【実施例】
【0018】
以下に、参考例、実施例及び試験例を示し、本発明についてより詳細に説明するが、これらは例示するのみであり、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。
【0019】
[参考例1]
(アンジオジェニン画分の調製1)
陽イオン交換樹脂であるスルホン化キトパール(富士紡績社製)30kgを充填したカラムを脱イオン水で十分に洗浄した後、このカラムに未殺菌脱脂乳1,000L(pH6.7)を通液した。次に、このカラムを脱イオン水で十分洗浄した後、0.1〜2.0Mの塩化ナトリウムの直線濃度勾配で溶出した。そして、アンジオジェニンを含有する溶出画分をS−Sepharose陽イオン交換クロマトグラフィー(アマシャムバイオサイエンス社製)で分画し、得られたアンジオジェニン含有画分を90℃で10分間加熱処理し、遠心分離することにより沈澱を除去した。さらに、このアンジオジェニン含有画分をSuperose12ゲル濾過クロマトグラフィーで処理した。この溶出液を逆浸透膜により脱塩した後、凍結乾燥してアンジオジェニンの純度が90%のアンジオジェニン画分16.5gを得た。これら一連の処理を30回繰り返した。
【0020】
[参考例2]
(アンジオジェニン画分の調製2)
ヘパリンアフィニティセファロース(GEヘルスケア社製)10kgを充填したカラムを脱イオン水で十分に洗浄した後、このカラムに未殺菌脱脂乳500L(pH6.7)を通液した。次に、このカラムを0.5Mの塩化ナトリウム溶液で十分洗浄した後、1.5Mの塩化ナトリウム溶液で溶出した。そして、この溶出液を逆浸透膜により脱塩した後、凍結乾燥してアンジオジェニンの純度が5%のアンジオジェニン画分18gを得た。これら一連の処理を50回繰り返した。
【0021】
[参考例3]
(シスタチン画分の調製)
5%乳清タンパク質溶液100,000Lを90℃で10分間加熱処理し、遠心分離することにより沈澱を除去した。さらに、カルボキシメチル化パパインをトレシルトヨパール(Tresyl−Toyopearl、東ソー社製)に結合させた担体をカラムに充填後、0.5Mの塩化ナトリウム溶液で平衡化し、先の乳清タンパク質溶液を通液した。通液後、0.5Mの塩化ナトリウム溶液と0.1%のTween20を含む0.5Mの塩化ナトリウム溶液で順次カラムを洗浄した。次いで、20mM酢酸−0.5M塩化ナトリウム溶液でシスタチン含有画分を溶出させた。この溶出画分を直ちに1Mの水酸化ナトリウム溶液で中和した。この溶出液を逆浸透膜により脱塩した後、凍結乾燥してシスタチンの純度が90%のシスタチン画分9.6gを得た。これら一連の処理を20回繰り返した。
[実施例1]
【0022】
参考例1のアンジオジェニン画分5.30mgと参考例2のアンジオジェニン画分84.67mgと参考例3のシスタチン画分0.03mgを混合して、アンジオジェニン及び/又はアンジオジェニン分解物の含量が10mg/100mg、かつアンジオジェニン及び/又はアンジオジェニン分解物に対するシスタチン及び/又はシスタチン分解物の質量比が0.003であるタンパク質素材(実施例品1)を調製した。
[実施例2]
【0023】
参考例1のアンジオジェニン画分5.35mgと参考例2のアンジオジェニン画分83.65mgと参考例3のシスタチン画分1.00mgを混合して、アンジオジェニン及び/又はアンジオジェニン分解物の含量が10mg/100mg、かつアンジオジェニン及び/又はアンジオジェニン分解物に対するシスタチン及び/又はシスタチン分解物の質量比が0.1であるタンパク質素材(実施例品2)を調製した。
[実施例3]
【0024】
参考例1のアンジオジェニン画分5.65mgと参考例2のアンジオジェニン画分78.35mgと参考例3のシスタチン画分6.00mgを混合して、アンジオジェニン及び/又はアンジオジェニン分解物の含量が10mg/100mg、かつアンジオジェニン及び/又はアンジオジェニン分解物に対するシスタチン及び/又はシスタチン分解物の質量比が0.6であるタンパク質素材(実施例品3)を調製した。
【0025】
[比較例1]
参考例1のアンジオジェニン画分5.30mgと参考例2のアンジオジェニン画分84.68mgと参考例3のシスタチン画分0.02mgを混合して、アンジオジェニン及び/又はアンジオジェニン分解物の含量が10mg/100mg、かつアンジオジェニン及び/又はアンジオジェニン分解物に対するシスタチン及び/又はシスタチン分解物の質量比が0.002であるタンパク質素材(比較例品1)を調製した。
【0026】
[比較例2]
参考例1のアンジオジェニン画分5.68mgと参考例2のアンジオジェニン画分77.82mgと参考例3のシスタチン画分6.50mgを混合して、アンジオジェニン及び/又はアンジオジェニン分解物の含量が10mg/100mg、かつアンジオジェニン及び/又はアンジオジェニン分解物に対するシスタチン及び/又はシスタチン分解物の質量比が0.65であるタンパク質素材(比較例品2)を調製した。
【0027】
[試験例1]
実施例品1〜3および比較例品1、2について、骨芽細胞増殖効果、破骨細胞による骨吸収を抑制する効果ならびに破骨細胞の分化を抑制する効果を調べた。
骨芽細胞増殖効果については、次のように調べた。株化骨芽細胞(MC3T3−E1)を96穴の平板細胞培養プレートに2×10
3cells/wellになるように播種し、10%ウシ胎児血清を含むα−MEM培地で24時間培養した。培地を全て除いた後、ウシ胎児血清を含まないα−MEM培地を90μlずつ添加し、実施例品1〜3および比較例品1、2を溶解した溶液を10μlずつ添加して、さらに24時間培養を続けた。Cell Proliferation kit(GEヘルスケア社製)付属のブロモデオキリウリジン(BrdU)を添加し2時間培養後、ペルオキシダーゼ標識抗BrdU抗体と反応させ、基質である3,3',5,5'−テトラメチルベンジジンを添加し、450nmにおける吸光度を測定することで、細胞内に取り込まれたBrdU量を測定することにより骨芽細胞増殖活性を求めた。培地に実施例品1〜3及び比較例品1、2を添加しなかった群(対照)の450nmにおける吸光度に対して、添加した群の吸光度が有意に高かった場合に、骨芽細胞増殖活性陽性とした。
【0028】
破骨細胞による骨吸収を抑制する効果については、次のように調べた。5日齡のウサギの脛骨及び大腿骨を摘出し、軟組織を除去した後、5%FBSを含むα−MEM培地中で機械的に細切した破骨細胞を含む全骨髄細胞を1×10
6cells/wellになるように結晶性リン酸カルシウムプレート(Cornig社製)のウェル上に撒き込み、培養した。培養2時間後に、培地を全て除いた後、5%FBSを含むα−MEM培地を180μlずつ添加し、実施例品1〜3および比較例品1、2を溶解した溶液を20μlずつ添加して72時間培養した。そして、5%次亜塩素酸ナトリウム溶液を添加することで細胞を取り除いた後、リン酸カルシウムプレートのウェル上にできた骨吸収窩(ピット)を実体顕微鏡下で撮影し、画像解析によってその面積を測定することにより破骨細胞による骨吸収を抑制する効果を調べた(瀬野悍二ら,研究テーマ別動物培養細胞マニュアル,pp.199−200,1993)。培地に実施例品1〜3及び比較例品1、2を添加しなかった群(対照)のピット面積に対して、添加した群のピット面積が有意に低かった場合に、破骨細胞骨吸収抑制活性陽性とした。
【0029】
破骨細胞の分化を抑制する効果については、次のように調べた。ddyマウス(7又は8週齢、雄性)の大腿骨から採取した骨髄細胞を4×10
4cells/wellとなるように、96wellプレートに播種し、25ng/ml M−CSFを含有した10%FBS含有α−MEM培地(GIBCO社製)200μlで37℃、5%CO
2の条件で培養した。培養2日後に培養液を除去し、5ng/mlRANKL及び25ng/mlM−CSFを含有した10%FBS含有α−MEM培地を180μl/well添加し、実施例品1〜3および比較例品1、2を溶解した溶液を20μlずつ添加して、37℃、5%CO
2の条件で2日間培養した後、培地を交換してさらに1日間培養した。培養終了後、培養液を除去して、PBSで洗浄し、アセトン−エタノール(1:1)溶液で1分間処理して固定した後、1.5mg/mlのp−ニトロフェニルリン酸二ナトリウム−20mM酒石酸ナトリウム−50mMクエン酸緩衝液(pH4.5)を100μl/well添加し、室温で30分間反応させた。1M水酸化ナトリウム溶液を50μl/well添加して反応を停止した後、405nmの吸光度を測定し、破骨細胞分化成熟の指標とした。培地に実施例品1〜3及び比較例品1、2を添加しなかった群(対照)の405nmにおける吸光度に対して、添加した群の吸光度が有意に低かった場合に、破骨細胞分化抑制活性陽性とした。
これらの結果を表1に示す。
【0030】
【表1】
【0031】
表1の結果より、本発明のタンパク質素材である実施例品1〜3は、全ての細胞アッセイの活性が陽性であった。それに対して、比較例品1、2では、一部の細胞アッセイの活性が陽性であったが、陰性の細胞アッセイも存在した。
[実施例4]
【0032】
陽イオン交換樹脂のスルホン化キトパール(富士紡績社製)400gを充填したカラム(直径4cm×高さ30cm)を脱イオン水で十分洗浄した後、このカラムに未殺菌脱脂乳(pH6.7)40Lを流速25ml/minで通液した。通液後、このカラムを脱イオン水で十分洗浄し、0.78Mの塩化ナトリウムを含む0.02M炭酸緩衝液(pH7.0)で樹脂に吸着したタンパク質を溶出した。そして、この溶出液を逆浸透膜により脱塩した後、凍結乾燥して粉末状のタンパク質素材18gを得た(実施例品4)。このタンパク質素材は、アンジオジェニン及び/又はアンジオジェニン分解物の含量が2mg/100mg、かつアンジオジェニン及び/又はアンジオジェニン分解物に対するシスタチン及び/又はシスタチン分解物の質量比が0.5であり、そのまま骨強化剤、または骨強化剤の有効成分として使用可能である。また、プロテオーム解析の結果、このタンパク質素材には、βカゼインとκカゼインの分解物が含まれていた。
[実施例5]
【0033】
陽イオン交換樹脂のSPトーヨーパール(東ソー株式会社製)30kgを充填したカラム(直径20cm×高さ100cm)を脱イオン水で十分洗浄した後、このカラムに75℃で15秒間加熱殺菌した乳清3t(pH6.2)を流速10L/minで通液した。通液後、このカラムを脱イオン水で十分洗浄し、0.68Mの塩化ナトリウムを含む0.1Mクエン酸緩衝液(pH5.7)で樹脂に吸着したタンパク質を溶出した。そして、この溶出液を電気透析膜により脱塩した後、凍結乾燥した。この一連の操作を20回繰り返して、粉末状のタンパク質素材3.3kgを得た(実施例品5)。このタンパク質素材は、アンジオジェニン及び/又はアンジオジェニン分解物の含量が15mg/100mg、かつアンジオジェニン及び/又はアンジオジェニン分解物に対するシスタチン及び/又はシスタチン分解物の質量比が0.01であり、そのまま骨強化剤、または骨強化剤の有効成分として使用可能である。また、プロテオーム解析の結果、このタンパク質素材には、αs1カゼインとκカゼインの分解物が含まれていた。
[実施例6]
【0034】
実施例品4のタンパク質素材4gを水800mlに溶解し、最終濃度が0.02重量%となるようタンパク質分解酵素であるパンクレアチン(シグマ社製)を加え、37℃で8時間酵素処理した。そして、90℃で5分間加熱処理して酵素を失活させた後、凍結乾燥してタンパク質素材3.2gを得た(実施例品6)。なお、このようにして得られたタンパク質素材は、アンジオジェニン分解物含量が2.0mg/100mg、かつアンジオジェニン分解物に対するシスタチン分解物の質量比が0.45であり、分子量が8,000以下であったことから、そのまま骨強化剤、または骨強化剤の有効成分として使用可能である。また、プロテオーム解析の結果、このタンパク質素材には、βカゼインとκカゼインの分解物が含まれていた。
[実施例7]
【0035】
実施例品5のタンパク質素材4gを水800mlに溶解し、最終濃度が0.03重量%となるようタンパク質分解酵素であるトリプシン(シグマ社製)を加え、37℃で8時間酵素処理した。そして、90℃で5分間加熱処理して酵素を失活させた後、凍結乾燥してタンパク質素材3.0gを得た(実施例品7)。なお、このようにして得られたタンパク質素材は、アンジオジェニン分解物含量が14mg/100mg、かつアンジオジェニン分解物に対するシスタチン分解物の質量比が0.015であり、分子量が8,000以下であったことから、そのまま骨強化剤、または骨強化剤の有効成分として使用可能である。また、プロテオーム解析の結果、このタンパク質素材には、αs1カゼインとκカゼインの分解物が含まれていた。
【0036】
[比較例3]
参考例3のシスタチン画分10mgと実施例品4のタンパク質素材100mgを混合して、アンジオジェニン及び/又はアンジオジェニン分解物の含量が1.8mg/100mg、かつアンジオジェニン及び/又はアンジオジェニン分解物に対するシスタチン及び/又はシスタチン分解物の質量比が5であるタンパク質素材(比較例品3)を調製した。
【0037】
[比較例4]
参考例1のアンジオジェニン画分1gと実施例品5のタンパク質素材2gを混合して、水800mlに溶解し、最終濃度が0.02重量%となるようタンパク質分解酵素であるトリプシン(シグマ社製)を加え、37℃で12時間酵素処理した。そして、90℃で5分間加熱処理して酵素を失活させた後、凍結乾燥してタンパク質素材2.8gを得た(比較例品4)。このようにして得られたタンパク質素材は、アンジオジェニン分解物含量が39mg/100mg、かつアンジオジェニン分解物に対するシスタチン分解物の質量比が0.0025であった。
【0038】
[比較例5]
陽イオン交換樹脂のCMセファロースFF(GEヘルスケア社製)100gを充填したカラム(直径5cm×高さ5cm)を脱イオン水で十分洗浄した後、このカラムに未殺菌脱脂乳(pH6.7)40Lを流速40ml/minで通液した。通液後、このカラムを脱イオン水で十分洗浄し、0.98Mの塩化ナトリウムを含む0.02M炭酸緩衝液(pH6.8)で樹脂に吸着したタンパク質を溶出した。そして、この溶出液を逆浸透膜により脱塩した後、凍結乾燥して粉末状のタンパク質素材20gを得た(比較例品5)。このタンパク質素材は、アンジオジェニン及び/又はアンジオジェニン分解物の含量が1.5mg/100mg、かつアンジオジェニン及び/又はアンジオジェニン分解物に対するシスタチン及び/又はシスタチン分解物の質量比が0.001であった。
【0039】
[試験例2]
実施例品4、5および比較例品3、5の骨強化作用について動物実験により調べた。実験には5週齢のC3H/HeJ系雄マウスを用いた。1週間の予備飼育の後、マウスを6匹ずつ5群に分け、実施例品4、5および比較例品3、5をマウス体重1kgあたり、それぞれ5mgになるよう1日1回ゾンデで経口投与して4週間飼育した。また、実施例品4、5および比較例品3、5を投与しないものを対照群とした。投与終了後(4週目)に、マウスの右脛骨の骨密度をマイクロCT((株)リガク製)により測定した。その結果を表2に示す。
【0040】
【表2】
【0041】
表2に示したように、本発明のタンパク質素材である実施例品4、5を4週間経口投与した群では、対照群または比較例品3、5を投与した群に比べ、有意に骨密度が上昇した。
【0042】
[試験例3]
実施例品6、7および比較例品4、5の骨強化作用について動物実験により調べた。実験には51週齢のSD系雄ラット48匹を用いた。ラットを8匹ずつ6群に分け、5群は卵巣摘出手術を施し、残りの1群は疑似手術を施した。4週間の回復期間を設け、卵巣摘出手術を施したラットに実施例品6、7および比較例品4、5をラット体重1kgあたり、それぞれ5mgになるよう1日1回ゾンデで経口投与して16週間飼育した。実施例品6、7および比較例品4、5を投与しないものを対照群とした。また、4週間の回復期間の後、疑似手術を施したラットも対照群と同様に16週間飼育した。投与終了後(16週目)に、ラットの右大腿骨の骨密度をマイクロCT((株)リガク製)により測定した。その結果を表3に示す。
【0043】
【表3】
【0044】
表3に示したように、本発明のタンパク質素材である実施例品6、7を16週間経口投与した群では、対照群または比較例品4、5を投与した群に比べ、有意に骨密度が上昇し、その値は疑似手術群に近いレベルであった。
[実施例8]
【0045】
(骨強化用液状栄養組成物の調製)
実施例品4のタンパク質素材5gを4995gの脱イオン水に溶解し、TKホモミクサー(TK ROBO MICS;特殊機化工業社製)にて、6000rpmで30分間撹拌混合して実施例品4を100mg/100g含有する溶液を得た。この溶液5.0kgに、カゼイン4.0kg、大豆タンパク質5.0kg、魚油1.0kg、シソ油3.0kg、デキストリン18.0kg、ミネラル混合物6.0kg、ビタミン混合物1.95kg、乳化剤2.0kg、安定剤4.0kg、香料0.05kgを配合し、200mlのレトルトパウチに充填し、レトルト殺菌機(第1種圧力容器、TYPE:RCS−4CRTGN、日阪製作所社製)で121℃、20分間殺菌して、骨強化用液状栄養組成物50kgを製造した。このようにして得られた骨強化用液状栄養組成物には、沈殿等は認められず、風味に異常は感じられなかった。
[実施例9]
【0046】
(骨強化用ゲル状食品の調製)
実施例品5のタンパク質素材2gを708gの脱イオン水に溶解し、ウルトラディスパーサー(ULTRA−TURRAX T−25;IKAジャパン社製)にて、9500rpmで30分間撹拌混合した。この溶液に、ソルビトール40g、酸味料2g、香料2g、ペクチン5g、乳清タンパク質濃縮物5g、乳酸カルシウム1g、脱イオン水235gを添加して、撹拌混合した後、200mlのチアパックに充填し、85℃、20分間殺菌後、密栓し、骨強化用ゲル状食品5袋(200g入り)を調製した。このようにして得られた骨強化用ゲル状食品には、沈殿等は認められず、風味に異常は感じられなかった。
[実施例10]
【0047】
(骨強化用飲料の調製)
酸味料2gを706gの脱イオン水に溶解した後、実施例品6のタンパク質素材4gを溶解し、ウルトラディスパーサー(ULTRA−TURRAX T−25;IKAジャパン社製)にて、9500rpmで30分間撹拌混合した。マルチトール100g、還元水飴20g、香料2g、脱イオン水166gを添加した後、100mlのガラス瓶に充填し、95℃、15秒間殺菌後、密栓し、骨強化用飲料10本(100ml入り)を調製した。このようにして得られた骨強化用飲料には、沈殿等は認められず、風味に異常は感じられなかった。
[実施例11]
【0048】
(骨強化用飼料の調製)
実施例品7のタンパク質素材2kgを98kgの脱イオン水に溶解し、TKホモミクサー(MARKII 160型;特殊機化工業社製)にて、3600rpmで40分間撹拌混合して実施例品7のタンパク質素材を2g/100g含有する溶液を得た。この溶液10kgに大豆粕12kg、脱脂粉乳14kg、大豆油4kg、コーン油2kg、パーム油23.2kg、トウモロコシ澱粉14kg、小麦粉9kg、ふすま2kg、ビタミン混合物5kg、セルロース2.8kg、ミネラル混合物2kgを配合し、120℃、4分間殺菌して、骨強化用イヌ飼育飼料100kgを製造した。
[実施例12]
【0049】
(骨強化剤(錠剤)の調製)
表4に示す配合で原料を混合後、常法にしたがって1gに成型、打錠して骨強化剤を製造した。
【0050】
【表4】