JP2019500004A - 代謝障害を処置するための低温殺菌アッカーマンシアの使用 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば過体重および肥満に関係する代謝障害、例えば糖尿病または高コレステロールなどの代謝障害の処置に関する。より具体的には本発明は、代謝障害を処置するための低温殺菌アッカーマンシア種またはその断片を含む組成物に関する。
肥満は世界的な問題であり、肥満の成人の推定数は約6億人とされる。この肥満の蔓延は、例えば糖尿病、高血圧、心臓病および肝疾患などの肥満関連障害の罹患率の大きな増加と相関する。これらの重度障害が残る病態により、肥満は現在、西欧諸国で最も重要な公衆衛生問題の1つと考えられている。したがって、肥満および/または肥満関連障害を処置または予防する組成物および方法が真に求められている。
本発明は、それを必要とする対象における代謝障害の処置に使用するための、低温殺菌されたアッカーマンシア・ムシニフィラまたはその断片に関する。1つの特定の実施形態において、アッカーマンシア・ムシニフィラまたはその断片は、肥満の処置に使用するためのものである。
本発明において、以下の用語は、以下の意味を有する:
−「処置」は、疾患、障害、または状態の少なくとも1つの有害作用または症状を予防(即ち、発生を防止すること)、低減または緩和することを意味する。したがってこの用語は、治療的処置および防護的または予防的手段の両方を指し、その目的は、標的となる病的状態または障害を予防または緩徐にする(減じる)ことである。本発明の一実施形態において、処置を必要とするものとしては、既に障害を有するもの、および該障害を有する傾向があるもの、または該障害が予防されるべきものがある。
−「有効量」は、標的への顕著な負の、または有害な副作用を誘起せずに、(1)代謝障害の発病を遅延もしくは予防すること;(2)代謝障害の1つもしくは複数の症状の進行、深刻化もしくは悪化を緩徐化もしくは停止すること;(3)代謝障害の症状の改善をもたらすこと;(4)代謝障害の重症度もしくは発生率を低下させること;(5)代謝障害を治癒すること;または(6)処置される対象の消化管におけるアッカーマンシア・ムシニフィラの正常な量および/もしくは割合を回復させること、を目標とした薬剤のレベルまたは量を指す。有効量は、防護または予防効果のために、代謝障害の発病前に投与され得る。代わりまたは追加として、有効量は、治療作用のために、代謝障害の開始後に投与され得る。
−「アッカーマンシア・ムシニフィラ」は、Derrienによって同定されたムチン分解細菌を指す(Derrien et al.,2004.Int.J.Syst.Evol.Microbiol.54:1469−1476)。細胞は、楕円形で非運動性のグラム陰性菌株である。アッカーマンシア・ムシニフィラは、アッカーマンシア種またはアッカーマンシア様細菌とも称され得る。それは、クラミジア門/ベルコミクロビア群;ベルコミクロビア門に属する。その体系的分類を変更すべきである場合、本発明で使用することができる菌株を推測するために体系的分類の変更を適合させる方法を、当業者は承知しているであろう。さらにアッカーマンシア・ムシニフィラの全ゲノムは、本出願人によって決定されている(van Passel et al.,2011.PLoS One.6(3):e16876)。DNA−DNAハイブリダイゼーションによって実験的に決定された約70%のヌクレオチド類似性(およそ95%の平均ヌクレオチド同一性(ANI)に対応)を有する菌株は、同じ種と見なすことができると一般に容認されている(Goris et al.,2007.Int.J.Syst.Evol.Microbiol.57:81−91)。
−「低温殺菌アッカーマンシア・ムシニフィラ」は、熱処理を受けたアッカーマンシア・ムシニフィラを指す。一実施形態において、低温殺菌アッカーマンシア・ムシニフィラは、50℃〜100℃の温度で少なくとも10分間加熱されたアッカーマンシア・ムシニフィラを指す。
−「プロバイオティクス」は、有効量で投与すると、対象の健康または安寧に有益な効果を提供する微生物細胞調製物(例えば、生存する微生物細胞など)を指す。定義によれば、プロバイオティクスは全て、立証された非病原性特徴を有する。一実施形態において、これらの健康上の利益は、ヒトもしくは動物の胃腸管内微生物叢のバランスを改善すること、および/または正常な微生物叢を回復させることに関連する。
−「プレバイオティック」は、例えばヒトにより消化され得ないが、消化管内の微生物による代謝を通して消化管微生物叢の組成および/または活性を調整し、こうして宿主に対して有益な生理学的効果を付与する物質を指す。
−「対象」は、動物、好ましくは哺乳動物、より好ましくはヒトを指す。一実施形態において、該対象は、雄性である。別の実施形態において、該対象は、雌性である。本発明の一実施形態において、対象はまた、例えばイヌ、ネコ、モルモット、ハムスター、ラット、マウス、フェレット、ウサギなどのペットを指し得る。
−「過体重」は、対象が25〜30の範囲内のボディーマスインデックス(BMI)を有する、前記対象の状況を指す。本明細書で用いられるBMIは、対象の身長(メートル)の二乗で割った個体の体重(kg)と定義される。
−「肥満」は、対象が30を超えるまたはそれに等しいBMIを有する、該対象の状況を指す。
−数字の前の「約」は、前記数字の値の±20%、好ましくは10%を意味する。
−「断片」は、低温殺菌アッカーマンシア・ムシニフィラなどの代謝から得られた細胞の成分、代謝産物、分泌分子および化合物を指し得る。断片は、例えば、低温殺菌後のアッカーマンシア・ムシニフィラの培養物の上清を回収することにより、または低温殺菌後のアッカーマンシア・ムシニフィラの培養物から細胞成分もしくは細胞断片、代謝産物、もしくは分泌化合物を抽出することにより、得ることができる。断片という用語は、分解生成物を指す場合もある。断片は、低温殺菌アッカーマンシア・ムシニフィラに由来する単離形態中の成分または1種もしくは複数の成分の任意の混合物に対応し得る。一実施形態において、断片は、組換えDNA技術の使用などの別の方法により、微生物宿主内で、または任意の他の(生)合成プロセスにより、生成された低温殺菌アッカーマンシア・ムシニフィラ中に存在するそのような成分の1種または複数に対応し得る。
−「代謝障害」は、異常な体重増加、異常なエネルギー使用もしくは消費、消化されたもしくは内因性の栄養素、エネルギー源、ホルモンもしくは他のシグナル伝達分子に対する応答の変化、または炭水化物、脂質、タンパク質、核酸もしくはそれらの組み合わせの代謝の変化により誘起される、またはそれらを特徴とする障害、疾患および状態を指す。代謝障害は、炭水化物、脂質、タンパク質、および/または核酸の代謝不均衡をまねく代謝経路における欠乏または過剰のいずれかに関連し得る。代謝障害の例としては、メタボリックシンドローム、インスリン欠乏症またはインスリン抵抗性関連障害、糖尿病(例えば、2型糖尿病など)、グルコース不耐性、脂質代謝異常、アテローム性動脈硬化症、高血圧、子癇前症、心臓病、卒中、非アルコール性脂肪性肝疾患、高血糖、種々の病因による脂肪肝、脂質異常;過体重および肥満に関連する免疫系の機能不全、心血管疾患、高コレステロール、トリグリセリド増加、喘息、睡眠時無呼吸、骨関節炎、神経変性、胆嚢疾患、X症候群、炎症および免疫障害、アテローム形成性脂質異常、ならびに癌が挙げられるが、これらに限定されない。
本出願人は、本明細書において、低温殺菌アッカーマンシア・ムシニフィラの投与後に観察される、代謝に及ぼす有益な効果が、非低温殺菌アッカーマンシア・ムシニフィラの投与後よりも重要であることを示す(実施例参照)。
本発明を、以下の実施例によりさらに例示する。
マウス
第一の実験:一組の10週齢C57BL/6Jマウス(50匹、n=10/群)(Charles River、フランス、ラルブレル所在)を、ケージあたりマウス2匹の群で制御環境下(12時間の明暗周期で午後6時消灯)、飼料および水を自由に摂取することができるようにして飼育した。マウスには、対照食(ND)(AIN93Mi、Research diet、米国ニュージャージー州ニューブランズウィック所在)または高脂肪食(HFD)(60%脂肪および20%炭水化物(kcal/100g)D12492i、Research diet、米国ニュージャージー州ニューブランズウィック所在)を摂取させた。
6時間絶食マウスを、強制経口グルコース負荷(2gグルコース/kg体重)で処置した。血中グルコースレベルを、経口グルコース負荷前、ならびに経口グルコース負荷後15、30、60、90および120分目に測定した。血中グルコースは、尾静脈先端から採取した血液試料に関してグルコースメーター(Accu Check、Aviva、Roche)で測定した。
血漿中インスリン濃度を、ELISAキット(Mercodia)を用い、製造業者の使用説明書に従って血漿5μL中で測定した。インスリン抵抗性指数は、経口耐糖能テストに従って得られた血中グルコース(−30〜120分)および血漿インスリン値(−30〜15分)の両方の曲線下面積を掛けることにより決定した。
第三の実験のインスリンシグナル伝達経路を分析するために、マウスを、生理食塩水注射亜群またはインスリン注射亜群のいずれかに、体重および脂肪重量に関してマッチするように割り付けた。その後、マウスに、麻酔(イソフルラン、Forene、Abbott、英国ケント州クイーンズバラ所在)下で1mU/gインスリン(Actrapid;Novo Nordisk A/S、デンマーク所在)を、または同容量の生理食塩溶液を尾静脈に投与した。注射の3分後に、マウスを殺処分して、肝臓を迅速に採取した。
動物をイソフルラン(Forene(登録商標)、Abbott、英国ケント州クイーンズバラ所在)で麻酔して、血液を門脈および大静脈から採取した。その後、マウスを頸椎脱臼により殺処分した後、組織を採取した。脂肪沈着(精巣上体、皮下および腸間膜)を、精密に切除および計量した(3種の脂肪組織沈着全ての重量の相加が、脂肪症指数に対応する)。腸の区分(回腸、盲腸および結腸)、糞内容物および脂肪組織沈着物を、液体窒素に浸漬し、さらなる分析のために−80℃で貯蔵した。
脂肪組織を4%パラホルムアルデヒド中に室温で24時間固定した。その後、試料をエタノール100%に24時間浸漬した後、パラフィン包埋のために処理した。5μmパラフィン切片の組織試料を、ヘマトキシリンおよびエオジンで染色した。画像を、SCN400スライドスキャナー(Leica Biosystems、ドイツ、ヴェッツラー所在)を用いて得た。5箇所の高倍率の視野を、各マウスで無作為に選択し、脂肪細胞径を、ImageJ(Version 1.50a、米国国立衛生研究所、米国メリーランド州ベセスダ所在)を用いて測定した。
総RNAを、TriPure試薬(Roche)を用いて組織から調製した。Agilent 2100 Bioanalyzer(Agilent RNA 6000 Nano Kit、Agilent)で各試料1μLを測定することにより、総RNAの定量および完全性分析を実施した。cDNAを、Reverse Transcription Systemキット(Promega、オランダ、ライデン所在)を用いた総NRA1μgの逆転写により調製した。リアルタイムPCRを、検出用のMesa Fast qPCR(Eurogentec、ベルギー、セラン所在)を用い、製造業者の使用説明書に従って、Biorad CFX リアルタイムPCRシステムおよびソフトウエア(Biorad、米国ハーキュリーズ所在)で実施した。RPL19を、ハウスキーピング遺伝子として選択した。試料は全て、1枚の96ウェル反応プレートにおいて2回の反復実験を行い、データは、2ΔΔCT法に従って分析した。増幅生成物の同一性および純度を、増幅終了時に実施した融解曲線の分析によりチェックした。標的化マウス遺伝子のためのプライマー配列を、以下の表1に示す。
市販のキット(DiaSys、フランス、コンドン所在)を用い、トリグリセリドの加水分解から生じたグリセロールを測定することにより、血漿試料をトリグリセリドについて分析した。
血漿試料を、Multiplex免疫アッセイキット(Merck Millipore、ベルギー、ブリュッセル所在)の使用によりレプチンについてアッセイし、Luminexの技術(Bioplex、Bio−Rad、ベルギー所在)を用いて製造業者の使用説明書に従って測定した。
血漿中リポタンパク質の定量を、高速タンパク質液体クロマトグラフィー(FPLC、AKTA Purifier 10、GE Healthcare、米国イリノイ州シカゴ所在)を用いて実施した。個々の血漿50μLを注入して、Superose(商標)6 10/300GLカラム(GE Healthcare、米国イリノイ州シカゴ所在)で、pH7.4のNaCl 0.15Mを移動相として用い、1mL/分の流速で、リポタンパク質を分離した。溶離液を0.3mL画分に採取し、その後、各画分中のコレステロールおよびTG量を、先に記載された通り測定した。リポタンパク質分類(VLDL、LDLおよびHDL)でのコレステロールの定量は、ピーク面積%を測定することにより、そして各割合%にコレステロールの総量を掛けることにより実施した。血漿中総コレステロールは、市販のキット(CHOD−PAP;BIOLABO SA、フランス、メジー所在)で測定した。
糞中エネルギー量を、ボンベ熱量計(Mouse Clinical Institute、フランス、イルキシュ所在)の使用により処置の最終週の24時間後に採取した糞試料で測定した。
マウス尿試料を調製して、以前に発表されたプロトコル(Dona AC,2014)に従って600.22MHz 1H周波数で操作する分光計(Bruker)で測定し、その後、1H NMRスペクトルを以前に記載された通り処理し、分析した(Dumas et al.,2006.Proc.Natl.Acad.Sci.USA.103(33):12511−6)。
門脈血中LPS濃度を、試料中のエンドトキシン濃度に直接関係する色強度を測定するカブトガニ血球抽出成分(LAL)カイネティック比色法に基づくEndosafe−Multi−Cartridge System(Charles River Laboratories)を利用して測定した。反応(阻害または増強)における干渉を最小限にするために、血漿をエンドトキシンフリーの緩衝剤で1/10に希釈して、70℃で15分間加熱した。各試料を、エンドトキシンフリーのLAL試薬水(Charles River Laboratories)で1/100、1/150、1/200または1/400に希釈して、2回の反復実験で処置し、各試料で2つのスパイク(spikes)を測定に含めた。試料は全て、回収および変動係数について検証した。検出の下限は、0.005EU/mLであった。
生存細菌を含むバイアルを、50、60、70、80または90℃に設定された水浴に15秒間(0.25分間)、2分間、5分間、15分間および30分間浸漬した。5%粘液を補充したブレインハートインヒュージョン(BHI)寒天培地に未希釈のバイアル内容物 50μLを播種して、無酸素性容器中、37℃で7日間のインキュベーション後にコロニー形成単位(cfu)の存在を調べることにより、A.ムシニフィラの不活性化を評価した。オートクレーブ処理したバイアルの内容物を、陰性対照として用い、水浴に浸漬していないバイアルの内容物を、陽性対照として用いた。この実験を、2回の異なる時間に実施した。
A.ムシニフィラは、以前に記載された通り、粘液系培地で生育させ、洗浄して、濃縮した(Everard et al.,2013.Proc.Natl.Acad.Sci.USA.110:9066−9071)。無処置の細胞バッチに加えて、一部を70℃で30分間のインキュベーションによる穏やかな加熱処理に供した。
A.ムシニフィラを、16g/L大豆ペプトン、25mMグルコース、25mM N−アセチル−グルコサミンおよび4g/L L−トレオニンを含有する、以前に記載された(Derrien et al.,2004.Int.J.Syst.Evol.Microbiol.54:1469−1476)基本の無酸素性培地からなる非粘液系培地で生育させた。細胞を、以前に記載された通り洗浄し、濃縮した(Everard et al.,2013.Proc.Natl.Acad.Sci.USA.110:9066−9071)。無処置の細胞バッチに加えて、一部を70℃で30分間のインキュベーションによる穏やかな加熱処理に供した。
示した結果は、NCEP ATP III定義(以下の5つの基準のうちのいずれか3つ:空腹時血糖>110mg/dL、血圧≧130/85mmHgもしくは抗高血圧処置、空腹時トリグリセリド≧150mg/dL、HDLコレステロールが男性で<40mg/dL、女性で<50mg/dL、および/または腹囲が男性で>102cm、女性で>88cm)に従うメタボリックシンドロームを示す過体重および肥満患者(ボディーマスインデックス>25kg/m2)20名の中間の安全性報告である。患者は、2015年12月〜2016年5月の間にベルギー、ブリュッセルのCliniques Universitaires Saint Lucから自発的に採用された。乱塊法に従って、対象を処置群のいずれかに割りあてた。除外基準は、急性または慢性進行性または慢性の不安定疾患、アルコール消費(2杯/日より多い)、過去の肥満外科手術、試験前3ヶ月以内または計画で試験後6ヶ月以内の任意の手術、妊娠中または試験後6ヶ月以内に妊娠の予定、規則的な身体活動(30分より長い運動を週3回)、試験前1ヶ月以内の栄養補助食品(ω3脂肪酸、プロバイオティクス、プレバイオティクス、植物性スタノール/ステロール)の消費、炎症性腸疾患または刺激性腸症候群、糖尿病性消化管自律神経ニューロパチー(胃不全麻痺または胃腸運動の低下など)、30g/日を超える食物繊維の消費、ベジタリアンまたは異常な食事の消費、ラクトース不耐性または乳タンパク質アレルギー、グルテン不耐性、目的のパラメータに影響を及ぼす薬剤(メトホルミンなどのグルコース低下薬、DPP−4阻害剤、GLP−1受容体アゴニスト、アカルボース、スルホニルウレア、グリニド、チアゾリジンジオン、SGLT2阻害剤、インスリン、ラクツロース、試験前2ヶ月以内の抗生物質消費、グルココルチコイド、免疫抑制剤、スタチン、フィブラート、オルリスタット、コレスチラミン、またはエゼチミブ)による現在の処置、および糖化ヘモグロビン(HbAlc)のベースライン値>7.5%であった。The Commission d’Ethique Biomedicale Hospitalo−facultaire from the Universite catholique de Louvain(ベルギー、ブリュッセル)により、本試験は倫理的に承認され、書面でのインフォームドコンセントを、各参加者から得た。この治験は、clinicaltrials.gov as NCT02637115として登録された。
データを、平均±SEMとして表す。2群間の差は、対応のない両側スチューデントt検定を利用して評価した。2群よりも多くを含むデータセットは、分散分析と、続くチューキー事後比較検定により評価した。異なる上付き文字を有するデータは、事後のANOVA統計解析によりP<0.05で有意差がある。データは、GraphPad Prism version 5.00 for Windows(GraphPad Software、米国カリフォルニア州サンディエゴ所在)を用いて解析した。結果は、P<0.05の場合に統計学的に有意と見なされた。
インビトロ実験
低温殺菌プロトコルを最適化するために、本発明者らは最初、A.ムシニフィラを含有するバイアルを一定範囲の温度に設定した水浴中で異なる時間、インキュベートした。処置したバイアル内容物を富栄養培地に播種した後に細菌を観察できなかった場合、低温殺菌を効果的と見なした(表2)。
第一の組の実験では、高脂肪食を摂取させたマウスを、粘液系培地または非粘液系培地のいずれかで生育させた生存A.ムシニフィラの強制経口投与で連日処置した。別のマウス群を、非粘液培地で生育させて低温殺菌(70℃で30分間)により不活性化したA.ムシニフィラの強制経口投与で処置した。標準食を摂取させたマウスを、対照群として用いた。処置は、4週間実施した。
本発明者らは、メタボリックシンドロームに対するA.ムシニフィラの有効性をテストする現在進行中の臨床試験の一部として、異なる用量の生存A.ムシニフィラ(Akk S−1010およびAkk S−109)または低温殺菌A.ムシニフィラ(Akk P−1010)で処置した過体重および肥満ボランティアにおけるA.ムシニフィラ経口投与の安全性および忍容性を評価した。介入の開始時の患者の擬人的特性を、表3に報告する。
Claims (16)
- それを必要とする対象における代謝障害の処置に使用するための、低温殺菌されたアッカーマンシア・ムシニフィラまたはその断片。
- 前記代謝障害が、肥満である、請求項1に記載の代謝障害の処置に使用するためのアッカーマンシア・ムシニフィラまたはその断片。
- 前記代謝障害が、メタボリックシンドローム;インスリン欠乏症またはインスリン抵抗性関連障害;2型糖尿病を含む糖尿病;グルコース不耐性;脂質代謝異常;アテローム性動脈硬化症;高血圧;子癇前症;心臓病;卒中;非アルコール性脂肪性肝疾患;高血糖;脂肪肝;肥満および肝機能異常に関連する線維症、より詳細には胆汁産生および免疫性の変化を含む肝疾患;脂質異常;過体重および肥満に関連する免疫系の機能不全;炎症性腸疾患、より詳細にはクローン病および潰瘍性大腸炎、および過敏性腸症候群を含む炎症、免疫およびバリア機能の疾患;心血管疾患;高コレステロール;トリグリセリド増加;喘息;睡眠時無呼吸;骨関節炎;神経変性;胆嚢疾患;X症候群;アテローム形成性脂質異常、ならびに癌を含む群から選択される、請求項1に記載の代謝障害の処置に使用するためのアッカーマンシア・ムシニフィラまたはその断片。
- 好ましくは対象の食物摂取に影響を及ぼさずに、前記対象のエネルギー支出を増進するための、低温殺菌されたアッカーマンシア・ムシニフィラまたはその断片。
- 対象における満腹感を増大するための、低温殺菌されたアッカーマンシア・ムシニフィラまたはその断片。
- 経口投与される、請求項1〜5のいずれか1項に記載の使用のためのアッカーマンシア・ムシニフィラまたはその断片。
- 約1×104〜約1×1012細胞、より好ましくは約1×105〜約1×1011細胞、さらにより好ましくは約1×106〜約1×1010細胞の範囲内のアッカーマンシア・ムシニフィラの量が、前記対象に投与される、請求項1〜6のいずれか1項に記載の使用のためのアッカーマンシア・ムシニフィラまたはその断片。
- 少なくとも週に3回投与される、請求項1〜7のいずれか1項に記載の使用のためのアッカーマンシア・ムシニフィラまたはその断片。
- 有益な効果を有する別のプロバイオティクス株および/もしくは別の細菌および/もしくは微生物、ならびに/または1種もしくは複数のプレバイオティクスと同時投与される、請求項1〜8のいずれか1項に記載の使用のためのアッカーマンシア・ムシニフィラまたはその断片。
- 賦形剤と会合した、請求項1〜9のいずれか1項に記載アッカーマンシア・ムシニフィラまたはその断片を含む、対象の代謝障害の処置、もしくはエネルギー支出の増進、または対象における満腹感の増大に使用するための組成物。
- 栄養組成物である、請求項10に記載の使用のための組成物。
- 経口投与される、請求項10または11に記載の使用のための組成物。
- 医薬的に許容できるビヒクルと会合した、請求項1〜9のいずれか1項に記載のアッカーマンシア・ムシニフィラまたはその断片を含む、対象の代謝障害を処置するためもしくはエネルギー支出を増進するため、または対象における満腹感を増大するための医薬組成物。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載のアッカーマンシア・ムシニフィラまたはその断片を含む、対象の代謝障害を処置するためもしくはエネルギー支出を増進するため、または対象における満腹感を増大するための薬剤。
- それを必要とする対象における体重減少を促進するための、低温殺菌されたアッカーマンシア・ムシニフィラまたはその断片の使用。
- それを必要とする対象における体重減少を促進するための、低温殺菌されたアッカーマンシア・ムシニフィラまたはその断片を含む美容組成物。
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