成促進および分解抑制などが知られている。
【0003】
脂肪細胞に脂肪が蓄積すると、脂肪細胞から種々のアディポカイン(例えば、TNFα、レジスチンなど)が分泌され、インスリン抵抗性(インスリン感受性の低下)が引き起こされる。その結果、血糖値を十分に低下させられなくなるので、血糖値を制御するためにインスリンが過剰分泌される。脂肪組織においては、過剰のインスリンにより、脂肪の分解が抑制されるため、または脂肪の合成が促進されるため、さらに脂肪が蓄積する。あるいは、インスリンにより脂肪細胞への糖の取り込みが促進され、解糖系を経て脂肪細胞中に脂肪が蓄積する。こうして、インスリンの過剰分泌により脂肪細胞はさらに脂肪が蓄積して肥大する。このように、インスリンと脂肪代謝とは、非常に関係が深い。
【0004】
ところで、カロテノイドは、抗酸化作用を有し、種々の生理活性が注目されている天然物質である。しかし、カロテノイド自体についてのインスリンに対する作用の検討はほとんど行われていない。野菜または果実由来のカロテノイドが、インスリン誘導時における前駆脂肪細胞からの脂肪細胞への分化を抑制することが報告されているにすぎない(特許文献1)。
【特許文献1】特開2003−95930号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、安全かつ効果の高い、インスリン過剰分泌抑制剤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、アスタキサンチンおよび/またはそのエステルを有効成分として含有する、インスリン過剰分泌抑制剤、脂肪組織における脂肪分解抑制または脂肪合成促進の阻害剤、および脂肪組織への糖の取り込み阻害剤を提供する。
【0007】
本発明はさらに、アスタキサンチンおよび/またはそのエステルを有効成分として含有する、インスリン過剰分泌が関与する疾病・症状の予防・改善剤を提供する。
【0008】
1つの実施態様では、上記アスタキサンチンおよび/またはそのエステルは、ヘマトコッカス属に属する微細藻類由来である。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、新たなかつ非常に効果が高いインスリン過剰分泌抑制剤が提供される。高脂肪食の摂取継続時においても、本発明のインスリン過剰分泌抑制剤を併用することにより、脂肪組織において脂肪分解の抑制が阻害され、または脂肪合成の促進も阻害されるため、脂肪の蓄積が抑制される。あるいは、インスリンの過剰分泌が抑制されることにより、脂肪組織への糖の取り込みが抑制され、脂肪細胞への脂肪の蓄積が抑制される。したがって、インスリン過剰分泌が関与する肥満が抑制され、さらに肥満によって引き起こされる危険性が高い種々の生活習慣病をも予防することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
本発明のインスリン過剰分泌抑制剤に含まれるアスタキサンチンおよび/またはそのエステルは、以下の式:
【0011】
【化1】

【0012】
(ここで、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子または脂肪酸残基である)で示されるカロテノイドの一種である。アスタキサンチンのエステルとしては、特に限定されないが、例えば、パルミチン酸、ステアリン酸などの飽和脂肪酸、あるいはオレイン酸、リノール酸、α−リノレン酸、γ−リノレン酸、ビスホモ−γ−リノレン酸、アラキドン酸、エイコサペンタエン酸、ドコサヘキサエン酸などの不飽和脂肪酸のモノエステルまたはジエステルが挙げられる。これらは単独でまたは適宜組み合わせて用いることができる。アスタキサンチンは、β−カロチンの骨格の両端にオキソ基とヒドロキシ基とを余分に有する構造であるため、β−カロチンとは異なり、分子の安定性が低い。これに対し、両端のヒドロキシ基が不飽和脂肪酸などでエステル化されたエステル体(例えば、オキアミ抽出物)はより安定である。
【0013】
本発明に用いられるアスタキサンチンおよび/またはそのエステルは、化学的に合成されたものであっても、あるいは天然物由来のもののいずれであってもよい。後者の天然物としては、アスタキサンチンおよび/またはそのエステルを含有する赤色酵母;ティグリオパス(赤ミジンコ)、オキアミなどの甲殻類の殻;緑藻類などの微細藻類などが挙げられる。本発明においては、アスタキサンチンおよび/またはそのエステルの特性を利用できるものであれば、どのような方法で生産されたアスタキサンチンおよび/またはそのエステルを含有する抽出物をも使用することができる。一般的には、これらの天然物からの抽出物が用いられ、抽出エキスの状態であっても、また必要により適宜精製したものであってもよい。本発明においては、このようなアスタキサンチンおよび/またはそのエステルを含有する粗抽出物や破砕粉体物、あるいは必要により適宜精製されたもの、化学合成されたものを、単独でまたは適宜組み合わせて用いることができる。化学的安定性を考慮すると、好ましくはエステル体が用いられる。
【0014】
本発明のインスリン過剰分泌抑制剤は、脂肪組織において脂肪分解の抑制を阻害し、あるいは脂肪合成の促進も阻害するため、脂肪組織における脂肪分解抑制または脂肪合成促進の阻害剤としても用いられ得る。さらに、インスリンの過剰分泌が抑制されることにより、脂肪組織への糖の取り込みも抑制されるため、脂肪組織への糖の取り込み阻害剤としても用いられ得る。また、インスリン過剰分泌が関与する疾病・症状の予防・改善剤としても有用である。インスリン過剰分泌が関与する疾病・症状としては、例えば、高脂血症、動脈硬化症、高血圧症、心筋梗塞、脳血管障害、脳梗塞、狭心症、膵臓炎、糖尿病、脂肪肝、代謝異常、肥満症などの種々の生活習慣病などが挙げられる。
【0015】
本発明のインスリン過剰分泌抑制剤、脂肪組織における脂肪分解抑制または脂肪合成促進の阻害剤、脂肪組織への糖の取り込み阻害剤、またはインスリン過剰分泌が関与する疾病・症状の予防・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使用することができる。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。
【0016】
本発明のインスリン過剰分泌抑制剤、脂肪組織における脂肪分解抑制または脂肪合成促進の阻害剤、脂肪組織への糖の取り込み阻害剤、またはインスリン過剰分泌が関与する疾病・症状の予防・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、アスタキサンチンフリー体換算で、経口投与の場合、1日あたり0.1mg〜2g、好ましくは4mg〜500mg、一方、非経口投与の場合、1日あたり0.01mg〜1g、好ましくは0.1mg〜500mgで投与され得る。
【0017】
本発明のインスリン過剰分泌抑制剤、脂肪組織における脂肪分解抑制または脂肪合成促進の阻害剤、脂肪組織への糖の取り込み阻害剤、またはインスリン過剰分泌が関与する疾病・症状の予防・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、機能性食品、栄養補助剤、飲食物などとして使用することができる。医薬部外品または化粧品として使用する場合、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使用され得る。あるいは、機能性食品、栄養補助剤、または飲食物として使用する場合、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。
【実施例】
【0018】
(調製例1:アスタキサンチンモノエステルの調製)
アスタキサンチンモノエステルを、次のように調製した。ヘマトコッカス・プルビアリス(Haematococcus pulvialis)K0084株を、25℃にて光照射条件下3%COを含むガスを通気しながら栄養ストレス(窒素源欠乏)をかけて培養し、シスト化した。シスト化した細胞を、当業者が通常用いる手段によって破砕し、エタノールで油性画分を抽出した。抽出物は、アスタキサンチン類の他に、トリグリセリドなどの脂質を含んでいた。抽出物を、合成樹脂吸着剤を用いるカラムクロマトグラフィーにかけて、アスタキサンチンのモノエステルを含む精製物を得た。この精製物をHPLCによって分析し、このアスタキサンチンモノエステル精製物が、分子量858のモノエステルを主成分として含み、アスタキサンチンの遊離体およびジエステル体を含まず、わずかにジグリセリドを含んでいることを確認した。
【0019】
(実施例1:高脂肪食負荷肥満モデルマウスに対するアスタキサンチンモノエステルの効果)
アスタキサンチンを高脂肪食負荷肥満モデルマウスに投与し、体重変化、皮下脂肪量(鼠径部および背部)、内臓脂肪量(生殖器周囲および腎臓周囲)、肝臓重量、および血中インスリン濃度について、以下のように検討した。
【0020】
日本チャールズリバーより購入したC57BL/6J系マウス(SPF)の4週齢の雄を用いた。マウスは、8日間予備飼育して5週齢時から試験に供した。平均体重が等しくなるように、1群8匹として通常食群、高脂肪食群、および高脂肪食+アスタキサンチン(AX)群の3群に分けた。
【0021】
予備飼育期間中は普通粉末飼料(MF、オリエンタル酵母)を、16週間の試験期間中は普通粉末飼料または以下の表1に示す組成の高脂肪食飼料を与えた。飲料水は滅菌蒸留水を給水瓶で自由に与えた。
【0022】
【表1】

【0023】
上記調製例1で調製したアスタキサンチンモノエステルをオリーブ油(和光純薬工業)に溶解して、60mg/mLの溶液を作製した。高脂肪食+AX群にはこの溶液を、他の2群にはオリーブ油を、それぞれ0.05mL/10g体重となるように、試験開始時(5週齢時)から21週齢時までの16週間にわたって毎日、マウス用経口ゾンデを用いて強制経口投与した。
【0024】
試験期間中、週に1回体重計にて体重を測定した。試験終了時に体重を測定した後、一晩絶食させ、ヘパリンNa添加の注射筒を用いて心臓より採血した。採血後直ちに、遠心分離により血漿を分離し、得られた血漿を−80℃に凍結保存した。次いで、肝臓、鼠径部脂肪組織、生殖器周囲脂肪組織、腎臓周囲脂肪組織および背部脂肪組織を採取し、重量を測定した。次いで、試験終了時に採血した血漿を用いて血中のインスリン濃度を、市販のキット(レビス インスリン−マウスT:株式会社シバヤギ)を用いて測定した。
【0025】
得られた各種データは、群毎の平均値±標準誤差で示した。高脂肪食群に対する高脂肪食+AX群または通常食群の統計学的有意差を検定するため、解析ソフト(Stat View,Abacus Inc., USA)を用いて多重比較検定(ANOVA)を行い、Fisher's PLSD法である多重比較検定を行いて群間の比較を行った。統計的有意差は、p<0.05の場合を有意であるとした。
【0026】
試験開始から16週間のマウスの体重の経時変化を、図1に示す。高脂肪食群では、通常食群と比較して、著しく体重が増加していた。高脂肪食+AX群では、通常食群よりも大きく体重が増加していたが、高脂肪食群よりも体重の増加が抑制されている傾向が認められた。
【0027】
各群のマウスの皮下脂肪および内臓脂肪の重量を、図2に示す。図2より、高脂肪食の摂取により皮下脂肪および内臓脂肪ともに非常に脂肪蓄積量が多くなるが、アスタキサンチンを併用することによって、脂肪の蓄積が有意に抑制されたことがわかる。
【0028】
各脂肪組織および肝臓の重量の体重に対する割合を、図3に示す。高脂肪食の摂取により、脂肪組織はいずれも体重に対する割合が激増するが、アスタキサンチンを併用することにより、その増加が有意に抑制された。また、肝臓重量については、高脂肪食の摂取により体重に対する割合が小さくなるが、アスタキサンチンの併用により、通常食と同様の割合に近づくことがわかった。
【0029】
各群のマウスにおける血中のインスリン濃度を、図4に示す。高脂肪食群では、インスリン濃度が非常に高くなっていた。脂肪を蓄積した脂肪細胞からアディポカインが分泌されることにより、インスリン感受性低下(インスリン抵抗性)状態になり、血糖値を十分に低下させることができなくなる。そこで、血糖値を制御するために、インスリンが過剰分泌されたと考えられる。また、インスリンには、脂肪組織における脂肪分解の抑制作用、脂肪合成の促進作用、および脂肪組織への糖の取り込み促進作用があるため、インスリンの過剰分泌により、脂肪の蓄積が促進され、さらに脂肪が蓄積されるという結果が示された(図2および3参照)。一方、高脂肪食+AX群では、インスリン濃度は、高脂肪食群と比較して非常に抑制されており、このため、各脂肪組織における脂肪量の増加が抑制されていると考えられる。
【0030】
(参考例1:HUVECに対する50%致死濃度の測定)
ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)(ATCC CRL−1730)を、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクションから入手し、1%Antibiotic-Antimycotic(GIBCO BRL, USA)を添加した10%ウシ胎児血清含有Endothelial Cell Growth Medium(CELL APPLICATIONS, USA))中、5%CO雰囲気下、37℃にて予備培養した。
【0031】
Matrigelマトリックス(BD Biosciences, USA)を融解して氷上で4℃にて保持し、そして50μLのマトリックスを96ウェル組織培養プレートの各ウェルに移した。プレートを37℃にて少なくとも1時間インキュベートして、マトリックス溶液を固化させた。
【0032】
一方、上記調製例1で得たアスタキサンチンモノエステルを、ジメチルスルホキシド(DMSO)に溶解し、次いで蒸留水で希釈して、40(v/v)%DMSO中に25000、2500、250、25、および2.5μMのアスタキサンチンモノエステルを含むストック試験溶液を調製した。
【0033】
100μLのHUVEC懸濁液(約2.5×10細胞/ウェル)を、5%CO雰囲気下37℃にて96ウェルのMatrigelプレートに入れた。24時間後、100μLの増殖培地および上記の各ストック試験溶液またはベヒクル(40(v/v)%DMSO)2μLずつを、各2つのウェルに添加し、さらに72時間インキュベートした。DMSOおよびアスタキサンチンモノエステルの最終濃度は、250、25、2.5、0.25、および0.025μMであった。
【0034】
インキュベーション終了後、20μLの90%alamarBlue試薬を個々のウェルに添加し、さらに6時間インキュベートした。次いで、各ウェルの蛍光強度を、Spectrafluor Plusプレートリーダーを用いて、励起波長530nmおよび発光波長590nmにて測定し、生存細胞数を計数した。これは、生存細胞が、alamarBlueを非蛍光性の酸化型(青)から蛍光性の還元型(赤)に変化させる能力に基づく。なお、50%致死濃度は、実験開始時の細胞数の50%になる濃度を算出した。
【0035】
この結果、HUVECに対するアスタキサンチンモノエステルの50%致死濃度(LC50)は250μM(DMSOへの最大溶解濃度)以上であり、毒性が低いことがわかった。
【産業上の利用可能性】
【0036】
本発明によれば、新たなかつ非常に効果が高いインスリン過剰分泌抑制剤が提供される。高脂肪食の摂取継続時においても、本発明のインスリン過剰分泌抑制剤を併用することにより、脂肪組織において脂肪分解の抑制が阻害され、または脂肪合成の促進も阻害されるため、脂肪の蓄積が抑制される。あるいは、インスリンの過剰分泌が抑制されることにより、脂肪組織への糖の取り込みが抑制され、脂肪細胞への脂肪の蓄積が抑制される。したがって、インスリン過剰分泌により引き起こされる肥満が抑制され、さらに肥満によって引き起こされる危険性が高いと考えられる高脂血症、動脈硬化症、高血圧症、心筋梗塞、脳血管障害、脳梗塞、狭心症、膵臓炎、脂肪肝、代謝異常などの種々の生活習慣病の予防・改善剤としても有用であり得る。
【0037】
本発明のインスリン過剰分泌抑制剤、脂肪組織における脂肪分解抑制または脂肪合成促進の阻害剤、脂肪組織への糖の取り込み阻害剤、またはインスリン過剰分泌が関与する疾病・症状の予防・改善剤の有効成分であるアスタキサンチンおよび/またはそのエステルは食経験が長く、毒性が非常に低いため、安全性が極めて高い。したがって、医薬品として使用されるだけでなく、健康食品などとして日常的に予防的に用いられ得る。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】試験開始から16週間のマウスの体重の経時変化を示すグラフである。
【図2】試験終了時の各群のマウスの皮下脂肪および内臓脂肪の重量を示すグラフである。
【図3】試験終了時の各群のマウスの各脂肪組織および肝臓の重量の体重に対する割合を示すグラフである。
【図4】試験終了時の各群のマウスにおける血中のインスリン濃度を示すグラフである。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
アスタキサンチンおよび/またはそのエステルを有効成分として含有する、インスリン過剰分泌抑制剤。
【請求項2】
前記アスタキサンチンおよび/またはそのエステルが、ヘマトコッカス属に属する微細藻類由来である、請求項1に記載のインスリン過剰分泌抑制剤。
【請求項3】
アスタキサンチンおよび/またはそのエステルを有効成分として含有する、脂肪組織における脂肪分解抑制または脂肪合成促進の阻害剤。
【請求項4】
アスタキサンチンおよび/またはそのエステルを有効成分として含有する、脂肪組織への糖の取り込み阻害剤。
【請求項5】
アスタキサンチンおよび/またはそのエステルを有効成分として含有する、インスリン過剰分泌が関与する疾病・症状の予防・改善剤。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2007−186487(P2007−186487A)
【公開日】平成19年7月26日(2007.7.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−44109(P2006−44109)
【出願日】平成18年2月21日(2006.2.21)
【出願人】(000010076)ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
【Fターム(参考)】