JP2011246414A - 筋肉組織における脂質代謝促進剤 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 多糖類を含み、筋肉組織において脂質代謝及び/又は脂質輸送を促進する作用を有する、脂質代謝及び/又は脂質輸送促進剤。
【選択図】 なし
Description
肥満を抑制するためには、食品による栄養素の摂取量を適切な状態にする指導を始め、運動等によるカロリーの消費など個人による人為的努力が有効であるが、個人の負担が大きくなることがある。従って、個人の負担を減らして肥満効果を得るために、過剰な栄養素の吸収抑制や脂肪燃焼効果を有する機能性食品があればより好ましいと考えられる。
機能性食品素材の中でも、特に食物繊維などは整腸作用、コレステロールや炭水化物の吸収抑制作用などの機能性があることが報告されており、心疾患に対するリスクを有意に減少させることが知られている(特許文献1、2、3)。
このような可溶性多糖類としては、例えば寒天、ペクチン、グアガム、アラビアガム、キサンタンガム、カラギーナン、タマリンドシードガム、アルギン酸、プルラン、ローカストビーンガム、カルボキシメチルセルロース、サイリウム、カードラン、ジェランガム及びマンナン類(グルコマンナン、ガラクトマンナン等)などが挙げられる(特許文献4)。
また不溶性多糖類としては、例えば、セルロース、リグニン、ヘミセルロースA、C、キチン、キトサン、コラーゲンなどが挙げられる。
すなわち、本発明は、多糖類を含む脂質代謝及び/又は脂質輸送促進剤である。
さらに、本発明は、サイリウムを含み、かつ、筋肉組織において脂肪代謝及び/又は脂質輸送を促進する作用を有する、脂肪蓄積抑制用組成物である。
さらに、本発明は、多糖類を含み、かつ、筋肉組織において脂質代謝及び/又は脂質輸送を促進する作用有する、肥満改善及び/又は予防用組成物である。
さらに、本発明は、多糖類を含み、かつ、筋肉組織において脂質代謝及び/又は脂質輸送を促進する作用を有する、メタボリック症候群治療及び/又は予防用組成物である。
上記組成物は、ダイエット用にも使用することができる。
多糖類とは、単糖分子がグリコシド結合によって多数結合した糖質を意味する。植物細胞壁に由来するもの(セルロース、ペクチン等)、節足動物又は菌類の外骨格に由来するもの(キチン等)、藻類の細胞に由来するもの(アガロース(寒天)、カラギーナン等)、微生物が分泌するゲル状物質に由来するもの(キサンタンガム等)などが存在する。消化されない、もしくは消化されにくい多糖は食物繊維として扱われる。食物繊維は大きく可溶性多糖類と不溶性多糖類の2種類に分類することができ、このうち可溶性多糖類とは液体と混合すると粘着性のゲル状となるものであり、不溶性多糖類とは消化経路をほとんど無変化で通り抜けてしまうものである。
また、本発明においては、不溶性多糖類を使用することも可能である。不溶性多糖類には、キチン、キトサン、セルロース、ヘミセルロースなどが含まれるが、これらのうちキチン、キトサンがより好ましい。
大豆多糖類は、大豆または大豆処理物から抽出できる水溶性多糖類であり、例えばダイズ豆を破砕後、水溶性画分を抽出することにより得ることができる。また、市販品(不二製油社)を使用することが可能である。
寒天は、テングサなどの紅藻類の粘液質からなる多糖類であり、例えばテングサの粘液質を凍結乾燥することにより得ることができる。また、市販品(和光純薬工業社)を使用することが可能である。
ペクチンは、多くの植物の細胞壁構成成分として、セルロース等他の成分と結合している複合多糖類からなる成分であり、例えば柑橘類の皮から熱水抽出することにより得ることができる。また、市販品(和光純薬工業社)を使用することが可能である。
グアガムは、マメ科グアーの種子・胚乳から得られる水溶性の食物繊維であり、例えばマメ科グアーから水溶性画分を抽出することにより得ることができる。また、市販品(エムアールシーポリサッカライド社)を使用することが可能である。
キサンタンガムは、トウモロコシなどから得られる澱粉を処理した多糖類であり、例えばトウモロコシ由来の澱粉を発酵させることにより得ることができる。また、市販品(エムアールシーポリサッカライド社)を使用することが可能である。
カラギーナンは、紅藻類由来の直鎖含硫黄多糖類であり、例えば紅藻類からアルカリ抽出することにより得ることができる。また、市販品(エムアールシーポリサッカライド社)を使用することが可能である。
アルギン酸は、褐藻類などに含まれる食物繊維であり、例えばコンブやワカメなどからアルカリ抽出することにより得ることができる。また、市販品(三栄源エフ・エフ・アイ社)を使用することが可能である。
プルランは、澱粉を原料とした多糖類であり、例えば澱粉を原料として黒色酵母であるオーレオバシディウム・プルランスの発酵作用により得ることができる。また、市販品(林原商事社)を使用することが可能である。
タラガムは豆科植物タラの胚乳部より得られるノニオン性の天然多糖の一種であり、市販品(エムアールシーポリサッカライド社)を使用することが可能である。
サイリウムは、オオバコ科の植物サイリウム種子の外皮から精製した水溶性の食物繊維であり、例えばオオバコの外皮から抽出することにより得ることができる。また、市販品(エムアールシーポリサッカライド社)を使用することが可能である。
ジェランガムは、微生物によって生産される多糖類であり、例えばシュードモナスの培養によりことができる。また、市販品(三栄源エフ・エフ・アイ社)を使用することが可能である。
グルコマンナンは、こんにゃく芋に多く含まれる水溶性の多糖類である。こんにゃく芋の乾燥重量のうち40%程度を占めており、この中から抽出することにより得ることができる。また、市販品(三菱商事フードテック)を使用することが可能である。
キトサンはカニやエビなどの甲殻類の外骨格から得られるキチン(ポリ-β1→4-N-アセチルグルコサミンからなる)を、濃アルカリ中での煮沸処理等により脱アセチル化した多糖類である。また市販品(北海道曹達)を使用することが可能である。
本発明において、食物繊維などの多糖類は、ダイエット用飲食品若しくは機能性食品用の組成物として、又は脂肪蓄積抑制用、肥満改善(及び/又は予防)用若しくはメタボリック症候群治療(及び/又は予防)用の機能性組成物若しくは医薬組成物として用いることができる。特に本発明の組成物はダイエット食品として用いることが好ましい。本発明の組成物を飲食品として用いる場合には、健康食品としての形態、例えば低カロリー食品とすることが好ましい。健康食品には、脂肪蓄積抑制、肥満改善作用を有する旨の表示を容器や説明書に付した飲食品(例えば特定保健用食品等の機能性食品)も含まれる。
ダイエット用食品としては、こんにゃく、寒天、キノコ類、海藻類等の多くの低カロリー食品が知られている。そして、これらの食品に他の栄養素(例えばタンパク質、ビタミン、ミネラル等)を十分に含むように規格化することができる。
本発明の組成物は経口投与することができるため、食品、飲料又は飼料として(好ましくはダイエット用又は機能性の食品、飲料又は飼料として)利用することもできる。この場合は、本発明の組成物をそのまま食するか腸溶カプセルに包含して投与することができる。あるいは液体(例えば水)に適切な濃度になるように溶解し、混合、浸漬、塗布、噴霧等の方法で食品等に添加することができる。
組成物中に含有させる際の多糖類の形態は限定されるものではなく、スラリー状であっても粉状であってもよく、各種用途に応じて適宜選択すればよい。
食肉としては、例えば、ハンバーグ、ミートボール、ハム、ウインナー等が挙げられる。
水産物としては、魚介類、海藻類等が挙げられる。
植物性タンパク質含有食品としては、例えば、豆腐、豆乳等が挙げられる。
乳製品としては、例えば牛乳、チーズ、ヨーグルト等が挙げられる。
菓子類としては、例えば餡、プリン、ゼリー、ジャム、カレー、アイスクリーム、シャーベットおよびジェラート等が挙げられる。
その他の食品としては、例えば、こんにゃくゼリー等のダイエット食品、クリーム、調味料(味噌、醤油、ソース、マヨネーズ、ドレッシング等)、各種サプリメント(健康食品、タブレット、錠剤等)が挙げられる。
飼料としては、限定はされないが、例えば、家畜用の餌、ペットフードおよびその他飼料等が挙げられる。ペットフードは、例えば肥満猫、肥満犬等を対象とすることができる。また、家畜用の餌としては、例えば、牛、豚、馬および鳥等の餌が挙げられる。
筋肉組織における脂質代謝及び/又は脂質輸送を促進する作用を測定するには、例えば、骨格筋をホモジナイズし、パルミチン酸を用いてβ酸化活性を測定するなどの手法があるが(特開2006-273834号公報)、筋肉組織における遺伝子発現量の変化(発現の上昇又は低下)を対照群と比較することにより測定することもできる。例えば、発現量を調べる対象となった遺伝子の数(例えば遺伝子数が205個であれば205回)以下の検定の繰り返しにおいて有意水準を5%又は1%とし、1群に少なくとも独立した3サンプルを含む群間の比較において、比較対照群(コントロール)と比較して統計的に有意と判断されるものを「変化した」と判断することができる。遺伝子発現変化の測定手法は、当業者に知られているようにノーザンブロッティング、リアルタイムPCR、DNAチップ等の手法を用いることが出来る。多数の遺伝子を同時に、まとめて捉えることを考えるとDNAチップを用いることがより好ましい。
Acsm1(acyl-CoA synthetase medium-chain family member 1)(Accession No.:NM_054094)、
Acsl1(acyl-CoA synthetase long-chain family member 1)(Accession No.:NM_007981)、
Acss1(acyl-CoA synthetase short-chain family member 1)(Accession No.:_NM_080575)、
Mdh1(malate dehydrogenase 1, NAD (soluble))(Accession No.:NM_008618)、
Idh2(isocitrate dehydrogenase 2 (NADP+), mitochondrial)(Accession No.:NM_173011)、
Hadh(hydroxyacyl-Coenzyme A dehydrogenase nuclear gene encoding mitochondrial protein)(Accession No.:NM_008212)、
Hadha(hydroxyacyl-Coenzyme A dehydrogenase/3-ketoacyl-Coenzyme A thiolase/enoyl-Coenzyme A hydratase (trifunctional protein), alpha subunit)(Accession No.:NM_178878)、
Hadhb(hydroxyacyl-Coenzyme A dehydrogenase/3-ketoacyl-Coenzyme A thiolase/enoyl-Coenzyme A hydratase (trifunctional protein), beta subunit, nuclear gene encoding mitochondrial protein)(Accession No.:NM_145558)、
Acadm(acyl-Coenzyme A dehydrogenase, medium chain)(Accession No.:NM_007382)、
Acadl(acyl-Coenzyme A dehydrogenase, long-chain)(Accession No.: NM_007381)、
Acads(acyl-Coenzyme A dehydrogenase, short chain)(Accession No.: NM_007383)、及び
Lpl(lipoprotein lipase)(Accession No.:NM_008509)。
Cpt2(carnitine palmitoyltransferase 2)(Accession No.:NM_009949)、
Slc2a1(solute carrier family 2 (facilitated glucose transporter), member 1)(Accession No.:NM_011400)、
Cd36(CD36 antigen)(Accession No.:NM_007643)、及び
Cact(solute carrier family 25 (mitochondrial carnitine/acylcarnitine translocase), member 20, nuclear gene encoding mitochondrial protein)(Accession No.:NM_020520)。
細胞表面のリパーゼにより分解されたトリグリセリドから放出される脂肪酸を細胞内に取り込む作用をもつCd36(CD36 antigen)(Accession No.:NM_007643)、
細胞内に取り込まれた脂肪酸が酸化されるためにミトコンドリアに取り込む作用もつCact(solute carrier family 25 (mitochondrial carnitine/acylcarnitine translocase), member 20, nuclear gene encoding mitochondrial protein)(Accession No.:NM_020520)、
アシル基のメチレンの脱水素から二重結合を形成し脂肪酸の分解を促進するAcsl1(acyl-CoA synthetase long-chain family member 1)(Accession No.:NM_007981)、
ミトコンドリア内でβ酸化に関与するHadh(hydroxyacyl-Coenzyme A dehydrogenase nuclear gene encoding mitochondrial protein)(Accession No.:NM_008212)、Hadha(hydroxyacyl-Coenzyme A dehydrogenase/3-ketoacyl-Coenzyme A thiolase/enoyl-Coenzyme A hydratase (trifunctional protein), alpha subunit)(Accession No.:NM_178878)、Hadhb(hydroxyacyl-Coenzyme A dehydrogenase/3-ketoacyl-Coenzyme A thiolase/enoyl-Coenzyme A hydratase (trifunctional protein), beta subunit, nuclear gene encoding mitochondrial protein)(Accession No.:NM_145558)、Acadm(acyl-Coenzyme A dehydrogenase, medium chain)(Accession No.:NM_007382)、Acads(acyl-Coenzyme A dehydrogenase, short chain)(Accession No.: NM_007383)。
Slc2a1(solute carrier family 2 (facilitated glucose transporter), member 1)(Accession No.:NM_011400)、
Cpt1b(carnitine palmitoyltransferase 1b, muscle)(Accession No.:NM_009948)、Cpt2(carnitine palmitoyltransferase 2)(Accession No.:NM_009949)、
Acss1(acyl-CoA synthetase short-chain family member 1)(Accession No.:_NM_080575)、
Acadl(acyl-Coenzyme A dehydrogenase, long-chain)(Accession No.: NM_007381)。
表1に記載した通り飼料摂取群を設定し、マウスを用いた脂質代謝促進効果実験を実施した。
各群には、以下の表2に示す配合に従った飼料を調製して、10週間にわたって摂取させ本飼育を行った。飼料調製の際サイリウムはセルロースにて補正した。補正とは、サイリウムを使用しない場合に、それらの代わりに対照(コントロール)と全群同じ質量の飼料に調整することを意味する。なお、飲料・飼料ともに自由摂取とし、体重や飼料摂取量は1日置きに測定を行った。
本飼育10週間後、ペントバルビタール麻酔を0.13ml/100g体重で腹腔内に投与した後、マウスを解剖した。なお、解剖前16時間は全てのマウスにおいて絶食を行った。
解剖において、心臓採血を行い血清を採取し、さらに肝臓、骨格筋(大腿筋、腓腹筋)、精巣上体脂肪、腹膜後方脂肪を採取した。
・脂肪組織の重量
・血中トリグリセリド濃度:トリグリセライドE‐テストワコー(和光純薬)の測定キットを用いた酵素法にて測定した。
・血中総コレステロール濃度:コレステロールE‐テストワコー(和光純薬)にて測定した。
高脂肪食+サイリウム摂取させた群(I群)は、高脂肪食(B群)を摂取させた場合と比較し、体重増加を抑制する効果が認められた。この効果により、I群では高脂肪食を摂取しているにもかかわらず、10週目の体重は通常食群(A群)と同程度であった(表3)。
前述の心臓採血を行って採取した血清を用い、血中のコレステロール、トリグリセリド濃度を直ちに測定した。結果を表4及び図2に示した。これらに関してテューキーの多重比較法を用いて解析した。棄却限界値はq(3,8;0.05)÷√2=2.857を用いた。この結果、総コレステロール濃度においてはB群と比較し、I群は有意に低値であり、血中トリグリセリド濃度に関しても、A群、B群と比較しI群は有意に低値であるという結果が得られた(表5)。
すなわち従来から知られている通り、食餌に食物繊維の一種であるサイリウムを添加したI群においてはコレステロール低下作用、トリグリセリド低下作用が認められた。
各群4サンプルからランダムに3サンプル抜き出した。これらをA1〜A3、B1〜B2、I1〜I3とし、遺伝子発現解析に用いた。
これらのサンプルからカラム抽出(キアゲン社RNeasy Miniカラムを使用)によりtotal RNAを抽出、精製した。得られたTotal RNA 1μgを用い、MessageAmp−Biotin Enhanced Kit(Ambion)によって、製造者が開示する説明書に従ってビオチン標識及び増幅反応を行った。
三菱レイヨン社製DNAチップジェノパールを用い、表6〜10に記載の遺伝子205種類のオリゴDNAプローブを搭載したDNAチップを作製した。
前述のビオチン標識済み増幅RNA5μgを、キットに付属の5×Fragmentation Bufferを用いて94℃にて7分30秒加熱し、断片化した。
断片化したビオチン標識RNA溶液を、最終的な組成が0.12M Tris−HCl/0.12M NaCl/0.05% Tween20となるように各種試薬を添加し、150μlのハイブリダイゼーションサンプルとした。
DNAチップの搭載遺伝子、プローブを表6〜10に示す。なお、表6〜10の左端の番号1〜205は、それぞれ配列番号1〜205に対応する。
検出されたデータは、以下のようにして解析を実施した。
検出した蛍光強度のデータからブランクスポット(プローブを搭載していないスポット)の中央値を差し引いた。以後この値をシグナル強度と呼ぶ。またブランクスポットの標準偏差を算出した。ブランクスポットの標準偏差以下のシグナル強度を示すデータは解析から除いた。
内部コントロール遺伝子をArbpとした。比較するチップ間でArbpのシグナル強度が最大のチップを選択し、チップ間でのArbpのシグナル強度比を算出してチップ間の補正係数とした。各チップのスポットのシグナル強度に補正係数を乗算しシグナル強度の補正を行った。
発現比の値をもとに、数値解析を実施した。特に、筋肉における遺伝子発現変化の数値解析は、B群を対照としたダネットの多重比較法を用いて解析した。統計的に有意差があるものを表11に示した。また有意と判定されたものについてクラスタリングを行った。クラスタリングの距離関数はピアソンの距離係数を用いた。
これまで知られているように、食物繊維の効果により失われたコレステロールを補うように、コレステロール合成遺伝子の主要酵素であるHmgcr、Sqleの発現の上昇が見られた。また、肝臓からのコレステロールの損失を避けるために、肝臓から腸管への胆汁排出トランスポーターであるAbcb11遺伝子が発現低下し、肝臓から腸管へのコレステロールの流出抑制が認められた。さらにはAbcg1、Abcg4遺伝子が発現低下し、HDLによる肝臓からのコレステロール引き抜き作用の抑制が認められた。この結果は、これまでに知られている食物繊維の効果を裏付けるものであった(図3)。図3はB群を対照としたダネットの多重比較法を用いて上記5遺伝子の発現変動を解析した結果であり、統計的に有意差がある(*:p<0.05、**:p<0.01)。
<筋肉における遺伝子発現変化>
B群とI群を比較した結果、有意と判定された遺伝子を表11及び図4にまとめた。またこれらの遺伝子の機能をもとに、当該機能に関するパスウェイを図5に示した。
205種類の遺伝子ごとにダネット法での検定を繰り返すことにより、有意水準0.05としたときに平均して約10遺伝子、0.01としたときに平均して約2遺伝子の擬陽性が考えられるが、このような事情を吟味した上でも、有意と判定された遺伝子群の生物学的機能から、脂質代謝が促進していると考えられた。
解剖したマウスの腹腔内脂肪(精巣上体脂肪、後腹膜脂肪)を採取して重量を測定し、高脂肪食群(B群)と高脂肪食+サイリウム摂取させた群(I群)を比較した(表12、図6)。
この効果は、食物繊維を摂取したI群では高脂肪食を摂取していることにもかかわらず、脂肪の蓄積を通常食(A群)と同程度のレベルに抑えられるという効果を示すものであった。
Claims (9)
- 多糖類を含む脂質代謝及び/又は脂質輸送促進剤。
- 筋肉組織において脂質代謝及び/又は脂質輸送を促進する作用を有する、請求項1に記載の促進剤。
- 筋肉組織において、脂質代謝及び/又は脂質輸送に関連する遺伝子の発現量を変動させることができる、請求項1又は2に記載の促進剤。
- 脂質代謝及び/又は脂質輸送に関連する遺伝子が、Lpl、Cd36、Cact、Acsl1、Acss1、Acadl、Acadm、Acads、Hadh、Hadha、Hadhb、Cpt1b及びSlc2a1からなる群から選ばれる少なくとも1つである、請求項3に記載の促進剤。
- 多糖類がサイリウム、グアガム、タラガム、タマリンドシードガム及びキトサンからなる群から選ばれる少なくとも1つである、請求項1又は2に記載の促進剤。
- 多糖類を含み、かつ、筋肉組織において脂質代謝及び/又は脂質輸送を促進する作用を有する、脂肪蓄積抑制用組成物。
- サイリウムを含み、かつ、筋肉組織において脂肪代謝及び/又は脂質輸送を促進する作用を有する、脂肪蓄積抑制用組成物。
- 多糖類を含み、かつ、筋肉組織において脂質代謝及び/又は脂質輸送を促進する作用を有する、肥満改善及び/又は予防用組成物。
- 多糖類を含み、かつ、筋肉組織において脂質代謝及び/又は脂質輸送を促進する作用を有する、メタボリック症候群治療及び/又は予防用組成物。
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