【実施例】
【0050】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。実施例の数値は、同条件の試験を2回以上行った平均値である。
【0051】
(製造例1:大豆発酵抽出物の製造)
<大豆発酵物の調製>
大豆を水で洗浄し、水に17時間浸漬し十分に吸水させた。大豆が吸水し十分に柔らかくなったことを確認し、豆挽機(スーパーマスコロイダー、増幸産業株式会社製)を用いて水とともに大豆を摩砕した。前記摩砕には、セラミック製高速グラインダーを用いた。
摩砕された大豆をステンレス製のタンクに移し、均一になるように攪拌した。その後、摩砕大豆懸濁液をよく撹拌しながら100℃で20分間加熱した。加熱後、絞り器(KM−1000、ミナミ産業株式会社製)を用いて摩砕大豆懸濁液から液相を除去し、固相(大豆固形画分)を回収した。このとき、液相の除去は、自然落下によって行った。得られた大豆固形画分100kgを適度に加温し、十分に攪拌した後に、納豆菌(成瀬醗酵化学研究所から入手)0.2L(菌数:1.0×10
10個)を均一に添加した。納豆菌接種後の大豆固形画分をステンレス容器又はポリエチレン袋に移し、通気性を確保した状態で、40℃の恒温培養器又は恒温室内で18時間発酵を行った。得られた大豆発酵物は、使用時まで冷凍保管した。
【0052】
<大豆発酵抽出物の調製>
ステンレス製のタンクに95体積%エタノール水溶液3,000Lを入れ、70℃に加温した。次いで、前記大豆発酵物900kgを投入し、18時間静置した。静置後、40℃まで冷却し、2時間撹拌した。攪拌終了後、フィルタープレスを用いて濾過を行い、澄明な濾液を回収した。この濾液を330Lになるまで減圧濃縮し、大豆発酵抽出物を得た。
【0053】
<モロヘイヤ抽出物の調製>
ステンレス製のタンクに水2,050Lを入れ、70℃に加温した。続いて乾燥モロヘイヤ粉砕物(モロヘイヤ末、福田龍株式会社製)63kgを投入し、90℃まで加温後、1時間撹拌した。攪拌終了後、遠心分離機を用いて固液分離を行った。液層のみを回収し、フィルタープレスを用いて濾過を行い、澄明な濾液(モロヘイヤ抽出物)2,500Lを得た。
【0054】
<被験物質の調整>
前記大豆発酵抽出物と前記モロヘイヤ抽出物とをステンレス製のタンク内で混合した。この混合液を750Lになるまで減圧濃縮した。その後、クエン酸ナトリウムを用いてpHを3.7に調整した。pH調整後、90℃で10分間加熱殺菌し、10℃で12時間静置させた。その後、フィルタープレス及び0.5μmラインフィルターを組み合わせて濾過を行い、澄明な溶液を回収した。Brix値は、9.3〜9.7に調整した。Brix値調整後、90℃で10分間加熱殺菌し、0.5μmラインフィルターを用いて精密濾過した。このようにして得られた大豆発酵抽出物を含有する組成物(以下、「大豆発酵組成物」と称することもある)を以下の実施例において使用した。
【0055】
(実施例1:β−セクレターゼ阻害作用)
製造例1で得られた大豆発酵組成物を被験物質として、β−セクレターゼ阻害活性を測定した。測定は、TR−FRET BASE1 Assay Kit(インビトロジェン社製)を用いた蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)測定により行った。即ち、20μLのβ−セクレターゼ(BACE1)(2.1U/mL)、20μLのフルオロセイン標識BASE1基質(600nmol/L)、及び各濃度に希釈した被験物質(希釈倍率は、それぞれ4倍、8倍及び16倍)20μLを混合し、暗所において室温で60分間インキュベーションした。次いで、20μLのテルビウム標識抗ビオチン抗体(20nmol/L)を加え、暗所において室温で60分間インキュベーションした後、プレートリーダー(スペクトラフルオ、テカン社製)を用いて励起波長360nm(Ex)、測定波長535nm(Em1)乃至495nm(Em2)で発光強度を測定した。対照としては、前記被験物質に代えて同量の純水を加えた。なお、β−セクレターゼ活性の阻害率は、以下の式から算出した。結果を
図1に示す。
β−セクレターゼ阻害率(%)=[1−{(対照のEm1/対照のEm2)/(被験物質のEm1/被験物質のEm2)}]×100
Em1:測定波長535nmにおける測定値
Em2:測定波長495nmにおける測定値
【0056】
図1から、本発明の組成物は、β−セクレターゼ(BASE1)の活性を抑制することが分かった。これまで、β−セクレターゼ阻害剤については、動物実験において脳内のβ−アミロイドの蓄積を低減できることが示されている(非特許文献4及び5参照)。したがって、本発明の組成物は、β−セクレターゼの活性を阻害することにより、β−アミロイドの生成を抑制でき、アルツハイマー型認知症の予防、改善乃至治療に有効であると考えられる。
【0057】
(実施例2:β−アミロイド凝集抑制作用)
製造例1で得られた大豆発酵組成物を被験物質として、β−アミロイド凝集抑制活性を測定した。アルツハイマー病の原因物質であるβ−アミロイドは、アミノ酸が40残基又は42残基で構成されており、それぞれβ−アミロイド(1−40)及びβ−アミロイド(1−42)と呼ばれている。β−アミロイドを試験管内でインキュベーションすることにより、β−アミロイドの自発的な重合が生じ、βシート構造に富んだ不溶性のアミロイド凝集体が形成される。
本実施例においては、β−アミロイド(1−42)を用い、自然に形成されるアミロイド凝集体を定量するキットを用いて測定した。即ち、リン酸カルシウム緩衝液(50mmol/L)で20μmol/Lに調整したβ−アミロイド(1−42)(株式会社ペプチド研究所製)、及び純水で各濃度に調整した被験物質(希釈倍率は、それぞれ4倍、8倍及び16倍)それぞれ24.5μLずつを96ウェルプレートに添加して混合し、85rpmで攪拌しながら37℃で24時間インキュベートした。インキュベート後、凝集したβ−アミロイドを、凝集タンパク質に特異的なクロスβシート構造と結合することで蛍光を発する試薬を用いた定量キット(ProteoStat Protein Aggregation Assay;コスモバイオ社製)により、キットの説明書に準じて測定した。即ち、Detection reagent loading solutionを2μLずつ前記プレートの各ウェルに添加し、遮光して室温で15分間インキュベーション後、プレートリーダー(スペクトラフルオ、テカン社製)を用いて励起波長485nm、測定波長595nmで発光強度を測定した。被験物質の代わりに純水で処理した対照の値と比較することにより阻害率を算出した。具体的には、下記式からβ−アミロイド凝集阻害率(%)を求めた。結果を
図2に示す。
β−アミロイド凝集阻害率(%)={(対照蛍光強度−被験物質蛍光強度)/対照蛍光強度}×100
【0058】
図2から、本発明の組成物は、神経細胞に障害を与えるβ−アミロイド凝集体の生成を抑制できることが分かった。これまでに、β−アミロイド凝集抑制剤は、臨床試験の第2相試験において、特定の遂行機能の改善作用が示されている(非特許文献5参照)。したがって、本発明の組成物は、β−アミロイドの凝集を抑制することにより、アルツハイマー型認知症の予防、改善乃至治療に有効であると考えられる。
【0059】
(実施例3:凝集β−アミロイドによる神経細胞障害に対する保護作用)
製造例1で得られた大豆発酵組成物を被験物質として、凝集β−アミロイドによる神経細胞障害に対する保護作用を試験した。ラット副腎褐色腫細胞(PC−12;ヒューマンサイエンス研究資源バンクから入手可能)を10%馬胎児血清及び5%牛胎児血清を含んだDMEM培地に懸濁して1×10
4個/mLの濃度に調整し、96ウェルプレートに100μL/ウェルで播種した。神経成長因子(NGF;シグマ社製)を50ng/mLで細胞に添加し、48時間、5%CO
2インキュベーターで培養して神経細胞に分化誘導させた。分化誘導した細胞に各濃度に希釈した被験物質(希釈倍率は、それぞれ4倍、8倍及び16倍)を添加し、24時間後にβ−アミロイド(1−42)(株式会社ペプチド研究所製)20μmol/Lを添加し、更に24時間培養した。培養終了後、細胞増殖キット(Cell Proliferation Kit I(MTT);ロシュ社製)を用いたMTT法により細胞生存率を求めた。なお、対照として、前記被験物質に代えて同量の純水を添加した対照(Aβ+)、並びに前記被験物質及びβ−アミロイド(1−42)に代えて同量の純水を添加した対照(Aβ−)も同様に評価した。結果を
図3に示す。
【0060】
図3から、対照においてβ−アミロイドを培養細胞へ添加することにより、培養液中でβ−アミロイド凝集体が形成され細胞生存率の顕著な低下が認められた。一方、本発明の組成物を培養細胞に添加した場合には、β−アミロイドを添加された細胞の生存率の上昇が認められた。このことから、本発明の組成物は、凝集β−アミロイドの神経細胞障害に対し、保護作用を有すると考えられる。
【0061】
(実施例4:酸化ストレスによる細胞障害に対する保護作用)
製造例1で得られた大豆発酵組成物を被験物質として、酸化ストレスによる細胞障害に対する保護作用を試験した。ラット副腎褐色腫細胞(PC−12;ヒューマンサイエンス研究資源バンクから入手可能)を、10%馬胎児血清及び5%牛胎児血清を含んだDMEM培地に懸濁し、96ウェルのマイクロプレートに1ウェル当たり1×10
5個/80μLで播種し、37℃、5%CO
2インキュベーターで24時間培養した。PC−12については神経成長因子(NGF;シグマ社製)を50ng/mLで細胞に添加して培養し、神経細胞に分化させた。培養後、培地を無血清のDMEM培地80μLに置換し、各濃度に希釈した被験物質(希釈倍率は、それぞれ4倍、8倍及び16倍)10μLを添加して1時間培養した。酸化ストレス誘導剤として、20mmol/Lの2,2’−Azobis(2−amidinopropane)Dihydrochloride(AAPH;フナコシ株式会社製)を10μL添加し、更に3時間培養した。培養後、細胞の生存率をCell Proliferation Kit I(MTT)(ロシュ社製)を用いたMTT法により求めた。なお、対照として、前記大豆発酵組成物に代えて同量の純水を添加した対照(AAPH+)、並びに前記大豆発酵組成物及びAAPHに代えて同量の純水を添加した対照(AAPH−)も同様に評価した。結果を
図4に示す。
【0062】
図4より、対照においては、AAPHによる酸化ストレス負荷により細胞生存率の低下が認められた。一方、本発明の組成物を細胞に添加しておくことにより、AAPH処理された細胞の生存率の上昇が認められ、活性酸素による細胞障害から細胞を保護することが示された。したがって、本発明の組成物は、酸化ストレスによって誘導される神経細胞障害を抑制できると考えられる。
【0063】
(実施例5:小胞体ストレス誘導細胞障害に対する保護作用)
製造例1で得られた大豆発酵組成物を被験物質として、小胞体ストレス誘導細胞障害に対する保護作用を試験した。小胞体ストレスの誘導には、タンパク質の糖鎖修飾阻害により小胞体ストレスを誘導することが知られているツニカマイシンを用いた。
ラット副腎褐色腫由来PC−12細胞(ヒューマンサイエンス研究資源バンクから入手可能)を10%馬胎児血清及び5%牛胎児血清を含んだDMEM培地に懸濁して1×10
4個/mLの濃度に調整し96ウェルプレートに100μL/ウェルで播種した。神経成長因子(NGF;シグマ社製)を50ng/mLで細胞に添加し、48時間、5%CO
2インキュベーターで培養して神経細胞に分化誘導させた。培養培地を除去し、1%牛胎児血清を含むDMEM培地を80μL添加し、純水で各濃度に調整した被験物質(希釈倍率は、それぞれ4倍、8倍及び16倍)10μLを添加して1時間培養した。培養後、2.0μg/mLのツニカマイシン(和光純薬工業株式会社製)10μLを添加して24時間、5%CO
2インキュベーターで培養してタンパク質の糖鎖修飾阻害による小胞体ストレスを誘導した。各ウェルの培地を除去し、1%牛胎児血清を含むDMEM培地を90μL添加し、Cell Counting kit−8(WST−8、株式会社同仁化学研究所製)を用いて細胞生存率を求めた。なお、対照として、前記大豆発酵組成物に代えて同量の純水を添加した対照(ツニカマイシン+)、並びに前記大豆発酵組成物及びAAPHに代えて同量の純水を添加した対照(ツニカマイシン−)も同様に評価した。結果を
図5に示す。
【0064】
図5から、対照においては、細胞のツニカマイシン処理により小胞体ストレス誘導による生存率の低下が認められた。一方、本発明の組成物を細胞に添加しておくことにより、ツニカマイシン処理された細胞生存率の上昇が認められた。この結果から、本発明の組成物は、変性タンパク質の小胞体蓄積による細胞障害を抑制できると考えられる。
【0065】
(実施例6:アセチルコリンエステラーゼ(AChE)阻害作用)
製造例1で得られた大豆発酵組成物を被験物質としてAChE阻害活性を測定した。AChE阻害試験は、Ferreira Aら(J. Ethnopharmacol. 108(1)、31−37、2006)の方法に従って行った。即ち、0.28U/mLのAChE溶液5μLに各濃度に希釈した被験物質(希釈倍率は、それぞれ4倍、8倍及び16倍)20μLを加え、3分間処理した。処理後、1.5mmol/Lの発色剤(5,5’−ジチオビス−2−ニトロベンゾイックアシッド(DTNB);シグマ社製)と1.5mmol/Lの基質(ヨウ化アセチルチオコリン(AChI);シグマ社製)の混合液140μLを加え、室温で15分間インキュベーションした後、AChEによる前記基質の加水分解反応によって生じる黄色に呈色するアニオン(TNB)の412nmにおける吸光度を測定した。被験物質に代えて同量の純水を用いた値を対照の値とし、その値と比較することにより阻害率の値を算出した。具体的には、下記式からAChE阻害率(%)を求めた。結果を
図6に示す。
AChE阻害率(%)={(対照吸光度−被験物吸光度)/対照吸光度}×100
【0066】
図6から、本発明の組成物は、AChEの活性を阻害できることが分かった。アセチルコリンエステラーゼ阻害剤は、例えば、ドネペジル(Aricept(登録商標)、ファイザー社製)、リバスチグミン(Exelon(登録商標)、ノバルティス社製)、ガランタミン(Razadyne Reminyl(登録商標)、ジョンソン・エンド・ジョンソン社製)、及びタクリン(Cognex(登録商標)、ワーナー・ランバート社製)が臨床で使用されており、症状の改善、及び進行を遅らせることができる(非特許文献11参照)。したがって、本発明の組成物は、神経伝達物質であるアセチルコリンの分解を抑制し、アセチルコリンの濃度を高めることによってコリン作動性神経の機能低下を防げることができ、アルツハイマー型認知症の予防、改善乃至治療に有効であると考えられる。
【0067】
(実施例7:神経突起伸長作用)
ラット副腎褐色腫由来PC−12細胞(ヒューマンサイエンス研究資源バンクから入手可能)を10%馬胎児血清及び5%牛胎児血清を含んだDMEM培地に懸濁し、コラーゲンコートした24ウェルのマイクロプレート(コラーゲンIコーティングプレート、ヌンク社製)に1×10
4個の細胞(100μL)を播種して5%CO
2インキュベーターで24時間培養した。各ウェルの培地を除去し、10%馬胎児血清及び10%牛胎児血清を含むDMEM培地450μLに置換し、各濃度に希釈した被験物質(希釈倍率は、それぞれ8倍、16倍及び32倍)を50μL添加した。陽性対照としては、前記被験物質に代えて、50ng/mL又は100ng/mLで神経成長因子(NGF;シグマ社製)を添加し、陰性対照としては、前記被験物質に代えて同量の純水を添加した。上記処理を行った細胞を5%CO
2インキュベーターで3日間培養した後、顕微鏡にて観察し、神経突起形成を目視で確認後、写真撮影した。また、1視野中の全細胞数及び神経突起を形成している細胞をカウントし、神経突起を形成している細胞の割合を算出した。結果を
図7に示す。また、陰性対照(未処理)の細胞の写真を
図8Aに、16倍希釈した大豆発酵組成物で処理した細胞の写真を
図8Bに示す。
【0068】
図7から、本発明の組成物は、神経突起伸長作用を有することが分かった。この作用は、32倍希釈液においても陽性対照として用いた100ng/mLのNGFと同等の効果であり、濃度を上げると更に強い伸長作用が認められた。この結果から、本発明の組成物は、神経細胞の突起伸長を誘導し、神経伝達能を改善できると考えられる。
【0069】
(実施例8:ACE阻害作用)
製造例1で得られた大豆発酵組成物を被験物質として、ACE阻害活性をACE kit−WST(株式会社同仁化学研究所製)を用い、キットの説明書に準じて測定した。
具体的には、各ウェルに各濃度に希釈した被験物質(希釈倍率は、16倍から2,048倍)、又は純水(blank1、blank2)を20μLずつ入れた。次いで、各ウェルにSubstrate bufferを20μLずつ加えた。blank2のウェルには、純水を20μLずつ加え、サンプル(被験物質)溶液を入れたウェルとblank1のウェルには、Enzyme working solutionを20μLずつ加えた。各ウェルを37℃で60分間インキュベートした後、各ウェルにIndicator working solutionを200μLずつ加えた。更に室温で10分間インキュベートし、プレートリーダーで450nmの吸光度を測定した。ACE活性阻害率(%)は、下記の計算式により求めた。結果を
図9に示す。
ACE活性阻害率(%)={(A
blank1−A
sample)/(A
blank1−A
blank2)}×100
A
sample:サンプル(被験物質)の450nmの吸光度
A
blank1:blank1の450nmの吸光度
A
blank2:blank2の450nmの吸光度
【0070】
図9から本発明の組成物は、ACEの活性を阻害できることが分かった。この結果から、本発明の組成物は、アンジオテンシンIIの生成を抑制して、アルツハイマー病の危険因子である高血圧症を予防、改善乃至治療できると考えられる。
【0071】
(実施例9:AGE生成阻害作用)
製造例1で得られた大豆発酵組成物を被験物質として、希釈倍率4倍、2倍、又は1倍のAGE生成阻害率を以下の方法により測定した。
10質量%グリシン(和光純薬工業株式会社製)450μL、10質量%グルコース(和光純薬工業株式会社製)450μL、及び被験物質100μLを混合して60℃反応させた。24時間反応させた後、波長450nmで吸光度を測定した。対照には同量の純水を用い、AGE生成阻害率は、次の式により算出した。結果を
図10に示す。
AGE生成阻害率(%)={(対照吸光度−被験物質吸光度)/対照吸光度}×100
【0072】
図10から本発明の組成物は、AGEの生成を阻害できることが分かった。この結果から、本発明の組成物は、高血圧状態におけるRAGEを介したβ−アミロイドの蓄積を抑制できると考えられる。
【0073】
実施例1〜9から、本発明の組成物は、アルツハイマー病で観察される症状を抑制する多面的な作用を示すことが分かった。これまで、アルツハイマー病には、多くの発症メカニズムが存在することが示されており、それらの発症メカニズムに対して総合的に作用することで、より有効的な予防、改善乃至治療効果を奏することが期待されてきた。本発明の組成物は、既存のβ−セクレターゼ阻害剤、β−アミロイド凝集抑制剤、又はアセチルコリンエステラーゼ阻害剤のようにアルツハイマー病の個々の発症原因に対して特異的に作用する医薬品とは異なり、多くの発症メカニズムに対する総合的な作用効果を有する。したがって、本発明の組成物は、アルツハイマー型痴呆症の予防、改善乃至治療に効果的に働くことが示された。