预防哺乳动物骨质疏松的乳酸杆菌的选择和应用
【技术领域】
[0001] 本发明一般涉及医学、药物学和食品补充剂,更具体地说,本发明涉及用于预防哺 乳动物中骨质疏松的乳酸杆菌的选择和应用。
【背景技术】
[0002] 超过4000万50岁以上的（其中1400万是男性）美国人受到低骨密度或骨质疏 松症以及与此相关的高骨折风险的疾病困扰。患有骨质疏松症骨折的人容易出现抑郁、依 赖性和增加的死亡率。衰老是骨质疏松症的主要原因,疾病、废用性和某些药物也可在生命 的任何阶段导致骨质疏松。
[0003] 骨骼是一个支撑着身体的重量、容纳骨髓间质和造血干细胞并充当含钙储层的高 度组织化的系统。骨质的结构包括外皮质密集壳体和内松质骨网。运动可以增加骨小梁矿 物质密度（BMD)、骨容积率（BVF)、骨小梁厚度、皮质BMD和厚度。与此相反,疾病、废用性 和某些药物（如糖皮质激素）会降低这些参数，并导致男性和女性骨质疏松。骨质疏松症 定义为骨量减少（低于平均值超过2. 5个标准差（SD))和改变的骨质微体系结构（比如下 降的骨小梁厚度）。骨折的风险随着骨量的降低而增加。因此，在被诊断为骨质疏松症时， 与具有正常骨密度的人相比，患者在骨折风险上增加了 16倍。骨折与抑郁症、依赖症和增 加的死亡率（对于老年人来说在12个月内超过25% )有关,并且髋部骨折导致每年超过 50000人死亡（国家骨质疏松症基金会（NOF)的统计量）。而骨质疏松症在男性中不太普 遍，30%以上的髋部骨折发生在男性中，与女性相比，男性死亡率要更大一些。目前，美国花 费超过200亿美元，欧盟花费300亿美元以支付骨质疏松症的直接成本。更令人关注的是， 据估计,到2020年,在美国超过6100万50岁以上的男性和女性将会患有低骨密度或骨质 疏松症（N0F统计），因此，当务之急是寻找有效的、新颖的治疗方法。事实上,三分之一的 50岁以上的女性,在她们的一生中将会经历与骨折相关的骨质疏松症。随着与其相关的骨 折风险的增加，骨质疏松可能对新陈代谢和胰岛素分泌产生负面影响。尽管市场上拥有可 用的治疗，但在美国和世界各地骨质疏松症患者的数量呈上升趋势。对此有几个原因，包括 缺乏人在早期生活中就处于风险中的意识,增加的老龄人口和由于不必要的药物副作用而 导致的患者不依从。此外，传统的骨质疏松的治疗并不总是有效的。目前对于患有低骨密 度或骨质疏松症的人，还没有能够用于代替骨质疏松症药物的备选或自然疗法。因此，医生 们正在寻找新方法来增加患者的骨质密度,公司正努力改善药理学骨质治疗药物。
[0004] 某些人比其他人更容易发展成骨质疏松症,风险因素是；
[0005] * 女性 [0006] 年长者
[0007] *骨质疏松症或断骨的家族史
[0008] *矮小和瘦弱者
[0009] *某些人种/种族，比如白种人、亚洲人、或西班牙人/拉丁美洲
[0010] 人，尽管非美裔国人也处于风险中
[0011] *断骨的历史者
[0012] *性激素水平低者
[0013] *雌激素水平低包括更年期的女性，
[0014] *月经消失（闭经）者
[0015] *睾丸激素和雌激素水平低的男性
[0016] * 饮食
[0017] -钙摄取量低
[0018] -维生素D摄取量低
[0019] _过量摄入蛋白质、钠和咖啡因
[0020] *懒散的生活方式
[0021] * 吸烟
[0022] * 酗酒
[0023]*如类固醇药物、抗惊厥药物等等某些药物，
[0024] *如神经性厌食症、类风湿性关节炎、胃肠疾病等某些疾病和状况，
[0025] 更年期妇女在更年期期间由于雌激素水平下降更容易骨质疏松。甚至在绝经期期 间（更年期前2~8年的期间）雌激素水平可能会开始下降。随着时间的推移,大量的骨 质疏松首先会导致骨量减少（低骨量）然后是骨质疏松症。
[0026]儿童和成人的1型糖尿病（TlD)的诊断正在增加。虽然医学进步延长了患者的寿 命，但是即使在警惕治疗下,保持正常的血糖仍然是困难的。因此，更多的TlD患者（男性 和女性）患有包括骨质疏松的并发症。这意味着病人伴随着已经增加的骨折风险开始衰老 /绝经。一旦发生骨折,他们很难治愈，需要长期的住院，降低了生活质量并增加了死亡率。 不良的骨健康也负面地影响整个身体。患有TlD糖尿病的绝经后的女性比没有糖尿病的女 性具有更高的骨质疏松性骨折的发生率。患有TlD的儿童比没有糖尿病的儿童具有更低的 骨密度。因此,保持骨健康对TlD患者的整体的生活质量来说是至关重要的，并且由于骨髓 细胞和骨质细胞相互转换,其对于涉及骨髓免疫/祖细胞的最大化医学/治愈性疗法是非 常重要的。
[0027]二型糖尿病（T2D)患者也比非糖尿病患者具有更高的骨质疏松性骨折的风险。
[0028] 强化骨质和预防骨质疏松症的两个关键要素是：1)获得最大的骨密度和2)在成 年期间和衰老期间防止骨质疏松。因为骨质是动态变化并不断适应环境线索以形成或再吸 收骨质，从而发生骨重塑。目标骨重塑通过成骨细胞（骨质形成细胞）和破骨细胞（骨质 再吸收细胞）的活动，保持在临界范围内的血钙水平，同时在需要支持的位点保持骨质强 壮。当构建和再吸收活动平衡时,就没有骨骼的净增加或减少，然而当构建减少和/或再吸 收增加时,骨质疏松就会随之发生。
[0029] 增加的破骨细胞活性导致骨再吸收。破骨细胞来自于造血千细胞。这些细胞产生 单核细胞/巨噬细胞谱系的细胞，在合适的条件下，所述单核细胞/巨噬细胞谱系的细胞发 展成破骨细胞的前体。而且通过诸如RANKL(位于成骨细胞表面）等因素发出信号刺激破 骨细胞成熟。成熟的破骨细胞表达参与骨基质降解的酶（包括组织蛋白酶K和TRAP5b)。
[0030] 增加的成骨细胞活性导致骨形成,其可以在多个级别上进行调节,包括：1)谱系 的选择，2)成熟和3)死亡。因为骨髓基质细胞（BMSC)产生成骨细胞、脂肪细胞和其他细 胞类型,选择一种谱系（脂肪细胞）可能会以牺牲另一种谱系（成骨细胞）为代价。骨脂 肪和矿物质密度之间的互反关系支持了这一理论，这种互反关系由衰老、肢体卸载、细胞培 养模型和I型糖尿病（Tl)识别。成骨细胞的活动可以通过死亡/细胞凋亡作进一步调节。 成骨细胞死亡的增加将导致更少的骨制造细胞，由此骨质疏松。实施例中包括对废用性/ 卸载的快速骨适应，这导致骨质疏松、骨髓脂肪增加、和骨细胞死亡增加。老化也会增加骨 细胞凋亡。许多因素都有助于调整成骨细胞调节作用的部分或所有方面（谱系、成熟和死 亡），所述因素包括：积极的因素，如TGFP、骨形态发生蛋白（BMPs)、甲状旁腺激素（PTH) 和Wnts,以及消极的因素，如细胞因子。
[0031]双磷酸盐是用于骨质疏松症的最常见疗法中的一种。这些化合物结合到骨矿物 质中，通过破骨细胞来抑制骨分解代谢并有效降低骨折。然而，许多这些化合物需要空腹 服用，可能会引起胃返流和恶心，导致患者的依从性降低。还需要关注这些化合物停留在 骨上的时间的长度，以及它们对骨重建和骨强度的长期影响。可选择的雌激素受体调节剂 (SERMS)是另一种治疗的疗法,但它们对于癌症而言会带来一些问题。经研究,激素替代 疗法对预防或减缓骨质疏松症的发生是有效的，但多年持续使用激素替代可能会增加女性 患乳腺癌的风险，可能会增加静脉血栓（血凝块）的发生率、已有的肝脏疾病的恶化、子宫 内膜癌风险的增加，以及高血压。安进（Amgen)公司开发了一种药物（类似于骨骼保护素 (osteoprotegrin)),所述药物通过修改RANKL/RANK系统来工作，因此抑制破骨细胞的活 性。间歇性PTH治疗是一种合成代谢治疗，但这种静脉注射疗法是昂贵的，并指明只用于严 重骨质疏松症患者。综合来看，许多被诊断为低骨密度的人仍然迷惑该做些什么就不足为 奇了。许多人不想服用药物，由于害怕长期的影响。虽然负重运动和充足的钙摄入量是两 种天然的方法，但是他们总是不能克服疾病、药物和老化的影响。
【发明内容】
[0032]本发明的主要目的是提供一种如何找到能够预防骨质疏松的乳酸细菌菌株的方 法，尤其是更年期女性、糖尿病患者、骨质减少的人,所述骨质减少的人包括例如具有大能 量摄入和低运动频率的年轻人。
[0033]本发明的一个目的是在更年期女性中使用包含所述菌株的产品，以预防骨质疏 松。
[0034]本发明的一个目的是在有过子宫切除术的女性中使用包含所述菌株的产品，以预 防骨质疏松。
[0035] 另一个目的是在男性中使用含有所述菌株的产品，以预防骨质疏松,所述男性包 括但不限于糖尿病患者、代谢紊乱的年轻男性和骨质减少的男性。
[0036]另--个目的是将所述产品与用于骨质疏松或骨形成的治疗药物相结合，以便减少 所述药物的剂量，从而能够最大限度地减少副作用。
[0037] 另一个目的是改进骨折后的骨修复。
[0038] 因此,本发明的第一方面提供了一种选择用于预防或治疗骨质疏松的乳酸杆菌菌 株的方法,所述方法包括选择--种相对于罗伊氏乳杆菌JCM1112(SEQIDNO:1)的基因 组具有至少95%同