KR20140051279A - 비만을 조절하기 위해 사카로마이세스 보울라디 및 수퍼옥시드 디스뮤타제를 함유하는 제제 - Google Patents

Abstract

사카로마이세스 세레비지애 변종 보울라디(Saccharomyces cerevisiae var. boulardii) 및 효소 슈퍼옥시드 디스뮤타제를 함유하는 조성물이 개시된다.

Description

비만을 조절하기 위해 사카로마이세스 보울라디 및 수퍼옥시드 디스뮤타제를 함유하는 제제{Formulations comprising Saccharomyces boulardii and superoxide dismutase for controlling obesity}

본 발명은 프로바이오틱 효모 사카로마이세스 보울라디(Saccharomyces boulardii) 및 항산화 효소(antioxidant enzyme) 수퍼옥시드 디스뮤타제(superoxide dismutase)를 함유하는, 다이어트 보충제(diet supplement)로 유용한 제제에 관한 것이다. 본 발명에 따른 제제는 비만과 관련된 대사 증후군이 발생하는 위험을 줄이는데 유용하다.

비만은 과다한 체지방의 상태로 정의되고, 심혈관계 질환(cardiovascular disease, CVD) 및 인슐린비의존형당뇨병(non-insulin-dependent diabetes mellitus, NIDDM)을 포함한 다수의 기능장애와 관련된다.

성인, 소아 및 청소년 중 비만 및 과체중의 유병률이 지난 30년 동안 급격히 늘어났고 계속 증가하여, 높은 사회적 비용을 초래하고 있다.

비만은 일반적으로 과도한 에너지 섭취와 좌식(sedentary) 생활방식의 조합의 결과로 보이고, 이러한 요인은 당연히 중요하나, 차선의 장내세균총도 영향을 주고 (Tennyson CA, Friedman G. Curr Opin Endocrinol Diabetes Obes. 2008 Oct; 15(5):422-7), 반면에 전신성 대사 합병증은 비만 개체에게 발생하는 저급 전신성 염증(low-grade systemic inflammation)과 관련된다는 것 (Fantuzzi G., J Allergy Clin. Immunol. 2005; 1 15:91 1-919, Backhed F, Ding H, Wang T, PNAS 2004; 101 : 15718- 15723)이 최근에 제안되었다.

또한, 박테리아의 일부 종, 예를 들면 락토바실러스 가세리(L. gasseri), 락토바실러스 카제이(L. casei) 및 락토바실러스 액시도필러스(L. acidophilus) 종의 젖산 생산 박테리아는 탄수화물-풍부(carbohydrate-rich) 다이어트로 공급된 쥐에서 체중 증가를 감소시킬 수 있다는 것이 입증되었다(Kang JH, Yun SI, Park HO, J Microbiol. 2010 Oct;48(5):712-4. Epub 2010 Nov 3).

이러한 연구에 대한 지지로, 비만으로부터 유래하는 대사 장애를 예방 또는 치료할 수 있는, 락토바실러스(Lactobacillus) 및 비피도박테리움(Bifidobacterium) 속에 속하는 프로바이오틱 박테리아를 함유하는 제품이 기재되었다(WO 2010146568; WO 2010091992; US 2008267933).

지금까지, 잘 기재된 프로바이오틱 박테리아의 특성 외에, 과학 문헌의 많은 논문은 프로바이오틱 효모의 건강에 대한 일부 이로운 효과, 예를 들면 효모 사카로마이세스 보울라디에 의한 클로스트리듐 디피실리 독소 A(Clostridium difficile toxin A)의 불활성화(Castagliuolo I, iegler MF, Valenick L, LaMont JT, Pothoulakis C. -Infect Immun. 1999 Jan;67(l):302-7) 및 항생제 치료 또는 장내 병원체(intestinal pathogen)로 인한 감염에 의해 유발된 설사를 예방하는 사카로마이세스 보울라디의 효능(Surawicz CM, Elmer GW, Speelman P, McFarland LV, Chinn J, van Belle G.-Gastroenterology. 1989 Apr;96(4):981 -8; McFarland LV- World J Gastroenterol. 2010 May 14; 16(18):2202-22)을 기재하였다.

비경구 투여되는 경우, 효소 슈퍼옥시드 디스뮤타제(SOD)는 다수의 염증성 질병에서(Carroll IM, et al. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2007 Oct;293(4):G729-38; Oku T, et al. Inflamm Bowel Dis. 2006 Jul; 12(7):630- 40) 자유 라디칼 형성 및 조직 손상을 감소시키는데 효과적인 것으로 입증되었다.

이러한 연구의 양(number) 및 세부 사항에도 불구하고, 비만 및 그와 관련된 질병을 예방 또는 치료(counteract)할 수 있는 프로바이오틱 효모에 기초한 조성물은 연구되거나 제안된 바 없다.

본 발명은 프로바이오틱 효모 및 항산화제를 함유하는 조성물에 관한 것으로, 이는 비만 및 그와 관련된 대사 증후군이 발생하는 위험을 감소시키는데 유용하다.

비만과 관련된 대사 증후군이 발생하는 위험을 감소시킬 수 있는, 상기 조성물에 존재하는 프로바이오틱 효모는 사카로마이세스 속, 더 바람직하게 사카로마이에스 세레비지애 변종 보울라디(Saccharomyces cerevisiae var. boulardii)(이하 Sb로 지칭함)에 속한다.

프로바이오틱 효모 Sb와 조합되어 사용되는 항산화제 물질은 항산화제 효소의 종류(class)에 속하고, 더 바람직하게 효소 슈퍼옥시드 디스뮤타제(이하 SOD로 지칭함)이다.

SOD는 바람직하게 통상적인 기법 및 부형제에 의해 위보호성(gastroprotected) 형태로 제조된다. 프로바이오틱 효모의 유효 용량(effective dose)은 1일 투여 당 10⁶ 내지 10⁹ 콜로니 형성 단위 (CFU), 바람직하게 약 10⁷ CFU인 반면, SOD의 유효 용량은 1일 1 내지 100 mg, 바람직하게 2 내지 50 mg, 및 더 바람직하게 5 내지 20 mg이다. 1일 약 10 mg의 용량이 특히 바람직하다.

효모 및 SOD는 또한 동시에, 별도로 또는 순차적으로 투여될 수 있다: 이러한 경우, 2개의 활성 성분은 단일 용량 단위(single dose unit)로 제조(associate)될 필요는 없고, 2개의 활성 성분에 대한 별개의 투여 형태를 포함하는 키트 형태의 제품으로 선택적으로 이용될 수 있다.

본 발명에 의해 공급되는 다이어트 보충제의 효능은 체중, 복부 지방 축적 및 음식 섭취와 같은 물리적 특성을 모니터링하고 혈당 및 전-염증성 시토카인 수준(pro-inflammatory cyrokine level)과 같은 일부 생화학적 파라미터를 측정하여 평가하였다.

다이어트 보충제로서 본 발명에 따른 조성물의 효능을 C57BL/6 계통의 수컷 쥐에서 수득된 비-유전적 마우스 비만 모델(non-genetic murine obesity model)에서 테스트하였고, 상기 모델은 4주령부터 Sb와 SOD로, 또는 담체 단독으로 보충된, 정상 또는 고칼로리 다이어트 보충제를 매일 제공받았다.

다이어트 보충제의 9주 투여 동안, 체중 및 음식 섭취량을 매주 평가하였다.

투여 기간의 종료시, 동물들은 하룻밤 동안 단식 후 내당능 테스트를 받았다; 순환성 시토카인(circulating cytokine)을 정량화하고 축적된 복부 지방을 측정하는데 필요로 하는 말초 혈액을 수집하기 위해 다른 동물들을 희생시켰다.

본 발명은 하기 실시예에 더 구체적으로 기재된다.

실시예 1 : 체중, 음식 섭취 및 체지방의 조절.

비만에 의해 영향을 받은 물리적 특성을 조절하는, Sb 및 SOD의 조성물로 구성된 다이어트 보충제의 효능을 평가하기 위해, 4주령의 수컷 C57BL/6 마우스 (15.2 ± 0.3 g)를 램덤화된 군으로 나누고, 효모로부터 추출되고, 정제되고, 180000 U/g의 비활성까지 마이크로캡슐화(microencapsulation)에 의해 위-내성으로 제조되고, 음식에 혼입된, (위 프로브(gastric probe)에 의해 투여된) 10⁷ CFU의 Sb 및/또는 10 mg의 SOD로 구성된 일일 보충제의 존재 또는 부재하에 이들에게 정상 칼로리 다이어트(77% 탄수화물, 19% 단백질 및 4% 지방) 또는 고칼로리 다이어트(VHF, 21% 탄수화물, 19% 단백질 및 60% 지방)를 투여하였다. 그러나, 글리아딘 필름 매체(gliadin film medium) 또는 기타 동등한 기법과 같은 위보호(gastroprotection)의 다른 방법은 동일한 효과를 만들고 따라서 본 발명의 목적과 동등한 것으로 고려될 수 있다.

다이어트 및 음식 보충제를 총 9주 동안 연속적으로 투여하였다.

동물의 음식 섭취량 (표) 및 체중을 주마다 모니터한 반면, 장내 지방의 축적은 9주의 다이어트 보충(diet supplementation) 후에 정량화하였다.

실험 기간의 종료시, 동물을 희생시키고 복부 지방을 주의하여 수집하고, 칭량하고 그 후 후속 조직학적 테스트를 위해 포르말린에 고정하였다(도 2a).

Sb + SOD에 의한 다이어트 보충은 고칼로리 다이어트와 연관된 체중 증가를 유의성있게 감소시키나, Sb 단독에 의한 다이어트 보충은 그렇지 않았다(도 1). 또한, Sb 단독을 제공받은 동물 및 SOD와 조합된 Sb를 제공받은 동물에서 복부 수준에서 지방 조직의 축적은 현저히 줄었다 (도 2 및 2a).

다이어트	보충제	1일당 마우스당 음식 섭취량 (g)	1일당 마우스당 칼로리 섭취량 ( kcal )
정상 칼로리 다이어트	무(無)	3,20	10,89
고칼로리 다이어트	무	4,76	28,71
고칼로리 다이어트	Sb	2,00	12,08
고칼로리 다이어트	Sb + SOD	2,00	12,05

실시예 2: 비만에서 생화학적 파라미터의 조절

실시예 1에 기재된 9주의 실험 후 비만과 연관된 대사 합병증에서 Sb와 SOD의 조성물로 구성된 다이어트 보충제의 효능을 평가하기 위해, 마우스에 경구 글루코스 부하 테스트(oral glucose loading test) 및 표적 기관 (간)에서 인슐린에 의해 유도된 신호의 캐스케이드(cascade of signal)의 연구를 적용하였다.

경구 내당능(glucose tolerance) 테스트를 수행하기 위해, 혈당을 18 시간 단식 후 및 경구 글로코스 부하(oral glucose load)(체중의 2 mg/g)의 투여 전에 결정하였다.

혈당을 그 후 120분 동안 매 30분 측정하고, 내당능을 곡선하면적(area under the curve, AUC)으로 계산하였다(도 3a 및 도 3b).

인슐린에 의해 유도된 신호의 캐스케이드의 기능적 상태를 평가하기 위해, 인슐린 부하(insulin load)를 마우스에게 복강내 투여하였다(10 U/체중 Kg). 이 경우, 동물을 5분 후 희생시키고, 간 시료를 수집하고 동결시켰다.

총 단백질을 간 시료로부터 추출하고 IRS1(Insulin Receptor Substrate 1) 단백질의 인산화 수준을 평가하기 위해 면역블롯(immimoblot) 테스트에 적용하였다(도 4).

정상 조건 하에, 인슐린과 그의 수용체 간의 결합은 IRS1 단백질의 Tyr941 잔기에 인산화를 유발하나, 비만과 관련된 대사 증후군의 경우에, 이 신호(siganl)는 감소된다.

실시예 1에서와 동일한 제제 및 동일한 용량을 이용한 Sb 또는 Sb + SOD에 의한 보충은 비만과 연관된 글루코스부하후 과혈당증(post-glucose-load hyperglycaemia)의 정도를 감소시켰다(도 3a 및 3b). Sb와 SOD의 병용-투여(coadministration)는 부하-후 과혈당증(post-load hyperglycaemia)의 더 현저한 감소를 유발하였다. 비만 쥐에서 Sb와 SOD에 의한 다이어트 보충은 혈당 부하에 반응하여 IRS1의 Tyr941 잔기의 인산화를 회복시키고, 따라서 인슐린에 대한 표적 조직의 무감성(insensitivity)을 바로잡았다(도 4).

실시예 3: 비만에 의해 유발된 전신성 염증(systemic inflammation).

비만 개체에서 통상적인 질환인 전신 염증에 대한 Sb와 SOD의 조성물로 구성된 다이어트 보충제의 효능을 평가하기 위해, 전-염증성 시토카인 (TNFα) 및 아디포카인 (렙틴)의 순환 수준(circulating level)을 측정하기 위해 9주의 다이어트 보충 후 순환성 혈액의 시료를 채취하였다. ELISA 분석시험을 이용하여 혈청에 대하여 분석을 수행하였다(도 5 및 도 6).

비만 동물의 경우 TNFα 및 렙틴의 순환 수준의 증가가 관찰되었고, 이는 전신 합병증의 발달에 기여한다. 실시예 1에서와 동일한 제제 및 동일한 용량을 이용한, Sb 또는 Sb + SOD에 의한 다이어트 보충은 TNFα 및 렙틴의 순환 수준을 유의성있게 감소시킨다(도 5 및 도 6). 구체적으로, 음식 섭취 조절에서 역할을 갖는 지방 조직으로부터 유래된 전-염증성 아디포카인(pro-inflammatory adipokine)인 렙틴의 혈청 수준은 Sb 및 SOD 단일 보충과 비교하더라도 Sb + SOD에 의한 보충에 의해 현저하게 더 높은 비율로 감소된다(도 6).

실시예 4: 비만에서 장 점막의 염증 상태.

비만과 연관된 점막의 염증 상태에 대한 Sb와 SOD의 조성물로 구성된 다이어트 보충제의 효능을 평가하기 위해, 9주의 다이어트 보충 후, 회장의 세그멘트(segment)를 수집할 수 있도록 동물을 희생시켰다. 장 세그먼트를 프로테아제 저해제의 칵테일을 총 단백질의 추출을 위해 첨가한 포스페이트 버퍼에서 균질화(homogenise)시켰다. 균질액을 4℃에서 10분 동안 13000x rpm으로 원심분리시키고, 투명화된 상층액을 ELISA 분석시험에 의해 전염증 시토카인 IL1-β 및 TNF-α를 정량화하고 가장 효과적인 항산화제 천연 화합물인 글루타티온(glutathione, GSH)을 정량화하기 위해 이용하였다.

비만 개체의 경우, 전신 합병증의 발생에 기여하는, IL1-β 및 TNFα의 수준의 증가가 장 점막에서 관찰된다. 실시예 1에서와 동일한 제제 및 동일한 용량을 이용한, Sb 또는 Sb와 SOD의 병용 투여에 의한 다이어트 보충은 시토카인 모두에서 유의성있는 감소를 유도한다(도 7 및 8). 도 7 및 8은 Sb와 SOD의 병용투여만이 대조군 마우스와 비교할만한 값으로 장 점막 중 IL1-β 및 TNFα를 회복시킨다는 것을 분명하게 보여준다.

강력한 항산화 활성을 갖고 점막 수준에서 항염증 역할과 관련될 수 있는 글루타티온(GSH)은 비만 동물의 회장 중 유의성있는 감소를 보인다. 그 수준은 Sb + SOD에 의한 보충의 경우 놀랍도록 증가되는 반면 Sb 또는 SOD 단독에 의한 단일 보충은 효과적이지 않다(도 9).

Claims (6)

1. 사카로마이세스 세레비지애 변종 보울라디(Saccharomyces cerevisiae var. boulardii) 및 슈퍼옥시드 디스뮤타제 효소를 함유하는 조성물.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 슈퍼옥시드 디스뮤타제는 위보호성(gastroprotected) 형태인 것인 조성물.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 동시적, 개별적 또는 순차적 투여에 적절한, 키트 형태인 것인 조성물.
4. 청구항 1, 2 또는 3에 있어서, 다이어트 보충제(diet supplement)로 사용하기 위한 것인 조성물.
5. 청구항 1 또는 2에 있어서, 비만과 관련된 대사 장애 발병 위험의 예방 또는 감소에서 사용하기 위한 조성물.
6. 청구항 1 또는 2에 있어서, 체중 증가의 감소, 음식 섭취의 감소, 체지방 축적의 감소, 및 비만과 연관된 전신성 염증 질환의 개선용인 것인 조성물.

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