專利名稱：：25-羥基維生素d3提高哺乳動(dòng)物中肌肉量的用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及通過施用25-羥基維生素D3在哺乳動(dòng)物中提高肌肉量的方法。
背景技術(shù)：
：盡管已知用維生素D補(bǔ)充膳食有許多益處，特別是針對(duì)骨健康的益處，但是關(guān)于維生素D及其衍生物對(duì)其他身體系統(tǒng)的影響知之甚少。在許多哺乳動(dòng)物中，在動(dòng)物的一般健康和良好狀況(wellbeing)及其經(jīng)濟(jì)和/或農(nóng)業(yè)特征方面，肌肉量都是重要的特征。因此，提供不僅提高骨強(qiáng)度，而且提高肌肉量的機(jī)制會(huì)是有益的。
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明已發(fā)現(xiàn)，通過對(duì)哺乳動(dòng)物出生前施用足量的25-羥基維生素D3能夠增強(qiáng)肌形成。如說明書和權(quán)利要求書中通篇所使用的，"25-0HD3"表示25-羥基維生素D3。在哺乳動(dòng)物中，肌纖維數(shù)量在出生前確定，并且在出生后整個(gè)生命中保持不變。存在初級(jí)和次級(jí)兩種肌纖維。在肌纖維增生(細(xì)胞或纖維數(shù)量的增加)期間，初級(jí)成肌細(xì)胞首先發(fā)育，然后初級(jí)成肌細(xì)胞融合形成初級(jí)纖維。接著是在這些初級(jí)纖維表面上的長期的次級(jí)成肌細(xì)胞發(fā)育(次級(jí)纖維增生)?？梢灶A(yù)期，盡管所有哺乳動(dòng)物遵循這一普遍的發(fā)育規(guī)律，但是每種物種具有其自身的時(shí)間線。例如在豬中，初級(jí)纖維增生在妊娠約第35天開始并持續(xù)至第60天。次級(jí)纖維增生在妊娠約第50天開始并持續(xù)至約第90天。本質(zhì)上，骨骼肌纖維形成基本在妊娠第90天后完成。類似地，初級(jí)肌纖維在綿羊中于妊娠第32天出現(xiàn)，在牛中于妊娠第60天出現(xiàn)，在人中于妊娠第56天出現(xiàn)。次級(jí)肌纖維在綿羊、牛和人中分別于妊娠第38、90和90天開始形成。豬的出生后骨骼肌生長通過肌纖維肥大(細(xì)胞大小增加)而發(fā)生，并且伴隨著DNA含量的提高。終末分化的肌纖維不能進(jìn)行有絲分裂，并且因此肌細(xì)胞核(myonuclei)不保留合成DNA的能力。衛(wèi)星細(xì)胞(其為骨骼肌細(xì)胞中存在的生肌前體細(xì)胞)是有助于肌纖維生長的出生后DNA來源。DNA的增加通過衛(wèi)星細(xì)胞的增殖和隨后分化并與現(xiàn)存肌纖維融合而發(fā)生，導(dǎo)致肌細(xì)胞大小和核內(nèi)含物的可觀增加。來自衛(wèi)星細(xì)胞的細(xì)胞核與肌肉蛋白質(zhì)增加(即肌肉生長)成比例并且是肌肉蛋白質(zhì)增加的前提條件。衛(wèi)星細(xì)胞在晚期胚胎發(fā)育期間執(zhí)行它們特別的發(fā)育程序。位于基底層的衛(wèi)星細(xì)胞能夠增殖、分化和與現(xiàn)存纖維接合，從而彼此融合形成新的纖維。出生時(shí)，骨骼肌由約10%處于增殖中的衛(wèi)星細(xì)胞組成，然而，它們隨著生長周期的結(jié)束而快速減少。哺乳動(dòng)物中骨骼肌的發(fā)育在早期胚胎階段開始，并在它們的整個(gè)生命中繼續(xù)。來自周圍組織的信號(hào)分子導(dǎo)致胚胎中開始骨骼肌生成，所述信號(hào)分子決定生肌細(xì)胞的命運(yùn)。肌肉調(diào)節(jié)因子(MRF)基因家族(包括Myf5、MyoD、成肌蛋白和MRF4)在骨骼肌細(xì)胞中特異表達(dá)，在調(diào)節(jié)骨骼肌發(fā)育和生長中起重要作用。MyoD和Myf5決定胚胎發(fā)生期間前體細(xì)胞到生肌細(xì)胞的命運(yùn)和成肌細(xì)胞的形成。成肌蛋白和MRF4涉及成肌細(xì)胞成為肌管的終末分化。衛(wèi)星細(xì)胞首先顯示朝向胚胎發(fā)生的結(jié)束，并且發(fā)揮出生后肌肉生長、骨骼肌修復(fù)和維持所需的生肌細(xì)胞初級(jí)來源的作用。它們通常靜止地位于終末分化的成熟骨骼肌纖維的肌膜和基底膜之間。應(yīng)答例如出生后肌肉生長(肌肉肥大)和肌肉創(chuàng)傷等剌激時(shí)，衛(wèi)星細(xì)胞變得活化、增殖和分化。肌肉調(diào)節(jié)因子和生長因子(GF)均參與衛(wèi)星細(xì)胞的所述活化、增殖和分化。生長因子包括成纖維細(xì)胞生長因子(FGF)、胰島素樣生長因子、轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)超家族成員(肌抑制素和TGF-□1)和肝細(xì)胞生長因子(HGF)。盡管不希望受任何理論束縛，但是似乎25-羥基維生素D3的膳食補(bǔ)充啟始了"維生素D-級(jí)聯(lián)放大富集"，允許維生素D通過基因組機(jī)制(通過核轉(zhuǎn)錄因子——維生素D受體)和/或非基因組信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路發(fā)揮作用，從而直接和間接地調(diào)節(jié)在出生前增強(qiáng)肌肉增生和出生后增強(qiáng)肌肉肥大的生肌調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)(MRF)和生長因子(GF)。通過MRF和GF作用的25-羥基維生素D3可在出生前影響下述決定步驟，所述決定步驟用于將處于增殖中的身體細(xì)胞發(fā)育為成肌細(xì)胞前體細(xì)胞的特異性生肌譜系(胚胎成肌細(xì)胞、胎兒成肌細(xì)胞和尤其是衛(wèi)星細(xì)胞)，和成為"維生素D記憶"成肌細(xì)胞。維生素D記憶成肌細(xì)胞被25-羥基維生素D3"接通"，以擴(kuò)大其在出生后肌肉生長期間的增殖、分化和與現(xiàn)存肌纖維的融合。因此，本發(fā)明的一個(gè)方面是在哺乳動(dòng)物中促進(jìn)肌形成的方法，包括在肌肉纖維增生周期中對(duì)哺乳動(dòng)物出生前施用有效量的25-羥基維生素D3。在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案中，出生前施用25-羥基D3的方法是通過口服施用給哺乳動(dòng)物的懷孕母體，例如通過將25-0HD3摻入母體的飼料中。發(fā)現(xiàn)這一類型的施用能夠影響胚胎哺乳動(dòng)物中的肌肉量。本發(fā)明的另一方面是25-0HD3提高胚胎哺乳動(dòng)物中肌肉纖維增生的用途。本發(fā)明的哺乳動(dòng)物可以是任何物種。優(yōu)選的根據(jù)本發(fā)明的哺乳動(dòng)物是人、豬、牛、馬、狗、貓、兔、山羊和綿羊。優(yōu)選地，哺乳動(dòng)物是豬。對(duì)懷孕的豬而言，劑量范圍可以為每kg豬飼料膳食從約lOyg到約lOOyg，優(yōu)選地為每kg飼料膳食從約50到約80iig25-0HD3。對(duì)其他哺乳動(dòng)物而言，用量是類似的，并且可以以每天給予的飼料量為基礎(chǔ)。為了獲得最佳的結(jié)果，25-0HD3補(bǔ)充可以是含有已知對(duì)生物有益的足量營養(yǎng)物的膳食的一部分。例如在豬中，B-族維生素是必要的，并且因此常規(guī)地被提供，以確保所有其他營養(yǎng)物如水、碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、其他維生素和礦物質(zhì)被有效地用于產(chǎn)生功能和維持。在肌生成周期中，哺乳動(dòng)物優(yōu)選地接受25-羥基維生素D3的出生前給藥。根據(jù)本發(fā)明還發(fā)現(xiàn)，如果對(duì)出生前已與25-OHD3接觸的動(dòng)物隨后飼喂也含有25-羥基維生素D3補(bǔ)充的膳食，則與飼喂25-OHD3膳食但是未接受出生前25-羥基維生素D3給藥的類似動(dòng)物相比，其肌肉量被提高。因此，在本發(fā)明的尤其優(yōu)選的實(shí)施方案中，哺乳動(dòng)物(優(yōu)選地為豬)既接受25-0HD3的出生前補(bǔ)充物(通過飼喂給母體)，又在其生命(斷奶后)中持續(xù)飼喂用25-OHD3補(bǔ)充的膳食。提供了以下的非限制性實(shí)施例以更好地定義本發(fā)明。實(shí)施例實(shí)施例1豬生長表現(xiàn)A研究。在所有的研究中使用兩個(gè)處理組。對(duì)照組含有用不補(bǔ)充25-0HD3的定量口糧(ration)飼喂的第1胎到第5胎豬(母豬及后代)。該試驗(yàn)組由下述第1胎到第5胎豬組成，所述豬用補(bǔ)充有50mcg25-OHD3/kg膳食的定量口糧飼喂，并且由從6月齡起用補(bǔ)充有25-OHD3的定量口糧飼喂的母豬分娩。A研究對(duì)第1胎到第3胎豬而言僅涵蓋開食期乳豬(pre-starter)到育肥豬(finisher)階段(41-150天齡)，但是對(duì)第4胎和第5胎豬而言，其涵蓋哺乳期乳豬(booster)到育肥豬階段(7-150天齡)。B研究。在該研究中也使用兩個(gè)處理組。豬隨機(jī)選自相同農(nóng)場(chǎng)中用不含25-OH補(bǔ)充物的定量口糧飼喂的混合胎次的母豬。對(duì)照組用不含25-0HD3的定量口糧飼喂，而試驗(yàn)組用補(bǔ)充25-OHD3(50mcg25-0HD3/kg膳食)的定量口糧飼喂。B研究涵蓋開食期乳豬到育肥豬階段(41-150天齡)。豬和重復(fù)實(shí)驗(yàn)的數(shù)量:每個(gè)處理有8-11個(gè)重復(fù)實(shí)驗(yàn)，每個(gè)重復(fù)實(shí)驗(yàn)4只豬。豬的隨機(jī)化和分配根據(jù)豬的大小和件別將其分組并隨機(jī)分配給毎個(gè)處理。兩個(gè)處理的雄性重復(fù)實(shí)驗(yàn)次數(shù)是相等的。定量口糧:所有研究中涉及的定量口糧是用于母豬的妊娠和哺乳定量口糧。哺乳期乳豬(booster)、開食期乳豬(pre-starter)、小豬(starter)、中豬(gr騰r)和育肥豬(finisher)定量口糧被給予后代。MM:用干飼料不限量飼喂實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。在哺乳期乳豬(suckling)7天齡時(shí)開始對(duì)其進(jìn)行飼喂。將飼料置于為豬仔設(shè)計(jì)的直線型料槽中。數(shù)天中僅給予豬小量飼料，但是它們進(jìn)食時(shí)加料器中總是有需要的量。準(zhǔn)確稱重和記錄飼料量。使用直線型加料器將開食期乳豬飼喂30天，同時(shí)將其限制在裝有板條并且抬高的養(yǎng)育圍欄(nurserypen)內(nèi)。使用混凝土直線型加料器將中豬_育肥豬豬飼喂80天，同時(shí)將其限制在具有水泥地面的圍欄中。對(duì)豬飼喂與其年齡對(duì)應(yīng)的以下定量口糧。定量口糧類型年齡(天)哺乳期乳豬7-40開食期乳豬41-70小豬71-100中豬101-130育肥豬131-150其他管理實(shí)踐:在進(jìn)行這些研究的農(nóng)場(chǎng)中，對(duì)所有實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行農(nóng)場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)操作步驟。數(shù)據(jù)收集:收集以下數(shù)據(jù)1.7天齡豬仔的重量2.28天齡豬仔的重量3.41、70、100、130和150天齡豬的重量4.以下周期中的飼料消耗a)哺乳期乳豬周期(7-28天齡；29-40天齡)b)開食期乳豬周期(41-70天齡)c)小豬周期(71-100天齡)d)中豬周期(101-130天齡)e)育肥豬周期(131-150天齡)結(jié)果在各胎次中，對(duì)由25-0HD3飼喂母豬斷奶的豬飼喂50iig25_0HD3/kg膳食，并且對(duì)由對(duì)照母豬斷奶的豬飼喂對(duì)照膳食(不含25-0HD3)。下表1-5展示了對(duì)第1到第5胎而言，開食期乳豬到育肥豬的生長表現(xiàn)。在三個(gè)胎次間一致的是，與飼喂對(duì)照膳食的豬相比，飼喂25-0HD3的豬體重增加更快(3.9kg的A均值)，并且更有效地將飼料轉(zhuǎn)化為體重增加(7個(gè)點(diǎn)的A均值)。表125-0HD3對(duì)飼喂25-0HD3的母豬分娩的第1胎41到150天齡豬(開食期乳豬到育肥豬)的生長表現(xiàn)的影響。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表225-OHD3對(duì)飼喂25-OHD3的母豬分娩的第2胎41到150天齡豬(開食期乳豬到育肥豬)的生長表現(xiàn)的影響。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表325-OHD3對(duì)飼喂25-OHD3的母豬分娩的第3胎41到150天齡豬(開食期乳豬到育肥豬)的生長表現(xiàn)的影響。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表425-OHD3對(duì)飼喂25-0HD3的母豬分娩的第4胎41到150天齡豬(開食期乳豬到育肥豬)的生長表現(xiàn)的影響。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表525-OHD3對(duì)飼喂25-0HD3的母豬分娩的第5胎41到150天齡豬(開食期乳豬到育肥豬)的生長表現(xiàn)的影響。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實(shí)施例2在該研究中，使用的豬由未飼喂25-0HD3的母豬斷奶。觀察到這些豬以與未飼喂25-OHD3的豬相似的速率增加體重，但是前者比后者更有效地將飼料轉(zhuǎn)化為體重增加，如下表6中所示。表625-OHD3對(duì)未飼喂25-0HD3的母豬分娩的混合胎次41到150天齡開食期乳豬到育肥豬的生長表現(xiàn)的影響。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>觀察到由飼喂25-OHD3的母豬斷奶、但是未飼喂25-OHD3的豬比飼喂25-OHD3的豬更慢地增加體重(數(shù)據(jù)來自農(nóng)場(chǎng)記錄，n=23只豬；體重平均=80.90kg);見表1。它們還以與(表1的)對(duì)照豬和(表6的)由未飼喂25-OHD3的母豬斷奶的豬相似的重量來增加體重。權(quán)利要求促進(jìn)哺乳動(dòng)物中肌生成的方法，包括在肌纖維增生周期中對(duì)所述哺乳動(dòng)物出生前施用足量的25-羥基維生素D3。2.根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中所述出生前施用方法包括對(duì)懷孕的母體施用。3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述哺乳動(dòng)物選自由人、豬、牛、馬、狗、貓、山羊、兔和綿羊組成的組。4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中所述哺乳動(dòng)物是豬。5.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中施用給懷孕母豬的25-羥基維生素D3的量為每kg飼料從約lOiig到約100iig。6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所述量為每kg飼料從約50iig到約80iig。7.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中從6個(gè)月齡開始對(duì)所述母豬飼喂25-羥基維生素D3。8.在生長中的哺乳動(dòng)物中提高肌肉量的方法，包括在肌纖維增生周期中對(duì)所述哺乳動(dòng)物出生前施用足量的25-羥基維生素D3。9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述出生前施用方法包括對(duì)懷孕的母體施用。10.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述哺乳動(dòng)物選自由人、豬、牛、馬、狗、貓、山羊、兔和綿羊組成的組。11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中所述哺乳動(dòng)物是豬。12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中施用給懷孕母豬的25-羥基維生素D3的量為每kg飼料從約10iig到約100iig。13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述量為每kg飼料從約50iig到約80iig。14.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中從約6個(gè)月齡開始對(duì)所述母豬飼喂25-羥基維生素D3。15.根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中所述哺乳動(dòng)物既在肌纖維增生周期中接受25-0HD3的出生前補(bǔ)充，又接受25-0HD3的出生后補(bǔ)充。16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中所述動(dòng)物是豬。17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中在斷奶后對(duì)所述動(dòng)物繼續(xù)飼喂25-0HD3出生后補(bǔ)充物。全文摘要可以通過25-羥基維生素D3(25-OHD3)的出生前施用促進(jìn)哺乳動(dòng)物的肌生成。25-OHD3可以被施用給懷孕的母體，并且后代中的肌肉組織量相對(duì)于對(duì)照哺乳動(dòng)物而言被提高。最適地，25-OHD3在出生后連續(xù)補(bǔ)充膳食。文檔編號(hào)A61P21/00GK101778636SQ200880102319公開日2010年7月14日申請(qǐng)日期2008年8月7日優(yōu)先權(quán)日2007年8月7日發(fā)明者弗朗西斯科·費(fèi)拉尼爾·潘納拉巴,班奈特·埃維倫·奧利弗羅斯,鐘濤雄申請(qǐng)人:帝斯曼知識(shí)產(chǎn)權(quán)資產(chǎn)管理有限公司