【実施例】
【0061】
以下に実施例を示し、本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0062】
(酵素活性の測定)
ゴボウシ中のβ−グルコシダーゼ活性は、以下の方法で測定した。産地やロットが異なるゴボウシをウイレー氏粉砕機により粉砕し、このゴボウシ粉砕品0.1gを10mLの水で希釈し、試料溶液とした。
【0063】
基質溶液として、p-ニトロフェニル-β-D-グルコピラノシド0.15gに水を加えて25mLに定容し、20mmol/L p-ニトロフェニル-β-D-グルコピラノシド水溶液を調製した。0.1mol/L酢酸緩衝液1mLに20mmol/L p-ニトロフェニル-β-D-グルコピラノシド水溶液0.5mLを加えて、反応混液を調製し、37℃で約5分予備加熱を行った。
【0064】
反応混液に試料溶液0.5mL加えて37℃で15分反応させた後、反応停止液である0.2mol/L炭酸ナトリウム水溶液を2mL加えて反応を停止させた。この液の400nmにおける吸光度を測定し、酵素反応を行わないブランク溶液からの変化量から下式により酵素活性を求めた。
酵素活性(U/g)=(試料溶液の吸光度-ブランク溶液の吸光度)×4mL×1/18.1(p-ニトロフェノールの上記測定条件下でのミリモル分子吸光係数:cm
2/μmol)×1/光路長(cm)×1/反応時間(分)×1/0.5mL×1/試料溶液濃度(g/mL)
【0065】
(実施例1 ゴボウシ抽出物の製造1)
本発明のインフラマソーム活性化抑制用組成物の一実施例として、ゴボウシからエキス(抽出物)を抽出した。ゴボウシ(酵素活性8.23U/g)を切裁し、9.5mmの篩を全通するものをさらに0.85mmの篩に通し、75%が残ることを確認した。このゴボウシ細切80kgを29〜33℃に保温した水560Lに加えて30分間攪拌した。次いで、エタノール265Lを加えて85℃に昇温し、さらに60分間加熱還流した。この溶液を遠心分離し、ゴボウシ抽出液を得た。この操作を2回繰り返して得られた抽出液を合わせて、減圧濃縮し、抽出物固形分に対してデキストリン20%を加えて、噴霧乾燥した。アルクチゲニンおよびアルクチイン含量は、それぞれ6.2%および7.1%であり、アルクチゲニン/アルクチイン(重量比)=0.89のゴボウシ抽出物粉末(デキストリン20%含有)が得られた。
【0066】
(実施例2 ゴボウシ抽出物の製造2)
本発明のインフラマソーム活性化抑制用組成物の一実施例として、ゴボウシからエキス(抽出物)を抽出した。ゴボウシ(酵素活性8.23U/g)を切裁し、9.5mmの篩を全通するものをさらに0.85mmの篩に通し、75%が残ることを確認した。このゴボウシ細切80kgを30〜33℃に保温した水560Lに加えて30分間攪拌した後、エタノール265Lを加えて85℃に昇温し、さらに30分間加熱還流した。この溶液を遠心分離し、ゴボウシ抽出液を得た。この操作を2回繰り返して得られた抽出液を合わせて、減圧濃縮し、抽出物固形分に対してデキストリン20%を加えて、噴霧乾燥した。アルクチゲニンおよびアルクチイン含量は、それぞれ6.0%および6.8%であり、アルクチゲニン/アルクチイン(重量比)=0.87のゴボウシ抽出物粉末(デキストリン20%含有)が得られた。
【0067】
(実施例3 ゴボウシ抽出物の製造3)
本発明のインフラマソーム活性化抑制用組成物の一実施例として、ゴボウシからエキス(抽出物)を抽出した。ゴボウシ(酵素活性7.82U/g)を切裁し、9.5mmの篩を全通するものをさらに0.85mmの篩に通し、75%が残ることを確認した。このゴボウシ細切80kgを30〜32℃に保温した水560Lに加えて40分間攪拌した後、60分後にエタノール258Lを加えて85℃に昇温し、さらに30分間加熱還流した。この液を遠心分離し、ゴボウシ抽出液を得た。この操作を2回繰り返して得られた抽出液を合わせて、減圧濃縮し、抽出物固形分に対してデキストリン20%を加えて、噴霧乾燥した。アルクチゲニンおよびアルクチイン含量は、それぞれ6.2%および6.7%であり、アルクチゲニン/アルクチイン(重量比)=0.93のゴボウシ抽出物粉末(デキストリン20%含有)が得られた。
【0068】
(実施例4 ゴボウシ抽出物の製造4)
本発明のインフラマソーム活性化抑制用組成物の一実施例として、ゴボウシからエキス(抽出物)を抽出した。ゴボウシ(酵素活性7.82U/g)を切裁し、9.5mmの篩を全通するものをさらに0.85mmの篩に通し、75%が残ることを確認した。このゴボウシ細切80kgを30〜32℃に保温した水560Lに加えて30分間攪拌した後、エタノール253Lを加えて85℃に昇温し、さらに40分間加熱還流した。この液を遠心分離し、得られた抽出液を得た。この操作を2回繰り返して得られた抽出液を合わせて、減圧濃縮し、抽出物固形分に対してデキストリン25%を加えて、噴霧乾燥した。アルクチゲニンおよびアルクチイン含量は、それぞれ6.4%および7.2%であり、アルクチゲニン/アルクチイン(重量比)=0.89のゴボウシ抽出物粉末(デキストリン25%含有)が得られた。
【0069】
(実施例5 シナレンギョウ葉抽出物の製造1)
本発明のインフラマソーム活性化抑制用組成物の一実施例として、シナレンギョウ葉からエキス(抽出物)を抽出した。アルクチイン2.53%およびアルクチゲニン0.76%を含有するレンギョウ葉小刻み50gに水350mLを加えて37℃で30分間保温後、エタノール150mLを添加し30分間加熱抽出した。この溶液を100メッシュ篩を用いて固液分離し、凍結乾燥を行うことにより、アルクチゲニン含量が5.62%のシナレンギョウ葉抽出物18.62gを得た。
【0070】
(実施例6 シナレンギョウ葉抽出物の製造2)
本発明のインフラマソーム活性化抑制用組成物の一実施例として、シナレンギョウ葉からエキス(抽出物)を抽出した。アルクチイン7.38%およびアルクチゲニン0.78%を含有するレンギョウ葉小刻み720gに水5Lを加えて37°Cで30分間保温後、エタノール2.16Lを添加し30分間加熱抽出した。この溶液を100メッシュ篩を用いて固液分離し、凍結乾燥を行うことにより、アルクチゲニン含量が9.55%のシナレンギョウ葉抽出物343.07gを得た。
【0071】
(実施例7 ゴボウシ抽出物粉末配合顆粒剤)
本発明のインフラマソーム活性化抑制用組成物の一実施例として、ゴボウシ抽出物を用いて顆粒剤を製造した。「日局」製剤総則、顆粒剤の項に準じて顆粒剤を製造した。すなわち、下記(1)〜(3)の成分をとり、顆粒状に製した。これを1.5gずつアルミラミネートフィルムに充填し、1包あたりゴボウシ抽出物粉末を0.5g含有する顆粒剤を得た。
(1)実施例2のゴボウシ抽出物粉末 33.3%
(2)乳糖 65.2%
(3)ヒドロキシプロピルセルロース 1.5%
合計 100%
【0072】
(実施例8 ゴボウシ抽出物粉末配合顆粒剤)
本発明のインフラマソーム活性化抑制用組成物の一実施例として、ゴボウシ抽出物を用いて顆粒剤を製造した。「日局」製剤総則、顆粒剤の項に準じて顆粒剤を製造した。すなわち、下記(1)〜(3)の成分をとり、顆粒状に製した。これを3.0gずつアルミラミネートフィルムに充填し、1包あたりゴボウシ抽出物粉末を2g含有する顆粒剤を得た。
(1)実施例2のゴボウシ抽出物粉末 66.7%
(2)乳糖 30.3%
(3)ヒドロキシプロピルセルロース 3.0%
合計 100%
【0073】
(実施例9 ゴボウシ抽出物粉末配合錠剤)
本発明のインフラマソーム活性化抑制用組成物の一実施例として、ゴボウシ抽出物を用いて錠剤を製造した。「日局」製剤総則、錠剤の項に準じて錠剤を製した。すなわち、下記(1)〜(6)の成分をとり、錠剤を得た。
(1)実施例2のゴボウシ抽出物粉末 37.0%
(2)結晶セルロース 45.1%
(3)カルメロースカルシウム 10.0%
(4)クロスポピドン 3.5%
(5)含水二酸化ケイ素 3.4%
(6)ステアリン酸マグネシウム 1.0%
合計 100%
【0074】
〔アルクチゲニンのインフラマソーム活性化抑制作用〕
アルクチゲニンのインフラマソーム活性化抑制作用について、以下に示す。
【0075】
(細胞の分化誘導)
ヒト単球細胞由来のNLRP3インフラマソームレポーター細胞株THP1-Null細胞(Invivogen)またはTHP-1細胞(JCRB Cell Bank)を、10%FBSおよび4.5%グルコースを添加したRPMI培地(以下THP1培養培地、SIGMA)にて培養した。マクロファージに分化させるため、500nMのPMA(SIGMA)を3時間処理し、PBSにて2回洗浄後、以下の実験に使用した。
【0076】
(インフラマソームの誘導)
分化誘導したTHP1-Null細胞またはTHP-1細胞を、THP1培養培地にて1.0×10
6cells/mLとなるよう懸濁し、96wellマイクロプレートに180μLずつ播種した(1.8×10
5cells/well)。24時間毎に培地交換を行い、72時間培養後、TLR4刺激剤としてLPSを1μg/mLとなるよう加え、3時間培養し上清を取り除いた。ここへ、アルクチゲニン添加培地(アルクチゲニン(ゴボウシより精製)をTHP1培養培地に添加したもの)を加え1時間前処理を行った後、THP1-Null細胞にはNLRP3インフラマソーム活性化剤としてATP(終濃度5mM 、SIGMA)、パルミチン酸(終濃度500μM、純正化学)またはMSU(終濃度100μg/mL、SIGMA)を添加した。ATP処理の場合は1時間後、パルミチン酸処理の場合は12時間後、MSUの場合は3時間後に培養上清を回収した。THP-1細胞には、AIM2インフラマソーム活性化剤としてPoly(dA:dT)/LyoVec(商標)(終濃度5μg/mL、Invivogen)を8時間添加し、培養上清を回収した。培養上清中のIL-1β濃度は、IL-1βレポーター細胞株HEK Blue(商標)IL-18/IL-1β細胞(Invivogen)またはELISA法を用いて定量を行った。また、培養上清中のカスパーゼ-1濃度はELISA法を用いて定量した。
【0077】
(IL-1βの測定)
ATP処理後に回収した培地上清のIL-1β濃度の定量には、HEK Blue(商標)IL-18/IL-1β細胞を用いた。HEK Blue(商標)IL-18/IL-1β細胞(Invivogen)を、10%FBSおよび4.5%グルコースを含むDMEM培地(SIGMA)にて培養し、2.8×10
5cells/mLとなるよう懸濁した。IL-1βの測定用に回収した培養上清およびIL-1β標準液(0-1000pg/mL)を空の96wellマイクロプレートに20μL加え、そこへHEK Blue(商標)IL-18/IL-1β細胞を180μL加え、37℃、5%CO
2環境下で24時間培養した。この培養上清を、新たな96wellマイクロプレートに40μL加え、発色試薬であるQUANTI-Blue(商標)(Invivogen、1pouch/100mLに調製した溶液)を160μL添加し37℃で2時間反応させ呈色した。マイクロプレートリーダーで各wellにおける655nmの吸光度を測定し、IL-1βの濃度を測定した。また、パルミチン酸、MSUおよびPoly(dA:dT)/LyoVec(商標)処理後に回収した培地上清のIL-1β濃度の定量には、Quantikine(登録商標)ELISA Human IL-1β/IL-1F2(R&D systems(商標))を用いた。ELISA KitのTDSに則り、培地およびIL-1β標準液をELISA plateに加えて反応させた後、450nmの吸光度を測定し、培地中のIL-1β濃度を算出した。
【0078】
(カスパーゼ-1の測定)
カスパーゼ-1の測定は、Quantikine(登録商標)ELISA Human Caspase-1/ICE(R&D systems(商標))のTDSに則って実施した。カスパーゼ-1の測定用に回収した培地およびカスパーゼ-1標準液をELISA plateに加えて反応させた後、450nmの吸光度を測定し、培地中のカスパーゼ-1含量を算出した。
【0079】
(試験1:ATP刺激に対するアルクチゲニンの作用)
上述した方法を用いて、分化誘導およびLPS処理したTHP1-Null細胞をアルクチゲニンで前処理し、次いでATP処理を行ってインフラマソームを活性化させた後、IL-1βの放出量および活性型カスパーゼ-1の定量を行った。未処理の試料(Normal)およびアルクチゲニン前処理を行わない試料(Control)を対照に用いた。
【0080】
図1は、アルクチゲニン処理したときの、ATP刺激により放出されるIL-1βの放出量を示す。
図2は、アルクチゲニン処理したときの、ATP刺激によるカスパーゼ-1の量を示す。
図1および
図2では、3回の平均±標準誤差(Mean±S.E.M)を表し、Dunnettの多重比較検定(Dunnett's test)の結果、p値が0.05より小さい場合には「*」を、p値が0.01より小さい場合は「**」を付した。
図1および
図2に示すように、アルクチゲニンを10μM以上の濃度で処理したとき、IL-1β放出量およびカスパーゼ-1量がアルクチゲニン前処理を行わなかった試料(Control)と比較して有意に減少した。したがって、アルクチゲニンはIL-1βの放出を有意に抑制することおよびカスパーゼ-1の活性化を有意に抑制することが示され、ATP刺激によるインフラマソーム活性化を抑制する作用を有することが示唆された。
【0081】
(試験2:パルミチン酸刺激に対するアルクチゲニンの作用)
上述した方法を用いて、分化誘導およびLPS処理したTHP1-Null細胞をアルクチゲニンで前処理し、次いでパルミチン酸処理を行ってインフラマソームを活性化させた後、IL-1βの放出量および活性型カスパーゼ-1の定量を行った。未処理の試料(Normal)およびアルクチゲニン前処理を行わない試料(Control)を対照に用いた。
【0082】
図3は、アルクチゲニン処理したときの、パルミチン刺激により放出されるIL-1βの放出量を示す。
図4は、アルクチゲニン処理したときの、パルミチン酸刺激によるカスパーゼ-1の量を示す。
図3および
図4では、3回の平均±標準誤差(Mean±S.E.M)を表し、Student’s t-testの結果、p値が0.05より小さい場合には「*」を付した。
図3に示すように、アルクチゲニンを500 nMの濃度で処理したとき、IL-1β放出量およびカスパーゼ-1量がアルクチゲニン前処理を行わなかった試料(Control)と比較して有意に減少した。したがって、アルクチゲニンは、飽和脂肪酸処理によるIL-1βの放出を有意に抑制することおよびカスパーゼ-1の活性化を有意に抑制することが示され、飽和脂肪酸刺激によるインフラマソーム活性化を抑制する作用を有することが示唆された。
【0083】
(試験3:MSU刺激に対するアルクチゲニンの作用)
上述した方法を用いて、分化誘導およびLPS処理したTHP1-Null細胞をアルクチゲニンで前処理し、次いでMSU処理を行ってインフラマソームを活性化させた後、IL-1βの放出量および活性型カスパーゼ-1の定量を行った。未処理の試料(Normal)およびアルクチゲニン前処理を行わない試料(Control)を対照に用いた。
【0084】
図5は、アルクチゲニン処理したときの、MSU刺激により放出されるIL-1βの放出量を示す。
図6は、アルクチゲニン処理したときの、MSU刺激によるカスパーゼ-1の量を示す。
図5および
図6では、3回の平均±標準誤差(Mean±S.E.M)を表し、Dunnettの多重比較検定(Dunnett's test)の結果、p値が0.05より小さい場合には「*」を、p値が0.01より小さい場合は「**」を付した。
図5および
図6に示すように、アルクチゲニンを10μM以上の濃度で処理したとき、IL-1β放出量がアルクチゲニン前処理を行わなかった試料(Control)と比較して有意に減少し、カスパーゼ-1量も同様に濃度依存的に減少した。したがって、アルクチゲニンは、MSU処理によるIL-1βの放出を有意に抑制することおよびカスパーゼ-1の活性化を抑制することが示され、MSU処理によるインフラマソーム活性化を抑制する作用を有することが示唆された。
【0085】
試験1〜3の結果から、アルクチゲニンは、NLRP3を含むインフラマソームの活性化を抑制する作用を有することが強く示唆された。
【0086】
(試験4:Poly(dA:dT)刺激に対するアルクチゲニンの作用)
上述した方法を用いて、分化誘導およびLPS処理したTHP-1細胞をアルクチゲニンで前処理し、次いでPoly(dA:dT)処理を行ってインフラマソームを活性化させた後、IL-1βの放出量および活性型カスパーゼ-1の定量を行った。未処理の試料(Normal)およびアルクチゲニン前処理を行わない試料(Control)を対照に用いた。
【0087】
図7は、アルクチゲニン処理したときの、Poly(dA:dT)刺激により放出されるIL-1βの放出量を示す。
図8は、アルクチゲニン処理したときの、Poly(dA:dT)刺激によるカスパーゼ-1の量を示す。
図7および
図8では、3回の平均±標準誤差(Mean±S.E.M)を表し、Student’s t-testの結果、p値が0.05より小さい場合には「*」を付した。
図7に示すように、アルクチゲニンを500 nMの濃度で処理したとき、IL-1β放出量がアルクチゲニン前処理を行わなかった試料(Control)と比較して有意に減少した。さらに、
図8に示すように、アルクチゲニンを250 nMの濃度で処理したとき、カスパーゼ-1量が有意に減少した。したがって、アルクチゲニンは、Poly(dA:dT)処理によるIL-1βの放出およびカスパーゼ-1の活性化を有意に抑制することが示され、Poly(dA:dT)処理によるインフラマソーム活性化を抑制する作用を有することが示唆された。すなわち、アルクチゲニンは、AIM2を含むインフラマソーム活性化を抑制する作用を有することが示唆された。
【0088】
これらの結果から、アルクチゲニンは、刺激の種類に非依存的にインフラマソーム活性化を抑制する作用を有することが強く示唆された。すなわち、アルクチゲニンは、インフラマソームに含まれる受容体の種類に非依存的に、インフラマソーム活性化を抑制する作用を有することが強く示唆された。