CN102448478A - 益生菌改善饮食诱导的胰岛素抵抗的用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及包含益生细菌的组合物用于改善或预防饮食诱导的胰岛素抵抗的用途，所述益生细菌调节与饮食诱导的胰岛素抵抗有关的关键组分的表达。公开了所述益生菌株和/或所述菌株的一部分和/或所述菌株的代谢物用于制造改善饮食诱导的胰岛素抵抗和有助于获得哺乳动物的最适体重的药物或食品或饲料产品的用途。
Description
技术领域
本发明涉及包含益生细菌的组合物的用途，所述益生细菌调节与饮食诱导的胰岛素抵抗有关的关键组分的表达。所述益生菌株的消耗可以改善饮食诱导的胰岛素抵抗并有助于获得哺乳动物的最适体重。
背景技术
饮食诱导的胰岛素抵抗
在具有正常代谢的人种，在进食后从位于胰脏中的胰岛的β细胞释放胰岛素，并且胰岛素向身体中对胰岛素敏感的组织(例如，肌肉和脂肪组织)发送信号以吸收葡萄糖。这降低了血葡萄糖水平。当血葡萄糖水平降低时β细胞减少其胰岛素输出量，结果是血葡萄糖维持在大约5mmol/L(mM)(90mg/dL)。在胰岛素抵抗的人中，正常水平的胰岛素对肌肉和脂肪细胞不具有相同的作用，结果是葡萄糖水平持久地高于正常。为了对此补偿，胰岛素抵抗个体的胰脏受到刺激释放更多的胰岛素。最常见类型的胰岛素抵抗与已知为代谢综合征的多种症状有关(胰岛素抵抗、高血压；向心性肥胖，HDL胆固醇减少；甘油三酯升高)和前驱糖尿病(www.wikipedia.org)。
依照CDC(疾病控制与预防中心)，前驱糖尿病增加了发生2型糖尿病、心脏疾病、中风和眼部疾病的风险。美国21岁以上的人中约5400万个个体患有前驱糖尿病，其中1200万人超重且年龄在45-74之间。在美国，在2000年出生的每三个人中大约有一个将在其终生中发生糖尿病。对于少数民族人种终生发生糖尿病的风险甚至更高：每5个非洲裔美国人和西班牙人中有2个，和两个西班牙女性中一个将发生2型糖尿病。
许多病因学以及实验研究已经揭示了涉及过多热量摄取，尤其是过多摄入碳水化合物和饱和脂肪酸的生活方式是导致生活方式相关胰岛素抵抗的主要原因1。胰岛素抵抗与肥胖症强烈相关，并且是肥胖症相关疾病的主要致病指标，所述肥胖症相关疾病诸如代谢综合征、高血压、心血管病理学、和非酒精性脂肪性肝病2，3。
尽管生活方式相关胰岛素抵抗的准确分子病因仍然不清楚，但证据提示脂质积累激活促炎和应激反应信号，所述信号接着通过胰岛素信号分子的异常磷酸化或降解导致胰岛素抵抗4-7。
研究已经显示内源性脂肪酸合成途径对于能量代谢和胰岛素敏感性是至关重要的。属于此途径的脂肪生成酶，例如，硬脂酰基-CoA脱氢酶1(SCD-1)和Elovl6(它们延长长链饱和和不饱和脂肪酸)，以及与脂质分解代谢有关的某些因子，例如，禁食诱导的脂肪细胞因子(FIAF)，已经显示能调节肝脏中的胰岛素敏感性8-10。
体重管理
哺乳动物(包括人类)的健康、功能良好的机体的特征是最适体重。具体的最适体重依照哺乳动物个体的种类、性别、年龄、身体身材的类型、体力活动水平等变化很大。然而很明显可以为任一哺乳动物个体建立最适体重范围，并且过分超重以及体重过轻对个体的健康和福利具有极大的负面影响。
最适体重的维持是复杂的并且是多因素的(NIH 1998)。其涉及多个信号传导途径和代谢过程以及一系列遗传和环境因素。目前的临床证据表明需要涉及几种信号传导途径和代谢过程的多面性干预来获得对肥胖症的有效充分治疗。
在最近十年中，已经越来越明显的是健康的哺乳动物机体也已经形成了许多复杂的机制，这些机制通过调节我们的饱食感来调节食入过剩时的食物摄入。这些机制中的许多似乎涉及对食物中某些成分或胃肠道菌群的特异性反应，并且已经揭示了脂质代谢的许多信号传导途径的分子细节，这些分子细节显示涉及特异性的分子/激素。取决于它们的特定水平(存在或缺少)，此类特异性信号分子/激素可能影响脂肪酸代谢。FIAF是涉及脂肪酸代谢调节并与胰岛素抵抗有关的分子的实例。
FIAF的生物学和生理学
FIAF(也称为禁食诱导的脂肪细胞因子或血管生成素样蛋白4[ANGPTL4])，Ensembl：ENSG00000167772，其由人染色体19带p13.3编码。此基因是血管生成素/血管生成素样基因家族的成员并且编码糖基化的、带有纤维蛋白原C-末端结构域的分泌蛋白。已经描述了编码不同同种型的选择性拼接转录变异体。该基因在内皮细胞中在缺氧条件下被诱导，并且其是过氧化物酶体增殖激活物的靶标。其编码的蛋白是直接参与调节葡萄糖稳态、脂质代谢和胰岛素敏感性的血清激素，并且其还充当血管内皮细胞的凋亡存活因子。其编码的蛋白可能在几种癌症中具有一定作用，并且其已经显示能通过抑制血管活性以及肿瘤细胞运动性和侵袭性来阻止转移过程。此外，此蛋白的表达减少与2型糖尿病有关11-15。
动物研究已经显示FIAF表达受胃肠道菌群调节。例如，无菌小鼠(GF)与具有正常菌群的常规小鼠(CONV)相比含有明显较少的体脂，尽管每天消耗较多的食物2(参见图1)。CONV小鼠中较高的体脂含量是微生物菌群抑制肠内FIAF基因表达的缘故。成年GF小鼠的常规化(Conventionalization)导致肠上皮FIAF表达减少50％。FIAF是脂蛋白酯酶(LPL)的抑制剂。LPL编码脂蛋白酯酶，后者在心脏、肌肉和脂肪组织中表达。LPL具有甘油三酯水解酶和受体介导的脂蛋白摄取的配体/桥接因子的双重功能。因此，LPL是在肌肉、心脏和脂肪中脂肪酸从富含甘油三酯的脂蛋白中释放的关键调节物。依照图2中给出的模型，增加的脂肪细胞LPL活性导致脂肪酸的细胞摄取增加和脂肪细胞甘油三酯积累。
长链脂肪酸延长(ELOVL)家族成员6(ElovI6，也称为LCE和FACE)是参与调节脂肪酸代谢并显然与胰岛素抵抗相关的分子的另一实例。
ELOVL6的生物学和生理学
ELOVL6，基因ID：ENSG00000170522，由人染色体4带q25编码。ELOVL6编码延长酶(EC 6.2.1.3)，所述延长酶催化棕榈酸酯转变为硬脂酸酯。
Elovl6基因被靶向破坏的小鼠(Elovl6-/-)对饮食诱导的胰岛素抵抗有抗性。尽管肝细胞脂肪变性(hepatosteatosis)和肥胖症与其野生型同窝出生仔畜类似，但观察到上述抗性。在Elovl6-/-小鼠中对饮食诱导的胰岛素抵抗的保护作用部分是由于肝脏胰岛素受体底物-2的恢复和肝脏蛋白激酶Cε的抑制，从而导致Akt磷酸的恢复所致16。
已经提议此延长酶的抑制可能是治疗胰岛素抵抗、糖尿病、心血管疾病和其他代谢性疾病的新型治疗方式17。
有趣的是，除ELOVL6之外极长链脂肪酸的延长还涉及另一种关键酶，硬脂酰基-CoA脱氢酶(SCD，也已知为SCD1；EC 1.14.19.1)。
硬脂酰-CoA脱氢酶-1(SCD1)的生物学和生理学
硬脂酰-CoA脱氢酶(SCD；EC 1.14.19.1)是含铁的酶，其催化不饱和脂肪酸合成中的限速步骤。SCD-1由人染色体10q24.31上的基因编码，该基因的基因ID为Ensembl：ENSG00000099194。
硬脂酰-CoA脱氢酶-1(SCD1)决定将肌肉组织中的脂肪酸分配为脂肪生成或进行脂肪酸β-氧化。在肥胖个体中见到SCD1的上调，并且其上调导致肌内三酰基甘油(IMTG)的积聚。人肥胖症与骨骼肌纤维内中性脂质的异常积聚有关。这种现象与减少的胰岛素刺激的葡萄糖转运和受损的胰岛素信号转导共同出现。去除IMTG的药理学和遗传操作恢复胰岛素敏感性。Hulver等(2005)18已经鉴定了人类中身体质量指数(BMI)和肌肉中SCD表达之间的线性关系。体外研究已经显示来自瘦受试者的肌管中SCD1的过度表达以下列的方式改变脂肪酸分配，该方式类似于肥胖症中观察到的高速肌肉三酰基甘油合成和低速脂肪酸氧化。作者提议“骨骼肌中SCD1的表达增加可能代表了促进脂肪酸氧化减少、IMTG合成增加和使代谢综合征进展的机制”，并且此外，“药理学靶向肌肉SCD1和/或其上游调节物可能提供预防和/或治疗肥胖症和其相关共病(co-morbidities)的新机会18。
益生菌
益生微生物已经被定义为“当以适当量施用时对宿主赋予健康益处的活微生物”(FAO/WHO 2002)。
已有记载某些益生细菌菌株可能具有调节与脂肪代谢和胰岛素抵抗有关的一些基因的表达的能力。
WO 2008 083157A2记述了调节体脂和/或体重减轻的方法，所述方法包括改变受试者中FIAF的量或活性，并且同时改变受试者中AMPK多肽的量或活性。该方法可能涉及某些益生菌。
US 2008/0019911A1记述了通过向患者施用血管生成素样蛋白-4(ANGPTL4＝FIAF)多肽来增加胰岛素敏感性的方法。
EP1456351B记述了嗜热链球菌唾液亚种(Streptococcus thermophilusssp.salivarius)(CD8，DSM14667)的纯菌株和其用于预防/治疗胰岛素抵抗或肥胖症的用途。
WO07043933A记述了某些益生菌，优选干酪乳杆菌(Lactobacilluscasei)F19(LMG P-17806)，嗜酸乳杆菌(嗜酸乳杆菌)NCFB 1748，和乳双歧杆菌(Bifidobacterium lactis)Bb12可以同时使用(！)用于控制体重增加，防止肥胖，增加饱食感，延长饱满感，减少食物摄入，减少脂肪沉积，改善能量代谢，增强胰岛素敏感性，治疗肥胖症和治疗胰岛素不敏感。
目前的文献表明发生胰岛素抵抗后面的机制是复杂的和多因素的。其似乎涉及更多的信号传导途径和代谢过程以及一定范围的遗传和环境因素。似乎合理的是，需要涉及更多种此类信号传导途径和/或代谢过程的多方位干预来获得对该疾病的有效治疗。
然而就我们所知，还没有报道有能够调节与饮食诱导的胰岛素抵抗有关的支配因子中的数种的益生细菌。
发明内容
本发明涉及益生的嗜酸乳杆菌(Lactobacillius acidophilus)和/或所述菌株的一部分和/或代谢物用于在哺乳动物中改善或预防饮食诱导的胰岛素抵抗的用途。令发明人惊奇的是，包含益生的嗜酸乳杆菌LA-5株(DSM13241)的组合物能够上调肠中编码FIAF的ANGPTL4基因的表达，还能够下调肠中Elovl6基因的表达以及下调哺乳动物的骨骼肌中SCD1基因的表达。ANGPTL4、Elovl6以及SCD1编码与饮食诱导的胰岛素抵抗的发生强烈相关的酶，并且数据使得下面的结论变得非常合理：LA-5协同地诱导ANGPTL4基因的表达增加以及Elovl6和SCD1基因两者的表达减少将改善、预防或甚至治疗该疾病。
本发明进一步的方面是根据本发明的包含LA-5菌株和/或所述菌株的一部分和/或代谢物的组合物用于制备用于哺乳动物的体重管理的组合物的用途。
一个特别令人感兴趣的方面是根据本发明的包含所述菌株和/或所述菌株的一部分和/或代谢物的组合物制备用于治疗超重或肥胖症的药物的用途。众所周知肥胖(BMI≥30)以及超重(即BMI 25-30)可能具有重要的医学意义(medical implication)，并且肥胖以及超重个体可能受益于体重减轻。然而，甚至正常体重或接近正常体重个体(即，BMI 18.5-24.9)可能有兴趣为美容的原因保持或努力争取最适体重，而他们并不存在由于超重引起的医学意义。因此，本发明的一个额外的方面是根据本发明的包含所述菌株和/或所述菌株的一部分和/或代谢物的组合物在美容方法中的用途，所述美容方法用于在身体质量指数(BMI)小于25的非肥胖、非超重受试者中减少体重，所述方法包括提供包含动物双歧杆菌乳酸亚种(Bifidobacterium animalis subsp.lactis)和/或嗜酸乳杆菌(Lactobacillusacidophilus)的至少一种菌株和/或所述菌株的一部分和/或所述菌株的代谢物的组合物，其中所述组合物的特征在于上调肠中编码FIAF的ANGPTL4基因的表达，下调肠中Elovl6基因的表达以及下调哺乳动物的骨骼肌中SCD1基因的表达。
根据本发明的包含所述菌株和/或所述菌株的一部分和/或代谢物的组合物可以以液体和固体剂型两种形式配制。在后一种情况下，产品可以制成粉末并形成片剂、颗粒剂或胶囊或简单地与其他食物成分混合形成功能食品。因此在一个方面，根据本发明的包含所述菌株和/或所述菌株的一部分和/或代谢物的组合物用于制备预期改善或预防哺乳动物的饮食诱导的胰岛素抵抗的食品或饲料。
定义
在讨论本发明的详细实施方案之前，提供与本发明的各个主要方面相关的特殊术语的定义。
短语“饮食诱导的胰岛素抵抗”是指其中正常量的胰岛素不足以从脂肪、肌肉和肝细胞产生正常的胰岛素反应。胰岛素抵抗也已经被任意地定义为每天需要200以上单位的胰岛素来达到血糖控制并防止酮病。“饮食诱导的”表明该病症是由高饱和脂肪和碳水化合物的饮食诱导的。
胰岛素抵抗的综合征实际上构成了广泛的临床分型(clinicalspectrum)，其包括肥胖症、葡萄糖耐受不良、糖尿病和代谢综合征，以及极度胰岛素抵抗状态(extreme insulin-resistant state)。这些病症中的许多与多种内分泌、代谢和遗传状态有关。这些综合征还可能与免疫学疾病有关并且可能显示不同的表型特性。
短语“与超重和/或肥胖症有关的危险因子”是指在超重和/或肥胖症的发展中起负面作用的许多生化因子中的一种或多种因子。一组特别感兴趣的此类危险因子是所谓的FIAF分子、多肽或激素。术语“FIAF”是指还已知为“禁食诱导的脂肪细胞因子”或“血管生成素样蛋白4”的激素，其是直接参与调节葡萄糖稳态、脂质代谢和胰岛素敏感性的血清激素，并且其还充当血管内皮细胞的凋亡存活因子。其编码的激素可能在几种癌症中具有一定作用，并且其已经显示能通过抑制血管活性以及肿瘤细胞运动性和侵袭性来阻止转移过程。此蛋白的表达减少与小鼠中的2型糖尿病和体重增加有关。
当在本文中使用时，术语“BMI”表示身体质量指数。BMI是依照身高按比例变化的人的体重的量度。其定义为个体的体重除以其身高的平方(体重以千克测量，身高以米测量)。在医学中通用的该公式产生kg/m2的测量单位。依照美国卫生部(US Department of Health & Human Services)，BMI低于18.5表示体重过轻，18.5-24.9表示正常体重，25-29.9为超重，且BMI为30以上表示肥胖。应该注意不仅肥胖而且超重(BMI 25-29.9)均增加成人死亡的风险20。因此，超重不仅由于美容适应证而且因为其医学意义而具有相关性。
短语“与超重和/或肥胖症有关的危险因子”是指在超重和/或肥胖症的发展中起负面作用的许多生化因子中的一种或多种因子。一组特别感兴趣的此类危险因子是所谓的“饱食标志物”。术语“饱食标志物”是指参与饱食的信号传导和对饱食的反应中的肽或激素(包括编码所述肽/激素的基因)，在所述因子的水平增加时对动物提供饱食感并且因此导致食物摄入减少。GLP-1、GLP-2、胃泌酸调节素和胰高血糖素样肽，以及PYY是此类肽信号分子的实例。
短语“益生菌(probiotics)或益生菌种(probioticum)”是指包含益生微生物的组合物。益生细菌被定义为对宿主的健康和福利具有有益作用的微生物细胞。益生微生物已经被定义为“当以适当量施用时对宿主赋予健康益处的活微生物”(FAO/WHO 2002)。
短语“益生物质(prebiotic)”是指增加肠中益生细菌数目的组合物或组合物的组分。因此，益生物质是指在结肠中被固有细菌特异性发酵的任何无生命的食物成分，所述固有细菌被认为具有有益的价值，例如，双歧杆菌和乳杆菌。益生菌株与一种或多种益生化合物的联合施用可以增强施用的益生菌在体内的生长，导致更突出的健康益处，并且被命名为synbiotic。
附图说明
图1.全部体脂含量(双能X线吸收法)，以及无菌小鼠(GF)和常规小鼠(CONV)的食物消耗量。数据来自等，20042。
图2.微生物菌群对脂肪细胞中甘油三酯储存的作用。群居抑制肠FIAF表达，导致增加的LPL活性，增加的LPL活性增加脂肪细胞的甘油三酯储存。
图3.动物双歧杆菌乳酸亚种BB-12和嗜酸乳杆菌LA-5对脂肪细胞中甘油三酯储存的作用。BB-12或LA-5的群居改善了微生物菌群对肠FIAF表达的抑制，并减少LPL活性和脂肪细胞的甘油三酯储存。
图4：ELOVL6在猪回肠中的表达。ELOVL6表达通过Q-PCR对从回肠样品中提取的RNA进行定量。对照组(crtl)的平均值设为1.0(组中7头猪)。Bb12：动物双歧杆菌乳酸亚种(Bifidobacterium animalis subsp.lactis)BB-12
株(DSM15954)(7头猪)；LA-5：嗜酸乳杆菌(Lactobacillusacidophilus)LA-5株(DSM13241)(6头猪)；CRL431：类干酪乳杆菌类干酪亚种CRL431株，(ATCC 55544)(5头猪)。
图5.SCD-1在骨骼肌中的表达。SCD-1表达通过Q-PCR对从粘膜样品中提取的RNA进行定量。对照组(crtl)的平均值设为1.0(组中7头猪)。Bb12：动物双歧杆菌乳酸亚种BB-12
株(DSM15954)(7头猪)；LA-5：嗜酸乳杆菌LA-5株(DSM13241)(6头猪)；CRL431：类干酪乳杆菌类干酪亚种CRL431株(ATCC 55544)(5头猪)。
图6.通过Q-PCR测定猪肠组织中ANGPTL4的标准化表达。未处理的对照猪(crtl)中的ANGPTL4表达设为1，并且测定BB-12(动物双歧杆菌乳酸亚种BB-12
株(DSM15954))和LA-5(嗜酸乳杆菌LA-5株(DSM13241))处理的猪中相对于对照的倍数变化。空肠(SI25)A；回肠(SI75)B；结肠C.*P＜0.05；**P＜0.01；t-检验。
具体实施方式
本发明涉及益生的嗜酸乳杆菌LA-5株和其突变体和变异体改变脂肪酸代谢中的关键组分的用途，所述关键组分与哺乳动物中饮食诱导的胰岛素抵抗的发生有关。令发明人惊讶的是，包含某些活的益生嗜酸乳杆菌LA-5细菌的组合物能够特异性地强化三种基因，ANGPTL4基因、Elovl6基因和SCD1基因的表达，其方式使得下面的结论变得非常合理：嗜酸乳杆菌LA-5可以改善、预防或甚至治疗饮食诱导的胰岛素抵抗和与其相关的疾病。
菌株嗜酸乳杆菌LA-5株(DSM13241)依照国际承认用于专利程序的微生物保存布达佩斯条约于2003年9月30日保藏在DSMZ(DeutscheSammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH)，登记号为DSM13241。LA-5株商购自Chr.Hansen A/S，10-12 Boege Alle，DK-2970Hoersholm，Denmark。
如实施例1中所示，益生的嗜酸乳杆菌LA-5(DSM13241)特别有效地减少ELOVL6基因的表达。在此实验中，将小猪以两周的处理期进行处理。然后处死小猪并对组织取样。样品如实施例中所述进行基因表达的Q-PCR分析。
如实施例2中进一步所示，嗜酸乳杆菌LA-5(DSM13241)也特别有效地下调ELOVL6延长酶和硬脂酰基-CoA脱氢酶(SCD，还已知为SCD1；EC 1.14.19.1)的表达。两者均是与单不饱和脂肪酸的生物合成相关的关键酶(Samulin 2009)。
最后，实施例3记述了嗜酸乳杆菌LA-5细菌能够诱导ANGPTL4(＝FIAF)基因的表达，尤其是在哺乳动物的小肠远段部分和结肠中。
考虑直接来源于嗜酸乳杆菌LA-5(DSM13241)的菌株有可能保留其益生特性。因此，本发明的一个优选实施方案是嗜酸乳杆菌LA-5株(DSM13241)的突变株的用途，其中所述突变株通过使用DSM13241获得，并且其中所述突变株已经保留了或进一步提高了上调ANGPTL4基因的表达的能力，或/和进一步提高了下调肠中Elovl6基因的表达的能力，或/和进一步提高了下调哺乳动物的骨骼肌中SCD1基因的表达的能力。
这些数据表明根据图3中显示的模型，经口摄入嗜酸乳杆菌LA-5将通过它们上调肠ANGPTL4表达来减少脂肪细胞对甘油三酯的积累。此外，硬脂酰基-CoA脱氢酶-1(SCD1)基因表达的减少似乎导致脂肪酸氧化增加并且与代谢综合征的进展负相关。最近的一份adds报告提示在脂肪细胞发育生成脂肪时ELOVL6的水平增加21，似乎很显然ANGPTL4表达的上调以及SCD1和ELOVL6表达的下调代表了一种富有成效的策略，该策略减少组织中的脂质积累，其目的是除了饮食诱导的胰岛素抵抗以外治疗或预防肥胖症和肥胖症相关的病症。
不希望受理论的约束，可观察到不仅活的嗜酸乳杆菌细菌而且所述细菌的一部分或甚至所述菌株的代谢物均可以用于制备施用于哺乳动物以调节哺乳动物中Elovl6、SCD1和ANGPTL4基因的表达的组合物。
肥胖是发生多种疾病和症状的主要危险因素。依照内分泌学会(Endocrine Society)或激素基金会(HormoneFoundation)(http://www.obesityinamerica.org)，超重和肥胖的人发生下列病症的风险增加：心血管疾病(例如，动脉粥样硬化、高血压、中风、充血性心力衰竭、心绞痛)、2型糖尿病、肥胖症相关的通气不足、背部和关节问题、非酒精性脂肪性肝病、胃食管反流病、生育力下降、甲状腺功能减退、血脂异常、高胰岛素血症、胆囊炎、胆石症、骨关节炎、痛风、睡眠呼吸暂停和其他呼吸系统问题、多囊卵巢综合征(PCOS)、妊娠并发症、心理障碍、尿酸性肾结石(肾脏结石)、压力性尿失禁以及某些癌症(例如，肾脏、子宫内膜、乳腺、结肠和直肠、食管、前列腺和胆囊的癌症)的发生率增加。
因此，本发明的另一个实施方案是嗜酸乳杆菌LA-5和/或LA-5的突变体和/或所述菌株的一部分和/或代谢物用于制备用于预防和/或治疗上面提及的任一种疾病或病症的组合物或药物的用途。
许多益生菌用于制造食品或饲料产品；因此本发明的更重要的方面是提供包含嗜酸乳杆菌LA-5株(DSM13241)和/或所述菌株的一部分和/或代谢物的人或动物食品或饲料组合物，所述人或动物食品或饲料组合物用于控制或稳定哺乳动物的体重增加。此类食品或饲料经常称作功能食品或饲料。
当制备此类食品或饲料产品时，生产商通常利用所谓的起子培养物，所述起子培养物是用来加工食品和饲料产品的培养物。起子培养物广泛用于乳制品工业。通常起子培养物对多种食品或饲料产品施加特殊的特征。一个已经明确的事实是稠度、质地、身体感觉和口感与用来制备食品或饲料的起子培养物的EPS产生强烈相关。
本发明还涉及一种制造食品或饲料产品的方法，所述方法包括向食品或饲料产品起始材料中添加包含嗜酸乳杆菌LA-5株(DSM13241)或其突变株的起子培养组合物，并将由此接种的起始材料保持在所述乳酸菌有代谢活性的条件下，从而获得用于控制或稳定哺乳动物的体重增加的食品或饲料产品。
短语“益生物质”是指增加肠中益生细菌的数目的组合物或组合物的组分。因此，益生物质是指在结肠中被固有细菌特异性发酵的任何无生命的食物成分，所述固有细菌被认为具有有益的价值，例如，双歧杆菌和乳杆菌。益生的LA-5株与一种或多种益生化合物的联合施用可以增强施用的益生菌在体内的生长，导致更突出的健康益处。因此本发明一个进一步的实施方案是根据本发明的包含活益生细菌的组合物与至少一种益生物质组合的用途。特别优选的实施方案中，所述益生物质选自下列的组：菊糖、反式低聚半乳糖(transgalactooligosaccharide)、低聚帕拉金糖(palantinoseoligosaccharide)、大豆低聚糖、低聚龙胆糖(gentiooligosaccharide)、低聚木糖(oxylooligomers)、非降解性淀粉、乳蔗糖(lactosaccharose)；乳果糖、乳糖醇、麦芽糖醇、FOS(低聚果糖)、GOS(低聚乳糖)和聚葡萄糖。
以权利要求的形式体现的本发明
本发明的优选方面和实施方案可以以所谓的权利要求的形式体现。这些权利要求在下面给出。
1.一种包含至少一种益生的嗜酸乳杆菌菌株和/或所述菌株的一部分和/或所述菌株的代谢物的组合物，所述组合物用于改善或预防饮食诱导的胰岛素抵抗，所述组合物的特征在于上调肠中编码FIAF的ANGPTL4基因的表达，下调肠中Elovl6基因的表达以及下调哺乳动物的骨骼肌中SCD1基因的表达。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述菌株选自由嗜酸乳杆菌LA-5株(DSM13241)和其突变株组成的菌株组，其中所述突变株通过使用DSM13241获得，并且其中所述突变株已经保留了或进一步提高了上调ANGPTL4基因的表达的能力，或/和进一步提高了下调肠中Elovl6基因的表达的能力，或/和进一步提高了下调哺乳动物的骨骼肌中SCD1基因的表达的能力。
3.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，所述组合物用于改善、治疗或预防选自由下列各项组成的组的疾病或病症：肥胖症和肥胖症相关的疾病，所述肥胖症相关的疾病由下列疾病组成：肥胖症诱导的胰岛素抵抗、心血管疾病(例如，动脉粥样硬化、高血压、中风、充血性心力衰竭、心绞痛)、1型糖尿病、2型糖尿病、代谢综合征、瘦素抵抗、肥胖症相关的通气不足、背部和关节问题、非酒精性脂肪性肝病、胃食管反流病、生育力下降、甲状腺功能减退、血脂异常、高胰岛素血症、胆囊炎、胆石症、骨关节炎、痛风、睡眠呼吸暂停和其他呼吸系统问题、多囊卵巢综合征(PCOS)、妊娠并发症、心理障碍、尿酸性肾结石(肾脏结石)、压力性尿失禁和某些癌症(例如，肾脏、子宫内膜、乳腺、结肠和直肠、食管、前列腺和胆囊的癌症)。
4.一种用于在身体质量指数(BMI)小于25的非肥胖、非超重受试者中减少体重的美容方法，所述方法包括提供包含益生细菌菌株的至少一种菌株和/或所述菌株的一部分和/或所述菌株的代谢物的组合物，其中所述组合物的特征在于上调肠中编码FIAF的ANGPTL4基因的表达，下调肠中Elovl6基因的表达以及下调哺乳动物的骨骼肌中SCD1基因的表达。
5.一种用于在非肥胖受试者中减少体重的美容方法，所述方法包括提供包含益生细菌菌株的至少一种菌株和/或所述菌株的一部分和/或所述菌株的代谢物的组合物，其中所述组合物的特征在于上调肠中编码FIAF的ANGPTL4基因的表达，下调肠中Elovl6基因的表达以及下调哺乳动物的骨骼肌中SCD1基因的表达。
6.根据权利要求4或5中任一项所述的美容方法，其中所述菌株选自由嗜酸乳杆菌LA-5株(DSM13241)和其突变株组成的菌株组，其中所述突变株通过使用DSM13241获得，并且其中所述突变株已经保留了或进一步提高了上调ANGPTL4基因的表达的能力，或/和进一步提高了下调肠中Elovl6基因的表达的能力，或/和进一步提高了下调哺乳动物的骨骼肌中SCD1基因的表达的能力。
7.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述至少一种菌株和/或一部分和/或代谢物用于制备预期改善或预防哺乳动物的饮食诱导的胰岛素抵抗的食品或饲料。
8.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述至少一种菌株和/或一部分和/或代谢物与至少一种益生物质组合。
9.根据权利要求17所述的组合物，其中所述至少一种菌株和/或一部分和/或代谢物与至少一种益生物质组合，其中所述至少一种益生物质选自由下列各项组成的组：菊糖、反式低聚半乳糖(transgalacto-oligosaccharide)、低聚帕拉金糖、大豆低聚糖、低聚龙胆糖、低聚木糖(oxylooligomers)、非降解性淀粉、乳蔗糖；乳果糖、乳糖醇、麦芽糖醇、FOS(低聚果糖)、GOS(低聚乳糖)和聚葡萄糖。
10.益生细菌菌株的至少一种菌株和/或所述菌株的一部分和/或所述菌株的代谢物用于制备施用于哺乳动物以治疗、改善或预防饮食诱导的胰岛素抵抗的药物的用途，所述组合物的特征在于上调肠中编码FIAF的ANGPTL4基因的表达，下调肠中Elovl6基因的表达以及下调哺乳动物的骨骼肌中SCD1基因的表达。
11.根据权利要求10所述的用途，其中所述菌株选自由嗜酸乳杆菌LA-5株(DSM13241)和其突变株组成的菌株组，其中所述突变株通过使用DSM13241获得，并且其中所述突变株已经保留了或进一步提高了上调ANGPTL4基因的表达的能力，或/和进一步提高了下调肠中Elovl6基因的表达的能力，或/和进一步提高了下调哺乳动物的骨骼肌中SCD1基因的表达的能力。
本发明的实施方案在下面仅作为实施例进行描述。
实施例
实施例1：益生菌株下调猪回肠中的ELOVL6表达
为了研究选择的益生菌株是否调节动物中的回肠ELOVL6表达，仔猪饲以标准饮食，所述饮食包含益生细菌(即，动物双歧杆菌乳酸亚种BB-12
株(DSM15954)、嗜酸乳杆菌LA-5株(DSM13241)和类干酪乳杆菌类干酪亚种CRL431株，(ATCC 55544)。饲以相同的标准饮食但不补充益生细菌的猪作为对照。每组由8头小猪组成。4周断奶时将动物移至畜圈，在畜圈处它们被单独圈养，并且被分配进行相应处理14天。同窝出生仔畜被分配至每种处理。在每种处理中小公猪(barrow)和小母猪(gilt)的数目相同。猪每天喂料两次，接受的饲料量相当于其体重的4％。每天早晨在餐前给予益生菌。
该实验的进行得到了丹麦作物管理局(The Danish Plant Directorate)和丹麦食品、农业和渔业部(The Danish Ministry of Food，Agriculture andFisheries)的批准。
处理14天后，处死猪，取包含小肠全长的75％(即，小肠的回肠或远段部分)的组织样品，并且样品在液氮中速冻。使用对ELOVL6特异的引物通过定量PCR分析进行远段回肠上的基因表达分析。基本上如Kubista等所述进行定量PCR(Q-PCR)分析22。
引物序列为，
ELOVL6-F：5′-CTA GCG AGT TTG CCA GCA C-3′
ELOVL6-R：5′-TCC CTT GCT TCC CTC CTC-3′
如图4中所示，LA-5显著下调回肠ELOVL6表达(p＝0.0057)而两种其他菌株对ELOVL6表达没有显著作用。
实施例2：益生菌株下调猪骨骼肌中的SCD-1表达
为了研究选择的益生菌株是否调节动物中的骨骼肌SCD-1表达，仔猪饲以标准饮食，所述饮食包含益生细菌(即，动物双歧杆菌乳酸亚种BB-12株(DSM15954)、嗜酸乳杆菌LA-5株(DSM13241)和类干酪乳杆菌类干酪亚种CRL431株，(ATCC 55544))，其他处理如实施例1。
处理14天后，处死猪，取包含骨骼肌的组织样品，并将样品在液氮中速冻。使用对SCD-1特异的引物通过定量PCR分析进行远段回肠上的基因表达分析。基本上如Kubista等所述进行定量PCR分析22。
引物序列为，
SCD1-F：5′-GGG ATA CAG CTC CCC TCA TAG-3′
SCD1-R：5′-AGT TCC GAT GTC TCA AAA TGC-3′
如图5中所示，LA-5将骨骼肌SCD-1表达下调达未处理猪的水平的大致一半。这与对CRL-431所观察到的下调相当。相反，Bb-12和BbD(灭活的，死亡的Bb-12)与未处理猪相比似乎上调肌肉SCD-1达100％(对于Bb-12)。
实施例3：益生菌株上调猪的空肠、回肠和结肠中的ANGPTL4表达
为了研究选择的益生菌株是否调节动物中的肠ANGPTL4表达，仔猪饲以标准饮食，所述饮食包含益生细菌，即，动物双歧杆菌乳酸亚种BB-12
株(DSM15954)或嗜酸乳杆菌LA-5株(DSM13241)，其他处理如实施例1。
处理14天后，处死猪，取包含小肠全长的25％和75％(即，小肠的近段部分和远段部分)以及结肠的组织样品，并且样品在液氮中速冻。使用对GCG特异的引物通过定量PCR分析进行肠样品上的基因表达分析。基本上如Kubista等所述进行定量PCR分析22。
引物序列为，
ANGPTL4-F：5′-TCG ATG GCA GAT TCA GTC AC-3′
ANGPTL4-R：5′-CCT GGG CCC TAC AGA AGT C-3′
如图6中所示，与对照饲养动物相比，BB-12和LA-5显著地上调猪肠中的ANGPTL4表达。
实施例4：益生菌对体重或胰岛素抵抗的作用
为了研究根据本发明的组合物的作用，可以使用下列的步骤。
本研究是双盲的、安慰剂做对照的、随机化的平行研究。
对于对照组，施用安慰剂剂量。对于有效成分组，施用10exp9-10exp10剂量的益生菌。
为了测量对体重减轻的作用，在6个月期间每天用药一次，紧接着测量体重。体重减轻表明根据本发明的组合物的有效性。
为了测量对胰岛素抵抗的作用，在1个月期间每天用药一次，紧接着测量糖基化血红蛋白、禁食葡萄糖或胰岛素的水平，并计HOMA指数。
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23.FAO/WHO(2002)Joint FAO/WHO Expert Consultation onEvaluation of Health and Nutritional Properties of Probiotics in FoodIncluding Powder Milk with Live Lactic Acid Bacteria(关于益生菌在包括含有活乳酸菌的奶粉的食品中的健康和营养性质的评价的专家评审会)，October 2001(ftp://ftp.fao.org/docrep/fao/meeting/009/y6398e.pdf)
Claims (8)
1.一种包含至少一种益生的嗜酸乳杆菌(lactobacillius acidophilus)菌株和/或所述菌株的一部分和/或所述菌株的代谢物的组合物，所述组合物用于改善或预防饮食诱导的胰岛素抵抗，所述组合物的特征在于上调肠中编码FIAF的ANGPTL4基因的表达，下调肠中Elovl6基因的表达以及下调哺乳动物的骨骼肌中SCD1基因的表达，并且其中该益生菌株选自由嗜酸乳杆菌LA-5株(DSM13241)和其突变株组成的菌株组，其中所述突变株通过使用DSM13241获得，并且其中所述突变株已经保留了或进一步提高了上调ANGPTL4基因的表达的能力，或/和进一步提高了下调肠中Elovl6基因的表达的能力，或/和进一步提高了下调所述哺乳动物的骨骼肌中SCD1基因的表达的能力。
2.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，所述组合物用于改善、治疗或预防选自由下列各项组成的组的疾病或病症：肥胖症和肥胖症相关的疾病，所述肥胖症相关的疾病由下列疾病组成：肥胖症诱导的胰岛素抵抗、心血管疾病(例如，动脉粥样硬化、高血压、中风、充血性心力衰竭、心绞痛)、1型糖尿病、2型糖尿病、代谢综合征、瘦素抵抗、肥胖症相关的通气不足、背部和关节问题、非酒精性脂肪性肝病、胃食管反流病、生育力下降、甲状腺功能减退、血脂异常、高胰岛素血症、胆囊炎、胆石症、骨关节炎、痛风、睡眠呼吸暂停和其他呼吸系统问题、多囊卵巢综合征(PCOS)、妊娠并发症、心理障碍、尿酸性肾结石(肾脏结石)、压力性尿失禁和某些癌症(例如，肾脏、子宫内膜、乳腺、结肠和直肠、食管、前列腺和胆囊的癌症)。
3.一种用于在身体质量指数(BMI)小于25的非肥胖、非超重受试者中减少体重的美容方法，所述方法包括提供包含益生的嗜酸乳杆菌的至少一种菌株和/或所述菌株的一部分和/或所述菌株的代谢物的组合物，其中所述组合物的特征在于上调肠中编码FIAF的ANGPTL4基因的表达，下调肠中Elovl6基因的表达以及下调哺乳动物的骨骼肌中SCD1基因的表达，并且其中该益生菌株选自由嗜酸乳杆菌LA-5株(DSM13241)和其突变株组成的菌株组，其中所述突变株通过使用DSM13241获得，并且其中所述突变株已经保留了或进一步提高了上调ANGPTL4基因的表达的能力，或/和进一步提高了下调肠中Elovl6基因的表达的能力，或/和进一步提高了下调所述哺乳动物的骨骼肌中SCD1基因的表达的能力。
4.一种用于在非肥胖受试者中减少体重的美容方法，所述方法包括提供包含益生的嗜酸乳杆菌的至少一种菌株和/或所述菌株的一部分和/或所述菌株的代谢物的组合物，其中所述组合物的特征在于上调肠中编码FIAF的ANGPTL4基因的表达，下调肠中Elovl6基因的表达以及下调哺乳动物的骨骼肌中SCD1基因的表达，并且其中该益生菌株选自由嗜酸乳杆菌LA-5株(DSM13241)和其突变株组成的菌株组，其中所述突变株通过使用DSM13241获得，并且其中所述突变株已经保留了或进一步提高了上调ANGPTL4基因的表达的能力，或/和进一步提高了下调肠中Elovl6基因的表达的能力，或/和进一步提高了下调所述哺乳动物的骨骼肌中SCD1基因的表达的能力。
5.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述至少一种菌株和/或一部分和/或代谢物用于制备预期改善或预防哺乳动物的饮食诱导的胰岛素抵抗的食品或饲料。
6.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述至少一种菌株和/或一部分和/或代谢物与至少一种益生物质组合。
7.根据权利要求6所述的组合物，其中所述至少一种菌株和/或一部分和/或代谢物与至少一种益生物质组合，其中所述至少一种益生物质选自由下列各项组成的组：菊糖、反式低聚半乳糖、低聚帕拉金糖、大豆低聚糖、低聚龙胆糖、低聚木糖、非降解性淀粉、乳蔗糖；乳果糖、乳糖醇、麦芽糖醇、FOS(低聚果糖)、GOS(低聚乳糖)和聚葡萄糖。
8.益生的嗜酸乳杆菌的至少一种菌株和/或所述菌株的一部分和/或所述菌株的代谢物用于制备施用于哺乳动物以治疗、改善或预防饮食诱导的胰岛素抵抗的药物的用途，所述组合物的特征在于上调肠中编码FIAF的ANGPTL4基因的表达，下调肠中Elovl6基因的表达以及下调哺乳动物的骨骼肌中SCD1基因的表达，并且其中该益生菌株选自由嗜酸乳杆菌LA-5株(DSM13241)和其突变株组成的菌株组，其中所述突变株用DSM13241获得，并且其中所述突变株已经保留了或进一步提高了上调ANGPTL4基因的表达的能力，或/和进一步提高了下调肠中Elovl6基因的表达的能力，或/和进一步提高了下调所述哺乳动物的骨骼肌中SCD1基因的表达的能力。
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