JP2003146888A - 炎症性腸疾患予防治療剤 - Google Patents
炎症性腸疾患予防治療剤Info
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Abstract
防治療剤の提供。 【解決手段】 フコイダン、またフコイダンを含有する
モズク等の海藻抽出物を炎症性腸疾患予防治療剤の有効
成分とした。
Description
患予防治療剤に関するものである。
腸疾患(Inflammatory Bowel Disease:IBD)は、未
だその原因が明らかにされていない消化管疾患であり、
現在様々な治療・予防方法の確立が急務とされている。
炎症性腸疾患は、長期間に亘る腸炎病変の回復と再発が
繰り返されるのがこの病変の特徴であり、現在のとこ
ろ、治療には長期間に亘る薬剤投与法に依るしかない。
トIBDおよび動物IBDモデルのいずれでも、病変部
の腸粘膜上皮細胞においてSTAT( Signal Transduc
er and Activator of Transcripution)-3リン酸化応答
が亢進してることが見いだされている。STAT-3分子
のリン酸化に関わる分子としては、インターロイキン
(IL)-6、白血病増殖阻止因子(LIF)、オンコス
タチンM(OSM)等が知られている。
おいて、腸上皮細胞でのIL-6産生が亢進していること
も明らかとなっている。従って、IBDモデル動物およ
びヒトIBDに認められる腸上皮細胞のSTAT-3のリ
ン酸化は、炎症に伴って腸上皮細胞において産生される
IL-6に起因している可能性が高い。
は単球、マクロファージによって分泌される可溶性IL
-6受容体(IL-6R)と複合体を形成する。非リンパ系
細胞を含めたほぼ全ての細胞に発現するIL-6受容体の
シグナル伝達鎖である膜糖タンパク質のgp130分子
は、複合体化したIL-6/IL-6Rと会合し、細胞内に
シグナルを伝達する。
は、gp130分子に結合することでIL-6Rを発現して
いない細胞系へもシグナルを伝達し、炎症反応を誘導す
る。以上のことから、IL-6/STAT-3リン酸化応答
系の制御は、種々の炎症性疾患の抑制方法として現在注
目されている。
て、従来のような長期間に亘る薬剤投与法による治療で
は、副作用が問題となっている。そこで、副作用の少な
い安全な食品を用いた病態の抑制法の開発が炎症性腸疾
患の治療にとって非常に有益であると考えられる。
腸上皮細胞においても亢進が見られるSTAT-3リン酸
化応答系の制御は、炎症性腸疾患の炎症性病変の抑制も
期待でき、このSTAT-3リン酸化応答系の制御方法と
して、IL-6産生の抑制効果が考えられる。
時に安全である物質を主成分とする予防・治療剤が得ら
れれば、炎症性腸疾患を効果的に且つ安全に予防あるい
は治療することも可能となる。
な物質を有効成分とする炎症性腸疾患予防治療剤を提供
することにある。
め、請求項1に記載の発明に係る炎症性腸疾患予防治療
剤は、フコイダンを有効成分とするものである。
腸疾患予防治療剤は請求項1に記載の炎症性腸疾患予防
治療剤において、フコイダンを含有する海藻抽出物を有
効成分とするものである。
性腸疾患予防治療剤は、請求項2に記載の炎症性腸疾患
予防治療剤において、フコイダンを含有するモズク抽出
物を有効成分とするものである。
や大腸菌などのようなグラム陰性細菌の細胞壁成分であ
る。炎症性腸疾患患者において、腸内細菌叢中のバクテ
ロイデス菌の総数が増加していることは良く知られてお
り、バクテロイデス種の過剰増殖がトランスジェニック
ラットHLA-B27 の腸炎を憎悪することも報告されてい
る。また、細胞表面のLPS受容体(TLR4)の遺伝
子が破壊されたマウスにおいては大腸炎が対照マウスよ
り軽度であることも報告されている。
の発症・憎悪化において重要な要素である。LPSのよ
うな細菌成分は腸表面に直接影響し、腸上皮細胞におけ
る免疫応答を誘発すると考えられる。即ち、LPSシグ
ナルは腸上皮細胞におけるIL-6の産生を引き起こし、
大腸炎を発生させると思われる。従って、腸上皮細胞か
らのこれらシグナルの除去が腸炎の改善に寄与する可能
性は高い。
のヘリコバクター・ピロリの定着妨害やある種のウイル
スのヒト細胞系への感染を防ぐ等の多くの生物学的効果
が報告されており、海藻類等から得ることができ、その
多糖に毒性や刺激の見られない安全性の高いフコイダン
に着目し、リポ多糖(LPS:リポポリサッカライド)
刺激により大腸炎が誘発されたマウス腸上皮細胞系にお
ける種々の海藻由来フコイダンのIL-6産生抑制効果を
検討したところ、前記フコイダンのなかには、IL-6産
生抑制効果を持つものがあることを見出し、さらにこれ
によって炎症性腸疾患に対する予防・治療剤の有効成分
となることを見出して本発明に至ったものである。
キナワモズク由来のフコイダンは、他物質由来のフコイ
ダンに比べてそのIL-6産生抑制効果が高く、炎症性腸
疾患予防治療剤の有効成分として望ましいものであるこ
とを見出した。
の褐藻類やなまこ体壁などに豊富に含有されている主に
フコースからなる硫酸化多糖体である。従って、古くか
ら食されていた安全性の高い種々の食物から得ることが
でき、フコイダンあるいはフコイダンを含有する抽出物
を有効成分とした炎症性腸疾患の予防治療剤にも高い安
全性が確保できる。
しては、褐藻類のCladoshipon okamuranus Tokida 所謂
オキナワモズク由来のフコイダン、Kjellmaniella cras
sifolia 所謂ガゴメコンブ由来のフコイダン、またHimm
anthalia elongata 由来のフコイダン、Sargassum horn
eri 由来のフコイダン、Lamanaria digtata 由来のフコ
イダン、Fucus vesiculosus 所謂ヒバマタ由来のフコイ
ダン等が挙げられる。
は、従来から用いられている方法を用いても良い。例え
ば、代表的なものとして、以下に例示する酸抽出法、
熱水抽出法がある。
溶液または希塩酸を加えてpH2〜4,望ましくはpH
2〜3に調整する。次いで約50℃以上、望ましくは8
0〜100℃に加熱し、フコイダンを溶出させた後、遠
心分離して沈殿物を除き、上清を水酸化ナトリウムで中
和して抽出物を得る。必要に応じて、さらに限外ろ過、
透析等を行って低分子量の不純物を除き、凍結乾燥する
ことで純度の高いフコイダンが得られる。
分〜1時間、100℃に加熱する。次いで遠心分離して
沈殿物を除き、フコイダンを含む抽出物を得る。必要に
より、上清に塩化カルシウムまたは酢酸バリウムを加え
て沈殿するアルギン酸を除く。更に透析を行って低分子
量の不純物を除いた後、凍結乾燥すると純度の高いフコ
イダンを得ることができる。
剤の有効成分として、低分子量の不純物を除いた純度の
高いフコイダンを用いることが好ましい。また、低分子
量の不純物(水溶性成分、塩類等)を除去する任意の段
階において、イオン交換処理を施しフコイダンの硫酸エ
ステル基を遊離酸形またはアルカリ金属塩形に変換する
ことが特に好ましい。イオン交換処理は、例えば電気透
析、限外濾過膜を用いる酸洗浄、イオン交換樹脂処理、
またはこれらの処理のいずれかとそれに続く中和処理等
により行うことができる。これらの処理はいずれも定法
に従い行えばよく、またイオン交換処理後のフコイダン
をカ性ソーダ、カ性カリ等のアルカリ金属水酸化物で中
和すれば、アルカリ金属塩を得ることができる。
は、その有効成分であるフコイダンの安全性が確立され
ているため、そのまま経口投与しても問題ないが、必要
に応じて、賦形剤、結合剤、崩壊剤、滑沢剤、被覆剤、
乳化剤、分散剤、溶剤、安定化剤など、フコイダンの効
果を阻害するものでなければ適宜添加してもよく、錠
剤、顆粒剤、散剤、粉末剤、カプセル剤などに製剤して
使用しても良い。なお、適度なフコイダンの投与量は、
おおむね50mg〜3g/人/日、好ましくは 100mg〜1g
/人/日である。
は、治療剤としての経口投与に限らず、任意の飲食物に
添加した予防食品の形態で日常的に摂取させることもで
きる。この際、有効成分のフコイダンは、高純度なもの
だけでなく、海藻類から簡単な工程で抽出したフコイダ
ン含有抽出物を用いれば、炎症性腸疾患の予防食品をよ
り低コストで簡便に製造、提供できる。
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。な
お、以降の実施例においては、上記常法により調製した
低分子量の不純物を除いた高純度のフコイダンおよびこ
れと同程度の市販フコイダンを用いるものとする。
沖縄で養殖されたものをトロピカル・テクノセンターよ
り塩漬食品として購入し、他の海藻( Kjellmaniella c
rassifolia,Himmanthalia elongata,Sargassum horne
ri,Lamanaria digitata)は乾物としてSCETI社よ
り供与され、これら各海藻から、上記常法で高純度のフ
コイダンを抽出した。また、Fucus vesiculosus 由来の
フコイダンは、シグマ社より購入した。
(統計誤差)として表した。また、0.05より小さいP数
値は、統計的に有意であるとする。
を、マウス大腸癌細胞CMT-93 をLPS刺激後のIL
-6産生において調べる。なお、本実験を始めるに当たっ
て、まず、種々の濃度のLPS刺激に対する、CMT-9
3 細胞株のIL−6産生を調べた。
IL-6産生量 マウス大腸癌細胞株CMT-93 はATCCより購入し
た。LPSはシグマ社より購入したE.coli由来のものを
用いた。CMT-93 細胞を、10%FCS/10mM Hepes/penic
illin-streptomycin/2-ME/non-essential aminoacid/DM
EM培養液を用いて、37℃、5%CO2 の条件下で、LP
S無添加、あるいは種々の濃度のLPS添加条件の下
で、72時間培養した。培養後、培養液を回収し、−8
4℃で保存した。IL-6産生量は、BDPharMingen社よ
り購入したマウスの抗IL-6mAbs(クローン:MP5-20F
3,MP5-32C11)を用いてELISA法により測定した。
細胞におけるIL-6産生量はLPSが5〜10μm/mlの場
合において最大に達し、10μg/mlで飽和状態であった。
フコイダンのIL-6産生抑制効果 前記各海藻由来のフコイダンについて、LPS刺激CM
P-93 細胞におけるIL-6産生を抑制することができる
かを調べた。即ち、1μg/mlの各種フコイダンを添加し
たCMT-93 細胞培養系へ10μg/mlLPSを加え、7
2時間培養した。培養後、培養液を回収し、上記と同様
にELISA法によりIL-6産生量を測定した。
ナワモズク(Cladoshipon okamuranus Tokida)由来の
フコイダンおよびガゴメコンブ(Kjellmaniella crassi
folia)由来のフコイダンは、LPS刺激CMP-93 細
胞におけるIL-6産生を抑制した。しかしながら、他の
Fucus vesiculosus,Himmanthalia elongata,Sargassu
m horneri,Lamanaria digitata 由来のフコイダンはI
L-6産生を抑制しなかった。
った前記オキナワモズク由来フコイダンおよびガゴメコ
ンブ由来フコイダンについて、異なるフコイダン添加濃
度におけるLPS刺激CMP-93 細胞でのIL-6産生抑
制効果を調べた。細胞培養およびELISA法によるI
L-6量の測定は上記と同様である。
らのフコイダンにおいても、その添加濃度に依存してI
L-6産生量が抑制された。
フコイダンの改善効果を調べた。
ア研究所社より購入)を用いた。これらのマウスは実験
中SPF(Specific pathogen-free)環境下で飼育され
るものである。
酸ナトリウム(DSS)により行った。10週齢のマウ
スに、4%DSS(分子量40kDa:ICN社製)水
を7日間飲料水として投与した後、続く10日間を休止
期とする方法を1サイクルとして、合計4サイクルで慢
性大腸炎を誘発した。
けるフコイダン効果 スタンダードマウス飼料(MF)およびオキナワモズク
(Cladoshipon okamuranus Tokida)由来のフコイダン
含有(0.05%w/w)MF飼料、またはヒバマタ(Fucus v
esiculosus)由来のフコイダン含有(0.05%w/w)MF
飼料、のそれぞれで飼育したBalb/cマウスに、上記の如
くDSS入り飲料水により大腸炎を誘発し、大腸炎にお
けるフコイダン効果を種々の疾患パラメータにより分析
した。
徴的変化をパラメータとしてそれぞれ0〜4の段階数値
でスコア換算され、各パラメータの数値および数値総計
で、DSS大腸炎マウスの臨床的経過における変化の反
映として確認された。
メータのスコアも、スタンダード飼料またはヒバマタ由
来フコイダン含有飼料が与えられた場合に対して、オキ
ナワモズクフコイダン含有飼料が与えられたBalb/cマウ
スにおいて数値が低かった。
度パラメータとして測定した。
織長は、オキナワモズク由来フコイダン含有飼料が与え
られた大腸炎誘発Balb/cマウスの方がスタンダード飼料
を与えられたマウスのものより有意に長かった。また、
スタンダード飼料およびヒバマタ由来フコイダン含有飼
料を与えられた大腸炎誘発Balb/cマウスにおいては腸炎
の重症化のために大腸の長さが短くなっていた。
定 上記の結果を確認するため、腸組織のMPO活性を3グ
ループ間で比較した。MPO活性の測定は、以下の手順
で行った。即ち、まず、それぞれのマウス大腸組織をヘ
キサデシルトリメチルアンモニウムブロミド(シグマ社
製)緩衝液中でポリトロンホモゲナイザーで破砕し、そ
の懸濁液を氷上で音波処理した後、15000rpmで
30分間の遠心分離を行った。各上清を、0.167mg/ml
のO-ジアニシジンヒドロクロライド(シグマ社製)と
0.0005%過酸化水素を含む酵素基質緩衝液に混合し、そ
れぞれ405nm波長における吸光度の変化を測定し、M
PO活性(U/g proten )を求めた。
O活性は、オキナワモズク由来フコイダン含有飼料を与
えられたマウスにおいて、ヒバマタ由来フコイダン含有
飼料またはスタンダード飼料を与えられたマウスより低
かった。
コイダンには、マウスにおける慢性大腸炎を改善する効
果を備えていることが明らかとなった。
的特徴を調べた。
トリー コントロールBalb/cマウスとDSSにより誘導された大
腸炎誘発Balb/cマウスとで、大腸粘膜固有層( IL-LPL
s)の表現型を比較した。
DTTおよび2mMEDTAを含むハンクスの平衡塩類液
(HBSS)中で37℃、15分間ずつ2回、振蕩しな
がらインキュベートした。デカンテイションによる液層
の除去の後、残った大腸片を、2.5%ウシ胎児血清(FC
S)と300μg/ml コラゲナーゼ(コラゲナーゼ−ヤクル
トS;ヤクルト本社製)、50μg/mlデオキシリボヌクレ
アーゼI(シグマ社製)を含むRPMI1640培養液で、
CO2 恒温器にて振蕩しながら、37℃、45分間ず
つ3回、インキュベートした。その後、細胞塊を、氷冷
した2.5%FCS/10mMHepes/RPMI 液中に懸濁し、ナイロン
カラムを通過させた。リンパ球群を、パーコール密度勾
配(シグマ社製)の44/100%境界から分離した。
得られた細胞は、TCRβ、CD4、CD45RB、CD69
あるいはB220に対するmAbsで染色された。染色
後の細胞は、Epics ELセルアナライザー(ベックマン社
製)によって分析された。
料、オキナワモズク由来フコイダン含有飼料、ヒバマタ
由来フコイダン含有飼料、をそれぞれ与えられた大腸炎
誘発Balb/cマウスの3つのグループ間で IL-LPLsの表現
型を比較した。
B細胞の総数は、オキナワモズク由来フコイダン含有飼
料投与マウスにおいて、他のグループのマウスより有意
に低かった。
細胞(1.0×106cell)を、24穴組織培養プレートを
用いて10%FCS/10mM Hepes/2-ME/RPMI培養液中で、固層
化した抗TCRβmAb(H57-597,10μg/ml)、抗C
D28mAb(37.51,1μg/ml)の刺激の下で培養し
た。72時間培養の後、その培養液を回収し、ELIS
A測定に供するまで−84℃で保存した。
に挙げる抗体結合を用いて行った。即ち、抗インターフ
ェロン(IFN)-γ(クローン:XMG1.2,R4-6A2 )、
抗インターロイキン4(IL-4)(クローン:11B11,
BVD6-24G2 )であり、これらは全てBDpharMingen よ
り購入した。IL-10およびTGF-β1の測定用には、
バイオソース・インターナショナル社、Genzyme
社、よりそれぞれ購入した測定キットを用いた。
膜固有層細胞( IL-LPLs)においては、図6(a)
(b)に示すように、IFN(インターフェロン)-γ
やIL-6のような炎症性サイトカインの産生量は、オ
キナワモズク由来フコイダン含有飼料投与大腸炎誘発マ
ウスでスタンダード飼料およびヒバマタ由来フコイダン
含有飼料投与マウスより有意に低かった。
あるTGF-β1の産生量は、オキナワモズク由来フコイ
ダン含有飼料投与大腸炎誘発マウスにおいてスタンダー
ド飼料およびヒバマタ由来フコイダン含有飼料投与マウ
スより有意に高かった(図6(e))。同じく炎症抑制
性サイトカインであるIL-10 の産生量は、オキナワモ
ズク由来フコイダン含有飼料投与大腸炎誘発マウスにお
いてスタンダード飼料投与マウスより高かった(図6
(d))。なお、IL-4 の産生量はスタンダード飼料
投与マウスが最も低かった。
(IgG)の測定 前記3グループのマウスの大腸の破砕サンプルを上記と
同様に調製し、全IgG、IgG1およびIgG2の産生量を特
異的サンドイッチELISA法により測定した。
でのIgGの測定の結果、図7に示すように、IgG総量、
IgG1およびIgG2a がそれぞれスタンダード飼料、ま
たヒバマタ由来フコイダン含有飼料を与えられた大腸炎
誘発Balb/cマウスにおいて増加していた。
が与えられた大腸炎誘発Balb/cマウスの大腸上皮細胞上
のIL-6mRNAレベルを、大腸炎非誘発Balb/cマウス
および、スタンダード飼料が与えれた大腸炎誘発Balb/c
マウスを対照として、RT−PCR法によって測定し
た。
ス、またスタンダード飼料またはオキナワモズク由来フ
コイダン含有飼料を与えられた大腸炎誘発Balb/cマウス
からそれぞれ得た。
ープより調製された。1.0μgの全RNAを逆転写反応
後、G3PDH,IL-6、TNF-α、TLR-4 特異的
プライマーを用いてPCR反応を行った。ゲル電気泳動
の後、PCR産生物をエチジウムブロマイドにより染色
して検出した。
RNAは、スタンダード飼料投与DSS大腸炎誘導Balb
/cマウスにおいて激増した。しかし、IL-6mRNAの
誘導は、オキナワモズク由来フコイダン含有飼料投与Ba
lb/cマウスの大腸上皮細胞において抑制された。TNF
(腫瘍壊死因子)-αおよびTLR-4 mRNAも、オキ
ナワモズク由来フコイダン含有飼料投与Balb/cマウスの
大腸上皮細胞において抑制された。
に、オキナワモズク由来のフコイダンは、in vivo およ
びin vitroで、大腸上皮細胞におけるIL-6の産生抑制
作用を示し、大腸炎病変の改善効果も示され、炎症性腸
疾患の高い予防治療効果が期待できるものである。
ダンに高い安全性が確立されており、その作用機序はI
L-6産生抑制作用に基づく腸炎病変改善効果が高いもの
であり、炎症性腸疾患の安全で効果的な予防治療剤の提
供が可能となる。
IL-6産生量の測定結果を示す棒グラフ図(横軸:IL-
6産生量pg/ml ,縦軸:LPS添加量μg/ml)。
6産生におけるフコイダンの効果を示す棒グラフ図であ
り、(a)は各種褐藻類由来のフコイダンのIL-6分泌
阻害率(横軸:%)を示すものであり、(b)はオキナ
ワモズク由来フコイダンおよびガゴメコンブ由来フコイ
ダンの添加量(縦軸:μg/ml)に対するIL-6分泌阻害
率(横軸:%)を示すものである。
けるフコイダン効果測定結果を示す棒グラフ図であり、
(a)は腸炎病態の各パラメータ(縦軸)に対するスコ
ア(横軸:0〜4のポイント数値)を示すものであり、
(b)は3つのマウスグループ(縦軸:ヒバマタ由来フ
コイダン含有飼料投与、オキナワモズク由来フコイダン
含有飼料投与、フコイダン無添加飼料投与)における大
腸組織長(横軸:cm)を示すものである。
(横軸)の各腸組織のミエロペルオキシダーゼ(MP
O)活性の測定結果(縦軸:U/g protein )を示すグ
ラフ図である。
(縦軸)の大腸粘膜固有層細胞(B220 B細胞,TCR
αβ型T細胞)数(横軸:細胞数、×106 個)を示
す棒グラフ図である。
(縦軸)の大腸粘膜固有層細胞の各種サイトカインの産
生量(縦軸:pg/ml )を示す棒グラフであり、(a)は
IFN-γ、(b)はIL-6、(c)はIL-4、(d)
はIL-10、(e)はTGF-β、の産生量をそれぞれ示
したものである。
軸)の大腸片部におけるIgG(縦軸:ng/mg protein )
の測定結果を示すグラフ図であり、(a)は総IgG量、
(b)はIgG1 量、(c)はIgG2a量、をそれぞれ示す
ものである。
ン投与および非投与大腸炎誘発マウスの大腸上皮細胞上
のIL-6mRNAレベルを示すRT−PCR反応産生物
の電気泳動像である。
Claims (3)
- 【請求項1】 フコイダンを有効成分とする炎症性腸疾
患予防治療剤。 - 【請求項2】 フコイダンを含有する海藻抽出物を有効
成分とする請求項1に記載の炎症性腸疾患予防治療剤。 - 【請求項3】 フコイダンを含有するモズク抽出物を有
効成分とする請求項2に記載の炎症性腸疾患予防治療
剤。
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