动物双歧杆菌用于治疗或预防体重增加和胰岛素抗性的用图
【专利说明】动物双歧杆菌用于治疗或预防体重増加和胰岛素抗性的用 途
[0001] 本发明涉及益生菌用于预防或治疗高饮食诱导的肥胖和胰岛素抗性的用途。特别 地，本发明涉及包含动物双歧杆菌乳酸亚种（Bifidobacterium animalis subsp.lactis) 的细菌菌株的组合物，目的在于降低受试者体重增加和改善胰岛素抗性。
[0002] 全球范围流行的超重、肥胖和胰岛素抗性对于糖尿病和心血管疾病是至关重要的 危险因素（Alberti等人，2005)，其被认为是由过量摄取高脂肪/热量饮食和/或缺少体育 锻炼引起（Vijay-Kumar 等人，2010)。
[0003] 身体质量指数（BMI，kg/m2)大于或等于25被认为是超重，BMI大于或等于30被 定义为肥胖。
[0004] 肥胖通常与胰岛素抗性（即一种病况，其中细胞不再能够充分应答胰岛素）相关， 这导致包括代谢综合征如高血压、II型糖尿病、心血管疾病以及肝病在内的很多疾病。
[0005] 超重、肥胖、糖尿病和相关的代谢疾病的特征在于循环系统和组织中的低级的慢 性炎症。
[0006] 胰岛素信号转导是一个复杂的系统，并且是解释急性（至少部分由促炎性细胞因 子的作用介导）和慢性（由因衰老和肥胖导致的遗传变异所介导）胰岛素抗性难以鉴别的 普遍机制（Aguirre等人，2002)。
[0007] 最近的研宄表明，肠道菌群在高脂肪饮食（HFD)诱导的肥胖（Ley等人，2006 ; Turnbaugh等人，2006)和胰岛素抗性（Cani等人，2008 ;Larsen等人，2010)中起到触发作 用。肠道菌群在难消化的食物组分的消化中发挥作用，调节宿主脂肪储存基因，然后调节宿 主能量平衡（Backhed等人，2004和2007)。HFD引起的受到破坏的肠道菌群提高了肠道 通透性。因此，来自肠道细菌的水平增加的内毒素进入循环系统并引发炎症，其可以诱发肥 胖和胰岛素抗性（Cani等人，2008)。因此，肠道菌群可能是预防和治疗肥胖和胰岛素抗性 的潜在靶标（Jia等人，2008 ;Zhao等人，2010)。
[0008] 根据FA0/WH0目前所采用的定义，益生菌是在适量施用时给予宿主健康益处的活 的微生物。特别地，根据在美国的国家酸奶协会（NYA)或国际生命科学研宄所（ILSI)所 认可的定义，益生菌是在以足量摄取时产生超出基本营养的健康益处的活的微生物。益生 菌在通常用于乳品产业的属于乳酸杆菌（Lactobacillus)、双歧杆菌（Bifidobacterium)、 链球菌（Streptococcus)和乳球菌（Lactococcus)属的菌种中均有描述。经口施用益生菌 可改变肠道菌群的结构。例如，在受试者摄取一些益生菌后，受试者肠道中的乳杆菌和双 歧杆菌的数量较高（Xu等人，2012)。施用含有益生菌的发酵乳产品可能不会引起肠道中 的细菌菌种构成的重大变化，但显著改变了微生物组编码的参与碳水化合物代谢的酶的表 达（McNulty等人，2011)。一些益生菌降低了 HFD诱导的肥胖（Lee等人，2006 ;Yin等人， 2010)，改善了胰岛素抗性（Andreasen等人，2010)或显示出抗炎特性（Menard等人，2004; Andreasen 等人，2010 ;Veiga 等人，2010 ;Fernandez 等人，2011)。
[0009] 然而，与代谢疾病紧密相关的益生菌诱导的细菌变化仍不清楚。此外，不同的益生 菌菌株显示出不同的功能和机制。
[0010] 动物双歧杆菌（B.animalis)是一种革兰氏阳性厌氧杆状细菌，其可以在包括人 类在内的大多数哺乳动物的大肠中找到。动物双歧杆菌（Bifidobacteriumanimalis)和乳 酸双歧杆菌（Bifidobacteriumlactis)之前被认为是两个不同的菌种。现在，这两个细菌 分别被认为是动物双歧杆菌的动物亚种和乳酸亚种。动物双歧杆菌和乳酸双歧杆菌这两个 旧名称仍在产品标签上使用，原因是该菌种常常被用作益生菌。名称乳酸双歧杆菌和动物 双歧杆菌乳酸亚种可以互换使用。
[0011] 先前已表明，动物双歧杆菌乳酸亚种的一些菌株具有肠细胞表面的糖基化调节作 用（国际申请W0 02/02800)，减少肠音（boborygmi)(国际申请TO 2009/150036)，减小腹 围（国际申请W0 2009/080800)，降低盲肠pH和改变短链脂肪酸谱，然后抑制患有结肠炎 的小鼠中病原菌的生长（Veiga等人，2010)，降低胃肠炎症（国际申请W0 2011/051760)， 以及抑制共生细菌的肠粘膜粘附和易位以治疗2型糖尿病（Amar等人，2011)。国际申请 W02010/146568公开了动物双歧杆菌乳酸亚种菌株420(B420)用于治疗肥胖、控制体重增 加、诱导减重、治疗糖尿病、使胰岛素敏感性正常化并治疗代谢综合征的用途。
[0012] 这些不同的益生菌的作用是菌株特异性的，而且似乎由不同机制介导。因此，仍然 需要其它的可用于控制超重和肥胖的发展以及与之相关的代谢性疾病的益生菌菌株。
[0013] 本发明人已经在小鼠中研宄了益生菌对HFD诱导的肥胖和胰岛素抗性的预防作 用。已知高脂肪饮食在小鼠或人中诱导体重增加和胰岛素抗性。本发明人已经证明，将动 物双歧杆菌乳酸亚种菌株CNCM 1-2494按108细胞/天口服施用给高脂肪饮食（HFD)喂 养的小鼠12周时，显著降低了体重增加并改善了胰岛素抗性。与也显示出抗炎倾向的动 物双歧杆菌乳酸亚种菌株420 (B420)相比，动物双歧杆菌乳酸亚种菌株CNCM 1-2494最有 效地降低了高脂肪饮食喂养的小鼠中的全身抗原负载以及肝脏、附睾脂肪组织和空肠中的 局部炎症。对排泄物细菌16S rRNA基因的454焦磷酸测序数据的主成分分析（PCA)表 明，动物双歧杆菌乳酸亚种菌株CNCM 1-2494改变了肠道菌群的结构。偏最小二乘判别分 析（PLS-DA)揭示，动物双歧杆菌乳酸亚种菌株CNCM 1-2494还改变了不同的操作分类单 元（0TU)的相对丰度，但大多数升高的OUT来自产乳酸和乙酸的细菌。一个来自紫单胞菌 (Porphyromonadaceae)的与炎症参数显著相关的OUT特异性被动物双歧杆菌乳酸亚种菌 株CNCM 1-2494特异性的改变，但其不被动物双歧杆菌乳酸亚种菌株420改变。这些结果 表明，动物双歧杆菌乳酸亚种菌株CNCM 1-2494对肥胖和胰岛素抗性的预防与产乳酸和乙 酸细菌的改变相关，并且炎症的缓解与紫单胞菌相关。
[0014] 根据布达佩斯条约，动物双歧杆菌乳酸亚种CNCM 1-2494于2000年6月20日保 藏于CNCM。该菌株是已知的，编号DN 173010,其首次公开于国际申请W0 02/02800,用作 胃-肠细胞表面的糖基化调节物。
[0015] 因此，本发明的一个方面是动物双歧杆菌乳酸亚种菌株CNCM1-2494或包含所述 菌株CNCM1-2494的组合物，其用于在受试者中降低饮食诱导的体重增加和改善饮食诱导 的胰岛素抗性。
[0016] 所述动物双歧杆菌乳酸亚种菌株CNCM1-2494或所述包含菌株CNCM1-2494的组 合物进一步用于缓解炎症。
[0017] 这种对炎症的缓解与所述受试者肠中紫单胞菌的增强有关。
[0018] 炎症优选位于所述受试者的肝、附睾脂肪组织和/或空肠中。
[0019] 在本文中，"饮食诱导的体重增加"和"饮食诱导的胰岛素抗性"定义为因过量饮食 摄取所引起的体重增加和胰岛素抗性，所述过量饮食摄取包括过度饮食摄取脂肪（尤其是 不饱和脂肪），和任选的过量饮食摄取单糖（包括蔗糖和果糖）。对于给定的受试者，过量 饮食摄取（尤其是脂肪和任选的单糖）是指消耗的饮食量（尤其是脂肪和任选的单糖）比 满足所述受试者的生理需要并保持能量平衡所需要的量多。治疗对于降低或预防受试者中 饮食诱导的体重增加和胰岛素抗性的作用可以通过比较接受所述治疗的受试者中所观察 到的体重增加和胰岛素抗性与同样饮食且同样水平的体育锻炼但未治疗的同一受试者中 所观察到的体重增加和胰岛素抗性来进行评估。
[0020] 如本文所用，"降低体重增加"是指限制、降低或减少受试者中如上所定义的通过 给定饮食所诱导的体重的增加，其是与所述受试者未施用动物双歧杆菌乳酸亚种菌株CNCM 1-2494时通过所述给定饮食所诱导的体重的增加相比较。
[0021] 如本文所用，"改善胰岛素抗性"是指改善或降低受试者中如上所定义的给定饮 食所诱导的胰岛素抗性水平，其是与所述受试者未食用动物双歧杆菌乳酸亚种菌株CNCM 1-2494时通过所述给定饮食所诱导的胰岛素抗性水平相比较。
[0022] 用于评估受试者的胰岛素抗性的测试是本领域已知的（参见Ferrannini等 人，1998)。可以用任何本领域已知的胰岛素抗性测试，如胰岛素抗性的动态模型评估 (HOM-IR))，来测量受试者的胰岛素抗性水平。
[0023] 在本发明的一个优选实施方式中，所述受试者的体重增加和胰岛素抗性是由高脂 饮食（HFD)诱导的（即与高脂肪饮食相关）。
[0024] 可以通过测量 TNF-a、CDllc、MCP-1、脂联素（adiponectin)和瘦素（1 印tin)的 mRNA表达来测定炎症的缓解，尤其是在受试者的肝、附睾脂肪组织和/或空肠中的炎症缓 解。下述实施例中对方法进行了描述。
[0025] 本发明还包括动物双歧杆菌乳酸亚种菌株CNCM 1-2494或包含所述菌株的组合 物，用于治疗、预防或缓解受试者中如上所定义的由饮食诱导的体重增加和饮食诱导的胰 岛素抗性所引起的病况。
[0026] 由饮食诱导的体重增加和饮食诱导的胰岛素抗性所引起的病况的实例是超重、肥 胖和相关疾病，如2型糖尿病、非酒精性脂肪肝病（NAFLD)、高血压。
[0027] 本发明的一个方面还在于，动物双歧杆菌乳酸亚种菌株CNCM 1-2494在营养组合 物中作为化合物用于如上所定义在受试者中降低饮食诱导的体重增加和改善饮食诱导的 胰岛素抗性以及任选的缓解炎症的用途。