JP7086363B1 - 腸粘膜バリアを強固にする腸内細菌アッカーマンシアを増やし、腸内環境を良くする、アッカーマンシア・ムシニフィラ増殖用組成物 - Google Patents

腸粘膜バリアを強固にする腸内細菌アッカーマンシアを増やし、腸内環境を良くする、アッカーマンシア・ムシニフィラ増殖用組成物 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明は、腸内細菌叢に存在するアッカーマンシア・ムシニフィラを増殖する新規な組成物を提供することを、課題とする。【解決手段】白金ナノ粒子を有効成分として含む、アッカーマンシア・ムシニフィラ増殖用組成物。【選択図】 なし

Description

本発明は、アッカーマンシア・ムシニフィラ(Akkermansia muciniphila)を増殖するための組成物に関する。
腸内細菌叢に存在するアッカーマンシア・ムシニフィラ(Akkermansia muciniphila)は、腸内環境の維持に寄与しており、これを増殖させる方法が開発されてきた。
例えば特許文献1には、グネチンC及び/又はその配糖体を有効成分として含有してなることを特徴とする腸内細菌叢改善組成物が記載されている。
国際公開2020-071541号公報
本発明は、腸内細菌叢に存在するアッカーマンシア・ムシニフィラを増殖する新規な組成物を提供することを、課題とする。
上記課題を解決する本発明は、白金ナノ粒子を有効成分として含む、アッカーマンシア・ムシニフィラ増殖用組成物である。
本発明によれば、腸内のアッカーマンシア・ムシニフィラを増殖させることができる。
本発明の好ましい形態では、前記白金ナノ粒子は、電解水に分散されたものである。
本発明によれば、腸内のアッカーマンシア・ムシニフィラを増殖させることができる。
本発明の好ましい形態では、前記白金ナノ粒子の平均粒子径が5nm以下である。
また本発明の好ましい形態では、前記白金ナノ粒子を、0.02μg/mL以上の濃度で含む。
本発明によれば、腸内のアッカーマンシア・ムシニフィラを増殖させることができる。
本発明の好ましい形態では、アッカーマンシア・ムシニフィラ増殖用組成物は、固形製剤であり、電解水に溶解させることにより、上記した組成物を調製するための組成物である。
本発明によれば、腸内のアッカーマンシア・ムシニフィラを増殖させることができる。
本発明によれば、アッカーマンシア・ムシニフィラを増殖させる組成物を提供することができる。
図1は、本実施例に係る白金ナノ粒子の平均粒子径を求めるのに使用した粒子径分布を示す。
本発明のアッカーマンシア・ムシニフィラ(Akkermansia muciniphila。以下、アッカーマンシア・ムシニフィラという)増殖用組成物は、白金ナノ粒子を有効成分として含む。
本発明によれば、腸内(特に、大腸)に存在するアッカーマンシア・ムシニフィラを増殖させることができる。またアッカーマンシア・ムシニフィラの増殖により、腸粘膜バリアが強化され、腸内環境を改善することができる。
本発明において、「白金ナノ粒子」とは、直径が100nm以下の白金粒子をいう。白金ナノ粒子は、適宜本分野で公知の方法及び機器で製造することができる。
アッカーマンシア・ムシニフィラは腸内、特に大腸に存在し、成人の腸内細菌の1~4%を占める。
アッカーマンシア・ムシニフィラがムチンを分泌することにより、腸粘膜における粘液層(ムチン層)が肥厚し、肥厚した粘液層によって糖類が身体に吸収することが妨げられるため、糖の吸収が悪くなり、痩身効果があると考えられている。実際に、肥満傾向にある人やII型糖尿病(成人発症型)の人の腸内には、アッカーマンシア・ムシニフィラが存在しないか、又はごく少量にしか存在しないことが知られている。
また粘液層は、腸管上皮を覆うことで物理的に腸管組織への細菌侵入を防止するとともに、層自体の粘性により細菌の上皮細胞への接着を防止している。
ところで、腸内の慢性的な炎症により腸粘膜バリアが破綻して腸管組織に細菌が侵入すると、腸壁のタイトジャンクションに隙間ができ、腸管透過性が亢進してしまう。このような症状を、腸漏れ症候群(リーキーガット症候群)という。
腸漏れ症候群を発症し、腸管透過性が亢進すると、ウイルスや細菌が腸から血中に漏れ出し、消化器系疾患(過敏性腸症候群等)、炎症性腸疾患(潰瘍性大腸炎、クローン病等)、自己免疫疾患(関節リウマチ、セリアック病等)、皮膚疾患(ニキビ等)、神経変性疾患(アルツハイマー病、認知症、パーキンソン病等)等、様々な疾患を引き起こすことが知られている。
例えば腸漏れ症候群が発生した腸から、リポポリサッカライド(LPS)が血中に漏れ出て脳まで運ばれると、ミクログリアが活性化され、活性化されたミクログリアによりアミロイドβが産生・蓄積されることにより、認知機能障害を引き起こすことが知られている。
また、腸から漏れ出たLPSが血流に乗って全身に運ばれると、全身が軽度の炎症状態に陥り、これによりインスリン抵抗性が悪化してII型糖尿病を引き起こすことが知られている。
本発明は、腸内細菌叢中のアッカーマンシア・ムシニフィラの存在量を増やすことによって、腸粘膜の粘液層を肥厚させ、腸管のタイトジャンクションでの隙間の生成を予防及び/又は改善することにより、腸漏れを抑制及び/又は改善することで、腸漏れ症候群に起因する諸疾患の予防及び/又は改善する効果が期待できる。また腸管の粘液層を肥厚させることで、腸内環境の改善効果も期待できる。
例えば、血中LPS濃度が一定以上の人物は、腸漏れ症候群である蓋然性が高いため、このような人物が本発明に係る組成物を摂取することにより、アッカーマンシア・ムシニフィラの存在量を増やして腸管の粘液層を肥厚させる(換言すれば、腸粘膜バリアを強化する)ことで、腸漏れを改善し、上記諸疾患の予防又は改善をする効果が期待できる。
また、腸内細菌叢中のアッカーマンシア・ムシニフィラの存在量が少ない人物が、本発明に係る組成物を摂取することにより、腸内のアッカーマンシア・ムシニフィラの存在量を増やして粘液層を肥厚させる(換言すれば、腸粘膜バリアを強化する)ことができ、これにより肥満の改善(痩身)が期待できるとともに、腸漏れを予防し、上記諸疾患の予防効果も期待できる。
腸内細菌叢中のアッカーマンシア・ムシニフィラは、腸管内分泌細胞を刺激し、消化管ホルモンであるインクレチンを分泌させることが知られている。インクレチンは膵臓のランゲルハンス島β細胞を刺激して、血糖値依存的にインスリン分泌を促進する。よって本発明に係る組成物を摂取することにより、腸内のアッカーマンシア・ムシニフィラを増やすと、インクレチンの分泌の増加及びこれによるインスリンの分泌が増加により、II型糖尿病の治療又は予防効果が期待できる。
また上記の通り、腸から血中に漏れ出たLPSは、II型糖尿病の原因のひとつとなるが、本発明に係る組成物によって腸内のアッカーマンシア・ムシニフィラの存在量を増やして粘液層を肥厚させ、腸漏れを改善又は予防すると、血中へLPSが漏れ出ることを抑制又は予防することができるため、全身の炎症状態を改善又は予防することができ、その結果インスリン抵抗性を改善し、II型糖尿病の治療又は予防効果が期待できる。
本発明の組成物は、液体状、固形状、半固形状等、その性状は特に制限されない。
本発明の組成物が液体状である場合、分散媒は電解水であることが好ましい。換言すれば、本発明の好ましい形態では、アッカーマンシア・ムシニフィラ増殖用組成物は、白金ナノ粒子が電解水に分散された組成物である。
白金ナノ粒子及び電解水はそれぞれ腸内の活性酸素を除去することができることが知られているが、これらを同時に摂取した場合に、腸内細菌叢に含まれる腸内細菌のうち、特に腸内のアッカーマンシア・ムシニフィラが増殖することについては、知られていない。
本発明によれば、腸内のアッカーマンシア・ムシニフィラを増殖させることができる。なお電解水は、公知の方法及び機器で飲用可能なものを製造することができる。
電解水のpHは、8~11であることが好ましく、9~10であることがより好ましく、9.0~9.5であることがさらに好ましい。
白金ナノ粒子の平均粒子径は、5nm以下であることが好ましく、4.5nm以下であることがより好ましく、4nm以下であることがさらに好ましく、3nm以下であることがさらにより好ましい。
また、平均粒子径は、0.5nm以上であることが好ましく、0.75nm以上であることが好ましく、1.0nm以上であることがより好ましい。
本発明によれば、腸内のアッカーマンシア・ムシニフィラを増殖させることができる。
なお本発明において、平均粒子径とは、小角X線散乱法によるモデル数値解析により算出した粒子径である。詳細な算出方法は、後述する実施例において説明する。
本発明が液体状である場合、組成物全体に対する白金ナノ粒子の濃度は、0.02μg/mL以上であることが好ましく、0.024μg/mL以上であることがさらにより好ましく、0.03μg/mL以上であることがさらにより好ましい。
また、組成物全体に対する白金ナノ粒子の濃度は、0.1μg/mL以下であることが好ましく、0.096μg/mL以下であることがより好ましく、0.09μg/mL以下であることがさらにより好ましく、0.08μg/mL以下であることがさらにより好ましく、0.076μg/mL以下であることがさらにより好ましく、0.07μg/mL以下であることがさらにより好ましく、0.06μg/mL以下であることがさらにより好ましい。
本発明によれば、腸内のアッカーマンシア・ムシニフィラを増殖させることができる。
本発明が固形状(固体製剤)である場合、例えば錠剤やカプセル剤とすることができるが、錠剤とすることが好ましい。錠剤は、そのまま経口摂取する形態とすることや、摂取時に水(好ましくは電解水)に溶解させて摂取する形態とすることができる。
またカプセル剤とする場合には、適宜公知の方法で、白金ナノ粒子を封入したカプセル剤を製造することができる。
固体製剤とする場合、1錠当たりの白金ナノ粒子の含有量は0.01mg以上であることが好ましく、0.016mg以上であることがより好ましく、0.02mg以上であることがさらにより好ましく、0.024mg以上であることがさらにより好ましく、0.03mg以上であることがさらにより好ましい。
1錠当たりの白金ナノ粒子の含有量は、0.1mg以下であることが好ましく、0.096mg以下であることがより好ましく、0.09mg以下であることがさらにより好ましく、0.08mg以下であることがさらにより好ましく、0.076mg以下であることがさらにより好ましく、0.07mg以下であることがさらにより好ましく、0.06mg以下であることがさらにより好ましい。
本発明の好ましい形態では、固体製剤(好ましくは、錠剤)であり、電解水に溶解させることにより、上記組成物を調製するための、組成物である。
本発明によれば、電解水を分散媒とする液体状であるアッカーマンシア・ムシニフィラ増殖用組成物を、用事調製することができる。
本発明のアッカーマンシア・ムシニフィラ増殖用組成物は、本願発明の効果を阻害しない範囲で、公知の他の原料(矯味剤、矯臭剤、pH調整剤、賦形剤、増粘剤、香料、食用色素、甘味料、食物繊維、ビタミン類、保存料、酸化防止剤等)を含むことができる。
本発明の組成物を摂取することにより、腸内のアッカーマンシア・ムシニフィラを増殖させることができる。
例えば、電解水に白金ナノ粒子を電解水に分散させた、本発明に係るアッカーマンシア・ムシニフィラ増殖用組成物を経口摂取する場合、1日あたりの白金ナノ粒子の摂取量が10μg以上となるように摂取することが好ましく、12μg以上となるように摂取することがより好ましく、15μg以上となるように摂取することがさらに好ましく、18μg以上となるように摂取することがさらにより好ましく、20μg以上となるように摂取することがさらにより好ましく、22μg以上となるように摂取することがさらにより好ましく、25μg以上となるように摂取することがさらにより好ましく、28μg以上となるように摂取することがさらにより好ましく、30μg以上となるように摂取することがさらにより好ましい。
本発明によれば、腸内のアッカーマンシア・ムシニフィラの増殖を促進することができる。
なお、1日あたりの白金ナノ粒子の摂取量の上限は、例えば50μg以下を目安とすることができる。
また上記のようにしてアッカーマンシア・ムシニフィラの増殖を促進することにより、腸粘膜バリアを強化し、腸内環境を改善するとともに、腸漏れ症候群を改善及び/又は予防をすることができる。
例えば、分散媒が電解水であり、白金ナノ粒子の濃度が15μg/500mLである組成物であれば、1日当たりの350mL~1L以上飲用することで、上記摂取量を達成することができる。
本発明に係る組成物の摂取期間としては、4週間以上連続して摂取することが好ましく、5週間以上連続して摂取することが好ましく、6週間以上連続して摂取することがさらにより好ましく、7週間以上連続して摂取することがさらにより好ましく、8週間以上連続して摂取することがさらにより好ましい。
本発明を上記期間で摂取することによって、腸内のアッカーマンシア・ムシニフィラを増殖させることができる。なお、連続摂取期間の上限は特にない。
以下、実施例を参照して本発明をより具体的に説明するが、本発明の技術的範囲は、以下の実施例に限定されない。
無作為に選出した被験者(30代~60代の男女)計13人を、プラセボ群と試験群にわけた。
プラセボ群には、ペットボトル入り飲料水(水道水)500mLを1日2本、連続して8週間飲用させた(1日あたり1Lの水を飲用)。
試験群には、ペットボトル入りの、電解水に白金ナノ粒子を分散させた水(以下、電解ナノ白金水という)500mLを1日2本、連続して8週間飲用させた。
本実施例において、電解ナノ白金水中の白金ナノ粒子の平均粒子径は2nmであり、500mLペットボトル1本あたりの白金ナノ粒子の濃度は15μgである(すなわち、試験群は、1日あたり30μgの白金ナノ粒子を摂取した)。また電解ナノ白金水のpHは9.2であった。本実施例において電解水に分散させた白金ナノ粒子の平均粒子径の測定方法を、以下に示す。
なお、被験者には何れも基礎疾患はなく、上記所定の飲用水を所定の量飲用すること以外は、普段と同じ生活を送った。
<白金ナノ粒子の平均粒子径の測定方法>
白金ナノ粒子をmilli-Q水に分散した試料を攪拌分散し、ガラス製キャピラリー(1.5mmφ)に詰め、測定した。なおバックグラウンドとしてmilli-Q水を測定した。なおmilli-Q水は、Milli-Q(登録商標)(メルク社)を用いて製造することができる。
以下のように小角X線散乱法を用いた算出値を平均粒子径とした。
(1)算出に使用した装置
X線発生装置:理学電機(株)社製RU-200(回転対陰極型)、X線源はCuKa線平面グラファイトインシデントモノクロメータ使用(出力は50kV-200mA)
光学系 :理学電機(株)社製Kratkyカメラ
U-スリット:幅70mm高さ15mm
検出器 :理学電機(株)社製、位置敏感型比例計数装置(PSPC)、スリット高さ8.6mm、積算時間60000秒、チャンネル1024(88.03ch/deg.)
(2)算出方法
球体とみなした散乱体(白金微粒子)の電子密度変化による散乱波の強度I(q)は以下の(i)式で表される。
I(q)=|Ω(q)|2(qは波数ベクトル(=4πsinθ/λ))・・・(i)
散乱体の半径をRとすると、形状因子は以下の(ii)式で表される。
Ω(q,R)=4πR3/(qR)3×(sin(qR)-qRcos(qR))・・・(ii)
粒子径の分布P(R)は、下記式(iii)のΓ分布であるとした。
Figure 0007086363000001
ここで、(iii)式中、Γ(M)はΓ関数、Rは散乱体の平均半径(白金ナノ粒子の平均粒子径)である。
分散を平均値で規格化した規格化分散σは下記式(iv)のように表される。
Figure 0007086363000002
ここで、(iv)式中、Mは分布の広がりを決めるパラメータである。Mが大きくなるとガウス分布に似た左右対称に近いシャープな分布となり、Mが1以下になるとピークを持たない非常にプロードな分布を与える。
解析にはバックグラウンド処理後のプロファイルを用いた。
図1に、本実施例に係る白金ナノ粒子の平均粒子径を求めるのに使用した粒子径分布を示す。
試験前(飲用0目目)と試験後(飲用8週間後)において、糞便中のアッカーマンシア・ムシニフィラの存在量(糞便中に含まれる腸内細菌全体の量に対する、アッカーマンシア・ムシニフィラの存在量)と、血中LPS濃度を測定した。
糞便中のアッカーマンシア・ムシニフィラの存在量は、高橋らの方法(Development of a prokaryotic universal primer for simultaneous analysis of Bacteria and Archaea using next-generation sequencing.)に従い、16s rDNA部分塩基配列を標的としたアンプリコンシーケンス解析により、測定した。具体的には、以下の方法で測定した。
<アッカーマンシア・ムシニフィラの存在量の測定方法>
<1>DNA抽出
被験者から採取した糞便サンプル100mgを、4Mチオシアン酸グアニジウム、100mM Tris-HCl(pH9.0)、40mM EDTAに懸濁した後、FastPrep-2 5G(MP Biomedicals, USA)を用いて、ジルコニアビーズで破砕した。各サンプル中のDNA濃度は、10ng/mL(Nano Drop ND8000(サーモフィッシャーサイエンティフィック社)により測定)となるように調整した。
<2>ライブラリーの作成
(2-1)フォワードプライマーとしてPro341F、リバースプライマーとしてPro805Rを使用して、タッチダウンPCR法により、ライブラリーを作成した。
反応混合液(全量25mL)には、上記(1)で生成したゲノムDNAが10μg、上記プライマーが各0.25mMずつ含まれており、リアルタイムPCR試薬としてMightyAmp for Real Time(タカラバイオ)を使用した。
PCR反応条件は、98℃で2分間の初期変性の後,サイクル数により65℃~55℃の15秒間のアニーリングと、68℃で30秒間の伸長を1サイクルとして、35サイクル行った。アニーリング温度は1サイクルごとに1℃ずつ下げ、55℃まで到達した以降は55℃で一定とした。
(2-2)PCR産物を、MultiScreen PCRu96フィルタープレート(Merck Millipore, USA)で精製し、Bioanalyzer DNA Chip 1000Kit(Agilent Technologies, USA)を用いて分析し、プライマーダイマーを検出し、各産物の平均分子量を決定した。
(2-3)精製したPCR産物を、MightyAmp for Real Time(SYBR Plus)を用いて、Rotor-Gene Q定量サーマルサイクラーでリアルタイム定量PCR(q-PCR)により定量し、ライブラリーの濃度を測定した。
フォワードプライマーとしてMiseq_F、リバースプライマーとしてMiseq_Rを0.2mM添加し,標準物質としてPhiXコントロールライブラリー(米国イルミナ社)を連続的に希釈した。
PCR反応条件は、98℃で2分間の初期変性後、98℃で10秒間の変性、60℃で15秒間のアニーリング、68℃で30秒間の伸長を1サイクルとし、30サイクル行った。
<3>アンプリコンシーケンス解析、微生物の同定及びアッカーマンシア・ムシニフィラの存在量の計算
(3-1)上記<2>で作成したライブラリーについて、シーケンシングキットとしてMiSeq Reagent Kit v3(Illumina)、シーケンサーとしてMiSeq(Illumina)を用いて、アンプリコンシーケンス解析を行った。
(3-2)RDP MultiClassifier ver 2.11による相同性検索及び、DB-BA13.0による微生物検索を行った。
(3-3)上記(4)の検索結果に基づき、腸内細菌叢中の細菌に占めるアッカーマンシア・ムシニフィラの存在量を計算した。
血中LPS濃度は、比濁時間分析法により測定した。
各指標の測定結果を、下記表1に示す。
なお表1中、アッカーマンシア・ムシニフィラの検出量が0%とは、アッカーマンシア・ムシニフィラが存在しないか、又は検出限界以下であったことを表す。
また、血中LPS濃度が1.0以下とは、LPSの濃度が検出限界以下であったことを含む。
Figure 0007086363000003
表1から明らかな通り、プラセボ群では、8週間の試験後において、アッカーマンシア・ムシニフィラの存在量は0%(検出限界以下)で変化がない(被験者番号9~12)か、又は減少していた(被験者番号6~8及び被験者番号13)。
これに対し試験群では、8週間の試験後において、アッカーマンシア・ムシニフィラの存在量が増加していた。
以上の結果から、本発明によれば、腸内細菌叢中のアッカーマンシア・ムシニフィラを増殖させることができることが明らかになった。
また、腸内細菌叢中のアッカーマンシア・ムシニフィラの存在量を指標として、アッカーマンシア・ムシニフィラの存在量が少ない人物(例えば、糞便中の細菌に占めるアッカーマンシア・ムシニフィラの存在量の割合が1%以下の人物)に対して、選択的に本発明の組成物を摂取させることを決定できることが示唆された。
上記の通り、アッカーマンシア・ムシニフィラは、腸粘膜における粘液層を肥厚させることが知られている。
上記の結果から、本発明に係る組成物を摂取することにより、大腸内のアッカーマンシア・ムシニフィラが増殖した結果、腸粘膜における粘液層が肥厚することが示唆された。またこれにより、本発明に係る組成物を摂取することにより、腸粘膜バリアが強化され腸内環境が改善することが示唆された。
また、表1に表されている通り、プラセボ群では、試験前と比較して、試験後の血中LPS濃度が上昇している被験者が2名いる(被験者番号7番及び11番)。
上記の通り、腸漏れ症候群が起こると、LPSが血液中に漏れ出ることから、血中LPS濃度が上昇した上記2被験者は、腸漏れが起こっている可能性がある。
これに対し、試験群では、8週間の試験後に血中LPS濃度が上昇した被験者は一人もいなかった。換言すれば、試験群において、試験期間中に腸漏れの兆候が見られた被験者はいなかった。
上記の通り、白金ナノ電解水を飲用することで、腸内のアッカーマンシア・ムシニフィラが増殖する。
増殖したアッカーマンシア・ムシニフィラにより、腸粘膜における粘液層が肥厚され、これにより腸漏れ症候群の発生が抑制されたことが、本実施例により示唆された。
上記の通り、腸漏れ症候群が発生すると、血液中のLPSが体内の様々な箇所に運ばれることにより、種々の疾患が引き起こされるが、本発明に係る組成物を摂取することにより、LPSの血中への流出を抑制又は予防し、LPSによって引き起こされる種々の疾患を予防又は治療できることが示唆された。
また、血中LPS濃度を指標として、血中LPS濃度が高い人物に対して、選択的に本発明の組成物を摂取させることを決定できることが示唆された。
上記結果から、本発明に係るアッカーマンシア・ムシニフィラ増殖用組成物を摂取することにより、腸粘膜バリアが強化され、上記したアルツハイマー型認知症やII型糖尿病等の、腸漏れ症候群が原因の一つとされる疾患の予防及び/又は改善ができることが示唆された。換言すれば、本発明に係るアッカーマンシア・ムシニフィラ増殖用組成物は、腸漏れ症候群に起因する疾患の予防及び/又は治療に使用することができることが示唆された。
本発明によれば、腸内細菌叢中のアッカーマンシア・ムシニフィラを増殖させることができる。またこれにより、腸粘膜の粘液層を肥厚させ、腸粘膜バリアを強化し、これにより腸内環境を改善することができる。

Claims (6)

  1. 腸内細菌叢中のアッカーマンシア・ムシニフィラの存在量が少ない人物に対して用いられる、白金ナノ粒子を有効成分として含む、アッカーマンシア・ムシニフィラ増殖用組成物。
  2. 前記腸内細菌叢中のアッカーマンシア・ムシニフィラの存在量が少ない人物が、糞便中の細菌に占めるアッカーマンシア・ムシニフィラの存在量の割合が1%以下の人物である、請求項1に記載のアッカーマンシア・ムシニフィラ増殖用組成物。
  3. 前記白金ナノ粒子が電解水に分散されたものである、請求項1又は2に記載の組成物。
  4. 前記白金ナノ粒子の平均粒子径が5nm以下である、請求項に記載のアッカーマンシア・ムシニフィラ増殖用組成物。
  5. 前記白金ナノ粒子を、0.02μg/mL以上の濃度で含む、請求項又はに記載のアッカーマンシア・ムシニフィラ増殖用組成物。
  6. 固形製剤であり、電解水に溶解させることにより、請求項の何れか一項に記載の組成物を調製するための、請求項1又は2に記載のアッカーマンシア・ムシニフィラ増殖用組成物。
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