CN117222432A - 具有改善的生物利用度的多酚组合物 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了多酚‑多糖‑蛋白质的组合物和三分子复合物，其中多酚与共价连接的多糖和蛋白质非共价复合。在所公开的组合物和三分子复合物中，此类组合物的多酚的生物利用度显著增加。此类组合物可用于递送高浓度的多酚以治疗各种病症和疾病。

Description

具有改善的生物利用度的多酚组合物
发明领域
本公开总体上涉及包含多酚、多糖和蛋白质的膳食补充剂。更具体地，本公开涉及与多酚本身相比表现出显著改善的生物利用度的膳食组合物。
对序列表的引用
本申请包含以名为“Sequence_Listing_10474-2-PCT_ST25.txt”的电子文本文件提交的序列表，大小为4,000字节并于2022年4月29日创建。根据37CFR§1.52(e)(5)该电子文件中包含的信息通过引用整体并入本文。
背景技术
多酚是天然存在的抗氧化化合物，主要存在于水果、蔬菜、谷物和植物源饮料中。多酚是植物的次生代谢产物，参与防御紫外线(UV)辐射和感染等应激源，并参与细胞分裂和激素调节。所有多酚的特征是存在一个或多个酚基，其可以减少活性物质以及各种有机底物和矿物质。这些化合物可根据它们所含酚环的数量并基于将环彼此结合的结构要素分为不同的组。
在过去的几十年里，人们对多酚的兴趣与日俱增。其主要原因是人们认识到多酚的抗氧化特性、它们在人类饮食中的丰富性，以及它们在预防各种与氧化应激相关的疾病(如癌症、心血管疾病和神经退行性疾病)中的作用。此外，已知多酚可以调节多种酶和细胞受体的活性。因此，多酚由于其对人类健康可能有益的作用而成为越来越受到科学关注的主题。
某些多酚(例如槲皮素)存在于所有植物产品中，而其他多酚(例如姜黄素)则特定存在于具体食品或植物物种中。在大多数情况下，食物含有多酚的混合物。为了解决这种变化性问题，许多公司生产其中一种或多种多酚已被纯化和/或浓缩的补充剂，从而允许消费者轻松摄取一定量的特定多酚。然而，在许多情况下，多酚已从植物中纯化，保留其天然形式。这可能引起问题，因为大多数多酚以很难被吸收的酯、糖苷或聚合物的形式存在于食物中。因此，许多补充剂中的多酚生物利用度较低，这意味着摄入的大部分多酚不会到达血液。相反，它在胃中被破坏或通过肠道排出体外。这导致需要服用更大和/或更频繁剂量的补充剂才能在血液中获得所需的多酚水平。对更大剂量或增加数量的剂量的需要导致材料的浪费以及成本的增加和给消费者带来的不便。
发明内容
因此，需要增强膳食多酚生物利用度的多酚组合物。本公开还提供了此类组合物和相关益处。
在一些实施方案中，本公开提供了具有多酚、蛋白质和多糖的组合物，其中多糖通过多糖上的羧基和蛋白质上的胺基之间的共价键结合至蛋白质，且多酚非共价地与共价结合的多糖和蛋白质复合，并且组合物中多酚的生物利用度大于缺乏共价结合的多糖和蛋白质的组合物中多酚的生物利用度。
在一些实施方案中，本公开提供了制备前述组合的方法，其通过转酰基反应用蛋白质包被多糖，这经由以下进行：增加蛋白质的pH导致蛋白质中的胺基失去氢原子，使胺基与多糖中的羧酸接触，在胺基和羧酸之间形成共价键，并且使共价结合的蛋白质和多糖与多酚接触，在共价结合的蛋白质和多糖与多酚之间产生非共价相互作用。
在一些实施方案中，本公开提供了具有姜黄素、藻酸盐和火麻蛋白(hempprotein)的组合物，其中藻酸盐和火麻蛋白通过藻酸盐上的羧基和火麻蛋白上的胺基之间的共价键彼此共价结合，且姜黄素与共价结合的藻酸盐和火麻蛋白非共价复合，并且组合物中姜黄素的生物利用度大于缺乏共价结合的藻酸盐和火麻蛋白的组合物中姜黄素的生物利用度。
在一些实施方案中，本公开提供了制备前述组合的方法，其通过转酰基反应用火麻蛋白包被藻酸盐，这经由以下进行：增加火麻蛋白的pH导致火麻蛋白中的胺基失去氢原子，使胺基与藻酸盐中的羧酸接触，在胺基和羧酸之间形成共价键，并且使共价结合的藻酸盐和火麻蛋白与姜黄素接触，在共价结合的藻酸盐和火麻蛋白与姜黄素之间产生非共价相互作用。
在一些实施方案中，本公开提供了具有小檗碱、藻酸丙二醇酯和豌豆蛋白的组合物，其中藻酸丙二醇酯和豌豆蛋白通过藻酸丙二醇酯上的羧基和豌豆蛋白上的胺基之间的共价键彼此共价结合，且小檗碱与共价结合的藻酸丙二醇酯和豌豆蛋白非共价复合，并且组合物中小檗碱的生物利用度大于缺乏共价结合的藻酸丙二醇酯和豌豆蛋白的组合物中小檗碱的生物利用度。
在一些实施方案中，本公开提供了制备前述组合的方法，其通过转酰基反应用豌豆蛋白包被藻酸丙二醇酯，这经由以下进行：增加豌豆蛋白的pH导致豌豆蛋白中的胺基失去氢原子，使胺基与藻酸丙二醇酯中的羧酸接触，在胺基与羧酸之间形成共价键，并且使共价结合的藻酸丙二醇酯和豌豆蛋白与槲皮素接触，在共价结合的藻酸丙二醇酯和豌豆蛋白与槲皮素之间产生非共价相互作用。
在一些实施方案中，本公开提供了具有白藜芦醇、藻酸丙二醇酯和火麻蛋白的组合物，其中藻酸丙二醇酯和火麻蛋白通过藻酸丙二醇酯上的羧基和火麻蛋白上的胺基之间的共价键彼此共价结合，且白藜芦醇与共价结合的藻酸丙二醇酯和火麻蛋白非共价复合，并且组合物中白藜芦醇的生物利用度大于缺乏共价结合的藻酸丙二醇酯和火麻蛋白的组合物中白藜芦醇的生物利用度。
在一些实施方案中，本公开提供了制备前述组合的方法，其通过转酰基反应用火麻蛋白包被藻酸丙二醇酯，这经由以下进行：增加火麻蛋白的pH导致火麻蛋白中的胺基失去氢原子，使胺基与藻酸丙二醇酯中的羧酸接触，在胺基与羧酸之间形成共价键，并且使共价结合的藻酸丙二醇酯和火麻蛋白与白藜芦醇接触，在共价结合的藻酸丙二醇酯和火麻蛋白与白藜芦醇之间产生非共价相互作用。
附图说明
图1显示了摄入各种含有姜黄素的制剂后尿中姜黄素的浓度。缩写如实施例2中所述。
图2显示了如实施例4中所述的尿姜黄素水平。
图3显示如实施例4中所述的尿IL6水平。
图4A、4B、4C、4D、4E、4F、4G、4H和4I显示各种多肽的亲水图(hdropathy plot)，如实施例6中所述。
发明详述
本文提供了解决上述问题的组合物和制备此类组合物的方法。具体地，提供了包含多酚、多糖(例如藻酸盐或其他纤维)和蛋白质的组合物。所公开的组合物表现出显著增加的多酚生物利用度。在各个方面，提供了包含多酚、多糖(在一些实施方案中为藻酸盐)和蛋白质的复合物。以这种三分子复合物的形式向受试者提供多酚大大增加了受试者体内多酚的生物利用度。此外，此类组合物可用于治疗对多酚疗法有响应的病症和疾病/障碍。
三分子复合物至少部分通过增加溶解度来增加多酚的生物利用度。这是通过用一种或多种蛋白质至少部分地包围可以是疏水性的多酚来实现的。一种或多种蛋白质提供亲水性外部，为复合物提供两亲特性，从而增加多酚的溶解度。
在各个方面，三分子复合物含有可以是纤维的多糖，所述纤维可以是难消化的纤维、可消化的纤维、益生元纤维和/或不同类型的纤维。在一些实施方案中，纤维是膳食纤维。
在一些实施方案中，三分子复合物含有难消化纤维。在一些实施方案中，三分子复合物含有多糖，其可以是难消化的纤维。难消化的纤维可用于减缓三分子复合物和/或多酚转运通过小肠。粘膜粘附和/或粘蛋白结合纤维和/或多糖可以减缓三分子复合物和/或多酚转运通过小肠。难消化的粘膜粘附和/或粘蛋白结合纤维的实例是低聚果糖(FOS)、藻酸盐和果胶。
在一些实施方案中，三分子复合物含有益生元纤维。益生元纤维可以加速转运通过小肠到达结肠，并可以在结肠中消化并释放。例如，低聚半乳糖(GOS)或抗性淀粉，例如马铃薯淀粉，是在结肠中消化并释放的益生元纤维。在这种情况下，纤维不会粘附在粘液层上，而是通过结肠微生物组的生物转化释放到结肠中。
本文公开了通过将多酚非共价连接至蛋白质来增加多酚的溶解度和/或生物利用度的方法。不受理论的束缚，蛋白质的一个或多个疏水部分与多酚非共价结合，从而通过形成蛋白质-多酚复合物来增加多酚的亲水性。这增加了多酚的溶解度和/或生物利用度。
溶解度和生物利用度可以通过多种方法测定。例如，生物利用度可以通过具有荧光检测的高效液相色谱法(HPLC-FL)使用以下色谱条件来测定：Luna柱(C18；150 4mm；3mm)，乙腈：乙酸pH 3.2(45:55)至60:40)作为流动相，流速为每分钟1mL，激发波长为429/285nm，发射波长为529nm，进样量为10mL。可以使用乙酸乙酯和甲醇(95:5，500mL)和雌二醇(30mg mL1)作为内标提取血浆样品，随后搅拌(3分钟)和离心(8分钟)(三次提取)。可以在N2下蒸发有机级分(20分钟)并将干燥的残余物在乙腈中重构。
在一些实施方案中，三分子复合物引起由多酚的特性决定的效果。例如，含有姜黄素的三分子复合物可以引起炎症标志物和炎症的减少。根据血液和/或尿液中IL6的水平确定，含姜黄素的三分子复合物可减少炎症。不受理论的束缚，姜黄素可以抑制NFκB炎症信号传导。IL6是一种由NFκB调节基因编码的分泌型炎症细胞因子。IL6分泌到血液中，经肾脏过滤，并通过尿液从体内排出。其是身体任何部位发生炎症的标志。
如本文所用，单数形式“一”、“一种”和“该”包括相应的复数形式，除非上下文另有明确说明。例如，多酚是指一种或多种多酚。因此，术语“一”、“一种”、“一种或多种”和“至少一种”可以互换使用。类似地，术语“包含”、“包括”和“具有”可以互换使用。
如本文所用，除非另有说明，否则术语“约”、“大约”等在与数值限定或范围相关地使用时，意味着所列举的限定或范围可以变化最多10％。作为非限制性示例，“约750”可以表示少至675或多至825，或者其间的任何值。当针对两个或更多个数值限定或范围之间的比率或关系使用时，术语“约”、“大约”等表示每个限制或范围可以变化最多约10％；作为非限制性示例，两个量“近似相等”的陈述可以意味着两个量之间的比率小至0.9:1.1或多至1.1:0.9(或其间的任何值)，并且声明四向(four-way)比率为“约5:3:1:1”可能意味着比率中的第一个数字可以是至少4.5且不超过5.5的任意值，比率中的第二个数字可以是至少为2.7且不超过3.3的任意值，依此类推。
本公开的某些特征是在单独的实施方案的上下文中描述的，但也可以在单个实施方案中组合地提供。相反，在单个实施方案的上下文中描述的本公开的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合来提供。所公开的实施方案的所有组合具体地包含在本公开中，并且在本文中公开，就好像每个组合都是单独且明确公开的一样。此外，所有子组合也具体地包含在本公开中并且在本文中公开，就好像每个这样的子组合被单独且明确地公开一样。
本公开不限于本文描述的特定实施方案。本文所使用的术语仅用于描述特定实施方案，并不旨在进行限制。本文讨论的任何出版物仅用于在本申请的提交日期之前公开。本文中的任何内容均不承认本公开无权凭借在先公开而早于该公开。此外，提供的发布日期可能与实际发布日期不同，这可能需要独立确认。
尽管与本文描述的那些类似或等同的任何方法和材料可以用于实践或测试本文公开的方法和组合物，但是现在描述优选的方法和材料。
组合物
在各个方面，本公开提供了包含以下、由以下组成或基本上由以下组成的组合物：多酚、多糖和蛋白质的复合物，其中多糖与蛋白质共价结合。为了便于讨论，这种复合物在本公开全文中被称为三分子复合物。在所公开的组合物中，所公开的三分子复合物中的多酚的生物利用度相对于多酚本身和/或另一组合物(例如缺乏多糖和/或蛋白质的组合物，或其中多糖不与蛋白质共价结合)明显更好。如本文所用，术语“生物利用度”一般是指化合物如多酚从施用的组合物或复合物中被吸收、到达体循环并在某一个或多个所需作用部位变得可用的比例和程度(例如，以百分比测量)。对于口服剂型，生物利用度涉及活性成分从口服剂型中释放、通过胃或肠壁吸收、进入体循环并到达所需作用部位的过程。特定组合物/制剂的生物利用度数据提供了对施用剂量的分数的估计，例如配制在口服片剂或胶囊中的被吸收到体循环中的活性成分的部分。
可以在血液、尿液或其他体液或组织中测量生物利用度。例如，可以将制剂施用于成年受试者，并且可以收集血液、尿液或其他体液或组织样品。例如，可以从早晨的排尿中采集样本作为对照。在收集对照样品后，可以向每个受试者施用制剂，例如1.8克(g)的制剂。4小时后，可以采集第二份尿样，离心，并且可以通过荧光测定尿样中存在的多酚例如姜黄素、槲皮素、小檗碱或白藜芦醇的量。简而言之，样品可以经历频率为430nM的光照，并测量在530nM的发射。然后，如本领域所公知的，所得到的发射可以用于量化样品中多酚的量。
在各个方面，三分子复合物中的多糖和蛋白质通过共价键结合。共价键的形成可以通过转酰化发生。在一些实施方案中，共价键位于羧基和胺基之间。在一些实施方案中，多糖通过多糖上的羧基和蛋白质上的胺基之间的共价键结合至蛋白质。
多酚
如本文所用，“多酚”是指一类主要天然的、但也可以是合成或半合成的有机分子，其特征在于存在多个酚单元。特定多酚分子中酚单元的数量和结构至少部分地赋予多酚独特的物理、化学和生物性质。
根据结构，多酚可分为四类：类黄酮、酚酸、芪(stilbene)和木酚素，尽管还有其他多酚，例如类姜黄素，其不容易归入这四类中的任何一类。类黄酮化合物的特征是存在黄酮主链结构，该主链结构是含有两个苯环和一个含有嵌入氧的杂环的15个碳的骨架：
黄酮碳结构通常缩写为C6-C3-C6。酚酸或酚羧酸是芳香族化合物并且包括含有酚环和有机羧酸官能团(C6-C1骨架)的物质。芪是具有中心乙烯部分的二芳基乙烯，其在碳-碳双键两端各有一个苯基取代基二。木酚素是具有C18核心的低分子量多酚。一方面，多酚是类黄酮。一方面，多酚是酚酸。一方面，多酚是芪。一方面，多酚是木酚素。
在本公开提供的各个方面中，本公开提供的组合物或复合物中的多酚是活性剂、成分或组分，因为其具有一种或多种生物活性。如本文所用，短语“生物活性”和类似短语是指多酚影响或调节一种或多种生物系统或生物分子例如蛋白质或酶的能力。因此，多酚可称为组合物或复合物中的活性剂。此类生物活性的实例包括但不限于抗炎活性、抗氧化活性、细胞氧化还原电位的改变、酶活性的改变、抗菌活性、细胞增殖的抑制、核转录因子的调节、脂肪代谢的调节、调节炎症介质，包括肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素(IL)-1β和IL6、调节胰岛素分泌、减少细胞凋亡、促进β细胞增殖、减少胰岛素抵抗、抑制1型钠葡萄糖协同转运蛋白(SGLT-1)和/或2型钠葡萄糖协同转运蛋白(SGLT-2)、降低血压、改善内皮功能、减少C反应蛋白、降低心血管疾病的风险、调节一氧化氮(NO)的产生、降低低密度脂(LDL)胆固醇、降低收缩压和/或舒张压，降低空腹血糖、降低HbA1c、降低体重指数、激活长寿蛋白(sirtuins)、改善外周血流量、减少认知能力下降、降低抑郁风险、改善注意力和执行功能、增加脑源性神经营养因子(BDNF)、保护防止帕金森病等。
在某些方面，本公开提供的组合物或复合物中的多酚可以影响一种或多种生化途径。根据本公开，影响生化途径的多酚可以调节生化途径中的一种或多种分子(例如，酶、底物、产物、辅因子等)。调节分子可以指增加或减少分子的水平或活性。此类生化途径的实例包括但不限于雷帕霉素(mTOR)途径的机制靶标、长寿蛋白1(SIRT1)途径、过氧化物酶体增殖物激活的受体-γ共激活剂(PGC)-1α途径、自噬/蛋白稳态途径、AMP激活蛋白激酶(AMPK)途径、c-Myc途径、核因子-κB(NF-κB)途径、核因子红细胞2相关因子2(Nrf2)途径、叉头盒O-3(FoxO3)途径、解偶联蛋白1(UCP-1)途径、信号转导途径以及参与衰老细胞清除的途径。一方面，多酚抑制NF-κB。一方面，多酚诱导NrF2途径。一方面，多酚抑制mTOR信号传导。一方面，多酚诱导细胞凋亡和/或自噬。
在一些实施方案中，多酚具有抗炎作用，能够减少炎症。在一些实施方案中，多酚是能够减少自由基存在的抗氧化剂。在一些实施方案中，多酚具有神经保护作用。在一些实施方案中，多酚影响细胞生长。在其他实施方案中，多酚抑制细胞生长。在所公开的多酚影响细胞生长的那些实施方案中，细胞可以是体外的或体内的。在一些实施方案中，多酚可以改变细胞的氧化还原状态。在一些实施方案中，多酚影响基因的表达。
适合包含在本公开的组合物中的多酚的实例在本文中公开并且还可以在例如美国专利公开号2018/0140709、美国专利号10,968,260和/或美国专利号10,898,477中找到。在一个实施方案中，本公开提供的复合物和/或组合物中的多酚选自姜黄提取物(turmericextract)、类姜黄素(curcuminoid)、姜黄素(curcumin)、槲皮素(quercetin)、白藜芦醇(resveratrol)、6-姜烯酚(6-shogaol)、非瑟酮(fisetin)、柚皮苷(naringin)、芹菜素(apigenin)、紫檀芪(pterostilbene)、黄芩苷(baicalin)、小檗碱(berberine)、西利马灵(silibinin)(又名水飞蓟宾(silybin))、水飞蓟素(Silymarin)、熊果酸(ursolic acid)、黄腐酚(xanthohumol)、乳香属(Boswellia)、儿茶素(catechin)、表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate,EGCG)、肠二醇(enterodiol)、肠内酯(enterolactone)和醉茄甾内酯(withanolide)。在另一个实施方案中，本公开提供的复合物和/或组合物中的多酚选自白藜芦醇、小檗碱、姜黄素、槲皮素、EGCG、水飞蓟素和熊果酸。一方面，本公开提供的组合物或复合物中存在的多酚选自表1中列出的多酚，包括其组合：
表1.多酚
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白藜芦醇
白藜芦醇是一种多酚化合物，通常集中在葡萄和浆果的种子和皮中。它具有很强的抗炎和抗氧化作用。其被表明：降低血压，促进心脏健康并平衡血脂——降低LDL(坏胆固醇)和增加HDL(好胆固醇)、通过激活与预防衰老疾病相关的基因来延长寿命、通过减缓与年龄相关的认知能力下降保护衰老的大脑、提高胰岛素敏感性并预防糖尿病并发症、通过减少关节炎症和缓解疼痛来缓解骨关节炎症状，以及甚至可以帮助减轻癌症的影响，因为它在动物细胞研究中已被证明可以杀死结肠、皮肤、乳腺和前列腺癌细胞。
白藜芦醇影响的代谢途径包括mTOR、SIRT1/PGC1α、自噬和蛋白稳态。
在一些实施方案中，本公开提供包含以下、由以下组成或基本上由以下组成的组合物：白藜芦醇、多糖和蛋白质的三分子复合物。三分子复合物可以使用本文公开的方法来生产。在各种实施方案中，多糖通过多糖上的羧基和蛋白质上的胺基之间的共价键与蛋白质共价结合。在一些实施方案中，多糖是多糖的衍生物，并且在一些实施方案中，蛋白质是火麻蛋白。
小檗碱
小檗碱是一种生物碱植物化学物质，主要存在于小檗属植物中。其被表明：降低血糖，从而有助于糖尿病、降低胰岛素抵抗、增加糖酵解、减少肝脏中的糖异生、减缓肠道中碳水化合物的分解、增加肠道中有益细菌的数量、有助于通过帮助受试者减重来减重、降低血脂，从而降低患心脏病的风险，并且甚至可以通过其对c-myc代谢途径的影响来减轻癌症的影响，70％的人类癌症(包括卵巢癌、乳腺癌、结直肠癌、胰腺癌、胃癌和子宫癌)中都存在这种影响。
小檗碱影响的代谢途径包括AMPK信号传导途径和c-myc。
在一些实施方案中，本公开提供了包含以下、由以下组成或基本上由以下组成的组合物：小檗碱、多糖和蛋白质的三分子复合物。三分子复合物可以使用本文公开的方法来生产。在各种实施方案中，多糖通过多糖上的羧基和蛋白质上的胺基之间的共价键与蛋白质共价结合。在一些实施方案中，多糖是多糖的衍生物，并且在一些实施方案中，蛋白质是火麻蛋白。
在一个实施方案中，本公开提供了一种组合物，其包含小檗碱、藻酸盐和豌豆蛋白的三分子复合物，其中藻酸盐和豌豆蛋白彼此共价结合，然后与小檗碱非共价复合。
姜黄素
姜黄素是姜黄(姜黄素龙加，Curcumin longa)(生姜的一种)中发现的一种植物化学物质，也是姜黄中存在的三种类姜黄素之一。姜黄素通常以两种互变异构形式存在，即酮和烯醇形式，并且会定期在这些形式之间来回互变异构。它是一种众所周知的抗炎剂，并公知具有抗肿瘤作用。其被表明：为一种强大的抗炎剂，通过改善内皮功能作为预防心脏病的保护剂、有助于减轻癌症的影响，并已被证明有助于预防结直肠癌、胰腺癌、前列腺癌和乳腺癌，并有助于缓解胃病、通过减轻疼痛来缓解骨关节炎症状、作为抗氧化剂保护受试者的身体免受自由基的侵害、通过增加脑源性神经营养因子(BDNF)来改善大脑健康，以及作为阿尔茨海默病的预防剂。
它影响的代谢途径包括mTOR、NFκb、NRF2和自噬/蛋白稳态。
在一些实施方案中，本公开提供了包含以下、由以下组成或基本上由以下组成的组合物：类姜黄素(例如姜黄素)、多糖和蛋白质的三分子复合物。三分子复合物可以使用本文公开的方法来生产。在各种实施方案中，多糖通过多糖上的羧基和蛋白质上的胺基之间的共价键与蛋白质共价结合。在一些实施方案中，多糖是多糖的衍生物，并且在一些实施方案中，蛋白质是火麻蛋白。
在一些实施方案中，本公开提供了包含姜黄素、藻酸盐和火麻蛋白的三分子复合物的组合物，其中藻酸盐和火麻蛋白彼此共价结合，然后与姜黄素非共价复合。在一些实施方案中，三分子复合物的姜黄素与火麻蛋白内的SEQ ID NO：1-SEQ ID NO：14中的一种或多种非共价结合或以其他方式缔合。在其他实施方案中，本公开提供了包含姜黄素、藻酸盐和SEQ ID NO:1-SEQ ID NO:14中的一种或多种肽的三分子复合物的组合物，其中所述藻酸盐和所述一种或多种肽彼此共价结合，然后与姜黄素非共价复合。在一些实施方案中，火麻蛋白是高度球状的，例如球状火麻蛋白。在一些实施方案中，藻酸盐被低聚果糖(一种难消化的纤维)替代。
槲皮素
槲皮素是一种黄烷醇多酚，存在于许多水果和蔬菜中。其具有强大的抗氧化特性。其被表明：作为抗炎剂缓解过敏症状、通过减缓前列腺、肝、肺、乳腺、膀胱、结肠和/或卵巢中癌细胞的生长来帮助缓解癌症的影响、通过帮助减缓阿尔茨海默病和痴呆症的发作来改善大脑健康，以及帮助降低血压。
它影响的代谢途径包括mTOR、AMPK和Senolytics。
在一些实施方案中，本公开提供了包含以下、由以下组成或基本上由以下组成的组合物：槲皮素、多糖和蛋白质的三分子复合物。三分子复合物可以使用本文公开的方法来生产。在一些实施方案中，多糖通过多糖上的羧基和蛋白质上的胺基之间的共价键与蛋白质共价结合。在一些实施方案中，多糖是多糖的衍生物，并且在一些实施方案中，蛋白质是火麻蛋白。
在一些实施方案中，本公开提供了包含槲皮素、藻酸盐和豌豆蛋白的三分子复合物的组合物，其中藻酸盐和豌豆蛋白彼此共价结合，然后与槲皮素非共价复合。
表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)
表没食子儿茶素没食子酸酯，通常称为EGCG，是一种存在于浆果、茶叶和可可中的儿茶素多酚。其被表明：作为抗氧化剂、抗炎剂、通过降低血压和胆固醇来帮助改善心脏健康、帮助减重以及帮助改善大脑健康。
它影响的代谢途径包括AMPK、NFκb、自噬和Senolytics–HSP90抑制。
在一些实施方案中，本公开提供了包含以下、由以下组成或基本上由以下组成的组合物：表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)、多糖和蛋白质的三分子复合物。三分子复合物可以使用本文公开的方法来生产。在一些实施方案中，多糖通过多糖上的羧基和蛋白质上的胺基之间的共价键与蛋白质共价结合。在一些实施方案中，多糖是多糖的衍生物，并且在一些实施方案中，蛋白质是大米蛋白。
水飞蓟素
水飞蓟素是从奶蓟草水飞蓟(Silybum marianum(L.))中提取的黄酮木脂素。其被表明：通过促进肝脏健康作为肝脏保护剂、通过帮助预防与年龄相关的脑功能下降来改善大脑健康、通过帮助预防骨质疏松症来改善骨骼健康，作为治疗某些癌症的辅助手段，通过帮助预防痤疮和相关的皮肤损伤或疤痕来帮助改善皮肤健康，以及通过提高胰岛素敏感性和降低血糖来帮助治疗糖尿病。
它影响的代谢途径包括mTOR、AMPK、NFκb和FOXO3。
在一些实施方案中，本公开提供了包含以下、由以下组成或基本上由以下组成的组合物：水飞蓟素、多糖和蛋白质的三分子复合物。三分子复合物可以使用本文公开的方法来生产。在一些实施方案中，多糖通过多糖上的羧基和蛋白质上的胺基之间的共价键与蛋白质共价结合。在一些实施方案中，多糖是多糖的衍生物，并且在一些实施方案中，蛋白质是火麻蛋白。
熊果酸
熊果酸是一种亲脂性五环三萜类化合物，富含于苹果皮中。其被表明：帮助增强肌肉质量并抑制肌肉损伤、帮助减轻体重、BMI和腰围、改善空腹血糖和胰岛素敏感性、通过帮助调节白色和棕色脂肪组织来帮助脂肪褐变，以及甚至可以通过抑制多种癌细胞类型来帮助治疗某些癌症。
它影响的代谢途径包括mTOR(P13K/AKT)、NFκb、AMPK、Polyol和UCP诱导。
在一些实施方案中，本公开提供了包含以下、由以下组成或基本上由以下组成的组合物：熊果酸、多糖和蛋白质的三分子复合物。三分子复合物可以使用本文公开的方法来生产。在一些实施方案中，多糖通过多糖上的羧基和蛋白质上的胺基之间的共价键与蛋白质共价结合。在一些实施方案中，多糖是多糖的衍生物，并且在一些实施方案中，蛋白质是火麻蛋白。
藻酸盐
藻酸盐是从褐藻中提取的凝胶状多糖并且是藻酸的盐，藻酸是一种甘露糖醛酸和葡萄糖醛酸的线性聚合物，存在于藻类细胞壁中。
本公开提供的组合物和/或复合物中的藻酸盐可以变化。在各个方面，公开的组合物中提供的多酚选自所有类姜黄素、槲皮素、白藜芦醇、6-姜烯醛、非瑟酮、柚皮苷、芹菜素、紫檀芪、黄芩苷、小檗碱、黄腐酚、乳香、所有茄内酯、所有绿茶儿茶素，包括EGCG，及其组合。在一些实施方案中，藻酸盐被低聚果糖(一种难消化的纤维)替代。
在一些实施方案中，藻酸盐可以是任何藻酸盐，条件是该藻酸盐的存在有助于增加复合物或组合物中多酚的生物利用度。在一些实施方案中，藻酸盐可以是不可消化的藻酸盐。在其他实施方案中，藻酸盐在上胃肠(GI)道中不被消化。在一些实施方案中，藻酸盐可包含一个或多个羧基(例如，是羧酸根阴离子)。在一些实施方案中，藻酸盐能够进行美拉德反应，这可能是由于藻酸盐环境的pH值增加所致。在一些实施方案中，藻酸盐被可以是醇的分子酯化。这种醇的一个实例是丙二醇。在一些实施方案中，藻酸盐是至少50％酯化、至少60％酯化、至少70％酯化、至少80％酯化、至少90％酯化或小于100％酯化。在一些实施方案中，藻酸盐是藻酸盐衍生物。在各种实施方案中，藻酸盐是藻酸丙二醇酯。在一种实施方式中，藻酸盐是分子量小于10kDa，例如6kDa、5kDa、4kDa、3kDa、2kDa、1kDa或小于1kDa的藻酸丙二醇酯。在一些实施方案中，藻酸盐如通过G与M之比测量的那样是低粘度的并且是50％至90％酯化的。
蛋白质
本公开提供的组合物和/或复合物中的蛋白质可以变化。在各个方面，公开的组合物中的蛋白质是选自以下的蔬菜蛋白质：大麻、大豆、椰子、南瓜、西瓜、向日葵、豌豆、扁豆、白米和糙米(胚芽和非胚芽)、亚麻、燕麦、小麦、鱼粉、白蛋白、酪蛋白、乳清、各种来源的胶原蛋白及其组合。
在一些实施方案中，蛋白质可以是蛋白质、肽或多种肽，条件是蛋白质、肽或多种肽的存在有助于增加复合物或组合物中多酚的生物利用度。在一些实施方案中，蛋白质是球状蛋白或其肽。如本文所用，“肽”是指通过肽键连接的5至100个氨基酸的短链氨基酸分子。在一些实施方案中，蛋白质或肽包含氨基酸的一段或多段疏水性延伸物。氨基酸的疏水性延伸物可以包含以下或由以下组成：至少7个疏水性氨基酸、至少10个疏水性氨基酸、至少20个疏水性氨基酸或至少25个疏水性氨基酸，其可以是或可以不是连续的氨基酸。在一些实施方案中，蛋白质衍生自球状蛋白。在一些实施方案中，肽衍生自球状蛋白。在各种实施方案中，肽的长度为约10-100个氨基酸、长度为约10-50个氨基酸、或长度为约10-25个氨基酸。在一些实施方案中，蛋白质是植物蛋白。在一些实施方案中，蛋白质是蔬菜蛋白。在一些实施方案中，蛋白质选自火麻蛋白、大豆蛋白、椰子蛋白、南瓜蛋白、西瓜蛋白、向日葵蛋白、豌豆蛋白、扁豆蛋白、糙米蛋白、亚麻蛋白、燕麦蛋白、小麦蛋白、乳清蛋白、鱼粉蛋白、胶原蛋白、白蛋白和酪蛋白。在一些实施方案中，蛋白包含选自SEQ ID NO:1-SEQ ID NO:14的氨基酸序列或由其组成。SEQ ID NO:1-SEQ ID NO:14的氨基酸序列存在于一种或多种火麻蛋白中。
剂型
在某些方面，本公开的组合物和/或三分子复合物可以包含另外的试剂以提供适合施用于个体受试者的形式。此类试剂可被描述为生物非活性的并且可施用于受试者而不引起与活性剂的有害相互作用。合适的试剂的实例包括但不限于赋形剂，例如淀粉、葡萄糖、乳糖、蔗糖、明胶、麦芽、大米、面粉、白垩、硅胶、硬脂酸钠、单硬脂酸甘油酯、滑石粉、氯化钠、脱脂奶粉、甘油、丙烯、二醇、水、乙醇等。合适的试剂的另外的实例包括但不限于维生素、矿物质、微量元素、油(例如橄榄油)、抗氧化剂、药剂(即药物)、纤维、缓冲剂、抗酸剂、稳定剂、甜味剂、调味剂、染料或着色剂。此类另外的试剂的实例公开于美国专利公开号2013/0095204、美国专利公开号2007/0077279和美国专利号9,839,624中。
本公开的组合物可以采取溶液、悬浮液、乳液、片剂、丸剂、微丸剂、胶囊、含有液体的胶囊、粉末、缓释制剂、栓剂、乳液、气雾剂、喷雾剂、悬浮液或任何其他适合使用的形式。在一个实施方案中，药学上可接受的媒介物是胶囊(参见例如Grosswald等人，美国专利No.5,698,155)。本公开提供的优选组合物被配制用于口服递送，其可以是口服持续施用。
用于口服递送的组合物可以是例如片剂、锭剂、水性或油性混悬剂、颗粒剂、粉剂、乳剂、胶囊剂、糖浆剂或酏剂的形式。口服施用的组合物可以含有一种或多种任选的试剂，例如甜味剂如果糖、阿斯巴甜或糖精，调味剂如薄荷、冬青油或樱桃着色剂和防腐剂，以提供药学上适口的制剂。此外，在片剂或丸剂形式的情况下，可以对组合物进行包衣以延迟在胃肠道中的崩解和吸收，从而在延长的时间内提供持续的作用。围绕渗透活性驱动化合物的选择性渗透膜也适合于口服施用的本公开的化合物和组合物。在这些后来的平台中，来自胶囊周围环境的流体被驱动化合物吸入，该流体膨胀以通过孔置换试剂或试剂组合物。与立即释放制剂的带尖曲线相反，这些递送平台可以提供基本上零级的递送曲线。还可以使用延时材料，例如单硬脂酸甘油酯或硬脂酸甘油酯。口服组合物可以包括标准媒介物，例如甘露醇、乳糖、淀粉、硬脂酸镁、糖精钠、纤维素、碳酸镁等。此类媒介物优选是药物级的。
对于口服液体制剂例如悬浮液、酏剂和溶液，合适的载体、赋形剂或稀释剂包括水、盐水、亚烷基二醇(例如丙二醇)、聚亚烷基二醇(例如聚乙二醇)、油、醇、pH 4至pH 6之间的微酸性缓冲剂(例如，约5mM至约50mM之间的乙酸盐、柠檬酸盐、抗坏血酸盐)等。此外，可以添加调味剂、防腐剂、着色剂、胆汁盐、酰基肉碱等。
组合物还可以采用通过其他途径施用的形式。对于口腔施用，组合物可以采用以常规方式配制的片剂、锭剂等形式。适合与喷雾器和液体喷雾装置以及EHD气雾剂装置一起使用的液体药物制剂通常包括本公开提供的组合物以及药学上可接受的媒介物。优选地，药学上可接受的媒介物是液体，例如醇、水、聚乙二醇或全氟化碳。任选地，可以添加另一种材料以改变本公开组合物的溶液或悬浮液的气雾剂性质。优选地，该材料是液体，例如醇、二醇、聚二醇或脂肪酸。配制适用于气雾剂装置的液体药物溶液或悬浮液的其他方法是本领域技术人员已知的(参见例如Biesalski，美国专利号5,112,598；Biesalski，美国专利号5,556,611)。本公开提供的组合物还可以配制为直肠或阴道组合物，例如栓剂或保留灌肠剂，例如含有常规栓剂基质，例如可可脂或其他甘油酯。除了先前描述的制剂之外，本公开提供的组合物还可以配制为储库制剂。此类长效制剂可通过植入(例如皮下或肌内)或通过肌内注射来施用。因此，例如，本公开提供的组合物可以用合适的聚合物或疏水材料(例如作为在可接受的油中的乳液)或离子交换树脂配制，或配制为微溶衍生物，例如配制为微溶盐。
制备组合物的方法
如本文所述，本公开提供了包含多酚、多糖和蛋白或由SEQ ID NO:1-SEQ ID NO:14提供的一部分或一种或多种肽的组合物，其中多酚、多糖和蛋白质/一种或多种肽组合形成三分子复合物。姜黄素等多酚是疏水性的，因此在以未改变的原始形式服用时，消化吸收率较低。众所周知，许多蛋白质具有疏水性“内部”部分和亲水性“外部”部分。本公开的组合物利用这些亲水性差异来增强多酚的生物利用度。
一方面，本公开提供的包含多酚和与多糖共价结合的一种或多种蛋白质的三分子复合物或组合物可以如下制备：在乙醇(或类似的有机)环境中，多酚(例如姜黄素)是可溶的。多糖-蛋白质样品在乙醇/有机环境中展开(变性)，使每个变性蛋白质的疏水部分开始相互缔合。一旦发生这种情况，这些疏水缔合部分就会从溶液中脱落。然后，亲水部分将与多酚分子缔合或将其“封装”-从而使该分子的疏水部分更加亲水。一旦完成该缔合/封装过程并制备出多酚-蛋白质-多糖复合物，该复合物将表现出增强的亲水性，导致消化过程中的吸收增加，从而提高生物利用度。
在各个方面，本公开提供的组合物可以通过经由转酰基反应用蛋白质包被多糖来制备。此类转酰基反应涉及酯化羧基和氨基之间的亲核加成-消除，产生酰胺和醇。当氨基在碱性条件下不带电荷时(-NH2)，就会发生该反应。
多糖上存在的酯化羧酸与蛋白质上的任何氨基结合，优选赖氨酸或蛋白质的氨基末端。在高pH值(约pH 11)，胺基失去一个氢，使这些胺能够与酯化的羧酸反应并形成共价键。这种共价连接的亲水性多糖和蛋白质的疏水性核心的组合可以很好地与多酚结合。该酯化反应非常快地催化该反应(快20倍)并且消除了对加热(会使产物变性)的需要从而以更高产率生产可行组合物。
在几个方面，本公开提供的组合物可通过首先将多糖和蛋白质/一种或多种肽组合以形成共价双分子复合物来制备，其中多糖与蛋白质/一种或多种肽共价结合。共价键的形成可以通过转酰化反应发生，由此在多糖上的羧基和蛋白质/一种或多种肽上的胺基之间形成共价键。在一些实施方案中，在多糖和蛋白质/一种或多种肽之间形成共价键包括形成包含多糖和蛋白质/一种或多种肽的混合物，增加混合物的pH一段时间，并降低混合物的pH，从而形成双分子复合物，其中多糖通过转酰基作用共价结合至蛋白质/一种或多种肽。在这样的方法中，pH可以增加至至少约pH 9、至少约pH 10、至少约pH 11、或至少约pH 12，并且在一段时间之后，降低至约6.8至约7.2的中性pH。在这样的方法中，混合物可能缺乏可用的钙。一旦在多糖和蛋白质/一种或多种肽之间形成双分子复合物，则可以将混合物脱水以形成粉末，通常称为载体或载体粉末。
一旦多糖和蛋白质/一种或多种肽形成双分子复合物，多酚就可以与双分子复合物接触，其中多酚将与蛋白质/一种或多种肽的疏水区域非共价缔合，形成多酚、多糖和蛋白质/一种或多种肽的三分子复合物。不受理论的束缚，据信至少一些多酚与双分子复合物的球状蛋白内部的一个或多个疏水口袋结合。因此，在一些实施方案中，多酚、多糖和蛋白质/一种或多种肽的三分子复合物的形成可以包括变性条件。在一些实施方案中，在使多酚与双分子复合物接触之前，可以将多酚引入到可以与双分子复合物接触的有机溶剂中。或者，在其他实施方案中，在多酚与双分子复合物接触之前，双分子复合物(或载体)可以经受选自加热和/或有机溶剂(例如有机醇(例如，甲醇、乙醇等))的变性条件。多酚与双分子复合物的接触导致多酚/多糖/蛋白质复合物的形成。实施例1中提供了制备本公开提供的组合物的方法的另一个实例。
本公开的方法导致多酚、多糖和蛋白质的三分子复合物的形成。将多酚掺入这种三分子复合物中增加了多酚的生物利用度。
方法、剂量
本公开提供的三分子复合物和组合物通常可用于预防或治疗各种病症和/或通常改善受试者的健康。如本文所用，“受试者”是指任何人类或非人类动物。实例包括但不限于人类、非人类灵长类动物，例如黑猩猩、猿和其他猴类；家养哺乳动物(例如狗和猫)；实验动物(例如小鼠、大鼠、豚鼠)；鸟类和蝙蝠。本公开涵盖任何年龄或种族的受试者。
本公开提供的三分子复合物和组合物可用于治疗能够用多酚治疗的任何病症或疾病。可以使用所公开的组合物或三分子复合物来预防或治疗的病症和疾病的实例包括但不限于疼痛、高血压、心脏病、高胆固醇(即低密度脂质(LDL))、低高密度脂(HDl)、血脂、衰老疾病、认知能力下降、高血糖、胰岛素抵抗、代谢综合征、糖尿病、糖尿病引起的并发症、炎症、骨关节炎、癌症、超重、肥胖、高体重指数(BMI))、肝炎、非酒精性脂肪性肝炎(NASH)、非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)、消化不良、认知能力差、记忆力受损、执行功能受损、阿尔茨海默病、帕金森病、多发性硬化症、过敏、皮肤病变、惊吓、痤疮、良性前列腺增生和勃起功能障碍。
多酚是本公开提供的三分子复合物和/或组合物的活性剂。因此，适用于治疗方法的组合物或三分子复合物的量(重量、浓度等)将由需要递送至受试者的多酚的量来确定。此外，需要的多酚量可以取决于待治疗的病症或疾病的性质，并且可以通过本领域已知的标准临床技术来确定。此外，可以任选地采用体外或体内测定来帮助确定最佳剂量范围。在一些实施方案中，施用的组合物或三分子复合物的量将取决于所治疗的受试者、受试者的体重、疾病的严重程度、施用方式和任何开处方的医疗保健提供者的判断，等等。在一些实施方案中，向受试者施用一定量的组合物或三分子复合物，以递送约1微克(μg)至约2,000毫克(mg)范围内的量的多酚。在一些实施方案中，向受试者施用一定量的组合物或三分子复合物以向受试者递送至少5μg、至少10μg、至少25μg、至少50μg、至少100μg、至少500μg、至少1mg、至少5mg、至少10mg、至少25mg、至少50mg、至少100mg、至少250mg、至少50mg、至少1000mg、或至少2000mg。
在一些实施方案中，组合物或三分子复合物的剂量可以在药物组合物中通过单次施用或通过多次施用来递送，任选地采用控释。在一些实施方案中，组合物或三分子复合物的剂量可以通过口服释放施用来递送。在一些实施方案中，组合物或三分子复合物的剂量可以每天一次、每天两次或按照实现期望效果所需的任何时间表施用。
在一些实施方案中，提供了调节受试者中的生物系统的方法，该方法包括向受试者施用本公开的组合物或三分子复合物。在这些实施方案中，调节生物系统包括选自以下的效果：减少炎症、降低血压、平衡血脂、降低低密度脂质(LDL)浓度、增加高密度脂质(HDL)浓度、激活与衰老疾病相关的基因、改善记忆、增强认知、增强执行功能、降低胰岛素抵抗、提高胰岛素敏感性、预防糖尿病并发症、减轻疼痛、减少肿瘤生长、增加糖酵解、减少糖异生、减缓碳水化合物分解代谢、改变微生物群、减少身体体重、降低体重指数(BMI)、增加体重、减少自由基、改变氧化还原状态、增加脑源性神经营养因子(BDNF)的产生、减少过敏症状、减少或预防痤疮、减少疤痕、减少皮肤病变、增加脂质代谢、改善性功能、改善性欲及其组合。
在一些实施方案中，提供了保护受试者免受病症或疾病的方法，包括向个体施用本公开提供的三分子复合物或组合物。受试者可能但不一定处于发展病症或疾病的风险中。所述病症或疾病选自：疼痛、高血压、心脏病、高胆固醇(即低密度脂质(LDL))、低高密度脂(HDl)、血脂、衰老疾病、认知能力下降、高血糖、胰岛素抵抗、代谢综合征、糖尿病、糖尿病引起的并发症、炎症、骨关节炎、癌症、超重、肥胖、高体重指数(BMI))、肝炎、非酒精性脂肪性肝炎(NASH)、非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)、消化不良、认知能力差、记忆力受损、执行功能受损、阿尔茨海默病、帕金森病、多发性硬化症、过敏、皮肤病变、瘢痕(scaring)、痤疮、良性前列腺增生、勃起功能障碍及其组合。在一些实施方案中，三分子复合物或组合物可以与针对病症或疾病的一种或多种其他治疗联合施用。
在一些实施方案中，治疗受试者的病症或疾病的方法包括向受试者施用本公开提供的三分子复合物或组合物。病症或疾病选自疼痛、高血压、心脏病、高胆固醇(即低密度脂质(LDL))、低高密度脂(HDl)、血脂、衰老疾病、认知能力下降、高血糖、胰岛素抵抗、代谢综合征、糖尿病、糖尿病引起的并发症、炎症、骨关节炎、癌症、超重、肥胖、高体重指数(BMI))、肝炎、非酒精性脂肪性肝炎(NASH)、非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)、消化不良、认知能力差、记忆力受损、执行功能受损、阿尔茨海默病、帕金森病、多发性硬化症、过敏、皮肤病变、惊吓、痤疮、良性前列腺增生、勃起功能障碍及其组合。在一些实施方案中，三分子复合物或组合物可以与针对所述病症或疾病的一种或多种其他治疗联合施用。
实施例
以下实施例向本领域普通技术人员提供了如何制造和使用本文公开的主题的描述，并且不旨在限制发明人认为具有创造性的范围，也不旨在代表以下实验是所有或仅进行的实验。已努力确保所用数字(例如数量、温度等)的准确性，但应考虑一些实验误差和偏差。
实施例1.含姜黄素的三分子复合物的制备
藻酸盐-火麻蛋白双分子复合物的制备
材料：800mL反渗透纯化(RO)水
30g藻酸丙二醇酯(Biofoam K，BSG Craft Brewing，Shakopee MN)
250g火麻蛋白(Nutiva，Richmond，CA)
100mL 1.0M NaOH(LabChem，Zelienople，PA)
100mL HCl(LabChem，Zelienople，PA)
步骤：在KitchenAid型搅拌机的搅拌碗中将800mL RO水加热至70℃(150°F)。将30g藻酸丙二醇酯均匀分布到加热的RO水中，并在该温度静置3分钟。将RO水和藻酸丙二醇酯低速混合约3-5分钟，直至获得均匀的混合物。
将250g火麻蛋白添加到RO水和藻酸丙二醇酯的均匀混合物中。混合在一起。添加100mL 1.0M NaOH并混合约3-5分钟。静置约10分钟。添加100mL 1.0M HCl并混合约3-5分钟。静置约7分钟。
将所得混合物均匀地分配到8”x 10”金属盘中，并将盘放入预热至190°F的烤箱或加热柜中。加热约5小时。5小时后，将温度降至170°F。加热至少8小时，优选过夜。
控制温度，使其不会升至200°F以上，因为这样的温度会对生成的双分子复合物产生负面影响。小心确保产品在170°F热循环结束时完全干燥，没有可见的水分残留。所得产品是干粉。
姜黄素-藻酸盐-火麻蛋白三分子复合物的制备
材料：1L乙醇(EtOH)
20g姜黄素(95％纯度)
128g藻酸盐-火麻蛋白双分子复合物粉末，如上制备
程序：煮沸1L EtOH。将20g姜黄素加入沸腾的乙醇中，重新煮沸，并保持加热直至混合物澄清。将128g粉状藻酸盐-火麻蛋白双分子复合物(如上制备)粉末添加到EtOH-姜黄素混合物中并搅拌。继续搅拌，每5分钟搅拌一次，总共约1小时。
将所得混合物移至锅中并在170°F加热，直至EtOH完全蒸发且粉末目测干燥。最终产品是姜黄素-藻酸盐-火麻蛋白三分子复合物，其中藻酸盐和火麻蛋白共价结合在一起，姜黄素与两者非共价复合。
实施例2.姜黄素制剂的生物利用度
该实施例阐述了对成人受试者施用以下制剂后姜黄素的生物利用度：
1.Hempcur–由本发明人制备的双分子复合物，其包含与火麻蛋白结合的姜黄素。
2.HempCurAlg–由本发明人生产的实验性三分子复合物，通过首先将姜黄素与火麻蛋白结合，然后将姜黄素-火麻蛋白复合物与藻酸盐结合，并冻干姜黄素-火麻蛋白-藻酸盐复合物来制备。
3.市售姜黄素补充剂，其是与乳清蛋白结合的姜黄素。UltraCür姜黄素-乳清复合物，源自95％纯姜黄素固体(Ultra Botanica LLC，Oklahoma City，OK)。
4.Algicur：本公开提供的三分子姜黄素-藻酸盐-火麻蛋白复合物，根据实施例1中提供的程序制备。
5.市售姜黄素补充剂，其是在93％ Tween-80(％v/v)(一种合成洗涤剂)(/>Millburn，NJ)中的7％可溶性姜黄素(每体积体积(％v/v))。
为了测量每种制剂中姜黄素的生物利用度，将每种测试制剂向成年受试者施用，并收集尿样，如下：取来自早晨排尿的样品作为对照。收集对照样品后，每位受试者施用1.8克(g)的上述制剂之一；每个受试者仅施用单一制剂(受试者1施用Hempcur，受试者2施用HempCurAlg，以此类推)。4小时后，采集第二份尿样，旋转，并通过荧光测定尿样中姜黄素的含量。简言之，使样品经历频率为430nM的光照，并在测量530nM的发射。由此产生的发射如图1所示。
图1显示，如实施例1所示制备的本公开提供的三分子复合物(Algicur)在所有比较的制剂中表现出最高的生物利用度。本发明人制备的四种制剂中的三种导致生物利用度升高，然而数据清楚地表明，与两种市售姜黄素产品(UltraCür和NovaSOL)相比，Algicur制剂提供了显著提高的生物利用度。此外，根据所公开的方法生产的组合物中姜黄素的生物利用度显著高于和/>中姜黄素的生物利用度，这两种产品都是市售的并且被认为是显示出高度姜黄素生物利用度的姜黄素制剂。结果表明，使用所公开的方法生产的姜黄素制剂产生比市售的顶级产品显著更高的姜黄素生物利用度。
该结果是令人惊讶的，因为三分子复合物具有比低的溶解度(如实施例5的/>所示)，但具有显著更高的生物利用度。与溶解度一样，三分子复合物令人惊讶地也能减少炎症，而/>会增加炎症，尽管/>的溶解度较低。
实施例3.评估先导植物营养素产品生物利用度的临床试验
研究描述：这项研究测试了各种基于植物营养素、含有姜黄素的补充剂，看看哪种补充剂最好地被人体吸收。这些补充剂含有120mg姜黄素，品牌包括有关产品的进一步说明，请参阅表3。该研究还测试了尿液中的炎症标记物以确定是否有任何变化。
病症:炎症
研究设计
研究类型：干预主要目的：基础科学
干预研究模型：交叉分配
组数量：5
掩蔽：单个(参与者)
分配：非随机招募：15[预期]
表2.组和干预
结果测量：血浆生物利用度和炎症[时间范围：0、1、2、4和12小时]
合格
最低年龄：21岁最高年龄：49岁
性别：男
纳入标准：年龄和性别
排除标准：开始前五天不能服用任何植物营养素或姜黄素补充剂。
结果：接受的患者血液中的姜黄素水平升高，例如在第1、2、4和12小时，并且炎症标记物降低，例如在第1、2、4和12小时。接受其他补充剂的患者血液中的姜黄素水平没有或有少量增加，例如在第1、2、4和12小时，并且减少较少(相对于接受的受试者)，炎症标志物没有减少，甚至增加，例如在1、2、4和12小时。
实施例4.评估和/>生物利用度的临床试验
如实施例3中所述进行临床试验，不同的是在时间0和时间4小时(在时间0施用后的4小时)比较和/>与接受/>的受试者相比，接受的受试者在4小时时尿液中的姜黄素水平显著更高(p＝0.045，图2)，尿液中的IL6水平显著更低(p＝0.00162，图3)。令人惊讶的是，/>导致IL6水平急剧下降28％，但/>导致IL6增加686％。这证明了/>在减少炎症方面具有预料不到的优越性。
实施例5.先导植物营养素产品的溶解度
对几种先导植物营养素产品的溶解度进行了测试，结果如表3所示。简而言之，将每种产品一粒重悬于水中2小时，每小时剧烈摇晃一次。将所得样品在9,000g离心10分钟，并将所得上清液转移至新管中以除去不溶物质。然后测定每个样品的姜黄素浓度。尽管制剂隐藏了姜黄素荧光，但测得的/>溶解度是纯姜黄素的8,727倍。
表3.先导植物营养素产品的溶解度
实施例6.姜黄素结合肽的特性
分析了姜黄素结合肽的疏水性。简而言之，将姜黄素与含有火麻蛋白混合物的火麻蛋白裂解物一起孵育。从混合物中分离出姜黄素和相关的姜黄素结合蛋白，用胰蛋白酶消化，并通过液相色谱(LC)串联质谱(MS)(LC-MS/MS)进行分析。使用Protscale针对已鉴定的肽生成疏水性曲线以确定疏水性(Kyte和Doolittle)。Gasteiger E.,et al.ProteinIdentification and Analysis Tools on the ExPASy Server；(In)John M.Walker(ed):The Proteomics Protocols Handbook,Humana Press(2005).pp.571-607。如图4A-4I所示，每个鉴定的肽含有一个或多个疏水区域和一个或多个亲水区域。
序列表
<110> 艾皮塞乌蒂考尔实验室有限责任公司
Gildea, John
Roberts, David
Rhodes, Kevin
<120> 具有改善的生物利用度的多酚组合物
<130> 10474-2-PCT
<140> 尚未分配
<141> 2022-04-29
<150> 63/182,721
<151> 2021-04-30
<160> 14
<170> PatentIn第3.5版
<210> 1
<211> 14
<212> PRT
<213> 火麻(Cannabis sativa)
<400> 1
Asn Trp Ile Val Ala Ile Lys Ala Leu Ile Val Ile His Arg
1 5 10
<210> 2
<211> 17
<212> PRT
<213> 火麻
<400> 2
Ile Leu Asn Leu Tyr Ser Leu Ala Ser Gly Gln Val Ile Asn Phe Ala
1 5 10 15
Lys
<210> 3
<211> 11
<212> PRT
<213> 火麻
<400> 3
Leu Asn Thr Asn Ser Pro Asn Gly Phe Arg Arg
1 5 10
<210> 4
<211> 11
<212> PRT
<213> 火麻
<400> 4
Ser Val Ala Asp Leu Met Tyr Arg Ser Thr Arg
1 5 10
<210> 5
<211> 13
<212> PRT
<213> 火麻
<400> 5
Ala Val Asn Thr Val Ile Leu Ala Ser Asp Asp Met Arg
1 5 10
<210> 6
<211> 27
<212> PRT
<213> 火麻
<400> 6
Val Glu Cys Glu Gly Gly Met Ile Glu Ser Trp Asn Pro Asn His Glu
1 5 10 15
Gln Phe Gln Cys Ala Gly Val Ala Leu Leu Arg
20 25
<210> 7
<211> 16
<212> PRT
<213> 火麻
<400> 7
Ala Gly Ile Met Asp Asn Gly Pro Asn Val Thr Gly Pro Asn Glu Lys
1 5 10 15
<210> 8
<211> 12
<212> PRT
<213> 火麻
<400> 8
Val Lys Glu Val Leu Gly Gly Ile Trp Arg Leu Lys
1 5 10
<210> 9
<211> 9
<212> PRT
<213> 火麻
<400> 9
Lys Ala Ile Met Val Ile Arg Leu Lys
1 5
<210> 10
<211> 7
<212> PRT
<213> 火麻
<400> 10
Arg Met Ser Cys Asn Phe Arg
1 5
<210> 11
<211> 11
<212> PRT
<213> 火麻
<400> 11
Ser Val Ala Asp Leu Met Tyr Arg Ser Thr Arg
1 5 10
<210> 12
<211> 16
<212> PRT
<213> 火麻
<400> 12
Gln Ala Leu Leu Thr Phe Lys Gln Gly Leu Val Asp Asn Gln Asn Arg
1 5 10 15
<210> 13
<211> 19
<212> PRT
<213> 火麻
<400> 13
Gly Phe Ser Val Asn Leu Ile Gln Glu Ala Phe Asn Val Asp Ser Glu
1 5 10 15
Thr Ala Arg
<210> 14
<211> 22
<212> PRT
<213> 火麻
<400> 14
Gln Arg Leu Gln Arg Cys Gln Gln Thr Cys Ser Gln Ser Gln Gln Gly
1 5 10 15
Gly Gln Glu Gln Glu Arg
20

Claims (64)

1.组合物，其包含：多酚、蛋白质和多糖，其中：
所述多糖通过所述多糖上的羧基和所述蛋白质上的胺基之间的共价键与所述蛋白质结合；
所述多酚与共价结合的多糖和蛋白质非共价复合；和
所述组合物中的多酚的生物利用度大于缺乏共价结合的多糖和蛋白质的组合物中多酚的生物利用度。
2.权利要求1所述的组合物，其中所述多酚选自姜黄提取物、类姜黄素、姜黄素、槲皮素、白藜芦醇、6-姜烯酚、非瑟酮、柚皮苷、芹菜素、紫檀芪、黄芩苷、小檗碱、西利马灵(水飞蓟宾)、水飞蓟素、熊果酸、黄腐酚、乳香属、儿茶素、表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)、肠二醇、肠内酯和醉茄甾内酯。
3.权利要求1所述的组合物，其中所述多酚选自白藜芦醇、小檗碱、姜黄素、槲皮素、EGCG、水飞蓟素和熊果酸。
4.权利要求1所述的组合物，其中所述多酚是表1中列出的多酚或其衍生物。
5.权利要求1-4中任一项所述的组合物，其中所述多酚是姜黄素。
6.权利要求1-5中任一项所述的组合物，其中所述多酚是小檗碱。
7.权利要求1-6中任一项所述的组合物，其中所述多酚是槲皮素。
8.权利要求1-4中任一项所述的组合物，其中所述多酚影响一种或多种生化途径。
9.权利要求8所述的组合物，其中所述一种或多种生化途径选自雷帕霉素(mTOR)途径的机制靶标、长寿蛋白1(SIRT1)途径、过氧化物酶体增殖物激活的受体-γ共激活剂(PGC)-1α途径、自噬/蛋白稳态途径、AMP激活蛋白激酶(AMPK)途径、c-Myc途径、核因子-κB(NF-κB)途径、核因子红细胞2相关因子2(Nrf2)途径、叉头盒O-3(FoxO3)途径、解偶联蛋白1(UCP-1)途径、信号转导途径、参与衰老细胞清除的途径，及其组合。
10.权利要求1-9中任一项所述的组合物，其中所述多糖选自藻酸盐、果胶、低聚果糖(FOS)、低聚半乳糖(GOS)和淀粉。
11.权利要求10所述的组合物，其中所述淀粉是马铃薯淀粉。
12.权利要求1-11中任一项所述的组合物，其中所述蛋白质选自火麻蛋白、大豆蛋白、椰子蛋白、南瓜蛋白、西瓜蛋白、向日葵蛋白、豌豆蛋白、扁豆蛋白、糙米蛋白、亚麻蛋白、燕麦蛋白、小麦蛋白、乳清蛋白、鱼粉蛋白、胶原蛋白、白蛋白和酪蛋白。
13.权利要求1-12中任一项所述的组合物，其中所述蛋白质是球状蛋白质或其肽。
14.权利要求13所述的组合物，其中所述球状蛋白质或其肽包含氨基酸残基的一段或多段疏水性延伸物。
15.权利要求13或权利要求14所述的组合物，其中所述蛋白质或其肽包含选自SEQ IDNO：1-SEQ ID NO：9的一种或多种氨基酸序列。
16.制备权利要求1-15中任一项所述的组合物的方法，其包括：
通过转酰基反应经由以下用蛋白质包被多糖：
增加蛋白质的pH导致蛋白质中的胺基失去氢原子；和
将胺基与多糖中的羧酸接触，在所述胺基与所述羧酸之间形成共价键；和
使共价结合的蛋白质和多糖与多酚接触，在共价结合的蛋白质和多糖与多酚之间产生非共价相互作用。
17.组合物，其包含：姜黄素、藻酸盐和火麻蛋白，其中：
所述藻酸盐和所述火麻蛋白通过藻酸盐上的羧基和火麻蛋白上的胺基之间的共价键彼此共价结合；
所述姜黄素与共价结合的藻酸盐和火麻蛋白非共价复合；和
所述组合物中姜黄素的生物利用度大于缺乏共价结合的藻酸盐和火麻蛋白的组合物中姜黄素的生物利用度。
18.权利要求17所述的组合物，其中所述藻酸盐选自藻酸丙二醇酯和低聚果糖。
19.权利要求17或权利要求18所述的组合物，其中所述火麻蛋白是球状火麻蛋白或其肽。
20.权利要求19所述的组合物，其中所述球状火麻蛋白或其肽包含氨基酸残基的一段或多段疏水性延伸物。
21.权利要求20所述的组合物，其中所述氨基酸残基的一段或多段疏水性延伸物是SEQID NO:1-SEQ ID NO:14的氨基酸序列。
22.药物组合物，其包含权利要求17-21中任一项所述的组合物和药学上可接受的媒介物。
23.权利要求22所述的药物组合物，其中所述药学上可接受的媒介物是胶囊。
24.权利要求22所述的药物组合物，其中所述组合物是片剂。
25.治疗炎症的方法，其包括向患有炎症的受试者施用权利要求22-24中任一项所述的药物组合物。
26.改善心脏内皮功能的方法，其包括向患有心脏病的受试者施用权利要求22-24中任一项所述的药物组合物。
27.治疗骨关节炎的方法，其包括向患有骨关节炎疼痛的受试者施用权利要求22-24中任一项所述的药物组合物。
28.增加脑源性神经营养因子(BDNF)和/或治疗阿尔茨海默病的方法，其包括向有需要的受试者施用权利要求22-24中任一项所述的药物组合物。
29.权利要求25-28中任一项所述的方法，其中所述治疗、改善和/或增加是通过所述姜黄素影响选自mTOR、NFκb、NRF2和自噬/蛋白稳态的生物途径来发生。
30.制备权利要求17-21中任一项的组合物的方法，其包括：
通过转酰基反应经由以下用火麻蛋白包被藻酸盐：
增加火麻蛋白的pH导致火麻蛋白中的胺基失去一个氢原子；和
使胺基与藻酸盐中的羧酸接触，在胺基与羧酸之间形成共价键；和
使共价结合的藻酸盐和火麻蛋白与姜黄素接触，在共价结合的藻酸盐和火麻蛋白与姜黄素之间产生非共价相互作用。
31.组合物，其包含：小檗碱、藻酸丙二醇酯和豌豆蛋白，其中：
所述藻酸丙二醇酯和所述豌豆蛋白通过所述藻酸丙二醇酯上的羧基和所述豌豆蛋白上的胺基之间的共价键彼此共价结合；
所述小檗碱与共价结合的藻酸丙二醇酯和豌豆蛋白非共价复合；和
所述组合物中小檗碱的生物利用度大于缺乏共价结合的藻酸丙二醇酯和豌豆蛋白的组合物中小檗碱的生物利用度。
32.权利要求31所述的组合物，其中所述豌豆蛋白是球状豌豆蛋白或其肽。
33.权利要求32所述的组合物，其中所述球状豌豆蛋白或其肽包含氨基酸残基的一段或多段疏水性延伸物。
34.药物组合物，其包含权利要求31-33中任一项所述的组合物和药学上可接受的媒介物。
35.权利要求34所述的药物组合物，其中所述药学上可接受的媒介物是胶囊。
36.权利要求34所述的药物组合物，其中所述组合物是片剂。
37.治疗糖尿病的方法，其包括向患有糖尿病的受试者施用权利要求34-36中任一项所述的药物组合物。
38.权利要求37所述的方法，其中治疗糖尿病通过以下方式完成：降低血糖、降低胰岛素抵抗、增加糖酵解、减少肝脏中的糖异生、减缓肠道中碳水化合物的分解，或其组合。
39.权利要求37或权利要求38所述的方法，其中所述治疗通过所述小檗碱影响选自AMPK信号传导途径和c-myc的生物途径而发生。
40.制备权利要求31-33中任一项所述的组合物的方法，其包括：
通过转酰基反应经由以下用豌豆蛋白包被藻酸丙二醇酯：
增加豌豆蛋白的pH导致豌豆蛋白中的胺基失去氢原子；和
使胺基与藻酸丙二醇酯中的羧酸接触，在胺基与羧酸之间形成共价键；和
使共价结合的藻酸丙二醇酯和豌豆蛋白与小檗碱接触，在共价结合的藻酸丙二醇酯和豌豆蛋白与小檗碱之间产生非共价相互作用。
41.组合物，其包含：槲皮素、藻酸丙二醇酯和豌豆蛋白，其中：
所述藻酸丙二醇酯和所述豌豆蛋白通过所述藻酸丙二醇酯上的羧基和所述豌豆蛋白上的胺基之间的共价键彼此共价结合；
所述槲皮素与共价结合的藻酸丙二醇酯和豌豆蛋白非共价复合；和
所述组合物中槲皮素的生物利用度大于缺乏共价结合的藻酸丙二醇酯和豌豆蛋白的组合物中槲皮素的生物利用度。
42.权利要求41所述的组合物，其中所述豌豆蛋白是球状豌豆蛋白或其肽。
43.权利要求42所述的组合物，其中所述球状豌豆蛋白或其肽包含氨基酸残基的一段或多段疏水性延伸物。
44.药物组合物，其包含权利要求41-43中任一项所述的组合物和药学上可接受的媒介物。
45.权利要求44所述的药物组合物，其中所述药学上可接受的媒介物是胶囊。
46.权利要求44所述的药物组合物，其中所述组合物是片剂。
47.治疗炎症的方法，其包括向患有炎症的受试者施用权利要求44-46中任一项所述的药物组合物。
48.治疗过敏症状的方法，其包括向患有过敏的受试者施用权利要求44-46中任一项所述的药物组合物。
49.通过减缓阿尔茨海默病和/或痴呆的发作来改善脑健康的方法，其包括向有需要的受试者施用权利要求44-46中任一项所述的药物组合物。
50.降低血压的方法，其包括向有需要的受试者施用权利要求44-46中任一项所述的药物组合物。
51.权利要求47-50中任一项所述的方法，其中所述治疗通过所述槲皮素影响选自mTOR、AMPK和Senolytics的生物途径而发生。
52.制备权利要求41-43中任一项所述的组合物的方法，其包括：
通过转酰基反应经由以下用豌豆蛋白包被藻酸丙二醇酯：
增加豌豆蛋白的pH导致豌豆蛋白中的胺基失去氢原子；和
使胺基与藻酸丙二醇酯中的羧酸接触，在胺基与羧酸之间形成共价键；和
使共价结合的藻酸丙二醇酯和豌豆蛋白与槲皮素接触，在共价结合的藻酸丙二醇酯和豌豆蛋白与槲皮素之间产生非共价相互作用。
53.组合物，其包含：白藜芦醇、藻酸丙二醇酯和火麻蛋白，其中：
所述藻酸丙二醇酯和所述火麻蛋白通过所述藻酸丙二醇酯上的羧基和所述火麻蛋白上的胺基之间的共价键彼此共价结合；
所述白藜芦醇与共价结合的藻酸丙二醇酯和火麻蛋白非共价复合；和
所述组合物中白藜芦醇的生物利用度大于缺乏共价结合的藻酸丙二醇酯和火麻蛋白的组合物中白藜芦醇的生物利用度。
54.权利要求52所述的组合物，其中所述火麻蛋白是球状豌豆蛋白或其肽。
55.权利要求53所述的组合物，其中所述球状火麻蛋白或其肽包含氨基酸残基的一段或多段疏水性延伸物。
56.药物组合物，其包含权利要求52-54中任一项的组合物和药学上可接受的媒介物。
57.权利要求55所述的药物组合物，其中所述药学上可接受的媒介物是胶囊。
58.权利要求55所述的药物组合物，其中所述组合物是片剂。
59.治疗炎症的方法，其包括向患有炎症的受试者施用权利要求55-57中任一项所述的药物组合物。
60.治疗过敏症状的方法，其包括向患有过敏的受试者施用权利要求55-57中任一项所述的药物组合物。
61.通过减缓阿尔茨海默病和/或痴呆的发作来改善脑健康的方法，其包括向有需要的受试者施用权利要求44-46中任一项所述的药物组合物。
62.降低血压的方法，其包括向有需要的受试者施用权利要求55-57中任一项所述的药物组合物。
63.权利要求58-61中任一项所述的方法，其中所述治疗通过所述白藜芦醇影响选自mTOR、SIRT1/PGC1α、自噬和蛋白稳态的生物途径来发生。
64.制备权利要求52-54中任一项所述的组合物的方法，其包括：
通过转酰基反应经由以下用火麻蛋白包被藻酸丙二醇酯：
增加火麻蛋白的pH导致火麻蛋白中的胺基失去一个氢原子；和
使胺基与藻酸丙二醇酯中的羧酸接触，在胺基与羧酸之间形成共价键；和
使共价结合的藻酸丙二醇酯和火麻蛋白与白藜芦醇接触，在共价结合的藻酸丙二醇酯和火麻蛋白与白藜芦醇之间产生非共价相互作用。
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