WO2018012834A1 - 퇴행성 뇌질환 또는 대사성 질환의 예방 또는 치료 효과를 가지는 아커만시아 뮤시니필라 균주 및 이의 용도 - Google Patents

퇴행성 뇌질환 또는 대사성 질환의 예방 또는 치료 효과를 가지는 아커만시아 뮤시니필라 균주 및 이의 용도 Download PDF

Info

Publication number
WO2018012834A1
WO2018012834A1 PCT/KR2017/007370 KR2017007370W WO2018012834A1 WO 2018012834 A1 WO2018012834 A1 WO 2018012834A1 KR 2017007370 W KR2017007370 W KR 2017007370W WO 2018012834 A1 WO2018012834 A1 WO 2018012834A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
strain
culture
disease
preventing
degenerative brain
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/007370
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김병찬
이철호
노정란
김경심
김명희
김용훈
이상준
장동호
최동희
황정환
서윤정
이인복
최영근
최정현
Original Assignee
한국생명공학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국생명공학연구원 filed Critical 한국생명공학연구원
Priority to US16/316,796 priority Critical patent/US20190314425A1/en
Priority to EP17827905.5A priority patent/EP3483256A4/en
Publication of WO2018012834A1 publication Critical patent/WO2018012834A1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K10/00—Animal feeding-stuffs
    • A23K10/10—Animal feeding-stuffs obtained by microbiological or biochemical processes
    • A23K10/16—Addition of microorganisms or extracts thereof, e.g. single-cell proteins, to feeding-stuff compositions
    • A23K10/18—Addition of microorganisms or extracts thereof, e.g. single-cell proteins, to feeding-stuff compositions of live microorganisms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K10/00—Animal feeding-stuffs
    • A23K10/10—Animal feeding-stuffs obtained by microbiological or biochemical processes
    • A23K10/16—Addition of microorganisms or extracts thereof, e.g. single-cell proteins, to feeding-stuff compositions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K50/00—Feeding-stuffs specially adapted for particular animals
    • A23K50/50—Feeding-stuffs specially adapted for particular animals for rodents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L33/00—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
    • A23L33/10—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof using additives
    • A23L33/135—Bacteria or derivatives thereof, e.g. probiotics
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K35/00—Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
    • A61K35/66—Microorganisms or materials therefrom
    • A61K35/74—Bacteria
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0012—Galenical forms characterised by the site of application
    • A61K9/0053—Mouth and digestive tract, i.e. intraoral and peroral administration
    • A61K9/0056—Mouth soluble or dispersible forms; Suckable, eatable, chewable coherent forms; Forms rapidly disintegrating in the mouth; Lozenges; Lollipops; Bite capsules; Baked products; Baits or other oral forms for animals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P1/00—Drugs for disorders of the alimentary tract or the digestive system
    • A61P1/16—Drugs for disorders of the alimentary tract or the digestive system for liver or gallbladder disorders, e.g. hepatoprotective agents, cholagogues, litholytics
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P25/00—Drugs for disorders of the nervous system
    • A61P25/28—Drugs for disorders of the nervous system for treating neurodegenerative disorders of the central nervous system, e.g. nootropic agents, cognition enhancers, drugs for treating Alzheimer's disease or other forms of dementia
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P3/00—Drugs for disorders of the metabolism
    • A61P3/04—Anorexiants; Antiobesity agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P3/00—Drugs for disorders of the metabolism
    • A61P3/06—Antihyperlipidemics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2002/00—Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2200/00—Function of food ingredients
    • A23V2200/30—Foods, ingredients or supplements having a functional effect on health
    • A23V2200/322—Foods, ingredients or supplements having a functional effect on health having an effect on the health of the nervous system or on mental function
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/01—Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales

Definitions

  • the present invention relates to an Akkermansia mucinipila strain having a prophylactic or therapeutic effect on degenerative brain disease or metabolic disease and its use.
  • Degenerative brain diseases are known to cause memory loss, and encephalitis responses have been found to be important factors in degenerative brain diseases of the central nervous system such as Alzheimer's syndrome, Parkinson's syndrome, and Huntington's syndrome.
  • degenerative brain disease patients such as dementia have increased rapidly, and various efforts have been made to develop effective treatment drugs and improve effective cognitive and learning functions.
  • Memory development drugs developed to date include acetylcholine precursors, receptor agonists, and acetylcholine esterase inhibitors.
  • Metabolic disease refers to diseases caused by metabolic disorders in vivo. In general, it is caused by an imbalance of sugars, lipids, proteins, vitamins, electrolytes, and water. Examples include obesity, diabetes, hyperlipidemia, arteriosclerosis, and high blood pressure. Among them, type 2 diabetes is characterized by an increase in resistance to insulin, which is mainly diabetes in adulthood. Decreased insulin receptors, or their sensitivity, or problems with secondary messengers that cause intracellular glycogen synthesis, reduce insulin sensitivity. Therefore, type 2 diabetes is called insulin independent diabetes and accounts for 85 to 90% of diabetes. In particular, obesity has become a social issue in terms of appearance and aesthetics, but in fact, this may cause serious health risks such as complications of metabolic diseases such as diabetes and hypertension.
  • a symptom associated with this pathological condition is systemic chronic inflammation in obese individuals.
  • Inflammatory reactions are one of the immune mechanisms that occur in the body, and when they occur locally, they are important in protecting the body from invading germs or viruses from the outside.
  • if such an inflammatory response is excessively activated systemically and chronically due to the disruption of the balance of the immune response in the body, it causes a disturbance in metabolism occurring in the body.
  • Chronic inflammatory response caused by obesity has been found to cause various metabolic diseases such as diabetes, cardiovascular disease, arteriosclerosis, and is also the most important factor to define obesity as a disease.
  • Obesity is simply a cosmetic problem without the development of secondary metabolic diseases caused by chronic inflammatory reactions, and in recent World Health Organizations, obesity diseases due to chronic inflammatory reactions that can cause secondary metabolic diseases that significantly reduce the quality of life such as diabetes. It was prescribed by Currently, social changes associated with steady increases in food intake with high energy loads and low exercise are increasing the incidence of metabolic diseases caused by obesity and obesity. Traditional treatments based on low calorie diets and exercise have little effect on controlling obesity and only result in temporary weight loss. The development of safe and effective drugs that induce weight loss has been going on for decades. To date, however, drugs that have shown efficacy have serious side effects or have not been as effective in clinical trials. Therefore, there is a need for a new approach to ameliorate obesity and metabolic diseases caused by obesity and to prevent these pathologies.
  • Korean Patent No. 1476236 discloses 'lactic acid bacteria having anti-aging and / or therapeutic activity of aging and dementia'
  • Korean Laid-Open Patent No. 2015-0093711 discloses the use of aacmancia for treating metabolic disorders.
  • 'Akkermansia mucinipila strain and its use having a prophylactic or therapeutic effect of degenerative brain disease or metabolic disease are not known at all.
  • the present invention is derived from the above demands, and the present invention can effectively suppress the development and exacerbation of degenerative brain diseases such as Parkinson's disease and Alzheimer's disease, which have recently been increased in modern people.
  • a safe, drug-free, intensive research in order to ingestion to develop new prevention or treatment of neurodegenerative disorders using a substance which does not exhibit toxicity to the human effort a result, only the intestinal microflora of markers known as strains Asia Mu shinny Pilar (Akkermansia muciniphila , AK: American Bacterial Bank Accession No. ATCC BAA-835, the strain was the same strain as the German BRC Accession No. DSMZ 22959) strains were confirmed to be effective in these.
  • the present invention can effectively suppress metabolic diseases including hyperlipidemia, fatty liver, obesity, and diabetes, and is a safe drug with no side effects for treating them.
  • metabolic diseases including hyperlipidemia, fatty liver, obesity, and diabetes
  • the present invention can effectively suppress metabolic diseases including hyperlipidemia, fatty liver, obesity, and diabetes, and is a safe drug with no side effects for treating them.
  • Akkermansia an intestinal microorganism already known as a standard strain, muciniphila , AK: American Bacterial Bank Accession No. ATCC BAA-835, the strain was the same strain as the German BRC Accession No. DSMZ 22959) strains were confirmed to be effective in these.
  • oral administration of the cultured Akkermansia mucinibila strain in vivo it was found to improve the motor disorders in Parkinson's disease animal model, and improve the cognitive ability and memory in the Alzheimer's disease animal model It was confirmed that it can be used for preventing or treating degenerative brain disease and improving brain cognitive memory, and also Akkermansia mucinifila cultured in a mucin-free medium than when cultured in a mucin-containing medium.
  • the strain was orally administered (in vivo)
  • the present invention was completed by finding out that the improvement effect of hyperlipidemia, fatty liver, obesity and hyperglycemia occurred in a high fat diet-induced mouse model was greater.
  • the present invention has an Akkermansia muciniphyla ( Akkermansia) having a prophylactic or therapeutic effect of degenerative brain disease muciniphila ) strains.
  • the present invention is a degenerative brain disease containing at least one selected from the group consisting of the strain, the strain-derived vesicles, the culture of the strain, the concentrate of the culture, the dried product of the culture and the extract of the culture as an active ingredient.
  • a prophylactic or therapeutic pharmaceutical composition is provided.
  • the present invention is a degenerative brain disease containing at least one selected from the group consisting of the strain, the strain-derived vesicles, the culture of the strain, the concentrate of the culture, the dried product of the culture and the extract of the culture as an active ingredient. It provides a health functional food composition for prevention or improvement.
  • the present invention is a degenerative brain disease containing at least one selected from the group consisting of the strain, the strain-derived vesicles, the culture of the strain, the concentrate of the culture, the dried product of the culture and the extract of the culture as an active ingredient.
  • a feed additive composition for prevention or improvement.
  • the present invention is Akkermansia muciniphila strain cultured in a mucin-free medium, the strain-derived vesicles, the culture of the strain, the concentrate of the culture, the dried product of the culture and the culture It provides a pharmaceutical composition for the prevention or treatment of metabolic diseases containing at least one selected from the group consisting of water extracts as an active ingredient.
  • the present invention is Akkermansia muciniphila strain cultured in a mucin-free medium, the strain-derived vesicles, the culture of the strain, the concentrate of the culture, the dried product of the culture and the culture It provides a health functional food composition for the prevention or improvement of metabolic diseases containing at least one selected from the group consisting of water extracts as an active ingredient.
  • the present invention is Akkermansia muciniphila strain cultured in a mucin-free medium, the strain-derived vesicles, the culture of the strain, the concentrate of the culture, the dried product of the culture and the culture It provides a feed additive composition for the prevention or improvement of metabolic diseases containing at least one selected from the group consisting of water extracts as an active ingredient.
  • the present invention provides an Akkermansia muciniphila strain having a prophylactic or therapeutic effect of degenerative brain disease.
  • the present invention is a degenerative brain disease containing at least one selected from the group consisting of the strain, the strain-derived vesicles, the culture of the strain, the concentrate of the culture, the dried product of the culture and the extract of the culture as an active ingredient.
  • a prophylactic or therapeutic pharmaceutical composition is provided.
  • the present invention is a degenerative brain disease containing at least one selected from the group consisting of the strain, the strain-derived vesicles, the culture of the strain, the concentrate of the culture, the dried product of the culture and the extract of the culture as an active ingredient. It provides a health functional food composition for prevention or improvement.
  • the present invention is a degenerative brain disease containing at least one selected from the group consisting of the strain, the strain-derived vesicles, the culture of the strain, the concentrate of the culture, the dried product of the culture and the extract of the culture as an active ingredient.
  • a feed additive composition for prevention or improvement.
  • the present invention is Akkermansia muciniphila strain cultured in a mucin-free medium, the strain-derived vesicles, the culture of the strain, the concentrate of the culture, the dried product of the culture and the culture It provides a pharmaceutical composition for the prevention or treatment of metabolic diseases containing at least one selected from the group consisting of water extracts as an active ingredient.
  • the present invention is Akkermansia muciniphila strain cultured in a mucin-free medium, the strain-derived vesicles, the culture of the strain, the concentrate of the culture, the dried product of the culture and the culture It provides a health functional food composition for the prevention or improvement of metabolic diseases containing at least one selected from the group consisting of water extracts as an active ingredient.
  • the present invention is Akkermansia muciniphila strain cultured in a mucin-free medium, the strain-derived vesicles, the culture of the strain, the concentrate of the culture, the dried product of the culture and the culture It provides a feed additive composition for the prevention or improvement of metabolic diseases containing at least one selected from the group consisting of water extracts as an active ingredient.
  • FIG. 1 shows that Akermann, an intestinal microorganism according to the present invention, is used in mice (B6C3-Tg (APPswe / PSEN1dE9) 85DboJ, JAX, 004462) overexpressing APP and PSEN1 genes related to Alzheimer's disease in the brain.
  • Akkermansia muciniphila (AK) strain was administered to show the effect of improving the spatial perception and short-term memory loss in the Y maze test (Y maze test).
  • FIG. 2 shows that Akermann, an enteric microorganism according to the present invention, is used in mice (B6C3-Tg (APPswe / PSEN1dE9) 85DboJ, JAX, 004462) in which Alzheimer's disease-related genes APP and PSEN1 genes are overexpressed in the brain.
  • Akkermansia muciniphila (AK) strain was administered to improve the cognitive function and memory in the novel object recognition test (NORT, A is the new object recognition time, B is the number of new object recognition). Is a graph.
  • Figure 4 shows the results of performing immunostaining for hyperactivated microglial cells in the brain by administering the LPS-induced cognitive impairment in mice, the strain of intestinal microorganism Akkermansia muciniphila according to the present invention. It is a photograph (A) and a graph (B) which show.
  • 5 is a Parkinson's disease mouse animal model that induced dopaminergic neuron-specific apoptosis of the brain with 6-OHDA, the number of dextro amphetamine-induced rotational movements was suppressed according to the treatment of the intestinal microorganism Akkermansia muciniphila strain. It is a graph showing that in 5 minutes.
  • FIG. 6 shows that the number of dextro amphetamine-induced rotational movements is suppressed according to the treatment of the intestinal microorganism Akkermansia muciniphila strain in a Parkinson's mouse animal model inducing brain dopaminergic neuron-specific cell death with 6-OHDA.
  • the graph shows the sum analyzed for 30 minutes.
  • Figure 7 shows the results of hyperlipidemia inhibitory effect by administration of AK (+) and AK (-) strains in hyperlipidemia-induced hyperlipidemia model mice by change in blood cholesterol content (A) and blood triglyceride content. * p ⁇ 0.01 vs Student's t -test
  • A blood glucose
  • B blood glucose change rate
  • FIG. 14 shows HOMA-IR (Homeostasis), which is generally used as an index of insulin resistance by the effects of impaired glucose tolerance and insulin sensitivity by administration of AK (+) and AK (-) strains in a high-fat diet-induced insulin sensitivity lowering model mouse Model Assessment of insulin resistance index, [Fasting insulin ( ⁇ IU / mL) ⁇ fasting plasma glucose (mmol / L)] / 22.5) was calculated and confirmed.
  • HOMA-IR Homeostasis
  • HFD Strain-free high-fat diet group
  • HFD + AK (+) Experiment group administered AK (+) strain grown in media containing mucin
  • HFD + AK (-) Experimental group administered the AK (-) strain grown in the medium without mucin. * p ⁇ 0.01 vs Student's t -test
  • Figure 15 is a photograph of the changes in the abdominal fat (Gonadal fat) by the administration of AK (+) and AK (-) strain in a high-fat diet-induced obesity-induced mouse model and measured the size of the AK (-) strain The results showed that the fat cell proliferation was effectively suppressed by the high fat diet.
  • HFD Strain-free high-fat diet group
  • HFD + AK (+) Experiment group administered AK (+) strain grown in media containing mucin
  • HFD + AK (-) AK grown in media without mucin ( -) Experiment group administered the strain.
  • AK (+) and AK (-) strains are a photograph taken of the change of subcutaneous fat (A) by administration of AK (+) and AK (-) strains in a high fat diet-induced obesity-induced model mouse (A) and measuring the size (B)
  • the AK (-) strain is a result confirming that effectively suppress the fat cell proliferation by high fat diet.
  • Vehicle Experimental group of vehicle-treated high-fat diet
  • AK (+) Experimental group administered AK (+) strain grown in media containing mucin
  • AK (-) Administered AK (-) strain grown in media without mucin
  • One experiment group is a photograph taken of the change of subcutaneous fat (A) by administration of AK (+) and AK (-) strains in a high fat diet-induced obesity-induced model mouse (A) and measuring the size (B)
  • the AK (-) strain is a result confirming that effectively suppress the fat cell proliferation by high fat diet.
  • Vehicle Experimental group of vehicle-treated high-fat diet
  • Figure 17 shows the change in brown fat by administration of AK (+) and AK (-) strains by H & E staining in high fat diet-induced obesity-induced model mice. It is confirmed that the reduction of brown fat and well preserved similarly to normal mice.
  • ND Strain-free dietary control group
  • HFD Strain-free high-fat diet group
  • HFD + AK (+) Experiment group administered AK (+) strain grown in media containing mucin
  • HFD + AK (-) Experimental group administered the AK (-) strain grown in the medium without mucin.
  • the present invention has an Akkermansia muciniphila ( Akkermansia) having the effect of preventing or treating degenerative brain disease muciniphila ) strains.
  • Akkermansia mucinipila of the present invention muciniphila strain was distributed from the American Type Culture Collection (ATCC) and used in the present invention (US strain Bank Accession No. ATCC BAA-835, which is the same strain as the German Biological Resources Bank Accession No. DSMZ 22959). .
  • degenerative brain disease in the present invention is a disease that occurs in the brain among degenerative diseases that occur with age, but is not limited thereto.
  • degenerative brain diseases are known to be caused by protein aggregation due to neurodegeneration and genetic and environmental factors caused by aging, but neurons are killed, but the exact cause is not known.
  • prevention in the present invention means any action that inhibits or delays the onset of degenerative brain disease by administration of the pharmaceutical composition according to the present invention
  • treatment means degenerative brain by the administration of the pharmaceutical composition
  • Suspicion of disease and onset of disease means any action that improves or beneficially alters the symptoms of the individual.
  • the prevention or treatment of the degenerative brain disease can be achieved by the microbial strain having an effect of inhibiting phosphorylation and inflammatory activity of amyloid precursor protein, and behaviorally, Parkinson's disease. And it can be achieved by exhibiting the effects of motor control disorders and cognitive ability and memory in animal models with degenerative brain diseases such as Alzheimer's disease.
  • the present invention is a degenerative brain disease containing at least one selected from the group consisting of the strain, the strain-derived vesicles, the culture of the strain, the concentrate of the culture, the dried product of the culture and the extract of the culture as an active ingredient.
  • a prophylactic or therapeutic pharmaceutical composition is provided.
  • the composition has an inhibitory effect on movement disorder due to dopaminergic neuronal cell death, or an inhibitory effect on brain inflammatory response, or It may have a cognitive ability and memory improvement effect, but is not limited thereto.
  • dopamine in the present invention is a neurotransmitter that transmits a signal in the brain and is known to be related to exercise and movement.
  • dopaminergic neuron death in the present invention refers to the loss or degeneration of dopaminergic neurons concentrated in the substantia nigra pars compacta of the midbrain. It is known that it can be produced by injecting 6-OHDA (6-hydroxyldopamine).
  • neuroinflammation in the present invention is an important factor that causes degenerative brain disease.
  • the inflammatory cells are excessively activated in the brain, the secretion of inflammatory cytokines increases, and the activation of such brain inflammatory responses is increased. It is known that degenerative brain diseases such as brain cell loss and Parkinson's disease and Alzheimer's disease can be induced.
  • the Akkermansia muciniphila strain provided by the present invention has an inhibitory effect on the brain inflammatory response. It can also improve motor control, cognitive and memory in animal models with degenerative brain diseases such as Parkinson's and Alzheimer's.
  • Fig. 1 the behavioral alteration power in the cognitive impairment and Alzheimer's dementia mouse animal model of the mouse was statistically significantly improved
  • Fig. 2 a new It was confirmed that the object search time was statistically significantly increased
  • FIG. 2 analysis of dextroamphetamine-induced rotational behavior in a Parkinson's disease mouse animal model in which brain induced dopaminergic neuron-specific apoptosis with 6-OHDA revealed that the microbial strain significantly reduced rotational behavior ( 5 and 6).
  • the intestinal microorganism Akkermansia muciniphila strain has an effect of improving motor control, cognitive ability and memory in animal models with degenerative brain diseases such as Parkinson's disease and Alzheimer's disease.
  • the pharmaceutical composition of the present invention may further include suitable carriers, excipients and diluents commonly used in the manufacture of pharmaceutical compositions.
  • the pharmaceutical composition according to the present invention may be formulated in the form of powders, granules, tablets, capsules, suspensions, emulsions, syrups, aerosols and the like, oral preparations, suppositories, and sterile injectable solutions, respectively, according to a conventional method. Can be used.
  • Carriers, excipients and diluents which may be included in the pharmaceutical composition according to the present invention include lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, xylitol, erythritol, maltitol, starch, acacia rubber, alginate, gelatin, calcium phosphate, Various compounds or mixtures, including calcium silicate, cellulose, methyl cellulose, microcrystalline cellulose, polyvinyl pyrrolidone, water, methylhydroxybenzoate, propylhydroxybenzoate, talc, magnesium stearate and mineral oil, and the like. .
  • Solid preparations for oral administration include tablets, pills, powders, granules, capsules, and the like, and such solid preparations include at least one excipient such as starch, calcium carbonate, in the strain or the vesicles derived from the strains. , Sucrose or lactose, gelatin and the like are mixed and prepared. In addition to simple excipients, lubricants such as magnesium stearate and talc are also used.
  • Oral liquid preparations include suspensions, solvents, emulsions, and syrups, and may include various excipients, such as wetting agents, sweeteners, fragrances, and preservatives, in addition to commonly used simple diluents such as water and liquid paraffin.
  • Formulations for parenteral administration include sterile aqueous solutions, non-aqueous solvents, suspensions, emulsions, lyophilized preparations, suppositories.
  • the non-aqueous solvent and suspending agent propylene glycol, polyethylene glycol, vegetable oil such as olive oil, injectable ester such as ethyl oleate and the like can be used.
  • As the base of the suppository witepsol, macrogol, tween 61, cacao butter, laurin butter, glycerogelatin and the like can be used.
  • the pharmaceutical composition of the present invention may be administered in a pharmaceutically effective amount, wherein the term "pharmaceutically effective amount" of the present invention is for preventing or treating a disease at a reasonable benefit / risk ratio applicable to medical prophylaxis or treatment.
  • Sufficient amount means an effective dose level means the severity of the disease, the activity of the drug, the age, weight, health, sex, sensitivity of the patient to the drug, the time of administration of the composition of the invention used, the route of administration and the rate of excretion, The duration of treatment, factors including drugs used in combination or coincidental with the composition of the invention used, and other factors well known in the medical art can be determined.
  • compositions of the present invention may be administered as individual therapeutic agents or in combination with other therapeutic agents and may be administered sequentially or simultaneously with conventional therapeutic agents. And single or multiple administrations. In consideration of all the above factors, it is important to administer an amount that can achieve the maximum effect with a minimum amount without side effects.
  • the dosage of the pharmaceutical composition of the present invention may be, for example, administered to the mammal including humans at 1.0 ⁇ 10 9 CFU for one day.
  • the frequency of administration of the composition of the present invention is not particularly limited, but may be administered once a day or several times in divided doses.
  • the dosage does not limit the scope of the invention in any aspect.
  • the present invention provides a method for preventing degenerative brain disease, comprising administering the pharmaceutical composition in a pharmaceutically effective amount to a subject having or likely to develop a degenerative brain disease Or provide a method of treatment.
  • the strain-derived vesicles, the culture of the strain, the concentrate of the culture, the dried product of the culture and the extract of the culture Since at least one selected may be used as an active ingredient of a pharmaceutical composition for preventing or treating degenerative brain disease, the composition may be used for preventing or treating degenerative brain disease.
  • the term "individual" of the present invention includes, without limitation, mammals including rats, livestock, humans, etc., which may or may not develop degenerative brain diseases.
  • the route of administration of the pharmaceutical composition may be administered through any general route as long as it can reach the target tissue.
  • the pharmaceutical composition of the present invention is not particularly limited, but may be administered through a route such as oral administration, rectal administration and the like, and may also be administered by other routes depending on the purpose.
  • the intestinal microorganism Akkermansia mucinipila strain may be denatured by gastric acid, so the oral composition should be formulated to coat the active agent or protect it from degradation in the stomach.
  • the composition may be administered by any device in which the active substance may migrate to the target cell.
  • the present invention is a degenerative brain disease containing at least one selected from the group consisting of the strain, the strain-derived vesicles, the culture of the strain, the concentrate of the culture, the dried product of the culture and the extract of the culture as an active ingredient. It provides a health functional food composition for prevention or improvement.
  • the strain is as described above, and may be added to a dietary supplement for the purpose of preventing or improving degenerative brain disease.
  • Health functional food composition for preventing or improving degenerative brain disease in addition to the active ingredient, nutrients, vitamins, electrolytes, flavors, coloring agents, enhancers, pectic acid and salts thereof, alginic acid and salts thereof It may further contain at least one selected from organic acids, protective colloidal thickeners, pH adjusting agents, stabilizers, preservatives, glycerin, alcohols and carbonation agents used in carbonated drinks.
  • the strain or its culture solution may be added as it is or used together with other food or food ingredients, and may be appropriately used according to a conventional method.
  • the mixed amount of the active ingredient can be suitably determined according to the purpose of use (prevention, health or therapeutic treatment).
  • the food (or nutraceutical) of the present invention may further include ingredients that are commonly added during food production and are food acceptable.
  • ingredients that are commonly added during food production and are food acceptable.
  • citric acid, liquid fructose, sugar, glucose, acetic acid, malic acid, fruit juice, and the like may be further included.
  • the amount that may be included as an active ingredient of the food (or health functional food) according to the present invention may be appropriately selected according to the age, sex, weight, condition, and symptoms of the disease of a person who wants to prevent or improve degenerative brain disease. Preferably it is included in about 0.01 g to 10.0 g per day of adult standards, by ingesting a food having such a content can be obtained to prevent or improve the degenerative brain disease.
  • the present invention provides a method for producing a microbial agent for preventing or treating degenerative brain disease, comprising culturing the strain.
  • the method of culturing the strain of the present invention may be cultured according to methods commonly used in the art.
  • the microbial agent for preventing or treating degenerative brain disease of the present invention is an active ingredient Akkermansia muciniphila ( Akkermansia muciniphila ) strain can be prepared.
  • the microbial agent for preventing or treating degenerative brain disease according to the present invention may be prepared as a solution, powder, suspension, dispersion, emulsion, oily dispersion, paste, dust, propellant or granule, but is not limited thereto.
  • the present invention is one or more selected from the group consisting of the strain, the strain-derived endoplasmic reticulum, the culture of the strain, the concentrate of the culture, the dried product of the culture and the extract of the culture. It provides a feed additive composition for preventing or improving degenerative brain disease.
  • the strain is as described above, and may be added as a feed additive composition for the purpose of preventing or improving degenerative brain disease.
  • the feed additive of the present invention corresponds to a feed supplement in the Feed Control Act.
  • the feed additive composition of the present invention may be added to a feed, and "feed” means any natural or artificial diet, one meal, etc., or any ingredient of the above meal for eating, ingesting, and digesting by an animal. can do.
  • the kind of the feed is not particularly limited, and may be used a feed commonly used in the art.
  • Non-limiting examples of the feed may include plant feeds such as cereals, fruits, food processing by-products, algae, fibres, pharmaceutical by-products, oils, starches, gourds or grain by-products; And animal feeds such as proteins, minerals, fats and oils, minerals, fats and oils, single cell proteins, zooplankton or foods.
  • the present invention is Akkermansia ( Akkermansia ) cultured in a mucin-free medium muciniphila ) strain, the strain-derived endoplasmic reticulum, the culture of the strain, the concentrate of the culture, the dried product of the culture and for the prevention or treatment of metabolic diseases containing at least one selected from the group consisting of extracts of the culture as an active ingredient It provides a pharmaceutical composition.
  • Akkermansia mucinipila of the present invention muciniphila strain was distributed from the American Type Culture Collection (ATCC) and used in the present invention (US strain Bank Accession No. ATCC BAA-835, which is the same strain as the German Biological Resources Bank Accession No. DSMZ 22959). .
  • any medium can be used as long as it is a medium without mucin in the medium used for culturing the Akkermansia muciniphila strain, and preferably, CM medium. If the addition composition of the culture medium of the Akkermansia muciniphila strain used in the art such as BHI medium or BTTM medium is a medium in which the mucin is not present in the modified medium.
  • the metabolic disease may be selected from the group consisting of hyperlipidemia, fatty liver, obesity, diabetes, arteriosclerosis, and hypertension, but is not limited thereto.
  • the pharmaceutical composition for preventing or treating metabolic diseases of the present invention may include 0.02 to 80% by weight, preferably 0.02 to 50% by weight of the strain dry powder or strain culture based on the total weight of the composition.
  • composition comprising the strain dried powder or strain culture of the present invention may further comprise a suitable carrier, excipient and diluent, which are commonly used in the manufacture of pharmaceutical compositions, and the details are as described above.
  • the pharmaceutical dosage form of the strain dried powder or strain culture of the present invention may be used alone or in combination with other pharmaceutically active compounds, as well as in a suitable set, specific details are as described above.
  • the preferred dosage of the strain dried powder or strain culture of the present invention depends on the condition and weight of the patient, the extent of the disease, the form of the drug, the route of administration and the duration, and may be appropriately selected by those skilled in the art.
  • the strain dry powder or strain culture of the present invention is preferably administered at 0.0001 to 100 mg / kg, preferably 0.001 to 100 mg / kg per day. Administration may be administered once a day or may be divided several times. The dosage does not limit the scope of the invention in any aspect.
  • the strain dried powder or strain culture of the present invention can be administered to mammals such as mice, mice, livestock, humans by various routes. All modes of administration can be expected, for example by oral, rectal or intravenous, intramuscular, subcutaneous or intrauterine dural injection.
  • the present invention is Akkermansia muciniphila strain cultured in a mucin-free medium, the strain-derived vesicles, the culture of the strain, the concentrate of the culture, the dried product of the culture and the culture It provides a health functional food composition for the prevention or improvement of metabolic diseases containing at least one selected from the group consisting of water extracts as an active ingredient.
  • the metabolic disease may be selected from the group consisting of hyperlipidemia, fatty liver, obesity, diabetes, arteriosclerosis, and hypertension, but is not limited thereto. .
  • Health functional food composition for the prevention or improvement of metabolic diseases according to an embodiment of the present invention, in addition to the active ingredient, nutrients, vitamins, electrolytes, flavors, coloring agents, enhancers, pectic acid and salts thereof, alginic acid and salts thereof It may further contain at least one selected from organic acids, protective colloidal thickeners, pH adjusting agents, stabilizers, preservatives, glycerin, alcohols and carbonation agents used in carbonated drinks.
  • the strain may be added to a dietary supplement for the purpose of preventing or improving metabolic diseases.
  • the strain or its culture solution may be added as it is or used together with other food or food ingredients, and may be appropriately used according to a conventional method.
  • the mixed amount of the active ingredient can be suitably determined according to the purpose of use (prevention, health or therapeutic treatment).
  • the food (or nutraceutical) of the present invention may further include ingredients that are commonly added during food production and are food acceptable.
  • ingredients that are commonly added during food production and are food acceptable.
  • citric acid, liquid fructose, sugar, glucose, acetic acid, malic acid, fruit juice, and the like may be further included.
  • the amount that may be included as an active ingredient of the food (or health functional food) according to the present invention may be appropriately selected according to the age, sex, weight, condition, symptoms of the disease of the person who wants to prevent or improve the metabolic disease, Preferably it is included in about 0.01 g to 10.0 g per day per adult, by taking a food having such a content can be obtained to prevent or improve the metabolic disease.
  • the present invention is Akkermansia muciniphila strain cultured in a mucin-free medium, the strain-derived vesicles, the culture of the strain, the concentrate of the culture, the dried product of the culture and the culture It provides a feed additive composition for the prevention or improvement of metabolic diseases containing at least one selected from the group consisting of water extracts as an active ingredient.
  • the strain is as described above, and may be added as a feed additive composition for the purpose of preventing or improving metabolic diseases.
  • the feed additive of the present invention corresponds to a feed supplement in the Feed Control Act.
  • the feed additive composition of the present invention may be added to a feed, and "feed” means any natural or artificial diet, one meal, etc., or any ingredient of the above meal for eating, ingesting, and digesting by an animal. can do.
  • the kind of the feed is not particularly limited, and may be used a feed commonly used in the art.
  • Non-limiting examples of the feed may include plant feeds such as cereals, fruits, food processing by-products, algae, fibres, pharmaceutical by-products, oils, starches, gourds or grain by-products; And animal feeds such as proteins, minerals, fats and oils, minerals, fats and oils, single cell proteins, zooplankton or foods.
  • the present invention provides a method for producing a microbial preparation for the prevention or treatment of metabolic diseases comprising culturing the strain.
  • the method of culturing the strain of the present invention may be cultured according to methods commonly used in the art.
  • the microbial preparation for preventing or treating metabolic diseases of the present invention can be prepared using the Akkermansia muciniphila strain cultured in a medium without mucin as an active ingredient.
  • the microbial preparation for preventing or treating metabolic diseases according to the present invention may be prepared as a solution, powder, suspension, dispersion, emulsion, oily dispersion, paste, dust, propellant or granule, but is not limited thereto.
  • Example One Akkermansia Mucinibila ( Akkermansia muciniphila , AK) Alzheimer's dementia and brain cognitive function in vivo efficacy test
  • the group was tested by dividing the control group administered with 25% glycerol / PBS and the experimental group administered orally with Akkermansia mucinipila strains at 2.0 ⁇ 10 8 CFU daily.
  • the control and experimental populations of the Alzheimer's diseased mouse group overexpressing APP / PSEN1 were performed using 9 and 6 mice, respectively, 25% glycerol / PBS for the control group, and 10 Akermansia muciniphila strains for the experimental group. Oral administration daily.
  • the Akkermansia muciniphila strain is an intestinal microorganism already known as a standard strain ( Akkermansia muciniphila , AK: American Bacterial Bank Accession No. ATCC BAA-835, the strain is German Biological Resources Bank Accession No. DSMZ 22959 Strain), which was purchased from ATCC and used in the present invention.
  • An 8-week-old male C57BL / 6 mouse was used to orally administer 25% glycerol / PBS to the control group and an intestinal-derived Akkermansia muciniphila strain at 2.0 x 10 8 CFU daily for 1 week orally.
  • Induction of cognitive impairment and Alzheimer's dementia in mice by intraperitoneally administering LPS (lipopolysaccharide) at a concentration of 250 ⁇ g / kg to the control group and the control group for an additional week for a week.
  • LPS lipopolysaccharide
  • Y-maze test The Y-maze test was performed to confirm the effect of the Akkermansia muciniphila on spatial perception and memory. In the Y-shaped maze device, the behavior change ability was evaluated by measuring the number and order of entering the maze in the behavior of the mouse exploring each maze.
  • Novel object recognition test To confirm the cognitive and memory-promoting effects of Akkermansia muciniphila, the mouse was placed with two identical cylindrical wooden blocks on each side of the box. After that, the mouse was exposed for 10 minutes to explore them, and after 24 hours, the new block (new object) in the box with the cylinder block (used object), which was originally seen, was put together in the box, and then moved. Was observed.
  • Figure 4A is a photograph showing the results of immunostaining for activated microglia cells in the mouse brain
  • Figure 4B is activated microglia cells in accordance with the administration of Akkermansia muciniphila in the brain of LPS administration model mice It is a graph showing the result of comparing the change in the level of immunostaining. As observed in FIGS. 4A and 4B, it was confirmed that the level of activated microglia in the cerebral cortex was significantly reduced by the administration of Akermancia mucinipila (* p ⁇ 0.05).
  • Alzheimer's disease mice overexpressing APP / PSEN1 mutant genes were found to have lower spatial perception ability and memory than normal mice (Non-tg).
  • the behavioral alteration power was statistically significant (Students t -test, * p ⁇ 0.05) (FIG. 1).
  • Alzheimer's disease mice overexpressing the mutant gene of APP / PSEN1 lacked new object cognitive memory in a new object search test. It was confirmed that the increase significantly (Students t -test, * p ⁇ 0.05) (Fig. 2).
  • the Akermanic mucinipila strain has an effect of effectively inhibiting cognitive and memory impairment in mice in the LPS-induced Alzheimer's model and the Alzheimer's model of overexpression of APP / PSEN1 mutation.
  • the asymmetric dyskinesia of the mouse was confirmed through the d-amphetamine-induced rotation test.
  • mice Eight weeks-old male C57BL / 6 mice were fed high-fat diets for six weeks, and five mice were fed per group to induce dietary obesity, while high-fat diets continued to be consumed, while control group received vehicle (25% glycerol / PBS),
  • the strain AK (+) grown on the mucin-added medium and the strain AK (-) grown on the mucin-free medium were fed 2.0 x 10 8 CFU and 1.0 x 10 7 CFU once daily for 5 weeks.
  • blood was collected and analyzed by measuring the concentrations of fasting cholesterol and triglycerides in the blood.
  • the blood was separated from plasma and measured directly by fasting blood cholesterol and triglyceride levels using a blood chemistry analyzer.
  • concentrations of 191 ⁇ 12 mg / dl and 198 ⁇ 12 mg / dl were observed, whereas the experimental group to which AK (+) strains were administered showed 183 ⁇ 6 mg / dl and 164 ⁇ 16 mg / dl, and AK (-) strains.
  • AK (+) strains were administered showed 183 ⁇ 6 mg / dl and 164 ⁇ 16 mg / dl, and AK (-) strains.
  • 156 ⁇ 9 mg / dl and 145 ⁇ 6 mg / dl it was confirmed that the cholesterol and triglycerides in the blood tended to be lowered than the control group according to the AK strain administration.
  • mice Six-week-old male C57BL / 6 mice were fed high-fat diets for six weeks, and five mice were fed per group to induce dietary obesity and continued to receive high-fat diets, while the control group received vehicle (25% glycerol / PBS),
  • the strain AK (+) which was grown on the media containing mucin
  • the strain AK (-) which was grown on the media without mucin
  • liver tissue was taken, frozen sections were prepared, and oil red-O (ORD) staining was performed. Liver tissue was analyzed by directly measuring the concentration of triglycerides in liver tissue using a triglyceride measurement kit.
  • the AK strain has an effect of inhibiting weight gain, and in particular, the AK (-) strain cultured in the mucin-free condition was higher than the AK (+) strain grown in the media containing mucin. It was confirmed that the effect of inhibiting obesity induced by the diet is very excellent (FIG. 9).
  • Example 7 On high paper Induced Glucose Tolerance in Animal Models Akkermansia Mucinibila ( Akkermansia muciniphila , AK) strains for improvement of glucose tolerance impaired by oral administration
  • AK (+) and AK (-) strains were administered for 4 weeks, and glucose was injected intraperitoneally. The blood glucose level increased to near 500 mg / dl and then dropped slowly until 120 minutes. However, the AK (+) strain group showed lower levels than the control group at 30 and 60 minutes of glucose administration. All 30, 60, 90 and 120 minutes were observed to have a significantly lower blood glucose than the control ( p ⁇ 0.01, Student's t- test) (FIG. 11A).
  • Example 8 On high paper Induced Insulin Sensitization in Animal Models Akkermansia Muscinila Akkermansia muciniphila , AK) Strain Reduction of Insulin Sensitivity by Oral Administration
  • AK (+) and AK (-) strains were administered for 4 weeks, fasted for 4 hours, and insulin was measured.
  • the control group dropped to 60% of blood glucose level at 60 minutes of insulin administration and then recovered to 85% at 120 minutes, but AK (+) and AK (-) strains were administered.
  • the experimental group significantly decreased to 40% of 0 minutes until 90 minutes after administration, and then recovered to 59% of AK (+) strain-treated group and 42% of AK (-) strain-treated group at 120 minutes. ( p ⁇ 0.01, Student's t- test) (FIG. 12).
  • the experimental group administered the AK (-) strain was found to have a more pronounced effect of improving insulin sensitivity and maintained for a long time (FIG. 12).
  • the fasting blood insulin concentration (1.1 ⁇ 0.1 ng / ml) was the highest in the control group, and 0.7 ⁇ 0.1 ng / ml and 0.6 ⁇ 0.1 ng / ml, respectively, in the experimental group to which the AK (+) and AK (-) strains were administered.
  • the blood insulin concentration was reduced to a level significantly greater than that of the control group (FIG. 13).
  • the group administered with the AK strain had a lower HOMA-IR level than the control group (9.8 ⁇ 1.9).
  • the experimental group (4.9 ⁇ 0.7) with the AK (-) strain was administered with the AK (+) strain.
  • HOMA-IR values were lower than (6.3 ⁇ 1.6), indicating that AK strain administration improved insulin resistance in high fat diet-induced obesity and hyperglycemic mouse models, and AK (-) strains grown in media without mucin It was confirmed that the effect is more pronounced (FIG. 14).
  • Example 9 On high paper Induced Obesity in Animal Models Akkermansia Mucinibila ( Akkermansia muciniphila , AK) Analysis of the distribution of white adipose tissue and the pathological changes of brown adipose tissue by oral administration of strains
  • the abdominal fat and subcutaneous fat tissues of ⁇ 2500 ⁇ m 2 adipose tissues showed significantly lower distribution than the control group in the AK (-) strains grown in mucin-free medium.
  • the adipose tissues with small 2500 ⁇ m 2 ⁇ showed a high distribution (FIGS. 15 and 16).
  • the high-fat diet group (HFD) which was not treated with the strain, was observed that most of the adipose tissue was whitened and increased in size. In the experimental group, the degree of whitening was reduced.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Diabetes (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Obesity (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Child & Adolescent Psychology (AREA)
  • Psychiatry (AREA)

Abstract

본 발명은 퇴행성 뇌질환 또는 대사성 질환의 예방 또는 치료 효과를 가지는 아커만시아 뮤시니필라(Akkermansia muciniphila) 균주 및 이의 용도에 관한 것으로, 본 발명의 장내 미생물 아커만시아 뮤시니필라 균주는 파킨슨병 및 알츠하이머병과 같은 퇴행성 뇌질환을 지닌 동물 모델에서 운동조절 능력, 인지 능력 및 기억력 개선효과를 나타내며, 또한, 뮤신(mucin)이 있는 배지에서 배양한 경우보다 뮤신이 없는 배지에서 배양한 아커만시아 뮤시니필라 균주를 경구투여(in vivo) 했을 때, 고지방식이로 유도된 마우스 모델에서 발생한 고지혈증, 지방간, 비만 및 고혈당의 개선 효과가 현저한 것을 확인하였다.

Description

퇴행성 뇌질환 또는 대사성 질환의 예방 또는 치료 효과를 가지는 아커만시아 뮤시니필라 균주 및 이의 용도
본 발명은 퇴행성 뇌질환 또는 대사성 질환의 예방 또는 치료 효과를 가지는 아커만시아 뮤시니필라 균주 및 이의 용도에 관한 것이다.
현대인에게 기억력은 급변하는 생활에서 그 중요성이 증대되고 있으며, 사회적으로 학습량이 많은 청소년에서부터 노년에 이르기까지 주요 관심 대상이 되고 있다. 퇴행성 뇌질환은 기억력 감퇴를 가져오는 것으로 알려져 있으며, 뇌염증 반응이 알츠하이머 증후군, 파킨슨 증후군, 헌팅턴 증후군과 같은 중추신경계의 퇴행성 뇌질환의 중요한 요인으로 밝혀졌다. 최근 노인 인구의 증가 등에 따라 치매와 같은 퇴행성 뇌질환 환자가 급증하여, 치매 등으로 인해 저하된 인지기능 및 학습기능을 개선시키고 향상시키는 다양한 치료전략을 수립하고 효과적인 약물을 개발하고자 하는 노력이 시도되고 있다. 현재까지 개발된 기억력 개선 약물들에는 아세틸콜린 전구체(acetylcholine precursor), 수용체 활성제(Receptor agonist), 아세틸콜린 분해 억제제(Acetylcholine esterase inhibitor) 등이 있다. 그러나 아직까지 퇴행성 뇌질환의 근본적인 발병 원인을 치료할 수 있는 치료제는 개발되어 있지 않으며, 일반적인 치료제로서 사용 가능한 것으로는 아세틸콜린 분해 억제제인 화이자사의 아리셉트(Aricept), 노바티스사의 엑셀론(Exelon), 그리고 얀센사의 레미닐(Reminyl)과 최근에 미국 FDA로부터 허가를 받은 NMDA 수용체(N-methyl-D-aspartate receptor)의 길항제 기전의 룬드벡사의 에빅사(Ebixa: Memantine)가 있다. 그러나 아세틸콜린 분해 억제제의 경우는 감퇴된 인지 능력을 개선해 줄 뿐, 알츠하이머 질환의 근본적인 발병 원인을 치료하지는 못하는 한계가 있다. 또한, 단지 일부 환자의 경우에서 일시적인 증세 완화 효과를 보이며, 그 약효가 오래 지속되지 못하므로 근본적인 치료 효과를 기대하기는 어려운 것으로 알려져 있다. 이 외에도 퇴행성 뇌질환의 특성상 약물의 장기 복용을 요하게 되는데, 상기 의약품들의 경우 간 독성, 구토, 식욕감퇴를 비롯한 여러 가지 부작용을 수반하는 등의 문제점이 있다. 따라서 퇴행성 뇌질환의 진행 과정을 막아 줄 수 있는 새로운 치료제의 개발이 시급한 과제가 되고 있다. 이를 위해서 많은 다국적 제약회사들이 이 분야에 대한 연구 개발에 막대한 투자를 하고 있으며, 특히 알츠하이머 질환의 근본적인 발병 원인으로 추정되고 있는 40여 개의 아미노산으로 구성된 베타 아밀로이드(β-amyloid)의 생성량을 감소시키는 베타 또는 감마 시크리테아제(secretase) 저해제의 개발이 그 주종을 이루고 있다. 국내의 경우 알츠하이머 질환에 대한 기초 연구는 어느 정도 이루어지고 있으나 치매 치료제 개발 그 자체의 경우는 거의 전무한 실정이라고 여겨진다.
한편, 대사성 질환(Metabolic disease)은 생체 내에서의 물질대사 장애에 의해 발생하는 질환을 총칭한다. 일반적으로 당질, 지질, 단백질, 비타민, 전해질 및 수분 등의 불균형에 의해 발생하게 되는데, 그 예로는 비만, 당뇨병, 고지혈증, 동맥경화증, 고혈압 등이 있다. 이 중에서도 제2형 당뇨병의 경우에는 성인기에 주로 나타나는 당뇨병으로서 인슐린에 대한 저항성의 증가를 특징으로 한다. 인슐린 수용체 자체의 감소, 혹은 그 민감도가 떨어지거나 세포 내 글리코겐 합성을 일으키는 2차 전달자에 문제가 생기면 인슐린에 대한 민감도가 떨어지게 된다. 따라서, 제2형 당뇨병을 인슐린 비의존성 당뇨병이라 하며 당뇨의 85∼90%를 차지한다. 특히, 비만은 외관상의 심미적 측면에서도 사회적 이슈가 되고 있지만, 사실 이로 인해 당뇨, 고혈압 등의 대사질환 합병증과 같은 건강상의 심각한 위험이 초래될 수 있다는 점이 비만의 가장 심각한 문제점이다. 이와 같은 비만의 병적인 상태와 관계있는 증상이 비만 개체에게서 나타나는 전신성 만성염증(systemic chronic inflammation)이다. 염증반응은 체내에서 일어나는 면역 기작의 하나로서, 국소적으로 발생할 시 외부로부터의 병균이나 바이러스의 침입으로부터 몸을 방어하는 중요한 반응이다. 그러나 이와 같은 염증반응이 체내 면역반응의 균형 붕괴로 인하여 전신적, 만성적으로 과다하게 활성화되면 체내에서 일어나는 대사작용에 장애를 유발하게 된다. 비만으로 인해 유발되는 만성염증 반응은 당뇨, 심혈관계 질환, 동맥경화 등 각종 대사성 질환의 원인으로 밝혀지고 있으며 비만을 질병으로 규정하는 가장 중요한 요소이기도 하다. 만성염증 반응으로 인한 이차적 대사성 질환의 발병 없이는 비만은 단순히 미용상의 문제이며, 최근 세계보건기구에서도 당뇨와 같이 삶의 질을 현저히 떨어뜨리는 이차적 대사성 질환을 유발할 수 있는 만성 염증반응을 이유로 들어 비만을 질병으로 규정한 바 있다. 현재, 높은 에너지 부하를 갖는 식품 섭취의 꾸준한 증가 및 적은 운동과 연관된 사회적 변화들은 비만 및 비만으로 야기된 대사성 질환의 발생을 증가시키고 있다. 저칼로리 다이어트와 운동에 기초한 전통적인 치료는 비만 제어에 있어서 그다지 효과를 나타내지 못하고, 일시적인 체중 손실을 초래할 뿐이다. 체중 감소를 유도하는 안전하고 효과적인 약물의 개발이 수십 년 동안 진행되어 왔다. 그러나 현재까지, 효능을 보인 약물들은 심각한 부작용을 초래하거나 임상 실험에서 그다지 효능이 우수하지 못하였다. 따라서 비만 및 비만으로 야기된 대사성 질환을 개선하고 이러한 병리상태를 예방할 수 있는 새로운 접근 방법이 요구되고 있다.
최근 연구 결과들은 장내 미생물이 사람의 장 건강 및 장 질환은 물론이고 뇌기능 조절 및 뇌질환의 발병에 적극적으로 영향을 주는 것이 밝혀지고 있다. 그러나 장내 미생물인 아커만시아 뮤시니필라(Akkermansia muciniphila) 균주에 의한 뇌질환 예방 또는 치료효과 및 뇌인지 기억력에 대한 영향에 대해서는 밝혀진 바가 전혀 없으며, 특정 배양 조건에서 배양한 아커만시아 뮤시니필라가 대사성 질환의 예방 및 치료에 더욱 효과적인 점에 대해서는 알려진 바가 없다.
한편, 한국등록특허 제1476236호에서는 '노화 및 치매의 예방 및/또는 치료 활성을 갖는 유산균'이 개시되어 있고, 한국공개특허 제2015-0093711호에서는 '대사장애를 치료하기 위한 아커만시아의 용도'가 개시되어 있으나, 본 발명에서와 같이, '퇴행성 뇌질환 또는 대사성 질환의 예방 또는 치료 효과를 가지는 아커만시아 뮤시니필라 균주 및 이의 용도'에 대해서는 밝혀진 바가 전혀 없다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명은 최근 현대인들에게서 발병이 높아지고 있는 파킨슨병 및 알츠하이머병과 같은 퇴행성 뇌질환의 발병 및 악화를 효과적으로 억제할 수 있고, 이를 치료하기 위한 부작용이 없는 안전한 약물로서, 섭취 시에도 인체에 독성을 나타내지 않는 물질을 이용한 퇴행성 뇌질환의 새로운 예방 또는 치료제를 개발하기 위하여 예의 연구 노력한 결과, 이미 표준균주로 알려진 장내 미생물인 아커만시아 뮤시니필라(Akkermansia muciniphila, AK : 미국균주은행 기탁번호 ATCC BAA-835, 상기 균주는 독일생물자원은행 기탁번호 DSMZ 22959와 동일한 균주임) 균주가 이들에 효과가 있는 것을 확인하였다.
또한, 본 발명은 고지혈증, 지방간, 비만 및 당뇨를 포함한 대사성 질환을 효과적으로 억제할 수 있고, 이를 치료하기 위한 부작용이 없는 안전한 약물로서, 섭취 시에도 인체에 독성을 나타내지 않는 물질을 이용한 대사성 질환의 새로운 예방 또는 치료제를 개발하기 위하여 예의 연구 노력한 결과, 이미 표준균주로 알려진 장내 미생물인 아커만시아 뮤시니필라(Akkermansia muciniphila, AK : 미국균주은행 기탁번호 ATCC BAA-835, 상기 균주는 독일생물자원은행 기탁번호 DSMZ 22959와 동일한 균주임) 균주가 이들에 효과가 있는 것을 확인하였다.
특히, 본 발명에서는 배양한 아커만시아 뮤시니필라 균주를 경구투여(in vivo) 했을 때, 파킨슨병 동물모델에서 운동장애를 개선하고, 알츠하이머병 동물모델에서 인지 능력 및 기억력 개선 효과가 있음을 밝혀냄으로써, 이를 퇴행성 뇌질환 예방 또는 치료 용도 및 뇌인지 기억력 개선 용도로 사용할 수 있음을 확인하였으며, 또한 뮤신(mucin)이 있는 배지에서 배양한 경우보다 뮤신이 없는 배지에서 배양한 아커만시아 뮤시니필라 균주를 경구투여(in vivo) 했을 때, 고지방식이로 유도된 마우스 모델에서 발생한 고지혈증, 지방간, 비만 및 고혈당의 개선 효과가 더 큰 점을 밝혀냄으로써, 본 발명을 완성하였다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 치료 효과를 가지는 아커만시아 뮤시니필라(Akkermansia muciniphila) 균주를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 균주, 상기 균주 유래 소포체, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축액, 상기 배양물의 건조물 및 상기 배양물의 추출물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 유효성분으로 함유하는 퇴행성 뇌질환 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 균주, 상기 균주 유래 소포체, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축액, 상기 배양물의 건조물 및 상기 배양물의 추출물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 유효성분으로 함유하는 퇴행성 뇌질환 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 균주, 상기 균주 유래 소포체, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축액, 상기 배양물의 건조물 및 상기 배양물의 추출물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 유효성분으로 함유하는 퇴행성 뇌질환 예방 또는 개선용 사료첨가제 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 뮤신(mucin)이 없는 배지에서 배양한 아커만시아 뮤시니필라(Akkermansia muciniphila) 균주, 상기 균주 유래 소포체, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축액, 상기 배양물의 건조물 및 상기 배양물의 추출물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 유효성분으로 함유하는 대사성 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 뮤신(mucin)이 없는 배지에서 배양한 아커만시아 뮤시니필라(Akkermansia muciniphila) 균주, 상기 균주 유래 소포체, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축액, 상기 배양물의 건조물 및 상기 배양물의 추출물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 유효성분으로 함유하는 대사성 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 뮤신(mucin)이 없는 배지에서 배양한 아커만시아 뮤시니필라(Akkermansia muciniphila) 균주, 상기 균주 유래 소포체, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축액, 상기 배양물의 건조물 및 상기 배양물의 추출물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 유효성분으로 함유하는 대사성 질환의 예방 또는 개선용 사료첨가제 조성물을 제공한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 치료 효과를 가지는 아커만시아 뮤시니필라(Akkermansia muciniphila) 균주를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 균주, 상기 균주 유래 소포체, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축액, 상기 배양물의 건조물 및 상기 배양물의 추출물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 유효성분으로 함유하는 퇴행성 뇌질환 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 균주, 상기 균주 유래 소포체, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축액, 상기 배양물의 건조물 및 상기 배양물의 추출물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 유효성분으로 함유하는 퇴행성 뇌질환 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 균주, 상기 균주 유래 소포체, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축액, 상기 배양물의 건조물 및 상기 배양물의 추출물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 유효성분으로 함유하는 퇴행성 뇌질환 예방 또는 개선용 사료첨가제 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 뮤신(mucin)이 없는 배지에서 배양한 아커만시아 뮤시니필라(Akkermansia muciniphila) 균주, 상기 균주 유래 소포체, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축액, 상기 배양물의 건조물 및 상기 배양물의 추출물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 유효성분으로 함유하는 대사성 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 뮤신(mucin)이 없는 배지에서 배양한 아커만시아 뮤시니필라(Akkermansia muciniphila) 균주, 상기 균주 유래 소포체, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축액, 상기 배양물의 건조물 및 상기 배양물의 추출물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 유효성분으로 함유하는 대사성 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 뮤신(mucin)이 없는 배지에서 배양한 아커만시아 뮤시니필라(Akkermansia muciniphila) 균주, 상기 균주 유래 소포체, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축액, 상기 배양물의 건조물 및 상기 배양물의 추출물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 유효성분으로 함유하는 대사성 질환의 예방 또는 개선용 사료첨가제 조성물을 제공한다.
도 1은 뇌에서 알츠하이머병과 관련된 유전자인 APP와 PSEN1 유전자가 과발현되어, 알츠하이머병이 발병되는 마우스(B6C3-Tg(APPswe/PSEN1dE9)85DboJ, JAX, 004462)에서, 본 발명에 따른 장내 미생물인 아커만시아 뮤시니필라(Akkermansia muciniphila, AK) 균주를 투여하여 Y-미로 테스트(Y maze test)에서의 공간지각능력 및 단기 기억력 저하 개선 효과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 뇌에서 알츠하이머병과 관련된 유전자인 APP와 PSEN1 유전자가 과발현되어, 알츠하이머병이 발병되는 마우스(B6C3-Tg(APPswe/PSEN1dE9)85DboJ, JAX, 004462)에서, 본 발명에 따른 장내 미생물인 아커만시아 뮤시니필라(Akkermansia muciniphila, AK) 균주를 투여하여 새로운 사물에 대한 인지테스트(novel object recognition test; NORT, A는 새로운 물체 인지 시간, B는 새로운 물체 인지 횟수)에서의 인지 기능 및 기억력 개선 효과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 LPS를 투여하여 인지기능 손상을 유발시킨 마우스에서, 본 발명에 따른 장내 미생물인 아커만시아 뮤시니필라 균주를 투여하여 새로운 사물에 대한 인지테스트(novel object recognition test; NORT)에서의 인지 기능 및 기억력 개선 효과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 LPS를 투여하여 인지기능 손상을 유발시킨 마우스에서, 본 발명에 따른 장내 미생물인 아커만시아 뮤시니필라 균주를 투여하여 뇌에서 과활성화된 미세신경교세포에 대한 면역염색을 수행한 결과를 나타내는 사진(A) 및 그래프(B)이다.
도 5는 6-OHDA로 뇌의 도파민성 신경세포 특이 세포사멸을 유발한 파킨슨병 마우스 동물 모델에서, 장내 미생물 아커만시아 뮤시니필라 균주의 처리에 따른, 덱스트로 암페타민 유도 회전 운동 횟수가 억제되는 것을 5분 단위로 나타낸 그래프이다.
도 6은 6-OHDA로 뇌의 도파민성 신경세포 특이 세포사를 유발한 파킨슨병 마우스 동물 모델에서, 장내 미생물 아커만시아 뮤시니필라 균주의 처리에 따른, 덱스트로 암페타민 유도 회전 운동 횟수가 억제되는 것을 30분 동안 분석한 합으로 나타낸 그래프이다.
도 7은 고지방식이로 유도된 고지혈증 모델 마우스에서 AK(+) 및 AK(-) 균주 투여에 의한 고지혈증 억제 효과를 혈중 콜레스테롤 함량 변화(A) 및 혈중 중성지방 함량 변화로 확인한 결과이다. *p<0.01 vs 실험대조군 (Student's t-test)
도 8은 고지방식이 투여로 유도된 지방간 모델 마우스에서 AK(+) 및 AK(-) 균주 투여에 의한 지방간 억제 효과를 간지방 염색사진(좌) 및 간의 중성지방 함량 변화(우)로 확인한 결과이다. *p<0.01 vs 실험대조군 (Student's t-test)
도 9는 고지방식이로 유도된 비만 모델 마우스에서 AK(+) 및 AK(-) 균주 투여에 의한 체중 증가율 억제 효과를 비교한 결과이다. *p<0.01 vs 실험대조군 (Student's t-test)
도 10은 고지방식이로 유도된 고혈당 모델 마우스에서 AK(+) 및 AK(-) 균주 투여에 의한 혈당강하 효과를 비공복 혈당 변화(A) 및 공복 혈당 변화(B)로 확인한 결과이다. *p<0.01 vs 실험대조군 (Student's t-test)
도 11은 고지방식이로 유도된 내당능 장애 모델 마우스에서 AK(+) 및 AK(-) 균주 투여에 의한 내당능장애 개선 효과를 혈당변화(A) 및 AUC(B)로 확인한 결과이다. AUC: area under curve, *p<0.01 vs 실험대조군(Student's t-test)
도 12는 고지방식이로 유도된 인슐린 감수성 저하 모델 마우스에서 AK(+) 및 AK(-) 균주 투여에 의한 내당능장애 개선 효과를 혈당(A) 및 혈당변화율(B)로 확인한 결과이다. *p<0.01 vs 실험대조군(Student's t-test)
도 13은 고지방식이로 유도된 인슐린 감수성 저하 모델 마우스에서 AK(+) 및 AK(-) 균주 투여에 의한 인슐린 감수성 개선 효과를 혈중 인슐린 농도로 확인한 결과이다. ND: 균주 무처리 일반식이 대조구, HFD: 균주 무처리 고지방식이 실험군, HFD+AK(+): 뮤신이 있는 배지에서 증식시킨 AK(+) 균주를 투여한 실험군, HFD+AK(-): 뮤신이 없는 배지에서 증식시킨 AK(-) 균주를 투여한 실험군. *p<0.01 vs 실험대조군(Student's t-test)
도 14는 고지방식이로 유도된 인슐린 감수성 저하 모델 마우스에서 AK(+) 및 AK(-) 균주 투여에 의한 내당능장애 및 인슐린 감수성 개선 효과를 인슐린저항성의 지표로 일반적으로 사용되고 있는 HOMA-IR (Homeostasis Model Assessment of insulin resistance index, [Fasting insulin (μIU/mL) × fasting plasma glucose (mmol/L)] / 22.5)을 산출하여 확인한 결과이다. ND: 균주 무처리 일반식이 대조구, HFD: 균주 무처리 고지방식이 실험군, HFD+AK(+): 뮤신이 있는 배지에서 증식시킨 AK(+) 균주를 투여한 실험군, HFD+AK(-): 뮤신이 없는 배지에서 증식시킨 AK(-) 균주를 투여한 실험군. *p<0.01 vs 실험대조군(Student's t-test)
도 15는 고지방식이로 유도된 비만 유도 모델 마우스에서 AK(+) 및 AK(-) 균주 투여에 의한 복부지방(Gonadal fat)의 변화를 사진으로 촬영하고 그 사이즈를 측정하여 AK(-) 균주가 고지방식이에 의한 지방세포 증식을 효과적으로 억제함을 확인한 결과이다. HFD: 균주 무처리 고지방식이 실험군, HFD+AK(+): 뮤신이 있는 배지에서 증식시킨 AK(+) 균주를 투여한 실험군, HFD+AK(-): 뮤신이 없는 배지에서 증식시킨 AK(-) 균주를 투여한 실험군.
도 16은 고지방식이로 유도된 비만 유도 모델 마우스에서 AK(+) 및 AK(-) 균주 투여에 의한 피하지방(Inguinal fat)의 변화를 사진으로 촬영(A)하고 그 사이즈(B)를 측정하여 AK(-) 균주가 고지방식이에 의한 지방세포 증식을 효과적으로 억제함을 확인한 결과이다. Vehicle: 비히클 처리 고지방식이 실험군, AK(+): 뮤신이 있는 배지에서 증식시킨 AK(+) 균주를 투여한 실험군, AK(-): 뮤신이 없는 배지에서 증식시킨 AK(-) 균주를 투여한 실험군.
도 17은 고지방식이로 유도된 비만 유도 모델 마우스에서 AK(+) 및 AK(-) 균주 투여에 의한 갈색지방의 변화를 H&E 염색을 통하여 관찰하고, AK(-) 균주가 고지방식이에 의한 갈색지방의 감소를 억제하고 정상 마우스와 유사하게 잘 보존되어 있음을 확인한 결과이다. ND: 균주 무처리 일반식이 대조구, HFD: 균주 무처리 고지방식이 실험군, HFD+AK(+): 뮤신이 있는 배지에서 증식시킨 AK(+) 균주를 투여한 실험군, HFD+AK(-): 뮤신이 없는 배지에서 증식시킨 AK(-) 균주를 투여한 실험군.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 치료 효과를 가지는 아커만시아 뮤시니필라(Akkermansia muciniphila) 균주를 제공한다.
현재, 아커만시아 뮤시니필라 균주의 퇴행성 뇌질환 관련 질환 등의 예방 또는 치료의 용도에 대해 개시된 바는 없으며, 본 발명자들에 의해 최초로 알츠하이머, 파킨슨병 등을 포함하는 퇴행성 뇌질환 관련 질환의 예방 또는 치료 및 뇌인지 기억력 개선의 용도가 있음이 규명되었다. 기존의 논문 보고(Pharmacology & Therapeutics 2016. 158: 52-62)에 의하면 알츠하이머나 파킨슨 등의 치매환자의 장내 미생물이 건강인의 장내 미생물과 다르다는 보고는 있었으나, 건강인의 장내미생물에 의해 알츠하이머, 파킨슨 등의 치매에 예방 또는 치료효과를 실질적으로 입증한 특허나 논문은 본 발명이 전세계적으로 처음 보고하는 것으로 이는 인체 공생미생물에 의한 치매 예방 또는 치료제로서의 개발 가능성을 세계 최초로 밝힌 것이다.
본 발명의 아커만시아 뮤시니필라(Akkermansia muciniphila) 균주는 미국균주은행(ATCC, American Type Culture Collection)으로부터 분양받아서 본 발명에 사용하였다(미국균주은행 기탁번호 ATCC BAA-835, 상기 균주는 독일생물자원은행 기탁번호 DSMZ 22959와 동일한 균주임).
본 발명에서의 용어 "퇴행성 뇌질환(degenerative brain disease)"이란, 나이가 들어감에 따라 발생하는 퇴행성 질환 중 뇌에서 발생하는 질환으로, 이에 한정되지 않지만 바람직하게는 알츠하이머병, 파킨슨병, 경도 인지장애, 뇌막염, 중풍, 치매, 헌팅턴병 또는 크로이츠펠트-야콥병 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된 것을 말한다. 퇴행성 뇌질환은 노화에 따른 신경 퇴화와 유전적, 환경적 요인들로 인해 단백질이 응집돼 신경세포가 사멸해 야기되는 것으로 알려져 있지만, 아직 정확한 원인은 밝혀져 있지 않은 질환이다.
본 발명에서의 용어 "예방"이란 본 발명에 따른 약학적 조성물의 투여에 의해 퇴행성 뇌질환의 발병을 억제 또는 지연시키는 모든 행위를 의미하고, "치료"란 상기 약학적 조성물의 투여에 의해 퇴행성 뇌질환의 의심 및 발병 개체의 증상이 호전되거나 이롭게 변경되는 모든 행위를 의미한다.
본 발명에서 상기 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 치료는 상기 미생물 균주에 의해, 아밀로이드 전구 단백질 (amyoid precursor protein)의 인산화 억제와 뇌염증작용 억제 효과를 가지는 것에 의해 달성될 수 있으며, 행동학적으로, 파킨슨병 및 알츠하이머병과 같은 퇴행성 뇌질환을 지닌 동물 모델에서 운동조절장애와 인지 능력 및 기억력 개선 효과를 나타내는 것에 의해 달성되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 균주, 상기 균주 유래 소포체, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축액, 상기 배양물의 건조물 및 상기 배양물의 추출물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 유효성분으로 함유하는 퇴행성 뇌질환 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 퇴행성 뇌질환 예방 또는 치료용 약학 조성물에서, 상기 조성물은 도파민성 신경세포 사멸에 의한 운동장애의 억제 효과를 가지거나, 뇌 염증반응에 대한 억제 효과를 가지거나, 또는 인지 능력 및 기억력 개선 효과를 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에서의 용어 "도파민(dopamine)"이란, 뇌 속에서 신호를 전달하는 신경전달 물질로, 운동 및 움직임과 관련이 있는 것으로 알려져 있다.
본 발명에서의 용어 "도파민성 신경세포사"란, 중뇌부의 흑색질 치밀부(substantia nigra pars compacta)에 밀집된 도파민성 신경세포의 소실 또는 변성을 의미하며, 도파민성 신경세포사가 유도된 파킨슨병 동물 모델은 6-OHDA(6-hydroxyldopamine)을 주입함으로써 제작할 수 있는 것으로 알려져 있다.
본 발명에서의 용어 "뇌 염증반응 (neuroinflammation)"이란, 퇴행성 뇌질환을 일으키는 중요한 요인으로서, 뇌에서 염증세포가 과하게 활성화되면 염증 유발성 사이토카인의 분비가 많아지고 이러한 뇌 염증반응의 과활성화에 의해 뇌세포 소실 및 파킨슨병, 알츠하이머병과 같은 퇴행성 뇌질환이 유발될 수 있는 것으로 알려져 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서 제공하는 아커만시아 뮤시니필라 균주는 뇌 염증반응에 대한 억제 효과를 지님을 확인하였다. 또한, 파킨슨병 및 알츠하이머병과 같은 퇴행성 뇌질환을 지닌 동물 모델에서 운동조절 능력, 인지 능력 및 기억력을 개선시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 본 발명의 미생물 균주의 처리에 따른, 마우스의 인지 손상 및 알츠하이머성 치매 마우스 동물 모델에서 행동변경력이 통계적으로 유의하게 개선되는 것을 확인하였고(도 1), 새로운 물체 탐색 시간이 통계적으로 유의하게 증가됨을 확인할 수 있었다(도 2 및 도 3). 또한, 6-OHDA로 뇌의 도파민성 신경세포 특이 세포사멸을 유발한 파킨슨병 마우스 동물 모델에서의 덱스트로 암페타민 유도 회전 행동을 분석한 결과, 상기 미생물 균주에 의해 회전 행동이 현저히 감소됨을 확인하였다(도 5 및 도 6).
따라서, 상기 장내 미생물 아커만시아 뮤시니필라 균주는 파킨슨병 및 알츠하이머병과 같은 퇴행성 뇌질환을 지닌 동물 모델에서 운동조절 능력, 인지 능력 및 기억력 개선효과가 있음을 확인하였다.
본 발명의 상기 약학조성물은 약학적 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 약학조성물은, 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 상기 약학조성물에 포함될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제로는 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 등을 포함한 다양한 화합물 혹은 혼합물을 들 수 있다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 상기 균주 또는 상기 균주 유래 소포체에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트(calcium carbonate), 수크로스(sucrose) 또는 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스테아레이트, 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 프로필렌글리콜(propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로젤라틴 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 약학적 조성물은 약제학적으로 유효한 양으로 투여될 수 있는데, 본 발명의 용어 "약제학적으로 유효한 양"이란 의학적 예방 또는 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 예방 또는 치료하기에 충분한 양을 의미하며, 유효 용량 수준은 질환의 중증도, 약물의 활성, 환자의 연령, 체중, 건강, 성별, 환자의 약물에 대한 민감도, 사용된 본 발명 조성물의 투여 시간, 투여 경로 및 배출 비율, 치료기간, 사용된 본 발명의 조성물과 배합 또는 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다. 본 발명의 약학적 조성물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고 종래의 치료제와는 순차적으로 또는 동시에 투여될 수 있다. 그리고 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 상기 요소를 모두 고려하여 부작용없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하다.
본 발명의 약학적 조성물의 투여량은 예를 들어, 본 발명의 약학 조성물을 사람을 포함하는 포유동물에 하루 동안 1.0×109 CFU로 투여하는 것이 좋다. 본 발명의 조성물의 투여 빈도는 특별히 이에 제한되지 않으나, 1일 1회 투여하거나 또는 용량을 분할하여 수회 투여할 수 있다. 상기 투여량은 어떠한 면으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 실시양태로서, 본 발명은 상기 약학적 조성물을 약제학적으로 유효한 양으로 퇴행성 뇌질환이 발병될 가능성이 있거나 또는 발병된 개체에 투여하는 단계를 포함하는 퇴행성 뇌질환 예방 또는 치료방법을 제공한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서 제공하는 상기 장내 미생물 아커만시아 뮤시니필라 균주, 상기 균주 유래 소포체, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축액, 상기 배양물의 건조물 및 상기 배양물의 추출물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상은 퇴행성 뇌질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물의 유효성분으로서 사용할 수 있으므로, 상기 조성물은 퇴행성 뇌질환을 예방 또는 치료하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 용어 "개체"란 퇴행성 뇌질환이 발병될 가능성이 있거나 또는 발병된 쥐, 가축, 인간 등을 포함하는 포유동물을 제한 없이 포함한다.
본 발명의 퇴행성 뇌질환을 치료하는 방법에 있어서, 상기 약학적 조성물의 투여 경로는 목적 조직에 도달할 수 있는 한 어떠한 일반적인 경로를 통하여도 투여될 수 있다. 본 발명의 약학적 조성물은 특별히 이에 제한되지 않으나, 경구 투여, 직장내 투여 등의 경로를 통해 투여할 수 있으며 경우에 따라 목적에 따라 다른 경로로도 투여될 수 있다. 다만, 경구 투여 시에는 위산에 의하여 상기 장내 미생물 아커만시아 뮤시니필라 균주가 변성될 수 있기 때문에 경구용 조성물은 활성 약제를 코팅하거나 위에서의 분해로부터 보호되도록 제형화 되어야 한다. 또한, 상기 조성물은 활성 물질이 표적 세포로 이동할 수 있는 임의의 장치에 의해 투여될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 균주, 상기 균주 유래 소포체, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축액, 상기 배양물의 건조물 및 상기 배양물의 추출물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 유효성분으로 함유하는 퇴행성 뇌질환 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물을 제공한다.
상기 균주에 대해서는 전술한 바와 같으며, 퇴행성 뇌질환 예방 또는 개선을 목적으로 건강기능식품에 첨가할 수 있다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 퇴행성 뇌질환 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물은 상기 유효성분 이외에 추가로, 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 증진제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올 및 탄산음료에 사용되는 탄산화제 중에서 선택된 하나 이상을 더 함유할 수 있다.
상기에서 언급한 본 발명의 상기 균주 또는 이의 배양액 등을 건강기능식품 조성물로 사용할 경우, 상기 균주 또는 이의 배양액을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용할 수 있으며, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효 성분의 혼합양은 그 사용 목적 (예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다.
본 발명의 식품(또는 건강기능식품)은, 식품 제조 시에 통상적으로 첨가되고 식품학적으로 허용되는 성분을 더 포함할 수 있다. 예컨대, 음료수로 제조되는 경우에는 본 발명의 균주 이외에 구연산, 액상과당, 설탕, 포도당, 초산, 사과산, 과즙 등에서 하나 이상의 성분을 추가로 포함시킬 수 있다.
본 발명에 따른 식품(또는 건강기능식품)의 유효성분으로 포함될 수 있는 양은 퇴행성 뇌질환 예방 또는 개선용 식품을 원하는 사람의 연령, 성별, 체중, 상태, 질병의 증상에 따라 적절히 선택될 수 있으며, 바람직하게는 성인기준 1일 0.01 g 내지 10.0 g 정도로 포함되는 것이 좋으며, 이러한 함량을 갖는 식품을 섭취함으로써 퇴행성 뇌질환 예방 또는 개선 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 균주를 배양하는 단계를 포함하는 퇴행성 뇌질환 예방 또는 치료용 미생물 제제를 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 균주를 배양하는 방법은 당업계에 통상적으로 이용되는 방법에 따라 배양할 수 있다.
본 발명의 퇴행성 뇌질환 예방 또는 치료용 미생물 제제는 유효성분으로서 아커만시아 뮤시니필라(Akkermansia muciniphila) 균주를 이용하여 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 퇴행성 뇌질환 예방 또는 치료용 미생물 제제는 용액, 분말, 현탁액, 분산액, 에멀젼, 유성 분산액, 페이스트, 분진, 분사제 또는 과립제로 제조할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 또 다른 하나의 양태는, 본 발명은 상기 균주, 상기 균주 유래 소포체, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축액, 상기 배양물의 건조물 및 상기 배양물의 추출물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 퇴행성 뇌질환 예방 또는 개선용 사료첨가제 조성물을 제공한다.
상기 균주에 대해서는 전술한 바와 같으며, 퇴행성 뇌질환 예방 또는 개선을 목적으로 사료첨가제 조성물로 첨가할 수 있다. 본 발명의 사료첨가제는 사료관리법상의 보조사료에 해당한다.
본 발명의 사료첨가제 조성물은 사료에 첨가될 수 있으며, "사료"는 동물이 먹고, 섭취하며, 소화시키기 위한 또는 이에 적당한 임의의 천연 또는 인공 규정식, 한끼식 등 또는 상기 한끼식의 성분을 의미할 수 있다. 상기 사료의 종류는 특별히 제한되지 아니하며, 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 사료를 사용할 수 있다. 상기 사료의 비제한적인 예로는, 곡물류, 근과류, 식품 가공 부산물류, 조류, 섬유질류, 제약 부산물류, 유지류, 전분류, 박류 또는 곡물 부산물류 등과 같은 식물성 사료; 단백질류, 무기물류, 유지류, 광물성류, 유지류, 단세포 단백질류, 동물성 플랑크톤류 또는 음식물 등과 같은 동물성 사료를 들 수 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 뮤신(mucin)이 없는 배지에서 배양한 아커만시아 뮤시니필라(Akkermansia muciniphila) 균주, 상기 균주 유래 소포체, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축액, 상기 배양물의 건조물 및 상기 배양물의 추출물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 유효성분으로 함유하는 대사성 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
본 발명의 아커만시아 뮤시니필라(Akkermansia muciniphila) 균주는 미국균주은행(ATCC, American Type Culture Collection)으로부터 분양받아서 본 발명에 사용하였다(미국균주은행 기탁번호 ATCC BAA-835, 상기 균주는 독일생물자원은행 기탁번호 DSMZ 22959와 동일한 균주임).
본 발명에서 상기 아커만시아 뮤시니필라 균주의 배양을 위해서는 일반적으로 아커만시아 뮤시니필라 균주의 배양을 위해 사용되는 배지에 뮤신이 없는 조건의 배지이면 어떤 배지이든 가능하며, 바람직하게는 CM 배지, BHI 배지 또는 BTTM 배지 등 당업계에서 사용되는 아커만시아 뮤시니필라 균주의 배양 배지의 첨가 조성물이 변형된 배지에 뮤신이 없는 조건의 배지이면 가능하다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 대사성 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물에서, 상기 대사성 질환은 고지혈증, 지방간, 비만, 당뇨병, 동맥경화증 및 고혈압으로 이루어진 군으로부터 선택된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 대사성 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물은, 조성물 총 중량에 대하여 상기 균주 건조 분말 또는 균주 배양액을 0.02 내지 80 중량%, 바람직하게는 0.02 내지 50 중량%로 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 균주 건조 분말 또는 균주 배양액을 포함하는 조성물은 약학적 조성물의 제조에 통상적으로 사용하여 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더 포함할 수 있으며, 구체적인 내용은 상기한 바와 같다.
본 발명의 상기 균주 건조 분말 또는 균주 배양액의 약학적 투여 형태는 단독으로 또는 타 약학적 활성 화합물과 결합뿐만 아니라 적당한 집합으로 사용될 수 있으며, 구체적인 내용은 상기한 바와 같다.
본 발명의 상기 균주 건조 분말 또는 균주 배양액의 바람직한 투여량은 환자의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물형태, 투여경로 및 기간에 따라 다르지만, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 그러나, 바람직한 효과를 위해서, 본 발명의 상기 균주 건조 분말 또는 균주 배양액은 1일 0.0001 내지 100 mg/kg으로, 바람직하게는 0.001 내지 100mg/kg으로 투여하는 것이 좋다. 투여는 하루에 한번 투여할 수도 있고, 수회 나누어 투여할 수도 있다. 상기 투여량은 어떠한 면으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 상기 균주 건조 분말 또는 균주 배양액은 쥐, 생쥐, 가축, 인간 등의 포유동물에 다양한 경로로 투여될 수 있다. 투여의 모든 방식은 예상될 수 있는데, 예를 들면, 경구, 직장 또는 정맥, 근육, 피하 또는 자궁내 경막 주사에 의해 투여될 수 있다.
또한, 본 발명은 뮤신(mucin)이 없는 배지에서 배양한 아커만시아 뮤시니필라(Akkermansia muciniphila) 균주, 상기 균주 유래 소포체, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축액, 상기 배양물의 건조물 및 상기 배양물의 추출물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 유효성분으로 함유하는 대사성 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 대사성 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물에서, 상기 대사성 질환은 고지혈증, 지방간, 비만, 당뇨병, 동맥경화증 및 고혈압으로 이루어진 군으로부터 선택된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 대사성 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물은 상기 유효성분 이외에 추가로, 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 증진제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올 및 탄산음료에 사용되는 탄산화제 중에서 선택된 하나 이상을 더 함유할 수 있다.
상기 균주는 대사성 질환의 예방 또는 개선을 목적으로 건강기능식품에 첨가할 수 있다. 상기에서 언급한 본 발명의 상기 균주 또는 이의 배양액 등을 건강기능식품 조성물로 사용할 경우, 상기 균주 또는 이의 배양액을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용할 수 있으며, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효 성분의 혼합양은 그 사용 목적 (예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다.
본 발명의 식품(또는 건강기능식품)은, 식품 제조 시에 통상적으로 첨가되고 식품학적으로 허용되는 성분을 더 포함할 수 있다. 예컨대, 음료수로 제조되는 경우에는 본 발명의 균주 이외에 구연산, 액상과당, 설탕, 포도당, 초산, 사과산, 과즙 등에서 하나 이상의 성분을 추가로 포함시킬 수 있다.
본 발명에 따른 식품(또는 건강기능식품)의 유효성분으로 포함될 수 있는 양은 대사성 질환의 예방 또는 개선용 식품을 원하는 사람의 연령, 성별, 체중, 상태, 질병의 증상에 따라 적절히 선택될 수 있으며, 바람직하게는 성인기준 1일 0.01 g 내지 10.0 g 정도로 포함되는 것이 좋으며, 이러한 함량을 갖는 식품을 섭취함으로써 대사성 질환의 예방 또는 개선 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 뮤신(mucin)이 없는 배지에서 배양한 아커만시아 뮤시니필라(Akkermansia muciniphila) 균주, 상기 균주 유래 소포체, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축액, 상기 배양물의 건조물 및 상기 배양물의 추출물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 유효성분으로 함유하는 대사성 질환의 예방 또는 개선용 사료첨가제 조성물을 제공한다.
상기 균주에 대해서는 전술한 바와 같으며, 대사성 질환 예방 또는 개선을 목적으로 사료첨가제 조성물로 첨가할 수 있다. 본 발명의 사료첨가제는 사료관리법상의 보조사료에 해당한다.
본 발명의 사료첨가제 조성물은 사료에 첨가될 수 있으며, "사료"는 동물이 먹고, 섭취하며, 소화시키기 위한 또는 이에 적당한 임의의 천연 또는 인공 규정식, 한끼식 등 또는 상기 한끼식의 성분을 의미할 수 있다. 상기 사료의 종류는 특별히 제한되지 아니하며, 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 사료를 사용할 수 있다. 상기 사료의 비제한적인 예로는, 곡물류, 근과류, 식품 가공 부산물류, 조류, 섬유질류, 제약 부산물류, 유지류, 전분류, 박류 또는 곡물 부산물류 등과 같은 식물성 사료; 단백질류, 무기물류, 유지류, 광물성류, 유지류, 단세포 단백질류, 동물성 플랑크톤류 또는 음식물 등과 같은 동물성 사료를 들 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 균주를 배양하는 단계를 포함하는 대사성 질환의 예방 또는 치료용 미생물 제제를 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 균주를 배양하는 방법은 당업계에 통상적으로 이용되는 방법에 따라 배양할 수 있다.
본 발명의 대사성 질환의 예방 또는 치료용 미생물 제제는 유효성분으로서 뮤신(mucin)이 없는 배지에서 배양한 아커만시아 뮤시니필라(Akkermansia muciniphila) 균주를 이용하여 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 대사성 질환의 예방 또는 치료용 미생물 제제는 용액, 분말, 현탁액, 분산액, 에멀젼, 유성 분산액, 페이스트, 분진, 분사제 또는 과립제로 제조할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 효과를 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 아커만시아 뮤시니필라 ( Akkermansia muciniphila , AK)의 알츠하이머 치매 및 뇌인지 기능 개선 in vivo 효능실험
1-1. 알츠하이머병 유전자 과발현 마우스모델 활용실험
뇌에서 알츠하이머병과 관련된 유전자인 APP와 PSEN1 유전자가 과발현되어, 알츠하이머병이 발병되는 마우스 동물 모델을 미국의 잭슨연구소로부터 구입하여 사용하였다(B6C3-Tg(APPswe/PSEN1dE9)85DboJ, JAX, 004462). 실험 동물 그룹은 5개월령의 APP/PSEN1을 과발현하지 않는 정상마우스(Non-Tg) 그룹 (n=6)과 APP/PSEN1을 과발현하는 알츠하이머 발병마우스 그룹(n=15)으로 나누어 테스트하였으며, 또한 상기 그룹을 25% 글리세롤/PBS를 투여한 대조군과 아커만시아 뮤시니필라 균주를 2.0 x 108 CFU로 매일 경구 투여한 실험군으로 나누어 테스트하였다. 상기 APP/PSEN1을 과발현하는 알츠하이머 발병 마우스 그룹의 대조군과 실험군의 개체수는 각각 9마리 및 6마리를 사용하여 수행하였으며, 대조군에는 25% 글리세롤/PBS를, 실험군에는 아커만시아 뮤시니필라 균주를 10주간 매일 경구 투여하였다. 상기 아커만시아 뮤시니필라 균주는 이미 표준균주로 알려진 장내 미생물인 아커만시아 뮤시니필라(Akkermansia muciniphila, AK : 미국균주은행 기탁번호 ATCC BAA-835, 상기 균주는 독일생물자원은행 기탁번호 DSMZ 22959와 동일한 균주임) 균주이며, 이를 ATCC로부터 구입하여 본 발명에 사용하였다.
1-2. LPS 유도 인지장애 마우스 모델 활용실험
8주령의 수컷 C57BL/6 마우스를 이용하여 대조군에는 25% 글리세롤/PBS를, 실험군에는 장 유래 아커만시아 뮤시니필라 균주를 2.0 x 108 CFU로 1주일 동안 매일 경구로 투여한 다음, 아커만시아 뮤시니필라 투여군과 대조군에 LPS(lipopolysaccharide)를 250 μg/kg의 농도로 추가적으로 1주일 동안 매일 복강투여하여 마우스의 인지기능 손상 및 알츠하이머성 치매 모델을 유도하고, 아커만시아 뮤시니필라 균주 투여에 의한 영향을 분석하였다.
1-3. 인지 기억력 분석
1-3-1. Y-미로 테스트: 아커만시아 뮤시니필라의 공간지각능력 및 기억력 증진 효과를 확인하기 위하여, Y-미로 테스트(Y-maze test)를 수행하였다. Y 모양의 미로 장치에서 마우스가 각각의 미로를 탐색하는 행동에서 미로에 들어간 횟수 및 순서를 측정하여 행동 변경력을 평가하였다.
1-3-2. 새로운 사물에 대한 인지 테스트(novel object recognition test; NORT): 아커만시아 뮤시니필라의 인지능력 및 기억력 증진 효과를 확인하기 위하여, 마우스를 동일한 원통 모양의 나무 블럭 두 개를 상자의 양쪽에 놓아 준 후, 마우스가 이들을 탐색할 수 있도록 10분간 노출시켰고, 이로부터 24시간 후, 원래 보았던 원통 블록(익숙한 물체)과 함께 사각기둥모양의 새로운 블록(새로운 물체)을 함께 상자에 놓아 준 후 마우스의 움직임을 관찰하였다.
두 가지 블록에 대해 전체 측정된 횟수에서 원통 블록(익숙한 물체)에 관심을 가지는 시간과 사각기둥블록(새로운 물체)에 관심을 가지는 탐색 시간을 측정하였다.
1-4. 활성화된 미세 신경교세포의 수준에 미치는 효과
아커만시아 뮤시니필라의 뇌에서의 항염증 반응을 확인하기 위하여, 대조군/대조군, 대조군/LPS, 아커만시아 뮤시니필라/LPS 투여 그룹의 뇌 절편조직을 이용하여 활성화된 미세 신경교세포와 특이적으로 결합할 수 있는 Iba-1(ionized calcium-binding adapter molecule 1) 항체를 사용하여 면역염색을 수행하고, 대조군 마우스와 실험군 마우스의 대뇌피질에서 활성화된 미세 신경교세포의 수준을 측정한 후, 이를 비교하였다(도 4). 대조군/대조군은 LPS와 AK를 투여하지 않은 그룹이고 대조군/LPS는 비히클과 LPS 투여, AK/LPS 그룹은 LPS와 아커만시아 뮤시니필라가 함께 투여된 그룹이다. 도 4A는 마우스 뇌에서 활성화된 미세 신경교세포에 대한 면역염색을 수행한 결과를 나타내는 사진이고, 도 4B는 LPS 투여 모델 마우스의 뇌에서 아커만시아 뮤시니필라의 투여에 따른 활성화된 미세 신경교세포에 대한 면역염색 수준의 변화를 비교한 결과를 나타내는 그래프이다. 도 4A 및 4B에서 관찰되는 바와 같이, 대뇌 피질에서 활성화된 미세 신경교세포의 수준이 아커만시아 뮤시니필라 투여에 의해 현저히 감소됨을 확인하였다(*p < 0.05).
1-5. 관찰 결과
Y-미로 실험을 수행한 결과, APP/PSEN1의 돌연변이 유전자가 과발현된 알츠하이머병 마우스가 정상마우스 (Non-tg)에 비해 공간지각능력과 기억력이 낮은 것으로 관찰되었으며 대조군의 경우에 비해 아커만시아 뮤시니필라를 장기적으로 투여한 마우스 그룹에서 행동변경력이 통계적으로 유의하게 증가됨을 확인할 수 있었다(Students t-test, *p<0.05)(도 1). 또한, APP/PSEN1의 돌연변이 유전자가 과발현된 알츠하이머병 마우스가 새로운 물체 탐색 시험에서 새로운 물체 인지 기억력이 결여되어 있는 것으로 관찰되었는데 아커만시아 뮤시니필라를 장기적으로 투여한 마우스 그룹에서 새로운 물체 인지 기억력이 현저히 증가하는 것을 확인할 수 있었다(Students t-test, *p<0.05)(도 2).
새로운 물체 탐색 시험에서도 LPS를 투여하여 인지기능 손상을 유도한 대조군의 경우, 새로운 물체에 대한 탐색시간이 현저히 감소된 것으로 나타난 반면, 아커만시아 뮤시니필라 균주를 동시에 투여한 실험군에서는 새로운 물체 탐색 시간이 통계적으로 유의하게 증가됨을 확인할 수 있었다(Students t-test, *p<0.05)(도 3). LPS를 투여에 의한 뇌 염증반응의 과활성화도 아커만시아 뮤시니필라 균주의 투여로 현저히 감소시키는 것을 확인할 수 있었다 (Students t-test, *p<0.05)(도 4).
이와 같은 실험결과들을 바탕으로, 아커만시아 뮤시니필라 균주가 LPS-유도 알츠하이머 모델과 APP/PSEN1 돌연변이 과발현 알츠하이머 모델에서 마우스의 인지, 기억력 손상을 매우 효과적으로 억제하는 효능이 있다는 것을 확인하였다.
실시예 2. 아커만시아 뮤시니필라 ( Akkermansia muciniphila , AK)의 파킨슨병 in vivo 효능실험
2-1. 동물모델 및 아커만시아 뮤시니필라 투여
8주령의 수컷 C57BL/6 마우스를 이용하여 대조군에는 25% 글리세롤/PBS를, 실험군에는 아커만시아 뮤시니필라 균주를 2.0 x 108 CFU로 1주일간 투여하고, 6-OHDA(6-hydroxydopamine)를 뇌의 왼쪽 선조체 부위에 직접 주입하여 도파민성 세포 소실을 유도하여 파킨슨병 동물모델을 제작하고, 아커만시아 뮤시니필라 균주 투여에 의한 영향을 분석하였다.
2-2. 파킨슨병 유발로 인한 마우스의 운동조절 기능 이상의 행동 분석
아커만시아 뮤시니필라 균주의 투여에 따른 파킨슨병에서 발생되는 운동조절이상을 행동분석학적으로 확인하기 위하여 마우스의 비대칭성 운동장애 현상을 d-amphetamine-induced rotation 시험을 통하여 확인하였다.
2-3. 관찰 결과
아커만시아 뮤시니필라 균주 투여군이 대조군과 비교분석한 모든 시간대에서 통계학적으로 유의하게 파킨슨병 유도 동물의 회전 행동이 감소됨을 확인할 수 있었다(Student’s t-test, *p<0.05)(도 5 및 도 6). 따라서, 이러한 결과들을 바탕으로 아커만시아 뮤시니필라 균주가 파킨슨병의 예방 및 치료 효과를 갖고 있다는 것을 확인하였다.
실시예 3. 고지방식이로 유도된 고지혈증 동물모델에 아커만시아 뮤시니필라 ( Akkermansia muciniphila , AK) 균주의 경구투여에 따른 고지혈증 개선 효과 분석
8주령의 수컷 C57BL/6 마우스에 6주 동안 고지방 사료를 섭취시켜 식이성 비만을 유도시킨 마우스들을 그룹당 5 마리씩 배정하고 고지방 사료를 지속적으로 섭취시키면서, 대조군에는 vehicle (25% 글리세롤/PBS)을, 실험군에는 뮤신이 첨가된 배지에 증식시킨 균주 AK(+)와 뮤신이 없는 배지에서 증식시킨 균주 AK(-)를 2.0 x 108 CFU 및 1.0 x 107 CFU로 각각 5주 동안 1일 1회 경구로 투여하였으며, 투여 5주에 16시간 절식한 다음, 혈액을 채취하여 혈액 내 공복 콜레스테롤 및 중성지방의 농도를 측정하여 비교분석하였다.
각각의 동물들로부터 16시간 절식 후 채취한 혈액은 혈장을 분리하여 혈액화학 분석기를 이용하여 공복 상태의 혈중 콜레스테롤과 중성지방의 농도를 직접 측정하여 비교분석한 결과, 대조군에서는 공복 혈중 콜레스테롤과 중성지방의 농도가 191±12 mg/dl과 198±12 mg/dl로 나타난 반면, AK(+) 균주를 투여한 실험군은 183±6 mg/dl과 164±16 mg/dl, AK(-) 균주를 투여한 실험군에서는 156±9 mg/dl과 145±6 mg/dl를 나타내어 AK 균주 투여에 따라 대조군보다 혈중 콜레스테롤과 중성지방이 감소되는 경향을 보이는 것을 획인하였다. AK(+)와 AK(-) 균주 사이에는 AK(-) 균주를 투여한 실험군이 혈중 콜레스테롤과 중성지질이 모두 대조군보다 유의하게 감소되어 고지혈증을 개선하는 효과가 더욱 뚜렷한 것으로 나타났다(p<0.01, Student's t-test)(도 7).
이와 같은 결과들로부터, 뮤신이 없는 조건에서 배양된 AK(-) 균주가 뮤신이 있는 배지에서 증식시킨 AK(+) 균주보다 고지방식이로 유도된 고지혈증을 개선하는 효과가 더욱 뚜렷하다는 것을 확인할 수 있었다(도 7).
실시예 4. 고지방식이 및 알콜로 유도된 지방간 동물모델에 아커만시아 뮤시니필라 ( Akkermansia muciniphila , AK) 균주의 경구투여에 따른 지방간 개선 효과 분석
8주령의 수컷 C57BL/6 마우스에 6주 동안 고지방 사료를 섭취시켜 식이성 비만을 유도시킨 마우스들을 그룹당 5 마리씩 배정하고 고지방사료를 지속적으로 섭취시키면서, 대조군에는 vehicle (25% glycerol/PBS)을, 실험군에는 AK 균주를 뮤신이 첨가된 배지에 증식시킨 균주 AK(+)와 뮤신이 없는 배지에서 증식시킨 균주 AK(-)를 2.0 x 108 CFU 및 1.0 x 107 CFU로 각각 5주 동안 1일 1회 경구로 투여하였으며, 투여 5주에 16시간 절식한 다음, 간조직을 채취하여 냉동절편을 제작하여 oil red-O (ORD) 염색을 시행하여 조직학적으로 지방간 형성정도를 비교 관찰하였고, 일부 간조직은 중성지방 측정 키트를 이용하여 간조직에 있는 중성지방의 농도를 직접 측정하여 비교분석하였다.
지방간에 대한 분석을 시행한 결과, AK(+) 균주를 투여한 군에서는 붉은색으로 염색되는 지방간 소견이 대조군과 특별한 차이점은 발견하지 못하였지만, AK(-) 균주를 투여한 실험군에서 대조군보다 지방간 형성이 현저하게 줄어드는 것을 관찰하였고, 간의 중성지방 함량에 대한 분석에서도, AK(-) 균주를 투여한 군에서만 대조군보다 유의하게 감소된 것을 확인할 수 있었다(p<0.01, Student's t-test)(도 8).
이와 같은 결과들로부터, 뮤신이 있는 배지에서 배양된 AK(+) 균주 투여군에서는 지방간 억제 소견을 관찰하지 못하였지만, 뮤신이 없는 배지에서 증식시킨 AK(-) 균주는 고지방식이로 유도된 지방간을 개선하는 효과가 있다는 것을 확인할 수 있었다(도 8).
실시예 5. 고지방식이로 유도된 비만 동물모델에 아커만시아 뮤시니필라 ( Akkermansia muciniphila , AK) 균주의 경구투여에 따른 비만 개선 효과 분석
8주령의 수컷 C57BL/6 마우스에 6주 동안 고지방사료를 섭취시켜 식이성 비만을 유도시킨 마우스들을 그룹당 5 마리씩 배정하고 고지방사료를 지속적으로 섭취시키면서, 대조군에는 vehicle (25% glycerol/PBS)을, 실험군에는 AK 균주를 뮤신이 첨가된 배지에 증식시킨 균주 AK(+)와 뮤신이 없는 배지에서 증식시킨 균주 AK(-)를 2.0 x 108 CFU 및 1.0 x 107 CFU로 각각 4주 동안 1일 1회 경구로 투여하였으며, 투여 0주 및 4주에 각 그룹별 마우스들의 체중을 측정하여 개체별 체중 증가율을 산출하여 체중 증가율을 비교분석하였다.
고지방식이 투여에 따른 비만 유도 마우스 모델에서 뮤신이 첨가된 배지에서 배양된 AK 균주를 투여한 AK(+) 균주와 뮤신이 없는 배지에서 배양된 균주인 AK(-) 투여한 2개의 실험군 모두, 대조군의 체중 증가율인 119±1.4% 보다, AK(+)를 투여한 군은 115±5.9%, AK(-)를 투여한 군은 109±2.0%를 나타내어, 대조군보다 각각 5%와 10% 정도의 체중 증가율을 억제하는 효과를 관찰하였다(p<0.01, Student's t-test)(도 9).
이와 같은 결과들로부터, AK 균주는 체중 증가를 억제하는 효과가 있음을 확인할 수 있었으며, 특히 뮤신이 없는 조건에서 배양된 AK(-) 균주가 뮤신이 있는 배지에서 증식시킨 AK(+) 균주보다 고지방식이로 유도된 비만을 억제하는 효능이 매우 뛰어난 것으로 확인하였다(도 9).
실시예 6. 고지방식이로 유도된 고혈당 동물모델에 아커만시아 뮤시니필라 ( Akkermansia muciniphila , AK) 균주의 경구투여에 따른 혈당강하 개선 효과 분석
8주령의 수컷 C57BL/6 마우스에 6주 동안 고지방사료를 섭취시켜 식이성 비만을 유도시킨 마우스들을 그룹당 5 마리씩 배정하고 고지방사료를 지속적으로 섭취시키면서, 대조군에는 vehicle (25% glycerol/PBS)을, 실험군에는 AK 균주를 뮤신이 첨가된 배지에 증식시킨 균주 AK(+)와 뮤신이 없는 배지에서 증식시킨 균주 AK(-)를 2.0 x 108 CFU 및 1.0 x 107 CFU로 각각 4주 동안 1일 1회 경구로 투여하였으며, 투여 4주에 식이를 제한하지 않은 상태의 비공복 혈당과, 16시간 동안 절식을 시킨 공복상태의 혈당을 글루코미터(glucometer)를 이용하여 혈액으로부터 직접 측정하여 비교분석하였다.
AK 균주 투여 4주 후, 식이 제한하지 않은 상태와 16시간 절식한 상태의 공복 혈당이 대조군은 206±6 mg/dl과 105±6 mg/dl로 나타났는데, 뮤신이 첨가된 배지에서 배양된 AK(+) 균주는 206±6 mg/dl과 113±8 mg/dl로 나타낸 반면, 뮤신이 없는 배지에서 배양된 균주인 AK(-) 투여한 실험군에서는 166±8 mg/dl과 88±3 mg/dl을 나타내어, 대조군과 비교하여 AK(+)를 투여한 군에서는 대조군과 특별한 차이를 보이지 않았으나, AK(-)를 투여한 군에서는 식이를 제한하지 않은 상태의 혈당과 공복혈당 모두 대조군보다 확실한 감소를 나타내어, 뮤신이 첨가된 배지에서 배양된 AK(+) 균주보다 혈당강하 효과가 매우 뛰어난 것으로 관찰되었다(p<0.01, Student's t-test)(도 10).
이와 같은 결과들로부터, 뮤신이 없는 조건에서 배양된 AK(-) 균주가 뮤신이 있는 배지에서 증식시킨 AK(+) 균주에서 확인되지 않았던, 고지방식이로 유도된 고혈당을 매우 효과적으로 억제하는 것으로 확인할 수 있었다(도 10).
실시예 7. 고지방식이로 유도된 내당능장애 동물모델에 아커만시아 뮤시니필라 ( Akkermansia muciniphila , AK) 균주의 경구투여에 따른 내당능장애 개선 효과 분석
8주령의 수컷 C57BL/6 마우스에 6주 동안 고지방사료를 섭취시켜 식이성 비만을 유도시킨 마우스들을 그룹당 5 마리씩 배정하고 고지방사료를 지속적으로 섭취시키면서, 대조군에는 vehicle (25% glycerol/PBS)을, 실험군에는 AK 균주를 뮤신이 첨가된 배지에 증식시킨 균주 AK(+)와 뮤신이 없는 배지에서 증식시킨 균주 AK(-)를 2.0 x 108 CFU 및 1.0 x 107 CFU로 각각 4주 동안 1일 1회 경구로 투여하였으며, 투여 4주에 16시간 동안 절식을 시킨 다음, 글루코스 (2 g/kg) 농도로 복강으로 투여하고, 0, 30, 60, 90 및 120분 후에 혈당을 측정하는 glucose tolerance test법을 이용하여 내당능장애 개선효과를 비교 분석하였다.
고지방식이로 유도되는 내당능장애의 개선 여부를 확인하기 위하여, AK(+)와 AK(-) 균주를 4주간 투여하고 글루코스를 복강으로 주입하고 시간대 별로 비교한 결과, 대조군에서는 글루코스 투여 30분에 500 mg/dl 가까이 혈당이 증가하였다가 120분까지 완만하게 떨어지는 형태를 나타내었으나, AK(+) 균주 투여군은 글루코스 투여 30 및 60분에 대조군보다 낮은 수준을 나타내었고, AK(-) 균주 투여군은 30, 60, 90 및 120분 모두 대조군보다 혈당이 유의하게 감소되는 것으로 관찰되었다(p<0.01, Student's t-test)(도 11A). 또한, 글루코스를 투여하고 시간대별로 혈당을 측정한 선 그래프와 X축 사이 영역의 면적을 측정하여 막대 그래프로 나타낸 AUC (area under curve)를 비교한 결과, AK(-) 균주를 투여한 실험군이 대조군보다 유의하게 감소되어 내당능장애 개선 효과가 매우 뚜렷한 것으로 나타났다(도 11B).
이와 같은 결과들로부터, 뮤신이 없는 조건에서 배양된 AK(-) 균주가 뮤신이 있는 배지에서 증식시킨 AK(+) 균주보다 고지방식이로 유도된 내당능장애를 개선효과가 매우 뛰어나다는 것을 확인할 수 있었다(도 11).
실시예 8. 고지방식이로 유도된 인슐린감수성 저하 동물모델에 아커만시아 뮤시니필라( Akkermansia muciniphila , AK) 균주의 경구투여에 따른 인슐린감수성 저하 개선 효과 분석
8주령의 수컷 C57BL/6 마우스에 6주 동안 고지방사료를 섭취시켜 식이성 비만을 유도시킨 마우스들을 그룹당 5 마리씩 배정하고 고지방사료를 지속적으로 섭취시키면서, 대조군에는 vehicle (25% glycerol/PBS)을, 실험군에는 AK 균주를 뮤신이 첨가된 배지에 증식시킨 균주 AK(+)와 뮤신이 없는 배지에서 증식시킨 균주 AK(-)를 2.0 x 108 CFU 및 1.0 x 107 CFU로 각각 4주 동안 1일 1회 경구로 투여하였으며, 투여 4주에 4시간 동안 절식을 시킨 다음, 인슐린을 투여하고, 0, 30, 60, 90 및 120분 후에 혈당을 측정하는 insulin tolerance test법을 이용하여 인슐린감수성 저하 개선효과를 비교 분석하였다. 또한, 투여 4주에 16시간 절식한 다음 채혈하여, 각 그룹별 마우스들의 공복 혈당 및 인슐린 농도를 측정하고 이를 토대로, 인슐린저항성의 지표로 일반적으로 사용되고 있는 HOMA-IR (Homeostasis Model Assessment of insulin resistance index, [Fasting insulin (μIU/mL) × fasting plasma glucose (mmol/L)] / 22.5)을 산출하여 비교분석하였다.
고지방식이로 유도되는 인슐린감수성 저하에 대한 개선여부를 확인하기 위하여, AK(+)와 AK(-) 균주를 4주간 투여하고 4시간 동안 절식하고 인슐린을 투여한 다음 시간대 별로 혈당을 측정하여 비교한 결과, 대조군에서는 인슐린 투여 60분에 0분의 60%정도의 혈당 수준으로 떨어졌다가 120분에는 85% 정도 다시 회복되는 형태를 보였으나, AK(+)와 AK(-) 균주를 투여한 실험군에서는 투여 후 90분까지 0분의 40% 정도 수준으로 유의하게 떨어졌다가 120분에 AK(+) 균주 투여군은 59%, AK(-) 균주 투여군은 42% 수준으로 회복되는 형태를 나타내었다 (p<0.01, Student's t-test)(도 12). AK(+)와 AK(-) 균주 사이에는 AK(-) 균주를 투여한 실험군이 인슐린감수성 저하를 개선하는 효과가 더욱 뚜렷하고 오랫동안 유지되는 것으로 나타났다(도 12). 또한, 대조군에서 공복시 혈중 인슐린 농도 (1.1±0.1 ng/ml)가 가장 높았으며, AK(+) 및 AK(-) 균주를 투여한 실험군에서는 각각 0.7±0.1 ng/ml 및 0.6±0.1 ng/ml로 모두 대조군보다 유의한 수준으로 혈중 인슐린 농도가 감소되었다(도 13). 또한, AK 균주를 투여한 군이 대조군(9.8±1.9)보다 HOMA-IR 수치가 낮게 산출되었고, 특히 AK(-) 균주를 투여한 실험군(4.9±0.7)이 AK(+) 균주를 투여한 실험군(6.3±1.6)보다 더 낮은 HOMA-IR 수치를 보여, 고지방식이 유도 비만 및 고혈당 마우스 모델에서 AK 균주 투여가 인슐린 저항성을 개선시킨다는 것을 확인할 수 있었으며 뮤신이 없는 배지에서 증식시킨 AK(-) 균주가 더 효과가 뚜렷한 것을 확인할 수 있었다(도 14).
이와 같은 결과들로부터, 뮤신이 없는 조건에서 배양된 AK(-) 균주가 뮤신이 있는 배지에서 증식시킨 AK(+) 균주보다 고지방식이로 유도된 인슐린감수성 저하를 개선하는 효과가 더욱 뚜렷하다는 것을 확인할 수 있었다(도 12, 도 13 및 도 14).
실시예 9. 고지방식이로 유도된 비만 동물모델에서 아커만시아 뮤시니필라 ( Akkermansia muciniphila , AK) 균주의 경구투여에 따른 백색 지방조직의 사이즈별 분포도 및 갈색지방조직의 병리학적 변화 분석
8주령의 수컷 C57BL/6 마우스에 6주 동안 고지방사료를 섭취시켜 식이성 비만을 유도시킨 마우스들을 그룹당 5 마리씩 배정하고 고지방사료를 지속적으로 섭취시키면서, 대조군에는 vehicle (25% glycerol/PBS)을, 실험군에는 AK 균주를 뮤신이 첨가된 배지에 증식시킨 균주 AK(+)와 뮤신이 없는 배지에서 증식시킨 균주 AK(-)를 각각 2.0 X 108 CFU 및 1.0 x 107 CFU로 각각 4주 동안 1일 1회 경구로 투여하였으며, 투여 5주에 16시간 절식한 다음, 백색 지방조직 (복부지방 및 피하지방) 및 갈색 지방조직을 채취하여 H&E 염색을 실시하고 지방세포의 크기를 관찰하였다. 갈색 지방조직은 백색 지방조직보다 사이즈가 현저히 작아 이미지 분석 프로그램을 적용하지 못했으나, 백색 지방조직의 경우 이미지 분석 프로그램을 활용하여 각 지방세포의 사이즈를 산출하고 이를 토대로, 사이즈에 따른 지방세포의 분포도를 계산하였다. 분석 결과, 복부지방 및 피하지방 조직의 사이즈가 ≥2500 ㎛2인 지방조직이 뮤신이 없는 배지에서 증식시킨 AK(-) 균주를 투여한 실험군에서 대조군보다 현저하게 낮게 분포를 보였으며, 반대로 비교적 사이즈가 작은 2500 ㎛2 ≤인 지방조직들은 높은 분포를 나타내었다(도 15 및 도 16). 또한, H&E 염색을 통하여 갈색 지방조직을 관찰한 결과에서도 균주를 처리하지 않은 고지방식이 실험군(HFD)은 지방조직의 대부분이 백색화 되어 사이즈가 커져 있는 것을 관찰할 수 있었으나, AK 균주를 투여한 실험군에서는 백색화 정도가 감소되었으며, 특히 뮤신이 없는 배지에서 증식시킨 AK(-) 균주를 투여한 실험군(HFD+AK(-))에서 대조군과 뮤신이 있는 배지에서 배양된 AK(+) 균주를 투여한 실험군(HFD+AK(+))보다 갈색 지방세포가 잘 보존되어 있는 것을 확인할 수 있었다(도 17). 이와 같은 결과들로부터, 뮤신이 없는 배지에서 배양된 AK(-) 균주가 고지방식이로 유도된 지방세포의 증식을 효과적으로 억제한다는 것을 확인할 수 있었다.

Claims (16)

  1. 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 치료 효과를 가지는 아커만시아 뮤시니필라(Akkermansia muciniphila) 균주.
  2. 제1항의 균주, 상기 균주 유래 소포체, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축액, 상기 배양물의 건조물 및 상기 배양물의 추출물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 유효성분으로 함유하는 퇴행성 뇌질환 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 퇴행성 뇌질환은 알츠하이머병, 파킨슨병, 경도 인지장애, 뇌막염, 중풍, 치매, 헌팅턴병 또는 크로이츠펠트-야콥병인 것을 특징으로 하는 퇴행성 뇌질환 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  4. 제2항에 있어서, 상기 조성물은 도파민성 신경세포 사멸에 의한 운동장애의 억제 효과를 가지는 것을 특징으로 하는 퇴행성 뇌질환 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  5. 제2항에 있어서, 상기 조성물은 뇌 염증반응에 대한 억제 효과를 가지는 것을 특징으로 하는 퇴행성 뇌질환 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  6. 제2항에 있어서, 상기 조성물은 인지 능력 및 기억력 개선 효과를 가지는 것을 특징으로 하는 퇴행성 뇌질환 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  7. 제1항의 균주, 상기 균주 유래 소포체, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축액, 상기 배양물의 건조물 및 상기 배양물의 추출물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 유효성분으로 함유하는 퇴행성 뇌질환 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 상기 유효성분 이외에 추가로, 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 증진제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올 및 탄산음료에 사용되는 탄산화제 중에서 선택된 하나 이상을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 퇴행성 뇌질환 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물.
  9. 제1항의 균주, 상기 균주 유래 소포체, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축액, 상기 배양물의 건조물 및 상기 배양물의 추출물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 유효성분으로 함유하는 퇴행성 뇌질환 예방 또는 개선용 사료첨가제 조성물.
  10. 뮤신(mucin)이 없는 배지에서 배양한 아커만시아 뮤시니필라(Akkermansia muciniphila) 균주, 상기 균주 유래 소포체, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축액, 상기 배양물의 건조물 및 상기 배양물의 추출물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 유효성분으로 함유하는 대사성 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  11. 제10항에 있어서, 상기 대사성 질환은 고지혈증, 지방간, 비만, 당뇨병, 동맥경화증 및 고혈압으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 대사성 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  12. 제10항에 있어서, 상기 유효성분 이외에 추가로 담체, 부형제 또는 희석제를 포함하는 것을 특징으로 하는 대사성 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  13. 뮤신(mucin)이 없는 배지에서 배양한 아커만시아 뮤시니필라(Akkermansia muciniphila) 균주, 상기 균주 유래 소포체, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축액, 상기 배양물의 건조물 및 상기 배양물의 추출물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 유효성분으로 함유하는 대사성 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물.
  14. 제13항에 있어서, 상기 대사성 질환은 고지혈증, 지방간, 비만, 당뇨병, 동맥경화증 및 고혈압으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 대사성 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물.
  15. 제13항에 있어서, 상기 유효성분 이외에 추가로, 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 증진제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올 및 탄산음료에 사용되는 탄산화제 중에서 선택된 하나 이상을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 대사성 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물.
  16. 뮤신(mucin)이 없는 배지에서 배양한 아커만시아 뮤시니필라(Akkermansia muciniphila) 균주, 상기 균주 유래 소포체, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축액, 상기 배양물의 건조물 및 상기 배양물의 추출물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 유효성분으로 함유하는 대사성 질환의 예방 또는 개선용 사료첨가제 조성물.
PCT/KR2017/007370 2016-07-11 2017-07-11 퇴행성 뇌질환 또는 대사성 질환의 예방 또는 치료 효과를 가지는 아커만시아 뮤시니필라 균주 및 이의 용도 WO2018012834A1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/316,796 US20190314425A1 (en) 2016-07-11 2017-07-11 Akkermansia muciniphila strain having a prophylactic or therapeutic effect on a degenerative brain disease or metabolic disease and use thereof
EP17827905.5A EP3483256A4 (en) 2016-07-11 2017-07-11 AKKERMANSIA MUCINIPHILA TRIBE WITH EFFECT FOR PREVENTING OR TREATING DEGENERATIVE BRAIN DISEASES OR METABOLIC DISEASES AND USE THEREOF

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20160087474 2016-07-11
KR20160087473 2016-07-11
KR10-2016-0087474 2016-07-11
KR10-2016-0087473 2016-07-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018012834A1 true WO2018012834A1 (ko) 2018-01-18

Family

ID=60953193

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2017/007370 WO2018012834A1 (ko) 2016-07-11 2017-07-11 퇴행성 뇌질환 또는 대사성 질환의 예방 또는 치료 효과를 가지는 아커만시아 뮤시니필라 균주 및 이의 용도

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20190314425A1 (ko)
EP (1) EP3483256A4 (ko)
WO (1) WO2018012834A1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110964650A (zh) * 2018-09-27 2020-04-07 上海上药信谊药厂有限公司 一种用于预防和治疗代谢疾病的菌株及其应用
CN111321089A (zh) * 2018-12-17 2020-06-23 上海究本科技有限公司 鼠源Akkermansia muciniphila 139菌株及其用途
US20220193147A1 (en) * 2018-10-01 2022-06-23 Korea Research Institute Of Bioscience And Biotechnology Anti-aging Composition Containing Akkermansia Muciniphila as Active Ingredient and a Method for Preventing Aging Using Thereof
WO2023020827A1 (en) 2021-08-19 2023-02-23 The Akkermansia Company Composition comprising pasteurized akkermansia for the treatment or prevention of ibs-related anxiety
US12077761B2 (en) 2018-05-15 2024-09-03 Duke University Systems and methods for genetic manipulation of Akkermansia species

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113038951B (zh) * 2018-09-20 2024-04-30 耶达研究及发展有限公司 治疗肌萎缩侧索硬化的方法
KR102128287B1 (ko) * 2019-08-23 2020-06-30 주식회사 엔테로바이옴 아커만시아 뮤시니필라 eb-amdk19 균주 및 그의 용도
KR102128289B1 (ko) * 2019-08-23 2020-06-30 주식회사 엔테로바이옴 아커만시아 뮤시니필라 eb-amdk27 균주 및 그의 용도
CN111471778A (zh) * 2020-01-22 2020-07-31 广州康泽医疗科技有限公司 一种检测帕金森病等疾病病人肠道Akk丰度变化及其基因型分布的方法
CN111763653B (zh) * 2020-07-16 2023-02-10 君维安(武汉)生命科技有限公司 基于新型电子受体的嗜黏蛋白阿克曼氏菌的培养方法
CN112933115B (zh) * 2020-12-31 2023-01-31 江南大学 Akkermansia muciniphila在治疗慢性胰腺炎方面的应用
CN113116936A (zh) * 2021-04-02 2021-07-16 上海市第六人民医院 嗜黏蛋白艾克曼氏菌在制备β-鹅脱氧胆酸抑制剂中的应用
CN113322202B (zh) * 2021-05-31 2022-03-01 君维安(武汉)生命科技有限公司 一种阿克曼氏菌、其培养方法及其应用
CN117957007A (zh) * 2021-07-20 2024-04-30 鲁汶大学 奖励失调病症的预防和/或治疗
CN117965391B (zh) * 2024-03-27 2024-06-07 四川厌氧生物科技有限责任公司 一种嗜黏蛋白阿克曼氏菌Amuci-1及其用途

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130021920A (ko) * 2011-08-24 2013-03-06 포항공과대학교 산학협력단 Ａｋｋｅｒｍａｎｓｉａ ｍｕｃｉｎｉｐｈｉｌａ 또는 Ｂａｃｔｅｒｏｉｄｅｓ ａｃｉｄｉｆａｃｉｅｎｓ 유래 세포밖 소포체를 유효성분으로 함유하는 염증성 질환의 치료 또는 예방용 조성물
KR101476236B1 (ko) 2012-08-16 2014-12-24 경희대학교 산학협력단 노화 및 치매의 예방 및/또는 치료 활성을 갖는 유산균
KR20150093711A (ko) 2012-11-19 2015-08-18 위니베르시트카솔리끄드루뱅 대사장애를 치료하기 위한 아커만시아의 용도
KR20150133646A (ko) * 2014-05-20 2015-11-30 이화여자대학교 산학협력단 Ａｋｋｅｒｍａｎｓｉａ ｍｕｃｉｎｉｐｈｉｌａ 균에서 유래하는 세포밖 소포를 유효성분으로 함유하는 대사질환의 치료 또는 예방용 조성물

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140363397A1 (en) * 2011-09-14 2014-12-11 Queen's University At Kingston Method for treatment of disorders of the gastrointestinal system
EP3881680A1 (en) * 2014-10-31 2021-09-22 Pendulum Therapeutics, Inc. Methods and compositions relating to microbial treatment

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130021920A (ko) * 2011-08-24 2013-03-06 포항공과대학교 산학협력단 Ａｋｋｅｒｍａｎｓｉａ ｍｕｃｉｎｉｐｈｉｌａ 또는 Ｂａｃｔｅｒｏｉｄｅｓ ａｃｉｄｉｆａｃｉｅｎｓ 유래 세포밖 소포체를 유효성분으로 함유하는 염증성 질환의 치료 또는 예방용 조성물
KR101476236B1 (ko) 2012-08-16 2014-12-24 경희대학교 산학협력단 노화 및 치매의 예방 및/또는 치료 활성을 갖는 유산균
KR20150093711A (ko) 2012-11-19 2015-08-18 위니베르시트카솔리끄드루뱅 대사장애를 치료하기 위한 아커만시아의 용도
KR20150133646A (ko) * 2014-05-20 2015-11-30 이화여자대학교 산학협력단 Ａｋｋｅｒｍａｎｓｉａ ｍｕｃｉｎｉｐｈｉｌａ 균에서 유래하는 세포밖 소포를 유효성분으로 함유하는 대사질환의 치료 또는 예방용 조성물

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PHARMACOLOGY & THERAPEUTICS, vol. 158, 2016, pages 52 - 62
SCOTT, KAREN P. ET AL.: "Manipulating the Gut Microbiota to Maintain Health and Treat Disease", MICROBIAL ECOLOGY IN HEALTH AND DISEASE, vol. 26, no. 25877, 2015, pages 1 - 10, XP002758936 *
See also references of EP3483256A4
ZUBAIR ALAM, MOHAMMAD ET AL.: "A Possible Link of Gut Microbiota Alteration in Type 2 Diabetes and Alzheimer`s Disease Pathogenicity: an Update", CNS & NEUROLOGICAL DISORDERS-DRUG TARGETS, vol. 13, no. 3, 2014, pages 383 - 390, XP055569972 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12077761B2 (en) 2018-05-15 2024-09-03 Duke University Systems and methods for genetic manipulation of Akkermansia species
CN110964650A (zh) * 2018-09-27 2020-04-07 上海上药信谊药厂有限公司 一种用于预防和治疗代谢疾病的菌株及其应用
CN110964650B (zh) * 2018-09-27 2022-10-11 上海上药信谊药厂有限公司 一种用于预防和治疗代谢疾病的菌株及其应用
US20220193147A1 (en) * 2018-10-01 2022-06-23 Korea Research Institute Of Bioscience And Biotechnology Anti-aging Composition Containing Akkermansia Muciniphila as Active Ingredient and a Method for Preventing Aging Using Thereof
CN111321089A (zh) * 2018-12-17 2020-06-23 上海究本科技有限公司 鼠源Akkermansia muciniphila 139菌株及其用途
CN111321089B (zh) * 2018-12-17 2022-03-15 上海究本科技有限公司 鼠源Akkermansia muciniphila 139菌株及其用途
WO2023020827A1 (en) 2021-08-19 2023-02-23 The Akkermansia Company Composition comprising pasteurized akkermansia for the treatment or prevention of ibs-related anxiety

Also Published As

Publication number Publication date
EP3483256A4 (en) 2019-12-04
EP3483256A1 (en) 2019-05-15
US20190314425A1 (en) 2019-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018012834A1 (ko) 퇴행성 뇌질환 또는 대사성 질환의 예방 또는 치료 효과를 가지는 아커만시아 뮤시니필라 균주 및 이의 용도
WO2019199094A1 (ko) 비만의 예방 또는 치료 효과를 가지는 신규 비피도박테리움 롱검 균주 또는 락토바실러스 람노서스 균주 및 이의 용도
WO2017217753A1 (ko) 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 치료 효과를 가지는 아가토바쿨룸 속 균주 및 이의 용도
WO2020076136A2 (ko) 아커만시아 뮤시니필라 균주 및 이의 용도
KR101799829B1 (ko) 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 치료 효과를 가지는 아커만시아 뮤시니필라 균주 및 이의 용도
WO2010058926A2 (ko) 생강 추출물 또는 쇼가올을 포함하는 약학 조성물
WO2018088862A1 (ko) 팥꽃나무 꽃 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는 신경퇴행성 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물
WO2020076043A1 (ko) 우울증의 예방 또는 치료 효과를 가지는 장내 미생물 및 이의 용도
WO2020040382A1 (ko) 신규한 마그네슘-세리네이트 화합물 및 이의 용도
WO2014196775A1 (ko) 락토바실러스 브레비스 g-101 및 이의 용도
WO2024048934A1 (ko) 체지방 감소용 신규 유산균 락티플랜티바실러스 플란타룸 sko-001 및 이의 용도
WO2018093237A2 (ko) 포름산 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 비만 또는 비만으로 야기된 대사증후군의 예방 또는 치료용 조성물
WO2019190069A1 (ko) 무메푸랄을 포함하는 인지장애 관련 질환의 예방 또는 치료용 조성물
WO2020071660A1 (ko) 아커만시아 뮤시니필라 균주 또는 이의 배양물을 유효성분으로 함유하는 노화방지용 조성물
WO2020106048A1 (ko) 퇴행성 신경질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물
WO2016093613A2 (ko) 진피 추출물을 포함하는 이상 체중 감소 증상의 예방 또는 치료용 조성물
WO2020045972A1 (ko) 항비만 활성을 갖는 인체 유래 락토바실러스 퍼멘툼 엠지4231 또는 락토바실러스 퍼멘툼 엠지4244 균주 및 이를 포함하는 조성물
WO2019212300A1 (ko) 벌개미취 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는 파킨슨병의 예방 또는 치료용 조성물
WO2022039514A1 (ko) 락토바실러스 사케이 또는 이로부터 유래된 세포밖 소포체를 유효성분으로 포함하는 뇌질환의 치료용 조성물
WO2022045513A1 (ko) 락토바실러스 퍼멘텀을 포함하는 갱년기 예방 또는 치료용 조성물
WO2022015033A1 (ko) 페디오코쿠스 이노피나투스 또는 이로부터 유래된 세포밖 소포체를 유효성분으로 포함하는 뇌질환의 치료용 조성물
WO2019078381A1 (ko) 엔테로코커스 패칼리스, 이의 배양액 또는 이의 사균체를 유효성분으로 함유하는 근육감퇴, 약화 및 근위축 예방, 개선 또는 치료용 약학 조성물, 식품 조성물 및 식품첨가제
WO2021080298A1 (ko) 엔테로코커스 패칼리스를 유효성분으로 함유하는 비만 또는 비만으로부터 유도된 대사증후군의 예방 또는 치료용 조성물
WO2023229263A1 (ko) 락토바실러스 플란타룸 nchbl-004 균주 또는 이의 배양액을 포함하는 대사성 질환 예방, 치료 또는 개선용 조성물
WO2023229282A1 (ko) 락토바실러스 쿤케이 nchbl-003 균주 또는 이의 배양액을 포함하는 대사성 질환 예방, 치료 또는 개선용 조성물

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17827905

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017827905

Country of ref document: EP

Effective date: 20190211