JP7519082B2 - 抗菌剤、口腔用組成物、洗口剤、歯磨き剤、及び、医薬又は医薬部外品 - Google Patents
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Description
また、細菌そのもの以外に歯周病菌の巣で生産された菌体成分、毒素、酵素などが生体に害を及ぼすとして、口腔内の細菌の中でも、特に、歯周病細菌と全身疾患(動脈硬化、脳梗塞、虚血性心疾患、糖尿病、アルツハイマー病、骨粗鬆症など)との関わりが注目されている。
虫歯とは、口の中に生息するS.mutansという細菌によって歯が溶かされていく病気のことで、成人日本人の8割以上に、少なくとも一本は虫歯があるといわれている。虫歯は、歯の表面のエナメル質が虫歯の直接の原因となるS.mutansが産生する乳酸によって侵されることで進行が始まる。具体的には、まず、S.mutansが産生する菌体結合型の非水溶性グルカン合成酵素グルコシルトランスフェラーゼによってショ糖から非水溶性グルカンとよばれる粘着性物質が産生され、この粘着性物質にさらに虫歯菌をはじめとする種々の細菌が付着増殖することによって多量の歯垢が形成される。歯垢1グラム(湿重量)中には約108個の多種類の細菌が存在し、これらの細菌は互いに自然の平衡を保っているが、この種々の細菌の比率は、歯垢の成熟の度合いによって変化する。すなわち、ごく初期の歯垢は大部分がグラム陽性の球菌Streptococcus、桿菌Nocardiaであるが、時間の経過とともに糸状菌Actinomyces、桿菌ならびにスピロヘータなどが増加し、グラム陰性嫌気性菌が多くなってくる。そして、前述の非水溶性グルカンとよばれる粘着性物質が歯に歯垢を付着させ、S.mutansやそのほかの細菌の温床(バイオフィルム)を作ることになる。
口腔内のバイオフィルムはデンタルプラークとも呼ばれ、消毒剤が深部まで届きにくく、内部にいくほど嫌気度が高いといった特徴があり、病原細菌の温床となっている。そして、S.mutansによって作られた乳酸が歯の外側のエナメル質を溶かし、このとき、歯の表面が乳白色や薄茶色になる。さらに、歯の外側のエナメル質を溶かしつくし、内側の象牙質をも溶かし始めることになる。この段階では、虫歯になった部分は黒くなり、虫歯になっていくことになる。冷たいものや熱いものがしみたり、痛みを感じたりするのもこの時期で、痛みを感じたときには、外側のエナメル質は溶かされてしまった後なので、既に手遅れになってしまう。
そして最後には、エナメル質や象牙質はボロボロに侵され、歯には黒い穴が開き、S.mutansは歯髄にまで達して歯随炎を引き起こす。この後、S.mutansが歯根にまで達すると、もう歯には根本が残されているだけで、もはや形はなくなる。このように、虫歯とは、放っておくと歯が全部なくなってしまいかねない、あなどれない歯の病気である。
[式中のR 1 、R 2 、R 3 は以下の(e)~(h)のいずれかの条件を満たす。
(e)R 1 がパルミチン酸残基であり、R 2 がステアリン酸残基であり、R 3 がデヒドロアビエチン酸残基である;
(f)R 1 がステアリン酸残基であり、R 2 がパルミチン酸残基であり、R 3 がデヒドロアビエチン酸残基である;
(g)R 1 がパルミチン酸残基であり、R 2 がデヒドロアビエチン酸残基であり、R 3 がステアリン酸残基である;
(h)R 1 がステアリン酸残基であり、R 2 がデヒドロアビエチン酸残基であり、R 3 がパルミチン酸残基である]
以下、本発明を詳細に説明する。
抽出工程に使用する有機溶媒としては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどの低級脂肪酸エステル類、またはメタノール、エタノール、イソプロパノールなどの低級アルコール類、またはメチルエーテル、エチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類、またはアセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類などが挙げられ、これらの有機溶媒の混合溶媒も用いることができる。
虫歯の原因とされるS.mutansの被験菌としては理研JCMより分譲されたS.mutans(JCM S.mutans Clarke 1924)を用いた。まず、滅菌したLB培地(細菌用富栄養培地)の平面寒天培地を作製し、そこに上記の分譲されたS.mutansの懸濁液を無菌的に100μL塗布した後、30℃で48時間培養して形成されたコロニーを単分離してトリプティックソイ培地(以下、TSB培地)の液体培地に移植して30℃で48時間培養後、このS.mutansの培養液1容量と滅菌グリセロール1容量をよく混合したものを液体窒素中で瞬時に凍結してディープフリーザー(-81℃)に保存した。
S.mutansの生育阻害試験用の種培養液の調製には、蒸留水100mLに対してTSB培地を2%(w/v)濃度とフルクトースを5%(w/v)濃度含有する滅菌液体培地(以下、TSB液体培地)を用い、このTSB液体培地10mLに対して前記の-81℃で凍結保存されたS.mutansの凍結融解液を100μL接種した後、30℃で48時間培養したものを種培養液として生育阻害試験用の本培養に用いた。
供試試料としては、イソフラボン資化性微生物由来の脂質抽出物を調製した。まず、ペプトンと酵母エキスをそれぞれ1%(w/v)含有する滅菌平面寒天培地(以下、1%(w/v)ペプトン-1%(w/v)酵母エキス平面寒天培地)に前記の予めディープフリーザー(-81℃)で保存されたイソフラボン資化性微生物の凍結融解液100μLを塗布した後、30℃で48時間培養した。これにより得られた平面寒天培地の表面の菌体を薬さじでかきとり、蒸留水に懸濁した後、この懸濁液を凍結乾燥処理した。このようにして得られた菌体の凍結乾燥物に対して、図1に示す微生物乾燥菌体からの脂質成分抽出プロトコールに従ってイソフラボン資化性微生物由来の脂質物質を含有する三つの下層(クロロホルム層)を得た。次に、これら三つのクロロホルム層を全て集めて分液ロートで分離し、分離されたクロロホルム層はロータリーエバポレーターを用いて40℃で減圧蒸留して乾燥物を得た。続いて、この乾燥物が1%(w/v)濃度になるようにDMSOに溶解したものを生育阻害試験用の供試試料とした。
S.mutansの生育阻害試験はいずれもn=3以上で行われ、ポジティブコントロール区としては、0.1%(w/v)濃度でほぼ全ての食品腐敗細菌や食中毒細菌の生育を完全に阻止できる強力な抗菌物質である酢酸(非特許文献1および2を参照)および/またはS.mutansに対して生育阻害効果を有するキシリトールをそれぞれ0.1%(w/v)濃度で用いた。S.mutansの生育阻害試験は96ウェルのマイクロプレートを用いて滅菌TSB液体培地98μLと前述のS.mutansの種培養液100μLの合計198μLに対して前述で調製されたそれぞれの生育阻害試験用の供試試料(有効成分の乾燥物を1%(w/v)濃度含有するDMSO溶液)2μLを加えてよく混合した。次に、この混合液については、マイクロプレートリーダ(Infinite F50)を用いて波長570nmで初発の吸光度を測定した後、96ウェルのマイクロプレートを30℃で24時間培養したものについて、同様に波長570nmで吸光度を測定して対照区(DMSO1%添加区)の吸光度と比較してS.mutansに対する生育阻害効果について有意差検定(student-t、両側検定2、非等分散3)を行い、p<0.05、p<0.01およびp<0.001の有意差が認められたものを有意差ありと判定した。
イソフラボン資化性微生物の乾燥菌体由来の脂質抽出物の乾燥物を1%(w/v)濃度含有するDMSO溶液2μLを新鮮TSB培地98μLとS.mutansの種培養液100μLからなる合計198μLに添加した試験区と前記供試試料の代わりにDMSOを2μL添加した対照区を30℃で24時間培養した培養液についてその濁度を波長570nmの吸光度として測定して、この両者について有意差検定を行ってS.mutansに対する生育阻害効果を調べた結果、図3に示す通り試験区において対照区と比較してp<0.001の有意差を持って生育阻害効果が認められた。
S.mutansに対して有効な生育阻害効果が認められたイソフラボン資化性微生物については、滅菌処理された1%(w/v)ペプトン-1%(w/v)酵母エキス平面寒天培地100枚(20mL/枚)に対し、予め-81℃で凍結保存された当該微生物の凍結融解液を無菌的に100μLずつ塗布して30℃で48時間培養して大量の菌体を作製した。この大量培養で得られた菌体を平面寒天培地から寒天が混ざらないようにかきとり、蒸留水50mLに懸濁し、次いで、この懸濁液を凍結乾燥させて微生物菌体の乾燥物9.15gを得た。次いで、この微生物菌体の乾燥物9.15gに対し、蒸留水110mL、クロロホルム140mL、メタノール280mLを加え、ソニケーターによる超音波処理を60分間行った後、下層のクロロホルム層を回収した。次に、上層の水層にクロロホルム138mLと蒸留水110mLを加え、ソニケーターによる超音波処理を60分間行った後、同様に下層のクロロホルム層を回収した。上層の水層に対しては、更にクロロホルム138mLとメタノール34mLを加え、超音波処理を30分間行った後、静置して分液し、下層のクロロホルム層を回収した。そして、これら三つのクロロホルム層を集めてロータリーエバポレーターを用いて40℃で減圧濃縮して脂質抽出物の乾燥物460.7mgを得た。この脂質抽出物の乾燥物をクロロホルムとメタノールの等量混合溶液10mLに対して溶解したものを8000rpmで10分間遠心処理した後、得られた上清液を乾燥させて脂質抽出物の乾燥物410.5mgを得た。
得られたイソフラボン資化性微生物由来の脂質抽出物410.5mgを用いてシリカゲルを担体としたシリカゲルクロマトグラフィーを行った。カラム(内径20mm×長さ500mm)にクロロホルムに懸濁したシリカゲル60(70~230メッシュ)を充填し、安定化させた後、クロロホルム5.0mLに脂質抽出物410.5mgを溶解したものをカラムの上部に吸着させた後、表1に示す溶離液を極性の低いクロロホルム100%から極性の高いクロロホルムとメタノールの等量混合溶液(クロロホルム:メタノール=1:1)へとそれぞれ400mLずつ順次流して、フラクションコレクターで自動分取した。これらの全てのフラクションについて、予め分光光度計を用いた吸収波長の測定において当該脂質抽出物のクロロホルム溶解液で顕著な吸収が認められた330nmの波長で吸光度を測定して図4に示す通りにクロマトグラフを作成して吸光度のピークごとに29フラクション(IF1~IF29)にまとめた。
TLCは、シリカゲル70FM TLCプレートワコー 200mm×200mm(以下、シリカゲル薄層プレート)を必要に応じて細断してサイズを調整して使用した。Rf測定用には10~30mm×50mm、物質のかきとり用には100mm×100mmないしは100mm×200mmのシリカゲル薄層プレートを用いた。カラムクロマトグラフィーによって分画された各フラクション中に含まれる脂質抽出物はプラスチックチップを用いてTLC上に3~5回スポットした後、風乾した。展開液としては、ヘキサン:酢酸エチル=75:25~60:40やクロロホルム:メタノール=90:10~80:20などから適宜選択して用いた。展開を終えたTLCプレートは風乾して溶媒を飛散させた後、りんモリブデン酸・エタノール溶液(10gりんモリブデン酸/100mLエタノール)に5秒間浸したものを乾熱機で130℃、5~10分間加熱処理を行って発色させて各スポットのRf値を測定した。次いで、TLCの分画スポットからかきとられたシリカゲルはいずれもクロロホルムとメタノールの等量混合溶液20mLで抽出した後、ろ過を行い、このろ液はロータリーエバポレーターを用いて40℃下で減圧濃縮により溶媒を飛散させて得られる乾燥物の乾燥重量を測定した後、それぞれ乾燥物の重量%濃度が1%(w/v)になるようにDMSOに溶解したものを生育阻害試験用の供試試料に供した。
次に、0.1%(w/v)酢酸溶液と同等以上の生育阻害効果が確認されたIF6-2-CとIF11-2-Bのそれぞれの%(w/v)濃度と生育阻害効果について更に詳しく調べた結果、IF6-2-Cでは、図8Aに示す通り、1.0、0.5および0.25%(w/v)濃度の全てにおいて対照区と比べてp<0.001の有意差を伴って生育阻害効果が認められたと同時に、1.0%(w/v)濃度においては、S.mutansの生育を完全に阻止する強力な生育阻害効果が認められた。一方、0.5および0.25%(w/v)濃度では、生育を完全に阻害することはできないことが分かった。
トリメチルシリル化は、それぞれの乾燥物1mgに市販のシリル化剤TMSI-Hを過剰に添加して室温で2時間放置した後、ヘキサン1mLを加えて、よく撹拌した後、上層を採取し、これに蒸留水1mLを加えて撹拌・洗浄した後、それぞれの上層のヘキサン層を分取してGC/MS分析に供した。
次に、採取した上層に蒸留水1mLを加えて撹拌・洗浄を2回繰り返し、それぞれの上層のヘキサン層についてリトマス紙でpHが中性付近であることを確認した後、GC/MS分析に供した。
GC/MS分析は、フロンティアラボ社製カラムUltra ALLOY-5(MS/HT、長さ30cm、内径0.25mm、膜厚0.25μm)を装着したアジレント社製GC/MS 6890N/5973 Networkを用いて、ポリ5%フェニル95%ジメチルシロキサンでオーブン温度50~300℃(10℃/min)、注入口温度300℃、GC/MSインターフェイス温度320℃(熱分解装置-GC間およびGC-MS間の双方)、イオン源温度230℃、四重極温度150℃、試料サンプル注入量5μLで測定した。
即ち、当該ジアシルグリセロールは酢酸およびキシリトールと比較して、それぞれ1/100、1/39の低濃度でも同等の生育阻害効果が期待できるものと推定された。
即ち、当該デヒドロアビエチン酸結合ジアシルグリセロールは酢酸およびキシリトールと比較して、それぞれ1/146、1/58の低濃度でも同等の生育阻害効果が期待できるものと推定された。
実験例15-28は実施例であり、実験例1-14は参考例である。
グリセロールの二つのヒドロキシ基にパルミチン酸とステアリン酸を一分子ずつエステル結合する3種類のジアシルグリセロール化合物、またはこれらの化合物を1以上含む物質の混合物を有効成分とする虫歯の予防用および/または治療用の口腔組成物として、1-パルミトイル-3-ステアロイルジアシルグリセロールおよび/または1-パルミトイル-2-ステアロイルジアシルグリセロールおよび/または1-ステアロイル-2-パルミトイルジアシルグリセロールを用い、以下の表5記載の実験例1から7に示す処方にて、チューブ入り練り歯磨きを調製した。
グリセロールの二つのヒドロキシ基にパルミチン酸とステアリン酸を一分子ずつエステル結合する3種類のジアシルグリセロール化合物、またはこれらの化合物を1以上含む物質の混合物を有効成分とする虫歯の予防用および/または治療用の口腔組成物として、1-ステアロイル-3-パルミトイルジアシルグリセロールおよび/または1-ステアロイル-2-パルミトイルジアシルグリセロールおよび/または1-パルミトイル-2-ステアロイルジアシルグリセロールを用い、以下の表6に記載の実験例8から14に示す処方にて、樹脂容器入り洗口剤を調製した。
グリセロールの三つのヒドロキシ基にパルミチン酸、ステアリン酸およびデヒドロアビエチン酸が一分子ずつエステル結合する3種類のデヒドロアビエチン酸結合ジアシルグリセロール化合物、またはこれらの化合物を1以上含む物質の混合物を有効成分とする虫歯の予防用および/または治療用の口腔組成物として、1-パルミトイル-3-ステアロイル-2-デヒドロアビエトイルジアシルグリセロールおよび/または1-パルミトイル-2-ステアロイル-3-デヒドロアビエトイルジアシルグリセロールおよび/または1-ステアロイル-2-パルミトイル-3-デヒドロアビエトイルジアシルグリセロールを用い、以下の表7記載の実験例15から21に示す処方にて、チューブ入り練り歯磨きを調製した。
グリセロールの三つのヒドロキシ基にパルミチン酸、ステアリン酸およびデヒドロアビエチン酸が一分子ずつエステル結合する3種類のデヒドロアビエチン酸結合ジアシルグリセロール化合物、またはこれらの化合物を1以上含む物質の混合物を有効成分とする虫歯の予防用および/または治療用の口腔組成物として、1-パルミトイル-3-ステアロイル-2-デヒドロアビエトイルジアシルグリセロールおよび/または1-パルミトイル-2-ステアロイル-3-デヒドロアビエトイルジアシルグリセロールおよび/または1-ステアロイル-2-パルミトイル-3-デヒドロアビエトイルジアシルグリセロールを用い、以下の表7に記載の実験例22から28に示す処方にて、樹脂容器入り洗口剤を調製した。
Claims (5)
- 式(1)の化合物、または式(1)の化合物を1以上含む物質の混合物を有効成分とする虫歯菌ストレプトコッカス・ミュータンスに有効な抗菌剤。
[式中のR1、R2、R3は以下の(e)~(h)のいずれかの条件を満たす。
(e)R1がパルミチン酸残基であり、R2がステアリン酸残基であり、R3がデヒドロアビエチン酸残基である;
(f)R1がステアリン酸残基であり、R2がパルミチン酸残基であり、R3がデヒドロアビエチン酸残基である;
(g)R1がパルミチン酸残基であり、R2がデヒドロアビエチン酸残基であり、R3がステアリン酸残基である;
(h)R1がステアリン酸残基であり、R2がデヒドロアビエチン酸残基であり、R3がパルミチン酸残基である] - 請求項1に記載の虫歯菌ストレプトコッカス・ミュータンスに有効な抗菌剤を含有する口腔組成物。
- 請求項1又は請求項2に記載の虫歯菌ストレプトコッカス・ミュータンスに有効な抗菌剤を含有する洗口剤。
- 請求項1又は請求項2に記載の虫歯菌ストレプトコッカス・ミュータンスに有効な抗菌剤を含有する歯磨き剤。
- 請求項1又は請求項2に記載の虫歯菌ストレプトコッカス・ミュータンスに有効な抗菌剤を含有する医薬又は医薬部外品。
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