KR20230169224A - 비피도박테리아 자극용 영양 조성물 - Google Patents

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KR20230169224A
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페트로넬라 요한나 루이스테인
세실 마거리트 싱포블
아르옌 나우타
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프리슬랜드캄피나 네덜란드 비.브이.
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Abstract

비-유아 인간 대상체의 위장관 내 비피도박테리아, 바람직하게는 비피도박테리움 아돌레센티스 및/또는 비피도박테리움 롱검의 상대적 존재비를 증가시키는 데 사용하기 위한, 갈락토올리고당(GOS)과 2'-푸코실락토스(2'-FL)를 GOS:2'-FL 중량비 1:9~9:1로 포함하는 영양 조성물.

Description

비피도박테리아 자극용 영양 조성물
본 발명은 비-유아 인간 대상체의 위장관 내 비피도박테리아의 상대적 존재비를 증가시키는 데 사용하기 위한 영양 조성물에 관한 것이다.
인간이 섭취하는 식품은 장내 미생물군의 박테리아 종의 속성에 크게 영향을 끼친다. 다양한 유익한 장내 박테리아는 올리고당 및 다당류와 같은 식이 섬유를 섭취한다. 인간의 모유에는 소화되지 않고 그대로 장에 도달할 수 있는 다양한 올리고당(인간 모유 올리고당(HMO)으로 분류됨)이 함유되어 있다. 결과적으로, 특정 장내 미생물 구성요소, 특히 비피도박테리움 및 박테로이데스 속의 종에 의해 주요 탄소 및 에너지원으로 활용될 수 있다. 이들 종은 특히 장내 박테리아 군집화를 촉진하고 병원균으로부터 보호하는 등 유아의 건강에 유익한 영향을 미치는 것으로 나타났다.
인간의 모유에 함유된 HMO의 양 및 다양성은, 예를 들어 지리적 기원 및 유전적 배경에 따라 여성마다 다르지만, 인간의 모유에는 다음과 같은 세 가지 주요한 HMO 유형이 함유되어 있다고 할 수 있다: 푸코실화 HMO(35 내지 50%), 시알릴화 HMO(12 내지 14%), 및 비푸코실화 중성 HMO(42 내지 55%). 푸코실화 HMO는 2'-푸코실락토스(2'-FL)를 포함하며, 이는 인간의 모유에서 가장 많이 존재하는 HMO이다.
비피도박테리아는 전 생애에 걸쳐 인간의 장에 흔히 서식하는 박테리아이다. 이러한 박테리아는 글루코스, 갈락토스, 프룩토스를 발효시키는 능력을 갖고 있는 당분해 유기체로, 건강한 위장관을 유지하는 데 중추적인 역할을 하는 것으로 알려져 있다.
비피도박테리아 장내 군집화는 출생 시부터 시작되며, 이러한 과정은 시간이 지남에 따라 다양한 종 및 균주의 획득 및 손실과 함께 지속적으로 진행된다. 유아 미생물군에서 성인 미생물군으로의 전환은 음식물 섭취가 고형 식품으로 전환된 후에 시작되는 것으로 여겨진다. 이러한 전환의 효과 중 하나는 비피도박테리아의 상대적 존재비가 유아의 약 60~70%에서 성인의 약 2~14%로 감소하는 것이다.
노화가 진행됨에 따라 비피도박테리아의 상대적 존재비는 더욱 감소하는 경향이 있어, 약 50세, 60세, 또는 70세를 넘어가면 이러한 종의 상대적 존재비가 상당히 낮아진다는 것을 의미한다.
비피도박테리아의 군집화는 인간의 건강을 유지하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 다양한 연구에 따르면, 비-유아 인간 대상체의 위장관 내 비피도박테리아의 존재비 증가는 장병원성 감염, 제2형 당뇨병, 장 장벽 기능 손상, 스트레스, 불안, 우울증과 같은 장 뇌 장애, 아토피성 피부염, 천식과 같은 알레르기, 및/또는 염증성 장 질환의 예방 또는 치료와 관련이 있는 것으로 나타났다(문헌[WO 2018/157900, C.B. Wong et al., FEMS Microbiology Reviews 44 (2020) 369-385, 및 F. Turroni et al., Applied and Environmental Microbiology 75 (2009) 1534-1545]).
게다가 특히, 문헌[S.C. Leahy et al., J. Appl. Microbiol. 98 (2005) 1303-1315]에 개시된 바와 같이, 고령층의 비피도박테리아 존재비가 감소함에 따라 덜 바람직한 미생물 종 및 병원성 유기체의 수가 이에 상응하여 증가한다. 더욱이, 비피도박테리아, 특히 B. 롱검은 항생제 관련 설사의 발생률과 기간을 감소시키고 살모넬라 티피무리움과 같은 많은 다른 병원성 유기체에 대한 억제 효과를 보이는 것으로 나타났다.
또한, 변비에 긍정적인 효과가 있고 중증 월경전 증후군의 위장 증상을 감소시키는 것으로 보고된 바 있다.
다양한 연구에서 장내 미생물군과 과민성 대장 증후군(IBS)의 발병기전 사이의 관계에 초점을 맞춰 왔으며, 이는 IBS 환자와 관련된 미생물군의 변경 및 비피도박테리움 속의 수준 감소를 보여준다. 고령층의 장내 미생물군에서는 건강한 대조군 대비 클로스트리디움 디피실레 관련 설사를 앓는 고령층의 비피도박테리아 수가 감소한 것으로 관찰되었다. 비피도박테리아의 수 감소는 낭포성 섬유증, B형 간염, 제1형 및 제2형 당뇨와 같은 다른 질환에서도 관찰되었다(문헌[S. Arboleya et al., Frontiers in Microbiology, 7 (2016) 1204]).
따라서, 비-유아 인간 대상체, 특히 성인, 보다 구체적으로 고령층의 위장관 내 비피도박테리아 존재비를 증가시키려는 보편적인 바람이 있다.
본 명세서에서 비-유아 인간 대상체는 3세 이상의 인간 대상체로서 정의된다.
연령이 증가할수록 비피도박테리아의 수가 감소할 뿐만 아니라 비피도박테리아 종의 다양성도 변화한다. B. 롱검, 롱검 아종, 및 인판티스, B. 브레베, 및 B. 비피둠은 일반적으로 유아에서 우세한 반면, B. 카테눌라툼, B. 아돌레센티스, 및 B. 롱검 아종 롱검은 성인에서 더 흔히 나타난다(문헌[S. Arboleya et al., Frontiers in Microbiology, 7 (2016) 1204]).
이러한 다양한 종은 다양한 HMO를 섭취하는 다양한 능력을 나타낸다. 유아형 비피도박테리아는 HMO를 활용하도록 적응된 반면, 대부분의 성인형 비피도박테리아는 HMO를 활용하지 못한다. B. 롱검 아종 롱검은 푸코실화 및 시알릴화 분자를 포함한 거의 모든 유형의 HMO를 공격적으로 소비하는 반면, B. 롱검 아종 롱검 균주의 HMO를 흡수하는 능력은 제한적이다. B. 롱검 아종 롱검 균주의 대부분은 LNT 및 LNB만 소비하여 다른 HMO는 변형되지 않는 것으로 밝혀졌다(문헌[C.B. Wong et al., FEMS Microbiology Reviews, 44, 2020, 369-385]).
한편, WO 2017/144062 및 WO 2017/46711에는 중성 HMO, 예컨대 2'-FL을 투여함으로써 비-유아 인간의 위장관 미생물군 내 비피도박테리움 아돌레센티스 및 비피도박테리움 슈도카테눌라툼의 상대적 존재비가 증가함이 개시되어 있고, WO 2018/127900은 비-유아 인간에서 비피도박테리움 롱검 및/또는 비피도박테리움 비피덤의 상대적 존재비를 증가시키기 위해 중성 HMO, 예컨대 2'-FL을 적어도 14일 또는 이하 동안 투여하는 것이 개시되어 있다.
즉, 2'-FL을 포함한 HMO가 비-유아 미생물군의 비피도박테리아, 특히 비피도박테리아 존재비에 미치는 영향에 대해 상반된 연구가 존재한다.
비-유아 장 내 비피도박테리아에 대한 올리고당의 효과에 대한 연구에서, 놀랍게도 비-유아, 보다 구체적으로 (고령층) 성인에게 GOS와 2'FL을 조합하여 투여하면 이들 화합물의 개별 투여로 달성되는 수준을 넘어 비피도박테리아, 특히 비피도박테리움 아돌레센티스 및 비피도박테리움 롱검의 상대적 존재비를 상승적으로 증가시킨다는 것이 밝혀졌다.
유아 미생물군에 대한 이들 화합물의 상승 효과가 시사된 바 있지만(WO2011/008086), 비-유아 미생물군, 특히 비피도박테리아 종, 보다 더 구체적으로 고령층의 비피도박테리움 아돌레센티스 및 비피도박테리움 롱검 종에 대한 상승 효과는 놀랍다. 앞서 기술한 바와 같이, 성인의 장 내 미생물군은 유아의 장 내 미생물군에 비해 훨씬 더 다양하고, 비피도박테리아가 훨씬 적으며, 또한 일반적으로 2'-FL에 덜 반응하는 다양한 아종으로 구성된다.
따라서, 본 발명은 치료적 및 비치료적으로, 비-유아 인간 대상체, 바람직하게는 인간 성인의 위장관 내 비피도박테리아, 특히 비피도박테리움 아돌레센티스 및/또는 비피도박테리움 롱검의 상대적 존재비를 증가시키기 위한 갈락토-올리고당(GOS)과 2'-푸코실락토스(2'-FL)(GOS:2'-FL 중량비는 1:9~9:1)의 용도에 관한 것이다.
일 구현예에 따르면, 본 발명은 비피도박테리아, 바람직하게는 비피도박테리움 아돌레센티스 및/또는 비피도박테리움 롱검의 낮은 상대적 존재비와 관련된 질환을 치료하거나 이의 발병을 예방하는 방법에서, 비-유아 인간 대상체의 위장관 내 비피도박테리아, 바람직하게는 비피도박테리움 아돌레센티스 및/또는 비피도박테리움 롱검의 상대적 존재비를 증가시키는 데 사용하기 위한, 갈락토올리고당(GOS)과 2'-푸코실락토스(2'-FL)를 GOS:2'-FL 중량비 1:9~9:1로 포함하는 영양 조성물에 관한 것이다.
이러한 질환의 예로는 장병원성 감염, 장 장벽 기능 손상, 제2형 당뇨병, 스트레스, 불안, 우울증과 같은 장 뇌 장애, 아토피성 피부염, 천식과 같은 알레르기, 및/또는 염증성 장 질환(IBD)과 같은 염증성 장 병태가 있다. 염증성 장질환(IBD)에는 크론병(CD) 및 궤양성 대장염(UC)이 포함된다.
제공된 질환 또는 장애와 관련하여 용어 "치료"는 질환 또는 장애를 억제하는 것(예를 들어, 질환 또는 장애의 발병을 저지하는 것), 질환 또는 장애를 완화하는 것(예를 들어, 질환 또는 장애의 퇴행을 유발하는 것); 및/또는 질환 또는 장애에 의해 유발된 또는 그로부터 생긴 병태를 완화하는 것(예를 들어, 질환 또는 장애의 증상을 완화, 예방, 또는 치료하는 것)을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
제공된 질환 또는 장애와 관련하여 용어 "예방"은 아직 발생하지 않은 경우 질환 발병의 개시를 예방하는 것, 장애 또는 질환에 걸리기 쉬울 수 있지만 아직 장애 또는 질환으로 진단되지 않은 대상체에서 질환 또는 장애가 발생하는 것을 예방하는 것, 및/또는 이미 발생한 경우 추가 질환/장애 발병을 예방하는 것을 의미한다.
일 구현예에서, 영양 조성물은 위장관 내 비피도박테리아, 바람직하게는 비피도박테리움 아돌레센티스 및/또는 비피도박테리움 롱검의 존재비가 평균보다 낮고/낮거나, 장병원성 감염, 장 장벽 기능 손상, 제2형 당뇨병, 스트레스, 불안, 우울증과 같은 장 뇌 장애, 아토피성 피부염, 천식과 같은 알레르기, 및/또는 염증성 장 질환(IBD)과 같은 염증성 장 병태를 앓고 있거나 이러한 질환의 발병 위험이 있는 비-유아 인간 대상체에 투여된다.
다른 구현예에 따르면, 본 발명은 비-유아 인간 대상체의 위장관 내 비피도박테리아, 바람직하게는 비피도박테리움 아돌레센티스 및/또는 비피도박테리움 롱검의 상대적 존재비를 증가시키기 위한, 갈락토올리고당(GOS)과 2'-푸코실락토스(2'-FL)를 GOS:2'-FL 중량비 1:9~9:1로 포함하는 영양 조성물의 비치료적 용도에 관한 것이다.
본원에서 사용되는 바와 같이 대상체의 위장관 내 비피도박테리아, 바람직하게는 비피도박테리움 아돌레센티스 및/또는 비피도박테리움 롱검의 상대적 존재비의 증가는, 개입 전과 비교하여 영양 조성물의 개입 후 대상체의 위장관 내 총 박테리아의 수에 비해 이러한 미생물의 수가 더 많은 것을 의미한다. 이러한 증가는 바람직하게는 적어도 3%, 보다 바람직하게는 적어도 8%, 예컨대 적어도 10%, 보다 더 바람직하게는 적어도 15%이다. 증가 규모는 영양 조성물의 1일 투여량에 따라 달라질 수 있다. 이러한 미생물의 상대적 존재비는 하기 실시예에서 기재된 바와 같이 측정될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이 위장관 내 이러한 미생물의 평균보다 낮은 존재비는 동일한 연령대의 건강한 대상체 10명으로 구성된 그룹의 장 내 미생물의 평균 수와 비교하여, 대상체의 위장관 내 총 박테리아 수 대비 이러한 미생물의 수가 더 적다는 것을 의미한다. 건강한 대상체는 질환으로 진단 받은 적이 없고, 위장관과 관련한 어떠한 문제도 겪고 있지 않는 대상체이다.
영양 조성물은 임의의 비-유아 인간 대상체에게 투여될 수 있지만, 18세 초과, 바람직하게는 40세 초과, 보다 바람직하게는 50세 초과, 보다 더 바람직하게는 60세 초과, 보다 바람직하게는 65세 초과, 가장 바람직하게는 70세 이상의 성인 인간 대상체에게 투여되는 것이 바람직하다.
갈락토-올리고당(GOS)의 기본 구조는 최대 약 7개의 갈락토스 잔기로 신장되는 환원 말단에서 락토스 코어를 포함한다(8의 중합도; DP8). 시판되는 GOS 제제는 일반적으로 β-갈락토시다제 효소(EC.3.2.1.23)를 사용한 락토스의 효소 처리에 의한 트랜스갈락토실화 반응을 통해 생성되며, DP 및 연결기가 다양한 대략 100가지 상이한 유형의 구조를 갖는 올리고머의 혼합물이 수득된다. 베타-갈락토시다제는 바실러스 서큘란스, 아스퍼질러스 오리자에, 클루이베로마이세스 마르크시아누스, 클루이베로마이세스 프라질리스, 스포로볼로마이세스 싱귤라리스, 락토바실러스 퍼멘텀, 및 파필리오트레마 테레스트리스(크리프토코커스 파필리오트레마 테레스트리스)와 같은 많은 미생물에서 생성된다. 베타-갈락토시다제는 서로 3차원 구조가 상이하여, 글리코시드 결합의 입체- 및 위치 선택적 형성이 발생한다.
효소 반응 후, GOS는 나노여과 및/또는 순차 모사 이동층(SMB)과 같은 통상적인 방법을 사용하여 단리 및 정제된다. 얻어진 생성물은 GOS-함유 시럽이며, 이는 건조되어(예를 들어, 분무 건조, 동결 건조, 또는 분무 냉각에 의해) 원하는 경우 분말을 형성할 수 있다.
특히 바람직한 유형의 GOS는 BiotisTM GOS와 같은 바실러스 서큘란스로부터 기원하는 베타-갈락토시다제 효소에 의해 제조된 GOS이다. B. 서큘란스로부터 기원하는 베타-갈락토시다제는 특히 강한 트랜스 갈락토실화 활성을 가지며, 전 세계적으로 상용화되어 있다.
영양 조성물은 GOS와 2'-FL을 GOS:2'-FL 중량비 1:9~9:1, 바람직하게는 1:8~8:1, 보다 바람직하게는 1:7~7:1, 보다 더 바람직하게는 1:6~6:1, 보다 더 바람직하게는 1:5~5:1, 보다 바람직하게는 1:4~4:1, 보다 바람직하게는 1:3~4:1, 보다 바람직하게는 1:2~4:1, 가장 바람직하게는 1:1~4:1로 포함한다.
영양 조성물은 바람직하게는 0.5~30 g, 바람직하게는 0.5~20 g, 보다 바람직하게는 1~10 g, 보다 더 바람직하게는 1~8 g, 가장 바람직하게는 2~6 g의 GOS + 2'-FL의 일일 투여량으로 투여된다.
이러한 점에서, GOS는 사슬 길이, 연결 유형, 및 분지 정도가 서로 다른 탄수화물의 복잡한 혼합물이라는 점에 유의해야 한다. 이는 바람직하게는 건조 중량 기준으로 40~100 wt%, 보다 바람직하게는 50~90 wt%, 가장 바람직하게는 60~80 wt%의 올리고당(DP≥3)을 포함하며, 글루코스 및 갈락토스와 같은 단당류 및 락토스, 락툴로스, 및 알로락토스와 같은 이당류를 추가로 함유할 수 있다. 건조 중량 기준으로, 락토스 함량은 일반적으로 0~60 wt%, 바람직하게는 0~40 wt%, 가장 바람직하게는 0~30 wt%이고; 단당류 함량은 일반적으로 0~10 wt%이다.
본 명세서에서 GOS의 중량 백분율은 상기 GOS에 존재하는 락토스를 제외한 이당류 및 올리고당(즉, DP≥2)의 중량을 기준으로 계산된다. 그러나, 락토스 및 단당류, 예를 들어, 글루코스 및 갈락토스는 계산에 포함되지 않는다.
본 명세서에 언급된 중량 비율에도 동일하게 적용된다. 계산을 위해 단당류와 락토스는 포함되지 않지만 GOS에 존재하는 모든 장당(예를 들어, DP≥2)이 고려된다.
본 발명에 따른 영양 조성물에 있어서, GOS와 2'-FL은 바람직하게는 적어도 10 wt%, 예를 들어 적어도 20 wt%, 적어도 30 wt%, 적어도 40 wt%, 적어도 50 wt%, 적어도 60 wt%, 적어도 70 wt%, 적어도 80 wt%, 또는 적어도 90 wt%, 예를 들어 최대 91 wt%, 92 wt%, 93 wt%, 또는 94 wt%의 총량으로 존재한다.
영양 조성물은 식품, 음료, 또는 식이 보충제의 형태를 가질 수 있다. 또한, 이는 프리바이오틱 제형(즉, 박테리아가 없음), 또는 프로바이오틱 제형(즉, 비피도박테리아 및/또는 락토바실러스와 같은 바람직한(공생) 박테리아가 존재함)으로 투여될 수 있다.
영양 조성물은 액체, 반액체, 또는 고체 구성을 가질 수 있다.
식품은 포유류의 모유, 예컨대 인간, 염소, 양, 소, 낙타, 반추동물로부터의 모유가 아니다. 영양 조성물의 식품은 합성 조성물이다. 용어 "합성 조성물"은 인공적으로 제조된 조성물을 지칭하며, 바람직하게는, 예를 들어 화학 반응, 효소 반응, 또는 재조합을 통해 생체 외에서 화학적 및/또는 생물학적으로 생성되는 적어도 하나의 화합물을 함유하는 조성물을 의미한다.
적합한 식품 및 음료의 예에는 유제품, 예컨대 우유, 밀크쉐이크, 초콜릿 우유, 요거트, 크림, 치즈, 푸딩 및 아이스크림; 바, 예컨대 영양 바, 에너지 바, 스낵 바, 시리얼 바, 및 당뇨병 환자용 바; 액체 제품, 예컨대 영양 드링크, 다이어트 드링크, 액체 식사 대체제, 스포츠 드링크, 및 기타 강화 음료; 세이보리 스낵, 예컨대 칩, 토르티야, 튀기고 구운 스낵, 크래커, 프레첼, 및 세이보리 비스킷; 베이커리 제품, 예컨대 머핀, 케이크, 및 비스킷; 사탕, 예컨대 구미 젤리; 및 파스타, 예컨대 스파게티가 있다.
식품 보충제는 알약, 캡슐, 젤리, 또는 건조 분말 형태를 가질 수 있다. 식품 보충제는 바로 섭취할 수 있거나 물과 같은 액체에 용해될 필요가 있을 수 있다. 건조 분말 형태의 제품에는 원하는 양(예를 들어, 1일 용량 또는 단위 용량)의 분말을 측정하기 위해 숟가락과 같은 장치가 함께 동봉될 수 있다.
영양 조성물은 단지, 병, 봉지, 상자, 랩핑 등에 담겨 제공될 수 있다.
바람직한 구현예에서, 영양 조성물은 1회 제공량의 형태로 제공된다. 각각의 1회 제공량은 임의로 개별적으로 포장될 수 있다. 1회 제공량은 바람직하게는 0.5~30 g, 바람직하게는 0.5~20 g, 보다 바람직하게는 1~10 g, 보다 더 바람직하게는 1~8 g, 가장 바람직하게는 2~6 g의 2'-FL 및 GOS를 포함한다.
영양 조성물의 단위 용량은 바람직하게는 적어도 1주 1회, 바람직하게는 3일마다 적어도 1회, 보다 바람직하게는 이틀마다 적어도 1회, 가장 바람직하게는 적어도 1일 1회 투여된다.
치료는 바람직하게는 적어도 2주, 예를 들어 적어도 3주, 적어도 4주, 적어도 1개월, 적어도 2개월, 적어도 3개월, 적어도 4개월, 적어도 5개월 또는 심지어 적어도 6개월의 기간 동안 지속된다. 영양 조성물의 투여에 의해 유발되는 건강상의 이점을 유지하기 위해, 상기 조성물은 바람직하게는 적어도 매일 1회 투여된다. 예컨대 아침 식사 중에 또는 하루를 마칠 무렵에, 예를 들어 취침 0 내지 120분 전, 보다 바람직하게는 0 내지 60분 전, 가장 바람직하게는 0 내지 30분 전에 식사와 함께 복용할 수 있다. 대안적으로, 바람직하게는 아침 및 저녁에, 예를 들어 아침 및 저녁 식사 중에, 또는 아침 식사 중에 및 취침 전에, 매일 2회 투여될 수 있다. 식사와 함께 투여하는 것이 편리하며, 소비자가 영양 조성물을 복용하는 것을 잊어버릴 위험이 낮다.
바람직한 구현예에서, 영양 조성물은 프락토올리고당(FOS), 이눌린, 및 기타 HMO와 같은 기타 프리바이오틱 성분을 추가로 포함한다.
영양 조성물은 지질, 소화 가능한 탄수화물, 단백질, 및/또는 비타민, 미네랄, 및/또는 생물학적 활성 펩티드와 같은 추가 영양제를 추가로 함유할 수 있다.
단백질의 예에는 우유 단백질(예를 들어, 카세인 및/또는 유청 단백질), 식물성 단백질(예를 들어, 대두 단백질 및/또는 쌀 단백질), 이의 가수분해물, 및 이의 혼합물이 있다.
소화 가능한 탄수화물의 예에는 수크로스, 락토스, 글루코스, 프룩토스, 옥수수 시럽 고형분, 전분, 및 말토덱스트린이 있다.
비타민 및 미네랄의 예에는 철, 마그네슘, 아연, 비타민 B3 및 비타민 B6, 비타민 D, 비타민 C, 비타민 E, 및/또는 베타 카로틴이 있다.
영양 조성물은 향료, 방부제, 및/또는 착색제를 추가로 함유할 수 있다.
도 1은 서로 다른 중량 비율의 GOS와 2'-FL을 사용하여 수득한 총 박테리아 함량 대비 비피도박테리아의 상대적 존재비를 나타낸 것이다.
실시예
고령층의 원위 결장을 모사한 분변 발효
분변 발효는 문헌[M.M. O’Donnell et al., Front. Microbiol., vol. 9, August 10, 2018, article 1844]에 기술된 바와 같이, microMatrixTM(Applikon Biotechnology)을 사용하여 24웰 플레이트에서 수행하였다. 혐기성 챔버 내에서 웰을 올리고당 GOS(BiotisTM GOS ex-FrieslandCampina), 2'-FL(AequivalTM 2'-FL, ex-FrieslandCampina), 또는 이들의 혼합물이 최종 농도 0(블랭크) 또는 0.5 wt%(모든 조건, 중복)로 첨가된 배지(조성: 표 1 참조)로 채웠다. 플레이트를 microMatrixTM에 약 20분 동안 넣어 용존 산소 농도를 5% 아래로 낮추고 배지 온도를 37℃로 높였다. 20분 후, 건강한 70명 이상의 인간 대상체의 배설물 풀을 플레이트에 접종하고 발효를 시작했다. 발효 동안 암모늄 가스와 CO2를 사용하여 pH를 불감대 0.1의 pH 6.8로 조절하였다. 플레이트를 300 rpm으로 궤도 진탕하였다. 혼합 가스(CO2/H2/N2: 10/5/85)를 사용하여 발효 중에 배양물을 혐기성으로 유지했다. 7시간 동안 발효시킨 후 1 ml의 샘플을 채취하였다.
배지 조성(올리고당과 배설물 풀을 첨가한 후 웰의 최종 농도):
성분 g/L
트립톤 2
효모 추출물 2
시스테인-HCl 1
담즙산염 0.5
NaHCO3 2
POE 소르비탄 모노올레에이트(Tween® 80) 2
헤민 0.05
비타민 K1 0.01
NaCl 0.1
KH2PO4 0.04
K2HPO4 0.04
CaCl2*6H2O 0.04
MgSO4*7H2O 0.01
분변 풀 준비
건강한 고령층 8명의 분변 샘플이 풀에 포함되었다.
포함 기준은 다음과 같다: 연령 70세 초과; 기증 전 3개월 내 항생제, 프리바이오틱스, 프로바이오틱스, 및/또는 완하제를 복용하지 않음; 기증 전 3일 내 발열 또는 설사와 같은 감염 증상 없음;BMI: 22.5 내지 27.5.
개별 분변 샘플을 혐기성 조건에서 인산염 완충액(50 mM pH7.2 ± 0.1, 0.05% 시스테인-HCl)을 첨가하여 10배 희석하고 스토마커로 균질화하였다. 이어서, 20% 글리세롤을 첨가하여 최종 분변 농도가 8%인 분변 슬러리를 생성하였다. 분변 슬러리를 분취하여 냉동고(-80℃)에 보관하였다. 플레이트 접종 직전에 8명의 기증자 각각의 분변 샘플을 해동하여 혐기성 챔버에서 혼합하였다. 각 반응기 웰(작업 용량 5 ml)에 625 μl 분변 풀(1% 분변)을 접종하였다.
샘플 준비 및 분석
접종 직후, 올리고당이 없는 웰에서 샘플 1 ml를 채취하였다. 또한, t=7에서 발효하는 동안 1 ml의 샘플을 (혐기성 챔버에서) 채취하였다. 샘플을 4℃에서 13200 rpm으로 5분간 원심분리하였다. 박테리아 펠릿을 DNA 단리(QIAamp PowerFecal Pro DNA 키트) 후 샷건 메타게놈 시퀀싱(BaseClear)을 사용하여 미생물군 구성을 측정하는 데 사용하였다. 상청액을 30% 아세토니트릴로 10/100배 희석하여 HPLC를 통한 올리고당 분석에 사용하였다.
결과
도 1에서 나타난 바와 같이, 블랭크와 비교하여, 2'-FL과 GOS를 개별적으로 첨가함에 따라 B. 아돌레센티스 및 B. 롱검의 상대적 존재비와 그 결합량이 증가하였다.
또한 GOS가 2'-FL보다 효과가 더 강한 것을 관찰할 수 있다. 그러나 놀랍게도 GOS의 일부가 2'FL로 대체되면 상대적 존재비의 증가가 더욱 강해지며, 이는 2'-FL과 GOS의 시너지 효과를 입증한다.

Claims (11)

  1. 갈락토올리고당(GOS)과 2'-푸코실락토스(2'-FL)를 GOS:2'-FL 중량비 1:9~9:1로 포함하는 영양 조성물로서, 비피도박테리아, 바람직하게는 비피도박테리움 아돌레센티스 및/또는 비피도박테리움 롱검의 낮은 상대적 존재비와 관련된 질환을 치료하거나 이의 발병을 예방하는 방법에서, 비-유아 인간 대상체의 위장관 내 비피도박테리아, 바람직하게는 비피도박테리움 아돌레센티스 및/또는 비피도박테리움 롱검의 상대적 존재비를 증가시키는 데 사용하기 위한, 영양 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 비피도박테리아, 바람직하게는 비피도박테리움 아돌레센티스 및/또는 비피도박테리움 롱검의 낮은 상대적 존재비와 관련된 질환은 장병원성 감염, 장 장벽 기능 손상, 제2형 당뇨병, 스트레스, 불안, 우울증과 같은 장 뇌 장애, 아토피성 피부염, 천식과 같은 알레르기, 및/또는 염증성 장 질환(IBD)과 같은 염증성 장 병태로부터 선택되는, 영양 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 비-유아 인간 대상체의 위장관 내 비피도박테리아, 바람직하게는 비피도박테리움 아돌레센티스 및/또는 비피도박테리움 롱검의 존재비는 평균보다 낮은, 영양 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 비-유아 인간 대상체는 장병원성 감염, 장 장벽 기능 손상, 제2형 당뇨병, 스트레스, 불안, 우울증과 같은 장 뇌 장애, 아토피성 피부염, 천식과 같은 알레르기, 및/또는 염증성 장 질환(IBD)과 같은 염증성 장 병태를 앓고 있거나, 이러한 질환의 발병 위험이 있는, 영양 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 비-유아 인간 대상체는 18세 초과, 바람직하게는 40세 초과, 보다 바람직하게는 50세 초과, 보다 더 바람직하게는 60세 초과, 보다 바람직하게는 65세 초과, 가장 바람직하게는 70세 이상의 성인 인간 대상체인, 영양 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, GOS:2'-FL의 중량비는 1:8~8:1, 바람직하게는 1:7~7:1, 보다 바람직하게는 1:6~6:1, 보다 더 바람직하게는 1:5~5:1, 보다 바람직하게는 1:4~4:1, 보다 바람직하게는 1:3~4:1, 보다 바람직하게는 1:2~4:1, 가장 바람직하게는 1:1~4:1인, 영양 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비-유아 인간 대상체에게 투여되는 GOS + 2'-FL의 일일 투여량은 0.5~30 g, 바람직하게는 0.5~20 g, 보다 바람직하게는 1~10 g, 보다 더 바람직하게는 1~8 g, 가장 바람직하게는 2~6 g인, 영양 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 영양 조성물은 음료, 아이스크림, 바, 스낵, 베이커리 제품, 과자, 사탕, 파스타, 또는 식품 보충제의 형태인, 영양 조성물.
  9. 비-유아 인간 대상체의 위장관 내 비피도박테리아, 바람직하게는 비피도박테리움 아돌레센티스 및/또는 비피도박테리움 롱검의 상대적 존재비를 증가시키기 위한, 갈락토올리고당(GOS)과 2'-푸코실락토스(2'-FL)를 GOS:2'-FL 중량비 1:9~9:1로 포함하는 영양 조성물의 비치료적 용도.
  10. 제9항에 있어서, GOS:2'-FL의 중량비는 1:8~8:1, 바람직하게는 1:7~7:1, 보다 바람직하게는 1:6~6:1, 보다 더 바람직하게는 1:5~5:1, 보다 바람직하게는 1:4~4:1, 보다 바람직하게는 1:3~4:1, 보다 바람직하게는 1:2~4:1, 가장 바람직하게는 1:1~4:1인, 비치료적 용도.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 비-유아 인간 대상체는 18세 초과, 바람직하게는 40세 초과, 보다 바람직하게는 50세 초과, 보다 더 바람직하게는 60세 초과, 보다 바람직하게는 65세 초과, 가장 바람직하게는 70세 이상의 성인인, 비치료적 용도.
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