WO2021137494A1 - 부티리시모나스 속 균주를 유효성분으로 포함하는 당뇨병 예방 또는 치료용 조성물 - Google Patents

부티리시모나스 속 균주를 유효성분으로 포함하는 당뇨병 예방 또는 치료용 조성물 Download PDF

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WO2021137494A1
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WO
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butyricimonas
composition
diabetes
glucose tolerance
strain
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PCT/KR2020/018795
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이희태
김경제
안진호
김지연
최도현
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삼육대학교산학협력단
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    • 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
    • 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
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    • A61P3/00—Drugs for disorders of the metabolism
    • A61P3/08—Drugs for disorders of the metabolism for glucose homeostasis
    • A61P3/10—Drugs for disorders of the metabolism for glucose homeostasis for hyperglycaemia, e.g. antidiabetics

Definitions

  • the present invention is butyricimonas genus ( Butyricimonas sp. ) strain, its culture, its concentrate, its dried product, or a pharmaceutical composition for preventing or treating diabetes, hyperglycemia, or impaired glucose tolerance comprising a combination thereof as an active ingredient; Butyricimonas genus ( Butyricimonas sp. ) strain, its culture medium, its concentrate, its dried product, or a food composition for preventing or improving diabetes comprising a combination thereof as an active ingredient, improving insulin resistance, controlling blood sugar or improving glucose tolerance; Health functional food containing the food composition; Butyricimonas genus ( Butyricimonas sp.
  • a method for preventing or treating diabetes, hyperglycemia, or impaired glucose tolerance comprising administering the pharmaceutical composition to an individual; Prevention or treatment of diabetes, hyperglycemia or impaired glucose tolerance, improvement of insulin resistance or glycemic control of the genus Butyricimonas ( Butyricimonas sp. )
  • Use of a composition comprising a strain and diabetes, hyperglycemia or impaired glucose tolerance for the preparation of a medicament for the prevention or treatment of butyricimonas genus (Butyricimonas sp. ) It relates to the use of a composition comprising a strain.
  • Obesity which is one of the metabolic diseases, is a phenomenon caused by an imbalance in energy intake and consumption. It refers to an excessive accumulation of fat in the body. It is widely used to cause chronic diseases such as high blood pressure, diabetes, and cardiovascular disease. is known It is caused by various causes, and is generally recognized to be caused by excessive caloric intake, endocrine disorders, lack of exercise, and genetic factors.
  • Diabetes mellitus is a disease in which carbohydrate metabolism is impaired due to insufficient insulin or poor sensitivity to insulin.
  • Type 1 diabetes mellitus insulin-dependent diabetes mellitus/IDDM
  • non-insulin-dependent diabetes mellitus also known as adult type diabetes
  • type 2 diabetes which is non-insulindependent diabetes mellitus/NIDDM
  • acarbose (Acarbose, Bayer AG) developed as an alpha-glucosidase inhibitor to slow the absorption of carbohydrates after a meal, sulfonylurea, an insulin secretagogue, repaglinide, nateglinide, And there are drugs in the class of insulin resistance improving agents, such as Biguanide and Thiazolidinedione or glitazone.
  • the currently used drugs are mainly chemically synthesized products, but various side effects such as kidney or liver dysfunction and heart disease are reported, so interest in materials that can treat metabolic diseases derived from natural products is increasing. is the trend
  • lactic acid bacteria are attracting attention, and specifically, a pharmaceutical composition for preventing or treating obesity or obesity-related diseases, including Lactobacillus plantarum WiKim0062 (Korea Patent Application Publication No. 10-2019-0051771) ) or Lactobacillus curvatus ( Lactobacillus curvatus )
  • a pharmaceutical composition for lowering blood cholesterol and inhibiting obesity including hy7601 (Korean Patent No. 10-0996577), and the like have been developed.
  • hy7601 Korean Patent No. 10-0996577
  • the present inventors have made intensive research efforts to develop an antidiabetic agent and a blood sugar control agent using a natural product-derived ingredient.
  • the Butyricimonas sp. strain improves weight gain, hyperglycemia, reduced glucose tolerance symptoms and insulin resistance due to a high-fat diet.
  • the present invention was completed by confirming that it can be usefully used for the prevention or treatment of diabetes, hyperglycemia, or impaired glucose tolerance by showing the efficacy.
  • the present invention aims to solve the above problems and other problems related thereto.
  • An exemplary object of the present invention is butyricimonas sp. strain, its culture medium, its concentrate, its dried product, or diabetes, hyperglycemia, or a pharmaceutical for the prevention or treatment of impaired glucose tolerance comprising a combination thereof as an active ingredient It is to provide an enemy composition.
  • Another exemplary object of the present invention is the genus Butyricimonas sp. strain, its culture medium, its concentrate, its dried product, or diabetes prevention or improvement, insulin resistance improvement, blood sugar control or Food composition for improving glucose tolerance; And to provide a health functional food comprising the composition.
  • Another exemplary object of the present invention is the genus Butyricimonas sp. strain, its culture medium, its concentrate, its dried product, or diabetes prevention or improvement, insulin resistance improvement, blood sugar control comprising a combination thereof as an active ingredient Or to provide a feed composition for improving glucose tolerance.
  • Another exemplary object of the present invention is to provide a method for preventing or treating diabetes, hyperglycemia, or impaired glucose tolerance, comprising administering the pharmaceutical composition to a subject.
  • Another exemplary object of the present invention is to prevent or treat diabetes, hyperglycemia or impaired glucose tolerance, improve insulin resistance or control blood sugar, butyricimonas genus ( Butyricimonas sp. ) It is to provide the use of a composition comprising a strain.
  • Another exemplary object of the present invention is to provide a use of a composition comprising a strain of Butyricimonas sp. for the manufacture of a medicament for the prevention or treatment of diabetes, hyperglycemia or impaired glucose tolerance.
  • One aspect of the present invention for achieving the above object is the genus Butyricimonas sp. strain, its culture medium, its concentrate, its dried product, or a combination thereof as an active ingredient Diabetes, hyperglycemia or prevention of impaired glucose tolerance Or it provides a pharmaceutical composition for treatment.
  • Butyricimonas sp. strain of the present invention refers to microorganisms present in the gastrointestinal tract of various mammals such as mice and humans, which corresponds to the gram-negative and anaerobic genera.
  • the Butyricimonas sp. strain of the present invention may be a live cell, a dead cell, or a combination thereof.
  • the dead cells may be dead cells by heat treatment, but is not limited thereto.
  • the butyricimonas sp . strain of the present invention is specifically Butyricimonas virosa (Butyricimonas virosa), butyricimonas faecihominis (Butyricimonas faecihominis), Butyricimonas paravirosa (Butyricimonas paravirosa), Butyricimonas synergistic (Butyricimonas synergistic) ), or Butyricimonas faecalis ( Butyricimonas faecalis ) It may be, more specifically, Butyricimonas virosa ( Butyricimonas virosa ) Or Butyricimonas synergistica ) It may be, but is not limited thereto.
  • culture medium refers to a medium containing by-products and strains generated through metabolism of the strain by culturing the strain in a medium
  • buty lysimonas spp. may mean a culture solution or culture of, and more specifically, may refer to a culture solution or culture of Butyricimonas virosa or Butyricimonas synergistica.
  • the concentrate or dilution of the medium, the dried product obtained by drying the medium, the prepared or purified product of the medium, or a mixture thereof may also be included as an active ingredient in the composition of the present invention.
  • active ingredient refers to a component that alone exhibits a desired activity, or can exhibit activity together with a carrier that is inactive by itself.
  • the active ingredient may be included in any amount (effective amount) according to the specific use, formulation, purpose of blending, etc. as long as it can exhibit preventive or therapeutic activity for diabetes, hyperglycemia, or impaired glucose tolerance. It may be determined within the range of 0.01 wt % to 99.9 wt % based on the total weight.
  • the "effective amount” means that when the composition of the present invention is administered to an individual subject to the application of the composition of the present invention during the administration period as suggested by those skilled in the art, the intended functional, such as prevention or treatment of diabetes, hyperglycemia, or impaired glucose tolerance; Refers to the amount of the active ingredient included in the composition of the present invention, which can exhibit a pharmacological effect. Such an effective amount can be determined empirically by one of ordinary skill in the art within the scope of ordinary skill in the art.
  • the pharmaceutical composition of the present invention may include, as an active ingredient, the number of 10 1 to 10 12 CFU bacteria, specifically 10 6 to 10 10 CFU bacteria, and more specifically, the Butyricimonas sp. strain having 10 8 CFU bacteria as an active ingredient.
  • diabetes refers to a type of metabolic disease such as insufficient insulin secretion or failure to function normally, and is characterized by high blood sugar in which the concentration of blood glucose increases, and causes various symptoms and signs due to high blood sugar and causes urine It means a disease that results in the excretion of glucose from The "diabetes” includes all types of diabetes, for example, type 1 diabetes, type 2 diabetes, and hereditary diabetes. Specifically, the diabetes may be type 2 diabetes, or may be obese diabetes accompanied by obesity symptoms that cause diabetes.
  • hypoglycemia refers to a state in which blood sugar levels are abnormally high or a state in which a blood sugar control drug is taken.
  • the term “impaired glucose tolerance” refers to a state in which the glucose processing ability of a living body is abnormally decreased.
  • insulin resistance refers to a state in which the action of insulin, the most important biohormone, which overall regulates energy metabolism such as carbohydrates, lipids, and proteins, is lower than normal at physiological insulin concentrations.
  • prevention of the present invention refers to any action that inhibits or delays diabetes, hyperglycemia, or impaired glucose tolerance through administration of the pharmaceutical composition of the present invention
  • treatment of the present invention refers to administration of the pharmaceutical composition of the present invention It means any action in which diabetes, hyperglycemia, or impaired glucose tolerance is improved, alleviated, or is beneficially altered.
  • improved refers to any action in which diabetes, insulin resistance, or glucose tolerance is improved by administration of the composition.
  • the term "pharmaceutical composition" of the present invention means one prepared for the purpose of preventing or treating a disease, and each may be formulated in various forms according to a conventional method and used. For example, it may be formulated in oral dosage forms such as powders, granules, tablets, capsules, suspensions, emulsions, syrups, etc., depending on the route of administration, and may be formulated in the form of external preparations and sterile injection solutions.
  • the administration route may be any suitable route including topical route, oral route, intravenous route, intramuscular route, and direct absorption through mucosal tissue, and two or more routes may be used in combination.
  • An example of the combination of two or more routes is a case in which two or more formulations of drugs according to the route of administration are combined. For example, one drug is first administered by an intravenous route and the other drug is secondarily administered by a local route.
  • Pharmaceutically acceptable carriers are well known in the art according to administration routes or formulations, and specifically, reference may be made to the pharmacopoeia of each country including the 'Korean Pharmacopoeia'.
  • the pharmaceutical composition of the present invention may be prepared in the form of a pharmaceutical composition for the prevention or treatment of diabetes, hyperglycemia, or impaired glucose tolerance further comprising an appropriate carrier, excipient or diluent commonly used in the preparation of the pharmaceutical composition.
  • the carrier may include a non-naturally occurring carrier.
  • the pharmaceutical composition is formulated in the form of oral dosage forms such as powders, granules, tablets, capsules, suspensions, emulsions, syrups, aerosols, external preparations, suppositories and sterile injection solutions according to conventional methods, respectively.
  • carriers, excipients and diluents that may be included in the pharmaceutical composition include lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, xylitol, erythritol, maltitol, starch, acacia gum, alginate, gelatin, calcium phosphate , calcium silicate, cellulose, methyl cellulose, microcrystalline cellulose, polyvinyl pyrrolidone, water, methylhydroxybenzoate, propylhydroxybenzoate, talc, magnesium stearate and mineral oil.
  • Solid preparations for oral administration include tablets, pills, powders, granules, capsules, etc., and these solid preparations include at least one excipient, for example, starch, calcium carbonate, sucrose or lactose. It is prepared by mixing lactose, gelatin, etc. In addition to simple excipients, lubricants such as magnesium stearate and talc are also used.
  • Liquid formulations for oral use include suspensions, solutions, emulsions, syrups, etc., which are commonly used simple diluents such as water and liquid paraffin, and various excipients such as wetting agents, sweeteners, fragrances, and preservatives. have.
  • Formulations for parenteral administration include sterile aqueous solutions, non-aqueous solutions, suspensions, emulsions, freeze-dried preparations, and suppositories.
  • Non-aqueous solvents and suspending agents include propylene glycol, polyethylene glycol, vegetable oils such as olive oil, and injectable esters such as ethyl oleate.
  • As the base of the suppository witepsol, macrogol, tween 61, cacao butter, laurin, glycerogelatin, and the like can be used.
  • the specific dosage of the pharmaceutical composition according to the present invention depends on factors such as the formulation method, the patient's condition and weight, the patient's sex, age, degree of disease, drug form, administration route and period, excretion rate, reaction sensitivity, etc. It can be variously selected by those skilled in the art, and the dosage and frequency do not limit the scope of the present invention in any way.
  • the pharmaceutical composition of the present invention may be administered to mammals such as rats, dogs, cats, cattle, horses, pigs, and humans through various routes, preferably humans. Any mode of administration may be contemplated, for example, but not limited to, administration by oral, intravenous, intramuscular or subcutaneous injection.
  • Butyricimonas virosa or Butyricimonas synergistica to an obese mouse model having hyperglycemia induced by a high-fat diet
  • the effect of reducing fasting blood sugar, improving glucose tolerance and improving insulin resistance was shown.
  • it was confirmed that it can be used as a pharmaceutical composition for the prevention or treatment of diabetes, hyperglycemia, or impaired glucose tolerance in Butyricimonas FIGS. 3 and 4 ).
  • Another aspect of the present invention for achieving the above object is the butyricimonas genus (Butyricimonas sp. ) strain, its culture, its concentrate, its dry product, or diabetes prevention or improvement, insulin comprising a combination thereof as an active ingredient Food composition for improving resistance, controlling blood sugar or improving glucose tolerance; And it provides a health functional food comprising the composition.
  • the term “glycemic control” refers to any act of changing the blood glucose concentration in a subject to a normal value by administering the composition of the present invention.
  • the term “improving glucose tolerance” refers to any action in which a subject's glucose tolerance is improved or improved by administering the composition of the present invention.
  • Food compositions of the present invention as the active ingredient 10 1 to 10 12 CFU bacteria, in particular from 10 6 to 10 10 CFU bacteria, and more specifically may comprise a Pseudomonas sp butynyl receiver having a 10 8 CFU bacteria.
  • the food composition of the present invention can exhibit the effects of preventing or improving diabetes, improving insulin resistance, controlling blood sugar and improving glucose tolerance, it may contain the Butyricimonas spp. strain in various wt%, but specifically, the food composition of the Butyricimonas spp. It may be included in an amount of 0.001 to 99.9 wt%, specifically 0.01 to 99.9 wt%, based on the total weight of the.
  • composition of the present invention may further include any compound or natural extract known to have the activity and safety has already been verified in the art in order to enhance the convenience of administration or intake, in addition to the active ingredient. .
  • Such compounds or extracts include compounds or extracts and pharmaceuticals listed in compendial documents such as pharmacopeias of each country ('Korean Pharmacopoeia' in Korea) and health functional food regulations of each country ('health functional food standards and specifications', announced by the Ministry of Food and Drug Safety in Korea).
  • pharmacopeias of each country 'Korean Pharmacopoeia' in Korea
  • health functional food regulations of each country 'health functional food standards and specifications', announced by the Ministry of Food and Drug Safety in Korea.
  • Each country's laws governing the manufacture and sale of compounds, extracts, and health functional foods that have been approved for items in accordance with the laws of each country (the 'Pharmaceuticals Act' in Korea) that regulate manufacturing and sales ('Health Functional Food Act' in Korea) Depending on the functionalities recognized compounds or extracts may be included.
  • the term “food” refers to meat, sausage, bread, chocolate, candy, stacks, confectionery, pizza, ramen, other noodles, gums, dairy products including ice cream, various soups, beverages, tea, drinks, alcohol There are beverages, vitamin complexes, health functional foods, and health foods, and includes all foods in the normal sense.
  • the health food means a food having an active health maintenance or promotion effect compared to general food
  • the health supplement food means a food for the purpose of health supplementation.
  • the terms health function food, health food, and health supplement are preferred.
  • the term "health functional food” in the present invention is the same term as food for special health use (FoSHU), and in addition to nutrition, it is a food with high medical and medical effects processed to efficiently exhibit bioregulatory functions. it means.
  • “function (sex)” means to obtain a useful effect for health purposes such as regulating nutrients or physiological action with respect to the structure and function of the human body.
  • the food of the present invention can be manufactured by a method commonly used in the art, and during the manufacture, it can be prepared by adding raw materials and components commonly added in the art.
  • the formulation of the above food is also a formulation that is recognized as a food, it can be manufactured without limitation.
  • composition for food of the present invention can be prepared in various types of dosage forms, and unlike general drugs, has the advantage that there are no side effects that may occur during long-term administration of the drug using food as a raw material, excellent portability, and the present invention Medical food can be consumed as an adjuvant for preventing or improving diabetes, improving insulin resistance, controlling blood sugar, or improving glucose tolerance.
  • the health function food is a food prepared by adding or encapsulating, powdering, suspension, etc., to food materials such as beverages, teas, spices, gums, and confectionery of the Butyricimonas genus strain. It means to bring a specific effect, but unlike general drugs, it has the advantage that there are no side effects that may occur when taking the drug for a long period of time using food as a raw material.
  • the food composition of the present invention can be consumed on a daily basis, it is very useful because it can be expected to prevent or improve diabetes, improve insulin resistance, control blood sugar, or improve glucose tolerance.
  • the food composition of the present invention may be prepared in any form, for example, beverages such as tea, juice, carbonated beverages, and ionic beverages, processed oils such as milk and yogurt, gums, rice cakes, Korean sweets, bread, Foods such as confectionery and noodles, tablets, capsules, pills, granules, liquids, powders, flakes, pastes, syrups, gels, jellies, bars, and the like can be manufactured into health functional food preparations.
  • the food composition of the present invention may have any product classification in terms of legal and functional classification as long as it conforms to the enforcement regulations at the time of manufacture and distribution.
  • it is a health functional food according to the 'Health Functional Food Act' in Korea, or confectionery, beans, tea, and beverages according to each food type according to the Food Ordinance of the Korea 'Food Sanitation Act' (the 'Food Standards and Specifications' notified by the Ministry of Food and Drug Safety). , food for special use, and the like.
  • the food composition of the present invention may contain food additives in addition to the active ingredient.
  • Food additives can be generally understood as substances that are added to and mixed with or infiltrated into food in manufacturing, processing or preserving food. Since they are consumed daily and for a long period of time with food, their safety must be ensured. Food additives with guaranteed safety are limited in terms of ingredients or functions in the Food Additives Ordinance in accordance with the laws of each country that regulate the manufacture and distribution of food ('Food Sanitation Act' in Korea). In the Korean Food Additives Code (“Food Additive Standards and Specifications” notified by the Ministry of Food and Drug Safety), food additives are classified into chemically synthetic products, natural additives, and mixed preparations in terms of ingredients. These food additives are sweeteners and flavorants in terms of function. It is classified into an agent, a preservative, an emulsifier, an acidulant, and a thickener.
  • the sweetener is used to impart an appropriate sweetness to food, and natural or synthetic ones may be used.
  • a natural sweetener is used.
  • sugar sweeteners such as corn syrup solids, honey, sucrose, fructose, lactose, and maltose.
  • the flavoring agent may be used to improve taste or flavor, and both natural and synthetic ones may be used. Preferably, it is a case where a natural thing is used. In the case of using a natural one, the purpose of nutritional enhancement in addition to flavor may be concurrently used.
  • the natural flavoring agent may be obtained from apples, lemons, tangerines, grapes, strawberries, peaches, or the like, or obtained from green tea leaves, dandelion leaves, bamboo leaves, cinnamon, chrysanthemum leaves, and jasmine. In addition, those obtained from ginseng (red ginseng), bamboo shoots, aloe vera, ginkgo biloba, etc. can be used.
  • the natural flavoring agent may be a liquid concentrate or a solid extract. In some cases, a synthetic flavoring agent may be used, and the synthetic flavoring agent may include esters, alcohols, aldehydes, terpenes, and the like.
  • Calcium sorbate, sodium sorbate, potassium sorbate, calcium benzoate, sodium benzoate, potassium benzoate, EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid), etc. can be used as the preservative, and as the emulsifier, acacia gum, carboxymethylcellulose, xanthan gum, Pectin and the like may be used, and acidulant, malic acid, fumaric acid, adipic acid, phosphoric acid, gluconic acid, tartaric acid, ascorbic acid, acetic acid, phosphoric acid, and the like may be used. Acidulant may be added so that the food composition has an appropriate acidity for the purpose of inhibiting the growth of microorganisms in addition to the purpose of enhancing the taste.
  • a suspending agent As the thickener, a suspending agent, a settling agent, a gel-forming agent, a bulking agent, and the like may be used.
  • the food composition of the present invention may contain, in addition to the food additives as described above, physiologically active substances or minerals known in the art for the purpose of supplementing and reinforcing functionality and nutrition and guaranteed stability as food additives.
  • physiologically active substances include catechins contained in green tea, vitamins such as vitamin B1, vitamin C, vitamin E, and vitamin B12, tocopherol, dibenzoylthiamine, and the like.
  • Minerals include calcium preparations such as calcium citrate, stearic acid
  • Magnesium preparations, such as magnesium, iron preparations, such as iron citrate, chromium chloride, potassium iodide, selenium, germanium, vanadium, zinc, etc. are mentioned.
  • the food composition of the present invention may contain the food additives as described above in an appropriate amount to achieve the purpose depending on the type of product, and with respect to other food additives that may be included in the food composition of the present invention, You can refer to the Food Additives Ordinance.
  • butyricimonas genus butyricimonas sp.
  • its culture its concentrate, its dried product, or diabetes prevention or improvement, insulin comprising a combination thereof as an active ingredient It provides a feed composition for improving resistance, controlling blood sugar or improving glucose tolerance.
  • feed refers to any natural or artificial diet, one meal, etc., or a component of the one meal meal for animals to eat, ingest, digest or suitable for, and various types of feed known in the art. It can be manufactured with, and preferably, rich feed, roughage and/or special feed may be included.
  • Concentrated feed includes seed fruits including grains such as wheat, oats, and corn, bran including rice bran, wheat bran, and barley bran as by-products obtained from refining grains, soybeans, fluid, sesame, linseed, coco palm, etc.
  • Fish-Soluble is a concentrated fish meal, fish waste, and fresh liquid obtained from fish meal, fish waste, and residual starch, which is the main component of starch residue, which is the remainder after removing starch from sweet potatoes and potatoes, which are by-products obtained from oil extraction.
  • Animal feed such as dried whey, yeast, chlorella, and seaweed, which is the residue from the production of fish soluble), meat meal, blood meal, cow meal, skim milk powder, milk from milk, and casein from skim milk
  • the present invention is not limited thereto.
  • raw grass feed such as wild grasses, grasses and green cuttings, turnips for feed, beets for feed, root vegetables such as luther beargers, a type of turnip, raw herbs, green crops, grains, etc.
  • silo examples include, but are not limited to, silage, which is stored feed fermented with lactic acid after filling, wild grasses, hay obtained by cutting and drying grass, straw for breeding crops, and leaves of legumes.
  • Special feed includes mineral feed such as oyster shells and rock salt, urea feed such as urea or its derivative diureide isobutane, supplementing ingredients that are easily lacking when only natural feed raw materials are mixed, or adding to the compounded feed to increase the storability of the feed.
  • feed additives and dietary supplements which are substances added in trace amounts, but are not limited thereto.
  • the feed composition for preventing or improving diabetes, improving insulin resistance, controlling blood sugar or improving glucose tolerance is a Butyricimonas genus (Butyricimonas sp. ) strain, in an appropriate effective concentration range according to various feed preparation methods known in the art, It can be prepared by adding a culture solution thereof, a concentrate thereof, a dried product thereof, or a combination thereof.
  • the feed composition according to the present invention is not particularly limited as long as it is an individual for the purpose of preventing or improving diabetes, improving insulin resistance, controlling blood sugar, or improving glucose tolerance, and any feed composition is applicable.
  • non-human animals such as monkeys, dogs, cats, rabbits, guinea pigs, rats, mice, cattle, sheep, pigs, goats, etc., birds and fish can be applied to any object.
  • Another aspect of the present invention for achieving the above object provides a method for preventing or treating diabetes, hyperglycemia, or impaired glucose tolerance, comprising administering the pharmaceutical composition to an individual in a pharmaceutically effective amount.
  • the genus Butyricimonas sp. strain provided in the present invention, its culture medium, its concentrate, its dried product, or a combination thereof can be used as an active ingredient for diabetes, hyperglycemia or impaired glucose tolerance, so that the above
  • the composition may be used to prevent or treat diabetes, hyperglycemia or impaired glucose tolerance.
  • the term "individual” of the present invention includes, without limitation, mammals, including rats, livestock, humans, and the like, which are likely to or have developed diabetes, hyperglycemia, or impaired glucose tolerance.
  • the administration route 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 thereto, it may be administered through routes such as oral administration and rectal administration, and in some cases may be administered by other routes depending on the purpose.
  • Another aspect of the present invention for achieving the above object is the prevention or treatment of diabetes, hyperglycemia or impaired glucose tolerance, improvement of insulin resistance or glycemic control, butyricimonas genus ( Butyricimonas sp. ) Use of a composition comprising a strain to provide.
  • Another aspect of the present invention for achieving the above object is diabetes, hyperglycemia, or for the preparation of a medicament for the prevention or treatment of hyperglycemia or impaired glucose tolerance, butyricimonas genus ( Butyricimonas sp. ) Provides the use of a composition comprising a strain do.
  • composition comprising the Butyricimonas sp. strain according to the present invention shows the efficacy of reducing body weight and fasting blood sugar, improving glucose tolerance and improving insulin resistance in an obese mouse model having hyperglycemia induced by a high-fat diet, diabetes, hyperglycemia Or it may have a preventive or therapeutic effect on impaired glucose tolerance.
  • FIG. 1 shows an experimental schedule of administering a high-fat diet with a Butyricimonas virosa or Butyricimonas synergistica strain after inducing an obese mouse model having high blood sugar in a mouse with a high-fat diet.
  • Figure 2a is the final body weight of mice measured as a result of orally administered with a high-fat diet for 6 weeks with live or dead cells of Butyricimonas virosa or Butyricimonas synergistica after feeding the mice a high-fat diet for 10 weeks; . It was confirmed that the experimental group (HFD-LB and HFD-DB) in which Butyricimonas virosa or Butyricimonas synergistica was orally administered to a mouse model that gained weight on a high-fat diet lost less weight than the negative control group (HFD).
  • HFD-LB and HFD-DB the experimental group in which Butyricimonas virosa or Butyricimonas synergistica was orally administered to a mouse model that gained weight on a high-fat diet lost less weight than the negative control group (HFD).
  • RD is a normal control group
  • HFD is a negative control group induced with hyperglycemic disease due to a high-fat diet
  • HFD-LB is an experimental group administered with Butyricimonas virosa or Butyricimonas synergistica live bacteria after hyperglycemia induction with a high-fat diet
  • HFD- DB is an experimental group administered with Butyricimonas virosa or Butyricimonas synergistica dead bacteria after hyperglycemia induction with a high-fat diet.
  • *P ⁇ 0.05 indicates statistical significance when compared to HFD.
  • Figure 2b is the amount of change in body weight of mice before administration of Butyricimonas virosa or Butyricimonas synergistica and after administration of Butyricimonas virosa or Butyricimonas synergy. It was confirmed that body weight was reduced when orally administered Butyricimonas virosa or Butyricimonas synergistica to a mouse model that gained weight on a high-fat diet. In this case, *P ⁇ 0.05 indicates statistical significance when compared to HFD.
  • HFD negative control group
  • Figure 4a is a change in blood glucose after glucose administration measured as a result of oral administration of Butyricimonas virosa or Butyricimonas synergistica live or dead cells with a high-fat diet for 6 weeks after supplying a high-fat diet to mice for 10 weeks; . It was confirmed that glucose tolerance was improved compared to the negative control group (HFD) when Butyricimonas virosa or Butyricimonas synergistica was orally administered to a mouse model in which glucose tolerance was induced by a high-fat diet.
  • HFD negative control group
  • AUC Area under the curve
  • HFD 5 is a blood insulin concentration measured as a result of oral administration of Butyricimonas virosa or Butyricimonas synergistica live or dead cells along with a high-fat diet for 6 weeks after feeding the mice a high-fat diet for 10 weeks. It was confirmed that insulin resistance was improved compared to the negative control group (HFD) when Butyricimonas virosa or Butyricimonas synergistica was orally administered to a mouse model induced by a high-fat diet. In this case, *P ⁇ 0.05 indicates statistical significance when compared to HFD.
  • Butyricimonas virosa (Accession No. KCTC 15148) and Butyricimonas synergistica according to the present invention were purchased from the Center for Biological Resources (Korean Collection for Type Cultures). After inoculating Butyricimonas virosa in Columbia culture medium containing 5% horse serum, the bacteria were obtained by centrifugation after about 5 days. After the bacteria were subdivided into 110 8 CFU, live cells were stored at -70° C. until administration, and dead cells were stored after treatment in an autoclave (121° C., 15LB, 15 minutes).
  • mice male 5-week-old C57BL/6N mice were purchased from Samtako Co. Ltd. and acclimatized to the laboratory environment while freely supplying basic feed (10 kcal% fat, D12450B) and water for 7 days.
  • basic feed 10 kcal% fat, D12450B
  • a normal control group eating a normal diet and a negative control group eating a high-fat diet were included.
  • a normal control group (Regular diet, RD) eating a basic normal diet (10 kcal% fat);
  • HFD High-fat diet
  • HFD-LB Butyricimonas virosa or Butyricimonas synergistica live cells (1x10 8 CFU) of the present invention were orally administered once daily for the last 6 weeks while consuming a high-fat diet for 16 weeks;
  • HFD-DB The experimental group (HFD-DB) in which the Butyricimonas virosa or Butyricimonas synergistica dead cells (1x10 8 CFU) of the present invention were orally administered once daily for the last 6 weeks while consuming a high-fat diet for 16 weeks.
  • mice after administration of Butyricimonas virosa or Butyricimonas synergistica, the weight of the mice was measured every week, and the weight difference between the control group and the experimental group was compared after the end of the experiment.
  • HFD-LB and HFD- which is an experimental group in which live and dead cells of Butyricimonas virosa or Butyricimonas synergistica were administered along with a high-fat diet for 6 weeks after ingestion of a high-fat diet. It was confirmed that the final body weight of DB was lower than the final weight of the control group (HFD) ingesting only a high-fat diet (Fig. 2a), and it was found that after 6 weeks of butyricimonas administration, the body weight decreased compared to before butyricimonas administration. was confirmed (Fig. 2b).
  • blood glucose was measured once every 2 weeks after administration of Butyricimonas virosa or Butyricimonas synergistica. After fasting for 12 hours, fasting blood glucose was measured using Accu-Chec Performa system, Roche.
  • HFD-LB and HFD-DB are the experimental groups administered with live and dead cells of Butyricimonas virosa or Butyricimonas synergistica. It was confirmed that there was a significant decrease.
  • mice an intraperitoneal blood glucose tolerance test (IPGTT) of mice was performed 6 weeks after administration of Butyricimonas virosa or Butyricimonas synergistica. After intraperitoneal administration of glucose at a dose of 2 g/kg, blood was collected from the tail vein of mice at 0, 15, 30, 60 and 120 minutes, and blood glucose was measured with a glucometer.
  • IPGTT intraperitoneal blood glucose tolerance test

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Abstract

본 발명은 부티리시모나스 속(Butyricimonas sp.) 균주, 이의 배양액, 이의 농축액, 이의 건조물, 또는 이들의 조합을 유효성분으로 포함하는 당뇨병, 고혈당증 또는 내당능 장애의 예방 또는 치료용 약학적 조성물; 부티리시모나스 속(Butyricimonas sp.) 균주, 이의 배양액, 이의 농축액, 이의 건조물, 또는 이들의 조합을 유효성분으로 포함하는 당뇨병 예방 또는 개선, 인슐린 저항성 개선, 혈당 조절 또는 내당능 개선용 식품 조성물; 상기 식품 조성물을 포함하는 건강기능식품; 부티리시모나스 속(Butyricimonas sp.) 균주, 이의 배양액, 이의 농축액, 이의 건조물, 또는 이들의 조합을 유효성분으로 포함하는 당뇨병 예방 또는 개선, 인슐린 저항성 개선, 혈당 조절 또는 내당능 개선용 사료 조성물; 상기 약학적 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는 당뇨병, 고혈당증 또는 내당능 장애의 예방 또는 치료 방법; 당뇨병, 고혈당증 또는 내당능 장애의 예방 또는 치료, 인슐린 저항성 개선 또는 혈당조절을 위한 부티리시모나스 속(Butyricimonas sp.) 균주를 포함하는 조성물의 용도; 및 당뇨병, 고혈당증 또는 내당능 장애의 예방 또는 치료용 약제의 제조를 위한 부티리시모나스 속(Butyricimonas sp.) 균주를 포함하는 조성물의 용도에 관한 것이다. 본 발명에 따른 조성물은 고지방식이에 의한 체중 증가, 혈당 증가, 내당능 저하 및 인슐린 저항성을 개선시키므로, 당뇨병, 고혈당증 또는 내당능 장애의 예방 또는 치료용으로 유용하게 사용될 수 있다.

Description

부티리시모나스 속 균주를 유효성분으로 포함하는 당뇨병 예방 또는 치료용 조성물
본 발명은 부티리시모나스 속(Butyricimonas sp.) 균주, 이의 배양액, 이의 농축액, 이의 건조물, 또는 이들의 조합을 유효성분으로 포함하는 당뇨병, 고혈당증 또는 내당능 장애의 예방 또는 치료용 약학적 조성물; 부티리시모나스 속(Butyricimonas sp.) 균주, 이의 배양액, 이의 농축액, 이의 건조물, 또는 이들의 조합을 유효성분으로 포함하는 당뇨병 예방 또는 개선, 인슐린 저항성 개선, 혈당 조절 또는 내당능 개선용 식품 조성물; 상기 식품 조성물을 포함하는 건강기능식품; 부티리시모나스 속(Butyricimonas sp.) 균주, 이의 배양액, 이의 농축액, 이의 건조물, 또는 이들의 조합을 유효성분으로 포함하는 당뇨병 예방 또는 개선, 인슐린 저항성 개선, 혈당 조절 또는 내당능 개선용 사료 조성물; 상기 약학적 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는 당뇨병, 고혈당증 또는 내당능 장애의 예방 또는 치료 방법; 당뇨병, 고혈당증 또는 내당능 장애의 예방 또는 치료, 인슐린 저항성 개선 또는 혈당조절을 위한 부티리시모나스 속(Butyricimonas sp.) 균주를 포함하는 조성물의 용도; 및 당뇨병, 고혈당증 또는 내당능 장애의 예방 또는 치료용 약제의 제조를 위한 부티리시모나스 속(Butyricimonas sp.) 균주를 포함하는 조성물의 용도에 관한 것이다.
최근 경제적 발전과 식습관 등의 변화에 따라 우리나라에서 비만, 고지혈증, 동맥경화, 고인슐린혈증, 또는 당뇨병 등 대사성 질환의 발병률이 급증하고 있으며, 선진국인 미국과 서유럽 국가 수준 또는 그 이상으로 그 발병률이 크게 증가한 것으로 알려지고 있다.
대사성 질환 중 하나인 비만은 에너지의 섭취와 소비의 불균형에 의해서 야기되는 현상으로 체내에 지방이 과잉 축적되어 있는 상태를 의미하는 것으로, 고혈압, 당뇨병, 심혈관계질환 등의 만성질환을 유발하는 것으로 널리 알려져 있다. 다양한 원인에 의해 야기되며, 일반적으로 지나친 열량 섭취, 내분비 장애, 운동부족, 유전적 요인 등에 기인하는 것으로 인식되고 있다.
당뇨병은 인슐린이 부족하거나 인슐린에 대한 감수성이 떨어져 탄수화물대사에 이상이 생기는 질환으로서, 인슐린의존성 당뇨병(insulin-dependent diabetes mellitus/IDDM)인 제1형 당뇨병과 성인형 당뇨병이라 일컬어지던 인슐린비의존성 당뇨병(non-insulindependent diabetes mellitus/NIDDM)인 제2형 당뇨병으로 구분된다.
한편, 비만 또는 당뇨병에서 나타나는 고혈당 증상은 신체의 각 기관이 손상되거나 기능을 잃는 문제 등의 합병증을 야기할 수 있다. 따라서, 효과적인 혈당 조절은 중요하며, 혈당 조절을 위해 일반적으로 식이요법, 운동 또는 약물 복용 등이 권장되고 있다. 다만, 식이 및 운동 요법은 혈당 상승을 근본적으로 차단하는 데에 한계가 있어, 인슐린 분비 촉진제나 인슐린 감수성 개선제와 같은 약물을 투여하는 약물 요법을 병행하는 것이 일반적이다. 예컨대, 식후 당질의 흡수를 늦추는 알파-글루코시다아제 저해제로서 개발된 아카보스(Acarbose, Bayer AG), 인슐린분비 촉진제인 설포닐우레아(Sulfonylurea), 레파글리나이드(Repaglinide), 나테글리나이드(Nateglinide), 그리고 인슐린 저항성 개선제인 비구아니드(Biguanide), 글리타존(Thiazolidinedione or glitazone) 계열의 약물들이 있다.
이렇듯 현재 사용되는 약물은 화학합성제품이 주를 이루고 있으나, 신장이나 간 기능 장애, 심장 질환계 이상 등 다양한 부작용이 보고되고 있어, 천연물 유래의 대사성 질환을 치료할 수 있는 소재에 대한 관심이 증가하고 있는 추세이다.
이러한 소재 중 하나로 유산균이 주목을 받고 있으며, 구체적으로 락토바실러스 플란타룸 WiKim0062(Lactobacillus plantarum WiKim0062)를 포함하는 비만 또는 비만 관련 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물(한국공개특허 제 10-2019-0051771호) 또는 락토바실러스 커페터스(Lactobacillus curvatus) hy7601을 포함하는 혈중 콜레스테롤 강하 및 비만 억제용 약학적 조성물(한국등록특허 제 10-0996577호) 등이 개발된 바 있다. 그러나 여전히 상업적으로 성공할 만큼 당뇨병 치료 효과 또는 혈당 조절 효과가 우수한 유산균 관련 기술에 대한 필요성이 있다.
이러한 배경 하에서, 본 발명자들은 천연물 유래 성분을 이용한 당뇨병 치료제 및 혈당 조절제를 개발하기 위하여 예의 연구 노력한 결과, 부티리시모나스 속 균주가 고지방식이에 의한 체중 증가, 고혈당, 내당능 저하 증상 및 인슐린 저항성을 개선시키는 효능을 나타내어 당뇨병, 고혈당증 또는 내당능 장애의 예방 또는 치료에 유용하게 사용될 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 전술한 문제 및 이와 연관된 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 예시적 목적은 부티리시모나스 속(Butyricimonas sp.) 균주, 이의 배양액, 이의 농축액, 이의 건조물, 또는 이들의 조합을 유효성분으로 포함하는 당뇨병, 고혈당증 또는 내당능 장애의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 예시적 목적은 부티리시모나스 속(Butyricimonas sp.) 균주, 이의 배양액, 이의 농축액, 이의 건조물, 또는 이들의 조합을 유효성분으로 포함하는 당뇨병 예방 또는 개선, 인슐린 저항성 개선, 혈당 조절 또는 내당능 개선용 식품 조성물; 및 상기 조성물을 포함하는 건강기능식품을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 예시적 목적은 부티리시모나스 속(Butyricimonas sp.) 균주, 이의 배양액, 이의 농축액, 이의 건조물, 또는 이들의 조합을 유효성분으로 포함하는 당뇨병 예방 또는 개선, 인슐린 저항성 개선, 혈당 조절 또는 내당능 개선용 사료 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 예시적 목적은 상기 약학적 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는, 당뇨병, 고혈당증 또는 내당능 장애의 예방 또는 치료 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 예시적 목적은 당뇨병, 고혈당증 또는 내당능 장애의 예방 또는 치료, 인슐린 저항성 개선 또는 혈당조절을 위한, 부티리시모나스 속(Butyricimonas sp.) 균주를 포함하는 조성물의 용도를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 예시적 목적은 당뇨병, 고혈당증 또는 내당능 장애의 예방 또는 치료용 약제의 제조를 위한, 부티리시모나스 속(Butyricimonas sp.) 균주를 포함하는 조성물의 용도를 제공하는 것이다.
본 명세서에 개시된 발명의 기술적 사상에 따라 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 문제점을 해결하기 위한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 한편, 본 출원에서 개시된 각각의 설명 및 실시형태는 각각의 다른 설명 및 실시 형태에도 적용될 수 있다. 즉, 본 출원에서 개시된 다양한 요소들의 모든 조합이 본 출원의 범주에 속한다. 또한, 하기 기술된 구체적인 서술에 의하여 본 출원의 범주가 제한된다고 볼 수 없다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는 부티리시모나스 속(Butyricimonas sp.) 균주, 이의 배양액, 이의 농축액, 이의 건조물, 또는 이들의 조합을 유효성분으로 포함하는 당뇨병, 고혈당증 또는 내당능 장애의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
본 발명의 용어 "부티리시모나스 속(Butyricimonas sp.)" 균주는 쥐 및 인간과 같은 다양한 포유류의 위장관에 존재하는 미생물을 의미하는 것으로, 이는 그람 음성 및 혐기성 속에 해당한다.
본 발명의 상기 부티리시모나스 속 균주는 생균, 사균 또는 이들의 조합일 수 있다. 구체적으로, 상기 사균은 열처리에 의한 사균일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 상기 부티리시모나스 속 균주는 구체적으로 부티리시모나스 비로사(Butyricimonas virosa), 부티리시모나스 패시호미니스(Butyricimonas faecihominis), 부티리시모나스 파라비로사(Butyricimonas paravirosa), 부티리시모나스 시너지스티카(Butyricimonas synergistica), 또는 부티리시모나스 패칼리스(Butyricimonas faecalis)일 수 있고, 보다 더 구체적으로는 부티리시모나스 비로사(Butyricimonas virosa) 또는 부티리시모나스 시너지스티카(Butyricimonas synergistica)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 용어 "배양액" 또는 "배양물"은 균주를 배지에 배양하여 균주가 영양분을 섭취하고 물질대사를 통해 생겨난 부산물과 균주 등이 포함된 배지를 의미하는 것으로, 구체적으로 부티리시모나스 속 균주의 배양액 또는 배양물을 의미할 수 있고, 더욱 구체적으로는 부티리시모나스 비로사 또는 부티리시모나스 시너지스티카의 배양액 또는 배양물을 의미할 수 있다. 또한, 상기 배지의 농축액 또는 희석액, 상기 배지를 건조하여 얻은 건조물, 상기 배지의 조정제물이나 정제물, 또는 이들의 혼합물 또한 본 발명의 조성물 내 유효성분으로 포함될 수 있다.
본 발명의 용어 "유효성분"이란 단독으로 목적하는 활성을 나타내거나, 또는 그 자체는 활성이 없는 담체와 함께 활성을 나타낼 수 있는 성분을 의미한다.
본 발명의 조성물에서 유효성분은 당뇨병, 고혈당증 또는 내당능 장애의 예방 또는 치료 활성을 나타낼 수 있는 한 그 구체적 용도, 제형, 배합 목적 등에 따라 임의의 양(유효량)으로 포함될 수 있는데, 통상적인 유효량은 조성물 전체 중량을 기준으로 할 때 0.01 중량 % 내지 99.9 중량 % 범위 내에서 결정될 수 있다. 상기 "유효량"이란 본 발명 조성물의 적용 대상인 개체에게 당업계의 통상의 기술자의 제언에 의한 투여 기간 동안 본 발명의 조성물이 투여될 때, 당뇨병, 고혈당증 또는 내당능 장애의 예방 또는 치료 등 의도한 기능적, 약리학적 효과를 나타낼 수 있는, 본 발명의 조성물에 포함되는 유효성분의 양을 말한다. 이러한 유효량은 당업계의 통상의 기술자가 통상의 능력 범위 내에서 실험적으로 결정될 수 있다.
본 발명의 약학적 조성물은 유효성분으로 101 내지 1012 CFU 균수, 구체적으로는 106 내지 1010 CFU 균수, 더욱 구체적으로는 108 CFU 균수를 갖는 부티리시모나스 속 균주를 포함할 수 있다.
본 발명의 용어 "당뇨병"은 인슐린의 분비량이 부족하거나 정상적인 기능이 이루어지지 않는 등의 대사질환의 일종으로, 혈중 포도당의 농도가 높아지는 고혈당을 특징으로 하며, 고혈당으로 인하여 여러 증상 및 징후를 일으키고 소변에서 포도당을 배출하게 되는 질병의 의미한다. 상기 "당뇨병"은 모든 종류의 당뇨병을 포함하며, 예를 들어, 제1형 당뇨, 제2형 당뇨 및 유전성 당뇨를 포함한다. 구체적으로, 상기 당뇨병은 제2형 당뇨일 수 있고, 또는 당뇨의 원인이 되는 비만증상을 수반하는 비만성 당뇨병일 수 있다.
본 발명의 용어 "고혈당증"은 혈당치가 비정상적으로 높은 상태 또는 혈당 조절약물을 복용하는 상태를 의미한다.
본 발명의 용어 "내당능 장애"는 생체의 포도당 처리 능력이 비정상적으로 저하된 상태를 의미한다.
본 발명의 용어 "인슐린 저항성"은 생리적 인슐린농도에서 당질, 지질 및 단백질 등 에너지대사를 총체적으로 조절하는 가장 중요한 생체호르몬인 인슐린의 작용이 정상보다 저하된 상태를 의미한다.
본 발명의 용어 "예방"은 본 발명의 약학적 조성물의 투여를 통해 당뇨병, 고혈당증 또는 내당능 장애를 억제 또는 지연시키는 모든 행위를 의미하며, 본 발명의 용어 "치료"는 본 발명의 약학 조성물을 투여함으로써 당뇨병, 고혈당증 또는 내당능 장애가 호전 또는 완화되거나 이롭게 변경되는 모든 행위를 의미한다. 본 발명의 용어 "개선"은 상기 조성물의 투여로 당뇨병, 인슐린 저항성 또는 내당능이 호전되는 모든 행위를 의미한다.
본 발명의 용어 "약학적 조성물"은 질병의 예방 또는 치료를 목적으로 제조된 것을 의미하며, 각각 통상의 방법에 따라 다양한 형태로 제형화하여 사용될 수 있다. 예컨대, 투여 경로에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽 등의 경구형 제형으로 제형화할 수 있고, 외용제, 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 투여 경로는 국소 경로, 경구 경로, 정맥 내 경로, 근육 내 경로, 및 점막 조직을 통한 직접 흡수를 포함하는 임의의 적절한 경로일 수 있으며, 두 가지 이상의 경로를 조합하여 사용할 수도 있다. 두 가지 이상 경로의 조합의 예는 투여 경로에 따른 두 가지 이상의 제형의 약물이 조합된 경우로서 예컨대 1차로 어느 한 약물은 정맥 내 경로로 투여하고 2차로 다른 약물은 국소 경로로 투여하는 경우이다.
약학적으로 허용되는 담체는 투여 경로나 제형에 따라 당업계에 주지되어 있으며, 구체적으로는 '대한민국약전'을 포함한 각국의 약전을 참조할 수 있다.
본 발명의 약학적 조성물은, 약학적 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 또는 희석제를 추가로 포함하는　 당뇨병, 고혈당증 또는 내당능 장애의 예방 또는 치료용 약학적 조성물의 형태로 제조될 수 있는데, 상기 담체는 비자연적 담체(non-naturally occuring carrier)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 약학적 조성물은, 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 발명에서, 상기 약학적 조성물에 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 광물유를 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 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트(calcium carbonate), 수크로스(sucrose) 또는 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스티레이트, 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는 데 흔히 사용되는 단순희석제인 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, 글리세로제라틴 등이 사용될 수 있다.
약학적 조성물의 구체적인 제제화와 관련하여서는 당업계에 공지되어 있으며, 예컨대 문헌[Remington's Pharmaceutical Sciences(19th ed., 1995)] 등을 참조할 수 있다. 상기 문헌은 본 명세서의 일부로서 간주된다.
본 발명에 따른 약학적 조성물의 구체적인 투여량은 제제화 방법, 환자의 상태 및 체중, 환자의 성별, 연령, 질병의 정도, 약물형태, 투여경로 및 기간, 배설 속도, 반응 감응성 등과 같은 요인들에 따라 당업자에 의해 다양하게 선택될 수 있으며, 투여량 및 횟수는 어떠한 면에서든 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
본 발명의 약학적 조성물은 쥐, 개, 고양이, 소, 말, 돼지, 인간 등의 포유동물에 다양한 경로를 통해 투여될 수 있으며, 인간인 경우가 바람직할 수 있다. 투여의 모든 방식은 예상될 수 있으며, 예를 들어 경구, 정맥, 근육 또는 피하 주사에 의해 투여될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에서는, 고지방식이로 유도된 고혈당을 갖는 비만 마우스 모델에 부티리시모나스 비로사 또는 부티리시모나스 시너지스티카를 경구 투여한 결과, 공복 혈당 감소, 내당능 개선 및 인슐린 저항성 개선 효과가 나타난 바, 부티리시모나스 속 당뇨병, 고혈당증 또는 내당능 장애의 예방 또는 치료용 약학적 조성물로 사용될 수 있음을 확인하였다(도 3 및 4).
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 하나의 양태는 부티리시모나스 속(Butyricimonas sp.) 균주, 이의 배양액, 이의 농축액, 이의 건조물, 또는 이들의 조합을 유효성분으로 포함하는 당뇨병 예방 또는 개선, 인슐린 저항성 개선, 혈당 조절 또는 내당능 개선용 식품 조성물; 및 상기 조성물을 포함하는 건강기능식품을 제공한다.
본 발명의 용어 "부티리시모나스 속", "배양액", "유효성분", "당뇨병", "인슐린 저항성", "예방" 및 "개선" 은 전술한 바와 같다.
본 발명의 용어 "혈당 조절"은 본 발명의 조성물을 투여함으로써 대상체 내 혈당 농도를 정상 값으로 변화시키는 모든 행위를 의미한다.
본 발명의 용어 "내당능 개선"은 본 발명의 조성물을 투여함으로써 대상체의 내당능이 향상 또는 호전되는 모든 행위를 의미한다.
본 발명의 식품 조성물은 유효성분으로 101 내지 1012 CFU 균수, 구체적으로는 106 내지 1010 CFU 균수, 더욱 구체적으로는 108 CFU 균수를 갖는 부티리시모나스 속 균주를 포함할 수 있다.
본 발명의　식품　조성물은 당뇨병 예방 또는 개선, 인슐린 저항성 개선, 혈당 조절 및 내당능 개선 효과를 나타낼 수 있다면 다양한 중량%로 부티리시모나스 속 균주를 포함할 수 있으나, 구체적으로 부티리시모나스 속 균주를　식품　조성물의 총중량 대비 0.001 내지 99.9 중량%, 구체적으로는 0.01 내지 99.9 중량%로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 조성물은 유효성분 이외에, 복용이나 섭취의 편리성을 증진시키기 위하여, 당업계에서 이미 안전성이 검증되고 해당 활성을 갖는 것으로 공지된 임의의 화합물이나 천연 추출물을 추가로 포함할 수 있다.
이러한 화합물 또는 추출물에는 각국 약전(한국에서는 '대한민국약전'), 각국 건강기능식품공전(한국에서는 식약처 고시인 '건강기능식품 기준 및 규격') 등의 공정서에 실려 있는 화합물 또는 추출물, 의약품의 제조·판매를 규율하는 각국의 법률(한국에서는 '약사법')에 따라 품목 허가를 받은 화합물 또는 추출물, 건강기능식품의 제조·판매를 규율하는 각국 법률(한국에서는 '건강기능식품에 관한 법률')에 따라 기능성이 인정된 화합물 또는 추출물이 포함될 수 있다.
본 발명의 용어 "식품"은, 육류, 소시지, 빵, 초콜릿, 캔디류, 스텍류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알코올음료, 비타민 복합제, 건강 기능　식품　및 건강　식품　등이 있으며, 통상적인 의미의　식품을 모두 포함한다.
상기 건강　식품(health food)은 일반식품에 비해 적극적인 건강유지나 증진 효과를 가지는　식품을 의미하고, 건강보조식품(health supplement food)는 건강보조 목적의　식품을 의미한다. 경우에 따라, 건강 기능　식품, 건강식품, 건강보조식품의 용어는 호용된다.
본 발명의 용어 "건강 기능 식품"이란, 특정보건용　식품(food for special health use, FoSHU)와 동일한 용어로, 영양 공급 외에도 생체조절기능이 효율적으로 나타나도록 가공된 의학, 의료효과가 높은　식품을 의미한다. 여기서 "기능(성)"이라 함은 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건용도에 유용한 효과를 얻는 것을 의미한다. 본 발명의　식품은 당 업계에서 통상적으로 사용되는 방법에 의하여 제조가능하며, 상기 제조시에는 당 업계에서 통상적으로 첨가하는 원료 및 성분을 첨가하여 제조할 수 있다. 또한 상기　식품의 제형 또한　식품으로 인정되는 제형이면 제한 없이 제조될 수 있다. 본 발명의　식품용　조성물은 다양한 형태의 제형으로 제조될 수 있으며, 일반 약품과는 달리　식품을 원료로 하여 약품의 장기 복용 시 발생할 수 있는 부작용 등이 없는 장점이 있고, 휴대성이 뛰어나, 본 발명의　식품은 당뇨병 예방 또는 개선, 인슐린 저항성 개선, 혈당 조절 또는 내당능 개선을 위한 보조제로 섭취가 가능하다.
구체적으로, 상기 건강 기능　식품은 부티리시모나스 속 균주를 음료, 차류, 향신료, 껌, 과자류 등의　식품소재에 첨가하거나, 캡슐화, 분말화, 현탁액 등으로 제조한　식품으로, 이를 섭취할 경우 건강상 특정한 효과를 가져오는 것을 의미하나, 일반 약품과는 달리　식품을 원료로 하여 약품의 장기 복용 시 발생할 수 있는 부작용이 없는 장점이 있다.
본 발명의　식품　조성물은, 일상적으로 섭취하는 것이 가능하기 때문에 높은 당뇨병 예방 또는 개선, 인슐린 저항성 개선, 혈당 조절 또는 내당능 개선 효과를 기대할 수 있어 매우 유용하다.
본 발명의 식품 조성물은 어떠한 형태로도 제조될 수 있으며, 예컨대 차, 쥬스, 탄산음료, 이온음료 등의 음료류, 우유, 요구루트 등의 가공 유류(乳類), 껌류, 떡, 한과, 빵, 과자, 면 등의 식품류, 정제, 캡슐, 환, 과립, 액상, 분말, 편상, 페이스트상, 시럽, 겔, 젤리, 바 등의 건강기능식품 제제류 등으로 제조될 수 있다. 또한, 본 발명의 식품 조성물은 법률상·기능상의 구분에 있어서 제조·유통 시점의 시행 법규에 부합하는 한 임의의 제품 구분을 띨 수 있다. 예컨대 한국 '건강기능식품에관한법률'에 따른 건강기능식품이거나, 한국 '식품위생법'의 식품공전(식약처 고시 '식품의 기준 및 규격')상 각 식품유형에 따른 과자류, 두류, 다류, 음료류, 특수용도식품 등일 수 있다.
또한, 본 발명의 식품 조성물에는 그 유효성분 이외에 식품첨가물이 포함될 수 있다. 식품첨가물은 일반적으로 식품을 제조, 가공 또는 보존함에 있어 식품에 첨가되어 혼합되거나 침윤되는 물질로서 이해될 수 있는데, 식품과 함께 매일 그리고 장기간 섭취되므로 그 안전성이 보장되어야 한다. 식품의 제조·유통을 규율하는 각국 법률(한국에서는 '식품위생법')에 따른 식품첨가물공전에는 안전성이 보장된 식품첨가물이 성분 면에서 또는 기능 면에서 한정적으로 규정되어 있다. 한국 식품첨가물공전(식약처 고시 '식품첨가물 기준 및 규격')에서는 식품첨가물이 성분 면에서 화학적 합성품, 천연 첨가물 및 혼합 제제류로 구분되어 규정되어 있는데, 이러한 식품첨가물은 기능 면에 있어서는 감미제, 풍미제, 보존제, 유화제, 산미료, 점증제 등으로 구분된다.
상기 감미제는 식품에 적당한 단맛을 부여하기 위하여 사용되는 것으로, 천연의 것이거나 합성된 것을 사용할 수 있다. 바람직하게는 천연 감미제를 사용하는 경우인데, 천연 감미제로서는 옥수수 시럽 고형물, 꿀, 수크로오스, 프룩토오스, 락토오스, 말토오스 등의 당 감미제를 들 수 있다.
상기 풍미제는 맛이나 향을 좋게 하기 위하여 사용될 수 있는데, 천연의 것과 합성된 것 모두 사용될 수 있다. 바람직하게는 천연의 것을 사용하는 경우이다. 천연의 것을 사용할 경우에 풍미 이외에 영양 강화의 목적도 병행할 수 있다. 천연 풍미제로서는 사과, 레몬, 감귤, 포도, 딸기, 복숭아 등에서 얻어진 것이거나 녹차잎, 둥굴레, 대잎, 계피, 국화 잎, 자스민 등에서 얻어진 것일 수 있다. 또 인삼(홍삼), 죽순, 알로에 베라, 은행 등에서 얻어진 것을 사용할 수 있다. 천연 풍미제는 액상의 농축액이나 고형상의 추출물일 수 있다. 경우에 따라서 합성 풍미제가 사용될 수 있는데, 합성 풍미제로서는 에스테르, 알콜, 알데하이드, 테르펜 등이 이용될 수 있다.
상기 보존제로서는 소르브산칼슘, 소르브산나트륨, 소르브산칼륨, 벤조산칼슘, 벤조산나트륨, 벤조산칼륨, EDTA(에틸렌디아민테트라아세트산) 등이 사용될 수 있고, 또 유화제로서는 아카시아검, 카르복시메틸셀룰로스, 잔탄검, 펙틴 등이 사용될 수 있으며, 산미료로서는 연산, 말산, 푸마르산, 아디프산, 인산, 글루콘산, 타르타르산, 아스코르브산, 아세트산, 인산 등이 사용될 수 있다. 산미료는 맛을 증진시키는 목적 이외에 미생물의 증식을 억제할 목적으로 식품 조성물이 적정 산도로 되도록 첨가될 수 있다.
상기 점증제로서는 현탁화 구현제, 침강제, 겔형성제, 팽화제 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 식품 조성물은 전술한 바의 식품첨가물 이외에, 기능성과 영양성을 보충, 보강할 목적으로 당업계에 공지되고 식품첨가물로서 안정성이 보장된 생리활성 물질이나 미네랄류를 포함할 수 있다. 상기 생리활성 물질로는 녹차 등에 포함된 카테킨류, 비타민 B1, 비타민 C, 비타민 E, 비타민 B12 등의 비타민류, 토코페롤, 디벤조일티아민 등을 들 수 있으며, 미네랄류로서는 구연산칼슘 등의 칼슘 제제, 스테아린산마그네슘 등의 마그네슘 제제, 구연산철 등의 철 제제, 염화크롬, 요오드칼륨, 셀레늄, 게르마늄, 바나듐, 아연 등을 들 수 있다.
본 발명의 식품 조성물에는 전술한 바의 식품첨가물이 제품 유형에 따라 그 목적을 달성할 수 있는 적정량으로 포함될 수 있으며, 본 발명의 식품 조성물에 포함될 수 있는 기타의 식품첨가물과 관련하여서는 각국 식품공전이나 식품첨가물 공전을 참조할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 하나의 양태는 부티리시모나스 속(Butyricimonas sp.) 균주, 이의 배양액, 이의 농축액, 이의 건조물, 또는 이들의 조합을 유효성분으로 포함하는 당뇨병 예방 또는 개선, 인슐린 저항성 개선, 혈당 조절 또는 내당능 개선용 사료 조성물을 제공한다.
본 발명의 용어 "부티리시모나스 속", "배양액", "유효성분" "당뇨병", "인슐린 저항성", "예방", "개선", "혈당 조절" 및 "내당능 개선" 은 전술한 바와 같다.
본 발명에서 용어, "사료"는 동물이 먹고, 섭취하며, 소화시키기 위한 또는 이에 적당한 임의의 천연 또는 인공 규정식, 한끼식 등 또는 상기 한끼식의 성분으로, 당업계의 공지된 다양한 형태의 사료로 제조가능하며, 바람직하게는 농후 사료, 조사료 및/또는 특수사료가 포함될 수 있다.
농후사료에는 밀, 귀리, 옥수수 등의 곡류를 포함하는 종자열매류, 곡물을 정제하고 얻는 부산물로서 쌀겨, 밀 기울, 보릿겨 등을 포함하는 겨류, 콩, 유체, 깨, 아마인, 코코야자 등을 채유하고 얻는 부산물인 깻묵류와 고구마, 감자 등에서 녹말을 뺀 나머지인 녹말찌꺼기의 주성분인 잔존녹말질류 등의 찌꺼기류, 어분, 물고기찌꺼기, 어류에서 얻은 신선한 액상물을 농축시킨 것인 피시솔루블(fish soluble), 육분(肉粉), 혈분, 우모분, 탈지분유, 우유에서 치즈, 탈지유에서 카제인을 제조할 때의 잔액인 훼이(whey)를 건조한 건조훼이 등의 동물질 사료, 효모, 클로렐라, 해조류가 있으나 이에 제한되지 않는다.
조사료에는 야초, 목초, 풋베기 등의 생초(生草)사료, 사료용 순무, 사료용 비트, 순무의 일종인 루터베어거 등의 뿌리채소류, 생초, 풋베기작물, 곡실(穀實) 등을 사일로에 채워 놓고 젖산발효시킨 저장사료인 사일리지(silage), 야초, 목초를 베어 건조시킨 건초, 종축용(種畜用) 작물의 짚, 콩과 식물의 나뭇잎이 있으며, 이에 제한되지 않는다. 특수사료에는 굴껍테기, 암염 등의 미네랄 사료, 요소나 그 유도체인 디우레이드이소부탄 등의 요소사료, 천연사료원료만을 배합했을 때 부족하기 쉬운 성분을 보충하거나, 사료의 저장성을 높이기 위해서 배합사료에 미량으로 첨가하는 물질인 사료첨가물, 식이보조제가 있으나 이에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 상기 당뇨병 예방 또는 개선, 인슐린 저항성 개선, 혈당 조절 또는 내당능 개선용 사료 조성물은 당업계에 공지된 다양한 사료 제조방법에 따라 적절한 유효 농도 범위에서 부티리시모나스 속(Butyricimonas sp.) 균주, 이의 배양액, 이의 농축액, 이의 건조물, 또는 이들의 조합을 첨가하여 제조 가능하다.
본 발명에 따른 사료 조성물은 당뇨병 예방 또는 개선, 인슐린 저항성 개선, 혈당 조절 또는 내당능 개선을 목적으로 하는 개체이면 특별히 한정되지 않고, 어떠한 것이든 적용가능하다. 예를 들면, 원숭이, 개, 고양이, 토끼, 모르모트, 랫트, 마우스, 소, 양, 돼지, 염소 등과 같은 비인간동물, 조류 및 어류 등 어느 개체에도 적용이 가능하다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 하나의 양태는 상기 약학적 조성물을 약제학적으로 유효한 양으로 개체에 투여하는 단계를 포함하는 당뇨병, 고혈당증 또는 내당능 장애의 예방 또는 치료방법을 제공한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에서 제공하는 부티리시모나스 속(Butyricimonas sp.) 균주, 이의 배양액, 이의 농축액, 이의 건조물, 또는 이들의 조합은 당뇨병, 고혈당증 또는 내당능 장애의 유효성분으로서 사용할 수 있으므로, 상기 조성물은 당뇨병, 고혈당증 또는 내당능 장애를 예방 또는 치료하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 용어 "개체"는 당뇨병, 고혈당증 또는 내당능 장애가 발병될 가능성이 있거나 또는 발병된 쥐, 가축, 인간 등을 포함하는 포유동물을 제한 없이 포함한다.
본 발명의 당뇨병, 고혈당증 또는 내당능 장애를 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.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 하나의 양태는 당뇨병, 고혈당증 또는 내당능 장애의 예방 또는 치료, 인슐린 저항성 개선 또는 혈당조절을 위한 부티리시모나스 속(Butyricimonas sp.) 균주를 포함하는 조성물의 용도를 제공한다. 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 하나의 양태는 당뇨병, 고혈당증 또는 내당능 장애의 예방 또는 치료용 약제의 제조를 위한, 부티리시모나스 속(Butyricimonas sp.) 균주를 포함하는 조성물의 용도를 제공한다.
본 발명에 따른 부티리시모나스 속(Butyricimonas sp.) 균주를 포함하는 조성물은 고지방식이로 유도된 고혈당을 갖는 비만 마우스 모델에서 체중 및 공복 혈당 감소, 내당능 개선 및 인슐린 저항성 개선 효능을 나타내어 당뇨병, 고혈당증 또는 내당능 장애의 예방 또는 치료 효과를 가질 수 있다.
도 1은 마우스에 고지방식이로 고혈당을 갖는 비만 마우스 모델을 유도한 후, 부티리시모나스 비로사 또는 부티리시모나스 시너지스티카 균주와 고지방식이를 투여하는 실험 일정을 나타낸 것이다.
도 2a는 마우스에 10주간 고지방식이를 공급한 후, 부티리시모나스 비로사 또는 부티리시모나스 시너지스티카의 생균 또는 사균을 고지방식이와 함께 6주 동안 경구 투여한 결과로서 측정된 마우스의 최종 체중이다. 고지방식이로 체중 증가된 마우스 모델에 부티리시모나스 비로사 또는 부티리시모나스 시너지스티카를 경구 투여한 실험군(HFD-LB 및 HFD-DB)은 음성대조군(HFD)에 비해 체중이 덜 나감을 확인한 것이다. RD는 정상대조군, HFD는 고지방식이로 인해 고혈당 질환이 유도된 음성대조군, HFD-LB는 고지방식이로 고혈당 유도 후 부티리시모나스 비로사 또는 부티리시모나스 시너지스티카 생균을 투여한 실험군, 그리고 HFD-DB는 고지방식이로 고혈당 유도 후 부티리시모나스 비로사 또는 부티리시모나스 시너지스티카 사균을 투여한 실험군이다. 이때 *P<0.05는 HFD와 비교 시의 통계적 유의성을 나타낸다.
도 2b는 부티리시모나스 비로사 또는 부티리시모나스 시너지스티카 투여 전과 부티리시모나스 비로사 또는 부티리시모나스 시너지스티카 투여 후 마우스의 체중 변화량이다. 고지방식이로 체중 증가된 마우스 모델에 부티리시모나스 비로사 또는 부티리시모나스 시너지스티카를 경구 투여하였을 때 체중이 감소됨을 확인한 것이다. 이때 *P<0.05는 HFD와 비교 시의 통계적 유의성을 나타낸다.
도 3은 마우스에 10주간 고지방식이를 공급한 후, 부티리시모나스 비로사 또는 부티리시모나스 시너지스티카 생균 또는 사균을 고지방식이와 함께 6주 동안 경구 투여한 결과로서 측정된 마우스의 공복 혈당이다. 고지방식이로 고혈당이 유도된 마우스 모델에 부티리시모나스 비로사 또는 부티리시모나스 시너지스티카를 경구 투여하였을 때 음성대조군(HFD)에 비해 공복 혈당이 감소됨을 확인한 것이다. 이때 *P<0.05는 HFD와 비교 시의 통계적 유의성을 나타낸다.
도 4a는 마우스에 10주간 고지방식이를 공급한 후, 부티리시모나스 비로사 또는 부티리시모나스 시너지스티카 생균 또는 사균을 고지방식이와 함께 6주 동안 경구 투여한 결과로서 측정된 글루코스 투여 후 혈당 변화이다. 고지방식이로 내당능 저하가 유도된 마우스 모델에 부티리시모나스 비로사 또는 부티리시모나스 시너지스티카를 경구 투여하였을 때 음성대조군(HFD)에 비해 내당능이 개선됨을 확인한 것이다.
도4b는 도4a에 나타낸 혈당 농도의 곡선하면적(Area under the curve, AUC)이다. 고지방식이로 내당능 저하가 유도된 마우스 모델에 부티리시모나스 비로사 또는 부티리시모나스 시너지스티카를 경구 투여하였을 때 음성대조군(HFD)에 비해 내당능이 개선됨을 확인한 것이다. 이때 *P<0.05는 HFD와 비교 시의 통계적 유의성을 나타낸다.
도 5는 마우스에 10주간 고지방식이를 공급한 후, 부티리시모나스 비로사 또는 부티리시모나스 시너지스티카 생균 또는 사균을 고지방식이와 함께 6주 동안 경구 투여한 결과로서 측정된 혈중 인슐린 농도이다. 고지방식이로 인슐린 저항성이 유도된 마우스 모델에 부티리시모나스 비로사 또는 부티리시모나스 시너지스티카를 경구 투여하였을 때 음성대조군(HFD)에 비해 인슐린 저항성이 개선됨을 확인한 것이다. 이때 *P<0.05는 HFD와 비교 시의 통계적 유의성을 나타낸다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 효과를 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 부티리시모나스 비로사( Butyricimonas virosa ) 및 부티리시모나스 시너지스티카( Butyricimonas synergistica ) 균주 확보
본 발명에 따른 부티리시모나스 비로사(수탁번호 KCTC 15148) 및 부티리시모나스 시너지스티카는 생물자원센터 (Korean Collection for Type Cultures)에서 구입하였다. 5% 말혈청 (Horse serum)이 포함된 Columbia 배양액에 부티리시모나스 비로사를 접종한 후, 약 5일 후 원심분리를 통해 균을 확보하였다. 상기 균을 1108 CFU로 소분한 후, 생균은 투여 전까지 -70℃에 보관하였고, 사균은 고압증기멸균기 (121℃, 15LB, 15분) 처리 후 보관하였다.
실험예 1: 부티리시모나스 비로사( Butyricimonas virosa ) 및 부티리시모나스 시너지스티카( Butyricimonas synergistica ) 균주의 동물모델에서의 당뇨병, 고혈당증 및 내당능 장애 치료 효과
실험예 1-1: 비만 마우스 모델
실험동물은 수컷 5주령 C57BL/6N 마우스를 샘타코 사(Samtako Co. Ltd.)에서 구입하여 7일간 기본사료 (10 kcal% fat, D12450B)와 물을 자유롭게 공급하면서 실험실 환경에 적응시켰다. 실험군에 대해서는 10주간 고지방식이(60 kcal% fat)를 시작하여 고혈당을 갖는 비만 마우스 모델을 유도한 후, 추가로 6주간 고지방식이를 섭취하면서 하루 1회 부티리시모나스 비로사 또는 부티리시모나스 시너지스티카를 경구 투여하였다(도 1). 실험 기간 동안 정상식이를 섭취하는 정상대조군, 그리고 고지방식이를 섭취하는 음성대조군을 포함하였다.
실험군은 하기와 같이 분류하였다:
① 기본 정상식이 (10 kcal% fat)를 섭취하는 정상대조군(Regular diet, RD);
② 16주간 고지방식이 (60 kcal% fat)를 섭취하는 음성대조군(High-fat diet, HFD);
③ 16주간 고지방식이를 섭취하면서, 본 발명의 부티리시모나스 비로사 또는 부티리시모나스 시너지스티카 생균(1x108 CFU)을 마지막 6주간 매일 1회 경구 투여한 실험군(HFD-LB);
④ 16주간 고지방식이를 섭취하면서, 본 발명의 부티리시모나스 비로사 또는 부티리시모나스 시너지스티카 사균(1x108 CFU)을 마지막 6주간 매일 1회 경구 투여한 실험군(HFD-DB).
실험 기간 중 마지막 6주 동안 고지방식이 및 부티리시모나스 비로사, 또는 고지방식이 및 부티리시모나스 시너지스티카를 투여하면서 혈당 조절, 내당능 개선 및 인슐린 저항성 개선 효능을 관찰하였다.
모든 동물 실험은 삼육대학교 동물실험윤리위원회(IACUC)에 승인을 받아 실시하였다(SYUIACUC 2019-004).
실험예 1-2: 체중 변화 확인
본 발명에 따른 부티리시모나스 속 균주의 체중 감소 효과를 확인하기 위하여, 체중 변화를 측정하였다.
구체적으로, 부티리시모나스 비로사 또는 부티리시모나스 시너지스티카 투여 이후, 매주 마우스의 체중을 측정하였으며, 실험 종료 후 대조군 및 실험군의 체중 차이를 비교하였다.
그 결과, 도 2a 및 도 2b에 나타낸 바와 같이, 고지방식이 섭취 후 6주간 고지방식이와 함께 부티리시모나스 비로사 또는 부티리시모나스 시너지스티카의 생균 및 사균을 투여한 실험군인 HFD-LB 및 HFD-DB의 최종 체중은 고지방식이만 섭취한 대조군(HFD)의 최종 체중보다 낮게 측정된 것을 확인하였으며(도 2a), 부티리시모나스 투여 6주 후에는 부티리시모나스 투여 전과 비교하여 체중이 감소함을 확인하였다(도 2b).
실험예 1-3: 공복 혈당 변화 확인
본 발명에 따른 부티리시모나스 속 균주의 혈당 조절 효과를 확인하기 위하여, 공복 혈당의 변화를 측정하였다.
구체적으로, 부티리시모나스 비로사 또는 부티리시모나스 시너지스티카 투여 이후 2주에 한번 혈당을 측정하였다. 12시간 절식 후 아큐첵 (Accu-Chec Performa system, Roche)을 이용하여 공복 혈당을 측정하였다.
그 결과, 도 3에 나타낸 바와 같이, 고지방식이를 섭취한 HFD군에 비해, 부티리시모나스 비로사 또는 부티리시모나스 시너지스티카의 생균 및 사균을 투여한 실험군인 HFD-LB 및 HFD-DB에서 혈당이 유의하게 감소한 것을 확인하였다.
실험예 1-4: 내당능 변화 확인
본 발명에 따른 부티리시모나스 속 균주가 생체 내 글루코스 처리 능력에 미치는 효과를 확인하기 위하여, 글루코스 투여 후 혈당의 변화를 측정하였다.
구체적으로, 내당능 검사를 위해 부티리시모나스 비로사 또는 부티리시모나스 시너지스티카 투여 6주 후 마우스의 복강 내 당부하검사(Intraperitoneal blood glucose tolerance test, IPGTT)를 실시하였다. 2g/kg의 용량으로 글루코스를 복강 투여한 후, 0, 15, 30, 60 및 120분에 마우스 꼬리 정맥으로부터 혈액을 채혈하여 혈당측정기로 혈당을 측정하였다.
그 결과, 도 4a 및 4b에 나타낸 바와 같이, HFD 대조군과 비교할 때, 부티리시모나스 비로사 또는 부티리시모나스 시너지스티카의 생균 및 사균 투여군인 HFD-LB 및 HFD-DB 군의 포도당 처리속도가 개선되어, 부티리시모나스 비로사 및 부티리시모나스 시너지스티카가 고지방식이로 인해 유발되는 인슐린 저항성을 억제하여 내당능 장애를 개선하는 것을 확인하였다.
실험예 1-5: 인슐린 저항성 변화 확인
본 발명에 따른 부티리시모나스 속 균주가 생체 내 인슐린 저항성 개선에 미치는 효과를 확인하기 위하여, 공복 혈중 인슐린 농도를 측정하였다.
구체적으로, 부티리시모나스 비로사 또는 부티리시모나스 시너지스티카 투여 6주 후, 혈중 인슐린 농도를 LBIS Mouse Insulin ELISA 키트를 이용하여 측정하였으며, 대조군 및 실험군의 차이를 비교하였다.
그 결과, 도 5에 나타낸 바와 같이, 고지방식이 섭취 후 6주간 고지방식이와 함께 부티리시모나스 비로사 또는 부티리시모나스 시너지스티카의 생균 및 사균을 투여한 실험군인 HFD-LB 및 HFD-DB의 혈중 인슐린 농도는 고지방식이만 섭취한 대조군(HFD)의 인슐린 농도보다 낮게 측정된 것을 확인하였다.
이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (12)

  1. 부티리시모나스 속(Butyricimonas sp.) 균주, 이의 배양액, 이의 농축액, 이의 건조물, 또는 이들의 조합을 유효성분으로 포함하는 당뇨병, 고혈당증 또는 내당능 장애의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부티리시모나스 속(Butyricimonas sp.) 균주는 생균, 사균 또는 이들의 조합 형태로 포함되는 것인, 약학적 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 부티리시모나스 속(Butyricimonas sp.) 균주는 부티리시모나스 비로사(Butyricimonas virosa), 부티리시모나스 패시호미니스(Butyricimonas faecihominis), 부티리시모나스 파라비로사(Butyricimonas paravirosa), 부티리시모나스 시너지스티카(Butyricimonas synergistica), 및 부티리시모나스 패칼리스(Butyricimonas faecalis)로 이루어진 군에서 선택되는, 약학적 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 약학적 조성물은 공복 혈당 강하 효과, 내당능 개선 효과 또는 인슐린 저항성 개선효과를 나타내는 것을 특징으로 하는, 약학적 조성물.
  5. 부티리시모나스 속(Butyricimonas sp.) 균주, 이의 배양액, 이의 농축액, 이의 건조물, 또는 이들의 조합을 유효성분으로 포함하는 당뇨병 예방 또는 개선, 인슐린 저항성 개선, 혈당 조절 또는 내당능 개선용 식품 조성물.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 부티리시모나스 속(Butyricimonas sp.) 균주는 생균, 사균 또는 이들의 조합 형태로 포함되는 것인, 식품 조성물.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 부티리시모나스 속(Butyricimonas sp.) 균주는 부티리시모나스 비로사(Butyricimonas virosa), 부티리시모나스 패시호미니스(Butyricimonas faecihominis), 부티리시모나스 파라비로사(Butyricimonas paravirosa), 부티리시모나스 시너지스티카(Butyricimonas synergistica) 및 부티리시모나스 패칼리스(Butyricimonas faecalis)로 이루어진 군에서 선택되는, 식품 조성물.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항의 식품 조성물을 포함하는, 건강기능식품.
  9. 부티리시모나스 속(Butyricimonas sp.) 균주, 이의 배양액, 이의 농축액, 이의 건조물, 또는 이들의 조합을 유효성분으로 포함하는, 당뇨병 예방 또는 개선, 인슐린 저항성 개선, 혈당 조절 또는 내당능 개선용 사료 조성물.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는, 당뇨병, 고혈당증 또는 내당능 장애의 예방 또는 치료 방법.
  11. 당뇨병, 고혈당증 또는 내당능 장애의 예방 또는 치료, 인슐린 저항성 개선 또는 혈당조절을 위한, 부티리시모나스 속(Butyricimonas sp.) 균주를 포함하는 조성물의 용도.
  12. 당뇨병, 고혈당증 또는 내당능 장애의 예방 또는 치료용 약제의 제조를 위한, 부티리시모나스 속(Butyricimonas sp.) 균주를 포함하는 조성물의 용도.
PCT/KR2020/018795 2020-01-02 2020-12-21 부티리시모나스 속 균주를 유효성분으로 포함하는 당뇨병 예방 또는 치료용 조성물 WO2021137494A1 (ko)

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