JP5307329B2 - β−クリプトキサンチンを有効成分とする骨形成促進剤 - Google Patents
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Description
(ラット骨組織片の培養)
ラット(ウイスター系雄性;4〜5週齢)(日本SLC(株)から購入、固形飼料オリエンタル酵母(MF))をエーテル麻酔下に大腿骨を無菌的に摘出し、大腿骨は0.25Mの蔗糖液で洗浄後、骨幹部(皮質骨)と骨幹端部(海綿骨)に分け、β−クリプトキサンチン等を含有する培養液(ダルベッコ変法5%グルコース含有培養液、無血清培養液)中で、上記骨組織片を37℃の条件下で48時間、5%CO2−95%airのインキュベーター中で培養した。また、β−クリプトキサンチンはエクストラシンテース社製「β−クリプトキサンチン」を、シクロヘキシイミドはシグマ社製「シクロヘキシイミド」を、β−カロテンはシグマ社製「β−カロテン」を、キサンチンはシグマ社製「キサンチン」を、副甲状腺ホルモンはシグマ社製「副甲状腺ホルモン」を、プロスタグランジンE2はシグマ社製「プロスタグランジンE2」を用いた。なお、β−クリプトキサンチン等を添加することなく、培養液のみで培養した場合を対照とした。
骨組織中のカルシウム量を測定した。インキュベーター中で培養した後、組織片を0.25M蔗糖溶液で洗浄、乾燥後、骨重量を測定した。その後、組織片に濃硝酸を加えて120℃で12時間灰化し、原子吸光分光光度計(パーキンエルマー社製「パーキンエルマー303」)を用いて骨カルシウム量を定量した。
骨の石灰化の促進に関する最も重要な酵素であるアルカリ性ホスファターゼの発現量を調べた。インキュベーター中で培養した後、組織片を0.25Mの蔗糖液で洗浄し、6.5mMのバルビタール緩衝液(pH7.4)3ml中で破砕し、超音波処理した。この液を遠心分離して上清を酵素液としてWalter及びSchuttの方法(in Method of Enzymatic Analysis, Vol1-2,p856, Academic Press, New York, 1965)に従って測定した。すなわち、p−ニトロフェニール燐酸を基質として、ジエタノールアミン緩衝液(pH9.8)2mlに酵素液0.05mlを添加し、37℃で30分間インキュベーションし、0.05NのNaOHを10ml添加した後、分光光度計を用いて吸光度(405nm)を測定し、骨に対する治療剤及び骨に対する作用の知られている化合物の骨アルカリ性ホスファターゼ活性を調べた。
骨組織中の細胞数の指標として、DNA量を定量した。インキュベーター中で培養した後、組織片を0.25Mの蔗糖溶液で洗浄し、湿重量を測定した。その後、0.1NのNaOH4ml中で粉砕して、4℃で24時間浸透させた。この液を遠心分離し、上清を試料としてCeriottiらの方法(J.Biol.Chem., 241: 34-77, 1951)に従って定量した。即ち、試料2mlに濃塩酸1ml及び0.04%のインドール溶液1mlを添加し沸騰水中で100℃に加熱後、急冷して、クロロホルム4mlで抽出し、クロロホルム層を採取して、分光光度計(490nm)を用いて骨中のDNA量を測定した。
ラット(ウイスター系雄性;4〜5週齢)に、β−クリプトキサンチンをコーン油に溶解した3種類の濃度のβ−クリプトキサンチン溶解液(10,25及び50μg/mlコーン油)を、骨ゾンデを用いてラット体重100g当たり1日1回、7日間経口投与した。最終投与の24時間目に屠殺し、大腿骨を摘出し、筋肉等を取り除き、骨幹部(diaphysis)と骨幹端部(metaphysis)に分けて、骨成分を測定した。
(β−クリプトキサンチンの骨形成増進作用の発現)
β−クリプトキサンチンの骨成分増加効果について調べた。β−クリプトキサンチン(10−8〜10−5M)を含有する上記培養液中で、大腿骨の骨幹部と骨幹端組織を48時間培養した。骨組織中のカルシウム量、アルカリ性ホスファターゼ治性(骨石灰化促進酵素)及びデオキシリボ核酸(DNA;骨組織中細胞数の指標)量を実施例1記載の方法で測定した。結果を表1及び第1図〜第6図に示す。なお、それぞれの試験群は6〜8回ずつ測定し、平均値及び標準誤差で示した。また、有意差検定にはStudent’s t-testを用いて求め、対照と比較してP値が0.01以下(**)又は0.05以下(*)であれば統計学的に有意差ありとした。その結果、クリプトキサンチン(10−8〜10−5M)は、骨幹部及び骨幹端部組織のカルシウム量の有意な増加をひき起こした。また、クリプトキサンチン(10−8〜10−5M)は、骨幹部アルカリ性ホスファターゼ活性を有意に増加させ、クリプトキサンチン(10−7〜10−5M)は、骨幹端部の本酵素活性の上昇をひき起こした。さらに、骨幹部組織及び骨幹端部組織DNA量は、クリプトキサンチン(10−7〜10−5M)の存在下で有意に増加した。
β−クリプトキサンチンの骨成分増加効果の発現に及ぼすタンパク質合成阻害剤の影響について調べた。タンパク質合成阻害剤としては、真核細胞の60Sリボゾームに作用し、ペプチド鎖延長における転移反応を阻害するシクロヘキシイミドを用いた。β−クリプトキサンチン(10−6M)の存在下、シクロヘキシイミド(10−6M)の存在下、β−クリプトキサンチン(10−6M)とシクロヘキシイミド(10−6M)の共存下における、骨組織中のカルシウム量、アルカリ性ホスファターゼ活性及びDNA量を測定した。結果を表2及び第7図〜第12図に示す。それぞれの試験群は6回ずつ測定し、平均値及び標準誤差で示した。また、有意差検定にはStudent’s t-testを用いて求め、対照と比較してP値が0.01以下(*)であれば統計学的に有意差ありとした。β−クリプトキサンチン(10−6M)の存在下で増加した骨幹部及び骨幹端部組織におけるカルシウム量、骨アルカリ性ホスファターゼ活性及び骨DNA量はシクロヘキシイミド(10−6M)の存在下で有意に低下した。これらの結果は、β−クリプトキサンチンが、大腿骨組織の海綿骨(骨幹端部組織)及び皮質骨(骨幹部組織)において、そのタンパク質合成を増進することにより、骨形成を増大していることを明らかにしている。
β−クリプトキサンチンに代えて、β−カロテン(β−carotene)とキサンチン(xantine;2,6-dihydroxypurine)の骨カルシウム量に及ぼす効果について調べた。β−カロテンの10−7M及びキサンチンの10−6Mをそれぞれ培養液中に存在させ、実施例1記載の方法で、骨幹部あるいは骨幹端部組織を48時間培養した後、骨組織中のカルシウム量を測定した。結果を表3及び第13図、第14図に示す。表3中の各値は6〜8匹のラットの平均値±標準誤差を示す。表3から明らかなように、β−カロテンやキサンチンでは、骨組織中カルシウム量の有意な増加効果は発現することがなかった。
β−クリプトキサンチンの骨塩溶解抑制効果について調べた。副甲状腺ホルモン(parathyroid hormone;PTH)は、副甲状腺から分泌され、骨塩溶解(骨吸収)作用を発揮するペプチドホルモンで、老化に伴った骨粗鬆症の発現に病態生理的役割を果たしている。同様に、プロスタグランジンE2も生理的な骨塩溶解をひき起こすことが知られている。そこで、大腿骨の骨幹部及び骨幹端部組織を10−7MのPTHの存在下、又は10−5MのプロスタグランジンE2の存在下で48時間培養した後、骨組織中のカルシウム量を測定した。また、これらとβ−クリプトキサンチン(10−8〜10−6M)の共存下で、同様に培養した後、骨組織中のカルシウム量を測定した。結果を表4及び第15図〜第18図に示す。それぞれの試験群は6〜8回ずつ測定し、平均値及び標準誤差で示した。また、有意差検定にはStudent’s t-testを用いて求め、対照と比較してP値が0.01以下(*)、又はPTHやプロスタグランジンE2単独と比較してP値が0.01以下(#)であれば統計学的に有意差ありとした。PTH存在下で骨組織を培養すると、骨幹部及び骨幹端部組織のカルシウム量が有意に減少した。この減少は、β−クリプトキサンチン(10−8〜10−6M)の存在下で有意に抑制された。同様に、生理的な骨塩溶解をひき起こすプロスタグランジンE2(10−5M)においても、骨組織中カルシウム量の有意な減少がひき起こされたが、この減少はβ−クリプトキサンチン(10−8〜10−6M)の存在下で完全に抑制された。
ラットにβ−クリプトキサンチンを経口投与したときに骨成分が増加するかどうか調べた。β−クリプトキサンチンを7日間投与(10,25,50μg/100g体重・日)した後、骨組織中のカルシウム量、アルカリ性ホスファターゼ治性(骨石灰化促進酵素)及びデオキシリボ核酸(DNA;骨組織中細胞数の指標)量を実施例1記載の方法で測定した。結果を表5及び第19図〜第24図に示す。なお、それぞれの試験群は6回ずつ測定し、平均値及び標準誤差で示した。また、有意差検定にはStudent’s t-testを用いて求め、対照と比較してP値が0.01以下(*)であれば統計学的に有意差ありとした。その結果、骨幹部及び骨幹端部組織のカルシウム量は、β−クリプトキサンチンの投与(10,25,50μg/100g体重・日)により、有意に増加した。骨幹部及び骨幹端部組織のアルカリホスファターゼ活性(骨石灰化促進酵素)は、β−クリプトキサンチンの投与(10,25,50μg/100g体重・日)により、有意に増加した。骨組織中DNA量(骨組織中の細胞数の指標)は、骨幹部においては、β−クリプトキサンチンの投与(25及び50μg/100g体重・日)で有意に増加し、骨幹端部では、β−クリプトキサンチンの投与(10,25,50μg/100g体重・日)で有意に増加した。
Claims (3)
- β−クリプトキサンチンを有効成分とすることを特徴とする骨形成促進剤(但し、骨疾患の予防・治療薬を除く)。
- β−クリプトキサンチン含有組成物を有効成分とすることを特徴とする骨形成促進剤(但し、骨疾患の予防・治療薬を除く)。
- β−クリプトキサンチン含有組成物が、温州みかんの処理物であることを特徴とする請求項2記載の骨形成促進剤(但し、骨疾患の予防・治療薬を除く)。
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