【実施例】
【0075】
以下の実施例は、本開示の好ましい実施形態をより完全に例証するために提示される。しかしながら、それらは、本開示の広い範囲を限定すると決して解釈されるべきでない。
実施例1
材料および方法の例
【0076】
本発明者らは、72種の従来の中国漢方薬から標準的なエキスを慎重に選択し、発注した(表1)。
【0077】
72種の生薬エキス(100g)のすべてが、粉末の形態である。各エキスを、水またはDMSOにそれぞれ強くボルテックスしながら50mg/mlの原液濃度に溶解した。その溶液を室温で30分間維持した後、14krpmにて遠心分離した。その透明の溶液をXO阻害活性のアッセイに使用した。連続分光測光速度測定(continuous spectrophotometric rate measurements)の方法(60)を用いて、XO活性を測定した。反応混合物は、67mMリン酸緩衝液(pH7.4)中のキサンチンおよび5uU/mLの活性を有する20nM XOを、エキス溶液とともにまたはエキス溶液なしで含んだ。エキス(0〜10ul)をXOとともに25℃で1分間プレインキュベートした後、50uMキサンチンを加えて、尿酸の形成を惹起し、295nmにおける尿酸の吸収の増大を動的にモニターした。XO活性の初速度を記録した。0〜10ulのDMSOをアッセイしたところ、それは、XO活性に対して阻害効果を及ぼさないことが見出された。生薬エキスの最初のスクリーニングに向けて、各エキスの最終濃度を163ug/mlにした。阻害のパーセンテージを算出する:阻害のパーセンテージ=(1−試験OD/ブランクOD)×100
【0078】
葉酸、ジヒドロ葉酸およびテトラヒドロ葉酸は、Alfa Aesar(Tewksbury,MA)から購入し、5−メチルテトラヒドロ葉酸(5−MTHF)は、Sigma−Aldrich(St.Louis,Missouri)から取り寄せ、6−ホルミルプテリンは、Cayman Chemical(Ann Arbor,Michigan)から入手した。葉酸関連分子に対するXO阻害アッセイは、生薬エキスに対するそれと同様である。葉酸をDMSOに溶解した。葉酸の用量依存性および光分解効果を調べた。FDAが承認したOX阻害薬であるアロプリノールおよび小分子XO阻害剤であるDHNBをポジティブコントロールとして含めた。
実施例2
高尿酸血症および酸化ストレスを制御するための健康食品サプリメント/抗酸化物質の開発
【0079】
従来の中国漢方薬(単一用量実験:2つのファクションで163ug/ml)の72種の標準的なエキスに対するキサンチンオキシダーゼ(XO)阻害アッセイが、本明細書中に提供される。14種の生薬エキスが、強いOX阻害効果(水溶性画分またはDMSO可溶性画分のいずれかにおいて>40%)を示した。27種の生薬エキスが、20%〜40%のXO阻害率を有する。残りの31種の生薬エキスが、弱いXO阻害効果(<20%)を有した。予備的な文献検索によると、14種のエキス(>40%XO阻害)のうち7種が、これまで報告されておらず、27種のエキス(20〜40%OXI)のうち12種が、これまで報告されていない。これらのエキスのDMSO可溶性画分は、水溶性画分よりも強力なXO阻害剤である。本発明者らは、これらの14種のエキス(DMSO可溶性画分)の各々に対してXO阻害の用量依存的研究を行った。14種すべてのエキスが、良い用量依存的XO阻害曲線を示した。IC
50は、酵素の50%阻害を達成するために必要な阻害剤の濃度として定義される操作パラメータである。IC
50が低いほど、その阻害剤は強力である。各エキスのIC
50を算出する。上位5種の強力なXO阻害剤は、Alpinia officinarum(高良姜、IC
50 28.5ug/ml)、スイカズラ(IC
50 33.5ug/ml)、タイワンハッカ(薄荷叶、IC
50 34ug/ml)、チョウジ(花芽)(丁香、IC
50 63ug/ml)およびシトロン果実(IC
50 71ug/ml)である。
【0080】
1.72種の標準的な漢方薬エキスのデータ
【0081】
163ug/mlという最終濃度の、水溶性画分とDSMO可溶性画分の両方における72種の従来の中国漢方薬の標準的なエキスを、20nM XOと混合し、その反応系における尿酸形成の初速度を記録し、各生薬エキスのXO阻害率を算出した。すべてのデータを表1に示す。14種の生薬エキスが、強いXO阻害効果(水溶性画分またはDMSO可溶性画分のいずれかにおいて>40%)を示した。27種の生薬エキスが、20%〜40%のXO阻害率を有する。残りの31種の生薬エキスは、弱いXO阻害効果(<20%)を有した。
【0082】
72品目:
【0083】
14種のエキス:>40%XO阻害(本発明者らの予備的なキーワード検索によると、7/14がこれまで報告されていない)
【0084】
27種のエキス:20〜40%XO阻害(本発明者らの予備的なキーワード検索によると、27種のうち12種がこれまで報告されていない)
【0085】
31種のエキス:<20%XO阻害
【0086】
【表1】
【0087】
NAは、該当エキスがXO阻害についてこれまで報告されていなかったことを意味する。
【0088】
空欄は、該当エキスが、試験されたとき、XO阻害を有しないこと、および文献検索を行わなかったことを意味する。
【0089】
1当該エキスに対するDMSO画分
【0090】
2当該エキスに対する水画分
【0091】
概して、多くの生薬エキスのほとんどのDMSO可溶性画分が、水溶性画分よりも強いXO阻害効果を有する。これらのデータは、具体的な実施形態において、強力なXO阻害性化合物が疎水性であることを示唆している。
【0092】
2.14種の標準的な漢方薬エキスの用量依存性のデータ
【0093】
単一用量(163ug/ml)での72種の従来の中国生薬の標準的なエキスのXO阻害効果の最初のスクリーニングから、14種のエキスが、40%超のXO活性阻害を有した。これらのエキスのDMSO可溶性画分は、水溶性画分よりも強力なXO阻害剤である(
図1)。さらに、本発明者らは、これらの14種のエキス(DMSO可溶性画分)の各々に対して用量依存的XO阻害アッセイを行った。0〜250または333ug/mlという各エキスの濃度範囲(8〜10個の用量を調べた)。14種すべてのエキスが、良い用量依存的XO阻害曲線を示した(
図2)。IC
50は、酵素の50%阻害を達成するために必要な阻害剤の濃度として定義される操作パラメータである。IC
50が低いほど、その阻害剤は強力である。各エキスのIC
50を算出する(表2)。上位5種の強力なXO阻害剤は、Alpinia officinarum(高良姜、IC
50 28.5ug/ml)、スイカズラ(IC
50 33.5ug/ml)、タイワンハッカ(薄荷叶、IC
50 34ug/ml)、チョウジ(丁香、IC
50 63ug/ml)およびシトロン果実(IC
50 71ug/ml)である。これらのデータは、これらのエキスの効力の理解に有用であり、各エキスと葉酸および5−MTHF(例えば)との組み合わせアッセイまたは複数のエキスと葉酸および5−MTHF(例えば)との組み合わせアッセイに対する合理的なデザインを提供する。
【0094】
【表2】
【0095】
NAは、該当エキスがXO阻害についてこれまで報告されていなかったことを意味する。
【0096】
空欄は、該当エキスが、試験されたとき、XO阻害を有しないこと、および文献検索を行わなかったことを意味する。
【0097】
葉酸およびその誘導体のデータ
【0098】
葉酸ならびにその2つの誘導体であるジヒドロ葉酸およびテトラヒドロ葉酸をXO阻害アッセイにおいて用いた。20nM XOを、葉酸、ジヒドロ葉酸およびテトラヒドロ葉酸の濃度を上げながらそれらと混合した。尿酸形成の初速度は、ネガティブコントロールと比べて濃度依存的低下を示し、それはXO活性の低下を反映していた(
図3)。葉酸、ジヒドロ葉酸およびテトラヒドロ葉酸は、2uM以内の用量範囲ではXO活性を有意に阻害した。XO阻害の効力は、ジヒドロ葉酸>テトラヒドロ葉酸>葉酸を示す。アロプリノールおよびDHNBと比べたとき、葉酸は、アロプリノールおよびDHNBよりも強いXO阻害効果を有した(
図4)。葉酸、アロプリノールおよびDNHBの最大半量阻害濃度(IC
50)は、それぞれ0.75uM、1.8uMおよび3.0uMである。
【0099】
ある特定の実施形態の有意性(葉酸はXO阻害剤である)
【0100】
フォレートおよび葉酸は、水溶性ビタミンBの形態である。それは、DNA、RNAを作るため、ならびに細胞分裂および多くの生理学的機能のために必要なアミノ酸を代謝するために身体にとって不可欠である。ヒトは、葉酸を産生することができないので、葉酸は、食事から摂る必要があり、そのため必須ビタミンとなっている。フォレートは、葉野菜(leafy greens)、豆、卵、柑橘類果実、アボカドおよび牛の肝臓をはじめとした多くの自然食品中に存在するビタミンB9の最も一般的な形態である。葉酸は、加工食品に加えられる合成バージョンのビタミンB9およびサプリメントにおいて使用される一般的なバージョンのビタミンB9である。葉酸は、フォレートの酸化型であり、フォレート(塩の形態)とほぼ同一の分子構造を有する。葉酸は、生理学的タイプのフォレートよりも安定である。1998年以来、葉酸は、米国の連邦法が規定するように、コールドシリアル、穀粉、パン、パスタ、パン製品(bakery items)、クッキーおよびクラッカーに添加されてきた。50を超える国がこれを行っている。この規制の目的は、母体のビタミンB9摂取とのいくらかの関係が示されている一般的な出生時欠損である神経管欠損(NTD)の有病率を低下させようとする試みである。NTDのほかに、フォレート欠乏は、成長遅滞、巨大赤芽球性貧血、体重減少、消化系障害、白血球減少、血小板減少症、舌/口のひび割れ/発赤、下痢、肝疾患、癌、循環器疾患、うつおよび他の行動変化などの多くの健康上の問題をもたらし得る(93−96)。したがって、葉酸サプリメントは、多くの疾患の予防および処置をはじめとした、ヒトの健康の改善および維持に対して非常に大きな影響を及ぼす。
【0101】
葉酸は、身体が使用できるようになる前に、まずジヒドロ葉酸(DHF)、次いでテトラヒドロ葉酸(THF)になるための2つの変換を経なければならない。THFは、5,10−メチレンテトラヒドロ葉酸(5,10−MTHFR)および10−ホルミルテトラヒドロ葉酸(10−FTHF)、ならびに多くの重要な機能のために身体が必要とするフォレートの最終形態である5−メチルテトラヒドロ葉酸(5−MTHF、レボメ葉酸)に変換され得る(
図5)。最も重要なフォレート依存性反応の1つは、DNAの形成における、デオキシウリジレートからチミジル酸へのメチル化であり、適切な細胞分裂に必要である。この反応が障害されると、葉酸欠乏の証明の1つである巨大赤芽球性貧血に至り得るプロセスが惹起される。別のフォレート依存性反応は、S−アデノシル−メチオニンの合成におけるホモシステインからメチオニンへの変換である。高ホモシステイン血症(Hcy)は、有毒であり、循環器疾患および他の多くの疾患に対する周知の危険因子である(97)。Hcyの分解に必要な化学反応は、葉酸、ビタミンB6およびB12が存在することを必要とする。葉酸は、DNA、リン脂質およびタンパク質の機能制御のためのそれらのメチル化にも重要であり、ならびにセロトニン、エピネフリンおよびドーパミンなどのいくつかの重要な神経伝達物質の合成にも重要である(
図6)。さらに、葉酸は、直接的な抗酸化効果と間接的な抗酸化効果(例えば、フリーラジカルスカベンジング)の両方を発揮するというエビデンスがある(98)。
【0102】
メチレンテトラヒドロ葉酸還元酵素(MTHFR)は、この変換プロセスを調節する重要な酵素である。しかしながら、米国人の最大60%が、それ自体で葉酸から5−MTHFを変換する能力を低下させる遺伝的バリエーションを有すると推定されている。この遺伝的バリエーションを有する者の場合、葉酸の補給は、様々な量の5−MTHF変換型をもたらすことがあり、身体が必要とする量より少ない量しか身体に残らない可能性がある。さらに、それによって、その葉酸の形態が身体に蓄積され得る。このことが、食事から十分得られないことがある人々にとって、5−MTHFの補給が葉酸の使用よりも優れていると考えることができる理由である。THFは、その(不安定な)還元型でのみ活性であるので、経口補給に適さない。一般に、推奨量の葉酸および5−MTHFのサプリメントは、安全であり、有益である。フォレートは、水溶性ビタミンであり、定期的に尿を通じて身体から除去されるので、葉酸による毒性リスクは低い(99)。一般集団に対する1000μg/日という許容できると確立されている摂取上限レベル(UL)未満の葉酸摂取は、いかなる健康上のアウトカムとも関連しない(100)。しかしながら、過剰な葉酸摂取は、癌を含む重大な健康上のリスクと相関する恐れがある(101−103)。このリスクの問題は、議論の最中であり、まだ確認されていない。実際に、葉酸欠乏は、ゲノム不安定性ならびにゲノムにおけるメチル化パターンの変化を引き起こすことによって、発癌の惹起を増大し、癌遺伝子および癌抑制遺伝子の発現を変化させる(100)。
【0103】
XO阻害に対する葉酸の効果は、1948年に初めて報告され(104)、その後、1950年に同じ研究チームによって、この阻害が、葉酸の光分解産物であるプテリン−6−アルデヒド(2−NH,−4−OH−プテリジン−6−アルデヒド)に起因することが報告された(105)。この議論は、1980年代も続いた(106、107)。1989年まで、種々の方法を用いたさらなる実験によって、尿酸およびその誘導体が実際に強力なXO阻害剤であることが確認された(108)。THFおよびDHFのXO阻害効果は、葉酸のそれよりも強い(107,109)。研究によって、5−MTHFが、インビトロおよびインビボにおいてXO活性を効果的に阻害できることが示された(110)。葉酸は、紫外線(UV)照射に対して感受性であることが知られており(111−116)、葉酸は、紫外線照射に曝されると、p−アミノベンゾイル−L−グルタミン酸および6−ホルミルプテリンに切断され得る。その照射が続くと、6−ホルミルプテリンは、プテリン−6−カルボン酸に分解される(117)。6−ホルミルプテリンは、インビトロにおいて非常に強力なXO阻害剤であるが、プテリン−6−カルボン酸は、XO阻害効果を有しない(117)。
【0104】
ヒトと同様に、ニワトリおよびウズラなどの鳥類は、ウリカーゼ酵素を欠き、それらの血中尿酸レベルは、通常、尿酸を5−ヒドロキシイソ尿酸に代謝するウリカーゼ酵素を有するマウスまたはラットにおけるそれよりも高い(118)。実際に、痛風は、ニワトリによくある疾患であり、それらの尿酸の血中濃度は、正常な鳥の5〜7mg/dLと比べて、44mg/dLと高いことがある。食餌由来の葉酸補給は、ヒヨコにおいて肝臓XO活性を有意に阻害する(119,120)。最近の研究では、食餌由来の葉酸補給が、より高齢の産卵鶏において血清尿酸を有意に減少させたと示された(121)。葉酸およびアロプリノール(12.5〜50mg/kg)の腹腔内投与は、マウスモデルにおいて、放射線によって誘発されるXO活性化を有意に阻害した(122)。葉酸を毎日経口補給することにより、ラットモデルにおいて血清尿酸レベルおよびそれに関連する腎臓病理が有意に低減した(123)。さらに、葉酸補給は、動物モデルにおいて、循環器疾患(124−126)および腎疾患(127)を予防でき、腫瘍形成を阻害でき(128)、抗腫瘍化学療法の有効性を高めることができる(129)。
【0105】
高尿酸血症および/または痛風を有する患者に対する葉酸の健康補助食品の研究が報告されている。ケースコントロール研究は、高フォレート摂取が痛風を防ぎ得ることを示した(130)。成人の高血圧患者において、10mgという1日量のエナラプリルを0.8mgの葉酸と併用して投与すると、高UA濃度またはベースラインの高尿酸血症を有する患者における10mgのエナラプリルのみの投与よりも、血清UAレベルに対して高い有益な効果がもたらされた(54,55)。さらに、葉酸補給は、臨床試験において循環器疾患および慢性腎疾患に対するリスクを低下させることができる(56−59,131)。
【0106】
高尿酸血症の制御に対する葉酸または5−MTHFの有効性が確認でき、具体的な実施形態では、それを、一例として高尿酸血症の長期管理のための健康補助食品の、従来の中国漢方薬または他の植物成分との1つ以上の組み合わせ処方に含めることができる。ある特定の実施形態において、葉酸は、本明細書中に包含される任意の組成物の構成要素の1つであり得、具体的な実施形態において、葉酸は、併用療法の治療効果を高める。
【0107】
4.単一の漢方薬エキスと葉酸との組み合わせのデータ
【0108】
生薬エキスおよび葉酸に対する用量依存的XO阻害実験の結果に基づいて、比較的低濃度の各エキス(合計14種のエキス)および葉酸を組み合わせアッセイに使用した。はじめに、タイワンハッカ葉エキス(6.67ug/ml)および葉酸(0.167uM)は、それぞれXO活性を25.85%および16.49%阻害した。これらの濃度でのタイワンハッカ葉エキスと葉酸との組み合わせは、34.4%のXO阻害を示した(
図7)。タイワンハッカ葉エキスと葉酸との組み合わせがXO阻害に対して相加効果を示すことは、明らかである。そのような組み合わせサプリメントの重要な利点の1つは、各構成要素の用量を低下させることによって長期使用に対するそのサプリメントの潜在的な副作用を低減しつつ、そのサプリメントのXO阻害機能を増強できる点である。
【0109】
さらに、葉酸と、タイワンハッカエキスを含む14種すべての従来の中国漢方薬エキスの各々に対して組み合わせエッセイを行った。葉酸(0.167uM)とエキス(13.3ug/ml)とを別々にXO反応系に予混合なしで加えた。XO活性を計測した。14種のうち9種のエキスが、葉酸と相加的なXO阻害効果を示した(
図8)。これらの有効なエキスは、タイワンハッカエキス(薄荷叶);|チョウジ(花芽)エキス(Ding xiang 丁香);ベトナムソフォラ(根)エキス(San Dou Geng 山豆根);ボケ(果実)エキス(Mu Gua、木瓜);スイカズラ(花芽)エキス(Jing Ying Hua);ドクダミ(地上部)エキス(Yu Xin Cao);シトロン(果実)エキス(Xiang Yuan);コウリョウキョウエキス(Gao Liang Jiang 高良姜);およびノコンギク(花)エキス(Ye Ju Hua 野菊花)である。
【0110】
5.漢方薬エキスと5−メチルテトラヒドロ葉酸(5−MTHF)との組み合わせのデータ
【0111】
5−メチルテトラヒドロ葉酸(5−MTHF)は、葉酸補給の優れた形態であると考えられている。研究によって、5−MTHFがインビトロおよびインビボにおいてXO活性を効果的に阻害できることが示された(90)。本発明者らは、5−MTHFが、インビトロにおいて濃度依存的様式でXO活性を効果的に阻害したことを確認した(
図9)。5−MTHFのIC
50は、約35.6uMである。しかしながら、5−MTHFのXO阻害効果は、葉酸(IC
50 0.75uM)よりも弱い。本発明者らはまた、5−MTHFと種々の従来の中国漢方薬エキスとの組み合わせを、それらのXO活性に対する効果についてインビトロにおいて試験した(
図10)。5−MTHFは、14種の生薬エキスのうちの10種:ボケ(果実)エキス(Mu Gua 木瓜);オニバス(種子)エキス(Gian Shi);カワラナデシコ(地上部)エキス(Qu Mai、瞿麦)、スイカズラ(花芽)エキス(Jing Ying Hua)、ドクダミ(地上部)(Yu Xin Cao);シトロン(果実)エキス(Xiang Yuan);ハス(種子)エキス(Lian Zhi);コウリョウキョウエキス(Gao Liang Jiang、高良姜);ノコンギク(花)エキス(Ye Ju Hua(野菊花);およびタイワンハッカ(Bo He Yie、薄荷叶)とXO阻害に対する相加効果を有した(
図10)が、チョウジ(花芽)エキス(Ding xiang 丁香);ベトナムソフォラ(根)エキス(San Dou Geng 山豆根);ツルアズキエキス(Ci Xiao Dou 赤小豆);およびコムギ(未熟果)エキス(Fu Xiao Mei 浮小麦)とはXO阻害に対する相加効果を有しなかった。
【0112】
いくつかの実施形態において、葉酸または5−メチルテトラヒドロ葉酸と個々のエキスとの予混合を、XO阻害に対して用いる。単一のエキスと葉酸との組み合わせの研究が完了した後、複数の生薬エキスと葉酸との組み合わせをさらに特徴付けることができる。葉酸および/または5−メチルテトラヒドロ葉酸を伴わない複数の生薬エキスの組み合わせも、XO阻害について特徴付けることができる。
【0113】
XO活性アッセイをより多くの中国生薬エキスおよび他の植物成分に拡大することができ、葉酸および/または5−メチルテトラヒドロ葉酸ありまたはなしでの、これらの作用物質間の相加効果または相乗効果を調べることができる。XO阻害研究に関して、動物モデル試験のため、ならびに最終的には、症候性と無症候性の両方の高尿酸血状態(循環器疾患および他の多くの疾患に対する重大な独立危険因子である)を有する患者の処置および/予防のための、葉酸または5−MTHFを含むまたは含まない生薬エキスのいくつかのリード組み合わせ処方をスクリーニングし、特徴付けることができる。
実施例3
高尿酸血症および酸化ストレスを制御するための健康補助食品/抗酸化物質の特定の実施形態
【0114】
本開示の実施形態は、例えば、血中尿酸を低下させること、酸化ストレスを低減すること、ならびに/または痛風および循環器疾患のリスクを低下させることができる組成物(例えば、健康食品サプリメントまたは機能性食品)を包含する。そのような実施形態では、痛風および高尿酸血症誘発性の循環器疾患を予防および処置するために特に長期使用において高尿酸血症および酸化ストレスを制御するための新しい安全な健康食品サプリメントまたは機能性食品を開発する目的で、ある特定の中国生薬エキスおよび/または通常の食品、ならびにビタミン、ミネラルおよび栄養分が、選択され、特徴付けられ、最適化され、相乗作用が示され、製剤化され得る。例えば、XO酵素活性アッセイの無細胞系およびマウスモデルが、この実施形態のために使用され得る。
【0115】
健康補助食品製品の有効な原材料のインビトロスクリーニングが用いられ、キサンチンオキシダーゼ(XO)活性および酸化ストレスの阻害に対してより有効な処方/処方箋が開発され得る(種々の基質および組み合わせ、相加効果、相乗効果)。急性(短期間)の動物試験を用いて、高尿酸血症を制御するための健康補助食品の処方/処方箋の有効性および毒性を特徴付けることができる。また、慢性(比較的長期間)の動物試験を用いて、高尿酸血症を制御するための健康補助食品の処方/処方箋の有効性および毒性も特徴付けることができる。
【0116】
具体的な実施形態において、いくつかの従来の中国漢方薬は、強力なXO阻害活性、ならびに抗酸化活性を有し、個々の生薬の活性は、他の漢方薬、ならびに/または例えば葉酸および/もしくは1つ以上のその誘導体(葉酸およびその誘導体はXO阻害剤である(52,53))との相加効果または相乗効果を有し得る。具体的な態様において、従来の中国生薬エキスならびに(場合によっては)葉酸および/または1つ以上のその誘導体を含む本開示の機能性食品/健康補助食品製剤は、無症候性高尿酸血症に対する新しい予防法および/または処置を提供し、予防法および/または処置として使用される。具体的な場合において、本開示の組成物は、CVDに対する独立危険因子である無症候性高尿酸血症の長期管理を提供し、ゆえに、CVDの予防に影響を及ぼす。
【0117】
本開示の具体的な実施形態は、高尿酸血症の制御に対する葉酸または5−MTHFの有効性の確認を提供し、例えば高尿酸血症の長期管理のための、健康補助食品として、従来の中国漢方薬および/または他の植物成分とともに含められ得る。葉酸は、構成要素の1つであり得、併用療法の治療効果を高め得る。
【0118】
組成物に含められ得る生薬エキスの例としては、以下のうちの1つ以上が挙げられる。
【0119】
【表3】
【0120】
さらに、以下の組成物のうちの1つ以上が、本開示における任意の組成物において使用され得る。これらのビタミンは、例えば、高尿酸血症、酸化ストレスおよび/または高ホモシステイン血症(これらは、循環器疾患および他の多くの疾患の危険因子である)を制御するためなどの、本開示の組成物と相加効果または相乗効果を及ぼし得る。ゆえに、以下のものを使用する組成物を含む本開示の任意の組成物が、予防的組成物として使用され得る。
【0121】
【表4】
【0122】
表5における以下の品目は、本開示の任意の組成物において使用され得る。
【0123】
【表5】
【0124】
実験計画の一例は、以下のとおりである。最初に個々のエキスをXO阻害効果および抗酸化効果についてスクリーニングするために、任意の好適な方法を用いることができ、それらとしては、少なくとも以下が挙げられる:
【0125】
方法(1):
【0126】
キサンチンオキシダーゼ(XO)阻害アッセイ(スクリーニングのために1つ以上の基質濃度を用いる)。詳細な方法は、以前の刊行物(132)に記載されている。
【0127】
方法(2):
【0128】
DPPH(2,2−ジフェニル−1−ピクリルヒドラジル)スカベンジングアッセイ(スクリーニングのために1つの基質濃度を用いる)。試験される化合物がDPPHラジカルをスカベンジングする能力を、429nmにおける吸収の減少をモニタリングすることによって、光学的に計測する。それらの化合物の抗酸化活性をビタミンCおよびビタミンEのそれと比較する。詳細な方法は、本発明者らの以前の刊行物(132)に記載されている。
【0129】
選択された効果的な健康サプリメント原材料に基づいて、有効な処方/処方箋が検索および開発され得る(種々の基質および組み合わせ、相加効果、相乗効果が行われ得る)。原材料からの最初のスクリーニング結果によって、XO活性を阻害するエキスの一群が特定される場合、さらなる特徴付け研究のために、効果的な標準的なエキスを使用することができる。これらの選択された材料の濃度範囲を拡大し、他の材料と混合する。いくつかの場合では、XO阻害および抗酸化能に対する、個々の生薬エキスと葉酸、5−MTHFまたは他の生薬エキスとの種々の組み合わせの効果が、インビトロアッセイにおいて試験され得る。これらの組み合わせの任意の相加効果または相乗効果が、特徴付けられる。構成要素の相加効果または相乗効果が存在する場合、少なくともいくつかの場合において、各構成要素の潜在的な副作用を低減しつつ、かつ高尿酸血症の長期管理のために薬物耐性の潜在的リスクを低下させつつ、最大の治療効果を達成するために、そのような構成要素を組み合わせ製剤に使用することができる(例えば、その組み合わせにおいて、少量の各構成要素を用いて)。
【0130】
高尿酸血症を制御するための健康補助食品の処方/処方箋の有効性および毒性を特徴付けるための急性(短期)の動物実験の使用
【0131】
研究用の材料:
【0132】
インビトロ実験の結果に照らして、葉酸/5−MTHFを伴うまたは伴わない組み合わせ生薬エキスの有効な処方/処方箋を動物試験において特徴付ける。具体的な実施形態において、各製剤は、3〜5種の個々のエキスまたは天然の化合物/ビタミンサプリメントを含み得る。個々の成分を組み合わせ製剤として動物実験において試験する前に、その個々の成分を動物実験において試験してもよいし、しなくてもよい。具体的な実施形態では、処方/処方箋だけを全体として動物実験において特徴付ける。
【0133】
研究デザインの例:
【0134】
A.動物試験用の選択された組み合わせ処方の製剤化および特徴付け
【0135】
最初の研究に基づくと、生薬エキスのDMSO可溶性ファクションは、水溶性画分よりも強いXO阻害効果を有した。DMSOは、エキス中の極性化合物と非極性化合物の両方を溶解する。DMSOは、広範囲の化合物を溶液にするのに有効である。最初の研究から選択された各生薬エキスを、DMSOにさらに抽出し、フリーズドライ(凍結乾燥)する。各DMSOエキスのXO阻害効果および抗酸化能が、それぞれインビトロXO活性アッセイおよびDPPHスカベンジングアッセイによって再確認される。動物に投与するために(経口胃管栄養法)、1種以上の油(例えば、1種以上の調理用油(例えば、オレイン酸、ミリスチン酸イソプロピル、中鎖トリグリセリド、オリーブ油、ヒマシ油、落花生油、トウモロコシ油、ゴマ油、ダイズ油、アーモンド油、アマニ油、菜種油、ヒマワリ油、ヤシ油、ラッカセイ油および/またはパーム油))が、これらのエキスを混合するために選択され得る。
【0136】
B.マウスにおける高尿酸血症および毒性の急性モデル
【0137】
アラントキサンアミド処置マウスにおいて、製剤の尿酸低下効果を測定することができる。ウリカーゼ阻害剤であるアラントキサンアミドを腹腔内(i.p.)注射することによって、尿酸から5−ヒドロキシイソ尿酸への変換を効果的に阻止できるので、マウスにおいて血清尿酸レベルを著しく上昇させることができ、高尿酸血症の動物モデルが提供される。十分に特徴付けられたマウスモデルにおいて、選択された製剤の尿酸低下効果を特徴付けることができる(表6)。選択された製剤が、そのマウスに経口胃管栄養法によって投与される。詳細な方法は、以前の刊行物(132)に記載されている。
【0138】
【表6】
【0139】
マウスにおける毒性。選択された製剤の潜在的毒性を、低用量および高用量(経口投与)に焦点を合わせて、マウスにおいて調べることができる。ネガティブコントロールおよびアロプリノールコントロールを含めてもよい。製剤化された健康サプリメントが、経口胃管栄養法によって15日間、1日1回マウスに投与され得る。主要評価項目としては、全般的な健康状態ならびに体重、血球数、血液化学および酵素(肝機能、心機能および腎機能パネルを含む)、ならびに器官の組織学的検査が挙げられる(表7)。
【0140】
【表7】
【0141】
高尿酸血症を制御するための健康補助食品処方/処方箋の有効性および毒性を試験するための慢性(比較的長期間)の動物実験の使用
【0142】
研究デザイン:
【0143】
ウリカーゼノックアウトマウスにおける高尿酸血症の慢性モデル:マウスおよび他の多くの哺乳動物において、尿酸は、ウリカーゼによってアラントインにさらに酸化されるので、尿酸の正常な血中濃度は、比較的低い(1〜2mg/dL)(Chen,Lu,et al.,2016)。ヒトおよび高等霊長類では、ウリカーゼの減少が約1500万年前に生じた結果、これらの下等動物よりも相対的に高い血清尿酸(SUA)レベルとなった。慢性高尿酸血症の動物モデルを確立するために、科学者らは、重篤な高尿酸血症および尿酸塩腎症を示すウリカーゼ(Uox)遺伝子ノックアウトマウスを作製した(133)。アロプリノールの維持下において、成体のウリカーゼ−/−マウスは、比較的低いSUA(2〜4mg/dL)を示す。しかしながら、いったんアロプリノールを中止すると、ウリカーゼ−/−マウスは、1週間後には高いSUAレベル(6〜10mg/dL)を有することになる。ウリカーゼノックアウトマウスを用いることによって、選択された製剤の長期間の低尿酸血症効果を測定することができる。選択された製剤を、経口胃管栄養法によって2週間、1日1回投与するか、または飲料水を通じて2ヶ月間投与する。血清尿酸レベルを2日ごとまたは1週間に1回、試験する。本研究中、体重を含む全般的な健康状態をモニターする。マウスを屠殺したら、血球数、血液化学および酵素(肝機能、心機能および腎機能パネルを含む)を調べ、器官の組織学的検査を行う(表6)。約500gの各材料が本実験に必要であると推定される。PLAN I研究から選択された各生薬エキスをDMSOにさらに抽出し、フリーズドライする。各DMSO抽出物のXO阻害効果および抗酸化能を、それぞれインビトロXO活性アッセイおよびDPPHスカベンジングアッセイによって再確認する。動物に投与するために(経口胃管栄養法)、1種以上の油(例えば、1種以上の調理用油(例えば、オレイン酸、ミリスチン酸イソプロピル、中鎖トリグリセリド、オリーブ油、ヒマシ油、落花生油、トウモロコシ油、ゴマ油、ダイズ油、アーモンド油、アマニ油、菜種油、ヒマワリ油、ヤシ油、ラッカセイ油および/またはパーム油))が、これらの抽出物を混合するために選択され得る。
【0144】
【表8】
【0145】
本明細書中で言及されたすべての刊行物は、本開示が関係する分野の当業者のレベルを示す。すべての刊行物が、各個別の刊行物が参照により援用されると明確かつ個別に示されたの同一程度に、参照により本明細書中に援用される。
【0146】
実施例1〜3に対する参考文献
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実施例4
高尿酸血症および酸化ストレスを制御するための健康食品サプリメント/抗酸化物質の開発
【0280】
本明細書中に記載されるように、本発明者らは、Bulk Supplements.com(111)およびTrustworthy Herbs Inc(1)から入手した112種の標準的な生薬エキスについて、キサンチンオキシダーゼ(XO)阻害効果をインビトロ酵素活性アッセイによって測定した。166.7ug/mlという最終濃度(溶解度の問題に起因してそれより低い濃度のいくつかのエキスを除く)のDSMO可溶性画分中のすべてのエキスを、このアッセイにおいて使用した。15種の生薬エキスが、強いXO阻害効果(>40%)を示した。19種の生薬エキスが、20%〜40%のXO阻害率を有する。残りの78種の生薬エキスは、弱いXO阻害効果(<20%)を有した。15種のエキス(>40%XO阻害)のうち5種は、これまで報告されておらず、19種のエキス(20〜40%OXI)のうち7種は、これまで報告されていない。さらに、これらの15種のエキスおよび6種のエキスの各々に対して、用量依存性XO阻害アッセイを行ったところ、それらは、単一用量(166.7ug/ml)において20〜40%のXO阻害効果を示した。0〜250または333ug/mlという各エキスの濃度範囲(8〜10個の用量を調べた)。21種すべてのエキスが、良好な用量依存的XO阻害曲線を示した。IC
50は、酵素の50%阻害を達成するために必要な阻害剤の濃度として定義される操作パラメータである。IC
50が低いほど、その阻害剤は強力である。各エキスのIC
50を算出する。上位10種の強力なXO阻害剤は、マリアアザミ(IC
50 3.3ug/ml)、ノアザミエキス(IC
50 3.8ug/ml)、アムラー果実(余甘子、IC
50 5.6ug/ml)、ブドウ種子(IC
50 8ug/ml)、ザクロ(40%エラグ酸、石榴、IC
50 10ug/ml)、緑茶(50%EGCG、IC
50 11.5ug/ml)、マツ樹皮(IC
50 12ug/ml)、セイヨウオトギリソウ(IC
50 14ug/ml)、アフリカンマンゴー種子(非洲芒果、IC
50 35ug/ml)およびナギイカダ(IC
50 82ug/ml)である。さらに、比較的低い濃度の8種の各生薬エキスおよび葉酸を組み合わせアッセイのために選択した。葉酸(0.167uM)および規定の濃度(ug/ml)のエキスを試験した。8種のエキスのうち3種(ブドウ種子、マリアアザミおよびノアザミエキス)が、葉酸と相乗的なXO阻害効果を示し、8種のエキスのうち3種(アムラー果実、緑茶およびマツ樹皮)が、葉酸と相加的なXO阻害効果を示した。
【0281】
本発明者らは、動物試験のために、5種の生薬エキス(ノアザミエキス、ブドウ種子エキス、アムラーエキス、マツ樹皮エキス、タイワンハッカエキス)および葉酸を臨床的に妥当な用量で含む健康補助食品の処方をデザインした。アロプリノールをポジティブコントロールとして使用した。各マウスにアラトキサンアミドをI.P.注射し、次いで、それらのマウスにアロプリノールまたはエキス処方をそれぞれ経口胃管栄養によって与えた。処置の1.5時間後および3時間後に、血液を顔面静脈から採取した。血清尿酸レベルを計測した。ウリカーゼ阻害剤であるアラトキサンアミド処置(I.P.注射)は、1.5時間後および3時間後に血清尿酸レベルを有意に上昇させた。臨床的に妥当な用量のアロプリノールは、1.5時間後と3時間後の両方において、アラントキサンミド処置マウスの血清尿酸レベルを有意に低下させた。臨床的に妥当な用量の健康補助食品処方は、アロプリノールより強力ではなかったが、アラントキサンミド処置マウスにおいて1.5時間後と3時間後の両方において血清尿酸レベルを有意に低下させた。この効果は、用量依存的様式を示した。
【0282】
1.112種の標準的な漢方薬エキスのデータ
【0283】
標準的な生薬エキス(111)を、Bulk Supplements.comから入手し、1種の生薬エキスをTrustworthy Herbs Incから入手した。Bulk Supplements Incは、Henderson,Nevadaにある。当該企業のウェブサイトによると、1)当該企業は、FDAに登録されているcGMP製造および分配施設であり;2)当該企業は、すべての衛生基準および政府規制を鋭意維持しており、3)各サプリメントは、流通前に社内の研究室で試験され、すべての製品が消費にとって安全であることが保証されている。それらの標準的な生薬エキス(100g)は、粉末の形態であり、アルミナのバッグ内に密封されて包装されていた。そのバッグには、1日に供給される用量の各エキスが提供されている。
【0284】
すべてのエキスが、166.7ug/mlという最終濃度(溶解度の問題のためにそれより低い濃度のいくつかのエキスを除く)でDSMO可溶性画分中に存在し、これらを20nM XOと混合した。反応系における尿酸形成の初速度を記録し、各生薬エキスのXO阻害率を算出した。すべてのデータを表9および
図11に示す(
図11におけるx軸上のナンバリングは、表9における化合物のリストの順序に対応する)。15種の生薬エキスが、強いXO阻害効果(>40%)を示した。19種の生薬エキスが、20%〜40%のXO阻害率を有する。残りの78種の生薬エキスは、弱いXO阻害効果(<20%)を有した。
【0285】
本発明者らは、MedlineとGoogle scholar検索エンジンの両方において予備的な文献検索(生薬名、キサンチンオキシダーゼ、英語および中国語)を行ったところ、以下のことが見出された。
【0286】
15種のエキス(>40%XO阻害)のうち5種が、これまで報告されていない:ナギイカダエキス(64%XOI)、ウーロン茶(60%XOI)、センナ葉(45%XOI)、ヨヒンベ樹皮(62%XOI)およびノアザミエキス(33.3ug/mlにおいて80%XOI)。他の10種のエキスのXO阻害効果は、以前に報告されている:アフリカンマンゴー種子(非洲芒果、78%XOI)(1,2)、アムラー果実(余甘子、100%XOI)(5)、ブドウ種子(78%XOI)(7,8,9)、緑茶(50%EGCG、77%XOI(10,11,12)、マリアアザミ(33.3ug/mlにおいて87%XOI)(19)、オリーブ葉(65%)(21,22)、マツ樹皮(87%XOI)(25)、ザクロ(40%エラグ酸、石榴、90%XOI)(26,27,28)、スペアミント(薄荷,63.6%)(15,32)およびセイヨウオトギリソウ(87%XOI)(33)。
【0287】
19種のエキス(20〜40%OXI)のうち7種が、これまで報告されていない:セイヨウフキ(20%XOI)、カラルマ皮(30%XOI)、エキナセア根(松果菊、21%XOI)、セイヨウトチノキ果実(23.5%XOI)、コーラナット(20%XOI)、コウボク(22%XOI)およびムイラプアマ樹皮(31.6%XOI)。
【0288】
112品目(Bulk Supplements.comから入手した111品目およびTrustworthy Herbs Inc):単一用量(166.7ug/ml、DMSO画分):
【0289】
15種のエキス:>40%XO阻害(本発明者らの予備的なキーワード検索によると、15種のうち5種がこれまで報告されていない)
【0290】
19種のエキス:20〜40%XO阻害(本発明者らの予備的なキーワード検索によると、19種のうち7種がこれまで報告されていない)
【0291】
78種のエキス:<20%XO阻害
【表9】
【0292】
NAは、該当エキスがXO阻害についてこれまで報告されていなかったことを意味する。
【0293】
空欄は、該当エキスが、試験されたとき、XO阻害を有しないこと、および文献検索を行わなかったことを意味する。
2.21種の標準的な漢方薬エキスの用量依存性のデータ
【0294】
単一用量(166.7ug/ml)を用いた112種の生薬エキスのXO阻害効果の最初のスクリーニングから、15種のエキスが、40%を超えるXO活性阻害を有した。さらに、これらの15種のエキスの各々に対して、用量依存性XO阻害アッセイを行った。さらに、本発明者らは、6種のエキスに対して用量依存的研究も行ったところ、それらは、単一用量(166.7ug/ml)において20〜40%のXO阻害効果を示した。0〜250または333ug/mlという各エキスの濃度範囲(8〜10個の用量を調べた)。21種すべてのエキスが、良い用量依存的XO阻害曲線を示した。IC
50は、酵素の50%阻害を達成するために必要な阻害剤の濃度として定義される操作パラメータである。IC
50が低いほど、その阻害剤は強力である。各エキスのIC
50を算出する(表10、
図12)。上位10種の強力なXO阻害剤は、マリアアザミ(IC
50 3.3ug/ml)、ノアザミエキス(IC50 3.8ug/ml)、アムラー果実(余甘子、IC
50 5.6ug/ml)、ブドウ種子(IC
50 8ug/ml)、ザクロ(40%エラグ酸、石榴、IC
50 10ug/ml)、緑茶(50%EGCG、IC
50 11.5ug/ml)、マツ樹皮(IC
50 12ug/ml)、セイヨウオトギリソウ(IC
50 14ug/ml)、アフリカンマンゴー種子(非洲芒果、IC
50 35ug/ml)およびナギイカダ(IC
50 82ug/ml)である。これらのデータは、これらのエキスの効力の理解に有用であり、各エキスと葉酸および5−MTHFとの組み合わせアッセイまたは複数のエキスと葉酸および5−MTHFとの組み合わせアッセイに対する合理的デザインを提供する。
【表10】
【0295】
NAは、該当エキスがXO阻害についてこれまで報告されていなかったことを意味する。
【0296】
3.単一の漢方薬エキスと葉酸との組み合わせのデータ
【0297】
生薬エキスおよび葉酸の用量依存的XO阻害実験の結果に基づいて、比較的低濃度の8種の各生薬エキスおよび葉酸を組み合わせアッセイのために選択した。そのような組み合わせサプリメントの重要な利点の1つは、各構成要素の用量を減少させることによって長期使用に対するそのサプリメントの潜在的な副作用を低減しつつ、そのサプリメントのXO阻害機能を増強できる点である。葉酸(0.167uM)および規定の濃度(ug/ml)のエキスをXO反応系に予混合なしで別々に加えた。XO活性を計測した(
図13)。8種のエキスのうち3種(ブドウ種子、マリアアザミおよびノアザミエキス)が、葉酸と相乗的なXO阻害効果を示し;8種のエキスのうち3種(アムラー果実、緑茶およびマツ樹皮)が、葉酸と相加的なXO阻害効果を示し;8種のエキスのうち2種(アフリカンマンゴーおよびザクロ)が、葉酸といかなる相加的または相乗的なXO阻害効果も示さなかった。
【0298】
4.アラントキサンアミド処置マウスにおける1つの健康補助食品処方の尿酸低下効果のデータ
【0299】
健康補助食品処方(組み合わせ)のデザイン。いくつかの生薬エキスと葉酸との組み合わせの重要な利点の1つは、各構成要素の用量を低下させることによって長期使用に対するそのサプリメントの潜在的な副作用を低減しつつ、そのサプリメントのXO阻害機能を増強できる点である。選択された生薬エキスは、インビトロにおいて強いXO阻害効果を有するはずであり、葉酸と相加効果または相乗効果を示す。XO阻害機能について報告されていない生薬エキスが、具体的な実施形態において使用される。この理論的根拠に基づいて、本発明者らは、5種の生薬エキスおよび葉酸を含む1つの例示的な処方をデザインした(表11)。
【表11】
【0300】
マウス実験のデザイン、方法および結果。エキスの組み合わせサンプルを、4.2mgのノアザミエキス、3.3mgのブドウ種子エキス、13.3mgのアムラーエキス、4.2mgのマツ樹皮エキスおよび16.7mgのタイワンハッカエキスを計量することによって調製し、それらを10mlの1%PEG400と混合し、41.7mg/10mlの原液を生成した。葉酸溶液を、2.6mgの葉酸を1mlの0.1mリン酸カリウム緩衝液に溶解することによって別個に調製し、次いで、6ulのこのFA溶液を上記の10mlのエキス溶液に加えた。ポジティブコントロールとして、臨床上のXO阻害薬であるアロプリノールを、マウス実験に対して13.3mg/kgで使用した。アロプリノールのヒト用量は、1日あたり約800mgである。
【0301】
C57BL/6成体マウス(約20gの体重)を使用した。マウスの4つの群(1群あたりn=4)を、異なる処置またはコントロールに割り当てた(表12)。ウリカーゼ阻害剤であるアラントキサンアミドの腹腔内(i.p.)注射は、尿酸から5−ヒドロキシイソ尿酸への変換を効果的に阻止できるので、マウスにおいて血清尿酸レベルを著しく上昇させることができ、高尿酸血症の動物モデルが提供される(34)。各マウスに、アラトキサンアミドを200mg/kgの用量でip注射し、次いで、それらのマウスに、200ul〜250ul(20〜25gのマウスに対して)のアロプリノールまたはエキス溶液をそれぞれ経口胃管栄養によって与えた。処置の1.5時間後および3時間後に血液を顔面静脈から採取した。血清尿酸レベルをリンタングステン酸法によって計測した。ウリカーゼ阻害剤であるアラントキサンミドによる処置(I.P.注射)は、1.5時間後および3時間後に血清尿酸レベルを有意に上昇させた。これらのデータは、以前の刊行物(34)における結果と一致する。ポジティブコントロールとして、臨床的に妥当な用量のアロプリノールは、1.5時間後と3時間後の両方において、アラントキサンミド処置マウスにおいて血清尿酸レベルを有意に低下させた。臨床的に妥当な用量の健康補助食品処方は、アロプリノールより強力ではなかったが、アラントキサンミド処置マウスにおいて1.5時間後と3時間後の両方において血清尿酸レベルを有意に低下させた。この効果は、用量依存的様式を示した(
図14)。
【表12】
【0302】
実施例4に対する参考文献
【0303】
【0304】
【0305】
【0306】
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本開示およびその利点を詳細に記載してきたが、添付の請求項によって定義されるデザインの趣旨および範囲から逸脱することなく、様々な変更、置き換えおよび改変を行うことができることが理解されるべきである。さらに、本願の範囲は、本明細書に記載されているプロセス、装置、製造、組成物、手段、方法および工程の特定の実施形態に限定されると意図されていない。当業者が、本開示から容易に認識するように、本明細書中に記載される対応する実施形態と実質的に同じ機能を発揮するまたは実質的に同じ結果を達成する現在すでに存在するかまたは後に開発されるプロセス、装置、製造、組成物、手段、方法または工程も、本開示に従って使用され得る。したがって、添付の請求項は、そのようなプロセス、装置、製造、組成物、手段、方法または工程をそれらの範囲内に含むと意図されている。