KR102380194B1 - 갈락토오스를 포함하는 장내 미생물 개체군 개선용 조성물 - Google Patents
갈락토오스를 포함하는 장내 미생물 개체군 개선용 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
갈락토오스를 포함하는 장내 미생물 개체군 개선용, 체중 감소용 약학 조성물 식품 조성물, 또는 사료 조성물, 및 이의 비만의 예방 및/또는 치료 및/또는 개선에 사용하기 위한 용도가 제공된다.
Description
갈락토오스를 포함하는 장내 미생물 개체군 개선용, 체중 감소용 약학 조성물 식품 조성물, 또는 사료 조성물, 및 이의 비만의 예방 및/또는 치료 및/또는 개선에 사용하기 위한 용도가 제공된다.
갈락토오스는 단당류의 일종으로, 주로 감미제로 사용되며, 감미제 이외의 용도로는 잘 알려져 있지 않았다. 최근, 구강 세균들의 쿼럼센싱을 억제하여 바이오필름 생성을 억제하여, 구강질환인 충치 및 치주질환을 효율적으로 억제할 수 있다는 사실이 밝혀졌다.
그렇지만 현재까지 갈락토오스 연구는 구강내에만 한정되어 있고, 장내 세균들에 대해서는 어떠한 영향을 미치는지에 대한 연구가 거의 이뤄지지 않고 있다. 장내 세균은 구강세균보다 구성이 훨씬 복잡할 뿐만 아니라 검체 채취, 표현형 관찰 등이 어렵다는 점에서 연구에 많은 제약이 따르는 실정이다.
본 명세서에서, 갈락토오스를 포함하는 조성물의 장내 미생물 개체군 개선 및/또는 체중 감소(체중 감량) 및/또는 비만의 예방, 개선, 및/또는 치료 용도가 제공된다.
구체적으로, 일 예는 갈락토오스를 포함하는 장내 미생물 개체군 개선용 조성물을 제공한다.
다른 예는 갈락토오스를 유효성분으로 포함하는 체중 감소용 약학적 조성물을 제공한다.
다른 예는 갈락토오스를 유효성분으로 포함하는 비만의 예방 및/또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
다른 예는 갈락토오스를 유효성분으로 포함하는, 체중 감소용 식품 조성물을 제공한다.
다른 예는 갈락토오스를 유효성분으로 포함하는, 비만의 예방 및/또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.
다른 예는 갈락토오스를 유효성분으로 포함하는, 체중 감소용 사료 조성물을 제공한다.
다른 예는 갈락토오스를 유효성분으로 포함하는, 비만의 예방 및/또는 개선용 사료 조성물을 제공한다.
다른 예는 갈락토오스를 장내 미생물 개체군 개선을 필요로 하는 개체(대상)에 투여하는 단계를 포함하는, 장내 미생물 개체군 개선 방법을 제공한다.
다른 예는 갈락토오스의 약학적 유효량을 체중 감소를 필요로 하는 개체(대상)에 투여하는 단계를 포함하는, 체중 감소 방법을 제공한다.
다른 예는 갈락토오스의 약학적 유효량을 비만의 예방 및/또는 치료를 필요로 하는 개체(대상)에 투여하는 단계를 포함하는, 비만의 예방 및/또는 치료 방법을 제공한다.
본 명세서에서 고지방식이(High Fat Diet)로 비만을 유도한 실험동물(마우스)에 갈락토오스를 경구 투여하고 분변을 채취하여 메타게놈 분석을 실시한 결과 비만과 관련된 장내 미생물의 비율에 변화가 나타나는 것을 확인하여, 갈락토오스의 장내 미생물 개체군 개선 및/또는 체중 감소(체중 감량) 및/또는 비만의 예방, 개선, 및/또는 치료 용도를 제공한다.
본 명세서에서, '갈락토오스(galactose)'는 6개의 탄소 원자가 포함된 단당류로서, 알데하이드기를 가지고 있는 알도오스며, 화학식은 C6H12O6이다. 갈락토오스와 글루코스는 4번 탄소(C4)에서 입체화학적 성질이 다른 에피머이다. 본 명세서에서 사용되는 갈락토오스는 D-갈락토오스일 수 있으며, 올리고머화 및 폴리머화되지 않은 모노머 형태일 수 있다.
일 양상은 갈락토오스를 유효성분으로 포함하는 장내 미생물 개체군 개선용 조성물을 제공한다.
상기 “장내 미생물 개체군 개선”은, 대조군(상기 조성물 투여 전 또는 상기 조성물 미투여군)과 비교하여 장내 유익균을 증가시키는 것을 의미할 수 있다. 상기 장내 유익균 증가는 장내 유익균의 개체수 증가 및/또는 비율(장내 유익균 개체수/전체 장내 세균 개체수) 증가를 의미하는 것일 수 있다.
따라서 상기 장내 미생물 개체군 개선용 조성물은, 대조군(상기 조성물 투여 전 또는 상기 조성물 미투여군)과 비교하여 장내 유익균의 비율(또는 개체수)을 증가시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 장내 미생물은 장내 존재하는 모든 미생물을 의미할 수 있으며, 악티노박테리아(Actinobacteria, 방선균), 박테로이데테스(Bacteroidetes, 의간균류), 멜라이나 박테리아(candidatus melainabacteria), 시아노박테리아(Cyanobacteria, 남세균), 데페리박테레스(Deferribacteres, 탈철간균과), 피르미쿠테스(Firmicutes, 후벽균문), 프로테오박테리아(Proteobacteria), 테네리쿠테스(Tenericutes), 베루코미크로비아(Verrucomicrobia, 우미균류), 아커만시아속(Akkermansia), 락토바실러스(Lactobacillus, 젖산간균), 알리스티페스(Alistipes) 등으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 미생물을 포함할 수 있다.
상기 장내 유익균은 체중 감소 및/또는 비만의 예방, 개선, 및/또는 치료 효과가 있는 세균으로, 상기 장내 유익균은 아커만시아 속 세균, 락토바실러스 세균, 및 알리스티페스 세균으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상 (또는 둘 이상, 셋 이상, 또는 모두)의 세균을 포함할 수 있다. 일 예에서, 상기 장내 유익균은 아커만시아 속 세균일 수 있다.
상기 세균(전체 장내 세균 또는 장내 유익균)의 개체수는 상기 조성물을 투여한 대상(개체)으로부터 채취한 시료(예를 들어, 분변)를 채취하여 메타게놈 분석, 메타게놈 시퀀싱 등의 방법으로 확인할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
다른 양상은, 갈락토오스를 포함하는 체중 감소용 조성물(예를 들어, 약학적 조성물, 식품 조성물, 또는 사료 조성물 등)을 제공한다.
또 다른 양상은, 갈락토오스를 포함하는 비만의 예방, 개선, 및/또는 치료용 조성물(예를 들어, 약학적 조성물, 식품 조성물, 또는 사료 조성물 등)을 제공한다.
상기 “체중 감소” 또는 “비만의 예방, 개선, 및/또는 치료”는, 상기 조성물 투여 전 또는 상기 조성물 미투여군과 비교하여 장내 유익균의 비율이 증가하는 것을 의미할 수 있다.
따라서 상기 조성물은 대조군(조성물 투여 전 또는 상기 조성물 미투여군)과 비교하여 장내 유익균의 비율을 증가시키는 것을 특징으로 하므로, 체중 감소; 및/또는 비만의 예방, 개선, 및/또는 치료 효과를 달성할 수 있다.
상기 장내 유익균은 체중 감소 및/또는 비만의 예방, 개선, 및/또는 치료 효과가 있는 세균으로, 상기 장내 유익균은 아커만시아속 세균, 락토바실러스 세균, 알리스티페스 세균으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상 (둘 이상, 셋 이상, 또는 모두)의 세균을 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
따라서, 일 예에서 갈락토오스를 유효성분으로 포함하고, 아커만시아(Akkermansia)속 세균, 락토바실러스(Lactobacillus) 세균, 및 알리스티페스(Alistipes) 세균으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상(예컨대, 하나, 둘, 또는 셋 모두)의 장내 유익균의 비율을 증가시키는 것(또는 비율이 증가되는 것)을 특징으로 하는, 장내 미생물 개체군 개선용 조성물, 체중 감소용 약학적 조성물, 비만의 예방, 또는 치료용 약학적 조성물, 체중 감소용 식품 조성물, 비만의 예방, 또는 개선용 식품 조성물, 체중 감소용 사료 조성물, 또는 비만의 예방, 또는 개선용 사료 조성물을 제공한다
다른 예에서, 갈락토오스를 유효성분으로 포함하고, 아커만시아(Akkermansia)속 세균의 비율을 증가시키는 것을 특징으로 하는, 조성물 (상기 장내 미생물 개체군 개선용 조성물, 체중 감소용 및/또는 비만의 예방, 개선, 및/또는 치료용 약학적 조성물, 식품 조성물, 및/또는 사료 조성물)을 제공한다.
상기 조성물은 아커만시아(Akkermansia)속 세균의 비율을 증가시키고, 및 락토바실러스(Lactobacillus) 세균, 및 알리스티페스(Alistipes) 세균으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상(예컨대, 하나, 또는 둘 모두)의 비율을 증가시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 조성물은 아커만시아(Akkermansia)속 세균, 락토바실러스(Lactobacillus) 세균, 및 알리스티페스(Alistipes) 세균으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상(예컨대, 하나, 둘, 또는 셋 모두)의 장내 유익균의 비율이 감소된 대상에게 투여하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 조성물은 아커만시아(Akkermansia)속 세균의 비율이 감소되고, 및 락토바실러스(Lactobacillus) 세균, 및 알리스티페스(Alistipes) 세균으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상(예컨대, 하나, 또는 둘 모두)의 비율이 감소된 대상에게 투여하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 장내 유익균의 양, 개체수, 및/또는 비율이 증가하면 체중 감소 및/또는 비만의 예방, 개선, 및/또는 치료 효과가 있다.
본 명세서에서, “치료”는 증상의 경감 또는 개선, 질환의 범위의 감소, 질환 진행의 지연 또는 완화, 질환 상태 또는 증상의 개선, 경감 또는 안정화, 부분적 또는 완전한 회복, 생존의 연장, 기타 다른 이로운 치료 결과 등을 모두 포함하는 의미로 사용된다. “예방”은 특정 질병을 갖지 않는 대상에게 작용하여 상기 특정 질병이 발병하지 않도록 하거나, 그 발병 시기를 늦추는 모든 기작 및/또는 효과를 포함하는 의미로 사용된다.
본 명세서에서, 약학적 조성물은 인간, 개, 고양이, 말, 소, 돼지, 염소, 토끼, 마우스, 래트 등을 포함하는 포유동물 또는 이로부터 분리된 세포, 조직, 또는 이의 배양물에 다양한 경로로 투여될 수 있다. 투여 방식은 통상적으로 사용되는 모든 방식일 수 있으며, 예컨대, 경구 투여, 또는 정맥 투여, 근육 투여, 피하 투여, 복막내 투여와 같은 비경구 투여일 수 있고, 특히 경구 투여에 의하여 투여될 수 있다. 약학적 조성물은 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형 등으로 제형화하여 사용될 수 있다.
약학적 조성물은 유효성분으로서 갈락토오스 이외에 약제학적으로 적합하고 생리학적으로 허용되는 담체, 부형제, 및/또는 희석제 등의 보조제를 추가로 함유하는 것일 수 있다. 상기 담체, 부형제, 또는 희석제는 락토즈, 덱스트로즈, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 미정질 셀룰로스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 희석제 또는 부형제를 사용할 수 있다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제, 시럽제, 분말제, 현탁제 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 포함되며, 이러한 고형 제제는 갈락토오스에 적어도 하나 이상의 부형제, 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트, 수크로스, 락토오스, 젤라틴 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 섞어 조제될 수 있다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스티레이트 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구 투여를 위한 액상제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 해당되는데 흔히 사용되는 단순희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 포함될 수 있다.
약학적 조성물 또는 유효성분으로서의 갈락토오스는 약학적 유효량으로 투여될 수 있다. 상기 약학적 조성물 또는 유효성분으로서의 갈락토오스의 투여량은 제제화 방법, 투여 방식, 환자의 연령, 체중, 성, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여 간격, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하게 처방될 수 있다. 투여 용량은 환자의 나이, 몸무게, 성별, 투여형태, 건강상태 및 질환 정도에 따라 달라질 수 있으며, 의사 또는 약사의 판단에 따라 일정 시간 간격으로 1회 내지 수회로 분할 투여할 수도 있다. 예컨대, 약학적 조성물의 1회 또는 1일 투여량은 유효성분 (갈락토오스) 중량 기준으로 0.001 내지 10000㎎/kg, 구체적으로, 0.01 내지 10000㎎/kg, 0.01 내지 5000㎎/kg, 0.01 내지 3000㎎/kg, 0.01 내지 2500㎎/kg, 0.01 내지 2000㎎/kg, 0.01 내지 1500㎎/kg, 0.01 내지 1000㎎/kg, 0.01 내지 500㎎/kg, 0.01 내지 300㎎/kg, 0.01 내지 200㎎/kg, 0.1 내지 10000㎎/kg, 0.1 내지 5000㎎/kg, 0.1 내지 3000㎎/kg, 0.1 내지 2500㎎/kg, 0.1 내지 2000㎎/kg, 0.1 내지 1500㎎/kg, 0.1 내지 1000㎎/kg, 0.1 내지 500㎎/kg, 0.1 내지 300㎎/kg, 0.1 내지 200㎎/kg, 0.1 내지 100㎎/kg, 0.1 내지 50㎎/kg, 0.1 내지 30㎎/kg, 0.1 내지 20㎎/kg, 0.1 내지 10㎎/kg, 1 내지 10000㎎/kg, 1 내지 5000㎎/kg, 1 내지 3000㎎/kg, 1 내지 2500㎎/kg, 1 내지 2000㎎/kg, 1 내지 1500㎎/kg, 1 내지 1000㎎/kg, 1 내지 500㎎/kg, 1 내지 300㎎/kg, 1 내지 200㎎/kg, 1 내지 100㎎/kg, 1 내지 50㎎/kg, 1 내지 30㎎/kg, 1 내지 20㎎/kg, 0.1 내지 10㎎/kg, 10 내지 10000㎎/kg, 10 내지 5000㎎/kg, 10 내지 3000㎎/kg, 10 내지 2500㎎/kg, 10 내지 2000㎎/kg, 10 내지 1500㎎/kg, 10 내지 1000㎎/kg, 10 내지 500㎎/kg, 10 내지 300㎎/kg, 10 내지 200㎎/kg, 10 100㎎/kg, 10 내지 50㎎/kg, 10 내지 30㎎/kg, 10 내지 20㎎/kg, 30 내지 10000㎎/kg, 30 내지 5000㎎/kg, 30 내지 3000㎎/kg, 30 내지 2500㎎/kg, 30 내지 2000㎎/kg, 30 내지 1500㎎/kg, 30 내지 1000㎎/kg, 30 내지 500㎎/kg, 30 내지 300㎎/kg, 30 내지 200㎎/kg, 30 내지 100㎎/kg, 30 내지 50㎎/kg, 50 내지 10000㎎/kg, 50 내지 5000㎎/kg, 50 내지 3000㎎/kg, 50 내지 2500㎎/kg, 50 내지 2000㎎/kg, 50 내지 1500㎎/kg, 50 내지 1000㎎/kg, 50 내지 500㎎/kg, 50 내지 300㎎/kg, 50 내지 200㎎/kg, 또는 50 내지 100㎎/kg 범위일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 1회 또는 1일 투여량은 단위 용량 형태로 하나의 제제로 제제화되거나, 적절하게 분량하여 제제화되거나, 다용량 용기 내에 내입시켜 제조될 수 있다. 상기한 투여량은 평균적인 경우를 예시한 것으로서 개인적인 차이에 따라 그 투여량이 높거나 낮을 수 있다.
상기 식품 조성물은 일상 식사에서 결핍되기 쉬운 영양소나 인체에 유용한 기능을 가진 원료(이하, “기능성 원료”)를 사용하여 제조한 식품으로, 건강을 유지하거나 소정의 질병 또는 증상을 예방 및/또는 개선(완화)하는데 도움을 주는 모든 식품을 의미하며, 최종 제품 형태에는 특별한 제한이 없다. 예컨대, 상기 식품 조성물은 각종 식품, 건강기능식품, 음료 조성물, 식품 첨가제 등으로 이루어진 군에서 선택된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 식품 조성물에 함유된 유효성분으로서의 갈락토오스의 함량은 식품의 형태, 소망하는 용도 등에 따라 적절하게 특별한 제한이 없으며, 예컨대, 전체 식품 중량의 0.001 내지 99 중량%, 0.01 내지 99 중량%, 0.01 내지 95 중량%, 0.01 내지 90 중량%, 0.01 내지 80 중량%, 0.01 내지 50 중량%, 0.1 내지 99 중량%, 0.1 내지 95 중량%, 0.1 내지 90 중량%, 0.1 내지 80 중량%, 0.1 내지 50 중량%, 1 내지 99 중량%, 1 내지 95 중량%, 1 내지 90 중량%, 1 내지 80 중량%, 1 내지 50 중량%, 10 내지 99 중량%, 10 내지 95 중량%, 10 내지 90 중량%, 10 내지 80 중량%, 10 내지 50 중량%, 25 내지 99 중량%, 25 내지 95 중량%, 25 내지 90 중량%, 25 내지 80 중량%, 25 내지 50 중량%, 40 내지 99 중량%, 40 내지 95 중량%, 40 내지 90 중량%, 40 내지 80 중량%, 40 내지 50 중량%, 50 내지 99 중량%, 50 내지 95 중량%, 50 내지 90 중량%, 50 내지 80 중량%, 60 내지 99 중량%, 60 내지 95 중량%, 60 내지 90 중량%, 또는 60 내지 80 중량%일 수 있다.
상기 식품 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물 (전해질), 합성 풍미제 또는 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제, 중진제 (치즈, 초콜릿 등), 펙트산 또는 그의 염, 알긴산 또는 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 추가로 함유할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 전체 식품 조성물 100 중량부 당 0.001 내지 약 20 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 예에서, 상기 조성물(예를 들어, 약학적 조성물, 식품 조성물, 사료 조성물 등)은 상기 장내 유익균의 비율(또는 개체수)이 감소된 대상(예를 들어, 개체, 환자 등)에게 투여하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 장내 유익균의 비율은 전체 장내 세균의 수와 대비한 장내 유익균의 수를 의미하며, 상기 장내 유익균의 비율(또는 개체수)이 감소된 것은 대조군(비만 상태가 아님; 정상 체중 개체)의 장내 유익균의 비율(또는 개체수)과 대비하여 장내 유익균의 비율이 감소된 것을 의미한다.
또 다른 양상은 갈락토오스를 장내 미생물 개체군 개선을 필요로 하는 개체(대상)에 투여하는 단계를 포함하는, 장내 미생물 개체군 개선 방법을 제공한다.
또 다른 양상은 갈락토오스의 약학적 유효량을 체중 감소를 필요로 하는 개체(대상)에 투여하는 단계를 포함하는, 체중 감소 방법 또는 비만의 예방 및/또는 치료 방법을 제공한다.
본 명세서에서는 갈락토오스이 비만과 관련된 장내 미생물의 비율에 변화를 가져온다는 것을 확인하여, 이러한 효과를 기초로 갈락토오스의 장내 미생물 개체군 개선용 또는 체중 감소 또는 비만의 예방, 개선, 및/또는 치료용 조성물을 제공한다.
도 1은 일 실시예에서의 실험동물 준비 및 동물실험 과정을 보여주는 모식도이다.
도 2는 고지방 식이 사료에 의하여 비만이 유도된 마우스의 갈락토오스 섭취 시, 갈락토오스를 섭취하지 않은 대조군과 비교하여 장내 유익균의 비율이 상승한 것을 보여주는 그래프이다.
도 3은 고지방식이사료에 의하여 비만이 유도된 마우스의 갈락토오스 섭취시의 체중 증가율을 갈락토오스를 섭취하지 않은 대조군과 비교하여 보여주는 그래프이다.
도 4는 고지방식이사료에 의하여 비만이 유도된 마우스의 갈락토오스 섭취시의 혈당 수준을 갈락토오스를 섭취하지 않은 대조군과 비교하여 보여주는 그래프이다.
도 5는 도 4의 그래프의 Area Under Curve를 보여주는 그래프이다.
도 2는 고지방 식이 사료에 의하여 비만이 유도된 마우스의 갈락토오스 섭취 시, 갈락토오스를 섭취하지 않은 대조군과 비교하여 장내 유익균의 비율이 상승한 것을 보여주는 그래프이다.
도 3은 고지방식이사료에 의하여 비만이 유도된 마우스의 갈락토오스 섭취시의 체중 증가율을 갈락토오스를 섭취하지 않은 대조군과 비교하여 보여주는 그래프이다.
도 4는 고지방식이사료에 의하여 비만이 유도된 마우스의 갈락토오스 섭취시의 혈당 수준을 갈락토오스를 섭취하지 않은 대조군과 비교하여 보여주는 그래프이다.
도 5는 도 4의 그래프의 Area Under Curve를 보여주는 그래프이다.
이하 본 발명을 다음의 실시예에 의하여 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이들은 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의하여 제한되는 것은 아니다.
실시예 1. 사료 및 실험동물의 준비
1.1. 갈락토오스의 준비
유당을 유당가수분해 효소를 사용하여 글루코오스와 갈락토오스로 분리한 후, 갈락토오스를 분리 정제하고, 수분을 제거하고 분말화하여, 갈락토오스 시료를 준비하고, 하기 시험에 사용하였다.
1.2. 실험동물의 준비
본 명세서에서 동물 실험은 습도 50±5%, 온도 22±2℃로 유지되는 환경에서 전남대학교 IACUC에서 정한 규정에 따라 수행하였다.
실험동물로서 사육된 5주령의 수컷 C57BL/6J 마우스(다물사이언스(주))를 준비하고, 사료와 물을 충분히 공급하면서 1주일동안 실험실 환경에서 적응시킨 후 실험에 사용하였다. 깔짚은 알레르기를 유발하지 않고 먼지가 없으며, 독성이 없고 흡수성이 있고 병원체가 없는 것을 사용하였다. 케이지는 동물을 깨끗하게 유지하기 위해 일주일에 한번 교하였고, 물은 물병으로 자유 급수하였다.
1.3. 고지방식이사료 (High-Fat-Diet) 유도 비만 동물 모델 준비 및 시험 설계
상기 실시예 1.2에서 준비된 5주령의 수컷 C57BL/6J 마우스를 2주간의 순화과정 후, 군별로 체중을 맞춘 후 사용하였다. 상기 마우스가 7주령이 되는 시점부터, 고지방식이사료(HFD: High Fat Diet)로 비만을 유도하였다
고지방식이사료는 지방함량을 약 60중량%로, 일반사료는 지방함량을 대략 10중량%로 하였다.
고지방식이사료(D12492)는 1g당 5.24kcal로, 일반사료(D12450B)는 1g당 3.82kcal로 각각 계산하였다.
마우스를 16주동안 일반사료 또는 고지방식이사료를 자유 급이하고, 각 군별로 PBS 및 갈락토오스를 매일 경구투여하였다. 사료 투입량과 잔량을 1주에 2번 측정하여, 일일 칼로리 섭취량을 계산하고, 체중은 일주일에 한 번 정해진 시간에 측정하였다.
마이크로바이옴 분석을 위해 도 1에 제시한 대로 분변을 채취하였고 마크로젠(주)에 분석을 의뢰하였다. 분변 채취는 체중이 평균에 가장 가까운 마우스 5마리를 선별한 후에 채취하였다.
상기 사용된 고지방식이사료와 일반사료의 성분을 아래 표 1에 나타내었다.
시험동물을 아래 표 2와 같이 분류하여 PBS 또는 갈락토오스를 투여하였다:
| 군 | 식이 | 약물투여(경구투여) | 투여량 | 개체수 |
| 1 | Normal diet | PBS | - | 8 |
| 2 | Normal diet | Galactose | 200mg/kg | 8 |
| 3 | High fat diet | PBS | - | 8 |
| 4 | High fat diet | Galactose | 200mg/kg | 8 |
| 5 | High fat diet | Galactose | 100mg/kg | 8 |
| 6 | High fat diet | Galactose | 50mg/kg | 8 |
| 합계 | 48 | |||
실시예 2. 고지방식이사료 (High-Fat-Diet) 유도 비만 모델에서 갈락토오스 마이크로바이옴 (microbiome) 분석
각 군당 개체수를 8마리로 하여, 실험 8주 후 제3군(HFD-PBS), 제5군(HFD-Gal 100mg/kg) 및 제6군(HFD-Gal 50mg/kg)의 분변을 채취하여 메타게놈(metagenome) 분석을 실시하였다. 메타게놈 분석은 마크로젠(주)에 메타게놈 시퀀싱(metagenome sequencing)을 의뢰하여 결과를 얻었다.
장내 유익균으로, 아커만시아속(Akkermansia), 락토바실러스(Lactobacillus, 젖산간균), 및 알리스티페스(Alistipes)에 속하는 세균은 비만을 개선할 수 있는 속으로 알려져있다.
장내 미생물 중, 비만 관련 장내 미생물의 속별 조성을 분석한 것을 도 2 및 아래 표 3에 나타내었다.
| 군 | 아커만시아 | 락토바실러스 | 알리스티페스 | |||
| 평균(%) | 표준편차 | 평균(%) | 표준편차 | 평균(%) | 표준편차 | |
| 3 | 0 | 0 | 0.885 | 0.886524 | 0.54 | 0.397681 |
| 6 | 0.135 | 0.183644 | 2.17 | 1.36413 | 1.9675 | 1.564726 |
| 5 | 1.365 | 0.794056 | 3.8375 | 3.377554 | 1.0275 | 0.5880201 |
상기 도 2 및 표 3에 나타난 바와 같이, 갈락토오스를 투여한 군에서는 대조군과 비교하여 아커만시아속 세균, 락토바실러스, 및 알리스티페스의 비율이 증가하였다.
실험결과는 TTEST의 방법으로 유의성 검사하였고, 유의성은 P value 값이 0.05보다 작을 때 그 값을 유의성이 있는 값으로 정하였다 ((*)<0.05, (**)<0.01, (***)<0.001).
실시예 3. 체중 측정
상기 실시예 1.3에서 설계된 실험 기간 (16주) 동안, 매주 정해진 시간에 갈락토오스 또는 PBS 투여 전에 시험동물들의 체중을 측정하여, 체중 변화 (증체율), 생존률 (체중이 초기 체중의 20% 미만으로 감소되는 경우 안락사 시킴)을 측정하였다. 상기 증체율은 실험동물이 7주령이 되는 시점의 체중 (초기 체중)을 100%로 하고, 이후 각 시점에서 측정된 체중을 초기 체중에 대한 상대값으로 계산하여 산정하였다.
이와 같이 얻어진 증체율의 평균값(n=8)을 도 3에 나타내었다. 도 3에 나타난 바와 같이, 일반사료 섭취군에서는 PBS 투여군과 갈락토오스 투여군의 증체율 간 유의미한 차이가 관찰되지 않은 반면, 고지방식이사료 섭취군에서는 대조군(PBS 투여)과 비교하여 갈락토오스 투여군의 증체율 현저히 감소한 것을 확인할 수 있다. 이러한 결과는 갈락토오스가 고지방식이사료에 의하여 비만이 유도된 개체의 체중 감량에 효과가 있음을 보여준다.
실시예 4. 당부하 시험 (Intraperitoneal Glucose Tolerance Test)
실험동물을 시험 전날 오후 9시부터 시험 당일 오전 9시까지 공복 유지(12시간 절식) 후, 혈당 검사 수행하였다. 공복 조건을 유지하기 위하여, 사료와 깔짚을 제거하여 절식을 유도하였다.
0.2㎛ filteration으로 멸균시킨 10%(w/v) 글루코오스(in PBS) 용액을 준비하여, 각 개체마다 2㎎ glucose/g, Volume = body weight*20(㎕) 씩 복강 투여한 후, 마우스를 케이지에 다시 넣고, 혈당 수치를 0, 30, 60, 90, 120분 마다 측정하였다. 혈당 검사는 미정맥 채혈하여 실시하였다. 당부하 시험은 고지방식이사료로 비만 유도 후 13주 차에 실시하였다.
상기 측정된 혈당 결과를 도 4에 나타내고, 도 4의 그래프의 Area Under Curve를 도 5에 나타내었다. 도 4 및 도 5에 나타난 바와 같이, 고지방식이사료 섭취군(HD)과 일반사료 섭취군(ND) 모두 갈락토오스 투여에 의하여 혈당이 감소하고, 고지방식이사료 섭취군에서는 대조군(PBS 투여)과 비교하여 갈락토오스 투여군의 혈당 수준이 현저히 감소하였으며, 특히 120분째에 측정시에는 고지방식이사료 섭취군의 갈락토오스 투여군이 정상사료 섭취군과 동등한 정도의 혈당 수준을 보였다. 상기 결과는 갈락토오스가 고지방식이사료에 의하여 비만이 유도된 개체뿐 아니라 정상 개체(일반시료 섭취군)에서 모두 혈당 강하 효과가 있음을 보여준다.
이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (10)
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- 갈락토오스를 유효성분으로 포함하고, 장내 세균 중 아커만시아(Akkermansia)속 세균의 비율을 증가시키는 것을 특징으로 하고,
정상 체중 개체와 비교하여 장내 세균 중 상기 아커만시아(Akkermansia)속 세균의 비율이 감소된 대상에게 투여하기 위한 것인, 비만의 예방, 또는 치료용 약학적 조성물. - 제3항에 있어서, 상기 약학적 조성물은 장내 세균 중 알리스티페스(Alistipes) 세균의 비율을 추가로 증가시키는 것을 특징으로 하는 것인, 약학적 조성물.
- 갈락토오스를 유효성분으로 포함하고, 장내 세균 중 아커만시아(Akkermansia)속 세균의 비율을 증가시키는 것을 특징으로 하고,
정상 체중 개체와 비교하여 장내 세균 중 상기 아커만시아(Akkermansia)속 세균의 비율이 감소된 대상에게 투여하기 위한 것인, 체중 감소용 식품 조성물. - 갈락토오스를 유효성분으로 포함하고, 장내 세균 중 아커만시아(Akkermansia)속 세균의 비율을 증가시키는 것을 특징으로 하고,
정상 체중 개체와 비교하여 장내 세균 중 상기 아커만시아(Akkermansia)속 세균의 비율이 감소된 대상에게 투여하기 위한 것인, 비만의 예방, 또는 개선용 식품 조성물. - 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 식품 조성물은 장내 세균 중 알리스티페스(Alistipes) 세균의 비율을 추가로 증가시키는 것을 특징으로 하는 것인, 식품 조성물.
- 갈락토오스를 유효성분으로 포함하고, 장내 세균 중 아커만시아(Akkermansia)속 세균의 비율을 증가시키는 것을 특징으로 하고,
정상 체중 개체와 비교하여 장내 세균 중 상기 아커만시아 속 세균의 비율이 감소된 대상에게 투여하기 위한 것인, 체중 감소용 사료 조성물. - 갈락토오스를 유효성분으로 포함하고, 장내 세균 중 아커만시아(Akkermansia)속 세균의 비율을 증가시키는 것을 특징으로 하고,
정상 체중 개체와 비교하여 장내 세균 중 상기 아커만시아 속 세균의 비율이 감소된 대상에게 투여하기 위한 것인, 비만의 예방, 또는 개선용 사료 조성물. - 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 사료 조성물은
장내 세균 중 알리스티페스(Alistipes) 세균의 비율을 추가로 증가시키는 것을 특징으로 하는 것인, 사료 조성물.
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| KR1020210076344A KR102380194B1 (ko) | 2021-06-11 | 2021-06-11 | 갈락토오스를 포함하는 장내 미생물 개체군 개선용 조성물 |
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| KR1020210076344A KR102380194B1 (ko) | 2021-06-11 | 2021-06-11 | 갈락토오스를 포함하는 장내 미생물 개체군 개선용 조성물 |
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Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| African Journal of Biotechnology, Vol. 10, No. 21, pp. 4457-4463 (2011)* * |
| Mol. Nutr. Food Res., Vol. 65, No. 6, 2001133, pp. 1-10 (2021.02.25.)* * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022260335A1 (ko) * | 2021-06-11 | 2022-12-15 | 쿼럼바이오 주식회사 | 갈락토오스를 포함하는 장내 미생물 개체군 개선용 조성물 |
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