TWI783780B - 戊醣片球菌gkp4用於製備改善肌少症之口服組成物的用途 - Google Patents
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Abstract
本發明是有關於一種戊醣片球菌GKP4用於製備改善肌少症之口服組成物的用途,其中口服組成物包含有效劑量之戊醣片球菌(
Pediococcus pentosaceus)GKP4做為有效成分。相較於未施用口服組成物的受試者,施用口服組成物的受試者之肌肉量、肌力及肌耐力增加。
Description
本發明是有關於一種乳酸菌用於製備改善肌少症之用途,特別是關於一種戊醣片球菌GKP4用於製備改善肌少症之口服組成物的用途。
肌少症(sarcopenia)是一種持續且全身性骨骼肌的肌肉量及肌肉功能流失,伴隨患者活動力及生活品質的下降,還會增加失能、跌倒的風險。其次,由於肌肉與人體蛋白儲存及/或血糖代謝有關,肌少症還會增加其他慢性疾病(如:糖尿病)。
肌少症還可細分成急性肌少症及慢性肌少症,其中急性肌少症常見於急性疾病、急性損傷及/或年長的住院患者上,這些患者因為肌肉失用(disuse)導致肌肉恆定性失衡,使得肌肉合成量減少,但肌肉分解量增加。急性肌少症不僅會使患者的術後發炎的風險增加、回復期及/或住院期延長,還可能導致急性器官功能喪失、呼吸衰竭及/或死亡。其次,急性肌少症還可能發展成慢性肌少症,影響個體癒後的生活品質。
肌少症的成因可分為原發性成因及次發性成因,其中原發性成因包含老化造成的肌肉流失。次發性成因包含疾病(例如:器官衰竭、惡性腫瘤、骨關節炎)、活動減少(例如:久坐不動、疾病導致的活動障礙或殘疾)及營養失調(例如:營養攝取不足、營養吸收不良、厭食、營養過剩及/或肥胖)。目前肌少症無法以藥物控制,需靠運動、控制慢性疾病、改善發炎症狀及/或補充特定營養素來緩解或改善肌少症。
因此,亟需一種戊醣片球菌GKP4用於製備改善肌少症之口服組成物的用途,以改善肌少症。
因此,本發明之一態樣是提供一種戊醣片球菌(
Pediococcus pentosaceus)GKP4用於製備改善肌少症之口服組成物的用途,藉以緩解受試者之肌肉流失量。
本發明之另一態樣是提供一種戊醣片球菌GKP4用於製備改善肌少症之口服組成物的用途,其中口服組成物可包含但不限於有效劑量之戊醣片球菌GKP4做為有效成分,且戊醣片球菌GKP4對成人之有效劑量可例如為240 mg/60 kg體重/天至4800 mg/60 kg體重/天。
本發明之又一態樣是提供一種戊醣片球菌GKP4用於製備改善肌少症之口服組成物的用途,其中口服組成物可包含但不限於有效劑量之戊醣片球菌GKP4做為有效成分,且戊醣片球菌GKP4對小鼠之有效劑量可例如為50 mg/kg體重/天至1000 mg/kg體重/天。
本發明之再一態樣是提供一種戊醣片球菌GKP4用於製備改善肌少症之口服組成物的用途,其中口服組成物可包含但不限於有效劑量之戊醣片球菌GKP4的凍乾粉做為有效成分,以連續施用於肌少症受試者達至少14天,藉以緩解肌少症受試者之肌肉流失量。
根據本發明之上述態樣,提供一種戊醣片球菌GKP4用於製備改善肌少症之口服組成物的用途,其中口服組成物可包含但不限於有效劑量之戊醣片球菌GKP4做為有效成分,以連續施用於受試者達一期間,藉以緩解受試者之肌肉流失量。此戊醣片球菌GKP4可例如於2019年3月6日寄存在財團法人食品工業發展研究所生物資源中心(Bioresource Collection and Research Center ,BCRC),且寄存編號為BCRC 910879。依據本發明之一實施例,上述期間可例如為至少14天。
根據本發明之另一態樣,口服組成物可包含但不限於有效劑量之戊醣片球菌GKP4(寄存編號:BCRC 910879)做為有效成分,且戊醣片球菌GKP4對成人之有效劑量可例如為240 mg/60 kg體重/天至4800 mg/60 kg體重/天。依據本發明之一實施例,肌少症可例如為急性肌少症。根據本發明之又一態樣,口服組成物可包含但不限於有效劑量之戊醣片球菌GKP4(寄存編號:BCRC 910879)做為有效成分,且戊醣片球菌GKP4對小鼠之有效劑量可例如為50 mg/kg體重/天至1000 mg/kg體重/天。依據本發明之一實施例,肌少症可例如為急性肌少症。
根據本發明之再一態樣,提供戊醣片球菌GKP4用於製備改善肌少症之口服組成物的用途,其中口服組成物可包含但不限於有效劑量之戊醣片球菌GKP4(寄存編號:BCRC 910879)的凍乾粉做為有效成分,以連續施用於肌少症受試者達至少14天,藉以緩解肌少症受試者之肌肉流失量。
依據本發明之一實施例,連續施用口服組成物增加肌少症受試者之肌力。依據本發明之一實施例,施用口服組成物增加肌少症受試者之肌耐力。
應用本發明之戊醣片球菌GKP4用於製備改善肌少症之口服組成物的用途,其中含戊醣片球菌GKP4之口服組成物施用於受試者後,可增加受試者的肌肉量、肌力及/或肌耐力,因此可改善肌少症。
本發明所提到的單數形式“一”、“一個”和“所述”包含複數引用,除非上下文另有明確規定。數值範圍(如10%~11%的A)若無特定說明皆包含上、下限值(即10%≦A≦11%);數值範圍若未界定下限值(如低於0.2%的B,或0.2%以下的B),則皆指其下限值可能為0(即0%≦B≦0.2%)。上述用語是用以說明及理解本發明,而非用以限制本發明。
如前所述,本發明提供一種戊醣片球菌(
Pediococcus pentosaceus)GKP4用於製備改善肌少症之口服組成物的用途,其中口服組成物可包含但不限於有效劑量之戊醣片球菌GKP4做為有效成分,藉以緩解受試者之肌肉流失量。
在一實施例中,戊醣片球菌GKP4(亦稱菌株GKP4)係於2019年3月6日寄存於臺灣食品工業發展研究所生物資源保存及研究中心(Bioresource Collection and Research Center,BCRC,地址:臺灣新竹市東區食品路331號,郵遞區號:30062),且寄存編號為BCRC 910879。戊醣片球菌GKP4亦於2020年11月6日寄存於日本獨立行政法人製品評價技術基盤機構(National Institute of Technology and Evaluation,NITE,地址:日本千葉縣木更津市上總鐮足2-5-8 120號室,郵遞區號:292-0818)特許生物寄存中心(International Patent Organism Depositary,IPOD),且寄存編號為NITE BP-03317。
在一實施例中,口服組成物可例如包含戊醣片球菌GKP4的凍乾粉。在一實施例中,戊醣片球菌GKP4的凍乾粉可例如為對戊醣片球菌GKP4進行醱酵培養步驟、固液分離步驟、乾燥步驟及研磨步驟後獲得。上述醱酵培養步驟可例如為於35°C至45°C下培養戊醣片球菌GKP4於培養液達15小時至24小時,其中培養液為市售之MRS培養液,其pH值可例如為6.5±0.2。上述固液分離步驟可例如以習知方法進行,如離心處理及/或過濾步驟。上述乾燥步驟可以習知之除水處理方法進行,例如:冷凍乾燥法、真空乾燥法或噴霧乾燥法。上述研磨步驟可以習知之研磨方法進行,例如:機械力研磨法、滾筒式研磨法及流動氣體研磨法。
上述口服組成物的劑型並無特別限制,只要含有戊醣片球菌GKP4即可。在一實施例中,口服組成物的劑型可例如為水溶液、懸浮液、分散液、乳液(單相或多相分散體系、單室或多室脂質體)、水膠、凝膠、固體脂質奈米粒、錠劑、顆粒劑、粉劑及/或膠囊劑等。在一實施例中,含有戊醣片球菌GKP4之口服組成物可選擇性包含食品或藥學上可接受的載體、賦形劑、稀釋劑、輔助劑及/或添加劑,可例如為溶劑、乳化劑、懸浮劑、崩解劑、黏合劑、安定劑、螫合劑、稀釋劑、膠凝劑、防腐劑、潤滑劑及/或吸收延緩劑等。
上述口服組成物之投藥量及投藥回數不限,使戊醣片球菌GKP4達到有效劑量即可。在一實施例中,戊醣片球菌GKP4對小鼠之有效劑量可例如為50 mg/kg體重/天至1000 mg/kg體重/天。在一具體例中,戊醣片球菌GKP4對小鼠之有效劑量為500 mg/kg體重/天。在一實施例中,戊醣片球菌GKP4對成人之有效劑量可例如為240 mg/60 kg體重/天至4800 mg/60 kg體重/天。如果有效劑量係在上述範圍,則口服組成物之改善肌少症的功效較佳。如果有效劑量係大於上述範圍,則在製造成本上升的情況下,改善肌少症的功效未再有顯著的提升。
關於小鼠及對成人的有效劑量的換算,請參閱2005年美國食品藥物管理局所公告之實驗初期估算方法(Estimating the maximum safe starting dose in initial clinical trials for therapeutics in adult healthy volunteers),其以人體每日每公斤體重之建議攝取量(kg體重/天)的12.3倍為小鼠1倍劑量換算。在一實施例中,口服組成物可例如連續施用於受試者達至少14天後,如14天至30天,可改善肌少症。在一實施例中,口服組成物每日的施用次數不限,可例如為1日1次。
前述「肌少症」可參酌2018年歐盟肌少症工作小組2 (European Working Group on Sarcopenia in Older People 2,EWGSOP2)的定義,肌少症的判斷指標包含受試者之肌力(如:握力)、肌肉量(如:四肢骨骼肌質量)及體能表現(如:400公尺步行試驗)。當受試者的肌肉量及體能表現符合標準但肌力係低於標準時,判斷受試者患有「可能肌少症(probable sarcopenia)」。當受試者之體能表現符合標準但肌力及肌肉量係低於標準時,判斷受試者患有「肌少症(sarcopenia)」。當受試者之肌力、肌肉量及體能表現係低於標準時,判斷受試者患有「嚴重肌少症(severe sarcopenia)」。其次,根據EWGSOP2定義,如果在6個月內,受試者之肌力及/或肌肉量大幅下降,則判斷受試者罹患急性肌少症,反之為慢性肌少症。
經動物實驗證實,小鼠後肢經石膏固定處理1週後,小鼠後肢的比目魚肌及腓腸肌之肌肉量及小鼠前肢的握力顯著下降,顯示小鼠出現固定誘導(immobilization -induced)的急性肌肉萎縮,可做為急性肌少症的動物模型。其次,在跑步機試驗中,經石膏固定處理的小鼠受到的電擊次數上升,證明石膏固定處理還會降低小鼠的肌耐力,使得小鼠的體能表現下降,可做為嚴重肌少症的動物模型。
上述「改善肌少症」係指相對於未施用含戊醣片球菌GKP4之口服組成物,受試者施用含戊醣片球菌GKP4之口服組成物後,可緩解受試者之肌肉流失量。換言之,受試者之肌肉量、肌力及肌耐力增加。經動物實驗證實,相較於未施用含戊醣片球菌GKP4之口服組成物的經石膏固定處理的小鼠,施用含戊醣片球菌GKP4之口服組成物的經石膏固定處理的小鼠後肢之比目魚肌增加20%至25%,腓腸肌增加5%至10%,前肢之握力增加15%至20%,且在跑步機試驗中,小鼠受到的電擊次數下降80%至85%,證明含戊醣片球菌GKP4之口服組成物具有改善肌少症的功效。
以下利用數個實施例以說明本發明之應用,然其並非用以限定本發明,本發明技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾。
實施例一、菌株來源及製備
本發明使用之菌株GKP4,其係分離自臺灣花蓮市售之天然醱酵的酸辣椒醃漬物,其中分離的方法如下:自上述酸辣椒醃漬物稀釋並均質化,以獲得均質液。接著,將均質液接種Man Rogosa and Sharp(MRS)培養液中,並於37°C下培養16小時,以篩選出偏好生長於弱酸(pH為6.5±0.2)環境的菌種(包含乳酸菌),從而獲得乳酸菌培養液。然後,乳酸菌培養液係稀釋並分別塗佈於5種固態培養基[包含:MRS培養基瓊脂、雙歧桿菌培養基(bifidobacterium iodoacetate medium-25,BIM-25)瓊脂、含馬鈴薯澱粉及酵母萃取物的瓊脂、溴甲酚綠MRS培養基瓊脂及溴甲酚紫MRS培養基瓊脂]上,經37°C的培養40小時後,可獲得多個分離的菌落,且其中之一為菌株GKP4。
純化出菌株GKP4之DNA並進行基因定序,以獲得菌株GKP4之16s rRNA基因的核酸片段序列,其係如序列識別號(SEQ ID NO):1所示。經序列比對後,鑑定菌株GKP4為戊醣片球菌。DNA的純化、基因定序及序列比對係利用習知方式進行,且不影響後續菌株GKP4之改善肌少症的功效之評估,不再贅述。
戊醣片球菌菌株GKP4係於2019年3月6日寄存在財團法人食品工業發展研究所生物資源中心(Bioresource Collection and Research Center ,BCRC),且寄存編號為BCRC 910879。戊醣片球菌菌株GKP4亦於2020年11月6日寄存在日本獨立行政法人製品評價技術基盤機構(National Institute of Technology and Evaluation,NITE)特許生物寄存中心(International Patent Organism Depositary,IPOD),且寄存編號為NITE BP-03317。
將菌株GKP4接種至MRS培養液中,並於37°C下進行醱酵步驟達16小時,以獲得醱酵物。然後,將上述醱酵物以10000 rpm的轉速進行離心,以獲得菌泥。接下來,混合菌泥及20重量百分比(wt%)的脫脂奶粉,再進行冷凍乾燥,以獲得GKP4凍乾粉。冷凍乾燥係使用習知方式進行,且不影響後續評估,不再贅述。
實施例二、建立肌肉萎縮動物模型
利用C57BL/6小鼠(以下簡稱為小鼠)建立肌肉萎縮動物模型,其中小鼠的年齡為4週齡,且體重是24 g至26 g。本試驗遵照動物倫理委員會3R(替代、減量、精緻化)原則。小鼠是飼養於動物房中,其中動物房的溫度是控制在22°C±2°C,濕度是控制在55%至65%,且控制每日7時至19時為光照期,19時至隔日7時為黑暗期。
首先,小鼠是飼養於動物房達1週,以使小鼠適應動物房的環境、握力計(品名:Grip Strength Meter,GSM;貨號:Cat. No. 47200;製造商:Ugo Basile,傑莫尼奧,義大利)及跑步機(品名:小動物跑步機;貨號:Cat. No. 47300;製造商:Ugo Basile)。接著,將小鼠隨機分為3組:實驗組、對照組及空白組,每組各5隻小鼠。
對實驗組及對照組的小鼠進行石膏固定處理達7天,以誘導肌肉萎縮。接著,拆下石膏,使實驗組及對照組的小鼠可自由活動達7天。空白組的小鼠則可自由活動達14天。在石膏固定處理及自由活動的期間(共14天),每天管餵實驗組的小鼠GKP4口服組成物,其中GKP4口服組成物係含有GKP4凍乾粉之水溶液。值得注意的是,GKP4口服組成物的濃度係經適當調整,以管餵實驗組的小鼠500 mg/kg體重/天的GKP4凍乾粉,但控制GKP4口服組成物之體積上限為10 mL/kg體重/天。
然後,使用握力計及跑步機進行握力試驗及跑步機試驗,以評估小鼠的肌力及肌耐力。接下來,犧牲小鼠,以測量小鼠的體重及小鼠後肢之比目魚肌及腓腸肌的重量,從而評估小鼠的肌肉量。
實施例三、評估GKP4口服組成物對小鼠的肌肉量之影響
計算小鼠後肢之比目魚肌的重量對小鼠體重的比值,以獲得比目魚肌的相對重量。圖1是繪示根據本發明一實施例之不同組別之小鼠後肢之比目魚肌的相對重量之直條圖,其中橫軸為不同組別,且縱軸為比目魚肌的相對重量(單位:mg/g體重)。如圖1所示,對照組的小鼠後肢之比目魚肌的相對重量係低於空白組之小鼠,證明石膏固定處理可模擬固定誘導的肌肉萎縮。然而,實驗組的小鼠後肢之比目魚肌的相對重量比對照組高0.06 mg(相當於增加23%),證明經石膏固定處理的小鼠之肌肉量可在連續施用GKP4口服組成物後增加。
其次,計算小鼠後肢之腓腸肌的重量對小鼠體重的比值,以獲得腓腸肌的相對重量。圖2是繪示根據本發明一實施例之不同組別之小鼠後肢之腓腸肌的相對重量之直條圖,其中橫軸為不同組別,縱軸為腓腸肌的相對重量(單位:mg/g體重),且圖號「*」表示經學生t檢定後,與對照組相比具有統計上的顯著差異(p<0.05)。如圖2所示,對照組的小鼠後肢之腓腸肌的相對重量係低於空白組之小鼠,證明石膏固定處理可模擬固定誘導的肌肉萎縮。然而,實驗組的小鼠後肢之腓腸肌的相對重量係顯著地高於對照組的小鼠(增加0.35 mg,相當於增加7%),證明經石膏固定處理的小鼠的肌肉量可在連續施用GKP4口服組成物後增加。
實施例四、評估GKP4口服組成物對小鼠的肌力之影響
利用上述握力計進行握力試驗,以測量小鼠前肢之握力。操作方法如下:使小鼠前肢握住拉環,並以手抓住小鼠尾巴末端後,再沿著水平方向後拉,直到小鼠鬆開前肢。連續測量握力三次,取最大值進行統計。
圖3是繪示根據本發明一實施例之不同組別的小鼠之握力的直條圖,其中橫軸表示組別,縱軸表示握力(單位:克力,gram-force,gf),且圖號「*」表示經學生t檢定後,具有統計上的顯著差異(p<0.05)。如圖3所示,相對於空白組,對照組的小鼠之握力下降,證明石膏固定處理可模擬固定誘導的肌肉萎縮。然而,實驗組的小鼠之握力係顯著高於對照組(增加16.8 gf,相當於增加17%),證明經石膏固定處理的小鼠的肌力可在連續施用GKP4口服組成物後增加。
實施例五、評估GKP4口服組成物對小鼠的肌耐力之影響
利用跑步機試驗測量小鼠之肌耐力。操作方法如下:將小鼠置於跑步機上,其中此跑步機的輸送帶是向上傾斜,且輸送帶是以18 m/分鐘至20 m/分鐘之速率往下輸送。其次,跑步機之底部安裝電擊感應裝置,當小鼠碰到電擊感應裝置時,電擊感應裝置會給予小鼠電擊。一般而言,小鼠會往上爬,以避免遭受電擊,但如果小鼠的肌耐力不足,小鼠會無法克服輸送帶的速度而被輸送到跑步機底部,從而受到電擊。
圖4是繪示根據本發明一實施例之不同組別的小鼠之電擊次數的直條圖,其中橫軸表示組別,縱軸表示電擊次數,且圖號「*」表示經學生t檢定後,與對照組相比具有統計上的顯著差異(p<0.05)。如圖3所示,對照組的小鼠受到的電擊次數上升係高於空白組的小鼠,證明石膏固定處理可導致肌耐力下降。然而,實驗組的小鼠受到的電擊次數係顯著低於對照組的小鼠(下降453次,相當於下降82.5%),證明經石膏固定處理的小鼠之肌耐力可在連續施用GKP4口服組成物後增加。
如上所示,經石膏固定處理之小鼠的比目魚肌及/或腓腸肌的相對重量下降(圖1及圖2),握力下降(圖3),且在跑步機試驗中,此小鼠受到的電擊次數上升(圖4)。然而,相較於未施用GKP4口服組成物的經石膏固定處理之小鼠,施用GKP4口服組成物的經石膏固定處理之小鼠之比目魚肌及/或腓腸肌的對相對重量較高(圖1及圖2),握力較高(圖3),且在跑步機試驗中,小鼠受到的電擊次數下降(圖4)。上述結果證實GKP4口服組成物可緩解固定誘導的肌肉萎縮之肌肉流失量,證明GKP4口服組成物具有改善肌少症之功效,其中此肌少症可為急性肌少症。
綜言之,上述特定的劑型、特定的製程、特定的劑量、特定的施用方式、特定的動物模型及特定的評估方法僅用於例示說明本發明的戊醣片球菌GKP4用於製備改善肌少症之口服組成物的用途。然而,本發明所屬技術領域中具有通常知識者應可理解,在不脫離本發明的精神及範圍內,其他的劑型、其他的製程、其他的劑量、其他的施用方式、其他的動物模型及其他的評估方法亦可用於說明本發明的戊醣片球菌GKP4用於製備改善肌少症之口服組成物的用途,並不限於上述。舉例而言,在不影響戊醣片球菌GKP4的改善肌少症之功效的前提下,可使用其他的劑型、其他的製程、其他的劑量、其他的施用方式、其他的動物模型及其他的評估方法。
雖然本發明已以數個特定實施例揭露如上,但可對前述揭露內容進行各種潤飾、各種更動及替換,而且應可理解的是,在不脫離本發明之精神和範圍內,某些情況將採用本發明實施例之某些特徵但不對應使用其他特徵。因此,本發明的精神和權利要求範圍不應限於以上例示實施例所述。
無
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂,所附圖式之詳細說明如下:
[圖1]是繪示根據本發明一實施例之不同組別之小鼠後肢之比目魚肌的相對重量之直條圖。
[圖2]是繪示根據本發明一實施例之不同組別之小鼠後肢之腓腸肌的相對重量之直條圖。
[圖3]是繪示根據本發明一實施例之不同組別的小鼠之握力的直條圖。
[圖4]是繪示根據本發明一實施例之不同組別的小鼠之電擊次數的直條圖。
戊醣片球菌(
Pediococcus pentosaceus)GKP4係寄存在財團法人食品工業發展研究所生物資源中心(Bioresource Collection and Research Center ,BCRC,地址:30062臺灣新竹市東區食品路331號),寄存日期為2019年3月6日,且寄存編號為BCRC 910879。
Claims (9)
- 一種戊醣片球菌( Pediococcus pentosaceus)GKP4用於製備改善肌少症之口服組成物的用途,其中該口服組成物包含一有效劑量之該戊醣片球菌GKP4做為一有效成分,以連續施用於一受試者達一期間,藉以緩解該受試者之一肌肉流失量,該戊醣片球菌GKP4係於2019年3月6日寄存在財團法人食品工業發展研究所生物資源中心(Bioresource Collection and Research Center ,BCRC),且寄存編號為BCRC 910879。
- 如請求項1所述之戊醣片球菌GKP4用於製備改善肌少症之口服組成物的用途,其中該期間為至少14天。
- 一種戊醣片球菌GKP4用於製備改善肌少症之口服組成物的用途,其中該口服組成物包含一有效劑量之該戊醣片球菌GKP4(寄存編號:BCRC 910879)做為一有效成分,且該戊醣片球菌GKP4對一成人之該有效劑量為240 mg/60 kg體重/天至4800 mg/60 kg體重/天。
- 如請求項3所述之戊醣片球菌GKP4用於製備改善肌少症之口服組成物的用途,其中該肌少症是急性肌少症。
- 一種戊醣片球菌GKP4用於製備改善肌少症之口服組成物的用途,其中該口服組成物包含一有效劑量之該戊醣片球菌GKP4(寄存編號:BCRC 910879)做為一有效成分,且該戊醣片球菌GKP4對一小鼠之該有效劑量為50 mg/kg體重/天至1000 mg/kg體重/天。
- 如請求項5所述之戊醣片球菌GKP4用於製備改善肌少症之口服組成物的用途,其中該肌少症是急性肌少症。
- 一種戊醣片球菌GKP4用於製備改善肌少症之口服組成物的用途,其中該口服組成物包含一有效劑量之該戊醣片球菌GKP4(寄存編號:BCRC 910879)的一凍乾粉做為一有效成分,以連續施用於一肌少症受試者達至少14天,藉以緩解該肌少症受試者之一肌肉流失量。
- 如請求項7所述之戊醣片球菌GKP4用於製備改善肌少症之口服組成物的用途,其中連續施用該口服組成物增加該肌少症受試者之一肌力。
- 如請求項7所述之戊醣片球菌GKP4用於製備改善肌少症之口服組成物的用途,其中該施用該口服組成物增加一肌少症受試者之一肌耐力。
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