CN105497078A - 新颖的鼠李糖乳杆菌菌株及其用于抑制黄嘌呤氧化酶及治疗痛风的代谢产物 - Google Patents

新颖的鼠李糖乳杆菌菌株及其用于抑制黄嘌呤氧化酶及治疗痛风的代谢产物 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种用于抑制黄嘌呤氧化酶及用于降低尿酸水平的方法,该方法使用一种在培养基中培养鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus?rhamnosus)所获得的组合物。本发明还公开一种用于降低个体中的尿酸水平的组合物,其包括鼠李糖乳杆菌代谢产物;以及公开一种上述组合物的制备方法。

Description

新颖的鼠李糖乳杆菌菌株及其用于抑制黄嘌呤氧化酶及治疗痛风的代谢产物
技术领域
相关申请案的交叉引用
本申请要求于2014年8月22日所提出的美国临时申请NO62/040616号的权益。该申请案的内容在此整体引用作为参考。
本发明涉及利用乳酸菌及其发酵代谢产物抑制黄嘌呤氧化酶活性技术领域。
背景技术
尿酸是体内嘌呤代谢作用的最终产物。血中的高尿酸水平导致尿酸结晶的形成,其沉积在关节、肾脏及其它器官。当血中尿酸浓度高于7毫克/分升时,即视为高尿酸血症。
高尿酸血症是一种常见的代谢病症,它与痛风、高血压、心血管疾病、糖尿病及肾脏疾病相关联。据1993年至2008年在台湾进行的一项流行病学调查显示,患有高尿酸血症的男性与女性病患的百分比分别为21.6%与9.57%。
黄嘌呤氧化酶是尿酸合成作用中的关键酶。因此,抑制黄嘌呤氧化酶活性可减少尿酸的产生。诚然,黄嘌呤氧化酶抑制剂亦即尿酸酶可有效降低血中的尿酸浓度。但尿酸酶并不是存在于人体内的一种酶。其通常以重组型哺乳动物蛋白的形式分离出来,通过静脉注射的方式给药。因此,其生产成本可能昂贵,在给药上也可能困难。
异嘌呤醇也是一种黄嘌呤氧化酶抑制剂。临床上用该化合物来降低血清尿酸水平。然而,异嘌呤醇具有副作用,如过敏反应、胃肠不适、白血球减少症、血小板减少症、肝炎、肾病及6-巯嘌呤中毒等,在上述的某些情况下甚至可能导致死亡。
鉴于目前高尿酸血症疗法的缺点,许多生物制药公司将重心放在开发新的降尿酸剂上。例如,Izumida等人(J.Antibiotics,第50期第916-918页)指出已从海洋细菌橙黄农杆菌(Agrobacteriumaurantiacum)分离出可降低尿酸水平的化合物,其名称为羟阿卡酮(hydroxyakalone)。
其它微生物物种也表现出降尿酸能力,其包含发酵乳杆菌(Lactobacillusfermentum)、戊糖乳杆菌(Lactobacilluspentosus)、加氏乳杆菌(Lactobacillusgasseri)、口腔乳杆菌(Lactobacillusoris)、长双歧杆菌(Bifidobacteriumlongum)、以及酿酒酵母菌(Saccharomycescerevisiae)的之菌株。具体参见美国专利申请案公开号2010/0316618、2011/0014168及2013/0330299;以及欧洲专利申请案公开号2457576及1649863。
目前研发容易生产、给药安全、来自天然来源的新颖黄嘌呤氧化酶抑制剂仍然有不少需求。
发明内容
为了实现上述目的,本发明提供一种由乳酸菌所制备的黄嘌呤氧化酶抑制剂。
本发明也提供一种用于抑制黄嘌玲氧化酶的方法。该方法包括下列步骤:在培养基中培养鼠李糖乳杆菌(Lactobacillusrhamnosus)形成一种组合物,以及将黄嘌呤氧化酶与组合物接触的步骤。
本发明还公开一种用于降低个体的尿酸水平的方法,该方法包括在培养基中培养鼠李糖乳杆菌以形成一种组合物,以及将该组合物给药于具有升高的尿酸水平的受试者的步骤。给药量能有效降低尿酸水平。
在本发明范围内还公开一种用于降低个体的尿酸水平的组合物的制备方法。该方法将鼠李糖乳杆菌接种到培养基,并在培养基中培养鼠李糖乳杆菌,从而得到组合物。
本发明进一步公开一种用于降低个体的尿酸水平的组合物。该组合物包括鼠李糖乳杆菌的代谢产物。
本发明的一个或多个实施方案的细节阐述于本说明书和以下的实施例中。发明的其他特征,目的和有益效果能从几个实施例的详细描述以及权利要求书中毫无疑问的得出。本文引用的所有出版物和专利文献都以整体引用的形式并入,作为参考资料。
具体实施方式
如上面所述,本发明公开了一种通过施用含有鼠李糖乳杆菌的组合物来降低个体的尿酸水平的方法。在一个具体的实施方案中,鼠李糖乳杆菌是鼠李糖乳杆菌I21,其保藏登记号为DSM28876。
在一个实施方案中,受试者是高尿酸血症。在另一个实施方案中,受试者患有痛风。
如上文所述的方法包括在培养基中培养鼠李糖乳杆菌形成组合物的步驟。所述培养基可以是,但不限于MRS肉汤培养基、牛奶及果汁。在具体的实施方案中,所述培养基是葡萄汁、芒果汁或柳橙汁。在一具体的实施方案中,该方法包括在培养后同时在施用该组合物前从上述培养基中移除鼠李糖乳杆菌的步驟。
上述的组合物可以通过局部或全身给药,其途径包括但不限于肌内,皮内,静脉内,皮下,腹膜内,鼻内,口服,粘膜,和外部。
根据给药途径,该组合物可以配制成各种形式,例如,该组合物可以是液体溶液、悬浮液、乳剂,糖浆,片剂,丸剂,胶囊,缓释制剂,粉末、颗粒,安瓿,注射剂,输液,试剂盒,软膏,洗剂,擦剂,乳膏,或它们的组合。该组合物可以进行灭菌或与药学上可接受的载体或赋形剂混合。
本文用的术语“载体”或“赋形剂”指任何物质,其本身并不是治疗剂,其是作为一种载体、稀释剂、佐剂或工具,(i)用于递送治疗剂至一个体,(ii)用于添加至制剂中以改良其操作或储存特性,及/或(iii)促进单位剂量组合物形成能分立的物质,例如适合于供口服给药的胶囊或片剂。
适合在制备药学制剂或食品的领域中的载体或赋形剂是公知的。作为示例而非限制,载体或赋形剂可包括缓冲剂、稀释剂、崩解剂、结合剂(bindingagent)、粘合剂(adhesive)、润湿剂、聚合物、润滑剂、助流剂(glidant)、添加以隐藏或抵消一不愉快之味道或气味的物质、香料(flavors)、染料、芳香剂、以及添加以改善该组合物的外观的物质。
可接受的载体或赋形剂包括柠檬酸盐缓冲液、磷酸盐缓冲液、乙酸盐缓冲液、碳酸氢盐缓冲液、硬脂酸、硬脂酸镁、氧化镁、磷酸和硫酸的钠盐及钙盐、碳酸镁、滑石、明胶、阿拉伯树胶、藻酸钠、果胶、糊精、甘露糖醇、山梨糖醇、乳糖、蔗糖、淀粉、纤维素材料(例如烷酸纤维素酯和纤维素烷基酯)、低熔点蜡可可脂、氨基酸、尿素、醇类、抗坏血酸、磷脂、蛋白质(例如血清白蛋白)、乙二胺四乙酸(EDTA)、二甲亚砜(DMSO)、氯化钠或者其他盐类、脂质体、甘露糖醇、山梨糖醇、甘油、聚合物(例如聚乙烯吡咯啶酮、聚乙烯醇及聚乙二醇),以及其它药学上可接受的材料。该载体不会破坏治疗剂的药学活性,且当施用足够递送一治疗量的药剂的剂量时是无毒性的。
组合物的给药量是对降低受试对象的尿酸水平有效的用量。本领域娴熟的技术人员很容易通过,例如计算受试对象血液中尿酸浓度的变化确定有效用量。
上述用于抑制黃嘌呤氧化酶的方法包括在培养基中培养鼠李糖乳杆菌形成组合物的步骤。在一个较佳的实施方案中,该鼠李糖乳杆菌是鼠李糖乳杆菌I21,其保藏登记号为DSM28876。
上述培养基可以是,但不限于MRS肉汤培养基、牛奶及果汁。在一个具体的实施方案中,该培养基是葡萄汁、芒果汁或柳橙汁。在一个具体的实施方案中,上述方法包括将组合物冷冻干燥形成粉末的步骤。
上述用于抑制黃嘌呤氧化酶的方法还包括将黄嘌呤氧化酶和上述组合物接触的步骤。在一个实施方案中,该接触步骤可在体外进行。例如,将黄嘌呤氧化酶制剂和组合物仪器放置在容器中。在一个具体的实施方案中,接触步骤通过具有黄嘌呤氧化酶的受试者口服组合物实现。
上面概述的是一种用于降低个体的尿酸水平的组合物的制备方法。组合物通过先在培养基上接种鼠李糖乳杆菌制备。在一个具体的实施方案中,该鼠李糖乳杆菌是鼠李糖乳杆菌I21,其保藏登记号为DSM28876。
上述用于接种鼠李糖乳杆菌的培养基可以是,但不限于MRS肉汤培养基、牛奶及果汁。在某些实施方案中,该培养基是葡萄汁、芒果汁或柳橙汁。
将鼠李糖乳杆菌接种到培养基后进行培养,得到用于降低个体的尿酸水平的组合物。培养步骤可以在37℃温度下进行。此外,培养步骤可在兼性厌氧条件下进行。在一个实施方案中,培养时间为2天。
通过在培养基中培养鼠李糖乳杆菌而获得的组合物可通过下列方法灭菌,其包括但不限于巴氏灭菌、辐射、高压灭菌或过滤。例如,组合物可通过一个0.2μm的过滤器进行过滤杀菌、在一个具体的优选的实施方案中,杀菌的液体培养基首先经过滤和离心以除去细菌,然后再浓缩。
用于降低个体的尿酸水平的组合物的制备方法可包括从组合物中去除鼠李糖乳杆菌的步骤。鼠李糖乳杆菌在被去除之前,具有1x108至1x109个细胞/ml的细胞密度。在一个优选的实施方案中,在鼠李糖乳杆菌去除之前,鼠李糖乳杆菌的细胞密度为1×109个细胞/ml。
在其他实施方案中,上述方法包括冷冻干燥组合物形成粉末的步骤。
如上述用于降低个体的尿酸水平的组合物包括鼠李糖乳杆菌的代谢产物。代谢产物是一种黄嘌呤氧化酶活性的抑制剂。在一个具体的实施方案中,该代谢产物可以是保藏登记号为DSM28876的鼠李糖乳杆菌I21的代谢产物。
在一个实施方案中,组合物可以是鼠李糖乳杆菌粉末。在另一个替代实施方案中,组合物中没有鼠李糖乳杆菌。
在另一个实施方案中,除了鼠李糖乳杆菌的代谢产物之外,组合物可包括益生微生物,其包括但不限于,乳杆菌属菌株(Lactobacillusspp.)、双歧杆菌属菌株(Bifidobacteriumspp.)以及酵母属菌株(Saccharomycesspp.)。例如,发酵乳杆菌、戊糖乳杆菌、加氏乳杆菌、口腔乳杆菌、长双岐杆菌以及酿酒酵母菌中的一种或多种可被包括在该组合物中。
该组合物还可以含有一种或多种食品成分,例如着色剂,酸度调节剂,抗结块剂,抗氧化剂,填充剂,载体,乳化剂,增味剂,上光剂,防腐剂,稳定剂,甜味剂,增稠剂,营养添加剂和调味剂。
在又一实施例中,如上所述,组合物包括药学上可接受的赋形剂。
组合物也可以是食品。例如,该组合物可以是酸奶,饮料,冰淇淋或奶酪。
无需进一步详细说明,我们认为本领域的技术人员可以根据本文的公开内容,将本发明利用至最大限度。因此,以下的具体实施例应理解为说明专利之用,不能以此限定其公开保护范围。
实施例
实施例1:乳酸菌产生的黄嘌呤氧化酶抑制活性
将34株乳酸菌菌株分别接种到MRS平板上,并在37℃培养3天。细菌菌株从健康婴儿粪便,牛粪,乳固体,培根,腐乳,植物园土壤,泡菜,酸菜中分离。用1μl无菌接种环从平板中刮下细菌,接种到10mlMRS肉汤培养基中,并在37℃下兼性厌氧条件下培养1天,得到接种物。该接种物随后被加入到1%(v/v)MRS肉汤培养基中,37℃下兼性厌氧条件培养1天。将培养基离心,收集上清液用于黄嘌呤氧化酶抑制活性的分析。
黄嘌呤氧化酶抑制活性的测定方法如下。首先,在96孔板中的每个孔中加入菌株的培养基10μl。然后,加入150μl的50mMPBS缓冲液及80μl的150mM黄嘌呤。在每个孔中加入10μl的黄嘌呤氧化酶(0.1U)之前,在290nm下测定一初始吸收值(OD之前)。在25℃下培养35分钟后,再次测量其在290nm下的吸收值(OD之后)。每个样本的黄嘌呤氧化酶抑制活性(XOI)依据下列公式来计算:
结果如以下表1所示。在所测试的34株乳酸菌菌株中,有2株菌株[即,菌株I21及菌株F73(以斜体字显示)]抑制黄嘌呤氧化酶活性超过40%。
表1.乳酸菌菌株的黃嘌呤氧化酶抑制活性
a数值以黄嘌呤氧化酶活性的抑制百分比来表示
实施例2:黄嘌呤氧化酶活性抑制的HPLC分析
将乳酸菌菌株F73及I21接种至MRS平板上,并在37℃温度下培养3天。用1μl无菌接种环从平板中刮下细菌,接种到10mlMRS肉汤培养基中,并在37℃下培养1天,制备得到接种物。该接种物随后被加入到MRS肉汤培养基中,并于37℃下培养7天。样本分别在第1天、第2天及第7天从培养中移出、离心,收集上清液用于黄嘌呤氧化酶抑制活性的分析。
在反应管中,先将880μl的黄嘌呤(50μg/ml,配于100mmol/LPBS中)及40μl的50mmol/LPBS或40μl的培养上清液进行预混合,之后加入80μl的黄嘌呤氧化酶(0.1U)引发反应。在30℃下培养30分钟后,加入等体积的无水乙醇终止反应。终止后的反应物透过0.25μm的膜过滤器过滤,黄嘌呤的含量通过HPLC分析。样本的黄嘌呤氧化酶抑制活性依据下列公式来计算:
结果如下表2所述。
表2.黄嘌呤氧化酶的抑制活性
菌株 1天a 2天 7天
I21 26.74b 27.39 24.63
F73 14.95 17.23 23.55
a样本在该培养天数被移出
b数值是以黄嘌呤氧化酶的抑制活性百分比来表示
结果表明,乳酸菌菌株I21的黄嘌呤氧化酶抑制活性高于菌株F73。值得注意的是,菌株I21的黄嘌呤氧化酶抑制活性在发酵1天后达到最大值。延长菌株I21的培养时间到7天,不会增加黄嘌呤氧化酶抑制活性。
实施例3:乳酸菌菌株I21的鉴定
乳酸菌菌株I21分离自健康婴儿的粪便。分析表明,该菌株为革兰氏阳性、过氧化氢酶及氧化酶阴性,并不具运动性。此外,该菌株不会制备内孢子,且可生长于好气及兼性厌气这两种条件下。
经过对菌株的16srDNA序列(SEQIDNO:1)的分析,确认其与干酪乳杆菌(Lactobacilluscasei)、副干酪乳杆菌副干酪亚种(Lactobacillusparacaseisubsp.Paracasei)、副干酪乳杆菌坚韧亚种(Lactobacillusparacaseisubsp.Tolerans)、鼠李糖乳杆菌以及玉米乳杆菌(Lactobacilluszeae)最相似。16srDNA序列的相似度高达98%。
DnaK基因的部分序列(SEQIDNO:2)的分析结果显示,菌株I21与鼠李糖乳杆菌具有99%序列一致性。
使用analyticalprofileindex鉴定系统,菌株I21也表现出具有发酵某些醣类的能力的特性。此试验显示菌株I21是鼠李糖乳杆菌菌株。
申请人依据布达佩斯条约在2014年6月2日将鼠李糖乳杆菌菌株I21寄存在国际菌株寄存机构莱布尼兹研究所DSMZ-德国微生物及细胞培养物收集中心(Inhoffenstr.7B,D-38124BraunschweigGERMANY)。该菌株的保藏登记号为DSM28876。
实施例4:治疗尿酸血症的实验
将鼠李糖乳杆菌I21接种至MRS平板上,并于37℃下培养3天。以1μl无菌接种环从MRS平板上刮下细菌、接种至MRS肉汤培养基中,并于37℃下生长1天,制备得到接种物。上述接种物(30ml)随后被加到放置3LMRS肉汤培养基的5L发酵槽中,37℃下生长2天。再在3000rpm转速下,将发酵液离心15分钟,收集上清液,并冷冻干燥,得到鼠李糖乳杆菌I21发酵产物。
以ICR小鼠作为实验动物。利用氧嗪酸钾(一种尿酸酶抑制剂)诱导小鼠血清中产生高水平的尿酸。小鼠被禁食1小时,然后通过喂食管喂食食盐水或氧嗪酸钾(400mg/kg)。1小时之后,经氧嗪酸钾处理的小鼠被喂食盐水、异嘌呤醇(10mg/kg)或如上述所制备的鼠李糖乳杆菌I21发酵产物(每只小鼠150mg或200mg,其被再悬浮于食盐水中)。每个实验组及对照组各使用10只动物。在1小时后处死动物并分析在它们血清中的尿酸水平。结果显示于下面的表3中。
表3.鼠李糖乳杆菌I21的发酵产物可降低实验动物中血清尿酸水平
实验组a 血清尿酸浓度
食盐水对照组 3.51±0.02mg/dL
氧嗪酸钾(400mg/kg) 4.91±0.08mg/dL
氧嗪酸钾+异嘌呤醇(10mg/kg) 2.82±0.28mg/dL
氧嗪酸钾+150mg发酵产物 4.00±0.49mg/dL
氧嗪酸钾+200mg发酵产物 3.86±0.13mg/dL
a小鼠(每个条件N=10)喂总体积为200μl的食盐水或被指定的化合物
其它实施例
在说明书揭示的所有特征可以任何组合方式进行组合。在本说明书中揭示的每个特征可被一用作相同、等效或相似目的的替代特征所替换。因此,除非另有明确说明,所揭示的每个特征只是同属系列的等效或相似特征中的一个实施例。
从以上说明,本领域技术人员可轻易地确定本发明的必要特征,并且可作出本发明的各种改变及修饰以使其适应各种用法及条件,而不偏离其精神及范围。因此,其它实施方案也落入本申请专利范围内。

Claims (20)

1.一种用于降低个体的尿酸水平的方法,该方法包括在培养基中培养鼠李糖乳杆菌形成组合物,以及将组合物以有效量施用给有需要的个体以降低尿酸水平的步骤。
2.如权利要求1所述的方法,其中所述鼠李糖乳杆菌是鼠李糖乳杆菌I21,其保藏登记号为DSM28876。
3.如权利要求1所述的方法,其中所述个体患有痛风或高尿酸血症。
4.如权利要求1所述的方法,进一步包括在施用组合物之前从组合物中去除鼠李糖乳杆菌的步骤。
5.如权利要求1所述的方法,其中所述组合物以口服、肌内、皮内、静脉内、皮下、腹膜内、鼻内或粘膜方式被施用。
6.如权利要求1所述的方法,其中所述培养基是MRS肉汤培养基、牛奶或果汁。
7.如权利要求1所述的方法,进一步包含冷冻干燥组合物以形成粉末的步骤。
8.一种用于降低个体的尿酸水平的组合物,该组合物包含鼠李糖乳杆菌的代谢产物,其中该代谢产物是黄嘌呤氧化酶活性抑制剂。
9.如权利要求8所述的组合物,其中所述鼠李糖乳杆菌是鼠李糖乳杆菌I21,其保藏登记号为DSM28876。
10.如权利要求8所述的组合物,其中该组合物中没有鼠李糖乳杆菌。
11.如权利要求8所述的组合物,进一步包含一种药学上可接受的赋形剂,其选自由缓冲剂、稀释剂、崩解剂、结合剂、粘合剂、润湿剂、聚合物、润滑剂、助流剂及调味剂组成的群组。
12.如权利要求8所述的组合物,进一步包含一种食物成分,其选自酸度调节剂,抗结块剂,抗氧化剂,填充剂,载体,乳化剂,增味剂,上光剂,防腐剂,稳定剂,甜味剂,增稠剂,营养添加剂和调味剂组成的群组。
13.一种用于降低个体的尿酸水平的组合物的制备方法,该方法包括将鼠李糖乳杆菌接种到培养基,在培养基中培养鼠李糖乳杆菌得到组合物的步骤。
14.如权利要求13所述的方法,其中所述鼠李糖乳杆菌是鼠李糖乳杆菌I21,其保藏登记号为DSM28876。
15.如权利要求13所述的方法,进一步包括从组合物中去除鼠李糖乳杆菌的步骤。
16.如权利要求13所述的方法,其中培养基是MRS肉汤培养基、牛奶或果汁。
17.如权利要求13所述的方法,进一步包括冷冻干燥组合物的步骤。
18.如权利要求13所述的方法,进一步包括通过巴氏杀菌、辐射、高压灭菌或过滤对组合物进行灭菌的步骤。
19.如权利要求17所述的方法,其中培养是在37℃下进行2天。
20.如权利要求19所述的方法,其中去除步骤之前的培养密度为1×109个细胞/ml。
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