JP6305392B2 - 脂肪酸燃焼によるインスリン抵抗性の測定方法、並びにそれに使用する組成物 - Google Patents
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Description
(1-1)下記(a)及び(b)の工程を有する、被験者のインスリン抵抗性の測定方法:
(a)生体内で標識炭酸ガスに変換されて呼気中に排出される同位元素Cの少なくとも一つで標識されてなる炭素数12〜38の脂肪酸またはその塩を有効成分とする組成物を被験者に静脈内投与して呼気を採取する工程、および
(b)呼気に含まれる非標識CO2量または総CO2量に対する標識CO2量の割合を求める工程。
(c)(b)工程で得られる被験者の「呼気に含まれる非標識CO2量または総CO2量に対する標識CO2量の割合」(被験値)を、健常者について得られる「呼気に含まれる非標識CO2量または総CO2量に対する標識CO2量の割合」(対照値)と比較し、被験値が対照値よりも高い場合に当該被験者をインスリン感受性が低下している(インスリン抵抗性)と決定し、被験値が対照値と同等または低い場合に当該被験者をインスリン感受性が正常または低下していないと決定する工程。
(d)(b)工程で得られる被験者の「呼気に含まれる非標識CO2量または総CO2量に対する標識CO2量の割合」(被験値)を、健常者について得られる「呼気に含まれる非標識CO2量または総CO2量に対する標識CO2量の割合」(対照値)と比較し、被験値が対照値よりも低い場合に、当該被験者をインスリン感受性が正常または低下していない「インスリン非抵抗性の高インスリン血症」と決定する工程。
(e)(b)工程で得られる被験者の「呼気に含まれる非標識CO2量または総CO2量に対する標識CO2量の割合」(被験値)を、健常者について得られる「呼気に含まれる非標識CO2量または総CO2量に対する標識CO2量の割合」(対照値)と比較し、被験値が対照値よりも高い場合に当該被験者をインスリン感受性が低下している、言い換えると「インスリン抵抗性」または「インスリン抵抗性の高インスリン血症」と決定し、被験値が対照値よりも低い場合に当該被験者をインスリン感受性が正常または低下していない、言い換えると「インスリン非抵抗性の高インスリン血症」であると決定する工程。
(1-6)炭素数12〜38の脂肪酸が、炭素数12〜28の中鎖、長鎖または極長の脂肪酸である(1-1)乃至(1-5)のいずれかに記載するインスリン抵抗性の測定方法。
(1-7)炭素数12〜38の脂肪酸が、ラウリン酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、ステアリン酸、オレイン酸、及びパルミチン酸からなる群から選択される少なくとも1種である(1-1)乃至(1-6)のいずれかに記載するインスリン抵抗性の測定方法。
(1-8)同位元素Cの少なくとも一つで標識されてなる炭素数12〜38の脂肪酸が、1位の炭素が13Cで標識されてなる1-13C-パルミチン酸、1-13C-ステアリン酸、または1-13C-オレイン酸である(1-1)乃至(1-7)のいずれかに記載するインスリン抵抗性の測定方法。
(1-9)非絶食状態にある被験者を(a)工程に供することを特徴とする(1-1)乃至(1-8)のいずれかに記載するインスリン抵抗性の測定方法。
(1-10)高インスリン血症である被験者についてインスリン抵抗性の有無を検出する方法である、(1-1)乃至(1-9)のいずれかに記載するインスリン抵抗性の測定方法。
(1-11)被験者が、境界型糖尿病、II型糖尿病、及び肝疾患(肝硬変、NASH、NAFLD)からなる群から選択される少なくとも1つの状態にあるものである、(1-1)乃至(1-10)のいずれかに記載するインスリン抵抗性の測定方法。
(2-1)被験者について、下記の工程(i)及び(ii)を有する糖代謝能測定方法により得られる[Δ標識C(‰)−呼気採取時間tまでの曲線下面積](以下、「AUCt[標識C-グルコース]」と称する)を、上記(1-1)乃至(1-11)のいずれかに記載するインスリン抵抗性の測定方法から得られる[Δ標識C(‰)−呼気採取時間tまでの曲線下面積](以下、「AUCt[標識C-脂肪酸]」と称する)で除した値(AUCt[標識C-グルコース]/ AUCt[標識C-脂肪酸])を指標として、被験者身体における糖/脂肪酸燃焼率を測定する方法:
(i)生体内で標識炭酸ガスに変換されて呼気中に排出される同位元素Cの少なくとも一つで標識されてなるグルコースを有効成分とする組成物を被験者に静脈内投与して呼気を採取する工程、および
(ii)呼気に含まれる非標識CO2量または総CO2量に対する標識CO2量の割合を求める工程。
(2-4)被験者が絶食状態にあるか、または非絶食状態にある、(2-1)乃至(2-3)のいずれかに記載する糖/脂肪酸燃焼率の測定方法。
(3-1)生体内で標識炭酸ガスに変換されて呼気中に排出される同位元素Cの少なくとも一つで標識されてなる炭素数12〜38の脂肪酸またはその塩を有効成分とする、インスリン抵抗性を測定するための注射投与形態を有する組成物。
(3-2)上記同位元素が13Cである、(3-1)に記載するインスリン抵抗性測定用組成物。
(3-3)炭素数12〜38の脂肪酸が、炭素数12〜18の飽和脂肪酸または炭素数18の不飽和脂肪酸である(3-1)または(3-2)に記載するインスリン抵抗性測定用組成物。
(3-4)炭素数12〜38の脂肪酸が、ラウリン酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、ステアリン酸、オレイン酸、及びパルミチン酸からなる群から選択される少なくとも1種である(3-1)乃至(3-3)のいずれかに記載するインスリン抵抗性測定用組成物。
(3-5)同位元素Cの少なくとも一つで標識されてなる炭素数12〜38の脂肪酸が、1位の炭素が13Cで標識されてなる1-13C-パルミチン酸、1-13C-ステアリン酸、または1-13C-オレイン酸である(3-1)乃至(3-4)のいずれかに記載するインスリン抵抗性測定用組成物。
(4-1)生体内で標識炭酸ガスに変換されて呼気中に排出される同位元素Cの少なくとも一つで標識されてなる炭素数12〜38の脂肪酸を有効成分とする注射投与形態を有する組成物の、インスリン抵抗性を測定するための呼気試験における使用。
(4-2)上記組成物が、前記(3-1)乃至(3-5)のいずれかに記載するインスリン抵抗性測定用組成物である、(4-1)に記載する使用。
(4-3)生体内で標識炭酸ガスに変換されて呼気中に排出される同位元素Cの少なくとも一つで標識されてなる炭素数12〜38の脂肪酸を有効成分とする注射投与形態を有する組成物の、糖/脂肪酸燃焼比率を測定するための呼気試験における使用。
(4-4)上記組成物が、前記(3-1)乃至(3-5)のいずれかに記載する耐糖能測定用組成物である、(4-3)に記載する使用。
本発明のインスリン抵抗性及び糖/脂肪酸燃焼比率の測定方法は、13C-呼気試験などの標識C-呼気試験を用いることを基礎とするものである。よって、本発明の説明に先だって、標識C-呼気試験に関連する用語およびその解析方法について説明する。
同位体の存在比を表す場合、同一元素の中で最も組成比の高い元素を分母にした同位体比(R)を用いる。従って炭素13(13C)のR値は、炭素12(12C)を分母とした次式で表される。
「Δ13C値(‰)」は、下式で示すように、試薬投与前のδ13C値(すなわち天然に存在する13Cのδ値)をback groundとして、試薬投与後のδ13C値から差し引いた値(Δ13C)を意味する。
呼気中の13C濃度(%13C:atom%)は下式で定義される。
呼気中の13C濃度(%13C)の変化量(Δ%13C)は、次式で定義されるように、投与t時間後の13C濃度〔(%13C)t〕から投与前0時間の13C濃度〔(%13C )0〕を差し引いて求められる。
13Cの天然存在比(R)は約0.011であり、標識試薬を投与した場合でも呼気中への増加量はわずかに+0.001〜0.002程度である。そこで、天然存在比R→0とみなすことができ、%13CをRで表した(式4)は、次式で近似することができる。
本発明のインスリン抵抗性測定用組成物は、生体内で標識CO2ガスに変換して呼気中に排出される同位元素Cの少なくとも一種で標識されてなる炭素数12〜38の脂肪酸またはその塩を有効成分とするものである。本発明で用いられる標識C-脂肪酸またはその塩は、被験者に投与された後、体内の脂質代謝能に応じて代謝され、脂質代謝能の大きさを反映した標識Cを含む炭酸ガスとして呼気に排出される特性を有する。
前述する本発明のインスリン抵抗性測定用組成物を用いることによって、被験者(ヒトまたはヒト以外の哺乳動物)のインスリンに対する感受性の低下(インスリン抵抗性)を測定することができる。
生体内での糖及び脂質の代謝燃焼比率は、一般に、呼気中に排出される二酸化炭素量と酸素量から、下式に基づいて算出される呼吸商から評価することができる。
(1)被験者について、標識C-グルコース投与後の呼気試験で得られる△標識C(‰)のAUC(t)、及び標識C-脂肪酸投与後の呼気試験で得られる△標識C(‰)のAUC(t)(tは標識C-脂肪酸投与から呼気採取までの時間、つまり呼気採取時間を意味する。以下同じ。)から、両者の比率(AUCt[標識C-グルコース]/AUCt[標識C-脂肪酸])を求める方法。
(2)被験者について得られる血糖値の逆数(1/血糖値)、及び標識C-脂肪酸投与後の呼気試験で得られる△標識C(‰)のAUC(t)から、両者の比率([1/血糖値]/AUCt[標識C-脂肪酸])を求める方法。
(3)被験者について得られる血糖値の逆数(1/血糖値)、及び標識C-脂肪酸投与後の呼気試験で得られる△標識C(‰)の最大値(Ct)(t=1〜30min)から、両者の比率([1/血糖値]/Cmax[標識C-脂肪酸])を求める方法。
(1-1)AUC t [標識C-脂肪酸]の求め方
当該方法において、AUCt[標識C-脂肪酸]は、前述する本発明の標識C-脂肪酸投与による呼気試験から求められる[Δ標識C(‰)−呼気採取時間tまでの曲線下面積](AUCt)を意味する。
また当該方法において、AUCt[標識C-グルコース]は、標識C-グルコース投与による呼気試験から求められる[Δ標識C(‰)−呼気採取時間tまでの曲線下面積](AUCt)を意味する。当該「△標識C(‰)−呼気採取時間tまでの曲線下面積」(AUCt)は、前述する本発明の呼気試験において、標識C-脂肪酸に代えて標識C-グルコースを被験者に投与することで得られる△標識C(‰)の経時的変化を示すグラフから求めることができる。具体的には、標識C-グルコース投与による呼気試験から得られるΔ13C(‰)を縦軸に、標識C-グルコース投与後の経過時間(呼気採取時間:t)(分)を横軸にしたグラフから、その曲線下面積を算出することで求めることができる。
上記で求められるAUCt[標識C-グルコース]とAUCt[標識C-脂肪酸]との比(AUCt[標識C-グルコース]/AUCt[標識C-脂肪酸])から、被験者について糖/脂肪酸の燃焼率を測定することができる。
(2-1)AUC t [標識C-脂肪酸]の求め方
当該AUCt[標識C-脂肪酸]の求め方は、前述した通りであり、上記記載をここに援用することができる。
被験者の血糖値は、定法に従って求めることができる。具体的にはグルコース脱水素酵素(GDH)を用いた酵素電極法装置(ライフチェックセンサー グンゼ(株))により測定することができる。
上記で求められる[1/血糖値]とAUCt[標識C-脂肪酸]との比([1/血糖値]/AUCt[標識C-脂肪酸])から、被験者について糖/脂肪酸の燃焼率を測定することができる。
(3-1)[1/血糖値]の求め方
当該[1/血糖値]の求め方は、前述した通りであり、上記記載をここに援用することができる。
当該方法において、Ct[標識C-脂肪酸](t=1-30min)は、前述する本発明の標識C-脂肪酸投与による呼気試験から求められる、標識C-脂肪酸投与から1〜30分間の範囲における任意の呼気採取時間(t)での△標識C(‰)の値(Ct)を意味する。当該呼気採取時間(t)は、標識C-脂肪酸投与から1〜30分間の範囲内の少なくとも1点であればよく、制限はされないものの、好ましくは標識C-脂肪酸投与から1〜15分間の範囲内、より好ましくは1〜10分間の範囲内の任意の少なくとも1点である。当該Ct[標識C-脂肪酸](t=1-30min)には、△標識C(‰)の最大値(Cmax)が含まれる。
上記で求められる[1/血糖値]とCt[標識C-脂肪酸](t=1-30min)との比([1/血糖値]/Ct[標識C-脂肪酸](t=1-30min))から、被験者について糖/脂肪酸の燃焼率を測定することができる。
(1)1- 13 C-パルミチン酸Na溶液の調製
1-13C-パルミチン酸Naを、含水エタノールに500μmol/mL濃度になるように約80℃で溶解させ、これにあらかじめ37℃に温めておいた20%BSAに入れて攪拌混合し、1-13C-パルミチン酸Na濃度が20μmol/2mLになるように溶解し、1-13C-パルミチン酸Na溶液とした(以下の実験例でも同じ。)
(2)実験方法
被験動物としてラット(雄、Zucker系ラット)を用いた。試験前日より絶食させた当該ラットを、経口投与群及び静脈投与群の2群にわけ(各々、n=3)、(1)で調製した1-13C-パルミチン酸Na溶液(20μmol/2mL)を、2mL/kgの割合で、それぞれ経口投与及び静脈内投与した。投与前(0分)と投与後180分までの各時点(t分)で呼気を採取し、呼気中に排出された13CO2濃度から△13C(‰)を、呼気分析用質量分析計(ABCA:SerCon社製)を用いて求めた。
(3)実験結果
1-13C-パルミチン酸Na溶液を経口投与(po)あるいは静脈内投与(iv)した後、測定した呼気中△13C(‰)の推移を図1に示す。図中、縦軸は呼気中△13C(‰)、横軸は1-13C-パルミチン酸Na投与後の呼気採取時間(t分)を示す。
(1)各種 13 C標識化合物含有溶液の調製
(a)U-13C-グルコース溶液
U-13C-グルコースを生理食塩液に50μmol/mL濃度になるように溶解し、これをU-13C-グルコース溶液とした。
(b)1-13C-酢酸 Na溶液
1-13C-酢酸Naを生理食塩液に50μmol/mL濃度になるように溶解し、これを1-13C-酢酸 Na溶液とした。
(c)1-13C-オクタン酸Na溶液
1-13C-オクタン酸Naを生理食塩液に50μmol/mL濃度になるように溶解し、これを1-13C-オクタン酸Na溶液とした。
(d)1-13C-ラウリン酸溶液
1-13C-ラウリン酸を、含水エタノールに500μmol/mL濃度になるように約80℃で溶解した。これを37℃に温めておいた20% BSAに入れて攪拌し、1-13C-ラウリン酸濃度が20μmol/2mlになるように溶解し、これを1-13C-ラウリン酸溶液とした。
(e)1-13C-パルミチン酸Na溶液
実験例1と同じ方法で、1-13C-パルミチン酸Naを含水エタノールに20μmol/2ml濃度になるように溶解し、これを1-13C-パルミチン酸Na溶液とした。
(f)1-13C-オレイン酸溶液
オレイン酸0.5g、大豆油0.5g、精製卵黄レシチン0.12gをプラスチックチューブに入れ、溶解後グリセリン溶液(24.7mg/mL)を0.5mLずつ加えながら乳化した。約9mLにした後1,2μmフィルターにてろ過し、水を加えて10mLにメスアップした。
(2−1)実験方法
被験動物として、下記に説明する(A)及び(B)を用いた。
(A)ZDF系ラット〔雄、Lean(18week,絶食時の血糖値及びインスリン値:それぞれ73mg/dL及び1.0 ng/mL、非絶食時の血糖値及びインスリン値:それぞれ98mg/dL及び3.9 ng/mL)、及びFatty(18week,絶食時の血糖値及びインスリン値:それぞれ369 mg/dL及び1.7 ng/mL、非絶食時の血糖値及びインスリン値:それぞれ474 mg/dL及び13.6 ng/mL)〕。
(B)ZDF系ラット[雄、Lean(13week、絶食時の血糖値及びインスリン値:それぞれ63.8mg/dL及び0.21ng/mL、非絶食時の血糖値及びインスリン値:それぞれ111.5mg/dL及び2.26ng/mL)、及びFatty(13week、絶食時の血糖値及びインスリン値:それぞれ240.3mg/dL及び1.97ng/mL、非絶食時の血糖値及びインスリン値:それぞれ595.8mg/dL及び2.77ng/mL)]。
(2−2−1)U- 13 C-グルコース溶液の投与
ZDF系ラット(Lean及びFatty)にU-13C-グルコース溶液を静脈内注射した後、測定した呼気中△13C(‰)の推移を図2に示す。図2(A)にLeanラットの結果を、図2(B)にFattyラットの結果をそれぞれ示す。図中、縦軸は呼気中△13C(‰)、横軸はU-13C-グルコース溶液投与後の呼気採取時間(t分)を示す。
ZDF系ラット(Lean及びFatty)に、1-13C-酢酸Na溶液を静脈内投与した後、測定した呼気中△13C(‰)の推移を図3に示す。図3(A)にLeanラットの結果を、図3(B)にFattyラットの結果をそれぞれ示す。図中、縦軸は呼気中△13C(‰)、横軸はU-13C-酢酸Na溶液投与後の呼気採取時間(t分)を示す。図3からわかるように、Leanラットの結果とFattyラットの結果にほとんど差異はなく、各群の△13C(‰)は同様の推移を示していた。
ZDF系ラット(Lean及びFatty)に、1-13C-オクタン酸Na溶液を静脈内投与した後、測定した呼気中△13C(‰)の推移を図4に示す。図4(A)にLeanラットの結果を、図4(B)にFattyラットの結果をそれぞれ示す。図中、縦軸は呼気中△13C(‰)、横軸はU-13C-オクタン酸Na溶液投与後の呼気採取時間(t分)を示す。図4からわかるように、Leanラットの結果とFattyラットの結果にほとんど差異はなく、各群の△13C(‰)は同様の推移を示していた。
ZDF系ラット(Lean及びFatty)に、1-13C-ラウリン酸溶液を静脈内投与した後、測定した呼気中△13C(‰)の推移を図5に示す。図中、縦軸は呼気中△13C(‰)、横軸は1-13C-ラウリン酸溶液投与後の呼気採取時間(t分)を示す。(A)にLeanラットの結果を、(B)にFattyラットの結果をそれぞれ示した。図5からわかるように、1-13C-ラウリル酸の静脈内投与後の13C(‰)の推移、特に静脈内投与から10分間の推移は、健常モデル(Lean)では絶食群と非絶食群とで差が認められたが、インスリン抵抗性モデル(Fatty)では両者に差は認められなかった。健常モデル(Lean)とインスリン抵抗性モデル(Fatty)とを対比すると、特に非絶食群の13C(‰)の推移、特に静脈内投与から15分間の推移に違いが認められ、インスリン抵抗性モデル(Fatty)の13C(‰)が健常モデル(Lean)のそれよりも高い傾向が認められた。
ZDF系ラット(Lean及びFatty)に、1-13C-パルミチン酸Na溶液を静脈投与した後、測定した呼気中△13C(‰)の推移を図6に示す。図6(A)にLeanラットの結果を、図6(B)にFattyラットの結果をそれぞれ示す。図中、縦軸は呼気中△13C(‰)、横軸は1-13C-パルミチン酸Na溶液投与後の呼気採取時間(t分)を示す。
ZDF系ラット(Lean及びFatty)に、1-13C-オレイン酸溶液を静脈内投与した後、測定した呼気中△13C(‰)の推移を図7に示す。図7(A)にLeanラットの結果を、図7(B)にFattyラットの結果をそれぞれ示す。図中、縦軸は呼気中△13C(‰)、横軸は1-13C-オレイン酸溶液投与後の呼気採取時間(t分)を示す。
(1)実験方法
被験動物として、LETOラット(雄)(25week,絶食時の血糖値及びインスリン値:80mg/dL及び1.4 ng/mL,非絶食時の血糖値及びインスリン値:105mg/dL及び3.2 ng/mL)、及びOLETFラット(雄)(25week,絶食時の血糖値及びインスリン値:101mg/dL及び1.1 ng/mL,非絶食時の血糖値及びインスリン値:198mg/dL及び14.4 ng/mL)を用いた。なお、OLETFラットは肥満又は/及び脂肪肝を伴う2型糖尿病のモデル動物であり、LETOラットはそのコントロールである(健常モデル)。絶食時、OLETFラットは正常血糖であったが、非絶食時は高インスリン血症及び高血糖で、隠れ糖尿病の呈を示していた。これらのことから、OLETFラットはインスリンに対する感受性が低下した高インスリン血症のラットであり、インスリン抵抗性のモデル動物といえる。
健常モデルであるLETOラット及びインスリン抵抗性モデルであるOLETFラット(それぞれ絶食群及び非絶食群)の各群に、1-13C-パルミチン酸Na溶液を静脈内投与した後、測定した呼気中△13C(‰)の推移を図8に示す。(A)はLETOラットの結果、(B)はOLETFラットの結果を示す。図中、縦軸は呼気中△13C(‰)、横軸は1-13C-パルミチン酸Na溶液投与後の呼気採取時間(t分)を示す。
(1)実験方法
インスリン抵抗性(インスリンへの感受性の低下)が発生する前段階にある動物として、OLETFラット(11週齢、絶食時の血糖値及びインスリン値:104mg/dL及び0.6ng/mL、非絶食時の血糖値及びインスリン値:124mg/dL及び2.7ng/mL)、並びにZDF Fattyラット(11週齢、絶食時の血糖値及びインスリン値:91mg/dL及び3.4ng/mL、非絶食時の血糖値及びインスリン値:116mg/dL及び19.0ng/mL)を用いた。また、これらのコントロール(健常モデル)として、LETOラット(11週齢、絶食時の血糖値及びインスリン値:57mg/dL及び0.3ng/mL、非絶食時の血糖値及びインスリン値:98mg/dL及び1.4ng/mL)及びZDF Leanラット(11週齢、絶食時の血糖値及びインスリン値:72mg/dL及び0.3ng/mL、非絶食時の血糖値及びインスリン値:113mg/dL及び1.7ng/mL)を用いた。インスリン抵抗性発生の前段階にある動物(OLETFラット、ZDF Fattyラット)は高インスリン血症を有するものの血糖値は正常範囲内であった。そこで、これをインスリン抵抗性を伴わない高インスリン血症モデル、簡略して「インスリン非抵抗性/高インスリン血症モデル」と称する。
ZDF系ラット(雄、Lean及びFatty)(非絶食群、絶食群)の各群に、1-13C-パルミチン酸Na溶液を静脈内投与した後、測定した呼気中△13C(‰)の推移を図11に示す。図11(A)は非絶食群の結果、(B)は絶食群の結果を示す。図中、縦軸は呼気中△13C(‰)、横軸は1-13C-パルミチン酸Na溶液投与後の呼気採取時間(t分)を示す。
被験動物として、ラット(雄、ZDF系ラット、Lean及びFatty)をそれぞれ2群(絶食群及び経口投与群)に分けた。絶食群は実験の前日より絶食にし、経口投与群は呼気分析用チャンバーに移してから40分後に水に溶解したグルコース(2g/4mL)を4mL/kgの割合で経口投与した(n=1)。
実験例2で行った(a)U-13C-グルコース溶液投与の結果と(e)1-13C-パルミチン酸Na溶液投与の結果を用いて、糖/脂肪酸 燃焼比率を計算した。
ZDF系ラット(Lean及びFatty)について、実験例2において(a)U-13C-グルコース溶液投与(絶食状態、非絶食状態)で得られた△13C(‰)のAUC(120分)と、(e)1-13C-パルミチン酸Na溶液投与(絶食状態、非絶食状態)で得られた△13C(‰)のAUC(60分)との比率(AUC[13-C-グルコース]/AUC[1-13C-パルミチン酸Na])を、それぞれ絶食状態の値と非絶食状態の値とで比較した結果を図14に示す。当該比率(AUC[13C-グルコース]/AUC[1-13C-パルミチン酸Na])は、糖/脂肪酸 燃焼比率を示す。
ZDF系ラット(Lean及びFatty)について、血糖値の逆数(絶食状態、非絶食状態)と、実験例2において(e)1-13C-パルミチン酸Na溶液投与(絶食状態、非絶食状態)で得られた△13C(‰)のAUC(60分)との比率([1/血糖値]/AUC[1-13C-パルミチン酸Na])を、それぞれ絶食状態の値と非絶食状態の値とで比較した結果を図15に示す。当該比率([1/血糖値]/AUC[1-13C-パルミチン酸Na])は、糖/脂肪酸 燃焼比率を示す。
ZDF系ラット(Lean及びFatty)について、血糖値の逆数(絶食状態、非絶食状態)と、実験例2において(e)1-13C-パルミチン酸Na溶液投与(絶食状態、非絶食状態)で得られた△13C(‰)のCtとの比率([1/血糖値]/Ct [1-13C-パルミチン酸Na])を、それぞれ絶食状態の値と非絶食状態の値とで比較した結果を図15に示す。なお、ここでは、呼気採取時間(t)として△13C(‰)の値が最大値を示した時間を採用した。具体的には、絶食状態及び非絶食状態にある健常モデル(Lean)についてはそれぞれt=2分及び5分を、また絶食状態及び非絶食状態にある糖尿病モデル(Fatty)についてはそれぞれt=2分及び5分を採用した。
(1)3- 13 C-グルコース+1- 13 C-パルミチン酸Na混合液の調製
1-13C-パルミチン酸Naを含水エタノールに、500μmol/mL濃度になるように約80℃で溶解させ、これを37℃に温めておいた20%BSAに入れて攪拌した。更に、3-13C-グルコース溶液を加えて、3-13C-グルコース(50μmol/2mL)と1-13C-パルミチン酸Na(20μmol/2mL)の混合溶液(以下、これを「グルコース/パルミチン酸混合液」という)を調製した。
被験動物として、ラット(LETO、OLETF、いずれも雄)を用いた。OLETFラットは肥満で脂肪肝を伴う糖尿病モデル、つまりインスリン抵抗性モデルであり、LETOラットはそのコントロール(健常モデル)である。それぞれControl群(非絶食時血糖値:108mg/dL)、軽度糖尿病群(非絶食時血糖値:166mg/dL)、及び重症糖尿病群(非絶食時血糖値:281mg/dL)に分類し、これらの各群に、非絶食下で、(1)で調製したグルコース/パルミチン酸混合液を2ml/kgの用量で静脈内投与した(n=1)。
結果を図17に示す。図17中、左側からControl群(非絶食時血糖値:108mg/dL)、軽度糖尿病群(非絶食時血糖値:166mg/dL)、及び重症糖尿病群(非絶食時血糖値:281mg/dL)に、グルコース/パルミチン酸混合液をそれぞれ静脈内投与し、呼気試験により測定された13CO2濃度から算出した△13C(‰)の推移を示す。なお、各図中、縦軸は呼気中△13C(‰)、横軸は静脈内投与後の呼気採取時間(t分)を示す。
Claims (15)
- 下記(a)及び(b)の工程を有する、被験者のインスリン抵抗性の測定方法:
(a)生体内で標識炭酸ガスに変換されて呼気中に排出される同位元素Cの少なくとも一つで標識されてなる炭素数12〜38の脂肪酸またはその塩を有効成分とする組成物を被験者に静脈内投与して呼気を採取する工程、および
(b)呼気に含まれる非標識CO2量または総CO2量に対する標識CO2量の割合を求める工程。 - さらに下記(c)の工程を有する、請求項1に記載するインスリン抵抗性の測定方法:
(c)(b)工程で得られる被験者の「呼気に含まれる非標識CO2量または総CO2量に対する標識CO2量の割合」(被験値)を、健常者について得られる「呼気に含まれる非標識CO2量または総CO2量に対する標識CO2量の割合」(対照値)と比較し、被験値が対照値よりも高い場合に当該被験者をインスリン感受性が低下している(インスリン抵抗性)と決定し、被験値が対照値と同等または低い場合に当該被験者をインスリン感受性が正常または低下していないと決定する工程。 - 被験者が高インスリン血症の患者であって、さらに下記(d)の工程を有する、請求項1に記載するインスリン抵抗性の測定方法:
(d)(b)工程で得られる被験者の「呼気に含まれる非標識CO2量または総CO2量に対する標識CO2量の割合」(被験値)を、健常者について得られる「呼気に含まれる非標識CO2量または総CO2量に対する標識CO2量の割合」(対照値)と比較し、被験値が対照値よりも低い場合に、当該被験者をインスリン感受性が正常または低下していない「インスリン非抵抗性の高インスリン血症」と決定する工程。 - 被験者が高インスリン血症の患者であって、さらに下記(e)の工程を有する、請求項1に記載するインスリン抵抗性の測定方法:
(e)(b)工程で得られる被験者の「呼気に含まれる非標識CO2量または総CO2量に対する標識CO2量の割合」(被験値)を、健常者について得られる「呼気に含まれる非標識CO2量または総CO2量に対する標識CO2量の割合」(対照値)と比較し、被験値が対照値よりも高い場合に当該被験者をインスリン感受性が低下している、言い換えると「インスリン抵抗性」または「インスリン抵抗性の高インスリン血症」と決定し、被験値が対照値よりも低い場合に当該被験者をインスリン感受性が正常または低下していない、言い換えると「インスリン非抵抗性の高インスリン血症」であると決定する工程。 - 上記同位元素が13Cである、請求項1乃至4のいずれかに記載するインスリン抵抗性の測定方法。
- 炭素数12〜38の脂肪酸が、炭素数12〜28の中鎖、長鎖または極長の脂肪酸である、請求項1乃至5のいずれかに記載するインスリン抵抗性の測定方法。
- 炭素数12〜38の脂肪酸が、ラウリン酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、ステアリン酸、オレイン酸、及びパルミチン酸からなる群から選択される少なくとも1種である、請求項1乃至6のいずれかに記載するインスリン抵抗性の測定方法。
- 被験者が、境界型糖尿病、II型糖尿病、肝硬変、非アルコール性脂肪肝炎、及び非アルコール性脂肪肝疾患からなる群から選択される少なくとも1つの状態にあるものである、請求項1乃至7のいずれかに記載するインスリン抵抗性の測定方法。
- 被験者について、下記の工程(i)及び(ii)を有する糖代謝能測定方法により得られる[Δ標識C(‰)−呼気採取時間tまでの曲線下面積](以下、「AUCt[標識C-グルコース]」と称する)を、上記請求項1乃至8のいずれかに記載するインスリン抵抗性の測定方法から得られる[Δ標識C(‰)−呼気採取時間tまでの曲線下面積](以下、「AUCt[標識C-脂肪酸]」と称する)で除した値(AUCt[標識C-グルコース]/ AUCt[標識C-脂肪酸])を指標として、被験者身体における糖/脂肪酸燃焼率を測定する方法:
(i)生体内で標識炭酸ガスに変換されて呼気中に排出される同位元素Cの少なくとも一つで標識されてなるグルコースを有効成分とする組成物を被験者に静脈内投与して呼気を採取する工程、および
(ii)呼気に含まれる非標識CO2量または総CO2量に対する標識CO2量の割合を求める工程。 - 被験者について血糖値の逆数(1/血糖値)を、上記請求項1乃至8のいずれかに記載するインスリン抵抗性の測定方法から得られる[Δ標識C(‰)−呼気採取時間tまでの曲線下面積](以下、「AUCt[標識C-脂肪酸]」と称する)で除した値([1/血糖値/AUCt[標識C-脂肪酸])を指標として、被験者身体における糖/脂肪酸燃焼率を測定する方法。
- 被験者について血糖値の逆数(1/血糖値)を、上記請求項1乃至8のいずれかに記載するインスリン抵抗性の測定方法から得られるΔ標識C(‰)のCt [標識C-脂肪酸](t=1-30min)で除した値([1/血糖値]/Ct[標識C-脂肪酸](t=1-30min))から、被験者身体における糖/脂肪酸燃焼率を測定する方法。
- 生体内で標識炭酸ガスに変換されて呼気中に排出される同位元素Cの少なくとも一つで標識されてなる炭素数12〜38の脂肪酸またはその塩を有効成分とする、インスリン抵抗性を測定するための注射投与形態を有する組成物。
- 上記同位元素が13Cである、請求項12に記載するインスリン抵抗性測定用組成物。
- 炭素数12〜38の脂肪酸が、炭素数12〜18の飽和脂肪酸または炭素数18の不飽和脂肪酸である、請求項12または13に記載するインスリン抵抗性測定用組成物。
- 炭素数12〜38の脂肪酸が、ラウリン酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、ステアリン酸、オレイン酸、及びパルミチン酸からなる群から選択される少なくとも1種である、請求項12乃至14のいずれかに記載するインスリン抵抗性測定用組成物。
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