(57)【要約】  水不溶性β−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体を含む、ケトン体生成促進剤組成物を提供する。本発明のケトン体生成促進剤組成物は、ケトン体生成促進により治療や予防が可能な種々の疾患の予防や治療に好適に用いられる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
水不溶性β−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体を含む、ケトン体生成促進剤組成物。
【請求項２】
β−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸が、β−ヒドロキシ酪酸、β−ヒドロキシプロピオン酸、β−ヒドロキシ吉草酸、β−ヒドロキシカプロン酸、β−ヒドロキシカプリル酸、β−ヒドロキシカプリン酸およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１記載の組成物。
【請求項３】
β−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸の単独重合体である、請求項１または２に記載の組成物。
【請求項４】
β−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸共重合体である、請求項１または２に記載の組成物。
【請求項５】
β−ヒドロキシ酪酸の単独重合体もしくは共重合体である、請求項１〜４いずれかに記載の組成物。
【請求項６】
β−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体がβ−ヒドロキシ酪酸とβ−ヒドロキシ吉草酸の共重合体である、請求項５記載の組成物。
【請求項７】
β−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体の重量平均分子量が１,０００〜２０,０００,０００である、請求項１〜６いずれかに記載の組成物。
【請求項８】
β−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体がスピルリナにより産生されたものである、請求項１〜７いずれかに記載の組成物。
【請求項９】
経口投与もしくは経口投与に類する投与方法により投与される、請求項１〜８いずれかに記載の組成物。
【請求項１０】
動物飼料、または動物飼料添加物である、請求項９に記載の組成物。
【請求項１１】
機能性食品である、請求項９に記載の組成物。
【請求項１２】
ヒトを含む動物用医薬組成物である、請求項１〜９いずれかに記載の組成物。
【請求項１３】
アルツハイマー病、ピック病関連前頭側頭骨変性、血管性痴呆、レーヴィ体型の老人性痴呆、前頭萎縮を伴う振せん麻痺の痴呆、進行性核上性麻痺および大脳皮質基底核変性症、ダウン症候群関連アルツハイマー、重症筋無力症ならびに筋ジストロフィーからなる群から選択される神経変性疾患、筋萎縮性側索硬化症、てんかん、パーキンソン病、フリーラジカル疾患、心不全、心筋梗塞、狭心症、II型糖尿病、ピルビン酸デヒドロゲナーゼの欠乏もしくは遮断、１又はそれ以上の種類の細胞型における解糖の実施不能及びデュシェンヌ型筋ジストロフィー、細胞代謝にとって有害な遺伝的欠陥、インシュリン耐性又は他のグルコース代謝欠陥もしくは欠陥誘発性状態、ＧＡＢＡ予防発作からなる群から選択される疾患乃至症状の治療または予防；虚血または頭部外傷が介在する脳疾患状態の抑制または治療；または脳浮腫の抑制、脳機能の保護、脳エネルギー代謝の調整、および脳卒中の程度の軽減から選択される脳機能改善のために用いられる、請求項１〜１２いずれかに記載の組成物。
【請求項１４】
脳細胞損傷に起因する疾患の治療および／または予防のために用いられる、請求項１〜１２いずれかに記載の組成物。
【請求項１５】
脳卒中の予防または治療のために用いられる、請求項１４記載の組成物
【請求項１６】
脳卒中の後遺症からの回復促進のために用いられる、請求項１４記載の組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は新規ケトン体生成促進剤組成物並びにケトン体生成促進方法を提供する。
【背景技術】
【０００２】
ケトン体とは、脂肪酸の分解により肝臓で作られ、血液中に放出されるアセトン、アセト酢酸、β−ヒドロキシ酪酸を総称する用語である。これらのうちアセトンは揮発性で呼気に排出されやすいため、測定される際には血中のアセト酢酸とβ−ヒドロキシ酪酸の合計量を総ケトン体としている。ケトン体は、ブドウ糖や遊離脂肪酸、アミノ酸などとともにエネルギー源としての役割をもち、肝臓以外の、脳、心臓、腎臓、骨格筋などの多くの組織で使われる。特に脳はブドウ糖とケトン体しか利用せず重要なエネルギー源である。ケトン体は、他の成分が狭い範囲で血中濃度が維持されるのとは異なり、摂食や運動状況等によってその生理的濃度は大きく変わるという特徴がある。【０００３】
古くから高脂質低炭水化物食は、ケトン体誘導食としててんかんの治療に有用であることが知られていた。ケトン体産生(Ketogenesis)促進あるいはケトン体の投与によって血中ケトン体レベルを上昇させ、これによって種々の治療および予防効果が得られることが知られている。【０００４】
例えば非特許文献１はマイルドなケトーシス、即ち血中ケトン体濃度の穏やかな増加が種々の症状や疾患の治療や予防に有用であることを示す。非特許文献１は、ケトン体生成食は難治性てんかんにおける発作抑制、体重減少、癌化学療法の補助として用い得ること、ケトン体の塩が、輸液療法を受けている患者のグルコース遊離脂肪酸およびグリセロール濃度の減少、アシルＣｏＡデヒドロゲナーゼ欠損による遺伝疾患の治療に有用であること、さらに動物実験でマイルドなケトン体濃度の上昇がＩＩ型糖尿病に典型的なインスリン抵抗状態、グルコース輸送およびＰＨＤ活性の遺伝的欠損、低血糖発作、低酸素症、心筋症、遺伝性筋萎縮症、パーキンソン病などのフリーラジカルに起因する疾患、アルツハイマー病等の神経変性疾患などの予防や治療に有用であることが示されたことを報告している。【０００５】
かかる観点からケトン体レベルを調節するための物質が提案されている。そのひとつは高脂肪低炭水化物のケトン体誘導食であり、かかる食品を継続して摂取することにより肝臓におけるケトン体の生成が刺激され、血中ケトン体濃度が上昇する。しかしながら、高脂肪分を継続して摂取することから、高脂血症等の他の疾患を誘発する危険性がある。また、ケトン体誘導食として味覚的に満足できるものは未だ無く、患者のＱＯＬの観点からも好ましくない。【０００６】
もう一つは、アセト酢酸やＤ−β−ヒドロキシ酪酸のごときケトン体を点滴や経口、経腸投与して血中ケトン体濃度を増加させようとするアプローチである。しかし、酸であるこれらの物質をそのまま血中へ投与することは、血液のｐＨを中性付近へ保つためにも好ましくない。また、酸をそのまま摂取するのも困難であることからケトン体前駆体としてその塩、エステル、環状オリゴマー、ポリマー、代謝前駆体等、種々の誘導体が提案されている（特許文献１〜４、非特許文献２）。【０００７】
特許文献１はケトン体のオリゴマーもしくはポリマーまたはエステル等、ケトン体の前駆体を投与することによって血中ケトン体濃度が上昇し、心臓効率の増加、糖尿病およびインスリン耐性状態の治療、および／または神経変性疾患及びてんかんの効果を転換、遅延もしくは予防するために有用であることを開示する。特許文献１ではポリマーの重合度は２乃至１００であってよいと記載されているが、実施例において投与されているのは平均重合度３．７５のオリゴマー乃至はβ−ヒドロキシ酪酸のナトリウム塩であり、それぞれ２Ｍ溶液をラットに０．１ｍＬ／体重１００ｇの用量で投与し、投与後１２０分にわたって血中ヒドロキシ酪酸濃度を測定している。その結果、オリゴマーを投与した場合の血中ヒドロキシ酪酸濃度のピークは、Ｄ−β−ヒドロキシ酪酸塩を投与した場合のピークより遅く出るものの、投与後６０分付近であった。血中ヒドロキシ酪酸濃度は２時間後でも５〜１２倍増加しており、摂取後数時間は血中濃度を有意に上昇させるとしている。【０００８】
特許文献２はＤ−β−ヒドロキシ酪酸の直鎖または環式オリゴマーやエステル等により血液ヒドロキシ酪酸濃度を上昇させることができ、蛋白質異化の軽減、食欲抑制、強心効果の増強の効果があり、また糖尿病その他のインスリン抵抗状態、アルツハイマー病、ピック病関連前頭側頭骨変性、血管性痴呆、レーヴィ体型の老人性痴呆、前頭萎縮を伴う振せん麻痺の痴呆、進行性核上性麻痺および大脳皮質基底核変性症、ダウン症候群関連アルツハイマー、重症筋無力症ならびに筋ジストロフィーの処置に有用であることを開示する。実施例では、１日の所要カロリーの５％の環状三量体（１０ｇ）をイヌへ経口投与した場合、血中ヒドロキシ酪酸濃度が９０分でピークに達し（５倍以上の上昇）、その後６時間後まで低下することを観察している（実施例２）。また１日の所要カロリーの１０％相当の環状三量体２３．５ｇを肉１１１ｇに混ぜた餌（１３４．５ｇ）を犬に、９時間後まで４回摂取させたところ、１回目の摂取から３０分以内に血中ヒドロキシ酪酸濃度は約５０倍に上昇した。３回目（６時間後）の経口投与後、ケトン体は約３０倍に増加したままであったが、翌朝までに正常値に回復したことを確認している（実施例３）。また実施例７では平均分子量２００と１０００のオリゴマーを５日間ラットに摂取させた場合（カロリーで２５％混合）のヒドロキシ酪酸血中濃度は、平均分子量２００のオリゴマーで対照に比べ９倍、平均分子量１０００では２倍の値であり、水溶性が下がるとヒドロキシ酪酸血中濃度も下がることが示されている。
以上のように、１回の投与で短時間に血中濃度が大きく数倍以上に上昇し、数時間は維持されるとしている。【０００９】
特許文献３はβ−ヒドロキシ酪酸誘導体もしくは２〜１０量体を投与して血中ケトン体濃度を上昇させることにより脳機能改善作用が得られることを開示する。特許文献３においては２〜１０量体もモノマーの塩やエステルと同様のケトン体濃度上昇およびそれに起因する脳機能改善作用が得られる旨を記載しているが、実施例で用いられているのはβ−ヒドロキシ酪酸モノマーの塩もしくはエステルのみである。【００１０】
特許文献４ではβ−ヒドロキシ酪酸（３−ヒドロキシ酪酸）の環状エステルを投与して、β−ヒドロキシ酪酸および／またはアセトアセテートであるケトン体の血中濃度を高めることができることを開示する。血中ケトン体濃度を高めることにより、フリーラジカル、毒性作用物質、例えばペプチド及び蛋白質の作用並びに細胞代謝にとって有害な遺伝的欠陥、インシュリン耐性または他のグルコース代謝欠陥もしくは血管誘発性状態、虚血、頭部外傷によって機能不全に陥っている細胞を治療しおよびまたは細胞効率を高めるために有用であること、従って、かかる投与がアルツハイマー病、パーキンソン病、萎縮性側軸索硬化症、てんかん、フリーラジカル疾患、心不全、ＩＩ型糖尿病、ピルビン酸でヒドロゲナーゼの欠乏もしくは遮断、１またはそれ以上の種類の細胞型における解糖の実施不能及びデュシェンヌ型筋ジストロフィーの治療に有用であることを開示する。特許文献４においても、環状オリゴマーとして環状三量体が用いられている実施例が開示され、ラットに投与後（餌に１１重量％混合）８０分と１５０分の時点で血中ケトン体濃度がそれぞれ１．８倍と２．４倍に上昇したことを確認している。【００１１】
非特許文献１は点滴により直接血中へケトン体を導入することによって、種々の疾患の予防乃至治療を行う可能性について開示している。非特許文献２は、水溶性のβ−ヒドロキシ酪酸オリゴマーを血液中へ直接点滴することにより、血中ケトン体濃度を上昇させることが可能であり、また水溶性オリゴマーの経口投与によっても同様の効果が得られることを開示する。【００１２】
上記のとおり、従来技術においてはいずれも重合度の低いβ−ヒドロキシ酪酸のオリゴマーやエステルなどの誘導体を摂取させて血中ケトン体濃度増加を確認している。これらの先行技術において血中ケトン体濃度はいずれも投与後速やかに上昇していることから、投与されたβ−ヒドロキシ酪酸のオリゴマー等の誘導体が胃や小腸にて加水分解されて吸収されるか、そのままこれが血中へ移行し加水分解等された結果であると考えられる。即ち、これらの従来技術にて用いられているケトン体前駆体は基本的に水溶性であることが前提となっている。また、非特許文献１および２においても、血中ケトン体濃度を上昇させるための物質は水溶性である必要がある旨明記されている。【００１３】
本出願人は先に、水不溶性β−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体を動物に経口投与した場合、胃や腸で分解されることなく大腸まで送達され、大腸において腸内細菌叢により分解され、生理活性が発揮されることを示している（特許文献５）。【００１４】
【特許文献１】特表２００１−５１５５１０
【特許文献２】特表２００２−５２１３３０
【特許文献３】特開平１０−９５７３０
【特許文献４】特表２００２−５２４５０６
【特許文献５】国際公開ＷＯ２００５／０２１０１３号公報
【非特許文献１】Veech，Prostaglandins，Leukotriens and Essential Fatty Acids 70 (2004)309-319
【非特許文献２】Rich，Prceedings of the Nutrition Society (1990)49，361-373  上記文献は、いずれも引用により本願に含まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、比較的少量を経口投与することによって持続的な効果を発揮できる、ケトン体生成促進剤組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、水不溶性β−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体を含む、ケトン体生成促進剤組成物を提供する。【００１７】
本発明のケトン体生成促進剤組成物は、経口投与または経口投与に類する投与方法によって投与される。【００１８】
本発明はまた、水不溶性β−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体を、ケトン体生成促進の必要な対象へ経口または経口投与に類する投与方法によって投与することを含む、ケトン体生成促進方法に関する。【００１９】
短〜中鎖脂肪酸のβ−ヒドロキシ化物を重縮合して得られる重合体は、胃や小腸でほとんど、あるいは少ししか分解されず、その大部分が大腸まで送達される。大腸まで送達された重合体は腸内細菌叢に含まれる細菌によって分解され、水溶性のβ−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸モノマーまたはオリゴマーとなり、大腸から吸収されて生理作用を発揮する（特許文献５）。【００２０】
本発明のケトン体生成促進剤組成物を５重量％含有する餌をラットに与えた場合、ラットの血中ケトン体濃度は給餌開始から１２時間経過時までケトン体生成促進剤組成物を含有していない餌を与えたコントロール群と差が無い。しかしながら、同じ餌を継続してラットへ給餌した場合、２週間後にはアセト酢酸およびヒドロキシ酪酸の両方の濃度の穏やかな上昇が確認されている。先行技術のように投与後数時間は大幅なケトン体の濃度の上昇が起きるのとは異なり、本発明の組成物によって、血中ケトン体濃度の穏やかな上昇が長期間維持される。この比較的低い濃度上昇でも、脳卒中易発性高血圧ラットの脳卒中発症の予防効果が示唆された。また、人において本発明のケトン体生成促進剤組成物を投与した例においても脳卒中の後遺症に対して数日後から効果が発現している。発明者は理論に限定されることを望まないが、大腸にてモノマーまたは水溶性オリゴマーにまで分解されたβ−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体は、吸収されてそのまま血中に移行するのではなく、大腸より吸収されるかまたは大腸において腸内細菌や大腸上皮細胞によりエネルギー源として利用された後何らかの機構により肝臓におけるケトン体生成作用を刺激するものと推測される。【００２１】
本発明のケトン体生成促進剤組成物を経口投与もしくは経口投与に類する投与方法により動物に投与することによって、ケトン体生成が促進される。本発明の組成物は従って、ケトン体生成促進により治療や予防が可能な種々の疾患の予防あるいは治療に有用である。即ち、本発明のケトン体生成促進剤組成物は、アルツハイマー病、ピック病関連前頭側頭骨変性、血管性痴呆、レーヴィ体型の老人性痴呆、前頭萎縮を伴う振せん麻痺の痴呆、進行性核上性麻痺および大脳皮質基底核変性症、ダウン症候群関連アルツハイマー、重症筋無力症ならびに筋ジストロフィーからなる群から選択される神経変性疾患、筋萎縮性側索硬化症、てんかん、パーキンソン病、フリーラジカル疾患、心不全、心筋梗塞、狭心症、II型糖尿病、ピルビン酸デヒドロゲナーゼの欠乏もしくは遮断、１又はそれ以上の種類の細胞型における解糖の実施不能及びデュシェンヌ型筋ジストロフィー、細胞代謝にとって有害な遺伝的欠陥、インシュリン耐性又は他のグルコース代謝欠陥もしくは欠陥誘発性状態、ＧＡＢＡ予防発作からなる群から選択される疾患乃至症状の治療または予防；虚血または頭部外傷が介在する脳疾患状態の抑制または治療；または脳浮腫の抑制、脳機能の保護、脳エネルギー代謝の調整、および脳卒中の程度の軽減から選択される脳機能改善などが例示される。
本発明の組成物は特に脳細胞損傷に起因する疾患の治療および／または予防、特に脳卒中の予防または治療において有用である。また本発明の組成物は脳卒中の後遺症からの回復の促進に有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明において、β−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸とは、その骨格が炭素原子数３〜１２の飽和脂肪酸を意味する。好ましくは、β−ヒドロキシ酪酸、β−ヒドロキシプロピオン酸、β−ヒドロキシ吉草酸、β−ヒドロキシカプロン酸、β−ヒドロキシカプリル酸およびβ−ヒドロキシカプリン酸が例示される。【００２３】
本発明のβ−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体としては、これらモノマーの単独重合体であっても、２以上の短〜中鎖脂肪酸の共重合体であってもよい。特にβ−ヒドロキシ酪酸の単独重合体またはβ−ヒドロキシ酪酸とその他の１以上のβ−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸との共重合体が好適に用いられる。共重合体としてはβ−ヒドロキシ酪酸とβ−ヒドロキシ吉草酸の共重合体が特に好適に用いられる。【００２４】
本発明のβ−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体には、β−ヒドロキシ脂肪酸またはそのオリゴマーの生理作用を妨げない限り、他のモノマー単位を含んでいてもよい。【００２５】
本発明の組成物において、β−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体は、水不溶性であればその重合度は特に限定的ではない。重合体が水溶性であれば、経口投与されるとそのままの形で、あるいは胃や小腸における酸、アルカリ条件下で加水分解された形で大腸へ到達する前に吸収され、本発明の効果を発揮することができない。【００２６】
β−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体においては、重合度がほぼ１０以上となると水不溶性となる。従って例えばβ−ヒドロキシ酪酸重合体であれば重量平均分子量が１,０００以上のもの、特に重量平均分子量が１,５００以上のものが好適に用いられる。重合体分子量の上限としては特に限定的ではなく、重合体として製造できるものであればいずれも本発明に用いることができる。例えば。微生物により重量平均分子量２０，０００，０００以上のβ−ヒドロキシ酪酸重合体を得たという報告がある（Appl.Microbiol.Biotechnol.,47,140-143(1997))。本発明で用いられるβ−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体として、好ましくは重合体の重合度２０〜１００，０００、より好ましくは重合度２０〜２０，０００のものが例示される。【００２７】
本発明のβ−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体は、公知のいかなる方法を用いて調製してもよい。具体的なβ−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体の調製法は例えば、原料となるβ−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸モノマーを脱水重縮合する常套のポリエステル合成方法により得ることができる。【００２８】
また、微生物あるいは高等生物により産生されるβ−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体を用いてもよい。【００２９】
β−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体を産生する多くの細菌が知られている（Microbiol.Rev.,54,450-472(1990)およびBiotechnol.Bioeng.,49,1-14(1996)、これらの文献は引用により本願に含まれる）。かかる細菌により産生されるものも好適に用いられる。細菌により産生されたβ−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体は、菌体から分離して用いても、菌体と共に用いてもよい。細菌は一般に蛋白質の含有率が高く、本発明の組成物を飼料や機能性食品として採用する場合には、蛋白源としても有用である。【００３０】
公知の微生物の中でもラルストニア・ユートロファ(Ralstonia eutropha)、アルカリゲネス・ラタス（Alcaligenes latus）はβ−ヒドロキシ酪酸重合体を大量に生産することが知られている。特にラルストニア・ユートロファ(Ralstonia eutropha)は、過去に微生物蛋白として検討されたが、菌体自体の成分に占める蛋白質含有率が高く、また、従来成長促進のために添加されているセリンやグリシン等のアミノ酸含有率も多い。したがって、β−ヒドロキシ酪酸重合体などを提供するためのみならず、蛋白源としても有効性が高く、飼料や食品へ配合する場合には特に好ましい。【００３１】
本発明のβ−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体はスピルリナにより産生されたものであってもよい。スピルリナは、熱帯や亜熱帯地域の淡水に生息する藍藻類であり、アフリカのChad湖やメキシコのTexcoco湖などでは古くから原住民によって食用にされてきた。今では高い栄養価（高蛋白・高ミネラル・高ビタミン）を特徴とする健康食品としても市販されている。
健康食品として市販されているスピルリナは通常、その乾燥重量中０．１重量％程度以下のβ−ヒドロキシ酪酸重合体しか含有しない。本発明においては培養条件を調節する等によりβ−ヒドロキシ酪酸重合体含有量を増したスピルリナ（例えばJ.Biotechnol.,172,2791-2792(1990)参照、本文献は引用により本願に含まれる）が好適に用いられる。本発明の組成物においてβ−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体としては、スピルリナから単離したものを用いても、スピルリナをそのまま配合してもよい。【００３２】
β−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体含有量を増したスピルリナとしては、β−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体、特にβ−ヒドロキシ酪酸重合体を乾燥重量中０．２重量％以上、好ましくは１重量％以上、より好ましくは３重量％以上含有するものが好適に用いられる。スピルリナに含有されるβ−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体の量としては、多いほど好ましく、培養条件の調節等により含有量を増やすことができれば特に上限は無い。例えばスピルリナ乾燥重量中２０重量％以上、さらに例えば４０重量％までのβ−ヒドロキシ酪酸重合体を含有するものを用いてもよい。【００３３】
また、ヒドロキシ脂肪酸重合体を元来生産しない微生物や植物に遺伝子組換えの技術を用いてヒドロキシ脂肪酸重合体を生産可能とする技術が開発されている（J.Bacteriol.,170,4431-4436、5837-5847(1988)およびScience,256,520-523(1992)、これらの文献は引用により本願に含まれる）。本発明において用いるβ−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体としては、かかる遺伝子組換技術により得られる微生物や植物が産生する重合体を用いてもよい。重合体は微生物や植物から単離して用いても、あるいは該重合体を含有する微生物や植物自体を用いてもよい。【００３４】
本発明のケトン体生成促進剤組成物は、動物体内におけるケトン体の生成を促進する。本明細書において「動物」とはヒトを含む哺乳動物のみならず、魚類、鳥類等の脊椎動物を含む。【００３５】
脊椎動物の大腸内には、多くの種類の細菌が数多く生息して細菌叢を形成しており、その細菌は、胃や小腸で消化されなかった食物を発酵によって短鎖脂肪酸等に変え、脊椎動物はそれを吸収してエネルギーや栄養素として利用していることが知られている。（J.Exp.Zool.Suppl.,3,55-60(1989); Physiol.Rev.,78,393-427(1998)）。大腸内の細菌叢については人や豚、羊などの哺乳類のみならず、鶏やアヒルなどの鳥類、鯉などの魚類についての研究も多くなされ、脊椎動物は全般に腸内細菌叢を有することが解明されている(Physiol.Res.,47,259-263(1998); Comp.Biochem.Physiol.A:Mol.Integr.Physiol.,131,657-668(2002); Comp.Biochem.Physiol.A:Mol.Integr.Physiol.,132,333-340(2002); Appl.Environ.Microbiol.,68,1374-1380(2002)、これらの文献は引用により本願に含まれる）。従って、本発明の組成物は脊椎動物に有効であり、特に哺乳類、鳥類、魚類に有用である。【００３６】
本出願において「経口投与もしくは経口投与に類する投与方法」とは、経口投与に加えて経鼻チューブ投与および胃内投与や大腸内への直接注腸等の消化管内投与を含む投与方法などを意味する。【００３７】
本発明において、β−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体を含む組成物は、経口投与もしくは経口投与に類する投与方法により投与されるが、経口投与がより容易で実用上好ましい。特許文献５にて本出願人が報告したように、β−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体は動物の体内においては、腸内細菌によって分解される。従って経口投与した場合でも小腸で消化吸収されて血中ケトン体濃度を上昇させるのではなく、大腸まで重合体として送達され、大腸において分解され、利用される。【００３８】
本発明のβ−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体重合体の分解によって生成する水溶性のモノマーもしくはオリゴマーは、大腸において分解、吸収または利用され、その結果として肝臓におけるケトン体生成を刺激するものと考えられる。ケトン体生成を刺激することから、例えばβ−ヒドロキシ酪酸重合体を投与した場合、アセト酢酸およびβ−ヒドロキシ酪酸の両方の血中濃度が投与開始の少なくとも１２時間経過後、特に数日後よりマイルドに増加する。【００３９】
一方、特許文献５にて示したように、本発明に用いられるβ−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体は、長期投与した場合でも身体に対する悪影響は確認されていない。従って、本発明のケトン体生成促進剤組成物は疾患の治療乃至予防並びに健康な対象における健康状態の維持のために投与することができる。
本発明に用いられるβ−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体は、真核生物の細胞膜やミトコンドリアに存在することが知られている。動物では血液中にアルブミン等と結合して存在することも既知である。(Eur.J.Biochem.,224,317-328(1994))【００４０】
本発明のケトン体生成促進剤組成物の経口投与によって、従来から知られるケトン体生成促進により得られる種々の治療乃至予防効果並びに健康維持効果を得ることができる。かかる効果としてはアルツハイマー病、ピック病関連前頭側頭骨変性、血管性痴呆、レーヴィ体型の老人性痴呆、前頭萎縮を伴う振せん麻痺の痴呆、進行性核上性麻痺および大脳皮質基底核変性症、ダウン症候群関連アルツハイマー、重症筋無力症ならびに筋ジストロフィーからなる群から選択される神経変性疾患、筋萎縮性側索硬化症、てんかん、パーキンソン病、フリーラジカル疾患、心不全、心筋梗塞、狭心症、II型糖尿病、ピルビン酸デヒドロゲナーゼの欠乏もしくは遮断、１又はそれ以上の種類の細胞型における解糖の実施不能及びデュシェンヌ型筋ジストロフィー、細胞代謝にとって有害な遺伝的欠陥、インシュリン耐性又は他のグルコース代謝欠陥もしくは欠陥誘発性状態、ＧＡＢＡ予防発作の治療または予防および虚血、頭部外傷が介在する脳疾患状態の抑制乃至治療、脳浮腫の抑制、脳機能の保護、脳エネルギー代謝の調製、脳卒中の程度の軽減などの脳機能改善などが例示される。
本発明の組成物は特に脳細胞損傷に起因する疾患の治療および／または予防、特に脳卒中の予防または治療において有用である。また、本発明の組成物は、脳卒中の後遺症、例えば麻痺、痺れ、痛み、言語障害、視覚障害、感覚障害、尿失禁および情緒障害など、特に麻痺、痺れ、痛み、尿失禁からの回復促進に好適に用いられる。【００４１】
本発明のβ−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体を含有する組成物は哺乳動物や鳥類、魚類などを飼育乃至養殖する際の飼料や飲料等へ配合しても、あるいはかかる飼料や飲料等へ配合するための添加物として提供されてもよい。【００４２】
本発明の組成物はまた、健康状態の維持管理や疾病予防を目的とする機能性食品としても好適に用いられる。本出願において「機能性食品」とは、サプリメント、経腸栄養剤、成分栄養剤、医療食および術後食、高齢者用食品や妊産婦・授乳婦用食品、乳幼児用食品あるいはこれらへの添加剤等を含むものとする。また、機能性食品はヒトのみならず愛玩動物や家畜等のヒト以外の動物のためのものも含むものとする。【００４３】
本発明の組成物が特定の疾患の治療を目的とするヒトを含む動物用医薬組成物として提供される場合、あるいはヒトを含む動物に対して、特定の疾患の予防や総合的な健康状態を維持乃至向上させるための機能性食品もしくは食品や飼料への添加物として提供される場合も本発明の範囲に含まれる。【００４４】
本発明の組成物がヒトを含む動物用医薬組成物乃至は機能性食品として提供される場合、粉末、顆粒、錠剤、カプセル剤、舌下剤、トローチ、咀嚼可能錠剤、懸濁液等、経口投与により投与されるあるいは経口により摂取されるいかなる形態であってもよい。これらの投与製剤は、常套法により調製することができる。また本発明の組成物は、食品や飲料等へ配合して経口摂取に供してもよい。【００４５】
本発明の組成物へ、医薬上許容される適当な添加剤を含有させてもよい。添加剤としては特に限定されず賦形剤、希釈剤、増量剤、溶剤、潤滑剤、補助剤、結合剤、崩壊剤、被覆剤、カプセル化剤、乳化剤、分散剤、懸濁剤、増粘剤、等張化剤、緩衝剤、無痛化剤、保存剤、抗酸化剤、矯味剤、芳香剤、着色剤など、製剤学に関する一般書籍に記載されているものから必要に応じて適宜選択すればよい。【００４６】
さらに本発明の組成物には、本発明の目的に反しない限り、別種の薬効成分を適宜含有させることができる。【００４７】
本発明の組成物を飼料として調製する場合、飼料の組成としては特に限定的ではなく、目的とする対象に応じて従来から知られている飼料にβ−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体を適宜配合すればよい。本発明の飼料組成物には、本発明の目的に反しない限り、別の生理活性物質を配合してもよい。
また、飼料へ配合して動物に投与させるための飼料添加剤として調製してもよい。【００４８】
本発明に用いられる重合体が微生物、スピルリナ等の藍藻類あるいは植物等の高等生物によって産生されるものである場合には、β−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体を含有する微生物、藍藻類、植物等高等生物ごと配合してもよい。かかる場合、微生物、藍藻類、植物等高等生物自体も栄養源として有効に利用される。【００４９】
本発明のケトン体生成促進組成物中に含まれるβ−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体の量としては特に規定はなく、投与対象の種別、体重、性別、健康状態、投与目的等によって適宜決定されるべきである。およその目安としては、１日あたり１ｍｇ〜５００ｍｇ／ｋｇ体重である。１回で与えても良いし複数回に分けて与えることもできる。あるいは飼料、飲料や食品に０．０１〜２０重量％、好ましくは０．１〜１０重量％配合して与えてもよい。目的に応じて増減してもよいのは当然である。【００５０】
別の態様において本発明は、β−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸のモノマーまたはそのオリゴマーもしくはこれらの生理的に許容される誘導体を大腸に送達され得る態様で含有するケトン体生成促進剤組成物を提供する。「β−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸のオリゴマー」とは、特に断らない限り水溶性のオリゴマーを意味するものとする。好適には重合度が１０未満、特に６未満、より好ましくは重合度が３以下のものが例示される。【００５１】
「生理的に許容される誘導体」としてはβ−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸またはそのオリゴマーの許容される塩や、生理的に加水分解される誘導体、例えばエステルおよびアミド、さらに水酸基がリン酸化された化合物が挙げられる。【００５２】
塩としては、無機イオンまたは有機塩基との塩であればよい。無機イオンとして、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウムや亜鉛、鉄、マンガンなどのアルカリ金属またはアルカリ土類金属、遷移金属のカチオンが挙げられる。有機塩基として、トリメチルアミン、トリエチルアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等や、アルギニン、リシン、オルニチン等の塩基性アミノ酸などが挙げられる。【００５３】
エステルとしては、例えばメチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステル等のアルキルエステル、例えばヒドロキシエチルエステル等のヒドロキシアルキルエステルなどが挙げられる。また、単糖やオリゴ糖などの糖類、グリコール、グリセロール、ポリエチレングリコールまたはポリプロピレングリコールなどのポリオール化合物とのエステルも好適に用いられる。
さらに、ヌクレオチドなどのリン酸化合物とのリン酸エステルも好適に用いられる。【００５４】
アミドとしては、例えばジエチルアミド等のアルキルアミドや、オリゴペプチドとのアミドなどが挙げられる。【００５５】
「大腸に送達され得る態様で含有する組成物」としては、β−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸のモノマーまたはオリゴマーもしくはこれらの生理的に許容される誘導体を従来知られている大腸溶解性の製剤や除放剤、カプセル剤などとしたものが例示される。【００５６】
β−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体を経口投与した場合、大腸において腸内細菌叢によってβ−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸のモノマーまたはオリゴマーまで分解され、利用されることから（特許文献５）、β−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸またはそのオリゴマーもしくはこれらの生理的に許容される誘導体を、大腸へ到達され得る形で含有する組成物は、本発明のβ−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体を含有する組成物と同様の作用を有する。従って、β−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸またはそのオリゴマーもしくはこれらの生理的に許容される誘導体を、大腸へ到達され得る形で含有するケトン体生成促進剤組成物は、上記と同様の用途において上記と同様の用量にて用いることが可能である。【００５７】
以下実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
実施例１：分子量と水溶性・加水分解性
発酵により製造した（β−ヒドロキシ酪酸−β−ヒドロキシ吉草酸）共重合体（ＧＰＣポリスチレン換算重量平均分子量Ｍｗ＝５６０，０００。数平均分子量Ｍｎ＝２３８，０００。β−ヒドロキシ吉草酸＝５．４モル％＜ＮＭＲ測定＞。ＰＨＢＶ−１）１０ｇをクロロホルム２５０ｍｌに溶解させ、濃塩酸２ｍｌを加えて７時間加熱還流した。次いで３０％過酸化水素水を６．４ｍｌ添加し、加熱環流を更に８時間続けた。水で中性になるまで洗浄した後、クロロホルム層を回収しエバポレーションしてＰＨＢＶ−２を回収した。ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（東ソー（株）GPC HLC-8020／カラムTSKgel MultiporeHXL-M ）で重量平均分子量＝１３，６００、数平均分子量＝５，６００（ポリスチレン換算）と測定された。【００５８】
回収したＰＨＢＶ−２のうち８ｇを２００ｍｌのクロロホルムへ溶解し、３０％過酸化水素水を２．５６ｍｌ添加し、加熱環流を８時間行なうことを２回繰返した後、上記と同様にしてＰＨＢＶ−３を回収した。ＰＨＢＶ−３は重量平均分子量＝３，７００、数平均分子量＝１，２５０（ポリスチレン換算）であった。【００５９】
回収したＰＨＢＶ−３のうち２ｇを５０ｍｌのクロロホルムへ溶解し、濃塩酸を０．２ｍｌを添加して、４時間毎に３０％過酸化水素水を０．６４ｍｌ添加し加熱還流することを４回繰返して、重量平均分子量＝８６０、数平均分子量＝４９０（ポリスチレン換算）のＰＨＢＶ−４を得た。【００６０】
ＰＨＢＶ−１〜ＰＨＢＶ−４それぞれを１００ｍｇ付近で秤量し、３７℃の水５０ｍｌ中へ投入し、６時間振とうした。ＰＨＢＶ−１、ＰＨＢＶ−２およびＰＨＢＶ−３は６時間後に濾過回収し、乾燥させて重量を測定したところ、水中へ投入した重量からの減量は４％未満であり、水中へ投入した重合体重量と回収された重合体重量の差は誤差範囲内であった。従って、ＰＨＢＶ−１、ＰＨＢＶ−２およびＰＨＢＶ−３は水に不溶である。
一方、ＰＨＢＶ−４は水中へ投入した２時間後には、目視でほぼ全量が溶解したことが確認され、ＰＨＢＶ−４が水溶性であることが確認された。【００６１】
次いで水に不溶であることが確認されたＰＨＢＶ−１〜ＰＨＢＶ−３の胃および小腸における加水分解性や酵素分解性を調べた。【００６２】
それぞれ１００ｍｇ付近で秤量し、以下の胃や小腸のｐＨ環境を模した酵素水溶液（０.１重量％濃度）５０ｍｌ中に投入し、３７℃で所定時間（胃を想定：６時間、小腸を想定：１０時間）振とう後にろ過回収した。ＰＨＢＶ−１、ＰＨＢＶ−２およびＰＨＢＶ−３のいずれの場合も９６％以上の回収率で回収され、操作誤差範囲内で分解は認められなかった。【００６３】
本試験により、水に不溶な分子量のものは、胃や小腸の酸・アルカリ性環境や消化酵素によって分解されないことを確認した。【００６４】
使用した市販酵素の水溶液は以下の通りである。
ペプシン：胃液類似液（塩酸水溶液ｐＨ＝１.５）
アミラーゼ：胃液類似液（塩酸水溶液ｐＨ＝５.５、塩化カルシウム０.０３重量％）
トリプシン：腸液類似液（炭酸水素ナトリウム水溶液ｐＨ＝８.０）
リパーゼ：腸液類似液（炭酸水素ナトリウム水溶液ｐＨ＝７.５、塩化カルシウム０.０３重量％）【００６５】
実施例２：（β−ヒドロキシ酪酸−β−ヒドロキシ吉草酸）共重合体摂取後のβ−ヒドロキシ酪酸の血中濃度の変化
使用動物：Sprague-Dawley系雄性ＳＰＦラット（日本エスエルシー（株）、浜松）８週齢（ｎ＝３）
基礎飼料：市販粉末飼料ＣＥ−２（日本クレア（株），東京）
給水：自由摂取
飼育環境：温度２３℃、湿度５０％、毎日８時〜２０時に蛍光灯点灯。
飼育：４日間施設馴致後群分けし、対照群・試験群ともに、基礎飼料を１０時から１７時まで自由摂取させる時間制限給餌に７日間馴致した。試験開始日の給餌直前に尾部より末梢血を採血した。対照群には引続き基礎飼料を、試験群には基礎飼料に（β−ヒドロキシ酪酸−β−ヒドロキシ吉草酸）共重合体（ＧＰＣポリスチレン換算重量平均分子量＝５６０，０００。β−ヒドロキシ吉草酸＝５．４モル％。ＰＨＢＶ−１）を５ｗｔ％添加したものを、時間制限給餌した。４時間毎に尾部より末梢血の採血を行い、血中のβ−ヒドロキシ酪酸の濃度変化を観察した。血中β−ヒドロキシ酪酸濃度は常法により得られた末梢血から血清を分離し、これをＰＢＳ（ｐＨ７．４）で希釈したものを（株）日本医学臨床検査研究所（京都）にて酵素サイクリング法で測定した。【００６６】
結果：給餌直前（０時間）のβ−ヒドロキシ酪酸濃度は、１７時間絶食後であることからβ−ヒドロキシ酪酸を空腹時のエネルギー源として使う代謝が働き、上昇していた。ＰＨＢＶ−１を含む飼料を７時間自由摂取させたが、摂取中および摂取開始から１２時間迄にはβ−ヒドロキシ酪酸濃度は試験群、対照群間で差が無かった。【００６７】
【表１】
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【００６８】
実施例３：ケトン体生成（Ketogenesis）促進効果
使用動物：Sprague-Dawley系雄性ラット（ＳＰＦ）（日本エスエルシー（株）、浜松）８週齢（ｎ＝３）
基礎飼料：市販粉末飼料ＣＥ−２（日本クレア（株），東京）
給水：自由摂取
飼育環境：温度２３℃、湿度５０％、毎日８時〜２０時に蛍光灯点灯。
飼育：４日間施設馴致後群分けし、対照群は基礎飼料を、試験群は基礎飼料にＰＨＢＶ−１を５重量％添加したものを２週間自由摂取させた。最終日の朝解剖し、腹部大動脈から採血し血清を得た。肝臓は、氷冷下細断してよく混合し、０．１ｇをマイクロチューブに投入した。ＰＢＳ（ｐＨ７．４）に０．１ｍＭのＥＤＴＡ２Ｎａを加えた溶液を０．９ｍｌ加えて、氷冷下、肝臓組織をホモジナイズした。遠心分離後後、上澄を得た。血清と上澄中のケトン体（アセト酢酸ＡｃＡｃおよびβ−ヒドロキシ酪酸ＨＢ）を（株）日本医学臨床検査研究所（京都）において酵素サイクリング法で測定した。【００６９】
結果：ＰＨＢＶ−１を２週間連続して摂取を続けることで、動脈中および肝臓中のケトン体濃度が増加した。肝臓はケトン体を代謝できず生産する器官であることから、ケトン体の濃度の増加は、肝臓におけるケトン体産生が促進されたことが示唆される。【００７０】
【表２】
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１）ホモジナイズ肝臓細胞0.1ｇ＋PBS0.9ml
＊  ｐ＜0.1、＊＊  ｐ＜0.05【００７１】
実施例４：脳卒中の発症予防効果
使用動物：脳卒中易発性高血圧ラットＳＨＲＳＰ／Ｉｚｍ（ＳＰＦ）（日本エスエルシー（株）、浜松） 雄性９週齢（ｎ＝５）
基礎飼料：市販粉末飼料ＳＰ−２（日本エスエルシー（株）、浜松）に１ｗｔ％の食塩を添加
給水：自由摂取
飼育環境：温度２３℃、湿度５０％、毎日８時〜２０時に蛍光灯点灯。
飼育：４日間施設馴致後群分けし、対照群は基礎飼料を、試験群は基礎飼料にＰＨＢＶ−１を５重量％添加したものを自由摂取させた。前肢を持上げる、横転するなどの脳卒中の発症が認められるまで飼育し、その発症までの期間を調べた。【００７２】
結果：
対照群の発症までの期間＝１５，１６，２７，３５，３６日
試験群の発症までの期間＝２３，２６，３１，３７，５０日
試験群の方が、常に発症が遅くＰＨＢＶ−１の脳卒中予防における効果が示唆された。【００７３】
試験群で最後に発症したラットの糞を第７週目の１週間回収して、ＰＨＢＶ−１の腸内分解率を解析した。【００７４】
真空乾燥後砕いた糞をクロロホルム中で９０分加熱環流してＰＨＢＶを抽出し、これにｎ−ヘキサンを加えてＰＨＢＶを沈殿させて回収し糞中のＰＨＢＶ含有率を測定した。ＰＨＢＶの糞中回収量と摂取量から計算したＰＨＢＶの腸内分解率は６．０％であった。【００７５】
実施例５：脳卒中後遺症の回復促進効果
患者１
出血性脳卒中発症後、４年１ヶ月経過した５０歳男性。右半身に麻痺と痺れや疼痛の後遺症があり２級身体障害者認定を受けている。
β−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体の投与
容量０．３ｇの１号カプセルに充填したβ−ヒドロキシ酪酸重合体（発酵で製造。重量平均分子量８３９，０００）を１日に１カプセル服用させた。
結果
投与開始４日目から痺れが軽減する時間が現れ始めた。２週間後には痺れや鈍痛が軽くなったことを明白に自覚するようになった。１日のうちで痺れ感や鈍痛のない時間が徐々に増え、６ヶ月後には全く解消した。
この痺れや鈍痛の軽減に並行して、筋肉や身体の緊張が弛むのを感じるようになった。この弛緩（リラクセーション）によって、麻痺している部位を自分で動かしたという主動感を持って動かすことができるようになった。
リハビリテーションを重ねることで動きが徐々によくなり、３ヶ月後には、右腕や右足などの麻痺が軽減したのが実感でき、自力でほぼ通常生活を送ることができるようになった。
さらに痺れと同時に尿失禁があったが、β−ヒドロキシ酪酸重合体服用開始後８日目から失禁回数が急速に減り、２週間後には全く尿失禁が無くなった。
患者２
出血性脳卒中発症後、３年経過した６０歳男性。右足に麻痺及び鈍痛、唇の右側に麻痺の後遺症あり。
β−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体の投与
容量０．３ｇの１号カプセルに充填した、上記β−ヒドロキシ酪酸重合体を１日に１カプセル服用させた。
結果
投与開始８日後には痺れと鈍痛が軽減するのを自覚した。１０日間の服用で止めたが、症状がもとに戻ることはなかった。【００７６】
実施例６  β−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体を多く含むスピルリナの培養
スピルリナ(Spirulina platensis)を、１８リットルのKosaric培地に０．５Ｗ／Ｖ％の酢酸ナトリウムを加えた培地に入れ（スピルリナ乾燥重量として０．１２５ｇ／Ｌ，プラスチック製水槽使用）、光照射下（１日１６時間、水面で９００〜１１００ルクス）水温２４℃でｐＨを９．３〜９．６に保つように空気をバブリングしながら２５日間培養した。濾過にて採集してオーブン（７０℃）で乾燥して４３ｇの乾燥スピルリナを得た。この乾燥スピルリナを用いてクロロホルム抽出法で、β−ヒドロキシ酪酸重合体の含有量を調べたところ３．１重量％であった。抽出物はＮＭＲを用いてβ−ヒドロキシ酪酸重合体であることを確認した。【００７７】
Kosaric培地（成分（ｇ／Ｌ））：ＮａＨＣＯ３（９．０），Ｋ２ＨＰＯ４（０．２５），ＮａＮＯ３（１．２５），Ｋ２ＳＯ４（０．５），ＮａＣｌ（０．５），ＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ（０．１），ＣａＣｌ２（０．０２），ＦｅＳＯ４・２Ｈ２Ｏ（０．００５），微量ミネラル水溶液０．５ｍｌ／Ｌ
微量ミネラル水溶液（成分（ｇ／Ｌ））：Ｈ２ＢＯ４（２．８６），ＭｎＣｌ２・４Ｈ２Ｏ（１．８１），ＺｎＳＯ４・７Ｈ２Ｏ（０．２２），ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ（０．０８），ＭｏＯ３（０．０１）
【国際調査報告】
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