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JP2023022363A - cytoprotective agent - Google Patents

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JP2023022363A
JP2023022363A JP2021127042A JP2021127042A JP2023022363A JP 2023022363 A JP2023022363 A JP 2023022363A JP 2021127042 A JP2021127042 A JP 2021127042A JP 2021127042 A JP2021127042 A JP 2021127042A JP 2023022363 A JP2023022363 A JP 2023022363A
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JP
Japan
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mitochondrial
sme
group
fatty liver
agent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021127042A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
淑萍 惠
Shu-Ping Hui
俊宏 櫻井
Toshihiro Sakurai
仁志 千葉
Hitoshi Chiba
浩志 佐藤
Hiroshi Sato
孝男 盛
Takao Mori
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hokkaido University NUC
Nissei Bio Co Ltd
Original Assignee
Hokkaido University NUC
Nissei Bio Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hokkaido University NUC, Nissei Bio Co Ltd filed Critical Hokkaido University NUC
Priority to JP2021127042A priority Critical patent/JP2023022363A/en
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Abstract

【課題】
長期間服用しても安全であり、ミトコンドリア機能の低下の予防又は改善効果、細胞の保護効果を奏する細胞保護用剤を提供する。
【解決手段】
白子抽出物、好ましくは分子量5000以下の画分を50~100%含むように低分子化された魚類白子の加水分解物を有効成分とする細胞保護用剤。かかる細胞保護用剤は、正常肝モデル細胞、脂肪肝モデル細胞において、ミトコンドリア機能改善作用を有するので、脂肪肝、加齢、老化等によるミトコンドリア機能障害に伴う酸化的リン酸化の低下等のミトコンドリア機能の低下に起因する疾患若しくは状態(症状)の予防又は改善(治療)が期待される。
【選択図】なし
【Theme】
To provide a cytoprotective agent which is safe even when taken for a long period of time, and exhibits preventive or ameliorative effect on deterioration of mitochondrial function and protective effect on cells.
[Solution]
A cytoprotective agent comprising, as an active ingredient, a milt extract, preferably a fish milt hydrolyzate having a low molecular weight containing 50 to 100% of a fraction having a molecular weight of 5,000 or less. Such cytoprotective agents have a mitochondrial function-improving action in normal liver model cells and fatty liver model cells, and therefore reduce mitochondrial functions such as reduction in oxidative phosphorylation associated with mitochondrial dysfunction due to fatty liver, aging, aging, etc. Prevention or amelioration (treatment) of diseases or conditions (symptoms) caused by a decrease in
[Selection figure] None

Description

本発明は、細胞保護用剤に関し、さらに詳しくは白子抽出物を有効成分として含む細胞保護用剤、該細胞保護用剤を含んでなる細胞保護用飲食品に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cell-protecting agent, and more particularly to a cell-protecting agent containing milt extract as an active ingredient, and a cell-protecting food and drink containing the cell-protecting agent.

サケ(鮭)白子抽出物(Salmon milt extract;以下「SME」ということがある。)は、アミノ酸や核酸が豊富に含まれている食材であり、それが遺伝子の酸化損傷を著しく低減させる効果を有することが知られていた(特許文献1)。その食材の新たな機能性を探索するために、本発明者らは鋭意研究を進めてきた。過去の研究において、カーボンナノチューブ(CNT)電極法に酸化低密度リポタンパク質(LDL)量の測定系を用い、SMEがLDLの酸化を効果的に抑制することを報告した(特許文献2)。 Salmon milt extract (hereinafter sometimes referred to as "SME") is a food ingredient rich in amino acids and nucleic acids, which has the effect of significantly reducing oxidative damage to genes. It was known to have (Patent Document 1). In order to search for new functionality of the foodstuff, the present inventors have been earnestly conducting research. In a previous study, a system for measuring the amount of oxidized low-density lipoprotein (LDL) was used in a carbon nanotube (CNT) electrode method, and it was reported that SME effectively suppresses oxidation of LDL (Patent Document 2).

また、脂肪肝モデルマウスに対してSMEを摂取させたところ、SME非摂取群に比べてミトコンドリア代謝関連遺伝子(PGC1,PPAR,CPT1,CRLS,Thioredoxin)の発現が増加することを報告した(非特許文献1)。つまり、SMEはミトコンドリア代謝促進剤としての働きを持つ可能性が示唆された。ただし、ミトコンドリアの最も主要な機能であるミトコンドリア呼吸に対する作用については依然として不明であった。つまり、食品のミトコンドリア機能改善作用を証明するにはまだ不十分であり、細胞に添加した食品成分がミトコンドリア機能を高めることを更に細胞生理学的に示す必要がある。 In addition, when fatty liver model mice were ingested with SME, they reported that the expression of mitochondrial metabolism-related genes (PGC1, PPAR, CPT1, CRLS, Thioredoxin) increased compared to the SME non-ingestion group (non-patent Reference 1). In other words, it was suggested that SME may act as a mitochondrial metabolism promoting agent. However, its effects on mitochondrial respiration, the most important function of mitochondria, remained unclear. In other words, it is still insufficient to prove the mitochondrial function-improving action of food, and it is necessary to demonstrate further cell physiologically that food ingredients added to cells enhance mitochondrial function.

ミトコンドリアは、エネルギー(ATP)産生において中心的な役割を持つ細胞内小器官である。ミトコンドリア内膜のクリステにおいて、水素は、解糖系やTCA回路によって生じたNADH やFADHを利用しながら一連の酵素(複合体I、II、III、IV)の作用を経て酸素(O)と反応して水(HO)になる。その複合体I~IVの過程は、ミトコンドリア内膜のタンパク質や補酵素間で電子の授受が起こるために電子伝達系と呼ばれる。この電子伝達系の過程において、複合体I、III、IVはマトリックス側から膜間スペース側へプロトン(H)が移動する。この結果、ミトコンドリア内膜を隔ててHの濃度勾配が生じる。電子伝達系で放出されたエネルギーは電気化学的ポテンシャルとして蓄えられる。 Mitochondria are intracellular organelles that play a central role in energy (ATP) production. In the cristae of the inner mitochondrial membrane, hydrogen is converted to oxygen (O) through the actions of a series of enzymes (complexes I, II, III, IV) while utilizing NADH 2 + and FADH 2 generated by glycolysis and the TCA cycle. 2 ) to form water (H 2 O). The process of complexes I to IV is called an electron transfer system because electrons are transferred between proteins and coenzymes in the inner mitochondrial membrane. In the process of this electron transport chain, complexes I, III, and IV move protons (H + ) from the matrix side to the intermembrane space side. This results in a concentration gradient of H + across the mitochondrial inner membrane. The energy released in the electron transport chain is stored as an electrochemical potential.

また、ミトコンドリア内膜はイオンを通さないために、内膜の両面に膜電位という電位差DΨを生じる。膜間スペースから3つのHがマトリックス側へ複合体Vを介して移動して、HとADP、リン酸から1分子のATPが合成される。これらの過程は酸化的リン酸化と呼ばれ、好気的代謝の中心となる。作られたATPはミトコンドリア内膜に存在するADP-ATPトランスロケータを介して細胞質へ運搬される。以上の一連の過程を呼吸鎖(respiratory chain)と呼ぶ。 In addition, since the inner membrane of mitochondria is impervious to ions, a potential difference DΨ called membrane potential is generated on both surfaces of the inner membrane. Three H + from the intermembrane space move to the matrix side through complex V, and one molecule of ATP is synthesized from H + , ADP and phosphate. These processes, called oxidative phosphorylation, are central to aerobic metabolism. The produced ATP is transported to the cytoplasm via the ADP-ATP translocator present in the mitochondrial inner membrane. The series of processes described above is called the respiratory chain.

特許第3978716号公報Japanese Patent No. 3978716 特許第6628071号公報Japanese Patent No. 6628071

Sakurai T, et al., Dietary salmon milt extracts attenuate hepatosteatosis and liver dysfunction in diet-induced fatty liver model. J Sci Food Agric, 99:1675-81, 2019Sakurai T, et al., Dietary salmon milt extracts attenuate hepatosteatosis and liver dysfunction in diet-induced fatty liver model. J Sci Food Agric, 99:1675-81, 2019

ミトコンドリア機能の活性化が健康増進と深く関わること、例えば、糖尿病に代表される様々な代謝異常や老化とミトコンドリアとの関連性が解明されつつある。しかし、食品によるミトコンドリア機能改善の報告は少ない。その原因として、食品のミトコンドリア機能に及ぼす効果を科学的に証明することの方法的な難しさがある点や、その方法を社会で共有する仕組みが確立されていない点が挙げられる。 It is becoming clear that the activation of mitochondrial function is deeply related to health promotion, for example, the relationship between mitochondria and various metabolic disorders represented by diabetes and aging. However, there are few reports on improvement of mitochondrial function by food. The reasons for this include the difficulty of scientifically proving the effects of food on mitochondrial function, and the fact that a system for sharing this method with society has not been established.

本発明者らは先に、ミトコンドリア機能の測定系の確立とそれを応用してSMEを含む白子抽出物のミトコンドリア機能、特に呼吸能への効果を明らかにすることにより、加齢や老化、ミトコンドリア機能障害に伴う酸化的リン酸化の低下等のミトコンドリア機能の低下に起因する疾患若しくは状態(症状)の予防又は改善(治療)効果を奏する医薬品や機能性食品を提案した(特願2020-120617号明細書)。 The present inventors have previously established a measurement system for mitochondrial function and applied it to clarify the effect of milt extract containing SME on mitochondrial function, especially on respiratory function, thereby promoting aging, aging, and mitochondria. Proposed pharmaceuticals and functional foods that have preventive or ameliorating (therapeutic) effects on diseases or conditions (symptoms) caused by decreased mitochondrial function such as decreased oxidative phosphorylation associated with dysfunction (Japanese Patent Application No. 2020-120617 Specification).

ここで、非アルコール性脂肪性肝疾患(nonalcoholic fatty liver disease;以下「NAFLD」又は「脂肪肝」ということがある。)とは、「明らかな飲酒歴がないにも関わらず、アルコール性肝障害に類似した肝障害」をいい、「健診受診者におけるNAFLDの有病率は男性約40%、女性で約20%」と報告されている(一般財団法人日本肝臓病対策支援財団「非アルコール性脂肪肝炎とその治療について」http://jldf.jp/public/nafld.shtml)。NAFLDは、病態が進行することの稀な非アルコール性脂肪肝(nonalcoholic fatty liver;NAFL)、NAFLDの進行型で肝組織上アルコール性肝炎に類似した所見を認める非アルコール性脂肪肝炎(nonalcoholic steatohepatitis;NASH)、肝硬変を含む幅広い疾患概念である(同上)。 Here, nonalcoholic fatty liver disease (hereinafter sometimes referred to as “NAFLD” or “fatty liver”) is defined as “alcoholic liver disease without a clear drinking history. It has been reported that the prevalence of NAFLD in health checkup patients is about 40% in men and about 20% in women. About steatohepatitis and its treatment” http://jldf.jp/public/nafld.shtml). NAFLD is nonalcoholic fatty liver (NAFL), in which the pathology rarely progresses, and nonalcoholic steatohepatitis, which is an advanced form of NAFLD and has findings similar to alcoholic hepatitis on the liver tissue. NASH), a broad disease concept that includes liver cirrhosis (Id.).

そして、「NAFLDに対する治療の原則は食事・運動療法などの生活習慣改善により、背景にある肥満、糖尿病、脂質代謝異常、高血圧を是正する」ことであり、現状では体重減少以外の生活習慣への介入や薬物治療等の治療において、評価が定まったものはないとされている(同上)。それ故、副作用がなく、安全に日常的な摂取が可能で、病態の進行の抑制等の脂肪肝への効果が期待できる新たな素材が求められている。 Furthermore, the principle of treatment for NAFLD is to correct the underlying obesity, diabetes, dyslipidemia, and hypertension by improving lifestyle habits such as diet and exercise therapy. It is said that there is no fixed evaluation for treatment such as intervention and pharmacotherapy (ibid.). Therefore, there is a need for a new material that has no side effects, can be safely ingested on a daily basis, and is expected to have effects on fatty liver, such as inhibition of progression of pathological conditions.

本発明の課題は、本発明者らによる前途の成果をもとに、さらに培養肝細胞を用いて脂肪肝モデルを作製し、それに対してSMEがミトコンドリア機能に及ぼす影響について明らかにすることにより、脂肪肝におけるミトコンドリア機能の低下の予防又は改善(治療)効果、細胞保護効果を奏する医薬品や機能性食品を提供することにある。 Based on the results of the present inventors' previous work, the object of the present invention is to prepare a fatty liver model using cultured hepatocytes and to clarify the effect of SME on mitochondrial function. An object of the present invention is to provide pharmaceuticals and functional foods that exhibit a preventive or ameliorating (therapeutic) effect on the deterioration of mitochondrial function in fatty liver and a cytoprotective effect.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、ヒト肝由来細胞C3A(以下「正常肝モデル細胞」ということがある。)及びC3Aを用いた脂肪肝モデル細胞におけるミトコンドリア機能の低下がSMEにより抑制され、これにより細胞保護効果を奏すること、またこの保護効果は、ミトコンドリア呼吸鎖における複合I遺伝子及び複合体III遺伝子の発現増加を介して引き起こされることを見いだした。本発明は、かかる知見に基づいて成し遂げられたものである。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors found that human liver-derived cell C3A (hereinafter sometimes referred to as "normal liver model cell") and mitochondrial function in fatty liver model cells using C3A. We found that the decrease was inhibited by SME, thereby exerting a cytoprotective effect, and that this protective effect was mediated through increased expression of complex I and complex III genes in the mitochondrial respiratory chain. The present invention has been accomplished based on such findings.

すなわち、本発明は以下のとおりである。
(1)白子抽出物を有効成分として含有する細胞保護用剤であって、該白子抽出物が、分子量5000以下の画分を50~100%含むように低分子化された魚類白子の加水分解物であることを特徴とする細胞保護用剤。
(2)脂肪肝における細胞保護である、(1)に記載の細胞保護用剤。
(3)細胞保護が、ミトコンドリアの基礎呼吸、最大呼吸、予備呼吸能及びATP産生よりなる群から選ばれる何れかの亢進によるミトコンドリア機能改善、又はミトコンドリアによらない呼吸の改善に基づくものである、(1)又は(2)に記載の細胞保護用剤。
(4)細胞保護が、ミトコンドリア呼吸鎖の複合体I遺伝子及び複合体III遺伝子の一方若しくは両方の発現量の増加に基づくものである、(1)~(3)の何れかに記載の細胞保護用剤。
(5)(1)~(4)の何れかに記載の細胞保護用剤を含んでなる、細胞保護用飲食品。
That is, the present invention is as follows.
(1) A cytoprotective agent containing a milt extract as an active ingredient, wherein the hydrolyzed fish milt is reduced in molecular weight so that the milt extract contains 50 to 100% of a fraction with a molecular weight of 5000 or less. A cytoprotective agent characterized by being a substance.
(2) The agent for cell protection according to (1), which protects cells in fatty liver.
(3) cytoprotection is based on improvement of mitochondrial function by enhancement of any selected from the group consisting of basal respiration, maximal respiration, reserve respiratory capacity and ATP production of mitochondria, or improvement of respiration not by mitochondria; The agent for cell protection according to (1) or (2).
(4) The cytoprotection according to any one of (1) to (3), wherein the cytoprotection is based on an increase in the expression level of one or both of complex I gene and complex III gene of the mitochondrial respiratory chain. agent.
(5) Cell-protecting food and drink containing the cell-protecting agent according to any one of (1) to (4).

本発明の実施の他の形態として、白子抽出物を有効成分として含有する、ミトコンドリア呼吸鎖の複合体I遺伝子及び複合体III遺伝子の一方若しくは両方の発現促進用剤、かかる発現促進用剤を含んでなる飲食品を挙げることができる。 As another embodiment of the present invention, an agent for promoting the expression of one or both of the complex I gene and the complex III gene of the mitochondrial respiratory chain, containing the milt extract as an active ingredient, and such an expression promoting agent. Food and drink consisting of can be mentioned.

本発明の実施の他の形態として、細胞保護を必要とする対象者(具体的には、ミトコンドリア機能の低下に起因する疾患若しくは状態の予防若しくは改善[治療]を必要とする対象者)に、白子抽出物を投与する工程を備えた、ミトコンドリア機能の低下に起因する疾患若しくは状態の予防又は改善(治療)する方法や、ミトコンドリア機能の低下に起因する疾患若しくは状態の予防又は改善(治療)における使用のための白子抽出物や、ミトコンドリア機能の低下に起因する疾患若しくは状態の予防剤又は改善(治療)剤の製造における白子抽出物の使用や、脂肪肝における細胞保護用剤として使用するための白子抽出物や、肝細胞保護における使用のための白子抽出物や、細胞保護用剤を製造するための白子抽出物の使用を挙げることができる。 As another embodiment of the present invention, a subject in need of cell protection (specifically, a subject in need of prevention or improvement [treatment] of a disease or condition caused by decreased mitochondrial function), A method for preventing or ameliorating (treating) a disease or condition caused by a decrease in mitochondrial function, or a method for preventing or improving (treatment) a disease or condition caused by a decrease in mitochondrial function, comprising the step of administering a milt extract Milt extract for use, use of milt extract in the manufacture of prophylactic or ameliorating (therapeutic) agents for diseases or conditions caused by decreased mitochondrial function, and use as a cytoprotective agent in fatty liver Mention may be made of the use of the milt extract, the milt extract for use in hepatocyte protection, and the use of the milt extract for the preparation of a cytoprotective agent.

本発明の他の実施の形態として、細胞保護としては、ミトコンドリア機能改善、好ましくは脂肪肝におけるミトコンドリア機能改善を挙げることができる。そしてまた、本発明の他の実施の態様として、白子抽出物としては、例えば魚類白子をヌクレアーゼ及びプロテアーゼで処理して得られる魚類白子の加水分解物(分解生成物)を有効成分として含有する細胞保護用剤を挙げることができる。 In another embodiment of the present invention, cytoprotection includes improvement of mitochondrial function, preferably improvement of mitochondrial function in fatty liver. In another embodiment of the present invention, the milt extract includes, for example, cells containing, as an active ingredient, a fish milt hydrolyzate (decomposition product) obtained by treating fish milt with a nuclease and a protease. Protective agents may be mentioned.

ここで、本発明において、細胞保護としては、脂肪肝のみならず、ミトコンドリア機能の低下に起因する疾患若しくは状態(症状)の予防又は改善(治療)のための細胞保護である。 Here, in the present invention, cytoprotection includes not only fatty liver but also cytoprotection for prevention or improvement (treatment) of diseases or conditions (symptoms) caused by decreased mitochondrial function.

本発明によれば、白子抽出物が細胞保護効果、すなわちミトコンドリア機能改善に基づく細胞保護効果を有しており、脂肪肝はもとより、諸種の代謝異常や老化等のミトコンドリア機能の低下に起因する疾患若しくは状態の予防、病態の進行抑制又は改善(治療)や健康増進を、副作用を伴うことなく実施できることが期待される。本発明に用いられる白子抽出物は、安全性には全く問題がなく機能性食品又は医薬品の形態に自由に調製することができるため、健常者はもとより、老齢者、病弱者、病後の人等も長期間に亘って摂取することができる。 According to the present invention, the milt extract has a cytoprotective effect, that is, a cytoprotective effect based on the improvement of mitochondrial function, and various diseases caused by reduced mitochondrial function such as fatty liver, metabolic abnormalities, and aging. Alternatively, it is expected that the prevention of the condition, the suppression or improvement (treatment) of the pathological condition, and the promotion of health can be carried out without side effects. The milt extract used in the present invention has no safety problems and can be freely prepared in the form of functional foods or pharmaceuticals. can be taken over a long period of time.

SME(サケ白子抽出物)の分子量分布を示す図である。図の横軸は保持時間(分)、縦軸は紫外領域(波長260nm(上段)又は280nm(下段))の吸光度である。図中、分子量目安12,000はチトクロームCの溶出位置である。FIG. 3 is a diagram showing the molecular weight distribution of SME (salmon milt extract). In the figure, the horizontal axis is the retention time (minutes), and the vertical axis is the absorbance in the ultraviolet region (wavelength 260 nm (upper) or 280 nm (lower)). In the figure, the standard molecular weight of 12,000 is the elution position of cytochrome C. DNA-Na(高分子量DNA)の分子量分布を示す図である。図の横軸は保持時間(分)、縦軸は紫外領域(波長260nm)の吸光度である。図中の分子量目安12,000はチトクロームCの溶出位置である。FIG. 3 is a diagram showing the molecular weight distribution of DNA-Na (high molecular weight DNA); In the figure, the horizontal axis is the retention time (minutes), and the vertical axis is the absorbance in the ultraviolet region (wavelength: 260 nm). The approximate molecular weight of 12,000 in the figure is the elution position of cytochrome C. 細胞毒性試験(n=6)の結果を示す図である。図中、SMEはサケ白子抽出物を示し、DNA-Naは高分子量DNAを示す(以下、同様)。FIG. 2 shows the results of cytotoxicity test (n=6). In the figure, SME indicates salmon milt extract, and DNA-Na indicates high-molecular-weight DNA (the same applies hereinafter). リアルタイムPCRによるミトコンドリアのコピー数の評価(n=4)の結果を示す図である。FIG. 3 shows the results of evaluation of mitochondrial copy number by real-time PCR (n=4). サンプル添加時のOCRのプロフィールの変化(n=4)を示す図である。図中、矢印は各試薬の添加時間を表す。FIG. 4 shows the change in OCR profile upon sample addition (n=4). In the figure, arrows indicate the addition time of each reagent. OCRのAUCから算出された各ミトコンドリア機能項目の比較(n=4)結果を示す図である(*P<0.05 vs.コントロール,**P<0.01 vs.コントロール,n.s.:not significant)。図中の符号の意味は次のとおりである。A,Maximal respiration(最大呼吸);B,Basal respiration(基礎呼吸);C,Spare respiratory capacity(予備呼吸能);D,Proton leak(プロトンリーク);E,ATP production(ATP産生);F,Non-mitochondrial respiration(ミトコンドリアによらない呼吸)It is a diagram showing the results of comparison (n=4) of each mitochondrial function item calculated from AUC of OCR (*P<0.05 vs. control, **P<0.01 vs. control, n.s. : not significant). The symbols in the figure have the following meanings. A, Maximal respiration; B, Basal respiration; C, Spare respiratory capacity; D, Proton leak; E, ATP production; F, Non -mitochondrial respiration 脂肪肝モデルにおける、SMEによる細胞生存率及びLDH活性の変化を示す図である。図7において、左図(A)が、脂肪肝モデル(GFIO)であるGFIO群、GFIOとSMEを共培養したGFIO+SME群の細胞生存率を示し、右図(B)が同様の群のLDH活性を示す。それぞれの図はコントロール群(水)を1とした相対値で表した(**P<0.01,****P<0.0001,n.s.:not significant,n=6)。FIG. 3 shows changes in cell viability and LDH activity by SME in a fatty liver model. In FIG. 7, the left figure (A) shows the cell viability of the GFIO group, which is a fatty liver model (GFIO), and the GFIO + SME group in which GFIO and SME were co-cultured, and the right figure (B) shows the LDH activity of the same group. indicates Each figure is expressed as a relative value with the control group (water) set to 1 (**P<0.01, ***P<0.0001, n.s.: not significant, n=6). 脂肪肝モデルにおける、脂肪滴形成の亢進を示す図である。上図(A)は Oil red O染色像を示しており、aはコントロール群、bはGFIO群、cはGFIO+SME群である。下図(B)は550 nmにおける吸光度の値を表した(****P<0.0001、n=6)。FIG. 3 shows enhancement of lipid droplet formation in a fatty liver model. The upper figure (A) shows an image stained with Oil red O, where a is the control group, b is the GFIO group, and c is the GFIO+SME group. The lower figure (B) represents the absorbance value at 550 nm (***P<0.0001, n=6). 脂肪肝モデルにおける、SMEのミトコンドリア機能向上効果を示す図である。左図(A)はOCRのプロフィールの変化、すなわち、脂肪肝モデルにおける、SMEによるOCRのプロフィールの変化を示す。右図(B)はOCRのプロフィールの解説であり、灰色領域あるいは枠線はミトコンドリア機能に関する項目の領域を表す(Maximal respiration:最大呼吸、Basal respiration:基礎呼吸、Spare respiratory capacity:予備呼吸能、Proton leak:プロトンリーク、ATP production:ATP産生、Non-mitochondrial respiration:ミトコンドリアによらない呼吸)。FIG. 3 shows the effect of SME on improving mitochondrial function in a fatty liver model. Left panel (A) shows changes in the OCR profile, that is, changes in the OCR profile by SME in a fatty liver model. The right figure (B) is an explanation of the OCR profile, and the gray area or frame represents the area of items related to mitochondrial function (Maximal respiration, Basal respiration, Spare respiratory capacity, Proton leak: proton leak, ATP production: ATP production, non-mitochondrial respiration: respiration that does not depend on mitochondria). 脂肪肝モデルにおける、SMEによるミトコンドリア機能の変化を示す図である。脂肪肝モデル群(GFIO)とSME共培養群(GFIO+SME)のOCRのプロフィール(図9A)から各ミトコンドリア機能項目のAUCを算出し、コントロール群を1とした相対値で各群を表した(*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001,n.s.:not significant,n=13-14)。FIG. 4 shows changes in mitochondrial function by SME in a fatty liver model. The AUC of each mitochondrial function item was calculated from the OCR profile (Fig. 9A) of the fatty liver model group (GFIO) and the SME co-culture group (GFIO + SME), and each group was expressed as a relative value with the control group being 1 (* P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001, n.s.: not significant, n=13-14). 脂肪肝モデルにおける、ミトコンドリアのコピー数の変化を示す図である。GFIO群と、GFIO+SME群のミトコンドリアのコピー数を、それぞれコントロール群を1とした相対値で表した(n.s.:not significant,n=6)。FIG. 3 shows changes in mitochondrial copy number in a fatty liver model. The mitochondrial copy numbers of the GFIO group and the GFIO+SME group were expressed as relative values with the control group being 1 (ns: not significant, n=6). 脂肪肝モデルにおける、SMEによる呼吸鎖複合体関連遺伝子発現量の変化を示す図である。脂肪肝モデルであるGFIO群と、SMEを共培養したGFIO+SME群の遺伝子発現量を、それぞれコントロール群を1とした相対値で表した(*P<0.05,**P<0.01,n.s.:not significant,n=6)。NDUFS8:複合体I、SDHB:複合体II、UQCRC:複合体III、COX6B1:複合体IV、ATP5G1:複合体V。FIG. 4 shows changes in expression levels of respiratory chain complex-related genes by SME in a fatty liver model. The gene expression levels of the GFIO group, which is a fatty liver model, and the GFIO + SME group, in which SME was co-cultured, were expressed as relative values with the control group being set to 1 (*P<0.05, **P<0.01, n.s.: not significant, n=6). NDUFS8: Complex I, SDHB: Complex II, UQCRC: Complex III, COX6B1: Complex IV, ATP5G1: Complex V. 脂肪肝モデルにおける、ミトコンドリアの形態観察の方法の概要を示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the outline|summary of the morphological observation method of the mitochondria in a fatty liver model. 脂肪肝モデルにおける、ミトコンドリア形態変化に及ぼすSMEの効果を示す図である。FIG. 3 shows the effect of SME on mitochondrial morphological changes in a fatty liver model. 脂肪肝モデルにおける、ミトコンドリアの融合と分裂に係る遺伝子の発現量に及ぼすSMEの効果を示す図である。FIG. 3 shows the effect of SME on the expression levels of genes involved in mitochondrial fusion and fission in a fatty liver model.

以下に本発明の実施の形態を詳細に説明するが、以下の説明は、本発明の実施の形態の一例であり、本発明は、以下の記載内容に限定されるものではない。なお、本明細書において「~」という表現を用いる場合、その前後の数値又は物性値を含む表現として用いるものとする。また、有効成分の含有量(%)は特に明記しない限り質量パーセント(wt%)を意味する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below, but the following description is an example of the embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to the following descriptions. In addition, when the expression "~" is used in this specification, it is used as an expression including numerical values or physical property values before and after it. In addition, the content (%) of active ingredients means percent by mass (wt%) unless otherwise specified.

本発明の細胞保護用剤は、白子抽出物を有効成分として含むものである。本明細書において、白子抽出物としては、分子量5000以下の画分を50~100%含むように低分子化された魚類白子の加水分解物(分解生成物)であればよく、好ましくはプロテアーゼやヌクレアーゼ等の酵素処理による加水分解物(酵素分解物)である。 The cytoprotective agent of the present invention contains milt extract as an active ingredient. In the present specification, the milt extract may be a hydrolyzate (decomposition product) of fish milt that has been reduced in molecular weight so as to contain 50 to 100% of a fraction with a molecular weight of 5000 or less, preferably protease or It is a hydrolyzate (enzymatic degradation product) by enzymatic treatment such as nuclease.

ここで、魚類白子としては、特にDNAを多く含むことや水産加工上の廃棄物を有効利用できるといった観点から、サケ(鮭)、マス(鱒)、タラ(鱈)といった魚類の白子(精巣)が好ましい。これらの中で、原料入手等の点からはサケの白子が特に好ましい。 Here, as the fish milt, the milt (testis) of fish such as salmon, trout, and cod can be used because it contains a large amount of DNA and can be used effectively as a waste product from the processing of marine products. is preferred. Among these, salmon milt is particularly preferable from the viewpoint of availability of raw materials.

白子抽出物の調製方法は特に限定されないが、例えば、特開2003-325149号公報、特開2004-16143号公報、特開2016-204340号公報などに記載の方法に準じて調製することができる。 Although the method for preparing the milt extract is not particularly limited, for example, it can be prepared according to the methods described in JP-A-2003-325149, JP-A-2004-16143, JP-A-2016-204340, and the like. .

例えば、上記魚類白子から皮、筋、血管等を必要に応じて除去した後、さらに必要に応じて精製して油分除去や粗砕(以下「前処理」ということがある。)し、続いてプロテアーゼ及びヌクレアーゼでの処理を行う方法により調製したものが好ましい。 For example, after removing the skin, muscles, blood vessels, etc. from the above-mentioned fish soft roe as necessary, further refinement as necessary to remove oil and crush (hereinafter sometimes referred to as "pretreatment"). Those prepared by a method involving treatment with proteases and nucleases are preferred.

用いるプロテアーゼの性質に特に制限はないが、トリプシン等のセリンプロテアーゼが好ましい。セリンプロテアーゼは、アルギニン及びリジンのカルボキシル側でペプチド結合を選択的に加水分解するので、アルギニンを多く含むプロタミンの加水分解に適している。 Although there is no particular limitation on the properties of the protease to be used, serine proteases such as trypsin are preferred. Serine proteases selectively hydrolyze peptide bonds at the carboxyl side of arginine and lysine, and are therefore suitable for hydrolyzing arginine-rich protamines.

また、用いるヌクレアーゼの性質に特に制限はないが、例えば5’にリン酸基を残して切断するヌクレアーゼ等が好ましく、ある程度の熱安定性を備えることが好ましい。これらプロテアーゼやヌクレアーゼは、市販品を適宜選択して用いればよい。 The properties of the nuclease to be used are not particularly limited, but a nuclease that cleaves with a 5' phosphate group is preferred, and a certain degree of thermostability is preferred. These proteases and nucleases may be used by appropriately selecting commercially available products.

これらの酵素処理物は、そのまま、或いは必要に応じて噴霧乾燥等により粉体の形態で、本発明における白子抽出物として用いることができる。また、必要であればさらに精製して使用することもできる。 These enzyme-treated products can be used as the milt extract in the present invention as they are or, if necessary, in the form of powder by spray drying or the like. Moreover, if necessary, it can be used after further purification.

ここで、前述したサケ白子抽出物(SME)は、上記のとおり、前処理したサケ白子をプロテアーゼ及びヌクレアーゼ処理(酵素分解)することにより調製されたものである。 Here, the aforementioned salmon milt extract (SME) is prepared by subjecting pretreated salmon milt to protease and nuclease treatment (enzymatic degradation) as described above.

本発明における白子抽出物には、白子由来DNAの加水分解物(以下「DNA成分」ということがある。)及び白子由来タンパク質の加水分解物(以下「タンパク質成分」ということがある。)、例えばプロタミンやその加水分解物(タンパク質、ペプチド、アミノ酸)、白子由来ポリアミン等が含まれる。 The milt extract in the present invention includes a hydrolyzate of milt-derived DNA (hereinafter sometimes referred to as "DNA component") and a milt-derived protein hydrolyzate (hereinafter sometimes referred to as "protein component"), such as Protamine, hydrolysates thereof (proteins, peptides, amino acids), milt-derived polyamines, and the like are included.

本発明における白子抽出物中のDNA成分の含有量は、通常1~80%、好ましくは10~50%、より好ましくは26~36%である。なお、DNA成分の含有量は、陰イオン交換クロマトグラフィー(IC分析)に基づく値である。 The content of DNA components in the milt extract of the present invention is generally 1-80%, preferably 10-50%, more preferably 26-36%. The content of the DNA component is a value based on anion exchange chromatography (IC analysis).

本発明における白子抽出物のDNA成分の分子量等は特に制限されないが、分子量5000以下、好ましくは3000以下の画分を50~100%程度まで含むように低分子化されたDNA成分が好ましい。なお、分子量分布は、ゲル浸透クロマトグラフィー(以下「GPC分析」ということがある。)(波長260nmにおける吸光度)に基づく値である。 Although the molecular weight and the like of the DNA component of the milt extract in the present invention are not particularly limited, a DNA component having a low molecular weight containing about 50 to 100% of the fraction having a molecular weight of 5,000 or less, preferably 3,000 or less, is preferred. The molecular weight distribution is a value based on gel permeation chromatography (hereinafter sometimes referred to as "GPC analysis") (absorbance at a wavelength of 260 nm).

有効成分の分子量(DNAとしての分子量)の下限は、前記のとおり特に限定されず、分子量が約330以上(塩基数1以上)であればよく、分子量330以上の画分を1~100%、分子量3,000以上の画分を0~50%程度を含むものが好ましい。 The lower limit of the molecular weight of the active ingredient (molecular weight as DNA) is not particularly limited as described above. It is preferable to contain about 0 to 50% of a fraction having a molecular weight of 3,000 or more.

また本発明の白子抽出物において、タンパク質成分(総アミノ酸)の含有量は、通常10~80%、好ましくは30~60%、より好ましくは40~50%である。なおタンパク質成分(総アミノ酸)の含有量は、日本食品標準成分表2015年版(七訂)アミノ酸成分表編で用いられる方法により測定した値である。 In the milt extract of the present invention, the content of protein components (total amino acids) is generally 10-80%, preferably 30-60%, more preferably 40-50%. The content of protein components (total amino acids) is a value measured by the method used in the Japanese Food Standard Composition Tables 2015 Edition (7th Edition) Amino Acid Composition Tables.

本発明における白子抽出物のタンパク質成分の分子量等は特に制限されないが、分子量5000以下、好ましくは3000以下の画分を50~100%程度まで含むように低分子化されたタンパク質成分が好ましい。なお、分子量分布は、上記GPC分析(波長280nmにおける吸光度)に基づく値である。 Although the molecular weight and the like of the protein component of the milt extract in the present invention are not particularly limited, protein components having a molecular weight of 5,000 or less, preferably 3,000 or less, containing about 50 to 100% of the protein component are preferred. The molecular weight distribution is a value based on the GPC analysis (absorbance at a wavelength of 280 nm).

本発明の細胞保護用剤は、その作用から、肝細胞のミトコンドリア機能改善用剤、ミトコンドリアの基礎呼吸活性化用剤、ミトコンドリア最大呼吸活性化用剤、ミトコンドリア予備呼吸能活性化用剤、ミトコンドリアATP産生活性化用剤、ミトコンドリアによらない呼吸の活性化用剤ということもできる。これら発明における「活性化」は「亢進」ということもできる。 From the action thereof, the agent for cell protection of the present invention is an agent for improving mitochondrial function of hepatocytes, an agent for activating basal respiration of mitochondria, an agent for activating maximal mitochondrial respiration, an agent for activating preliminary mitochondrial respiration, and mitochondrial ATP. It can also be called an agent for activating production and an agent for activating respiration that does not depend on mitochondria. "Activation" in these inventions can also be called "enhancement".

また、本発明の細胞保護用剤は、その作用から、ミトコンドリア呼吸鎖の複合体I遺伝子発現促進用剤、ミトコンドリア呼吸鎖の複合体III遺伝子発現促進用剤ということもできる。 In addition, the cytoprotective agent of the present invention can also be called a mitochondrial respiratory chain complex I gene expression-enhancing agent and a mitochondrial respiratory chain complex III gene expression-enhancing agent.

また、本発明の細胞保護用剤は、その作用から、ミトコンドリア断片化の抑制用剤ということもできる。 In addition, the cytoprotective agent of the present invention can also be said to be an agent for suppressing mitochondrial fragmentation due to its action.

さらに、本発明における脂肪肝における細胞保護用剤は、その作用から、細胞保護効果は、脂肪肝のみならず、諸種の代謝異常や老化等のミトコンドリア機能の低下に起因する疾患や状態おける細胞保護用剤ということもできる。 Furthermore, the cytoprotective agent for fatty liver according to the present invention exhibits cytoprotective effects not only for fatty liver, but also for various diseases and conditions caused by reduced mitochondrial function such as metabolic abnormalities and aging. It can also be called an agent.

本発明においてミトコンドリア呼吸とは、ミトコンドリアにおいて酸素を消費してATPを産生することをいう。また、本発明においてミトコンドリア呼吸能とは、ミトコンドリアがATPを産生する能力及び/又は生産しうる能力をいう。ミトコンドリア呼吸能は、具体的にはミトコンドリアの基礎呼吸、最大呼吸、予備呼吸能等により表される。 In the present invention, mitochondrial respiration refers to the production of ATP by consuming oxygen in mitochondria. In the present invention, mitochondrial respiratory capacity refers to the ability of mitochondria to produce and/or be able to produce ATP. The mitochondrial respiratory capacity is specifically expressed by mitochondrial basal respiration, maximal respiration, preliminary respiratory capacity, and the like.

また、本発明におけるミトコンドリア機能とは、上記のミトコンドリア呼吸を通して細胞にエネルギー(ATP)を供給することをいう。 Moreover, the mitochondrial function in the present invention refers to supplying energy (ATP) to cells through the above mitochondrial respiration.

ここで、加齢、老化やミトコンドリア機能障害に伴う酸化的リン酸化の低下は、予備呼吸能を低下させ、結果として病気のリスクを増加させる。予備呼吸能の低下は、心疾患、(Sansbury BE, et al., Chem-Biol Interact, 191:288-95, 2011)、神経変性疾患(Yadava N and Nicholls DG, J Neurosci, 27:7310-7, 2007; Nicholls DG. Ann NY Acad Sci, 1147:53-60, 2008)及び平滑筋の細胞死(Hill BG, et al., Biochim Biophys Acta, 1797:285-95, 2010)などの種々の病気と関連することが報告されている。 Here, a decrease in oxidative phosphorylation associated with aging, senescence, and mitochondrial dysfunction lowers respiratory reserve capacity, resulting in an increased risk of disease. Reduced respiratory reserve is associated with cardiovascular disease (Sansbury BE, et al., Chem-Biol Interact, 191:288-95, 2011), neurodegenerative diseases (Yadava N and Nicholls DG, J Neurosci, 27:7310-7). Ann NY Acad Sci, 1147:53-60, 2008) and smooth muscle cell death (Hill BG, et al., Biochim Biophys Acta, 1797:285-95, 2010). have been reported to be associated with

本発明者らは先に、本発明者らが確立したミトコンドリアを活性化させる食品成分の探索のための測定系において、肝培養細胞(正常肝モデル細胞)に食品成分を添加し、細胞のミトコンドリア機能を評価した。その結果、本発明における白子抽出物は、ミトコンドリア呼吸能(予備呼吸能等)を高める作用を有するので、酸化的リン酸化を活発化(ミトコンドリアの呼吸鎖を活性化)させ、ミトコンドリア機能を高める可能性があること、したがって、本発明における有効成分である白子抽出物が、加齢、老化やミトコンドリア機能障害に伴う酸化的リン酸化の低下等の他、心疾患、神経変性疾患、平滑筋細胞死等の予防又は改善に有効であると推察された。 The present inventors have previously reported that in the assay system for searching for food ingredients that activate mitochondria, which the present inventors established, food ingredients were added to liver cultured cells (normal liver model cells), and the mitochondria of the cells function was evaluated. As a result, since the milt extract in the present invention has the effect of enhancing mitochondrial respiratory capacity (preliminary respiratory capacity, etc.), it is possible to activate oxidative phosphorylation (activate mitochondrial respiratory chain) and enhance mitochondrial function. Therefore, the milt extract, which is an active ingredient in the present invention, is effective in reducing oxidative phosphorylation associated with aging, aging and mitochondrial dysfunction, as well as heart disease, neurodegenerative disease, and smooth muscle cell death. It was speculated that it is effective for the prevention or improvement of such.

かかる知見に基づき、本発明者らは、SMEを含む白子抽出物を有効成分とする、加齢や老化、ミトコンドリア機能障害に伴う酸化的リン酸化の低下等のミトコンドリア機能の低下に起因する疾患若しくは状態(症状)の予防又は改善(治療)効果を奏する医薬品や機能性食品を提案した(特願2020-120617号明細書)。 Based on these findings, the present inventors have found that using milt extract containing SME as an active ingredient, aging, aging, diseases caused by reduced mitochondrial function such as reduced oxidative phosphorylation associated with mitochondrial dysfunction, or We have proposed pharmaceuticals and functional foods that are effective in preventing or improving (therapeutic) conditions (symptoms) (Japanese Patent Application No. 2020-120617).

本発明においては、後述する実施例で具体的に示すとおり、肝培養細胞を用いる脂肪肝モデルで、肝細胞機能に及ぼすSMEの効果を上記測定系により評価した。その結果、脂肪肝モデルに対して、SMEは、低下したミトコンドリア機能(最大呼吸、基礎呼吸、予備呼吸能、ATP産生)の亢進(改善)効果を奏することが示された。また、SMEによりミトコンドリアによらない呼吸も上昇(改善)した。 In the present invention, the effect of SME on hepatocyte function was evaluated by the above measurement system in a fatty liver model using cultured liver cells, as will be specifically shown in Examples described later. As a result, it was shown that SME exerts an effect of promoting (improving) lowered mitochondrial functions (maximal respiration, basal respiration, reserve respiratory capacity, ATP production) in a fatty liver model. SME also increased (improved) non-mitochondrial respiration.

また、ミトコンドリア呼吸鎖複合体の複合体I~Vの遺伝子発現量を測定したところ、複合体I及びIII遺伝子の脂肪肝モデルにおける発現量低下が、SMEにより抑制されることが明らかになった。このことから、SMEはミトコンドリア呼吸鎖複合体の複合体I及びIII遺伝子の発現を誘導し、その結果、脂肪肝モデルにおける最大呼吸や予備呼吸能、基礎呼吸などのミトコンドリア機能の低下を抑制したと考えられる。 Furthermore, when the gene expression levels of complexes IV of the mitochondrial respiratory chain complex were measured, it was found that SME suppressed the decrease in the expression level of complexes I and III genes in a fatty liver model. From this, SME induced the expression of the complex I and III genes of the mitochondrial respiratory chain complex, and as a result, suppressed the decline of mitochondrial functions such as maximal respiration, preliminary respiratory capacity, and basal respiration in the fatty liver model. Conceivable.

さらに、ミトコンドリアの蛍光染色による実験で、脂肪肝モデル細胞でミトコンドリアの断片化が見られ、その条件下にSMEを添加することで断片化を抑制することが示された。また、ミトコンドリアの分裂に関連する遺伝子(DRP1)の発現がSMEで顕著に減少したことにより、SMEが分裂の抑制に働いたこと、つまり融合状態を維持したと考えられる。この結果は蛍光染色像の結果と一致した。 Furthermore, in an experiment using fluorescence staining of mitochondria, fragmentation of mitochondria was observed in fatty liver model cells, and addition of SME under these conditions suppressed fragmentation. In addition, since the expression of the gene (DRP1) associated with mitochondrial fission was significantly decreased in SME, it is considered that SME worked to suppress fission, that is, maintained the fusion state. This result agreed with the result of the fluorescence staining image.

これらの結果から、脂肪肝モデル細胞において、SMEはミトコンドリアの電子伝達系に関連する遺伝子発現の増加に作用するだけでなく、分裂(断片化)の抑制を介してミトコンドリアの融合を増加させることにより、ミトコンドリアの呼吸機能を改善させると考えられる。 Based on these results, in fatty liver model cells, SME not only acts to increase the expression of genes related to the mitochondrial electron transport chain, but also increases mitochondrial fusion through suppression of division (fragmentation). , which is thought to improve mitochondrial respiratory function.

よって、本発明における白子抽出物は、脂肪肝の肝細胞においてのみならず、ミトコンドリア機能(特に呼吸能)の低下に起因する疾患若しくは状態(症状)の予防又は改善(治療)に用いることができる。ここで、かかる予防又は改善しうる疾患若しくは状態(症状)としては、ミトコンドリア機能(特に呼吸能)の低下に起因する疾患若しくは状態(症状)であれば特に制限されず、例えば、脂肪肝(非アルコール性脂肪肝、非アルコール性脂肪性肝炎、肝硬変を含む)、諸種の代謝異常(例えば、糖尿病)、加齢、老化やミトコンドリア機能障害に伴う酸化的リン酸化の低下等の他、心疾患、神経変性疾患、平滑筋細胞死等が挙げられる。 Therefore, the milt extract of the present invention can be used not only in hepatocytes of fatty liver but also in the prevention or improvement (treatment) of diseases or conditions (symptoms) caused by decreased mitochondrial function (particularly respiratory capacity). . Here, the disease or condition (symptoms) that can be prevented or ameliorated is not particularly limited as long as it is a disease or condition (symptom) caused by a decrease in mitochondrial function (especially respiratory function). (including alcoholic fatty liver, nonalcoholic steatohepatitis, liver cirrhosis), various metabolic disorders (e.g., diabetes), aging, decreased oxidative phosphorylation associated with aging and mitochondrial dysfunction, heart disease, Examples include neurodegenerative diseases, smooth muscle cell death, and the like.

なお、本明細書において、疾患若しくは状態の「予防又は改善」とは、疾患若しくは状態の、調節、進行の遅延、緩和、発症予防、再発予防、抑制等を包含する意味で使用される。 As used herein, the term "prevention or amelioration" of a disease or condition is used to include control, delay of progress, alleviation, prevention of onset, prevention of recurrence, suppression, etc. of a disease or condition.

本発明における白子抽出物は、通常、易水溶性であり、飲食品及び医薬品に通常添加され得る成分との混和性に優れている。また、食品中に含まれる成分であるため安全性に優れている。したがって、これを有効成分とする細胞保護用剤は、日常の食生活に適宜取り入れて無理なく安心して摂取することができる。 The milt extract in the present invention is usually readily water-soluble and has excellent miscibility with ingredients that are usually added to foods, beverages and pharmaceuticals. Moreover, since it is a component contained in foods, it is excellent in safety. Therefore, a cytoprotective agent containing this as an active ingredient can be properly incorporated into a daily diet and ingested without difficulty.

本発明の細胞保護用剤は、「細胞を保護するために用いる」という用途が限定された、細胞保護用剤の有効成分として白子抽出物を含有する剤であり、単独でも飲食品や医薬品(製剤)として使用することができる。また、飲食品や医薬品等の種々の組成物に、細胞保護用剤の有効成分として含有させることができる。これにより、細胞保護用剤の飲食品組成物又は医薬品組成物を得ることができる。得られた細胞保護用の飲食品組成物又は医薬品組成物は、上述の細胞機能の低下に起因する疾患若しくは状態(症状)、例えば、脂肪肝、加齢、老化やミトコンドリア機能障害に伴う酸化的リン酸化の低下等の他、心疾患、神経変性疾患、平滑筋細胞死等の予防又は改善(治療)に有効に用いることができる。 The cytoprotective agent of the present invention is an agent that contains milt extract as an active ingredient of a cytoprotective agent whose use is limited to "used for protecting cells", and can be used alone or in foods, beverages or pharmaceuticals ( formulation). In addition, it can be contained in various compositions such as food, beverages and pharmaceuticals as an active ingredient of a cell protecting agent. Thereby, a food/beverage composition or a pharmaceutical composition of the cell protective agent can be obtained. The obtained food/drink composition or pharmaceutical composition for cell protection is useful for diseases or conditions (symptoms) caused by the above-mentioned deterioration of cell functions, such as fatty liver, aging, aging and oxidative stress associated with mitochondrial dysfunction. In addition to decreasing phosphorylation, it can be effectively used for prevention or improvement (treatment) of heart disease, neurodegenerative disease, smooth muscle cell death and the like.

本発明において、細胞保護用剤は、溶液、懸濁液、乳濁液、粉末、固体成形物等、経口摂取可能な形態であればよく特に限定されない。具体的には、例えば、粉末剤、カプセル剤、錠剤、顆粒剤、散剤の他、飲料、食品等の通常の食品や医薬品で用いられる形態を挙げることができる。また、製剤の形態としては、摂取量を調節しやすい粉末剤やカプセル剤、錠剤、顆粒剤、ドリンク等を好適に例示することができる。 In the present invention, the cytoprotective agent is not particularly limited as long as it is in an orally ingestible form such as a solution, suspension, emulsion, powder, or solid molding. Specific examples include powders, capsules, tablets, granules, powders, as well as forms used in ordinary foods such as beverages and foods, and pharmaceuticals. Moreover, as the form of the preparation, powders, capsules, tablets, granules, drinks, etc., which are easy to control the intake, can be preferably exemplified.

本発明において、白子抽出物は、細胞保護用剤としてそのまま用いてもよく、従来から知られている通常の方法で所望の製剤を製造して用いてもよい。例えば、製剤の製造上許可される諸種の添加剤と混合し、組成物として成型することができる。添加剤としては、本発明の効果を損なわない範囲において添加されるものであればよく、例えば、生薬、ビタミン、ミネラル等の他に、賦形剤、界面活性剤、被膜剤、油脂類、ワックス類、安定剤、防腐剤、湿潤剤、乳化剤、滑沢剤、甘味料、着色料、香料、緩衝剤、酸化防止剤、pH調整剤、酸味料などが挙げられる。 In the present invention, the milt extract may be used as it is as a cytoprotective agent, or may be used after being prepared into a desired formulation by a conventionally known method. For example, it can be mixed with various additives permitted for the production of pharmaceutical preparations and molded as a composition. Any additive may be added as long as it does not impair the effects of the present invention. stabilizers, preservatives, wetting agents, emulsifiers, lubricants, sweeteners, colorants, flavors, buffers, antioxidants, pH adjusters, acidulants and the like.

上記賦形剤としては、例えば、乳糖、デンプン、セルロース、マルチトール、デキストリン等を挙げることができる。上記界面活性剤としては、例えば、グリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル等を挙げることができる。上記被膜剤としては、例えば、ゼラチン、プルラン、シェラック、ツェイン等を挙げることができる。上記油脂類としては、例えば、小麦胚芽油、米胚芽油、サフラワー油等を挙げることができる。上記ワックス類としては、例えば、ミツロウ、米糠ロウ、カルナウバロウ等を挙げることができる。上記甘味料としては、ショ糖、ブドウ糖、果糖、ステビア、サッカリン、スクラロース等を挙げることができる。上記酸味料としては、例えば、クエン酸、リンゴ酸、グルコン酸等を挙げることができる。 Examples of the excipient include lactose, starch, cellulose, maltitol, dextrin and the like. Examples of the surfactant include glycerin fatty acid ester, sucrose fatty acid ester, and the like. Examples of the coating agent include gelatin, pullulan, shellac, and zein. Examples of the oils and fats include wheat germ oil, rice germ oil, safflower oil, and the like. Examples of the waxes include beeswax, rice bran wax, and carnauba wax. Examples of sweeteners include sucrose, glucose, fructose, stevia, saccharin, and sucralose. Examples of the acidulant include citric acid, malic acid, gluconic acid and the like.

上記生薬としては、例えば、高麗人参、アメリカ人参、田七人参、霊芝、プロポリス、アガリクス、ブルーベリー、イチョウ葉及びその抽出物等を挙げることができる。上記ビタミンとしては、例えば、ビタミンD、K等の油溶性ビタミン、ビタミンB1、B2、B6、B12、C、ナイアシン、パントテン酸、葉酸、ビオチン等の水溶性ビタミンを挙げることができる。 Examples of the crude drugs include Korean ginseng, American ginseng, Panax ginseng, Ganoderma lucidum, propolis, agaricus, blueberry, ginkgo biloba and extracts thereof. Examples of the vitamins include oil-soluble vitamins such as vitamins D and K, and water-soluble vitamins such as vitamins B1, B2, B6, B12, C, niacin, pantothenic acid, folic acid, and biotin.

また、本発明によれば、白子抽出物を有効成分とする細胞保護用剤を含んでなる飲食品又は医薬品が提供される。ここで「含んでなる」とは、所望する製品形態に応じた生理学的に許容されうる担体を含んでいてもよく、また併用可能な他の補助成分を含有する場合も意味する。 Further, according to the present invention, there is provided a food, drink or a drug containing a cytoprotective agent containing milt extract as an active ingredient. Here, "comprising" means that it may contain a physiologically acceptable carrier according to the desired product form, and also contains other auxiliary ingredients that can be used in combination.

本発明において、飲食品とは、医薬品以外のものであって、前記のとおり経口摂取可能な形態であればよく特に限定されない。具体的には、例えば、即席麺、レトルト食品、缶詰、電子レンジ食品、即席スープ・みそ汁類、フリーズドライ食品等の即席食品類;清涼飲料、果汁飲料、野菜飲料、豆乳飲料、コーヒー飲料、茶飲料、粉末飲料、濃縮飲料、アルコール飲料等の飲料類;パン、パスタ、麺、ケーキミックス、唐揚げ粉、パン粉等の小麦粉製品;キャラメル、チューイングガム、チョコレート、クッキー、ビスケット、ケーキ、パイ、スナック、クラッカー、和菓子、デザート菓子等の菓子類;ソース、トマト加工調味料、風味調味料、調理ミックス、たれ類、ドレッシング類、つゆ類、カレーやシチューの素類等の調味料;加工油脂、バター、マーガリン、マヨネーズ等の油脂類;乳飲料、ヨーグルト類、乳酸菌飲料、アイスクリーム類、クリーム類等の乳製品;卵加工品、魚肉ハムやソーセージ、水産練り製品等の水産加工品;畜肉ハムやソーセージ等の畜産加工品;農産缶詰、ジャム・マーマレード類、漬け物、煮豆、シリアル等の農産加工品;冷凍食品などが挙げられる。 In the present invention, the food and drink is anything other than pharmaceuticals, and is not particularly limited as long as it is in a form that can be orally ingested as described above. Specifically, instant foods such as instant noodles, retort foods, canned foods, microwave foods, instant soups/miso soups, freeze-dried foods; soft drinks, fruit juice drinks, vegetable drinks, soy milk drinks, coffee drinks, tea Beverages such as beverages, powdered beverages, concentrated beverages, alcoholic beverages; Flour products such as bread, pasta, noodles, cake mixes, fried chicken powder, and bread crumbs; Caramel, chewing gum, chocolate, cookies, biscuits, cakes, pies, snacks, Confectionery such as crackers, Japanese confectionery, dessert confectionery; Seasonings such as sauces, processed tomato seasonings, flavor seasonings, cooking mixes, sauces, dressings, soups, curry and stew ingredients; Processed oils and fats, butter, Fats and oils such as margarine and mayonnaise; Dairy products such as milk drinks, yogurts, lactic acid beverages, ice creams and creams; Processed marine products such as processed eggs, fish ham and sausages, fish paste products; Livestock hams and sausages, etc. processed livestock products; processed agricultural products such as canned agricultural products, jams and marmalades, pickles, boiled beans, cereals; and frozen foods.

また飲食品には、健康食品(例えば、機能性食品、栄養補助食品、健康補助食品、栄養強化食品、栄養調整食品、サプリメント等)、保健機能食品(例えば、特定保健用食品、栄養機能食品、機能性表示食品等)、特別用途食品(例えば、病者用食品、乳幼児用調整粉乳、妊産婦又は授乳婦用粉乳等)などの他、加齢、老化やミトコンドリア機能障害に伴う酸化的リン酸化の低下等に起因する疾患又は状態(症状)のリスク低減、予防又は改善の表示を付した飲食品のような分類のものも包含される。 Foods and drinks include health foods (e.g., functional foods, dietary supplements, health supplements, nutrient-enriched foods, nutrient-adjusting foods, supplements, etc.), foods with health claims (e.g., specified health foods, foods with nutrient function claims, Foods with functional claims, etc.), foods for special dietary uses (e.g., food for sick people, powdered milk for infants, powdered milk for pregnant or breastfeeding women, etc.) It also includes categories such as foods and drinks labeled as reducing, preventing, or improving the risk of diseases or conditions (symptoms) caused by a decrease or the like.

本発明の別の態様によれば、前記細胞保護用剤を含んでなる飲食品であって、前記した疾患若しくは状態の予防、又は改善する機能が表示された飲食品が提供されうる。 According to another aspect of the present invention, there may be provided a food or drink containing the cytoprotective agent, wherein the food or drink is labeled with a function of preventing or improving the disease or condition described above.

本発明において、医薬品とは、製剤化のために許容されうる添加剤を併用して、常法に従い、経口製剤又は非経口製剤として調製したものである。経口製剤の場合には、前記のとおり、経口摂取可能な形態であれば特に限定されない。また、非経口製剤の場合には、注射剤や座剤の形態をとることができる。簡易性の点からは、経口製剤であることが好ましい。製剤化のために許容されうる添加剤としては、前記と同様のものが挙げられる。 In the present invention, pharmaceuticals are prepared as oral preparations or parenteral preparations according to conventional methods, using additives that are acceptable for formulation. In the case of oral preparations, as mentioned above, there are no particular restrictions as long as they are in a form that can be taken orally. Parenteral formulations can be in the form of injections or suppositories. From the point of view of simplicity, an oral formulation is preferred. Additives acceptable for formulation include those described above.

本発明において、細胞保護用剤中の有効成分の含有量は、製剤の種類、形態や、予防又は改善の目的などにより一律に規定は難しいが、例えば、通常、成人(体重60kg)1日あたり、白子抽出物乾燥重量換算で、通常20~2,000mg、好ましくは50~1,500mg、より好ましくは100~1,000mg程度である。必要な1日あたりの有効成分の摂取量を摂取できるように、1日あたりの摂取量を考慮し、製剤中の含有量を適宜設定すればよい。 In the present invention, the content of the active ingredient in the cytoprotective agent is difficult to uniformly define depending on the type and form of the formulation and the purpose of prevention or improvement. , the dry weight of milt extract is usually 20 to 2,000 mg, preferably 50 to 1,500 mg, and more preferably about 100 to 1,000 mg. The content in the formulation may be appropriately set in consideration of the daily intake so that the required daily intake of the active ingredient can be taken.

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらの例示に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the technical scope of the present invention is not limited to these examples.

[実施例1]正常肝モデルにおける機能評価
1.方法
1.1.試薬・機器・消耗品
・MEM(gibco社製):断りがない限り、MEMは終濃度で10% FBS、1%Penicillin-Streptomycin-Neomycin、406.0mg/mLGlutaMAX、10.0mg/L Phenol Red(gibco社製)を含む。
・細胞外フラックスアナライザーXFp 装置(Agilent Technologies社製)
・XFp Cell Culture Miniplate(Agilent Technologies社製)
・XFp sensor cartridge(Agilent Technologies社製)
・キャリブレーション溶液:XF Calibrant(pH7.4)(Agilent Technologies社製)
[Example 1] Functional evaluation in normal liver model 1. Method 1.1. Reagents/equipment/consumables MEM (manufactured by gibco): Unless otherwise noted, MEM is 10% FBS at final concentration, 1% Penicillin-Streptomycin-Neomycin, 406.0 mg/mL GlutaMAX, 10.0 mg/L Phenol Red ( gibco).
・Extracellular flux analyzer XFp device (manufactured by Agilent Technologies)
・XFp Cell Culture Miniplate (manufactured by Agilent Technologies)
・XFp sensor cartridge (manufactured by Agilent Technologies)
・Calibration solution: XF Calibrant (pH 7.4) (manufactured by Agilent Technologies)

・XFp Cell Mito Stress Test Kit(Agilent Technologies社製):
- Oligomycin(複合体V 阻害剤)
- カルボニルシアニド-p-トリフルオロメトキシフェニルヒドラゾン(Carbonyl cyanide-ptrifluoromethoxyphenylhydrazone、FCCP)(脱共役剤:これの投与により、電子伝達系で生じたHがATP合成酵素(複合体V)を通らずにマトリックス側に漏れて移動する。この結果、流入したHはOと反応してHOになる。つまり酸素が最大まで消費される。)
- Rotenone/Antimycin A(複合体I阻害剤/複合体III阻害剤)
・XFp Cell Mito Stress Test Kit (manufactured by Agilent Technologies):
- Oligomycin (complex V inhibitor)
- Carbonyl cyanide-p-trifluoromethoxyphenylhydrazone (FCCP) (uncoupling agent: administration of this agent prevents H + generated in the electron transport chain from passing through ATP synthase (complex V) As a result, the inflowing H + reacts with O 2 to form H 2 O. In other words, oxygen is consumed to the maximum.)
- Rotenone/Antimycin A (Complex I inhibitor/Complex III inhibitor)

・Assay medium: total 10mLの時の組成
- Seahorse XF DMEM Medium, pH7.4(Phenol Red (-)、Agilent Technologies社製:9.8mL
- 100x GlutaMAX(gibco社製):100μL
- 100 mM Sodium Pryuvate(gibco社製):100μL
- Glucose(ナカライテスク株式会社製):0.01g
・Assay medium: composition when total 10 mL
- Seahorse XF DMEM Medium, pH 7.4 (Phenol Red (-), manufactured by Agilent Technologies: 9.8 mL
- 100x GlutaMAX (manufactured by gibco): 100 μL
- 100 mM Sodium Pryuvate (manufactured by gibco): 100 μL
- Glucose (manufactured by Nacalai Tesque Co., Ltd.): 0.01 g

・SME(サケ白子抽出物)
SME 10mgを滅菌水に溶解し、10mg/mLのSMEstock溶液を調製した。
本実施例においてSMEは日生バイオ株式会社のサケ白子抽出物を使用した。この製品は、特開2004-16143号公報の実施例1の記載に準じて、サケ白子を前処理し、続いてプロテアーゼ及びヌクレアーゼで加水分解することにより調製されたものである。本品のGPC分析結果を図1に、保持時間と分子量の関係を表1に示す。分子量目安の12,000はチトクロームC(MW12,400)の保持時間を基とした。
・SME (salmon milt extract)
10 mg of SME was dissolved in sterile water to prepare a 10 mg/mL SME stock solution.
In this example, the SME used was salmon milt extract from Nissei Bio. This product was prepared by pretreating salmon milt, followed by protease and nuclease hydrolysis, according to the description in Example 1 of JP-A-2004-16143. The results of GPC analysis of this product are shown in FIG. 1, and the relationship between retention time and molecular weight is shown in Table 1. The molecular weight guideline of 12,000 was based on the retention time of cytochrome C (MW 12,400).

Figure 2023022363000001
Figure 2023022363000001

上記分析結果(波長260nmにおける吸光度)より、サケ白子抽出物の分子量による画分は以下のとおりである。
分子量12,000~5,000の画分(溶出時間20分~25分未満):0.3%
分子量5,000以下の画分(溶出時間25分以降):99.6%
以上のことから、実施例で用いたサケ白子抽出物の分子量12,000以下である画分は99.9%である。
Based on the above analysis results (absorbance at a wavelength of 260 nm), the molecular weight fractions of the salmon milt extract are as follows.
Fraction with a molecular weight of 12,000 to 5,000 (elution time of 20 minutes to less than 25 minutes): 0.3%
Fraction with a molecular weight of 5,000 or less (elution time of 25 minutes or later): 99.6%
Based on the above, the fraction having a molecular weight of 12,000 or less in the salmon milt extract used in Examples is 99.9%.

図1に示すとおり、A280/A260=0.5789(A280は280nmにおける吸光度、A260は260nmにおける吸光度)であり、サケ白子抽出物(SME)は核酸とタンパク質(ペプチドやアミノ酸を含む)との混合物であることがわかる。また、本品のDNA含有量は33.6%、タンパク質成分(総アミノ酸)含有量は47.4%である。なお、DNA含有量及びタンパク質成分含有量は、それぞれ前記分析法に基づく値である。 As shown in FIG. 1, A 280 /A 260 =0.5789 (A 280 is the absorbance at 280 nm, A 260 is the absorbance at 260 nm), and salmon milt extract (SME) contains both nucleic acids and proteins (including peptides and amino acids). ). In addition, the DNA content of this product is 33.6%, and the protein component (total amino acid) content is 47.4%. In addition, DNA content and protein component content are the values based on the said analytical method, respectively.

・DNA-Na(高分子量DNA)
DNA-Na 10mgを滅菌水に溶解し、10mg/mLのDNA-Na stock溶液を調製した。
上記DNA-Naは日生バイオ株式会社の製品を使用した。この製品は、サケ白子にDNAが分解しない条件下でタンパク質分解酵素(プロテアーゼ)処理を行い、酵素処理した溶液にアルコールを加えて、DNAをDNA-Na塩として抽出・精製し、乾燥することにより調製した高分子量DNAである。なお、この調製過程において、プロテアーゼ処理により生成した加水分解物は、当該DNA-Na中からは除去されている。本品のGPC分析結果を図2に、保持時間と分子量の関係を表2に示す。分子量目安の12,000はチトクロームC(MW12,400)の保持時間を基とした。
・DNA-Na (high molecular weight DNA)
10 mg of DNA-Na was dissolved in sterilized water to prepare a 10 mg/mL DNA-Na stock solution.
A product of Nissei Bio Co., Ltd. was used as the above DNA-Na. This product is made by treating salmon milt with a proteinase (protease) under conditions that do not degrade the DNA, adding alcohol to the enzyme-treated solution, extracting and purifying the DNA as a DNA-Na salt, and drying it. High molecular weight DNA prepared. In this preparation process, the hydrolyzate produced by protease treatment was removed from the DNA-Na. The results of GPC analysis of this product are shown in FIG. 2, and the relationship between retention time and molecular weight is shown in Table 2. The molecular weight guideline of 12,000 was based on the retention time of cytochrome C (MW 12,400).

Figure 2023022363000002
Figure 2023022363000002

上記分析結果より、DNA-Naの分子量による画分は以下のとおりである。
分子量2,000,000~669,000画分(溶出時間25.1分~30.3分未満):10.3%
分子量669,000以下の画分(溶出時間30.3分以降):89.4%
以上のことから、実施例で用いたDNA-Naの分子量2,000,000以下である画分は99.7%である。
Based on the above analysis results, the fractions of DNA-Na based on molecular weight are as follows.
Molecular weight fraction 2,000,000 to 669,000 (elution time 25.1 minutes to less than 30.3 minutes): 10.3%
Fractions with a molecular weight of 669,000 or less (elution time after 30.3 minutes): 89.4%
Based on the above, the fraction having a molecular weight of 2,000,000 or less in the DNA-Na used in Examples is 99.7%.

1.2.細胞培養
ヒト肝由来株化細胞(C3A)をMEM(10% FBS、1% Penicillin-Streptomycin-Neomycin)を用いて、COインキュベータ(37℃、5% CO)で継代培養した。
1.2. Cell culture A human liver-derived cell line (C3A) was subcultured in MEM (10% FBS, 1% Penicillin-Streptomycin-Neomycin) in a CO2 incubator (37°C, 5% CO2 ).

1.3.細胞毒性試験
C3Aを96穴プレートに1.0×10cells/wellとなるように播種し、COインキュベータで24時間、前培養した。次にSMEあるいはDNA-Naを終濃度が0-200μg/mLとなるように添加した。21時間培養後にWST-1試薬(株式会社同仁化学研究所製)を100μL/wellずつ添加し、さらに3時間培養後、マイクロプレートリーダー(PerkinElmer社製、ARVO MX 1420 MULTILABEL COUNTER)を用いて450nmの吸光度を測定した。細胞生存率はコントロール(0μg/mL)に対する吸光度の値から計算した(各群n=6)。
1.3. Cytotoxicity Test C3A was seeded in a 96-well plate at 1.0×10 4 cells/well and precultured in a CO 2 incubator for 24 hours. Next, SME or DNA-Na was added to a final concentration of 0-200 μg/mL. After culturing for 21 hours, WST-1 reagent (manufactured by Dojindo Laboratories) was added at 100 μL/well, and after further 3 hours of culture, microplate reader (PerkinElmer, ARVO MX 1420 MULTILABEL COUNTER) was used to measure 450 nm. Absorbance was measured. Cell viability was calculated from the absorbance value for the control (0 μg/mL) (n=6 for each group).

1.4.ミトコンドリアのコピー数の解析
ミトコンドリア数は、ミトコンドリアDNAのコピー数を核DNAのコピー数で除した相対値で評価した。細胞の全DNAを回収してリアルタイムPCR法によりそれぞれの標的遺伝子(ミトコンドリアDNA,ND1[NADH dehydrogenase subunit 1];核DNA,GAPDH)を定量して比を求めた。
1.4. Analysis of Mitochondrial Copy Number The mitochondrial number was evaluated as a relative value obtained by dividing the mitochondrial DNA copy number by the nuclear DNA copy number. The total DNA of the cells was collected, and each target gene (mitochondrial DNA, ND1 [NADH dehydrogenase subunit 1]; nuclear DNA, GAPDH) was quantified by real-time PCR to determine the ratio.

まず、C3Aを24穴プレートに2.0×10cells/wellとなるように播種し、24時間培養後、上清を捨て、各ウェルにMEMを1mLずつ添加してから、水、SME(0-200μg/mL)、あるいはDNA-Na(0-2μg/mL)を添加した。24時間後、ArchivePure DNA Blood Kit(#2900257, 5 PRIME Inc.社製)を用いてDNAを抽出するために、トリプシン処理により細胞を回収した。精製されたDNAの濃度はNano drop(Invitrogen社製)により定量された。発現量の測定には、THUNDERBIRDSYBR qPCR Mix(TOYOBO社製)及びCFX ConnectリアルタイムPCR解析システム(BIO RAD社製)を用いて行い、2-(ΔΔCT)法にて解析を行った。コントロール群を1として群間比較を行った。図4は平均値±SDで表された(各群n=4)。 First, C3A was seeded in a 24-well plate at 2.0×10 5 cells/well, cultured for 24 hours, the supernatant was discarded, 1 mL of MEM was added to each well, then water, SME ( 0-200 μg/mL) or DNA-Na (0-2 μg/mL) was added. After 24 hours, the cells were collected by trypsinization in order to extract DNA using the ArchivePure DNA Blood Kit (#2900257, 5 PRIME Inc.). The concentration of purified DNA was quantified by Nanodrop (manufactured by Invitrogen). Expression levels were measured using THUNDERBIRDSYBR qPCR Mix (manufactured by TOYOBO) and CFX Connect real-time PCR analysis system (manufactured by BIO RAD) and analyzed by the 2-(ΔΔCT) method. Comparison between groups was performed with the control group as 1. FIG. 4 is represented by mean±SD (n=4 for each group).

使用したプライマーは以下のとおりである。
ND1-forward (F), 5'-ATGGCCAACCTCCTACTCCT-3'(配列番号1)
ND1-reverse (R), 5'-GCGGTGATGTAGAGGGTGAT-3'(配列番号2)
GAPDH-F, 5'-GAAGGTGAAGGTCGGAGTC-3'(配列番号3)
GAPDH-R, 5'-GAAGATGGTGATGGGATTTC-3'(配列番号4)
The primers used are as follows.
ND1-forward (F), 5'-ATGGCCAACCTCCTACTCCT-3' (SEQ ID NO: 1)
ND1-reverse (R), 5'-GCGGTGATGTAGAGGGTGAT-3' (SEQ ID NO: 2)
GAPDH-F, 5'-GAAGGTGAAGGTCGGAGTC-3' (SEQ ID NO: 3)
GAPDH-R, 5'-GAAGATGGTGATGGGATTTC-3' (SEQ ID NO: 4)

1.5.細胞外フラックスアナライザーXFpを用いるミトコンドリア機能の解析
C3AをXFp Cell Culture Miniplate(Agilent Technologies社製)に1.0×10cells/wellとなるように播種し、COインキュベータ(37℃、5%CO)で24時間、前培養した。並行して、XFp sensor cartridgeにキャリブレーション溶液を200μL/wellずつ加え、インキュベータ(37℃、CO制御無し)に静置しセンサを水和した。今回は細胞播種と同じタイミングで水和を開始したため48時間静置した。水和時間は12-72時間の間で行った。
1.5. Analysis of Mitochondrial Function Using Extracellular Flux Analyzer XFp C3A was seeded on XFp Cell Culture Miniplate (manufactured by Agilent Technologies) at 1.0×10 4 cells/well and placed in a CO 2 incubator (37° C., 5% CO 2 ) for 24 hours. In parallel, 200 μL/well of the calibration solution was added to the XFp sensor cartridge and left in an incubator (37° C., no CO 2 control) to hydrate the sensor. This time, hydration was started at the same timing as cell seeding, so the cells were allowed to stand for 48 hours. Hydration times ranged from 12-72 hours.

細胞を24時間前培養した後、滅菌水(コントロール)、SME stock溶液(終濃度200μg/mL)、あるいはDNA-Na stock溶液(終濃度2μg/mL)を添加した(各群n=4)。これらの添加濃度は毒性の見られなかった最大濃度に設定した。その後、COインキュベータで24時間培養した。 After the cells were precultured for 24 hours, sterilized water (control), SME stock solution (final concentration 200 μg/mL), or DNA-Na stock solution (final concentration 2 μg/mL) was added (n=4 for each group). These addition concentrations were set to the maximum concentrations at which no toxicity was observed. After that, it was cultured in a CO2 incubator for 24 hours.

24時間の刺激後、XFp Cell Culture Miniplateのウェル内の上清をassay mediumに交換し、インキュベータ(37℃、CO制御無し)にて1時間静置した。その間に、水和済のXFp sensor cartridgeのキャリブレーションを、細胞外フラックスアナライザーXFp(Agilent Technologies社製)を用いて実施した。XFp Cell Culture Miniplateのインキュベート終了後、細胞外フラックスアナライザーXFpを用いて酸素消費速度(Oxygen consumption rate、OCR)の測定を行った。測定時に使用した試薬の終濃度は次のとおりである:Oligomycin(終濃度:4μM)、FCCP(終濃度:1μM)、Rotenone/Antimycin A(終濃度:0.5μM)。試薬が添加されると、mix-wait-measurement(2-0-3分間)の過程を4回ずつ繰り返し、次の試薬が添加されるように設定した。 After 24 hours of stimulation, the supernatant in the wells of the XFp Cell Culture Miniplate was replaced with assay medium and allowed to stand in an incubator (37°C, no CO2 control) for 1 hour. Meanwhile, the hydrated XFp sensor cartridge was calibrated using an extracellular flux analyzer XFp (Agilent Technologies). After completion of incubation of the XFp Cell Culture Miniplate, the oxygen consumption rate (OCR) was measured using an extracellular flux analyzer XFp. The final concentrations of reagents used in the measurement are as follows: Oligomycin (final concentration: 4 µM), FCCP (final concentration: 1 µM), Rotenone/Antimycin A (final concentration: 0.5 µM). Once the reagent was added, the mix-wait-measurement (2-0-3 minutes) process was repeated four times and set to add the next reagent.

データは付属のソフトウェアであるWave ver2.3.0.19(Seahorse Bioscience社製)を用いて解析された。そのプロフィールのデータから、機能項目ごとにArea under the curve(AUC)を算出して群間を比較した。統計解析には一元配置分散分析(one-way ANOVA)を用い、Tukey’s multiple comparison test によって多群比較検定を行った。有意水準は5%とした。 The data were analyzed using the accompanying software, Wave ver2.3.0.19 (manufactured by Seahorse Bioscience). From the profile data, the area under the curve (AUC) was calculated for each functional item and compared between the groups. A one-way analysis of variance (one-way ANOVA) was used for statistical analysis, and a multi-group comparison test was performed by Tukey's multiple comparison test. The significance level was set at 5%.

2.結果
2.1.細胞毒性
今回使用した濃度において、SMEについては、肝細胞への毒性は無かった(図3の左図)。一方、DNA-Naでは、終濃度2μg/mLまでは毒性がなかったが、終濃度20μg/mL以上で細胞毒性を認めた(*P<0.05 vs.コントロール)(図3の右図)。
2. Results 2.1. Cytotoxicity At the concentrations used this time, SME had no toxicity to hepatocytes (Fig. 3, left panel). On the other hand, DNA-Na showed no toxicity up to a final concentration of 2 μg/mL, but cytotoxicity was observed at a final concentration of 20 μg/mL or higher (*P<0.05 vs. control) (right figure in FIG. 3). .

2.2.ミトコンドリア数
細胞毒性が見られなかった濃度及びそれよりも薄い濃度において、SME添加群及びDNA-Na添加群共にミトコンドリアのコピー数に有意な変化は無かった(図4)。
2.2. Mitochondrial Number There was no significant change in the mitochondrial copy number in both the SME-added group and the DNA-Na-added group at concentrations at which cytotoxicity was not observed and at lower concentrations (Fig. 4).

2.3.ミトコンドリア機能
基礎呼吸のレベルの違いは認められなかったことに加え、各試薬添加における反応は典型的なプロフィールを示し、また各測定点で大きな誤差を認めなかったことから、本条件における測定の安定性や再現性は良好であった(図5)。
2.3. Mitochondrial function In addition to the fact that no difference in the level of basal respiration was observed, the response to each reagent addition showed a typical profile, and no large errors were observed at each measurement point. Performance and reproducibility were good (Fig. 5).

次に、このプロフィールのデータから、ミトコンドリア機能に関するデータを算出した(図6)。SME添加群では、Control群及びDNA-Na添加群と比べて最大呼吸及び予備呼吸能で有意な増加が観察された。その他のパラメータではControl群と比べて有意な変化は見られなかった。DNA-Na添加群では、いずれのパラメータにおいてもControl群と比べて有意な変化は見られなかった。 Data on mitochondrial function were then calculated from the data in this profile (Fig. 6). A significant increase in maximal respiration and reserve respiratory capacity was observed in the SME-added group compared to the Control group and the DNA-Na-added group. No significant changes were observed in other parameters compared to the control group. In the DNA-Na added group, no significant change was observed in any parameter compared to the control group.

3.考察
上記実施例から明らかなとおり、今回の研究は、ミトコンドリア機能を活性化させる食品のスクリーニング法を確立するために実施され、検討の結果、実験条件を決定することができた。
また今回の結果から、SMEがミトコンドリアの最大呼吸及び予備呼吸能を増加させることを見いだした。特に、最大呼吸から算出される予備呼吸能は、ミトコンドリア機能の重要な側面と見なされており、基礎的なATP産生とその最大活動との差として定義される。細胞がストレスにさらされると、エネルギー需要が増加し、細胞機能を維持するためにより多くのATPが必要になる。予備呼吸容量が大きい細胞は、ATPをより多く生成し、酸化ストレスを含むより多くのストレスを克服できる(Yamamoto H, et al., Oxid Med Cell Longev, 2016:1735841, 2016; Desler C, et al., J Aging Res, 2012:ArticleID 192503, 2012)。
3. Discussion As is clear from the above examples, this research was conducted to establish a screening method for foods that activate mitochondrial function, and as a result of the examination, we were able to determine the experimental conditions.
Moreover, from the results of this time, it was found that SME increases maximal respiration and preliminary respiratory capacity of mitochondria. In particular, respiratory reserve, calculated from maximal respiration, is considered an important aspect of mitochondrial function and is defined as the difference between basal ATP production and its maximal activity. When cells are stressed, their energy demand increases, requiring more ATP to maintain cellular function. Cells with a larger respiratory reserve can produce more ATP and overcome more stress, including oxidative stress (Yamamoto H, et al., Oxid Med Cell Longev, 2016:1735841, 2016; Desler C, et al. ., J Aging Res, 2012: Article ID 192503, 2012).

もし細胞の予備呼吸能が、要求されたATP量を供給するのに十分ではない場合、その細胞は老化又は細胞死に追い込まれるリスクがある。加齢、老化やミトコンドリア機能障害に伴う酸化的リン酸化の低下は、予備呼吸能を低下させ、結果として病気のリスクを増加させる。予備呼吸能の低下は、心疾患(Sansbury BE, et al., Chem-Biol Interact, 191:288-95, 2011)、神経変性疾患(Yadava N and Nicholls DG, J Neurosci, 27:7310-7, 2007; Nicholls DG. Ann NY Acad Sci, 1147:53-60, 2008)及び平滑筋の細胞死(HillBG, et al., Biochim Biophys Acta, 1797:285-95, 2010)等の種々の病気と関連することが報告されている。SMEが予備呼吸能を高める食品であるならば、SMEは酸化的リン酸化を活発化させ、ミトコンドリア機能を高める(ミトコンドリア機能を活性化する)可能性がある。 If a cell's spare respiratory capacity is not sufficient to supply the required amount of ATP, the cell risks being driven into senescence or cell death. Decreases in oxidative phosphorylation associated with aging, aging and mitochondrial dysfunction reduce respiratory reserve and consequently increase disease risk. Decreased respiratory reserve is associated with heart disease (Sansbury BE, et al., Chem-Biol Interact, 191:288-95, 2011), neurodegenerative diseases (Yadava N and Nicholls DG, J Neurosci, 27:7310-7, 2007; Nicholls DG. Ann NY Acad Sci, 1147:53-60, 2008) and smooth muscle cell death (HillBG, et al., Biochim Biophys Acta, 1797:285-95, 2010). reported to do. If SME is a food that enhances respiratory reserve, SME may activate oxidative phosphorylation and enhance mitochondrial function (activate mitochondrial function).

本発明者らは、核酸がこのミトコンドリアの活性化に寄与する可能性を考え、上記実施例1においてDNA-Na群を設けたが、DNA-Naによる活性効果は認められなかった。他に、実験的に証明されている訳ではないが、SME中の豊富なアミノ酸がこれらのパラメータの増加に寄与した可能性はあると推察される。 Considering the possibility that nucleic acid contributes to this mitochondrial activation, the present inventors provided the DNA-Na group in Example 1 above, but the activating effect of DNA-Na was not observed. Alternatively, although not experimentally proven, it is speculated that the abundance of amino acids in SME may have contributed to the increase in these parameters.

[実施例2]脂肪肝モデル細胞における機能評価
1.方法
1.1.試薬・機器・消耗品
DNA-Na(高分子量DNA)を用いなかったことを除いて、実施例1の1.1と同様のものを用いた。
[Example 2] Functional evaluation in fatty liver model cells 1. Method 1.1. Reagents/Equipment/Consumables The same as in 1.1 of Example 1 were used, except that DNA-Na (high molecular weight DNA) was not used.

1.2.細胞培養
実施例1の1.2と同様の方法で継代培養した。
1.2. Cell culture The cells were subcultured in the same manner as in 1.2 of Example 1.

1.3.細胞毒性試験
C3Aを96穴プレートに1.25×10cells/wellとなるように播種し、COインキュベータで24時間、前培養した。その後、上清をFBS不含のMEM(0% FBS、1% Penicillin-Streptomycin-Neomycin、406mg/mLGlutaMAX、10mg/L Phenol Red[gibco社製])と入れ替え、細胞を飢餓状態となるようにしてCOインキュベータで24時間培養した。
1.3. Cytotoxicity Test C3A was seeded in a 96-well plate at 1.25×10 4 cells/well and precultured in a CO 2 incubator for 24 hours. Thereafter, the supernatant was replaced with FBS-free MEM (0% FBS, 1% Penicillin-Streptomycin-Neomycin, 406 mg/mL GlutaMAX, 10 mg/L Phenol Red [manufactured by gibco]) to starve the cells. Cultured for 24 hours in a CO2 incubator.

次に脂肪肝モデル群(GFIO群)として、グルコース、フルクトース、インスリン、オレイン酸を表3に示す終濃度となるように添加した。この濃度条件は過去の文献(Prins GH, et al., Nutrients, 11:507, 2019)を参考にした。また、SME添加群(GFIO+SME群)としてグルコース、フルクトース、インスリン、オレイン酸に加えてSME stock溶液(終濃度200μg/mL)を同時添加した。コントロール群には同量の滅菌水を添加した。 Next, as a fatty liver model group (GFIO group), glucose, fructose, insulin and oleic acid were added to the final concentrations shown in Table 3. This concentration condition was referred to the past literature (Prins GH, et al., Nutrients, 11: 507, 2019). As an SME-added group (GFIO+SME group), an SME stock solution (final concentration: 200 μg/mL) was simultaneously added in addition to glucose, fructose, insulin and oleic acid. The same amount of sterilized water was added to the control group.

21時間培養後に細胞上清50μLをそれぞれ96穴プレートに回収して2倍希釈し、乳酸脱水素酵素(LDH)活性測定用サンプルとした。回収後、WST-1試薬(株式会社同仁化学研究所製)を100μL/wellずつ添加し、さらに3時間培養後、マイクロプレートリーダー(PerkinElmer社製、ARVO MX 1420 MULTILABEL COUNTER)を用いて450nmの吸光度を測定した。 After culturing for 21 hours, 50 μL of the cell supernatant was collected in a 96-well plate and diluted 2-fold to prepare a sample for measuring lactate dehydrogenase (LDH) activity. After recovery, 100 μL/well of WST-1 reagent (manufactured by Dojindo Laboratories) was added, and after 3 hours of culture, absorbance at 450 nm was measured using a microplate reader (PerkinElmer, ARVO MX 1420 MULTILABEL COUNTER). was measured.

細胞生存率はコントロール(0μg/mL)に対する吸光度の値から計算した(各群n=6)。450nmの吸光度を測定し、コントロール(0μg/mL)に対する吸光度の値から細胞生存率を計算した(各群n=6)。 Cell viability was calculated from the absorbance value for the control (0 μg/mL) (n=6 for each group). The absorbance at 450 nm was measured, and the cell viability was calculated from the absorbance value for the control (0 μg/mL) (n=6 for each group).

LDH活性測定にはLDH Cytotoxicity Detection Kit(タカラバイオ株式会社製)を用い、細胞毒性を測定した。キットの添付書のとおり、490nmの吸光度をマイクロプレートリーダー(PerkinElmer社製、ARVO MX 1420MULTILABEL COUNTER)で測定し、コントロールに対する吸光度の値から計算した(各群n=6)。 LDH Cytotoxicity Detection Kit (manufactured by Takara Bio Inc.) was used to measure LDH activity, and cytotoxicity was measured. Absorbance at 490 nm was measured with a microplate reader (manufactured by PerkinElmer, ARVO MX 1420 MULTILABEL COUNTER) according to the package insert of the kit, and calculated from absorbance values for controls (n=6 for each group).

1.4.Oil Red O染色による脂肪滴の観察
C3A細胞を24穴プレートに1.25×10cells/wellとなるように播種し、24時間培養した後、上清をFBS不含のMEM(0% FBS、1% Penicillin-Streptomycin-Neomycin、406mg/mL GlutaMAX、10mg/L Phenol Red[gibco社製])と入れ替え、細胞を飢餓状態となるようにした。その後、細胞毒性試験と同様の方法で刺激を与えた。
1.4. Observation of lipid droplets by Oil Red O staining C3A cells were seeded in a 24-well plate at 1.25 × 10 5 cells/well, cultured for 24 hours, and the supernatant was added to FBS-free MEM (0% FBS , 1% Penicillin-Streptomycin-Neomycin, 406 mg/mL GlutaMAX, 10 mg/L Phenol Red [manufactured by gibco]) to starve the cells. After that, stimulation was given in the same manner as in the cytotoxicity test.

24時間後、上清を200μL/wellの10%中性緩衝ホルマリン溶液(和光純薬株式会社製)に交換し、10分間静置することで細胞を固定した。固定後、上清を取り除き200μL/wellのリン酸緩衝液(和光純薬株式会社製)で洗浄操作を2回行った。その後200μL/wellの60%イソプロパノール(関東化学株式会社製)を添加し、10分間静置した。上清を200μL/wellのOil Red O溶液(3mg/mLとなるようにOil red O[和光純薬株式会社製]を60%イソプロパノールで溶解した液)に交換し、室温で20分間静置した。その後、200μL/wellの60%イソプロパノールを添加し、10分間静置した。上清を取り除き、200μL/wellのリン酸緩衝液で洗浄操作を2回行った後、顕微鏡(OLYMPUS社製、IX71)により観察して画像を保存した。 After 24 hours, the supernatant was replaced with 200 μL/well of a 10% neutral buffered formalin solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and allowed to stand for 10 minutes to fix the cells. After fixation, the supernatant was removed, and washing was performed twice with 200 μL/well of phosphate buffer (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). After that, 200 μL/well of 60% isopropanol (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd.) was added and allowed to stand for 10 minutes. The supernatant was exchanged with 200 μL/well of Oil Red O solution (3 mg/mL of Oil Red O [manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] dissolved in 60% isopropanol) and allowed to stand at room temperature for 20 minutes. . After that, 200 μL/well of 60% isopropanol was added and allowed to stand for 10 minutes. After removing the supernatant and washing twice with 200 μL/well of phosphate buffer, the cells were observed under a microscope (IX71, manufactured by OLYMPUS) and the images were saved.

顕微鏡観察終了後、上清を120μL/wellの100%イソプロパノール(関東化学株式会社製)に交換し、細胞融解及びOil Red O抽出を行った。上清100μLを96穴プレートに回収した後、550nmの吸光度をマイクロプレートリーダー(PerkinElmer社製、ARVO MX 1420 MULTILABEL COUNTER)で測定した(各群n=6)。 After microscopic observation, the supernatant was replaced with 120 μL/well of 100% isopropanol (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd.), followed by cell lysis and Oil Red O extraction. After collecting 100 μL of the supernatant in a 96-well plate, the absorbance at 550 nm was measured with a microplate reader (PerkinElmer, ARVO MX 1420 MULTILABEL COUNTER) (n=6 for each group).

1.5.細胞外フラックスアナライザーXFpを用いるミトコンドリア機能の解析
C3AをXFp Cell Culture Miniplate(Agilent Technologies社製)に1.25×10cells/wellとなるように播種し、COインキュベータ(37℃、5% CO)で24時間、前培養した。その後、上清をFBS不含のMEM(0%FBS、1% Penicillin-Streptomycin-Neomycin、406mg/mL GlutaMAX、10mg/L Phenol Red[gibco])と入れ替え、細胞を飢餓状態となるようにした。その後、COインキュベータで24時間培養した。次に表3に示す終濃度となるように刺激物を添加した。
1.5. Analysis of Mitochondrial Function Using Extracellular Flux Analyzer XFp C3A was seeded on XFp Cell Culture Miniplate (manufactured by Agilent Technologies) at 1.25×10 4 cells/well and placed in a CO 2 incubator (37° C., 5% CO 2 ) for 24 hours. The supernatant was then replaced with FBS-free MEM (0% FBS, 1% Penicillin-Streptomycin-Neomycin, 406 mg/mL GlutaMAX, 10 mg/L Phenol Red [gibco]) to starve the cells. After that, it was cultured in a CO2 incubator for 24 hours. Next, stimulants were added to the final concentrations shown in Table 3.

Figure 2023022363000003
Figure 2023022363000003

24時間刺激後、XFp Cell Culture Miniplate のウェル内の上清をassay mediumに交換し、インキュベータ(37℃、CO制御無し)にて1時間静置した。その間に、48時間水和済のXFp sensor cartridgeのキャリブレーションを、細胞外フラックスアナライザーXFp(Agilent Technologies社製)を用いて実施した。XFp Cell Culture Miniplate のインキュベート終了後、細胞外フラックスアナライザーXFp を用いて酸素消費速度(Oxygen consumption rate、OCR)の測定を行った。 After stimulation for 24 hours, the supernatant in the wells of the XFp Cell Culture Miniplate was replaced with an assay medium and allowed to stand in an incubator (37°C, without CO2 control) for 1 hour. Meanwhile, calibration of the 48-hour hydrated XFp sensor cartridge was performed using an extracellular flux analyzer XFp (manufactured by Agilent Technologies). After completing the incubation of the XFp Cell Culture Miniplate, the oxygen consumption rate (OCR) was measured using an extracellular flux analyzer XFp.

測定時に使用した試薬の終濃度は次のとおりである:Oligomycin(終濃度:2μM)、FCCP(終濃度:1μM)、Rotenone/Antimycin A(終濃度:0.5μM)。試薬が添加されると、mix-wait-measurement(2-0-3分間)の過程を4回ずつ繰り返し、次の試薬が添加されるように設定した。 The final concentrations of the reagents used in the measurement are as follows: Oligomycin (final concentration: 2 µM), FCCP (final concentration: 1 µM), Rotenone/Antimycin A (final concentration: 0.5 µM). Once the reagent was added, the mix-wait-measurement (2-0-3 minutes) process was repeated four times and set to add the next reagent.

データは付属のソフトウェアであるWave ver2.3.0.19(Seahorse Bioscience社製)を用いて解析された。そのプロフィールのデータから、機能項目ごとにArea under the curve(AUC)を算出して群間を比較した。図10は平均値±SDで表された(各群n=13-14)。 The data were analyzed using the accompanying software, Wave ver2.3.0.19 (manufactured by Seahorse Bioscience). From the profile data, the area under the curve (AUC) was calculated for each functional item and compared between the groups. FIG. 10 is represented by mean±SD (each group n=13-14).

1.6.ミトコンドリアのコピー数の解析
Oil Red O 染色による脂肪滴の観察と同様の条件で細胞に刺激を与えた。
ArchivePure DNA Blood Kit(#2900257, 5 PRIME Inc.社製)を用いてDNAを抽出するために、トリプシン処理により細胞を回収した。そのキットで精製されたDNAの濃度はNano drop(Invitrogen社製)により定量された。発現量の測定には、THUNDERBIRD SYBR qPCR Mix(TOYOBO社製)及びCFX ConnectリアルタイムPCR解析システム(BIO RAD社製)を用いて行い、2-(ΔΔCT)法にて解析を行った。使用したプライマーは表4のとおりである。ミトコンドリア数は、ミトコンドリアDNAのコピー数を核DNAのコピー数で除した相対値で評価し、コントロール群を1として群間比較を行った。図11は平均値±SDで表された(各群n=4)。
1.6. Mitochondrial copy number analysis
Cells were stimulated under the same conditions as the observation of lipid droplets by Oil Red O staining.
Cells were harvested by trypsinization in order to extract DNA using the ArchivePure DNA Blood Kit (#2900257, 5 PRIME Inc.). The concentration of DNA purified with the kit was quantified by Nanodrop (manufactured by Invitrogen). The expression level was measured using THUNDERBIRD SYBR qPCR Mix (manufactured by TOYOBO) and CFX Connect real-time PCR analysis system (manufactured by BIO RAD) and analyzed by the 2-(ΔΔCT) method. The primers used are shown in Table 4. The number of mitochondria was evaluated as a relative value obtained by dividing the copy number of mitochondrial DNA by the copy number of nuclear DNA. FIG. 11 is expressed as mean±SD (n=4 for each group).

1.7.ミトコンドリア呼吸鎖複合体の遺伝子発現量の解析
ミトコンドリアのコピー数の解析と同様の方法で刺激を与えた。24時間後、Lysis Buffer(Life technologies社製)にて回収した。PureLink RNA Mini Kit(Life technologies社製)を用いてRNAを抽出し、ReverTra Ace qPCR RT Master Mix with gDNA Remover(TOYOBO社製)を用いてcDNAを合成した。前述と同様のリアルタイムPCR解析システム(BIO RAD社製)を用いて遺伝子発現量の解析を行った。
1.7. Analysis of Gene Expression Level of Mitochondrial Respiratory Chain Complex A stimulus was applied in the same manner as the mitochondrial copy number analysis. After 24 hours, they were recovered with Lysis Buffer (manufactured by Life Technologies). RNA was extracted using PureLink RNA Mini Kit (manufactured by Life Technologies), and cDNA was synthesized using ReverTra Ace qPCR RT Master Mix with gDNA Remover (manufactured by TOYOBO). Gene expression levels were analyzed using the same real-time PCR analysis system (manufactured by BIO RAD) as described above.

標的遺伝子はND1: ubiquinone oxidoreductase core subunit S8(NDUFS8)、succinate dehydrogenase complex iron sulfur subunit B(SDHB)、ubiquinol-cytochrome c reductase core protein 1(UQCRC1)、cytochrome coxidase subunit 6B1(COX6B1)、ATP synthase, H+ transporting, mitochondrial fo complex, subunit C1(subunit 9)(ATP5G1)であり、各々の遺伝子発現量はGAPDHの発現量で補正された。コントロール群を1として群間比較を行い、平均値±SDで表された(各群n=6)。使用したプライマーは表4のとおりである。 Target genes are ND1: ubiquinone oxidoreductase core subunit S8 (NDUFS8), succinate dehydrogenase complex iron sulfur subunit B (SDHB), ubiquinol-cytochrome c reductase core protein 1 (UQCRC1), cytochrome oxidase subunit 6B1 (COX6B1), ATP synthase, H + transporting, mitochondrial fo complex, subunit C1 (subunit 9) (ATP5G1), and the expression level of each gene was corrected with the expression level of GAPDH. Comparison between groups was performed with the control group as 1, and the results were expressed as mean ± SD (n = 6 for each group). The primers used are shown in Table 4.

Figure 2023022363000004
Figure 2023022363000004

1.8.統計解析
統計解析には一元配置分散分析(one-way、ANOVA社製)を用い、Tukey’s multiple comparison testによって多群比較検定を行った。有意水準は5%とした。
1.8. Statistical Analysis For statistical analysis, one-way analysis of variance (one-way, manufactured by ANOVA) was used, and multi-group comparison test was performed by Tukey's multiple comparison test. The significance level was set at 5%.

2.結果
2.1.細胞生存率及び細胞毒性
脂肪肝モデルであるGFIO群の細胞生存率は、コントロール群の30.5%まで減少した。また、GFIO+SME群における細胞生存率は、コントロール群の45.5%まで抑えられた(図7A)。また、LDH活性はそれぞれの群で有意な変化は見られなかった(図7B)。
2. Results 2.1. Cell viability and cytotoxicity The cell viability of the GFIO group, which is a fatty liver model, decreased to 30.5% of that of the control group. Moreover, the cell viability in the GFIO+SME group was suppressed to 45.5% of that in the control group (Fig. 7A). In addition, no significant change in LDH activity was observed in each group (Fig. 7B).

2.2.脂肪滴の形成
脂肪肝モデルであるGFIO群とGFIO+SME群では、コントロール群と比較してOil red O 染色で染まった脂肪滴が顕著に観察された(図8A)。各群の脂肪滴の量を吸光度測定したところ、コントロール群と比較してGFIO群とGFIO+SME群では、その吸光度が有意に高値であった(図8B)。GFIO群とGFIO+SME群における脂肪滴の量に変化は見られなかった。
2.2. Formation of Lipid Droplets In the GFIO group and GFIO+SME group, which are fatty liver models, oil red O-stained lipid droplets were significantly observed compared to the control group (FIG. 8A). When the amount of lipid droplets in each group was measured by absorbance, the absorbance was significantly higher in the GFIO group and the GFIO+SME group than in the control group (Fig. 8B). No change was observed in the amount of lipid droplets in the GFIO group and the GFIO+SME group.

2.3.SMEのミトコンドリア機能向上作用
今回測定したOCRの挙動は典型的なプロフィールであり、安定した測定条件であった(図9)。このプロフィールから、ミトコンドリア機能に関する項目を算出した(図10)。GFIO群では、最大呼吸、基礎呼吸、予備呼吸能、ATP産生の項目がコントロール群と比較して有意に低値であった。また、GFIO+SME群では、GFIO群で低下した最大呼吸、基礎呼吸、予備呼吸能、ATP産生がコントロール群とほぼ同程度であった。GFIO+SME群におけるミトコンドリアによらない呼吸は、コントロール群及びGFIO群と比較して有意に高値を示した。
2.3. Mitochondrial Function-Enhancing Effect of SME The OCR behavior measured this time had a typical profile and was under stable measurement conditions (FIG. 9). From this profile, items related to mitochondrial function were calculated (Fig. 10). In the GFIO group, the items of maximal respiration, basal respiration, reserve respiratory capacity, and ATP production were significantly lower than those in the control group. In addition, in the GFIO+SME group, the decreased maximal respiration, basal respiration, reserve respiratory capacity, and ATP production in the GFIO group were almost the same as in the control group. Respiration independent of mitochondria in the GFIO+SME group was significantly higher than in the control group and the GFIO group.

2.4.ミトコンドリアのコピー数に与えるSMEの影響
コントロール群、GFIO群及びGFIO+SME群のそれぞれのミトコンドリアのコピー数に有意な変化は見られなかった(図11)。
2.4. Effect of SME on Mitochondrial Copy Number No significant change was observed in the mitochondrial copy number in each of the control group, GFIO group and GFIO+SME group (FIG. 11).

2.5.呼吸鎖複合体関連遺伝子の発現量に与えるSMEの影響
脂肪肝モデルであるGFIO群におけるNDUFS8(複合体I)の発現量は、コントロール群の79.1%で減少した。GFIO+SME群におけるNDUFS8の発現量は、コントロール群の108.1%であった。また、GFIO+SME群におけるUQCRC(複合体III)の発現量がコントロール群の128.4%まで上昇した。その他の遺伝子については、いずれの群でも有意な変化は見られなかった(図12)。
2.5. Effect of SME on Expression Levels of Respiratory Chain Complex-Related Genes In the GFIO group, which is a fatty liver model, the expression level of NDUFS8 (complex I) was reduced by 79.1% of that in the control group. The expression level of NDUFS8 in the GFIO+SME group was 108.1% of that in the control group. In addition, the expression level of UQCRC (complex III) in the GFIO+SME group increased to 128.4% of that in the control group. As for other genes, no significant changes were observed in any group (Fig. 12).

3.考察
本実施例2により、肝培養細胞を用いる脂肪肝モデルは、ミトコンドリアの機能が低下した条件であることが確認できた(図10)。PPARGC1AやCRLS1、TXN2などのミトコンドリア機能に関連したタンパク質の発現量が、脂肪肝モデルマウスで減少したSakuraiらの先行研究 (Sakurai T, et al., J Sci Food Agric, 99:1675-81, 2019)と矛盾のない結果となった。本実施例の脂肪肝モデルでは、最大呼吸、基礎呼吸、予備呼吸能、ATP産生の低下が明らかであったが、それらの低下は、SME添加で抑制されることがわかった(図10)。
3. Discussion According to Example 2, it was confirmed that the fatty liver model using cultured liver cells was under conditions in which mitochondrial function was lowered (FIG. 10). A previous study by Sakurai et al. (Sakurai T, et al., J Sci Food Agric, 99:1675-81, 2019 ) yielded consistent results. In the fatty liver model of this example, decreases in maximal respiration, basal respiration, reserve respiratory capacity, and ATP production were evident, and these decreases were found to be suppressed by the addition of SME (Fig. 10).

したがって、正常肝モデルにおけるSMEのミトコンドリア機能亢進作用と同様に、脂肪肝モデルに対しても、SMEはミトコンドリア機能亢進作用の効果があることが示された。また、興味深いことに本実施例の脂肪肝モデルにおいて、SMEの効果はATP産生亢進作用にまで及んだ(図10)。 Therefore, it was shown that SME has the effect of enhancing mitochondrial function in the fatty liver model as well as in the normal liver model. Interestingly, in the fatty liver model of this example, the effect of SME extended to ATP production enhancement (Fig. 10).

また、ミトコンドリアによらない呼吸は、細胞表面に存在するNADPHオキシダーゼやキサンチンオキシダーゼなどの酵素が消費する酸素量を反映する(Lewis N, et al., Sci Rep 10: 3493, 2020; Manes C, et al., J Reprod Fertil 104: 69-75, 1995)。SME添加によりミトコンドリアによらない呼吸が上昇したことから、SMEはミトコンドリア以外の細胞機能にも影響する可能性が示唆された。 In addition, non-mitochondrial respiration reflects the amount of oxygen consumed by enzymes such as NADPH oxidase and xanthine oxidase present on the cell surface (Lewis N, et al., Sci Rep 10: 3493, 2020; Manes C, et al. al., J Reprod Fertil 104: 69-75, 1995). SME addition increased non-mitochondrial respiration, suggesting the possibility that SME affects cellular functions other than mitochondria.

ミトコンドリアの最大呼吸と予備呼吸能は、酸化や炎症などのストレスを克服するための細胞の能力を反映している(Desler C, et al., J Aging Res 2012, Article ID 192503, 2012; Kramer AK, et al., Redox Biology 2, 206-210, 2014)。また、細胞がストレスにさらされるとエネルギー需要が増加し、より多くのATPが細胞機能を維持するために必要になる(Desler C, et al., J Aging Res 2012, Article ID 192503, 2012; Yamamoto H, et al., Oxid Med Cell Longev 2016, Article ID 1735841, 2016)。 Mitochondrial maximal respiration and respiratory reserve reflect the cell's ability to overcome stresses such as oxidation and inflammation (Desler C, et al., J Aging Res 2012, Article ID 192503, 2012; Kramer AK , et al., Redox Biology 2, 206-210, 2014). Also, when cells are stressed, their energy demand increases and more ATP is required to maintain cell function (Desler C, et al., J Aging Res 2012, Article ID 192503, 2012; Yamamoto H, et al., Oxid Med Cell Longev 2016, Article ID 1735841, 2016).

ミトコンドリア機能が障害された肝細胞では最大呼吸と予備呼吸能の低下が報告されていることからも(Zelickson RB, et al., Biochem Biophys Acta 1807: 1573-82, 2011)、本実施例の脂肪肝モデルのミトコンドリアは、正常な働きが損なわれ細胞機能を維持するために必要なエネルギーの産生能が低下したと考えられる。したがって、図7Aのとおり、脂肪肝モデルで細胞生存率が低下したのは、ミトコンドリア機能の低下が原因である可能性が考えられる(Redegeld AMF, et al., Eur J Pharmacol 228: 229-36, 1992; Han D, et al., Biochem Pharmacol 67: 439-51, 2004)。 Hepatocytes with impaired mitochondrial function have been reported to have reduced maximal respiration and reserve respiratory capacity (Zelickson RB, et al., Biochem Biophys Acta 1807: 1573-82, 2011). Mitochondria in the liver model were thought to be impaired in their normal function and reduced in their ability to produce the energy necessary to maintain cell function. Therefore, as shown in FIG. 7A, the decreased cell viability in the fatty liver model may be due to decreased mitochondrial function (Redegeld AMF, et al., Eur J Pharmacol 228: 229-36, 1992; Han D, et al., Biochem Pharmacol 67: 439-51, 2004).

一方で、脂肪肝モデルでの細胞生存率の低下はSME添加によって抑制されたことから(図7A)、SMEが細胞保護機能を有する可能性が示唆された。細胞障害や細胞死によって上昇する指標であるLDH活性(Legrand C, et al., J. Biotechnol 25: 231-43, 1992; Ruch JR, et al., Toxicol Appl Pharmacol 100: 451-64, 1989)に変化は見られなかったことからも(図7B)、SMEが細胞に与える毒性は小さいと考えられる。 On the other hand, the addition of SME suppressed the decrease in cell viability in the fatty liver model (Fig. 7A), suggesting the possibility that SME has a cytoprotective function. LDH activity, an index that increases due to cytopathy or cell death (Legrand C, et al., J. Biotechnol 25: 231-43, 1992; Ruch JR, et al., Toxicol Appl Pharmacol 100: 451-64, 1989) From the fact that no change was observed (Fig. 7B), it is considered that the toxicity of SME to cells is small.

本実施例で用いた脂肪肝モデル細胞では、脂肪滴量がコントロール群と比較して有意に上昇したことから(図8)、本実施例の脂肪肝モデルの作製条件は適切であったと考えられる。また、脂肪肝モデルとSMEの共培養による脂肪滴量に変化は見られなかった。先行研究の脂肪肝モデルマウスでも、SMEの摂取による肝のトリグリセライドとコレステロールの量に変化は見られず(Sakurai T, et al., J Sci Food Agric, 99:1675-81, 2019)、本実施例の結果とも類似したことから、SMEは脂肪滴の形成には影響しない可能性が考えられる。 In the fatty liver model cells used in this example, the amount of lipid droplets was significantly increased compared to the control group (Fig. 8), so it is considered that the conditions for preparing the fatty liver model of this example were appropriate. . In addition, no change was observed in the lipid droplet amount due to the co-culture of the fatty liver model and SME. Even in the fatty liver model mouse of the previous study, no change in the amount of triglyceride and cholesterol in the liver was observed due to SME intake (Sakurai T, et al., J Sci Food Agric, 99:1675-81, 2019). Since the results were similar to those of the example, it is possible that SME does not affect the formation of lipid droplets.

SMEがミトコンドリア機能の低下を抑制したメカニズムを解明するためにミトコンドリアのコピー数の変化について調査したが、本実施例で用いた3群に有意な変化は見られなかった(図11)。高脂肪食誘導性肥満ラットではミトコンドリアのコピー数に変化が見られなかったことが報告されており(Claycombe JK, et al., J Nutr Biochem 31: 113-21, 2016)、本実施例も類似する結果となった。 Changes in mitochondrial copy number were investigated to elucidate the mechanism by which SME suppressed the decline in mitochondrial function, but no significant change was observed in the three groups used in this example (Fig. 11). It has been reported that no change in mitochondrial copy number was observed in high-fat diet-induced obese rats (Claycombe JK, et al., J Nutr Biochem 31: 113-21, 2016), and this example is similar. This resulted in

正常肝モデルでもSME添加によるミトコンドリアのコピー数の変化は見られなかったことからも、SMEによるミトコンドリア機能改善のメカニズムはミトコンドリアの量的変化によるものではなく、質的変化の可能性が高いと考えられた。 Since no change in mitochondrial copy number was observed due to the addition of SME even in the normal liver model, it is highly likely that the mechanism by which SME improves mitochondrial function is not due to quantitative changes in mitochondria, but rather to qualitative changes. was taken.

ミトコンドリアの呼吸鎖は5つの複合体(複合体I~V)から成り、NADHに由来する水素が一連の複合体の作用を経て水(HO)が生成される。この過程にはミトコンドリア内膜や補酵素間で電子の授受が起こる。同時に、プロトン(H)が複合体I、III、IVによってマトリックス側から膜間腔に送られる。これらのプロトンが複合体V(ATP合成酵素)を介してマトリックス側に流入することによってATPが合成される。これらの過程は酸化的リン酸化と呼ばれる(Elston T, et al., Nature 391: 510-3, 1998; Noji H and Yoshida M, J Biol Chem 276: 1665-8, 2001)。 The mitochondrial respiratory chain consists of five complexes (complexes IV), and hydrogen derived from NADH undergoes the action of a series of complexes to produce water (H 2 O). This process involves the transfer of electrons between the mitochondrial inner membrane and coenzymes. At the same time, protons (H + ) are transported from the matrix side to the intermembrane space by complexes I, III and IV. ATP is synthesized when these protons flow into the matrix side via complex V (ATP synthase). These processes are called oxidative phosphorylation (Elston T, et al., Nature 391: 510-3, 1998; Noji H and Yoshida M, J Biol Chem 276: 1665-8, 2001).

複合体I~Vの遺伝子発現量を測定したところ、脂肪肝モデルにおけるNDUFS8(複合体I)の発現量がコントロール群と比較して有意に低下した。この低下はSME添加により抑制されることが明らかになった(図12)。 When the gene expression levels of complexes IV were measured, the expression level of NDUFS8 (complex I) was significantly decreased in the fatty liver model compared to the control group. It became clear that this decrease was suppressed by the addition of SME (Fig. 12).

複合体Iは酸化的リン酸化全体の律速酵素としての働きを持つと考えられている(Santamarina BA, et al., J Nutr Biochem 26: 1348-56, 2015; Paradies G, et al., World J Gastroenter 20: 14205-18, 2014)。また、SME添加によりUQCRC(複合体III)の発現量がコントロール群と比較して有意に上昇することが分かった(図12)。複合体IIIは酸化的リン酸化の電子輸送経路の中心である(Santamarina BA, et al., J Nutr Biochem 26, 1348-1356, 2015)。このことから、SMEはミトコンドリア呼吸鎖複合体の複合体I、IIIの発現を誘導し、その結果、脂肪肝モデルにおける最大呼吸や予備呼吸能、基礎呼吸などのミトコンドリア機能の低下を抑制したと考えられる。これらの結果から、SMEがミトコンドリアの電子伝達系に関連する遺伝子発現に作用を及ぼすことが明らかになった。 Complex I is thought to act as the rate-limiting enzyme for the entire oxidative phosphorylation (Santamarina BA, et al., J Nutr Biochem 26: 1348-56, 2015; Paradies G, et al., World J Gastroenter 20: 14205-18, 2014). It was also found that the addition of SME significantly increased the expression level of UQCRC (complex III) compared to the control group (Fig. 12). Complex III is central to the electron transport pathway of oxidative phosphorylation (Santamarina BA, et al., J Nutr Biochem 26, 1348-1356, 2015). This suggests that SME induced the expression of complexes I and III of the mitochondrial respiratory chain complex, and as a result, suppressed the decline of mitochondrial functions such as maximal respiration, preliminary respiratory capacity, and basal respiration in the fatty liver model. be done. These results revealed that SME exerts an effect on gene expression associated with the mitochondrial electron transport system.

本発明者らは、先に、正常肝モデルにおいてSMEがミトコンドリア機能を向上させることを見いだし、提案した(特願2020-120617号)。本発明において、さらに脂肪肝モデルにおけるミトコンドリア機能の低下がSME添加により抑制されることを明らかにした。また、この効果は、ミトコンドリア呼吸鎖における複合I及び複合体IIIの発現増加を介して引き起こされる可能性が示唆された。 The present inventors previously found and proposed that SME improves mitochondrial function in a normal liver model (Japanese Patent Application No. 2020-120617). In the present invention, it was further clarified that the decrease in mitochondrial function in a fatty liver model is suppressed by the addition of SME. It was also suggested that this effect might be mediated through increased expression of Complex I and Complex III in the mitochondrial respiratory chain.

以上より、SMEはヒト正常肝及び脂肪肝モデルにおけるミトコンドリア機能改善作用、それに基づく細胞保護作用を有することが明らかになった。 From the above, it was clarified that SME has a mitochondrial function-improving action in human normal liver and fatty liver models, and a cytoprotective action based thereon.

[実施例3]ミトコンドリアの融合と分裂について
1.背景
ミトコンドリアの融合と分裂のバランスがミトコンドリアの呼吸機能に影響を及ぼすことが報告されてきた(Westermann B, Biochim Biophys Acta 1817, 1833-8, 2012)。ミトコンドリア同士の融合によりミトコンドリアの呼吸機能が向上する。一方で活性酸素種(ROS)などのストレスによって障害を受けたミトコンドリアはその障害部位を切り離すことで分裂し、機能を正常に保つことに貢献すると考えられる。したがって、分裂と融合の両方の機構が必要で、そのバランスが重要である。SMEによるミトコンドリアの形態変化への影響は不明であり、それが明らかになれば、ミトコンドリア機能亢進作用のメカニズムの更なる解明につながると考えられる。
[Example 3] Mitochondrial fusion and fission 1. Background It has been reported that the balance between mitochondrial fusion and fission affects mitochondrial respiratory function (Westermann B, Biochim Biophys Acta 1817, 1833-8, 2012). Mitochondrial fusion improves mitochondrial respiratory function. On the other hand, mitochondria that have been damaged by stress such as reactive oxygen species (ROS) divide by separating the damaged site, and are thought to contribute to maintaining normal function. Therefore, both fission and fusion mechanisms are necessary, and the balance between them is important. The effect of SME on mitochondrial morphological changes is unknown, and clarification of this will lead to further elucidation of the mechanism of mitochondrial hyperfunction.

上述(実施例2)のとおり、脂肪肝モデルでは、最大呼吸、基礎呼吸、予備呼吸能、ATP産生の低下が明らかであったが、SMEの添加はそれらを改善した。そこで本実施例では、同じく肝培養細胞C3Aを用いる脂肪肝モデルで、SMEがミトコンドリアの形態変化に及ぼす影響を調査した。 As described above (Example 2), in the fatty liver model, maximal respiration, basal respiration, reserve respiratory capacity, and ATP production were clearly decreased, but the addition of SME improved them. Therefore, in this example, the effects of SME on mitochondrial morphological changes were investigated in a fatty liver model using cultured liver cells C3A.

2.方法
2.1.ミトコンドリアの形態観察
方法の概要を図13に示す。先ず、C3A細胞懸濁液を10%牛胎児血清(FBS)含むMEMを用いて調製し、直径35mmガラスボトムディッシュに1.875×10cells/dishとなるように播種し、COインキュベータで24時間、前培養した。その後、上清をFBS不含のMEM(0% FBS、1% Penicillin-Streptomycin-Neomycin、406mg/mL GlutaMAX、10mg/L Phenol Red[gibco社製])と交換し、細胞を飢餓状態となるようにしてCOインキュベータで24時間培養した。
2. Method 2.1. Fig. 13 shows an overview of the mitochondrial morphology observation method. First, a C3A cell suspension was prepared using MEM containing 10% fetal bovine serum (FBS), seeded in a 35 mm diameter glass bottom dish at 1.875×10 5 cells/dish, and placed in a CO 2 incubator. Pre-incubated for 24 hours. Thereafter, the supernatant was replaced with FBS-free MEM (0% FBS, 1% Penicillin-Streptomycin-Neomycin, 406 mg/mL GlutaMAX, 10 mg/L Phenol Red [manufactured by gibco]) to starve the cells. and cultured in a CO2 incubator for 24 hours.

次に、前述の刺激条件と同様に、滅菌水あるいはGFIOあるいはGFIO+SMEを加えた。24時間後、PBSで洗浄した後、核染色としてHoechst 33342(株式会社同仁化学研究所製)を、ミトコンドリア染色としてMitoTracker Green FM(Thermo Fisher Scientific社製)を用いて染色した。PBSで洗浄した後、FluoroBrite DMEM(Thermo Fisher Scientific社製)で満たし、蛍光顕微鏡BZ-9000(Keyence社製)を用いて画像を取得した。画像をImage Jで解析し、1000-80000のピクセル範囲でミトコンドリアの周囲長を算出した。 Sterilized water or GFIO or GFIO+SME was then added as in the stimulation conditions described above. After 24 hours, the cells were washed with PBS and then stained with Hoechst 33342 (manufactured by Dojindo Laboratories) for nuclear staining and MitoTracker Green FM (manufactured by Thermo Fisher Scientific) for mitochondria staining. After washing with PBS, the cells were filled with FluoroBrite DMEM (manufactured by Thermo Fisher Scientific) and images were acquired using a fluorescence microscope BZ-9000 (manufactured by Keyence). Images were analyzed with Image J and the mitochondrial perimeter was calculated in the pixel range of 1000-80000.

2.2.ミトコンドリアの融合と分裂に関わる遺伝子の発現量解析
ミトコンドリアのコピー数の解析と同様の方法で刺激を与えた。24時間後、Lysis Buffer(Life technologies社製)にて細胞を回収した。PureLink RNA Mini Kit(Life technologies社製)を用いてRNAを抽出し、ReverTra Ace qPCR RT Master Mix with gDNA Remover(TOYOBO社製)を用いてcDNAを合成した。
2.2. Expression level analysis of genes involved in mitochondrial fusion and fission Stimuli were applied in the same manner as for mitochondrial copy number analysis. After 24 hours, the cells were collected with Lysis Buffer (manufactured by Life Technologies). RNA was extracted using PureLink RNA Mini Kit (manufactured by Life Technologies), and cDNA was synthesized using ReverTra Ace qPCR RT Master Mix with gDNA Remover (manufactured by TOYOBO).

前述と同様のリアルタイムPCR解析システム(BIO RAD社製)を用いて遺伝子発現量の解析を行った。標的遺伝子はミトコンドリアの分裂に関連するdynamin related protein 1(DRP1)、融合に関連するoptic atrophy 1(OPA1)及びmitofusin 1/2(MFN1/2)であり、各々の遺伝子発現量はGAPDHの発現量で補正された。コントロール群を1として群間比較を行い、平均値±SDで表された(各群n=8)。使用したプライマーは表5のとおりである。 Gene expression levels were analyzed using the same real-time PCR analysis system (manufactured by BIO RAD) as described above. The target genes are dynamin related protein 1 (DRP1) related to mitochondrial fission, optic atrophy 1 (OPA1) related to fusion and mitofusin 1/2 (MFN1/2), and the expression level of each gene is the expression level of GAPDH. corrected by Comparison between groups was performed with the control group as 1, and the results were expressed as mean ±SD (n=8 for each group). The primers used are shown in Table 5.

Figure 2023022363000005
Figure 2023022363000005

3.統計解析
ミトコンドリアの周囲長の解析には、Kruskal-Wallis testを行い、Dunn's multiple comparison test によって多群比較検定を行った。遺伝子発現量解析のために一元配置分散分析(one-way ANOVA)を用い、Tukey's multiple comparison test によって多群比較検定を行った。有意水準は5%とした。
3. Statistical Analysis Kruskal-Wallis test was performed for the analysis of the perimeter of mitochondria, and Dunn's multiple comparison test was performed for multigroup comparison test. One-way analysis of variance (one-way ANOVA) was used for gene expression level analysis, and a multi-group comparison test was performed by Tukey's multiple comparison test. The significance level was set at 5%.

4.結果
4.1.ミトコンドリアの形態変化に及ぼすSMEの効果
ミトコンドリアの周囲長の中央値は、コントロール群、GFIO群、GFIO+SME群で各々3.6、3.0、3.5μmであり、GFIO群に対してGFIO+SME群で有意に高値であった(図14)。
4. Results 4.1. Effect of SME on mitochondrial morphological changes The median mitochondrial circumference was 3.6, 3.0, and 3.5 μm in the control group, GFIO group, and GFIO+SME group, respectively. It was significantly higher (Fig. 14).

4.2.ミトコンドリアの融合と分裂に係る遺伝子の発現量に及ぼすSMEの効果
ミトコンドリアの分裂に関わる遺伝子DRP1は最も顕著な変化を示し、その発現はコントロール群に比較してGFIO群で有意に増加し(P<0.05)、その増加はGFIO+SME群で顕著に減少した(P<0.001)(図15)。
4.2. Effect of SME on the expression levels of genes involved in mitochondrial fusion and fission The gene DRP1 involved in mitochondrial fission showed the most significant change, and its expression was significantly increased in the GFIO group compared to the control group (P< 0.05), and the increase was significantly reduced in the GFIO+SME group (P<0.001) (FIG. 15).

ミトコンドリアの融合に係る遺伝子OPA1の発現は、コントロール群とGFIO群で有意な差は認められなかった一方で、GFIO群に比べてGFIO+SME群では低下した(P<0.05)(図15)。MFN1及びMFN2の発現は、GFIO群とGFIO+SME群の間に有意な差は見られなかった(図15)。 While no significant difference was observed between the control group and the GFIO group, the expression of the gene OPA1 involved in mitochondrial fusion decreased in the GFIO+SME group compared to the GFIO group (P<0.05) (FIG. 15). Expression of MFN1 and MFN2 showed no significant difference between the GFIO group and the GFIO+SME group (FIG. 15).

5.考察
上述(実施例2)の細胞外フラックスアナライザーによる実験ではSMEがミトコンドリア呼吸機能を活性化させた。その活性化のメカニズムの一つの候補として、SME添加によって融合したミトコンドリアが増加する可能性を考えた。今回のミトコンドリアの蛍光染色による実験で、脂肪肝モデル細胞でミトコンドリアの断片化が見られ、その条件下にSMEを添加することで、その断片化を抑制することが示された。ミトコンドリア同士の融合によりミトコンドリアの呼吸機能が向上するという過去の報告と一致する結果となった(Westermann B, Biochim Biophys Acta 1817, 1833-8, 2012)。
5. Discussion In the extracellular flux analyzer experiment described above (Example 2), SME activated mitochondrial respiratory function. As one candidate for the activation mechanism, we considered the possibility of increasing the number of fused mitochondria by adding SME. In this experiment using fluorescence staining of mitochondria, fragmentation of mitochondria was observed in fatty liver model cells, and addition of SME under these conditions suppressed the fragmentation. The results are consistent with previous reports that fusion between mitochondria improves mitochondrial respiratory function (Westermann B, Biochim Biophys Acta 1817, 1833-8, 2012).

また、ミトコンドリアの分裂に関連する遺伝子DRP1の発現がGFIO+SME群で顕著に減少したことは、SMEが分裂の抑制に働いたことを示唆し、つまり融合状態を維持したと考えられる。この結果は蛍光染色像の結果と一致した。 In addition, the fact that the expression of the gene DRP1 associated with mitochondrial fission decreased significantly in the GFIO+SME group suggests that SME worked to suppress the fission, that is, it is thought that the fusion state was maintained. This result agreed with the result of the fluorescence staining image.

よって、脂肪肝モデル細胞において、SMEはミトコンドリアの電子伝達系に関連する遺伝子発現の増加に作用するだけでなく、分裂の抑制を介してミトコンドリアの融合を増加させることにより、ミトコンドリアの呼吸機能を改善させることが示唆された。 Therefore, in fatty liver model cells, SME not only acts to increase the expression of genes related to the mitochondrial electron transport chain, but also improves mitochondrial respiratory function by increasing mitochondrial fusion through suppression of division. It was suggested that

Claims (5)

白子抽出物を有効成分として含有する細胞保護用剤であって、該白子抽出物が、分子量5000以下の画分を50~100%含むように低分子化された魚類白子の加水分解物であることを特徴とする細胞保護用剤。 A cytoprotective agent containing a milt extract as an active ingredient, wherein the milt extract is a fish milt hydrolyzate degraded to contain 50 to 100% of a fraction with a molecular weight of 5000 or less. A cytoprotective agent characterized by: 脂肪肝における肝細胞保護である、請求項1に記載の細胞保護用剤。 2. The cytoprotective agent according to claim 1, which protects hepatocytes in fatty liver. 細胞保護が、ミトコンドリアの基礎呼吸、最大呼吸、予備呼吸能及びATP産生よりなる群から選ばれる何れかの亢進によるミトコンドリア機能改善、並びにミトコンドリアによらない呼吸の改善の何れか一方若しくは両方に基づくものである、請求項1又は2に記載の細胞保護用剤。 The cytoprotection is based on either or both of mitochondrial function improvement by enhancement of any selected from the group consisting of mitochondrial basal respiration, maximal respiration, reserve respiratory capacity and ATP production, and improvement of non-mitochondrial respiration. The agent for cell protection according to claim 1 or 2, which is 細胞保護が、ミトコンドリア呼吸鎖の複合体I遺伝子及び複合体III遺伝子の一方若しくは両方の発現量の増加に基づくものである、請求項1~3の何れか1項に記載の細胞保護用剤。 The agent for cell protection according to any one of claims 1 to 3, wherein the cell protection is based on an increase in the expression level of one or both of complex I gene and complex III gene of the mitochondrial respiratory chain. 請求項1~4の何れか1項に記載の細胞保護用剤を含んでなる、細胞保護用飲食品。
A cell-protecting food or drink comprising the cell-protecting agent according to any one of claims 1 to 4.
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