JP2020158412A

JP2020158412A - 認知機能改善用組成物

Info

Publication number: JP2020158412A
Application number: JP2019057189A
Authority: JP
Inventors: 泰久阿野; Yasuhisa Ano
Original assignee: Kirin Holdings Co Ltd
Current assignee: Kirin Holdings Co Ltd
Priority date: 2019-03-25
Filing date: 2019-03-25
Publication date: 2020-10-01
Anticipated expiration: 2039-03-25
Also published as: JP7334897B2

Abstract

【課題】認知機能を維持、向上または改善する新規組成物の提供。【解決手段】本発明によれば、βトリケト化合物を有効成分として含んでなる、認知機能の維持、向上および／または改善用組成物であって、前記認知機能が、空間記憶機能、作業記憶機能およびエピソード記憶機能からなる群から選択される１または２以上の機能である、組成物が提供される。【選択図】なし

Description

本発明は、認知機能の維持、向上または改善に用いるための組成物に関する。

認知機能の向上、維持、改善は、若年層から老年層まで幅広い世代で求められている。記憶力の向上、維持、改善は、受験、資格試験等に備えて勉強する学生や社会人だけではなく、日々の仕事や生活を行う上でも重要である。また、老年層では記憶力の低下は生活の質に関わるため、認知機能の低下を予防し、これを向上、維持、改善させることが求められている。

これまでに認知機能を改善等する食品素材として特定のアミノ酸配列を有するペプチドが知られている（特許文献１）。

国際公開第２０１５／１９４５６４号

本発明は認知機能を維持、向上または改善する新規組成物および用剤を提供することを目的とする。

本発明者は今般、後記実施例に記載するβトリケト化合物を摂取させた物忘れモデルマウスをＹ字迷路試験に供して、短期記憶および空間記憶・作業記憶を検証したところ、短期記憶および空間記憶・作業記憶が向上することを見出した。本発明者はまた、βトリケト化合物を摂取させた健常マウスを新奇物体認識試験に供して、長期記憶およびエピソード記憶を検証したところ、長期記憶およびエピソード記憶が向上することを見出した。本発明者はまた、βトリケト化合物を摂取させた脳内炎症モデルマウスをＹ字迷路試験に供して、短期記憶および空間記憶・作業記憶を検証したところ、短期記憶および空間記憶・作業記憶が改善することを見出した。本発明はこれらの知見に基づくものである。

本発明によれば以下の発明が提供される。
［１］下記式（Ｉ）の化合物：

（上記式中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４およびＲ^５は同一または異なっていてもよく、水素原子または炭素数１〜４のアルキル基を表し、−ＣＯＲ^１は−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ^１を表し、但し、Ｒ^２およびＲ^３が同時にアルキル基を表すことはなく、かつ、Ｒ^４およびＲ^５が同時にアルキル基を表すことはない。）
もしくはその薬学上許容される塩またはその溶媒和物（以下、「本発明の有効成分」という）を含んでなる、認知機能の維持、向上および／または改善用組成物（以下「本発明の組成物」ということがある）並びに認知機能の維持剤、向上剤および改善剤（以下「本発明の用剤」ということがある）であって、前記認知機能が、空間記憶機能、作業記憶機能およびエピソード記憶機能からなる群から選択される１または２以上の機能である、前記組成物および用剤。
［２］Ｒ^１がメチルを表す、上記［１］に記載の組成物および用剤。
［３］Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４およびＲ^５が水素原子を表す、上記［１］または［２］に記載の組成物および用剤。

本発明の組成物および用剤が有効成分とするβトリケト化合物は、認知機能の維持、向上および／または改善の機能を発揮する機能成分として利用できるとともに、ヒトを含む哺乳類に安全な機能成分として利用できる点で有利である。

例１におけるβトリケト化合物非摂取群（対照）と摂取群マウスの総進入数を表したグラフである。例１におけるβトリケト化合物非摂取群（対照）と摂取群マウスの自発的交替行動変動率を表したグラフである。例２におけるβトリケト化合物非摂取群（対照）と摂取群マウスの非新奇物体探索と新奇物体探索のそれぞれの探索時間割合を表した図である。平均±標準誤差で表記した。＊はｐ＜０．０５、＊＊はｐ＜０．０１（Ｄｕｎｎｅｔｔ’ｓ検定ｖｓ．対照群）を示す。例２におけるβトリケト化合物非摂取群（対照）と摂取群マウスの新奇物体探索の時間率（Ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎｉｎｄｅｘ）を表した図である。平均±標準誤差で表記した。＊はｐ＜０．０５、＊＊はｐ＜０．０１（Ｄｕｎｎｅｔｔ’ｓ検定ｖｓ．対照群）を示す。例３におけるβトリケト化合物非摂取群（対照）と摂取群マウスの総進入数を表したグラフである。例３におけるβトリケト化合物非摂取群（対照）と摂取群マウスの自発的交替行動変動率を表したグラフである。

発明の具体的説明

本発明の組成物および用剤は、前記式（Ｉ）の化合物もしくはその薬学上許容される塩またはその溶媒和物を有効成分として含有してなるものである。ここで、式（Ｉ）の化合物はβトリケト構造を有することから、本明細書ではβトリケト化合物と称する。

式（Ｉ）においてＲ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４およびＲ^５が表すことがある炭素数１〜４のアルキル基は、直鎖状、分岐状または環状であってもよい。炭素数１〜４のアルキル基の例としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉ−プロピル、ｎ−ブチル、ｉｓｏ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチルが挙げられる。

式（Ｉ）の化合物の好ましい態様としては、式（Ｉ）においてＲ^１が炭素数１〜４のアルキル基を表し、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４およびＲ^５が水素原子を表す化合物が挙げられ、より好ましくは、式（Ｉ）においてＲ^１がメチルまたはエチルを表し、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４およびＲ^５が水素原子を表す化合物であり、特に好ましくは式（Ｉ）においてＲ^１がメチルを表し、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４およびＲ^５が水素原子を表す化合物（下記式（Ｉａ）の化合物：２−アセチル−３−ヒドロキシ−２−シクロペンテン−１−オン）である。

（上記式中、−ＣＯＭｅは−Ｃ（＝Ｏ）−Ｍｅを表し、Ｍｅはメチルである。）

本発明においては、式（Ｉ）の化合物は合成により製造したものを使用することができる。式（Ｉ）の化合物の合成方法は公知であり、例えば、Organic Syntheses, Coll. Vol. 6, p.28 (1988); Vol. 52, p.1 (1972)に記載された手順に従って式（Ｉ）の化合物を合成し、製造することができる。

本発明において、式（Ｉ）の化合物は、遊離塩の形態であっても、その薬学上許容される塩または溶媒和物の形態であってもよい。式（Ｉ）の化合物の薬学上許容される塩としては、例えば、薬学上許容される酸付加塩、金属塩、アンモニウム塩、有機アミン付加塩、アミノ酸付加塩等が挙げられる。

式（Ｉ）の化合物の薬学上許容される酸付加塩としては、例えば、塩酸塩、硫酸塩、リン酸塩等の無機酸塩、酢酸塩、マレイン酸塩、フマル酸塩、クエン酸塩、メタンスルホン酸塩等の有機酸塩が挙げられ、薬学上許容される金属塩としては、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩、マグネシウム塩、カルシウム塩等のアルカリ土類金属塩、アルミニウム塩、亜鉛塩等が挙げられ、薬学上許容されるアンモニウム塩としては、例えば、アンモニウム、テトラメチルアンモニウム等の塩が挙げられ、薬学上許容される有機アミン付加塩としては、例えば、モルホリン、ピペリジン等の付加塩が挙げられ、薬学上許容されるアミノ酸付加塩としては、例えば、リジン、グリシン、フェニルアラニン等の付加塩が挙げられる。式（Ｉ）の化合物またはその薬学上許容される塩の溶媒和物としては、例えば、水和物、エタノール和物が挙げられる。

本発明の組成物および用剤は、本発明の有効成分を単独で、あるいは本発明の有効成分を含む素材（例えば、食品原料）として提供することができる。本発明の組成物および用剤はまた、本発明の有効成分または本発明の有効成分を含む素材と、他の成分（例えば、食品原料、食品添加物、製剤添加物）とを混合して提供することもできる。本発明の組成物および用剤における本発明の有効成分の含有量は、その目的、用途、形態、剤型、症状、体重等に応じて任意に定めることができ、本発明はこれに限定されないが、その含有量としては、全体量に対して、０．００００１〜５０質量％（固形分換算）の割合で含有させることができ、さらに好ましくは０．０００１〜１０質量％（固形分換算）の割合で含有させることができる。

本発明の有効成分の含有量の測定は、液体クロマトグラフィー紫外吸収分析法（ＬＣ／ＵＶ）により実施することができる。当業者であればその条件設定は容易に行うことができ、測定の際に標準化合物としてＬＣ／ＵＶ測定用の純度のものを使用することはいうまでもないが、例えば、Sundia Meditech社製のものを使用することができる。測定条件の一例を示すと以下の通りである。
カラム：Symmetry C18 粒子径5μm 4.6mm×50mm（Waters社製）
移動相（Ａ）：０．０５％ギ酸水溶液
移動相（Ｂ）：０．０５％ギ酸アセトニトリル溶液
カラム温度：３０℃
流速：１．７ｍＬ／分
検出波長：２５４ｎｍ
グラジエント条件：
時間（分）Ａ（％）Ｂ（％）
０９５５
４．５４０６０
５．５４０６０
５．６９５５

後記実施例に記載されるように、本発明の有効成分は記憶機能をはじめとする認知機能の維持、向上および／または改善効果を有する。従って、本発明の有効成分は認知機能の維持、向上および／または改善のための組成物の有効成分として使用することができるとともに、認知機能の維持方法、認知機能の向上方法および認知機能の改善方法に使用することができる。本発明の有効成分はまた、認知機能の維持剤、認知機能の向上剤および認知機能の改善剤の有効成分として使用することができる。本発明において「認知機能」（cognitive function）とは、知覚から判断に至るすべての情報処理の過程を包括する概念であり、この過程には記憶機能（記憶獲得機能、記憶定着機能、記憶想起機能および記憶再生機能を含む）、注意機能および判断機能等の様々な高次脳機能が関与する。すなわち、本発明において「認知機能」はこれらの高次脳機能を含む意味で用いられる。

本発明において「認知機能の維持」とは、例えば、認知機能の低下を抑制または予防することを含む。また「認知機能の向上」とは、例えば、認知機能を現状より高めることを含む。さらに「認知機能の改善」とは、例えば、いったん低下した認知機能や低下の兆しがある症状を回復させることを含む。認知機能の維持、向上および／または改善は、認知機能の増強や、認知機能の低下抑制を含む意味で用いられる。

本発明において、認知機能の維持、向上および／または改善は、認知機能に関与する高次脳機能を指標にして評価することができる。認知機能に関与する高次脳機能を評価するモデル動物試験は公知であり、例えば、高次脳機能の一つである記憶機能を評価する新奇物体認識試験（後記例２参照）や、短期記憶および空間記憶・作業記憶を評価するＹ字迷路試験（後記例１および３参照）により、認知機能の維持、向上および／または改善を評価することができる。

本発明において「記憶機能」とは、空間認知機能、作業記憶機能、ワーキングメモリー機能、エピソード記憶機能、視覚記憶機能、学習機能を含む機能をいい、中長期的な記憶機能を含む意味で用いられる。ワーキングメモリーには、言語のワーキングメモリー、作業のワーキングメモリーおよび空間のワーキングメモリーが含まれる。本発明において記憶機能は、好ましくは長期記憶機能である。

本発明において「記憶機能の維持」とは、例えば、記憶機能の低下を抑制または予防することを含む。また、「記憶機能の向上」とは、例えば、記憶機能を現状より高めることや、中長期的な記憶の定着を促進、ひいては脳の発育を促進させることを含む。さらに、「記憶機能の改善」とは、例えば、いったん低下した記憶機能や低下の兆しがある症状を回復させることを含む。記憶機能の維持、向上および／または改善としては、記憶機能の増強や、記憶機能の低下抑制が挙げられる。

本発明において「空間記憶機能」とは、目的のものを探す、目的地へ向かう、家に戻る等に必要な空間情報を記憶する機能である。

本発明において「空間記憶機能の維持」とは、例えば、空間記憶機能の低下を抑制または予防することを含む。また、「空間記憶機能の向上」とは、例えば、空間記憶機能を現状より高めることを含む。さらに、「空間記憶機能の改善」とは、例えば、いったん低下した空間記憶機能や低下の兆しがある症状を回復させることを含む。空間記憶機能の維持、向上および／または改善としては、空間記憶機能の増強や、空間記憶機能の低下抑制が挙げられる。

本発明において「作業記憶機能」とは、情報を一時的に保ちながら作業するための機能を意味する。

本発明において「作業記憶機能の維持」とは、例えば、作業記憶機能の低下を抑制または予防することを含む。また、「作業記憶機能の向上」とは、例えば、作業記憶機能を現状より高めることを含む。さらに、「作用記憶機能の改善」とは、例えば、いったん低下した作業記憶機能や低下の兆しがある症状を回復させることを含む。作業記憶機能の維持、向上および／または改善としては、作業記憶機能の増強や、作業記憶機能の低下抑制が挙げられる。

本発明において「エピソード記憶機能」とは、特定の日時や場所と関連した経験に関する記憶を意味する。

本発明において「エピソード記憶機能の維持」とは、例えば、エピソード記憶機能の低下を抑制または予防することを含む。また、「エピソード記憶機能の向上」とは、例えば、エピソード記憶機能を現状より高めることを含む。さらに、「エピソード記憶機能の改善」とは、例えば、いったん低下したエピソード記憶機能や低下の兆しがある症状を回復させることを含む。エピソード記憶機能の維持、向上および／または改善としては、エピソード記憶機能の増強や、エピソード記憶機能の低下抑制が挙げられる。

本発明の組成物および用剤は、医薬品（例えば、医薬組成物）、医薬部外品、食品（例えば、食品組成物）、飼料（ペットフード含む）等の形態で提供することができ、下記の記載に従って実施することができる。

本発明の有効成分は、ヒトおよび非ヒト動物に経口投与することができる。経口剤としては、顆粒剤、散剤、錠剤（糖衣錠を含む）、丸剤、カプセル剤、シロップ剤、乳剤、懸濁剤が挙げられる。これらの製剤は、当分野で通常行われている手法により、薬学上許容される担体を用いて製剤化することができる。薬学上許容される担体としては、賦形剤、結合剤、希釈剤、添加剤、香料、緩衝剤、増粘剤、着色剤、安定剤、乳化剤、分散剤、懸濁化剤、防腐剤等が挙げられる。

本発明の有効成分は、ヒトおよび非ヒト動物に経口摂取させることができ、代表的な摂取形態は食品である。本発明の有効成分を食品として提供する場合には、それを食品に含有させて提供することができる。このようにして提供された食品は本発明の有効成分を有効量含有した食品である。本明細書において、本発明の有効成分を「有効量含有した」とは、個々の食品において通常喫食される量を摂取した場合に後述するような範囲で本発明の有効成分が摂取されるような含有量をいう。また「食品」とは、健康食品、機能性食品、栄養補助食品、保健機能食品（例えば、特定保健用食品、栄養機能食品、機能性表示食品）、特別用途食品（例えば、幼児用食品、妊産婦用食品、病者用食品）およびサプリメントを含む意味で用いられる。なお、本発明の有効成分をヒト以外の動物に摂取させる場合には、本発明でいう食品が飼料として使用されることはいうまでもない。

本発明の有効成分は、上記のような認知機能の改善効果を有するため、日常摂取する食品に含有させることができ、あるいは、サプリメントとして提供することができる。すなわち、本発明の組成物および用剤は食品の形態で提供することができる。この場合、本発明の組成物および用剤は１食当たりに摂取する量が予め定められた単位包装形態で提供することができる。１食当たりの単位包装形態としては、例えば、パック、包装、缶、ボトル等で一定量を規定する形態が挙げられる。本発明の組成物および用剤の各種作用をよりよく発揮させるためには、後述する、本発明の有効成分の１回当たりの摂取量に従って１食当たりの摂取量を決定できる。本発明の食品は、摂取量に関する説明事項が包装に表示されるか、あるいは説明事項が記載された文書等と一緒に提供されてもよい。

単位包装形態においてあらかじめ定められた１食当たりの摂取量は、１日当たりの有効摂取量であっても、１日当たりの有効摂取量を２回またはそれ以上（好ましくは２または３回）に分けた摂取量であってもよい。従って、本発明の組成物および用剤の単位包装形態には、後述のヒト１日当たりの摂取量で本発明の有効成分を含有させることができ、あるいは、後述のヒト１日当たりの摂取量の２分の１から６分の１の量で本発明の有効成分を含有させることができる。本発明の組成物および用剤は、摂取の便宜上、１食当たりの摂取量が１日当たりの有効摂取量である、「１食当たりの単位包装形態」で提供することが好ましい。

「食品」の形態は特に限定されるものではなく、例えば、飲料の形態であっても、半液体やゲル状の形態であっても、固形体や粉末状の形態であってもよい。また、「サプリメント」としては、本発明の有効成分に賦形剤、結合剤等を加え練り合わせた後に打錠することにより製造された錠剤や、カプセル等に封入されたカプセル剤が挙げられる。

本発明で提供される食品は、本発明の有効成分を含有する限り、特に限定されるものではないが、例えば、清涼飲料水、炭酸飲料、果汁入り飲料、野菜汁入り飲料、果汁および野菜汁入り飲料、牛乳等の畜乳、豆乳、乳飲料、ドリンクタイプのヨーグルト、ドリンクタイプやスティックタイプのゼリー、コーヒー、ココア、茶飲料、栄養ドリンク、エナジー飲料、スポーツドリンク、ミネラルウォーター、ニア・ウォーター、ノンアルコールのビールテイスト飲料等の非アルコール飲料；飯類、麺類、パン類およびパスタ類等炭水化物含有飲食品；チーズ類、ハードタイプまたはソフトタイプのヨーグルト、畜乳その他の油脂原料による生クリーム、アイスクリーム等の乳製品；クッキー、ケーキ、チョコレート等の洋菓子類、饅頭や羊羹等の和菓子類、ラムネ等のタブレット菓子（清涼菓子）、キャンディー類、ガム類、ゼリーやプリン等の冷菓や氷菓、スナック菓子等の各種菓子類；ウイスキー、バーボン、スピリッツ、リキュール、ワイン、果実酒、日本酒、中国酒、焼酎、ビール、アルコール度数１％以下のノンアルコールビール、発泡酒、その他雑酒、酎ハイ等のアルコール飲料；卵を用いた加工品、魚介類や畜肉（レバー等の臓物を含む）の加工品（珍味を含む）、味噌汁等のスープ類等の加工食品、みそ、しょうゆ、ふりかけ、その他シーズニング調味料等の調味料、濃厚流動食等の流動食等を例示することができる。なお、ミネラルウォーターは、発泡性および非発泡性のミネラルウォーターのいずれもが包含される。また、本発明で提供される食品には、食品製造原料および食品添加物のいずれもが含まれる。

茶飲料としては、発酵茶、半発酵茶および不発酵茶のいずれもが包含され、例えば、紅茶、緑茶、麦茶、玄米茶、煎茶、玉露茶、ほうじ茶、ウーロン茶、ウコン茶、プーアル茶、ルイボスティー、ローズ茶、キク茶、イチョウ葉茶、ハーブ茶（例えば、ミント茶、ジャスミン茶）が挙げられる。

果汁入り飲料や果汁および野菜汁入り飲料に用いられる果物としては、例えば、リンゴ、ミカン、ブドウ、バナナ、ナシ、モモ、マンゴー、アサイー、ブルーベリーおよびウメが挙げられる。また、野菜汁入り飲料や果汁および野菜汁入り飲料に用いられる野菜としては、例えば、トマト、ニンジン、セロリ、カボチャ、キュウリおよびスイカが挙げられる。

本発明の有効成分の摂取量は、受容者の性別、年齢および体重、症状、摂取時間、剤形、摂取経路並びに組み合わせる薬剤等に依存して決定できる。認知機能の維持、向上または改善を目的とした本発明の有効成分の成人１日当たりの摂取量は、例えば、０．０１〜１０００ｍｇ（好ましくは０．１〜１００ｍｇ）である。上記の本発明の有効成分の摂取量および下記摂取タイミングおよび摂取期間は、本発明の有効成分を非治療目的および治療目的のいずれで使用する場合にも適用があり、治療目的の場合には摂取は投与に読み替えることができる。なお、本発明の有効成分はヒト以外の哺乳動物（例えば、マウス、ラット、ウサギ、イヌ、ネコ、ウシ、ウマ、ブタ、サル、イルカ、アシカ等）に対しても摂取させることができ、摂取量、摂取タイミングおよび摂取期間はヒトに関する記載を参考にして決定することができる。

本発明の有効成分は、認知機能の維持、向上または改善作用を期待する期間内は摂取を継続することが好ましい。本発明の有効成分の摂取期間は、例えば、上記１日量での摂取を少なくとも１日間（好ましくは３日間、より好ましくは５日間）とすることができ、特に、認知機能の維持を期待する場合には１週間以上、好ましくは１カ月以上とすることができる。また、認知機能のうち特に記憶機能の維持、向上または改善を期待する場合には少なくとも１日間とすることができる。本発明の有効成分の摂取間隔は、上記１日量での摂取を３日に１回、２日に１回または１日１回とすることができる。

本発明の有効成分はまた、認知機能の維持、向上または改善作用を期待する日時よりも前に摂取を開始することが望ましい。認知機能の維持、向上または改善作用を期待する日時よりも前の例としては、認知機能（特に記憶機能）の向上を期待したい試験勉強の前や、年齢的に認知機能の低下が起き始める前が挙げられる。

本発明の組成物および用剤並びに食品には、認知機能の維持、向上または改善効果を有する旨の表示が付されてもよい。この場合、消費者に理解しやすい表示とすることができる。

本発明の別の面によれば、有効量の前記式（Ｉ）の化合物またはその薬学上許容される塩もしくは溶媒和物あるいはそれを含む組成物を、それを必要としている対象に摂取させるか、あるいは投与することを含んでなる、認知機能の維持、向上または改善方法（但し、前記認知機能は、空間記憶機能、作業記憶機能およびエピソード記憶機能からなる群から選択される１または２以上の機能である）が提供される。本発明の方法は、本発明の組成物および用剤に関する記載に従って実施することができる。

本発明のさらに別の面によれば、認知機能の維持、向上または改善剤の製造のための、認知機能の維持、向上または改善剤としての、あるいは本発明の認知機能の維持、向上または改善方法における、前記式（Ｉ）の化合物またはその薬学上許容される塩もしくは溶媒和物の使用（但し、前記認知機能は、空間記憶機能、作業記憶機能およびエピソード記憶機能からなる群から選択される１または２以上の機能である）が提供される。本発明の使用は、本発明の組成物および用剤に関する記載に従って実施することができる。

本発明のさらにまた別の面によれば、認知機能の維持、向上または改善に用いるための、前記式（Ｉ）の化合物またはその薬学上許容される塩もしくは溶媒和物（但し、前記認知機能は、空間記憶機能、作業記憶機能およびエピソード記憶機能からなる群から選択される１または２以上の機能である）が提供される。上記の前記式（Ｉ）の化合物およびその薬学上許容される塩並びにその溶媒和物は、本発明の組成物および用剤に関する記載に従って実施することができる。

本発明の方法および本発明の使用はヒトを含む哺乳動物における使用であってもよく、治療的使用と非治療的使用のいずれもが意図される。本明細書において、「非治療的」とはヒトを手術、治療または診断する行為（すなわち、ヒトに対する医療行為）を含まないことを意味し、具体的には、医師または医師の指示を受けた者がヒトに対して手術、治療または診断を行う方法を含まないことを意味する。

以下の例に基づき本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。

統計的解析
以下の例において、βトリケト化合物非摂取群（対照群）に対するβトリケト化合物摂取群の値は、ダネット（Ｄｕｎｎｅｔｔ）により検定した。

例１：認知機能（短期記憶および空間記憶・作業記憶）に対するβトリケト化合物の効果
（１）認知機能の評価方法（Ｙ字迷路試験）
マウスをある空間に投入すると、直前に選択したルートを覚えている場合には、マウスの有する新奇探索欲求のために、本来、その直前のルートとは異なるルートを選択する性質がある。そのため、幅、長さ等が等価の３本のアームを持つＹ字迷路にマウスを入れた場合、通常は直前に進入したアームとは異なるアームに進入する。Ｙ字迷路試験は、マウスのこの性質を利用し、認知機能の指標となる短期記憶および空間記憶・作業記憶を評価する試験である。

Ｙ字迷路装置としては、一本のアームの長さが２５ｃｍ、壁の高さが２０ｃｍ、床の幅が５ｃｍの３本のアームが各々１２０度の角度で接続された装置を使用した。マウスをＹ字迷路のいずれかのアームの先端へ入れて、自由に８分間探索させて、マウスが移動したアームの順を記録した。ここで、３回連続で異なるアームを選択し、進入した場合を自発的交替行動と呼ぶ。時間内のアームへの総進入数（arm entries）および自発的交替行動数をカウントし、下記式（１）を用いて自発的交替行動変動率（spontaneous alternation）（％）を算出した。自発的交替行動変動率が高いほど、短期記憶および空間記憶・作業記憶が保持されていることを示す。

（２）２−アセチル−１，３−シクロペンタンジオン（βトリケト化合物）の調製
βトリケト化合物は、Organic Syntheses, Coll. Vol. 6, p.28 (1988); Vol. 52, p.1 (1972) に記載の方法により合成した。合成したβトリケト化合物を後述する投与量に基づいて１０ｍＬ／ｋｇ（マウス体重）となるように蒸留水で溶解した。

（３）βトリケト化合物の摂取（強制胃内投与による摂取）
１週間馴化し、体重差の無いように４群（各群１０匹）に群分けした６週齢雄のＣＤ−１マウス（日本チャールズリバー社より入手、以下同じ）に、上記（２）で調製したβトリケト化合物を０ｍｇ／ｋｇ体重、０．３ｍｇ／ｋｇ体重、１．０ｍｇ／ｋｇ体重、３．０ｍｇ／ｋｇ体重の量で胃内へ強制経口投与した。次いで、投与から４０分後に、記憶障害を誘発するために０．８５ｍｇ／ｋｇ体重のスコポラミン塩酸塩（ＳＣＰ）（ＳＩＧＭＡ−ＡＬＤＲＩＣＨ社製）を腹腔内投与し、物忘れモデルマウス（Behavioral and Neural Biology, 45(2), 1986,169-184）を作成した。次いで、ＳＣＰの腹腔内投与から２０分後に、Ｙ字迷路試験を実施した。各群１０匹で試験を実施し、各群の平均値および標準誤差を算出した。

（４）結果
結果は、図１および図２に示す通りであった。図１の結果から、総進入数について、βトリケト化合物投与による変動は認められなかったことから、βトリケト化合物投与は行動量には影響を与えないことが確認された。図２の結果から、自発的交替行動変動率について、βトリケト化合物摂取群は、０ｍｇ／ｋｇ摂取群（非摂取群）と比較して、自発的交替行動変動率が有意に高くなること（ｐ＜０．０１〜０．０５）、また、自発的交替行動変動率の増加がβトリケト化合物の用量に依存する傾向が確認された。これらの結果から、βトリケト化合物の投与により、短期記憶および空間記憶・作業記憶が保持されたことが示され、βトリケト化合物は認知機能を改善できることが示された。

例２：認知機能（長期記憶およびエピソード記憶）に対するβトリケト化合物の効果
（１）認知機能の評価方法（新奇物体認識試験）
マウスは本来新奇物体と認識すると接近し、形状の確認、匂いを嗅ぐなどの探索行動を行う。このとき、記憶している物体に対しては探索行動をとらないか、新奇物体に比べて短い時間しか探索しない。新奇物体認識試験は、マウスの該性質を利用する試験である。

容器（縦３８．５ｃｍ、横３８．５ｃｍ、高さ４０ｃｍ）の隣り合った角から４ｃｍずつ中央へ離れた場所に、２つの同じ形をしたゴルフボール程度の大きさの積み木ＸおよびＹを設置した。マウスをこの容器に入れて、１０分間自由探索させて、終了後は飼育ケージへ戻した。これを「獲得試行」とした。次いで、２４時間後に、２４時間前に呈示した積み木ＹをゴルフボールＺに置換した容器の中へマウスを再度入れ、５分間自由探索させて、２つの物体（積み木Ｘ、ゴルフボールＺ）への接触時間を各々測定した。これを「テスト試行」とした。両物体ＸとＺへの探索行動の時間の長さの違いから、記憶の保持およびエピソード記憶を評価した。

マウスは獲得試行とテスト試行との間隔が短い場合、新奇性のある物体（本試験におけるゴルフボールＺ）に対して、より長い時間探索行動を示し、その嗜好性は、獲得試行とテスト試行との間隔の拡大に伴って減弱する。そのため、新奇性に対する行動変化は「獲得試行時の物体の形状の記憶」を反映していると一般的に考えられている。

テスト試行時の新奇物体（ｎｏｖｅｌ）、非新奇物体（ｆａｍｉｌｉａｒ）に対する探索時間を計測し、下記式（２）、（３）により探索時間割合（ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｔｉｍｅ（％））を、式（４）により新奇物体探索の時間率であるＤｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎｉｎｄｅｘ（ＤＩ）をそれぞれ算出した。探索時間割合（ｎｏｖｅｌ）％およびＤＩが高いほど、獲得試行時の物体の形状を記憶していることが示され、長期記憶が維持されていると評価される。

（２）βトリケト化合物の摂取（強制胃内投与による摂取）
１週間馴化し、体重差の無いように４群（各群１０匹）に群分けした６週齢雄のＣＤ−１マウスに、例１（２）で調製したβトリケト化合物を０ｍｇ／ｋｇ体重、０．３ｍｇ／ｋｇ体重、１．０ｍｇ／ｋｇ体重、３．０ｍｇ／ｋｇ体重の量で胃内へ強制経口投与し、これを初回投与とした。次いで、初回投与から６０分後に獲得試行を行った。次いで、初回投与から２４時間後に各個体に、初回投与時と同用量のβトリケト化合物を強制胃内投与した。次いで、投与から６０分後に、テスト試行を行った。

（３）結果
結果は、図３および図４に示す通りであった。図３の結果から、βトリケト化合物摂取群は、０ｍｇ／ｋｇ摂取群（非摂取群）と比較して、新奇物体の探索時間割合が増加し、１．０ｍｇ／ｋｇ摂取群と３．０ｍｇ／ｋｇ摂取群での増加に有意差が認められた。また、図４の結果から、βトリケト化合物摂取群は、０ｍｇ／ｋｇ摂取群（非摂取群）と比較して、ＤＩが有意に高くなること、また、ＤＩの増加がβトリケト化合物の用量に依存する傾向が確認された。これらの結果から、βトリケト化合物の投与により、記憶の獲得、定着および想起が増強したことが示され、βトリケト化合物はエピソード記憶の増強を通じて認知機能を改善できることが示された。

例３：脳内炎症による認知機能（短期記憶および空間記憶・作業記憶）低下に対するβトリケト化合物の効果
（１）認知機能の評価方法（Ｙ字迷路試験）およびβトリケト化合物の摂取
１週間馴化し、体重差の無いように４群（各群１０匹）に群分けした６週齢雄のＣＤ−１（ＩＣＲ）マウスに、例１（２）で調製したβトリケト化合物を０ｍｇ／ｋｇ体重、０．３ｍｇ／ｋｇ体重、１．０ｍｇ／ｋｇ体重、３．０ｍｇ／ｋｇ体重の量で１日１回、３日間連続胃内へ強制経口投与した。次いで、脳内炎症を惹起する目的で、βトリケト化合物投与３日目におけるβトリケト化合物投与から１時間後に、１．５ｍｇ／ｍＬとなるように生理食塩水に溶解させたリポ多糖（ＬＰＳ）（ＳＩＧＭＡ−ＡＬＤＲＩＣＨ社製）を１匹当たりの投与量が１５μｇとなるように脳室内投与した。次いで、ＬＰＳ投与から２３時間後に、群設定に従ってβトリケト化合物を胃内へ強制経口投与し、投与から１時間後に例１（１）に記載の方法に従って、Ｙ字迷路試験によってマウスの認知機能を評価した。

（２）結果
結果は、図５および図６に示す通りであった。図５の結果から、総進入数について、βトリケト化合物投与による変動は認められなかったことから、βトリケト化合物投与は行動量には影響を与えないことが確認された。図６の結果から、自発的交替行動変動率について、０ｍｇ／ｋｇ摂取群（非摂取群）では５０％より低いものの、βトリケト化合物摂取群では、非摂取群と比較して、自発的交替行動変動率が有意に高くなり（ｐ＜０．０１〜０．０５）、６０％程度へ増加することが確認された。また、自発的交替行動変動率の増加がβトリケト化合物の用量に依存する傾向が確認された。ＬＰＳを投与しない正常な状態のＩＣＲマウスでは自発的交替行動変動率が７０％程度である（Ano Y et al., Neurobiology of Aging, 72:23-31(2018)、Fig.1）ことから、本結果と併せて、非摂取群ではＬＰＳ投与により自発的交替行動変動率が低下するものの、βトリケト化合物の摂取により自発的交替行動変動率が改善することが確認された。これらの結果から、βトリケト化合物の摂取により、短期記憶および空間記憶・作業記憶が保持されることが示され、βトリケト化合物は炎症により惹起される認知機能低下を改善できることが示された。

Claims

下記式（Ｉ）の化合物：

（上記式中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４およびＲ^５は同一または異なっていてもよく、水素原子または炭素数１〜４のアルキル基を表し、但し、Ｒ^２およびＲ^３が同時にアルキル基を表すことはなく、かつ、Ｒ^４およびＲ^５が同時にアルキル基を表すことはない。）
もしくはその薬学上許容される塩またはその溶媒和物を有効成分として含んでなる、認知機能の維持、向上および／または改善用組成物であって、前記認知機能が、空間記憶機能、作業記憶機能およびエピソード記憶機能からなる群から選択される１または２以上の機能である、組成物。
Ｒ^１がメチルを表す、請求項１に記載の組成物。
Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４およびＲ^５が水素原子を表す、請求項１または２に記載の組成物。