(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023167876
(43)【公開日】2023-11-24
(54)【発明の名称】体毛を用いたストレス検出法
(51)【国際特許分類】
G01N 33/50 20060101AFI20231116BHJP
G01N 27/62 20210101ALI20231116BHJP
【FI】
G01N33/50 H
G01N27/62 V
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022079403
(22)【出願日】2022-05-13
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】(出願人による申告)令和3年度、国立研究開発法人科学技術振興機構、研究成果展開事業「Nano-PALDIイメージングによる毛髪内ストレスマーカーの探索」委託研究、産業技術力強化法第17条の適用を受ける特許出願
(71)【出願人】
【識別番号】000204181
【氏名又は名称】太陽化学株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】505089614
【氏名又は名称】国立大学法人福島大学
(71)【出願人】
【識別番号】591035209
【氏名又は名称】ワイエイシイホールディングス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100108280
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 洋平
(72)【発明者】
【氏名】平 修
(72)【発明者】
【氏名】高橋 信行
(72)【発明者】
【氏名】小関 誠
(72)【発明者】
【氏名】安部 綾
【テーマコード(参考)】
2G041
2G045
【Fターム(参考)】
2G041CA01
2G041DA03
2G041FA10
2G041LA08
2G045AA25
2G045CB16
2G045DA02
2G045DA74
(57)【要約】 (修正有)
【課題】体毛中の特定物質を測定することで、ストレスの状況を確認できる方法などを提供する。
【解決手段】被験者から採取された体毛中から特定物質のうちの少なくともいずれか一つを測定し、コントロール値との間に増加または減少が認められるか否かを評価することを特徴とする体毛を用いたストレス検出法であって、前記特定物質が、(1)ストレスを受けたときに増加する物質として、2硫化セレン(Selenium Sulfide)、8-ヒドロキシカルテオロール(8-Hydroxycarteolol)、など、また、(2)ストレスを受けたときに減少する物質として、2-オキソ-4-メチルチオブタン酸(2-Oxo-4-methylthiobutanoic acid)などが挙げられる。
【選択図】
図5
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被験者から採取された体毛中から特定物質のうちの少なくともいずれか一つを測定し、コントロール値との間に増加または減少が認められるか否かを評価することを特徴とする体毛を用いたストレス検出法であって、
前記特定物質が、(1)ストレスを受けたときに増加する物質として、2硫化セレン(Selenium Sulfide)、8-ヒドロキシカルテオロール(8-Hydroxycarteolol)、3Z,13Z-オクタデカジエニルアセテート(3Z,13Z-Octadecadienyl acetate)、N-[2-(6-オキソピリダジン-1-イル)エチル]-6-ピロリジン-1-イルピリダジン-3-カルボキサミド(N-[2-(6-oxopyridazin-1-yl)ethyl]-6-pyrrolidin-1-ylpyridazine-3-carboxamide)、1-(3,4-ジヒドロ-1H-イソキノリン-2-イル)-2-(1,2-ジメチルインドール-3-イル)エタン-1,2-ジオン(1-(3,4-dihydro-1H-isoquinolin-2-yl)-2-(1,2-dimethylindol-3-yl)ethane-1,2-dione)、コルチコステロン(corticosterone)、5-メチルスルホニル-9-(3-プロパン-2-イル-1,2,4-オキサジアゾール-5-イル)-1,5-ジアザシクロウンデカン-2-オン(5-methylsulfonyl-9-(3-propan-2-yl-1,2,4-oxadiazol-5-yl)-1,5-diazacycloundecan-2-one)、2,2-ビス(1,2-ジメチルインドール-3-イル)プロパノイック酸(2,2-bis(1,2-dimethylindol-3-yl)propanoic acid) (AC1L6HIG)、2-[[4-(シクロヘキシルカルバモイル)ピペラジン-1-イル]メチル] -1-メチル-N-プロパン-2-イルベンズイミダゾール-5-カルボキサミド(2-[[4-(cyclohexylcarbamoyl)piperazin-1-yl]methyl]-1-methyl-N-propan-2-ylbenzimidazole-5-carboxamide)、3-[[4-[[3-(4-フルオロフェニル)イミダゾ[4,5-b]ピリジン-2-イル]メチル]ピペラジン-1-カルボニル]アミノ]プロパノエートエチル(ethyl 3-[[4-[[3-(4-fluorophenyl)imidazo[4,5-b]pyridin-2-yl]methyl]piperazine-1-carbonyl]amino]propanoate)及び(4-フェニル-3,6-ジヒドロ-2H-ピリジン-1-イル)-[1-(7,8,9,10-テトラヒドロ-6H-プリノ[9,8-a]アゼピン-4-イル) ピペリジン-3-イル]メタノン(4-phenyl-3,6-dihydro-2H-pyridin-1-yl)-[1-(7,8,9,10-tetrahydro-6H-purino[9,8-a]azepin-4-yl)piperidin-3-yl]methanone)、(2)ストレスを受けたときに減少する物質として、2-オキソ-4-メチルチオブタン酸(2-Oxo-4-methylthiobutanoic acid)、2-N-エチル-4-N-[(4-メチルフェニル)メチル]-1,3-チアゾール-2,4-ジカルボキサミド(2-N-ethyl-4-N-[(4-methylphenyl)methyl]-1,3-thiazole-2,4-dicarboxamide)、8-エチル-N-メチル-N-[2-(メチルアミノ)-2-オキソエチル] -4,5,6,7-テトラヒドロチエノ[2,3-b]アゼピン-2-カルボキサミド(8-ethyl-N-methyl-N-[2-(methylamino)-2-oxoethyl]-4,5,6,7-tetrahydrothieno[2,3-b]azepine-2-carboxamide)、Ro 19-4603、N-[[2-(1-ブタノイルピペリジン-3-イル)-1,3-チアゾール-4-イル]メチル] -2-メチルプロパンアミド(N-[[2-(1-butanoylpiperidin-3-yl)-1,3-thiazol-4-yl]methyl]-2-methylpropanamide)、1-[4-[5-(4-エチルフェニル)-4-メチル-1,1-ジオキソ-1,2-チアゾール-3-イル]-1,4-ジアゼパム-1-イル]-2-メチルヘキサン-1-オン(1-[4-[5-(4-ethylphenyl)-4-methyl-1,1-dioxo-1,2-thiazol-3-yl]-1,4-diazepan-1-yl]-2-methylhexan-1-one);m/z値が72.937, 105.934, 144.866, 178.920, 285.815からなる群であることを特徴とするストレス検出法。
【請求項2】
2硫化セレン(Selenium Sulfide)、8-ヒドロキシカルテオロール(8-Hydroxycarteolol)、3Z,13Z-オクタデカジエニルアセテート(3Z,13Z-Octadecadienyl acetate)、N-[2-(6-オキソピリダジン-1-イル)エチル]-6-ピロリジン-1-イルピリダジン-3-カルボキサミド(N-[2-(6-oxopyridazin-1-yl)ethyl]-6-pyrrolidin-1-ylpyridazine-3-carboxamide)、1-(3,4-ジヒドロ-1H-イソキノリン-2-イル)-2-(1,2-ジメチルインドール-3-イル)エタン-1,2-ジオン(1-(3,4-dihydro-1H-isoquinolin-2-yl)-2-(1,2-dimethylindol-3-yl)ethane-1,2-dione)、コルチコステロン(corticosterone)、5-メチルスルホニル-9-(3-プロパン-2-イル-1,2,4-オキサジアゾール-5-イル)-1,5-ジアザシクロウンデカン-2-オン(5-methylsulfonyl-9-(3-propan-2-yl-1,2,4-oxadiazol-5-yl)-1,5-diazacycloundecan-2-one)、2,2-ビス(1,2-ジメチルインドール-3-イル)プロパノイック酸(2,2-bis(1,2-dimethylindol-3-yl)propanoic acid) (AC1L6HIG)、2-[[4-(シクロヘキシルカルバモイル)ピペラジン-1-イル]メチル] -1-メチル-N-プロパン-2-イルベンズイミダゾール-5-カルボキサミド(2-[[4-(cyclohexylcarbamoyl)piperazin-1-yl]methyl]-1-methyl-N-propan-2-ylbenzimidazole-5-carboxamide)、3-[[4-[[3-(4-フルオロフェニル)イミダゾ[4,5-b]ピリジン-2-イル]メチル]ピペラジン-1-カルボニル]アミノ]プロパノエートエチル(ethyl 3-[[4-[[3-(4-fluorophenyl)imidazo[4,5-b]pyridin-2-yl]methyl]piperazine-1-carbonyl]amino]propanoate)及び(4-フェニル-3,6-ジヒドロ-2H-ピリジン-1-イル)-[1-(7,8,9,10-テトラヒドロ-6H-プリノ[9,8-a]アゼピン-4-イル) ピペリジン-3-イル]メタノン(4-phenyl-3,6-dihydro-2H-pyridin-1-yl)-[1-(7,8,9,10-tetrahydro-6H-purino[9,8-a]azepin-4-yl)piperidin-3-yl]methanone)、2-オキソ-4-メチルチオブタン酸(2-Oxo-4-methylthiobutanoic acid)、2-N-エチル-4-N-[(4-メチルフェニル)メチル]-1,3-チアゾール-2,4-ジカルボキサミド(2-N-ethyl-4-N-[(4-methylphenyl)methyl]-1,3-thiazole-2,4-dicarboxamide)、8-エチル-N-メチル-N-[2-(メチルアミノ)-2-オキソエチル] -4,5,6,7-テトラヒドロチエノ[2,3-b]アゼピン-2-カルボキサミド(8-ethyl-N-methyl-N-[2-(methylamino)-2-oxoethyl]-4,5,6,7-tetrahydrothieno[2,3-b]azepine-2-carboxamide)、Ro 19-4603、N-[[2-(1-ブタノイルピペリジン-3-イル)-1,3-チアゾール-4-イル]メチル] -2-メチルプロパンアミド(N-[[2-(1-butanoylpiperidin-3-yl)-1,3-thiazol-4-yl]methyl]-2-methylpropanamide)、1-[4-[5-(4-エチルフェニル)-4-メチル-1,1-ジオキソ-1,2-チアゾール-3-イル]-1,4-ジアゼパム-1-イル]-2-メチルヘキサン-1-オン(1-[4-[5-(4-ethylphenyl)-4-methyl-1,1-dioxo-1,2-thiazol-3-yl]-1,4-diazepan-1-yl]-2-methylhexan-1-one);及びm/z値が72.937, 105.934, 144.866, 178.920, 285.815からなる群から選択される少なくとも一つの化合物を含むことを特徴とするストレス評価のための非侵襲性バイオマーカー。
【請求項3】
(1)健常者から採取された体毛であるコントロール体毛、及びストレスに曝された被験者から採取された被験体毛の各体毛中の成分を測定する体毛中成分測定工程、(2)前記コントロール体毛及び被験体毛中の成分測定によって、濃度に統計的な有意差が認められた候補物質を選択する特定物質選択工程、及び(3)前記ストレスに曝された被験者からストレスを回避させた後に採取された第2の被験体毛中の前記候補物質を測定し、前記コントロール体毛中の前記候補物質の濃度との間で統計的な有意差が認められなくなったものを特定物質とする物質特定工程を備えたことを特徴とするストレス検出用物質の特定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、被験者から採取された体毛を用いたストレス検出法に関する。
【背景技術】
【0002】
現代社会において、ヒトは他者(友人、先輩、同僚などを含む)との間で対人関係を持たざるを得ない。このとき、過労、いじめ等の精神的な不安定状況が続くと、ストレスが長期に掛かった状態となることがある。
ストレスが続くと精神的に気分が落ち込み、肉体的に病的な状態(例えば脱毛など)に至ってしまう。例えば、社会的ストレスを受け続けた場合には、腸内細菌叢にも影響を与えることが知られている。
被験者のストレス状況を判断するには、心療内科での問診やチェックテストを行っている。但し、これらの方法は、被験者の主観に依ることが多いため、より客観的な方法が求められていた。
一方、被験者から採取された体毛(毛髪)中の成分を測定することにより、被験者の特定の状態(例えば、ガンなどの疾患、薬物の摂取状態)を見極めようとする研究が行われている(特許文献1,2)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2021-085870号公報
【特許文献2】特開2020-020689号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、体毛中の物質とストレスとの関係については、十分な研究がなされていなかった。
本発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、被験者から採取された体毛を用いたストレス検出法であり、より客観的なものを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明者は上記問題点を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ストレスに曝された個体の体毛中には、コントロールに比べて、有意に増加または減少する特定の物質が存在し、ストレスから回避されるとコントロールの濃度に戻ることを見出し、基本的には本発明を完成するに至った。
こうして、本発明に係るストレス検出法は、被験者から採取された体毛中から特定物質のうちの少なくともいずれか一つを測定し、コントロール値との間に増加または減少が認められるか否かを評価することを特徴とする体毛を用いたストレス検出法であって、前記特定物質が、(1)ストレスを受けたときに増加する物質として、2硫化セレン(Selenium Sulfide)、8-ヒドロキシカルテオロール(8-Hydroxycarteolol)、3Z,13Z-オクタデカジエニルアセテート(3Z,13Z-Octadecadienyl acetate)、N-[2-(6-オキソピリダジン-1-イル)エチル]-6-ピロリジン-1-イルピリダジン-3-カルボキサミド(N-[2-(6-oxopyridazin-1-yl)ethyl]-6-pyrrolidin-1-ylpyridazine-3-carboxamide)、1-(3,4-ジヒドロ-1H-イソキノリン-2-イル)-2-(1,2-ジメチルインドール-3-イル)エタン-1,2-ジオン(1-(3,4-dihydro-1H-isoquinolin-2-yl)-2-(1,2-dimethylindol-3-yl)ethane-1,2-dione)、コルチコステロン(corticosterone)、5-メチルスルホニル-9-(3-プロパン-2-イル-1,2,4-オキサジアゾール-5-イル)-1,5-ジアザシクロウンデカン-2-オン(5-methylsulfonyl-9-(3-propan-2-yl-1,2,4-oxadiazol-5-yl)-1,5-diazacycloundecan-2-one)、2,2-ビス(1,2-ジメチルインドール-3-イル)プロパノイック酸(2,2-bis(1,2-dimethylindol-3-yl)propanoic acid)(AC1L6HIG)、2-[[4-(シクロヘキシルカルバモイル)ピペラジン-1-イル]メチル] -1-メチル-N-プロパン-2-イルベンズイミダゾール-5-カルボキサミド(2-[[4-(cyclohexylcarbamoyl)piperazin-1-yl]methyl]-1-methyl-N-propan-2-ylbenzimidazole-5-carboxamide)、3-[[4-[[3-(4-フルオロフェニル)イミダゾ[4,5-b]ピリジン-2-イル]メチル]ピペラジン-1-カルボニル]アミノ]プロパノエートエチル(ethyl 3-[[4-[[3-(4-fluorophenyl)imidazo[4,5-b]pyridin-2-yl]methyl]piperazine-1-carbonyl]amino]propanoate)及び(4-フェニル-3,6-ジヒドロ-2H-ピリジン-1-イル)-[1-(7,8,9,10-テトラヒドロ-6H-プリノ[9,8-a]アゼピン-4-イル) ピペリジン-3-イル]メタノン(4-phenyl-3,6-dihydro-2H-pyridin-1-yl)-[1-(7,8,9,10-tetrahydro-6H-purino[9,8-a]azepin-4-yl)piperidin-3-yl]methanone)、(2)ストレスを受けたときに減少する物質として、2-オキソ-4-メチルチオブタン酸(2-Oxo-4-methylthiobutanoic acid)、2-N-エチル-4-N-[(4-メチルフェニル)メチル]-1,3-チアゾール-2,4-ジカルボキサミド(2-N-ethyl-4-N-[(4-methylphenyl)methyl]-1,3-thiazole-2,4-dicarboxamide)、8-エチル-N-メチル-N-[2-(メチルアミノ)-2-オキソエチル] -4,5,6,7-テトラヒドロチエノ[2,3-b]アゼピン-2-カルボキサミド(8-ethyl-N-methyl-N-[2-(methylamino)-2-oxoethyl]-4,5,6,7-tetrahydrothieno[2,3-b]azepine-2-carboxamide)、Ro 19-4603、N-[[2-(1-ブタノイルピペリジン-3-イル)-1,3-チアゾール-4-イル]メチル] -2-メチルプロパンアミド(N-[[2-(1-butanoylpiperidin-3-yl)-1,3-thiazol-4-yl]methyl]-2-methylpropanamide)、1-[4-[5-(4-エチルフェニル)-4-メチル-1,1-ジオキソ-1,2-チアゾール-3-イル]-1,4-ジアゼパム-1-イル]-2-メチルヘキサン-1-オン(1-[4-[5-(4-ethylphenyl)-4-methyl-1,1-dioxo-1,2-thiazol-3-yl]-1,4-diazepan-1-yl]-2-methylhexan-1-one);m/z値が72.937, 105.934, 144.866, 178.920, 285.815からなる群であることを特徴とする。
【0006】
また、別の発明に係るストレス評価のための非侵襲性バイオマーカーは、2硫化セレン(Selenium Sulfide)、8-ヒドロキシカルテオロール(8-Hydroxycarteolol)、3Z,13Z-オクタデカジエニルアセテート(3Z,13Z-Octadecadienyl acetate)、N-[2-(6-オキソピリダジン-1-イル)エチル]-6-ピロリジン-1-イルピリダジン-3-カルボキサミド(N-[2-(6-oxopyridazin-1-yl)ethyl]-6-pyrrolidin-1-ylpyridazine-3-carboxamide)、1-(3,4-ジヒドロ-1H-イソキノリン-2-イル)-2-(1,2-ジメチルインドール-3-イル)エタン-1,2-ジオン(1-(3,4-dihydro-1H-isoquinolin-2-yl)-2-(1,2-dimethylindol-3-yl)ethane-1,2-dione)、コルチコステロン(corticosterone)、5-メチルスルホニル-9-(3-プロパン-2-イル-1,2,4-オキサジアゾール-5-イル)-1,5-ジアザシクロウンデカン-2-オン(5-methylsulfonyl-9-(3-propan-2-yl-1,2,4-oxadiazol-5-yl)-1,5-diazacycloundecan-2-one)、2,2-ビス(1,2-ジメチルインドール-3-イル)プロパノイック酸(2,2-bis(1,2-dimethylindol-3-yl)propanoic acid) (AC1L6HIG) 、2-[[4-(シクロヘキシルカルバモイル)ピペラジン-1-イル]メチル]-1-メチル-N-プロパン-2-イルベンズイミダゾール-5-カルボキサミド(2-[[4-(cyclohexylcarbamoyl)piperazin-1-yl]methyl]-1-methyl-N-propan-2-ylbenzimidazole-5-carboxamide)、3-[[4-[[3-(4-フルオロフェニル)イミダゾ[4,5-b]ピリジン-2-イル]メチル]ピペラジン-1-カルボニル]アミノ]プロパノエートエチル(ethyl 3-[[4-[[3-(4-fluorophenyl)imidazo[4,5-b]pyridin-2-yl]methyl]piperazine-1-carbonyl]amino]propanoate)及び(4-フェニル-3,6-ジヒドロ-2H-ピリジン-1-イル)-[1-(7,8,9,10-テトラヒドロ-6H-プリノ[9,8-a]アゼピン-4-イル) ピペリジン-3-イル]メタノン(4-phenyl-3,6-dihydro-2H-pyridin-1-yl)-[1-(7,8,9,10-tetrahydro-6H-purino[9,8-a]azepin-4-yl)piperidin-3-yl]methanone)、2-オキソ-4-メチルチオブタン酸(2-Oxo-4-methylthiobutanoic acid)、2-N-エチル-4-N-[(4-メチルフェニル)メチル]-1,3-チアゾール-2,4-ジカルボキサミド(2-N-ethyl-4-N-[(4-methylphenyl)methyl]-1,3-thiazole-2,4-dicarboxamide)、8-エチル-N-メチル-N-[2-(メチルアミノ)-2-オキソエチル] -4,5,6,7-テトラヒドロチエノ[2,3-b]アゼピン-2-カルボキサミド(8-ethyl-N-methyl-N-[2-(methylamino)-2-oxoethyl]-4,5,6,7-tetrahydrothieno[2,3-b]azepine-2-carboxamide)、Ro 19-4603、N-[[2-(1-ブタノイルピペリジン-3-イル)-1,3-チアゾール-4-イル]メチル] -2-メチルプロパンアミド(N-[[2-(1-butanoylpiperidin-3-yl)-1,3-thiazol-4-yl]methyl]-2-methylpropanamide)、1-[4-[5-(4-エチルフェニル)-4-メチル-1,1-ジオキソ-1,2-チアゾール-3-イル]-1,4-ジアゼパム-1-イル]-2-メチルヘキサン-1-オン(1-[4-[5-(4-ethylphenyl)-4-methyl-1,1-dioxo-1,2-thiazol-3-yl]-1,4-diazepan-1-yl]-2-methylhexan-1-one);及びm/z値が72.937, 105.934, 144.866, 178.920, 285.815からなる群から選択される少なくとも一つの化合物を含むことを特徴とする。
【0007】
また、別の発明に係るストレス検出用物質の特定方法は、(1)健常者から採取された体毛であるコントロール体毛、及びストレスに曝された被験者から採取された被験体毛の各体毛中の成分を測定する体毛中成分測定工程、(2)前記コントロール体毛及び被験体毛中の成分測定によって、濃度に統計的な有意差が認められた候補物質を選択する特定物質選択工程、及び(3)前記ストレスに曝された被験者からストレスを回避させた後に採取された第2の被験体毛中の前記候補物質を測定し、前記コントロール体毛中の前記候補物質の濃度との間で統計的な有意差が認められなくなったものを特定物質とする物質特定工程を備えたことを特徴とする。
ヒトまたは動物の「体毛」については、基本的に全身の表皮・毛細血管との関連において、同じ構造を備えている。具体的には、毛細血管から毛球(毛乳頭・毛母細胞)が栄養分を取り込み、毛母細胞が分裂を繰り返すことで体毛が成長していく。毛髪は、体毛のうちで比較的に採取しやすいので、好ましい実施形態となる。しかし、毛髪には、紫外線曝露、物理的接触などがあり、ダメージが多いと考えられる。このため、毛髪に比べて、外部から保護されている体毛(鼻毛、腋窩毛、腕毛、下肢毛、陰毛など)を用いることで、純粋なストレス応答シグナルを確認できる可能性があるので、より鋭敏かつ客観的に被験者のストレス状況を判断できる。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、被験者から採取された体毛中の特定物質を測定することで、より客観的に被験者のストレス状況を判断できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図1】社会的敗北状況に陥ったマウス(社会的敗北ストレスマウス)の作成手順を示す図である。
【
図2】SIテストに使用した領域を示す写真図である。(a)には、14cm×24cmの接触可能領域(Interaction zone)と9cm×9cmの待機領域(Comer zone)を、(b)には、SIテスト時にBマウス(社会的敗北を起こしているマウス)とアグレッサーマウスを対峙させる際に物理的に接触することを防ぐ仕切り筒を正面(左側)及び側面側(右側)から、それぞれ示した。
【
図3】OFテスト及びSIテストにおいて、マウスの行動軌跡を調べた結果の代表的なものを示した。(A)には、社会的敗北を起こしていない健常マウスのOFテスト(左側)、SIテストにおいてAnewマウスが不在のとき(中央)とAnewマウスをケージに入れたとき(右側)の行動軌跡を、(B)には、社会的敗北を起こしているマウスについて水道水を摂取させたときのOFテスト(左側)、SIテストにおいてAnewマウスが不在のとき(中央)とAnewマウスをケージに入れたとき(右側)の行動軌跡を、(C)には、社会的敗北を起こしているマウスについてテアニンを摂取させたときのOFテスト(左側)、SIテストにおいてAnewマウスが不在のとき(中央)とAnewマウスをケージに入れたとき(右側)の行動軌跡を、それぞれ示した。
【
図4】コントロールマウス、ストレス負荷マウス、ストレス負荷+テアニン摂取マウスの脳内イメージングを測定した結果を示す写真図である。(A)ドーパミン分布を調べた結果、(B)GABA分布を調べた結果、(C)テアニン分布を調べた結果をそれぞれ示した。
【
図5】コントロールマウスの体毛中と比較して、社会的敗北マウスの体毛中において、有意に増加または減少する物質の濃度にテアニンが与える影響を調べた結果を示した。(A)コルチコステロン濃度、(B)2硫化セレン濃度及び(C)(m/z)144.866の未知物質濃度の結果を示した。上段には、各物質の濃度変化を調べた結果を示すグラフを、下段には、体毛中の各物質をイメージングした結果を示す写真図をそれぞれ示した。
【発明を実施するための形態】
【0010】
次に、本発明の実施形態について、図表を参照しつつ説明する。本発明の技術的範囲は、これらの実施形態によって限定されるものではなく、発明の要旨を変更することなく様々な形態で実施できる。
ストレスとは、外部からの種々の刺激が負担として働き、心身に生じる機能変化を意味する。また、ストレスには、急性ストレスと慢性ストレスがある。急性ストレスとは、短期的な外部刺激によって心身に生じる機能変化であり、例えば外部刺激が継続的または断続的に短時間(例えば、10分間~24時間程度)負荷されることに起因するものを意味する。急性ストレスとしては、例えば、筆記テスト・満員電車・長時間残業などの短期間のストレスが例示される。慢性ストレスとは、長期的な外部刺激によって心身に生じる機能変化を意味する。慢性ストレスとしては、例えば、外部刺激が継続的もしくは断続的に(例えば、24時間よりも長期に)負荷されることに起因するものを意味する。慢性ストレスとしては、例えば、学校や勤務先での人間関係などが挙げられる。本発明のストレスには、急性ストレス及び/又は慢性ストレスのいずれも含まれる。
体毛とは、ヒトまたは動物の体部に生える毛のことを意味する。具体的には、毛髪(頭髪)、鼻毛、腋窩毛、腕毛、下肢毛、陰毛などが含まれる。体毛のうち、毛髪を用いる場合には、比較的容易に採取を行えるので好ましい。毛髪とは、ヒトまたは動物の頭部に生える毛のことを意味する。毛髪は、三重構造からなっており、内側から毛髄質、毛皮質及び毛小皮が存在する。
体毛(特に毛髪)を分析することにより、健康状態や疾患の程度を把握する研究が行われているが、体毛中の物質とストレスとの関係については、十分に知られていなかった。
【0011】
以下、実施例を挙げて更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
<試験方法及び試験結果>
1.社会的敗北状況モデルマウスの作成
図1には、試験方法の概要を示した。
各10匹ずつのアグレッサーマウス(他者に対して物理的攻撃を加えるマウス(ICRマウス):Aマウス)と、攻撃対象となり易い小型マウス(Bマウス。C57BL/6マウス(B6マウス))を用意し、各個体に1~10までの番号を振った(A1~A10、B1~B10)。
AマウスとBマウスとをそれぞれ1匹ずつ同一ケージで飼育した(D0)。このとき、飼育ケージの真ん中に透明で小さな穴が開いた仕切り版を設置した。仕切り版については、透明であることは視覚的に、穴を開けたことは嗅覚的に、仕切り版の反対側に相手が存在すことを常に認識させるためである。なお、Aマウスについては、下記D1~D10の間において、同じケージ内で10日間の飼育を行った。
【0012】
AマウスがBマウスに攻撃を加える前日(D0)から上記の通りに飼育を開始し、翌日に(D1)、BマウスをAマウス側へ移動させ、5分間~10分間に渡ってAマウスがBマウスに攻撃するのを許容した。その後、仕切り版の反対側にBマウスを非難させた。
24時間後(D2)、Bマウスを順に別のAマウスのケージへ移動させ、5分間~10分間に渡ってAマウスがBマウスに攻撃するのを許容した。その後、仕切り版の反対側にBマウスを非難させた。
こうして、AマウスによるBマウスへの攻撃を10日間に渡ってくり返した後(D1~D10)、11日目に社会的相互作用試験(Social Interaction test:SIテスト)を行った。
なお、Bマウスは5匹ずつ2群に分け、一方のBマウスにはイオン交換水を(コントロール群(G1))、他方のBマウスにはテアニン(5%)を溶かした水を(被験群(G2))それぞれ自由飲水により供与した。
【0013】
2.SIテスト
(1)試験方法の説明
図2には、SIテストに使用した領域図を示した。
図2(a)中の上側のInteraction zoneは接触可能領域を、下側のComer zoneは待機領域を示している。
SIテストでは、上記「1.社会的敗北状況モデルマウス」には使用していないAnewマウスを用意した。アグレッサーマウスとして、CD-1マウスを新たにスクリーニングした。スクリーニング基準を用い、対象のCD-1マウスをスクリーニングし、攻撃的な特性が存在することを確認した。
(i)上記「1.社会的敗北状況モデルマウス」で攻撃を受けたBマウスを、SIテストの開始1時間前からテストルームに入れた。試験は、外部の音源から隔離された部屋で、常に赤色光の下で行った。
30秒のインターバルを挟み、150秒のSIテストを2回行った。
(ii)Anewマウスのいない状態で、小ケージを接触可能領域に置き、Bマウスをオープンフィールドの「S」(開始)の位置に置いた。150秒間の自由探索時間(順化中 IT(Aマウス-))を設けた。
【0014】
(iii)Bマウスを飼育ケージに戻し、30秒の間にAnewマウスを小ケージに入れ、接触可能領域に置いた。
(iv)BマウスをComer Zoneに置き、150秒間観察した(IT(Aマウス+))。全ての時間に渡って、Bマウスの行動軌跡を記録した。「撮影の詳細」については、後述した。
(v)行動解析ソフト(matlab。<https://jp.mathworks.com/products/matlab.html>)を用い、解析を行った。(iv)のBマウスの行動軌跡から、
図2中の9cm×9cmの領域にいる割合をポイント化した。Aマウスから離れた領域(9cm×9cm)にいる時間が長いほど社会的敗北度合いが高いと規定した。
(vi)テスト後に背中の体毛(毛髪)をバリカンで刈り、体毛サンプルを採取した。
【0015】
(2)撮影の詳細
OFテスト:撮影開始時点において、Bマウスを、オープンフィールド(OF)に頭を壁沿いにしてゆっくり入れた。10秒間の順化を行った(撮影ON)。撮影をストップし、Bマウスを飼育ケージに戻した。
次いで、Bマウスを筒に入れ、OFに頭を壁沿いにしてゆっくり入れた。150秒間に渡って撮影を行った(撮影ON)。撮影をストップし、Bマウスを飼育ケージに戻した。
次に、Anewマウスを入れた後、BマウスをOFに頭を壁沿いにしてゆっくり入れた。150秒間に渡って撮影を行った(撮影ON)。撮影をストップし、Bマウスを戻した後、OFをアルコールで清掃した。
図3(A)~(C)の左側には、OFテストの代表的な結果を示した。健常マウス及び社会的敗北マウス(水道水摂取及びテアニン摂取)のいずれにおいてもOFテストでは、各マウスは移動可能な領域全体を移動している様子が認められた。
【0016】
3.SIテスト結果
図3(A)~(C)の中央及び右側には、Bマウスの行動軌跡を調べた代表的な結果を示した。
社会的敗北を起こしていない健常マウス(
図3(A))では、他個体(Anewマウス)に対して関心を示すため、ケージが空の状態(
図3(A)中央)に比べ、見知らぬマウスが入っている時(
図3(A)右側)の方がケージ周辺への滞在時間は長く、社交性スコアが高くなった。これに対し、社会的敗北状況を示し、水道水を摂取したマウス(
図3(B))では、ケージが空の状態(
図3(B)中央)に比べ、ケージに見知らぬマウスが入っている時(
図3(B)右側)の方がケージから遠ざかり、ケージ周辺の滞在時間が減り、箱の隅の滞在時間が増えるため、社交性スコアは低下した。
また、社会的敗北状況を示し、テアニンを摂取したマウス(
図3(C))では、ケージが空の状態(
図3(C)中央)に比べ、ケージに見知らぬマウスが入っている時(
図3(C)右側)の方がケージ周辺への滞在時間は長く、社会性スコアが高くなった。
【0017】
上記の通り、健常マウスでは、Anewマウスに興味があり、接触可能領域の周辺にいることが多い(1.2ポイント)のに比べ、水道水摂取社会的敗北モデルマウスでは、当初はAnewマウスに興味を示すものの、攻撃を受けた記憶が呼び起こされ、接触可能領域から遠ざかること(0.03ポイント)が分かった。
また、テアニンを自由摂取したマウスでは、テアニンを摂取しないマウスに比べ、ポイントが有意に高く、社会的敗北状況が改善し、コントロールに戻っていることが確認された。
コントロール群(n=10)とテアニン自由摂取群(n=10)のSIテストポイントは、それぞれ、0.49±0.36(平均値±標準偏差)と0.88±0.24(平均値±標準偏差)であった。有意差検定(非関連2群Tテスト)ではP<0.05で有意な差を認めた。コントロール群はポイントに対して標準誤差(S.D.)が大きい(個体差を示す)のに対し、テアニン自由摂取群では、ポイントに対してのS.D値が小さいことから個体によらず安定的に社会的敗北を抑制していると類推する。
【0018】
4.体毛の断面写真撮影及び体毛中成分の測定(体毛中成分測定工程)
(1)体毛断面の顕微鏡像撮影
SIテスト後にバリカンで刈った背中の体毛サンプルについて、毛髪断面切片を作成した後、顕微鏡像を撮影した。
(2)ナノ微粒子噴霧
次に、体毛中の成分を測定した。体毛中の成分測定に際し、物質のイオン化支援剤(マトリクス)として、ナノ微粒子を用いた。微粒子は、単分散に微粒子が得られる湿式沈殿法を用いた。
調製に際して、FeCl2・4H2Oと3-アミノプロピルトリエトキシシランを材料として採用し、Macaulayite超ナノ微粒子を調製した。2gのFeCl2・4H2Oを秤量し、100mLの蒸留水に溶解させて、終濃度10mMの水溶液を得た。室温で約10分間に渡って充分に攪拌した後、100mLの3-アミノプロピルトリエトキシシラン(APTES)と混合させ、反応を完結させた。その後、60分間遠心分離器に掛けて上澄み液を捨て、蒸留水を注いで再分散させてから遠心分離器に掛け、上澄み液を捨てる操作を数回繰り返し、沈殿物を洗浄した。次いで、メタノールでナノ微粒子を懸濁後、上清をエアブラシ(GSIクレオス社製)にてサンプル切片へ噴霧した。この際、組織から10cm~15cm離して噴霧したためメタノールは揮発し、組織上には微粒子粉末のみが噴霧された状態であった。
【0019】
(3)イメージング質量分析
サンプルとしてC57BL/6JJclマウス(8週齢;オス)の体毛を用いた。採取した体毛切片をインジウムシンオキサイド(ITO)被覆スライドガラスに乗せ切片を作製した。
質量分析装置(tims-tof flex; Bruker Daltonics)によりイメージング質量分析測定を行った。レーザー照射間隔を5μmとした。得られたシグナルは、レーザーを100ショットしたものを用いた。
また、試験終了後に各マウスの脳を採取し、イメージング質量分析を行った。
図4には、マウス脳内のイメージング質量分析を行った結果の代表的なものを示した。
図4(A)には、ドーパミン分布を調べた結果を、
図4(B)には、GABA(γ-アミノ酪酸)分布を調べた結果を、
図4(C)には、テアニン分布を調べた結果をそれぞれ示した。ドーパミンは、コントロール群(Cont.)とテアニン投与群(G2)では、線条体の尾状核(CPu)と側坐核(Nac)で増加している一方、ストレス負荷群(G1)では明確な分布を認めなかった。GABAは、テアニン投与群(G2)では、線条体の側坐核(Nac)、視床下部(HY)、腹側被蓋野(VTA)及び大脳皮質(運動野:MA)で増加していた。テアニンは、テアニン投与群(G2)において、側脳室(LV)に局在していた。
【0020】
微粒子粉末を噴霧した体毛からは(m/z)100~800の間で強い多数のシグナルが得られた。
図5には、コントロール(Cont.)に比べ、社会的敗北状況に至ったときに増加または減少し(G1)、テアニンの投与によってコントロールの状態に戻る(G2)物質として、代表的なm/z値を持つシグナルとして、(A)コルチコステロン、(B)2硫化セレン及び(C)(m/z)144.866(未知物質)の結果をまとめたものを示した。上段側には、各群における物質濃度の変化をまとめたグラフを、下段側には、各群から採取した体毛サンプル中の各物質のイメージング画像をそれぞれ示した。
図5(A)の上段に示すように、コルチコステロンのシグナルは、コントロールマウス(Cont.)とテアニン自由飲水社会的敗北マウス(G2)からは殆ど検出されないのに対し、社会的敗北マウス(G1)からは10倍以上の値で検出された。テアニン自由飲水社会的敗北マウス(G2)は、コントロールよりも3倍程度さらに低い値であった。同様に、
図5(A)の下段に示すように、社会的敗北マウス(G1)の体毛断面のみに、コルチコステロンのシグナルが観察された。このとき、コルチコステロンのシグナルの位置と、体毛の伸び率から、ストレスが掛っていた時期と期間が、本試験のそれらと一致することが分かった。これらのデータより、体毛断面中の物質シグナルの位置と量を測定することで、ストレスが掛っていた時期と強さを評価できることが分かった。
また、テアニン自由飲水社会的敗北マウス(G2)では、社会的敗北状況が改善されていることが分かった。
図5(B)に示す2硫化セレン(Selenium sulfide)においても、コルチコステロンと同様の状況が認められた。特に、下段の写真図に示すように、2硫化セレンでは、社会的敗北マウス(G1)の体毛断面のみに、2硫化セレンの強いシグナルが(コルチコステロンのシグナルよりも更に明瞭に)観察された。
【0021】
また、
図5(C)に示す(m/z)144.866のシグナルについては、物質は同定されていないものの、コントロールマウス(Cont.)とテアニン自由飲水社会的敗北マウス(G2)からは多く検出される一方、社会的敗北マウス(G1)からは、それよりも低値で検出された。この結果からも、テアニン自由飲水社会的敗北マウス(G2)では、社会的敗北状況が改善されることが分かった。
図5(A),(B)に示す通り、コントロールマウスの体毛中と比較して、社会的敗北マウスの体毛中において、有意に増加した物質(コルチコステロン及び2硫化セレン)では、テアニンの投与によって、コントロールマウスのレベルにまで減少した。また、
図5(C)に示す通り、コントロールマウスの体毛中と比較して、社会的敗北マウスの体毛中において、有意に減少した物質((m/z)144.866の未知物質)では、テアニンの投与によって、コントロールマウスのレベルにまで増加した。これらの結果は、社会的敗北状況に陥ったマウスが、テアニンによって、社会的敗北状況を脱し、コントロール状態の戻ったことを客観的に評価できることを示している。
次に、得られたデータの中から変化のある物質を探索するため、オミクス解析ソフト(metaboscape: ; Bruker Daltonics )を用いた。表1には、コントロールマウスに比べ、社会的敗北マウスで、m/zシグナルが増加または減少する物質をまとめたものを示した(特定物質選択工程)。
なお、末尾の6行に記載した物質については、物質名は不明であるもののm/zシグナルが特定できることから、体毛中の濃度を測定することで、被験者のストレス状態を評価できることが理解できる。
【0022】
【0023】
表1中の「ID.1」は、ストレス負荷によって増加し(Increase)、テアニン摂取によって減少してコントロールに戻る(inhibition)物質を、「ID.2」は、ストレス負荷によって減少し(decrease)、テアニン摂取によって増加してコントロールに戻る(recovery)物質を、「ID.3」は、ストレス負荷によって減少し(decrease)、テアニン摂取によって更に減少する(more decrease)物質を、それぞれ示している。
ID.1は具体的には、2硫化セレン(Selenium Sulfide)、8-ヒドロキシカルテオロール(8-Hydroxycarteolol)、3Z,13Z-オクタデカジエニルアセテート(3Z,13Z-Octadecadienyl acetate)、N-[2-(6-オキソピリダジン-1-イル)エチル]-6-ピロリジン-1-イルピリダジン-3-カルボキサミド(N-[2-(6-oxopyridazin-1-yl)ethyl]-6-pyrrolidin-1-ylpyridazine-3-carboxamide)、1-(3,4-ジヒドロ-1H-イソキノリン-2-イル)-2-(1,2-ジメチルインドール-3-イル)エタン-1,2-ジオン(1-(3,4-dihydro-1H-isoquinolin-2-yl)-2-(1,2-dimethylindol-3-yl)ethane-1,2-dione)、コルチコステロン(corticosterone)、5-メチルスルホニル-9-(3-プロパン-2-イル-1,2,4-オキサジアゾール-5-イル)-1,5-ジアザシクロウンデカン-2-オン(5-methylsulfonyl-9-(3-propan-2-yl-1,2,4-oxadiazol-5-yl)-1,5-diazacycloundecan-2-one)、2,2-ビス(1,2-ジメチルインドール-3-イル)プロパノイック酸(2,2-bis(1,2-dimethylindol-3-yl)propanoic acid) (AC1L6HIG)、2-[[4-(シクロヘキシルカルバモイル)ピペラジン-1-イル]メチル] -1-メチル-N-プロパン-2-イルベンズイミダゾール-5-カルボキサミド(2-[[4-(cyclohexylcarbamoyl)piperazin-1-yl]methyl]-1-methyl-N-propan-2-ylbenzimidazole-5-carboxamide)、3-[[4-[[3-(4-フルオロフェニル)イミダゾ[4,5-b]ピリジン-2-イル]メチル]ピペラジン-1-カルボニル]アミノ]プロパノエートエチル(ethyl 3-[[4-[[3-(4-fluorophenyl)imidazo[4,5-b]pyridin-2-yl]methyl]piperazine-1-carbonyl]amino]propanoate)及び(4-フェニル-3,6-ジヒドロ-2H-ピリジン-1-イル)-[1-(7,8,9,10-テトラヒドロ-6H-プリノ[9,8-a]アゼピン-4-イル) ピペリジン-3-イル]メタノン(4-phenyl-3,6-dihydro-2H-pyridin-1-yl)-[1-(7,8,9,10-tetrahydro-6H-purino[9,8-a]azepin-4-yl)piperidin-3-yl]methanone)であった。
【0024】
ID.2は具体的には、2-オキソ-4-メチルチオブタン酸(2-Oxo-4-methylthiobutanoic acid)、2-N-エチル-4-N-[(4-メチルフェニル)メチル]-1,3-チアゾール-2,4-ジカルボキサミド(2-N-ethyl-4-N-[(4-methylphenyl)methyl]-1,3-thiazole-2,4-dicarboxamide)、8-エチル-N-メチル-N-[2-(メチルアミノ)-2-オキソエチル] -4,5,6,7-テトラヒドロチエノ[2,3-b]アゼピン-2-カルボキサミド(8-ethyl-N-methyl-N-[2-(methylamino)-2-oxoethyl]-4,5,6,7-tetrahydrothieno[2,3-b]azepine-2-carboxamide)、Ro 19-4603、N-[[2-(1-ブタノイルピペリジン-3-イル)-1,3-チアゾール-4-イル]メチル] -2-メチルプロパンアミド(N-[[2-(1-butanoylpiperidin-3-yl)-1,3-thiazol-4-yl]methyl]-2-methylpropanamide)、1-[4-[5-(4-エチルフェニル)-4-メチル-1,1-ジオキソ-1,2-チアゾール-3-イル]-1,4-ジアゼパム-1-イル]-2-メチルヘキサン-1-オン(1-[4-[5-(4-ethylphenyl)-4-methyl-1,1-dioxo-1,2-thiazol-3-yl]-1,4-diazepan-1-yl]-2-methylhexan-1-one)、及び物質名は不明であるものの、m/z値が72.937, 105.934, 144.866, 178.920, 285.815のものであった。
このうち特に、コルチコステロンと2硫化セレンについては、下記の通りであった。
1)ストレスマーカーとして既知のコルチコステロンが、テアニンの投与に依って増加しないことが分かった。
2)2硫化セレンは、抗生物質の役割を果たすようであった。体内で合成できるか否かについては不明であるものの、原料のセレンは食餌中に含まれていることが知られている。もし、マウス体内で2硫化セレンが合成できるとすれば、社会的敗北状況で増加することが確認されたので、体を守ろうとして、2硫化セレンを作るかも知れない。または、セレンが過剰に体内にあると抜け毛を促進するので、それを防ぐために2硫化セレンに置き換えているのかも知れない。コントロールおよびテアニン摂取群では、2硫化セレンの増加は認められなかった。
被験者の体毛中のID.1及びID.2に記載の物質の少なくとも1個の物質を検出することにより、被験者のストレス状態の現状と回復状態を客観的に評価できる(物質特定工程)。
このように、本実施形態によれば、被験者から採取された体毛中の特定物質を測定することで、より客観的に被験者のストレス状況を判断できた。