JP5264729B2 - 動物用食物組成物を設計するための方法およびシステム - Google Patents
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Description
[0001] 本出願は米国特許出願No.11/469,565(2006年9月1日出願)に基づく優先権を主張する;これは米国特許出願No.11/366,655(2006年3月2日出願)の一部継続出願であって、米国特許出願No.60/657,980(2005年3月2日出願)に基づく優先権を主張する;これらの開示内容を本明細書に援用する。
[0002] 本発明は一般に動物の栄養に関するものであり、特に特定の動物亜集団の健康およびウェルネスを増進する食物組成物を含めた動物用食物組成物を設計するための方法およびシステムに関する。
a)種々の生理的状態を示す動物または試料の学習セットから得られたゲノム、プロテオームおよび/またはメタボロームデータに、教師付き学習アルゴリズムを適用し;
b)クラス予測法則を決定し;
c)新たな被験試料セットにこのクラス予測法則を適用し;
d)ステップ(c)から得られたクラス予測結果に基づいて、被験試料の所属、したがってその試料を提供した動物の所属を、特定の生理的状態に分類し、または割り当て;そして
e)ステップ(d)の結果を用いて、食事に取り込ませたBDCにより動物を異常な生理的状態から正常な生理的状態にするための手段を決定する。さらにこの方法は、この方法のステップ(e)に記載した処置に対する動物の応答を追跡するためにクラス予測法則を使用することを含む追加ステップ(f)を含むことが考慮される。
[0023] 動物の栄養および健康はペット飼育の最も重要な観点に含まれる。動物の飼い主の多くにとって、動物がバランスの良い健康な食事を与えられているかを判定するのは難しい。人々は自分自身の個人的な栄養に関してはかなり多くを知るようになってきているが、動物の健康および良好な生活状態に必須である進歩した食事要求の知識は比較的少ない。
[0072] 理論により拘束されるわけではないが、細胞レベルでBDCは転写因子または受容体などのタンパク質に対するリガンドとして作用する可能性があり、一次または二次代謝経路で代謝されて、これにより遺伝子調節または細胞シグナル伝達に関与する基質および/または中間体の濃度を変化させる可能性があり、あるいはシグナル伝達経路に正の作用または負の作用をすることによりシグナル伝達経路およびシグナル伝達を変化させる可能性がある。
[0084] このシステムへの動物学的入力データのエントリーは、動物対象の飼い主が回答したハードコピーまたは電子アンケートに基づいて、インターフェースオペレーターが行なうことができる。あるいは、そのようなデータのエントリーは、飼い主がインターフェースにおいて直接行なうことができる。
[0091] ある態様においては、後記に従って第1アルゴリズムを第2(配合)アルゴリズムと融合させることにより、食物組成物を直接配合する。そのような態様によれば、中間ステップとしての栄養処方の計算を行なってもよく、行なわなくてもよい。
[0112] 他の態様においては、最終利用者が販売ターミナル地点で、特定の動物について以前に選択された栄養処方を表わすコードを入力する;たとえば、そのようなコードを含むカードの出入またはチップのスキャンによる。次いで、販売地点にあるコンピューター援用混合装置、たとえば混合−販売機が、こうしてエンコードされた栄養処方に基づいて食物組成物を調製し、それを最終利用者に届ける。
[0114] ウェルネスの増進:本発明のシステムまたは方法から得られた栄養処方は、目的とする亜集団の1以上の動物のウェルネスを増進するように設計されたものである。
[0116] 本明細書において”ウェルネスを増進する”には、現在のウェルネス状態を維持すること;対象動物または亜集団が遺伝的その他により疾病もしくは生理的障害の素因をもつか否かにかかわらず、そのような疾病もしくは生理的障害の発症を予防すること;または疾病状態もしくは生理的障害がある場合、健康のいずれかの観点を増強することが含まれる。本明細書中で”疾病”と”生理的障害”の2つの用語を用いたのは、これらの用語の間に明確な区別があることを示すものではない。ウェルネスに反する多くの状態、すなわち一般に疾病と考えられる状態、たとえば糖尿病または骨関節炎は、同等に十分に生理的障害とみなすことができる;同様に、一般に生理的障害と考えられる状態、たとえば肥満症または口臭は、同等に十分に疾病とみなすことができる。健康の増進は、疾病状態の減弱および/または排除を含むことができる;限定ではないが、これには症状の軽減、病原体または寄生虫負荷の低減、より耐容できる範囲内に疾病の重症度を制御すること、および寛解を伴うかまたは伴わない治癒が含まれる。
[0120] 外見的に顕性であるか潜在性であるかにかかわらず、本発明方法を適用できる疾病および生理的障害には、目的動物種のそのような疾病および障害がすべて含まれる。本発明の態様によれば、栄養管理しやすい1以上の疾病状態を予防、減弱または排除することにより、ウェルネスが増進される。
組織からのリボ核酸(RNA)の単離
[0141] 採集し、液体窒素中で凍結させ、そして融解した組織試料を、ホモジナイズし、TRIzol(登録商標)RNA抽出法により処理して良質のRNAを調製し、次いでこれを以後のゲノム分析に用いる。
[0145] 組織ホモジナイゼーション:液体窒素を保持できる容器に3〜4匙の液体窒素を充填する。直ちに凍結組織片を上記の容器に入れ(組織はほぼ豆粒サイズとすべきである)、組織を適切なラベル付きの50mLポリプロピレン試験管(既に4mLのTRIzol(登録商標)を入れたもの)に入れる。直ちにUltra−Turrax T25強力ホモジナイザーを用いてホモジナイゼーションを開始する。最高設定(6)で10〜15秒間ホモジナイズする。試料を氷上でさらに10〜15秒間冷却し、次いで繰り返す。組織が完全にホモジナイズされて溶液が混濁するまで継続する。ホモジナイゼーションが完了した時点で、50mL試験管に蓋をし、氷に戻す。ホモジナイズされた組織を室温で5分間インキュベートした後、単離操作にとりかかる。
[0154] Agilent 2100 BioanalyzerおよびRNA 6000 Nano Assayを用いて、哺乳動物培養細胞、リンパ球または組織から単離したRNAを定性アッセイする。
[0158] Affymetrix Inc.(95051カリフォルニア州サンタクララ)から市販されているAffymetrix Canine−1およびCanine−2 GeneChip(登録商標)アレイを用いて遺伝子発現を分析した。全RNAをcDNAに逆転写する。このcDNAを用いてcRNAを生成させ、これを分断し、GeneChipハイブリダイゼーション用プローブとして用いる。遺伝子チップを洗浄し、ハイブリダイゼーション信号をAffymetrixレーザースキャナーで測定する。次いでこのハイブリダイゼーションデータを以後の分析のために確認および規準化する。
多様な物質または成分がイヌ類細胞系における遺伝子発現に及ぼす影響の判定
[0162] Affymetrixイヌ類遺伝子チップCanine−1およびCanine−2を用いて、下記の多様な試験物質または成分が4つのイヌ類細胞系および適切な対照における遺伝子発現に及ぼす影響を判定する:たとえばMCT類;TAG類;ALA;EPA;DHA;リノール酸;ステアリン酸(SA)、共役リノール酸(CLA)、GLA;アラキドン酸;レシチン;ビタミンA、ビタミンD、ビタミンE、ビタミンK、リボフラビン、ナイアシン、ピリドキシン、パントテン酸、葉酸、ビオチン、ビタミンC、カテキン、ケルセチン、テアフラビン;ユビキノン;リコペン、リコキサンチン;レスベラトロール;α−リポ酸;L−カルニチン;D−リモネン;グルコサミン;S−アデノシルメチオニン;キトサン;これらの化合物のうち1以上を含有する多様な物質、およびその多様な組合わせ。各成分を、選択した試料成分について表6に示すように2種類の濃度で試験した。2種類の濃度のうち高い方の溶媒を対照として用いた。4つのイヌ類細胞系を用いた:CCL34(腎臓)、CRL1430(胸腺)、CCL183(骨)(The American Tissue Culture Collectionから入手)およびCTAC(甲状腺)(参照:イヌ末梢リンパ球から精製したエフェクター細胞におけるNK活性の測定, Veterinary Immunology and Immunopathology, 35 (1993) 239-251)。特定濃度の成分で処理した細胞系を”処理”と呼び、非処理試料を”対照”と呼ぶ。用語”遺伝子”と”プローブ”をこの方法においては同義に用いる。処理細胞系と対照について遺伝子発現を測定した。
肥満動物と痩身動物からの脂肪組織試料間の遺伝子示差発現の判定
[0166] 常法により”肥満”または”痩身”と診断された13匹の肥満イヌ類および3匹の痩身イヌ類動物から脂肪組織試料を得る。動物の”肥満”または”痩身”は、常法を用いるDEXAによる測定に基づいて、または5点身体状態評点システム(body condition scoring system)に基づいて判定された。たとえば、4以上の身体状態評点および総体脂肪率30%以上をもつ場合、動物は肥満とみなされた。2もしくは2.5の身体状態評点および/またはDEXA総体脂肪率27%未満をもつ場合、動物は痩身とみなされた。すべての組織試料を、動物から摘出した直後に液体窒素中で瞬間凍結する。
肥満動物と痩身動物のクラス予測子として使用できる、肥満動物と痩身動物の血中で示差発現する遺伝子
[0169] 将来の試験を簡略化し、生存動物から生体組織採取しなくてはならない固体組織試料を用いる必要性を排除するために、肥満イヌおよび痩身イヌから血液試料を採取し、肥満動物と痩身動物の識別に使用できるクラス予測子の作成に用いる。Affymetrix Canine−2 GeneChipを用いて、肥満と臨床同定された動物(身体状態評点4または5の動物28匹)または痩身と臨床同定された動物(身体状態評点2または2.5の動物12匹)から採取した血液試料における遺伝子発現レベルを測定する。このGeneChipデータをプログラムGeneSpring(Agilent Technologiesから)バージョン7.2により分析する。偽発見率補正の適用後に肥満試料と痩身試料の間で”p”値0.01の発現レベル差を示す65のプローブが同定される。これらのプローブ(表8に示す)、ならびにそれらが表わす遺伝子および遺伝子産物は、脂肪組織試料を用いる必要なしに血液試料を用いて肥満動物および痩身動物に対するクラス予測子として使用できる可能性がある。
より多量の長鎖脂肪酸を含有する飼料は減量を促進し、これらを用いて、痩身になる傾向および痩身性を維持する傾向を反映するように動物の遺伝子発現をリプログラミングすることができる
[0171] 前記に述べたインビトロ成分スクリーニングから得たデータは、長鎖脂肪酸含量の高いある成分が、脂肪代謝に関与する遺伝子の発現に対して全体的に動物の痩身性を促進するように影響を及ぼす可能性をもつことを示す。これは、たとえば一般的なコンピューターアルゴリズム分析を用いて前記に述べた脂肪組織および成分アッセイから得た分析データにより判定される。これに関して有用なアルゴリズムのコードは当業者に周知であり、多大な実験なしに作成できる。そのようなコードの例を以下に示す:
10:FGPドメイン
12:正常外FGPを表わす円
13:中間または移行帯域
14:正常FGPを表わす円
15:最適または完全FGPを表わす円
21、23、24および25:動物が疾病または生理的障害の状態に進入または進行するのに伴って起きるFGPの傾向
22:疾病状態から死亡状態への移行
26:健康な状態または正常状態から死亡状態への移行
32、33および34:正常外FGPにおいて本発明の実施により生じる移行
Claims (2)
- 動物の”生理的”クラスまたは状態、およびその動物が疾病を発症する性向または特定の栄養処置に応答する性向を推定するための方法であって、
a)種々の生理的状態を示す動物または試料の学習セットから得られたゲノムデータ、及びプロテオームデータ、及び、所望によりメタボロームデータに、管理された学習アルゴリズムを適用し;
b)クラス予測法則を決定し;
c)新たな被験試料セットにこのクラス予測法則を適用し;
d)ステップ(c)から得られたクラス予測結果に基づいて、被験試料の所属、したがってその試料を提供した動物の所属を、特定の生理的状態に分類し、または割り当て;そして
e)ステップ(d)の結果を用いて、食事に取り込ませた生物活性食事成分により動物を異常な生理的状態から正常な生理的状態にするための手段を決定する
ことを含む方法。 - さらに、前記方法のステップ(e)に記載した処置に対する動物の応答を追跡するためにクラス予測法則を使用することを含む追加ステップ(f)を含む、請求項1の方法。
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