JP7426548B2 - 胃腸の恒常性を支持する方法 - Google Patents
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Description
[0001]本出願は、米国特許仮出願第62/757,500号明細書(2018年11月8日出願);及び米国特許仮出願第62/757,465号明細書(2018年11月8日出願)の利益を主張するものであり、その各々の開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。
[0002]動物の胃腸系は、動物の内部解剖学的構造と外界との間の最大の表面積界面である。それは、栄養素の消化及び吸収並びに環境病原体に対する有効なバリアの提供に関与する。胃腸管(GIT)は、宿主動物の免疫系と強く協調し、消化管に生息する様々な微生物(細菌、真菌、カビ、ウイルスなど)を含む動物の腸ミクロビオームが存在する。
[0005]一態様において、動物における胃腸バリア機能不全を処置及び予防する方法であって、基礎栄養組成物及び合成オリゴ糖調製物を含む栄養組成物を前記動物に投与することであって、少なくともn画分のオリゴ糖は、1~n(DP1~DPn画分)から選択される別個の重合度をそれぞれ有し、nは、3を超える整数であり、DP1及びDP2画分の各々は、独立して、質量分析によって決定される相対的存在量で約0.5%~約15%のアンヒドロサブユニット含有オリゴ糖を含む、投与することを含み、それにより前記胃腸バリア機能不全を処置及び予防する、方法が本明細書に提供される。
[00190]本明細書に記載される全ての公報、特許及び特許出願は、各公報、特許及び特許出願が参照により援用されたことが具体的且つ個別に示されている場合、同程度参照により援用される。参照により援用される刊行物及び特許又は特許出願が明細書に含まれる開示と矛盾する範囲で、明細書は、そのような矛盾する資料に優先し、且つ/又は優先することを意図している。
[00235]以下の説明及び実施例は、本開示の実施形態を詳細に説明する。本開示は、本明細書に記載される特定の実施形態に限定されず、それ自体が変化し得ることを理解すべきである。当業者は、本開示の多くの実施形態及び修正形態があり、それらがその範囲内に含まれることを理解するであろう。
[00240]本明細書で使用される用語は、単に特定の場合を説明することを目的とし、限定することを意図しない。本明細書で使用する場合、単数形「1つの(a)」、「1つの(an)」及び「その」は、文脈がそれ以外であることを明らかに示さない限り、同様に複数形を含むものとする。更に、用語「包含している」、「包含する」、「有している」、「有する」、「備える」又はこれらの変形は、詳細な説明及び/又は特許請求の範囲のいずれかで使用され、このような用語は、用語「含む」と同様の方法で包括的であることが意図される。
[00258]本明細書では、栄養組成物での使用に好適なオリゴ糖調製物が提供される。いくつかの実施形態では、前記オリゴ糖調製物は、1~nから選択される異なる重合度をそれぞれ有する少なくともn画分のオリゴ糖(DP1~DPn画分)を含み、ここで、nは、2を超える整数である。いくつかの実施形態では、nは、3以上の整数である。いくつかの実施形態では、オリゴ糖調製物における1~n画分の各々は、質量分析法によって測定される相対的存在量で1%~90%のアンヒドロサブユニット含有オリゴ糖を含む。いくつかの実施形態では、各画分におけるオリゴ糖の相対的存在量は、その重合度とともに単調に減少する。
[00261]本明細書では、動物腸内ミクロビオームなどの微生物群集の複雑な機能調節を示すアンヒドロ-糖成分及び/又は糖脱水生成物成分を含むオリゴ糖調製物が開示される。オリゴ糖調製物は、ミクロフローラによる発酵性炭素の利用を調節し、代謝フラックスを有益な種に向ける有用性を提供し、従ってミクロビオームが媒介した健康又は栄養上の利益を提供する。
[00270]いくつかの実施形態では、オリゴ糖調製物は、1~nから選択される異なる重合度をそれぞれ有する少なくともn画分のオリゴ糖(DP1~DPn画分)を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖調製物は、1~nから選択される異なる重合度をそれぞれ有するオリゴ糖のn画分(DP1~DPn画分)を含む。例えば、いくつかの実施形態では、DP1画分は、1つ以上の単糖及び/又は1つ以上のアンヒドロ-単糖を含む。別の例として、いくつかの実施形態では、DP1画分は、グルコース、ガラクトース、フルクトース、1,6-アンヒドロ-β-D-グルコフラノース、1,6-アンヒドロ-β-D-グルコピラノース又はこれらの任意の組み合わせを含む。更に別の例として、いくつかの実施形態では、DP2画分は、1つ以上の通常の二糖及び1つ以上のアンヒドロサブユニット含有二糖を含む。いくつかの実施形態では、DP2画分は、ラクトースを含む。
[00284]いくつかの実施形態では、オリゴ糖のn画分の各々は、独立して、アンヒドロサブユニットレベルを含む。例えば、いくつかの実施形態では、DP1画分は、相対的存在量で10%のアンヒドロサブユニット含有オリゴ糖を含み、DP2画分は、相対的存在量で15%のアンヒドロサブユニット含有オリゴ糖を含む。別の例について、いくつかの実施形態では、DP1、DP2及びDP3画分は、それぞれ相対的存在量でそれぞれ5%、10%及び2%のアンヒドロサブユニット含有オリゴ糖を含む。他の実施形態では、オリゴ糖の2つ以上の画分は、同じレベルのアンヒドロサブユニット含有オリゴ糖を含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、DP1及びDP3画分は、それぞれ相対的存在量で約5%のアンヒドロサブユニット含有オリゴ糖を含む。
[00295]いくつかの実施形態では、オリゴ糖調製物は、異なる種のアンヒドロサブユニットを含む。いくつかの実施形態では、例示的なアンヒドロサブユニット含有オリゴ糖は、図42、図30及び図31に示されている。いくつかの実施形態では、オリゴ糖調製物は、単糖の熱脱水生成物、即ちアンヒドロ-単糖サブユニットである、1つ以上のアンヒドロサブユニットを含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖調製物は、単糖の可逆的熱脱水生成物である、1つ以上のアンヒドロサブユニットを含む。
[00313]いくつかの実施形態では、本明細書に記載のオリゴ糖調製物は、様々なグリコシド結合を含む。グリコシド結合の型及び分布は、オリゴ糖調製物の供給源及び製造方法に依存し得る。いくつかの実施形態では、様々なグリコシド結合の型及び分布は、NMRなどの当技術分野において公知の任意の好適な方法によって決定及び/又は検出することができる。例えば、いくつかの実施形態では、グリコシド結合は、1H NMR、13C NMR、2D NMR、例えば2D JRES、HSQC、HMBC、DOSY、COSY、ECOSY、TOCSY、NOESY若しくはROESYなど、又はこれらの任意の組み合わせなどによって決定及び/又は検出される。いくつかの実施形態では、グリコシド結合は、少なくとも部分的に、1H NMRによって決定及び/又は検出される。いくつかの実施形態では、グリコシド結合は、少なくとも部分的に、13C NMRによって決定及び/又は検出される。いくつかの実施形態では、グリコシド結合は、少なくとも部分的に、2D1H、13C-HSQC NMRによって決定及び/又は検出される。
[00326]オリゴ糖調製物の分子量及び分子量分布は、任意の好適な分析手段及び機器、例えば、末端基法、浸透圧(浸透圧測定)、超遠心分離、粘度測定、光散乱法、SEC、SEC-MALLS、FFF、A4F、HPLC及び質量分析法などによって決定され得る。いくつかの実施形態では、分子量及び分子量分布は、質量分析法、例えば、MALDI-MS、LC-MS又はGC-MSなどによって決定される。いくつかの実施形態では、分子量及び分子量分布は、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)、例えばゲル透過クロマトグラフィー(GPC)などによって決定される。他の実施形態では、分子量及び分子量分布は、HPLCによって決定される。いくつかの実施形態では、分子量及び分子量分布は、MALDI-MSによって決定される。
[00329]オリゴ糖調製物中に存在するオリゴ糖の種は、1つ以上の供給糖の種類に依存し得る。例えば、いくつかの実施形態では、供給糖がグルコースを含む場合、オリゴ糖調製物は、グルコ-オリゴ糖を含む。例えば、いくつかの実施形態では、供給糖がガラクトースを含む場合、オリゴ糖調製物は、ガラクト-オリゴ糖を含む。別の例について、いくつかの実施形態では、供給糖がガラクトース及びグルコースを含む場合、オリゴ糖調製物は、グルコ-ガラクト-オリゴ糖を含む。
[00346]いくつかの実施形態では、オリゴ糖における少なくとも1つの単糖サブユニットは、L型である。いくつかの実施形態では、オリゴ糖における少なくとも1つの単糖サブユニットは、D型である。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のオリゴ糖調製物における単糖サブユニットは、天然に豊富な形態、例えば、D-グルコース、D-キシロース及びL-アラビノースである。
[00348]いくつかの実施形態では、調製物における1つ以上のオリゴ糖は、独立して、官能化されている。官能化オリゴ糖は、1つ以上の糖を1つ以上の官能化化合物と触媒の存在下で合わせることによって生成され得る。官能化オリゴ糖の生成方法は、国際公開第2012/118767号パンフレット、同第2014/031956号パンフレット、同第2016/122887号パンフレット(それら全体が、それらの開示のために、本明細書に参照により組み込まれる)に記載されている。
[00351]一態様では、本明細書で、オリゴ糖調製物を製造する方法が提供される。いくつかの実施形態では、本明細書で、動物飼料組成物などの栄養組成物での使用に好適であるか、又は動物に直接給餌されるオリゴ糖調製物を製造する方法が提供される。一態様では、本明細書で、1つ以上の供給糖及び触媒を含む水性組成物を、重合を誘導するのに十分な温度まで及び十分な時間加熱することを含むオリゴ糖調製物を製造する方法であって、触媒は、(+)-カンファー-10-スルホン酸;2-ピリジンスルホン酸;3-ピリジンスルホン酸;8-ヒドロキシ-5-キノリンスルホン酸水和物;α-ヒドロキシ-2-ピリジンメタンスルホン酸;(β)-カンファー-10-スルホン酸;ブチルホスホン酸;ジフェニルホスフィン酸;ヘキシルホスホン酸;メチルホスホン酸;フェニルホスフィン酸;フェニルホスホン酸;tert-ブチルホスホン酸;SS)-VAPOLリン酸水素;6-キノリンスルホン酸、3-(1-ピリジニオ)-1-プロパンスルホネート;2-(2-ピリジニル)エタンスルホン酸;3-(2-ピリジル)-5,6-ジフェニル-1,2,4-トリアジン-p,p’-ジスルホン酸一ナトリウム塩水和物;リン酸水素1,1’-ビナフチル-2,2’-ジイル;ビス(4-メトキシフェニル)ホスフィン酸;フェニル(3,5-キシリル)ホスフィン酸;L-システイン酸一水和物;ポリ(スチレンスルホン酸-co-ジビニルベンゼン);リシン;エタンジスルホン酸;エタンスルホン酸;イセチオン酸;ホミシステイン酸;HEPBS(N-(2-ヒドロキシエチル)ピペラジン-N’-(4-ブタンスルホン酸));HEPES(4-(2-ヒドロキシエチル)-1-ピペラジンエタンスルホン酸);2-ヒドロキシ-3-モルホリノプロパンスルホン酸;2-(N-モルホリノ)エタンスルホン酸;メタンスルホン酸;メタニアジド;ナフタレン-1-スルホン酸;ナフタレン-2-スルホン酸;パーフルオロブタンスルホン酸;6-スルホキノボース;トリフルオロメタンスルホン酸;2-アミノエタンスルホン酸;安息香酸;クロロ酢酸;トリフルオロ酢酸;カプロン酸;エナント酸;カプリル酸;ペラルゴン酸;ラウリン酸;パルミチン酸;ステアリン酸;アラキジン酸;アスパラギン酸;グルタミン酸;セリン;トレオニン;グルタミン;システイン;グリシン;プロリン;アラニン;バリン;イソロイシン;ロイシン;メチオニン;フェニルアラニン;チロシン;トリプトファンからなる群から選択され、オリゴ糖調製物は、1(DP1画分)~n(DPn画分)から選択される別個の重合度をそれぞれ有する少なくともn画分のオリゴ糖を含み、nは、2を超える整数である、方法が提供される。
[00353]いくつかの実施形態では、本明細書で記載されるオリゴ糖調製物を製造する方法は、1つ以上の種類の供給糖を加熱することを含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の種類の供給糖は、単糖、二糖、三糖、四糖又はこれらの任意の混合物を含む。
[00366]いくつかの実施形態では、本明細書で提供される触媒は、1つ以上の酸を含む。いくつかの実施形態では、本明細書で提供される触媒は、鉱酸、カルボン酸;アミノ酸;スルホン酸;ボロン酸;ホスホン酸;ホスフィン酸;硫酸;リン酸;ポリ(スチレンスルホン酸-co-ビニルベンジル-イミダゾリウムサルフェート-co-ジビニルベンゼン);ポリ(スチレンスルホン酸-co-ジビニルベンゼン);(+)-カンファー-10-スルホン酸;2-ピリジンスルホン酸;3-ピリジンスルホン酸;8-ヒドロキシ-5-キノリンスルホン酸水和物;α-ヒドロキシ-2-ピリジンメタンスルホン酸;(β)-カンファー-10-スルホン酸;ブチルホスホン酸;ジフェニルホスフィン酸;ヘキシルホスホン酸;メチルホスホン酸;フェニルホスフィン酸;フェニルホスホン酸;tert-ブチルホスホン酸;SS)-VAPOLリン酸水素;6-キノリンスルホン酸;3-(1-ピリジニオ)-1-プロパンスルホネート;2-(2-ピリジニル)エタンスルホン酸;3-(2-ピリジル)-5,6-ジフェニル-1,2,4-トリアジン-p,p’-ジスルホン酸一ナトリウム塩水和物;リン酸水素1,1’-ビナフチル-2,2’-ジイル;ビス(4-メトキシフェニル)ホスフィン酸;フェニル(3,5-キシリル)ホスフィン酸;L-システイン酸一水和物;酢酸;プロピオン酸;ブタン酸;グルタミン酸;リシン;エタンジスルホン酸;エタンスルホン酸;イセチオン酸;ホミシステイン酸;HEPBS(N-(2-ヒドロキシエチル)ピペラジン-N’-(4-ブタンスルホン酸));HEPES(4-(2-ヒドロキシエチル)-1-ピペラジンエタンスルホン酸);2-ヒドロキシ-3-モルホリノプロパンスルホン酸;2-(N-モルホリノ)エタンスルホン酸;メタンスルホン酸;メタニアジド;ナフタレン-1-スルホン酸;ナフタレン-2-スルホン酸;パーフルオロブタンスルホン酸;6-スルホキノボース;トリフルオロメタンスルホン酸;2-アミノエタンスルホン酸;安息香酸;クロロ酢酸;トリフルオロ酢酸;カプロン酸;エナント酸;カプリル酸;ペラルゴン酸;ラウリン酸;パルミチン酸;ステアリン酸;アラキジン酸;アスパラギン酸;グルタミン酸;セリン;トレオニン;グルタミン;システイン;グリシン;プロリン;アラニン;バリン;イソロイシン;ロイシン;メチオニン;フェニルアラニン;チロシン;トリプトファン;ポリマー酸;炭素担持酸;又はこれらの任意の組み合わせを含む。
[00375]いくつかの実施形態では、オリゴ糖調製物を製造する方法は、水を添加して水性組成物を形成することを含む。いくつかの実施形態では、水性組成物中の水の全て又は一部は、遊離水として添加される。他の実施形態では、水性組成物中の水の全ては、例えば、糖一水和物又は二水和物において、結合水として添加される。いくつかの実施形態では、水性組成物中の水の全ては、グルコース一水和物などの単糖一水和物において、結合水として添加される。特定の実施形態では、水性組成物中の水の全て又は一部は、触媒とともに、すなわち触媒溶液を介して添加される。
[00376]オリゴ糖調製物を製造する方法が進むにつれて、反応によって水を生成することができる。例えば、いくつかの実施形態では、水は、(i)グリコシド結合の形成とともに、(ii)アンヒドロサブユニットの形成とともに、又は(iii)他のメカニズム又は供給源により生成される。糖縮合及び脱水反応は両方とも水を伴うため、いくつかの実施形態では、含水量はオリゴ糖調製物の組成物に影響を与える。
[00389]いくつかの実施形態では、オリゴ糖調製物内のオリゴ糖の重合度及び/又はアンヒドロサブユニットの量及び種類は、水性組成物が加熱される温度を調整することにより調節することができる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のオリゴ糖調製物を製造する方法は、約80℃~約250℃、約90℃~約200℃、約100℃~約200℃、約100℃~約180℃、約110℃~約170℃、約120℃~約160℃、約130℃~約150℃、又は約135℃~約145℃の温度まで水性組成物を加熱することを含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖調製物を製造する方法は、約100℃~約200℃、約100℃~約180℃、約110℃~約170℃、約120℃~約160℃、約130℃~約150℃、又は約135℃~約145℃の温度まで水性組成物を加熱することを含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖調製物を製造する方法は、約135℃~約145℃の温度まで、水性組成物を加熱することを含む。他の実施形態では、オリゴ糖調製物を製造する方法は、約125℃~約135℃の温度まで、水性組成物を加熱することを含む。
[00390]いくつかの実施形態では、本明細書に記載のオリゴ糖調製物を製造する方法は、十分な時間、水性組成物を加熱することを含む。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の方法に従って製造されるオリゴ糖の重合度は、反応時間によって調整することができる。
(式中、[H2O]は、水のモル濃度(モル/L)を表し、
[DP1]、[DPm-1]及び[DPm]は、それぞれ、DP1、DPm-1及びDPm画分におけるオリゴ糖のモル濃度(モル/L)を表す)
である。例えば、K2は、上記式に従って、
[DP2][H2O]/[DP1][DP1]
に等しい。いくつかの実施形態では、mは2以上且つn未満の整数である。いくつかの実施形態では、mは2以上、且つn以下の整数である。いくつかの実施形態では、mはnに等しい。いくつかの実施形態では、mは、2、3、4、5、6、7、8、9、又は10である。
[00405]いくつかの実施形態では、本明細書に記載のオリゴ糖調製物を製造する方法は、水性組成物をある温度で十分な時間加熱した後、1つ以上の追加の処理工程を更に含む。いくつかの実施形態では、追加の処理工程は、例えば、分離(クロマト分離など)、希釈、濃縮、乾燥、濾過、脱塩、抽出、脱色、又はこれらの任意の組み合わせを含む。例えば、いくつかの実施形態では、方法は、希釈工程及び脱色工程を含む。いくつかの実施形態では、方法は、濾過工程及び乾燥工程を含む。
[00412]本明細書に記載の方法は、反応温度、pH、圧力及び他の要因を考慮して、糖縮合に好適な1つ以上の反応器の使用を含み得る。いくつかの実施形態では、1つ以上の好適な反応器には、フェドバッチ撹拌反応器、バッチ撹拌反応器、連続流撹拌反応器、連続栓流カラム反応器、摩擦反応器又は電磁場により誘導される撹拌を用いる反応器が含まれる。いくつかの実施形態では、1つ以上の好適な反応器には、Ryu,S.K.,and Lee,J.M.,Bioconversion of waste cellulose by using an attrition bioreactor,Biotechnol.Bioeng.25:53-65(1983);Gusakov,A.V.,and Sinitsyn,A.P.,Kinetics of the enzymatic hydrolysis of cellulose:1.A mathematical model for a batch reactor process,Enz.Microb.TechnoL,7:346-352(1985);Gusakov,A.V.,Sinitsyn,A.P.,Davydkin,I.Y.,Davydkin,V.Y.,Protas,O.V.,Enhancement of enzymatic cellulose hydrolysis using a novel type of bioreactor with intensive stirring induced by electromagnetic field,Appl.Biochem.Biotechnol.,56:141-153(1996);又はFernanda de Castilhos Corazza,Flavio Faria de Moraes,Gisella Maria Zanin and Ivo Neitzel,Optimal control in fed-batch reactor for the cellobiose hydrolysis,Acta Scientiarum.Technology,25:33-38(2003)に記載されている反応器が含まれる。
[00414]いくつかの実施形態では、本明細書に記載のオリゴ糖調製物を製造する方法は、バッチプロセス、連続プロセス又はその両方を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖調製物を製造する方法は、バッチプロセスを含む。例えば、バッチプロセスのいくつかの実施形態では、オリゴ糖調製物の後続のバッチの製造は、現在のバッチが完了するまで開始されない。いくつかの実施形態では、バッチプロセスの間、オリゴ糖調製物の全て又はかなりの量が反応器から除去される。いくつかの実施形態では、バッチプロセスの間、水性組成物が記載された温度に加熱される前又は重合が誘発される前に全ての供給糖及び触媒が反応器内で合わされる。いくつかの実施形態では、バッチプロセスの間、供給糖は、触媒の添加前、添加後又は触媒の添加と同時に添加される。
[00418]本明細書では、オリゴ糖調製物を含む栄養組成物が提供される。特定の実施形態では、本明細書で、記載のオリゴ糖調製物を含む栄養組成物であって、栄養組成物内のオリゴ糖調製物の存在及び/又は濃度が、選択的に決定及び/又は検出され得る、栄養組成物が提供される。微生物群集の複雑な機能的調節を示すオリゴ糖調製物は、栄養組成物の重要な成分であり得る。従って、栄養組成物内のオリゴ糖調製物の存在及び/又は濃度は、栄養組成物の品質管理及び製造プロセスで測定する必要がある因子の1つであり得る。従って、提供される栄養組成物は、オリゴ糖調製物の存在及び/又は濃度が選択的に決定及び/又は検出され得るため、品質管理及び製造目的の観点から有利である。例えば、いくつかの実施形態では、オリゴ糖調製物の存在及び濃度は、アンヒドロサブユニット含有オリゴ糖に関係しているシグナルを測定することにより、決定及び/又は検出され得る。
[00420]いくつかの実施形態では、基礎栄養組成物は、オリゴ糖調製物とは異なる炭水化物源を含む。例えば、いくつかの実施形態では、基礎栄養組成物は、デンプン及び植物繊維などの天然に存在する炭水化物源を含む。いくつかの実施形態では、基礎栄養組成物は、デンプンを含む。いくつかの実施形態では、基礎栄養組成物は、植物繊維を含む。
[00428]動物の種類及び年齢に応じて、栄養組成物は、オリゴ糖調製物及び基礎栄養組成物を異なる比率で含み得る。例えば、オリゴ糖調製物は、動物の種類及び年齢に好適な様々な比率で基礎栄養組成物と組み合わせることができる。いくつかの実施形態では、オリゴ糖調製物は、約1~約10000ppm、約1~約5000ppm、約1~約3000ppm、約1~約2000ppm、約1~約1500ppm、約1~約1000ppm、約1~約500ppm、約1~約250ppm、約1~約100ppm、約10~約5000ppm、約10~約3000ppm、約10~約2000ppm、約10~約1500ppm、約10~約1000ppm、約10~約500ppm、約10~約250ppm、約10~約100ppm、約50~約5000ppm、約50~約3000ppm、約50~約2000ppm、約50~約1500ppm、約50~約1000ppm、約50~約500ppm、約50~約250ppm、約50~約100ppm、約100~約5000ppm、約100~約3000ppm、約100~約2000ppm、約100~約1500ppm、約100~約1000ppm、約100~約500ppm、約100~約400ppm、約100~約300ppm、約100~約200ppm、約200~約5000ppm、約200~約3000ppm、約200~約2500ppm、約200~約2000ppm、約200~約1500ppm、約200~約1000ppm、約200~約500ppm、約500~約5000ppm、約500~約3000ppm、約500~約2500ppm、約500~約2000ppm、約500~約1500ppm又は約500~約1000ppmの濃度で、栄養組成物中に存在する。いくつかの実施形態では、オリゴ糖調製物は、約1~約5000ppm、約1~約1000ppm、約1~約500ppm、約10~約5000ppm、約10~約2000ppm、約10~約1000ppm、約10~約500ppm、約10~約250ppm、約10~約100ppm、約50~約5000ppm、約50~約2000ppm、約50~約1000ppm、約50~約500ppm、約50~約250ppm又は約50~約100ppmの濃度で、栄養組成物中に存在する。いくつかの実施形態では、オリゴ糖調製物は、約1~約5000ppm、約10~約1000ppm、約10~約500ppm又は約50~約500ppmの濃度で、栄養組成物中に存在する。
[00432]本明細書では、オリゴ糖調製物を基礎栄養組成物と組み合わせることを含む、栄養組成物を製造する方法が提供される。いくつかの実施形態では、オリゴ糖調製物は、アンヒドロサブユニット含有オリゴ糖を含む。いくつかの実施形態では、オリゴ糖調製物は、基礎栄養組成物のグリコシド結合型分布とは異なるグリコシド結合型分布を含む。
[00437]いくつかの実施形態では、栄養組成物は、記載のオリゴ糖調製物を含む動物飼料プレミックスを含む。
[00445]いくつかの実施形態では、本明細書に記載の方法は、オリゴ糖調製物を動物に提供することを含む。特定の変更形態では、動物は、オリゴ糖調製物が給餌又は提供されることにより処理される。いくつかの実施形態では、動物は、意図された特定用量でオリゴ糖調製物が提供される。特定用量は、例えば、単位時間当たりに動物により摂取されるオリゴ糖調製物の質量(例えば、1日当たりのグラム)として、又は単位動物体重当たりの単位時間当たりの動物により摂取されるオリゴ糖調製物の質量(例えば、1日当たりの体重1kg当たりのオリゴ糖のmg)として定量化され得る。特定の実施形態では、オリゴ糖調製物の特定用量は、1、5、10、15、20、25、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、225、250、275、300、350、400、450、500、1000、1500、2000、3000、4000、5000又は10000mg/kg/日である。いくつかの実施形態では、オリゴ糖調製物の質量は、乾燥固形分に基づいて、DP1+含有量として測定される。いくつかの実施形態では、オリゴ糖調製物の質量は、乾燥固形分に基づいて、DP2+含有量として測定される。
[00449]いくつかの実施形態では、本明細書に記載される方法は、動物における胃腸バリアの機能不全を予防又は処置することを含む。動物の胃腸バリアは、粘液の層及び上皮腸管細胞(例えば、杯細胞を含む)の層を含む。腸管上皮は、外来抗原、微生物及びそれらの毒素並びに他の腸管内容物(例えば、食物粒子)を含む有害な管腔内実体の通過を防ぐためのバリアとして作用する。腸管上皮は、必須の食餌栄養素、電解質及び水分の腸管腔から循環への移動を可能にする選択的フィルターとしても作用する。
[00453]いくつかの実施形態では、本明細書に記載される方法は、動物における胃腸バリアの機能不全を予防する方法を含む。いくつかの実施形態では、胃腸バリアの機能不全は、健康な状態の透過性を超える胃腸バリアの透過性の増加であり、これは、例えば、部分的に消化された食物、病原体及び毒素を含む部分的に消化された食物、病原体及び毒素を含む腸管内容物の循環への移動を可能にする。いくつかの実施形態では、胃腸バリア機能不全は、胃腸バリアの超透過性である。超透過性は、当技術分野で「リーキーガット」としても知られる。上述したように、リーキーガットは、毒素、細菌及び食物粒子を胃腸管の内層に浸透させ、体内の血流に進入させることができる。リーキーガットは、急性又は慢性の状態を指し得る。リーキーガットは、感染症、敗血症、腸内層の損傷を引き起こす場合がある。
[00457]いくつかの実施形態では、本明細書に記載される方法は、動物における胃腸バリアの機能不全を処置する方法を含む。いくつかの実施形態では、胃腸バリアの機能不全は、健康な状態の透過性を超える胃腸バリアの透過性の増加であり、これは、例えば、部分的に消化された食物、病原体及び毒素を含む部分的に消化された食物、病原体及び毒素を含む腸管内容物の循環への移動を可能にする。
[00462]胃腸バリア透過性は、ラクツロース-マンニトール試験のような当技術分野で公知の方法によって実証することができ、動物に、マンニトール及びラクツロースを含有する溶液を与え、尿を6時間収集し、試験する。ラクツロース(二糖類)及びマンニトール(単糖類)は、2つの水溶性の非代謝糖分子である。マンニトールは、容易に吸収され、細胞に受動的に浸透し、一方、より大きい分子量及び大きさを有するラクツロースは、健康な胃腸バリアによって部分的にのみ吸収される。収集された尿サンプル中のマンニトール及びラクツロースのレベルが高い場合、胃腸管の透過性が高すぎることを示す。両方の分子のレベルが低いことは、栄養素の吸収不良を示している。高レベルのマンニトール及び低レベルのラクツロースは、動物が正常な胃腸バリア機能を有することを示している。
[00469]いくつかの実施形態では、本明細書に記載される方法は、動物の胃腸管における杯細胞増殖を増加させることを含む。杯細胞は、胃腸バリアの上皮内層の一部を構成する単層円柱上皮細胞である。杯細胞は粘液を分泌し、粘液には、ムチンとよばれる大きい糖タンパク質が含まれている。胃腸バリアの粘液層は、上皮細胞を保護し、微生物、毒素などによる上皮細胞の破壊を防止するように作用する。
[00473]いくつかの実施形態では、本明細書に記載される方法は、動物の感染に対する感受性を減少させることを含む。方法は、動物の集団における感染を予防することも含む。上述したように、胃腸バリア透過性の増加をもたらす胃腸バリア機能不全は、管腔内空間から循環への病原性微生物の移動を可能にする。本明細書に記載される方法は、胃腸バリア透過性を減少させることにより、動物における感染を予防する。本明細書に記載される方法は、胃腸バリア透過性を減少させることにより、感染に対する動物の感受性も減少させる。感染は、胃腸管の管腔内に存在する任意の病原性微生物によってもたらされ得る。病原体は、汚染食物を介して胃腸管に接近し得る。いくつかの実施形態では、病原体は、微生物である。いくつかの実施形態では、病原体は、細菌、ウイルス、寄生虫又は真菌である。いくつかの実施形態では、病原体は、プロテオバクテリア(Proteobacteria)門のものである。いくつかの実施形態では、病原体は細菌であり、ヘリコバクター(Helicobacter)属、エスケリキア(Escherichia)属、サルモネラ(Salmonella)属、ビブリオ(Vibrio)属又はエルシニア(Yersinia)属に分類される。いくつかの実施形態では、病原体は細菌であり、トレポネーマ(Treponema)、連鎖球菌(Streptococcus)、ブドウ球菌(Staphylococcus)、赤痢菌(Shigella)、リケッチア(Rickettsia)、オリエンチア(Orientia)、シュードモナス(Pseudomonas)、ナイセリア(Neisseria)、マイコプラズマ(Mycoplasma)、マイコバクテリウム(Mycobacterium)、リステリア(Listeria)、レプトスピラ(Leptospira)、レジオネラ(Legionella)、クレブシエラ(Klebsiella)、ヘモフィルス(Haemophilus)、フランシセラ(Francisella)、エーリキア(Ehrlichia)、エンテロコッカス(Enterococcus)、コクシエラ(Coxiella)、コリネバクテリウム(Corynebacterium)、クロストリジウム(Clostridium)、クラミジア(Chlamydia)、クラミドフィラ(Chlamydophila)、カンピロバクター(Campylobacter)、バークホルデリア(Burkholderia)、ブルセラ(Brucella)、ボレリア(Borrelia)、ボルデテラ(Bordetella)、ビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)及びバチルス(Bacillus)属に分類される。細菌種としては、ヘリコバクター・プロルム(Helicobacter pullorum)、プロテオバクテリア・ジョンソニイ(Proteobacteria johnsonii)、大腸菌(Escherichia coli)、カンピロバクター・ジェジュニ(Campylobacter jejuni)及びラクトバチルス・クリスパツス(Lactobacillus crispatus)が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、病原体は、アエロモナス・ヒドロフィラ(Aeromonas hydrophila)、カンピロバクター・フェツス(Campylobacter fetus)、プレシオモナス・シゲロイデス(Plesiomonas shigelloides)、バチルス・セレウス(Bacillus cereus)、カンピロバクター・ジェジュニ(Campylobacter jejuni)、クロストリジウム・ボツリヌム(Clostridium botulinum)、クロストリジウム・ディフィシル(Clostridium difficile)、クロストリジウム・パーフリンジェンス(Clostridium perfringens)、腸管凝集性大腸菌(enteroaggregative Escherichia coli)、腸管出血性大腸菌(enterohemorrhagic Escherichia coli)、腸管組織侵入性大腸菌(enteroinvasive Escherichia coli)、毒素原性大腸菌(enterotoxigenic Escherichia coli)、ヘリコバクター・ピロリ(Helicobacter pylori)、クレブシエラ・ニューモニア(Klebsiellia pneumonia)、リステリア・モノサイトゲネス(Lysteria monocytogenes)、プレシオモナス・シゲロイデス(Plesiomonas shigelloides)、サルモネラ属(Salmonella spp.)、サルモネラ・チフィ(Salmonella typhi)、サルモネラ・パラチフィ(Salmonella paratyphi)、赤痢菌属(Shigella spp.)、ブドウ球菌属(Staphylococcus spp.)、スタフィロコッカス・アウレウス(Staphylococcus aureus)、バンコマイシン耐性エンテロコッカス属(enterococcus spp.)、ビブリオ属(Vibrio spp.)、ビブリオ・コレラエ(Vibrio cholerae)、ビブリオ・パラヘモリティカス(Vibrio parahaemolyticus)、ビブリオ・バルニフィカス(Vibrio vulnificus)及びエルシニア・エンテロコリチカ(Yersinia enterocolitica)である。いくつかの実施形態では、病原体は、単剤又は多剤耐性である。1つ以上の病原体による動物の感染は、当業者に公知の標準的な方法によって評価することができる。
[00478]特定の実施形態では、本明細書に記載される方法は、動物の胃腸管における特性(例えば、粘液のレベル、免疫細胞のレベル、サイトカインのレベル、ケモカインのレベルなどを含む)を検出することを含む。特定の実施形態では、特性は、動物からの胃腸サンプルにおいて検出又は定量化される。胃腸サンプルは、動物の胃腸管の代謝内容物を反映する任意の標準形態で動物から得ることができる。胃腸サンプルは、例えば、内視鏡生検によって得られた胃腸組織サンプルを含む。胃腸組織には、例えば、口腔組織、食道、胃、腸、回腸、盲腸、結腸又は直腸が含まれる。サンプルには、糞便、唾液、尿及び胃腸腹水も含まれる。胃腸サンプルを得る方法は、標準的であり、当業者に公知である。いくつかの実施形態では、前記サンプルは、血液又は血清サンプルである。
[A.飼料要求率]
[00480]いくつかの実施形態では、本明細書に記載の方法は、動物の飼料要求率を低下させることを含む。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の合成オリゴ糖調製物、栄養組成物、動物飼料プレミックス又は動物飼料組成物を投与された動物は、合成オリゴ糖調製物を含まない食餌が提供された動物と比較してより低い飼料要求率を有する。本明細書で使用する場合、飼料要求率(FCR)という用語は、飼料投入量(例えば、動物により摂取されるもの)の畜産生産量との比を指し、畜産生産物は、目的の畜産物である。例えば、乳畜に関する畜産生産物が乳である一方で、肉のために飼育された動物に関する畜産生産物は体質量である。
[00497]いくつかの実施形態では、本明細書に記載の合成オリゴ糖調製物、栄養組成物、動物飼料プレミックス又は動物飼料組成物が給餌される対象動物は、オリゴ糖調製物、栄養組成物、動物飼料プレミックス又は動物飼料組成物が給餌されない対照動物と比較して、体重増加量の増加を経験し得る。特定の実施形態では、対象動物と対照動物との両方が、重量基準で同じ量の飼料を摂取するが、合成オリゴ糖調製物、栄養組成物、動物飼料プレミックス又は動物飼料組成物が提供された対象動物は、合成オリゴ糖調製物を含まない食餌が給餌される対照動物と比較して、体重増加量の増加を経験する。
[00500]いくつかの実施形態では、合成オリゴ糖調製物、栄養組成物、動物飼料プレミックス又は動物飼料組成物を動物に提供すると、合成オリゴ糖調製物を含まない飼料が提供された動物よりも増加した平均1日体重増加量がもたらされる。いくつかの実施形態では、合成オリゴ糖調製物、栄養組成物、動物飼料プレミックス又は動物飼料組成物を動物集団に提供すると、合成オリゴ糖調製物を含まない飼料が提供された動物集団よりも増加した平均1日体重増加量がもたらされる。
[00511]いくつかの実施形態では、合成オリゴ糖調製物、栄養組成物、動物飼料プレミックス又は動物飼料組成物を動物に提供すると、合成オリゴ糖調製物を含まない飼料が提供された動物よりも増加した平均週間体重増加量がもたらされる。いくつかの実施形態では、合成オリゴ糖調製物、栄養組成物、動物飼料プレミックス又は動物飼料組成物を動物集団に提供すると、合成オリゴ糖調製物を含まない飼料が提供された動物集団よりも増加した平均週間体重増加量がもたらされる。
[00515]いくつかの実施形態では、合成オリゴ糖調製物、栄養組成物、動物飼料プレミックス又は動物飼料組成物を動物に提供すると、合成オリゴ糖調製物を含まない飼料が提供された動物よりも増加した最終体重増加量がもたらされる。いくつかの実施形態では、合成オリゴ糖調製物、栄養組成物、動物飼料プレミックス又は動物飼料組成物を動物集団に提供すると、合成オリゴ糖調製物を含まない飼料が提供された動物集団よりも増加した平均最終体重増加量がもたらされる。
[00527]特定の実施形態では、本明細書に記載の合成オリゴ糖調製物、栄養組成物、動物飼料プレミックス又は動物飼料組成物を動物に提供すると、合成オリゴ糖調製物を含まない飼料が提供された動物と比較して増加した畜産物の収率がもたらされる。いくつかの実施形態では、合成オリゴ糖調製物、栄養組成物、動物飼料プレミックス又は動物飼料組成物が提供された動物は、合成オリゴ糖調製物を含まない飼料が提供された動物と比較して少なくとも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%、1~10%、4~10%、6~10%又は2~8%多くの畜産物を生産する。例えば、いくつかの実施形態では、畜産物は動物の肉であり、本明細書に記載の合成オリゴ糖調製物が提供された動物は、オリゴ糖調製物が提供されない動物と比較してより多くの量の肉を生産する。いくつかの実施形態では、合成オリゴ糖調製物、栄養組成物、動物飼料プレミックス又は動物飼料組成物を動物集団に提供すると、合成オリゴ糖調製物を含まない飼料が提供された動物集団と比較して増加した畜産物の平均収率がもたらされる。いくつかの実施形態では、平均畜産物収率は、個々の各動物から得られた畜産物の量を動物集団全体で平均したものである。
[00550]特定の実施形態では、本明細書に記載の合成オリゴ糖調製物、栄養組成物、動物飼料プレミックス又は動物飼料組成物を動物に提供すると、合成オリゴ糖調製物を含まない飼料が提供された動物と比較して増加した平均1日飼料摂取量がもたらされる。
[00557]いくつかの実施形態では、動物の肉などの畜産物は、品質が向上する。本明細書に記載の畜産物には、牛乳及び卵などの肉以外の製品が含まれる。動物の肉の品質としては、例えば、色、無傷性、食感、風味、口当たり、香り又は柔らかさが挙げられる。動物の肉の品質が動物の種類に依存することは当業者に明らかである。当業者に既知の標準的な評価法を使用して、例えば、色、風味、柔らかさ及び香りを含む動物の肉の品質を評価することができる。本明細書に記載される動物の肉は、訓練を受けた人間官能試験員を使用して評価することができる。製品の外観、色、無傷性、食感、風味及び口当たりなどを判断するために、評価には、製品の観察、感触、咀嚼及び味見などが含まれ得る。官能試験員は、赤色又は白色光の下でサンプルが提供され得る。サンプルにはランダムな3桁の数字を割り当てられ、偏りを防ぐために投票位置で回転させることができる。感覚的判断は、「受容性」又は「好ましさ」に応じて基準化するか、特別な用語を使用することができる。例えば、文字基準(Aは優れている、Bは良い、Cは悪い)又は数字基準(1=嫌い、2=普通、3=良い、4=非常に良い、5=優れている)を使用し得る。基準を使用して、動物の肉の全体的な受容性や品質又は食感や風味などの特定の品質属性を評価することができる。官能試験員は、サンプルの合間に水で口をすすぐように促され、各サンプルについてコメントする機会が与えられる。
[00558]合成オリゴ糖調製物、栄養組成物、動物飼料プレミックス又は動物飼料組成物は、任意の好適な動物に提供され得る。いくつかの実施形態では、動物は単胃性である。単胃動物は単室の胃を有することが一般に理解されている。他の実施形態では、動物は反芻動物である。反芻動物は複数室の胃を有することが一般に理解されている。いくつかの実施形態では、動物は、前反芻期の反芻動物である。このような前反芻期の反芻動物の例としては、幼齢ウシが挙げられる。
[00561]いくつかの実施形態では、投与は、本明細書に記載の合成オリゴ糖調製物、栄養組成物又は動物飼料組成物を、合成オリゴ糖調製物、栄養組成物又は動物飼料組成物を動物が自由に摂取できるように、動物に提供することを含む。このような実施形態では、動物は、合成オリゴ糖調製物、栄養組成物又は動物飼料組成物の一部を摂取する。
[実施例1]
[グルコ-ガラクト-オリゴ糖調製物の合成]
[00569]kgスケールで好適な生産を可能にするために選択された触媒負荷、反応時間及び反応温度を使用して、グルコ-ガラクト-オリゴ糖調製物の合成を3リットルの反応槽内で実施した。
[グルコ-オリゴ糖調製物の合成]
[00573]kgスケールで好適な生産を可能にするために選択された触媒負荷、反応時間及び反応温度を使用して、グルコ-オリゴ糖調製物の合成を3リットルの反応槽内で実施した。
[グルコ-ガラクト-マンノ-オリゴ糖調製物の合成]
[00576]kgスケールで好適な生産を可能にするために選択された触媒負荷、反応時間及び反応温度を使用して、グルコ-ガラクト-マンノ-オリゴ糖調製物の合成を3リットルの反応槽内で実施した。
[00577]グルコ-ガラクト-マンノ-オリゴ糖は、独立して収集された別々の反応槽で合成された2つの別々の成分として調製した。各合成は異なる出発反応物質を使用したが、完了するまで同じ手順及び方法に従った。最終グルコ-ガラクト-マンノ-オリゴ糖は、両方の合成生成物の混合から形成された均質なシロップであった。
[グルコ-マンノ-オリゴ糖調製物の合成]
[00582]kgスケールで好適な生産を可能にするために選択された触媒負荷、反応時間及び反応温度を使用して、グルコ-オリゴ糖調製物の合成を3リットルの反応槽内で実施した。
[グルコ-マンノ-オリゴ糖調製物の合成]
[00588]1kgスケールでの生産に好適であると判明した触媒負荷、反応時間及び反応温度を使用して、オリゴ糖調製物のキログラムスケールの生産を3リットルの反応槽内で実施した。
[グルコ-ガラクト-オリゴ糖調製物の合成]
[00594]1kgスケールでの生産に好適であると判明した触媒負荷、反応時間及び反応温度を使用して、オリゴ糖調製物のキログラムスケールの生産を3リットルの反応槽内で実施した。
[グルコ-オリゴ糖調製物の合成]
[00597]1kgスケールでの生産に好適であると判明した触媒負荷、反応時間及び反応温度を使用して、オリゴ糖調製物のキログラムスケールの生産を3リットルの反応槽内で実施した。
[オリゴ糖調製物の単一容器合成]
[00600]単一容器反応に好適であると判明した触媒負荷、反応時間及び反応温度を使用して、実施例3からのオリゴ糖の単一容器(単一成分)の合成を、1リットルの反応槽内において300グラムスケールで実施した。
[オリゴ糖調製物の特性評価]
[00603]実施例1~8の方法及び手順を使用して、実施例1~7のオリゴ糖の複製バッチ及びブレンドを調製した。実施例9.1~9.7の様々なバッチを調製する際に、各々の合成スキームのマルチポット(多成分)及びシングルポット変法の両方を使用した。得られた材料をHPLCサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で分析して分子量分布を特性評価し、LC-MS/MS分析でDP2アンヒドロ糖含有量を定量化し、2D 1H,13C-HSQCNMRで対応するオリゴ糖調製物の分子構造の指紋を採取した。材料は下記のように調整した。
[00624]得られた材料をHPLCサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で分析して分子量分布を特性評価し、LC-MS/MS分析でDP2アンヒドロ糖含有量を定量化し、2D 1H,13C-HSQCNMRで対応するオリゴ糖調製物の分子構造の指紋を採取した。
[00626]実施例9.1~9.7のオリゴ糖調製物の数平均分子量(MWn)及び重量平均分子量(MWw)を、HPLCによって決定した。SEC分析は、移動相として0.45mL/分の蒸留水を使用して40℃でAgilentPLアクアゲル-OH20カラムを使用し、屈折率検出を備えたAgilent 1100シリーズHPLCで実施した。分子量が既知の標準溶液を使用してMW較正までの保持時間を実行し、当技術分野の標準法を使用して、SECクロマトグラムから様々な分布特性を決定した。複数のロットを有するオリゴ糖調製物のMWn及びMWwを以下の表1に示す。
[00628]オリゴ糖調製物のアンヒドロDP2含有量は、Capcell Pak NH2(Shiseido;250×4.6mm、5μm)カラムを使用し、水/アセトニトリル 35/65のアイソクラティック条件下で1mL/分の流速でLC-MS/MSによって決定した。MSの前に、フローを1:4に分割し、イオン化を強化するために50μLの0.05%NH4OHのメークアップフローを追加した。MS検出について、ESIプローブがネガティブモードで使用され、MRM法によりターゲット分析が可能になった。
[00631]実施例9のオリゴ糖調製物の分子構造は、2D 1H,13C-HSQC NMR分光法によって特性評価した。サンプルは、125mg(乾燥固形分ベース)のオリゴ糖調製物を40℃で乾燥させ、D2Oを含有する0.1%アセトンに再溶解することによって調製した。400MHzのプロトン周波数で動作するBruker Avance NMR分光計又は極低温に冷却された5mmTCIプローブを備えた600MHzのプロトン周波数で動作するBruker Avance IIINMR分光計のいずれかで300Kにて、NMRスペクトルを取得した。図1は、オリゴ糖調製物9.7のオリゴ糖調製物の例示的な2D 1H,13C HSQC NMRスペクトルを提供する。
[オリゴ糖調製物のアンヒドロ糖サブユニットの決定]
[00633]実施例9のオリゴ糖調製物におけるアンヒドロ糖サブユニットの相対的存在量は、Bruker Ultraflex装置のMALDI-MSによって決定された。サンプルを10mg/mLの濃度まで水に溶解し、そこから5μLをマトリックス溶液(80%エタノール中の30mg/mL DHB及び水が1:10の比率)と混合した。プレートは、1μLの分析物溶液を標的プレートに適用することによって調製し、周囲空気で乾燥させた。場合により、MS分析の前に1μLのエタノールを適用することにより、サンプルを再結晶化した。
[オリゴ糖調製物のアンヒドロサブユニットの特性評価]
[00635]実施例9のオリゴ糖調製物のアンヒドロ糖サブユニットは、LC-MS、GC-MS、LC-MS/MS及びNMR法の組み合わせを使用して特性評価される。
[00637]実施例9からのオリゴ糖調製物のアンヒドロDP1成分を、分取液体クロマトグラフィーによって単離した。単離したアンヒドロ-DP1成分は、0.75mLのD2O中に溶解し、NMR用に調製した。図3は、実施例9のオリゴ糖から単離されたアンヒドロDP1画分の例示的な1D1H-NMRスペクトルを提供し、図4は、同じく単離されたアンヒドロDP1画分の例示的なAPT13C-NMRスペクトルを提供する。
[00640]実施例9のオリゴ糖調製物のアンヒドロ糖サブユニットは、LC-MS、GC-MS、LC-MS/MS及びNMR法の組み合わせを使用して特性評価される。実施例9のオリゴ糖調製物のアンヒドロDP2含有量は、GC-MS及びLC-MS/MS分析によって決定された。ガスクロマトグラフィーは、HP-5MS固定相を含む30m×0.25mmの溶融シリカカラムを使用し、21.57psiの定圧ヘリウムをキャリアガスとして使用して実施した。アリコートは、20mgのサンプルを0.5mLの無水酢酸を含む0.5mLのピリジンに60℃で30分間溶解することにより、アセチル化によって事前に誘導体化した。1μLのサンプルを300℃で注入し、オーブン温度プログラムを70℃で開始し、毎分10℃ずつ315℃まで上昇させた。検出は、70eVの電子エネルギーにおいてAgilent5975CMSDで実施した。
[オリゴ糖調製物におけるカラメル化サブユニットの観察]
[00643]5-ヒドロキシメチルフルフラールカラメル化サブユニットを含むオリゴ糖調製物は、HPLC分析及び2D 1H,13C HSQC NMRの組み合わせによって実証した。実施例9からのオリゴ糖調製物の50mgアリコートをD2O0.8mLに溶解した。得られた2D 1H,13C HSQCスペクトルを、5-hmfとグルコースのアノマー炭素との間にグリコシド結合が存在するかどうかを分析した。ピークの割り当ては次のとおりである:1H NMR:δ=9.39ppm(CHO,m),7.44ppm(Ar-H,m),6.68ppm(Ar-H,m),4.60ppm(CH2,m);及び13C NMR:δ=180.0,150.6,126.2,112.7,159.9,64.5。遊離5-hmfの非存在は、3000mm Bio-Rad Aminex 87Hを装備したAgilent 1100 HPLCシステムを用いたHPLCにより、25mM硫酸水溶液を用いて、0.65mL/分の定組成溶出及びUV検出で確認した。5-hmfを真正サンプルに対して定量化した。実施例9のオリゴ糖調製物中に5-hmfピークは観察されなかったが、加水分解物中に遊離5-hmfを生成することが予想されない条件下でのオリゴ糖調製物の低温酸加水分解後に観察された。図6は、カラメル化サブユニットを組み込むオリゴ糖調製物の例示的な2D 1H、13C-HSQC NMRスペクトルを提供する。
[比較例]
[00644]市販の5kDaデキストランをMALDI-MSで、アンヒドロ糖サブユニットの存在について分析した。図7は、主要なDPピークから-18g/モルシフトしたオフセットピークの明確な存在を示す(851.268g/モルのNa+付加物)。対照的に、デキストランサンプルは本質的にアンヒドロ糖サブユニットを含まないことが見出された。
[LC-MS/MSによるアンヒドロDP成分の定量化]
[00645]オリゴ糖調製物のDP2画分を、液体クロマトグラフィーによって単離した。サンプルを水に溶解し、Capcell Pak NH2(Shiseido;250×4、6mm、5μm)カラムを使用し、水/アセトニトリル 35/65のアイソクラティック条件下で1mL/分の流速でLC-MS/MSによって分離した。場合により、クロマトグラフィー分離後、イオン化を促進するために50μLの0.05%NH4OHを添加した。アンヒドロDP2含有量は、MS/MS検出によって決定された。MS検出について、ESIプローブがネガティブモードで使用され、MRM法によりターゲット分析が可能になった。図8Aは、LC-MS/MSクロマトグラムの下の領域から濃度までの線形検量線(図8Bに示される)とともに、水中で1~80μg/mLの濃度範囲にわたる実施例9からのオリゴ糖調製物の検出を示す。
[オリゴ糖調製物を含む飼料の調製]
[00647]家禽及びブタ食餌を調製し、オリゴ糖調製物の食餌への組み込みを実証した。様々な成分組成を示す対照飼料及び実施例9のオリゴ糖調製物でそれぞれの対照飼料を増強することによって得られた対応する処理飼料は、以下のように調製された。
[飼料サンプルの抽出]
[00657]実施例15の手順に従って調製された飼料は、抽出によって処理された。飼料サンプルはミルで粉砕した。得られた粉砕飼料5グラムを50mLメスフラスコに量り入れ、熱水(約80℃)を添加した。振盪後、混合物を80℃において30分間超音波水浴でインキュベートした。冷却後、溶液を3000xgで20分間遠心分離し、上清を1.2μmフィルター、続いて0.45μmフィルター(場合により0.22μmフィルター)で濾過した。得られた濾過溶液をロータリーエバポレーターで蒸発乾固させた。
[飼料抽出物の酵素処理]
[00659]実施例16の飼料抽出物を1つ以上の酵素加水分解工程に供して、飼料中において天然に存在するオリゴ糖を消化した。α-アミラーゼ及びアミログリコシダーゼの混合物を使用して、グルコオリゴ糖とデンプンのα(1,4)結合を消化した。インベルターゼ及びα-ガラクトシダーゼを使用して、スクロース、ラフィノース及び他の一般的な繊維糖類を除去した。
[飼料中のオリゴ糖調製物の検出]
[00662]オリゴ糖調製物の有無を検出するために、実施例15による対照及び処理食餌を評価した。食餌製造後、最終飼料から1kgのサンプルを採取した。飼料の抽出可能な固形分は、実施例16の手順を使用する水抽出によって得られた。得られた抽出物を、実施例14の手順に従って、LC-MS/MSによってアンヒドロDP種の存在について分析した。
[飼料中のオリゴ糖調製物の定量化]
[00664]最終飼料中のオリゴ糖調製物の濃度を決定するために、実施例15による対照及び処理食餌を評価した。食餌製造後、最終飼料から1kgのサンプルを採取した。飼料の抽出可能な固形分は、実施例16の手順を使用する水抽出によって得られた。得られた抽出物を、実施例14の手順に従って、LC-MS/MSによってアンヒドロDP種の存在について分析し、アンヒドロ-DP2ピークの面積を標準検量線と比較して、飼料中のオリゴ糖調製物の濃度を決定した(表6)。
[アンヒドロサブユニット含有グルコ-オリゴ糖のNMRの特性評価]
[00665]アンヒドロサブユニットを含むグルコ-オリゴ糖調製物を、i)重合度及びii)グルコースユニットのグリコシド結合分布により特性評価した。
[DP1及びDP2画分のセミ分取単離]
[00673]DP1画分の分取単離は、Waters BEH Amide19×150mmカラムを使用した分取HPLCで実施した。移動相として、溶媒Aとして水を使用し、溶媒Bとしてアセトニトリルを使用し、各々0.1%のアンモニアを含んでいた。適用した勾配を表9に示す。収集された8つの分離のDP1画分をプールし、乾燥させ、前述のようにNMR分析のために0.75mlのD2Oに再溶解した。
[単調に減少するDP分布を有するオリゴ糖調製物の合成]
[00676]330グラムのD-グルコース一水和物及び0.3グラムの(+)-カンファー-10-スルホン酸を、フレックスカップリングを介して高トルクメカニカルミキサーによって提供されるオーバーヘッド機械混合を備えた1リットルの3口フラスコに添加した。フラスコは、反応混合物に挿入されたワンド型熱電対を介した温度制御ユニットによって操作される半球形の電気加熱マントル内に固定した。熱電対の先端を、混合部品の上に数mmのすきまで反応混合物内に存在するように調整した。再循環バス冷却装置によって4℃未満に維持された水-グリコール混合物によって冷却された還流凝縮器をフラスコに取り付けた。
[非単調なDP分布を有するオリゴ糖調製物の合成]
[00678]330グラムのD-グルコース一水和物及び0.3グラムの(+)-カンファー-10-スルホン酸を、フレックスカップリングを介して高トルクメカニカルミキサーによって提供されるオーバーヘッド機械混合を備えた1リットルの3口フラスコに添加した。フラスコは、反応混合物に挿入されたワンド型熱電対を介した温度制御ユニットによって操作される半球形の電気加熱マントル内に固定した。熱電対の先端を、混合部品の上に数mmのすきまで反応混合物内に存在するように調整した。再循環バス冷却装置によって4℃未満に維持された水-グリコール混合物によって冷却された還流凝縮器をフラスコに取り付けた。
[オリゴ糖調製物のフェドバッチ合成]
[00680]330グラムのD-グルコース一水和物及び0.3グラムの2-ピリジンスルホン酸を、フレックスカップリングを介して高トルクメカニカルミキサーによって提供されるオーバーヘッド機械混合を備えた1リットルの3口フラスコに添加した。フラスコは、反応混合物に挿入されたワンド型熱電対を介した温度制御ユニットによって操作される半球形の電気加熱マントル内に固定した。熱電対の先端を、混合部品の上に数mmのすきまで反応混合物内に存在するように調整した。再循環バス冷却装置によって4℃未満に維持された水-グリコール混合物によって冷却された還流凝縮器をフラスコに取り付けた。
[オリゴ糖調製物が給餌された商業用ブロイラー鶏の成長性能]
[00682]ブロイラー鶏を、実施例15.6の食餌で成長させて、動物の成長性能に対するオリゴ糖調製物の効果を測定した。具体的には、可溶性物質添加乾燥蒸留穀物残渣(DDGS)、コクシジウム抑制薬及び標準的な微量栄養素ブレンドを含む商業用トウモロコシ-大豆粕家禽飼料を、業界の慣行及び3段階の給餌プログラムに従って製造した。近似分析により、表11に示すように飼料組成を決定した。
[家禽の盲腸ミクロビオータのショットガン配列決定]
[00689]同定された分類群の相対的存在量は、実施例25の研究から得られた合計96羽のサンプリングされた鳥について決定された。実施例25で得られた各ミクロビオータサンプルについて、盲腸内容物を解凍し、標準的な方法を使用してDNAを抽出した。抽出されたDNAをイルミナHiSeq-X機器で、2×150bpの読み取りで分析した。トリミング(アダプター、BBDuk)、エントロピーフィルタリング(k=5、ウィンドウ=20、最小=50、BBDuk)、品質フィルタリング(平均Q20、BBDuk)、ガルスフィルタリング(Gallus)フィルタリング(Bowtie2)を含む生のシーケンスデータを処理するために、標準的な分析を実施した。MetaPhlAn2(db_v20)データベースに対して分類学的割り当てが行われた。
[未消化飼料及びオリゴ糖調製物の微生物変換]
[00690]未消化飼料の微生物発酵によって産生された代謝物のプロファイルに対するオリゴ糖調製物の効果を、実施例25のサンプリングされた鳥から得られた家禽盲腸ミクロビオータにおいてエクスビボで評価した。
[オリゴ糖調製物による杯細胞増殖刺激]
[00695]実施例9からのオリゴ糖調製物の存在下での杯細胞増殖をインビトロで評価した。96ウェルFalconプレート中のウェルに、200uLの増殖培地及び40,000杯細胞を播種し、3日間増殖させた。実施例9からのオリゴ糖調製物を、対照(増殖培地のみ)に対して0.1mg/mLの濃度で反復して試験した(オリゴあたりn=6ウェル)。細胞を4日間分化させ、2日後に増殖培地を完全に変えた。次いで、プレートをリン酸緩衝生理食塩水(PBS)で洗浄し、細胞を4%パラホルムアルデヒド(Cellomics #28906、PBSで1:4に希釈)で30分間処理することによって固定した。次いで、プレートをPBSで2回洗浄し、Alcian Blue(Abcam ab150662pH 2.5)ムチン染色で染色した。染色は、細胞を酢酸溶液中で3分間インキュベートし、続いて細胞をAlcian Blue溶液中において30分間室温でインキュベートし、次いで水で2分間洗浄し、最終的に蒸留水で2回濯ぐことによって行った。
[オリゴ糖調製物による粘液産生刺激]
[00697]杯細胞による粘液産生に対するオリゴ糖調製物の効果をインビトロで評価した。96ウェルFalconプレート中のウェルに、200uLの増殖培地及び40,000杯細胞を播種し、3日間増殖させた。オリゴ糖調製物を、実施例27のオリゴ糖調製物のエクスビボ発酵によって得られた上清で細胞増殖培地を増強することにより、反復して(オリゴあたりn=6ウェル)試験した。各オリゴ糖調製物について、実施例27からの対応する上清を培養培地で1:20に希釈し、マイクロ濾過した。対照は、発酵培地の1:20希釈によって与えられた。細胞を4日間分化させ、2日後に増殖培地を完全に変えた。次いで、プレートをリン酸緩衝生理食塩水(PBS)で洗浄し、4%パラホルムアルデヒド(Cellomics #28906、PBSで1:4に希釈)で30分間処理することによって固定した。次いで、プレートをPBSで2回洗浄し、Alcian Blue(Abcam ab150662pH 2.5)ムチン染色で染色した。染色は、細胞を酢酸溶液中で3分間インキュベートし、続いて細胞をAlcian Blue溶液中において30分間室温でインキュベートし、次いで水で2分間洗浄し、最終的に蒸留水で2回濯ぐことによって行った。核を、Hoechst染色及び641×641ミクロンの視野サイズを有する自動顕微鏡法(10×対物レンズ、49視野)によって定量化した。
[健康な腸バリアの完全性の刺激]
[00699]健康な腸バリア機能に対するオリゴ糖調製物の効果をインビトロで評価した。Caco-2細胞を半透膜上の杯細胞と共培養し、分化させ、次いで実施例25のサンプリングされた盲腸微生物叢を使用して得られた実施例27のミクロビオーム上清で処理した。経内皮電気抵抗(TEER)の変化を対照に対して測定した。具体的には、図18に示すように、Caco-2及び杯細胞を半透性インサート上に播種し、適切な増殖培地を含むチャンバに入れた。細胞を13日間増殖させて、密接結合を示す分化した単層を達成し、これはベースラインTEER測定を行うことによって確認した。
[非特異的免疫機能の刺激]
[00702]非特異的食作用に対するオリゴ糖調製物の効果をインビトロで決定した。子豚の顆粒球を、2つの異なる濃度、1mg/mL及び2mg/mLのEx.9.3のオリゴ糖調製物の存在下での、オプソニン化大腸菌(E.Coli)細胞の摂取についてフローサイトメトリーで分析した。摂取した病原体を有する顆粒球の数を、病原体を摂取しなかった顆粒球の数と比較して、食作用指数を決定した。
[チャレンジされた腸バリアの完全性の回復]
[00711]実施例9の複数のオリゴ糖調製物を、n=6反復で分析した。各オリゴ糖調製物について、実施例27からの対応する上清を増殖培地で1:20に希釈し、0.2ミクロンフィルターを通してマイクロ濾過し、チャンバの頂端側に適用した。対照は、増殖培地の1:20希釈を適用することによって提供した。24時間後、各オリゴ糖調製物についてTEER測定を行った。各々について、処理前に対する処理後のTEERの変化を決定した。対照のTEERの変化を100%に正規化した。
[ブロイラー鶏の生きた成長性能研究のメタアナリシス]
[00718]商業用ブロイラー鶏の生きた成長性能に対するオリゴ糖調製剤の影響は、様々な地域、時期、背景の食餌の種類、鳥の遺伝学及び寝わらの取り扱いやコクシジウム症制御プログラムを含む管理慣行にわたって実施された一連の独立した研究を通じて、インビボで評価した。各研究では、鳥は1つの対照群と1つ以上の処理した群を含む処理群に分けた。対照群には、バックグラウンド食餌のみを給餌した。処理した群には、実施例9のオリゴ糖調製物の特定用量で補強されたバックグラウンド食餌が給餌された。選択された研究では、比較例として、家禽産業で使用される商業用飼料添加物が含まれている。
[00722]鳥は、35~49日間の総研究期間の間、地元の業界慣行に従った食餌期で給餌された。幼動物期の食餌は、典型的には、鳥の配置から研究15日目まで、くずとして提供された。全ての食餌には抗生物質成長促進剤は含まれなかった。初期対照食餌の構成は、表18に記載される(NA=現場より入手不可能なデータ)。
[00726]各研究について、オリゴ糖調製物と対照食餌の効果を比較するように取り扱い群を設計した。選択された研究では、オリゴ糖調製物の用量反応曲線を評価するために処理群を設計した。最終的なオリゴ糖含有量が指定された用量(乾燥固形分ベースのppmの単位)を達成するように、実施例9からの対応するオリゴ糖調製物の十分な量をブレンドすることにより、処理された食餌を得た。選択された研究では、比較実施例(比較例36)は、市販の全酵母製品(Diamond V XPC Original)によって提供された。表21に従って処理群を割り当てた。
[00729]飼料及び水は、自由に提供された。商業用照明及び温度プログラムは、対応する地域の地元の業界慣行に従って、各研究で実施した。囲いは毎日検査され、死亡者の数及び体重を研究ログに記録した。獣医の介入は必要なかった。
[メタアナリシスの研究]
[00732]実施例36のインビボでの研究の統計的メタアナリシスを実施して、オリゴ糖飼料添加物及び比較生成物の、対照飼料を給餌した鳥に対する鳥の性能に及ぼす影響を評価した。分析では、ブロックに入れられた研究についての固定効果及びランダムな効果として処理群を使用した混合線形モデルを採用した。統計分析は、Rバージョン3.4.4(2018-03-15)で実施した。結果は最小二乗平均によって評価され、P<0.05で統計的有意性があった。対比較を、テューキーの方法に従って実施し、アルファベットのラベル:a、b、c、d…を割り当てた。テューキーのグループ化ラベルに共通の文字がない処理は、P<0.05での対比較の下で有意に異なった。
[00734]cFCRの研究効果は、P<0.05で有意であった。オリゴ糖処理は、1250ppmの含有量でcFCRが2.2pt改善された比較実施例と比較して、500ppmの含有量で対照食餌よりもcFCRが少なくとも2.7pt改善された。実施例9.4のオリゴ糖は、500ppmの含有量でcFCRの6.4ポイントの改善をもたらした。cFCRについてのメタアナリシスの結果を表22に示している。
[00738]BWの研究効果は、P<0.05で有意であった。1250ppmの含有量で39.6グラムの体重増加がもたらされた比較実施例に対し、オリゴ糖処理により、500ppmの含有量で対照食餌よりも少なくとも48.9グラムの体重増加がもたらされた。実施例9.5のオリゴ糖は、500ppmの含有量で対照よりも81.8グラムのBW増加がもたらされた。鳥の体重のメタアナリシスの結果を表24に示している。
[00740]500ppmの含有量でオリゴ糖調製物が給餌された鳥は、対照食餌が給餌された鳥と比較して、改善された群れの斉一性を示した。各処理群について、群れの斉一性は、対応する研究の鳥の平均体重周辺の±5%の範囲内にある鳥の体重の割合を計算することによって評価した。全ての研究の平均36.1~36.15で、対照飼料が給餌された鳥の81.7%は、鳥の平均体重の±5%以内に収まったが、実施例9.2のオリゴ糖で処理された飼料が給餌された鳥の91.3%は、鳥の平均体重の±5%以内に収まった。ノンパラメトリックアンサリ・ブラッドレイ(Ansari-Bradley)検定で測定した場合、斉一性効果はP<0.01で有意であった。
[オリゴ糖を給餌されたブロイラーにおける炎症の減少及び栄養吸収の改善]
[00741]炎症応答及び栄養吸収に対するオリゴ糖の効果を、市販ブロイラー鶏にてインビボで評価した。1日齢の雄ブロイラー鶏(Cobb 500)を、商業的な孵化場(Joseph Grelier S.A.、Elevage avicole de la Bohadiere、F-49290 Saint-Laurent de la Plaine、France)から得た。
[00743]DDGSを含むが抗菌性成長促進剤及び抗コクシジウム剤を含まない標準的な市販のトウモロコシ/大豆ミールを、鳥に給餌した。食餌は、2つの食餌相で給餌された:初期相(Starter Phase)食餌は1~22日目に給餌され、210g/kgの粗タンパク質及び12.5MJ/kgのMEを提供するように配合された。育成期相(Grower Phase)食餌は23~36日目に給餌され、190g/kgの粗タンパク質及び12.9MJ/kgのMEを提供するように配合された。全ての食餌は、フィターゼ飼料酵素(Ronozyme HiPhos)を100mg/kg飼料の標準用量で補充された。
[00746]鳥を、環境的に制御された部屋に収容し、温度及び照明を鳥の年齢に適合させた。研究の最初の数日間、赤外線電気加熱ランプを各ペン内に配置した。飼料及び水を自由に与え、飼料は、研究の最初の10日間は砕かれたペレットとして、残りの成長の間はペレット化された飼料として与えられた。1日目、22日目及び26日目に、ペン重量及び飼料摂取量を記録した。死亡率を毎日記録した。
[00749]回腸組織を、腸健康アレイを用いて分析して、炎症応答及び免疫に関連する18の遺伝子、腸完全性に関連する5つの遺伝子及び栄養吸収に関連する4つの遺伝子の発現レベルを定量化した。遺伝子発現レベルを、オリゴ糖を含む食餌を給餌した鳥と、対照食餌を給餌した鳥との間で比較した。統計的に有意な効果は、図22に示すように、500ppmの実施例9.3のオリゴ糖を含む食餌を給餌した鳥において、4つの遺伝子について観察された。免疫及び抗炎症遺伝子IL1B、IL4、IL10の発現の1.5~2倍の増加が観察された。炭水化物輸送体遺伝子SLC5A10の2倍の増加が観察された。これらのデータは、対照食餌を給餌した鳥に対して、実施例9.3のオリゴ糖を給餌した鳥の回腸炎症の減少と、栄養吸収の改善を示している。対照的に、実施例9.1のオリゴ糖を含む食餌を給餌した鳥は、プロ炎症応答に関連する遺伝子IFNG及びIL17Bの発現の増加を示した。
[炎症チャレンジに供された鳥に対するオリゴ糖の効果]
[00750]局所及び全身の免疫応答、炎症応答、臓器の健康及び腸の形態に対するオリゴ糖の効果を、ブロイラー鶏においてインビボで評価した。
[00752]1日齢の雄鳥(Cobb 500)を、ケージ当たり10羽の鳥でバッテリーケージに割り当てた。研究の最初の8日間、全ての鳥に、フィターゼ(Ronozyme HiPhos)を100mg/kg飼料の標準用量で補充したが、抗菌性成長促進剤及び抗コクシジウム剤を含まない従来のトウモロコシ-大豆家禽飼料を含む同じ対照飼料を給餌した。
[00757]21及び28日目の各々に、各処理グループから1ケージを取り出した。各ケージからの鳥を安楽死させ、生物学的サンプリング及び分析のために解剖した。回腸組織及びパイエル板を収集し、遺伝子発現及び組織学的分析のために処理した。血液サンプルを採取して、リンパ球の表現型決定(パイエル板)を介した局所免疫応答と、免疫グロビン(IgA)及びα-糖タンパク質(急性相肝応答タンパク質)の測定を介した全身性免疫及び炎症応答とを分析した。また血液をジアミンオキシダーゼ(DAO)レベルについて分析し、肝臓組織を組織学的検査のために収集した。
[00760]回腸遺伝子発現解析は、処理Bの炎症チャレンジが、炭水化物、タンパク質及び亜リン酸栄養素の回腸吸収を有意に減少させることを明らかにした。21日目に、処理Bのチャレンジグループと処理Aの対照グループとの間で、輸送遺伝子SI、SLC34A2及びSCL15A1の発現に2~3倍の減少が観察された。
[00763]処理グループDの鳥からサンプリングされた回腸組織と、処理グループBのものとの画像を図24に示す。処理グループDの鳥は、回腸組織学により明らかであるように、有意に増加した絨毛長及びより少ない炎症性損傷を示した。従って、実施例9の特定のオリゴ糖を給餌した鳥は、実施例9のオリゴ糖を給餌していない鳥と比較して、急性炎症性チャレンジから生じる回腸組織損傷に対する改善された耐性を示した。
[00766]図26に示すように、処理グループC及びDの鳥は、チャレンジグループBのものと比較して、Tヘルパー細胞増殖の増加を示した。グループDの鳥は、グループAの非チャレンジ鳥と統計的に区別できない、総パイエル板リンパ球のパーセンテージとして測定されたT-ヘルパー細胞のレベルを示した。更に、グループC及びDの鳥は、チャレンジグループBの鳥と比較した場合、T-細胞傷害性細胞として分化したリンパ球のパーセンテージが低かった。
[00768]肝臓組織学及び血液分析は、処理グループCの鳥が、グループBの鳥と比較して、炎症性損傷の減少を示したことを示し、実施例9.3のオリゴ糖が肝臓損傷に対する保護を提供したことを示した(図27A)。組織学的スコアリングを、図27Bに例示されるように行った。グループCの鳥は、グループBの鳥と同様、非チャレンジ対照グループAに対して、肝臓損傷の約50%低い増加を示した。グループBの鳥は、急性相肝α-糖タンパク質糖タンパク質(AGP)の循環の有意な増加を示した(図27C)。研究の28日目までに、実施例9.3のオリゴ糖を給餌した鳥は、グループAの非チャレンジ対照鳥と統計的に区別できない血液AGPレベルを示した。
[00770]免疫グロビンA(IgA)の血清レベルを測定して、炎症性チャレンジに供された鳥の免疫応答及び回復速度に対するオリゴ糖の効果を観察した。IgAは、特に膜の免疫機能及び炎症応答に関与する抗体である。炎症チャレンジ投与の1週間後の21日目に、グループBの鳥は、グループAの非チャレンジ対照鳥の約1.85mg/mLに対して約2.25mg/mLの血清IgA濃度の増加を示した。対照的に、実施例9.2のオリゴ糖調製物を給餌したグループDの鳥は、約4.4mg/mLのIgA応答の増加を示した。炎症チャレンジの投与の2週間後の28日目、グループBの鳥は、約4.35mg/mLの血清IgA濃度を示したが、グループDの鳥は、約2.1mg/mLに低下した血清IgA濃度を示した。実施例9.2のオリゴ糖調製物を給餌したグループDの鳥は、炎症性チャレンジに対してより速い免疫応答を示し、より速い回復を示すことが結論付けられた。血清IgAレベルは、オリゴ糖調製物を給餌しなかったグループBのチャレンジ鳥よりも速く上昇し、グループAのベースライン対照レベルに向かって逆に減少した。
[マイクロアレイ遺伝子発現解析]
[00772]ブロイラー鶏の回腸における全ての既知の遺伝子の回腸遺伝子発現を、マイクロアレイ解析により行った。実施例36.4のブロイラーからの回腸組織を解析して、オリゴ糖調製物を給餌していない対照鳥と比較した、回腸遺伝子発現に対するオリゴ糖調製物及び用量の効果を決定した。組織サンプルを実施例33及び36の方法に従って得た。
[コクシジウム症からの回復を促進する方法]
[00777]コクシジウム症は、例えば、エイメリア・アセルブリネ(Eimeria acervuline)、エイメリア・マキシマ(Eimeria maxima)、エイメリア・ミチス(Eimeria mitis)、エイメリア・テネラ(Eimeria tenella)、トキソプラズマ・ゴンジイ(Toxoplasma gondii)、ハモンジア属(Hammondia spp.)、クリプトスポリジウム・パルブム(Cryptosporidium parvum)、クリプトスポリジウム・ムリス(Cryptosporidium muris)、クリプトスポリジウム・ホミニス(Cryptosporidium hominis)、イソスポラ・カニス(Isospora canis)、イソスポラ・オヒオエンシス(Isospora ohioensis)、イソスポラ・ブロシ(Isospora burrosi)、イソスポラ・フェリス(Isospora felis)及びその他を含むコクシジウム原生動物への曝露を原因とする、動物の胃腸管の寄生虫疾患である。
[コクシジウム症ワクチンに対する耐性の改善方法]
[00780]実施例35の鳥は、10x用量の、ブロイラー産業で使用される市販のコクシジウム症ワクチンに曝露された場合、肝臓損傷の減少、腸組織学の改善、栄養吸収の改善及びより速い炎症回復を示した。
[製造のための複製バッチスケールアップ]
[00781]オリゴ糖調製物の生産規模は、720Lのオーバーヘッド撹拌槽型反応器の生産規模に拡大した。実施例9.2のものから誘導されたスケールアップ手順を使用する12のバッチ反応を、720Lスケールで実施した。得られたオリゴ糖調製物は、バッチ定性化を実施し、プロセスの安定性を評価するために、事前に決定されたQC許容基準に対して特性評価した。
[オリゴ糖調製物のpH調整]
[00785]50重量%の固形分での実施例9.2のオリゴ糖調製物のpHは、オリゴ糖調製物の5.00±0.05グラムのアリコートを1.80±0.02mLの脱イオン水で希釈し、ボルテックス撹拌によって混合して均一な濃度を得ることによって3回測定した。各アリコートのpHは、較正済みpHメーター(VWR,Symphony B30PCI)で測定して、2.4pH単位の平均読み取り値を取得した。
[オリゴ糖調製物のガラス粉末配合物の調製]
[00788]実施例9.1のおよそ50グラムのオリゴ糖調製物を乾燥トレイに分注し、60℃の強制空気対流ヒーターに入れて、カラメル色の脆いガラスを製造した。ガラスを乾燥トレイから取り出し、剪断回転ミルで粉砕して、薄オレンジ色の流動性粉末を得た。粉末の粒径は、ふるい分けにより、100~2000ミクロンとなるように決定し、質量の90%が1350ミクロン未満であった。粗粉砕粉末の真密度は、ヘリウムピクノメトリーによって1.3063g/mLであると決定された。得られた粉末は、流動性であることが観察された。
[キャリア充填粉末配合物の調製]
[00792]実施例9.2のオリゴ糖調製物の70重量%水性シロップ及び珪藻土の等質量を室温で合わせ、安定な流動性粉末を得た。得られた粉末は、約35重量%の吸着オリゴ糖(乾燥固形分ベース)及び約50重量%のキャリアを含んでいた。粉末の粒径分布をふるい分けによって測定した。粉末の10重量%は290マイクロメートル未満の粒径を示し、粉末の50重量%は511マイクロメートル未満の粒径を示し、粉末の90重量%は886マイクロメートル未満の粒径を示した。標準的な通気及び圧縮性試験を使用して決定されたように、粉末は分離及び凝集に対して安定であった。得られた粉末の真密度は、ヘリウムピクノメトリーによって1.8541g/mLであると測定された。
[押出固体形態の調製]
[00794]実施例9.2のオリゴ糖調製物20%をセモリナとブレンドすることにより固体押出生成物を調製し、ジャケット付き二軸染料押出機を通して混合物を配合して、質量の90%が2mm未満の粒径を有する、0.2mm~3.0mmの粒径の流動性粉末を形成した。得られた粉末は、流動性且つ安定であることが観察された。
[安定な粉末配合物の調製]
[00795]実施例42~44のものを含む固体配合物を評価して、それらの安定性及び吸湿性を決定した。実施例42の粗粉砕粉末が分離に関して不安定であることが観察されたのに対し、実施例43及び44の粉末は分離及び凝集に対して安定であることが観察された。
[糖調製物における残留触媒の決定]
[00797]オリゴ糖調製物の残留酸触媒をイオンクロマトグラフィーによって決定した。オリゴ糖調製物の粉末配合物(例えば、実施例42に記載されるように得られる)の80~100ミリグラムを正確に1.00ミリリットルに溶解し、必要に応じて遠心分離して粒子を除去した。得られた溶液を、伝導度検出、4x250mmのIon Pac AS19Aカラム、Ion Pac AS19G 50 4x50mmプレカラム及び溶離液として水中のKOHを使用する連続的に再生されたCR-ATCアニオントラップを備えたThermo DionexICS-3000システムを使用して、30℃のイオンクロマトグラフィーで分析した。溶出は、注入後最初の10分間は10mM KOHで行い、続いて25分で55mM KOHまで直線的に増加し、26分で10mM KOHに減少し、プログラムの終わりまで10mM KOHを維持する勾配溶出を行った。
[バッチ受容のための残留触媒濃度の定性化]
[00799]実施例46の残留触媒の決定をバッチ受容基準と比較して、更なる使用のためのバッチの適合性を決定した。生成物であるオリゴ糖調製物中の残留触媒濃度の受容限界は、生成物シロップ1グラム当たり1.0mg未満であることが事前に確立されていた。残留触媒の測定値は、生成物シロップ1グラム当たり0.62mgであった。従って、試験されたバッチの受容基準が満たされ、バッチは更なる使用のために受け入れられた。
[シロップ生成物の配合]
[00800]実施例9.7のオリゴ糖調製物は、実施例41の手順に従って、食品グレードの水酸化ナトリウムでpH4.2にpH調整した。得られたシロップを、不正開封防止キャップ付きの20リットルのカーボイに梱包した。容器に密閉する直前に、500グラムのサンプルを採取し、品質テストを実施した。シロップの総固形分含有量は、FCC APPENDIX X:炭水化物(デンプン、糖及び関連物質):TOTAL SOLIDSの方法に従って、70重量%超であることが確認された。還元糖含有量は、FCC APPENDIX X:炭水化物(デンプン、糖及び関連物質):REDUCING SUGARS ASSAYの方法に従って、乾燥重量基準でD-グルコースとして50%未満であることが確認された。硫酸化灰は、FCC APPENDIX II:物理的試験及び決定:C.OTHERS:RESIDUE ON IGNITION(硫酸化灰)Method II(液体用)の方法を使用して、乾燥重量基準で1%未満であることが確認された。二酸化硫黄含有量は、最適化されたモニエルウィリアムズ法を使用して40mg/kg未満であることが確認された。鉛含有量は、AOAC International Official Method 2013.06の方法を使用して、1mg/kg未満であることが確認された。総好気性プレート数は、CMMEF Chapter 7の方法を使用して、1000cfu/g未満であることが確認された。総酵母及びカビは、AACC International Approved Method 42-50の方法を使用して、100cfu/g未満であることが確認された。大腸菌群は、FDA BAM Chapter 4の方法を使用して、10MPN/g未満であることが確認された。E.コリ(E.coli)は、FDA BAM Chapter 4の方法を使用して、3MPN/g未満であることが確認された。サルモネラ菌(Salmonella)は、FDA BAM Chapter 5の方法に従って、サンプル25グラム当たりで検出されないことが確認された。スタフィロコッカス・アウレウス(Staphylococcus aureus)は、FDA BAM Chapter 12の方法を使用して、10cfu/g未満であることが確認された。色は、目視検査によってカラメル色であることが確認された。容器を密閉し、残りの保持サンプルを凍結し、将来の参照用に保管して、結果のロットに対して分析証明書を発行した。
[処理飲料水の調製]
[00801]実施例9.7のオリゴ糖調製物250ppmを含有する飲料水を以下のとおり調製した。実施例41のオリゴ糖シロップ37mL及びソルビン酸カリウム40グラムを、55ガロンのブルーポリドラム内の飲料用水道水50ガロンに徐々に添加した。パドルを使用して、溶液を室温において10分間手動で混合した。
Claims (26)
- 胃腸バリア機能不全の処置又は予防を、それを必要とする動物(ヒトを除く。)において行う方法であって、
基礎栄養組成物及び合成オリゴ糖調製物を含む栄養組成物を前記動物に投与することであって、
少なくともn画分のオリゴ糖は、1~n(DP1~DPn画分)から選択される別個の重合度をそれぞれ有し、nは、3を超える整数であり;DP1及びDP2画分の各々は、独立して、質量分析によって決定される相対的存在量で0.5%~15%のアンヒドロサブユニット含有オリゴ糖を含む、投与すること
を含み、それにより前記胃腸バリア機能不全を処置又は予防する、方法。 - 前記動物の胃腸バリアの透過性は、前記合成オリゴ糖調製物を前記投与する前の前記動物の前記胃腸バリアの透過性と比較して減少する、請求項1に記載の方法。
- 前記減少は、前記合成オリゴ糖調製物を前記投与する前の前記動物の前記胃腸バリアの前記透過性と比較して、少なくとも0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、10%、15%、20%、25%又は30%の減少である、請求項2に記載の方法。
- 前記胃腸バリアの前記透過性は、前記動物からの血液、糞便又は尿サンプルから決定される、請求項3に記載の方法。
- 前記透過性は、前記血液、糞便又は尿サンプル中の少なくとも1つの微生物種のレベルを決定することによって測定される、請求項4に記載の方法。
- 前記胃腸バリアの透過性の前記減少は、前記合成オリゴ糖調製物によって間接的に媒介される、請求項5に記載の方法。
- 前記胃腸バリア機能不全に関連する少なくとも1つの症状は、改善又は予防される、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記胃腸バリア機能不全は、感染に関連するか又は感染を原因とする、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。
- 感染の処置又は予防を、それを必要とする動物(ヒトを除く。)において行う方法であって、
基礎栄養組成物及び合成オリゴ糖調製物を含む栄養組成物を前記動物に投与することであって、
少なくともn画分のオリゴ糖は、1~n(DP1~DPn画分)から選択される別個の重合度をそれぞれ有し、nは、3を超える整数であり;DP1及びDP2画分の各々は、独立して、質量分析によって決定される相対的存在量で0.5%~15%のアンヒドロサブユニット含有オリゴ糖を含む、投与すること
を含み、それにより前記感染を処置又は予防する、方法。 - 前記動物からのサンプル中の少なくとも1つの免疫細胞のレベルは、前記合成オリゴ糖調製物を含む前記栄養組成物の投与前の前記動物からのサンプル中の前記少なくとも1つの免疫細胞のレベルと比較して増加する、請求項9に記載の方法。
- 前記増加は、前記合成オリゴ糖調製物を含む前記栄養組成物の投与前の前記少なくとも1つの免疫細胞の前記レベルと比較して、少なくとも1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%又は10%増加する、請求項10に記載の方法。
- 前記動物からのサンプル中の少なくとも1つのプロ炎症性サイトカインのレベルは、前記合成オリゴ糖調製物を含む前記栄養組成物の投与前の前記動物からのサンプル中の前記少なくとも1つのプロ炎症性サイトカインのレベルと比較して増加する、請求項11に記載の方法。
- 前記動物の胃腸バリアの透過性は、前記合成オリゴ糖調製物を前記投与する前の前記動物の前記胃腸バリアの透過性と比較して減少する、請求項9~12のいずれか一項に記載の方法。
- 動物の胃腸バリア機能不全の処置又は予防のための栄養組成物であって、基礎栄養組成物及び合成オリゴ糖調製物を含み、
少なくともn画分のオリゴ糖は、1~n(DP1~DPn画分)から選択される別個の重合度をそれぞれ有し、nは、3を超える整数であり;DP1及びDP2画分の各々は、独立して、質量分析によって決定される相対的存在量で0.5%~15%のアンヒドロサブユニット含有オリゴ糖を含む、栄養組成物。 - 前記動物の胃腸バリアの透過性は、前記合成オリゴ糖調製物を投与する前の前記動物の前記胃腸バリアの透過性と比較して減少する、請求項14に記載の栄養組成物。
- 前記減少は、前記合成オリゴ糖調製物を前記投与する前の前記動物の前記胃腸バリアの前記透過性と比較して、少なくとも0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、10%、15%、20%、25%又は30%の減少である、請求項15に記載の栄養組成物。
- 前記胃腸バリアの前記透過性は、前記動物からの血液、糞便又は尿サンプルから決定される、請求項16に記載の栄養組成物。
- 前記透過性は、前記血液、糞便又は尿サンプル中の少なくとも1つの微生物種のレベルを決定することによって測定される、請求項17に記載の栄養組成物。
- 前記胃腸バリアの透過性の前記減少は、前記合成オリゴ糖調製物によって間接的に媒介される、請求項18に記載の栄養組成物。
- 前記胃腸バリア機能不全に関連する少なくとも1つの症状を、改善又は予防するための、請求項14~19のいずれか一項に記載の栄養組成物。
- 前記胃腸バリア機能不全は、感染に関連するか又は感染を原因とする、請求項14~20のいずれか一項に記載の栄養組成物。
- 動物の感染の処置又は予防のための栄養組成物であって、
基礎栄養組成物及び合成オリゴ糖調製物を含み、
少なくともn画分のオリゴ糖は、1~n(DP1~DPn画分)から選択される別個の重合度をそれぞれ有し、nは、3を超える整数であり;DP1及びDP2画分の各々は、独立して、質量分析によって決定される相対的存在量で0.5%~15%のアンヒドロサブユニット含有オリゴ糖を含む、栄養組成物。 - 前記動物からのサンプル中の少なくとも1つの免疫細胞のレベルは、前記合成オリゴ糖調製物を含む前記栄養組成物の投与前の前記動物からのサンプル中の前記少なくとも1つの免疫細胞のレベルと比較して増加する、請求項22に記載の栄養組成物。
- 前記増加は、前記合成オリゴ糖調製物を含む前記栄養組成物の投与前の前記少なくとも1つの免疫細胞の前記レベルと比較して、少なくとも1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%又は10%増加する、請求項23に記載の栄養組成物。
- 前記動物からのサンプル中の少なくとも1つのプロ炎症性サイトカインのレベルは、前記合成オリゴ糖調製物を含む前記栄養組成物の投与前の前記動物からのサンプル中の前記少なくとも1つのプロ炎症性サイトカインのレベルと比較して増加する、請求項24に記載の栄養組成物。
- 前記動物の胃腸バリアの透過性は、前記合成オリゴ糖調製物を投与する前の前記動物の前記胃腸バリアの透過性と比較して減少する、請求項22~25のいずれか一項に記載の栄養組成物。
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