WO2023210988A1 - 신규한 비피도박테리움 비피덤 hem972 균주, 및 상기 균주 또는 이의 배양물을 포함하는 장내 환경 개선용 조성물 - Google Patents

신규한 비피도박테리움 비피덤 hem972 균주, 및 상기 균주 또는 이의 배양물을 포함하는 장내 환경 개선용 조성물 Download PDF

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WO2023210988A1
WO2023210988A1 PCT/KR2023/004281 KR2023004281W WO2023210988A1 WO 2023210988 A1 WO2023210988 A1 WO 2023210988A1 KR 2023004281 W KR2023004281 W KR 2023004281W WO 2023210988 A1 WO2023210988 A1 WO 2023210988A1
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WO
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strain
intestinal
composition
hem972
present application
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PCT/KR2023/004281
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박소영
지요셉
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주식회사 에이치이엠파마
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    • 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
    • C12N1/205—Bacterial isolates
    • 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
    • A61K35/741—Probiotics
    • A61K35/744—Lactic acid bacteria, e.g. enterococci, pediococci, lactococci, streptococci or leuconostocs
    • A61K35/745—Bifidobacteria
    • 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
    • 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
    • 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

  • This hospital Bifidobacterium bifidum It relates to HEM972 strain (KCTC14144BP), a composition containing it for improving the intestinal environment, and a composition for treating or preventing intestinal diseases.
  • Modern people's undesirable eating habits and unhealthy lifestyle habits such as meat-centered eating habits, eating habits centered on instant and processed foods, excessive intake of irritating foods, and hasty changes in food intake patterns due to busy living environments, and as we age.
  • harmful bacteria become more dominant than beneficial bacteria, the balance of intestinal bacteria is disrupted, which can have many negative effects on intestinal health, causing indigestion, constipation, and colon cancer. Therefore, in order to prevent and improve these diseases, various methods, such as exercise therapy or consumption of health functional foods, are being studied.
  • Microbiota refers to a community of microorganisms in the environment, and is known to play an important role in maintaining homeostasis of the host, such as human immunity and metabolites.
  • the enteric flora and the host exchange chemical signals, and the expression of immune cells, the production of neurotransmitters, and short chain fatty acids (SCFA) by the enteric flora have a drastic effect on the host system, especially probiotics/ Prebiotics balance the unbalanced intestinal flora of the host, and the resulting metabolites from healthy intestinal flora can improve the host's health.
  • SCFA short chain fatty acids
  • compositions for improving the intestinal environment a composition containing a water extract of red yeast rice as an active ingredient (Korean Patent No. 10-1850308), a composition containing an ethanol extract of Deodeok as an active ingredient (Korea Patent No. 10) -1826673), etc.
  • Karea Patent No. 10 a composition containing an ethanol extract of Deodeok as an active ingredient
  • the present inventors have made diligent efforts to develop an excellent composition that can improve the intestinal environment and treat or prevent intestinal diseases, and have developed a new strain with the ability to promote the production of beneficial short-chain fatty acids and the ability to inhibit the production of harmful short-chain fatty acids, and the present invention was completed.
  • This hospital Bifidobacterium bifidum
  • the present invention seeks to provide a HEM972 strain (KCTC14144BP), a composition for improving the intestinal environment containing the strain, and a composition for treating or preventing intestinal diseases.
  • the first aspect of the present application is Bifidobacterium bifidum HEM972 strain (KCTC14144BP) is provided.
  • the second aspect of the present application is Bifidobacterium bifidum
  • a food composition for improving the intestinal environment comprising HEM972 strain (KCTC14144BP) or a culture thereof as an active ingredient.
  • the third aspect of the present application is Bifidobacterium bifidum
  • a pharmaceutical composition for treating or preventing intestinal diseases comprising HEM972 strain (KCTC14144BP) or a culture thereof as an active ingredient.
  • Bifidobacterium bifidum according to an embodiment of the present application HEM972 strain (KCTC14144BP) promotes the production of beneficial short-chain fatty acids such as butyric acid and propionic acid and suppresses the production of harmful short-chain fatty acids such as isobutyric acid, thereby improving the intestinal environment and treating or preventing intestinal diseases.
  • the strain can be applied to pharmaceutical compositions, food compositions, health functional food compositions, feed compositions, etc.
  • Figure 1 is a diagram schematically showing a method for measuring the ability to promote and reduce short-chain fatty acid production in a new strain.
  • Figure 2 is a diagram showing the results of confirming the ability of the new strain to promote butyric acid production.
  • Figure 3 is a diagram showing the results of confirming the ability of the new strain to promote propionic acid production.
  • Figure 4 is a diagram showing the results of confirming the ability of the new strain to reduce isobutyric acid production.
  • Figure 5 is a diagram showing the results showing that the new strain does not produce short-chain fatty acids on its own.
  • the term “combination(s) thereof” included in the Markushi format expression refers to a mixture or combination of one or more selected from the group consisting of the components described in the Markushi format expression, It means containing one or more selected from the group consisting of the above components.
  • references to “A and/or B” mean “A or B, or A and B.”
  • the first aspect of the present application is Bifidobacterium bifidum HEM972 strain (KCTC14144BP) is provided.
  • the strain may promote the production of beneficial short-chain fatty acids, and specifically may increase the ratio of beneficial short-chain fatty acids to the total short-chain fatty acid content.
  • the strain may promote the production of butyric acid, and specifically, the strain may promote the production of butyric acid in the intestinal environment or intestinal flora.
  • butyrate, butyric acid used throughout the specification herein is a metabolite beneficial to the human body produced through carbohydrate fermentation by intestinal microorganisms and is used as an energy source for colon cells. In addition, it suppresses colon inflammation and improves the function of the tight junction of colon cells, making the colon healthy and playing a role in regulating immunity. Furthermore, it is known to inhibit colon cancer and prevent various intestinal diseases by affecting cell apoptosis.
  • the Bifidobacterium bifidum HEM972 strain of the present institution increases the ratio of butyric acid to short-chain fatty acids in the intestine by promoting butyric acid production in the intestinal environment or intestinal flora, thereby suppressing colon inflammation, regulating colon immunity, and inhibiting colon cancer. It can be seen that .
  • the strain may promote the production of propionic acid, and specifically, the strain may promote the production of propionic acid in the intestinal environment or intestinal flora.
  • propionate (propionic acid) used throughout the specification herein is a normal metabolite produced through carbohydrate fermentation of intestinal microorganisms, has anti-inflammatory and anti-cancer effects, inhibits fat production, and helps with colon cell surface and irritable bowel syndrome. It is known to be beneficial for intestinal health.
  • the Bifidobacterium bifidum HEM972 strain of the present application promotes the production of propionic acid in the intestinal environment or intestinal flora, thereby increasing the ratio of propionic acid to short-chain fatty acids in the intestine, resulting in anti-inflammatory effects, anti-cancer effects, lipogenesis inhibition effects, and colon cell growth. It can be seen that it can have a surface improvement effect and an irritable bowel syndrome treatment or prevention effect.
  • the strain may reduce the production of harmful short-chain fatty acids, and specifically may reduce the ratio of harmful short-chain fatty acids to the total short-chain fatty acid content.
  • the strain may reduce the production of one or more selected from the group consisting of isobutyric acid and isovaleric acid.
  • the strain may reduce the production of isobutyric acid.
  • Isobutyrate Isobutyric acid
  • irritable bowel syndrome ulcerative colitis
  • Ultative colitis It is found at higher concentrations in patients with colon cancer, celiac disease, Crohn's disease, Low Anterior Resection Syndrome (LARS), and Leaky Gut Syndrome, so it is known to be closely related to the deterioration of intestinal health. .
  • the Bifidobacterium bifidum HEM972 strain of the present institution reduces the ratio of isobutyric acid to short-chain fatty acids in the intestine by suppressing the production of isobutyric acid in the intestinal environment or intestinal flora, thereby providing the effect of treating or preventing various intestinal diseases. It can be seen that it can be expressed.
  • the strain may be unable to produce short-chain fatty acids on its own, and specifically, the strain may promote the production of beneficial short-chain fatty acids in the intestinal environment, intestinal substances, and/or intestinal flora. .
  • the strain may improve the intestinal environment or treat or prevent intestinal disease.
  • the strain may be used as a pharmaceutical composition, food composition, or health function for improving the intestinal environment or treating intestinal disease. It may be included in various compositions such as food compositions and feed compositions.
  • the second aspect of the present application provides a food composition for improving the intestinal environment, comprising Bifidobacterium bifidum HEM972 strain (KCTC14144BP) or a culture thereof as an active ingredient. Content that overlaps with the first aspect also applies to the food composition of the second aspect.
  • Bifidobacterium bifidum HEM972 strain KCTC14144BP
  • Content that overlaps with the first aspect also applies to the food composition of the second aspect.
  • improvement refers to any action in which the intestinal environment is improved or beneficially changed by administration of the composition.
  • the term "improving the intestinal environment” used throughout the specification herein refers to beneficially changing the composition of intestinal microorganisms and their metabolites, improving intestinal flora, or improving intestinal function and intestinal health, etc.
  • intestinal beneficial bacteria and their metabolites increase, which can have effects such as vitamin synthesis, improved digestion and absorption, infection prevention, and immunity strengthening. Harmful bacteria and harmful bacteria metabolites are reduced, thereby reducing intestinal putrefaction and bacterial toxins. It means reducing carcinogens, etc.
  • the improvement of the intestinal environment includes increasing microbial diversity of enteric flora, improving intestinal flora, enhancing intestinal beneficial bacteria, improving and promoting intestinal health, reducing endotoxin and hydrogen sulfide derived from intestinal microorganisms, and reducing beneficial intestinal flora. It may be one or more selected from the group consisting of an increase in metabolites, an increase in beneficial short-chain fatty acids, a decrease in harmful short-chain fatty acids, an increase in the type and number of beneficial bacteria, and a decrease in the type and number of harmful bacteria, etc., but are not limited thereto.
  • the composition may be a composition for improving intestinal flora, a composition for promoting beneficial intestinal bacteria, or a composition for improving intestinal health.
  • the composition may promote the production of beneficial short-chain fatty acids, and specifically may promote the production of butyric acid and/or propionic acid.
  • the composition may inhibit the production of harmful short-chain fatty acids, and may specifically inhibit the production of isobutyric acid and/or isovaleric acid, and more specifically, isobutyric acid. It may be suppressing production.
  • the composition may promote the production of beneficial short-chain fatty acids in the intestinal environment, intestinal substances, and/or intestinal flora.
  • the composition may be used to treat or prevent intestinal disease.
  • the composition may include the Bifidobacterium bifidum HEM972 strain, its live cells, its dead cells, its culture medium, its lysate, and/or its extract.
  • Dead cells used throughout the specification of this specification is the opposite of live cells and refers to a form in which live cells and metabolites obtained through fermentation are heat treated to prevent bacterial growth.
  • Dead cells may contain cytoplasm, cell walls, antibacterial substances such as bacteriocin, polysaccharides, organic acids, etc.
  • Products using dead cells have higher stability compared to live cell products, and in particular, they have excellent heat resistance and high stability to the external environment, so they are easier to store than existing live cell products and have the advantage of extending the shelf life.
  • regulations on the use of antibiotics are being strengthened, their marketability and growth potential are very high because they can be used as substitutes and there are only a handful of companies that have yet started producing dead cell products in earnest.
  • culture medium used throughout the specification herein refers to a product obtained by culturing the strain herein in a known liquid medium or solid medium, and may be used interchangeably with “culture.”
  • food used throughout the specification herein refers to meat, sausages, bread, chocolate, candies, snacks, confectionery, pizza, ramen, other noodles, gum, dairy products including ice cream, various soups, beverages, teas, drinks, etc. It includes alcoholic beverages, vitamin complexes, health functional foods, and health foods, and includes all foods in the conventional sense.
  • health functional food used throughout the specification herein refers to food manufactured and processed using raw materials or ingredients with functionality useful to the human body in accordance with Act No. 6727 on Health Functional Food, and is referred to as 'functional'. It means controlling nutrients for the structure and function of the human body or obtaining useful effects for health purposes such as physiological effects.
  • the food herein can be manufactured by methods commonly used in the industry, and can be manufactured by adding raw materials and ingredients commonly added in the industry. Additionally, the food formulation can be manufactured without limitation as long as it is a formulation recognized as a food.
  • the food composition of the present invention can be manufactured in various types of formulations, and unlike general drugs, it is made from food as a raw material and has the advantage of not having side effects that may occur when taking the drug for a long period of time and is highly portable, so the present invention Foods can be consumed as supplements to enhance the effect of improving the intestinal environment.
  • the above-mentioned health food refers to food that has a more active health maintenance or promotion effect compared to general food
  • health supplement food refers to food for the purpose of supporting health.
  • the terms health functional food, health food, and health supplement may be used interchangeably.
  • the health functional food is a food manufactured by adding the Bifidobacterium bifidum HEM972 strain of the present institution to food materials such as beverages, teas, spices, gum, and confectionery, or by encapsulating, powdering, or suspending it, etc. It means that it brings about specific health effects when ingested, but unlike regular drugs, it has the advantage of not having any side effects that may occur when taking the drug for a long time since it is made from food.
  • the food composition of the present application can be ingested on a daily basis, it can be expected to have a high effect on improving the intestinal environment, so it can be very useful.
  • the food composition may further include a physiologically acceptable carrier.
  • the type of carrier is not particularly limited, and any carrier commonly used in the art can be used.
  • the food composition may contain additional ingredients that are commonly used in food compositions to improve smell, taste, vision, etc.
  • it may include vitamins A, C, D, E, B1, B2, B6, B12, niacin, biotin, folate, panthotenic acid, etc.
  • minerals such as zinc (Zn), iron (Fe), calcium (Ca), chromium (Cr), magnesium (Mg), manganese (Mn), copper (Cu), and chromium (Cr).
  • it may contain amino acids such as lysine, tryptophan, cysteine, and valine.
  • the food composition contains preservatives (potassium sorbate, sodium benzoate, salicylic acid, sodium dehydroacetate, etc.), disinfectants (bleaching powder, high bleaching powder, sodium hypochlorite, etc.), antioxidants (butylhydroxyanisole (BHA), butylhydroxide) roxitoluene (BHT), etc.), colorants (tar color, etc.), coloring agents (sodium nitrite, sodium nitrite, etc.), bleaching agents (sodium sulfite), seasonings (MSG monosodium glutamate, etc.), sweeteners (dulcine, cyclemate, saccharin) , sodium, etc.), flavorings (vanillin, lactones, etc.), leavening agents (alum, D-potassium hydrogen tartrate, etc.), strengtheners, emulsifiers, thickeners (grease), coating agents, gum base agents, anti-foam agents, solvents, improvers, etc. May
  • the Bifidobacterium bifidum HEM972 strain of the present application can be added as is or used with other foods or food ingredients, and can be used appropriately according to conventional methods.
  • the mixing amount of the active ingredient can be appropriately determined depending on the purpose of use (prevention, health, or therapeutic treatment).
  • the food composition of the present invention may be added in an amount of 50 parts by weight or less, specifically 20 parts by weight or less, relative to the food or beverage.
  • the content when consumed for a long time for health and hygiene purposes, the content may be below the above range. Since there is no problem in terms of safety, the active ingredient may be used in amounts above the above range.
  • the food composition of the present application can be used as a health drink composition, and in this case, it may contain various flavoring agents or natural carbohydrates as additional ingredients, like regular drinks.
  • the above-mentioned natural carbohydrates include monosaccharides such as glucose and fructose; Disaccharides such as maltose and sucrose; polysaccharides such as dextrins and cyclodextrins; It may be a sugar alcohol such as xylitol, sorbitol, or erythritol.
  • Sweeteners include natural sweeteners such as thaumatin and stevia extract; Synthetic sweeteners such as saccharin and aspartame can be used.
  • the ratio of the natural carbohydrate may be generally about 0.01 to 0.04 g, specifically about 0.02 to 0.03 g, per 100 mL of the health drink composition of the present invention.
  • the health drink composition includes various nutrients, vitamins, electrolytes, flavors, colorants, pectic acid, salts of pectic acid, alginic acid, salts of alginic acid, organic acids, protective colloidal thickeners, pH adjusters, stabilizers, preservatives, glycerin, It may contain alcohol or carbonating agent. Additionally, it may contain pulp for the production of natural fruit juice, fruit juice beverage, or vegetable beverage. These ingredients can be used independently or in combination. The ratio of these additives is not very important, but is generally selected in the range of 0.01 to 0.1 parts by weight per 100 parts by weight of the health drink composition of the present invention.
  • the food composition of the present application may contain the Bifidobacterium bifidum HEM972 strain of the present application in various weight percentages if it can exhibit an effect of improving the intestinal environment.
  • the Bifidobacterium bifidum HEM972 strain of the present application may be used as the total amount of the food composition. It may be included in an amount of 0.00001 to 100% by weight or 0.01 to 80% by weight, but is not limited thereto.
  • the food composition may be a health functional food composition.
  • the third aspect of the present application provides a pharmaceutical composition for treating or preventing intestinal diseases, comprising Bifidobacterium bifidum HEM972 strain (KCTC14144BP) or a culture thereof as an active ingredient. Contents that overlap with the first and second aspects also apply to the pharmaceutical composition of the third aspect.
  • the composition may include the Bifidobacterium bifidum HEM972 strain, its live cells, its dead cells, its culture medium, its lysate, and/or its extract.
  • intestinal disease used throughout the specification herein refers to all diseases that are caused or can be caused by deterioration of the intestinal environment, imbalance of intestinal bacteria (enteric flora), deterioration of intestinal health, intestinal damage, etc., and include intestinal damage, This may include stomach disease, digestive tract disease, and digestive tract damage.
  • the intestinal disease is inflammatory bowel disease, irritable bowel syndrome (IBS), ulcerative colitis (UC), colorectal cancer, and celiac disease. It may be one or more selected from the group consisting of Crohn's disease, Low Anterior Resection Syndrome (LARS), and Leaky Gut Syndrome, but if it is a disease caused by an abnormal condition of the intestines, etc. It is not limited to this.
  • treatment refers to the administration of a pharmaceutical composition containing the Bifidobacterium bifidum HEM972 strain of the present application as an active ingredient to an individual suffering from an intestinal disease to improve or benefit the symptoms of the intestinal disease. It means all actions.
  • the composition may promote the production of beneficial short-chain fatty acids, and specifically may promote the production of butyric acid and/or propionic acid.
  • the composition may inhibit the production of harmful short-chain fatty acids, and may specifically inhibit the production of isobutyric acid and/or isovaleric acid, and more specifically, isobutyric acid. It may be suppressing production.
  • the composition may promote the production of beneficial short-chain fatty acids in the intestinal environment, intestinal substances, and/or intestinal flora.
  • the composition may improve the intestinal environment.
  • the pharmaceutical composition is administered in the form of oral dosage forms such as powders, granules, tablets, capsules, suspensions, emulsions, syrups, aerosols, external preparations, suppositories, or sterile injectable solutions, respectively, according to conventional methods. It may be formulated and used, but may not be limited thereto.
  • the pharmaceutical composition when formulating the pharmaceutical composition, it may be prepared using commonly used diluents or excipients such as fillers, extenders, binders, wetting agents, disintegrants, or surfactants, but is not limited thereto. It may not be possible.
  • solid preparations for oral administration include tablets, pills, powders, granules, or capsules, and such solid preparations include dead cells of the above-mentioned strain with at least one excipient, for example, It can be prepared by mixing starch, calcium carbonate, sucrose, lactose, or gelatin. Additionally, for example, in addition to simple excipients, lubricants such as magnesium stearate and talc may be used, but may not be limited thereto.
  • liquid preparations for oral administration include suspensions, oral solutions, emulsions, syrups, etc., and in addition to water and liquid paraffin, which are commonly used simple diluents, various excipients, such as wetting agents, Sweeteners, fragrances, preservatives, etc. may be included, but may not be limited thereto.
  • preparations for parenteral administration may include, but are not limited to, sterilized aqueous solutions, non-aqueous solutions, suspensions, emulsions, freeze-dried preparations, and suppositories.
  • the non-aqueous solvent or suspension may be propylene glycol, polyethylene glycol, vegetable oil such as olive oil, injectable ester such as ethyl oleate, etc., but may not be limited thereto.
  • the suppository may include witepsol, macrogol, tween 61, cacao, laurel, glycerogelatin, etc., but may not be limited thereto.
  • the pharmaceutical composition according to one embodiment of the present application may be a pharmaceutical composition or a quasi-drug composition.
  • quasi-drugs refers to products with a milder effect than pharmaceuticals among products used for the purpose of diagnosing, treating, improving, alleviating, treating, or preventing diseases in humans or animals.
  • quasi-drugs exclude products used for medicinal purposes and include products used to treat or prevent diseases in humans and animals, and products that have a mild or no direct effect on the human body.
  • the quasi-drug composition of the present application consists of body cleanser, disinfectant cleaner, detergent, kitchen cleaner, cleaning cleaner, toothpaste, mouthwash, wet tissue, detergent, soap, hand wash, hair cleaner, hair softener, humidifier filler, mask, ointment, and filter filler. It can be manufactured in a formulation selected from the group, but is not limited thereto.
  • the pharmaceutical composition may be administered in a pharmaceutically effective amount.
  • pharmaceutically effective amount herein refers to the treatment of diseases with a reasonable benefit/risk ratio applicable to medical treatment or prevention. Or it means an amount sufficient for prevention, and the effective dose level is the severity of the disease, the activity of the drug, the patient's age, weight, health, gender, the patient's sensitivity to the drug, the administration time of the composition of the present invention used, and the administration route. and excretion rate can be determined based on factors including treatment duration, drugs used in combination or concurrently with the compositions of the invention used, and other factors well known in the medical field.
  • the pharmaceutical composition of the present application can be administered alone or in combination with ingredients known to exhibit therapeutic effects on known intestinal diseases. It is important to consider all of the above factors and administer the amount that will achieve the maximum effect with the minimum amount without side effects.
  • the dosage of the pharmaceutical composition can be determined by a person skilled in the art in consideration of the purpose of use, the degree of addiction of the disease, the patient's age, weight, gender, antecedent history, or the type of substance used as an active ingredient.
  • the pharmaceutical composition of the present invention can be administered at about 0.1 ng to about 1,000 mg/kg, preferably 1 ng to about 100 mg/kg per adult, and the frequency of administration of the composition of the present invention is specifically limited thereto. However, it can be administered once a day, or the dose can be divided and administered several times. The above dosage or frequency of administration does not limit the scope of the present application in any way.
  • the fourth aspect of the present application provides a method of treating intestinal disease comprising administering the pharmaceutical composition of the present application in a pharmaceutically effective amount to an individual suffering from intestinal disease. Contents that overlap with the first to third aspects also apply to the treatment method of the fourth aspect.
  • mammals including rats, livestock, humans, etc., that develop or are at risk of developing intestinal diseases.
  • the entity may exclude humans.
  • the pharmaceutical composition may be administered singly or multiple times in a pharmaceutically effective amount.
  • the composition can be formulated and administered in the form of a solution, powder, aerosol, injection, infusion solution (injection), capsule, pill, tablet, suppository, or patch.
  • the administration route of the pharmaceutical composition for preventing or treating intestinal diseases herein can be administered through any general route as long as it can reach the target tissue.
  • the pharmaceutical composition herein is not particularly limited, but depending on the purpose, intraperitoneal administration, intravenous administration, intramuscular administration, subcutaneous administration, intradermal administration, transdermal patch administration, oral administration, intranasal administration, intrapulmonary administration, intrarectal administration, etc. It can be administered through the route. However, when administered orally, it can be administered in an unformulated form, and since the Bifidobacterium bifidum HEM972 strain may be denatured or decomposed by stomach acid, the oral composition may be coated with the active agent or decomposed in the stomach. It can also be administered intraorally in the form of a formulation or oral patch to protect against. Additionally, the composition can be administered by any device that allows the active substance to move to target cells.
  • Example 1 Confirmation of the ability of Bifidobacterium bifidum HEM972 to promote production and reduction of short-chain fatty acids
  • Bifidobacterium bifidum HEM972 (Depositor: Korea Center for Biological Resources, Accession number: KCTC14144BP, Accession date: February 21, 2020) To do this, the following experiment was performed.
  • Example 1-1 In vitro culture culture for analysis of short-chain fatty acid production
  • strain culture was performed in the following manner.
  • PB_B is Bifidobacterium of the same genus, which is an already commercialized probiotic, to be used as a reference. strain was used, and the experimental group strain HEM972 refers to Bifidobacterium bifidum HEM972 ( Bifidobacterium bifidum HEM972).
  • the 96-well plate into which the experimental and control groups were dispensed was cultured in an anaerobic chamber (whitley A95 anaerobic workstation) with agitation using a stirrer (DLAB mx-m) for 18 hours, and centrifuged at 3800 rpm for 10 minutes after incubation. 100ul of the supernatant from each well was transferred to a 96-well cell culture plate.
  • 100ul of GC extraction solution for metabolite extraction [GC extraction solution composition: DW 10ml, NaCl 3.3g, Phosphoric acid 50ul, 2-ethyl butyric acid 0.5ul] and DW 50ul into 96 vials for GC (Gas chromatography).
  • the ratio of butyric acid is the ratio of butyric acid to the total amount of normal short chain fatty acids (acetic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, valeric acid, and isovaleric acid) present in a sample. You can check this.
  • 'Total SCFA' in Figure 2 refers to the total amount of acetic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, valeric acid, and isovaleric acid
  • 'Butyrate' refers to the amount of butyric acid
  • 'Butyrate/Total SCFA' The amount of butyric acid is divided by 'Total SCFA', indicating the ratio of butyric acid.
  • the Butyrate/Total SCFA value of NC was expressed as 100% and each experimental group (TG) Butyrate/Total SCFA was expressed as TG/NC value divided by NC.
  • the proportion of propionic acid can be determined as the ratio of propionic acid to the total amount of acetic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, valeric acid, and isovaleric acid, which are normal short chain fatty acids present in a sample. You can.
  • 'Total SCFA' refers to the total amount of acetic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, valeric acid, and isovaleric acid
  • 'Propionate' refers to the amount of propionic acid
  • 'Propionate /Total SCFA' refers to the total amount of propionic acid. The amount is divided by 'Total SCFA', indicating the ratio of propionic acid.
  • the propionate/total SCFA value of NC was expressed as 100% and the propionate of the experimental group (TG) was expressed as 100%.
  • /Total SCFA was expressed as the TG/NC value divided by NC.
  • PC control group
  • statistical significance was confirmed through one-way ANOVA (post hoc test: Fisher's LSD) for NC and HEM972, respectively, and * (P-value) is shown in the bar graph. ⁇ 0.05), ** (P-value ⁇ 0.01), *** (P-value ⁇ 0.001), and one-way ANOVA (post hoc) was used to compare the butyrate/total SCFA values of HEM972 and the reference strain PB_B.
  • Example 1-1 Using the gas chromatography analysis method performed in Example 1-1, changes in the isobutyric acid ratio according to treatment of the new strain were confirmed.
  • 'Isobutyrate' in Figure 4 refers to the amount of isobutyric acid, and in order to easily confirm the increase or decrease in isobutyric acid in each experimental group treated with bacteria compared to the control group (NC) that was not treated with any bacteria,
  • the Isobutyrate value of NC was expressed as 100%, and the Isobutyrate value of each experimental group (TG) was expressed as the TG/NC value divided by NC.
  • Example 1 it was confirmed that Bifidobacterium bifidum HEM972, a new strain herein, increases the ratio of butyric acid and propionic acid and inhibits the production of isobutyric acid.
  • the above experiments do not clearly indicate whether the strain itself produces butyric acid and propionic acid or whether the strain promotes the production of the short-chain fatty acids in the intestinal environment, so the following experiment was performed to clarify this.
  • the 96-well-play into which the experimental group was dispensed was cultured in an anaerobic chamber (whitley A95 anaerobic workstation) with agitation using a stirrer (DLAB mx-m) for 18 hours, and then centrifuged at 3800 rpm for 10 minutes after incubation. 100ul of the supernatant from the well was transferred to a 96-well cell culture plate.
  • 100ul of GC extraction solution for metabolite extraction [GC extraction solution composition: DW 10ml, NaCl 3.3g, Phosphoric acid 50ul, 2-ethyl butyric acid 0.5ul] and DW 50ul into 96 vials for GC (Gas chromatography).
  • our HEM972 strain does not have the ability to produce butyric acid and propionic acid on its own, and the strain has the function of stimulating and regulating the intestinal flora (fecal sample) to promote the production of butyric acid and propionic acid. You can see that there is.

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Abstract

본원은, 비피도박테리움 비피덤 (Bifidobacterium bifidum) HEM972 균주 (KCTC14144BP), 이를 포함하는 장내 환경 개선용 조성물, 및 장 질환 치료 또는 예방용 조성물에 관한 것이다. 본원의 일 구현예에 따른 비피도박테리움 비피덤 (Bifidobacterium bifidum) HEM972 균주 (KCTC14144BP)는 뷰티르산, 프로피온산 등의 유익한 단쇄지방산의 생성을 촉진하고, 아이소뷰티르산 등의 유해한 단쇄지방산의 생성을 억제함으로서, 장내 환경을 개선하거나, 장질환을 치료 또는 예방할 수 있는 바, 이는 약학 조성물, 식품 조성물, 건강기능식품 조성물, 사료 조성물 등에 응용될 수 있다.

Description

신규한 비피도박테리움 비피덤 HEM972 균주, 및 상기 균주 또는 이의 배양물을 포함하는 장내 환경 개선용 조성물
본원은, 비피도박테리움 비피덤 (Bifidobacterium bifidum) HEM972 균주 (KCTC14144BP), 이를 포함하는 장내 환경 개선용 조성물, 및 장 질환 치료 또는 예방용 조성물에 관한 것이다.
현대인의 육류 위주의 식생활, 인스턴트 및 가공식품위주의 식습관, 자극성 있는 식품의 지나친 섭취, 바쁜 생활환경으로 성급해진 음식물 섭취 패턴의 변화 등 바람직하지 못한 식생활과 건전하지 못한 생활습관 그리고 나이가 들어감에 따라서 유익한 균들보다 유해한 균들이 우세하게 되어 장내 세균의 균형이 깨어져 장의 건강에 많은 악영향을 미치게 되어 소화불량, 변비, 대장암을 유발시킬 수 있다. 따라서, 이러한 질병의 예방 및 개선을 위하여 운동요법 또는 더불어 건강 기능성 식품의 섭취 등 다양한 방안이 연구되고 있다.
장균총(microbiota)은 미생물균총으로 환경 내 미생물 군집을 말하며, 장균총은 숙주 예를 들어, 사람의 면역, 대사물질 등의 항상성 유지에 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 장균총과 숙주는 화학물질 신호를 주고 받으며 장균총에 의한 면역세포의 발현이나 신경전달물질 생성, 단쇄지방산(SCFA; Short chain fatty acids) 등이 숙주 내 체계에 비대한 영향을 미치며, 특히 프로바이오틱스/프리바이오틱스는 숙주의 불균형한 장균총을 균형화하고, 이에 따른 건강한 장균총의 대사산물이 호스트의 건강을 증진시킬 수 있다.
장내 환경 개선을 위한 조성물에 대한 연구 결과로 홍국의 물 추출물을 유효성분으로 포함하는 조성물(대한민국 등록특허 제10-1850308호), 더덕의 에탄올 추출물을 유효성분으로 포함하는 조성물(대한민국 등록특허 제10-1826673호) 등이 있으나, 장내 환경 개선 및 장 질환 치료와 관련하여, 우수한 효과를 나타내는 조성물에 대한 개발 및 연구가 여전히 필요한 실정이다.
이에, 본 발명자들은 장내 환경을 개선하고 장질환을 치료 또는 예방할 수 있는 우수한 조성물을 개발하기 위해 예의 노력한 결과, 유익한 단쇄지방산 생성 촉진능 및 유해한 단쇄지방산 생성 억제능을 갖는 신규 균주를 개발하여, 본 발명을 완성하였다.
본원은, 비피도박테리움 비피덤 (Bifidobacterium bifidum) HEM972 균주 (KCTC14144BP), 상기 균주를 포함하는 장내 환경 개선용 조성물 및 장 질환 치료 또는 예방용 조성물을 제공하고자 한다.
그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본원의 제1측면은, 비피도박테리움 비피덤 (Bifidobacterium bifidum) HEM972 균주 (KCTC14144BP)를 제공한다.
본원의 제2측면은, 비피도박테리움 비피덤 (Bifidobacterium bifidum) HEM972 균주 (KCTC14144BP) 또는 이의 배양물을 유효성분으로 포함하는, 장내 환경 개선용 식품 조성물을 제공한다.
본원의 제3측면은, 비피도박테리움 비피덤 (Bifidobacterium bifidum) HEM972 균주 (KCTC14144BP) 또는 이의 배양물을 유효성분으로 포함하는, 장 질환 치료 또는 예방용 약학 조성물을 제공한다.
본원의 일 구현예에 따른 비피도박테리움 비피덤 (Bifidobacterium bifidum) HEM972 균주 (KCTC14144BP)는 뷰티르산, 프로피온산 등의 유익한 단쇄지방산의 생성을 촉진하고, 아이소뷰티르산 등의 유해한 단쇄지방산의 생성을 억제함으로서, 장내 환경을 개선하거나, 장질환을 치료 또는 예방할 수 있는 바, 상기 균주는 약학 조성물, 식품 조성물, 건강기능식품 조성물, 사료 조성물 등에 응용될 수 있다.
도 1은, 신규한 균주에서 단쇄지방산 생성 촉진능 및 저감능을 측정하기 위한 방법을 대략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는, 신규한 균주의 뷰티르산 생성 촉진능 확인 결과를 나타낸 도면이다.
도 3은, 신규한 균주의 프로피온산 생성 촉진능 확인 결과를 나타낸 도면이다.
도 4는, 신규한 균주의 아이소뷰티르산 생성 저감능 확인 결과를 나타낸 도면이다.
도 5는, 신규한 균주가 단쇄지방산을 자체적으로 생산하지 않는다는 결과를 나타낸 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함” 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “약”, “실질적으로” 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “~(하는) 단계” 또는 “~의 단계”는 “~ 를 위한 단계”를 의미하지 않는다.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 “이들의 조합(들)”의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, “A 및/또는 B”의 기재는 “A 또는 B, 또는 A 및 B”를 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본원이 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 제 1 측면은, 비피도박테리움 비피덤 (Bifidobacterium bifidum) HEM972 균주 (KCTC14144BP)를 제공한다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 균주는 유익한 단쇄지방산의 생성을 촉진하는 것일 수 있으며, 구체적으로 전체 단쇄지방산 함량 중 유익한 단쇄지방산의 함량 비율을 증가시키는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 균주는 뷰티르산의 생성을 촉진하는 것일 수 있으며, 구체적으로 상기 균주는 장내 환경 또는 장균총에서의 뷰티르산 생성을 촉진하는 것일 수 있다.
본원 명세서 전체에서 사용되는 용어 "뷰티르산(butyrate, butyric acid)"은 장내 미생물의 탄수화물 발효를 통해 생성되는 인체에 유익한 대사체로, 대장세포의 에너지원으로 사용된다. 또한, 대장 염증을 억제하고 대장 세포의 치밀 이음(tight junction)의 기능을 증진시켜 대장을 건강하게 하며 면역을 조절하는 역할을 한다. 나아가, 세포의 세포사멸에 영향을 끼쳐 대장암을 억제하고 각종 장 질환의 예방효과가 있는 것으로 알려져 있다.
따라서, 본원의 비피도박테리움 비피덤 HEM972 균주는 장내 환경 또는 장균총의 뷰티르산 생성을 촉진시킴으로서 장내 단쇄지방산의 뷰티르산 비율을 증가시키며, 이로 인해 대장 염증 억제, 대장 면역 조절 및 대장암 억제 효과를 나타낼 수 있음을 알 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 균주는 프로피온산의 생성을 촉진하는 것일 수 있으며, 구체적으로 상기 균주는 장내 환경 또는 장균총에서의 프로피온산의 생성을 촉진하는 것일 수 있다.
본원 명세서 전체에서 사용되는 용어 "프로피온산(propionate, propionic acid)"은 장내 미생물의 탄수화물 발효를 통해 생성되는 정상적인 대사체로 항염 및 항암 작용을 하고 지방 생성을 억제시키며 대장 세포 표면과 과민성 대장증후군에 도움을 주는 등 장 건강에 유익한 것으로 알려져 있다.
따라서, 본원의 비피도박테리움 비피덤 HEM972 균주는 장내 환경 또는 장균총의 프로피온산의 생성을 촉진시킴으로서 장내 단쇄지방산의 프로피온산 비율을 증가시키며, 이로 인해 항염 효과, 항암 효과, 지방 생성 억제 효과, 대장 세포 표면 개선 효과 및 과민성 대장 증후군 치료 또는 예방 효과를 나타낼 수 있음을 알 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 균주는 유해한 단쇄지방산의 생성을 저감하는 것일 수 있으며, 구체적으로 전체 단쇄지방산 함량 중 유해한 단쇄지방산의 함량 비율을 감소시키는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 균주는 아이소뷰티르산 및 아이소발레르산(Isovaleric acid)으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 생성을 저감하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 균주는 아이소뷰티르산의 생성을 저감하는 것일 수 있다.
본원 명세서 전체에서 사용되는 용어 "아이소뷰티르산(Isobutyrate, Isobutyric acid)"은 장내 미생물의 비정상적인 발효로 인해 생성되는 유해한 대사체로서, 각종 장 질환을 가진 환자, 구체적으로 과민성대장증후군, 궤양성 대장염, 대장암, 셀리악병, 크론병, 저위전방절제증후군(Low Anterior Resection Syndrome, LARS), 및 장 누수 증후군(Leaky Gut Syndrome) 환자에게 더 높은 농도로 발견되므로 장건강의 악화와 깊은 관련이 있다고 알려져 있다.
따라서, 본원의 비피도박테리움 비피덤 HEM972 균주는 장내 환경 또는 장균총의 아이소뷰티르산의 생성을 억제시킴으로서 장내 단쇄지방산의 아이소뷰티르산 비율을 감소시키며, 이로 인해 다양한 장 질환의 치료 또는 예방 효과를 나타낼 수 있음을 알 수 있다.
본원의 일 구현에에 있어서, 상기 균주는 자체적으로 단쇄지방산을 생성하지 못하는 것일 수 있으며, 구체적으로 상기 균주는 장내 환경, 장내 물질 및/또는 장균총 등에서 유익한 단쇄지방산이 생성되도록 촉진하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 균주는 장내 환경을 개선하거나, 장 질환을 치료 또는 예방하는 것일 수 있으며, 구체적으로 상기 균주는 장내 환경 개선용 또는 장 질환 치료용 약학 조성물, 식품 조성물, 건강기능식품 조성물, 사료 조성물 등 다양한 조성물에 포함될 수 있다.
본원의 제2측면은, 비피도박테리움 비피덤 (Bifidobacterium bifidum) HEM972 균주 (KCTC14144BP) 또는 이의 배양물을 유효성분으로 포함하는, 장내 환경 개선용 식품 조성물을 제공한다. 제1측면과 중복되는 내용은 제2측면의 식품 조성물에도 공히 적용된다.
본원 명세서 전체에서 사용되는 용어 "개선"은, 상기 조성물의 투여로 장내 환경이 호전되거나 이롭게 변경되는 모든 행위를 의미한다.
본원 명세서 전체에서 사용되는 용어 "장내 환경 개선"은, 장 내 미생물 및 상기 미생물들의 대사체 등의 구성을 유리하게 바꾸거나, 장내 균총을 개선하거나, 장 기능 및 장 건강 등을 개선하는 것으로서, 장내 환경 개선에 의해 장내 유익균 및 유익균 대사체가 증가하여, 비타민 합성, 소화 흡수 증진, 감염 예방 및 면역 강화 등의 효과를 나타낼 수 있으며, 유해균 및 유해균 대사체 등이 감소하여, 장내 부패 감소, 세균 독소 감소 및 발암 물질 등을 감소시키는 것을 의미한다. 또한 장내 환경을 개선함으로서 설사, 변비 및 장염 등의 장 관련 질병뿐만 아니라, 암, 비만, 당뇨 및 뇌관련 질병 등을 예방 또는 치료 할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 장내 환경 개선은 장균총의 미생물 다양성 증가, 장내 균총 개선, 장내 유익균 증진, 장 건강 개선 및 증진, 장내 미생물로부터 유래된 내독소 및 황화수소의 감소, 유익한 장균총 유래 대사체의 증가, 유익한 단쇄지방산 증가, 유해한 단쇄지방산의 감소, 유익균의 종류 및 수의 증가 및 유해균의 종류 및 수의 감소 등으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 조성물은 장내 균총 개선용 조성물, 장내 유익균 증진용 조성물 또는 장 건강 개선용 조성물일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 조성물은 유익한 단쇄지방산의 생성을 촉진하는 것일 수 있으며, 구체적으로 뷰티르산 및/또는 프로피온산의 생성을 촉진하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 조성물은 유해한 단쇄지방산의 생성을 억제하는 것일 수 있으며, 구체적으로 아이소뷰티르산 및/또는 아이소발레르산의 생성을 억제하는 것일 수 있으며, 보다 구체적으로 아이소뷰티르산의 생성을 억제하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 조성물은 장내 환경, 장내 물질 및/또는 장균총 등에서 유익한 단쇄지방산이 생성되도록 촉진하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 조성물은 장질환을 치료 또는 예방하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 조성물은 비피도박테리움 비피덤 HEM972 균주, 이의 생균체, 이의 사균체, 이의 배양액, 이의 파쇄물 및/또는 이의 추출물을 포함하는 것일 수 있다.
본원 명세서 전체에서 사용되는 용어 "사균체"는 생균의 반대되는 개념으로서 발효를 통해 얻어진 생균과 대사산물들을 열처리 등에 의해 균의 성장이 일어나지 못하도록 한 형태를 의미한다. 사균체는 세포질(cytoplasm), 세포벽(cell wall), 박테리오신(bacteriocin) 등의 항균활성 물질, 다당류(polysaccharide), 유기산 등을 포함할 수 있다. 상기 사균체를 이용한 제품은 생균 제품과 비교하여 높은 안정성을 가지고 있으며, 특히 내열성이 우수하며, 외부 환경에 대한 안정성이 높아 기존 생균 제품보다 보관이 용이하고 유통기간을 늘일 수 있다는 장점을 가지고 있다. 또한, 항생제 사용에 대한 규제가 강화되고 있기 때문에 대체제로서의 활용성과 아직 사균체 제품 생산에 본격적으로 뛰어든 업체가 손에 꼽을 정도이기 때문에 시장성과 성장가능성이 매우 크다.
본원 명세서 전체에서 사용되는 용어 "배양액"은 본원의 균주를 공지의 액체 배지 또는 고체 배지에서 배양시켜 수득한 사물을 의미하며, "배양물"과 혼용하여 사용될 수 있다.
본원 명세서 전체에서 사용되는 용어 "식품"은 육류, 소시지, 빵, 초콜릿, 캔디류, 스낵류, 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 의미에서의 식품을 모두 포함한다.
본원 명세서 전체에서 사용되는 용어 "건강기능식품"은 건강기능식품에 관한 법률 제6727호에 따른 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 제조 및 가공한 식품을 의미하며, '기능성'이라 함은 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건 용도에 유용한 효과를 얻는 것을 의미한다.
본원의 식품은 당 업계에서 통상적으로 사용되는 방법에 의하여 제조 가능하며, 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 뛰어나므로, 본 발명의 식품은 장내 환경 개선의 효과를 증진시키기 위한 보조제로 섭취가 가능하다.
상기 건강 식품(health food)은 일반식품에 비해 적극적인 건강유지나 증진 효과를 가지는 식품을 의미하고, 건강보조식품(health supplement food)은 건강 보조 목적의 식품을 의미한다. 경우에 따라, 건강 기능 식품, 건강 식품, 건강 보조 식품의 용어는 혼용될 수 있다. 구체적으로, 상기 건강 기능 식품은 본원의 비피도박테리움 비피덤 HEM972 균주를 음료, 차류, 향신료, 껌, 과자류 등의 식품 소재에 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.
본원의 식품 조성물은, 일상적으로 섭취하는 것이 가능하기 때문에 장내 환경 개선에 대하여 높은 효과를 기대할 수 있으므로, 매우 유용하게 사용될 수 있다.
상기 식품 조성물은 생리학적으로 허용 가능한 담체를 추가로 포함할 수 있
는데, 담체의 종류는 특별히 제한되지 않으며 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 담체라면 어느 것이든 사용할 수 있다.
또한, 상기 식품 조성물은 식품 조성물에 통상 사용되어 냄새, 맛, 시각 등을 향상시킬 수 있는 추가 성분을 포함할 수 있다. 예들 들어, 비타민 A, C, D, E, B1, B2, B6, B12, 니아신 (niacin), 비오틴 (biotin), 폴레이트 (folate), 판토텐산 (panthotenic acid) 등을 포함할 수 있다. 또한, 아연(Zn), 철(Fe), 칼슘(Ca), 크롬(Cr), 마그네슘(Mg), 망간(Mn), 구리(Cu), 크륨(Cr) 등의 미네랄을 포함할 수 있다. 또한, 라이신, 트립토판, 시스테인, 발린 등의 아미노산을 포함할 수 있다.
또한, 상기 식품 조성물은 방부제(소르빈산 칼륨, 벤조산나트륨, 살리실산, 데히드로초산나트륨 등), 살균제(표백분과 고도 표백분, 차아염소산나트륨 등), 산화방지제(부틸히드록시아니졸(BHA), 부틸히드록시톨류엔(BHT) 등), 착색제(타르색소 등), 발색제(아질산 나트륨, 아초산 나트륨 등), 표백제(아황산나트륨), 조미료(MSG 글루타민산나트륨 등), 감미료(둘신, 사이클레메이트, 사카린, 나트륨 등), 향료(바닐린, 락톤류 등), 팽창제(명반, D-주석산수소칼륨 등), 강화제, 유화제, 증점제(호료), 피막제, 검기초제, 거품억제제, 용제, 개량제 등의 식품 첨가물(food additives)을 포함할 수 있다. 상기 첨가물은 식품의 종류에 따라 선별되고 적절한 양으로 사용될 수 있다.
본원의 비피도박테리움 비피덤 HEM972 균주는 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효성분의 혼합양은 그의 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 식품 또는 음료의 제조시에 본 발명의 식품 조성물은 식품 또는 음료에 대하여 50 중량부 이하, 구체적으로 20 중량부 이하의 양으로 첨가될 수 있다. 그러나 건강 및 위생을 목적으로 장기간 섭취할 경우에는 상기 범위 이하의 함량을 포함할 수 있으며, 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 유효성분은 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있다.
본원의 식품 조성물의 일 예로 건강음료 조성물로 사용될 수 있으며, 이 경우 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물은 포도당, 과당과 같은 모노사카라이드; 말토스, 슈크로스와 같은 디사카라이드; 덱스트린, 사이클로덱스트린과 같은 폴리사카라이드; 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜일 수 있다. 감미제는 타우마틴, 스테비아 추출물과 같은 천연 감미제; 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 감미제 등을 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 건강음료 조성물 100 mL 당 일반적으로 약 0.01 ∼ 0.04 g, 구체적으로 약 0.02 ∼ 0.03 g이 될 수 있다.
상기 외에 건강음료 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산, 펙트산의 염, 알긴산, 알긴산의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올 또는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그 밖에 천연 과일주스, 과일주스 음료, 또는 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 크게 중요하진 않지만 본 발명의 건강음료 조성물 100 중량부당 0.01 ~ 0.1 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
본원의 식품 조성물은 장내 환경 개선 효과를 나타낼 수 있다면 본원의 비피도박테리움 비피덤 HEM972 균주를 다양한 중량%로 포함할 수 있으며, 구체적으로 본원의 비피도박테리움 비피덤 HEM972 균주를 식품 조성물의 총 중량 대비 0.00001 내지 100 중량% 또는 0.01 내지 80 중량%로 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 식품 조성물은 건강기능식품 조성물일 수 있다.
본원의 제3측면은, 비피도박테리움 비피덤 (Bifidobacterium bifidum) HEM972 균주 (KCTC14144BP) 또는 이의 배양물을 유효성분으로 포함하는, 장 질환 치료 또는 예방용 약학 조성물을 제공한다. 제1측면 및 제2측면과 중복되는 내용은 제3측면의 약학 조성물에도 공히 적용된다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 조성물은 비피도박테리움 비피덤 HEM972 균주, 이의 생균체, 이의 사균체, 이의 배양액, 이의 파쇄물 및/또는 이의 추출물을 포함하는 것일 수 있다.
본원 명세서 전체에서 사용되는 용어 "장질환"은 장내 환경의 악화, 장내 세균(장균총) 불균형, 장 건강 악화, 장손상 등에 의해 발병하거나, 발병할 수 있는 모든 질환을 의미하는 것으로서, 장손상, 위질환, 소화기관 질환, 소화기관 손상 등을 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 장 질환은 염증성 장질환, 과민성 대장 증후군(irritable bowel syndrome, IBS), 궤양성 대장염(Ulcerative Colitis, UC), 대장암(Colorectal cancer), 셀리악병(Celiac disease), 크론병(Crohn's disease), 저위전방절제증후군(Low Anterior Resection Syndrome, LARS), 및 장 누수 증후군(Leaky Gut Syndrome) 등으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상일 수 있으나, 장의 상태 이상 등에 의해 발병되는 질병이라면 이에 제한되는 것은 아니다.
본원 명세서 전체에서 사용되는 용어 "치료"는 본원의 비피도박테리움 비피덤 HEM972 균주를 유효성분으로 포함하는 약학 조성물을 장 질환이 발병된 개체에 투여하여 장 질환의 증세가 호전되도록 하거나 이롭게 되도록 하는 모든 행위를 의미한다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 조성물은 유익한 단쇄지방산의 생성을 촉진하는 것일 수 있으며, 구체적으로 뷰티르산 및/또는 프로피온산의 생성을 촉진하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 조성물은 유해한 단쇄지방산의 생성을 억제하는 것일 수 있으며, 구체적으로 아이소뷰티르산 및/또는 아이소발레르산의 생성을 억제하는 것일 수 있으며, 보다 구체적으로 아이소뷰티르산의 생성을 억제하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 조성물은 장내 환경, 장내 물질 및/또는 장균총 등에서 유익한 단쇄지방산이 생성되도록 촉진하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 조성물은 장내 환경을 개선하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 약학 조성물은 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 또는 멸균 주사용액의 형태로 제제화하여 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 약학 조성물을 제제화할 경우, 일반적으로 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 또는 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 경구투여를 위한 고형 제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 또는 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형 제제는 상기 균주의 사균체에 적어도 하나 이상의 부형제, 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트 (calcium carbonate), 수크로스 (sucrose), 락토오스 (lactose), 또는 젤라틴 등을 섞어 조제될 수 있다. 또한, 예를 들어, 단순한 부형제 이외에도 마그네슘 스테아레이트, 탈크 같은 윤활제들도 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 경구투여를 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 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 비경구 투여를 위한 제제로는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제 및 좌제가 포함될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 비수성용제 또는 현탁제로는, 프로필렌글리콜(propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 좌제로는, 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈 (tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로젤라틴 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 따른 약학 조성물은 의약품 조성물 또는 의약외품 조성물일 수 있다.
본원 명세서 전체에서 사용되는 용어 "의약외품"은 사람이나 동물의 질병을 진단, 치료, 개선, 경감, 처치 또는 예방할 목적으로 사용되는 물품들 중 의약품보다 작용이 경미한 물품들을 의미하는 것으로, 예를 들어 약사법에 따르면 의약외품이란 의약품의 용도로 사용되는 물품을 제외한 것으로, 사람ㆍ동물의 질병 치료나 예방에 쓰이는 제품, 인체에 대한 작용이 경미하거나 직접 작용하지 않는 제품 등이 포함된다.
본원의 상기 의약외품 조성물은 바디 클렌저, 소독 청결제, 세정제, 주방용 세정제, 청소용 세정제, 치약, 가글제, 물티슈, 세제, 비누, 핸드 워시, 헤어세정제, 헤어 유연제, 가습기 충진제, 마스크, 연고제 및 필터 충진제로 이루어진 군에서 선택되는 제형으로 제조할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 약학 조성물은 약제학적으로 유효한 양으로 투여될 수 있는데, 본원의 용어 "약제학적으로 유효한 양"이란 의학적 치료 또는 예방에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료 또는 예방하기에 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. 본원의 약학 조성물은 단독으로 투여하거나 공지된 장 질환에 대한 치료 효과를 나타내는 것으로 알려진 성분과 병용하여 투여될 수 있다. 상기 요소를 모두 고려하여 부작용 없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 약학 조성물의 투여량은 사용목적, 질환의 중독도, 환자의 연령, 체중, 성별, 기왕력, 또는 유효성분으로서 사용되는 물질의 종류 등을 고려하여 당업자가 결정할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 약학 조성물은 성인 1인당 약 0.1ng 내지 약 1,000 mg/kg, 바람직하게는 1 ng 내지 약 100 mg/kg로 투여할 수 있고, 본원의 조성물의 투여빈도는 특별히 이에 제한되지 않으나, 1일 1회 투여하거나 또는 용량을 분할하여 수회 투여할 수 있다. 상기 투여량 또는 투여횟수는 어떠한 면으로든 본원의 범위를 한정하는 것은 아니다.
본원의 제4측면은, 본원의 상기 약학 조성물을 약제학적으로 유효한 양으로 장 질환이 발병된 개체에 투여하는 단계를 포함하는 장 질환의 치료방법을 제공한다. 제1측면 내지 제3측면과 중복되는 내용은 제4측면의 치료방법에도 공히 적용된다.
본원 명세서 전체에서 사용되는 용어 "개체"는 장 질환이 발병되거나 발병할 위험이 있는 쥐, 가축, 인간 등을 포함하는 포유동물, 양식어류 등을 제한 없이 포함할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 개체는 인간을 제외하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 약학 조성물은 약학적으로 유효한 양으로 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 이때, 조성물은 액제, 산제, 에어로졸, 주사제, 수액제(링겔), 캡슐제, 환제, 정제, 좌제 또는 패치의 형태로 제형화되어 투여할 수 있다.
본원의 장 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물의 투여 경로는 목적 조직에 도달할 수 있는 한 어떠한 일반적인 경로를 통하여도 투여될 수 있다.
본원의 약학 조성물은 특별히 이에 제한되지 않으나, 목적하는 바에 따라 복강내 투여, 정맥내 투여, 근육내 투여, 피하 투여, 피내 투여, 경피패치투여, 경구 투여, 비내 투여, 폐내 투여, 직장내 투여 등의 경로를 통해 투여 될 수 있다. 다만, 경구 투여 시에는 제형화되지 않은 형태로도 투여할 수 있고, 위산에 의하여 상기 비피도박테리움 비피덤 HEM972 균주가 변성 또는 분해될 수 있기 때문에 경구용 조성물은 활성 약제를 코팅하거나 위에서의 분해로부터 보호되도록 제형화된 형태 또는 경구용 패치형태로 구강내에 투여할 수도 있다. 또한, 상기 조성물은 활성 물질이 표적세포로 이동할 수 있는 임의의 장치에 의해 투여될 수 있다.
이하, 본원의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 본원의 이해를 돕기 위하여 예시하는 것 일뿐, 본원의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1: 비피도박테리움 비피덤 HEM972의 단쇄지방산 생성 및 저감 촉진능 확인
본원의 신규 균주인 비피도박테리움 비피덤 HEM972 (Bifidobacterium bifidum HEM972, 기탁기관: 한국생물자원센터, 수탁번호: KCTC14144BP, 수탁일자: 2020년 2월 21일)의 단쇄지방산 생성 및 저감 촉진능을 확인하기 위해, 하기와 같은 실험을 수행하였다.
실시예 1-1: 단쇄지방산 생성량 분석을 위한 체외 조건 배양
본원의 균주에 의한 단쇄지방산 생성량을 체외 조건에서 확인하기 위해, 하기와 같은 방법으로 균주 배양을 수행하였다.
먼저, 하기 조성의 장 환경 유사 배지를 준비한 후, 혐기 챔버(whitley A95 anaerobic workstation)에서 24시간 동안 치환하여, 배지를 혐기(anaerobic) 상태로 만들었다.
- 장 환경 유사 배지: NaCl 60mM, NaHCO3 40mM, KCl 10mM, Hemin 5x10-5 g/L, mucin 0.5%(w/v), L-cysteine HCl 0.05% (w/v)
96 웰 플레이트의 각 웰에 실험군(HEM972, PB_B)에는 5x107 CFU/ml 농도의 해당하는 균주 30ul, 장 환경 유사 배지 180ul, 사람의 분변샘플 15mg을 분주하였고, 균을 처리하지 않은 대조군(NC, Negative control) 웰에는 장 환경 유사 배지 210ul, 사람의 분변샘플 15mg을 분주하였다. 또한, PB_B 는 레퍼런스로 활용하기 위해, 이미 상용화된 프로바이오틱스인 같은 속(genus)의 비피도박테리움 균주를 사용하였고, 상기 실험군 균주 HEM972는 비피도박테리움 비피덤 HEM972 (Bifidobacterium bifidum HEM972를 의미한다.
다음으로, 상기 실험군 및 대조군이 분주된 96웰-플레이트를 18시간 동안 혐기 챔버(whitley A95 anaerobic workstation)에서 교반기(DLAB mx-m)를 이용하여 교반하며 배양하고, 배양 후 3800rpm으로 10분간 원심분리하여 각 웰의 상등액 100ul를 96-웰 세포 배양 플레이트로 옮겼다. 다음으로, 96개의 GC(Gas chromatography)용 바이알에 대사체 추출을 위한 GC 추출용액 100ul[GC 추출용액 조성: DW 10ml, NaCl 3.3g, Phosphoric acid 50ul, 2-ethyl butyric acid 0.5ul]과 DW 50ul 및 상기 96-웰 세포 배양 플레이트의 상등액을 50ul 씩 분주하였으며, 기체 크로마토그래피(Gas chromatography) 분석법을 활용하여 미생물 대사체인 아세트산, 프로피온산, 뷰티르산 및 아이소뷰티르산을 분석하였다(도 1).
실시예 1-2: 뷰티르산(Butyrate) 생성 촉진능 확인
상기 실시예 1-1에서 수행한 기체 크로마토그래피 분석법을 이용하여, 신규 균주 처리에 따른 뷰티르산 비율 변화를 확인하였다. 구체적으로, 뷰티르산의 비율은 한 샘플에 존재하는 정상적인 단쇄지방산(Short Chain Fatty Acid)인 아세트산, 프로피온산, 뷰티르산, 아이소뷰티르산, 발레르산, 및 아이소발레르산의 총량에 대비한 뷰티르산의 비율로 확인할 수 있다.
도 2의 'Total SCFA'은 아세트산, 프로피온산, 뷰티르산, 아이소뷰티르산, 발레르산, 및 아이소발레르산의 총량을 의미하고 'Butyrate'는 뷰티르산의 양을 의미하며, 'Butyrate/Total SCFA'는 뷰티르산의 양을 'Total SCFA'으로 나눈 값으로, 뷰티르산의 비율을 나타낸다. 아무 균도 처리하지 않은 대조군(NC)에 대비하여 균을 처리한 경우인 각 실험군에서 뷰티르산의 증감을 용이하게 확인하기 위해, NC의 Butyrate/Total SCFA 값을 100%로 나타내고 각 실험군(TG)의 Butyrate/Total SCFA을 NC으로 각각 나눈 TG/NC 값으로 표현하였다. 또한, 각 실험군과 대조군(NC)의 Butyrate/Total SCFA 값의 비교를 위해 NC와 HEM972를 각각 one-way ANOVA(사후검정: Fisher's LSD)를 통해 통계적 유의성을 확인하여 막대그래프에 * (P-value<0.05), ** (P-value<0.01), *** (P-value<0.001) 으로 표기하였고, HEM972와 레퍼런스 균주인 PB_B의 Butyrate/Total SCFA 값의 비교를 위해 one-way ANOVA(사후검정: Fisher's LSD)를 통해 통계적 유의성을 확인하여 # (P-value<0.05), ## (P-value<0.01), ### (P-value<0.001)으로 표기하였다.
상기 뷰티르산 증감 확인 결과, 대조군 및 PB_B에 비해 HEM972 균주를 처리한 경우 뷰티르산 비율이 통계적으로 유의하게 증가하는 것이 확인되었다 (도 2).
상기 결과를 토대로, 본원의 HEM972 균주는 장 내 환경(장균총)에서 뷰티르산 생성을 촉진하는 기능이 있음을 알 수 있다.
실시예 1-3: 프로피온산(Propionate) 생성 촉진능 확인
상기 실시예 1-1에서 수행한 기체 크로마토그래피 분석법을 이용하여, 신규 균주 처리에 따른 프로피온산 비율 변화를 확인하였다. 구체적으로, 프로피온산의 비율은 한 샘플에 존재하는 정상적인 단쇄지방산(Short Chain Fatty Acid)인 아세트산, 프로피온산, 뷰티르산, 아이소뷰티르산, 발레르산, 및 아이소발레르산의 총량에 대비한 프로피온산의 비율로 확인할 수 있다.
도 3의 'Total SCFA'은 아세트산, 프로피온산, 뷰티르산, 아이소뷰티르산, 발레르산, 및 아이소발레르산의 총량을 의미하고 'Propionate' 는 프로피온산의 양을 의미하며, 'Propionate /Total SCFA'는 프로피온산의 양을 'Total SCFA'로 나눈 값으로, 프로피온산의 비율을 나타낸다. 아무 균도 처리하지 않은 대조군(NC)에 대비하여 균을 처리한 경우인 각 실험군에서 프로피온산의 증감을 용이하게 확인하기 위해, NC의 Propionate/Total SCFA 값을 100% 로 나타내고 실험군(TG)의 Propionate/Total SCFA을 NC으로 각각 나눈 TG/NC 값으로 표현하였다. 또한, 각 실험군과 대조군(NC)의 Butyrate/Total SCFA 값의 비교를 위해 NC와 HEM972를 각각 one-way ANOVA(사후검정: Fisher's LSD)를 통해 통계적 유의성을 확인하여 막대그래프에 * (P-value<0.05), ** (P-value<0.01), *** (P-value<0.001) 으로 표기하였고, HEM972와 레퍼런스 균주인 PB_B의 Butyrate/Total SCFA 값의 비교를 위해 one-way ANOVA(사후검정: Fisher's LSD)를 통해 통계적 유의성을 확인하여 # (P-value<0.05), ## (P-value<0.01), ### (P-value<0.001)으로 표기하였다.
상기 프로피온산 증감 확인 결과, 대조군 및 PB-B에 비해 HEM972 균주를 처리한 경우, 프로피온산 비율이 통계적으로 유의하게 증가하는 것을 확인하였다(도 3).
상기 결과를 토대로, 본원의 HEM972 균주는 장 내 환경(장균총)에서 프로피온산 생성을 촉진하는 기능이 있음을 알 수 있다.
실시예 1-4: 아이소뷰티르산(Isobutyrate) 생성 저감능 확인
상기 실시예 1-1에서 수행한 기체 크로마토그래피 분석법을 이용하여, 신규 균주 처리에 따른 아이소뷰티르산 비율 변화를 확인하였다.
도 4의 'Isobutyrate' 는 아이소뷰티르산의 양을 의미하며, 아무 균도 처리하지 않은 대조군(NC)에 대비하여 균을 처리한 경우인 각 실험군에서 아이소뷰티르산의 증감을 용이하게 확인하기 위해, NC의 Isobutyrate 값을 100%로 나타내고 각 실험군(TG)의 Isobutyrate 값을 NC으로 각각 나눈 TG/NC 값으로 표현하였다. 또한, HEM972와 대조군(NC)의 Isobutyrate값의 비교를 위해 NC와 실험군을 각각 one-way ANOVA(사후검정: Fisher's LSD)를 통해 통계적 유의성을 확인하여 막대그래프에 * (P-value<0.05), ** (P-value<0.01), *** (P-value<0.001) 으로 표기하였고, HEM972와 레퍼런스 균주인 PB_B 의 Isobutyrate 값의 비교를 위해 one-way ANOVA(사후검정: Fisher's LSD)를 통해 통계적 유의성을 확인하여 # (P-value<0.05), ## (P-value<0.01), ### (P-value<0.001) 으로 표기하였다.
상기 아이소뷰티르산의 증감 확인 결과, 대조군 및 PB_B에 비해 HEM972 균주를 처리한 경우, 아이소뷰티르산의 양이 통계적으로 유의하게 감소하는 것을 확인하였다(도 4).
상기 결과를 토대로, 본원의 HEM972 균주는 장 내 환경(장균총)에서 아이소뷰티르산 생성을 억제하는 기능이 있음을 알 수 있다.
실시예 2: 비피도박테리움 비피덤 HEM972의 단쇄지방산 자체 생성 여부 확인
상기 실시예 1에서는 본원의 신규 균주인 비피도박테리움 비피덤 HEM972이 뷰티르산 및 프로피온산의 비율을 증가시키고, 아이소뷰티르산의 생성을 억제하는 것을 확인한 바 있다. 다만, 상기 실험들은 균주 자체에서 뷰티르산 및 프로피온산을 생산하는 것인지, 균주가 장 내 환경에서 상기 단쇄지방산이 생성되도록 촉진하는 것인지를 명확히 나타내지 않는 바, 이를 명확히 하기 위해 하기와 같은 실험을 수행하였다.
먼저, 하기 조성의 내 환경 유사 배지를 준비한 후, 혐기 챔버(whitley A95 anaerobic workstation)에서 24시간 동안 치환하여, 배지를 혐기(anaerobic) 상태로 만들었다.
- 장 환경 유사 배지: NaCl 60mM, NaHCO3 40mM, KCl 10mM, Hemin 5x10-5 g/L, mucin 0.5%(w/v), L-cysteine HCl 0.05% (w/v)
다음으로, 96-웰 플레이트에, 실험군 A (Treatment group: HEM972)에는 5x107 CFU/ml 농도의 해당하는 균주 30ul, 장 환경 유사 배지 195ul를 분주하고, 실험군 B (Treatment group: HEM972)에는 5x107 CFU/ml 농도의 해당하는 균주 30ul, 장 환경 유사 배지 180ul, 사람의 분변샘플 15mg을 분주하였다. 또한, 균주를 처리하지 않은 음성대조군(NC, Negative control) 웰에는 장 환경 유사 배지 225ul를 분주하였다.
다음으로, 상기 실험군이 분주된 96웰-플레이를 18시간 동안 혐기 챔버(whitley A95 anaerobic workstation)에서 교반기(DLAB mx-m)를 이용하여 교반하며 배양하고, 배양 후 3800rpm으로 10분간 원심분리하여 각 웰의 상등액 100ul를 96-웰 세포 배양 플레이트로 옮겼다. 다음으로, 96개의 GC(Gas chromatography)용 바이알에 대사체 추출을 위한 GC 추출용액 100ul[GC 추출용액 조성: DW 10ml, NaCl 3.3g, Phosphoric acid 50ul, 2-ethyl butyric acid 0.5ul]과 DW 50ul 및 상기 96-웰 세포 배양 플레이트의 상등액을 50ul씩 분주하였으며, 기체 크로마토그래피(Gas chromatography) 분석법을 활용하여 미생물 대사체인 아세트산, 프로피온산, 뷰티르산, 아이소뷰티르산 및 GC의 내부 표준물질로서 2-에틸 뷰티르산의 생성량을 분석하였다.
상기 분석 결과, HEM972 균주만을 처리하고 분변 샘플을 처리하지 않은 실험군 A의 경우에는 뷰티르산 및 프로피온산이 생성되지 않았으나, 상기 균주와 분변 샘플을 모두 처리한 실험군 B의 경우에는 뷰티르산 및 프로피온산이 생성된 것을 확인하였다(도 5).
상기 실험 결과를 토대로, 본원의 HEM972 균주는 자체적으로 뷰티르산 및 프로피온산을 생성하는 능력은 없으며, 상기 균주가 장내 균 총(분변샘플)를 자극 및 조절하여 뷰티르산 및 프로피온산의 생성을 촉진하는 기능이 있음을 알 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
[수탁번호]
기탁기관명 : 한국생명공학연구원
수탁번호 : KCTC14144BP
수탁일자 : 20200221
Figure PCTKR2023004281-appb-img-000001

Claims (6)

  1. 비피도박테리움 비피덤 (Bifidobacterium bifidum) HEM972 균주 (KCTC14144BP).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 균주는 뷰티르산 및 프로피온산으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 생성을 촉진하는 것인, 균주.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 균주는 아이소뷰티르산의 생성을 저감하는 것인, 균주.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 균주는 자체적으로 단쇄지방산을 생성하지 못하는 것인, 균주.
  5. 비피도박테리움 비피덤 (Bifidobacterium bifidum) HEM972 균주 (KCTC14144BP) 또는 이의 배양물을 유효성분으로 포함하는, 장내 환경 개선용 식품 조성물.
  6. 비피도박테리움 비피덤 (Bifidobacterium bifidum) HEM972 균주 (KCTC14144BP) 또는 이의 배양물을 유효성분으로 포함하는, 장 질환 치료 또는 예방용 약학 조성물.
PCT/KR2023/004281 2022-04-28 2023-03-30 신규한 비피도박테리움 비피덤 hem972 균주, 및 상기 균주 또는 이의 배양물을 포함하는 장내 환경 개선용 조성물 WO2023210988A1 (ko)

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