CN107550942A

CN107550942A - 副拟杆菌在治疗和预防代谢性疾病中的应用

Info

Publication number: CN107550942A
Application number: CN201710804274.XA
Authority: CN
Inventors: 刘宏伟; 刘双江; 汪锴; 周楠; 宝丽
Original assignee: Institute of Microbiology of CAS
Current assignee: Institute of Microbiology of CAS
Priority date: 2017-09-08
Filing date: 2017-09-08
Publication date: 2018-01-09

Abstract

本发明公开了副拟杆菌在治疗和预防代谢相关疾病(肥胖、糖尿病、脂肪肝)方面的用途。

Description

副拟杆菌在治疗和预防代谢性疾病中的应用

技术领域

本发明涉及微生物学领域，具体地，本发明涉及副拟杆菌(Parabacteroides)在治疗和预防代谢相关疾病中的应用，也涉及包含副拟杆菌的组合物及其应用。

背景技术

代谢疾病是由于体内代谢紊乱而发生的疾病的总称。代谢疾病通常是由碳水化合物、脂质、蛋白质、维生素、电解质、水等的失衡而引起的。代谢疾病的实例包括肥胖症、糖尿病、高血脂症、动脉硬化症、高血压、非酒精性脂肪肝等。着社会的发展，人们生活水平的不断提高和饮食结构的调整，饮食呈富余化趋势，导致代谢类疾病的发病率不断提高，其中以肥胖、高血糖以及高血脂最引人关注。肥胖是一系列疾病的诱导因子，如高血压、糖尿病、冠心病、胆囊病、骨关节炎、睡眠中呼吸窒息、目前全世界糖尿病人数为2亿人左右，并以惊人的速度每年递增。中国糖尿病人数为4千万，占世界糖尿病人群总数的1/5。另外，因血脂升高导致的动脉粥样硬化、冠心病等心血管疾病发病率逐年升高，并有年轻化趋势。降血糖、降血脂药物已经成为药物研究的重点之一。

益生菌从发展到临床应用经历了多年的开发与探索，益生菌的类别、作用机制逐渐清晰，临床应用越发广泛，涉及内容包括脏器保护、免疫、抑菌、降血脂、降血糖、控制体重等。在我国，多种益生菌制剂在预防或治疗疾病方面显示了良好的前景，但是现阶段大多数研究规模小，所涉及益生菌一般局限在双歧杆菌(Bifidobacterium spp.),乳酸杆菌(Lactobacillus spp.)等少数几个种属。

吉氏副拟杆菌(Parabacteroides distasonis)已知为生存于共生的哺乳动物(包括人类)大肠中的革兰氏阳性菌，并且多篇研究表明其在肠道内的含量在糖尿病、肥胖、系统炎症患者、动物模型中降低，然而，没有研究发现表明口服吉氏副拟杆菌(Parabacteroides distasonis)菌体可以缓解或治疗诸如肥胖症或糖尿病等代谢疾病。

发明内容

本发明的目的在于提供副拟杆菌在治疗和预防代谢相关疾病(肥胖、糖尿病、脂肪肝)方面的用途。

本发明的另一目的是提供一种用于治疗和预防代谢相关疾病(肥胖、糖尿病、脂肪肝)的药品、饮料、食品组合物，或动物饲料组合物。

在本发明的第一方面，提供了一种副拟杆菌(Parabacteroides)的用途，所述菌用于制备预防和/或治疗肥胖、糖尿病、脂肪肝的组合物。

在另一优选例中，所述组合物为药物组合物、食品组合物、饮料组合物，或饲料组合物。

在本发明的第二方面，提供了一种食品组合物，所述食品组合物含有有效量的副拟杆菌(Parabacteroides)和/或其代谢产物，以及余量的食品上可接受的载体。

在另一优选例中，所述的食物组合物的剂型选自固体、乳品、溶液制品、粉末制品、或悬浮液制品。

在本发明的第三方面，提供了一种药物组合物，所述药物组合物中含有有效量的副拟杆菌(Parabacteroides)和/或其代谢产物，以及药学上可接受的载体。

在另一优选例中，所述的药物组合物剂型选自颗粒剂、胶囊、片剂、粉末剂、口服液、混悬液或乳剂。

在另一优选例中，本发明第二方面所述的食品组合物或本发明第三方面所述的药物组合物配方如下：

1×10-1×10²⁰cfu/mL副拟杆菌(Parabacteroides)和/或其代谢产物；以及食品上或药物上可接受的载体，和/或赋形剂。

在本发明的第四方面，提供了一种益生菌组合物，其特征在于，所述益生菌组合物中含有有效量的副拟杆菌和/或其代谢产物，以及加氏乳杆菌(Lactobacillus gasseri)，鼠李糖乳杆菌GM-020,PL60,丁酸梭菌，双歧杆菌的不同组合。

在本发明的第五方面，提供了本发明第二方面所述的食品组合物或本发明第三方面所述的药物组合物或本发明第三方面所述的益生菌组合物的用途，所述组合物用于降低实验对象的血糖，血脂、体重或脂肪肝症状。

在本发明的第六方面，提供了一种降低体重和/或血糖、血脂的方法，给所述实验对象喂食本发明第二方面所述的食品组合物，和/或本发明第三方面所述的药物组合物，和/或本发明第三方面所述的益生菌组合物。

应理解，在本发明范围内，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以相互组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一赘述。

附图说明

图1副拟杆菌对高脂饲料诱导大鼠脂肪肝的影响图。

具体实施方式

发明人经过广泛而深入的研究和实验，发现副拟杆菌(Parabacteroides)具有预防和治疗代谢相关疾病(包括肥胖、糖尿病、脂肪肝)的作用，将含有副拟杆菌(Parabacteroides)的活性组合物饲喂实验对象，发现该组合物能够抑制体重增加，降低血糖，降低血脂、改善脂肪肝，有效减轻糖尿病及肥胖等病症。在此基础上完成本发明。

如本文所用，术语“含有”表示各种成分可一起应用于本发明的混合物或组合物中。因此，术语“主要由…组成”和“由…组成”包含在术语“含有”中。

本发明提供了副拟杆菌(Parabacteroides)在治疗和预防代谢相关疾病方面的用途。受试者摄入高脂肪的食物，菌株Pd具有抑制该受试者体重增加的能力。根据本发明的一个优选例，经菌株Pd来治疗的被喂以可导致肥胖的高脂肪食物的C57BL/6J小鼠以及肥胖模型ob/ob小鼠，与未受治疗的对照组相比，可保持体重无任何增加，且有助于血糖、血脂下降，脂肪肝症状的改善。因此，所述菌株能够用以预防和治疗肥胖及由肥胖引起的疾病如糖尿病、脂肪肝等。

本发明还提供了一种组合物，优选地，为药物组合物。所述组合物包括有效量的副拟杆菌(Parabacteroides)，在一个优选例中，所述组合物还包括选自下组的菌株：加氏乳杆菌(Lactobacillus gasseri)，鼠李糖乳杆菌GM-020,PL60,或丁酸梭菌菌株(Clostridium butyricum)，双歧杆菌菌株(Bifidobacterium lactis BB12)及其组合。

本发明药物组合物可以以药物片剂，针剂或胶囊的任一种形式给药，所述药物制剂包括赋形剂、药物允许的媒介和载体，这些物质可根据给药途径进行选择。本发明中的药物制剂可进一步包含辅助的活性组分。

乳糖、葡萄糖、蔗糖、山梨糖醇、甘露糖、淀粉、阿拉伯胶、磷酸钙、藻酸盐、明胶、硅酸钙、细结晶纤维素、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、纤维素、水、糖浆、甲基纤维素、羟基苯甲酸甲酯、羟基苯甲酸丙酯、滑石、硬脂酸镁或矿物油等都可用作本发明中药物组合物的载体、赋形剂或稀释剂等。

此外，本发明的药物组合物可进一步包括润滑剂、润湿剂、乳化剂、悬乳液稳定剂、防腐剂、甜味剂和香料等。本发明的药物组合物可通过多种公知的方法以肠衣制剂生产，以便于药物组合物的活性成分即微生物能顺利通过胃而不被胃酸所破坏。

本发明的药物组合物可制成肠衣片供口服使用。本申请中的术语-“肠衣”包括所有常规药物允许使用的包衣，这些包衣不被胃酸降解，但在小肠中能充分分解并快速释放出本发明的微生物。本发明的肠衣能在合成胃酸如pH＝1的HCl溶液中36-38℃维持2小时以上，并优选在合成肠液如pH＝7.0的缓冲液中在1.0小时内分解。

本发明的肠衣以每片约16-30mg进行包衣，较佳地16-25mg，更佳地16-20mg进行包衣。本发明中肠衣厚度为5-100μm，理想的厚度为20-80μm.肠衣成分自己公开知晓的常规聚合物。

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1、副拟杆菌(Parabacteroide)的分离纯化

采用无菌操作，用载玻片刮去ob/ob小鼠盲肠内容物500mg，置于盛有9mL无菌生理盐水的玻璃试管中，充分震荡摇匀，然后吸取0.5mL混合液于盛有4.5mL无菌生理盐水的试管中，此稀释度为10^-1，重复以上过程作10倍比稀释，至10^-6稀释度，选择10^-4，10^-5，10^-6三个稀释度，吸取0.1mL菌液滴于MRS培养基平板上，平板涂布后采用厌氧培养法(5％CO₂)将涂好的培养皿置37℃培养箱培养48h。采用四分区划线法，用接种环挑取形态不同的菌落在MRS琼脂培养基上进行划线分离培养，经48h培养后，在四分区中挑取分离效果好的菌落用接种环接种于MRS斜面培养基上作纯培养，重复传代培养3次，而后置于4℃冰箱保存备用。对纯培养进行16S RNA测序确定菌种，得到吉氏副拟杆菌S1(Parabacteroidesdistasonis),灰纹副拟杆菌S2(Parabacteroides chinchilla)，屎似副拟杆菌S2(Parabacteroides merdae)三种菌株

实施例2、副拟杆菌(Parabacteroides)对肥胖、糖尿病模型小鼠ob/ob血糖、血脂及体重影响

材料：

被测菌株为吉氏副拟杆菌S1(Parabacteroides distasonis),灰纹副拟杆菌S2(Parabacteroides chinchilla)，屎似副拟杆菌S2(Parabacteroides merdae)，灌胃菌量定为0.15mL/10g体重，菌浓为1×10⁷cfu/mL，浓缩后浓度为1×10⁹cfu/mL，频率为每日一次。菌液需提前培养，每周活化保证新鲜，并分别测定浓度。

Ob/ob小鼠购自中国医学科学院北京协和医学院动物研究所，温度20-24摄氏度，恒湿50-60％，光照12小时(8:00-20:00)，隔音，自由摄食、饮水，适应环境一周后进行实验。血糖试纸(罗氏公司)、血糖仪(罗氏公司)、血清总胆固醇TC试剂盒(批号20131112)，低密度脂蛋白LDL-C试剂盒(批号20140114)，高密度脂蛋白HDL-C试剂盒(批号20140413)，甘油三酯TG试剂盒(批号20131226)购自南京建成生物工程研究所。

方法：雄性C57小鼠6-8周，体重30-32，10只，作为正常对照组(1)，雄性ob/ob小鼠6-8周，体重38-42，测定空腹血糖，依据血糖值和体重情况平均分组：(2)模型对照组，(3)S11×10⁹cfu/mL，(4)S2 1×10⁹cfu/mL，(5)S3 1×10⁹cfu/mL，每组8只，连续给药5周。模型对照组给予等量的厌氧PBS。各组小鼠分别灌胃给与0.15mL/10g体重的菌液，连续5周，对照组和模型组给予等量的生理盐水。末次给药后，取血，4摄氏度3000rpm离心，测定血清总胆固醇TC，低密度脂蛋白LDL-C，甘油三酯TG。

结果：与对照组和模型组比较，S1,S2,S3菌株都可以显著控制体重，从第1周起即可降低自由饮食血糖及禁食(4小时)血糖，改善小鼠血脂情况，其中S1效果最为显著，结果见表1-4。

表1副拟杆菌菌株(S1-S3)对高血糖小鼠ob/ob的体重影响

表2副拟杆菌菌株(S1-S3)对高血糖小鼠ob/ob的自由饮食血糖影响

表3副拟杆菌菌株(S1-S3)对高血糖小鼠ob/ob的禁食血糖影响

表4副拟杆菌菌株(S1-S3)对高血糖小鼠ob/ob的血脂影响

分组	TC mg/dL	LDL-C mg/dL	HDL-C mg/dL	TG mg/dL
					对照组	131	52	28.2	312
模型组	223	78	24.1	613
					S1	151	63	25.4	391
S2	159	66	24.9	423
					S3	181	68	24.5	421

实施例3、吉氏副拟杆菌及其益生菌组合物对高血糖小鼠ob/ob血糖、体重、血脂及肝功能的影响

材料：被测菌株为吉氏副拟杆菌S1(Parabacteroides distasonis菌株),加式乳杆菌(Lactobacillus gasseri)，鼠李糖乳杆菌GM-020，丁酸梭菌菌株(Clostridiumbutyricum)，双歧杆菌菌株(Bifidobacterium lactis BB12)灌胃菌量定为0.15mL/10g体重，频率为每日一次。菌液需提前培养，每周活化保证新鲜，并分别测定浓度。

Ob/ob小鼠购自中国医学科学院北京协和医学院动物研究所，温度20-24摄氏度，恒湿50-60％，光照12小时(8:00-20:00)，隔音，自由摄食、饮水，适应环境一周后进行实验。血糖仪为德国罗氏公司产品。

方法：雄性C57小鼠6-8周，体重30-32，10只，作为正常对照组(1)；

雄性ob/ob小鼠6-8周，体重38-42g，测定空腹血糖，依据血糖值和体重情况平均分组：(2)模型对照组；

(3)吉氏副拟杆菌S1(Parabacteroides distasonis菌株)1×10⁹cfu/mL；

(4)加式乳杆菌(Lactobacillus gasseri)1×10⁹cfu/mL；

(5)鼠李糖乳杆菌GM-020 1×10⁹cfu/mL；

(6)丁酸梭菌菌株(Clostridium butyricum)1×10⁹cfu/mL；

(7)双歧杆菌菌株(Bifidobacterium lactis BB12)1×10⁹cfu/mL；

(8)吉氏副拟杆菌S1(Parabacteroides distasonis菌株)1×10⁹cfu/mL+加式乳杆菌(Lactobacillus gasseri)1×10⁹cfu/mL；

(9)吉氏副拟杆菌S1(Parabacteroides distasonis菌株)1×10⁹cfu/mL+加式乳杆菌(Lactobacillus gasseri)2×10⁹cfu/mL；

(10)吉氏副拟杆菌S1(Parabacteroides distasonis菌株)1×10⁹cfu/mL+加式乳杆菌(Lactobacillus gasseri)0.5×10⁹cfu/mL；

(11)吉氏副拟杆菌S1(Parabacteroides distasonis菌株)1×10⁹cfu/mL+鼠李糖乳杆菌GM-020 1×10⁹cfu/mL；

(12)吉氏副拟杆菌S1(Parabacteroides distasonis菌株)1×10⁹cfu/mL+鼠李糖乳杆菌GM-020 2×10⁹cfu/mL；

(13)吉氏副拟杆菌S1(Parabacteroides distasonis菌株)1×10⁹cfu/mL+鼠李糖乳杆菌GM-020 0.5×10⁹cfu/mL；

(14)吉氏副拟杆菌S1(Parabacteroides distasonis菌株)1×10⁹cfu/mL+丁酸梭菌菌株(Clostridium butyricum)1×10⁹cfu/mL；

(15)吉氏副拟杆菌S1(Parabacteroides distasonis菌株)1×10⁹cfu/mL+丁酸梭菌菌株(Clostridium butyricum)2×10⁹cfu/mL；

(16)吉氏副拟杆菌S1(Parabacteroides distasonis菌株)1×10⁹cfu/mL+丁酸梭菌菌株(Clostridium butyricum)0.5×10⁹cfu/mL；

(17)吉氏副拟杆菌S1(Parabacteroides distasonis菌株)1×10⁹cfu/mL+双歧杆菌菌株(Bifidobacterium lactis BB12)1×10⁹cfu/mL；

(18)吉氏副拟杆菌S1(Parabacteroides distasonis菌株)1×10⁹cfu/mL+双歧杆菌菌株(Bifidobacterium lactis BB12)2×10⁹cfu/mL；

(19)吉氏副拟杆菌S1(Parabacteroides distasonis菌株)1×10⁹cfu/mL+双歧杆菌菌株(Bifidobacterium lactis BB12)0.5×10⁹cfu/mL；

每组8只，连续给药5周。模型对照组给予等量的厌氧PBS。

吉氏副拟杆菌S1(Parabacteroides distasonis菌株)与益生菌的组合效果：

测定指标：1)对体重和血糖的影响：给菌第7天、14天、21天、28天、35天称量体重并记录，给药后尾尖取血测血糖值(见表5)。

3)葡萄糖耐量实验(OGTT)：给药第25天测葡萄糖耐量：动物禁食12小时取血(0时)给菌，给菌并口服葡萄糖(2.0g/kg),分别30，60，120分钟尾尖取血测血糖值(见表6)。

4)末次给菌后，麻醉处死，取血，4摄氏度3000rpm离心，测定血清总胆固醇TC，低密度脂蛋白LDL-C，甘油三酯TG。

实验结果表明吉氏副拟杆菌S1(Parabacteroides distasonis菌株)对高血糖小鼠的血糖有显著作用,同时可以控制体重上升,对于糖负荷小鼠也有显著降低作用(表5和表6)。与加式乳杆菌(Lactobacillus gasseri)，GM-020，Bifidobacterium lactis BB12，Clostridium butyricum不同剂量联用后，效果更为显著，可以用于制备治疗II型糖尿病、降血脂、肥胖的药物或与其它益生菌合用治疗II型糖尿病、肥胖、高血脂或在治疗过程中/后起辅助作用。

表5吉氏副拟杆菌及其益生菌组合物对高血糖小鼠ob/ob血糖与体重的影响

表6吉氏副拟杆菌及其益生菌组合物对高血糖小鼠ob/ob葡萄糖糖耐量的影响

与对照组和模型组比较，菌株及组合物可以显著改善小鼠血脂情况，对小鼠血清ALT也有很好的逆转作用，提示可以保护高血脂造成的肝损伤结果见表7。

表7.吉氏副拟杆菌及其益生菌组合物对高血糖小鼠ob/ob的血脂和肝功能影响

实施例4、副拟杆菌对脂肪肝的影响

材料：被测菌株为吉氏副拟杆菌S1(Parabacteroides distasonis菌株),灌胃菌量定为0.15mL/10g体重，菌浓为1×10⁷cfu/mL，浓缩后浓度为1×10⁹cfu/mL，频率为每日一次。菌液需提前培养，每周活化保证新鲜，并分别测定浓度。

雄性SPF级Wister大鼠60只，体重180-220g，购自维通利华实验动物中心。温度20-24摄氏度，恒湿50-60％，光照12小时(8:00-20:00)，隔音，自由摄食、饮水，适应环境一周后进行实验。血清总胆固醇TC试剂盒(批号20131112)，低密度脂蛋白LDL-C试剂盒(批号20140114)，高密度脂蛋白HDL-C试剂盒(批号20140413)，甘油三酯TG试剂盒(批号20131226)，谷草转氨酶ALT试剂盒(批号20131006)购自南京建成生物工程研究所。

方法：雄性SPF级Wister大鼠随机分组：(1)正常组(2)模型对照组(3)吉氏副拟杆菌S1(Parabacteroides distasonis菌株),1×10⁹cfu/mL每组10只。正常组大鼠标准饲料喂养，其余组大鼠每天喂食胆碱缺乏饲料(高脂饲料)，检测大鼠摄食量及体重。胆碱缺乏饲料喂养会诱发肝脏细胞变性、肝炎及肝损伤，同时血脂水平升高并诱发胰岛素抵抗，是常用的啮齿类动物脂肪肝的造模方法。

高脂饮食喂养8周后，给药组开始给菌，连续给菌4周。正常组和模型对照组给予等量的厌氧PBS。给药四周后，麻醉处死大鼠，取肝组织和血。

测定指标：1)肝脏指数。

2)测定血清总胆固醇、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白及甘油三酯含量。

3)测定谷丙转氨酶含量。

4)肝脏组织切片：末次给药后，麻醉处死，冰上取肝脏，并迅速放入福尔马林中固定，准备组织切片。

实验结果，与正常对照组比较，模型组肝指数显著升高，给予吉氏副拟杆菌S1(Parabacteroides distasonis菌株),后能显著降低脂肪肝大鼠的肝指数。同时模型组的TC、LDL-C、TG均显著升高，HDL-C显著降低，提示本模型造成明显的血脂紊乱，与模型组相比，给予吉氏副拟杆菌S1(Parabacteroides distasonis菌株),后可降低脂肪肝大鼠的血脂，同时还能改善肝功能，降低血浆ALT的含量。

表8吉氏副拟杆菌对非酒精性脂肪肝的影响

结合解剖时对肝脏大体的肉眼观察和组织病理切片的HE染色发现(图1)，模型组大鼠肝细胞内均有大量大小不等的脂肪空泡，形成脂肪肝。而吉氏副拟杆菌S1(Parabacteroides distasonis),大鼠肝细胞内的脂肪空泡基本消失。结果表明吉氏副拟杆菌S1(Parabacteroides distasonis),可以有效防治由于肥胖引起的的非酒精性脂肪肝症状。

Claims

1.一种副拟杆菌在制备预防和/或治疗代谢性疾病药物中的用途。

2.一种组合物，其特征在于，所述组合物含有副拟杆菌和/或其代谢产物。

3.如权利要求2所述的组合物，其特征在于，所述组合物的剂型选颗粒剂、胶囊、片剂、粉末剂、口服液、混悬液、或乳剂。

4.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述的代谢性疾病包括高血糖、高体重、高血脂、脂肪肝。

5.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述的副拟杆菌包括：吉氏副拟杆菌,灰纹副拟杆菌，屎似副拟杆菌。

6.根据权利要求2所述的组合物，其特征在于，所述的副拟杆菌包括：吉氏副拟杆菌,灰纹副拟杆菌，屎似副拟杆菌。

7.一种益生菌组合物，其特征在于，所述益生菌组合物中含有有效量的吉氏副拟杆菌和/或其代谢产物，还含有加氏乳杆菌、鼠李糖乳杆菌GM-020、丁酸梭菌、双歧杆菌中任何一种或多种。

8.根据权利要求7所述的组合物，其特征在于，所述的副拟杆菌包括：吉氏副拟杆菌、灰纹副拟杆菌、屎似副拟杆菌。

9.一种副拟杆菌在制备预防代谢性疾病食品、饮品中的用途。