KR102601506B1 - 수컷의 생식력을 증가시키기 위한 프로바이오틱스의 용도 - Google Patents

수컷의 생식력을 증가시키기 위한 프로바이오틱스의 용도 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대상체에서 수컷의 생식력을 증가시키는 제형을 제조하기 위한 락토바실러스 람노서스와 비피도박테리움 롱검의 조합의 용도에 관한 것이다. 특히, 상기 균주는 균주 락토바실러스 람노서스 CECT 8361와 비피도박테리움 롱검 7347이다. 또한, 상기 균주 락토바실러스 람노서스 CECT 8361 및 비피도박테리움 롱검 7347을 포함하는 제형 또한 기재하였다.

Description

수컷의 생식력을 증가시키기 위한 프로바이오틱스의 용도
본 발명은 수컷의 생식력을 증가시키기 위해 프로바이오틱 능력을 가지는 두 가지 미생물 종의 균주, 즉 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus) 및 비피도박테리움 롱검(Bifidobacterium longum)을 포함하는 제형의 용도에 관한 것이다. 따라서, 본 발명은 인간 및 동물 생식 분야에 포함되며, 제약 및 농업-식품 사업 모두에 적용된다.
프로바이오틱스(probiotics)는 충분한 양을 섭취했을 때 소비자에게 건강상 이득을 제공하는 살아있는 미생물이다. 기본적으로, 프로바이오틱스는 기능성 식품이나 영양 보충제에 재료(ingredient)로서 사용되며; 따라서 그것들은 각각 농업-식품 및 제약 산업에서 큰 관심을 보이고 있다. 지금까지 사용된 대다수의 프로바이오틱스는 소화관에 효과적인 경향이 있으며, 그 중에서도 대장염(colitis), 변비(constipation) 또는 장 염증(intestinal inflammation)과 같은 소화 장애에 긍정적인 영향을 미친다. 또한, 질 감염(vginal infection), 피부 질환(skin complaint) 또는 심지어 비만(obesity)이나 자폐증(autism)에서의 프로바이오틱스의 사용을 언급하고 있는 과학 문헌에서의 사례도 있다.
인간 생식 분야에서의 프로바이오틱스의 사용은 제한적이며, 주로 여성 인자(female factor) 및 앞서 언급한 질 감염의 사례들에 초점을 맞추고 있다. 이 점에 있어서, 프로바이오틱스가 세균성 질염(bacterial vaginosis)에 대한 치료제로 사용되어 임상시험에 긍정적인 결과를 제공한 연구가 있다(Mastromarino et al., 2013. New Microbiol. 36(3):229-38; Borges et al., 2014. Arch Gynecol Obstet., 289(3):479-89). 반대로, 인간에서 남성 생식력에서의 프로바이오틱스의 효과에 대한 기재는 없다. 제브라 피쉬 동물모델에서, 프로바이오틱의 섭취는 생식의 질(reproductive quality)과 관련된 분자적 마커를 현저하게 증가시키는 것으로 밝혀졌으나(Riesco et al., 2013. Evaluation of a probiotic diet on zebrafish sperm quality markers, 4 th International workshop on the biology of Fish Gametes (Albufeira, Portugal)), 지금까지 인간에서 정자의 질 파라미터(sperm quality parameter)에 대한 프로바이오틱 섭취의 영향을 평가하거나 이들 보충제의 섭취를 향상된 정자 운동성(sperm motility)과 관련시키는 과학 출판물은 없다.
또한, 젖산균(lactic acid bacteria)과 비피더스균(bifidobacteria)의 항산화 효과가 동물에서 연구되어 왔으나, 인간 정자의 질과는 전혀 관련이 없었다(Riesco et al., 2013 cited ad supra). 최근 수십 년간, 발명자들은 남성의 정자 파라미터뿐만 아니라 그들의 여성 파트너의 수정률(fertilization rate) 또는 임신율(pregnancy rate)을 향상시키기 위해 항산화제 치료의 유익한 효과를 입증하기 위한 임상 연구를 발전시켜왔다. 가장 일반적으로 연구된 항산화제는 비타민 C, 비타민 E, 셀레늄(selenium), 글루타티온(glutathione), 아연, N-아세틸-시스테인(N-acetyl-cysteine) 및 L-카르니틴(L-carnitine)이다(Gharagozloo et al., 2011. Hum Reprod. 26 (7): 1628-1640; Ko and Sabanegh, 2012. J Androl 33 (3): 292-308; Showell et al, 2013. Cochrane Database Syst Rev, 5; 8: CD007807). 이 연구들 중 일부는 시험관 내(in vitro) 검정에서 이들 항산화제의 효과를 평가(동결 방지제 용액에 보충제로 첨가)했으며, 동결-융해 프로토콜(freeze-thaw protocols) 동안 생성된 산화적 분자(oxidative molecule)에 대해 정자를 보호하기 위한 이들 첨가제가 유익한 효과가 있다고 결론 내렸다(Walczak-Jedrzejowska et al., 2013. Cent European J Urol. 66(1): 60-7). 다른 연구에서는 정자 파라미터에 대한 경구 항산화제의 효과를 평가하였다. 예를 들어, 2010년에 Ross 등은 정자 파라미터에 대한 항산화제 경구 섭취의 유익한 효과를 검토하였다(Ross et al., 2010, Reprod Biomed Online, 20 (6): 711-23). 스페인 특허 ES2225625는 아연 및 선택적으로, 비타민 B12, 마그네슘, 베타인, 콜린, SAM, 비타민 B2 및 비타민 B6 중 적어도 하나의 공급원을 포함하는 인간 정자의 질을 향상시키기 위한 제형을 기술하고 있다. 마찬가지로, 스페인 특허 ES2397657은 활성 성분인 L-카르니틴, 코엔자임 Q, 비타민 E, 아연 공급원, 비타민 B, 셀레늄 공급원, 글루타티온, L-아르기닌, 또는 그것들의 염 또는 유도체를 포함하는 정자의 질을 향상시키기 위한 복합제제를 기술하고 있다. 그러나, 이들 치료 효과는 시간이 지남에 따라 항상 지속되는 것은 아니며, 그것들이 정자의 질에 있어 가장 중요한 파라미터 중 하나인 정자 DNA 단편화를 감소시키는지 여부는 불확실하다.
따라서, 남성의 생식력을 증가시키고, 정자의 질을 향상시키며, 전술한 결점들을 나타내지 않는 대안적인 방법을 제공할 필요가 있는 최신 기술에는 갭이 있다.
본 발명자들은 락토바실러스 람노서스 균주와 비피도박테리움 롱검 균주의 병용 투여가 수컷의 생식력을 증가시킴을 발견하였다. 특정 구현에서, 상기 균주는 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus) CECT 8361 및 비피도박테리움 롱검(Bifidobacterium longum) CECT 7347이다. 실시예 1에 나타낸 바와 같이, 시험 참가자에 의한 락토바실러스 람노서스와 비피도박테리움 롱검 균주의 조합을 포함하는 제형의 섭취는 정자의 질의 평가에서 두 가지 중요한 파라미터인 그들 정자 운동성의 증가 및 정자 DNA 단편화의 감소를 유도하였다. 따라서, 이들 프로바이오틱 균주들의 병용 섭취는 정액의 질을 향상시키므로 수컷의 생식력을 향상시킨다. 또한, 이러한 증가된 생식력은 마지막 섭취를 완료한 후 6주까지 유지되었으며, 그것에 의하여 장기 효과를 달성하였다. 이들 결과에 대해 가능한 설명은 락토바실러스 람노서스 CECT 8361 균주의 항산화 능력과 비피도박테리움 롱검 CECT 7347 균주의 항염증 능력의 조합이 이러한 증가된 정자의 운동성과 감소된 정자 DNA 단편화의 원인일 수 있다는 것이다. 따라서, 본원에 기술된 발명은 보조 생식 또는 자연 생식 이전에, 또는 심지어 미래의 수정을 위한 정자 기증(sperm donation) 이전에 수컷의 생식력을 증가시키기 위한 치료법을 다루기 위해 프로바이오틱 특성을 가지는 박테리아 균주의 사용을 뒷받침한다.
이 발견에 기초하여, 우리는 아래에서 상세히 기술될 다수의 발명 양상을 개발하였다.
대상체 수컷의 생식력을 증가시키기 위한 락토바실러스 람노서스 균주와 비피도박테리움 롱검 균주의 병용 투여의 사용
본 발명자들은 락토바실러스 람노서스 균주와 비피도박테리움 롱검 균주의 병용 투여가 수컷의 생식력을 증가시킨다는 것을 발견하였다. 그러나, 락토바실러스 람노서스, 특히 락토바실러스 람노서스 CECT 8361의 다른 락토바실러스 종과 비교하여 탁월한 항산화 능력으로 인해, 수컷의 생식력을 증가시키기 위한 약제학적 제형을 제조하는데 있어서 락토바실러스 람노서스의 단독 사용은 배제되어서는 안된다. 본 발명의 저자들은 락토바실러스 람노서스, 특히 락토바실러스 람노서스 CECT 8361 균주의 항산화 능력은 정자의 막(membrane), DNA 완전성(DNA integrity) 및 정자의 운동성을 변경시킬 수 있는 활성 산소종(reactive oxygen species)으로부터 정자를 보호한다고 믿는다. 따라서, 본 발명자들은 균주의 항산화 능력은 정액의 질을 증가시키고, 특히 정자의 운동성을 증가시키고 정자 DNA 단편화를 감소시켜 궁극적으로 수컷의 생식력을 증가시킨다고 믿는다. 게다가, 비피도박테리움 롱검, 특히 비피도박테리움 롱검 CECT 7347의 항염증 능력으로 인해, 본 발명은 또한 수컷의 생식력을 개별적으로 증가시키기 위해 비피도박테리움 롱검 단독, 특히 비피도박테리움 롱검 CECT 7347의 단독 사용 가능성을 제공한다. 본 발명의 저자들은 염증성 TNFα 레벨을 감소시키고, 항염증성 사이토카인 IL-10의 생산을 증가시키는 비피도박테리움 롱검 CECT 7347의 능력에 의해 정자가 항산화 스트레스로부터 보호된다고 믿는다. 따라서, 대상체의 수컷 생식력을 증가시키는데 적어도 락토바실러스 람노서스 CECT 8361과 비피도박테리움 롱검 CECT 7347을 포함하는 제형의 사용 또한 본원에 제공된다.
일 양상에서, 본 발명은 대상체 수컷의 생식력을 증가시키기 위한 제형(이하 "본 발명의 제형")을 제조하기 위한 락토바실러스 람노서스와 비피도박테리움 롱검의 조합의 사용에 관한 것이다.
락토바실러스 람노서스 박테리아는 주로 요거트 및 다른 유제품에서, 일반적으로 프로바이오틱스로서 사용된다. 락토바실러스 람노서스의 과학적 분류는 계(Kingdom): 박테리아(Bacteria); 문(Division): 피르미쿠트(Firmicute); 강(Class): 바실리(Bacilli); 목(Order): 락토바실랄레스(Lactobacillaels); 과(Family): 락토바실라세아(Lactobacillaceae); 속(Genus): 락토바실루스(Lactobacillus); 종(Species): 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus)이다. 게다가, 비피도박테리움 롱검은 젖산을 생산하는 위장관에 위치한 카탈라아제-음성(catalase-negative)이며, 둥근 모양의 그람 음성 세균이다. 비피도박테리움 롱검의 과학적 분류는 계(Kingdom): 박테리아(Bacteria); 문(Division): 피르미쿠트(Firmicute); 강(Class): 악티노박테리아(Actinobacteria); 목(Order): 비피도박테리알레스(Bifidobacteriales); 과(Family): 비피도박테리아세아(Bifidobacteriaceae); 속(Genus): 비피도박테리움(Bifidobacterium); 종(Species): 비피도박테리움 롱검(Bifidobacterium longum)이다.
본원에서, 상기 용어 대상체 "수컷의 생식력을 증가시킨다"는 상기 대상체의 정액의 질을 향상시켜 암컷의 수정 가능성을 증가시키고 자손을 생산하는 것을 의미한다. 본 발명의 당업자에게 이해되는 바와 같이, 주어진 대상체의 정액의 질은 본 발명의 균주를 섭취하기 전의 동일 대상체의 정액의 질과 비교하여 본 발명의 균주의 섭취 후에 향상된다. 대상체의 정액의 질은 정자의 운동성(motility), 정자의 생존력(viability), 정자의 형태(morphology), 정자의 막 구성(membrane composition), 정자의 농도(concentration), 사정액의 양(ejaculate volume) 및 정자 DNA 완전성(DNA integrity)과 같은, 그러나 이로 한정되지 않는 다양한 파라미터에 의해 측정될 수 있다. 이들 파라미터를 측정하기 위한 몇몇의 방법들이 선행 기술에 기술되어 있으며, 그것들의 사용은 당업자에게 통상적인 관행이다. 일부는 정자 DNA 완전성을 평가한다: TUNEL(Terminal Transferase dUTP Nick End Labeling) 어세이, 정자 크로마틴 구조 어세이(Sperm Chromatin Structure Assay, SCSA), 코멧(Comet) 어세이 및 정자 크로마틴 분산(Sperm Chromatin Dispersion) 어세이. 다른 테스트들은 아크리딘 오렌지(acridine orange) 및 크로모마이신 A(chromomycin A)와 함께 톨루이딘 블루(toluidine blue)로 염색하여 정자 크로마틴 패키징(sperm chromatin packaging)에서의 결함을 확인한다. 또한, 임상시험에서 통상적으로 수행되지는 않더라도 높은 정액의 질과 관련될 수 있는 다양한 형태의 RNA(mRNA, microRNA 등)와 같은 몇 가지 분자 마커들이 있다.
따라서, 특정 구현에서, 증가된 수컷의 생식력은 정자의 운동성의 증가, 정자의 생존력의 증가, 향상된 정자의 막 구성, 형태학적으로 정상적인 정자의 농도 증가 및/또는 사정액에서의 정자의 총수 증가를 포함하고/하거나, 정자 DNA 단편화의 감소 및 향상된 정자 크로마틴 완전성을 포함한다.
정자 DNA 단편화의 감소는 운동성과 생식력이 손상되는 것을 방지하고, 초기 배아 발달 동안 그리고 자손에서 이상이 발생할 가능성을 감소시킨다.
본원에서, 정자 크로마틴 완전성은 수정 과정(fertilization process)과 손상되지 않은 DNA의 전달에 있어 적절한 지점에서 DNA를 방출할 수 있도록 DNA가 물리적 및 화학적 형태로 운반될 수 있게 하는 방식으로 유전 물질을 패키징하여 정자 DNA가 치밀하고 안정하게 배열될 때 향상되는 것으로 이해된다.
본원에서, 상기 용어 "대상체(subject)"는 용어 "개체(individual)"와 동일하며; 그에 따라 본원에서 두 용어는 상호교환적으로 사용될 수 있다. 상기 용어 "대상체"는 임의의 개체, 생식을 위한 생식세포(gamete)를 생산하는 (인간을 포함하나 이에 한정되지 않는) 임의의 종에 속하는 임의의 수컷 동물을 의미한다. 대상체의 예는 물고기(송어, 정어리, 잉어, 연어 등), 가금류(poultry)(닭, 타조, 거위, 메추라기 등), 집토끼(rabbit), 산토끼(hare), 가축류(domestic animal)(개, 고양이 등), 양 및 염소 가축류(ovine and caprine livestock)(양(sheep), 염소(goat) 등)와 같은 상업적으로 관심이 있는 동물(animals of commercial interest), 돼지 가축류(porcine livestock)(야생돼지(boar), 돼지(pig) 등), 말 가축류(equine livestock)(말(horse), 조랑말(pony) 등), 또는 소 가축류(bovine livestock)(수소(bull), 거세된 수소(oxen) 등); 사냥적으로 관심이 있는 동물(animals of cynegetic interest), 즉 사슴(deer), 순록(reindeer) 등과 같은 게임(game); 생태계적으로 관심이 있는 동물(animals of ecological interest), 즉 멸종위기에 처하거나 자연에서 개체수가 적은 동물, 예를 들어 백호(white tiger), 코뿔소(rhino), 판다(panda), 쿠거(cougar), 스라소니(lynx) 등, 및 인간을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 그러나, 특정 구현에서, 상기 대상체는 물고기 또는 포유류이고, 바람직하게는 인간, 돼지, 말, 토끼, 거세된 수소(oxen) 및 수소(bull)로 이루어진 군으로부터 선택된 포유동물이다.
본원에 기술된 용도는 생식력이 약화된건지(생식능력 저하(sub-fertile) 아닌지(생식력이 있는(fertile))에 상관없이, 임의의 수컷 대상체의 생식력을 증가시키는데 적용할 수 있다. 생식력이 있는 수컷 대상체에서, 생식력을 증가시키는 것은 생식 가능성(reproducibility)을 증가시키는 것에 대한 관심일 수 있다. 게다가, 증가된 생식력은 또한 일반적인 관심일 수 있고, 임신 가능성을 향상시키고자 하는 인간 커플에게 이점을 제공한다. 생식능력이 저하된 수컷 개체에서, 본 발명의 제형은 생식능력 저하를 치료하는데, 즉 성공적인 수정 가능성을 향상시키는데 사용될 수 있다.
다른 유리한 적용에서, 본 발명의 제형은 수컷 개체가 생식력이 있는지 또는 생식능력이 저하되어 있는지의 여부를 선험적으로(a priori) 알지 못해도, 포유동물 종과 특히, 인간의 수컷 개체에 투여될 수 있다. 이 구현은 예를 들어, 검사를 수행할 필요성을 피하고/피하거나 검사를 수행하기 전, 더딘(tardy) 수정을 경험하는 커플에서 남성 대상체에 본 발명의 제형을 투여하는 것을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이는 정자 검사가 비싸고, 검사 시스템의 특이도와 민감도가 다양하며 정자의 양 및/또는 질에도 변동이 있을 수 있기 때문에, 문제가 있는 개인을 속상하게 할 수 있으므로 중요하다.
본 발명의 제형은 또한 다시 사전검사를 할 필요없이, 수정 가능성을 증가시키고/시키거나 발생 가능한 남성의 생식력 문제에 대응하기 위해, 아이를 가지고자 하는 커플의 남성 개체에 사용될 수 있다.
본 발명의 제형은 또한 생식에 대한 정자의 양과 질에 있어서의 변동의 장기적인 영향을 예방하거나 상쇄시키기 위해 사용될 수 있다.
게다가, 본 발명의 제형은 또한 비뇨 생식기 장애(urogenital tract disorder) 및/또는 정자의 질에 영향을 미칠 수 있는 다른 기능장애(dysfunction)의 위험이 있는 개체(예를 들어, 약물치료를 받는 (또는 받아야 하는) 수컷 개체) 또는 이를 가지는 개체에서, 그리고 약물치료 또는 방사선 치료 중에 정자의 질의 감소를 예방적으로 방지하는데 사용될 수 있다. 부가적으로, 본 발명의 제형 및/또는 제제는 예를 들어, 영양실조, 환경인자 및/또는 유해 물질에 대한 노출과 같은 인자들에 의해 영향을 받는 정자의 질을 향상시키는데 사용될 수 있다.
비피도박테리움 롱검 균주에 대한 락토바실러스 람노서스 균주의 비는 매우 다양할 수 있다. 본 발명의 제형에서 락토바실러스 람노서스:비피도박테리움 롱검의 비는 10:90, 15:85, 20:80, 25:75, 30:70, 35:65, 40:60, 45:55, 50:50, 55:45, 60:40, 65:35, 70:30, 75:25, 80:20, 85:15, 90:10 및 95:05를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그러나, 특정 구현에서, 락토바실러스 람노서스:비피도박테리움 롱검의 비는 대략 50:50이다.
당업자들에 의해 이해되는 바와 같이, 본 발명의 제형은 약제학적 투여를 위해, 즉 대상체에 의해 소비되거나 섭취되는 다른 약제학적 제품의 일부를 형성하거나, 또는 식품에서의 투여를 위해, 즉 대상체의 식이에서 소비되는 식품의 일부분으로서 제조될 수 있다. 따라서, 특정 구현에서, 본 발명의 제형은 약제학적 제형 또는 기능성 영양 제형이다.
상기 약제학적 제형은 어떤 생물학적, 약리학적 및/또는 수의학적 활성을 가지는 하나 또는 그 이상의 성분 또는 화합물, 특히 대상체에 경구로 투여될 때 상기 생물학적 활성을 발휘할 수 있는 화합물을 추가적으로 포함할 수 있는, 적어도 임의의 농도로 본 발명의 균주에 의해 만들어진 일련의 성분이다. 이들 추가 화합물은 종, 특히 포유동물 종의 수컷 대상체 또는 개체에 (경구로) 투여되었을 때 수컷 개체의 생식력 및/또는 정자의 질에 유익한 효과를 가지게 하는 그 자체로(per se) 알려진 하나 또는 그 이상의 화합물; 및/또는 대상체에 투여되어 본 발명의 균주의 활성을 더 증가, 증진 및/또는 촉진시킬 수 있는 하나 또는 그 이상의 성분일 수 있다. 당업자들에 의해 이해되는 바와 같이, 추가 화합물은 본 발명의 균주와 양립할 수 있어야 한다. 따라서, 본 발명의 맥락에서, 상기 용어 "약제학적 제형(pharmaceutical formulation)"은 또한 수의학적 제형을 포함한다.
상기 추가 화합물은 정자형성(spermatogenesis) 또는 정자형성의 임의의 과정 및/또는 일부를 보장하는 하나 또는 그 이상의 화합물일 수 있다. 이들 화합물의 비제한적 예는
· 마그네슘, 즉 생체이용 가능한(bioavailable) 마그네슘 염(예를 들어, 마그네슘 시트레이트)과 같은 생체이용 가능한 마그네슘의 공급원으로서 마그네슘;
· 하나 또는 그 이상의 비타민 및 특히 비타민 B12 및/또는 비타민 B2;
· 메티오닌, 베타인 및/또는 콜린과 같은 메틸기의 적합한 공급원; 후자는 예를 들어 포스파티딜콜린; 또는 레시틴과 같은 그것들의 적합한 공급원;
· S-아데노실 메티오닌(SAM)과 같은 적절한 메틸화제;
· 글루코오스의 공급원;
· 또는 그것들의 임의의 적절한 조합
을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다:
이들 추가 성분들은 또한 정자의 (감소된) 글루타티온 레벨을 향상시키는 하나 또는 그 이상의 화합물일 수 있다. 이러한 형태의 화합물의 비제한적 예는 피리독살(pyridoxal) 또는 피리독사민(pyridoxamine)과 같은, (안정한) 피리독신(pyridoxine) 또는 그것의 유도체의 형태로 존재하거나 투여될 수 있는 비타민 B6이다. 정자의 글루타티온 상태를 향상시키는 것은 다른 인자들, 증가된 정자의 수명, 정자의 운동성 및/또는 정자의 난자(ovule)를 수정시키는 능력을 포함하여 정자의 질을 향상시킨다. 본 발명의 제형 및 제제에 사용하는데 적합한 다른 성분은 적합한 구리 공급원, 황산구리(copper sulfate) (II), 탄산구리(copper carbonate) (II) 또는 구연산구리(copper citrate) (II)와 같은 Cu2 + 이온을 포함할 수 있다.
수컷의 생식력을 증가시키는데 도움이 되는 다른 화합물의 예는 폴산(folic acid), 아연, 글루타티온, 아르기닌 및 알파-리포산(alpha-lipoic acid)을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다.
특정 구현에서, 상기 약제학적 제형은 약리학적으로 허용 가능한(pharmacologically acceptable) 담체 및/또는 부형제를 포함한다.
상기 용어 "부형제"는 제형의 임의의 성분, 즉 본 발명의 균주의 흡수를 증진시키거나, 또는 상기 성분을 안정화시키고/시키거나 균일성 또는 맛을 더 좋게 하는 향미를 제공한다는 점에서 약제학적 제형의 제조에 도움을 주는 임의의 물질을 말한다. 따라서, 상기 부형제는 성분(예를 들어, 전분, 당 또는 셀룰로오스)을 결합시키고, 단맛을 내고, 염료를 제공하고, 활성 성분을 보호하고(예를 들어, 공기 및/또는 습도로부터 격리시키기 위해), 알약, 캡슐 또는 임의의 양상(presentation)의 형태의 충전제(filler)로서 작용하고, 이 단락에 열거되지 않은 다른 부형제들을 배제하는 일 없이 성분들의 용해를 용이하게 하기 위하여 분해를 도울 수 있다. 따라서, 상기 용어 "부형제"는 최종 투여 형태로 포함된 물질로서 정의되며, 그것은 제조 및 안정성을 용이하게 하고 약제학적 제형의 관능적(organoleptic) 특성 또는 물리-화학적 특성 및 생체이용률을 변경하기 위해 활성 성분 또는 보조 성분에 첨가된다. 상기 "약리학적으로 허용 가능한(pharmacologically acceptable)" 부형제는 약제학적 제형의 화합물의 활성을 억제하지 않아야 하며, 즉 본 발명의 균주와 양립하여야 한다.
"갈렌(galenic) 제형" 또는 "투약 형태(dosage form)"는 활성 성분 및 부형제가 제형 또는 약물로 만들어지도록 구성되는 원리를 말한다. 이는 약제학적 제형이 제조자에 의해 제조되는 형태와 어떻게 투여되는지의 조합에 의해 정의된다.
"담체(carrier)" 또는 "약물 운반 비히클(drug delivery vehicle)"은 바람직하게는 비활성(inert) 물질이다. 상기 담체/비히클의 기능은 다른 화합물의 혼입을 용이하게 하고, 복용과 투여를 개선하고/하거나 균일성을 제공하고, 약제학적 제형을 형성하도록 하는 것이다. 따라서, 상기 담체/비히클은 주어진 부피 또는 중량에 따라 본 발명의 약제학적 제형의 임의의 성분을 희석시키기 위하여 약물에 사용된 물질; 또는 이들 성분이 희석되지는 않지만 더 나은 복용 및 투여를 가능하게 하고/하거나 균일성을 제공하고, 약물을 형성하도록 하는 물질이다. 양상이 액체인 경우, 약리학적으로 허용 가능한 담체는 희석제이다.
또한, 부형제 및 담체/비히클은 약리학적으로 허용 가능, 즉 상기 부형제 및 담체는 투여되는 대상체에 허용되고, 무해한 것으로 입증된 것이다.
각각의 경우에, 약제학적 제형의 형식(format)은 투여의 형태로 구성될 수 있다. 따라서, 제형은 용액의 형태 또는 임의의 다른 임상적으로 허용 가능한 투여 형태일 수 있고, 치료학적 유효량일 수 있다. 본 발명의 약제학적 제형은 정제(tablet), 캡슐(capsule), 분말(powder), 과립(granule), 용액(solution), 좌약(suppository), 겔(gel) 또는 마이크로스피어(microsphere)와 같은 고체, 반고체 또는 액체 제제로서 제형화될 수 있다. 특정 구현에서, 약제학적 제형은 경구 투여에 적합한 형태이다.
경구 투여에 적합한 형태는 경구 투여를 가능하게 하는 물질의 상태를 말한다. 상기 경구 투여에 적합한 형태는 드롭(drop), 시럽(syrup), 허브차(herbal tea), 엘릭시르(elixir), 현탁액(suspension), 즉석 현탁액(extemporaneous suspension), 마시는 바이알(drinkable vial), 정제, 캡슐, 과립, 전분 캡슐(starch capsule), 알약(pill), 정제, 로젠지(lozenge), 트로키(troche) 및 동결 건조물(lyophilisate)로 이루어지는 목록으로부터 선택되나, 이에 한정되는 것은 아니다.
추가로, 상기에 기술된 바와 같이, 본원은 비록 본 발명의 제형의 일부는 아니지만, 본 발명의 제형은 다른 화합물과 함께 대상체에 투여될 수 있다는 가능성 또한 제공한다. 이와 같은 화합물의 예는 상기에 언급하였다.
따라서, 대상체는 본 발명의 제형과 동시에 또는 순차적으로 상기 화합물을 섭취할 수 있다.
본 발명의 제형이 기능성 영양 제형으로 개발되는 경우, 상기 영양 제형은 식품이거나, 인간의 섭취 및/또는 동물 사료용 식품 또는 식료품에 포함될 수 있다. 따라서, 특정 구현에서, 기능성 영양 제형은 (특정 영양 목적 또는 약용 식품 또는 기능 식품을 위한 식품일 수 있는) 식품 또는 영양 보충제(nutritional supplement) 중 어느 하나로부터 선택된다.
본 발명의 용어 "기능성 식품 제형(functional food formulation)" 또는 "기능성 영양 제형(functional nutritional formulation)"은 영양소를 대상체에 제공함과는 무관하게, 생물체의 하나 또는 그 이상의 기능에 유익한 효과를 발휘하여 더 나은 건강과 복지를 제공하는 식품을 말한다. 본원에서, 상기 기능성 영양 제형은 수컷의 생식력을 향상시키는 것을 목표로 한다.
상기 용어 "보충제(supplement)"는 식이를 보충하는 성분 또는 성분들을 나타내는 임의의 하기 용어들: "식이 보충제(dietary supplement)", "영양 보충제(nutritional supplement)" 또는 "식품 보충제(food supplement)"와 동의어이다. 식이 보충제의 예는 비타민, 미네랄, 식물성 성분(botanical), 아미노산 및 효소와 분비샘(gland) 추출물과 같은 식품 성분을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그것들은 전통적인 식품을 위한 대체물이나 식사 또는 식이의 단일 성분으로서 의도된 것이 아니라, 식이 보충제이다.
락토바실러스 람노서스 균주 및 비피도박테리움 롱검 균주를 포함할 수 있는 식품 또는 상기 단락에 설명된 것과 같은 것들을 포함하는 제형의 예는 동물성 사료, 유제품, 식물성 제품, 육제품, 스낵, 초콜릿, 음료, 이유식, 시리얼, 튀김 식품, 베이커리 식품, 쿠키 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 유제품의 예는 발효 유제품(요구르트 또는 치즈와 같은 것에 한정되지 않음) 또는 비발효 제품(예를 들어, 크림, 버터, 마가린 또는 유청(whey)에 한정되지 않음)을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 식물성 제품은 예를 들어, 발효 또는 비발효, 또는 스낵의 임의의 형태의 시리얼이나, 이에 한정되는 것은 아니다. 음료는 비발효유일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그러나, 특정 구현에서, 상기 식료품은 유제품, 육제품, 식물성 제품, 동물성 사료 및 음료로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
다른 특정 구현에서, 본 발명의 제형은 식이를 통해 대상체에 투여된다.
당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 생물체 락토바실러스 람노서스 및 비피도박테리움 롱검은 대상체에 투여될 때 수컷의 생식력을 증가시키는 효과를 발휘하기 위하여 치료학적 유효량으로 본 발명의 제형에 존재해야만 한다. 본원에서, 상기 용어 "치료학적 유효량(therapeutically effective amount)"은 대상체에 투여될 때 효과를 발휘하기에 충분한 약제학적 제형 속에 있는 성분의 양이다. 상기 약제학적 제형의 성분은 본 발명의 균주를 말한다. 상기 치료학적 유효량은 여러 인자 중 투여 방식과 시간, 배설률(excretion rate) 또는 약물 조합뿐만 아니라, 예를 들어, 대상체의 연령, 체중, 일반건강, 성별 및 식이에 따라 달라질 것이다. 따라서, 특정 구현에서, 제형 중 락토바실러스 람노서스 균주 및 비피도박테리움 롱검 균주의 미생물의 총 농도는 106 내지 1012 cfu이고, 바람직하게는 109 cfu이다. 다른 특정 구현에서, 제형 중 락토바실러스 람노서스 및 비피도박테리움 롱검 미생물의 투여량은 106내지 1012 cfu/일(day)이고, 바람직하게는 109 cfu/일이고, 또 다른 특정 구현에서, 투여량은 적어도 1일 1회, 특히 1일 2회, 그리고 더욱 특별하게는 1일 3회, 매 식사시 한 번(아침, 점심, 저녁)이다.
특정 구현에서, 락토바실러스 람노서스 균주는 락토바실러스 람노서스 균주 CECT 8361(Lactobacillus rhamnosus strain CECT 8361) 또는 그것으로부터 유래된 균주이고/이거나, 비피도박테리움 롱검 균주는 비피도박테리움 롱검 균주 CECT 7347(Bifidobacterium longum strain CECT 7347) 또는 그것으로부터 유래된 균주이다. 본 발명의 이 특정 구현은 아래에 상세히 기술될 것이다.
본 발명의 제형 II
다른 양상에서, 본 발명은 락토바실러스 람노서스 CECT 8361 및 비피도박테리움 롱검 CECT 7347, 또는 그것들로부터 유래된 균주를 포함하며, 그 조합이 수컷의 생식력을 증가시키는 능력을 가지는 제형, 이하 "본 발명의 제형 II"에 관한 것이다.
상기 균주 락토바실러스 람노서스 CECT 8361은 3개월 미만의 건강한 모유 영양아(breast-fed child)의 대변에서 분리되었다. 이 균주는 국제 공인 기탁기관(international depositary authority)인 스페인 생물자원센터(spanish Type Culture Collection, CECT)(Edificio 3 CUE, Parc Cientific Universitat de Valencia, Catedratico Agustin Escardino, 9, 46980 Paterna (Valencia) SPAIN)에 부다페스트조약에 따라 2013년 5월 27일자로 기탁되었다. 이는 등록번호(accession number) CECT 8361로 지정되었다(이하 "본 발명의 CECT 8361 균주" 또는 "락토바실러스 람노서스 CECT 8361"이라 함). 본 발명의 CECT 8361 균주의 과학적 분류는 계(Kingdom): 박테리아(Bacteria); 문(Division): 피르미쿠트(Firmicute); 강(Class): 바실리(Bacilli); 목(Order): 락토바실랄레스(Lactobacillaels); 과(Family): 락토바실라세아(Lactobacillaceae); 속(Genus): 락토바실루스(Lactobacillus); 종(Species): 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus)이다.
본 발명의 CECT 8361 균주를 분리하는 동안, 발명자들은 놀랍게도 락토바실러스 람노서스 CECT 8361이 락토바실러스 속으로부터 분리된 다른 균주들보다 더 높은 항산화 활성을 나타낸다는 것, 즉 세포에 산화적 스트레스에 대한 더 큰 보호효과를 제공한다는 것을 발견하였다. 따라서, 특정 구현에서, 락토바실러스 람노서스 균주 CECT 8361은 다른 락토바실러스 균주보다 더 큰 항산화 활성을 나타낸다. 그래서 본 발명자들은 상기 균주의 항산화 능력이 정액의 질의 증가, 특히 정자의 운동성을 증가시키고 정자 DNA 단편화를 감소시켜 궁극적으로 수컷의 생식력을 증가시키는 것을 설명하는 것과 관련이 있다고 믿는다.
상기 균주 비피도박테리움 롱검 CECT 7347은 3개월 미만의 건강한 모유 영양아(breast-fed infant)의 대변에서 분리되었고, 국제 공인 기탁기관인 스페인 생물자원센터(Valencia, SPAIN)에 부다페스트조약에 따라 2007년 12월 20일자로 기탁되었다. 이는 등록번호 CECT 7347로 지정되었다(이하 "본 발명의 CECT 7347 균주" 또는 "비피도박테리움 롱검 CECT 7347"이라 함). 본 발명의 CECT 7347 균주의 과학적 분류는 계(Kingdom): 박테리아(Bacteria); 문(Division): 피르미쿠트(Firmicute); 강(Class): 악티노박테리아(Actinobacteria); 목(Order): 비피도박테리알레스(Bifidobacteriales); 과(Family): 비피도박테리아세아(Bifidobacteriaceae); 속(Genus): 비피도박테리움(Bifidobacterium); 종(Species): 비피도박테리움 롱검(Bifidobacterium longum)이다. 본 발명의 CECT 7347 균주는 항-염증 활성을 발휘한다.
본원에 또한 제공되는 것은 본 발명의 CECT 8361 균주 및 본 발명의 CECT 7347 균주로부터 유래된 미생물 또는 박테리아이며, 그것들은 정액의 질을 향상시키고/시키거나 정자 DNA 단편화를 감소시키며 크로마틴의 완전성을 향상시키므로 수컷의 생식력을 증가시키는 능력을 보유한다. 본 발명의 균주들로부터 유래된 균주 또는 미생물의 예는 본 발명의 균주의 유전체(genome)와 비교하여 그것들의 유전체에 변화를 나타내는 돌연변이(mutant)일 수 있으며, 여기에서 상기 변화는 수컷의 생식력을 증가시키는 균주의 능력에 영향을 미치지 않는다. 따라서, 생식력을 증가시키는 능력을 보유하는 본 발명의 균주로부터 유래된 돌연변이 균주 또한 본원에 제공된다. 따라서, 다른 양상에서, 본 발명은 대상체에 병용 투여될 때 수컷의 생식력을 증가시키는 능력을 가지는, 본 발명의 CECT 8361 균주 및 본 발명의 CECT 7347 균주로부터 유래된 균주에 관한 것이다.
본 발명의 CECT 8361 균주 및 본 발명의 CECT 7347 균주로부터 유래된 균주는 자연적으로 형성되거나, 돌연변이 유발제(mutagenic agent) 또는 스트레스원(stressor)의 존재하에서의 모균주의 성장과 같은, 그러나 이에 한정되는 것은 아닌, 당업자들에게 잘 알려진 돌연변이 유발 방법에 의해 고의적으로 형성되거나, 특정 유전자를 변경, 결실 및/또는 삽입하기 위해 유전적으로 변형될 수 있다. 따라서, 본원에는 수컷의 생식력을 증가시키는 능력을 보유하는 본 발명의 균주로부터 유래된 유전적으로 변형된 생물체 또한 제공된다.
게다가, 본원은 또한 본 발명의 CECT 8361 균주 및 본 발명의 CECT 7347 균주에 의해 또는 본 발명의 CECT 8361 균주 및 본 발명의 CECT 7347 균주로부터 유래된 균주에 의해 분비된 세포 성분, 대사물질 및 분자들뿐만 아니라, 이들 화합물을 포함하는 제형과 수컷의 생식력을 증가시키기 위한 그것들의 용도에 관한 것이다. 박테리아의 세포 성분은 세포벽의 성분(예를 들어 펩티도글리칸(peptidoglycan), 그러나 이에 한정되지 않음), 핵산, 막 성분 및 단백질, 지질 및 탄수화물과 같은 나머지 및 그것들의 조합(예를 들어 지질단백질(lipoprotein), 당단백질(glycoprotein) 또는 당지질(glycolipid))을 포함할 수 있다. 대사물질은 성장, 기술적 과정에서 사용하는 동안 또는 제품의 보관 동안 대사활성의 결과로서 박테리아에 의해 생성되거나 변경된 임의의 분자를 포함한다. 이들 대사물질의 예는 유기산 및 무기산, 단백질, 펩티드, 아미노산, 효소, 지질, 탄수화물, 지질단백질, 당지질, 당단백질, 비타민, 염, 금속 또는 핵산이나, 이에 한정되는 것은 아니다. 분비된 분자는 성장, 기술적 과정에서의 사용(예를 들어, 식품 가공 또는 약물) 또는 제품 보관 동안 박테리아에 의해 환경 내로 분비되거나 방출된 임의의 분자를 포함한다. 이들 분자의 예는 유기산 및 무기산, 단백질, 펩티드, 아미노산, 효소, 지질, 탄수화물, 지질단백질, 당지질, 당단백질, 비타민, 염, 금속 또는 핵산이나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본원에서, 균주 또는 균주의 조합은 대상체에 의해 섭취된 후 상기 균주(들)가 대상체의 정액의 질을 향상시켜 암컷을 수정시키고 새끼를 낳을 가능성을 증가시켰을 때, "수컷의 생식력을 증가시키는" 능력을 가지는 것으로 이해된다.
본 발명의 제형에서 본 발명의 CECT 8361 균주 및 본 발명의 CECT 7347 균주의 비는 광범위하게 달라질 수 있다. 본 발명의 제형에서 락토바실러스 람노서스 CECT 8361:비피도박테리움 롱검 CECT 7347의 비는 10:90, 15:85, 20:80, 25:75, 30:70, 35:65, 40:60, 45:55, 50:50, 55:45, 60:40, 65:35, 70:30, 75:25, 80:20, 85:15, 90:10 및 95:05를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그러나, 일 특정 구현에서, 락토바실러스 람노서스 CECT 8361:비피도박테리움 롱검 CECT 7347의 비는 대략 50:50이다.
수컷의 생식력을 증가시키기 위한 본 발명의 제형의 용도에 관하여 상기 설명한 바와 같이, 본 발명의 제형 II는 약제학적 투여 또는 영양학적 투여를 위해 개발될 수 있으므로, 특정 구현에서, 상기 제형은 약제학적 제형 또는 기능성 영양 제형이다.
상기 약제학적 제형은 어떤 생물학적, 약리학적 및/또는 수의학적 활성을 가지는 하나 또는 그 이상의 성분 또는 화합물; 특히, 대상체에 경구로 투여될 때 동일한 생물학적 활성을 발휘할 수 있는 화합물을 추가적으로 포함할 수 있는, 임의의 농도로 적어도 본 발명의 CECT 8361 균주 및 본 발명의 CECT 7347 균주에 의해 형성된 일련의 성분이다. 이들 추가 성분은 대상체 또는 종, 특히 포유동물 종의 수컷 개체에 (경구로) 투여될 때 수컷 개체의 생식력 및/또는 정자의 질에 그 자체로(per se) 유익한 영향을 미치는 것으로 알려진 하나 또는 그 이상의 화합물(들)일 수 있거나, 대상체에 투여시 본 발명의 CECT 8361 균주 및 CECT 7347 균주의 활성을 더 증가, 증진 및/또는 촉진시킬 수 있는 하나 또는 그 이상의 성분일 수 있다. 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 추가 성분은 본 발명의 균주와 양립할 수 있어야 한다. 따라서, 본 발명의 맥락에서, 상기 용어 "약제학적 제형(pharmaceutical formulation)"은 또한 수의학적 제형을 포함한다.
상기 추가 화합물 또는 화합물들은 정자형성 또는 정자형성의 임의의 부분 및/또는 과정을 보장하는 하나 또는 그 이상의 화합물일 수 있다. 이들 화합물의 비제한적 예는 상기 본 발명의 양상에 대해 기재하였으며, 본 발명의 제형 II에 적용 가능하다.
특정 구현에서, 상기 약제학적 제형은 약제학적으로 허용 가능한 담체/비히클 및/또는 부형제를 포함한다. 상기 용어 "담체", "비히클", "부형제" 및 "약제학적으로 허용 가능한"은 이 명세서에 앞서 정의하였으며, 이 발명의 양상에 적용 가능하다.
각각의 경우에, 약제학적 제형의 형식은 투여 유형에 따라 조정될 것이다. 약제학적 제형은 정제, 캡슐, 분말, 과립, 용액, 겔 또는 마이크로스피어와 같은 고체, 반고체 또는 액체 제제로서 제형화될 수 있다. 특정 구현에서, 약제학적 제형은 경구 투여에 적합한 형태이다. 경구 투여의 예는 앞서 설명하였다.
추가로, 본원은 본 발명의 제형이 다른 화합물과 함께 대상체에 투여될 수 있다는 가능성 또한 제공한다. 이와 같은 화합물의 예는 앞서 언급하였다. 따라서, 대상체는 본 발명의 제형과 동시에 또는 순차적으로 상기 화합물을 섭취할 수 있다.
본 발명의 CECT 8361 균주 및 본 발명의 CECT 7347 균주를 포함하는 제형이 기능성 영양 제형으로 제형화되는 경우, 상기 영양 제형은 식품일 수 있거나 인간의 섭취 및/또는 동물성 사료를 위한 식품/식품재료에 포함될 수 있다. 따라서, 특정 구현에서, 기능성 영양 제형은 식품(특정 영양 목적을 위한 식품 또는 약용 식품일 수 있음) 또는 영양 보충제 중 어느 하나로부터 선택된다. 상기 용어 "기능성 영양 제형(functional nutritional formulation)", "보충제(supplement)" 및 본 발명의 균주 또는 본 발명의 제형 II를 포함할 수 있는 식품의 예는 상기에 기재하였다. 그러나, 특정 구현에서, 식료품은 유제품, 육제품, 식물성 제품, 동물성 사료 및 음료로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 다른 특정 구현에서, 본 발명의 제형은 식이를 통해 대상체에 투여된다.
당업자들에 의해 이해되는 바와 같이, 본 발명의 균주는 대상체에 투여되었을 때 수컷의 생식력을 증가시키는 효과를 발휘하기 위하여 치료학적 유효량으로 본 발명의 제형에 존재해야 한다. 상기 용어 "치료학적 유효량(therapeutically effective amount)"은 본 발명의 맥락에서 사용될 수 있는 방식, 투여량 및 투여 요법과 마찬가지로 앞서 기재하였다. 특정 구현에서, 본 발명의 제형 중 락토바실러스 람노서스 CECT 8361 및 비피도박테리움 롱검 CECT 7347 미생물의 총 농도는 106 내지 1012 cfu이고, 바람직하게는 109 cfu이다.
대상체 수컷의 생식력을 증가시키는 방법
다른 양상에서, 본 발명은 락토바실러스 람노서스 및 비피도박테리움 롱검, 특히 락토바실러스 람노서스 CECT 8361 균주 및 비피도박테리움 롱검 CECT 7347 균주를 포함하는 치료학적 유효량의 제형을 대상체에 투여하는 것을 포함하는, 수컷의 생식력을 증가시키기 위한 방법, 이하 "본 발명의 방법"에 관한 것이다.
당업자들은 락토바실러스 람노서스 및 비피도박테리움 롱검의 사용에 대하여 상기 기술된 모든 특정 구현들은 본 발명의 방법에 적용 가능하다: 투여 형태, 방식, 제형의 형태, 투여량, 치료될 수 있는 대상 등.
명세서 및 청구범위 전체에 걸쳐, 단어 "포함하다(comprise)" 및 그것의 변형은 다른 기술적 특징, 부가물, 성분 또는 단계를 배제하려는 것이 아니다. 당업자들에게 본 발명의 다른 목적, 이점 및 특징은 부분적으로는 본 발명의 명세서로부터, 부분적으로는 실행으로부터 발생할 것이다. 하기 실시예 및 도면들은 실례의 형태로 제공되며, 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니다.
본 발명은 수컷의 생식력을 증가시키기 위한 프로바이오틱스의 용도를 제공한다.
도 1은 실험 설계 전반에 걸쳐 운동성 정자(motile sperm)에 있어서의 변화(%)를 나타내는 막대 그래프이다: C(대조군; n=9), T1(치료군 1; n=8), T2(치료군 2; n=7), L1(휴약군(washout period) 1; n=8), L2(휴약군 2; n=7). 별표가 표시된 값(평균±오차)은 관련 샘플에 대한 스튜던트 t-검정 통계 분석에 따르면 대조군과 유의한 차이가 있다(p<0.05).
도 2는 실험 설계 전반에 걸쳐 정자 DNA 단편화 지수(DNA fragmentation index, DFI)에서의 변화(%)를 나타내는 막대 그래프이다: C(대조군; n=9), T1(치료군 1; n=8), T2(치료군 2; n=7), L1(휴약군 1; n=8), L2(휴약군 2; n=6). 별표가 표시된 값(평균±오차)은 관련 샘플에 대한 스튜던트 t-검정 통계 분석에 따르면 대조군과 유의한 차이가 있다(p<0.05).
도 3은 캐노햅디티스 엘레간스(caenorhabditis elegans)(이하, C. 엘레간스라 함)에서 락토바실러스 람노서스 CECT 8361의 항산화 능력을 나타내는 막대 그래프이다. C. 엘레간스의 항산화 활성을 시험하기 위해, 본 발명의 두 명의 출원인 중 한 명, 즉 Biopolis, SL의 수집센터(collection)에서 락토바실러스 속에 속하는 20개의 분리된 균주의 선별을 수행하였다. 상기 도면은 C. 엘레간스의 생존율이 대조군 조건(E. coli OP50)에서의 C.엘레간스 생존과 비교하여 각 분리된 균주에서 더 강해졌음을 보여준다. 양의 값은 항산화 활성을 나타내고, 음의 값은 가능한 산화촉진(pro-oxidant) 효과를 나타낸다.
실시예
이하, 본 발명은 본 발명의 제품의 유효성을 입증하는, 발명자에 의해 수행된 실험에 의해 예시될 것이다.
실시예 1: 균주 락토바실러스 람노서스 CECT 8361 및 비피도박테리움 롱검 CECT 7347의 대상체에의 병용투여(co-administration) 후 정자의 질의 향상
이 연구를 위해, 균주 락토바실러스 람노서스 CECT 8361 및 비피도박테리움 롱검 CECT 7347을 선별하였다. 이 선별은 균주 락토바실러스 람노서스 CECT 8361에 의해 나타난 높은 항산화 활성과 균주 비피도박테리룸 롱검 CECT 7347에 대하여 이전에 기술된 항염증 활성에 기초하였다.
투여는 각각 50%의 두 미생물의 조합을 포함하는 캡슐의 형태로 이루어졌다. 투여량은 109 cfu/일에 해당하는 1일 1 캡슐이었다.
레온 대학교(Leon University) 생명윤리 심의위원회(Bioethics Committee)의 승인에 따라, 약물을 복용하고 있지 않으며 유사한 식습관을 공유하는 무력정자증을 가진 남성이 헬싱키 선언(Declaration of Helsinki)에 부합되고 스페인 국가에서 시행중인 법에 따라 해당 정보에 입각하여 서명한 후 실험에 참여하였다.
자원 봉사자들은 3일간 금욕한 후 멸균 용기를 사용하여 세계 보건기구 안내서(World Health Organization handbook(WHO), 2010)에 기재된 것과 같이 사정액 샘플을 기증하였다. 기증물은 샘플링 후 곧바로 수집하여 즉각 실험실에서 처리하였다.
기증자에게 요청된 생물학적 샘플은 하기의 것들이다: 대조군, C(프로바이오틱 섭취를 시작하기 전); 치료군 1, T1(프로바이오틱 섭취 후 3주째); 치료군 2, T2(프로바이오틱 섭취 후 6주째); 휴약군 1, L1(프로바이오틱 섭취 완료 후 3주 째); 및 휴약군 2, T2(프로바이오틱 섭취 완료 후 6주째). 프로바이오틱은 매일 섭취하였다. 투여량은 1일 1 캡슐이었으며; 각 캡슐은 두 균주 락토바실러스 람노서스 CECT 8361 및 비피도박테리움 롱검 CECT 7347을 109 cfu/캡슐의 농도로 포함한다.
정자를 1 × PBS 버퍼에 10-20 × 106 세포/mL의 최종 농도로 희석하였다. 이 희석액을 37℃에서 10 μm의 마클러 카운팅 챔버(Makler counting chamber)에 로딩하였다. 37℃ 히팅 플레이트(heating plate)와 바슬러 A312fc 디지털 카메라((Basler A312fc digital camera)를 갖춘, 10X의 음 위상차 대물렌즈(negative phase contrast objective)를 사용하는 3안 위상차 현미경(trinocular phase contrast microscope)으로 구성된 컴퓨터-보조 정자 분석검사(Computer-Assisted Sperm Analysis, CASA)를 이용하여 각 샘플에 대해 동일한 방식으로 정자의 운동성을 평가하였다. 영상을 캡쳐하고, 인간 정자에 대해 특정 설정을 가진 컴퓨터 운동성 분석기를 사용하여 분석하였다. 전반적으로, 상기 시스템은 하기의 세 가지 파라미터를 제공한다: (1) 운동성 정자의 백분율, (2) 활력이 우수한 정자의 백분율, 및 (3) 정적인 정자(spermatozoa)의 백분율.
DNA 단편화를 평가하기 위해 정자 크로마틴 구조 어세이(Sperm Chromatin Structure Assay, SCSA)(Evenson) 기술을 수행하였다. 하나의 샘플 엘리컷(aliquot)을 아크리딘 오렌지(acridine orange, AO)로 이염염색(metachromatic staining)을 수행하였다. 이 분자는 변성 DNA(denature DNA)와 결합할 때 붉은색 대역폭에서 형광을 발하고, 손상되지 않은 이중나선 DNA와 결합할 때 녹색 대역폭에서 형광을 발한다. 사정액을 TNE 버퍼(0.15 M NaCl, 0.01 M Tris-HCl, 1 mM EDTA, pH 7.4)에 대략 1-2 × 106 세포/mL의 최종 세포 농도로 희석하였다. 처리할 때까지 샘플을 액체 질소에 즉시 냉동시켰다. 그 후, 상기 샘플을 37℃ 수조에서 해동시키고, 200 μl의 산 세제 용액(acid detergent solution)(0.08 N HCl, 0.15 M NaCl, 0.15 Triton ×100, pH 1.4)과 혼합하였다. 산 세제에 30초간 노출시킨 후, 버퍼(0.037 M 시트르산, 0.126 M Na2HPO4, 0.0011 M EDTA(di-sodium), 0.15 M NaCl, pH 6.0) 1 ml 당 6 g의 OA를 함유하는 1.2 mL의 염색 용액을 첨가함으로써 아크리딘 오렌지로 염색을 수행하였다. 정확히 염색 3분 후, 표준 광학장치 및 48 μm로 조정된 아르곤 레이저가 장착된 유세포분석기(flow cytometer)로 상기 샘플을 분석하였다. 세포 흐름(cell flow)은 약 200 세포/초(sec)로 유지되었고, 5000개의 샘플을 각 샘플에 대해 계수하였다. 입자의 붉은색 형광(FL3 광검출기(photodetector); 670 롱 패스 필터(Long Pass filter)) 및 녹색 형광(FL1 광검출기; 530/30 밴드패스 필터(bandpass filter))에 해당하는 데이터를 기록하고, 프리 소프트웨어 Weasel 3.1로 분석하였다. 주 파라미터인 DNA 단편화 지수(DFI)를 분석하였으며, 이는 전체 형광(붉은색 및 녹색)에 대한 붉은 형광의 비에 해당한다.
SPSS 버전 20. 데이터를 사용하여 수행된 통계 분석을 모든 경우에 대하여 평균±표준오차(mean±SE)로 나타내었다. 각 변수의 평균값을 관련 샘플에 대해 스튜던트 t 검정을 사용하여 비교하였다(p<0.05).
기증자의 정자 운동성의 상태는 세계 보건 기구(WHO, 2010)의 기준에 따라 자원자가 무력정자증으로 분류된 것으로 확인된 대조군 샘플로 입증되었다. 이 샘플에서 기록된 운동성 세포의 값은 5.56 ± 2.51% (평균값±표준평균오차(SEM))였다. 프로바이오틱 투여 3주째에(T1), 운동성 정자의 백분율은 이전의 샘플링과 비교하여 약 5배 증가하여 31.88 ± 6.01%(평균값±오차)에 도달하였다. 이러한 증가는 프로바이오틱 섭취 6주째(T2)에, 그리고 프로바이오틱 투여 완료 후 3주 및 6주째(L1 및 L2)에 취한 두 샘플 모두에서 유지되었다. 수집된 데이터는 각각 28.14 ± 8.79; 33.25 ± 6.38 및 39.57 ± 8.52%(평균±표준평균오차)였다(도 1). 통계분석 수행 후, 대조군과 다른 샘플 간의 유의한 차이를 발견하였다(관련 샘플에 대한 스튜던트 t 검정, p<0.05). 도 1을 참고하라.
도 2는 평균 백분율이 DNA 단편화 지수에 대하여 실험 설계 동안 각 주요 포인트에서 얻어졌음을 보여준다. 가장 높은 DFI(정자 DNA 단편화 지수)인 25.74 ± 0.59%는 대조군 샘플(C)에서 발견되었다. 프로바이오틱 투여 6주째에, 손상된 DNA의 백분율은 21.11 ± 1.00% 및 21.58 ± 0.94%로 감소되었다(각각 T1 및 T2). 이러한 추세는 평균 DFI 21.64 ± 1.73%로 첫 번째 휴약기(L1)에 지속되었다. 균주를 이용한 치료완료 6주 후, 이전의 샘플링 동안 기록된 향상은 T1, T2 및 L1과 비교하여 23.09 ± 1.28%의 단편화 지수를 가지는 더 높은 DFI가 기록된 휴약기 2(L2)에서 변화하기 시작하여, 그로 인해 추세가 바뀌었다. 대조군 샘플과의 유의한 차이(관련 샘플에 대한 스튜던트 t 검정, p<0.05)가 T1, T2 및 L1에서 발견되었다.
상기 결과들은 균주 락토바실러스 람노서스 CECT 8361 및 비피도박테리움 롱검 CECT 7347이 기능성 영양 제형으로서 섭취될 때 정자의 운동성을 자극하는데 중요한 역할을 한다는 것을 입증한다. 상기 결과들은 또한 치료 후 정자 DNA 단편화의 현저한 감소를 확인시켜 주었다.
실시예 2: 락토바실러스 람노서스 CECT 8361의 항산화 활성
본 발명의 두 출원인 중 한 명, 즉 Biopolis, SL의 수집센터에서 C. 엘레간스에서의 항산화 활성에 기초하여 락토바실러스 속에 속하는 23개의 분리 균주의 선별을 수행하였다. 본 연구에 포함된 균주는 3개월 미만의 모유 영양아의 대변으로부터 분리되었다.
도 3은 본 연구에서 락토바실러스 균주를 이용하여 얻은 결과를 나타낸다. 데이터는 표준 조건(에스케리키아 콜라이 균주 OP50을 섭취) 하에서 유지되는 C. 엘레간스와 비교하여 각 박테리아 균주를 섭취한 동물 모델 C. 엘레간스에서의 생존 백분율의 증가를 보여준다. 나타난 바와 같이, 락토바실러스 람노서스로서 확인된 분리 균주 1은 과산화수소를 처리하여 산화적 스트레스를 받은 후의 가장 높은 C. 엘레간스 생존율에 상응하였다(대조군 조건과 비교하여 27%의 생존 증가).
분리 균주 1은 미국 국립생물공학정보센터(National Center for Biotechnology Information, NCBI)의 BLAST 온라인(http: //blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)을 사용하여 공용 데이터베이스에 기탁된 전체 유전자 서열을 통해 얻어진 서열의 16S rDNA 시퀀싱(16S ribosomal DNA sequencing)과 후속 비교에 의해 명백하게 확인되었다. 본 발명의 CECT 8361 균주는 이 종에 속하는 공용 서열과의 높은 상동성(100%)으로 볼 때 락토바실러스 람노서스로 확인되었다. 상기 균주는 스페인 생물자원센터(CECT)에 CECT 8361로 기탁되었다.
서열번호 1: 락토바실러스 람노서스 CECT 8361의 16S rDNA 시퀀싱에 의해 얻어진 서열
GTCGAACGAGTTCTNATTATTGAAAGGTGCTTGCATCTTGATTTAATTTTGAACGAGTGGCGGACGGGTGAGTAACACGTGGGTAACCTGCCCTTAAGTGGGGGATAACATTTGGAAACAGATGCTAATACCGCATAAATCCAAGAACCGCATGGTTCTTGGCTGAAAGATGGCGTAAGCTATCGCTTTTGGATGGACCCGCGGCGTATTAGCTAGTTGGTGAGGTAACGGCTCACCAAGGCAATGATACGTAGCCGAACTGAGAGGTTGATCGGCCACATTGGGACTGAGACACGGCCCAAACTCCTACGGGAGGCAGCAGTAGGGAATCTTCCACAATGGACGCAAGTCTGATGGAGCAACGCCGCGTGAGTGAAGAAGGCTTTCGGGTCGTAAAACTCTGTTGTTGGAGAAGAATGGTCGGCAGAGTAACTGTTGTCGGCGTGACGGTATCCAACCAGAAAGCCACGGCTAACTACGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGTAGGTGGCAAGCGTTATCCGGATTTATTGGGCGTAAAGCGAGCGCAGGCGGTTTTTTAAGTCTGATGTGAAAGCCCTCGGCTTAACCGAGGAAGTGCATCGGAAACTGGGAAACTTGAGTGCAGAAGAGGACAGTGGAACTCCATGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGATATATGGAAGAACACCAGTGGCGAANGCGGCTGTCTGGTCTGTAACTGACGCTGANGCTCGAAAGCATGGGTAGCGAACAGGANNAGATACCCTGGTAGTCCATGCCGTAAACGATGAATGCTAGGTGTTGGAGGGTTTCCGCCCTTCAGTGCCGCAGCTAACGCATTAAGCATTCCGCCTGGGGAGTACNACCGCAAGGNTGAAACTCAAAGGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGTGNAGCATGTGGTTTAATTCGAAGCANCNCGAAGAACCTTACCNGGTCTTGACNTCTTTTGATCA
[수탁번호]
기탁기관명: 스페인 생물자원센터 (SPANISH TYPE CULTURE COLLECTION, CECT)
수탁번호: CECT 7347
수탁일자: 2007.12.20.
기탁기관명: 스페인 생물자원센터 (SPANISH TYPE CULTURE COLLECTION, CECT)
수탁번호: CECT 8361
수탁일자: 2013.05.27.
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Claims (21)

  1. 대상체에서 정자의 운동성(motility)을 증가, 정자의 생존력(viability)을 증가, 정자의 막 구성(membrane composition)을 향상, 형태학적으로 정상인 정자의 농도를 증가, 사정액(ejaculate)에서 정자의 총수를 증가, 정자 DNA 단편화(sperm DNA fragmentation)를 감소 또는 정자 크로마틴 완전성(sperm chromatin integrity)을 향상시키는 데 사용하기 위한, 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus)와 비피도박테리움 롱검(Bifidobacterium longum)의 조합을 포함하는 제형으로서,
    상기 락토바실러스 람노서스 균주는 락토바실러스 람노서스 균주 CECT 8361이고 상기 비피도박테리움 롱검 균주는 비피도박테리움 롱검 균주 CECT 7347인 것인, 제형.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 락토바실러스 람노서스:비피도박테리움 롱검의 비는 50:50인 것인, 제형.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제형은 약제학적 제형 또는 기능성 영양 제형인 것인, 제형.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 약제학적 제형은 약제학적으로 허용 가능한 담체 또는 부형제를 포함하는 것인, 제형.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 약제학적 제형은 경구 투여를 위해 개발된 것인, 제형.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 기능성 영양 제형은 식품 또는 영양 보충제인 것인, 제형.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 식품은 유제품, 육제품, 식물성 제품, 동물성 사료 및 음료로 이루어진 군으로부터 선택된 것인, 제형.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 대상체는 물고기 또는 포유류 것인, 제형.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제형 중 상기 균주 락토바실러스 람노서스 및 비피도박테리움 롱검의 미생물은 106 내지 1012 cfu/일의 용량으로 투여되는 것인, 제형.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제형의 투여량은 적어도 1일 1회인 것인, 제형.
  11. 균주 락토바실러스 람노서스 CECT 8361 및 비피도박테리움 롱검 CECT 7347을 포함하며, 이들 조합은 정자의 운동성을 증가, 정자의 생존력을 증가, 정자의 막 구성을 향상, 형태학적으로 정상인 정자의 농도를 증가, 사정액에서 정자의 총수를 증가, 정자 DNA 단편화를 감소 또는 정자 크로마틴 완전성을 향상시킬 수 있는 제형.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 락토바실러스 람노서스 CECT 8361:비피도박테리움 롱검 CECT 7347의 비는 50:50인 것인, 제형.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제형은 약제학적 제형 또는 기능성 영양 제형인 것인, 제형.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 약제학적 제형은 약제학적으로 허용 가능한 담체 또는 부형제를 포함하는 것인, 제형.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 약제학적 제형은 경구 투여용인 것인, 제형.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 영양 제형은 기능성 식품 또는 영양 보충제인 것인, 제형.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 식품은 유제품, 육제품, 식물성 제품, 동물성 사료 및 음료로 이루어진 군으로부터 선택된 것인, 제형.
  18. 제11항에 있어서,
    제형 중 상기 균주 락토바실러스 람노서스 CECT 8361 및 비피도박테리움 롱검 CECT 7347의 미생물의 총 농도는 106 내지 1012 cfu인 것인, 제형.
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
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