JP2023513702A - イヌの腸疾患およびディスバイオシスのための微生物組成物および使用方法 - Google Patents

イヌの腸疾患およびディスバイオシスのための微生物組成物および使用方法 Download PDF

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Abstract

本開示は、微生物の新規株を含む単離された微生物-微生物アンサンブルおよびそれらを含む組成物に関する。さらに、本開示は、イヌにおける胃腸疾患またはディスバイオシスを治療または予防する方法において、記載される微生物、微生物組成物、およびそれらを含む組成物を利用する方法を教示する。特定の態様では、本開示は、GIの病因または自己免疫によって引き起こされる罹患および死亡を治療または予防する方法を提供する。【選択図】図6

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2020年2月10日に出願された米国仮特許出願第62/972,337号、および2020年9月25日に出願された米国仮特許出願第63/083,178号の優先権の利益を主張するものであり、これらの各々は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本開示は、特に、イヌにおける腸疾患またはディスバイオシスの予防および治療に用途を有する、単離された生物学的に純粋な微生物に関する。開示された微生物は、その単離された生物学的に純粋な状態で利用されてもよく、また組成物に製剤化されてもよい。本開示は、開示される微生物の少なくとも2つのメンバーを含有する微生物アンサンブル、ならびに当該微生物アンサンブルを利用する方法を提供する。さらに、本開示は、イヌの胃腸マイクロバイオームを調節する方法を提供する。
配列表に関する記述
本出願に関連する配列表は、紙のコピーの代わりにテキスト形式で提供され、参照により本明細書に組み込まれる。配列表を含むテキストファイルの名称は、ASBI_018_03WO_SeqList_ST25.txtである。テキストファイルは112kbで、2021年2月9日に作成され、EFS-Webを介して電子的に提出されている。
イヌは、胃腸(GI)管、皮膚、ならびに口腔、眼表面および膣などの他の上皮および組織ニッチに微生物が定着する。GI管は、豊富で多様な微生物群集を保有する。これは複雑なシステムであり、細菌の多様な菌株を含む、多くの異なる種または生物の群集に環境またはニッチを提供する。数百種類の異なる種が、健康な動物のGI管内に共生群集を形成してもよく、この生物の相体は、出生時から進化して、最終的に機能的に成熟した微生物集団を形成する。これらの集団における、微生物株間、および微生物と宿主、例えば宿主免疫系との間の相互作用は、微生物の分布に影響を及ぼす資源の利用可能性および競争により、群集構造を形成する。そのような資源は、食物、場所、成長する空間の利用可能性、または微生物が付着し得る物理的構造であり得る。例えば、宿主の食餌は、GI管内細菌叢の形成に関与する。
健康な微生物叢は、広範な病原体に対する定着抵抗性、必須栄養素の生合成および吸収、ならびに健康な腸上皮および適切に制御された全身免疫を維持する免疫刺激を含む、複数の利益を宿主に提供する。ディスバイオシスまたは一般的な腸疾患では、微生物叢の組成と機能が失われるか、大幅に変化する可能性があり、病原体に対する感受性の増加、代謝プロファイルの変化、または局所または全身性炎症または自己免疫を引き起こす可能性のある炎症誘発性シグナルの誘導をもたらす。したがって、腸内微生物叢は、腸の様々な病原性感染を含む、多くの疾患および障害の病因において重要な役割を果たしている。例えば、正常な腸内微生物叢が広域抗生物質の使用によって妨害された場合、イヌは病原性感染症に対してよりかかりやすくなる。これらの疾患および障害の多くは、動物の生活の質を著しく低下させ、致死的となり得る慢性疾患である。
これまでのところ、イヌにおける腸内マイクロバイオームの交換または補給は、主に、ヨーグルトに典型的に見られる凍結乾燥微生物の経口補給、および便移植に限定されている。どちらの例も、様々な程度の腸ディスバイオシス状態を治療する可能性がある。経口サプリメントは、使用がより簡単であるが、最も効果の高い適切な微生物を選択することは困難である。糞便移植は、宿主間で感染性またはアレルゲン性物質を伝染させる可能性があり、ドナーから患者へ潜在的に数百の未知の株を伝染させる可能性があり、かつ大規模で実施することが困難であるため、最終手段の手技であるとみなされる。さらに、糞便移植は、本質的に標準化されていず、一貫性がなく、様々な望ましい物質および/または望ましくない物質が任意の所与の提供で伝達され得る。したがって、感染に対する動物の感受性を低下させ、かつ/または健康な腸内微生物叢の回復を促進することによって、腸疾患に引き寄せられる一連の疾患および病態のスペクトルを治療するために利用することができる、定義された組成物に対するニーズがある。
したがって、イヌにおける腸疾患およびディスバイオシス障害に対する、効果的で、明確で、かつ再現可能な治療が必要である。商業的可能性を有する治療剤を調製するために、我々は、それらの細菌株についての我々の理解、および細菌組成物の有用性および商業化を強化する特性の我々の分析に基づいて、複数の有益な特性を有する単離された細菌株の細菌組成物を設計した。
したがって、腸疾患およびGIディスバイオシス、特に重篤な病原性感染症の治療のため、ならびに一般的なGIの健康の維持のため、耐久性があり、効率的で、効果的な組成物および方法の必要性に応じて、我々は、腸疾患に応答して、または予防の観点で、イヌを治療するための組成物および方法を提供する。
いくつかの実施形態では、本開示は、(a)配列番号1~333から選択される核酸配列と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を有する1つ以上の細菌を含む精製された微生物集団と、(b)イヌ投与に適した1つ以上の担体と、を含む、微生物組成物を提供する。いくつかの実施形態では、精製された微生物集団は、配列番号19と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を有する細菌を含む。いくつかの実施形態では、精製された微生物集団は、配列番号19を含む16S核酸配列を有する細菌を含む。いくつかの実施形態では、精製された微生物集団は、配列番号172と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を有する細菌を含む。いくつかの実施形態では、精製された微生物集団は、配列番号172を含む16S核酸配列を有する細菌を含む。いくつかの実施形態では、精製された微生物集団は、配列番号237と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を有する細菌を含む。いくつかの実施形態では、精製された微生物集団は、配列番号237を含む16S核酸配列を有する細菌を含む。いくつかの実施形態では、精製された微生物集団は、配列番号326と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を有する細菌を含む。いくつかの実施形態では、精製された微生物集団は、配列番号326を含む16S核酸配列を有する細菌を含む。いくつかの実施形態では、精製された微生物集団は、配列番号327と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を有する細菌を含む。いくつかの実施形態では、精製された微生物集団は、配列番号327を含む16S核酸配列を有する細菌を含む。いくつかの実施形態では、精製された微生物集団は、配列番号328と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を有する細菌を含む。いくつかの実施形態では、精製された微生物集団は、配列番号328を含む16S核酸配列を有する細菌を含む。いくつかの実施形態では、精製された微生物集団は、配列番号329と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を有する細菌を含む。いくつかの実施形態では、精製された微生物集団は、配列番号329を含む16S核酸配列を有する細菌を含む。いくつかの実施形態では、精製された微生物集団は、配列番号330と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を有する細菌を含む。いくつかの実施形態では、精製された微生物集団は、配列番号330を含む16S核酸配列を有する細菌を含む。いくつかの実施形態では、精製された微生物集団は、配列番号331と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を有する細菌を含む。いくつかの実施形態では、精製された微生物集団は、配列番号331を含む16S核酸配列を有する細菌を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の細菌は、配列番号19、172、237、および326~331から選択される核酸配列と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の細菌は、配列番号19、172、237、および326~331から選択される16S核酸配列を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の細菌は、配列番号19、172、および326と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の細菌は、配列番号19、172、および326の16S核酸配列を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の細菌は、配列番号19、172、237、326、328、330、および331と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の細菌は、配列番号19、172、237、326、328、330、および331の16S核酸配列を含む。
いくつかの実施形態では、微生物組成物は、胞子で構成される。いくつかの実施形態では、微生物組成物はワックスに埋め込まれている。いくつかの実施形態では、微生物組成物は封入されている。いくつかの実施形態では、封入された微生物組成物は、糖ポリマー、寒天ポリマー、アガロースポリマー、タンパク質ポリマー、および脂質ポリマーからなる群から選択されるポリマーを含む。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、ガラスマトリックス中に保存されている。
いくつかの実施形態では、1つ以上の担体は、食用飼料グレード材料、アルミノケイ酸塩含有ミネラル、ゼオライト、炭酸カルシウム、プレバイオティックス、および香味剤からなる群から選択される。いくつかの実施形態では、プレバイオティックスは、イヌリン、オリゴ糖、および/またはビタミンである。いくつかの実施形態では、1つ以上の担体は、イヌリン、炭酸カルシウム、活性炭、および/またはユッカである。いくつかの実施形態では、香味剤は、乾燥酵母、チーズ香味剤、牛肉香味剤、魚香味剤、鶏肉香味剤、および/または豚肉香味剤である。
いくつかの実施形態では、1つ以上の細菌は、当該組成物の1グラム当たり約10~約1015個の細胞の濃度で組成物中に存在する。いくつかの実施形態では、1つ以上の細菌は、当該組成物の1グラム当たり少なくとも10個の細胞の濃度で組成物中に存在する。
いくつかの実施形態では、微生物組成物は、動物飼料と混合されるか、または動物飼料の上に振りかけられる。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、錠剤、丸剤、カプセル、粉末、溶液、懸濁液、またはエマルションとして製剤化される。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、丸剤として製剤化される。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、食物として製剤化される。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、ドライフード、ウェットフード、キブル、またはローフードとして製剤化される。
いくつかの実施形態では、本開示は、(a)(i)NRRL受入寄託第B-67972号として寄託されたAscusk9_546A、(ii)NRRL受入寄託第B-67973号として寄託されたAscusk9_672A、(iii)NRRL受入寄託第B-67974号として寄託されたAscusk9_210B、(iv)NRRL受入寄託第B-67975号として寄託されたAscusk9_51G、(v)NRRL受入寄託第B-67976号として寄託されたAscusk9_33E、(vi)NRRL受入寄託第B-67977号として寄託されたAscusk9_0G、(vii)NRRL受入寄託第B-67987号として寄託されたAscusk9_38A、(viii)NRRL受入寄託第B-67986号として寄託されたAscusk9_17A、および(ix)NRRL受入寄託第B-67985号として寄託されたAscusk9_2Aからなる群から選択される、少なくとも1つの単離された微生物株と、(b)イヌの投与に適した1つ以上の担体と、を含む、微生物組成物を提供する。
いくつかの実施形態では、本開示は、イヌにおいて少なくとも1つの望ましい形質を付与する方法を提供し、方法は、本明細書に記載の微生物組成物のイヌへの投与を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの所望の形質が、便の硬さの改善、規則的な便通の増加、下痢の発生率の低減、便秘の発生率の低減、排便時の怒責の軽減、抗生物質による副作用の低減、口腔衛生の改善、より生き生きとした目、活力の増加、食欲亢進、毛並みおよび毛質の向上、感染性疾患もしくは非感染性疾患の発生率の低減、寿命の延長、ならびに/またはイヌのパフォーマンスの向上からなる群から選択される。
いくつかの実施形態では、本開示は、イヌにおける胃腸の健康を維持または改善する方法を提供し、方法は、本明細書に記載の微生物組成物のイヌへの投与を含む。
いくつかの実施形態では、本開示は、イヌにおける胃腸ディスバイオシスまたは胃腸疾患を治療または予防する方法を提供し、方法は、本明細書に記載の微生物組成物をイヌに投与することを含む。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、イヌにおける下痢の発生率を低減させ、便の硬さを改善させ、排便時の怒責を低減させ、便秘を低減させ、規則的な便通を増加させ、ディスバイオシスを低減させ、かつ/または腸疾患を低減させる。
いくつかの実施形態では、本開示は、イヌのマイクロバイオームを調節する方法を提供し、この方法は、本明細書に記載の組成物をイヌに投与することを含む。いくつかの実施形態では、マイクロバイオームの調節は、マイクロバイオームの1つ以上の細菌の割合の増加であり、この増加は、1つ以上の細菌が投与されなかったイヌと比較して測定される。いくつかの実施形態では、マイクロバイオームの調節は、組成物の投与前のマイクロバイオームに存在する1つ以上の細菌の割合の減少であり、この減少は、組成物の投与前のイヌのマイクロバイオームと比較して測定される。
いくつかの実施形態では、本開示は、病原性微生物の定着に対するイヌの耐性を増加させる方法を提供し、方法は、本明細書に記載の組成物の投与を含み、イヌの胃腸管に定着する病原体の能力が低減される。
いくつかの実施形態では、本開示は、少なくとも1つの病原性微生物の存在に対してイヌを治療する方法を提供し、方法は、本明細書に記載される組成物の投与を含む。いくつかの実施形態では、組成物の投与後、少なくとも1つの病原性微生物の相対存在量が、胃腸管内の5%未満の相対存在量まで減少する。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの病原性微生物の相対存在量が、胃腸管内の1%未満の相対存在量まで減少する。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの病原性微生物は、胃腸管内では検出不能である。
いくつかの実施形態では、微生物組成物は、イヌの生存期間を通して1日1回投与される。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、イヌの生存期間を通して1日2回投与される。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、1カ月の期間、2カ月の期間、3カ月の期間、6カ月の期間、もしくは12カ月の期間にわたって、1日1回、1日2回、1日3回、1週間に1回、1週間に2回、1週間に3回、2週間に1回、または1カ月に1回、イヌに投与される。
いくつかの実施形態では、本開示は、イヌにおいて望ましい表現型形質を増加させることができるイヌ飼料サプリメントを提供し、当該飼料サプリメントは、(a)イヌにおいて自然には発生しない濃度で存在する本明細書に記載の微生物組成物と、(b)許容可能な担体と、を含む。
いくつかの実施形態では、本開示は、イヌにおいて望ましい表現型形質を増加させることができるイヌ飼料サプリメントを提供し、当該飼料サプリメントは、(a)配列番号19、172、および326と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を含む1つ以上の細菌と、(b)許容可能な担体と、を含み、1つ以上の細菌が、当該組成物1グラム当たり少なくとも10個の細胞の濃度でイヌ飼料サプリメント中に存在する。
いくつかの実施形態では、本開示は、イヌにおける胃腸ディスバイオシスまたは胃腸疾患を治療または予防するためのイヌ飼料サプリメントを提供し、当該飼料サプリメントは、(a)配列番号19、172、237、326、328、330、および331と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を含む1つ以上の細菌と、(b)許容可能な担体と、を含み、1つ以上の細菌が、当該組成物の1グラム当たり少なくとも10個の細胞の濃度でイヌ飼料サプリメント中に存在する。
いくつかの実施形態では、本開示は、イヌにおいて望ましい表現型形質を増加させることができるイヌ飼料サプリメントを提供し、当該飼料サプリメントは、Megamonas sp.と、許容可能な担体と、を含み、Megamonas sp.は、当該組成物の1グラム当たり少なくとも10個の細胞の濃度で、イヌ飼料サプリメント中に存在する。
いくつかの実施形態では、本開示は、イヌにおける胃腸ディスバイオシスまたは胃腸疾患を治療または予防するためのイヌ飼料サプリメントを提供し、当該飼料サプリメントは、Megamonas sp.と、許容可能な担体と、を含み、Megamonas sp.は、当該組成物の1グラム当たり少なくとも10個の細胞の濃度でイヌ飼料サプリメント中に存在する。
いくつかの実施形態では、本開示は、表1の微生物株のうちのいずれか1つから選択される単離された微生物株を提供する。
いくつかの実施形態では、本開示は、以下からなる群から選択される、単離された微生物株を提供する:(a)NRRL受入寄託第B-67972号として寄託されたAscusk9_546A、(b)NRRL受入寄託第B-67973号として寄託されたAscusk9_672A、(c)NRRL受入寄託第B-67974号として寄託されたAscusk9_210B、(d)NRRL受入寄託第B-67975号として寄託されたAscusk9_51G、(e)NRRL受入寄託第B-67976号として寄託されたAscusk9_33E、(f)NRRL受入寄託第B-67977号として寄託されたAscusk9_0G、(g)NRRL受入寄託第B-67987号として寄託されたAscusk9_38A、(h)NRRL受入寄託第B-67986号として寄託されたAscusk9_17A、および(i)NRRL受入寄託第B-67985号として寄託されたAscusk9_2A。
いくつかの実施形態では、本開示は、配列番号1~333のうちのいずれか1つと少なくとも90%の配列同一性を共有するポリヌクレオチド配列を含む、単離された微生物株を提供する。
いくつかの実施形態では、本開示は、本明細書に記載される単離された微生物株の実質的に純粋な培養物を提供する。
特許手続上の微生物の寄託の国際的承認に関するブダペスト条約
本出願に記載されるいくつかの微生物は、1815 N.University St.,Peoria,IL 61604,USAにある、United States Department of Agriculture(USDA)Agricultural Research Service(ARS) Culture Collection(NRRL(登録商標))に寄託された。本出願に記載されるいくつかの微生物は、60 Bigelow Drive,East Boothbay,Maine 04544,USAにある、Bigelow National Center for Marine Algae and Microbiotaに寄託された。本出願に記載されるいくつかの微生物は、10801 University Boulevard,Manassas,Virginia 20108,USAにある、American Type Culture Collection(ATCC)に寄託された。
寄託は、特許手続上の微生物の寄託の国際的承認に関するブダペスト条約の条件に基づいて行われた。ATCC、NRRL、およびBigelow National Center for Marine Algae and Microbiotaの受入番号および対応する寄託日を表1に提供する。
表1では、微生物のBLASTアルゴリズムを使用して予測される最も近い分類群を、1列目に列挙する。以下の表に指定された株は、少なくとも2019年4月以降、Native Microbials,Inc.の実験室に寄託されている。
Figure 2023513702000002
Figure 2023513702000003
Figure 2023513702000004
Figure 2023513702000005
Figure 2023513702000006
Figure 2023513702000007
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1つ以上の活性微生物株の絶対存在量を決定するための方法の一実施形態の一般的なワークフローを示す。 1つ以上のメタデータ(環境)パラメーターを有する、試料中の1つ以上の、または2つ以上の活性微生物株の共起を決定する方法で、その後、決定された関係のネットワーク上でクラスター解析および群集検出方法を活用する、一実施形態の一般的なワークフローを示す。 本開示で使用するための標的微生物のMICスコアのカットオフリストを示し、抗IBD/抗下痢状態に寄与する多くの微生物は、約0.5 MIC超で発生し、IBD/下痢状態に寄与する多くの微生物は、約0.5 MIC未満で発生している。 さらに、IBD/下痢の治療および予防に有効であると予想される、3つの社会的に異なる群の出現を示す。 微生物によって共有されるネットワーク連結数(X軸)の関数として、IBD/下痢状態(Y軸上のMICスコアによって示される)における影響を示す。2つの集団、IBD/下痢状態に寄与する微生物、および抗IBD/下痢状態に寄与する微生物が出現する。 高度に連結された微生物および連結されていない微生物に関連するIBD/下痢状態(プロおよび抗)を示し、高度に連結された微生物は、抗IBD/下痢状態(高MICスコア)に寄与する傾向を示す。 30日間にわたる微生物サプリメントの毎日の投与の前後の、イヌ#1の糞便マイクロバイオームのアルファ多様性を示す。 30日間にわたる微生物サプリメントの毎日の投与の前後の、イヌ#1の糞便マイクロバイオームの分類学的多様性を示す。 30日間にわたる微生物サプリメントの毎日の投与の前後の、イヌ#1の糞便マイクロバイオームの属レベルでの分類群を示す。微生物サプリメントは、Ascusk9_51G、Ascusk9_546A、およびAscusk9_0G(図5A~5C)を含む。 イヌにおける4つの個々のケーススタディの主座標解析(PCoA)を示す。イヌ#1および#4は、30日間にわたって、Ascusk9_51G、Ascusk9_546A、およびAscusk9_0Gが補充された健康なイヌであった。イヌ#2および#3は、慢性腸疾患と診断されたイヌであり、Ascusk9_51G、Ascusk9_546A、Ascusk9_0G、Ascusk9_210B、Ascusk9_17A、Ascusk9_2A、およびAscusk9_33Eが30日間にわたって補充された。 30日間にわたる微生物サプリメントの毎日の投与の前後の、イヌ#2の糞便マイクロバイオームのアルファ多様性を示す。 30日間にわたる微生物サプリメントを毎日投与する前後の、イヌ#2の糞便マイクロバイオームの分類学的多様性を示す。 30日間にわたる微生物サプリメントの毎日の投与の前後の、イヌ#2の糞便マイクロバイオームの属レベルでの分類群を示す。微生物サプリメントは、Ascusk9_51G、Ascusk9_546A、Ascusk9_0G、Ascusk9_210B、Ascusk9_17A、Ascusk9_2A、およびAscusk9_33Eを含む(図7A~7C)。 30日間にわたる微生物サプリメントの毎日の投与の前後の、イヌ#3の糞便マイクロバイオームのアルファ多様性を示す。 30日間にわたる微生物サプリメントの毎日の投与の前後の、イヌ#3の糞便マイクロバイオームの分類学的多様性を示す。 30日間にわたる微生物サプリメントの毎日の投与の前後の、イヌ#3の糞便マイクロバイオームの属レベルでの分類群を示す。微生物サプリメントは、Ascusk9_51G、Ascusk9_546A、Ascusk9_0G、Ascusk9_210B、Ascusk9_17A、Ascusk9_2A、およびAscusk9_33E(図8A~8C)を含む。 30日間にわたる微生物サプリメントの毎日の投与の前後の、イヌ#4の糞便マイクロバイオームのアルファ多様性を示す。 30日間にわたる微生物サプリメントの毎日の投与の前後の、イヌ#4の糞便マイクロバイオームの分類学的多様性を示す。 30日間にわたる微生物サプリメントの毎日の投与の前後の、イヌ#4の糞便マイクロバイオームの属レベルでの分類群を示す。微生物サプリメントは、Ascusk9_51G、Ascusk9_546A、およびAscusk9_0G(図9A~9C)を含む。 個々の微生物単離株(Ascusk9_546AおよびAscusk9_17A)が、インビトロでE.coliと競合する能力を示す。
定義
以下の用語は、当業者によって十分理解されていると思われるが、以下の定義は、本開示の主題の説明を容易にするために記載される。
用語「a」または「an」は、その実体のうちの1つ以上を指してもよく、すなわち、複数の指示対象を指してもよい。そのため、用語「a」または「an」、「1つ以上」および「少なくとも1つ」は、本明細書では互換的に使用される。さらに、無期限の記事「a」または「an」による「要素」への言及は、文脈上明らかに要素の1つのみが存在することを要求しない限り、複数の要素が存在する可能性を排除するものではない。
本明細書全体を通して、「一実施形態」、「実施形態」、「一態様」、または「態様」は、実施形態に関連して記載される特定の特徴、構造、または特性が、本開示の少なくとも1つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体を通して様々な場所における語句の「一実施形態では」または「実施形態では」という句の出現は、必ずしもすべて同じ実施形態を指すとは限らない。さらに、特定の特徴、構造、または特性は、1つ以上の実施形態で、任意の適切な様式で組み合わせることができる。
本明細書で使用される場合、特定の実施形態では、数値に先行する場合の用語「約」または「およそ」は、値のプラスまたはマイナス10%の範囲を示す。
本明細書で使用される場合、用語「微生物(microorganism)」または「微生物(microbe)」は広義に解釈されるべきである。これらの用語は、互換的に使用され、限定されないが、2つの原核ドメイン、細菌および古細菌、真核生物の真菌および原生動物、ならびにウイルスを含む。いくつかの実施形態では、本開示は、表1の「微生物」、または参照により組み込まれる「微生物」を指す。この特徴付けは、表の予測された分類学的微生物識別子だけでなく、表に列挙された微生物の同定された株も指すことができる。
用語「微生物群集(microbial community)」は、2つ以上の種または株を含む微生物の群を意味する。微生物アンサンブルとは異なり、微生物群集は、共通の機能を実行する必要はなく、または関心のある表現型形質(例えば、GI腸疾患またはディスバイオシスの減少)などの認識可能なパラメーターに関与するか、またはそれにつながるか、またはそれに相関する必要もない。
本明細書で使用される場合、「単離」、「単離された」、「単離された微生物」、および同様の用語は、1つ以上の微生物が、特定の環境(例えば、土壌、水、動物組織)で関連する材料の少なくとも1つから分離されたことを意味することが意図される。
本開示の微生物は、胞子および/または植物細胞を含み得る。いくつかの実施形態では、本開示の微生物は、生育可能であるが培養不可能な(VBNC)状態、または静止状態の微生物を含む。Liao and Zhao(米国特許出願公開第2015/267163A1号)を参照されたい。いくつかの実施形態では、本開示の微生物は、バイオフィルム中の微生物を含む。Merritt et al.(米国特許第7,427,408号)を参照されたい。
したがって、その自然発生的な環境には「単離された微生物」は存在せず、むしろ、本明細書に記載される様々な技術を通して、微生物は、その自然環境から取り出され、非自然発生的な存在状態に置かれている。したがって、単離された株または単離された微生物は、例えば、生物学的に純粋な培養物として、または許容可能な担体と関連した胞子(または株の他の形態)として存在し得る。
本明細書で使用される場合、「胞子」または「胞子類」は、生存および分散に適応した細菌および真菌によって産生される構造を指す。胞子は一般に休眠構造として特徴付けられるが、胞子は発芽過程を通して分化することができる。発芽は、代謝活性、成長、および生殖が可能な栄養細胞への胞子の分化である。単一の胞子の発芽は、単一の真菌または細菌の栄養細胞をもたらす。真菌胞子は無性生殖の単位であり、場合によっては真菌のライフサイクルにおいて必要な構造である。細菌の胞子は、通常、栄養細胞の生存または成長に対して非伝導性であり得る生存状態のための構造である。
本明細書で使用される場合、「微生物組成物」は、本開示の1つ以上の微生物を含む組成物を指し、いくつかの実施形態では、微生物組成物は本開示の動物に投与される。
本明細書で使用される場合、「担体」、「許容可能な担体」、または「医薬担体」は、化合物が投与される際の希釈剤、アジュバント、賦形剤、またはビヒクルを指す。こうした担体は、石油、動物、植物、または合成起源のものを含む、水および油などの滅菌液体であり得、例えば、ピーナッツ油、ダイズ油、鉱油、ゴマ油などである。水または水溶液生理食塩水溶液、および水性デキストロースおよびグリセロール溶液は、好ましくは担体として用いられ、いくつかの実施形態では、注射可能な溶液として用いられる。いくつかの実施形態では、ゲル化剤は担体として用いられる。別の方法として、担体は、限定されるものではないが、結合剤(圧縮丸剤用)、グライダント(glidant)、封入剤(encapsulating agent)、風味剤、および着色剤のうちの1つ以上を含む、固形剤形の担体であり得る。担体の選択は、意図される投与経路および標準的な薬務に関して選択することができる。Hardee and Baggo(1998.Development and Formulation of Veterinary Dosage Forms.2nd Ed.CRC Press.504 pg.)、E.W.Martin(1970.Remington’s Pharmaceutical Sciences.17th Ed.Mack Pub.Co.)、およびBlaser et al.(米国特許出願公開第2011/0280840A1号)を参照されたい。
いくつかの態様では、担体は、砂または砂の粒子など、構造が顆粒状であってもよい。さらなる態様では、担体は、湿性または湿潤の担体とは対照的に、乾燥していてもよい。いくつかの態様では、担体は、フラクトオリゴ糖、イヌリン、イソマルト-オリゴ糖、ラクチトール、ラクトスクロース、ラクツロース、ピロデキストリン、大豆オリゴ糖、トランスガラクトオリゴ糖、キシロオリゴ糖、およびビタミンから選択される栄養物質および/またはプレバイオティックス物質であり得る。いくつかの態様では、担体は固体または液体形態であり得る。いくつかの態様では、担体は、ゼオライト、炭酸カルシウム、アルミノケイ酸塩含有ミネラル、炭酸マグネシウム、トレハロース、キトサン、シェラック、アルブミン、デンプン、脱脂粉乳、スイートホエイ粉末、マルトデキストリン、ラクトース、およびイヌリンであり得る。いくつかの態様では、担体は水または生理食塩水である。
いくつかの態様では、1つ以上の担体はゼオライトであってもよい。いくつかの態様では、ゼオライトは、天然のゼオライトまたは合成ゼオライトである。いくつかの態様では、ゼオライトは、輝沸石、方沸石、菱沸石、斜プチロル沸石、ソーダフッ石、束沸石、およびフィリップサイトから選択される。
用語「バイオアンサンブル」、「微生物アンサンブル」、または「合成アンサンブル」は、本開示の方法、システム、および/または装置によって同定され、自然発生的環境および/または自然界に存在するものではない比率または量で天然に存在するものではない1つ以上の活性微生物を含む組成物を指す。バイオアンサンブルは、共通の機能を実行するとして記載され得る、または関心のある表現型形質(例えば、GI腸疾患またはディスバイオシスの発症率減少)などの認識可能なパラメーターに関与するか、またはそれにつながる、またはそれと相関するものとして記載され得る、個々の微生物種、または種の株の微生物群集のサブセットである。バイオアンサンブルは、微生物の2つ以上の種または種の株を含んでもよい。場合により、微生物は、共生的に群集内で共存する。
本開示の特定の態様では、単離された微生物は、単離された生物学的に純粋な培養物として存在する。当業者であれば、特定の微生物の単離された生物学的に純粋な培養物は、当該培養物が他の生物を実質的に含まず(科学的理由の範囲内において)、問題の個々の微生物のみを含有することを示すと理解するであろう。培養物は、様々な濃度の当該該微生物を含有し得る。本開示は、単離された生物学的に純粋な微生物が、しばしば「純度の低い、または不純な材料とは、必然的に異なる」ことに注意する。例えば、In re Bergstrom,427 F.2d 1394,(CCPA 1970)(精製されたプロスタグランジンについての議論)、In re Bergy,596 F.2d 952(CCPA 1979)(精製された微生物についての議論)を参照されたく、また、Parke-Davis & Co.v.H.K.Mulford & Co.,189 F.95(S.D.N.Y.1911)(Learned Hand 精製されたアドレナリンについての議論)、aff’d in part,rev’d in part,196 F.496(2d Cir.1912)も参照されたく、これらは参照により本明細書に組み込まれる。さらに、いくつかの態様では、本開示は、単離された生物学的に純粋な微生物培養物内に見出さなければならない、濃度または純度限界の特定の定量的尺度を提供する。特定の実施形態では、これらの純度値の存在は、本開示の微生物を、天然状態に存在するそれらの微生物と区別するさらなる属性である。例えば、Merck & Co.v.Olin Mathieson Chemical Corp.,253 F.2d 156(4th Cir.1958)(微生物により産生されるビタミンB12の純度制限について議論)を参照されたい。
本明細書で使用される場合、「個々の単離物」は、1つ以上の他の微生物からの分離後の、微生物の単一の属、種、または株の優勢を含む組成物または培養物を意味すると解釈するべきである。この句は、微生物が単離または精製された程度を示すものと解釈されるべきではない。しかしながら、「個々の分離株」は、微生物の実質的に1つの属、種、または株のみを含むことができる。
本明細書で使用される場合、「マイクロバイオーム」とは、動物の消化管または胃腸管に生息する微生物の集まりおよび微生物の物理的環境を指す(すなわち、マイクロバイオームは、生物的および物理的構成要素を有する)。マイクロバイオームは流動性があり、多くの自然発生的および人工的な条件(例えば、食事の変更、疾患、抗菌剤、追加の微生物の流入など)によって調節され得る。GIマイクロバイオームの調節は、1つ以上の本開示の組成物の投与を介して達成でき、次のような形態を取ることができる:(a)微生物の特定の科、属、種、もしくは機能的分類を増加もしくは減少させること(すなわち、GIマイクロバイオームの生物学的構成要素の変更)および/または(b)GI管内の揮発性脂肪酸を増加または減少させること、pHを増加または減少させること、胃腸の健康に重要な任意の他の物理的パラメーターを増加または減少させること(すなわち、GIマイクロバイオームの非生物的構成要素の変更)。
本明細書で使用される場合、「プロバイオティクス」は、実質的に純粋な微生物(すなわち、単一の分離株)または所望の微生物の混合物を指し、微生物叢を回復させるためにイヌに投与することができる任意の追加の構成要素も含み得る。本開示のプロバイオティクスまたは微生物接種剤組成物は、微生物が胃腸管の環境を生き延びること、すなわち、低pHに抵抗し、および胃腸環境で増殖することを可能にするために、薬剤とともに投与され得る。いくつかの実施形態では、本組成物(例えば、微生物組成物)は、いくつかの態様ではプロバイオティクスである。
本明細書で使用される場合、「プレバイオティックス」は、1つ以上の所望の微生物の数および/または活性を増加させる薬剤を指す。本開示の方法に有用であり得るプレバイオティックスの非限定的な例としては、フラクトオリゴ糖(例えば、オリゴフルクトース、イヌリン、イヌリン型フルクタン)、ガラクトオリゴ糖、アミノ酸、アルコール、およびそれらの混合物が挙げられる。Ramirez-Farias et al.(2008.Br.J.Nutr.4:1-10)およびPool-Zobel and Sauer(2007.J.Nutr.137:2580-2584、および補足版)を参照されたい。
本明細書で使用される場合、用語「増殖培地」は、微生物の増殖を支持するのに好適な任意の培地である。一例として、培地は、ガストリン補助寒天、LB培地、血清、および組織培養ゲルを含む、天然または人工であってもよい。当然のことながら、培地は単独で、または1つ以上の他の培地と組み合わせて使用され得る。また、外因性栄養素の添加の有無に関わらず使用され得る。
本明細書で使用される場合、用語「相対存在量」は、胃腸管または器官系に存在する総微生物の数またはパーセンテージに対する、当該胃腸管または他の器官系に存在する微生物の数またはパーセンテージである。相対存在量はまた、存在する細菌、真菌、ウイルス、および/または原虫の総数またはパーセンテージに対する、細菌、真菌、ウイルス、および/または原虫などの特定のタイプの微生物について決定されてもよい。一実施形態では、相対存在量は、PCRによって決定される。別の実施形態では、相対存在量は、胃腸管または他の対象器官系からの試料に対して実施されるコロニー形成単位アッセイ(cfu)またはプラーク形成単位アッセイ(pfu)によって決定される。
培地は、追加の化合物または構成要素、例えば、特定の微生物群との相互作用および/または選択を支援し得る構成要素で、補正または強化されてもよい。例えば、抗生物質(ペニシリンなど)または滅菌剤(例えば、第四級アンモニウム塩および酸化剤)が存在でき、および/または物理的条件(例えば、塩分、栄養素(例えば、有機および無機ミネラル(例えば、リン、窒素塩、アンモニア、カリウム、およびコバルトおよびマグネシウムなどの微量栄養素)、pH、および/または温度)、メチオニン、プレバイオティックス、イオノフォアおよびベーターグルカンを補正できる。
本明細書で使用される場合、用語「イヌ」は、Canis、Atelocynus、Cerdocyon、Chrysocyon、Cuon、Dusicyon、Lycalopex、Lycaon、Nyctereute、Otocyon、Speothos、Urocyon、およびVulpes属の哺乳動物を含む。
本明細書で使用される場合、用語「イヌ(canine)」および「イヌ(canid)」は、以下のような哺乳動物を指すために同義で使用される:家庭犬、コミミイヌ、コヨーテ、ジャッカル、セグロジャッカル、ヨコスジジャッカル、オオカミ、アビシニアンオオカミ、アフリカンゴールデンウルフ、ハイイロオオカミ、ディンゴ、カニクイイヌ、タテガミオオカミ、ドール、クルペオギツネ、ダーウィンキツネ、スジオイヌ、パンパスキツネ、セチュラキツネ、リカオン、タヌキ、バッドイヤードッグ(bat-eared dog)、ヤブイヌ、ハイイロギツネ、シマハイイロギツネ、ホッキョクギツネ、ベンガルギツネ、ブランフォードギツネ、ケープギツネ、コサックギツネ、フェネックギツネ、キットギツネ、オグロスナギツネ、アカギツネ、ギンギツネ、オジロスナギツネ、スイフトギツネ、およびチベットスナギツネ、またはその雑種および/もしくは交雑種を含む。
本明細書で使用される場合、「改善された」とは、対照群と比較して、または当該特性に関連する既知の平均量と比較して、関心のある特性の改善を包含するように幅広く解釈されるべきである。本開示では、「改善された」は、データに統計的に有意であること(すなわち、p<0.05)を必ずしも要求するものではなく、むしろ、ある値(例えば、平均治療値)が、別の値(例えば、平均管理値)とは異なることを実証するいずれかの定量化可能な違いは、「改善された」レベルまで上昇する可能性がある。
本明細書で使用される場合、「阻害および抑制」および類似の用語は、完全な阻害または抑制を必要とすると解釈されるべきではないが、いくつかの実施形態においてこれは望ましい場合がある。
本明細書で使用される場合、用語「マーカー」または「固有マーカー」は、微生物株の固有の微生物タイプ、微生物株、または活性の指標である。マーカーは、生体試料中で測定することができ、限定されないが、リボソームRNA遺伝子などの核酸ベースのマーカー、ペプチドまたはタンパク質ベースのマーカー、および/または代謝物もしくは他の小分子マーカーを含む。
本明細書で使用される場合、用語「代謝物」は、代謝の中間体または産物である。一実施形態における代謝物は、小分子である。代謝物は、酵素に対する燃料、構造、シグナル伝達、刺激および阻害効果、酵素の補因子として、防御において、および他の生物との相互作用においてなど、様々な機能を有する(色素、付臭剤、およびフェロモンなど)。一次代謝物は、正常な成長、発達、および繁殖に直接関与する。二次代謝物は、これらのプロセスに直接関与しないが、通常は重要な生態学的機能を有する。代謝物の例としては、限定されないが、抗生物質および樹脂およびテルペンなどの色素が挙げられる。いくつかの抗生物質は、一次代謝物である、トリプトファンから生成されるアクチノマイシンなど、一次代謝物を前駆体として使用する。本明細書で使用される場合、代謝物は、小さな親水性炭水化物、大きな疎水性脂質、および複雑な天然化合物を含む。
本明細書で使用される場合、用語「遺伝子型」は、個々の細胞、細胞培養物、組織、生物、または生物群の遺伝子構成を指す。
本明細書で使用される場合、用語「アレル」は、遺伝子の1つ以上の代替形態のいずれかを意味し、そのアレルはすべて、少なくとも1つの形質または特徴に関連する。二倍体細胞では、所与の遺伝子の2つのアレルは、1対の相同染色体上の対応する遺伝子座を占有する。本開示は、実施形態では、QTL、すなわち、1つ以上の遺伝子または調節配列を含み得るゲノム領域に関するため、場合によっては、アレルではなく、より正確には、「ハプロタイプ」(すなわち、染色体セグメントのアレル)を指すが、これらの例では、「アレル」という用語は、「ハプロタイプ」という用語を含むと理解されるべきである。アレルが、類似の表現型を発現する場合、アレルは同一であるとみなされる。配列の違いは可能であるが、表現型に影響を与えない限り重要ではない。
本明細書で使用される場合、用語「遺伝子座(locus)」(loci(複数))は、例えば、遺伝子または遺伝子マーカーが見出される、染色体上の特定の場所または場所または部位を意味する。
本明細書で使用される場合、用語「遺伝的に連結された」は、交配を介して分離することが困難であるように、育種中に高い割合で共遺伝性である2つ以上の形質を指す。
本明細書で使用される場合、「組換え」または「組換え事象」は、染色体の交差または独立した取り合わせを指す。用語「組換え」は、組換え事象の結果として生じる新しい遺伝子構成を有する生物体を指す。
本明細書で使用される場合、用語「分子マーカー」または「遺伝子マーカー」は、核酸配列の特徴の差異を可視化する方法で使用される指標を指す。こうした指標の例としては、制限断片長多型(RFLP)マーカー、増幅断片長多型(AFLP)マーカー、一塩基多型(SNP)、挿入変異、マイクロサテライトマーカー(SSR)、配列特性化された増幅領域(SCAR)、切断された増幅多型配列(CAPS)マーカーもしくはアイソザイムマーカー、あるいは特定の遺伝子位置および染色体位置を定義する、本明細書に記載されるマーカーのまたは組み合わせである。マーカーは、16Sまたは18S rRNAをコードするポリヌクレオチド配列、および内部転写スペーサー(ITS)配列をさらに含み、これは、小サブユニットと大サブユニットrRNA遺伝子の間に見出される配列であり、互いに比較した場合に、相互間の関係または区別を明らかにするのに特に有用であることが証明されている。アレル近傍の分子マーカーのマッピングは、分子生物学的手法に習熟した平均的な人によって実施され得る手順である。
主要なrRNAサブユニット16Sの一次構造は、保存領域、可変領域、および超可変領域の特定の組み合わせを含み、それらは異なる速度で進化し、ドメインなどの非常に古代の系統、および属などのより近代の系統の両方の解明を可能にする。16Sサブユニットの二次構造は、残基の約67%の塩基対となる約50個のヘリックスを含む。これらの高度に保存された二次構造特徴は、機能的に極めて重要であり、複数の配列アライメントおよび系統発生解析における位置相同性を確保するために使用できる。過去数十年にわたり、16S rRNA遺伝子は最も配列決定された分類学的マーカーとなっており、細菌および古細菌の現在の系統的分類の礎となっている(Yarza et al.2014.Nature Rev.Micro.12:635-45)。
2つの16S rRNA遺伝子に対して94.5%以下の配列同一性は、別個の属に対する強力な証拠であり、86.5%以下は別個の科に対する強力な証拠であり、82%以下は別個の目に対する強力な証拠であり、78.5%は別個の鋼に対する強力な証拠であり、75%以下は別個の門に対する強力な証拠である。16S rRNA遺伝子配列の比較解析により、培養微生物の分類だけでなく、多くの環境配列の分類にも有用な分類学的閾値を確立することが可能となる。Yarza et al.2014.Nature Rev.Micro.12:635-45)。
本明細書で使用される場合、用語「形質」は、特徴または表現型を指す。例えば 本開示のいくつかの実施形態に関連して、胃腸ディスバイオシスの発生率の減少、胃腸ディスバイオシスの重症度の減少、下痢の発生率の減少、下痢の重症度の減少、過敏性腸疾患(IBD)の発生率の減少、過敏性腸疾患の重症度の減少、胃腸病原体の定着の発生率の減少、胃腸病原体誘発性疾患の発生率の減少、胃腸病原体の輸送頻度の減少、糞便中に存在する一次胆汁酸の量の減少、糞便中に存在する二次胆汁酸の増加、GI管における脂肪酸産生の増加、多糖類およびリグニン分解の増加、脂肪、デンプン、および/またはタンパク質消化の増加、pHバランスの増加、ビタミンの利用可能性の増加、死亡の可能性または発生率の低下、罹患の可能性または発生率の低下、抗菌剤の産生の増加、ビタミンの哺乳動物および/または微生物合成の増加、胃腸マイクロバイオームのアルファ多様性の低下、および/またはそれらの組み合わせであり、当該増加または減少が、当該組成物を投与されていない動物と比較することによって決定される。
用語「形質」はまた、全身的または胃腸管内で産生または利用可能となる短鎖脂肪酸、中鎖脂肪酸、および長鎖脂肪酸の優勢に引き付けられてもよく、消化性の改善、セルロース、リグニン、およびヘミセルロースの分解の増加、例えば酢酸、プロピオン酸、およびブチリン酸などのGIまたは全身脂肪酸の濃度の増加、などである。
形質は、優性もしくは劣性で、または部分的もしくは不完全な優性で遺伝し得る。形質は、単一遺伝子(すなわち、単一の遺伝子座によって決定される)または多遺伝子性(すなわち、複数の遺伝子座によって決定される)であってもよく、または1つ以上の遺伝子の環境との相互作用から生じる場合もある。
本開示の文脈では、形質はまた、1つ以上のイヌ遺伝子および1つ以上の微生物遺伝子の相互作用から生じる場合がある。
本明細書で使用される場合、用語「ホモ接合性」は、2つの同一のアレルが特定の遺伝子座に存在するが、二倍体生物の細胞内の相同染色体の対応する対に個別に位置付けられるとき、存在する遺伝的状態を意味する。反対に、本明細書で使用される場合、用語「ヘテロ接合性」は、2つの異なるアレルが特定の遺伝子座に存在するが、二倍体生物の細胞内の相同染色体の対応する対に個別に位置付けられるときに存在する遺伝的状態を意味する。
本明細書で使用される場合、用語「表現型」は、個々の細胞、細胞培養物、生物体(例えば、イヌ)、または個体の遺伝子構成(すなわち、遺伝子型)と環境との間の相互作用から生じる生物群の観察可能な特徴を指す。
本明細書で使用される場合、核酸配列またはタンパク質配列を記述する際の用語「キメラ」または「組換え」は、少なくとも2つの異種ポリヌクレオチド、または2つの異種ポリペプチドを単一の巨大分子に連結させるか、または少なくとも1つの天然核酸もしくはタンパク質配列の1つ以上の要素を再構成する核酸、またはタンパク質配列を指す。例えば、用語「組換え」は、例えば、化学合成によるか、または遺伝子工学技術によって単離された核酸のセグメントの操作による、そうでなければ分離した2つの配列のセグメントの人工的な組み合わせを指すことができる。
本明細書で使用される場合、「合成ヌクレオチド配列」または「合成ポリヌクレオチド配列」は、自然界で起こることは知られていない、または自然発生的ではないヌクレオチド配列である。一般的に、このような合成ヌクレオチド配列は、他の任意の天然のヌクレオチド配列と比較した場合、少なくとも1つのヌクレオチドの違いを含むことになる。
本明細書で使用される場合、用語「核酸」は、リボヌクレオチドもしくはデオキシリボヌクレオチドのいずれか、またはそれらの類似体のいずれかの任意の長さのヌクレオチドの高分子形態を指す。この用語は、分子の一次構造を指し、したがって二本鎖DNAおよび一本鎖DNA、ならびに二本鎖RNAおよび一本鎖RNAを含む。また、メチル化および/またはキャップされた核酸などの修飾核酸、修飾塩基を含有する核酸、骨格修飾などを含む。用語「核酸」および「ヌクレオチド配列」は、互換的に使用される。
本明細書で使用される場合、用語「遺伝子」は、生物学的機能と関連するDNAの任意のセグメントを指す。したがって、遺伝子には、それらの発現に必要なコード配列および/または調節配列が含まれるが、これらに限定されない。遺伝子はまた、例えば、他のタンパク質に対する認識配列を形成する非発現DNAセグメントを含んでもよい。遺伝子は、関心の供給源からのクローニング、または公知もしくは予測される配列情報からの合成を含む、様々な供給源から取得することができ、所望のパラメーターを有するよう設計された配列を含んでもよい。
本明細書で使用される場合、用語「相同」または「ホモログ」または「オルソログ」は、当技術分野で公知であり、共通の祖先またはファミリーメンバーを共有し、配列同一性の程度に基づいて決定される関連配列を指す。用語「相同性」、「相同」、「実質的に類似」、「実質的に対応する」は、本明細書では互換的に使用される。それらは、1つ以上のヌクレオチド塩基の変化が、遺伝子発現を媒介するか、または特定の表現型を精製する核酸断片の能力に影響を与えない核酸断片を指す。これらの用語はまた、最初の非修飾断片と比較して、結果として生じる核酸断片の機能特性を実質的に変化させない1つ以上のヌクレオチドの欠失または挿入などの、本開示の核酸断片の修飾を指す。したがって、当業者が理解するであろうように、本開示は、特定の例示的な配列よりも多くのものを包含する。これらの用語は、ある1つの種、亜種、変種、培養株または株で見出される遺伝子と、別の種、亜種、変種、培養株または株にある対応するまたは同等の遺伝子との間の関係を記述する。本開示の目的のために、相同配列を比較する。「相同配列」または「ホモログ」または「オルソログ」は、機能的に関連すると考えられるか、信じられるかまたは知られている。機能的関係は、(a)配列同一性の程度および/または(b)同一もしくは類似の生物学的機能を含むがこれらに限定されない、いくつかの方法のうちのいずれか1つで示され得る。好ましくは、(a)および(b)の両方が示されている。相同性は、Current Protocols in Molecular Biology(F.M.Ausubel et al.,eds.,1987)Supplement 30,section 7.718,Table 7.71で論じられているような、当技術分野で容易に利用可能なソフトウェアプログラムを使用して決定することができる。いくつかのアラインメントプログラムは、MacVector(Oxford Molecular Ltd、Oxford,U.K.)、ALIGN Plus(Scientific and Educational Software、Pennsylvania)、およびAlignX(Vector NTI、Invitrogen、Carlsbad,CA)である。別のアラインメントプログラムは、デフォルトのパラメーターを使用するSequencher(Gene Codes、Ann Arbor,Michigan)である。
本明細書で使用される場合、用語「ヌクレオチド変化」は、例えば、当該技術分野でよく理解されているヌクレオチド置換、欠失、および/または挿入を指す。例えば、変異は、サイレント置換、付加、または欠失を生じさせるが、コードされたタンパク質の特性または活性、またはタンパク質の作成方法を変化させない変化を含有する。
本明細書で使用される場合、用語「タンパク質修飾」は、例えば、当該技術分野でよく理解されているアミノ酸置換、アミノ酸修飾、欠失、および/または挿入を指す。
本明細書で使用される場合、核酸またはポリペプチドの「少なくとも一部分」または「断片」という用語は、このような配列の最小サイズの特性を有する部分、または全長分子に至るまでのおよび全長分子を含む、全長分子の任意のより大きな断片を、部分を意味する。本開示のポリヌクレオチドの断片は、遺伝子調節エレメントの生物学的に活性な部分をコードすることができる。遺伝子調節エレメントの生物学的に活性な部分は、遺伝子調節エレメントを含む本開示のポリヌクレオチドのうちの1つの一部分を単離し、本明細書に記述されるように活性を評価することによって調製することができる。同様に、ポリペプチドの一部は、全長ポリペプチドに至るまで、4アミノ酸、5アミノ酸、6アミノ酸、7アミノ酸などであり得る。使用される部分の長さは、特定の用途に依存する。ハイブリダイゼーションプローブとして有用な核酸の一部分は、12ヌクレオチドと短くてもよく、いくつかの実施形態では、20ヌクレオチドである。エピトープとして有用なポリペプチドの一部分は、4アミノ酸と短くてもよい。全長ポリペプチドの機能を実行するポリペプチドの一部分は、一般に4アミノ酸より長い。
バリアントポリヌクレオチドはまた、DNAシャッフリングなどの変異原性および組換え原性手順に由来する配列を包含する。そのようなDNAシャッフリングの戦略は、当該技術分野で公知である。例えば、Stemmer(1994)PNAS 91:10747-10751、Stemmer(1994)Nature 370:389-391、Crameri et al.(1997)Nature Biotech.15:436-438、Moore et al.(1997)J.Mol.Biol.272:336-347;Zhang et al.(1997)PNAS 94:4504-4509、Crameri et al.(1998)Nature 391:288-291、および米国特許第5,605,793号および第5,837,458号を参照されたい。本明細書に開示されるポリヌクレオチドのPCR増幅にあたり、オリゴヌクレオチドプライマーは、目的とする任意の生物から抽出されたcDNAまたはゲノムDNAからの対応するDNA配列を増幅するためのPCR反応で使用するために設計することができる。PCRプライマーおよびPCRクローニングを設計する方法は、当該技術分野で一般的に公知であり、Sambrook et al.(1989)Molecular Cloning:A Laboratory Manual(2nd ed.,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Plainview,New York)で開示されている。また、Innis et al.,eds.(1990)PCR Protocols:A Guide to Methods and Applications(Academic Press,New York)、Innis and Gelfand,eds.(1995)PCR Strategies(Academic Press、New York)、およびInnis and Gelfand,eds.(1999)PCR Methods Manual(Academic Press、New York)も参照されたい。PCRの公知の方法には、限定されるものではないが、対のプライマー、ネステッドプライマー、単一特異的プライマー、縮重プライマー、遺伝子特異的プライマー、ベクター特異的プライマー、部分的ミスマッチのプライマーなどを使用する方法が含まれる。
本明細書で使用される場合、用語「プライマー」は、増幅標的にアニーリングしてDNAポリメラーゼを付着させることができ、それによって、プライマー伸長産物の合成が誘導される条件下に置かれたときに、すなわちヌクレオチドの存在下で、およびDNAポリメラーゼなどの重合剤の存在下で、適切な温度およびpHで、DNA合成の開始点としての役割を果たすオリゴヌクレオチドを指す。(増幅)プライマーは、増幅における最大効率のために一本鎖であることが好ましい。プライマーは、オリゴデオキシリボヌクレオチドであることが好ましい。プライマーは、重合剤の存在下で伸長生成物の合成をプライミングするのに十分長くなければならない。プライマーの正確な長さは、プライマーの温度および組成(A/T対G/C含量)を含む、多くの要因に依存する。一対の双方向性プライマーは、PCR増幅などのDNA増幅の技術分野で一般的に使用される、1つのフォワードプライマーと1つのリバースプライマーからなる。
用語「ストリンジェンシー」または「ストリンジェントハイブリダイゼーション条件」は、ハイブリッドの安定性、例えば、温度、塩濃度、pH、ホルムアミド濃度などに影響を与えるハイブリダイゼーション条件を指す。これらの条件は、プライマーまたはプローブの標的核酸配列への特異的結合を最大化し、非特異的結合を最小化するために、経験的に最適化される。使用される用語は、プローブまたはプライマーが、他の配列よりも検出可能に大きい程度まで(例えば、バックグラウンドの少なくとも2倍)、その標的配列にハイブリダイズする条件への言及を含む。ストリンジェントな条件は、配列依存性であり、異なる状況では異なる。より長い配列は、より高温で特異的にハイブリダイズする。一般に、ストリンジェントな条件は、定義されたイオン強度およびpHでの特定の配列の熱融点(Tm)よりも約5℃低くなるように選択される。Tmは、相補的標的配列の50%が、完全に一致したプローブまたはプライマーにハイブリダイズする温度(定義されたイオン強度およびpH下)である。典型的には、ストリンジェントな条件は、塩濃度がpH7.0~8.3で、約1.0M Na+イオン未満、典型的には約0.01~1.0M Na+イオン濃度(または他の塩)であり、温度が、短いプローブまたはプライマー(例えば、10~50ヌクレオチド)の場合は少なくとも約30℃、長いプローブまたはプライマー(例えば、50ヌクレオチド超)については少なくとも約60℃であるものである。ストリンジェントな条件は、ホルムアミドなどの不安定化剤の添加によっても達成され得る。例示的な低ストリンジェント条件または「低下したストリンジェンシー条件」には、30%ホルムアミド、1M NaCl、1% SDSの緩衝液での37℃でのハイブリダイゼーション、および2×SSCでの40℃での洗浄が含まれる。例示的な高ストリンジェンシー条件には、50%ホルムアミド、1M NaCl、1% SDS中37℃でのハイブリダイゼーション、および0.1×SSCでの60℃での洗浄が含まれる。ハイブリダイゼーション手順は、当該技術分野で周知であり、例えばAusubel et al.,1998およびSambrook et al.,2001に記載されている。いくつかの実施形態では、ストリンジェント条件は、45℃で、1mMのNa2EDTA、0.5~20%(例えば、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、または20%)のドデシル硫酸ナトリウムを含有する0.25MのNa2HPO4緩衝液(pH7.2)におけるハイブリダイゼーション、続いて、55℃~65℃で0.1%(w/v)のドデシル硫酸ナトリウムを含有するSSCで5×洗浄である。
本明細書で使用される場合、「プロモーター」は、コード配列または機能性RNAの発現を制御することができるDNA配列を指す。プロモーター配列は、近位のおよびより遠位の上流要素からなり、後者はエンハンサーと呼ばれることが多い。したがって、「エンハンサー」は、プロモーター活性を刺激することができるDNA配列であり、プロモーターの本来の要素、またはプロモーターのレベルもしくは組織特異性を強化するために挿入される異種要素であってもよい。プロモーターは、その全体が天然遺伝子に由来するものでもよく、または自然界に存在する異なるプロモーターに由来する異なる要素から構成されてもよく、または合成DNAセグメントを含むことさえある。異なるプロモーターは、異なる組織もしくは細胞型において、または異なる発達段階において、または異なる環境条件に応答して、遺伝子の発現を方向付ける場合があることが当業者によって理解される。たいていの場合、制御配列の正確な境界が完全には定義されていないため、いくつかのバリエーションのDNA断片は同一のプロモーター活性を有し得ることがさらに認識される。
本明細書で使用される場合、「構成的プロモーター」は、ほとんどの条件下で、および/またはほとんどの発達段階中に活性であるプロモーターである。バイオテクノロジーで使用される発現ベクターに構成的プロモーターを使用することには、次のようないくつかの利点がある:例えば、トランスジェニック細胞または生物を選択するために使用されるタンパク質の高レベルの産生、容易な検出および定量を可能にするレポータータンパク質またはスコア化可能マーカーの高レベルの発現、調節転写システムの一部である転写因子の高レベルの産生、生物において遍在する活性を必要とする化合物の産生、および発達のすべての段階で必要な化合物の産生。非限定的な例示的な構成的プロモーターとしては、CaMV 35Sプロモーター、オパインプロモーター、ユビキチンプロモーター、アルコールデヒドロゲナーゼプロモーターなどが挙げられる。
本明細書で使用される場合、「非構成的プロモーター」は、特定の条件下で、特定のタイプの細胞で、および/または特定の発達段階の間に活性であるプロモーターである。例えば、組織特異的、組織優先、細胞型特異的、細胞型優先、誘導性プロモーター、および発達制御下のプロモーターは、非構成性プロモーターである。発生制御下のプロモーターの例としては、特定の組織において優先的に転写を開始するプロモーターが挙げられる。
本明細書で使用される場合、「誘導性」または「抑制性」のプロモーターは、化学的または環境的要因の制御下にあるプロモーターである。誘導性プロモーターによる転写に影響を与え得る環境条件の例としては、嫌気性条件、特定の化学物質、光の存在、酸性または塩基性条件などが挙げられる。
本明細書で使用される場合、「組織特異的」プロモーターは、特定の組織でのみ転写を開始するプロモーターである。遺伝子の構成的発現とは異なり、組織特異的発現は、いくつかの相互作用レベルの遺伝子調節の結果である。そのため、当技術分野では、時には、特定の組織における導入遺伝子の効率的かつ信頼できる発現を達成するために、相同なまたは近縁の種からのプロモーターを使用することが望ましい。これは、科学文献および特許文献の両方に見られる特定の組織から単離された大量の組織特異的プロモーターの主な理由の1つである。
本明細書で使用される場合、用語「作動可能に連結された」は、一方の機能が他方によって制御されるように、単一の核酸断片上の核酸配列の会合を指す。例えば、プロモーターは、そのコード配列の発現を調節できる場合(すなわち、コード配列がプロモーターの転写制御下にある)、コード配列と作動可能に連結されている。コード配列は、センスまたはアンチセンス方向で調節配列に動作可能に連結され得る。別の例では、本開示の相補的RNA領域は、直接的または間接的に、標的mRNAに5’、もしくは標的mRNAに3’または標的mRNA内で作動可能に連結されてもよく、あるいは第1の相補的領域は標的mRNAに対して5’であり、その補体は3’である。
本明細書で使用される場合、句「組換え構築物」、「発現構築物」、「キメラ構築物」、「構築物」、および「組換えDNA構築物」は、本明細書では互換的に使用される。組換え構築物は、核酸断片、例えば、自然界では一緒には見出されない調節配列およびコード配列、の人工的組み合わせを含む。例えば、キメラ構築物は、異なる供給源に由来する調節配列およびコード配列、または同じ供給源に由来するが自然界で見られるものとは異なる方法で配置された調節配列およびコード配列を含んでもよい。こうした構築物は、単独で使用することができ、またはベクターと組み合わせて使用することができる。ベクターを使用する場合、ベクターの選択は、宿主細胞を形質転換するために使用される方法に依存し、これは当業者に周知である。例えば、プラスミドベクターを使用することができる。当業者は、本開示の単離された核酸断片のいずれかを含む宿主細胞を首尾よく形質転換、選択、および増殖させるためにベクター上に存在するべき遺伝的要素を十分に認識している。当業者は、異なる独立した形質転換事象が、異なる発現のレベルおよびパターンをもたらすことも認識し(Jones et al.,(1985)EMBO J.4:2411-2418、De Almeida et al.,(1989)Mol.Gen.Genetics218:78-86)、したがって、所望の発現レベルおよびパターンを示す系統を得るために、複数の事象をスクリーニングしなければならない。このようなスクリーニングは、特に、DNAのサザン解析、mRNA発現のノーザン解析、タンパク質発現の免疫ブロット分析、または表現型分析によって達成され得る。ベクターは、プラスミド、ウイルス、バクテリオファージ、プロウイルス、ファージミド、トランスポゾン、人工染色体などであってもよく、それらは自律的に複製されるか、または宿主細胞の染色体に組み込まれ得る。ベクターはまた、裸のRNAポリヌクレオチド、裸のDNAポリヌクレオチド、同じ鎖内のDNAおよびRNAの両方から構成されるポリヌクレオチド、ポリリジンコンジュゲートDNAまたはRNA、ペプチドコンジュゲートDNAまたはRNA、リポソームコンジュゲートDNAなどであってもよく、これらは自律的に複製されない。本明細書で使用される場合、用語「発現」は、機能性最終産物、例えばmRNAまたはタンパク質(前駆体または成熟)の産生を指す。
いくつかの実施形態では、細胞または生物は、少なくとも1つの異種形質を有する。本明細書で使用される場合、用語「異種形質」は、外因性DNAセグメント、異種ポリヌクレオチド、または異種核酸によって形質転換された宿主細胞またはトランスジェニック生物に付与される表現型を指す。表現型の様々な変化は、本開示にとって興味深いものであり、GI腸疾患およびディスバイオシスの重症度の減少(例えば、下痢の減少、出血性下痢など)などを含むがこれらに限定されない。これらの結果は、本開示の方法および組成物を使用して、生物における異種産物の発現または内因性産物の発現の増加を提供することによって達成され得る。
本明細書で使用される場合、用語「MIC」は、最大情報係数を意味する。MICは、本開示の活性微生物株と少なくとも1つの測定されたメタデータ(例えば、GIディスバイオシスまたは腸疾患を治療/予防する能力)との間のスコア(MICスコア)を特定する、ノンパラメトリックネットワーク解析の一種である。さらに、2016年7月22日に出願された米国特許出願第15/217,575号(2017年1月10日に米国特許第9,540,676号として発行)は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
次に、図2に示すように、最大情報係数(MIC)が、株とメタデータ3021aの間、および株3021bの間で計算される。結果はプールされ、すべての関係およびそれに対応するMICスコア3022のリストが作成される。関係スコアが所与の閾値3023を下回る場合、その関係は、無関係な3023bとみなされ/認定される。関係が所与の閾値3023を上回る場合、関係は、関連する2023aとみなされ/認定され、さらにネットワーク分析3024の対象となる。以下のコードフラグメントは、一実施形態による、このような分析のための例示的な方法論を示している。

Read total list of relationships file as links

threshold=0.8

for i in range(len(links)):
if links>=threshold
multiplier[i]=1
else
multiplier[i]=0
end if

links_temp=multiplier*links
final_links=links_temp[links_temp!=0]

savetxt(output_file,final_links)
output_file.close()
いくつかの実施形態では、本開示の組成物は、少なくとも約0.1、少なくとも約0.15、少なくとも約0.2、少なくとも約0.25、少なくとも約0.3、少なくとも約0.35、少なくとも約0.4、少なくとも約0.45、少なくとも約0.5、少なくとも約0.55、少なくとも約0.6、少なくとも約0.65、少なくとも約0.7、少なくとも約0.75、少なくとも約0.80、少なくとも約0.85、少なくとも約0.9、または少なくとも約0.95のMICスコアを有する1つ以上の細菌および/または1つ以上の真菌を含む。
いくつかの実施形態では、本開示の組成物は、少なくとも0.1、少なくとも0.15、少なくとも0.2、少なくとも0.25、少なくとも0.3、少なくとも0.35、少なくとも0.4、少なくとも0.45、少なくとも0.5、少なくとも0.55、少なくとも0.6、少なくとも0.65、少なくとも0.7、少なくとも0.75、少なくとも0.80、少なくとも0.85、少なくとも0.9、または少なくとも0.95のMICスコアを有する1つ以上の細菌および/または1つ以上の真菌を含む。
ネットワーク分析の出力に基づいて、活性株は、選択された株を含有する製品(例えば、アンサンブル、凝集体、および/または他の合成グループ)を調製するために、3025選択される。ネットワーク分析の出力は、さらなる製品組成試験のための株の選択の情報を提供するのにも使用され得る。
閾値の使用は、分析および決定のために上記で論じられている。閾値は、実装およびアプリケーションに応じて、以下のように設定することができる:(1)経験的に決定される(例えば、分布レベルに基づいて低レベルの読み取りの特定もしくは重要な部分を除去する数にカットオフを設定する)、(2)ゼロ以外の任意の値、(3)パーセント/パーセンタイルに基づく、(4)正規化された第2のマーカー(すなわち、活性)の読み取りが、正規化された第1のマーカー(細胞数)読み取りよりも大きい株のみ、(5)活性と、量もしくは細胞数との間のlog2倍率変化、(6)正規化された第2のマーカー(活性)の読み取りが、試料全体(および/または試料セット)の第2のマーカー(活性)の読み取りの平均よりも大きい、および/または統計的閾値(すなわち、有意性検定)に加えて上記の任意の大きさの閾値。
本明細書で使用される場合、「保存安定性」は、本開示に従って製剤化された微生物によって獲得された機能的特性および新しい有用性を指し、これは、当該微生物が、胃腸管内のその自然環境の外側(すなわち、著しく異なる特性)で有用/活性状態で存在することを可能にする。したがって、保存安定性は、本開示の製剤/組成物によって作製される機能的属性であり、保存安定性組成物に製剤化された微生物が、利用される特定の製剤に応じて決定され得る一定期間、胃腸管の外部および周囲条件下に存在し得ることを示すが、しかし一般的に、微生物は、少なくとも数日間、概して少なくとも1週間、周囲条件下で安定である組成物中に存在するように製剤化され得ることを意味する。したがって、「保存安定なイヌのサプリメント」は、本開示の1つ以上の微生物を含む組成物であり、当該微生物が、周囲条件下で少なくとも1週間組成物が安定であるように組成物中に製剤化されており、この組成物に含まれる微生物(例えば、全細胞、胞子、または溶解細胞)が、投与された場合、1つ以上の有益な表現型特性をイヌに付与することができる(例えば、GIの健康の改善、および/または胃腸マイクロバイオームの調節)ことを意味する
先行出願
本件の主題は、以前のAscus Biosciences,Inc.出願の主題とは別個のものである。本開示の微生物の16Sおよび/またはITS配列は、任意の以前のNative Microbials,Inc.出願のものとは別個のものと考えられる。
単離された微生物
いくつかの態様では、本開示は、表1に提示される新規の微生物株を含む単離された微生物を提供する。
他の態様では、本開示は、表1で同定された微生物の単離された全微生物培養物を提供する。これらの培養物は、様々な濃度の微生物を含んでもよい。
いくつかの態様では、本開示は、イヌにおける関心のある表現型形質を増加させるために、表1から選択される1つ以上の微生物を利用することを提供する。
いくつかの実施形態では、本開示は、以下の分類学的ファミリーに属する単離された微生物種を提供する-Prevotellaceae、Veillonellaceae、Lachnospiraceae、Clostridiaceae、Succinivibrionaceae、Erysipelotrichaceae、Eubacteriaceae、Peptostreptococcaceae、Enterobacteriaceae、Acetobacteraceae、Sutterellaceae、Coriobacteriaceae、Bacteroidaceae、Bacillaceae、Caulobacteraceae、Actinomycetaceae、Ruminococcaceae、Porphyromonadaceae、Fusobacteriaceae、Moraxellaceae、Carnobacteriaceae、Clostridiales、Aerococcaceae、Streptosporangiaceae、Bifidobacteriaceae、Fusobacteriaceae、およびLactobacillaceae。
さらなる実施形態では、単離された微生物種は、Prevotella、Megamonas、Ruminococcus、Clostridium、Clostridium sensu stricto、Lachnospiraceae、Anaerobiospirillum、Catenibacterium、Eubacterium、Holdemanella、Clostridium XI、Allobaculum、Morganella、Acidicaldus、Parasutterella、Collinsella、Blautia、Bacteroides、Bacillus、Lactonifactor、Brevundimonas、Dialister、Actinomyces、Coprococcus、Cellulsilyticum、Acetanaerobacterium、Faecalibacterium、Murimonas、Clostridium XIVa、Parabacteroides、Cetobacterium、Clostridium XVIII、Odoribacter、Terrisporobacter、Turicibacter、Fusicatenibacter、Kandleria、Butyricicoccus、Veillonella、Acinetobacter、Enterococcus、Paraprevotella、Thermaerobacter、Bulleidia、Aerococcus、Robinsoniella、Erysipelotrichaceae、Streptosporangium、Bifidobacterium、Clostridium III、Pediococcus、Fusobacterium、Glautia、Sarcina、Jeotgalibaca、およびMegasphaeraの属から選択され得る。
さらに、本開示は、表1で同定される微生物の特徴と実質的に類似した特徴を有する微生物に関する。
本開示で同定された、単離された微生物種、および当該種の新規株は、イヌに有益な特性または形質を付与することができる。
例えば、表1に記載されている単離された微生物、または当該微生物の微生物集団は、胃腸ディスバイオシスの発生率の減少、胃腸ディスバイオシスの重症度の減少、下痢の発生率の減少、下痢の重症度の減少、過敏性腸疾患(IBD)の発生率の減少、過敏性もしくは炎症性腸疾患の重症度の減少、慢性腸疾患の発生率の減少、慢性腸疾患の重症度の減少、胃腸病原体の定着の発生率の減少、胃腸病原体誘発性疾患の発生率の減少、胃腸病原体の輸送頻度の減少、糞便中に存在する一次胆汁酸の量の減少、糞便中に存在する二次胆汁酸の増加、GI管における脂肪酸産生の増加、脂肪、デンプン、および/またはタンパク質消化の増加、pHバランスの増加、ビタミンの利用可能性の増加、死亡の可能性または発生率の低下、罹患の可能性または発生率の低下、抗菌剤の産生の増加、ビタミンの哺乳動物および/または微生物合成の増加、胃腸マイクロバイオームのアルファ多様性の低下、および/またはそれらの組み合わせを促進することができ、当該増加または減少が、当該組成物を投与されていない動物と比較することによって決定される。
Heinken et al.(2019.Microbiome.7:75;18pgs)は、腸内微生物における二次胆汁酸代謝と、炎症性腸疾患におけるこれらの腸内微生物の明確な代謝能力との間の関連性を特定した。腸内マイクロバイオームは、全体的な胆汁酸産生および二次胆汁酸産生を調節する能力があるようである。
いくつかの実施形態では、単離された微生物株は、遺伝子改変された本開示の微生物である。いくつかの実施形態では、遺伝子改変または組換え微生物は、当該微生物において自然には発生しないポリヌクレオチド配列を含む。いくつかの実施形態では、微生物は異種ポリヌクレオチドを含んでもよい。さらなる実施形態では、異種ポリヌクレオチドは、微生物生来の1つ以上のポリヌクレオチドに作動可能に連結されてもよい。
いくつかの実施形態では、異種ポリヌクレオチドは、レポーター遺伝子または選択マーカーであってもよい。いくつかの実施形態では、レポーター遺伝子は、蛍光タンパク質ファミリー(例えば、GFP、RFP、YFPなど)、β-ガラクトシダーゼ、またはルシフェラーゼのいずれかから選択されてもよい。いくつかの実施形態では、選択マーカーは、ネオマイシンホスホトランスフェラーゼ、ハイグロマイシンホスホトランスフェラーゼ、アミノグリコシドアデニルトランスフェラーゼ、ジヒドロ葉酸レダクターゼ、アセトラクターゼシンターゼ、ブロモキシニルニトリラーゼ、β-グルクロニダーゼ、ジヒドロゴレートレダクターゼ、およびクロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼから選択され得る。いくつかの実施形態では、異種ポリヌクレオチドは、1つ以上のプロモーターに作動可能に連結されてもよい。
いくつかの実施形態では、単離された微生物株は、セルラーゼ(例えば、エンドセルラーゼ、エキソセルラーゼ、およびグルコシダーゼ)、ペクチナーゼ、アミラーゼ、アミロペクチナーゼ、リグニナーゼ、およびフィターゼから選択されるトランスジェニックまたは天然ポリペプチドを発現する。
微生物組成物
いくつかの態様では、本開示は、表1で同定された微生物の中から選択される少なくとも任意の2つの微生物の組み合わせを含む微生物組成物を提供する。いくつかの態様では、本開示は、表1で同定された微生物の中から選択される少なくとも1つの微生物を含む微生物組成物を提供する。
特定の実施形態では、本開示の組成物は、2つの微生物、または3つの微生物、または4つの微生物、または5つの微生物、または6つの微生物、または7つの微生物、または8つの微生物、または9つの微生物、または10以上の微生物を含む。組成物の当該微生物は、異なる微生物種、または異なる微生物種株である。
いくつかの実施形態では、本開示は、以下の属に属する少なくとも1つまたは少なくとも2つの単離された微生物種を含む、微生物組成物を提供する:Prevotella、Megamonas、Ruminococcus、Clostridium、Clostridium sensu stricto、Lachnospiraceae、Anaerobiospirillum、Catenibacterium、Eubacterium、Holdemanella、Clostridium XI、Allobaculum、Morganella、Acidicaldus、Parasutterella、Collinsella、Blautia、Bacteroides、Bacillus、Lactonifactor、Brevundimonas、Dialister、Actinomyces、Coprococcus、Cellulsilyticum、Acetanaerobacterium、Faecalibacterium、Murimonas、Clostridium XIVa、Parabacteroides、Cetobacterium、Clostridium XVIII、Odoribacter、Terrisporobacter、Turicibacter、Fusicatenibacter、Kandleria、Butyricicoccus、Veillonella、Acinetobacter、Enterococcus、Paraprevotella、Thermaerobacter、Bulleidia、Aerococcus、Robinsoniella、Erysipelotrichaceae、Streptosporangium、Bifidobacterium、Clostridium III、Pediococcus、Fusobacterium、Glautia、Sarcina、Jeotgalibaca、およびMegasphaera。これらの前述の属の種の特定の新規株は、表1に見出すことができる。
いくつかの実施形態では、本開示は、以下の科に属する少なくとも1つまたは少なくとも2つの単離された微生物種を含む、微生物組成物を提供する:Prevotellaceae、Veillonellaceae、Lachnospiraceae、Clostridiaceae、Succinivibrionaceae、Erysipelotrichaceae、Eubacteriaceae、Peptostreptococcaceae、Enterobacteriaceae、Acetobacteraceae、Sutterellaceae、Coriobacteriaceae、Bacteroidaceae、Bacillaceae、Caulobacteraceae、Actinomycetaceae、Ruminococcaceae、Porphyromonadaceae、Fusobacteriaceae、Moraxellaceae、Carnobacteriaceae、Clostridiales、Aerococcaceae、Streptosporangiaceae、Bifidobacteriaceae、Fusobacteriaceae、およびLactobacillaceae。
これらの前述の属の種の特定の新規株は、表1に見出すことができる。
特定の態様では、本開示は、表2~8にグループ化された種を含む微生物組成物を提供する。表2~8に関し、文字A~Iは、以下で定義される、本開示の微生物の非限定的な選択を表す。
A=表1で特定された菌株表示Ascusk9_546A、
B=表1で特定された菌株表示Ascusk9_672A、
C=表1で特定された菌株表示Ascusk9_210B、
D=表1で特定された菌株表示Ascusk9_2A、
E=表1で特定された菌株表示Ascusk9_33E、
F=表1で特定された菌株表示Ascusk9_51G
G=表1で特定された菌株表示Ascusk9_0G、
H=表1で特定された菌株表示Ascusk9_38A、および
I=表1で特定された菌株表示Ascusk9_17A。
Figure 2023513702000021
Figure 2023513702000022
Figure 2023513702000023
Figure 2023513702000024
Figure 2023513702000025
Figure 2023513702000026
Figure 2023513702000027
いくつかの実施形態では、微生物組成物は、表2~8の任意のメンバーグループから選択され得る。
単離された微生物-原材料
特定の実施形態では、本組成物の微生物は、同じ動物に関連して天然に見られない。いくつかの態様では、微生物種または株は、同じ品種のイヌには見られない。いくつかの態様では、微生物種または株は、同じ年齢または同じおおよその年齢のイヌには見られない。いくつかの態様では、微生物種または株は、同じ食餌を与えられたイヌには見られない。いくつかの態様では、微生物種または株は、同じおおよその活動レベルを有するイヌには見られない。いくつかの態様では、微生物群集を形成する微生物種はすべて、同じ地理的位置からの動物に関連して見出される。他の態様では、組成物を形成する各微生物種は、異なる地理的位置からのものである。地理的位置は、地域の主要な土壌タイプ、地域の主要な気候、地域に存在する主要な植物群集、地域に存在する主要な植物群集、地域間の距離、地域における平均降雨量などに基づいて定義することができる。
いくつかの実施形態では、本組成物の微生物は、同じ動物の種に関連して天然に見出されない。いくつかの実施形態では、本組成物の微生物は、同じ動物の種に見られるが、地理的地域によって分離される。
特定の実施形態では、本開示の方法によって誘導される微生物群集のメンバーである少なくとも1つの微生物種は、その表現型形質が教示された方法に基づいて増加されるべき動物の位置から少なくとも約1m、10m、100m、1km、10km、100km、1,000km、10,000km、20,000km、30,000km、または40,000kmの地理的地域の原産であるか、またはそこから獲得されたものである。
本開示の微生物は、場所の中でもとりわけ米国の様々な場所で、イヌの胃腸管から取得された。
単離された微生物-微生物培養技術
表1の微生物は、16s rRNA配列に対するRibosomal Database Project(RDP)の分類ツール、およびITS rRNA配列に対するUser-friendly Nordic ITS Ectomycorrhiza(UNITE)データベースを利用することによって、それらの最も近い分類群と適合した。最も近い分類に適合する微生物の例は、Lan et al.(2012.PLOS one.7(3):e32491)、Schloss and Westcott(2011.Appl.Environ.Microbiol.77(10):3219-3226)、およびKoljalg et al.(2005.New Phytologist.166(3):1063-1068)に見出される。
本開示の微生物の分離、同定、および培養は、標準的な微生物学的技術を使用して実施することができる。このような技術の例は、Gerhardt,P.(ed.) Methods for General and Molecular Microbiology.American Society for Microbiology,Washington,D.C.(1994)およびLennette,E.H.(ed.) Manual of Clinical Microbiology,Third Edition.American Society for Microbiology,Washington,D.C.(1980)に見出すことができ、それら各々が参照により組み込まれる。
単離は、標本を固体培地(例えば、栄養寒天プレート)上に画線することにより、本明細書に記載される表現型形質(例えば、グラム陽性/陰性、好気的/嫌気的に胞子を形成することができる、細胞形態、炭素源代謝、酸/塩基産生、酵素分泌、代謝分泌など)によって特徴付けられる単一コロニーを得ることによって、かつ汚染された培養物で作業する可能性を低減することによって、達成され得る。
例えば、本開示の微生物については、生物学的に純粋な分離株は、生物学的試料の継代培養の繰り返しを介して取得することができ、各継代培養の後に固体培地上に画線して、個々のコロニーまたはコロニー形成単位を得る。凍結乾燥細菌の調製、解凍、および増殖させる方法は、一般的に知られており、例えば、Gherna,R.L.and C.A.Reddy.2007.Culture Preservation,p1019-1033.In C.A.Reddy,T.J.Beveridge,J.A.Breznak,G.A.Marzluf,T.M.Schmidt,and L.R.Snyder,eds.American Society for Microbiology,Washington,D.C.1033頁、参照により本明細書に組み込まれる。したがって、グリセロールを含有する溶液中で-70℃で長期保存された凍結乾燥液体製剤および培養物は、本開示の製剤を提供する際に使用することが企図される。
本開示の微生物は、好気性条件下で、あるいは嫌気性条件下で、液体媒体中で増殖させることができる。本開示の細菌株を成長させるための培地は、炭素源、窒素源、および無機塩、ならびにビタミン、アミノ酸、核酸などの特別に必要とされる物質を含む。微生物の増殖に使用され得る適切な炭素源の例としては、限定されるものではないが、デンプン、ペプトン、酵母エキス、アミノ酸、グルコース、アラビノース、マンノース、グルコサミン、マルトースなどの糖類、酢酸、フマル酸、アジピン酸、プロピオン酸、クエン酸、グルコン酸、リンゴ酸、ピルビン酸、マロン酸などの有機酸の塩、エタノールおよびグリセロールなどのアルコール、大豆油、米ぬか油、オリーブ油、トウモロコシ油、ゴマ油などの油脂が挙げられる。添加される炭素源の量は、炭素源の種類に応じて異なり、典型的には、培地1リットル当たり1~100グラムである。好ましくは、グルコース、デンプン、および/またはペプトンは、主要炭素源として0.1~5%(W/V)の濃度で培地中に含有される。本開示の細菌株の増殖に使用され得る適切な窒素源の例としては、限定されないが、アミノ酸、酵母エキス、トリプトン、牛肉エキス、ペプトン、硝酸カリウム、硝酸アンモニウム、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、アンモニア、またはそれらの組み合わせが挙げられる。窒素源の量は、窒素源のタイプに応じて異なり、典型的には、培地1リットル当たり0.1~30グラムである。無機塩類、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸水素二ナトリウム、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム、硫酸第二鉄、硫酸第一鉄、塩化第二鉄、塩化第一鉄、硫酸第一マンガン、塩化第一マンガン、硫酸亜鉛、塩化亜鉛、硫酸銅、塩化カルシウム、塩化ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウムを、単独でまたは組み合わせて使用することができる。無機酸の量は、無機塩の種類に応じて異なり、典型的には、培地1リットル当たり0.001~10グラムである。特別に必要とされる物質の例には、ビタミン、核酸、酵母エキス、ペプトン、肉エキス、麦芽エキス、乾燥酵母、およびそれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。培養は、微生物株の増殖を可能にする温度で、本質的に20℃~46℃の間で実施することができる。いくつかの態様では、温度範囲は30℃~39℃である。最適な増殖のために、いくつかの実施形態では、培地はpH6.0~7.4に調整され得る。市販の培地、例えばDifco、Detroit,MIから入手可能なNutrient BrothまたはNutrient Agarなどもまた、微生物株を培養するために使用され得ることが理解されよう。培養時間は、使用される培養培地のタイプおよび主要な炭素源としての糖の濃度に応じて異なり得ることが理解されよう。
いくつかの態様では、培養は24~96時間持続する。このようにして得られた微生物細胞は、当該技術分野で周知の方法を使用して単離される。例としては、膜濾過および遠心分離が挙げられるが、これらに限定されない。pHは、水酸化ナトリウム等を用いて調整されてもよく、培養物は、水分が4%以下になるまで、凍結乾燥機を用いて乾燥されてもよい。微生物共培養は、上記のように各株を増殖させることによって得ることができる。いくつかの態様では、微生物の多系統培養物は、上に記載された2つ以上の株を増殖させることによって得ることができる。適合する培養条件を用いることができる場合、微生物株は一緒に培養することができることが理解されよう。
単離された微生物-微生物株
微生物は、すべての利用可能な表現型データおよび遺伝子型データをコンセンサス分類に組み入れた、多相分類学に基づく属に区別することができる(Vandamme et al.1996.Polyphasic taxonomy,a consensus approach to bacterial systematics.Microbiol Rev 1996,60:407-438)。種を定義するための1つの受け入れられた遺伝子型の方法は、全体的なゲノム関連性に基づくものであり、標準的な条件下で、5℃以下のΔT(相同ハイブリッドと異種ハイブリッドとの融解温度の違い)を有するDNA-DNAハイブリダイゼーションを使用して、およそ70%以上の関連性を共有する株は、同じ種のメンバーとみなされる。したがって、前述の70%の閾値よりも多くを共有する集団は、同じ種のバリアントとみなすことができる。種を定義するための別の許容可能な遺伝子型の方法は、本開示のマーカー遺伝子を単離し、これらの遺伝子を配列決定し、これらの配列決定された遺伝子を複数の単離物またはバリアントから整列させることである。配列決定された遺伝子のうちの1つ以上が少なくとも97%の配列同一性を共有している場合、微生物は、同じ種に属すると解釈される。
16Sまたは18S rRNA配列またはITS配列は、種および株を区別するためにしばしば使用され、前述の配列のうちの1つが参照配列からの特定の%配列同一性未満を共有している場合、配列が取得された2つの生物体は、異なる種または株であると言われる。
したがって、微生物が、16Sもしくは18S rRNA配列、またはITS1もしくはITS2配列にわたって少なくとも80%、85%、90%、95%、97%、98%、または99%の配列同一性を共有している場合、微生物は、同じ種の微生物であるとみなすことができる。
さらに、ある種の微生物株を、16Sもしくは18S rRNA配列、またはITS1もしくはITS2配列にわたって少なくとも80%、85%、90%、95%、97%、98%、または99%の配列同一性を共有するものとして定義することができる。
一実施形態では、本開示の微生物株には、配列番号1~333のいずれか1つと少なくとも70%、75%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、95.1%、95.2%、95.3%、95.4%、95.5%、95.6%、95.7%、95.8%、95.9%、96%、96.1%、96.2%、96.3%、96.4%、96.5%、96.6%、96.7%、96.8%、96.9%、97%、97.1%、97.2%、97.3%、97.4%、97.5%、97.6%、97.7%、97.8%、97.9%、98%、98.1%、98.2%、98.3%、98.4%、98.5%、98.6%、98.7%、98.8%、98.9%、99%、99.1%、99.2%、99.3%、99.4%、99.5%、99.6%、99.7%、99.8%、99.9%または100%の配列同一性を共有するポリヌクレオチド配列を含むものが含まれる。
さらなる実施形態では、本開示の微生物株には、配列番号1~333のいずれか1つと少なくとも70%、75%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、95.1%、95.2%、95.3%、95.4%、95.5%、95.6%、95.7%、95.8%、95.9%、96%、96.1%、96.2%、96.3%、96.4%、96.5%、96.6%、96.7%、96.8%、96.9%、97%、97.1%、97.2%、97.3%、97.4%、97.5%、97.6%、97.7%、97.8%、97.9%、98%、98.1%、98.2%、98.3%、98.4%、98.5%、98.6%、98.7%、98.8%、98.9%、99%、99.1%、99.2%、99.3%、99.4%、99.5%、99.6%、99.7%、99.8%、99.9%または100%の配列同一性を共有するポリヌクレオチド配列を含むものが含まれる。
参照配列に対する23S rRNA配列との比較もまた可能である。
培養不可能な微生物は、表現型決定がない場合、多くの場合、特定の種に割り当てることができず、微生物は、その16Sもしくは18S rRNA配列、またはITS配列が、既知の種との同一性の原則に従う場合、属内でcandidatus指定を付与され得る。
1つのアプローチは、配列空間内の密接に関連する種の多数の系統の分布を観察し、他のクラスターから十分に分解された系統のクラスターを特定することである。このアプローチは、複数のコア(ハウスキーピング)遺伝子の連結配列を使用してクラスタリングパターンを評価することによって開発され、多遺伝子座位配列解析(MLSA)または多遺伝子座位配列系統発生解析と呼ばれている。MLSAは、現在の分類学的方法によって非常に密接に関連する種に割り当てられる多数の系統のクラスタリングパターンを探索し、属内またはより広範な分類学的グループ内の少数の系統間の関係を調べ、特定の分類学的問題に対処するために、首尾よく使用されてきた。より一般的には、この方法は、細菌種が存在するかどうか、すなわち、類似の系統の大規模な集団が常に十分に分解されたクラスターに分類されるかどうか、または場合によってはクラスターへの明確な分類が観察されない遺伝的連続体が存在するかどうかを求めるために使用され得る。
より正確に属を決定するため、形態学的、生化学的、および生理学的特徴などの表現型形質の決定が、参照属の原型と比較するために行われる。コロニー形態には、色調、形状、色素形成、粘液の産生などが含まれ得る。細胞の特徴は、形状、サイズ、グラム反応、細胞外物質、内生胞子の存在、べん毛の存在および位置、運動性、および封入体として記載される。生化学的および生理学的特徴は、様々な温度範囲、pH、塩分および大気条件での生物の増殖、様々な唯一の炭素および窒素源の存在下での増殖を記載する。当業者であれば、本開示の属を定義する表現型形質に関して合理的に通知を受けるであろう。
一実施形態では、本明細書に教示される微生物は、16S rRNA遺伝子配列およびITS配列を利用して同定された。16S rRNAは、細菌識別に有用な種/株特異性特徴的配列を提供することができる超可変領域を含有し、またITS配列もまた真菌識別に有用な種/株特異性特徴的配列を提供することができることが当技術分野で知られている。
rRNA遺伝子および/またはITS配列を使用した系統発生分析は、共通属に属する「実質的に類似した」種を定義するため、および所定のタクソノミクス種の「実質的に類似した」株を定義するためにも使用される。さらに、単離株の生理学的および/または生化学的特性を利用して、イヌにおける有利な挙動または結果をもたらす可能性のある菌株間のわずかな差異と有意な差異の両方を強調することができる。
本開示の組成物は、真菌胞子および細菌胞子、真菌胞子および細菌栄養細胞、真菌栄養細胞および細菌胞子、真菌栄養細胞および細菌栄養細胞の組み合わせを含み得る。いくつかの実施形態では、本開示の組成物は、細菌を胞子の形態でのみ含む。いくつかの実施形態では、本開示の組成物は、細菌を栄養細胞の形態でのみ含む。いくつかの実施形態では、本開示の組成物は、真菌の非存在下で細菌を含む。いくつかの実施形態では、本開示の組成物は、細菌の非存在下で真菌を含む。いくつかの実施形態では、本開示の組成物は、VBNC細菌および/または真菌を含む。いくつかの実施形態では、本開示の組成物は、静止状態の細菌および/または真菌を含む。いくつかの実施形態では、本開示の組成物は、休眠細菌および/または真菌を含む。
細菌胞子は、内生胞子およびアキネートを含んでいてもよい。真菌胞子には、非射出胞子、射出胞子、自生胞子、不動胞子、遊走子、栄養胞子、大胞子、小胞子、減数胞子、厚膜胞子、夏胞子、冬胞子、卵胞子、果胞子、四分胞子、胞子嚢胞子、接合胞子、子嚢胞子、担子胞子、子嚢胞子、およびさび胞子(asciospore)を挙げることができる。
いくつかの実施形態では、本開示の動物への投与時に、組成物の胞子が発芽する。いくつかの実施形態では、組成物の胞子は、本開示の動物への投与時にのみ発芽する。
微生物組成物
いくつかの実施形態では、本開示の微生物は微生物組成物に組み合わされる。
いくつかの実施形態では、微生物組成物が、動物飼料、例えば、穀物や穀物の副産物(大麦、トウモロコシ、オーツ、ソルガム、小麦、蒸溜機の穀物、スイートブラン(sweet bran)など)、デンプン(タピオカなど)、タンパク質(オイルシードケーキ、野菜廃棄物、トウモロコシ副産物、小麦副産物など)、脂肪分の少ない動物性タンパク質(鶏肉、七面鳥肉、アヒル肉、牛肉、バッファロー肉、イノシシ肉、ブタ肉、魚肉、ラム肉、ウサギ肉など)、動物性粉(鶏肉粉、牛肉粉、イノシシ肉粉、豚肉粉、水牛肉粉、骨粉、魚粉、ウサギ肉粉、ラム肉粉、七面鳥肉粉、アヒル肉粉など)、動物性脂肪(牛脂肪、鶏脂、獣脂など)、および/または非窒素タンパク質を含む。微生物組成物のための動物飼料は、市販の乾燥動物飼料または湿潤動物飼料をさらに含み得る。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、ビタミンおよび/またはその代謝物、ミネラル、尿素、微量元素、乳化剤、香料物(aromatizing product)、結合剤、着色剤、付臭剤、増粘剤、抗生物質などを含む。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、イオノフォア、ワクチン、抗生物質、駆虫剤、殺ウイルス剤、殺線虫剤;メチオニン、グルタミン、バリン、グリシン、システイン、ホモシステイン、アスパラギン酸、およびアルギニンなどのアミノ酸、魚油、オレガノ、カルニチン、パントイン酸塩、パントテン酸塩、およびアスパラギン酸塩、および酵素などの生物活性分子のうちの1つ以上を含む。
いくつかの実施形態では、ビタミンは、ビタミンB5、B1、B2、B3、B6、B9、B12、H、C、A、D、E、またはK、およびそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、ビタミンB5、B1、B2、B3、B6、B9、B12、H、C、A、D、E、および/またはKを合成する微生物を含む。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、ビタミンB5を合成する微生物を含む。いくつかの実施形態では、ビタミンB5、B1、B2、B3、B6、B9、B12、H、C、A、D、E、またはKの代謝物は、本開示の微生物組成物の1つ以上の構成要素として企図される。一実施形態では、パントテン酸塩は本開示の微生物組成物の構成要素である。一実施形態では、本開示の微生物組成物の構成要素は、哺乳動物または微生物の生合成によって利用される1つ以上の前駆体を含む。
いくつかの実施形態では、本開示の微生物組成物は固体である。固体組成物が使用される場合、限定されるものではないが、ミネラルアース担体、食品グレード担体、および/または植物起源の担体を含む1つ以上の担体材料を含むことが望まれ得る。そのような担体の例には、限定されるものではないが、シリカ、タルク、カオリン、石灰岩、チョーク、粘土、ドロマイト、珪藻土、活性炭、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、酸化マグネシウム、ゼオライト、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、トレハロース、キトサン、シェラック、アルブミン、デンプン、ユッカ根、脱脂粉乳、スイートホエイ粉末、マルトデキストリン、ラクトース、イヌリン、デキストロース、乳清タンパク質、小麦粉(例えば、ひよこ豆粉、サツマイモ粉、または大豆粉)、ユッカ、砂糖、大豆かす、マルトデキストリン、スパイス、ハーブ、シリアルミール、樹皮ミール、木粉、およびナッツシェルミール(nutshell meal)が含まれる。
いくつかの実施形態では、本開示の微生物組成物は液体である。さらなる実施形態において、液体は、水もしくはアルコールもしくは生理食塩水もしくは炭水化物溶液を含み得る溶媒、および他の動物に安全な溶媒を含む。いくつかの実施形態では、本開示の微生物組成物は、動物に安全なポリマー、カルボキシメチルセルロース、デンプン、ポリビニルアルコールなどの結合剤を含む。
いくつかの実施形態では、本開示の微生物組成物は、シリカ、粘土、種子または海草の天然抽出物、セルロースの合成誘導体、グアルガム、ローカストビーンガム、アルギン酸塩、およびメチルセルロースなどの増粘剤を含む。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、加工デンプン、ポリビニルアルコール、キサンタンガムなどの沈降防止剤を含む。
いくつかの実施形態では、本開示の微生物組成物は、乾燥酵母、チーズ香味剤、魚香味剤、豚肉香味剤、鶏肉香味剤、および/または牛肉香味剤などの香味剤を含む。
いくつかの実施形態では、本開示の微生物組成物は、ニトロソ、ニトロ、モノアゾ、ビスアゾ、およびポリアゾを含むアゾ、アクリジン、アントラキノン、アジン、ジフェニルメタン、インダミン、インドフェノール、メチン、オキサジン、フタロシアニン、チアジン、チアゾール、トリアリールメタン、キサンテンに分類された有機発色団を含む着色剤を含む。いくつかの実施形態では、本開示の微生物組成物は、鉄、マンガン、ホウ素、銅、コバルト、モリブデン、および亜鉛の塩などの微量栄養素を含む。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、天然および人工の両方の染料を含む。いくつかの実施形態では、染料は緑色である。
いくつかの実施形態では、本開示の微生物組成物は、動物に安全な殺ウイルス剤、寄生虫駆除剤、殺細菌剤、殺真菌剤、または殺線虫剤を含む。
いくつかの実施形態では、本開示の微生物組成物は、糖類(例えば、単糖類、二糖類、三糖類、多糖類、オリゴ糖類など)、高分子糖類、脂質、高分子脂質、リポ多糖類、タンパク質、高分子タンパク質、リポタンパク質、核酸、核酸ポリマー、シリカ、無機塩、およびそれらの組み合わせを含む。さらなる実施形態では、微生物組成物は、寒天、アガロース、ゲルライト、ジェランガムなどのポリマーを含む。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、プラスチックカプセル、エマルション(例えば、水および油)、膜、および人工膜を含む。いくつかの実施形態では、エマルションまたは連結ポリマー溶液は、本開示の微生物組成物を含み得る。Harel and Bennett(米国特許第8,460,726 B2号)を参照されたい。
いくつかの実施形態では、本開示の微生物組成物は、1つ以上の脱酸素剤、脱窒剤(denitrifie)、硝化剤(nitrifier)、重金属キレート剤、および/または脱塩素剤(dechlorinator)、ならびにそれらの組み合わせを含む。一実施形態では、1つ以上の脱酸素剤、脱窒剤(denitrifier)、硝化剤、重金属キレート剤、および/または脱塩素剤は、微生物組成物が、動物に投与される食物および/または水と混合されると、化学的に活性ではない。一実施形態では、1つ以上の脱酸素剤、脱窒剤、窒化剤、重金属キレート剤、および/または脱塩素剤は、動物に投与されたとき、化学的に活性ではない。
いくつかの実施形態では、本開示の微生物組成物は、固体形態(例えば、分散凍結乾燥胞子)または液体形態(貯蔵媒体中に散在する微生物)で生じる。いくつかの実施形態では、本開示の微生物組成物は、投与直前に液体に乾燥形態で液体に添加され、懸濁液を形成する。
いくつかの実施形態では、本開示の微生物組成物は、1つ以上の防腐剤を含む。防腐剤は、液体または気体の配合物であってもよい。防腐剤は、単糖類、二糖類、三糖類、多糖類、酢酸、アスコルビン酸、アスコルビン酸カルシウム、エリソルビン酸、イソアスコルビン酸、エリスロビン酸(erythrobic acid)、硝酸カリウム、アスコルビン酸ナトリウム、エリスロビン酸ナトリウム、イソアスコルビン酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、亜硝酸ナトリウム、窒素、安息香酸、ソルビン酸カルシウム、アルギン酸エチルラウロイル、p-ヒドロキシ安息香酸メチル、メチルパラベン、酢酸カリウム、安息香酸カリウム、亜硫酸水素カリウム、二酢酸カリウム、乳酸カリウム、メタ重亜硫酸カリウム、ソルビン酸カリウム、p-ヒドロキシ安息香酸プロピル、プロピルパラベン、酢酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、亜硝酸ナトリウム、二酢酸ナトリウム、乳酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、p-ヒドロキシ安息香酸メチルのナトリウム塩、p-ヒドロキシ安息香酸プロピルのナトリウム塩、硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、亜ジチオン酸ナトリウム、亜硫酸、プロピオン酸カルシウム、二炭酸ジメチル、ナタマイシン、ソルビン酸カリウム、亜硫酸水素カリウム、ピロ亜硫酸カリウム、プロピオン酸、二酢酸ナトリウム、プロピオン酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、ソルビン酸、アスコルビン酸、パルミチン酸アスコルビル、ステアリン酸アスコルビル、ブチルヒドロキシアニソール、ブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)、ブチル化ヒドロキシルアニソール(BHA)、クエン酸、モノグリセリドおよび/またはジグリセリドのクエン酸エステル、L-システイン、L-システイン塩酸塩、グアヤク脂(gum guaiacum)、グアヤク脂(gum guaiac)、レシチン、クエン酸レシチン(lecithin citrate)、クエン酸モノグリセリド、クエン酸モノイソプロピル、没食子酸プロピル、メタ重亜硫酸ナトリウム、酒石酸、三級ブチルヒドロキノン、塩化第一スズ、チオジプロピオン酸、ジラウリルチオジプロピオネート、ジステアリルチオジプロピオネート、エトキシキン、二酸化硫黄、ギ酸、またはトコフェロール(類)のうちの1つ以上から選択できる。
いくつかの実施形態では、本開示の微生物組成物は、糞便臭を低減する担体を含む。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、糞便臭を低減させるために活性炭を含む。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、糞便臭を低減させるためにユッカ根を含む。
いくつかの実施形態では、本開示の微生物組成物は、胞子形態、栄養細胞形態、および/または溶解細胞形態の細菌および/または真菌細胞を含む。一実施形態では、溶解細胞形態は、例えば、死細胞に結合するマイコトキシンなどのマイコトキシン結合剤として作用する。
いくつかの実施形態では、微生物組成物は、冷蔵庫(35-40°F)で少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59または60日間保存安定性がある。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、冷蔵庫(35~40°F)で、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59または60週間保存安定性がある。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、冷蔵庫(35~40°F)で、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59または60年間保存安定性がある。
いくつかの実施形態では、微生物組成物は、室温(68~72°F)で、または50~77°Fで、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59または60日間保存安定性がある。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、室温で(68~72°F)で、または50~77°Fで、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59または60週間保存安定性がある。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、室温で(68~72°F)で、または50~77°Fで、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59または60年間保存安定性がある。
いくつかの実施形態では、微生物組成物は、-23~35°Fで、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59または60日間保存安定性がある。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、-23~35°Fで、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59または60週間保存安定性がある。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、-23~35°Fで、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59または60年間保存安定性がある。
いくつかの実施形態では、微生物組成物は、77~100°Fで、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59または60日間保存安定性がある。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、77~100°Fで、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59または60週間保存安定性がある。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、77~100°Fで、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59または60年間保存安定性がある。
いくつかの実施形態では、微生物組成物は、101~213°Fで、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59または60日間保存安定性がある。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、101~213°Fで、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59または60週間保存安定性がある。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、101~213°Fで、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59または60年間保存安定性がある。
いくつかの実施形態では、本開示の微生物組成物は、冷蔵温度(35~40°F)で、室温(68~72°F)で、50~77°Fで、-23~35°Fで、約70~100°Fで、または101~213°Fで、約1~100、約1~95、約1~90、約1~85、約1~80、約1~75、約1~70、約1~65、約1~60、約1~55、約1~50、約1~45、約1~40、約1~35、約1~30、約1~25、約1~20、約1~15、約1~10、約1~5、約5~100、約5~95、約5~90、約5~85、約5~80、約5~75、約5~70、約5~65、約5~60、約5~55、約5~50、約5~45、約5~40、約5~35、約5~30、約5~25、約5~20、約5~15、約5~10、約10~100、約10~95、約10~90、約10~85、約10~80、約10~75、約10~70、約10~65、約10~60、約10~55、約10~50、約10~45、約10~40、約10~35、約10~30、約10~25、約10~20、約10~15、約15~100、約15~95、約15~90、約15~85、約15~80、約15~75、約15~70、約15~65、約15~60、約15~55、約15~50、約15~45、約15~40、約15~35、約15~30、約15~25、約15~20、約20~100、約20~95、約20~90、約20~85、約20~80、約20~75、約20~70、約20~65、約20~60、約20~55、約20~50、約20~45、約20~40、約20~35、約20~30、約20~25、約25~100、約25~95、約25~90、約25~85、約25~80、約25~75、約25~70、約25~65、約25~60、約25~55、約25~50、約25~45、約25~40、約25~35、約25~30、約30~100、約30~95、約30~90、約30~85、約30~80、約30~75、約30~70、約30~65、約30~60、約30~55、約30~50、約30~45、約30~40、約30~35、約35~100、約35~95、約35~90、約35~85、約35~80、約35~75、約35~70、約35~65、約35~60、約35~55、約35~50、約35~45、約35~40、約40~100、約40~95、約40~90、約40~85、約40~80、約40~75、約40~70、約40~65、約40~60、約40~55、約40~50、約40~45、約45~100、約45~95、約45~90、約45~85、約45~80、約45~75、約45~70、約45~65、約45~60、約45~55、約45~50、約50~100、約50~95、約50~90、約50~85、約50~80、約50~75、約50~70、約50~65、約50~60、約50~55、約55~100、約55~95、約55~90、約55~85、約55~80、約55~75、約55~70、約55~65、約55~60、約60~100、約60~95、約60~90、約60~85、約60~80、約60~75、約60~70、約60~65、約65~100、約65~95、約65~90、約65~85、約65~80、約65~75、約65~70、約70~100、約70~95、約70~90、約70~85、約70~80、約70~75、約75~100、約75~95、約75~90、約75~85、約75~80、約80~100、約80~95、約80~90、約80~85、約85~100、約85~95、約85~90、約90~100、約90~95、95~100週間保存安定性がある。
いくつかの実施形態では、本開示の微生物組成物は、冷蔵温度(35~40°F)で、室温(68~72°F)で、50~77°Fで、-23~35°Fで、70~100°Fで、または101~213°Fで、1~100、1~95、1~90、1~85、1~80、1~75、1~70、1~65、1~60、1~55、1~50、1~45、1~40、1~35、1~30、1~25、1~20、1~15、1~10、1~5、5~100、5~95、5~90、5~85、5~80、5~75、5~70、5~65、5~60、5~55、5~50、5~45、5~40、5~35、5~30、5~25、5~20、5~15、5~10、10~100、10~95、10~90、10~85、10~80、10~75、10~70、10~65、10~60、10~55、10~50、10~45、10~40、10~35、10~30、10~25、10~20、10~15、15~100、15~95、15~90、15~85、15~80、15~75、15~70、15~65、15~60、15~55、15~50、15~45、15~40、15~35、15~30、15~25、15~20、20~100、20~95、20~90、20~85、20~80、20~75、20~70、20~65、20~60、20~55、20~50、20~45、20~40、20~35、20~30、20~25、25~100、25~95、25~90、25~85、25~80、25~75、25~70、25~65、25~60、25~55、25~50、25~45、25~40、25~35、25~30、30~100、30~95、30~90、30~85、30~80、30~75、30~70、30~65、30~60、30~55、30~50、30~45、30~40、30~35、35~100、35~95、35~90、35~85、35~80、35~75、35~70、35~65、35~60、35~55、35~50、35~45、35~40、40~100、40~95、40~90、40~85、40~80、40~75、40~70、40~65、40~60、40~55、40~50、40~45、45~100、45~95、45~90、45~85、45~80、45~75、45~70、45~65、45~60、45~55、45~50、50~100、50~95、50~90、50~85、50~80、50~75、50~70、50~65、50~60、50~55、55~100、55~95、55~90、55~85、55~80、55~75、55~70、55~65、55~60、60~100、60~95、60~90、60~85、60~80、60~75、60~70、60~65、65~100、65~95、65~90、65~85、65~80、65~75、65~70、70~100、70~95、70~90、70~85、70~80、70~75、75~100、75~95、75~90、75~85、75~80、80~100、80~95、80~90、80~85、85~100、85~95、85~90、90~100、90~95、95~100週間保存安定性がある。
いくつかの実施形態では、本開示の微生物組成物は、冷蔵温度(35~40°F)で、室温(68~72°F)で、50~77°Fで、-23~35°Fで、70~100°Fで、または101~213°Fで、約1~36、約1~34、約1~32、約1~30、約1~28、約1~26、約1~24、約1~22、約1~20、約1~18、約1~16、約1~14、約1~12、約1~10、約1~8、約1~6、約1~4、約1~2、約4~36、約4~34、約4~32、約4~30、約4~28、約4~26、約4~24、約4~22、約4~20、約4~18、約4~16、約4~14、約4~12、約4~10、約4~8、約4~6、約6~36、約6~34、約6~32、約6~30、約6~28、約6~26、約6~24、約6~22、約6~20、約6~18、約6~16、約6~14、約6~12、約6~10、約6~8、約8~36、約8~34、約8~32、約8~30、約8~28、約8~26、約8~24、約8~22、約8~20、約8~18、約8~16、約8~14、約8~12、約8~10、約10~36、約10~34、約10~32、約10~30、約10~28、約10~26、約10~24、約10~22、約10~20、約10~18、約10~16、約10~14、約10~12、約12~36、約12~34、約12~32、約12~30、約12~28、約12~26、約12~24、約12~22、約12~20、約12~18、約12~16、約12~14、約14~36、約14~34、約14~32、約14~30、約14~28、約14~26、約14~24、約14~22、約14~20、約14~18、約14~16、約16~36、約16~34、約16~32、約16~30、約16~28、約16~26、約16~24、約16~22、約16~20、約16~18、約18~36、約18~34、約18~32、約18~30、約18~28、約18~26、約18~24、約18~22、約18~20、約20~36、約20~34、約20~32、約20~30、約20~28、約20~26、約20~24、約20~22、約22~36、約22~34、約22~32、約22~30、約22~28、約22~26、約22~24、約24~36、約24~34、約24~32、約24~30、約24~28、約24~26、約26~36、約26~34、約26~32、約26~30、約26~28、約28~36、約28~34、約28~32、約28~30、約30~36、約30~34、約30~32、約32~36、約32~34、約34~36カ月間保存安定性がある。
いくつかの実施形態では、本開示の微生物組成物は、冷蔵温度(35~40°F)で、室温(68~72°F)で、50~77°Fで、-23~35°Fで、70~100°Fで、または101~213°Fで、1~36、1~34、1~32、1~30、1~28、1~26、1~24、1~22、1~20、1~18、1~16、1~14、1~12、1~10、1~8、1~6、1~4、1~2、4~36、4~34、4~32、4~30、4~28、4~26、4~24、4~22、4~20、4~18、4~16、4~14、4~12、4~10、4~8、4~6、6~36、6~34、6~32、6~30、6~28、6~26、6~24、6~22、6~20、6~18、6~16、6~14、6~12、6~10、6~8、8~36、8~34、8~32、8~30、8~28、8~26、8~24、8~22、8~20、8~18、8~16、8~14、8~12、8~10、10~36、10~34、10~32、10~30、10~28、10~26、10~24、10~22、10~20、10~18、10~16、10~14、10~12、12~36、12~34、12~32、12~30、12~28、12~26、12~24、12~22、12~20、12~18、12~16、12~14、14~36、14~34、14~32、14~30、14~28、14~26、14~24、14~22、14~20、14~18、14~16、16~36、16~34、16~32、16~30、16~28、16~26、16~24、16~22、16~20、16~18、18~36、18~34、18~32、18~30、18~28、18~26、18~24、18~22、18~20、20~36、20~34、20~32、20~30、20~28、20~26、20~24、20~22、22~36、22~34、22~32、22~30、22~28、22~26、22~24、24~36、24~34、24~32、24~30、24~28、24~26、26~36、26~34、26~32、26~30、26~28、28~36、28~34、28~32、28~30、30~36、30~34、30~32、32~36、32~34、34~36カ月間保存安定性がある。
いくつかの実施形態では、本開示の微生物組成物は、冷蔵温度(35~40°F)で、室温(68~72°F)で、50~77°Fで、-23~35°Fで、70~100°Fで、または101~213°Fで、約1~36、約1~34、約1~32、約1~30、約1~28、約1~26、約1~24、約1~22、約1~20、約1~18、約1~16、約1~14、約1~12、約1~10、約1~8、約1~6、約1~4、約1~2、約4~36、約4~34、約4~32、約4~30、約4~28、約4~26、約4~24、約4~22、約4~20、約4~18、約4~16、約4~14、約4~12、約4~10、約4~8、約4~6、約6~36、約6~34、約6~32、約6~30、約6~28、約6~26、約6~24、約6~22、約6~20、約6~18、約6~16、約6~14、約6~12、約6~10、約6~8、約8~36、約8~34、約8~32、約8~30、約8~28、約8~26、約8~24、約8~22、約8~20、約8~18、約8~16、約8~14、約8~12、約8~10、約10~36、約10~34、約10~32、約10~30、約10~28、約10~26、約10~24、約10~22、約10~20、約10~18、約10~16、約10~14、約10~12、約12~36、約12~34、約12~32、約12~30、約12~28、約12~26、約12~24、約12~22、約12~20、約12~18、約12~16、約12~14、約14~36、約14~34、約14~32、約14~30、約14~28、約14~26、約14~24、約14~22、約14~20、約14~18、約14~16、約16~36、約16~34、約16~32、約16~30、約16~28、約16~26、約16~24、約16~22、約16~20、約16~18、約18~36、約18~34、約18~32、約18~30、約18~28、約18~26、約18~24、約18~22、約18~20、約20~36、約20~34、約20~32、約20~30、約20~28、約20~26、約20~24、約20~22、約22~36、約22~34、約22~32、約22~30、約22~28、約22~26、約22~24、約24~36、約24~34、約24~32、約24~30、約24~28、約24~26、約26~36、約26~34、約26~32、約26~30、約26~28、約28~36、約28~34、約28~32、約28~30、約30~36、約30~34、約30~32、約32~36、約32~34、約34~36年間保存安定性がある。
いくつかの実施形態では、本開示の微生物組成物は、冷蔵温度(35~40°F)で、室温(68~72°F)で、50~77°Fで、-23~35°Fで、70~100°Fで、または101~213°Fで、1~36、1~34、1~32、1~30、1~28、1~26、1~24、1~22、1~20、1~18、1~16、1~14、1~12、1~10、1~8、1~6、1~4、1~2、4~36、4~34、4~32、4~30、4~28、4~26、4~24、4~22、4~20、4~18、4~16、4~14、4~12、4~10、4~8、4~6、6~36、6~34、6~32、6~30、6~28、6~26、6~24、6~22、6~20、6~18、6~16、6~14、6~12、6~10、6~8、8~36、8~34、8~32、8~30、8~28、8~26、8~24、8~22、8~20、8~18、8~16、8~14、8~12、8~10、10~36、10~34、10~32、10~30、10~28、10~26、10~24、10~22、10~20、10~18、10~16、10~14、10~12、12~36、12~34、12~32、12~30、12~28、12~26、12~24、12~22、12~20、12~18、12~16、12~14、14~36、14~34、14~32、14~30、14~28、14~26、14~24、14~22、14~20、14~18、14~16、16~36、16~34、16~32、16~30、16~28、16~26、16~24、16~22、16~20、16~18、18~36、18~34、18~32、18~30、18~28、18~26、18~24、18~22、18~20、20~36、20~34、20~32、20~30、20~28、20~26、20~24、20~22、22~36、22~34、22~32、22~30、22~28、22~26、22~24、24~36、24~34、24~32、24~30、24~28、24~26、26~36、26~34、26~32、26~30、26~28、28~36、28~34、28~32、28~30、30~36、30~34、30~32、32~36、32~34、34~36年間保存安定性がある。
いくつかの実施形態では、本開示の微生物組成物は、開示された温度および/または温度範囲ならびに時間範囲のいずれかにおいて、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、または98%の相対湿度で、保存安定性がある。
いくつかの実施形態では、本開示の微生物組成物は、0.750、0.700、0.650、0.600、0.550、0.500、0.475、0.450、0.425、0.400、0.375、0.350、0.325、0.300、0.275、0.250、0.225、0.200、0.190、0.180、0.170、0.160、0.150、0.140、0.130、0.120、0.110、0.100、0.095、0.090、0.085、0.080、0.075、0.070、0.065、0.060、0.055、0.050、0.045、0.040、0.035、0.030、0.025、0.020、0.015、0.010、または0.005未満の水分活性(a)を有する。
いくつかの実施形態では、本開示の微生物組成物は、約0.750、約0.700、約0.650、約0.600、約0.550、約0.500、約0.475、約0.450、約0.425、約0.400、約0.375、約0.350、約0.325、約0.300、約0.275、約0.250、約0.225、約0.200、約0.190、約0.180、約0.170、約0.160、約0.150、約0.140、約0.130、約0.120、約0.110、約0.100、約0.095、約0.090、約0.085、約0.080、約0.075、約0.070、約0.065、約0.060、約0.055、約0.050、約0.045、約0.040、約0.035、約0.030、約0.025、約0.020、約0.015、約0.010、または約0.005未満の水分活性(a)を有する。
水分活性値は、飽和水性溶液(Multon,“Techniques d’Analyse E De Controle Dans Les Industries Agroalimentaires”APRIA(1981))の方法によって、または生存可能なRobotronic BT湿度計もしくは他の湿度計もしくは湿度計を使用した直接測定によって決定される。
いくつかの実施形態では、微生物組成物は、少なくとも2つの異なる微生物を含み、そして少なくとも2つの微生物が、1:2、1:3、1:3、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:11、1:12、1:13、1:14、1:15、1:16、1:17、1:18、1:19、1:20、1:21、1:22、1:23、1:24、1:25、1:26、1:27、1:28、1:29、1:30、1:40、1:50、1:60、1:100、1:125、1:150、1:175、または1:200またはその逆の比率で組成物中に存在する。いくつかの実施形態では、微生物組成物は少なくとも3つの異なる微生物を含み、3つの微生物が1:2:1、1:1:2、2:2:1、1:3:1、1:1:3、3:1:1、3:3:1、1:5:1、1:1:5、5:1:1、5:5:1、または1:5:5の比率で組成物中に存在する。
一部の態様では、微生物組成物は、プロバイオティック微生物を含む。一部の態様では、微生物組成物は、プレバイオティックス物質を含む。一部の態様では、プロバイオティック微生物は、腸病原体を競合的に排除することが知られている。
封入組成物
いくつかの実施形態では、本開示の微生物または微生物組成物は、封入組成物に封入される。封入組成物は、イヌの胃腸管に入る前に、外部ストレッサーから微生物を保護する。いくつかの実施形態では、外部ストレッサーは、ペレット化および押出しに関連する熱的および物理的ストレッサーを含む。いくつかの実施形態では、外部ストレッサーは、組成物中に存在する化学物質を含む。封入組成物はさらに、嫌気性微生物に対する好気性環境の酸化ストレスを最小化するなど、微生物に有益であり得る環境を作り出す。微生物の封入組成物、および微生物を封入する方法についてはKalsta et al.(US5,104,662A)、Ford(US5,733,568A)、およびMosbach and Nilsson(US4,647,536A)を参照されたい。
一実施形態では、本開示の組成物は、耐熱性および熱抵抗性と互換的に使用される、熱耐性を示す。一実施形態では、本開示の熱耐性組成物は、飼料製造、本開示の飼料および組成物の混合、高熱環境下における貯蔵などに関連する高温に対する耐性がある。一実施形態では、本開示の熱耐性組成物は、熱殺傷および細胞壁成分および細胞内環境の変性に対して耐性である。
一実施形態では、本開示の組成物は、酸耐性および塩基耐性と互換的に使用されるpH耐性を示す。一実施形態では、本開示のpH耐性組成物は、1つ以上の飼料調製工程に関連する低pHの耐性である。一実施形態では、本開示のpH耐性組成物は、胃、十二指腸、空腸、回腸、盲腸、近位結腸、遠位結腸、および直腸などの動物の胃腸管の1つ以上の環境に関連する低pHに対する耐性がある。一実施形態では、本開示のpH耐性組成物は、1つ以上の飼料調製工程に関連する高pHに対する耐性がある。一実施形態では、本開示のpH耐性組成物は、1つ以上の飼料調製工程に関連するpHの急速な変動(高~低、低~高、高~中性、低~中性、中性~高、および中性~低)に対する耐性がある。一実施形態では、本開示のpH耐性組成物は、胃などの動物の胃腸管内の1つ以上の環境に関連する低pHに対する耐性がある。
一実施形態では、封入は、リザーバー型の封入である。一実施形態では、封入はマトリックス型の封入である。一実施形態では、封入は、コーティングされたマトリックス型の封入である。Burgain et al.(2011.J.Food Eng.104:467-483)は、多数の封入の実施形態および技術を開示するものであり、それらはすべて参照により組み込まれる。
いくつかの実施形態では、本開示の組成物が、以下のうちの1つ以上に封入されている:ジェランガム、キサンタンガム、Kカラギーナン、酢酸フタル酸セルロース、キトサン、デンプン、乳脂肪、乳清タンパク質、Ca-アルギン酸塩、ラフチロース(raftilose)、ラフチリン(raftiline)、ペクチン、糖類、グルコース、マルトデキストリン、アラビアゴム、グァー、種子粉、アルギン酸塩、デキストリン、デキストラン、セルロース、ゼラチン、ゼラチン、アルブミン、カゼイン、グルテン、アカシアガム、トラガカント、ワックス、パラフィン、ステアリン酸、モノジグリセリド、およびジグリセリド。いくつかの実施形態では、本開示の組成物は、ポリマー、炭水化物、糖、プラスチック、ガラス、多糖類、脂質、ワックス、油、脂肪酸、またはグリセリドのうちの1つ以上によって封入される。一実施形態では、微生物組成物はグルコースによって封入される。一実施形態では、微生物組成物は、グルコース含有組成物によって封入される。一実施形態では、微生物組成物の製剤は、グルコース封止剤を含む。一実施形態では、微生物組成物の製剤は、グルコース封入組成物を含む。
いくつかの実施形態では、本開示の組成物の封入は、押出し、乳化、コーティング、凝集、凍結乾燥、ガラス化、発泡乾燥(foam drying)、蒸発による保存、真空乾燥、または噴霧乾燥によって実施される。
いくつかの実施形態では、本開示の封入組成物は、ガラス化される。いくつかの実施形態では、封入は、ガラス質の非結晶性固体状態を形成する物質の存在下で本開示の組成物を乾燥させるプロセス、ガラス化として知られるプロセス、およびそのようにすることで組成物を封入することを含む。いくつかの実施形態では、ガラス化された組成物は、典型的には微生物を破壊または分解する分解条件から保護される。多くの一般的な物質は、ガラス化の特性を有する。すなわち、特定の条件下でガラス状固体状態を形成する。これらの物質には、ショ糖およびマルトースを含むいくつかの糖、ならびにポリビニルピロリドン(PVP)などの他のより複雑な化合物が含まれる。任意の溶液が乾燥すると、溶液中の分子は結晶化するか、またはガラス化することができる。広範な不均整を有する溶質は、乾燥中の結晶の核形成を妨げるため、優れたガラス化剤であり得る。スクロースの存在下でラフィノースなど、別の物質の結晶化を阻害する物質は、組み合わされた物質が優れたガラス化を形成する結果となり得る。米国特許第5,290,765号および第9,469,835号を参照されたい。
いくつかの実施形態では、ガラス化物質に封入された微生物組成物が生成される。ガラス化組成物は、細胞を含む混合物を選択することと、乾燥中に当該混合物を保護しかつ破壊反応を阻害するために、当該混合物を十分な量の1つ以上のガラス化溶質と組み合わせることと、当該組み合わせを、当該組み合わせが凍結する温度よりも高くかつ当該ガラス化溶質がガラス化状態を達成する温度よりも低い温度で、ほぼ標準大気圧で、当該組み合わせが実質的に乾燥するまで当該組み合わせを乾燥剤または乾燥条件に曝露することによって乾燥させることと、によって作成することができる。
一実施形態では、封入組成物は、固体シェル材料に封入された多数の液体コアを有するマイクロカプセルを含む。本開示の目的のために、コアの「多数性」は、2つ以上として定義される。
有用な可融性シェル材料の第1のカテゴリーは、通常は固体脂肪のもので、これは、すでに好適な硬さを有する脂肪、ならびにそれらの融点が本開示の目的を果たすのに十分に高くなるまで水素化される動物または植物性油脂を含む。所望のプロセスおよび貯蔵温度、ならびに選択される特定の材料に応じて、特定の脂肪は、通常は固体または通常は液体の材料のいずれかであり得る。本明細書で使用される場合、「通常は固体」および「通常は液体」という用語は、得られるマイクロカプセルを貯蔵するための所望の温度での材料の状態を指す。脂肪および水素化油は厳密にいえば融点を有しないため、本明細書では用語「融点」は、可融性材料が十分に軟化または液体となって、うまく乳化し噴霧冷却する最低温度を記載するために使用され、したがって、シェル材料がコリンコアの放出を防止するのに十分な完全性を有する最高温度にほぼ一致する。「融点」は、はっきりとした融点を有しない他の材料について、同様に本明細書に定義される。
本明細書に有用な脂肪および油の具体的な例(そのいくつかは硬化を必要とする)は、以下の通りである:動物性油脂、例えば牛脂、羊脂、子羊脂、ラードまたは豚脂、魚脂、および鯨油、植物油、例えばキャノーラ油、綿実油、ピーナッツ油、トウモロコシ油、オリーブ油、大豆油、ヒマワリ油、ベニバナ油、ココナッツ油、パーム油、あまに油、キリ油、およびヒマシ油、脂肪酸モノグリセリドおよびジグリセリド、遊離脂肪酸、例えばステアリン酸、パルミチン酸、およびオレイン酸、ならびにそれらの混合物。上記油脂のリストは、すべてを網羅するものではなく、例示に過ぎない。
脂肪酸の具体的な例には、リノール酸、γ-リノール酸、ジホモ-γ-リノレン酸、アラキドン酸、ドコサテトラエン酸、バクセン酸、ネルボン酸、ミード酸、エルカ酸、ゴンド酸、エライジン酸、オレイン酸、パリトレイン酸(palitoleic acid)、ステアリドン酸、エイコサペンタエン酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ノナデシル酸、アラキジン酸、ヘンイコシル酸、ベヘン酸、トリコシル酸、リグノセリン酸、ペンタコシル酸(pentacosylic acid)、セロチン酸、ヘプタコシル酸(heptacosylic acid)、モンタン酸、ノナコシル酸(nonacosylic acid)、メリシン酸、ヘナトリアコンチル酸(henatriacontylic acid)、ラッセロン酸(lacceroic acid)、シリル酸(psyllic acid)、ゲダ酸、セロプラスチン酸、ヘキサトリアコンチル酸(hexatriacontylic acid)、ヘプタトリアコンタン酸、およびオクタトリアコンタン酸を含む。
シェル材料を封入するのに有用な可融性材料の別のカテゴリーは、ワックスのものである。本明細書での使用が企図される代表的なワックスは以下の通りである:動物性ロウ、例えばミツロウ、ラノリン、シェルワックス、およびシナロウ(Chinese insect wax)、植物ロウ、例えばカルナウバ、カンデリラ、ベイベリー、およびサトウキビなどのもの、鉱ロウ、例えばパラフィン、微結晶性石油、オゾケライト、セレシン、およびモンタン、合成ロウ、例えば低分子量ポリオレフィン(例えばCARBOWAX)およびポリオールエーテル-エステル(例えばソルビトール)、フィッシャー・トロプシュ法合成ワックス、ならびにそれらの混合物。コアが水性である場合、CARBOWAXおよびソルビトールなどの水溶性ワックスは本明細書では企図されない。
本明細書に有用なさらに他の可融性化合物は、ロジン、バルサム、シェラック、およびそれらの混合物などの可融性天然樹脂である。
いくつかの実施形態では、微生物または微生物組成物は、本開示に記載されるワックスなどのワックスに埋め込まれる。
いくつかの実施形態では、微生物または微生物組成物は、ワックスボール(wax ball)に埋め込まれる。いくつかの実施形態では、微生物または微生物組成物は、ワックスボールに埋め込まれる前にすでに封入されている。いくつかの実施形態では、ワックスボールは、10微生物、20ミクロン、30ミクロン、40ミクロン、50ミクロン、60ミクロン、70ミクロン、80ミクロン、90ミクロン、100ミクロン、150ミクロン、200ミクロン、250ミクロン、300ミクロン、350ミクロン、400ミクロン、450ミクロン、500ミクロン、550ミクロン、600ミクロン、650ミクロン、700ミクロン、750ミクロン、800ミクロン、850ミクロン、900ミクロン、950ミクロン、または1,000ミクロンである。
いくつかの実施形態では、ワックスボールが、約10微生物、約20ミクロン、約30ミクロン、約40ミクロン、約50ミクロン、約60ミクロン、約70ミクロン、約80ミクロン、約90ミクロン、約100ミクロン、約150ミクロン、約200ミクロン、約250ミクロン、約300ミクロン、約350ミクロン、約400ミクロン、約450ミクロン、約500ミクロン、約550ミクロン、約600ミクロン、約650ミクロン、約700ミクロン、約750ミクロン、約800ミクロン、約850ミクロン、約900ミクロン、約950ミクロン、または約1,000ミクロンである。
いくつかの実施形態では、ワックスボールが10~20ミクロン、10~30ミクロン、10~40ミクロン、10~50ミクロン、10~60ミクロン、10~70ミクロン、10~80ミクロン、10~90ミクロン、10~100ミクロン、10~250ミクロン、10~500ミクロン、10~750ミクロン、10~1,000ミクロン、20~30ミクロン、20~40ミクロン、20~50ミクロン、20~60ミクロン、20~70ミクロン、20~80ミクロン、20~90ミクロン、20~100ミクロン、20~250ミクロン、20~500ミクロン、20~750ミクロン、20~1,000ミクロン、30~40ミクロン、30~50ミクロン、30~60ミクロン、30~70ミクロン、30~80ミクロン、30~90ミクロン、30~100ミクロン、30~250ミクロン、30~500ミクロン、30~750ミクロン、30~1,000ミクロン、40~50ミクロン、40~60ミクロン、40~70ミクロン、40~80ミクロン、40~90ミクロン、40~100ミクロン、40~250ミクロン、40~500ミクロン、40~750ミクロン、40~1,000ミクロン、50~60ミクロン、50~70ミクロン、50~80ミクロン、50~90ミクロン、50~100ミクロン、50~250ミクロン、50~500ミクロン、50~750ミクロン、50~1,000ミクロン、60~70ミクロン、60~80ミクロン、60~90ミクロン、60~100ミクロン、60~250ミクロン、60~500ミクロン、60~750ミクロン、60~1,000ミクロン、70~80ミクロン 70~90ミクロン、70~90ミクロン、70~100ミクロン、70~250ミクロン、70~500ミクロン、70~750ミクロン、70~1,000ミクロン、80~90ミクロン、80~100ミクロン、80~250ミクロン、80~500ミクロン、80~500ミクロン、80~750ミクロン、80~1,000ミクロン、90~100ミクロン、90~250ミクロン、90~500ミクロン、90~750ミクロン、90~1,000ミクロン、100~250ミクロン、100~500ミクロン、100~750ミクロン、100~1,000ミクロン、250~500ミクロン、250~750ミクロン、250~1,000ミクロン、500~750ミクロン、500~1,000ミクロン、または750~1,000ミクロンである。
いくつかの実施形態では、ワックスボールが約10~20ミクロン、約10~30ミクロン、10~40ミクロン、約10~50ミクロン、約10~60ミクロン、約10~70ミクロン、約10~80ミクロン、約10~90ミクロン、約10~100ミクロン、約10~250ミクロン、約10~500ミクロン、約10~750ミクロン、約10~1,000ミクロン、約20~30ミクロン、約20~40ミクロン、約20~50ミクロン、約20~60ミクロン、約20~70ミクロン、約20~80ミクロン、約20~90ミクロン、約20~100ミクロン、約20~250ミクロン、約20~500ミクロン、約20~750ミクロン、約20~1,000ミクロン、約30~40ミクロン、約30~50ミクロン、約30~60ミクロン、約30~70ミクロン、約30~80ミクロン、約30~90ミクロン、約30~100ミクロン、約30~250ミクロン、約30~500ミクロン、約30~750ミクロン、約30~1,000ミクロン、約40~50ミクロン、約40~60ミクロン、約40~70ミクロン、約40~80ミクロン、約40~90ミクロン、約40~100ミクロン、約40~250ミクロン、約40~500ミクロン、約40~750ミクロン、約40~1,000ミクロン、約50~60ミクロン、約50~70ミクロン、約50~80ミクロン、約50~90ミクロン、約50~100ミクロン、約50~250ミクロン、約50~500ミクロン、約50~750ミクロン、約50~1,000ミクロン、約60~70ミクロン、約60~80ミクロン、約60~90ミクロン、約60~100ミクロン、約60~250ミクロン、約60~500ミクロン、約60~750ミクロン、約60~1,000ミクロン、約70~80ミクロン 70~90ミクロン、約70~90ミクロン、約70~100ミクロン、約70~250ミクロン、約70~500ミクロン、約70~750ミクロン、約70~1,000ミクロン、約80~90ミクロン、約80~100ミクロン、約80~250ミクロン、約80~500ミクロン、約80~500ミクロン、約80~750ミクロン、約80~1,000ミクロン、約90~100ミクロン、約90~250ミクロン、約90~500ミクロン、約90~750ミクロン、約90~1,000ミクロン、約100~250ミクロン、約100~500ミクロン、約100~750ミクロン、約100~1,000ミクロン、約250~500ミクロン、約250~750ミクロン、約250~1,000ミクロン、約500~750ミクロン、約500~1,000ミクロン、または約750~1,000ミクロンである。
本開示によれば、様々な補助材料が、可融性材料への組み込みのために企図される。例えば、抗酸化物質、光安定剤、色素およびレーキ、香味料、精油、固化防止剤、充填剤、pH安定剤、糖類(単糖類、二糖類、三糖類、および多糖類)などは、本開示に対するその有用性を損なわない量で可融性材料に組み込まれ得る。
本明細書で企図されるコア材料は、マイクロカプセルの約0.1重量%~約50重量%、約1重量%~約35重量%、または約5重量%~約30重量%を構成する。いくつかの実施形態では、本明細書で企図されるコア材料は、マイクロカプセルの約30重量%以下を構成する。いくつかの実施形態では、本明細書で企図されるコア材料は、マイクロカプセルの約5重量%を構成する。コア材料は、マイクロカプセルの企図された貯蔵温度で液体または固体のいずれかとして企図される。
コアは、医薬技術分野で周知の他の添加剤を含んでもよく、食用糖類、例えばスクロース、グルコース、マルトース、フルクトース、ラクトース、セロビオース、単糖類、二糖類、三糖類、および多糖類、およびその混合物、人工甘味料、例えばアスパルテーム、サッカリン、シクラミン酸塩、およびその混合物、食用酸、例えば酢酸(ビネガー)、クエン酸、アスコルビン酸、酒石酸、およびその混合物、食用デンプン、例えばコーンスターチ、植物タンパク質加水分解物、水溶性ビタミン、例えばビタミンC、水溶性薬剤、水溶性栄養材料、例えば硫酸第一鉄、香味料、塩、グルタミン酸一ナトリウム、抗菌剤、例えばソルビン酸、抗真菌剤、例えばソルビン酸カリウム、ソルビン酸、安息香酸ナトリウム、および安息香酸、食品グレードの顔料および色素、ならびにそれらの混合物を含む。他の潜在的に有用な補足的コア材料は、当業者に明らかであろう。
安定したエマルションの形成を助けるために、乳化剤を使用することができる。代表的な乳化剤としては、モノステアリン酸グリセリル、ポリソルベートエステル、エトキシ化モノグリセリドおよびジグリセリド、ならびにそれらの混合物が挙げられる。
加工を容易にするため、特に合理的に安定したエマルションの形成を成功させるために、コア材料およびシェル材料の粘度は、エマルションが形成される温度で類似している必要がある。特に、センチポアズ単位または同等の単位で表され、両方ともエマルションの温度で測定されるシェルの粘度対コアの粘度の比は、約22:1~約1:1、望ましいのは約8:1~約1:1、好ましくは約3:1~約1:1であるべきである。1:1の比率が理想的であるが、列挙された範囲内の粘度比が有用である。
封入組成物は、上記に開示したマイクロカプセル組成物に限定されない。いくつかの実施形態では、封入組成物は、毒性作用なしに天然または合成でありうる接着性ポリマーに微生物組成物を封入する。いくつかの実施形態では、封入組成物は、糖マトリックス、ゼラチンマトリックス、ポリマーマトリックス、シリカマトリックス、デンプンマトリックス、フォームマトリックス、ガラス/ガラスマトリックスなどから選択されるマトリックスであってもよい。Pirzio et al.(米国特許第7,488,503号)を参照されたい。いくつかの実施形態では、封入組成物は、ポリビニルアセテート、ポリビニルアセテートコポリマー、エチレンビニルアセテート(EVA)コポリマー、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコールコポリマー、エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースおよびカルボキシメチルセルロースを含むセルロース、ポリビニルピロリドン、デンプン、加工デンプン、デキストリン、マルトデキストリン、アルギン酸塩およびキトサンを含む多糖類、単糖類、脂肪、油を含む脂肪酸、ゼラチンおよびゼインを含むタンパク質、アラビアゴム、シェラック、塩化ビニリデンおよび塩化ビニリデンコポリマー、リグノスルホン酸カルシウム、アクリルコポリマー、ポリビニルアクリレート、ポリエチレンオキシド、アクリルアミドポリマーおよびコポリマー、ポリヒドロキシエチルアクリレート、メチルアクリルアミドモノマー、ならびにポリクロロプレンから選択され得る。
いくつかの実施形態では、封入組成物は、少なくとも1層の封入を含む。いくつかの実施形態では、封入組成物は、少なくとも1、少なくとも2、少なくとも3、少なくとも4、少なくとも5、少なくとも6、少なくとも7、少なくとも8、少なくとも9、少なくとも10、少なくとも11、少なくとも12、少なくとも13、少なくとも14、少なくとも15、少なくとも16、少なくとも17、少なくとも18、少なくとも19、または少なくとも20層の封入/封入剤を含む。
いくつかの実施形態では、封入組成物は、少なくとも2層の封入を含む。いくつかの実施形態では、封入の各層は、組成物に異なる特性を付与する。いくつかの実施形態では、2つの連続する層は、同じ特性を付与しない。いくつかの実施形態では、少なくとも2層の封入のうちの少なくとも1つの層は、熱安定性、保存安定性、耐紫外線性、耐湿性、疎水性、親水性、疎油性(lipophobicity)、親油性、pH安定性、耐酸性、および耐塩基性を付与する。
いくつかの実施形態では、封入組成物は、2層の封入を含み、第1の層は、熱安定性および/または保存安定性を与え、第2の層は、pH耐性を提供する。
いくつかの実施形態では、封入層は、封入層の中心に保持される微生物組成物の徐放性を付与する。いくつかの実施形態では、層の数が多いほど、投与後の微生物組成物が曝露される前の時間が長くなる。
いくつかの実施形態では、本開示の封入シェルは、最大10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、170μm、180μm、190μm、200μm、210μm、220μm、230μm、240μm、250μm、260μm、270μm、280μm、290μm、300μm、310μm、320μm、330μm、340μm、350μm、360μm、370μm、380μm、390μm、400μm、410μm、420μm、430μm、440μm、450μm、460μm、470μm、480μm、490μm、500μm、510μm、520μm、530μm、540μm、550μm、560μm、570μm、580μm、590μm、600μm、610μm、620μm、630μm、640μm、650μm、660μm、670μm、680μm、690μm、700μm、710μm、720μm、730μm、740μm、750μm、760μm、770μm、780μm、790μm、800μm、810μm、820μm、830μm、840μm、850μm、860μm、870μm、880μm、890μm、900μm、910μm、920μm、930μm、940μm、950μm、960μm、970μm、980μm、990μm、1000μm、1010μm、1020μm、1030μm、1040μm、1050μm、1060μm、1070μm、1080μm、1090μm、1100μm、1110μm、1120μm、1130μm、1140μm、1150μm、1160μm、1170μm、1180μm、1190μm、1200μm、1210μm、1220μm、1230μm、1240μm、1250μm、1260μm、1270μm、1280μm、1290μm、1300μm、1310μm、1320μm、1330μm、1340μm、1350μm、1360μm、1370μm、1380μm、1390μm、1400μm、1410μm、1420μm、1430μm、1440μm、1450μm、1460μm、1470μm、1480μm、1490μm、1500μm、1510μm、1520μm、1530μm、1540μm、1550μm、1560μm、1570μm、1580μm、1590μm、1600μm、1610μm、1620μm、1630μm、1640μm、1650μm、1660μm、1670μm、1680μm、1690μm、1700μm、1710μm、1720μm、1730μm、1740μm、1750μm、1760μm、1770μm、1780μm、1790μm、1800μm、1810μm、1820μm、1830μm、1840μm、1850μm、1860μm、1870μm、1880μm、1890μm、1900μm、1910μm、1920μm、1930μm、1940μm、1950μm、1960μm、1970μm、1980μm、1990μm、2000μm、2010μm、2020μm、2030μm、2040μm、2050μm、2060μm、2070μm、2080μm、2090μm、2100μm、2110μm、2120μm、2130μm、2140μm、2150μm、2160μm、2170μm、2180μm、2190μm、2200μm、2210μm、2220μm、2230μm、2240μm、2250μm、2260μm、2270μm、2280μm、2290μm、2300μm、2310μm、2320μm、2330μm、2340μm、2350μm、2360μm、2370μm、2380μm、2390μm、2400μm、2410μm、2420μm、2430μm、2440μm、2450μm、2460μm、2470μm、2480μm、2490μm、2500μm、2510μm、2520μm、2530μm、2540μm、2550μm、2560μm、2570μm、2580μm、2590μm、2600μm、2610μm、2620μm、2630μm、2640μm、2650μm、2660μm、2670μm、2680μm、2690μm、2700μm、2710μm、2720μm、2730μm、2740μm、2750μm、2760μm、2770μm、2780μm、2790μm、2800μm、2810μm、2820μm、2830μm、2840μm、2850μm、2860μm、2870μm、2880μm、2890μm、2900μm、2910μm、2920μm、2930μm、2940μm、2950μm、2960μm、2970μm、2980μm、2990μm、または3000μmの厚さであり得る。
いくつかの実施形態では、本開示の封入組成物は、0.750、0.700、0.650、0.600、0.550、0.500、0.475、0.450、0.425、0.400、0.375、0.350、0.325、0.300、0.275、0.250、0.225、0.200、0.190、0.180、0.170、0.160、0.150、0.140、0.130、0.120、0.110、0.100、0.095、0.090、0.085、0.080、0.075、0.070、0.065、0.060、0.055、0.050、0.045、0.040、0.035、0.030、0.025、0.020、0.015、0.010、または0.005未満の水分活性(a)を有する。
いくつかの実施形態では、本開示の封入組成物は、約0.750、約0.700、約0.650、約0.600、約0.550、約0.500、約0.475、約0.450、約0.425、約0.400、約0.375、約0.350、約0.325、約0.300、約0.275、約0.250、約0.225、約0.200、約0.190、約0.180、約0.170、約0.160、約0.150、約0.140、約0.130、約0.120、約0.110、約0.100、約0.095、約0.090、約0.085、約0.080、約0.075、約0.070、約0.065、約0.060、約0.055、約0.050、約0.045、約0.040、約0.035、約0.030、約0.025、約0.020、約0.015、約0.010、または約0.005未満の水分活性(a)を有する。
一実施形態では、微生物は、最初に、1つ以上の糖、糖アルコール、二糖類、三糖類、多糖類、塩、アミノ酸、アミノ酸塩、またはポリマーを含み得る賦形剤とともに、噴霧乾燥、凍結乾燥、または泡沫乾燥によって乾燥される。
いくつかの実施形態では、微生物または微生物を含む組成物は、10ミクロン、20ミクロン、30ミクロン、40ミクロン、50ミクロン、60ミクロン、70ミクロン、80ミクロン、90ミクロン、100ミクロン、150ミクロン、200ミクロン、250ミクロン、300ミクロン、350ミクロン、400ミクロン、450ミクロン、500ミクロン、550ミクロン、600ミクロン、650ミクロン、700ミクロン、750ミクロン、800ミクロン、850ミクロン、900ミクロン、950ミクロン、または1,000ミクロンのサイズに粉砕される。
いくつかの実施形態では、微生物または微生物を含む組成物は、約10微生物、約20ミクロン、約30ミクロン、約40ミクロン、約50ミクロン、約60ミクロン、約70ミクロン、約80ミクロン、約90ミクロン、約100ミクロン、約150ミクロン、約200ミクロン、約250ミクロン、約300ミクロン、約350ミクロン、約400ミクロン、約450ミクロン、約500ミクロン、約550ミクロン、約600ミクロン、約650ミクロン、約700ミクロン、約750ミクロン、約800ミクロン、約850ミクロン、約900ミクロン、約950ミクロン、または約1,000ミクロンのサイズに粉砕される。
いくつかの実施形態では、微生物または微生物を含む組成物は、10~20ミクロン、10~30ミクロン、10~40ミクロン、10~50ミクロン、10~60ミクロン、10~70ミクロン、10~80ミクロン、10~90ミクロン、10~100ミクロン、10~250ミクロン、10~500ミクロン、10~750ミクロン、10~1,000ミクロン、20~30ミクロン、20~40ミクロン、20~50ミクロン、20~60ミクロン、20~70ミクロン、20~80ミクロン、20~90ミクロン、20~100ミクロン、20~250ミクロン、20~500ミクロン、20~750ミクロン、20~1,000ミクロン、30~40ミクロン、30~50ミクロン、30~60ミクロン、30~70ミクロン、30~80ミクロン、30~90ミクロン、30~100ミクロン、30~250ミクロン、30~500ミクロン、30~750ミクロン、30~1,000ミクロン、40~50ミクロン、40~60ミクロン、40~70ミクロン、40~80ミクロン、40~90ミクロン、40~100ミクロン、40~250ミクロン、40~500ミクロン、40~750ミクロン、40~1,000ミクロン、50~60ミクロン、50~70ミクロン、50~80ミクロン、50~90ミクロン、50~100ミクロン、50~250ミクロン、50~500ミクロン、50~750ミクロン、50~1,000ミクロン、60~70ミクロン、60~80ミクロン、60~90ミクロン、60~100ミクロン、60~250ミクロン、60~500ミクロン、60~750ミクロン、60~1,000ミクロン、70~80ミクロン 70~90ミクロン、70~90ミクロン、70~100ミクロン、70~250ミクロン、70~500ミクロン、70~750ミクロン、70~1,000ミクロン、80~90ミクロン、80~100ミクロン、80~250ミクロン、80~500ミクロン、80~500ミクロン、80~750ミクロン、80~1,000ミクロン、90~100ミクロン、90~250ミクロン、90~500ミクロン、90~750ミクロン、90~1,000ミクロン、100~250ミクロン、100~500ミクロン、100~750ミクロン、100~1,000ミクロン、250~500ミクロン、250~750ミクロン、250~1,000ミクロン、500~750ミクロン、500~1,000ミクロン、または750~1,000ミクロンのサイズに粉砕される。
いくつかの実施形態では、微生物または微生物を含む組成物は、約10~20ミクロン、約10~30ミクロン、10~40ミクロン、約10~50ミクロン、約10~60ミクロン、約10~70ミクロン、約10~80ミクロン、約10~90ミクロン、約10~100ミクロン、約10~250ミクロン、約10~500ミクロン、約10~750ミクロン、約10~1,000ミクロン、約20~30ミクロン、約20~40ミクロン、約20~50ミクロン、約20~60ミクロン、約20~70ミクロン、約20~80ミクロン、約20~90ミクロン、約20~100ミクロン、約20~250ミクロン、約20~500ミクロン、約20~750ミクロン、約20~1,000ミクロン、約30~40ミクロン、約30~50ミクロン、約30~60ミクロン、約30~70ミクロン、約30~80ミクロン、約30~90ミクロン、約30~100ミクロン、約30~250ミクロン、約30~500ミクロン、約30~750ミクロン、約30~1,000ミクロン、約40~50ミクロン、約40~60ミクロン、約40~70ミクロン、約40~80ミクロン、約40~90ミクロン、約40~100ミクロン、約40~250ミクロン、約40~500ミクロン、約40~750ミクロン、約40~1,000ミクロン、約50~60ミクロン、約50~70ミクロン、約50~80ミクロン、約50~90ミクロン、約50~100ミクロン、約50~250ミクロン、約50~500ミクロン、約50~750ミクロン、約50~1,000ミクロン、約60~70ミクロン、約60~80ミクロン、約60~90ミクロン、約60~100ミクロン、約60~250ミクロン、約60~500ミクロン、約60~750ミクロン、約60~1,000ミクロン、約70~80ミクロン 70~90ミクロン、約70~90ミクロン、約70~100ミクロン、約70~250ミクロン、約70~500ミクロン、約70~750ミクロン、約70~1,000ミクロン、約80~90ミクロン、約80~100ミクロン、約80~250ミクロン、約80~500ミクロン、約80~500ミクロン、約80~750ミクロン、約80~1,000ミクロン、約90~100ミクロン、約90~250ミクロン、約90~500ミクロン、約90~750ミクロン、約90~1,000ミクロン、約100~250ミクロン、約100~500ミクロン、約100~750ミクロン、約100~1,000ミクロン、約250~500ミクロン、約250~750ミクロン、約250~1,000ミクロン、約500~750ミクロン、約500~1,000ミクロン、または約750~1,000ミクロンのサイズに粉砕される。
いくつかの実施形態では、微生物または微生物を含む組成物は、ワックス、脂肪、油、脂肪酸、または脂肪アルコールと組み合わされて、約10微生物、約20ミクロン、約30ミクロン、約40ミクロン、約50ミクロン、約60ミクロン、約70ミクロン、約80ミクロン、約90ミクロン、約100ミクロン、約150ミクロン、約200ミクロン、約250ミクロン、約300ミクロン、約350ミクロン、約400ミクロン、約450ミクロン、約500ミクロン、約550ミクロン、約600ミクロン、約650ミクロンであり、約700ミクロン、約750ミクロン、約800ミクロン、約850ミクロン、約900ミクロン、約950ミクロン、または約1,000ミクロンのビーズに噴霧凝固される。
いくつかの実施形態では、微生物または微生物を含む組成物は、ワックス、脂肪、油、脂肪酸、または脂肪アルコールと組み合わされて、10~20ミクロン、10~30ミクロン、10~40ミクロン、10~50ミクロン、10~60ミクロン、10~70ミクロン、10~80ミクロン、10~90ミクロン、10~100ミクロン、10~250ミクロン、10~500ミクロン、10~750ミクロン、10~1,000ミクロン、20~30ミクロン、20~40ミクロン、20~50ミクロン、20~60ミクロン、20~70ミクロン、20~80ミクロン、20~90ミクロン、20~100ミクロン、20~250ミクロン、20~500ミクロン、20~750ミクロン、20~1,000ミクロン、30~40ミクロン、30~50ミクロン、30~60ミクロン、30~70ミクロン、30~80ミクロン、30~90ミクロン、30~100ミクロン、30~250ミクロン、30~500ミクロン、30~750ミクロン、30~1,000ミクロン、40~50ミクロン、40~60ミクロン、40~70ミクロン、40~80ミクロン、40~90ミクロン、40~100ミクロン、40~250ミクロン、40~500ミクロン、40~750ミクロン、40~1,000ミクロン、50~60ミクロン、50~70ミクロン、50~80ミクロン、50~90ミクロン、50~100ミクロン、50~250ミクロン、50~500ミクロン、50~750ミクロン、50~1,000ミクロン、60~70ミクロン、60~80ミクロン、60~90ミクロン、60~100ミクロン、60~250ミクロン、60~500ミクロン、60~750ミクロン、60~1,000ミクロン、70~80ミクロン 70~90ミクロン、70~90ミクロン、70~100ミクロン、70~250ミクロン、70~500ミクロン、70~750ミクロン、70~1,000ミクロン、80~90ミクロン、80~100ミクロン、80~250ミクロン、80~500ミクロン、80~500ミクロン、80~750ミクロン、80~1,000ミクロン、90~100ミクロン、90~250ミクロン、90~500ミクロン、90~750ミクロン、90~1,000ミクロン、100~250ミクロン、100~500ミクロン、100~750ミクロン、100~1,000ミクロン、250~500ミクロン、250~750ミクロン、250~1,000ミクロン、500~750ミクロン、500~1,000ミクロン、または750~1,000ミクロンのビーズに噴霧凝固される。
いくつかの実施形態では、微生物または微生物を含む組成物は、ワックス、脂肪、油、脂肪酸、または脂肪アルコールと組み合わされて、約10~20ミクロン、約10~30ミクロン、10~40ミクロン、約10~50ミクロン、約10~60ミクロン、約10~70ミクロン、約10~80ミクロン、約10~90ミクロン、約10~100ミクロン、約10~250ミクロン、約10~500ミクロン、約10~750ミクロン、約10~1,000ミクロン、約20~30ミクロン、約20~40ミクロン、約20~50ミクロン、約20~60ミクロン、約20~70ミクロン、約20~80ミクロン、約20~90ミクロン、約20~100ミクロン、約20~250ミクロン、約20~500ミクロン、約20~750ミクロン、約20~1,000ミクロン、約30~40ミクロン、約30~50ミクロン、約30~60ミクロン、約30~70ミクロン、約30~80ミクロン、約30~90ミクロン、約30~100ミクロン、約30~250ミクロン、約30~500ミクロン、約30~750ミクロン、約30~1,000ミクロン、約40~50ミクロン、約40~60ミクロン、約40~70ミクロン、約40~80ミクロン、約40~90ミクロン、約40~100ミクロン、約40~250ミクロン、約40~500ミクロン、約40~750ミクロン、約40~1,000ミクロン、約50~60ミクロン、約50~70ミクロン、約50~80ミクロン、約50~90ミクロン、約50~100ミクロン、約50~250ミクロン、約50~500ミクロン、約50~750ミクロン、約50~1,000ミクロン、約60~70ミクロン、約60~80ミクロン、約60~90ミクロン、約60~100ミクロン、約60~250ミクロン、約60~500ミクロン、約60~750ミクロン、約60~1,000ミクロン、約70~80ミクロン 70~90ミクロン、約70~90ミクロン、約70~100ミクロン、約70~250ミクロン、約70~500ミクロン、約70~750ミクロン、約70~1,000ミクロン、約80~90ミクロン、約80~100ミクロン、約80~250ミクロン、約80~500ミクロン、約80~500ミクロン、約80~750ミクロン、約80~1,000ミクロン、約90~100ミクロン、約90~250ミクロン、約90~500ミクロン、約90~750ミクロン、約90~1,000ミクロン、約100~250ミクロン、約100~500ミクロン、約100~750ミクロン、約100~1,000ミクロン、約250~500ミクロン、約250~750ミクロン、約250~1,000ミクロン、約500~750ミクロン、約500~1,000ミクロン、または約750~1,000ミクロンのビーズに噴霧凝固される。
いくつかの実施形態では、微生物または微生物を含む組成物は、ワックス、脂肪、油、脂肪酸、または脂肪アルコールならびに水溶性ポリマー、塩、多糖類、糖、ポリペプチド、タンパク質、または糖アルコールと組み合わされて、そのサイズが本明細書に記載されるビーズに噴霧凝固される。いくつかの実施形態では、水溶性ポリマー、塩、多糖類、糖、または糖アルコールは、崩壊剤として機能する。いくつかの実施形態では、ビーズが動物のGI管に分散されると、崩壊剤は細孔を形成する。
いくつかの実施形態では、水溶性ポリマー、塩、多糖類、糖、ポリペプチド、タンパク質、または糖アルコールの組成は、投与されてから1、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60分以内に崩壊剤が溶解するように改変される。いくつかの実施形態では、水溶性ポリマー、塩、多糖類、糖、ポリペプチド、タンパク質、または糖アルコールの組成は、投与されてから約1、約5、約10、約15、約20、約25、約30、約35、約40、約45、約50、約55、または約60分以内に崩壊剤が溶解するように改変されている。
いくつかの実施形態では、水溶性ポリマー、塩、多糖類、糖、ポリペプチド、タンパク質、または糖アルコールの組成は、投与されてから1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、または12時間以内に崩壊剤が溶解するように改変される。いくつかの実施形態では、水溶性ポリマー、塩、多糖類、糖、ポリペプチド、タンパク質、または糖アルコールの組成物は、投与されてから約1、約1.5、約2、約2.5、約3、約3.5、約4、約4.5、約5、約5.5、約6、約6.5、約7、約7.5、約8、約8.5、約9、約9.5、約10、約10.5、約11、約11.5、または約12時間以内に崩壊剤が溶解するように改変される。
いくつかの実施形態では、水溶性ポリマー、塩、多糖類、糖、ポリペプチド、タンパク質、または糖アルコールの組成は、崩壊剤が、少なくとも10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、または50℃の温度で溶解するように改変される。いくつかの実施形態では、水溶性ポリマー、塩、多糖類、糖、ポリペプチド、タンパク質、または糖アルコールの組成は、崩壊剤が、少なくとも約10、少なくとも約11、少なくとも約12、少なくとも約13、少なくとも約14、少なくとも約15、少なくとも約16、少なくとも約17、少なくとも約18、少なくとも約19、少なくとも約20、少なくとも約21、少なくとも約22、少なくとも約23、少なくとも約24、少なくとも約25、少なくとも約26、少なくとも約27、少なくとも約28、少なくとも約29、少なくとも約30、少なくとも約31、少なくとも約32、少なくとも約33、少なくとも約34、約35、約36、約37、約38、約39、約40、約41、約42、約43、約44、少なくとも約45、少なくとも約46、少なくとも約47、少なくとも約48、少なくとも約49、または少なくとも約50℃の温度で溶解するように改変される。
いくつかの実施形態では、水溶性ポリマー、塩、多糖類、糖、ポリペプチド、タンパク質、または糖アルコールの組成は、崩壊剤が、少なくとも3.8、3.9、4.4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9、8.0、8.1、8.2、8.3、8.4、8.5、8.6、8.7、8.8、8.9、9.0、9.1、9.2、9.3、9.4、9.5、9.6、9.7、9.8、9.9、または10.0のpHで溶解するように改変される。いくつかの実施形態では、水溶性ポリマー、塩、多糖類、糖、ポリペプチド、タンパク質、または糖アルコールの組成は、崩壊剤が、少なくとも約3.8、少なくとも約3.9、少なくとも約4.少なくとも約4.1、少なくとも約4.2、少なくとも約4.3、少なくとも約4.4、少なくとも約4.5、少なくとも約4.6、少なくとも約4.7、少なくとも約4.8、少なくとも約4.9、少なくとも約5.0、少なくとも約5.1、少なくとも約5.2、少なくとも約5.3、少なくとも約5.4、少なくとも約5.5、少なくとも約5.6、少なくとも約5.7、少なくとも約5.8、少なくとも約5.9、少なくとも約6.0、少なくとも約6.2、少なくとも約6.3、少なくとも約6.4、少なくとも約6.5、少なくとも約6.6、少なくとも約6.7、少なくとも約6.8、少なくとも約6.9、少なくとも約7.0、少なくとも約7.1、少なくとも約7.2、少なくとも約7.3、少なくとも約7.4、少なくとも約7.5、少なくとも約7.6、少なくとも約7.7、少なくとも約7.8、少なくとも約7.9、少なくとも約8.0、少なくとも約8.1、少なくとも約8.2、少なくとも約8.3、少なくとも約8.4、少なくとも約8.5、少なくとも約8.6、少なくとも約8.7、少なくとも約8.8、少なくとも約8.9、少なくとも約9.0、少なくとも約9.1、少なくとも約9.2、少なくとも約9.3、少なくとも約9.4、少なくとも約9.5、少なくとも約9.6、少なくとも約9.7、少なくとも約9.8、少なくとも約9.9、または少なくとも約10.0のpHで溶解するように改変される。
いくつかの実施形態では、微生物または微生物を含む組成物は、ポリマー、多糖類、糖、糖アルコール、ゲル、ワックス、脂肪、脂肪アルコール、または脂肪酸でコーティングされる
いくつかの実施形態では、微生物または微生物を含む組成物は、ポリマー、多糖類、糖、糖アルコール、ゲル、ワックス、脂肪、脂肪アルコール、または脂肪酸でコーティングされる。
いくつかの実施形態では、微生物または微生物を含む組成物のコーティングは、コーティングが投与されてから1、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60分以内に溶解するように改変される。いくつかの実施形態では、微生物または微生物を含む組成物のコーティングは、コーティングが投与されてから約1、約5、約10、約15、約20、約25、約30、約35、約40、約45、約50、約55、または約60分以内に溶解するように改変される。
いくつかの実施形態では、微生物または微生物を含む組成物のコーティングは、コーティングが投与されてから1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、または12時間以内に溶解するように改変される。いくつかの実施形態では、微生物または微生物を含む組成物のコーティングは、コーティングが投与されてから約1、約1.5、約2、約2.5、約3、約3.5、約4、約4.5、約5、約5.5、約6、約6.5、約7、約7.5、約8、約8.5、約9、約9.5、約10、約10.5、約11、約11.5、または約12時間以内に溶解するように改変される。
いくつかの実施形態では、微生物または微生物を含む組成物のコーティングは、コーティングが、少なくとも10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、または50℃の温度で溶解するように改変される。いくつかの実施形態では、微生物または微生物を含む組成物のコーティングは、コーティングが、少なくとも約10、少なくとも約11、少なくとも約12、少なくとも約13、少なくとも約14、少なくとも約15、少なくとも約16、少なくとも約17、少なくとも約18、少なくとも約19、少なくとも約20、少なくとも約21、少なくとも約22、少なくとも約23、少なくとも約24、少なくとも約25、少なくとも約26、少なくとも約27、少なくとも約28、少なくとも約29、少なくとも約30、少なくとも約31、少なくとも約32、少なくとも約33、少なくとも約34、約35、約36、約37、約38、約39、約40、約41、約42、約43、約44、少なくとも約45、少なくとも約46、少なくとも約47、少なくとも約48、少なくとも約49、または少なくとも約50℃の温度で溶解するように改変される。
いくつかの実施形態では、微生物または微生物を含む組成物のコーティングは、コーティングが少なくとも3.8、3.9、4.4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9、8.0、8.1、8.2、8.3、8.4、8.5、8.6、8.7、8.8、8.9、9.0、9.1、9.2、9.3、9.4、9.5、9.6、9.7、9.8、9.9、10.0のpHで溶解するように改変される。いくつかの実施形態では、微生物または微生物を含む組成物のコーティングは、コーティングが少なくとも約3.8、少なくとも約3.9、少なくとも約4.少なくとも約4.1、少なくとも約4.2、少なくとも約4.3、少なくとも約4.4、少なくとも約4.5、少なくとも約4.6、少なくとも約4.7、少なくとも約4.8、少なくとも約4.9、少なくとも約5.0、少なくとも約5.1、少なくとも約5.2、少なくとも約5.3、少なくとも約5.4、少なくとも約5.5、少なくとも約5.6、少なくとも約5.7、少なくとも約5.8、少なくとも約5.9、少なくとも約6.0、少なくとも約6.2、少なくとも約6.3、少なくとも約6.4、少なくとも約6.5、少なくとも約6.6、少なくとも約6.7、少なくとも約6.8、少なくとも約6.9、少なくとも約7.0、少なくとも約7.1、少なくとも約7.2、少なくとも約7.3、少なくとも約7.4、少なくとも約7.5、少なくとも約7.6、少なくとも約7.7、少なくとも約7.8、少なくとも約7.9、少なくとも約8.0、少なくとも約8.1、少なくとも約8.2、少なくとも約8.3、少なくとも約8.4、少なくとも約8.5、少なくとも約8.6、少なくとも約8.7、少なくとも約8.8、少なくとも約8.9、少なくとも約9.0、少なくとも約9.1、少なくとも約9.2、少なくとも約9.3、少なくとも約9.4、少なくとも約9.5、少なくとも約9.6、少なくとも約9.7、少なくとも約9.8、少なくとも約9.9、または少なくとも約10.0のpHで溶解するように改変される。
動物飼料
いくつかの態様では、動物飼料は、ドライフード、キブル、ウェットフード、お菓子、クッキー、ビスケット、冷凍フード、生鮮フード、保存フード、脱水フード、低温殺菌フード、ローフード、フリーズドライフード、および家庭調理フードを含む。いくつかの態様では、動物飼料はペットフードである。
いくつかの実施形態では、本開示の組成物は、動物飼料と混合される。いくつかの実施形態では、本開示の組成物は、動物飼料の上に振りかけられる。いくつかの実施形態では、動物飼料は、キブル、ウェットフード、ドライフード、ローフードなどの様々な形態で存在し得る。
いくつかの実施形態では、本開示の組成物は、飼料自体に混合される。一実施形態では、本開示の組成物は、飼料粉砕機で飼料に混合される。一実施形態では、本開示の組成物は、給餌の直前に飼料中にまたは飼料上で混合される。
いくつかの実施形態では、本開示の飼料は、水、プレミックス(複数可)、市販の配合飼料、およびそれらの混合物で補充されてもよい。
いくつかの実施形態では、本開示の微生物組成物は、動物飼料と混合されてもよい。動物飼料の個々の成分は、動物に飼料を与える前に微生物組成物と混合されてもよい。本開示の微生物組成物は、飼料と混合され、キブルにペレット化(pelleted)されてもよい。
いくつかの実施形態では、本開示の微生物組成物は、動物の発達の様々な段階で動物飼料と混合されてもよい。
微生物組成物の投与
いくつかの実施形態では、本開示の微生物組成物は、経口経路を介して動物に投与される。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、胃腸管への直接注射経路を介して投与される。さらなる実施形態において、直接注射投与は、微生物組成物を胃に直接送達する。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、頬腔、口腔、胃、十二指腸、空腸、回腸、盲腸、近位結腸、遠位結腸、および直腸に投与される。いくつかの実施形態では、本開示の微生物組成物は、肛門を介して動物に投与される。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、動物の頬腔、口腔、胃、十二指腸、空腸、回腸、盲腸、近位結腸、遠位結腸、および直腸に向けられる。さらなる実施形態では、肛門投与は、挿入された座薬の形態である。
いくつかの実施形態では、微生物組成物が、合計で、または少なくとも0.5mL、1mL、2mL、3mL、4mL、5mL、6mL、7mL、8mL、9mL、10mL、11mL、12mL、13mL、14mL、15mL、16mL、17mL、18mL、19mL、20mL、21mL、22mL、23mL、24mL、25mL、26mL、27mL、28mL、29mL、30mL、31mL、32mL、33mL、34mL、35mL、36mL、37mL、38mL、39mL、40mL、41mL、42mL、43mL、44mL、45mL、46mL、47mL、48mL、49mL、50mL、60mL、70mL、80mL、90mL、100mL、200mL、300mL、400mL、500mL、600mL、700mL、800mL、900mL、または1,000mLを含む投与用量で投与される。
いくつかの実施形態では、微生物組成物は、合計で、または少なくとも、1018、1017、1016、1015、1014、1013、1012、1011、1010、10、10、10、10、10、10、10、または10個の微生物細胞を含む用量で投与される。
いくつかの実施形態では、微生物組成物は、飼料と混合され、投与は、飼料とともに微生物組成物の摂取することにより行われる。いくつかの実施形態では、微生物組成物の用量が、組成物の1グラム当たりまたは1ミリリットル当たり10~1012、10~1012、10~1012、10~1012、10~1012、10~1012、10~1012、10~1012、1010~1012、1011~1012、10~1011、10~1011、10~1011、10~1011、10~1011、10~1011、10~1011、10~1011、1010~1011、10~1010、10~1010、10~1010、10~1010、10~1010、10~1010、10~1010、10~1010、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、1012、1011、1010、10、10、10、10、10、10、10、または10個の合計微生物細胞が存在するように投与される。
いくつかの実施形態では、微生物組成物の投与用量が、10~1018、10~1018、10~1018、10~1018、10~1018、10~1018、10~1018、10~1018、1010~1018、1011~1018、1012~1018、1013~1018、1014~1018、1015~1018、1016~1018、1017~1018、10~1012、10~1012、10~1012、10~1012、10~1012、10~1012、10~1012、10~1012、1010~1012、1011~1012、10~1011、10~1011、10~1011、10~1011、10~1011、10~1011、10~1011、10~1011、1010~1011、10~1010、10~1010、10~1010、10~1010、10~1010、10~1010、10~1010、10~1010、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、1018、1017、1016、1015、1014、1013、1012、1011、1010、10、10、10、10、10、10、10、または10個の合計微生物細胞を含む。
いくつかの実施形態では、微生物組成物は、配列番号1~333から選択される16S核酸配列を含む1つ以上の細菌を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の細菌が、当該組成物の1グラム当たりまたは1ミリリットル当たり、10~1012、10~1012、10~1012、10~1012、10~1012、10~1012、10~1012、10~1012、1010~1012、1011~1012、10~1011、10~1011、10~1011、10~1011、10~1011、10~1011、10~1011、10~1011、1010~1011、10~1010、10~1010、10~1010、10~1010、10~1010、10~1010、10~1010、10~1010、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、10~10、1012、1011、1010、10、10、10、10、10、10、10、10個の細胞の濃度で微生物組成物中に存在する。いくつかの実施形態では、1つ以上の細菌は、微生物組成物中に、当該組成物の1グラム当たりまたは1ミリリットル当たり少なくとも10、10、10、10、10、10、10、10、1010、1012、1011、1013、1014、1015個の細胞の濃度で存在する。
いくつかの実施形態では、組成物は1日に1回以上投与される。いくつかの態様では、組成物は、動物が給餌されるたびに食物とともに投与される。いくつかの実施形態では、組成物は、1日に1~10、1~9、1~8、1~7、1~6、1~5、1~4、1~3、1~2、2~10、2~9、2~8、2~7、2~6、2~5、2~4、2~3、3~10、3~9、3~8、3~7、3~6、3~5、3~4、4~10、4~9、4~8、4~7、4~6、4~5、5~10、5~9、5~8、5~7、5~6、6~10、6~9、6~8、6~7、7~10、7~9、7~8、8~10、8~9、9~10、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10回投与される。いくつかの実施形態では、組成物は1日1回投与される。いくつかの実施形態では、組成物は1日2回投与される。
いくつかの実施形態では、微生物組成物は、週に1~10、1~9、1~8、1~7、1~6、1~5、1~4、1~3、1~2、2~10、2~9、2~8、2~7、2~6、2~5、2~4、2~3、3~10、3~9、3~8、3~7、3~6、3~5、3~4、4~10、4~9、4~8、4~7、4~6、4~5、5~10、5~9、5~8、5~7、5~6、6~10、6~9、6~8、6~7、7~10、7~9、7~8、8~10、8~9、9~10、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10回投与される。
いくつかの実施形態では、微生物組成物は、月に1~10、1~9、1~8、1~7、1~6、1~5、1~4、1~3、1~2、2~10、2~9、2~8、2~7、2~6、2~5、2~4、2~3、3~10、3~9、3~8、3~7、3~6、3~5、3~4、4~10、4~9、4~8、4~7、4~6、4~5、5~10、5~9、5~8、5~7、5~6、6~10、6~9、6~8、6~7、7~10、7~9、7~8、8~10、8~9、9~10、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10回投与される。
いくつかの実施形態では、微生物組成物は、年に1~10、1~9、1~8、1~7、1~6、1~5、1~4、1~3、1~2、2~10、2~9、2~8、2~7、2~6、2~5、2~4、2~3、3~10、3~9、3~8、3~7、3~6、3~5、3~4、4~10、4~9、4~8、4~7、4~6、4~5、5~10、5~9、5~8、5~7、5~6、6~10、6~9、6~8、6~7、7~10、7~9、7~8、8~10、8~9、9~10、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10回投与される。
いくつかの実施形態では、微生物組成物は、その生存期間を通して動物に投与される。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、若年の動物にのみ投与される。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、成体の動物にのみ投与される。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、高齢の動物にのみ投与される。いくつかの態様では、微生物組成物は、動物の予想寿命の最初の5%、10%、15%、20%または25%の間に動物に投与される。いくつかの態様では、微生物組成物は、動物の予想寿命の最後の5%、10%、15%、20%または25%の間に動物に投与される。
いくつかの実施形態では、微生物組成物は、健康全般を改善するために動物に慢性的に投与される。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、健康全般を改善するために動物の生存期間を通して、1日1回、1日2回、1日3回、1週間に1回、1週間に2回、1週間に3回、2週間に1回、または月に1回、投与される。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の微生物組成物を用いた長期投与は、イヌにおける1つ以上の形質を改善する。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の微生物組成物を用いた長期投与は、下痢を低減させ、便の硬さを改善させ、感染性または非感染性疾患の発生率を低減させ、寿命を延長し、かつ/または動物のパフォーマンスを改善する。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の微生物組成物を用いた長期投与は、胃腸の健康を改善し、炎症を低減させ、かつ/または胃腸マイクロバイオームを安定化させる。
いくつかの実施形態では、微生物組成物は、健康全般を改善するために動物に急性投与される。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、動物の健康全般を改善するために、1カ月の期間、2カ月の期間、3カ月の期間、6カ月の期間、または12カ月の期間にわたって、1日1回、1日2回、1日3回、1週間に1回、1週間に2回、1週間に3回、2週間に1回、または1カ月に1回、投与される。いくつかの実施形態では、微生物組成物は、1カ月の期間にわたって1日1回投与される。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の微生物組成物を用いた急性投与は、イヌにおける1つ以上の形質を改善する。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の微生物組成物を用いた急性投与は、下痢を低減させ、ディスバイオシスを低減させ、腸疾患を低減させ、感染性または非感染性疾患の発生率を低減させ、寿命を延長し、かつ/または動物のパフォーマンスを改善する。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の微生物組成物を用いた急性投与は、胃腸の健康を改善し、炎症を低減させ、かつ/または胃腸マイクロバイオームを安定化させる。
いくつかの実施形態では、動物に与えられる食餌のタイプは、動物に投与される微生物組成物のタイプに対応する。いくつかの実施形態では、GIディスバイオシスまたはGI腸疾患を呈する動物は、第1の微生物組成物を受ける。いくつかの実施形態では、第1の微生物組成物を受けている動物は、GIディスバイオシスまたはGI腸疾患の重症度の減少のために、第2の微生物組成物(第1のものとは異なる)を投与される。いくつかの実施形態では、第1の微生物組成物を投与された動物は、GIディスバイオシスまたはGI腸疾患の重症度の減少のために、第3の微生物組成物(第1および第2のものとは異なっている)を投与される。いくつかの実施形態では、少なくとも第1、少なくとも第2、または少なくとも第3の微生物組成物を投与された動物は、胃腸管内の健康な微生物叢状態を維持するために、後続する微生物組成物(以前に投与された微生物組成物とは異なる)を投与される。
いくつかの実施形態では、GIディスバイオシスまたはGI腸疾患を呈する動物は、第1の微生物組成物を受ける。さらなる実施形態では、異なる食餌を与えられた同じ動物は、第2の微生物組成物を受けるが、第1の微生物組成物は、第2の微生物組成物とは異なる。いくつかの実施形態では、異なる食餌をさらに与えられた同じ動物は、第3の微生物組成物を受けるが、第1の微生物組成物は、第2および第3の微生物組成物とは異なる。いくつかの実施形態では、異なる食餌をさらに与えられた同じ動物は、第4の微生物組成物を受けるが、第1の微生物組成物は、第2、第3、および第4の微生物組成物とは異なる。いくつかの実施形態では、異なる食餌をさらに与えられた同じ動物は、第5の微生物組成物を受けるが、第1の微生物組成物は、第2、第3、第4、および第5の微生物組成物とは異なる。
いくつかの実施形態では、飼料は、コーティングを正確に、安全に、かつ効率的に適用するように特別に設計および製造された処理適用装置の使用を通して、混合、噴霧、またはそれらの組み合わせの従来の方法を使用して、本明細書に開示される微生物および/または微生物組成物の1つ以上の層で均一にコーティングすることができる。こうした装置は、ロータリーコーター、ドラムコーター、流動床技術、噴流層、ロータリーミスト、またはそれらの組み合わせなどの様々なタイプのコーティング技術を使用する。本開示のもののような液体処理は、回転する「アトマイザー」ディスクまたはスプレーノズルのいずれかを介して適用することができ、これは、スプレーパターンを通して移動するときに微生物組成物を飼料上に均等に分配する。いくつかの態様では、その後飼料は、さらに一定期間期間混合またはタンブルして、追加の処理分配および乾燥を達成する。
いくつかの実施形態では、本開示の飼料のコーティングは、最大10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、170μm、180μm、190μm、200μm、210μm、220μm、230μm、240μm、250μm、260μm、270μm、280μm、290μm、300μm、310μm、320μm、330μm、340μm、350μm、360μm、370μm、380μm、390μm、400μm、410μm、420μm、430μm、440μm、450μm、460μm、470μm、480μm、490μm、500μm、510μm、520μm、530μm、540μm、550μm、560μm、570μm、580μm、590μm、600μm、610μm、620μm、630μm、640μm、650μm、660μm、670μm、680μm、690μm、700μm、710μm、720μm、730μm、740μm、750μm、760μm、770μm、780μm、790μm、800μm、810μm、820μm、830μm、840μm、850μm、860μm、870μm、880μm、890μm、900μm、910μm、920μm、930μm、940μm、950μm、960μm、970μm、980μm、990μm、1000μm、1010μm、1020μm、1030μm、1040μm、1050μm、1060μm、1070μm、1080μm、1090μm、1100μm、1110μm、1120μm、1130μm、1140μm、1150μm、1160μm、1170μm、1180μm、1190μm、1200μm、1210μm、1220μm、1230μm、1240μm、1250μm、1260μm、1270μm、1280μm、1290μm、1300μm、1310μm、1320μm、1330μm、1340μm、1350μm、1360μm、1370μm、1380μm、1390μm、1400μm、1410μm、1420μm、1430μm、1440μm、1450μm、1460μm、1470μm、1480μm、1490μm、1500μm、1510μm、1520μm、1530μm、1540μm、1550μm、1560μm、1570μm、1580μm、1590μm、1600μm、1610μm、1620μm、1630μm、1640μm、1650μm、1660μm、1670μm、1680μm、1690μm、1700μm、1710μm、1720μm、1730μm、1740μm、1750μm、1760μm、1770μm、1780μm、1790μm、1800μm、1810μm、1820μm、1830μm、1840μm、1850μm、1860μm、1870μm、1880μm、1890μm、1900μm、1910μm、1920μm、1930μm、1940μm、1950μm、1960μm、1970μm、1980μm、1990μm、2000μm、2010μm、2020μm、2030μm、2040μm、2050μm、2060μm、2070μm、2080μm、2090μm、2100μm、2110μm、2120μm、2130μm、2140μm、2150μm、2160μm、2170μm、2180μm、2190μm、2200μm、2210μm、2220μm、2230μm、2240μm、2250μm、2260μm、2270μm、2280μm、2290μm、2300μm、2310μm、2320μm、2330μm、2340μm、2350μm、2360μm、2370μm、2380μm、2390μm、2400μm、2410μm、2420μm、2430μm、2440μm、2450μm、2460μm、2470μm、2480μm、2490μm、2500μm、2510μm、2520μm、2530μm、2540μm、2550μm、2560μm、2570μm、2580μm、2590μm、2600μm、2610μm、2620μm、2630μm、2640μm、2650μm、2660μm、2670μm、2680μm、2690μm、2700μm、2710μm、2720μm、2730μm、2740μm、2750μm、2760μm、2770μm、2780μm、2790μm、2800μm、2810μm、2820μm、2830μm、2840μm、2850μm、2860μm、2870μm、2880μm、2890μm、2900μm、2910μm、2920μm、2930μm、2940μm、2950μm、2960μm、2970μm、2980μm、2990μm、または3000μmの厚さである。
いくつかの実施形態では、微生物細胞は、任意の数の組成物上に自由にコーティングされてもよく、またはそれらが、組成物上にコーティングされる前に、液体または固体組成物に製剤化されてもよい。例えば、微生物を含む固体組成物は、固体担体が胞子または細胞懸濁液に含浸されるまで固体担体を胞子の懸濁液と混合することによって調製することができる。次に、この混合物を乾燥させて、所望の粒子を得ることができる。
いくつかの他の実施形態では、本開示の固体または液体の微生物組成物は、例えば、活性炭、ミネラル、ビタミン、プレバイオティックス、オリゴ糖、繊維などの機能性薬剤、および製品の品質またはそれらの組み合わせを改善することができる他の薬剤をさらに含有することが企図される。
当技術分野で公知の前述の方法の使用におけるコーティング方法および組成物は、本開示の実施形態のうちの1つを追加することによってそれらが改変されるときに特に有用であり得る。それらの適用のためのこのようなコーティング方法および装置は、例えば、米国特許第8,097,245号および第7,998,502号、ならびにPCT特許公開第WO2008/076975号、第WO2010/138522号、第WO2011/094469号、第WO2010/111347号、および第WO2010/111565号に開示されており、それら各々が参照により本明細書に組み込まれる。
いくつかの実施形態では、本開示の微生物または微生物組成物は、互いに接触する微生物または微生物組成物のうちの1つ以上の存在下で、本明細書に記載される形質のうちの1つ以上に対する相乗効果を呈示する。教示された方法によって得られる相乗効果は、例えば、Colbyの式(すなわち、(E)=X+Y-(X*Y/100))に従って定量化することができる。Colby,R.S.,“Calculating Synergistic and Antagonistic Responses of Herbicide Combinations,”1967.Weeds.Vol.15,pp.20-22を参照されたく、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。したがって、「相乗的」は、相加量を超えて増加した結果/パラメーター/効果を反映することを意図している。
いくつかの実施形態では、本開示の微生物または微生物組成物は、ドレンチを介して投与されてもよい。一実施形態では、ドレンチは経口ドレンチである。ドレンチ投与は、微生物または微生物組成物を含む液体を動物の頬腔および/または食道に注入/放出するドレンチキット/アプリケーター/注射器を利用することを含む。
いくつかの実施形態では、本開示の微生物または微生物組成物は、徐放様式で投与されてもよい。組成物は、化学組成物でコーティングされてもよく、または微生物もしくは微生物組成物を代わりに一度に一定期間にわたって放出する機械的装置もしくはカプセル中に含有されてもよい。一実施形態では、微生物または微生物組成物は、徐放カプセルで動物に投与される。一実施形態では、組成物は、化学組成物でコーティングされてもよく、または摂取後数時間の期間に微生物または微生物組成物を一度に放出する機械的装置もしくはカプセルに含有されてもよい。
いくつかの実施形態では、微生物または微生物組成物は、1~5、1~10、1~15、1~20、1~24、1~25、1~30、1~35、1~40、1~45、1~50、1~55、1~60、1~65、1~70、1~75、1~80、1~85、1~90、1~95、または1~100時間の徐放様式で投与される。
いくつかの実施形態では、微生物または微生物組成物は、1~2、1~3、1~4、1~5、1~6、1~7、1~8、1~9、1~10、1~11、1~12、1~13、1~14、1~15、1~16、1~17、1~18、1~19、1~20、1~21、1~22、1~23、1~24、1~25、1~26、1~27、1~28、1~29、または1~30日間の徐放様式で投与される。
いくつかの実施形態では、本開示の組成物は、錠剤、圧縮錠剤、丸剤、粉末、顆粒、溶液、懸濁液、エマルション、エリキシル、ローション、クリーム、ゲル、軟膏、チンキ剤、ペースト、発泡剤、エアロゾル、洗浄剤、噴霧剤、座薬、または包帯剤などの製剤を含む、イヌへの投与のための様々な製剤を使用し得る。結果として得られる製剤の形態は、意図される投与方法(例えば、経口投与、経腸投与、非経口投与、および皮膚、鼻腔、または頬腔への局所投与)を含む、多くの要因に依存する。
いくつかの実施形態では、微生物または微生物組成物の経口投与は、固体または液体組成物の形態であってもよい。固形剤形は、錠剤、カプセル、顆粒、および原末であってもよい。経口錠剤のタイプには、圧縮され、噛み砕けるトローチ剤および錠剤が含まれ、それらは腸溶コーティングされ、糖衣され、またはフィルムコーティングされてもよい。カプセルは硬質または軟質のゼラチンカプセルであってもよく、一方で顆粒および粉末は、当業者に公知の他の成分と組み合わされて非発泡性または発泡性の形態で提供されてもよい。他の実施形態では、経口投与剤形は、浸透圧放出制御経口送達システム(OROS:osmotic-controlled release oral delivery system)であってもよい。他の実施形態では、経口投与剤形は、マトリックス埋め込み型剤形または関連デバイスを含み得る。いくつかの実施形態では、本発明の経口投与剤形は、口腔内崩壊錠を含み得る。錠剤で利用される薬学的に許容可能な担体としては、結合剤、滑沢剤、希釈剤、崩壊剤、着色剤、香味剤、および湿潤剤が挙げられる。
液体経口投与剤形には、水溶液、エマルション、懸濁液、溶液、および/または非発泡性顆粒から再構成された懸濁液、ならびに発泡性顆粒から再構成された発泡性調製物が含まれる。水溶液には、例えば、エリキシルおよびシロップが含まれる。エリキシルは、透明で甘味がある含水アルコール調製物である。エリキシルで使用される薬学的に許容可能な担体は溶媒を含む。シロップは、例えばスクロースなどの糖の濃縮水溶液であり、防腐剤を含むことができる。エマルションは、1つの液体が、もう1つの液体全体に細球体の形態で分散されている(典型的には水中油型または油中水型)二相系である。エマルションで使用される薬学的に許容可能な担体は、非水性液体、乳化剤および防腐剤である。懸濁液は、薬学的に許容可能な懸濁剤および防腐剤を使用できる。液体経口投与剤形へ再構成される、非発泡性顆粒中で使用される薬学的に許容可能な物質は、希釈剤、甘味料および湿潤剤を含む。液体経口投与剤形へ再構成される、発泡性顆粒中で使用される薬学的に許容可能な物質は、有機酸および二酸化炭素源を含有してもよい。着色剤および香味剤は、上記の剤形のすべてで使用できる。
微生物
本明細書で使用される場合、用語「微生物」は広義に解釈されるべきである。これには、限定されるものではないが、2つの原核ドメインである細菌および古細菌、ならびに真核生物の真菌、原生動物、およびウイルスが含まれる。
一例として、微生物は、以下の属の種を含むことができる:Prevotella、Megamonas、Ruminococcus、Clostridium、Clostridium sensu stricto、Lachnospiraceae、Anaerobiospirillum、Catenibacterium、Eubacterium、Holdemanella、Clostridium XI、Allobaculum、Morganella、Acidicaldus、Parasutterella、Collinsella、Blautia、Bacteroides、Bacillus、Lactonifactor、Brevundimonas、Dialister、Actinomyces、Coprococcus、Cellulsilyticum、Acetanaerobacterium、Faecalibacterium、Murimonas、Clostridium XIVa、Parabacteroides、Cetobacterium、Clostridium XVIII、Odoribacter、Terrisporobacter、Turicibacter、Fusicatenibacter、Kandleria、Butyricicoccus、Veillonella、Acinetobacter、Enterococcus、Paraprevotella、Thermaerobacter、Bulleidia、Aerococcus、Robinsoniella、Erysipelotrichaceae、Streptosporangium、Bifidobacterium、Clostridium III、Pediococcus、Fusobacterium、Glautia、Sarcina、Jeotgalibaca、およびMegasphaera。
特定の実施形態において、微生物は培養不可能である。これは、微生物が培養可能であることが知られていない、または当業者に公知の方法を使用して培養することが困難であることを意味すると解釈されるべきである。
一実施形態では、微生物は、動物(例えば、哺乳動物、は虫類、鳥類など)、土壌(例えば、根圏)、空気、水(例えば、海洋、淡水、廃水汚泥)、堆積物、油、植物(例えば、根、葉、茎)、農産物、および極限環境(例えば、酸鉱山排水または熱水系)から取得される。さらなる実施形態では、海洋、川、または湖などの海洋環境または淡水環境から得られた微生物。さらなる実施形態では、微生物は、水域の表面、または水域の任意の深さ(例えば、深海試料)からのものであり得る。
本開示の微生物は、実質的に純粋な培養物または混合培養物中で単離することができる。それらは、濃縮され、希釈され、または原料物質に見出される自然な濃度で提供され得る。例えば、塩類堆積物からの微生物は、淡水中に堆積物を懸濁し、堆積物を底部に落下させることによって、本開示で使用するために単離することができる。微生物の大部分を含有する水は、適切な沈降期間の後、デカンテーションにより除去され、イヌのGI管に投与されてもよく、または濾過もしくは遠心分離により濃縮され、適切な濃度に希釈され、塩の大部分が除去された状態でイヌのGI管に投与されてもよい。さらなる例として、鉱化源または毒性源からの微生物は、動物への損傷の可能性を最小化するため、イヌへの適用のための微生物を回収するように同様に処理されてもよい。
別の実施形態では、微生物は、微生物が天然に存在する原料物質から単離されない、粗製形態で使用される。例えば、微生物は、それらが存在する原料物質、例えば、糞便物質、胃腸管に見られる他の組成物と組み合わせて提供される。この実施形態では、原料物質は、1つ以上の微生物種を含み得る。
いくつかの実施形態では、微生物の混合集団が本開示の方法で使用される。
微生物が原料物質(例えば、それらが天然に存在する物質)から単離される本開示の実施形態では、当業者に容易に知られているであろういくつかの標準技術のいずれか1つまたは組み合わせを使用することができる。しかしながら、一例として、これらは一般に、単一の微生物の固体または液体培養物を実質的に純粋な形で、通常は固体微生物成長媒体の表面上の物理的分離によって、もしくは液体微生物培地への体積希釈単離によって、得ることができるプロセスを用いる。これらのプロセスには、乾燥材料、液体懸濁液、スラリー、またはホモジネートからの単離が含まれてもよく、その場合、材料は、適切な固体ゲル増殖培地上に薄層で広げられ、または滅菌培地に作製され液体または固体培養培地に接種される材料の段階希釈が含まれる。
必須ではないが、一実施形態では、微生物を含有する材料は、材料中のすべての微生物を増殖させ、材料中の特定の微生物を除去する、かつ/または材料中の微生物の分布をシフトさせるために、単離プロセス前に前処理されてもよい。次いで、微生物を、上記に開示した通り、富化された材料から単離することができる。
特定の実施形態では、本明細書で前述したように、微生物は粗製形態で使用することができ、動物または培地から単離する必要はない。例えば、GIディスバイオシスを減少させるために有益であると同定された微生物を含む糞便、または増殖培地を取得して、方法の次のラウンドのための微生物の粗製源として、または方法の終了時に微生物の粗製源として使用してもよい。例えば、新鮮な糞便を取得し、任意選択的に処理することができる。
マイクロバイオームのシフトと微生物の豊富さ
いくつかの実施形態では、胃腸マイクロバイオームを含むイヌのマイクロバイオームは、幅広い代謝能力を有する多様な微生物の到達を含む。マイクロバイオームは、食事、動物の代謝の変化、および育種などの様々な要因によって影響を受ける。一次分解の最終生成物は、最終的に、水素および二酸化炭素とともに様々な有機酸を産生する一連の微生物を維持する。マイクロバイオームの複雑で相互連結した性質のため、食餌、ひいては一次分解の基質を変更すると、両方の有機酸プロファイルが変化し、腸内微生物の代謝にカスケード効果を及ぼす可能性がある。
いくつかの態様では、本開示は、本明細書に記載の微生物組成物を投与して、イヌのマイクロバイオームを調節またはシフトさせることに関心がある。マイクロバイオームを調節するために微生物組成物を投与する追加の方法は、国際PCT出願公開第WO2018/218211号に記載されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
いくつかの実施形態では、マイクロバイオームは、胃腸管の1つ以上のセクションへの1つ以上の微生物の投与を通じて、シフトされる。いくつかの実施形態では、マイクロバイオームは、胃腸管への1つ以上の微生物の投与を通じてシフトされる。さらなる実施形態では、1つ以上の微生物は、表1から選択される微生物である。いくつかの実施形態では、マイクロバイオームシフトまたは調節は、本開示の1つ以上の微生物の投与前に存在した特定の微生物の減少または喪失を含む。いくつかの実施形態では、マイクロバイオームシフトまたは調節は、本開示の1つ以上の微生物の投与前に存在した微生物の増加を含む。いくつかの実施形態では、マイクロバイオームシフトまたは調節は、本開示の1つ以上の微生物の投与前に存在しなかった1つ以上の微生物の獲得を含む。さらなる実施形態では、1つ以上の微生物の獲得は、投与された微生物組成物に特異的に含まれていなかった微生物である。
いくつかの実施形態では、本開示の微生物の投与は、投与された微生物が少なくとも1~10、1~9、1~8、1~7、1~6、1~5、1~4、1~3、1~2、2~10、2~9、2~8、2~7、2~6、2~5、2~4、2~3、3~10、3~9、3~8、3~7、3~6、3~5、3~4、4~10、4~9、4~8、4~7、4~6、4~5、5~10、5~9、5~8、5~7、5~6、6~10、6~9、6~8、6~7、7~10、7~9、7~8、8~10、8~9、9~10、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10日間マイクロバイオームに存在するように、マイクロバイオームの持続的な調節をもたらす。
いくつかの実施形態では、本開示の微生物の投与は、投与された微生物が少なくとも1~10、1~9、1~8、1~7、1~6、1~5、1~4、1~3、1~2、2~10、2~9、2~8、2~7、2~6、2~5、2~4、2~3、3~10、3~9、3~8、3~7、3~6、3~5、3~4、4~10、4~9、4~8、4~7、4~6、4~5、5~10、5~9、5~8、5~7、5~6、6~10、6~9、6~8、6~7、7~10、7~9、7~8、8~10、8~9、9~10、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10週間マイクロバイオームに存在するように、マイクロバイオームの持続的な調節をもたらす。
いくつかの実施形態では、本開示の微生物の投与は、投与された微生物が少なくとも1~10、1~9、1~8、1~7、1~6、1~5、1~4、1~3、1~2、2~10、2~9、2~8、2~7、2~6、2~5、2~4、2~3、3~10、3~9、3~8、3~7、3~6、3~5、3~4、4~10、4~9、4~8、4~7、4~6、4~5、5~10、5~9、5~8、5~7、5~6、6~10、6~9、6~8、6~7、7~10、7~9、7~8、8~10、8~9、9~10、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11または12カ月間マイクロバイオームに存在するように、マイクロバイオームの持続的な調節をもたらす。
いくつかの実施形態では、投与された微生物の存在は、胃腸管をサンプリングし、プライマーを使用して、投与された微生物の16Sもしくは18S rDNA配列、またはITS rDNA配列を増幅することによって検出される。いくつかの実施形態では、投与される微生物は、表1から選択される微生物のうちの1つ以上である。いくつかの実施形態では、投与される微生物は、配列番号1~331から選択されるrDNA配列を含む微生物のうちの1つ以上である。
いくつかの実施形態では、イヌのマイクロバイオームは、胃腸サンプルから収集されたポリヌクレオチドを増幅することによって測定され、ポリヌクレオチドは、16Sもしくは18S rDNA断片、または微生物rDNAのITS rDNA断片であり得る。一実施形態では、マイクロバイオームは、変性剤濃度勾配ゲル電気泳動法(DGGE)によってフィンガープリントされ、この方法では、増幅されたrDNA断片は、それらが変性する場所によってソートされ、同じイヌのマイクロバイオームを経時的に比較するもしくは複数のマイクロバイオームを比較するために使用され得るゲルの固有のバンドパターンを形成する。別の実施形態では、マイクロバイオームは、末端制限断片長多型(terminal restriction fragment length polymorphism(T-RFLP))の方法によってフィンガープリントされ、この方法では、標識されたPCR断片が、制限酵素を使用して消化され、次いでサイズによってソートされる。さらなる実施形態では、T-RFLP法から収集されたデータは、非計量多次元尺度構成法(nMDS)の序列およびPERMANOVA統計によって評価され、マイクロバイオームにおける差異を識別し、マイクロバイオームにおけるシフトの識別および測定を可能にする。Coelho et al.(2018.BMC Microbiome,6:12)を参照されたい。
いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物組成物の投与は、以下の分類群のうちの1つ以上に属する微生物の数および/またはタイプを増加させる、マイクロバイオームのシフトをもたらす:Bacteroidales、Selenomonadales、Clostridiales、Aeromonadales、Erysipelotrichales、Enterobacteriales、Rhodospirillales、Burkholderiales、Coriobacteriales、Bacillales、Caulobacterales、Actinomycetales、Fusobacteriales、Pseudomonadales、Lactobacillales、Bifidobacteriales、Prevotellaceae、Veillonellaceae、Lachnospiraceae、Clostridiaceae、Succinivibrionaceae、Erysipelotrichaceae、Eubacteriaceae、Peptostreptococcaceae、Enterobacteriaceae、Acetobacteraceae、Sutterellaceae、Coriobacteriaceae、Bacteroidaceae、Bacillaceae、Caulobacteraceae、Actinomycetacea、Ruminococcaceae、Porphyromonadaceae、Fusobacteriaceae、Moraxellaceae、Carnobacteriaceae、Clostridiales XVII、Aerococcaceae、Streptosporangiaceae、Bifidobacteriaceae、Lactobacillaceae、Prevotella、Megamonas、Ruminococcus、Clostridium、Clostridium sensu stricto、Lacnospiracea、Anaerobiospirillum、Catenibacterium、Eubacterium、Holdemanella、Clostridium XI、Allobaculum、Morganella、Acidicaldus、Parasutterella、Collinsella、Blautia、Bacteroides、Bacillus、Lactonifactor、Brevundimonas、Dialister、Actinomyces、Coprococcus、Ruminococcus、Cellulosilyticum、Acetanaerobacterium、Faecalibacterium、Murimonas、Clostridium XIVa、Parabacteroides、Cetobacterium、Clostridium XVIII、Odoribacter、Terrisporobacter、Turicibacter、Fusicatenibacter、Kandleria、Butyricicoccus、Beillonella、Acinetobacter、Enterococcus、Paraprevotella、Thermaerobacter、Bulleidia、Aerococcus、Robinsoniella、Erysipelotrichaceae、Streptosporangium、Bifidobacterium、Clostridium III、Pediococcus、およびMegasphaera。
いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物組成物の投与は、本明細書に開示される1つ以上の分類群に属する微生物の数および/またはタイプを少なくとも0.5%、少なくとも1%、少なくとも5%、少なくとも10%、少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも100%、少なくとも200%、少なくとも300%、少なくとも400%、少なくとも500%、少なくとも600%、または少なくとも700%増加させる、マイクロバイオームのシフトをもたらす。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物組成物の投与は、本明細書に開示される1つ以上の分類群に属する微生物の数および/またはタイプを少なくとも約0.5%、少なくとも約1%、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約15%、少なくとも約20%、少なくとも約25%、少なくとも約30%、少なくとも約35%、少なくとも約40%、少なくとも約45%、少なくとも約50%、少なくとも約55%、少なくとも約60%、少なくとも約65%、少なくとも約70%、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約100%、少なくとも約200%、少なくとも約300%、少なくとも約400%、少なくとも約500%、少なくとも約600%、または少なくとも約700%増加させる、マイクロバイオームのシフトをもたらす。
いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物組成物の投与は、本明細書に開示される1つ以上の分類群に属する微生物の数および/またはタイプを減少させる、マイクロバイオームのシフトをもたらす。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物組成物の投与は、本明細書に開示される1つ以上の分類群に属する微生物の数および/またはタイプを少なくとも0.5%、少なくとも1%、少なくとも5%、少なくとも10%、少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、または少なくとも95%低減させる、マイクロバイオームのシフトをもたらす。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物組成物の投与は、本明細書に開示される1つ以上の分類群に属する微生物の数および/またはタイプを少なくとも約0.5%、少なくとも約1%、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約15%、少なくとも約20%、少なくとも約25%、少なくとも約30%、少なくとも約35%、少なくとも約40%、少なくとも約45%、少なくとも約50%、少なくとも約55%、少なくとも約60%、少なくとも約65%、少なくとも約70%、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、または少なくとも約95%減少させる、マイクロバイオームのシフトをもたらす。
いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物組成物の投与は、本明細書に開示される1つ以上の分類群に属する微生物の数および/またはタイプを減少させる、マイクロバイオームのシフトをもたらす。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物組成物の投与は、本明細書に開示される1つ以上の分類群に属する微生物の数および/またはタイプを少なくとも0.5%、少なくとも1%、少なくとも5%、少なくとも10%、少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、または少なくとも95%低減させる、マイクロバイオームのシフトをもたらす。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物組成物の投与は、本明細書に開示される1つ以上の分類群に属する微生物の数および/またはタイプを少なくとも約0.5%、少なくとも約1%、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約15%、少なくとも約20%、少なくとも約25%、少なくとも約30%、少なくとも約35%、少なくとも約40%、少なくとも約45%、少なくとも約50%、少なくとも約55%、少なくとも約60%、少なくとも約65%、少なくとも約70%、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、または少なくとも約95%減少させる、マイクロバイオームのシフトをもたらす。
いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物組成物の投与は、本明細書に開示される1つ以上の分類群に属する微生物の数および/またはタイプを増加させる、マイクロバイオームのシフトをもたらす。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物組成物の投与は、本明細書に開示される1つ以上の分類群に属する微生物の数および/またはタイプを少なくとも0.5%、少なくとも1%、少なくとも5%、少なくとも10%、少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも100%、少なくとも200%、少なくとも300%、少なくとも400%、少なくとも500%、少なくとも600%、または少なくとも700%増加させる、マイクロバイオームのシフトをもたらす。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物組成物の投与は、本明細書に開示される1つ以上の分類群に属する微生物の数および/またはタイプを少なくとも約0.5%、少なくとも約1%、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約15%、少なくとも約20%、少なくとも約25%、少なくとも約30%、少なくとも約35%、少なくとも約40%、少なくとも約45%、少なくとも約50%、少なくとも約55%、少なくとも約60%、少なくとも約65%、少なくとも約70%、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約100%、少なくとも約200%、少なくとも約300%、少なくとも約400%、少なくとも約500%、少なくとも約600%、または少なくとも約700%増加させる、マイクロバイオームのシフトをもたらす。
いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物組成物の投与は、揮発性脂肪酸(VFA)産生微生物の数および/またはタイプを増加させる、マイクロバイオームのシフトをもたらす。いくつかの実施形態では、VFAは、酢酸、酪酸、プロピオン酸、イソ酪酸、イソ吉草酸、および吉草酸を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物組成物の投与は、VFA産生微生物の数および/またはタイプを少なくとも0.5%、少なくとも1%、少なくとも5%、少なくとも10%、少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも100%、少なくとも200%、少なくとも300%、少なくとも400%、少なくとも500%、少なくとも600%、または少なくとも700%増加させる、マイクロバイオームのシフトをもたらす。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物組成物の投与は、VFA産生微生物の数および/またはタイプを少なくとも約0.5%、少なくとも約1%、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約15%、少なくとも約20%、少なくとも約25%、少なくとも約30%、少なくとも約35%、少なくとも約40%、少なくとも約45%、少なくとも約50%、少なくとも約55%、少なくとも約60%、少なくとも約65%、少なくとも約70%、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約100%、少なくとも約200%、少なくとも約300%、少なくとも約400%、少なくとも約500%、少なくとも約600%、または少なくとも約700%増加させる、マイクロバイオームのシフトをもたらす。
いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物組成物の投与は、動物のタンパク質源として利用される微生物の数および/またはタイプを増加させる、マイクロバイオームのシフトをもたらす。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物組成物の投与は、動物のタンパク質源として利用される微生物の数および/またはタイプを少なくとも0.5%、少なくとも1%、少なくとも5%、少なくとも10%、少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも100%、少なくとも200%、少なくとも300%、少なくとも400%、少なくとも500%、少なくとも600%、または少なくとも700%増加させる、マイクロバイオームのシフトをもたらす。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物組成物の投与は、動物のタンパク質源として利用される微生物の数および/またはタイプを少なくとも約0.5%、少なくとも約1%、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約15%、少なくとも約20%、少なくとも約25%、少なくとも約30%、少なくとも約35%、少なくとも約40%、少なくとも約45%、少なくとも約50%、少なくとも約55%、少なくとも約60%、少なくとも約65%、少なくとも約70%、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約100%、少なくとも約200%、少なくとも約300%、少なくとも約400%、少なくとも約500%、少なくとも約600%、または少なくとも約700%増加させる、マイクロバイオームのシフトをもたらす。
いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物組成物のイヌへの投与は、GI管内の微生物の数、タイプ、および/または相対存在量が増加するが、微生物の数、タイプ、および/または相対存在量の増加が、イヌの後腸には呈示されないマイクロバイオームのシフトをもたらす。
いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物組成物の投与は、ビタミン合成微生物の数および/またはタイプを増加させる、マイクロバイオームのシフトをもたらす。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物組成物の投与は、ビタミン合成微生物の数および/またはタイプを少なくとも0.5%、少なくとも1%、少なくとも5%、少なくとも10%、少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも100%、少なくとも200%、少なくとも300%、少なくとも400%、少なくとも500%、少なくとも600%、または少なくとも700%増加させる、マイクロバイオームのシフトをもたらす。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物組成物の投与は、ビタミン合成微生物の数および/またはタイプを少なくとも約0.5%、少なくとも約1%、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約15%、少なくとも約20%、少なくとも約25%、少なくとも約30%、少なくとも約35%、少なくとも約40%、少なくとも約45%、少なくとも約50%、少なくとも約55%、少なくとも約60%、少なくとも約65%、少なくとも約70%、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約100%、少なくとも約200%、少なくとも約300%、少なくとも約400%、少なくとも約500%、少なくとも約600%、または少なくとも約700%増加させる、マイクロバイオームのシフトをもたらす。
いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物組成物の投与は、微生物群集の全体的なアルファ多様性を低減させる、マイクロバイオームのシフトを生じさせる。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物組成物の投与は、微生物群集の全体的なアルファ多様性を少なくとも0.5%、少なくとも1%、少なくとも5%、少なくとも10%、少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも100%、少なくとも200%、少なくとも300%、少なくとも400%、少なくとも500%、少なくとも600%、または少なくとも700%低減させる、マイクロバイオームのシフトをもたらす。いくつかの実施形態では、1つ以上の微生物組成物の投与は、微生物群集の全体的なアルファ多様性を少なくとも約0.5%、少なくとも約1%、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約15%、少なくとも約20%、少なくとも約25%、少なくとも約30%、少なくとも約35%、少なくとも約40%、少なくとも約45%、少なくとも約50%、少なくとも約55%、少なくとも約60%、少なくとも約65%、少なくとも約70%、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約100%、少なくとも約200%、少なくとも約300%、少なくとも約400%、少なくとも約500%、少なくとも約600%、または少なくとも約700%低減させる、マイクロバイオームのシフトをもたらす。
いくつかの実施形態では、本開示の微生物の投与は、マイクロバイオームの調節またはシフトをもたらし、これはさらに、所望の表現型または改善された形質をもたらす。
イヌ微生物組成の多様性
イヌは、GI管の微生物多様性に関して、高度な動物間変動性を示すことが見出されている。GI管の微生物組成の変動性の増加は、安定した微生物組成に到達する能力の低下につながる可能性がある。低い変動性ではこんどは、動物の生存率に影響を及ぼす健康、体重、および他の特性に著しい差異をもたらす。Shabat SKB et al.(ISME J 10:2958-2972)を参照されたい。
いくつかの実施形態では、本開示の1つ以上の微生物および/または微生物組成物の投与は、イヌにおける腸内マイクロバイオームの変動性を減少させ、安定なイヌマイクロバイオームをさらに確立する。
いくつかの実施形態では、腸マイクロバイオームの変動性は、1つ以上の場所で胃腸管内に存在する種の総数として測定される。
いくつかの実施形態では、本開示の1つ以上の微生物および/または微生物組成物の投与は、胃腸マイクロバイオームが安定状態に到達するのに必要な時間を短縮する。
いくつかの実施形態では、本開示の1つ以上の微生物および/または微生物組成物の投与は、本開示のイヌが胃腸マイクロバイオームの安定状態に到達すること、GIマイクロバイオームの変動性の低減をもたらす。
いくつかの実施形態では、イヌのGIマイクロバイオームが約10、約20、約30、約40、約50、約60、約70、約80、約90、約100、約120、約130、約140、約150、約160、約170、約180、約190、約200、約250、約300、約400、約500、約600、約700、約800、約900、約1,000、約1,500、約2,000、約2,500、約3,000、約3,500、約4,000、約4,500、約5,000、約5,500、約6,000、約6,500、約7,000、約7,500、約8,000、約8,500、約9,000、約9,500、または約10,000の異なる種を含有する場合、GIマイクロバイオームの安定状態に到達する。
いくつかの実施形態では、イヌのGIマイクロバイオームが約10~約50、約10~約100、約50~約100、約50~約200、約100~約150、約100~約200、約100~約400、約200~約500、約200~約700、約400~約800、約500~約1,000、約500~約2,000、約1,000~約2,000、約1,000~約5,000、約5,000~約7,000、約5,000~約10,000、または約8,000~約10,000の異なる種を含有する場合、イヌの腸内マイクロバイオームの安定状態に到達する。
いくつかの実施形態では、飼料移行中のイヌの少なくとも5%、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%、または少なくとも95%は、本開示の1つ以上の微生物および/または生物アンサンブルの投与後に安定状態に到達する。
MIC スコアリング
本明細書に提供される方法によれば、試料は、試料中の1つ以上の微生物タイプの存在を検出するために処理される(図1、1001;図2、2001)。試料中の1つ以上の微生物タイプの絶対数が決定される(図1、1002;図2、2002)。1つ以上の生物タイプの存在および少なくとも1つの生物タイプの絶対数の決定は、並列または連続的に実施することができる。例えば、細菌(すなわち、ある微生物タイプ)および真菌(すなわち、第2の微生物タイプ)を含む微生物群集を含む試料の場合、一実施形態のユーザーは、試料中の生物タイプの一方または両方の存在を検出する(図1、1001;図2、2001)。さらなる実施形態では、ユーザーは、試料中の少なくとも1つの生物タイプの絶対数を決定する。この例では、試料中の細菌、真菌、またはそれらの組み合わせの数である(図1、1002;図2、2002)。
一実施形態では、試料、またはその一部分は、フローサイトメトリー(FC)分析に供され、1つ以上の微生物タイプの存在および/または数を検出する(図1、1001、1002;図2、2001、2002)。1つのフローサイトメーターの実施形態では、個々の微生物細胞は、少なくとも約300*s-1、または少なくとも約500*s-1、または少なくとも約1000*s-1の速度で、照射ゾーンを通過する。しかしながら、当業者であれば、この速度は、使用される機器の種類に応じて変化し得ることを認識するであろう。電子的にゲーティングされる検出器は、散乱された光の程度を表すパルスの大きさを測定する。これらのパルスの大きさは、電子的に「ビン」または「チャネル」にソートされ、チャネル数に対する特定の定量的特性(例えば、細胞染色特性、直径、細胞膜)を有する細胞数のヒストグラムの表示を可能にする。こうした分析は、本明細書に記載の実施形態では、細菌、真菌、線虫、原生動物、古細菌、藻類、渦鞭毛藻類、ウイルス、ウイロイドなどの、「微生物タイプ」ビンである、各「ビン」内の細胞数の決定を可能にする。
一実施形態では、試料は、1つ以上の蛍光色素で染色され、蛍光色素は、特定の微生物タイプに特異的であり、フローサイトメーターまたは蛍光顕微鏡法などの蛍光を利用する他の何らかの検出法および定量法を介して検出することができる。方法は、試料中の所与の生物タイプの細胞数および/または細胞体積の定量化を提供することができる。さらなる実施形態では、本明細書に記載されるように、フローサイトメトリーを利用して、酵素発現、細胞表面タンパク質発現などの生物タイプの固有の第1のマーカーおよび/または固有の第2のマーカーの存在および量を決定する。例えば、光散乱対細胞膜染色からの蛍光(対タンパク質染色またはDNA染色からの蛍光)の2変数または3変数のヒストグラムまたは等高線プロットも生成することができ、したがって、集団全体の細胞間の関心対象の様々な特性の分布の印象を得ることができる。このようなマルチパラメーターフローサイトメトリーデータの多くの表示は、一般的に使用されており、本明細書に記載される方法での使用に適している。
1つ以上の微生物タイプの存在および数を検出するために試料を処理する一実施形態では、顕微鏡アッセイが採用される(図1、1001、1002)。一実施形態では、顕微鏡は光学顕微鏡であり、可視光およびレンズシステムを使用して、小さな試料の画像を拡大する。デジタル画像は、電荷結合素子(CCD)カメラによって捕捉することができる。他の顕微鏡的技術としては、走査電子顕微鏡および透過電子顕微鏡法が挙げられるが、これらに限定されない。微生物タイプは、本明細書に提供される態様に従って可視化および定量化される。
本開示の別の実施形態では、1つ以上の微生物タイプの存在および数を検出するために、各試料、またはその一部が蛍光顕微鏡に供される。様々な蛍光色素を使用して、試料中の細胞を直接染色し、上述したフローサイトメトリーだけでなく、落射蛍光顕微鏡を使用して総細胞数を定量化することができる。微生物を定量化するための有用な色素としては、限定されるものではないが、アクリジンオレンジ(AO)、4,6-ジアミノ-2フェニルインドール(DAPI)、および5-シアノ-2,3ジトリルテトラゾリウムクロリド(CTC)が挙げられる。生細胞は、2つの核酸染色剤を含むLIVE/DEAD(登録商標)Bacterial Viability Kit(Bac-Light(商標))などの生存率染色方法によって推定することができ、緑色蛍光SYTO 9(商標)色素は、すべての膜に浸透し、赤色蛍光ヨウ化プロピジウム(PI)色素は、損傷した膜で細胞を浸透する。そのため、膜が損傷を受けた細胞は赤色に染色され、膜が損傷を受けていない細胞は緑色に染色される。蛍光インサイチュハイブリダイゼーション法(FISH)は、落射蛍光顕微鏡法を拡張し、特定の生物の迅速な検出および列挙を可能にする。FISHは、試料中の生物DNAに特異的に結合する蛍光標識されたオリゴヌクレオチドプローブ(通常は15~25塩基対)を使用し、落射蛍光または共焦点レーザー走査顕微鏡(CLSM)を使用して細胞の可視化を可能にする。触媒レポーター沈着蛍光インサイチュハイブリダイゼーション(CARD-FISH)は、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)で標識されたオリゴヌクレオチドプローブを使用して、研究対象の微生物から得られたシグナルの強度を増幅することによって、FISH法を改善する。FISHは、微生物群集を特徴付けるために他の技術と組み合わせることができる。1つの組み合わせ技術は、高親和性ペプチド核酸(PNA)-FISHであり、プローブは、細胞外高分子物質(EPS)マトリックスを貫通する強化された能力を有する。別の例は、細胞生存率キットをFISHと組み合わせる、飲料水分配システムでの消毒の効率を評価するために使用されている、LIVE/DEAD-FISHである。
別の実施形態では、各試料、またはその一部分は、微生物タイプの存在および少なくとも1つの微生物タイプの絶対数を決定するために、ラマン顕微分光法に供される(図1、1001-1002;図2、2001-2002)。ラマン顕微分光法は、単一細胞のラマンスペクトル(SCRS)を検出および測定できる非破壊かつ標識のない技術である。典型的なSCRSは、単一細胞の固有の生化学的「フィンガープリント」を提供する。SCRSは、核酸、タンパク質、炭水化物、および脂質を含む、その中の生体分子の豊富な情報を含み、異なる細胞種、生理学的変化、および細胞表現型の特徴評価を可能にする。ラマン顕微鏡は、異なる細胞バイオマーカーの化学結合によるレーザー光の散乱を検査する。SCRSは、1つの単一細胞中のすべての生体分子のスペクトルの総和であり、細胞の表現型プロファイルを示す。遺伝子発現の結果としての細胞表現型は、通常遺伝子型を反映する。したがって、同一の増殖条件下では、異なる微生物タイプが、それらの遺伝子型の違いに対応する別個のSCRSを与え、したがって、それらのラマンスペクトルによって識別することができる。
さらに別の実施形態では、試料、またはその一部が、微生物タイプの存在および少なくとも1つの微生物タイプの数を決定するために、遠心分離にかけられる(図1、1001-1002;図2、2001-2002)。このプロセスは、遠心分離器によって生成される遠心力を使用して、不均質な混合物を沈降させる。混合物のより密度の高い成分は、遠心分離器の軸から離れて移動し、混合物のより密度の低い成分は、軸に向かって移動する。遠心分離により、試料を細胞質、膜、および細胞外部分に分画することができる。また、関心のある生物学的分子の局在化情報を決定するのに使用することができる。さらに、遠心分離を使用して、全微生物群集DNAを分画することができる。原核生物群が異なれば、DNAのグアニン+シトシン(G+C)含量も異なるため、G+C含量に基づく密度勾配遠心分離は、生物のタイプおよび各タイプに関連する細胞数を区別する方法である。この技術は、群集DNA全体の分画されたプロファイルを生成し、G+C含量の関数としてDNAの存在量を示す。全群集DNAは、高度に精製された画分に物理的に分離され、各々が異なるG+C含量を表し、それらは例えば、変性剤濃度勾配ゲル電気泳動法(DGGE)/増幅リボソームDNA制限酵素断片解析(ARDRA)(本明細書の考察を参照)などの追加の分子技術によって分析され、全微生物群集の多様性および1つ以上の微生物タイプの存在/量を評価することができる。
別の実施形態では、試料、またはその一部分は、微生物タイプの存在および少なくとも1つの微生物タイプの数を決定するために染色される(図1、1001~1002;図2、2001~2002)。染色剤および色素を使用して、生体組織、細胞または細胞内の小器官を可視化することができる。染色剤は、顕微鏡、フローサイトメトリー、またはゲル電気泳動と併用して、異なる微生物タイプに固有の細胞または生物分子を可視化またはマークすることができる。インビボ染色は、生体組織を染色するプロセスであり、インビトロ染色は、その生物学的環境から取り出された細胞または構造を染色することを意味する。本明細書に記載される方法とともに使用する特定の染色技術の例としては、限定するものではないが、細菌のグラム状態を判定するためのグラム染色、内生胞子の存在を特定するための内生胞子染色、チール-ネルゼン染色、組織の薄片を調べるためヘマトキシリンとエオシンの染色、様々な体分泌物からの細胞試料を調べるためのパパニコロウ染色、炭水化物の過ヨウ素酸シッフ染色、周囲の結合組織から細胞を区別するための3色染色プロトコルを使用するマッソントリクローム、血液または骨髄サンプルを調べるためのロマノフスキー染色(またはライト染色、ジェンナー染色、メイ‐グリンヴァルト染料、レーシュマン染色およびギムザ染色を含む一般的な変形)、タンパク質とDNAを明らかにするための銀染色、脂質ためのスダン染色ならびに真正内生胞子(true endospore)を検出するためのおよびコンクリン染色(Conklin’s staining)が挙げられる。一般的な生物学的染色剤には、細胞周期決定のためのアクリジンオレンジ、酸ムチンのためのビスマルクブラウン、グリコーゲンのためのカルミン、核のためのカルミンミョウバン(carmine alum)、タンパク質のためのクマシーブルー、神経細胞質の酸性成分のためのクレシルバイオレット、細胞壁のためのクリスタルバイオレット、核のためのDAPI、細胞質物質、細胞膜、一部の細胞外構造および赤血球のためのエオシン、DNAのための臭化エチジウム、コラーゲン、平滑筋またはミトコンドリアのための酸性フクシン、核のためのヘマトキシリン、DNAのためのヘキスト染色、デンプンのためのヨウ素、ギメネス染色技法における細菌のためおよび胞子のためのマラカイトグリーン、クロマチンのためのメチルグリーン、動物細胞のためのメチレンブルー、ニッスル物質のためのニュートラルレッド、核のためのナイルブルー、親油性実体(lipohilic entity)のためのナイルレッド、脂質のための四酸化オスミウム、蛍光顕微鏡のためのローダミン、核のためのサフラニンが挙げられる。染色剤はまた、透過型電子顕微鏡でもコントラストを高めるために使用され、リンタングステン酸、四酸化オスミウム、四酸化ルテニウム、モリブデン酸アンモニウム、ヨウ化カドミウム、カルボヒドラジド、塩化第二鉄、ヘキサミン、三塩化インジウム、硝酸ランタン、酢酸鉛、クエン酸鉛、硝酸鉛(II)、過ヨウ素酸、リンモリブデン酸、フェリシアン化カリウム、フェロシアニドカリウム、ルテニウムレッド、硝酸銀、銀プロテイネート、塩化金酸ナトリウム、硝酸タリウム、チオセミカルバジド、酢酸ウラニル、硝酸ウラニル、および硫酸バナジルを含む。
別の実施形態では、試料、またはその一部分は、微生物タイプの存在および少なくとも1つの微生物タイプの数を決定するために、質量分析(MS)に供される(図1、1001~1002;図2、2001~2002)。以下で論じるように、MSは、試料中の1つ以上の固有のマーカーの存在および発現を検出するためにも使用され得る(図1、1003~1004;図2、2003-2004)。MSは、例えば、微生物タイプに特有のタンパク質および/またはペプチドマーカーの存在および量を検出するために、したがって、試料中のそれぞれの微生物タイプの数の評価を提供するために使用される。定量化は、安定した同位体標識または標識なしのいずれかであってもよい。ペプチドのデノボ配列決定はまた、MS/MSスペクトルまたは配列タギング(データベースと照合できる短いタグを作成する)から直接行うこともできる。MSはまた、タンパク質の翻訳後修飾を明らかにし、代謝物を特定することもできる。MSは、質量分解能および決定を向上させるために、クロマトグラフィーおよび他の分離技術(例えば、ガスクロマトグラフィー、液体クロマトグラフィー、キャピラリー電気泳動、イオン移動度など)と組み合わせて使用することができる。
別の実施形態では、試料、またはその一部が、微生物タイプの存在および少なくとも1つの微生物タイプの数を決定するために脂質分析に供される(図1、1001~1002;図2、2001~2002)。脂肪酸は、細胞バイオマスの比較的一定の割合で存在し、群集内で微生物タイプを区別できる微生物細胞には特徴的な脂肪酸が存在する。一実施形態では、脂肪酸は、鹸化と続く誘導体化により抽出され、それぞれの脂肪酸メチルエステル(FAME)を得、その後、ガスクロマトグラフィーによって分析される。次いで、一実施形態のFAMEプロファイルを、参照FAMEデータベースと比較し、多変量統計解析によって脂肪酸および対応する微生物シグネチャーを特定する。
本明細書に提供される方法の態様では、試料またはその部分(例えば、試料アリコート)中の固有の第1のメーカーの数、および固有の第1のマーカーの各々の存在量を測定する(図1、1003;図2、2003)。固有のマーカーは、微生物株のマーカーである。当業者であれば、プローブされ、測定される固有のマーカーに応じて、試料全体を分析する必要はないことを理解すべきである。例えば、固有のマーカーが細菌株に固有である場合、試料の真菌部分を分析する必要はない。上述のように、いくつかの実施形態では、試料中の1つ以上の生物タイプの絶対存在量を測定することは、例えば、フローサイトメトリーを介して、生物タイプによって試料を分離することを含む。
生物株に固有の任意のマーカーを本明細書に採用することができる。例えば、マーカーには、限定されるものではないが、小サブユニットリボソームRNA遺伝子(16S/18S rDNA)、大サブユニットリボソームRNA遺伝子(23S/25S/28S rDNA)、介在(intercalary)5.8S遺伝子、シトクロムcオキシダーゼ、ベータチューブリン、伸長因子、RNAポリメラーゼ、および内部転写スペーサー(ITS)が含まれ得る。
リボソームRNA遺伝子(rDNA)、特に小サブユニットリボソームRNA遺伝子、すなわち真核生物の場合は18S rRNA遺伝子(18S rDNA)、原核生物の場合は16S rRNA(16S rDNA)が、微生物群集における生物の種類および株の評価の主ば標的となっている。しかしながら、大サブユニットリボソームRNA遺伝子である28S rDNAも標的とされている。rDNAは、(i)すべての既知の生物において偏在している、(ii)それらは保存領域と可変領域の両方を有する、(iii)比較に利用可能なそれらの配列の指数関数的に拡大するデータベースが存在する、ために分類学的識別に適している。試料の群集解析では、保存領域は、対応するユニバーサルPCRおよび/またはシーケンシングプライマーのアニーリング部位としての役目を果たし、一方で可変領域は、系統発生的分化に使用することができる。さらに、細胞内のrDNAのコピー数が多いため、環境試料からの検出が容易になる。
18S rDNAと28S rDNAの間に位置する内部転写スペーサー(ITS)も標的化されている。ITSは転写されるが、リボソームの組み立て前にスプライジングにより離れる。ITS領域は、2つの高度に可変的なスペーサー、ITS1およびITS2ならびに介在5.8S遺伝子で構成されている。このrDNAオペロンは、ゲノム中の複数のコピーで生じる。ITS領域はリボソーム成分をコードしないため、非常に多様である。
一実施形態では、固有のRNAマーカーは、mRNAマーカー、siRNAマーカー、またはリボソームRNAマーカーであってもよい。
タンパク質をコードする機能遺伝子は、本明細書では固有の第1のマーカーとして使用することができる。このようなマーカーには、限定されないが、リコンビナーゼA遺伝子ファミリー(細菌RecA、古細菌RadAおよびRadB、真核生物Rad51およびRad57、ファージUvsX)、転写開始および伸長に関与するRNAポリメラーゼサブユニット(RpoB)遺伝子、シャペロニンが含まれる。候補マーカー遺伝子は、細菌と古細菌についても特定されている:リボソームタンパク質S2(rpsB)、リボソームタンパク質S10(rpsJ)、リボソームタンパク質L1(rplA)、翻訳伸長因子EF-2、翻訳開始因子IF-2、メタロエンドペプチダーゼ、リボソームタンパク質L22、ffhシグナル認識粒子タンパク質、リボソームタンパク質L4/L1e(rplD)、リボソームタンパク質L2(rplB)、リボソームタンパク質S9(rpsI)、リボソームタンパク質L3(rplC)、フェニルアラニル-tRNAシンテターゼベータサブユニット、リボソームタンパク質L14b/L23e(rplN)、リボソームタンパク質S5、リボソームタンパク質S19(rpsS)、リボソームタンパク質S7、リボソームタンパク質L16/L10E(rplP)、リボソームタンパク質S13(rpsM)、フェニルアラニル-tRNAシンテターゼαサブユニット、リボソームタンパク質L15、リボソームタンパク質L25/L23、リボソームタンパク質L6(rplF)、リボソームタンパク質L11(rplK)、リボソームタンパク質L5(rplE)、リボソームタンパク質S12/S23、リボソームタンパク質L29、リボソームタンパク質S3(rpsC)、リボソームタンパク質S11(rpsK)、リボソームタンパク質L10、リボソームタンパク質S8、tRNAプソイドウリジンシンターゼB、リボソームタンパク質L18P/L5E、リボソームタンパク質S15P/S13e、ポルホビリノーゲンデアミナーゼ、リボソームタンパク質S17、リボソームタンパク質L13(rplM)、ホスホリボシルホルミルグリシンアミジンシクロリガーゼ(rpsE)、リボヌクレアーゼHIIおよびリボソームタンパク質L24。細菌のその他のマーカー遺伝子候補には、以下が含まれる:転写伸長タンパク質NusA(nusA)、rpoB DNA依存性RNAポリメラーゼサブユニットベータ(rpoB)、GTP結合タンパク質EngA、rpoC DNA依存性RNAポリメラーゼサブユニットベータ’、priAプライモソーム集合タンパク質、転写修復カップリング因子、CTPシンターゼ(pyrG)、secYプレタンパク質トランスロカーゼサブユニットSecY、GTP結合タンパク質Obg/CgtA、DNAポリメラーゼI、rpsF 30Sリボソームタンパク質S6、poA DNA依存性RNAポリメラーゼサブユニットアルファ、ペプチド鎖終結因子1、rplI 50Sリボソームタンパク質L9、ポリリボヌクレオチドヌクレオチジルトランスフェラーゼ、tsf伸長因子Ts(tsf)、rplQ 50Sリボソームタンパク質L17、tRNA(グアニン-N(1)-)-メチルトランスフェラーゼ(rplS)、rplY 推定50Sリボソームタンパク質L25、DNA修復タンパク質RadA、グルコース阻害性分裂タンパク質A、リボソーム結合因子A、DNAミスマッチ修復タンパク質MutL、smpB SsrA結合タンパク質(smpB)、N-アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼ、S-アデノシル-メチルトランスフェラーゼMraW、UDP-N-アセチルムラモイルアラニン-D-グルタメートリガーゼ、rplS 50Sリボソームタンパク質L19、rplT 50Sリボソームタンパク質L20(rplT)、ruvAホリデイジャンクションDNAヘリカーゼ、ruvBホリデイジャンクションDNAヘリカーゼB、serSセリル-tRNAシンテターゼ、rplU 50Sリボソームタンパク質L21、rpsR 30Sリボソームタンパク質S18、DNAミスマッチ修復タンパク質MutS、rpsT 30Sリボソームタンパク質S20、DNA修復タンパク質RecN、frrリボソームリサイクル因子(frr)、組換えタンパク質RecR、機能不明のタンパク質UPF0054、miaA tRNAイソペンテニルトランスフェラーゼ、GTP結合タンパク質YchF、染色体複製開始剤タンパク質DnaA、デホスホ-CoAキナーゼ、16S rRNAプロセシングタンパク質RimM、ATP-コーン(cone)ドメインタンパク質、1-デオキシ-D-キシルロース5-リン酸レダクトイソメラーゼ、2C-メチル-D-エリトリトール2,4-シクロ二リン酸シンターゼ、脂肪酸/リン脂質合成タンパク質PlsX、tRNA(Ile)-リジンシンテターゼ、dnaG DNAプライマーゼ(dnaG)、ruvCホリデイジャンクションリゾルバーゼ、rpsP 30Sリボソームタンパク質S16、リコンビナーゼA recA、リボフラビン生合成タンパク質RibF、グリシル-tRNAシンテターゼベータサブユニット、trmU tRNA(5-メチルアミノメチル-2-チオウリジル酸)-メチルトランスフェラーゼ、rpmI 50Sリボソームタンパク質L35、hemEウロポルフィリノーゲンデカルボキシラーゼ、桿状決定タンパク質(Rod shape-determining protein)、rpmA 50Sリボソームタンパク質L27(rpmA)、ペプチジル-tRNAヒドロラーゼ、翻訳開始因子IF-3(infC)、UDP-N-アセチルムラミル-トリペプチドシンテターゼ、rpmF 50Sリボソームタンパク質L32、rpIL 50Sリボソームタンパク質L7/L12(rpIL)、leuSロイシル-tRNAシンテターゼ、ligA NAD依存性DNAリガーゼ、細胞分裂タンパク質FtsA、GTP結合タンパク質TypA、ATP依存性Clpプロテアーゼ、ATP結合サブユニットClpX、DNA複製および修復タンパク質RecFおよびUDP-N-アセチルエノールピルボイルグルコサミンレダクターゼ。
リン脂質脂肪酸(PLFA)もまた、本明細書に記載される方法に従って、固有の第1のマーカーとして使用され得る。PLFAは、微生物の増殖中に迅速に合成され、貯蔵分子には見出されず、細胞死の間に急速に分解するため、現在の生存群集の正確な個体数調査を提供する。すべての細胞は、脂肪酸(FA)を含有し、これは抽出され、エステル化されて脂肪酸メチルエステル(FAME)を形成することができる。FAMEをガスクロマトグラフィー質量分析法を用いて分析すると、得られたプロファイルは、試料中の微生物の「フィンガープリント」を構成する。ドメイン細菌および真核生物の生物の膜の化学組成は、エステル型結合によってグリセロールに連結された脂肪酸から構成される(リン脂質脂肪酸(PLFA))。対照的に、古細菌の膜脂質は、エーテル型結合によってグリセロールに結合される、長い分岐炭化水素から構成される(リン脂質エーテル脂質(PLEL))。これは、3つのドメインを区別するために最も広く使用されている非遺伝子基準の1つである。これに関連して、様々なアシル鎖によって特徴付けられる微生物細胞膜に由来するリン脂質は、そのような脂質構造の多様性が、特定の微生物分類に関連し得るため、優れたシグネチャー分子である。
本明細書に提供されるように、生物株が活性であるかを判定するために、第1のマーカーと同一であっても異なっていてもよい1つ以上の固有の第2のマーカーの発現レベルを測定する(図1、1004;図2、2004)。固有の第1のマーカーが上記に記載されている。固有の第2のマーカーは、微生物活性のマーカーである。例えば、一実施形態では、上述の第1のマーカーのいずれかのmRNAまたはタンパク質発現は、本開示の目的のために固有の第2のマーカーとみなされる。
一実施形態では、第2のマーカーの発現レベルが、閾値レベル(例えば、対照レベル)を超えるか、または閾値レベルにある場合、微生物は活性であるとみなされる(図1、1005;図2、2005)。一実施形態では、第2のマーカーの発現レベルが、いくつかの実施形態では対照レベルである閾値レベルと比較して、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約15%、少なくとも約20%、少なくとも約25%、または少なくとも約30%変化するかどうかで、活性が判定される。
一実施形態では、第2の固有のマーカーを、タンパク質、RNA、または代謝物レベルで測定する。固有の第2のマーカーは、第1の固有のマーカーと同一であるか、または異なっている。
上述のように、本明細書に記載される方法に従って、いくつかの固有の第1のマーカーおよび固有の第2のマーカーを検出することができる。さらに、固有の第1のマーカーの検出および定量化は、当業者に公知の方法に従って実施される(図1、1003~1004;図2、2003~2004)。
一実施形態では、核酸配列決定(例えば、gDNA、cDNA、rRNA、mRNA)を使用して、固有の第1のマーカーおよび/または固有の第2のマーカーの絶対細胞数を決定する。配列決定のプラットフォームには、Roche/454 Life Sciences、Illumina/Solexa、Pacific Biosciences、Ion TorrentおよびNanoporeから入手可能なサンガー配列決定法およびハイスループット配列決定法が挙げられるが、これらに限定するものではない。配列決定法は、特定のDNAまたはRNA配列のアンプリコン配列決定法、または全メタゲノム/トランスクリプトームショットガンシーケンシング法であってもよい。
従来のサンガー配列決定(Sanger et al.(1977)DNA sequencing with chain-terminating inhibitors.Proc Natl.Acad.Sci.USA,74,pp.5463-5467、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる)は、インビトロDNA複製中のDNAポリメラーゼによる鎖終結ジデオキシヌクレオチドの選択的な組み込みに依存し、本明細書に記載される方法での使用に適している。
別の実施形態では、試料、またはその一部を、核酸の抽出、適切なプライマーによる関心対象のDNA(rRNA遺伝子など)の増幅、および配列決定ベクターを使用したクローンライブラリーの構築に供する。次いで、選択されたクローンをサンガー配列決定により配列決定し、関心対象のDNAのヌクレオチド配列を回収し、試料中の固有の微生物株の数の計算を可能にする。
Roche/454 Life Sciencesからの454パイロシーケンシングは、長い読み取りが得られ、本明細書に記載される方法で利用可能である(Margulies et al.(2005)Nature,437,pp.376-380、米国特許第6,274,320号、第6,258,568号、第6,210,891号、これら各々が、すべての目的に対しその全体が本明細書に組み込まれる)。配列決定される核酸(例えば、アンプリコンまたは噴霧されたゲノム/メタゲノムDNA)は、PCRまたはライゲーションによっていずれかの末端に付着した特定のアダプターを有する。アダプターを有するDNAを、油中水型エマルション中に懸濁される小さなビーズに固定する(理想的には、1つのビーズが1つのDNA断片を有する)。次いで、エマルションPCR工程を実施して、各DNA断片の複数のコピーを作製し、各ビーズが、同じDNA断片のクローン化コピーを多数含有するビーズのセットを得る。次いで、各ビーズを、シーケンシングバイシンセシス(sequencing-by-synthesis)反応に必要な酵素も含有する光ファイバーチップのウェルに入れる。塩基(A、C、G、またはTなど)の添加は、ピロリン酸放出を誘発し、これにより、光のフラッシュを生成し、これを記録して各ウェルのDNA断片の配列を推定する。最大1,000塩基長の読み取りで1回の実行当たり、約100万回の読み取りを達成できる。ペアエンドシーケンシング(Paired-end sequencing)を行うことができ、これは、それぞれが所与のDNA断片の一端から始まる、読み取りの対を生成する。分子バーコードを作成し、多重化反応においてアダプター配列と関心対象の配列との間に配置することができ、各配列をバイオインフォマティックス的に試料に割り当てることができる。
Illumina/Solexa配列決定法は、約25塩基対(bp)~約300bpの平均読み取り長を生成する(Bennett et al.(2005)Pharmacogenomics,6:373-382、Lange et al.(2014年).BMC Genomics 15,p.63、Fadrosh et al.(2014)Microbiome 2,p.6、Caporaso et al.(2012)ISME J,6,p.1621-1624、Bentley et al.(2008)Accurate whole human genome sequencing using reversible terminator chemistry.Nature,456:53-59)。この配列決定技術はまた、シーケンシングバイシンセシスであるが、可逆的なダイターミネーターと、オリゴ付着領域を有するフローセルとを用いる。配列決定されるDNA断片は、いずれかの末端に特異的なアダプターを有し、断片の末端にハイブリダイズする特異的なオリゴヌクレオチドで満たされたフローセル上で洗浄される。次に、各断片を複製して、同一の断片のクラスターを作製する。次いで、可逆的なダイターミネーターヌクレオチドをフローセル上で洗浄し、所定の時間付着させる。過剰なヌクレオチドを洗い流し、フローセルを画像化し、可逆的ターミネーターを除去し、これによってプロセスが繰り返し可能になり、ヌクレオチドをその後のサイクルで追加し続けることができる。それぞれ300塩基長のペアエンドリードを達成することができる。Illuminaプラットフォームは、1回のランで各読み取りごとに125塩基を有する40億個の断片をペアエンド方式で生成することができる。バーコードは試料の多重化にも使用できるが、インデキシングプライマーを使用する。
SOLiD(Sequencing by Oligonucleotide Ligation and Detection、Life Technologies)プロセスは、「シーケンシングバイライゲーション(sequencing-by-ligation)」アプローチであり、第1のマーカーおよび/または第2のマーカーの存在および存在量を検出するために、本明細書に記載される方法とともに使用することができる(図1、1003~1004;図2、2003~2004)(Peckham et al.SOLiD(商標) Sequencing and 2-Base Encoding.San Diego,CA:American Society of Human Genetics,2007、Mitra et al.(2013)Analysis of the intestinal microbiota using SOLiD 16S rRNA gene sequencing and SOLiD shotgun sequencing.BMC Genomics,14(Suppl 5):S16、Mardis(2008)Next-generation DNA sequencing methods.Annu Rev Genomics Hum Genet,9:387-402、各々は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる)。配列決定しようとする試料からDNA断片のライブラリーを調製し、これを用いてクローン性ビーズ集団を調製し、そこでは各磁気ビーズの表面上に1種の断片のみが存在する。磁気ビーズに付着した断片は、ユニバーサルP1アダプター配列を有するため、すべての断片の開始配列は既知であり、同一である。プライマーは、ライブラリー鋳型内のP1アダプター配列にハイブリダイズする。4つの蛍光標識した二塩基プローブのセットは、配列決定プライマーへのライゲーションに対して競合する。二塩基プローブの特異性は、各ライゲーション反応において第1塩基および第2塩基ごとに調べることによって達成される。最終的な読み取り長を決定するサイクル数で、ライゲーション、検出、および切断の複数のサイクルを実行する。SOLiDプラットフォームは、1回の実行当たり最大30億の読み取りを生成でき、75塩基長の読み取りが可能である。ペアエンドシーケンシングが利用可能であり、本明細書で使用することができるが、対の第2の読み取りはわずか35塩基長である。Illuminaが使用するシステムと同様のシステムを介して試料の多重化が可能であり、別個のインデキシングの実行が可能である。
Ion Torrentシステムは、454シーケンシング法と同様に、第1のマーカーおよび/または第2のマーカーの存在および存在量を検出するための、本明細書に記載される方法での使用に適している(図1、1003~1004;図2、2003~2004)。それは、DNA断片が付着したビーズを含有するマイクロウェルのプレートを使用する。しかしながら、塩基組み込みを検出する方式である点で、他のすべてのシステムとは異なる。伸長中のDNA鎖に塩基が加えられると、プロトンが遊離し、これは周囲のpHをわずかに変化させる。pH感受性の高いマイクロ検出器は、プレート上のウェルと関連付けられており、これらの変化が起った場合を記録する。異なる塩基(A、C、G、T)を、ウェルを通して順次洗浄することで、各ウェルからの配列を推測することができる。Ion Protonプラットフォームは、200塩基の読み取り長を有する最大5000万の読み取りを1回の実行当たり生成できる。Personal Genome Machineプラットフォームは、より長い400塩基の読み取り長を有する。二方向の配列決定が利用可能である。多重化は、標準的なインライン分子バーコード配列決定法を介して可能である。
Pacific Biosciences(PacBio)SMRTシーケンシングは、単一分子のリアルタイムシーケンシングアプローチを使用し、一実施形態では、第1のマーカーおよび/または第2のマーカーの存在および存在量を検出するために、本明細書に記載される方法とともに使用される(図1、1003~1004;図2、2003~2004)。PacBioシーケンシングシステムは、増幅工程を必要とせず、この点で他の主要な次世代シーケンシングシステムとは一線を画している。一実施形態では、配列決定は、多くのゼロモード導波路(ZMW)検出器を含有するチップ上で実行される。DNAポリメラーゼはZMW検出器に付着し、DNA鎖が合成される際に、リン酸化した色素標識ヌクレオチド取り込みをリアルタイムで画像化する。PacBioシステムでは、非常に長い読み取り長(平均約4,600塩基)と、1回の実行当たりの非常に多くの読み取り数(約47,000)が得られる。典型的な「ペアエンド」アプローチは、PacBioでは使用されない。読み取りが通常十分に長いため、断片がCCSを介して複数回、各端から独立して配列決定されることなく被覆され得るほど十分に長いためである。PacBioによる多重化は、独立した読み取りを伴わず、むしろ標準的な「インライン」バーコードモデルに従う。
第1の固有のマーカーがITSゲノム領域である一実施形態では、自動リボソーム遺伝子間スペーサー分析(ARISA)が一実施形態で使用され、試料中の微生物株の数および同一性が決定される(図1、1003;図2、2003)(Ranjard et al.(2003).Environmental Microbiology 5,pp.1111-1120、すべての目的のためにその全体が参照により組み込まれる)。ITS領域は、長さおよびヌクレオチド配列の両方に有意な異種性を有する。蛍光標識フォワードプライマーおよび自動DNAシーケンサーの使用により、分離の高分解能およびハイスループットが可能となる。各試料に内部標準を含めることで、一般的な断片のサイズを正確に設定できる。
別の実施形態では、増幅リボソームDNA制限酵素切断解析(ARDRA)として知られる、PCR増幅rDNA断片の断片長多型(RFLP)を使用して、固有の第1のマーカーおよび試料中のその存在量を特徴付ける(図1、1003;図2、2003)(詳細については、Massol-Deya et al.(1995年).Mol.Microb.Ecol.Manual.3.3.2、pp.1-18を参照されたく、すべての目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれる)。一般的なプライマーを使用してPCRによりrDNA断片を生成し、制限酵素で消化し、アガロースゲルまたはアクリルアミドゲル中で電気泳動し、臭化エチジウムまたは硝酸銀で染色する。
固有の第1のマーカーの存在および存在量の検出に使用される1つのフィンガープリンティング技術は、一本鎖高次構造多型法(SSCP)である(Lee et al.(1996).Appl Environ Microbiol 62,pp.3112-3120、Scheinert et al.(1996).J.Microbiol.Methods 26,pp.103-117、Schwieger and Tebbe(1998).Appl.Environ.Microbiol.64,pp.4870-4876、それら各々は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる)。この技術では、16S rRNA遺伝子に特異的なプライマーを用いて得られたPCR産物などのDNA断片を変性させ、非変性ゲル上で直接電気泳動する。分離は、電気泳動移動度に影響を及ぼす一本鎖DNAのサイズおよび折り畳みコンフォメーションの差異に基づいている。電気泳動中のDNA鎖の再アニーリングは、PCRにおいて1つのリン酸化プライマーを使用し、続いてラムダエキソヌクレアーゼによるリン酸化鎖を特異的に消化すること、および1つのビオチン化プライマーを使用して変性後の一方の一本鎖の磁気分離を実施することを含む、いくつかの戦略によって防止することができる。所与の微生物組成物における優勢な集団の同一性を評価するために、一実施形態では、バンドを切り出して配列決定するか、またはSSCPパターンを特異的プローブでハイブリダイズさせることができる。ゲルマトリックス、温度、およびゲルへのグリセロールの添加などの電気泳動条件は、分離に影響を与え得る。
配列決定に基づく方法に加えて、第2のマーカーの発現(例えば、遺伝子、タンパク質発現)を定量化するための他の方法は、1つ以上の第2のマーカーの発現レベルを決定するための本明細書に提供される方法とともに使用に適している(図1、1004;図2、2004)。例えば、定量的RT-PCR、マイクロアレイ分析、核酸配列ベースの増幅(NASBA)などの線形増幅技術はすべて、本明細書に記載される方法での使用に適格であり、当業者に公知の方法に従って実施することができる。
別の実施形態では、試料、またはその一部を、第1のマーカーおよび/または第2のマーカーの存在および存在量を検出するために定量的ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)に供する(図1、1003-1004;図2、2003-2004)。特異的微生物株活性は、転写されたリボソームおよび/またはメッセンジャーRNA(rRNAおよびmRNA)の相補的DNA(cDNA)への逆転写と、それに続くPCR(RT-PCR)によって測定される。
別の実施形態では、試料、またはその一部を、第1のマーカーおよび/または第2のマーカーの存在および存在量を検出するためにPCRベースのフィンガープリンティング技術に供する(図1、1003-1004;図2、2003-2004)。PCR産物は、ヌクレオチド組成物に基づいて電気泳動によって分離することができる。異なるDNA分子間の配列変動は、溶解挙動に影響を与えるため、異なる配列を有する分子は、ゲル内の異なる位置での移動を停止する。したがって、電気泳動プロファイルを、異なるバンドまたはピークの位置および相対強度によって定義することができ、多様性指標の計算のために数値データに変換することができる。バンドはまた、ゲルから切り出され、その後配列決定されて、群集メンバーの系統的所属を明らかにすることができる。電気泳動方法には、変性剤濃度勾配ゲル電気泳動法(DGGE)、温度勾配ゲル電気泳動(TGGE)、一本鎖高次構造多型分析(SSCP)、制限酵素断片長多型解析(RFLP)または増幅リボソームDNA制限酵素切断解析(ARDRA)、末端制限酵素断片長多型解析(T-RFLP)、自動リボソーム遺伝子間スペーサー分析(ARISA)、ランダム増幅多型DNA(RAPD)、DNA増幅フィンガープリンティング(DAF)およびBb-PEG電気泳動が挙げられるがこれらに限定されない。
別の実施形態では、試料、またはその一部分を、固有の第1のマーカーの存在量および/または固有の第2のマーカーの存在/存在量を決定するためにマイクロアレイまたはマイクロ流体などのチップベースのプラットフォームに供する(図1、1003~1004;図2、2003~2004)。PCR産物を、試料中の全DNAから増幅し、マイクロアレイに固定化した既知の分子プローブに直接ハイブリダイズさせる。蛍光標識したPCRアンプリコンをプローブにハイブリダイズさせた後、共焦点レーザー走査顕微鏡の使用によって陽性シグナルをスコアリングする。マイクロアレイ技術により、試料を複製とともに迅速に評価することが可能となり、これは微生物群集解析において大きな利点である。一般に、マイクロアレイ上のハイブリダイゼーションシグナル強度は、標的生物の存在量に正比例し得る。ユニバーサル高密度16Sマイクロアレイ(例えば、PHYLOCHIP)は、いくつかの培養微生物種および「候補門」を標的とした16SrRNA遺伝子の約30,000個のプローブを含有する。これらのプローブは、121種の画定された原核生物の目をすべて標的とし、細菌と古細菌の8,741種の同時検出を可能にする。微生物群集のプロファイリングに使用される別のマイクロアレイは、機能遺伝子アレイ(Functional Gene Array)(FGA)である。PHYLOCHIPとは異なり、FGAは主に特定の細菌の代謝群を検出するように設計されている。したがって、FGAは、群集構造を明らかにするだけでなく、インサイチュでの群集代謝能にも光を当てる。FGAは、既知の生物学的機能を有する遺伝子由来のプローブを含有するため、微生物群集組成を生態系の機能に結びつけるのに有用である。GEOCHIPと称されるFGAは、アンモニア酸化、メタン酸化、および窒素固定などの様々な生物地球化学的、生態学的、および環境的プロセスに関与する、すべての既知の代謝遺伝子由来の>24,000個のプローブを含有する。
タンパク質発現アッセイは、一実施形態では、1つ以上の第2のマーカーの発現レベルを決定するために本明細書に記載の方法とともに使用される(図1、1004;図2、2004)。例えば、一実施形態では、質量分析または酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)などのイムノアッセイを利用して、1つ以上の固有の第2のマーカーの発現レベルを定量化し、1つ以上の固有の第2のマーカーはタンパク質である。
一実施形態では、試料、またはその一部分を、ブロモデオキシウリジン(BrdU)組み込みに供して、第2の固有のマーカーのレベルを決定する(図1、1004;図2、2004)。チミジンの合成ヌクレオシド類似体であるBrdUを、複製細胞の新たに合成されたDNAに組み込むことができる。次いで、BRdUに特異的な抗体を、塩基類似体の検出に使用することができる。したがって、BrdU組み込みは、本明細書に記載される方法の一実施形態による微生物の活性の尺度である、DNAを活発に複製している細胞を同定する。BrdU組み込みをFISHと組み合わせて使用して、標的細胞の同一性および活性を提供することができる。
一実施形態では、試料、またはその一部を、FISHと組み合わせたマイクロオートラジオグラフィー(MAR)に供して、第2の固有のマーカーのレベルを決定する(図1、1004;図2、2004)。MAR-FISHは、放射性基質の細胞への組み込み、オートラジオグラフィーを使用した活性細胞の検出、およびFISHを使用した細胞の同定に基づく。単一細胞の解像度での活性細胞の検出および識別は、顕微鏡で行われる。MAR-FISHは、全細胞、プローブ標的細胞、および所与の放射標識物質を組み込んでいる細胞の割合に関する情報を提供する。本方法は、標的微生物のインサイチュ機能の評価を提供し、微生物のインビボ生理学を研究するための有効なアプローチである。MAR-FISHと組み合わせた細胞特異的基質取り込みの定量のために開発された技術は、定量的MAR(QMAR)として知られている。
一実施形態では、試料、またはその一部分を、FISH(ラマンFISH)と組み合わせた安定同位体ラマン分光法に供して、第2の固有のマーカーのレベルを決定する(図1、1004;図2、2004)。この技術は、安定同位体プロービング、ラマン分光法、およびFISHを組み合わせて、代謝プロセスを特定の生物体と関連付ける。細胞による安定同位体の組み込みの割合は光散乱に影響を与え、タンパク質およびmRNA成分を含む標識した細胞成分について測定可能なピークシフトをもたらす。ラマン分光法を使用して、細胞が、限定されないが以下に挙げられる化合物を合成したかどうかを同定することができる:油(アルカンなど)、脂質(トリアシルグリセロール(TAG)など)、特定のタンパク質(例えばヘムタンパク質、金属タンパク質)、シトクロム(例えば、P450、シトクロムc)、クロロフィル、発色団(集光性色素カロテノイドおよびロドプシンなど)、有機ポリマー(ポリヒドロキシアルカノエート(PHA)、ポリヒドロキシブチラート(PHB)など)、ホパノイド、ステロイド、デンプン、硫化物、硫酸塩および二次代謝物(ビタミンB12など)。
一実施形態では、試料、またはその一部をDNA/RNA安定同位体プロービング(SIP)に供して、第2の固有のマーカーのレベルを決定する(図1、1004;図2、2004)。SIPは、特定の代謝経路に関連する微生物の多様性を決定することを可能にし、炭素および窒素化合物の利用に関与する微生物の研究に一般的に適用されている。関心対象の基質を、安定同位体(例えば、13Cまたは15N)で標識し、試料に添加する。基質を代謝できる微生物のみが、基質を細胞内に組み込む。続いて、13C-DNAおよび15N-DNAを、密度勾配遠心分離により単離し、メタゲノミクス解析に使用することができる。RNA自体が細胞活動を反映しているため、RNAベースのSIPは、SIP研究で使用するための応答性の高いバイオマーカーになり得る。
一実施形態では、試料、またはその一部分を、同位体アレイに供して、第2の固有のマーカーのレベルを決定する(図1、1004;図2、2004)。同位体アレイは、ハイスループット様式で活性微生物群集を機能的および系統発生的にスクリーニングすることを可能にする。この技術では、基質取り込みプロファイルをモニタリングするためのSIPと、活性微生物群集の分類学的同一性を決定するためのマイクロアレイ技術の組み合わせを使用する。試料を増殖の過程で微生物バイオマスに組み込まれるようになる14C標識基質とインキュベートする。14C標識rRNAを、非標識rRNAから分離し、次いで蛍光色素で標識する。蛍光標識したrRNAを、系統マイクロアレイにハイブリダイズさせ、その後、放射性および蛍光シグナルをスキャンする。したがって、この技術により、複雑な微生物群集の代謝的に活性な微生物による微生物群集の組成および特異的基質の消費の同時研究が可能となる。
一実施形態では、試料、またはその一部を、メタボロミクスアッセイに供して、第2の固有のマーカーのレベルを決定する(図1、1004;図2、2004)。メタボロミクスは、生物細胞、組織、器官、または生物における、すべての代謝物、細胞プロセスの最終産物の収集を表すメタボロームを研究する。この方法は、特定の代謝物プロファイルを異なる微生物に関連付けることを可能にするため、微生物および/または微生物媒介プロセスの存在をモニタリングするために使用することができる。微生物活性に関連する細胞内および細胞外代謝物のプロファイルは、ガスクロマトグラフィー質量分析法(GC-MS)などの技術を使用して取得することができる。メタボローム試料の複雑な混合物は、ガスクロマトグラフィー、高速液体クロマトグラフィー、およびキャピラリー電気泳動などの技術によって分離することができる。代謝物の検出は、質量分析、核磁気共鳴(NMR)分光法、イオン移動度分光法、電気化学検出(HPLCと組み合わせた)、および放射性標識(薄層クロマトグラフィーと組み合わせた場合)によって行うことができる。
本明細書に記載される実施形態に従って、試料中の1つ以上の活性微生物株の存在およびそれぞれの数を決定する(図1、1006;図2、2006)。例えば、第1のマーカーの数および存在をアッセイすることによって得られた株同一性情報を解析して、固有の第1のマーカーの出現数を決定し、それによって固有の微生物株を表現する(例えば、配列決定アッセイにおける配列読み取りの数を計数することによって)。一実施形態では、この値は、第1のメーカーの全配列読み取りの割合として表し、特定の微生物タイプの固有の微生物株の割合を与えることができる。さらなる実施形態では、この割合に微生物タイプの数(工程1002または2002で取得、図1および図2を参照)を乗じて、試料および所与の体積における1つ以上の微生物株の絶対存在量を与える。
上述のように、第2の固有のマーカー発現のレベルが、閾値レベルにあるか、閾値よりも高い、例えば、対照レベルよりも少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約20%、または少なくとも約30%高い場合、1つ以上の微生物株は活性であるとみなされる。
本開示の別の態様では、1つ以上の微生物株の絶対存在量を決定するための方法は、複数の試料において決定される(図2、特に2007を参照)。微生物株が活性として分類されるためには、試料うちの1つにおいてのみ活性である必要がある。試料は、同じ供給源から複数の時点にわたって採取されてもよく、または異なる環境源(例えば、異なる動物)由来であってもよい。
一実施形態では試料における絶対存在量値は、1つ以上の活性微生物株を環境パラメーターと関連付けるために、使用される(図2、2008)。一実施形態では、環境パラメーターは、第2の活性微生物株の存在である。1つ以上の活性微生物株を環境パラメーターに関連付けることは、一実施形態では、相関またはネットワーク解析によって、株およびパラメーターの共起性を判定することによって実施される。
一実施形態では、1つ以上の活性微生物株と環境パラメーターとの共起性を判定することは、ネットワーク内の複数もしくは単一の株と環境パラメーターとの連結性を測定するためネットワークおよび/またはクラスター解析法を含み、ネットワークは、共通または類似の環境パラメーターを共有する2つ以上の試料の集合である。別の実施形態では、ネットワークおよび/またはクラスター解析法は、試料中の2つ以上の活性微生物株の共起性を決定するために適用されてもよい(図2、2008)。別の実施形態では、ネットワーク解析は、変数間の連結性を確立するための相互情報を含むノンパラメトリックアプローチを含む。別の実施形態では、ネットワーク解析は、連鎖解析、モジュール性解析、ロバスト性測定、中間性測定、連結性測定、推移性測定、中心性測定、またはそれらの組み合わせを含む(図2、2009)。別の実施形態では、クラスター解析法は、連結性モデル、部分空間モデル、分布モデル、密度モデル、または重心モデルを構築すること、および/またはLouvain、Bron-Kerbosch、Girvan-Newman、Clauset-Newman-Moore、Pons-Latapy、およびWakita-Tsurumiアルゴリズムなどの群集検出アルゴリズムを使用することを含む(図2、2010)。
一実施形態では、クラスター解析法は、モジュール性最適化に基づくヒューリスティック方法である。さらなる実施形態では、クラスター解析方法は、Louvain法である(例えば、Blondel et al.(2008)Fast unfolding of communities in large networks.Journal of Statistical Mechanics:Theory and Experiment,Volume 2008,October 2008に記載された方法を参照されたい。当該文献はすべての目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれる)。
別の実施形態では、ネットワーク分析は、リンクマイニングおよび予測、集団分類、リンクベースのクラスタリング、関係類似性、またはそれらの組み合わせを通したネットワークの予測モデリングを含む。別の実施形態では、ネットワーク解析は、微分方程式に基づく集団のモデリングを含む。別の実施形態では、ネットワーク解析は、Lotka-Volterraモデリングを含む。
一実施形態では、試料中の1つ以上の活性微生物株を環境パラメーターに関連付ける(例えば、共起性を判定する)ことは、環境パラメーターおよび微生物株の関連性を示すリンケージを加えたマトリックスを作成することを含む。
一実施形態では、工程2007で得られた複数の試料データ(例えば、各時点が個々の試料に対応する、2つ以上の時点で収集され得る2つ以上の試料にわたる)を集計する。さらなる実施形態では、各試料中の1つ以上の微生物株の各々の細胞数を、関連性マトリックス(いくつかの実施形態では、存在量マトリックスとすることができる)に保存する。一実施形態では、関連性マトリックスは、関連性(例えば、存在量)データで重み付けされたルールマイニングアプローチを使用して、特定の時点試料中の活性微生物株間の関連を識別するために使用される。一実施形態では、フィルタを適用して重要でない規則を除去する。
一実施形態では、1つ以上の活性微生物株、または2つ以上の活性微生物株の絶対存在量を、例えば、共起判定を介して、1つ以上の環境パラメーター(図2、2008)に関連付ける。環境パラメーターは、解析される試料に応じてユーザーによって選択され、本明細書に記載される方法によって制限されない。環境パラメーターは、試料自体のパラメーター、例えば、pH、温度、試料中のタンパク質量であり得る。あるいは、環境パラメーターは、微生物群集の同一性の変化に影響を及ぼすパラメーターである(すなわち、微生物群集の「同一性」が、微生物株のタイプおよび/または群集内の特定の微生物株の数によって特徴付けられる場合)か、または微生物群集の同一性の変化によって影響を受けるパラメーターである。一実施形態では、環境パラメーターは、同じ試料中に存在する、微生物群集内の第2の微生物株の存在、活性および/または存在量である。
本明細書に記載するいくつかの実施形態では、環境パラメーターは、メタデータパラメーターと呼ばれる。
メタデータパラメーターの他の例には、試料が得られた宿主からの遺伝情報(例えば、DNA変異情報)、試料pH、試料温度、特定のタンパク質またはmRNAの発現、周囲環境/エコシステムの栄養条件(例えば、1つ以上の栄養素のレベルおよび/または同一性) 、疾患に対する感受性または耐性、疾患の発症または進行、毒素に対する試料の感受性または耐性、生体外物質化合物(医薬品)の有効性、天然産物の生合成、またはそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
例えば、一実施形態によれば、図2の方法(すなわち、2001~2007)に従って、微生物株数の変化は、複数の試料にわたって計算される。経時的な1つ以上の活性株の株数変化を集計し(例えば、最初に工程2006に従って活性であるとして識別された1つ以上の株)、変化の方向性を注目する(すなわち、負の値は減少を示し、正の値は増加を示す)。時間の経過に伴う細胞の数をネットワークとして表し、微生物株はノードを表し、存在量で重み付けしたルールはエッジを表す。マルコフ連鎖およびランダムウォークを利用して、ノード間の連結性を判定し、クラスターを定義する。一実施形態におけるクラスターを、望ましいメタデータに関連付けられたクラスターを識別するために、メタデータを使用してフィルタリングする(図2、2008)。
さらなる実施形態では、時間の経過に伴う細胞数変化と、標的クラスターに存在する株とを統合することによって、微生物株を重要性に従ってランク付けし、最も大きい細胞数の変化を最も高くランク付けする。
イヌ病原体耐性および排除
いくつかの態様では、本開示は、胃腸管の病原性微生物を排除するように、本明細書に記載の1つ以上の微生物組成物をイヌに投与することに向けられる。いくつかの実施形態では、本開示は、さらに胃腸管内の病原性微生物の定着を防止するために、本明細書に記載される微生物組成物を投与することに向けられる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の微生物組成物の投与は、イヌの外皮および気道から病原体をさらに排除し、および/または外皮上および気道内の病原体の定着を防止する。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の微生物組成物の投与は、漏出性腸/腸透過性、ヒスタミンのレベル、リポ多糖類(LPS)の産生、炎症、鼓脹症、下痢、GIディスバイオシス、GI腸疾患、出血性下痢、および/またはGI病原体誘発性疾患の発生率を低減させる。
いくつかの実施形態では、本開示の微生物は、イヌの胃腸管に定着し、これは病原性微生物の定着を防止し得る。いくつかの実施形態では、本開示の微生物は、イヌの後腸に定着し、これは病原性微生物の定着を防止し得る。
いくつかの実施形態では、本開示の微生物組成物は、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、または0.01%未満の相対存在量でイヌの胃腸管に存在する1つ以上の微生物を含む。
いくつかの実施形態では、本開示の微生物組成物の投与後、1つ以上の微生物が、少なくとも0.5%、1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、または95%の相対存在量で、イヌの胃腸管に存在する。
イヌの病原性微生物には以下が挙げられる:Clostridium perfringens、Clostridium botulinum、Salmonella typi、Salmonella typhimurium、Salmonella enterica、Salmonella pullorum、Erysipelothrix insidiosa、Campylobacter jejuni、Campylobacter coli、Campylobacter lari、Listeria monocytogenes、Streptococcus agalactiae、Streptococcus dysgalactiae、Clostridium difficile、Corynebacterium bovis、Mycoplasma sp.、Citrobacter sp.、Enterobacter sp.、Pseudomonas aeruginosa、Pasteurella sp.、Bacillus cereus、Bacillus licheniformis、Streptococcus uberis、Staphylococcus aureus、および腸管病原性、腸管侵入性、または腸管出血性Escherichia coliの病原性株、Staphylococcus aureus、Pasteurella multocida、Mannheimia haemolytica、Histophilus somni、Proteus sp.、Klebsiella sp、Shigella sp.、ならびにAspergillus sp.。
いくつかの実施形態では、病原性微生物には、ウイルス病原体を含む。いくつかの実施形態では、病原性微生物は、イヌおよびヒトの両方に病原性である。いくつかの実施形態では、病原微生物は、イヌまたはヒトのいずれかに対して病原性である。
いくつかの実施形態では、本開示の組成物のイヌへの投与は、投与された微生物が胃腸管内に存在する微生物病原体を打ち負かすように、胃腸マイクロバイオームの構成を調節する。いくつかの実施形態では、微生物病原体を保有するイヌへの本開示の組成物の投与は、病原体を打ち負かし、イヌの病原体を排除する。いくつかの実施形態では、本開示の組成物の投与は、宿主免疫を刺激し、微生物病原体の排除を助ける。いくつかの実施形態では、本開示の組成物の投与は、イヌの微生物病原体を減少させまたは排除する静菌成分および/または殺菌成分を生成する微生物を導入する。(米国特許第8,345,010号)。
いくつかの態様では、本開示の微生物は病原体を打ち負かし、病原体がGI管に定着するのを防止し、GI上皮またはGI粘膜上の付着部位に付着するのを防止する。いくつかの態様では、本開示の微生物は、病原体の成長を阻害する抗微生物の産生のために病原体が定着するのを防ぐ。いくつかの態様では、本開示の微生物は、GI管の炎症状態を低減する。いくつかの態様では、本開示の微生物は、GI管の上皮の炎症状態を低減する。いくつかの態様では、本開示の微生物は、胃腸管の上皮下細胞および組織の炎症状態を低減する。
いくつかの態様では、本開示の微生物の投与は、GI管内の粘膜層の保護をもたらす。いくつかの態様では、本開示の微生物の投与は、GI管によって産生される粘膜の増加をもたらす。いくつかの態様では、本開示の微生物の投与は、GI粘膜の生化学的分解の発生率の減少をもたらす。いくつかの態様では、本開示の微生物の投与は、GI管の粘膜層を通過してGI内皮細胞に局在する病原体の能力の低下をもたらす。いくつかの態様では、本開示の微生物は、GI内皮細胞へのアクセスを得ることによる病原体の発生を予防または減少させる粘膜シールドを生成する。
いくつかの態様では、本開示の微生物は、GI管内の結合部位について1つ以上のイヌGI病原体を打ち負かし、それによって病原体の定着または病原体の細胞内もしくは細胞間アクセスを防止する。
いくつかの態様では、本開示の微生物は、病原体の定着に有利に働くであろうpHシフトを防止するために、胃腸管の様々なサブコンパートメントまたはセクションの典型的な生理学的pHを補正または維持することができる。いくつかの態様では、本開示の微生物は、GI管のpH/酸化還元バランスに寄与する二酸化炭素および/または水素を利用する微生物を含む。いくつかの態様では、本開示の微生物は、GI管のpH/酸化還元バランスに寄与するVFA産生微生物を含む。
いくつかの実施形態では、本開示の1つ以上の組成物を投与後に微生物生着菌または微生物病原体を用いてイヌにチャレンジすることは、微生物生着菌または微生物病原体が、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、または0.01%を超える相対存在量まで増殖することを防止する。さらなる実施形態において、本開示の1つ以上の組成物を投与後に、微生物生着菌または微生物病原体を用いてイヌにチャレンジすることは、微生物生着菌または微生物病原体が、イヌに定着するのを防止する。
いくつかの実施形態では、微生物生着菌または微生物病原体の排除が、本開示の1つ以上の組成物の投与後25日未満、24日未満、23日未満、22日未満、21日未満、20日未満、19日未満、18日未満、17日未満、16日未満、15日未満、14日未満、13日未満、12日未満、11日未満、10日未満、9日未満、8日未満、7日未満、6日未満、5日未満、4日未満、3日未満、または2日未満で起こる。
いくつかの実施形態では、微生物生着菌または微生物病原体の排除が、本開示の1つ以上の組成物の投与後1~30日、1~25日、1~20日、1~15日、1~10日、1~5日、5~30日、5~25日、5~20日、5~15日、5~10日、10~30日、10~25日、10~20日、10~15日、15~30日、15~25日、15~20日、20~30日、20~25日、または25~30日以上で起こる。
改善された形質
多様な微生物集団がイヌの胃腸管に生息する。胃腸管内の微生物の酵素活性は、飼料中の化学物質および分子を単純な糖および揮発性脂肪酸に分解するために重要である。この酵素活性は、飼料からのエネルギーを抽出するために重要であり、より効率的な分解は最終的に動物により多くのエネルギーを提供する。飼料中に存在する可溶性糖の一部は、酪酸、プロピオン酸、および酢酸などの揮発性脂肪酸に変換される。揮発性脂肪酸は、飼料の繊維性成分および非繊維性成分の両方の消化から生じる。
いくつかの態様では、本開示は、本明細書に記載の微生物組成物をイヌに投与して、体重、胃腸の健康、消化化学、飼料消化性、糞排泄、病原性微生物の定着の防止、および病原性微生物の排除の態様の調節を通じて、1つ以上の形質を改善することに向けられる。いくつかの態様では、本開示はさらに、本明細書の微生物組成物をイヌに投与することにより、胃腸ディスバイオシスの発生率の減少、胃腸ディスバイオシスの重症度の減少、下痢の発生率の減少、下痢の重症度の減少、過敏性腸疾患(IBD)の発生率の減少、過敏性腸疾患の重症度の減少、腸疾患の重症度の低下、腸疾患の発症率の低下、胃腸病原体の定着の発生率の減少、胃腸病原体誘発性疾患の発生率の減少、胃腸病原体の輸送頻度の減少、糞便中に存在する一次胆汁酸の量の減少、糞便中に存在する二次胆汁酸の増加、および/またはそれらの組み合わせ、を達成することに向けられている。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の微生物組成物を投与すると、イヌにおける少なくとも1つの形質が改善される。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの改善された形質は、以下からなる群から選択される:胃腸ディスバイオシスの発生率の減少、胃腸ディスバイオシスの重症度の減少、下痢の発生率の減少、下痢の重症度の減少、過敏性腸疾患(IBD)の発生率の減少、過敏性腸疾患の重症度の減少、腸疾患の重症度の減少、腸疾患の発症率の減少、胃腸病原体の定着の発生率の減少、胃腸病原体誘発性疾患の発生率の減少、胃腸病原体の輸送頻度の減少、糞便中に存在する一次胆汁酸の量の減少、糞便中に存在する二次胆汁酸の増加、GI管における脂肪酸産生の増加、多糖類およびリグニン分解の増加、脂肪、デンプン、および/またはタンパク質消化の増加、pHバランスの増加、ビタミンの利用可能性の増加、死亡の可能性または発生率の低下、罹患の可能性または発生率の低下、抗菌剤の産生の増加、ビタミンの哺乳動物および/または微生物合成の増加、胃腸マイクロバイオームのアルファ多様性の低下、便の硬さの改善、規則的な便通の増加、排便時の怒責の軽減、口腔衛生の改善、抗生物質による副作用の低減、より生き生きとした目、活力の増加、食欲亢進、毛並みおよび毛質の向上、寿命の延長および/またはそれらの組み合わせであり、当該増加または減少が、当該組成物を投与されていない動物と比較することによって決定される。
いくつかの実施形態では、イヌのディスバイオシス事象の数は、本開示の組成物を投与されていない動物と比較して、少なくとも0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%低減する。
いくつかの実施形態では、GIにおける出血性下痢の発生率は、本開示の組成物を投与されていない動物と比較して、少なくとも0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%低減する。
いくつかの実施形態では、二次性胆汁酸の発生は、本開示の組成物を投与されていない動物と比較して、少なくとも0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%増加する。いくつかの態様では、二次性胆汁酸は、デオキシコール酸およびリトコール酸を含む。
いくつかの実施形態では、一次性胆汁酸の発生は、本開示の組成物を投与されていない動物と比較して、少なくとも0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%減少する。いくつかの態様では、一級胆汁酸は、コール酸およびケノデオキシコール酸を含む。
いくつかの実施形態では、本開示の1つ以上の微生物を投与されたイヌは、本開示の組成物を投与されていない動物と比較して、GI管における緩衝能力が、少なくとも0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%増加する。
いくつかの実施形態では、過敏性腸疾患の発生率は、本開示の組成物を投与されていない動物と比較して、少なくとも0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%低減する。
いくつかの実施形態では、GI管における微生物病原体の定着は、本開示の組成物を投与されていない動物と比較して、少なくとも0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%低減する。
いくつかの実施形態では、胃腸管の微生物のアルファ多様性は、本開示の組成物を投与されていない動物と比較して、少なくとも0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%低減する。
いくつかの実施形態では、胃腸管における抗菌剤の産生は、本開示の組成物を投与されていない動物と比較して、少なくとも0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%より増加する。
いくつかの実施形態では、胃腸管におけるビタミンの産生は、本開示の組成物を投与されていない動物と比較して、少なくとも0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%より増加する。
いくつかの実施形態では、膨満感の発生率は、本開示の組成物を投与されていない動物と比較して、少なくとも0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%低減する。
いくつかの実施形態では、1つ以上の揮発性脂肪酸の合成は、本開示の組成物を投与されていない動物と比較して、少なくとも0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%増加する。
いくつかの実施形態では、動物の体重は、本開示の組成物を投与されていない動物と比較して、少なくとも0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%増加する。
いくつかの実施形態では、動物の体重増加率は、本開示の組成物を投与されていない動物と比較して、少なくとも0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%増加する。
いくつかの実施形態では、動物におけるリポ多糖産生は、本開示の組成物を投与されていない動物と比較して、少なくとも0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%減少する。
いくつかの実施形態では、動物飼料の効率および消化率を改善することが望ましい。いくつかの実施形態では、動物飼料からのリグノセルロース成分の分解を増加させることが望ましい。リグノセルロース系成分には、リグニン、セルロース、およびヘミセルロースが含まれる。
いくつかの実施形態では、胃腸管内の脂肪酸の濃度を増加させることが望ましい。脂肪酸には、酢酸、プロピオン酸、および酪酸が含まれる。いくつかの実施形態では、有益な微生物組成物の破壊を防止するために、胃腸管内のpHバランスを維持することが望ましい。
いくつかの実施形態では、イヌによって生成されるメタンおよび糞尿(manure)の量を減少させることが望ましい。
いくつかの実施形態では、一次胆汁酸の量の減少が望ましい。さらなる実施形態において、二次胆汁酸の量の増加が望ましい。
いくつかの実施形態では、乾物の摂取量を改善することが望ましい。いくつかの実施形態では、飼料摂取量を改善することが望ましい。いくつかの実施形態では、イヌが摂取する飼料および/または乾物の窒素利用効率を改善することが望ましい。
いくつかの実施形態では、本開示の改善された形質は、本記載微生物組成物の投与の結果である。微生物組成物は、消化管の生化学的性質が、本開示の微生物組成物を投与されていないイヌの胃腸管よりも胃腸管液および固体基質がより効率的かつ完全にサブコンポーネントおよび代謝物に分解されるように変化するように、イヌのGIマイクロバイオームを調節すると考えられる。
いくつかの実施形態では、効率の増加および胃腸管基質の分解の増加は、本開示の改善された形質の増加をもたらす。
いくつかの実施形態では、本開示の1つ以上の組成物の投与は、GIディスバイオシスおよび/または下痢の重症度の減少をもたらす。
いくつかの実施形態では、本開示の1つ以上の組成物の投与は、結腸がん、炎症性腸疾患、慢性下痢、肥満、腸疾患、およびビタミンおよび脂肪などの栄養素の吸収不良などの腸障害の発症の可能性の減少をもたらす。いくつかの実施形態では、本開示の1つ以上の組成物の投与は、炎症性腸疾患、慢性下痢、肥満、腸疾患、およびビタミンおよび脂肪などの栄養素の吸収不良などの腸障害の重症度の減少をもたらす。
いくつかの実施形態では、本開示の1つ以上の組成物の投与は、抗生物質の存在下または非存在下での飼料効率の改善をもたらす。
Ziese et al.,Sindern et al.,Hooda et al.,and Barko et al.は、イヌにおけるプロバイオティック微生物の検査に関する一般的な知識を提供する。Ziese et al.(2018.PLOS ONE.13(9):e0204691;Sindern et al.(2019.J Vet Intern Med.33:100-105)、Hooda et al.(2012.Animal health Research Reviews.13(1):78-88)、およびBarko et al.(2018.J Vet Intern Med.32:9-25)を参照されたい。
いくつかの実施形態では、本開示の1つ以上の組成物の投与は、1つ以上の組成物を投与されていないものと比較して、イヌの体温の低下をもたらす。さらなる実施形態において、温度の低下は、少なくとも0.2°F、少なくとも0.4°F、少なくとも0.6°F、少なくとも0.8°F、少なくとも1°F、少なくとも1.2°F、少なくとも1.4°F、少なくとも1.6°F、少なくとも1.8°F、少なくとも2°F、少なくとも2.2°F、少なくとも2.4°F、少なくとも2.6°F、少なくとも2.8°F、少なくとも3°F、少なくとも3.2°F、少なくとも3.4°F、少なくとも3.6°F、少なくとも3.8°F、少なくとも4°F、少なくとも4.2°F、少なくとも4.4°F、少なくとも4.6°F、少なくとも4.8°F、少なくとも5°F、少なくとも5.2°F、少なくとも5.4°F、少なくとも5.6°F、少なくとも5.8°F、または少なくとも6°Fである。
さらなる実施形態において、温度の低下は、約0.2°F、約0.4°F、約0.6°F、約0.8°F、約1°F、約1.2°F、約1.4°F、約1.6°F、約1.8°F、約2°F、約2.2°F、約2.4°F、約2.6°F、約2.8°F、約3°F、約3.2°F、約3.4°F、約3.6°F、約3.8°F、約4°F、約4.2°F、約4.4°F、約4.6°F、約4.8°F、約5°F、約5.2°F、約5.4°F、約5.6°F、約5.8°F、または約6°Fである。
いくつかの実施形態では、本開示の形質の任意の1つ以上の増加は、本開示の1つ以上の微生物組成物を投与されていない動物と比較して、約0.1%、約0.2%、約0.3%、約0.4%、約0.5%、約0.6%、約0.7%、約0.8%、約0.9%、約1%、約2%、約3%、約4%、約5%、約6%、約7%、約8%、約9%、約10%、約11%、約12%、約13%、約14%、約15%、約16%、約17%、約18%、約19%、約20%、約21%、約22%、約23%、約24%、約25%、約26%、約27%、約28%、約29%、約30%、約31%、約32%、約33%、約34%、約35%、約36%、約37%、約38%、約39%、約40%、約41%、約42%、約43%、約44%、約45%、約46%、約47%、約48%、約49%、約50%、約51%、約52%、約53%、約54%、約55%、約56%、約57%、約58%、約59%、約60%、約61%、約62%、約63%、約64%、約65%、約66%、約67%、約68%、約69%、約70%、約71%、約72%、約73%、約74%、約75%、約76%、約77%、約78%、約79%、約80%、約81%、約82%、約83%、約84%、約85%、約86%、約87%、約88%、約89%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、または約100%の増加である。
いくつかの実施形態では、本開示の形質の任意の1つ以上の増加は、本開示の1つ以上の微生物組成物を投与されていない動物と比較して、少なくとも0.1%、少なくとも0.2%、少なくとも0.3%、少なくとも0.4%、少なくとも0.5%、少なくとも0.6%、少なくとも0.7%、少なくとも0.8%、少なくとも0.9%、少なくとも1%、少なくとも2%、少なくとも3%、少なくとも4%、少なくとも5%、少なくとも6%、少なくとも7%、少なくとも8%、少なくとも9%、少なくとも10%、少なくとも11%、少なくとも12%、少なくとも13%、少なくとも14%、少なくとも15%、少なくとも16%、少なくとも17%、少なくとも18%、少なくとも19%、少なくとも20%、少なくとも21%、少なくとも22%、少なくとも23%、少なくとも24%、少なくとも25%、少なくとも26%、少なくとも27%、少なくとも28%、少なくとも29%、少なくとも30%、少なくとも31%、少なくとも32%、少なくとも33%、少なくとも34%、少なくとも35%、少なくとも36%、少なくとも37%、少なくとも38%、少なくとも39%、少なくとも40%、少なくとも41%、少なくとも42%、少なくとも43%、少なくとも44%、少なくとも45%、少なくとも46%、少なくとも47%、少なくとも48%、少なくとも49%、少なくとも50%、少なくとも51%、少なくとも52%、少なくとも53%、少なくとも54%、少なくとも55%、少なくとも56%、少なくとも57%、少なくとも58%、少なくとも59%、少なくとも60%、少なくとも61%、少なくとも62%、少なくとも63%、少なくとも64%、少なくとも65%、少なくとも66%、少なくとも67%、少なくとも68%、少なくとも69%、少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、または少なくとも100%の増加である。
いくつかの実施形態では、本開示の形質の任意の1つ以上の減少は、本開示の1つ以上の微生物組成物を投与されていない動物と比較して、約0.1%、約0.2%、約0.3%、約0.4%、約0.5%、約0.6%、約0.7%、約0.8%、約0.9%、約1%、約2%、約3%、約4%、約5%、約6%、約7%、約8%、約9%、約10%、約11%、約12%、約13%、約14%、約15%、約16%、約17%、約18%、約19%、約20%、約21%、約22%、約23%、約24%、約25%、約26%、約27%、約28%、約29%、約30%、約31%、約32%、約33%、約34%、約35%、約36%、約37%、約38%、約39%、約40%、約41%、約42%、約43%、約44%、約45%、約46%、約47%、約48%、約49%、約50%、約51%、約52%、約53%、約54%、約55%、約56%、約57%、約58%、約59%、約60%、約61%、約62%、約63%、約64%、約65%、約66%、約67%、約68%、約69%、約70%、約71%、約72%、約73%、約74%、約75%、約76%、約77%、約78%、約79%、約80%、約81%、約82%、約83%、約84%、約85%、約86%、約87%、約88%、約89%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、または約100%の減少である。
いくつかの実施形態では、本開示の形質の任意の1つ以上の減少は、本開示の1つ以上の微生物組成物を投与されていない動物と比較して、少なくとも0.1%、少なくとも0.2%、少なくとも0.3%、少なくとも0.4%、少なくとも0.5%、少なくとも0.6%、少なくとも0.7%、少なくとも0.8%、少なくとも0.9%、少なくとも1%、少なくとも2%、少なくとも3%、少なくとも4%、少なくとも5%、少なくとも6%、少なくとも7%、少なくとも8%、少なくとも9%、少なくとも10%、少なくとも11%、少なくとも12%、少なくとも13%、少なくとも14%、少なくとも15%、少なくとも16%、少なくとも17%、少なくとも18%、少なくとも19%、少なくとも20%、少なくとも21%、少なくとも22%、少なくとも23%、少なくとも24%、少なくとも25%、少なくとも26%、少なくとも27%、少なくとも28%、少なくとも29%、少なくとも30%、少なくとも31%、少なくとも32%、少なくとも33%、少なくとも34%、少なくとも35%、少なくとも36%、少なくとも37%、少なくとも38%、少なくとも39%、少なくとも40%、少なくとも41%、少なくとも42%、少なくとも43%、少なくとも44%、少なくとも45%、少なくとも46%、少なくとも47%、少なくとも48%、少なくとも49%、少なくとも50%、少なくとも51%、少なくとも52%、少なくとも53%、少なくとも54%、少なくとも55%、少なくとも56%、少なくとも57%、少なくとも58%、少なくとも59%、少なくとも60%、少なくとも61%、少なくとも62%、少なくとも63%、少なくとも64%、少なくとも65%、少なくとも66%、少なくとも67%、少なくとも68%、少なくとも69%、少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、または少なくとも100%の減少である
いくつかの態様では、本開示の1つ以上の微生物の投与が、本開示の任意の1つ以上の種の倍率変化、増加または減少をもたらし、1つ以上の微生物を投与されなかったイヌと比較して、少なくとも0.1、少なくとも0.2、少なくとも0.3、少なくとも0.4、少なくとも0.5、少なくとも0.6、少なくとも0.8、少なくとも0.9、少なくとも1、少なくとも1.2、少なくとも1.4、少なくとも1.6、少なくとも1.8、少なくとも2、少なくとも2.2、少なくとも2.4、少なくとも2.6、少なくとも2.8、少なくとも3、少なくとも3.2、少なくとも3.4、少なくとも3.6、少なくとも3.8、少なくとも4、少なくとも4.2、少なくとも4.4、少なくとも4.6、少なくとも4.8、少なくとも5、少なくとも5.5、少なくとも6、少なくとも6.5、少なくとも7、少なくとも7.5、少なくとも8、少なくとも8.5、少なくとも9、少なくとも9.5、少なくとも10、少なくとも11、少なくとも12、少なくとも13、少なくとも14、少なくとも15、少なくとも16、少なくとも17、少なくとも18、少なくとも19、または少なくとも20倍の倍率変化、増加または減少をもたらす。
いくつかの態様では、本開示の1つ以上の微生物の投与が、本開示の任意の1つ以上の属の倍率変化、増加または減少をもたらし、1つ以上の微生物を投与されなかったイヌと比較して、少なくとも0.1、少なくとも0.2、少なくとも0.3、少なくとも0.4、少なくとも0.5、少なくとも0.6、少なくとも0.8、少なくとも0.9、少なくとも1、少なくとも1.2、少なくとも1.4、少なくとも1.6、少なくとも1.8、少なくとも2、少なくとも2.2、少なくとも2.4、少なくとも2.6、少なくとも2.8、少なくとも3、少なくとも3.2、少なくとも3.4、少なくとも3.6、少なくとも3.8、少なくとも4、少なくとも4.2、少なくとも4.4、少なくとも4.6、少なくとも4.8、少なくとも5、少なくとも5.5、少なくとも6、少なくとも6.5、少なくとも7、少なくとも7.5、少なくとも8、少なくとも8.5、少なくとも9、少なくとも9.5、少なくとも10、少なくとも11、少なくとも12、少なくとも13、少なくとも14、少なくとも15、少なくとも16、少なくとも17、少なくとも18、少なくとも19、または少なくとも20倍の倍率変化、増加または減少をもたらす。
いくつかの態様では、本開示の1つ以上の微生物の投与が、本開示の任意の1つ以上の科の倍率変化、増加または減少をもたらし、1つ以上の微生物を投与されなかったイヌと比較して、少なくとも0.1、少なくとも0.2、少なくとも0.3、少なくとも0.4、少なくとも0.5、少なくとも0.6、少なくとも0.8、少なくとも0.9、少なくとも1、少なくとも1.2、少なくとも1.4、少なくとも1.6、少なくとも1.8、少なくとも2、少なくとも2.2、少なくとも2.4、少なくとも2.6、少なくとも2.8、少なくとも3、少なくとも3.2、少なくとも3.4、少なくとも3.6、少なくとも3.8、少なくとも4、少なくとも4.2、少なくとも4.4、少なくとも4.6、少なくとも4.8、少なくとも5、少なくとも5.5、少なくとも6、少なくとも6.5、少なくとも7、少なくとも7.5、少なくとも8、少なくとも8.5、少なくとも9、少なくとも9.5、少なくとも10、少なくとも11、少なくとも12、少なくとも13、少なくとも14、少なくとも15、少なくとも16、少なくとも17、少なくとも18、少なくとも19、または少なくとも20倍の倍率変化、増加または減少をもたらす。
いくつかの態様では、本開示の1つ以上の微生物の投与が、本開示の任意の1つ以上の綱の倍率変化、増加または減少をもたらし、1つ以上の微生物を投与されなかったイヌと比較して、少なくとも0.1、少なくとも0.2、少なくとも0.3、少なくとも0.4、少なくとも0.5、少なくとも0.6、少なくとも0.8、少なくとも0.9、少なくとも1、少なくとも1.2、少なくとも1.4、少なくとも1.6、少なくとも1.8、少なくとも2、少なくとも2.2、少なくとも2.4、少なくとも2.6、少なくとも2.8、少なくとも3、少なくとも3.2、少なくとも3.4、少なくとも3.6、少なくとも3.8、少なくとも4、少なくとも4.2、少なくとも4.4、少なくとも4.6、少なくとも4.8、少なくとも5、少なくとも5.5、少なくとも6、少なくとも6.5、少なくとも7、少なくとも7.5、少なくとも8、少なくとも8.5、少なくとも9、少なくとも9.5、少なくとも10、少なくとも11、少なくとも12、少なくとも13、少なくとも14、少なくとも15、少なくとも16、少なくとも17、少なくとも18、少なくとも19、または少なくとも20倍の倍率変化、増加または減少をもたらす。
いくつかの態様では、本開示の1つ以上の微生物の投与が、本開示の任意の1つ以上の目の倍率変化、増加または減少をもたらし、1つ以上の微生物を投与されなかったイヌと比較して、少なくとも0.1、少なくとも0.2、少なくとも0.3、少なくとも0.4、少なくとも0.5、少なくとも0.6、少なくとも0.8、少なくとも0.9、少なくとも1、少なくとも1.2、少なくとも1.4、少なくとも1.6、少なくとも1.8、少なくとも2、少なくとも2.2、少なくとも2.4、少なくとも2.6、少なくとも2.8、少なくとも3、少なくとも3.2、少なくとも3.4、少なくとも3.6、少なくとも3.8、少なくとも4、少なくとも4.2、少なくとも4.4、少なくとも4.6、少なくとも4.8、少なくとも5、少なくとも5.5、少なくとも6、少なくとも6.5、少なくとも7、少なくとも7.5、少なくとも8、少なくとも8.5、少なくとも9、少なくとも9.5、少なくとも10、少なくとも11、少なくとも12、少なくとも13、少なくとも14、少なくとも15、少なくとも16、少なくとも17、少なくとも18、少なくとも19、または少なくとも20倍の倍率変化、増加または減少をもたらす。
いくつかの態様では、本開示の1つ以上の微生物の投与が、本開示の任意の1つ以上の門の倍率変化、増加または減少をもたらし、1つ以上の微生物を投与されなかったイヌと比較して、少なくとも0.1、少なくとも0.2、少なくとも0.3、少なくとも0.4、少なくとも0.5、少なくとも0.6、少なくとも0.8、少なくとも0.9、少なくとも1、少なくとも1.2、少なくとも1.4、少なくとも1.6、少なくとも1.8、少なくとも2、少なくとも2.2、少なくとも2.4、少なくとも2.6、少なくとも2.8、少なくとも3、少なくとも3.2、少なくとも3.4、少なくとも3.6、少なくとも3.8、少なくとも4、少なくとも4.2、少なくとも4.4、少なくとも4.6、少なくとも4.8、少なくとも5、少なくとも5.5、少なくとも6、少なくとも6.5、少なくとも7、少なくとも7.5、少なくとも8、少なくとも8.5、少なくとも9、少なくとも9.5、少なくとも10、少なくとも11、少なくとも12、少なくとも13、少なくとも14、少なくとも15、少なくとも16、少なくとも17、少なくとも18、少なくとも19、または少なくとも20倍の倍率変化、増加または減少をもたらす。
いくつかの態様では、本開示の1つ以上の微生物の投与は、本明細書に開示される1つ以上の分類群に属する任意の1つ以上のタイプの微生物の相対存在量の変化をもたらし、その結果、本明細書に開示される1つ以上の分類群に属する任意またはより多くのタイプの微生物が、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%の相対存在量でGI管に存在する。
いくつかの態様では、本開示の1つ以上の微生物の投与は、本明細書に開示される1つ以上の分類群に属する任意の1つ以上のタイプの微生物の相対存在量の変化をもたらし、その結果、本明細書に開示される1つ以上の分類群に属する任意またはより多くのタイプの微生物が、約1%、約2%、約3%、約4%、約5%、約6%、約7%、約8%、約9%、約10%、約11%、約12%、約13%、約14%、約15%、約16%、約17%、約18%、約19%、約20%、約21%、約22%、約23%、約24%、約25%、約26%、約27%、約28%、約29%、約30%、約31%、約32%、約33%、約34%、約35%、約36%、約37%、約38%、約39%、約40%、約41%、約42%、約43%、約44%、約45%、約46%、約47%、約48%、約49%、約50%、約51%、約52%、約53%、約54%、約55%、約56%、約57%、約58%、約59%、約60%、約61%、約62%、約63%、約64%、約65%、約66%、約67%、約68%、約69%、約70%、約71%、約72%、約73%、約74%、約75%、約76%、約77%、約78%、約79%、約80%、約81%、約82%、約83%、約84%、約85%、約86%、約87%、約88%、約89%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、または約100%の相対存在量でGI管に存在する。
いくつかの態様では、本開示の1つ以上の微生物の投与は、本明細書に開示される1つ以上の分類群に属する任意の1つ以上のタイプの微生物の相対存在量の変化をもたらし、その結果、本明細書に開示される1つ以上の分類群に属する任意またはより多くのタイプの微生物が、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%の相対存在量でGI管に存在する。
いくつかの態様では、本開示の1つ以上の微生物の投与は、本明細書に開示される1つ以上の分類群に属する任意の1つ以上のタイプの微生物の相対存在量の変化をもたらし、その結果、本明細書に開示される1つ以上の分類群に属する任意またはより多くのタイプの微生物が、約1%、約2%、約3%、約4%、約5%、約6%、約7%、約8%、約9%、約10%、約11%、約12%、約13%、約14%、約15%、約16%、約17%、約18%、約19%、約20%、約21%、約22%、約23%、約24%、約25%、約26%、約27%、約28%、約29%、約30%、約31%、約32%、約33%、約34%、約35%、約36%、約37%、約38%、約39%、約40%、約41%、約42%、約43%、約44%、約45%、約46%、約47%、約48%、約49%、約50%、約51%、約52%、約53%、約54%、約55%、約56%、約57%、約58%、約59%、約60%、約61%、約62%、約63%、約64%、約65%、約66%、約67%、約68%、約69%、約70%、約71%、約72%、約73%、約74%、約75%、約76%、約77%、約78%、約79%、約80%、約81%、約82%、約83%、約84%、約85%、約86%、約87%、約88%、約89%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、または約100%の相対存在量でGI管に存在する。
いくつかの態様では、本開示の1つ以上の微生物の投与は、本明細書に開示される1つ以上の分類群に属する任意の1つ以上のタイプの微生物の相対存在量の変化をもたらし、その結果、本明細書に開示される1つ以上の分類群に属する任意またはより多くのタイプの微生物が、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%の相対存在量でGI管に存在する。
いくつかの態様では、本開示の1つ以上の微生物の投与は、Bacteroidalesの相対存在量の変化をもたらし、その結果、Bacteroidales目の細菌が、約1%、約2%、約3%、約4%、約5%、約6%、約7%、約8%、約9%、約10%、約11%、約12%、約13%、約14%、約15%、約16%、約17%、約18%、約19%、約20%、約21%、約22%、約23%、約24%、約25%、約26%、約27%、約28%、約29%、約30%、約31%、約32%、約33%、約34%、約35%、約36%、約37%、約38%、約39%、約40%、約41%、約42%、約43%、約44%、約45%、約46%、約47%、約48%、約49%、約50%、約51%、約52%、約53%、約54%、約55%、約56%、約57%、約58%、約59%、約60%、約61%、約62%、約63%、約64%、約65%、約66%、約67%、約68%、約69%、約70%、約71%、約72%、約73%、約74%、約75%、約76%、約77%、約78%、約79%、約80%、約81%、約82%、約83%、約84%、約85%、約86%、約87%、約88%、約89%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、または約100%の相対存在量でGI管に存在する。
いくつかの態様では、本開示の1つまたは微生物をイヌに投与すると、存在する微生物集団(種、属、科、目、綱、門)がシフトし、その結果、投与前にGI管中に存在する第1の微生物の集団が、投与後に存在量が増加し、投与前のGI管内に存在する第2の微生物の集団が、投与後に存在量が増加し、投与前のGI管内に存在する第3の微生物の集団が、投与後に存在量が増加し、投与前にGI管内に存在する第4の微生物の集団が、投与後に存在量が増加し、投与前のGI管内に存在する第5の微生物の集団が、投与後に存在量が増加し、投与前のGI管内に存在する第6の微生物の集団が、投与後に存在量が増加し、および/または投与前にGI管中に存在する第7の微生物の集団が、投与後に存在量が増加する。
いくつかの態様では、上記の1つ以上の微生物または1つ以上の微生物組成物のうちの任意の1つ以上に関する倍率変化、マイクロバイオームシフト、および/または相対存在量の変化は、投与後1週目、2週目、3週目、4週目、5週目、6週目、7週目、8週目、9週目、10週目、11週目、12週目、13週目、14週目、15週目、16週目、17週目、18週目、19週目、または20週目で発生する。
いくつかの態様では、上記の1つ以上の微生物または1つ以上の微生物組成物のうちの任意の1つ以上に関する倍率変化、マイクロバイオームシフト、および/または相対存在量の変化は、1回目投与後、連続投与を毎日、毎週、または毎月続けながら、1週目、2週目、3週目、4週目、5週目、6週目、7週目、8週目、9週目、10週目、11週目、12週目、13週目、14週目、15週目、16週目、17週目、18週目、19週目、または20週目で発生する。
ネットワーク解析
一実施形態では、ネットワークおよび/またはクラスター解析法は、ネットワーク内の1つ以上の系統の連結性を測定するために使用され、ネットワークは、共通または類似の環境パラメーターを共有する2つ以上の試料の集合である。一実施形態では、ネットワーク解析は、連鎖解析、モジュール性解析、ロバスト性測定、中間性測定、連結性測定、推移性測定、中心性測定、またはそれらの組み合わせを含む。別の実施形態では、ネットワーク解析は、リンクマイニングおよび予測、ソーシャルネットワーク理論、集団分類、リンクベースのクラスタリング、関係類似性、またはそれらの組み合わせによるネットワークの予測モデリングを含む。別の実施形態では、ネットワーク解析は、相互情報、最大情報係数(MIC)計算、または連結性を確立するための変数間の他のノンパラメトリック方法を含む。別の実施形態では、ネットワーク解析は、微分方程式に基づく集団のモデリングを含む。さらに別の実施形態では、ネットワーク解析は、Lotka-Volterraモデリングを含む。
環境パラメーターは、試料自体のパラメーター、例えば、pH、温度、試料中のタンパク質量であり得る。あるいは、環境パラメーターは、微生物群集の同一性の変化に影響を及ぼすパラメーターである(すなわち、微生物群集の「同一性」が、微生物株のタイプおよび/または群集内の特定の微生物株の数によって特徴付けられる場合)か、または微生物群集の同一性の変化によって影響を受けるパラメーターである。一実施形態では、環境パラメーターは、同じ試料中に存在する、微生物群集内の第2の微生物株の存在、活性および/または存在量である。いくつかの実施形態では、環境パラメーターは、メタデータパラメーターと呼ばれる。
メタデータパラメーターの他の例には、試料が得られた宿主からの遺伝情報(例えば、DNA変異情報)、試料pH、試料温度、特定のタンパク質またはmRNAの発現、周囲環境/エコシステムの栄養条件(例えば、1つ以上の栄養素のレベルおよび/または同一性) 、疾患に対する感受性または耐性、疾患の発症または進行、毒素に対する試料の感受性または耐性、生体外物質化合物(医薬品)の有効性、天然産物の生合成、またはそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
クラスター解析法は、連結性モデル、部分空間モデル、分布モデル、密度モデル、または重心モデルを構築することを含む。
例えば、図2の方法ステップ2008を実施するためのネットワークおよびクラスターベースの解析は、モジュールを介して実施することができる。本明細書で使用される場合、コンポーネントおよび/またはモジュールは、例えば、任意のアセンブリ、説明書、および/または動作可能に結合された電気コンポーネントのセットであり得、例えば、メモリ、プロセッサ、電気トレース、光コネクタ、ソフトウェア(ハードウェアで実行)などを含み得る。
診断
いくつかの実施形態では、試料(血清、糞便、GI液、組織、血液など)は、イヌから採取される。いくつかの実施形態では、試料は、1つ以上の化学物質または微生物集団の存在および/または量についてアッセイされる。いくつかの実施形態では、1つ以上の化学物質または微生物集団の存在または非存在は、本開示に記載される望ましい形質の診断である。いくつかの態様では、微生物集団の構成は、疾患状態または健康状態などの特定の状態の診断に役立つものである。いくつかの態様では、病状は、出血性腸疾患、下痢性腸疾患、出血前腸疾患(pre-hemorrhagic enteropathy)、下痢前腸疾患(pre-diarrheal enteropathy)、および単純なGIディスバイオシスである。
いくつかの実施形態では、本開示は、動物の病状を決定する方法に向けられる。いくつかの実施形態では、方法は、第1の時点で、血液、血清、糞便、および/またはGI粘膜の第1の試料を収集することと、第2の時点で、血液、血清、糞便、および/またはGI粘膜の第2の試料を収集することと、血液、血清、糞便、および/またはGI粘膜中の化学物質または微生物の集団の存在および濃度について試料をアッセイすることと、を含む。
参照による組み込み
本明細書に引用されるすべての参考文献、論文、刊行物、特許、特許公開、および特許出願は、すべての目的のためにその全体が参照により組み込まれる。しかし、本明細書に引用される参考文献、論文、刊行物、特許、特許公開、および特許出願の言及は、それらが有効な従来技術を構成している、または世界中のどの国においても共通の一般知識の一部を形成していること承認、または何らかの形の示唆として解釈するものではなく、するべきではない。
以下の実施例は、本明細書に記載される方法および組成物を説明する目的で提供される。これらの実施例は、本開示を示された実施形態に限定することを意図するものではない。その中の変更および本開示に包含されるその他の使用は、当業者によって認識されるであろう。
実施例1.イヌのシリアル食餌試験
この研究の目的は、食餌期間中および食餌期間の間の微生物集団を決定することである。
イヌの実験群を、対照食、高シリアル含量食、および回復食の3つの食餌のうちの1つ置く。3群のそれぞれは、異なる食事を同時に摂取し、各グループを同時にサブシーケンス食に切り替える。
糞便試料を毎日収集し、腸内マイクロバイオームの組成、および様々な食事にわたってそれがどのように変化するか、および様々な食事間の遷移を決定する。
結果は、少なくとも、様々な食餌中に存在量が増加または減少する微生物のタイプまたはクラスを特定し、イヌが異なる食事に対してより効率的に適応するのを補助し得る微生物または微生物集団に関する洞察を提供することが期待される。
実施例2.家庭用犬の調査
本試験の目的は、健康な対照イヌを含む本開示の微生物組成物の投与中および投与後にGIディスバイオシスを呈するイヌの微生物集団を決定すること、ならびにイヌを非GIディスバイオシス状態に戻す際の投与された微生物組成物の有効性を評価することである。
本試験には、生活様式および食餌の変化に対する制御を試みるため複数のイヌを有する家庭のイヌからのデータが含まれる。
実施例3.家庭用犬の調査
本試験の目的は、過敏性腸疾患および/または出血性下痢などのGI腸内毒素症を呈するイヌの微生物集団を決定すること、ならびに本開示の微生物組成物を投与されているときにイヌの微生物集団を決定することである。データ収集には、単に糞便の出力に依存する代わりに、結腸内の複数の部位から試料を採取するための結腸内視鏡試料が含まれる。データ収集には、結腸内視鏡検査中に採取された試料の組織組織学がさらに含まれる。健康なイヌ由来の試料を対照として利用する。
実施例4.胃腸障害を有するイヌにおける微生物補充試験
本試験の目的は、慢性腸疾患などの胃腸障害と診断されたイヌにおける微生物補充の有効性を判断することである。
実験群のイヌには、以下から選択される1つ以上の微生物が30日間にわたって投与される:Ascusk9_546A(配列番号326)、Ascusk9_672A(配列番号327)、Ascusk9_210B(配列番号237)、Ascusk9_51G(配列番号19)、Ascusk9_33E(配列番号328)、Ascusk9_0G(配列番号172)、Ascusk9_38A(配列番号329)、Ascusk9_17A(配列番号330)、またはAscusk9_2A(配列番号331)。対照群のイヌは、30日間にわたって治療を受けないか、またはプラセボの投与を受ける。
30日間にわたって微生物の補充を受けたイヌは、便の状態、排便の頻度、食欲、および全体的な健康状態の改善を示すことが期待される。
実施例5.健康なイヌにおける微生物補充試験
本試験の目的は、健康なイヌ、すなわち胃腸障害と診断されていないイヌにおける微生物補充の有効性を判断することである。
実験群のイヌには、以下から選択される1つ以上の微生物が30日間にわたって投与される:Ascusk9_546A(配列番号326)、Ascusk9_672A(配列番号327)、Ascusk9_210B(配列番号237)、Ascusk9_51G(配列番号19)、Ascusk9_33E(配列番号328)、Ascusk9_0G(配列番号172)、Ascusk9_38A(配列番号329)、Ascusk9_17A(配列番号330)、またはAscusk9_2A(配列番号331)。対照群のイヌは、30日間にわたって治療を受けないか、またはプラセボの投与を受ける。
30日間にわたって微生物の補充を受けたイヌは、便の状態、排便の頻度、食欲、および全体的な健康状態の改善を示すことが期待される。微生物補充を受けるイヌは、下痢の発生率の減少を示すことが期待される。
実施例6.揮発性脂肪酸産生および炭素源同定のためのイヌ微生物の分析
本実施例は、微生物単離株または濃縮物の揮発性脂肪酸を生成する能力を評価する。HPLCを使用して、使用済み培地中の酢酸、酪酸、およびプロピオン酸の濃度を測定した。
純粋な単離株については、(固形嫌気性培地上の)各所望の株からの単一コロニーを、株の好ましいリッチ培地に接種した。濃縮物を、新鮮なイヌ糞便試料から所望の培地に接種した。様々な培地レシピを使用して、様々な関連する生理学的条件下でイヌの胃腸管を模倣した。培養物および培地ブランクを、培養物で有意な増殖が見られるまで、それらの最適な条件でインキュベートした。600nmおよび420nmで吸光度読み取りを行い、各培養物の増殖を決定した。
純粋培養株IDを、Illuminaシーケンシングで確認した。濃縮物およびその対応する試料の接種を、Illuminaシーケンシングして、標的株の有無を決定した。これらの配列決定データセットを細胞数データと統合し、標的株がインビトロで増殖したかどうかを判定した。
各培養物のアリコートを、0.22μmのポリエーテルスルホン膜を通して滅菌濾過して、HPLCにより分析するために滅菌酸洗浄した15mLガラス試料バイアルに入れた。HPLC反応は、Michigan State University Bioeconomy Instituteで実施された。HPLCパラメーター:カラムは、BioRad Aminex HPX-87H、60℃、0.5mL/分の移動相0.00325N HSO、500psi、35C RI検出器、実行時間45分、注入量5μLである。様々な化合物の生成を、試料の測定値を適切なブランクと比較することによって評価した。培養物および培地ブランクについて、酢酸、酪酸、およびプロピオン酸の濃度を定量した。
HPLC分析の結果を以下の表9に示す。「+」は消費を表し、「-」は産生を表し、「0」は変化なしを表す。
Figure 2023513702000028
Figure 2023513702000029
Figure 2023513702000030
Figure 2023513702000031
Figure 2023513702000032
実施例7.健康なイヌにおける微生物補充試験
本試験の目的は、健康なイヌ、すなわち胃腸障害と診断されていないイヌにおける微生物補充の有効性を判断することである。具体的には、この試験は、便の硬さを改善し、胃腸の健康をサポートする微生物補充の有効性を調べる。
方法
40匹のイヌに、微生物コンソーシアム(Ascusk9_51G、Ascusk9_546A、Ascusk9_0G)を毎日1回、30日間投与した。微生物コンソーシアムは粉末として製剤化され、ドッグフードに振りかけることによって1日1回投与された。微生物組成物は、以下の表10に提示される。
Figure 2023513702000033
イヌの飼い主は、イヌの健康および便の硬さの様々な側面を評価するために、30日間の前後に完了すべき調査を受けた。健康観察は、30日間の投与期間中、飼い主によって行われた。必要に応じて追加の観察を行った。
Purina Fecal Scoringシステムを使用して、便の質を定量した。糞便スコア1は便秘とみなされ、糞便スコア2または3が理想的な便の硬さを表し、糞便スコア4以上が下痢の様々な段階を表す。
結果
30日間の投与期間後に33の調査回答を受領した。1匹のイヌは、無関係な健康事象を経験し、30日間の投与期間の途中で補給の摂取を中止した。このイヌを、その後の分析で除かれた。
天然微生物(Ascusk9_51G、Ascusk9_546A、Ascusk9_0G)の投与は、32匹のイヌのうち29匹の便の硬さをサポートまたは改善することが見出された。11匹のイヌは、理想的ではないスコア(すなわち便秘または下痢スコア)で始まり、30日間の終了時に2または3にシフトした。便の硬さが悪いと報告している3匹のイヌのうち、2匹のイヌが2または3のスコアから5のスコアにシフトした。三匹目のイヌは下痢で試験を開始し、微生物サプリメントの投与後に変化は示されなかった。
便の質の改善に加えて、より規則的な便通およびより良好な便の硬さ、排便時のより少ない怒責、口腔衛生の改善、抗生物質による副作用の緩和、より生き生きとした目、活力の増加、食欲亢進、毛並みおよび毛質の向上など、他の利益も報告された。
これらの結果は、Ascus9_51G、Ascus9_546A、およびAscus9_0Gによる毎日の微生物補充が、大部分のイヌにおける便の硬さの改善をサポートまたは改善し、追加的な健康上の利益をもたらすことを示す。したがって、これらの微生物の毎日の補充は、イヌにおける全体的な健康と幸福をサポートすることが示された。
実施例8.健康なイヌにおける微生物補充のケーススタディ(イヌ#1)
この試験の目的は、健康なイヌにおいて、便の硬さを改善し、胃腸の健康をサポートする微生物補充の有効性を検査することである。
方法
健康なイヌを30日間の試験に登録した(イヌ#1)。イヌに、微生物コンソーシアム(Ascusk9_51G、Ascusk9_546A、Ascusk9_0G)を毎日1回、30日間投与した。微生物コンソーシアムは、担体として炭酸カルシウムおよびイヌリンを含有する粉末として製剤化された。微生物組成物は、以下の表11に提示される。
Figure 2023513702000034
イヌの飼い主は、イヌの健康および便の硬さの様々な側面を評価するために、30日間の前後に完了すべき調査を受けた。健康観察もまた、30日間の投与期間中、飼い主によって行われた。必要に応じて追加の観察を行った。
Purina Fecal Scoringシステムを使用して、便の質を定量した。糞便スコア1は便秘とみなされ、糞便スコア2または3が理想的な便の硬さを表し、糞便スコア4以上が下痢の様々な段階を表す。また、マイクロバイオーム分析のために、30日間の投与期間の前と後に糞便試料を採取した。
結果
Ascusk9_51G、Ascusk9_546A、およびAscusk9_0Gのイヌへの投与は、いかなる異常な健康観察も引き起こさなかった。投与期間中もおよび追跡期間中も、胃腸障害は認められなかった。イヌの飼い主は、Purina Scoring Systemに基づく微生物の投与の前後に、便の硬さが2であると報告した。
イヌ#1の投与前の糞便マイクロバイオームを投与後の糞便マイクロバイオームと比較し、微生物群集全体的をより健康な状態へとシフトさせる微生物補充の有効性を評価した。
これまでの研究によると、アルファの多様性の低下が、健康なマイクロバイオームの一般的な特徴であることが見出されている。図5Aは、投与前(左)および投与後(右)の、イヌ#1の糞便マイクロバイオームのアルファ多様性を示す。イヌにおけるアルファの多様性の低下は、健康なイヌにおいて以前より観察されている。投与後、イヌ#1の糞便マイクロバイオームはアルファ多様性の低下を示し、糞便マイクロバイオームの投与後の状態が投与前の状態よりも最適であることを示唆する。
マイクロバイオームの分類学的多様性も、Ascusk9_51G、Ascusk9_546A、およびAscusk9_0Gの30日間の毎日の投与の前と後に調査された。図5Bに示すように、イヌ#1のマイクロバイオーム組成は、微生物の投与後にシフトした。分類学的情報によると、30日間後に最もシフトした属の1つは、Megamonas(Ascusk9_51G)(図5C)であった。4匹のケーススタディイヌ(本明細書および以下の実施例で論じる)すべてのPCoA解析は、イヌ#1のマイクロバイオームが微生物補充後の健康状態と類似したままであることを示唆した(図6)。
まとめると、このケーススタディから得られた糞便マイクロバイオームデータは、Ascusk9_51G、Ascusk9_546A、およびAscusk9_0Gの30日間の投与が、健康なイヌにおけるマイクロバイオームの安定性をサポートできることを示唆している。急性のディスバイオティック事象の場合、微生物の毎日の投与は、組成物の安定性および頑健性を促進することによって、重度のマイクロバイオームシフトによる健康への影響を低減し得る。
実施例9.慢性腸疾患を有するイヌにおける微生物補充のケーススタディ(イヌ#2)
この試験の目的は、慢性腸疾患を有するイヌにおいて、便の硬さを改善し、胃腸の健康をサポートする微生物補充の有効性を検査することである。
方法
慢性腸疾患と診断されたイヌを、30日間の試験に登録した(イヌ#2)。イヌに、微生物コンソーシアム(Ascusk9_51G、Ascusk9_546A、Ascusk9_0G、Ascusk9_210B、Ascusk9_17A、Ascusk9_2A、およびAscusk9_33E)を毎日1回、30日間投与した。微生物コンソーシアムは、担体として炭酸カルシウムおよびイヌリンを含有する粉末として製剤化された。微生物組成物は、以下の表12に提示される。
Figure 2023513702000035
イヌの飼い主は、イヌの健康および便の硬さの様々な側面を評価するために、30日間の前後に完了すべき調査を受けた。健康観察もまた、30日間の投与期間中、飼い主によって行われた。必要に応じて追加の観察を行った。
Purina Fecal Scoringシステムを使用して、便の質を定量した。糞便スコア1は便秘とみなされ、糞便スコア2または3が理想的な便の硬さを表し、糞便スコア4以上が下痢の様々な段階を表す。また、マイクロバイオーム分析のために、30日間の投与期間の前と後に糞便試料を採取した。
結果
イヌ#2への微生物サプリメント(Ascusk9_51G、Ascusk9_546A、Ascusk9_0G、Ascusk9_210B、Ascusk9_17A、Ascusk9_2A、およびAscusk9_33E)の投与は、いかなる異常な健康観察も引き起こさなかった。投与期間中もおよび追跡期間中も、胃腸障害は認められなかった。イヌの飼い主は、Purina Scoring Systemに基づく便の硬さが2から3にシフトしたと報告した。彼はまた、より規則的な便通、より多くの活力および食欲亢進を有していた。飼い主は、微生物の投与により、イヌの脱毛症を改善され、皮膚上の暗い色素沈着の斑点が減少したことを観察した。
イヌ#2の投与前の糞便マイクロバイオームを投与後の糞便マイクロバイオームと比較し、全体的な微生物群集をより健康な状態へとシフトさせる微生物補充の有効性を評価した。
図7Aは、Ascusk9_51G、Ascusk9_546A、Ascusk9_0G、Ascusk9_210B、Ascusk9_17A、Ascusk9_2A、およびAscusk9_33Eを含有する微生物サプリメントの毎日の投与の前後の、イヌ#2の糞便マイクロバイオームのアルファ多様性を示す。これまでの研究によると、アルファの多様性の低下が、健康なマイクロバイオームの一般的な特徴であることが見出されている。イヌ#2の糞便マイクロバイオームはアルファ多様性の低下を示し、糞便マイクロバイオームの投与後の状態が投与前の状態よりも最適であることを示唆する。
マイクロバイオームの分類学的多様性も、微生物サプリメントの投与の前と後に調査した。イヌ#2のマイクロバイオームは、微生物の投与後にシフトした(図7B)。分類学的情報によると、30日間後に最もシフトした属の1つは、Megamonas(Ascusk9_51G)(図7C)であった。4匹のケーススタディイヌすべてのPCoA解析は、イヌ#2のマイクロバイオームがシフトし、微生物補充後の健康なマイクロバイオーム状態とより類似していることを示唆した(図6)。
まとめると、本ケーススタディから得られた糞便マイクロバイオームデータは、Ascusk9_51G、Ascusk9_546A、Ascusk9_0G、Ascusk9_210B、Ascusk9_17A、Ascusk9_2A、およびAscusk9_33Eを含む微生物サプリメントを30日間投与することが、そのような慢性腸症を有するイヌのマイクロバイオームをサポートし、健康なマイクロバイオーム状態により類似するように組成をシフトさせることができることを示唆している。微生物の毎日の投与は、慢性腸疾患の重症度を低減し得る。
実施例10.慢性腸疾患を有するイヌにおける微生物補充のケーススタディ(イヌ#3)
この試験の目的は、慢性腸疾患を有するイヌにおいて、便の硬さを改善し、胃腸の健康をサポートする微生物補充の有効性を検査することである。
方法
慢性腸疾患の診断を有するイヌを、30日間の試験に登録した(イヌ#3)。イヌに、微生物コンソーシアム(Ascusk9_51G、Ascusk9_546A、Ascusk9_0G、Ascusk9_210B、Ascusk9_17A、Ascusk9_2A、およびAscusk9_33E)を毎日1回、30日間投与した。微生物コンソーシアムは、担体として炭酸カルシウムおよびイヌリンを含有する粉末として製剤化された。微生物組成物は、以下の表13に提供される。
Figure 2023513702000036
イヌの飼い主は、イヌの健康および便の硬さの様々な側面を評価するために、30日間の前後に完了すべき調査を受けた。健康観察もまた、30日間の投与期間中、飼い主によって行われた。必要に応じて追加の観察を行った。
Purina Fecal Scoringシステムを使用して、便の質を定量した。糞便スコア1は便秘とみなされ、糞便スコア2または3が理想的な便の硬さを表し、糞便スコア4以上が下痢の様々な段階を表す。また、マイクロバイオーム分析のために、30日間の投与期間の前と後に糞便試料を採取した。
結果
イヌ#3への微生物サプリメント(Ascusk9_51G、Ascusk9_546A、Ascusk9_0G、Ascusk9_210B、Ascusk9_17A、Ascusk9_2A、およびAscusk9_33E)の投与は、いかなる異常な健康観察も引き起こさなかった。イヌ#3は、関連のない健康事象のため、投与期間の途中で抗生物質投与レジメンを開始した。イヌの飼い主は、微生物が抗生物質投与の副作用を軽減するのに役立ったと報告した。
イヌ#3の投与前の糞便マイクロバイオームを投与後の糞便マイクロバイオームと比較し、全体的な微生物群集をより健康な状態へとシフトさせる天然微生物の有効性を評価した。
図8Aは、Ascusk9_51G、Ascusk9_546A、Ascusk9_0G、Ascusk9_210B、Ascusk9_17A、Ascusk9_2A、およびAscusk9_33Eを含有する微生物サプリメントの毎日の投与の前後の、イヌ#3の糞便マイクロバイオームのアルファ多様性を示す。これまでの研究によると、アルファの多様性の低下が、健康なマイクロバイオームの一般的な特徴であることが見出されている。微生物投与後、イヌ#3の糞便マイクロバイオームはアルファ多様性の低下を示し、糞便マイクロバイオームの投与後の状態が投与前の状態よりも最適であることを示唆する。
マイクロバイオームの分類学的多様性も、微生物の投与の前と後に調査した。微生物の投与後、マイクロバイオーム組成はシフトした(図8B)。この変化の一部は、抗生物質の使用によるものである可能性がある。分類学的レベルの情報を調査すると、Bacteroides、Fusobacterium、およびStreptococcusを含むいくつかの微生物群の存在量が劇的に減少したことが明らかになった。他のケーススタディと同様に、30日間後に最も増加した属の1つは、Megamonas(Ascusk9_51G)(図8C)であった。4匹のケーススタディイヌすべてのPCoA解析は、イヌ#3のマイクロバイオームがシフトし、微生物補充後の健康なマイクロバイオーム状態とより類似していることを示唆した(図6)。
まとめると、本ケーススタディから得られた糞便マイクロバイオームデータは、天然微生物を30日間投与することが、そのような慢性腸疾患を有するイヌのマイクロバイオームをサポートし、健康なマイクロバイオーム状態により類似するように組成をシフトさせることができることを示唆している。抗生物質の使用は、既存のマイクロバイオームを不安定化することによって、マイクロバイオームをより迅速に健康な状態へとシフトすることを可能にし得る。微生物の毎日の投与は、慢性腸疾患の重症度を低減し得る。
実施例11.健康なイヌにおける微生物補充のケーススタディ(イヌ#4)
この試験の目的は、健康なイヌにおいて、便の硬さを改善し、胃腸の健康をサポートする微生物補充の有効性を検査することである。
方法
1匹の健康なイヌを30日間の試験に登録した(イヌ#4)。イヌに、微生物コンソーシアム(Ascusk9_51G、Ascusk9_546A、およびAscusk9_0G)を毎日1回、30日間投与した。微生物コンソーシアムは、担体として炭酸カルシウムおよびイヌリンを含有する粉末として製剤化された。微生物組成物は、以下の表14に提示される。
Figure 2023513702000037
イヌの飼い主は、イヌの健康および便の硬さの様々な側面を評価するために、30日間の前後に完了すべき調査を受けた。健康観察もまた、30日間の投与期間中、飼い主によって行われた。必要に応じて追加の観察を行った。
Purina Fecal Scoringシステムを使用して、便の質を定量した。糞便スコア1は便秘とみなされ、糞便スコア2または3が理想的な便の硬さを表し、糞便スコア4以上が下痢の様々な段階を表す。また、マイクロバイオーム分析のために、30日間の投与期間の前と後に糞便試料を採取した。
結果
イヌへの微生物のAscusk9_51G、Ascusk9_546A、およびAscusk9_0Gの投与は、いかなる異常な健康観察も引き起こさなかった。投与期間中もおよび追跡期間中も、胃腸障害は認められなかった。イヌの飼い主は、Purina Scoring Systemに基づく微生物の投与の前後に、便の硬さが2であると報告した。
イヌ#4の投与前の糞便マイクロバイオームを投与後の糞便マイクロバイオームと比較し、全体的な微生物群集をより健康な状態へとシフトさせる微生物補充の有効性を評価した。
図9Aは、30日間のAscusk9_51G、Ascusk9_546A、およびAscusk9_0Gの毎日の投与の前と後の、イヌ#4の糞便マイクロバイオームのアルファ多様性を示す。これまでの研究によると、アルファの多様性の低下が、健康なマイクロバイオームの一般的な特徴であることが見出されている。イヌ#4の糞便マイクロバイオームは、微生物補充後のアルファ多様性の低下を示し、糞便マイクロバイオームの投与後の状態が投与前の状態よりも最適であることを示唆する(図9A)。
マイクロバイオームの分類学的多様性も、微生物補充の前と後に調査した。イヌ#4のマイクロバイオームは、微生物の投与後にわずかにシフトした(図9B)。分類学的情報によると、30日間後に最もシフトした属の1つは、Megamonas(Ascusk9_51G)(図9C)であった。4匹のケーススタディイヌすべてのPCoA解析は、イヌ#4のマイクロバイオームが微生物補充後の健康状態と類似したままであることを示唆した(図6)。
まとめると、このケーススタディから得られた糞便マイクロバイオームデータは、Ascusk9_51G、Ascusk9_546A、およびAscusk9_0Gの30日間の投与が、健康なイヌにおけるマイクロバイオームの安定性をサポートできることを示唆している。急性のディスバイオティック事象の場合、微生物の毎日の投与は、組成物の安定性および頑健性を促進することによって、重度のマイクロバイオームシフトによる健康への影響を低減し得る。
実施例12.E.coliに対する競争的排除
過去の研究によると、Escherichia coli(E.coli)の過剰増殖は、他の点では健康なイヌにおける急性下痢の原因物質である可能性があることが示されている。本試験の目的は、個々の微生物単離株が胃腸管内のE.coliと競合する能力を試験することであった。
E.coliに対する潜在的な抗微生物活性を調査するために、インビトロアッセイを設計した。Ascusk9_546A、Ascusk9_672A、Ascusk9_210B、Ascusk9_51G、Ascusk9_33E、Ascusk9_0G、Ascusk9_38A、Ascusk9_17A、およびAscusk9_2Aを、非病原性E.coliを含む固体TSB上に播種した。プレートを嫌気性に一晩培養し、翌日に排除ゾーンを観察した。
図10に示すように、2つの系統は、E.coliの菌叢において透明なハローを生成した:Ascusk9_546AおよびAscusk9_17A。これらの結果は、これらの微生物による微生物の補充が、イヌの胃腸管におけるE.coliの過剰増殖によって引き起こされる下痢の発生率および重症度を低減する可能性が高いことを示す。
本発明のさらなる実施形態
本開示によって企図されるその他の主題は、以下の番号の付いた実施形態に記載される。
1.微生物組成物であって、
(a)配列番号1~333から選択される核酸配列と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を有する1つ以上の細菌を含む精製された微生物集団と、
(b)イヌの投与に適した1つ以上の担体と、を含む、微生物組成物。
2.精製された微生物集団が、配列番号19と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を有する細菌を含む、実施形態1に記載の微生物組成物。
3.精製された微生物集団が、配列番号19を含む16S核酸配列を有する細菌を含む、実施形態1に記載の微生物組成物。
4.精製された微生物集団が、配列番号172と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を有する細菌を含む、実施形態1に記載の微生物組成物。
5.精製された微生物集団が、配列番号172を含む16S核酸配列を有する細菌を含む、実施形態1に記載の微生物組成物。
6.精製された微生物集団が、配列番号237と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を有する細菌を含む、実施形態1に記載の微生物組成物。
7.精製された微生物集団が、配列番号237を含む16S核酸配列を有する細菌を含む、実施形態1に記載の微生物組成物。
8.精製された微生物集団が、配列番号326と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を有する細菌を含む、実施形態1に記載の微生物組成物。
9.精製された微生物集団が、配列番号326を含む16S核酸配列を有する細菌を含む、実施形態1に記載の微生物組成物。
10.精製された微生物集団が、配列番号327と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を有する細菌を含む、実施形態1に記載の微生物組成物。
11.精製された微生物集団が、配列番号327を含む16S核酸配列を有する細菌を含む、実施形態1に記載の微生物組成物。
12.精製された微生物集団が、配列番号328と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を有する細菌を含む、実施形態1に記載の微生物組成物。
13.精製された微生物集団が、配列番号328を含む16S核酸配列を有する細菌を含む、実施形態1に記載の微生物組成物。
14.精製された微生物集団が、配列番号329と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を有する細菌を含む、実施形態1に記載の微生物組成物。
15.精製された微生物集団が、配列番号329を含む16S核酸配列を有する細菌を含む、実施形態1に記載の微生物組成物。
16.精製された微生物集団が、配列番号330と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を有する細菌を含む、実施形態1に記載の微生物組成物。
17.精製された微生物集団が、配列番号330を含む16S核酸配列を有する細菌を含む、実施形態1に記載の微生物組成物。
18.精製された微生物集団が、配列番号331と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を有する細菌を含む、実施形態1に記載の微生物組成物。
19.精製された微生物集団が、配列番号331を含む16S核酸配列を有する細菌を含む、実施形態1に記載の微生物組成物。
20.1つ以上の細菌が、配列番号19、172、237、および326~331から選択される核酸配列と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を含む、実施形態1に記載の微生物組成物。
21.1つ以上の細菌が、配列番号19、172、237、および326~331から選択される16S核酸配列を含む、実施形態1に記載の微生物組成物。
22.1つ以上の細菌が、配列番号19、172、および326と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を含む、実施形態1に記載の微生物組成物。
23.1つ以上の細菌が、配列番号19、172、および326の16S核酸配列を含む、実施形態1に記載の微生物組成物。
24.1つ以上の細菌が、配列番号19、172、237、326、328、330、および331と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を含む、実施形態1に記載の微生物組成物。
25.1つ以上の細菌が、配列番号19、172、237、326、328、330、および331の16S核酸配列を含む、実施形態1に記載の微生物組成物。
26.微生物組成物が、胞子で構成されている、実施形態1~25のいずれか1つに記載の微生物組成物。
27.微生物組成物が、ワックスに埋め込まれている、実施形態1~25のいずれか1つに記載の微生物組成物。
28.微生物組成物が、封入されている、実施形態1~25のいずれか1つに記載の微生物組成物。
29.封入された微生物組成物が、糖ポリマー、寒天ポリマー、アガロースポリマー、タンパク質ポリマー、および脂質ポリマーからなる群から選択されるポリマーを含む、実施形態28に記載の微生物組成物。
30.微生物組成物が、ガラスマトリックス中に保存されている、実施形態28に記載の微生物組成物。
31.1つ以上の担体が、食用飼料グレード材料、アルミノケイ酸塩含有ミネラル、ゼオライト、炭酸カルシウム、プレバイオティックス、および香味剤からなる群から選択される、実施形態1~30のいずれか1つに記載の微生物組成物。
32.プレバイオティックが、イヌリン、オリゴ糖、および/またはビタミンである、実施形態31に記載の微生物組成物。
33.1つ以上の担体が、イヌリン、炭酸カルシウム、活性炭、および/またはユッカである、実施形態32に記載の微生物組成物。
34.香味剤が、乾燥酵母、チーズ香味剤、牛肉香味剤、魚香味剤、鶏肉香味剤、および/または豚肉香味剤である、実施形態31に記載の微生物組成物。
35.1つ以上の細菌が、当該組成物の1グラム当たり約10~約1015個の細胞の濃度で組成物中に存在する、実施形態1~34のいずれか1つに記載の微生物組成物。
36.1つ以上の細菌が、当該組成物の1グラム当たり少なくとも10個の細胞の濃度で組成物中に存在する、実施形態1~34のいずれか1つに記載の微生物組成物。
37.微生物組成物が、動物飼料と混合されるか、または動物飼料の上に振りかけられる、実施形態1~36のいずれか1つに記載の微生物組成物。
38.微生物組成物が、錠剤、丸剤、カプセル、粉末、溶液、懸濁液、またはエマルションとして製剤化される、実施形態1~36のいずれか1つに記載の微生物組成物。
39.微生物組成物が、丸剤として製剤化される、実施形態38に記載の微生物組成物。
40.微生物組成物が、食物として製剤化される、実施形態1~36のいずれか1つに記載の微生物組成物。
41.微生物組成物は、ドライフード、ウェットフード、キブル、またはローフードとして製剤化される、実施形態40に記載の微生物組成物。
42.微生物組成物であって、
(a)
(i)NRRL受入寄託第B-67972号として寄託されたAscusk9_546A、
(ii)NRRL受入寄託第B-67973号として寄託されたAscusk9_672A、
(iii)NRRL受入寄託第B-67974号として寄託されたAscusk9_210B、
(iv)NRRL受入寄託第B-67975号として寄託されたAscusk9_51G、
(v)NRRL受入寄託第B-67976号として寄託されたAscusk9_33E、
(vi)NRRL受入寄託第B-67977号として寄託されたAscusk9_0G、
(vii)NRRL受入寄託第B-67987号として寄託されたAscusk9_38A、
(viii)NRRL受入寄託第B-67986号として寄託されたAscusk9_17A、および
(ix)NRRL受入寄託第B-67985号として寄託されたAscusk9_2Aからなる群から選択される、少なくとも1つの単離された微生物株と、
(b)イヌの投与に適した1つ以上の担体と、を含む、微生物組成物。
43.イヌにおいて少なくとも1つの望ましい形質を付与する方法であって、方法が、実施形態1~42のいずれか1つに記載の微生物組成物のイヌへの投与を含む、方法。
44.少なくとも1つの望ましい形質が、便の硬さの改善、規則的な便通の増加、下痢の発生率の低減、便秘の発生率の低減、排便時の怒責の軽減、抗生物質による副作用の低減、口腔衛生の改善、より生き生きとした目、活力の増加、食欲亢進、毛並みおよび毛質の向上、感染性疾患もしくは非感染性疾患の発生率の低減、寿命の延長、ならびに/またはイヌのパフォーマンスの向上からなる群から選択される、実施形態43に記載の方法。
45.イヌにおける胃腸の健康を維持または改善する方法であって、方法が、実施形態1~42のいずれか1つに記載の微生物組成物をイヌに投与することを含む、方法。
46.イヌにおける胃腸ディスバイオシスまたは胃腸疾患を治療または予防する方法であって、方法が、実施形態1~42のいずれか1つに記載の微生物組成物のイヌへの投与を含む、方法。
47.微生物組成物が、イヌにおける下痢の発生率を低減させ、便の硬さを改善させ、排便時の怒責を低減させ、便秘を低減させ、規則的な便通を増加させ、ディスバイオシスを低減させ、および/または腸疾患を低減させる、実施形態45または46に記載の方法。
48.イヌのマイクロバイオームを調節する方法であって、方法が、実施形態1~42のいずれか1つに記載の組成物をイヌに投与することを含む、方法。
49.マイクロバイオームの調節が、マイクロバイオームの1つ以上の細菌の割合の増加であり、増加が、1つ以上の細菌が投与されなかったイヌと比較して測定される、実施形態48に記載の方法。
50.マイクロバイオームの調節が、組成物の投与前のマイクロバイオーム中に存在する1つ以上の細菌の割合の減少であり、減少が、組成物の投与前のイヌのマイクロバイオームと比較して測定される、実施形態48に記載の方法。
51.病原性微生物の定着に対するイヌの耐性を増加させる方法であって、方法が、実施形態1~42のいずれか1つに記載の組成物の投与を含み、イヌの胃腸管に定着する病原体の能力が低減される、方法。
52.少なくとも1つの病原性微生物の存在に対してイヌを治療する方法であって、方法が、実施形態1~42のいずれか1つに記載の組成物の投与を含む、方法。
53.組成物の投与後、少なくとも1つの病原性微生物の相対存在量が、胃腸管内の5%未満の相対存在量まで減少する、実施形態52に記載の方法。
54.少なくとも1つの病原性微生物の相対存在量が、胃腸管内の1%未満の相対存在量まで減少する、実施形態53に記載の方法。
55.少なくとも1つの病原性微生物が、胃腸管内では検出不能である、実施形態53に記載の方法。
56.微生物組成物が、イヌの生存期間を通して1日1回投与される、実施形態43~55のいずれか1つに記載の方法。
57.微生物組成物が、イヌの生存期間を通して1日2回投与される、実施形態43~55のいずれか1つに記載の方法。
58.微生物組成物が、1カ月の期間、2カ月の期間、3カ月の期間、6カ月の期間、または12カ月の期間にわたって、1日1回、1日2回、1日3回、1週間に1回、1週間に2回、1週間に3回、2週間に1回、または1カ月に1回、イヌに投与される、実施形態43~55のいずれか1つに記載の方法。
59.イヌにおいて望ましい表現型形質を増加させることができるイヌ飼料サプリメントであって、飼料サプリメントが、
(a)イヌにおいて自然には発生しない濃度で存在する、実施形態1~30のいずれか1つに記載の微生物組成物と、
(b)許容可能な担体と、を含む、イヌ飼料サプリメント。
60.イヌにおいて望ましい表現型形質を増加させることができるイヌ飼料サプリメントであって、飼料サプリメントが、
(a)配列番号19、172、および326と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を含む1つ以上の細菌と、
(b)許容可能な担体と、を含み、
1つ以上の細菌が、当該組成物の1グラム当たり少なくとも10個の細胞の濃度でイヌ飼料サプリメント中に存在する、イヌ飼料サプリメント。
61.イヌにおける胃腸ディスバイオシスまたは胃腸疾患を治療または予防するためのイヌ飼料サプリメントであって、飼料サプリメントが、
(a)配列番号19、172、237、326、328、330、および331と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を含む1つ以上の細菌と、
(b)許容可能な担体と、を含み、
1つ以上の細菌が、当該組成物の1グラム当たり少なくとも10個の細胞の濃度でイヌ飼料サプリメント中に存在する、イヌ飼料サプリメント。
62.イヌにおいて望ましい表現型形質を増加させることができるイヌ飼料サプリメントであって、飼料サプリメントが、Megamonas sp.と、許容可能な担体と、を含み、
Megamonas sp.が、当該組成物の1グラム当たり少なくとも10個の細胞の濃度でイヌ飼料サプリメント中に存在する、イヌ飼料サプリメント。
63.イヌにおける胃腸ディスバイオシスまたは胃腸疾患を治療または予防するためのイヌ飼料サプリメントであって、飼料サプリメントが、Megamonas sp.と、許容可能な担体と、を含み、
Megamonas sp.が、当該組成物の1グラム当たり少なくとも10個の細胞の濃度でイヌ飼料サプリメント中に存在する、イヌ飼料サプリメント。
64.表1の微生物株のうちのいずれか1つから選択される単離された微生物株。
65.以下からなる群から選択される単離された微生物株、
(a)NRRL受入寄託第B-67972号として寄託されたAscusk9_546A、
(b)NRRL受入寄託第B-67973号として寄託されたAscusk9_672A、
(c)NRRL受入寄託第B-67974号として寄託されたAscusk9_210B、
(d)NRRL受入寄託第B-67975号として寄託されたAscusk9_51G、
(e)NRRL受入寄託第B-67976号として寄託されたAscusk9_33E、
(f)NRRL受入寄託第B-67977号として寄託されたAscusk9_0G、
(g)NRRL受入寄託第B-67987号として寄託されたAscusk9_38A、
(h)NRRL受入寄託第B-67986号として寄託されたAscusk9_17A、および
(i)NRRL受入寄託第B-67985号として寄託されたAscusk 9_2A。
66.配列番号1~333のうちのいずれか1つと少なくとも90%の配列同一性を共有するポリヌクレオチド配列を含む、単離された微生物株。
67.実施形態64~66のいずれか1つに記載の単離された微生物株の実質的に純粋な培養物。

Claims (70)

  1. 微生物組成物であって、
    (a)配列番号1~333から選択される核酸配列と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を有する1つ以上の細菌を含む精製された微生物集団と、
    (b)イヌの投与に適した1つ以上の担体と、を含む、微生物組成物。
  2. 前記精製された微生物集団が、配列番号19と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を有する細菌を含む、請求項1に記載の微生物組成物。
  3. 前記精製された微生物集団が、配列番号19を含む16S核酸配列を有する細菌を含む、請求項1に記載の微生物組成物。
  4. 前記精製された微生物集団が、配列番号172と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を有する細菌を含む、請求項1に記載の微生物組成物。
  5. 前記精製された微生物集団が、配列番号172を含む16S核酸配列を有する細菌を含む、請求項1に記載の微生物組成物。
  6. 前記精製された微生物集団が、配列番号237と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を有する細菌を含む、請求項1に記載の微生物組成物。
  7. 前記精製された微生物集団が、配列番号237を含む16S核酸配列を有する細菌を含む、請求項1に記載の微生物組成物。
  8. 前記精製された微生物集団が、配列番号326と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を有する細菌を含む、請求項1に記載の微生物組成物。
  9. 前記精製された微生物集団が、配列番号326を含む16S核酸配列を有する細菌を含む、請求項1に記載の微生物組成物。
  10. 前記精製された微生物集団が、配列番号327と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を有する細菌を含む、請求項1に記載の微生物組成物。
  11. 前記精製された微生物集団が、配列番号327を含む16S核酸配列を有する細菌を含む、請求項1に記載の微生物組成物。
  12. 前記精製された微生物集団が、配列番号328と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を有する細菌を含む、請求項1に記載の微生物組成物。
  13. 前記精製された微生物集団が、配列番号328を含む16S核酸配列を有する細菌を含む、請求項1に記載の微生物組成物。
  14. 前記精製された微生物集団が、配列番号329と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を有する細菌を含む、請求項1に記載の微生物組成物。
  15. 前記精製された微生物集団が、配列番号329を含む16S核酸配列を有する細菌を含む、請求項1に記載の微生物組成物。
  16. 前記精製された微生物集団が、配列番号330と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を有する細菌を含む、請求項1に記載の微生物組成物。
  17. 前記精製された微生物集団が、配列番号330を含む16S核酸配列を有する細菌を含む、請求項1に記載の微生物組成物。
  18. 前記精製された微生物集団が、配列番号331と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を有する細菌を含む、請求項1に記載の微生物組成物。
  19. 前記精製された微生物集団が、配列番号331を含む16S核酸配列を有する細菌を含む、請求項1に記載の微生物組成物。
  20. 前記1つ以上の細菌が、配列番号19、172、237、および326~331から選択される核酸配列と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を含む、請求項1に記載の微生物組成物。
  21. 前記1つ以上の細菌が、配列番号19、172、237、および326~331から選択される16S核酸配列を含む、請求項1に記載の微生物組成物。
  22. 前記1つ以上の細菌が、配列番号19、172、および326と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を含む、請求項1に記載の微生物組成物。
  23. 前記1つ以上の細菌が、配列番号19、172、および326の16S核酸配列を含む、請求項1に記載の微生物組成物。
  24. 前記1つ以上の細菌が、配列番号19、172、237、326、328、330、および331と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を含む、請求項1に記載の微生物組成物。
  25. 前記1つ以上の細菌が、配列番号19、172、237、326、328、330、および331の16S核酸配列を含む、請求項1に記載の微生物組成物。
  26. 前記微生物組成物が、胞子で構成されている、請求項1に記載の微生物組成物。
  27. 前記微生物組成物が、ワックスに埋め込まれている、請求項1に記載の微生物組成物。
  28. 前記微生物組成物が、封入されている、請求項1に記載の微生物組成物。
  29. 前記封入された微生物組成物が、糖ポリマー、寒天ポリマー、アガロースポリマー、タンパク質ポリマー、および脂質ポリマーからなる群から選択されるポリマーを含む、請求項28に記載の微生物組成物。
  30. 前記微生物組成物が、ガラスマトリックス中に保存されている、請求項28に記載の微生物組成物。
  31. 前記1つ以上の担体が、食用飼料グレード材料、アルミノケイ酸塩含有ミネラル、ゼオライト、炭酸カルシウム、プレバイオティックス、および香味剤からなる群から選択される、請求項1に記載の微生物組成物。
  32. 前記プレバイオティックスが、イヌリン、オリゴ糖、および/またはビタミンである、請求項31に記載の微生物組成物。
  33. 前記1つ以上の担体が、イヌリン、炭酸カルシウム、活性炭、および/またはユッカである、請求項32に記載の微生物組成物。
  34. 前記香味剤が、乾燥酵母、チーズ香味剤、牛肉香味剤、魚香味剤、鶏肉香味剤、および/または豚肉香味剤である、請求項31に記載の微生物組成物。
  35. 前記1つ以上の細菌が、前記組成物の1グラム当たり約10~約1015個の細胞の濃度で前記組成物中に存在する、請求項1に記載の微生物組成物。
  36. 前記1つ以上の細菌が、前記組成物の1グラム当たり少なくとも10個の細胞の濃度で前記組成物中に存在する、請求項1に記載の微生物組成物。
  37. 前記微生物組成物が、動物飼料と混合されるか、または動物飼料の上に振りかけられる、請求項1に記載の微生物組成物。
  38. 前記微生物組成物が、錠剤、丸剤、カプセル、粉末、溶液、懸濁液、またはエマルションとして製剤化される、請求項1に記載の微生物組成物。
  39. 前記微生物組成物が、丸剤として製剤化される、請求項38に記載の微生物組成物。
  40. 前記微生物組成物が、食物として製剤化される、請求項1に記載の微生物組成物。
  41. 前記微生物組成物が、ドライフード、ウェットフード、キブル、またはローフードとして製剤化される、請求項40に記載の微生物組成物。
  42. 微生物組成物であって、
    (a)
    (i)NRRL受入寄託第B-67972号として寄託されたAscusk9_546A、
    (ii)NRRL受入寄託第B-67973号として寄託されたAscusk9_672A、
    (iii)NRRL受入寄託第B-67974号として寄託されたAscusk9_210B、
    (iv)NRRL受入寄託第B-67975号として寄託されたAscusk9_51G、
    (v)NRRL受入寄託第B-67976号として寄託されたAscusk9_33E、
    (vi)NRRL受入寄託第B-67977号として寄託されたAscusk9_0G、
    (vii)NRRL受入寄託第B-67987号として寄託されたAscusk9_38A、
    (viii)NRRL受入寄託第B-67986号として寄託されたAscusk9_17A、および
    (ix)NRRL受入寄託第B-67985号として寄託されたAscusk9_2Aからなる群から選択される、少なくとも1つの単離された微生物株と、
    (b)イヌの投与に適した1つ以上の担体と、を含む、微生物組成物。
  43. イヌにおいて少なくとも1つの望ましい形質を付与する方法であって、前記方法が、請求項1に記載の微生物組成物の前記イヌへの投与を含む、方法。
  44. 前記少なくとも1つの望ましい形質が、便の硬さの改善、規則的な便通の増加、下痢の発生率の低減、便秘の発生率の低減、排便時の怒責の軽減、抗生物質による副作用の低減、口腔衛生の改善、より生き生きとした目、活力の増加、食欲亢進、毛並みおよび毛質の向上、感染性疾患もしくは非感染性疾患の発生率の低減、寿命の延長、ならびに/または前記イヌのパフォーマンスの向上からなる群から選択される、請求項43に記載の方法。
  45. イヌにおける胃腸管の健康を維持または改善する方法であって、前記方法が、請求項1に記載の微生物組成物の前記イヌへの投与を含む、方法。
  46. イヌにおける胃腸ディスバイオシスまたは胃腸疾患を治療または予防する方法であって、前記方法が、請求項1に記載の微生物組成物の前記イヌへの投与を含む、方法。
  47. 前記微生物組成物が、前記イヌにおける下痢の発生率を低減させ、便の硬さを改善させ、排便時の怒責を低減させ、便秘を低減させ、規則的な便通を増加させ、ディスバイオシスを低減させ、かつ/または腸疾患を低減させる、請求項45に記載の方法。
  48. イヌのマイクロバイオームを調節する方法であって、前記方法が、請求項1に記載の組成物を前記イヌに投与することを含む、方法。
  49. 前記マイクロバイオームの前記調節が、前記マイクロバイオームの1つ以上の細菌の割合の増加であり、前記増加が、前記1つ以上の細菌が投与されなかったイヌと比較して測定される、請求項48に記載の方法。
  50. 前記マイクロバイオームの前記調節が、前記組成物の投与前の前記マイクロバイオーム中に存在する1つ以上の細菌の割合の減少であり、前記減少が、前記組成物の投与前の前記イヌの前記マイクロバイオームと比較して測定される、請求項48に記載の方法。
  51. 病原性微生物の定着に対するイヌの耐性を増加させる方法であって、前記方法が、請求項1に記載の組成物の投与を含み、前記イヌの胃腸管に定着する前記病原体の能力が低減される、方法。
  52. 少なくとも1つの病原性微生物の存在に対してイヌを治療する方法であって、前記方法が、請求項1に記載の組成物の投与を含む、方法。
  53. 前記組成物の投与後、前記少なくとも1つの病原性微生物の相対存在量が、前記胃腸管内の5%未満の相対存在量まで減少する、請求項52に記載の方法。
  54. 前記少なくとも1つの病原性微生物の前記相対存在量が、前記胃腸管内の1%未満の相対存在量まで減少する、請求項53に記載の方法。
  55. 前記少なくとも1つの病原性微生物が、前記胃腸管内では検出不能である、請求項53に記載の方法。
  56. 前記微生物組成物が、イヌの生存期間を通して1日1回投与される、請求項43に記載の方法。
  57. 前記微生物組成物が、イヌの生存期間を通して1日2回投与される、請求項43に記載の方法。
  58. 前記微生物組成物が、1カ月の期間、2カ月の期間、3カ月の期間、6カ月の期間、もしくは12カ月の期間にわたって、1日1回、1日2回、1日3回、1週間に1回、1週間に2回、1週間に3回、2週間に1回、または1カ月に1回、前記イヌに投与される、請求項46に記載の方法。
  59. イヌにおいて望ましい表現型形質を増加させることができるイヌ飼料サプリメントであって、前記飼料サプリメントが、
    (a)前記イヌにおいて自然には発生しない濃度で存在する、請求項1に記載の微生物組成物と、
    (b)許容可能な担体と、を含む、イヌ飼料サプリメント。
  60. イヌにおいて望ましい表現型形質を増加させることができるイヌ飼料サプリメントであって、前記飼料サプリメントが、
    (a)配列番号19、172、および326と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を含む1つ以上の細菌と、
    (b)許容可能な担体と、を含み、
    前記1つ以上の細菌が、前記組成物の1グラム当たり少なくとも10個の細胞の濃度で前記イヌ飼料サプリメント中に存在する、イヌ飼料サプリメント。
  61. イヌにおける胃腸ディスバイオシスまたは胃腸疾患を治療または予防するためのイヌ飼料サプリメントであって、前記飼料サプリメントが、
    (a)配列番号19、172、237、326、328、330、および331と少なくとも97%の配列同一性を共有する16S核酸配列を含む1つ以上の細菌と、
    (b)許容可能な担体と、を含み、
    前記1つ以上の細菌が、前記組成物の1グラム当たり少なくとも10個の細胞の濃度で前記イヌ飼料サプリメント中に存在する、イヌ飼料サプリメント。
  62. イヌにおいて望ましい表現型形質を増加させることができるイヌ飼料サプリメントであって、前記飼料サプリメントが、Megamonas sp.と、許容可能な担体と、を含み、
    前記Megamonas sp.が、前記組成物の1グラム当たり少なくとも10個の細胞の濃度で前記イヌ飼料サプリメント中に存在する、イヌ飼料サプリメント。
  63. イヌにおける胃腸ディスバイオシスまたは胃腸疾患を治療または予防するためのイヌ飼料サプリメントであって、前記飼料サプリメントが、Megamonas sp.と、許容可能な担体と、を含み、
    前記Megamonas sp.が、前記組成物の1グラム当たり少なくとも10個の細胞の濃度で前記イヌ供給サプリメント中に存在する、イヌ飼料サプリメント。
  64. 表1の微生物株のうちのいずれか1つから選択される単離された微生物株。
  65. 以下からなる群から選択される単離された微生物株、
    (a)NRRL受入寄託第B-67972号として寄託されたAscusk9_546A、
    (b)NRRL受入寄託第B-67973号として寄託されたAscusk9_672A、
    (c)NRRL受入寄託第B-67974号として寄託されたAscusk9_210B、
    (d)NRRL受入寄託第B-67975号として寄託されたAscusk9_51G、
    (e)NRRL受入寄託第B-67976号として寄託されたAscusk9_33E、
    (f)NRRL受入寄託第B-67977号として寄託されたAscusk9_0G、
    (g)NRRL受入寄託第B-67987号として寄託されたAscusk9_38A、
    (h)NRRL受入寄託第B-67986号として寄託されたAscusk9_17A、および
    (i)NRRL受入寄託第B-67985号として寄託されたAscusk9_2A。
  66. 配列番号1~333のうちのいずれか1つと少なくとも90%の配列同一性を共有するポリヌクレオチド配列を含む、単離された微生物株。
  67. 請求項64に記載の単離された微生物株の実質的に純粋な培養物。
  68. 前記微生物組成物が、前記イヌにおける下痢の発生率を低減させ、便の硬さを改善させ、排便時の怒責を低減させ、便秘を低減させ、規則的な便通を増加させ、ディスバイオシスを低減させ、かつ/または腸疾患を低減させる、請求項46に記載の方法。
  69. 前記微生物組成物が、イヌの生存期間を通して1日1回投与される、請求項45に記載の方法。
  70. 前記微生物組成物が、イヌの生存期間を通して1日2回投与される、請求項45に記載の方法。
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