CN103391784A - 肥胖症-相关的基因和它们的蛋白和其用途 - Google Patents

肥胖症-相关的基因和它们的蛋白和其用途 Download PDF

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Abstract

本发明提供治疗受试者中肥胖症或肥胖症-关联的病症的方法。具体而言,所述方法包括给受试者施用有效量的Spexin,由此治疗受试者中的肥胖症或肥胖症-关联的病症。进一步公开的是可使用本发明公开的方法治疗的肥胖症-关联的病症,其包括,但不限于代谢病症,高血压,充血性心力衰竭,脂质相关的病症,II型糖尿病,胆囊疾病,骨关节炎,动脉粥样硬化、睡眠呼吸暂停,癌,多囊性卵巢综合征(PCOS)。本发明还公开了就施用和测量治疗的有效性而言,确定Spexin的有效量的方法。

Description

肥胖症-相关的基因和它们的蛋白和其用途
本文引用的全部专利,专利申请和出版物通过引用整体并入本文。这些出版物的公开内容以它们的整体在此通过引用合并进本申请,以便更完全地描述本领域的状态,如本领域技术人员知道,如描述的本发明的日期及在本文中申请的。
此专利公开含有物应于版权保护的内容。版权所有者不反对由专利文献或专利公开的任何人传真复制,如见于美国专利和商标局专利文件或记录,但另外保留任何和全部版权。
【政府支持】
本文所述的工作全体,或部分,由美国糖尿病和消化和肾疾病学会资金5RO1DK052401,3R01DK072526-04S1和5RO1DK072526支持。由此,美国政府具有本发明的某些权利。
【背景技术】
肥胖症是慢性疾病显现为与身体尺寸成比例的脂肪质量过量。肥胖症事实上是脂肪和其他组织中主要甘油三酯(TG)形式的长链脂肪酸(LCFA)的增加的沉积。肥胖个体具有相对于瘦体重的身体脂肪的过量,其可贡献于其他疾病。
肥胖症是在21世纪最严重的公共健康问题之一。根据世界健康组织(WHO),肥胖症全球性地达到了传染性比例。多于十亿成年是超重的和它们中的至少300百万被分类为临床肥胖。今天,3分之一的美国人被认为超重(体重指数(BMI)>25kg/m2)。在美国60%的成年是肥胖或超重,及肥胖症广泛被认定为世界上最大的药学市场,少数获批准的不良好工作的药物导致,至多,5~10%体重减轻,而非永久。认为,遗传倾向显著地增加成为肥胖的风险,但涉及的通路的特定细节还未鉴定。
【发明概述】
本发明的一方面提供治疗受试者中肥胖症或肥胖症-关联的病症的方法。所述方法包括给受试者施用有效量的Spexin,由此治疗受试者中的肥胖症或肥胖症-关联的病症。在一实施方式中,受试者是人或非-人动物。在另一实施方式中,非-人动物是小鼠,大鼠,狗或猫。在进一步实施方式中,肥胖症-关联的病症包括代谢病症,高血压,充血性心力衰竭,脂质相关的病症,II型糖尿病,胆囊疾病,骨关节炎,睡眠呼吸暂停,癌,多囊性卵巢综合征(PCOS),或其组合。在一些实施方式中,代谢病症包括高血糖,胰岛素抗性,高胰岛素血症,代谢综合征,或该病症的组合。在其他实施方式中,脂质相关的病症包括动脉粥样硬化,HIV脂质营养不良,冠状心脏病,血脂异常,或在本文所列的病症的组合。在进一步实施方式中,癌包括子宫内膜癌,乳腺癌,结肠癌或该癌的组合。在一些实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约25kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约30kg/m2。在进一步实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约35kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约40kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约45kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约50kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约55kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约60kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约65kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约70kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约75kg/m2。在一实施方式中,受试者在用Spexin治疗之后显示脂肪组织质量减小。在另一实施方式中,Spexin施用的量导致血清中至少约1ng/ml。在另一实施方式中,Spexin施用的量导致血清中至少约3ng/ml。在进一步实施方式中,Spexin施用的量导致血清中至少约10ng/ml。在一些实施方式中,Spexin施用的量导致血清中至少约30ng/ml。在其他实施方式中,Spexin施用的量导致血清中至少约100ng/ml。在进一步实施方式中,Spexin施用的量导致血清中至少约250ng/ml。在一些实施方式中,Spexin施用的量导致血清中至少约500ng/ml。在一实施方式中,Spexin以每天至少一次或每天至少两次施用。在另一实施方式中,Spexin施用至少1周,至少2周,至少3周,至少4周,至少5周,至少6周,至少8周,至少10周,至少12周,至少24周,或至少48周。在进一步实施方式中,Spexin施用至少1年,至少1.5年,至少2年,至少2.5年,至少5年,至少7.5年,至少10年,或至少15年。
本发明提供治疗受试者中肥胖症或肥胖症-关联的病症的方法。所述方法包括给有需求的受试者施用包含SEQ ID NO:1的多肽,或其药学可接受的盐,由此治疗受试者中的肥胖症或肥胖症-关联的病症。在一实施方式中,受试者是人或非-人动物。在另一实施方式中,非-人动物是小鼠,大鼠,狗或猫。在进一步实施方式中,肥胖症-关联的病症包括代谢病症,高血压,充血性心力衰竭,脂质相关的病症,II型糖尿病,胆囊疾病,骨关节炎,睡眠呼吸暂停,癌,多囊性卵巢综合征(PCOS),或其组合。在一些实施方式中,代谢病症包括高血糖,胰岛素抗性,高胰岛素血症,代谢综合征,或该病症的组合。在其他实施方式中,脂质相关的病症包括动脉粥样硬化,HIV脂质营养不良,冠状心脏病,血脂异常,或在本文所列的病症的组合。在进一步实施方式中,癌包括子宫内膜癌,乳腺癌,结肠癌或该癌的组合。在一些实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约25kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约30kg/m2。在进一步实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约35kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约40kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约45kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约50kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约55kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约60kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约65kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约70kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约75kg/m2
本发明的一方面提供促进肥胖受试者或患肥胖症-关联的病症的受试者中的饱感的方法,所述方法包括给受试者施用有效量的Spexin,由此促进肥胖受试者中的饱感。在一实施方式中,受试者是人或非-人动物。在另一实施方式中,非-人动物是小鼠,大鼠,狗或猫。在进一步实施方式中,肥胖症-关联的病症包括代谢病症,高血压,充血性心力衰竭,脂质相关的病症,II型糖尿病,胆囊疾病,骨关节炎,睡眠呼吸暂停,癌,多囊性卵巢综合征(PCOS),或其组合。在一些实施方式中,代谢病症包括高血糖,胰岛素抗性,高胰岛素血症,代谢综合征,或该病症的组合。在其他实施方式中,脂质相关的病症包括动脉粥样硬化,HIV脂质营养不良,冠状心脏病,血脂异常,或在本文所列的病症的组合。在进一步实施方式中,癌包括子宫内膜癌,乳腺癌,结肠癌或该癌的组合。在一些实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约25kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约30kg/m2。在进一步实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约35kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约40kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约45kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约50kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约55kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约60kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约65kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约70kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约75kg/m2。在一实施方式中,受试者在用Spexin治疗之后显示脂肪组织质量减小。在另一实施方式中,Spexin施用的量导致血清中至少约1ng/ml。在另一实施方式中,Spexin施用的量导致血清中至少约3ng/ml。在进一步实施方式中,Spexin施用的量导致血清中至少约10ng/ml。在一些实施方式中,Spexin施用的量导致血清中至少约30ng/ml。在其他实施方式中,Spexin施用的量导致血清中至少约100ng/ml。在进一步实施方式中,Spexin施用的量导致血清中至少约250ng/ml。在一些实施方式中,Spexin施用的量导致血清中至少约500ng/ml。在一实施方式中,Spexin以每天至少一次或每天至少两次施用。在另一实施方式中,Spexin施用至少1周,至少2周,至少3周,至少4周,至少5周,至少6周,至少8周,至少10周,至少12周,至少24周,或至少48周。在进一步实施方式中,Spexin施用至少1年,至少1.5年,至少2年,至少2.5年,至少5年,至少7.5年,至少10年,或至少15年。
本发明还提供促进肥胖受试者或患肥胖症-关联的病症的受试者中的饱感的方法,所述方法包括给有需求的受试者施用包含SEQ IDNO:1的多肽,或其药学可接受的盐,由此促进肥胖受试者中的饱感。在一实施方式中,受试者是人或非-人动物。在另一实施方式中,非-人动物是小鼠,大鼠,狗或猫。在进一步实施方式中,肥胖症-关联的病症包括代谢病症,高血压,充血性心力衰竭,脂质相关的病症,II型糖尿病,胆囊疾病,骨关节炎,睡眠呼吸暂停,癌,多囊性卵巢综合征(PCOS),或其组合。在一些实施方式中,代谢病症包括高血糖,胰岛素抗性,高胰岛素血症,代谢综合征,或该病症的组合。在其他实施方式中,脂质相关的病症包括动脉粥样硬化,HIV脂质营养不良,冠状心脏病,血脂异常,或在本文所列的病症的组合。在进一步实施方式中,癌包括子宫内膜癌,乳腺癌,结肠癌或该癌的组合。在一些实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约25kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约30kg/m2。在进一步实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约35kg/m2
本发明的一方面也提供促进肥胖受试者或患肥胖症-关联的病症的受试者中的体重减轻的方法。所述方法包括:(a)给受试者施用有效量的Spexin;及(b)测定是否相比在用Spexin治疗之前的受试者的体重Spexin降低了受试者的体重,由此促进肥胖受试者或患肥胖症-关联的病症的受试者中的体重减轻。在一实施方式中,受试者是人或非-人动物。在另一实施方式中,非-人动物是小鼠,大鼠,狗或猫。在进一步实施方式中,肥胖症-关联的病症包括代谢病症,高血压,充血性心力衰竭,脂质相关的病症,II型糖尿病,胆囊疾病,骨关节炎,睡眠呼吸暂停,癌,多囊性卵巢综合征(PCOS),或其组合。在一些实施方式中,代谢病症包括高血糖,胰岛素抗性,高胰岛素血症,代谢综合征,或该病症的组合。在其他实施方式中,脂质相关的病症包括动脉粥样硬化,HIV脂质营养不良,冠状心脏病,血脂异常,或在本文所列的病症的组合。在进一步实施方式中,癌包括子宫内膜癌,乳腺癌,结肠癌或该癌的组合。在一些实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约25kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约30kg/m2。在进一步实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约35kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约40kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约45kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约50kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约55kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约60kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约65kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约70kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约75kg/m2。在一实施方式中,受试者在用Spexin治疗之后显示脂肪组织质量减小。在另一实施方式中,Spexin施用的量导致血清中至少约1ng/ml。在另一实施方式中,Spexin施用的量导致血清中至少约3ng/ml。在进一步实施方式中,Spexin施用的量导致血清中至少约10ng/ml。在一些实施方式中,Spexin施用的量导致血清中至少约30ng/ml。在其他实施方式中,Spexin施用的量导致血清中至少约100ng/ml。在进一步实施方式中,Spexin施用的量导致血清中至少约250ng/ml。在一些实施方式中,Spexin施用的量导致血清中至少约500ng/ml。在一实施方式中,Spexin以每天至少一次或每天至少两次施用。在另一实施方式中,Spexin施用至少1周,至少2周,至少3周,至少4周,至少5周,至少6周,至少8周,至少10周,至少12周,至少24周,或至少48周。在进一步实施方式中,Spexin施用至少1年,至少1.5年,至少2年,至少2.5年,至少5年,至少7.5年,至少10年,或至少15年。
本发明的一方面提供促进肥胖受试者或患肥胖症-关联的病症的受试者中的体重减轻的方法。所述方法包括:(a)给有需求的受试者施用治疗性量的包含SEQ ID NO:1的多肽或其药学可接受的盐;及(b)测定是否相比在用包含SEQ ID NO:1的多肽治疗之前的受试者的体重,包含SEQ ID NO:1的多肽降低了受试者的体重,由此促进肥胖受试者或患肥胖症-关联的病症的受试者中的体重减轻。在一实施方式中,受试者是人或非-人动物。在另一实施方式中,非-人动物是小鼠,大鼠,狗或猫。在进一步实施方式中,肥胖症-关联的病症包括代谢病症,高血压,充血性心力衰竭,脂质相关的病症,II型糖尿病,胆囊疾病,骨关节炎,睡眠呼吸暂停,癌,多囊性卵巢综合征(PCOS),或其组合。在一些实施方式中,代谢病症包括高血糖,胰岛素抗性,高胰岛素血症,代谢综合征,或该病症的组合。在其他实施方式中,脂质相关的病症包括动脉粥样硬化,HIV脂质营养不良,冠状心脏病,血脂异常,或在本文所列的病症的组合。在进一步实施方式中,癌包括子宫内膜癌,乳腺癌,结肠癌或该癌的组合。在一些实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约25kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约30kg/m2。在进一步实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约35kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约40kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约45kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约50kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约55kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约60kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约65kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约70kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约75kg/m2
本发明的一方面提供降低肥胖受试者或患肥胖症-关联的病症的受试者中的血清瘦素水平的方法。所述方法包括:(a)给受试者施用有效量的Spexin;及(b)测定是否相比在用Spexin治疗之前的受试者的血清瘦素水平,Spexin降低了受试者的血清瘦素水平,由此降低肥胖受试者或患肥胖症-关联的病症的受试者中的血清瘦素水平。在一实施方式中,受试者是人或非-人动物。在另一实施方式中,非-人动物是小鼠,大鼠,狗或猫。在进一步实施方式中,肥胖症-关联的病症包括代谢病症,高血压,充血性心力衰竭,脂质相关的病症,II型糖尿病,胆囊疾病,骨关节炎,睡眠呼吸暂停,癌,多囊性卵巢综合征(PCOS),或其组合。在一些实施方式中,代谢病症包括高血糖,胰岛素抗性,高胰岛素血症,代谢综合征,或该病症的组合。在其他实施方式中,脂质相关的病症包括动脉粥样硬化,HIV脂质营养不良,冠状心脏病,血脂异常,或在本文所列的病症的组合。在进一步实施方式中,癌包括子宫内膜癌,乳腺癌,结肠癌或该癌的组合。在一些实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约25kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约30kg/m2。在进一步实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约35kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约40kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约45kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约50kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约55kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约60kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约65kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约70kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约75kg/m2。在一实施方式中,受试者在用Spexin治疗之后显示脂肪组织质量减小。在另一实施方式中,Spexin施用的量导致血清中至少约1ng/ml。在另一实施方式中,Spexin施用的量导致血清中至少约3ng/ml。在进一步实施方式中,Spexin施用的量导致血清中至少约10ng/ml。在一些实施方式中,Spexin施用的量导致血清中至少约30ng/ml。在其他实施方式中,Spexin施用的量导致血清中至少约100ng/ml。在进一步实施方式中,Spexin施用的量导致血清中至少约250ng/ml。在一些实施方式中,Spexin施用的量导致血清中至少约500ng/ml。在一实施方式中,Spexin以每天至少一次或每天至少两次施用。在另一实施方式中,Spexin施用至少1周,至少2周,至少3周,至少4周,至少5周,至少6周,至少8周,至少10周,至少12周,至少24周,或至少48周。在进一步实施方式中,Spexin施用至少1年,至少1.5年,至少2年,至少2.5年,至少5年,至少7.5年,至少10年,或至少15年。
本发明提供降低肥胖受试者或患肥胖症-关联的病症的受试者中的血清瘦素水平的方法。所述方法包括:(a)给有需求的受试者施用治疗性量的包含SEQ ID NO:1的多肽或其药学可接受的盐;及(b)测定是否相比在用包含SEQ ID NO:1的多肽治疗之前的受试者的血清瘦素水平,包含SEQ ID NO:1的多肽降低了受试者的血清瘦素水平,由此降低肥胖受试者或患肥胖症-关联的病症的受试者中的血清瘦素水平。在一实施方式中,受试者是人或非-人动物。在另一实施方式中,非-人动物是小鼠,大鼠,狗或猫。在进一步实施方式中,肥胖症-关联的病症包括代谢病症,高血压,充血性心力衰竭,脂质相关的病症,II型糖尿病,胆囊疾病,骨关节炎,睡眠呼吸暂停,癌,多囊性卵巢综合征(PCOS),或其组合。在一些实施方式中,代谢病症包括高血糖,胰岛素抗性,高胰岛素血症,代谢综合征,或该病症的组合。在其他实施方式中,脂质相关的病症包括动脉粥样硬化,HIV脂质营养不良,冠状心脏病,血脂异常,或在本文所列的病症的组合。在进一步实施方式中,癌包括子宫内膜癌,乳腺癌,结肠癌或该癌的组合。在一些实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约25kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约30kg/m2。在进一步实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约35kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约40kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约45kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约50kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约55kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约60kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约65kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约70kg/m2。在其他实施方式中,受试者的体重指数(BMI)大于约75kg/m2
在一实施方式中,受试者显示在用Spexin治疗之后脂肪组织质量减小。在另一实施方式中,Spexin施用的量导致血清中至少约1ng/ml。在另一实施方式中,Spexin施用的量导致血清中至少约3ng/ml。在进一步实施方式中,Spexin施用的量导致血清中至少约10ng/ml。在一些实施方式中,Spexin施用的量导致血清中至少约30ng/ml。在其他实施方式中,Spexin施用的量导致血清中至少约100ng/ml。在进一步实施方式中,Spexin施用的量导致血清中至少约250ng/ml。在一些实施方式中,Spexin施用的量导致血清中至少约500ng/ml。在一实施方式中,Spexin以每天至少一次或每天至少两次施用。在另一实施方式中,Spexin施用至少1周,至少2周,至少3周,至少4周,至少5周,至少6周,至少8周,至少10周,至少12周,至少24周,或至少48周。在进一步实施方式中,Spexin施用至少1年,至少1.5年,至少2年,至少2.5年,至少5年,至少7.5年,至少10年,或至少15年。
本发明的一方面提供检测人受试者中肥胖症或肥胖症-关联的病症的存在或倾向的方法。所述方法包括:(a)自受试者获得生物学样品;及(b)检测相比未患肥胖症或肥胖症-关联的病症的受试者,受试者中肥胖症-标记(OS)基因的表达是否有改变。在一实施方式中,肥胖症-标记(OS)基因包含任何表7~8中的任何一个中显示为区别表达的(例如,上调的或下调的)基因,和/或Spexin或该组合。在一些实施方式中,肥胖症-标记(OS)基因包含表7~8中的任何一个中显示为区别表达的(例如,下调的或上调的)任何基因,和/或Spexin或该组合。在一实施方式中,肥胖症-关联的病症包括代谢病症,高血压,充血性心力衰竭,脂质相关的病症,II型糖尿病,胆囊疾病,骨关节炎,睡眠呼吸暂停,癌,多囊性卵巢综合征(PCOS),或所列的病症的组合。在另一实施方式中,代谢病症包括高血糖,胰岛素抗性,高胰岛素血症,代谢综合征,或所列的组合。在一些实施方式中,脂质相关的病症包括动脉粥样硬化,冠状心脏病,血脂异常,HIV脂质营养不良,或所列的那些病症的组合。在进一步实施方式中,癌包括子宫内膜癌,乳腺癌,结肠癌或所列的癌的组合。在一实施方式中,检测包括在样品中测定是否在表7~8中的任何一个中显示为区别表达的(例如,上调的或下调的)至少2个OS基因,至少3个OS基因,至少4个OS基因,至少5个OS基因,至少6个OS基因,至少7个OS基因,至少8个OS基因,至少9个OS基因,或至少10个OS基因,和/或Spexin或该组合的表达相比正常样品中的表达降低。在另一实施方式中,检测包括在样品中测定是否在表7~8中的任何一个或显示的该表的组合中显示为区别表达的(例如,上调的或下调的)至少2个OS基因,至少3个OS基因,至少4个OS基因,至少5个OS基因,至少6个OS基因,至少7个OS基因,至少8个OS基因,至少9个OS基因,或至少10个OS基因,的表达相比正常样品中的表达增加。在一实施方式中,检测包括在样品中测定是否至少2个OS基因,至少3个OS基因,至少4个OS基因,至少5个OS基因,至少6个OS基因,至少7个OS基因,至少8个OS基因,至少9个OS基因,或至少10个OS基因的表达表7~8中的任何一个中显示为区别表达的(例如,下调的或上调的),或该组合相比正常样品中的表达增加。在进一步实施方式中,检测包括在样品中测定是否表7~8中的任何一个中显示为区别表达的(例如,下调的或上调的)至少2个OS基因,至少3个OS基因,至少4个OS基因,至少5个OS基因,至少6个OS基因,至少7个OS基因,至少8个OS基因,至少9个OS基因,或至少10个OS基因,和/或Spexin或指示的该组合的表达相比正常样品中的表达降低。在一些实施方式中,检测包括基因测序,选择性杂交,选择性扩增,基因表达分析,或显示的方法的组合。在其他实施方式中,样品包括皮下脂肪组织,网膜脂肪组织,全血,血浆,血清,白细胞,或肠系膜脂肪组织。
本发明的一方面提供用于测定是否来自受试者的样品呈现至少2个或更多OS基因的增加的或降低的表达的诊断试剂盒,所述试剂盒包含与OS基因特异性杂交的核酸引物,其中仅当表7~8中的任何一个中的OS基因,和/或Spexin,存在时引物会引发聚合酶反应。
本发明的一方面提供鉴定对于治疗受试者中的肥胖症或肥胖症-关联的病症有用的Spexin-调节化合物的方法。所述方法包括:(a)给肥胖症或肥胖症-关联的病症的小鼠模型施用测试剂;及(b)测定是否相比测试剂缺乏的小鼠,测试剂改变了血清Spexin水平,血清瘦素水平,体重表型,或其组合,由此鉴定对于治疗肥胖症或肥胖症-关联的病症有用的化合物。在一实施方式中,血清Spexin水平增加。在另一实施方式中,血清瘦素水平降低。在进一步实施方式中,体重表型是脂肪组织质量的减小。在一些实施方式中,测试剂包含多核苷酸,小有机分子,小无机分子,可溶性肽,或抗体。在其他实施方式中,抗体与Spexin蛋白或其片段特异性结合。在进一步实施方式中,多核苷酸是特异性抑制编码Spexin蛋白的Spexin基因的表达的反义RNA。在一些实施方式中,多核苷酸是特异性靶向编码Spexin蛋白的Spexin基因的siRNA。
【附图说明】
为了符合PCT专利申请的要求,在本文的许多图是原本彩色创建的图像的黑白图。在以下说明书和实施例中,以黑和白色呈现的图描述彩色图。原彩色版本可见于Walewski等人,Obes Surg.2010Jan;20(1):93-107,其内容通过引用并入本文。
图1是正常和肥胖脂肪之间基因表达差异的对数-对数标绘图。数据点表示平均表达比(正常[n=8]对比肥胖脂肪[n=12])。着色的点表示样品组之间表达值中具有统计学地显著差异(p<0.05)的基因(红色=在正常脂肪中过表达的基因,绿=在肥胖脂肪中过表达的基因;灰色数据点表示非-显著数据)。Ch12;orf39是Spexin。
图2是Spexin(Ch12,orf39)基因表达的图,显示在肥胖脂肪对比正常脂肪中下调14.8倍。数据表示平均值加SEM。
图3是自各种物种的Spexin同源物的多重比对。就人Spexin(NP_085049;SEQ ID NO:26)及相关的同源物[黑猩猩(XP001144591;SEQ ID NO:27),狗(XP_853311;SEQ ID NO:28),牛(NP_001068875;SEQ ID NO:29),小鼠(XP_620381;SEQ ID NO:30),及大鼠(XP_001076968;SEQ ID NO:31)]查询Genebank。各小图上部的直方图显示在各残基位置收集对多数序列的同一性程度(更高的柱=更大同一性)。比对之内的黄色阴影指示在各位置匹配多数序列的氨基酸残基。通过使用MegAlign(DNAstar)的Clustal W函数比对氨基酸序列。序列比对参数是;空位罚分(10),间隔长度罚分(0.20),延迟发散序列(30%),及DNA转变权重(0.50)。
图4显示Spexin酶免疫测定(EIA)标准曲线。将知道的Spexin标准物的稀释系列针对它们的对应OD值标绘,以产生用于精确的定量的标准曲线。
图5是条形图,显示血清Spexin浓度在肥胖患者中更低。在自肥胖和正常重量个体的人血清样品中由抗原竞争EIA检定血清Spexin水平;(肥胖;n=7;1.11+/-1.67)对比(正常;n=7;11.60+/-3.20),(p<0.000461,由T测试,2-尾,有等同变异)。数据表示以ng/mL的平均值+/-标准偏差。
图6是条形图,其显示血清瘦素水平在肥胖患者中显著地更高。血清瘦素水平由抗原捕获ELISA测量;肥胖n=7(0.69+/-0.22)对比正常n=6(0.15+/-0.15),(p=0.0099,由T测试,2-尾,有等同变异)。数据分别表示平均OD+/-标准偏差。
图7是显示来自肥胖(n=7)和正常重量患者(n=6)的血清中瘦素和Spexin水平之间的关联的图。对各患者样品针对Spexin[ng/mL](横坐标)标绘瘦素OD(纵坐标)。2环肽之间观察的负相关(-r=0.9444)相当地强,R2是0.8919。
图8是显示血清Spexin对比瘦素比区别肥胖对比正常重量患者的条形图。对各患者标绘Spexin与瘦素的比。肥胖(n=7,红色)比为0~6.1,及在正常患者(n=6,蓝色)中比为19~240,最高大于150。
图9是显示在肥胖脂肪对比正常脂肪中Spexin下调14.8倍的条形图。Spexin被称为“肽A”。
图10是血清瘦素水平的条形图。在相同的正常(8.53+/-7.55)和肥胖患者(37.42+/-11.56)中由免疫测定测量血清瘦素水平(p<0.01,由t检验,2结尾的)。数据表示平均值+/-标准偏差。
图11描绘肥胖脂肪细胞中长链脂肪酸(LCFA)蓄积模型的示意图。在正常重量受试者的脂肪细胞(图11A)中,LCFA摄取(包括辅助的运输)和降解(包括脂肪细胞中的β-氧化)处于平衡状态,无LCFA的净收获或损失。结果,经时,各细胞中LCFA的相对量恒定。在自肥胖受试者的脂肪细胞(图11B)中,由特定转运子的增加的LCFA(如在本文讨论的摄取研究中展示),及减少的β-氧化和脂肪酸代谢(通过表达研究显示)的组合导致这些脂肪细胞中LCFA经时蓄积,导致增大的脂肪细胞和肥胖症。
图12是显示氧化磷酸化(Ox-Phos)通路的复合物I-V的示意图。Ox-Phos通路的这5种复合物负责自由柠檬酸循环释放的能量的ATP产生。图中画出各复合物的主要亚基,及框指示关键酶用适当的EC分类号标记。以红色凸显的框/EC号指示在肥胖症中区别表达的酶。一个惊人的结果是,协同地下调的8个基因跨全部5种复合物分布。(Walewski,et al;2010)。要考虑的一个关键点是,可不认为基因表达中15~50%差异(推定蛋白下降对应量)全部在最终通量方面重要,除非这些是限速酶。尽管总蛋白可为更低,通常有过量功能容量,推定酶分布或共调控的功能对于溶液中的这些蛋白不重要。但是,在此情况中,目标蛋白是大的膜结合的复合物的成员,其中复合物的总体体系结构中个体蛋白的校正化学计量相当地重要。可合理地预期个体蛋白量的15~50%减小影响复合物的结构,及因而功能,性质。甚至更惊人的是电子传递链的各5种复合物中关键基因的表达的协同减小。
图13是显示脂肪酸摄取曲线的图。在3个肥胖(虚曲线)和3个正常wt个体(实曲线)中研究由网膜脂肪细胞的[3H]-油酸摄取。曲线表示对未结合的油酸浓度的可饱和的加非-可饱和的函数的和的计算机拟合。2组之间无重叠。
图14显示肥胖对比正常网膜脂肪mRNA表达(同群1)的比较。由微阵列查询大致9,200个基因的表达水平。图14A显示此研究中检定的全部基因的重对数标绘图。各数据点的平均值表示为散点图(在各组,肥胖对比正常中n=3)。566个统计学地显著基因的相对表达数据(p<0.05,在表达上1.2倍或更大变化)以彩色显示(红色=上,蓝色=下)。“红色”绘为深灰色圆形至上部浅灰色圆形(鉴定线[45°]上及左)。“蓝色”绘为深灰色圆形至下部浅灰圆形(鉴定线[45°]下及右)。图14B显示散点图的代表性的部分的细节化的视图(图14A中中央的深灰矩形)。红色(肥胖中上)和蓝色(肥胖中下)数据点是统计学地显著,然而非-显著数据点表示为灰色圆形。“红色”绘为深灰圆形至上部浅灰圆形。“蓝色”绘为深灰圆形至下部浅灰圆形。图14C显示正常(N=3)对比肥胖(N=3)中全部基因的平均值的四分位数框标绘图。2组之间存在惊人的相似性。
图15显示正常对比肥胖网膜脂肪样品中十二烯酰-CoA异构酶(DCI)mRNA的表达的条形图。DCI mRNA表达在肥胖脂肪中对比在对照脂肪中减少。在同群1中,在自正常和肥胖个体的网膜脂肪库中的DCI mRNA在肥胖患者中展示1.59倍低表达(图15A),而在同群2中(图15B),通过使用全基因组阵列见到非常类似的结果,在肥胖网膜脂肪中1.64倍低表达。
图16显示条形图,其描绘涉及脂解激素刺激的2种腺苷酸环化酶基因在肥胖网膜脂肪中低表达。腺苷酸环化酶6是膜-关联的酶及催化第二信使环状一磷酸腺苷(cAMP)形成。此基因在同群1中在肥胖网膜脂肪中1.78倍低表达(图16A),及在同群2样品中1.64低表达(图16B)。腺苷酸环化酶活化肽受体1是膜-关联的蛋白及与高血糖素/胰泌素受体家族的成员共享显著同源性。此受体介导腺苷酸环化酶活化多肽1的多样的生物学作用及与腺苷酸环化酶确实地偶联。此基因在同群1中在肥胖网膜脂肪中1.74倍低表达(图16C),及在同群2样品中1.18倍低表达(图16D)。
图17是条形图显示在同群1中关键基因表达结果在同群2中由替代性的微阵列和qRT-PCR的生物学和技术验证。选择在同群1中在肥胖网膜脂肪中低表达的关键基因用于在同群2样品中重复测试。由替代性的微阵列平台和qRT-PCR分析在同群2中达到生物学和技术验证。对鉴定为在我们的原同群1研究中在肥胖症中下调的各7个基因提供在同群2样品中在肥胖对比正常脂肪中基因表达的比。我们的新结果显示,在同群2样品(n=7)对比正常重量对照(n=4)中在肥胖网膜脂肪中全部7个基因再次低表达。惊人的是,对于由两种技术检定的7个基因中的5个,彼此的相对表达比在10%之内。例证的基因是ECHD(烯酰辅酶A水合酶);ADH1A(醇脱氢酶1A);DCI(十二烯酰-辅酶Aδ异构酶);ATP5D(ATP合酶mito F1);CYC1(细胞色素c-1);NDUFS7(NADH脱氢酶Fe-S);COX4I1(细胞色素c IV)。
图18显示每天Spexin注射对高脂肪膳食小鼠重量的效应的图。将在正常条件下笼养丶和饲喂具有大致60%的热量的作为脂肪的特定食物的2组膳食诱导的肥胖症(DIO)小鼠用0.2ml的1×PBS媒质(n=5),或含有2500ng/mL浓度的Spexin的1×PBS(n=5)注射每天6天。图18A是描绘PBS注射的DIO小鼠的平均体重/天的图。PBS注射的DIO小鼠持续增重。图18B是描绘Spexin注射的小鼠的平均体重的图。小鼠失大致0.3g的体重/天。除了第2天体重,其余天显示施剂天和体重之间的清楚的负相关(r=-0.999)。
图19是显示肥胖,高脂肪摄食(HFD)-饲喂C57BL/6J小鼠的2组的比较的图。将具有42g的平均起始重量的1组用每天腹膜内注射磷酸盐缓冲液(PBS)加0.05%牛血清白蛋白(BSA)处理。具有46g的平均起始重量的第2组,每天以被预测最小化体重增长或维持体重的剂量接收1×PBS加0.05%BSA中的Spexin(肽A)注射。PBS组持续快速体重增长;Spexin组体重增加更缓慢得多。2组的重量曲线经6周的处理。将动物在7周处死,在该时间,2组的平均重量不是不同。
图20是由组织的人Spexin mRNA表达的示意图。自UCSD基因组浏览器的Affymetrix人基因表达数据的编辑指示,Spexin的表达限于少数组织(例如,CNS核,骨骼肌,Burkits氏淋巴瘤[Daudi],及脂肪组织)。由Affymetrix微阵列分析,在多数人组织Spexin表达低。
【发明详述】
本发明部分提供在肥胖和正常脂肪中区别表达的基因的发现,提供可用作肥胖症的治疗靶的肥胖症标签(OS)的基础。在人肥胖脂肪中研究这些基因表达,由此,可用于使用肥胖症动物模型鉴定治疗靶。一旦鉴定靶,肥胖症标签可用于诊断和治疗肥胖症和肥胖症-关联的病症的方法。在一实施方式中,包含肥胖症标记的基因包含表7和表8中列的那些基因,Spexin,或其组合。
本发明提供治疗肥胖症或肥胖症-关联的病症的方法,其给肥胖受试者施用Spexin或包含SEQ ID NO:1的多肽,或源于Spexin的多肽,或其药学可接受的盐。本发明也提供方法,其给肥胖受试者或患肥胖症-关联的病症的受试者施用Spexin或包含SEQ ID NO:1的多肽,或其药学可接受的盐,以便促进受试者中的体重减轻。本发明还提供方法,其给肥胖受试者或患肥胖症-关联的病症的受试者施用Spexin或包含SEQ ID NO:1的多肽,或其药学可接受的盐,以促进受试者中的饱感。本发明也提供检测人受试者中肥胖症或肥胖症-关联的病症的存在或倾向的方法。本发明另外地提供诊断试剂盒,其测定是否受试者易感肥胖症或肥胖症-关联的病症或是否来自受试者的样品呈现至少2个或更多肥胖症-标记(OS)基因的增加的或降低的表达。本发明还提供鉴定对于治疗受试者中的肥胖症或肥胖症-关联的病症有用的化合物的方法。
【肥胖症和肥胖症-关联的病症】
肥胖症特征在于过量身体脂肪及是对生命质量,产率和社会经济状态造成显著冲击的慢性疾病。正常-尺寸的人具有300和350亿之间的脂肪细胞。当人增重时,这些脂肪细胞首先增加尺寸然后增加数量。肥胖症事实上是,脂肪和其他组织中长链脂肪酸(LCFA),主要甘油三酯(TG)形式的增加的沉积。尽管LCFA一旦相信完全由被动扩散穿过质膜进入细胞,在特定位点TG蓄积的事实指示细胞LCFA摄取涉及特定,可调节的机理。
肥胖症已显示增加高血压,血脂异常(高总胆甾醇或高水平的甘油三酯),II型糖尿病,冠状心脏病,中风,胆囊疾病,骨关节炎,睡眠呼吸暂停,及一些癌(例如,子宫内膜癌,乳腺癌和结肠癌)的风险。在一实施方式中,肥胖症-关联的病症包括代谢病症,高血压,充血性心力衰竭,脂质相关的病症,II型糖尿病(非-胰岛素依赖性糖尿病,NIDDM),胆囊疾病,骨关节炎,睡眠呼吸暂停,癌,多囊性卵巢综合征(PCOS),或其组合。在一实施方式中,代谢病症包括高血糖,胰岛素抗性,高胰岛素血症,代谢综合征,或其组合。在另一实施方式中,脂质相关的病症包括动脉粥样硬化,冠状心脏病,血脂异常,或其组合。在进一步实施方式中,癌包括子宫内膜癌,乳腺癌,结肠癌或其组合。
当受试者具有在目前接受的标准以上的特别是脂肪组织的重量和体重时,发生肥胖症。体重指数(BMI;kg/m2)提供可用于估计群之内的肥胖症的流行和与其关联的风险的有用的肥胖症的群-水平量度。例如,受试者是BMI在目前接受的标准以上的肥胖。当受试者是人,被接受为“正常”的人和女性的当前标准是约20kg/m2~约24.9kg/m2的BMI。在一实施方式中,肥胖受试者具有25kg/m2或更大的BMI。在另一实施方式中,肥胖受试者的BMI为约30kg/m2或更大。在进一步实施方式中,肥胖受试者的BMI为约40kg/m2或更大。在一些实施方式中,当就其龄和高度,其称重大于正常体重的120%,则受试者是肥胖的。甚至弱肥胖症,根据标准高度-重量表超过期望重量的20%,可增加疾病的风险,诸如本文所述的肥胖症-关联的病症,及成熟前死亡。正常体重在物种和个体之中基于高度,体格,骨结构,及性别而改变。受试者,根据本发明包括,但不限于人或非-人动物,诸如灵长类动物,狗,猫,牛,马,兔,猴,小鼠,大鼠,猪,绵羊,或山羊。
【肥胖症和肥胖症-关联的病症的小鼠模型】
存在研究肥胖症的各种动物模型(见,例如,Bray,G.A.,1992,Prog.Brain Res.93:333-341,and Bray,G.A.,1989,Amer.J.Clin.Nutr.5:891-902)。也已鉴定具有导致包括肥胖症症状的综合征的突变的动物。用于肥胖症的最佳研究的动物模型是小鼠。见综述,例如,Friedman,J.M.et al.,1991,Mamm.Gen.1:130-144;Friedman,J.M.and Liebel,R.L.,1992,Cell69:217-220,其通过引用整体并入本文。肥胖症的小鼠模型指示肥胖症是具有高程度的遗传度的复杂特性。已鉴定导致肥胖表型的在许多座位的突变,及包括(但不限于)常染色体隐性突变肥胖(ob),糖尿病(db),脂肪(脂肪)及短粗(tub)。
在第6染色体上发现ob突变,而db突变位于第4染色体。各突变导致肥胖症的临床类似发作,在约1个月龄起始,具有以饮食过多为代表的表型,葡萄糖和胰岛素代谢中的严重的异常,差体温调节和非-寒战产热,及极端迟钝和瘦体重的发育低下。在db小鼠中,也已报道提升的三碘甲状腺原氨酸水平。
由Zhang,Y.等人(1994,Nature372:425-432)克隆ob基因和其人同源物。ob基因编码瘦素,167个氨基酸的蛋白。其由白脂肪组织的脂肪细胞产生,及循环瘦素水平与身体中的脂肪总量直接成比例。在其有活性的形式中,瘦素是在调控能量摄入和能量消耗,包括食欲和代谢中涉及的16kDa蛋白激素。ob/ob小鼠在瘦素基因中具有突变,及响应瘦素治疗。
db座位编码ob基因产物的高亲和性受体,瘦素(Chen,H.et al.,Cell.1996Feb9;84(3):491-5)。db基因产物,瘦素受体是与gp130细胞因子受体信号转导组分紧密相关的跨单膜受体(Tartaglia,L.A.等人,1995,细胞83:1263-1271)。
另一动物模型,fa/fa(脂肪)大鼠,类似于ob/ob小鼠和db/db小鼠。但是,fa/fa大鼠具有正常非-寒战产热的能力但是非常敏感于感冒。迟钝似乎相比ob/ob和db/db小鼠在fa/fa大鼠中肥胖症维持中起到更大部分。
【糖尿病概观】
肥胖症,代谢综合征中的主要症状之一,不仅是II型糖尿病发展中的强危险因素(Abate N,et al.,J Diabetes Complications,2000,14(3):154-74),而且是冠状心脏病的独立危险因素(Wallace AM,et al.,Circulation,2001,104(25):3052-6)。循环瘦素水平的增加与肥胖症显著地关联(Caro JF,et al.,Diabetes,1996,45(11):1455-62;Chu NF,etal.,Int J Obes Relat Metab Disord,2000,24(9):1085-92)。瘦素的主要生理学功能是通过调控食品摄入和能量平衡通过活化下丘脑中心中的其受体预防肥胖症。与肥胖症和糖尿病关联的血浆瘦素的提升的水平(也被称为高瘦素血症)暗示对瘦素作用的抗性。
糖尿病是影响世界人口的最普遍慢性病症之一。糖尿病碳水化合物代谢的病症,特征在于高血糖和糖尿,其自胰岛素的不充足的合成或利用得到。高瘦素血症和高胰岛素血症也是一些类型的糖尿病的特征,诸如II型糖尿病(或以下讨论的非-胰岛素依赖性糖尿病,NIDDM)。糖尿病存在为4个类别:I型糖尿病(也被称为胰岛素依赖性糖尿病,或IDDM),II型糖尿病(NIDDM),妊娠糖尿病,及其他特定类型,其中各类型在发病机制和病因学中不同。在欧洲,美国,及加拿大,超过80%的糖尿病病例分类为II型,及5~10%诊断为I型(Carulli L,et al.,Aliment Pharmacol Ther,2005,22Suppl2:16-9)。
在I型糖尿病中,胰腺无法产生胰岛素,其对于葡萄糖稳态必要。此形式一般在儿童和青少年中发展,但也可在随后生命中发展。II型糖尿病自胰岛素-响应组织不能适当地应答胰岛素的作用得到,由此被称为耐胰岛素的。II型糖尿病最常在成年中发生,但已观察在被诊断为II型糖尿病的青少年中增加(Carulli L,et al.,Aliment PharmacolTher,2005,22Suppl2:16-9;Bouche C,et al.,Endoc Rev,2004,25(5):807-830)。
非-胰岛素依赖性糖尿病(NIDDM),或II型糖尿病,主要在成年中发生。这些个体产生充足的水平的胰岛素,但显示在外周组织,诸如骨骼肌,棕脂肪组织,及白脂肪组织中葡萄糖的胰岛素-介导的利用和代谢中缺陷。NIDDM受试者呈现由肝的葡萄糖的过度产生,由此贡献于与病症关联的血糖过多状态;葡萄糖-调控的胰岛素分泌的损伤;及对胰岛素-介导的葡萄糖处置的抗性,由此也贡献于患病的受试者的血糖过多状态。在NIDDM中,胰岛素分泌常常增强,以便补偿胰岛素抗性。作为病症盛行,胰腺β-细胞无法维持足够的胰岛素分泌以补偿损伤的胰岛素应答。但是,仍需建立负责β-细胞作用失败的机理,但也许可归因于血糖过多效应和/或由外周胰岛素抗性的β-细胞的连续需求(Carulli L,et al.,Aliment Pharmacol Ther,2005,22Suppl2:16-9;Bouche C,et al.,Endoc Rev,2004,25(5):807-830)。
显示胰岛素抗性或诊断为II型糖尿病性的受试者常常呈现被称为代谢综合征,或综合征X的各种症状。具有此综合征的受试者特征在于呈现选自以下组的3或更多症状:(1)血糖过多高甘油三酯血症;(2)腹部肥胖症;(3)低高-密度脂蛋白胆甾醇(HDL);(4)提升的空腹血清葡萄糖水平;(5)高血压;及(6)高瘦素血症。NIDDM受试者可显示描述的许多症状。综合征X受试者,是否明显的糖尿病发展,具有发展在NIDDM受试者中发生的微血管和大血管并发症,诸如动脉粥样硬化和冠状心脏病的增加的风险(Carulli L,等人,Aliment Pharmacol Ther,2005,22Suppl2:16-9)。
与糖尿病关联的不受控的及连续高血糖相关于增加的及成熟前病态和死亡率。糖尿病性受试者,诸如具有NIDDM的那些,具有大血管和微血管并发症,诸如冠状心脏病,动脉粥样硬化,外周血管疾病,中风,高血压,视网膜病变,神经病变和肾病的显著的增加的风险(Federici M and R Lauro,Aliment Pharmacol Therapy,2005,22(Suppl2):11-15;Desai AS and PT O’Gara,Indian Heart J,2005,57(4):295-303;Natarajan R and JL Nadler,Arterioscler Thromb VascBiol,2004,24:1542-48)。由此,肥胖症,葡萄糖稳态,高血压和脂质代谢的治疗性控制在糖尿病的治疗和临床管理中尤其重要,由此由于糖尿病性并发症,诸如心血管疾病而降低死亡率。
【胰岛素和瘦素信号传导】
胰岛素与其受体的结合导致几个有丝分裂和代谢通路经胰岛素受体底物(IRS1-4),Gab-1和Cbl活化(Sun XJ,et al.,Nature,1995,377:173-7;Sun XJ,et al.,Nature,1991,352:73-7;Fantin VR,et al.,JBiol Chem,1998,273(17):10726-32;Berg CE,et al.,Biochem BiophysRes Commun,2002,293(3):1021-7;Holgado-Madruga M,et al.,Nature,1996,379:560-4;Ribon V and AR Saltiel,Biochem J,1997,324(Pt3):839-45)。胰岛素与其受体结合导致β-亚基的自磷酸化和胰岛素受体底物(诸如IRS-1)的酪氨酸残基的磷酸化。IRS随后磷酸化酪氨酸磷酸酶,Shp2的SH2结构域,以及衔接子分子Grb2的SH3结构域。活性Grb2进而与Sos1结合,其然后活化Ras信号传导通路和基因的下游转录。IRS蛋白也经与其SH2结构域结合活化膦酸肌醇3-激酶(PI3K),导致细胞内PIP2和PIP水平增加,其导致磷酸磷脂酰甘油-依赖性激酶-1(PDK-1)的活化。此事件由此导致活化Akt/PKB通路,其导致细胞内事件,诸如葡萄糖转运子(GLUT4)自细胞内库转位到细胞表面。
在由胰岛素起始的有丝分裂和代谢通路之中,信号传导级联是磷脂酰甘油3-激酶(PI3K)通路(Berman DM,et al.,J Clin EndocrinolMetab,2001,86(1):97-103;Dennis PB,et al.,Mol Cell Biol,1996,16(11):6242-51)。在血管平滑细胞(VSMC)中,瘦素与其受体结合及通过瘦素受体的Tyr985和Tyr1138残基的磷酸化活化促细胞分裂原活化的蛋白激酶(MAPK)和PI3K通路(Oda A,et al.,Kobe J MedSci,2001,47(3):141-50)。已知活化的瘦素受体调控胰岛素信号传导级联的组分,诸如ERK,Akt,IRS-1,MAP激酶,及PI3-激酶,被称为串扰的细胞作用(Niswender KD,et al.,Trends Endocr Metab,2004,15(8):362-9;Myers MG,Recent Prog Horm Res,2004,59:287-304;Ahima RS and SY Osei,Physio Behav,2004,81:223-41)。PI3K通路的活化可经Akt(蛋白激酶B)的活化刺激mTOR的磷酸化。这些直接将激素胰岛素和瘦素(脂肪因子)与mTOR通路关联。mTOR的活化导致分别驱动5’末端寡嘧啶段mRNA的翻译及释放eIF-4E而形成eIF-4F复合物的p70S6K和eIF-4E结合蛋白(4E-BP1)的高度磷酸化(Brunner L et al.,Obes Relat Metab Disord,1997,21(12):1152-60;Cutfield LS,et al.,J Pediatr,2003,142(2):113-6;Sugiyama H,et al.,J Immunol,1996,157(2):656-60;Volarevic S andG Thomas,Prog Nucleic Acid Res Mol Biol,2001,65:101-27;Hara K,et al.,J Biol Chem,1997,272(42):26457-63;Graves LM,et al.,ProcNatl Acad Sci U S A,1995,92(16):7222-6)。
【Spexin】
Spexin是具有GI活性的肽。其首先通过使用Markov建模分析基于对于肽激素共同的特征鉴定,以在人蛋白质组序列中发现新肽(Mirabeau et al.,(2007)Genome Res.,17:320-327)。其在大鼠胃外植测定中展示收缩性效应,指示生物学活性。
Ch12,orf39(Spexin;在人中~17,333bp)定位到座位12p12.1,其也由微卫星标记物(MS)D12S1042定义。座位12p12.1,其是Spexin定位到的位点,已在各种家族并联研究中相关于各种肥胖症的表型标记物。例如,12p12.1已相关于白色的BMI,最大LOD分值是2.1(HERITAGE研究;Yvon et al;2001:Obesity Genome Map;Rankinen et al,2006)。MS标记物D12S1042已还关联到腰周长,最大LOD分值是2.374(Oman Family Study,Bayoumi et al,2008)。此外,与微卫星标记物D12S1042与具有高平均腰周长的子家族显著连锁,最大LOD分值是4.45,p=0.0045连锁证据增加(Dominicanfamily study;Wang et al;2009)。在一实施方式中,检测人受试者中肥胖症或肥胖症-关联的病症的存在或倾向的方法包括自受试者获得生物学样品;及检测是否受试者相比未患肥胖症或肥胖症-关联的病症的受试者,与显示肥胖症的表型标记物(BMI,腰周长或其组合)组合表达Spexin。在许多基因组域关联研究中,在已关联到肥胖症-相关的表型/表现的座位上发现人Spexin基因。在进一步实施方式中,12p12.1座位(及由微卫星标记物D12S1042定义的区)中的基因在肥胖症中起到作用。在另一实施方式中,SEQ ID NO:1中的遗传改变(例如,缺失,错义突变,无义突变或其组合)改变SpexinmRNA,和/或蛋白的表达水平或一级序列,导致功能的缺陷表达和损失。这些变化的检测会是诊断测定的基础。
Spexin是人激素,在肥胖人,而非肥胖症小鼠模型中鉴定其在肥胖症中低表达(见例)。在一实施方式中,Spexin可用作通用的重量控制。在另一实施方式中,Spexin可用于食欲调节。在进一步实施方式中,Spexin可用于控制脂质营养不良。在一些实施方式中,Spexin可用于减少腹部脂肪。
人Spexin的多肽序列示于SEQ ID NO:1。人Spexin的核苷酸序列显示于SEQ ID NO:2。与Spexin相关的序列信息可由GenBank登录号No.NM_030572(mRNA)和NP_085049(蛋白)在公共数据库中访问。
SEQ ID NO:1是对应于Spexin的人野生型氨基酸序列(残基1-116),其中加粗的序列表示成熟肽序列:
1MKGLRSLAAT TLALFLVFVF LGNSSCAPQR LLERR
Figure BDA00003270676800241
Figure BDA00003270676800242
RRFISDQSRR
61KDLSDRPLPE RRSPNPQLLT IPEAATILLA SLQKSPEDEEKNFDQTRFLE DSLLNW
SEQ ID NO:2是对应于Spexin的人野生型核苷酸序列(核苷酸1-638),其中加下划线的加粗的“ATG”表示开放阅读框的开始:
1ctgacaagat gtccctgtgg actcccaaac tctactccag atggggaggt gcccttaaca
61ccaagatttt aaaagctcca atttcagagc aagagtcgaa aactcacaga taaagttata
121gttatttcag ggttctgaaa agacgcagaa c
Figure BDA00003270676800251
aaggga ctcagaagtc tggcagcaac
181aaccttggct cttttcctgg tgtttgtttt cctgggaaac tccagctgcg ctccgcagag
241actgttggag agaaggaact ggactcctca agctatgctc tacctgaaag gggcacaggg
301tcgccgcttc atctccgacc agagccggag aaaggacctc tccgaccggc cactgccgga
361aagacgaagc ccaaatcccc aactactaac tattccggag gcagcaacca tcttactggc
421gtcccttcag aaatcaccag aagatgaaga aaaaaacttt gatcaaacca gattcctgga
481agacagtctg cttaactggt gaaaatatac tggattatgt ttaattatgg ttctattctc
541tttgaaaaca tgaaccatgt gaataaaacc tttggaccct ttttaaaaaa aaaaaaaaaa
601aaaaaaaaaa aaaaaaaaaa aaaaaaaaaa aaaaaaaa
【肥胖症标记基因】
本发明发现一些人基因已首次被鉴定为肥胖症中涉及的同群基因。这些基因鉴定为在人肥胖和正常脂肪中区别表达。这些基因,现在它们已鉴定,可用于各种有用的方法;例如,它们可用于测定是否受试者易感肥胖症或肥胖症-关联的病症。鉴定为此肥胖症基因同群或组的部分的基因(即,肥胖症标记基因或“OS基因”)包括显示为表7~8中的任何一个中区别表达的任何基因。
在一实施方式中,本发明提供诊断肥胖症或肥胖症-关联的病症的方法,以及治疗肥胖症或肥胖症-关联的病症的方法,包括使用核酸,或由核酸编码的蛋白,Spexin基因。方法诊断成为肥胖症和/或肥胖症-相关的病症的基础的成因。
在一些实施方式中,本发明包括使用由核酸(包括,例如,基因组DNA,互补DNA(cDNA),合成DNA,以及任何形式的对应RNA)编码的OS蛋白的方法。例如,OS蛋白可由OS基因,诸如Spexin的重组核酸编码。本发明的OS蛋白可从各种来源得到和可根据本领域知道的各种技术产生。例如,编码OS蛋白的核酸可通过筛选DNA库,或通过自天然的源扩增来获得。OS蛋白可为人Spexin蛋白的片段或部分。编码本发明的OS蛋白的核酸可经重组DNA技术产生和该重组核酸可由常规技术,包括化学合成,遗传加工,酶促技术或其组合制备。OS蛋白的非限制性例是由Spexin基因和/或表7~8中的任何一个列的任何基因编码的多肽。
在一些实施方式中,本发明包括使用OS蛋白,诸如Spexin的变体。该变体可由于个体间的等位基因变异(例如,多态性),与肥胖症相关的突变的等位基因,或可变剪接形式而包含天然存在的变体。在一实施方式中,本发明包括使用由肥胖症标记(OS)基因的核酸序列编码的蛋白或多肽,诸如SEQ ID NO:1所示的序列,或由表7~8中的任何一个列的任何基因编码的OS蛋白或多肽的方法。在另一实施方式中,多肽可,诸如通过糖基化和/或乙酰化和/或化学反应或偶联修饰,及可含有一个或几个非-天然的或合成氨基酸。OS多肽的一例具有SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列。在特定实施方式中,本发明包括由肥胖症标记(OS)基因编码的人蛋白,诸如Spexin的变体。该变体可包括与SEQ ID NO:1具有至少约46%~约50%同一性,或与SEQ ID NO:1具有至少约50.1%~约55%同一性,或与SEQ ID NO:1具有至少约55.1%~约60%同一性,或与SEQ ID NO:1具有至少约60.1%~约65%同一性,或与SEQ ID NO:1具有约65.1%~约70%同一性,或与SEQ ID NO:1具有至少约70.1%~约75%同一性,或与SEQ ID NO:1具有至少约75.1%~约80%同一性,或与SEQ ID NO:1具有至少约80.1%~约85%同一性,或与SEQ ID NO:1具有至少约85.1%~约90%同一性,或与SEQ ID NO:1具有至少约90.1%~约95%同一性,或与SEQ ID NO:1具有至少约95.1%~约97%同一性,或与SEQ ID NO:1具有至少约97.1%~约99.9%同一性的那些。
【DNA和多肽,方法和其纯化】
本发明利用本领域普通技术人员可利用的常规分子生物学,微生物学和重组DNA技术。该技术被熟练的工人熟知及在文献中完全解释。见,例如"DNA Cloning:A Practical Approach,"Volumes I and II(D.N.Glover,ed.,1985);"Oligonucleotide Synthesis"(M.J.Gait,ed.,1984);"Nucleic Acid Hybridization"(B.D.Hames&S.J.Higgins,eds.,1985);"Transcription and Translation"(B.D.Hames&S.J.Higgins,eds.,1984);"Animal Cell Culture"(R.I.Freshney,ed.,1986);"Immobilized Cells and Enzymes"(IRL Press,1986):B.Perbal,"APractical Guide to Molecular Cloning"(1984),and Sambrook,et al.,"Molecular Cloning:a Laboratory Manual"(3rd edition,2001)。本领域技术人员可由OS基因编码的蛋白,诸如Spexin,或其变体,以几种方式获得,其包括,但不限于,经生物化学手段分离蛋白或由遗传加工方法表达编码目标蛋白的核苷酸序列。例如,Spexin,或其变体,可通过自表达Spexin的人细胞纯化,或由直接化学合成来获得。
含有编码OS多肽(例如,Spexin)的核酸及随后表达由OS基因编码的蛋白(例如,Spexin)的宿主细胞,可由本领域技术人员知道的各种方法鉴定。这些方法包括,但不限于,DNA-DNA或DNA-RNA杂交和蛋白生物测定或免疫测定技术,其包括用于检测和/或定量核酸或蛋白的基于膜,溶液或芯片的技术。例如,编码Spexin多肽的核酸的存在可由DNA-DNA或DNA-RNA杂交或扩增使用编码Spexin多肽的核酸的探针或片段检测。
扩增方法包括,例如,聚合酶链反应,PCR(PCR Protocols,a Guideto Methods and Applications,ed.Innis,Academic Press,N.Y.,1990andPCR Strategies,1995,ed.Innis,Academic Press,Inc.,N.Y.,),连接酶链反应(LCR)(见,例如,Wu,Genomics4:560,1989;Landegren,Science241:1077,1988;Barringer,Gene89:117,1990);转录扩增(见,例如,Kwoh,Proc.Natl.Acad.Sci.USA86:1173,1989);及,自身-持续的序列复制(见,例如,Guatelli,Proc.Natl.Acad.Sci.USA87:1874,1990);Qβ复制酶扩增(见,例如,Smith,J.Clin.Microbiol.35:1477-1491,1997),自动化的Q-β复制酶扩增测定(见,例如,Burg,Mol.Cell.Probes10:257-271,1996)和其他RNA聚合酶介导的技术(例如,NASBA,Cangene,Mississauga,Ontario);也见Berger,Methods Enzymol.152:307-316,1987;Sambrook;Ausubel;U.S.Pat.Nos.4,683,195and4,683,202;Sooknanan,Biotechnology13:563-564,1995。在本文陈述的全部参考文献和专利各通过引用整体并入本文。
核酸杂交的指南见于例如,Sambrook,ed.,Molecular Cloning:ALaboratory Manual(3rd Ed.),Vols.1-3,Cold Spring HarborLaboratory,2001;Current Protocols In Molecular Biology,Ausubel,ed.John Wiley&Sons,Inc.,New York,1997;Laboratory TechniquesIn Biochemistry And Molecular Biology:Hybridization With NucleicAcid Probes,Part I.Theory and Nucleic Acid Preparation,Tijssen,ed.Elsevier,N.Y.,1993。在本文陈述的全部参考文献各通过引用整体并入本文。
在一实施方式中,Spexin基因的核酸片段可包括SEQ ID NO:2的至少约8个连续核苷酸的任何部分。在另一实施方式中,片段可包含SEQ ID NO:2的至少约10个连续核苷酸,至少约15个连续核苷酸,至少约20个连续核苷酸,或至少约30个连续核苷酸。片段可包括约8和约100个核苷酸之间的长度,例如,约15和约100个核苷酸之间的长度,或约20和约100个核苷酸之间的长度的全部可能的核苷酸。基于核酸扩增的测定涉及使用如下寡核苷酸,其选自编码由OS基因编码的多肽(例如,Spexin)的序列,或与其互补的序列,以检测含有编码OS蛋白或多肽,例如,Spexin的核酸的转化体。
本领域知道检测及定量生物学样品中的OS多肽(例如,Spexin多肽)和OS多核苷酸(例如,Spexin多核苷酸)的方法。例如,已良好建立使用特异于多肽的多克隆或单克隆抗体检测及测量由OS基因编码的多肽,诸如Spexin的表达的流程。非限制性例包括酶联免疫吸附测定(ELISA),放射免疫测定(RIA)和荧光活化的细胞分选(FACS)。可使用使用与由OS基因编码的多肽(例如,Spexin)上的2个非-干扰表位具有反应性的单克隆抗体的基于2-位点,单克隆的免疫测定,或可采用竞争性结合测定。在一实施方式中,可测定OS基因产物(例如,Spexin多肽或Spexin mRNA)的表达,低表达或过表达。在一实施方式中,生物学样品包括,血样品,血清,细胞(包括全体细胞,细胞级分,细胞提取物及培养的细胞或细胞系),组织(包括由活组织检查获得的组织),体液(例如,尿,痰,羊水,滑液)或自培养基(自培养的细胞或细胞系)。在进一步实施方式中,组织样品是脂肪组织。在特定实施方式中,脂肪组织是网膜脂肪,皮下脂肪或肠系膜脂肪。检测或定量Spexin多核苷酸的方法包括,但不限于,用信号扩增的基于扩增的测定,基于杂交的测定和组合扩增-杂交测定。为检测及定量Spexin多肽,例示方法是利用与Spexin多肽或表位特异性结合的抗体或其他结合剂的免疫测定,例如,ELISA或RIA测定。
标记及缀合技术由本领域技术人员知道和可用于各种核酸和氨基酸测定。产生用于检测与编码OS蛋白,诸如Spexin的核酸序列相关的序列的标记的杂交或PCR探针的方法,包括,但不限于,寡标记,切口翻译,端-标记或使用标记的核苷酸的PCR扩增。或者,编码由OS基因编码的多肽的核酸序列可克隆进用于产生mRNA探针的载体。该载体为本领域所知,可商购的,及可用于通过添加标记的核苷酸和适当的RNA聚合酶诸如T7,T3或SP6来体外合成RNA探针。这些过程可进行通过使用各种可商购的试剂盒(AmershamPharmacia Biotech,Promega和US Biochemical)。可用于容易检测的适合的报告子分子或标记物包括放射性核素,酶和荧光,化学发光,或发色剂,以及底物,辅因子,抑制物和/或磁粒子。
可在对于自细胞培养物表达和回收蛋白适合的条件下培养用编码OS多肽,诸如Spexin的核酸序列转化的宿主细胞。可依赖于使用的序列和/或载体细胞内分泌或含有由转化的细胞产生的多肽。含有编码OS多肽的核酸序列的表达载体可设计为含有指导由OS基因编码的可溶性多肽分子,诸如Spexin,或其变体通过原核生物或真核生物细胞膜分泌,,或指导由OS基因编码的膜结合多肽分子或其变体的膜插入的信号序列。
其他构建也可用于将编码OS多肽(例如,Spexin)的基因序列接合到编码会辅助可溶性蛋白的纯化的多肽结构域的核苷酸序列。该纯化辅助结构域包括,但不限于,金属螯合肽诸如允许在固定的金属上纯化的组氨酸-色氨酸模块,允许在固定的免疫球蛋白上纯化的蛋白A结构域,及在FLAGS延伸/亲和纯化系统(Immunex Corp.,Seattle,Wash.)中利用的结构域。可切割的接头序列(即,特异于因子Xa或肠激酶(Invitrogen,San Diego,Calif.)的那些)可包括在纯化结构域和由OS基因编码的多肽之间,以辅助纯化。为含有由OS基因编码的多肽(例如,Spexin)和在硫氧还蛋白或肠激酶切割位点前的6组氨酸残基的融合蛋白的表达而提供一种该表达载体。组氨酸残基辅助由固定的金属离子亲和层析纯化,而肠激酶切割位点提供纯化由OS基因编码的多肽的手段。
OS多肽(例如,Spexin)可自任何表达多肽的人或非-人细胞纯化,包括已用表达OS蛋白的表达构建体转染的那些。纯化的OS多肽(例如,Spexin)可从在细胞中与OS多肽(例如,Spexin)正常关联的其他化合物,诸如特定蛋白,碳水化合物或脂质,使用本领域中实践的方法分离。非限制性方法包括尺寸排阻层析,硫酸铵分级分离,离子交换层析,亲和层析和制备性凝胶电泳。
包含编码多肽的OS基因(例如,Spexin)的核酸序列可,全体或部分,使用本领域知道的化学方法合成。或者,OS多肽,诸如Spexin,可通过使用化学方法产生,以合成其氨基酸序列,诸如由使用固相技术的直接肽合成。蛋白合成可通过使用手动技术或通过自动化实施。自动化的合成可,例如,使用Applied Biosystems431A肽合成仪(Perkin Elmer)达到。任选地,OS多肽的片段可独立地合成及通过使用化学方法组合而产生全长分子。在一实施方式中,包含OS基因的核酸序列的片段可包括SEQ ID NO:2的至少约8个连续核苷酸的任何部分。在一实施方式中,片段可包含SEQ ID NO:2的至少约10个核苷酸,至少约15个核苷酸,至少约20个核苷酸,或至少约30个核苷酸。片段包括长度约8和约100个核苷酸之间,例如,长度约15和约100个核苷酸之间,或约20和约100个核苷酸之间的全部可能的核苷酸。
OS片段可为OS蛋白,诸如Spexin蛋白的片段。例如,Spexin片段可包括SEQ ID NO:1的至少约8个连续氨基酸的任何部分。片段可包含SEQ ID NO:1的至少约10个连续氨基酸,至少约20个连续氨基酸,至少约30个连续氨基酸,至少约40个连续氨基酸,至少约50个连续氨基酸,至少约60个连续氨基酸,至少约70个连续氨基酸,或至少约75个连续氨基酸。片段包括约8和约100氨基酸之间的全部可能的氨基酸长度,例如,约10和约100氨基酸之间,约15和约100氨基酸之间,约20和约100氨基酸之间,约35和约100氨基酸之间,约40和约100氨基酸之间,约50和约100氨基酸之间,约70和约100氨基酸之间,约75和约100氨基酸之间,或约80和约100氨基酸之间的长度。
合成肽可基本上经高效液相层析(HPLC)纯化。合成OS多肽的组成可由氨基酸分析或测序确认。此外,包含由OS基因编码的蛋白(例如,Spexin)的氨基酸序列的任何部分可在直接合成期间改变和/或通过使用化学方法与自其他蛋白的序列组合而产生变体多肽或融合蛋白。
【鉴定改善肥胖症的化合物的筛选】
本发明提供鉴定可用于治疗肥胖症或肥胖症-关联的病症的化合物的方法。本发明也提供鉴定可用于促进肥胖受试者或患肥胖症-关联的病症的受试者中的体重减轻的化合物的方法。本发明还提供鉴定可用于促进肥胖受试者或患肥胖症-关联的病症的受试者中的饱感的化合物的方法。由于本发明鉴定了在肥胖和正常脂肪中区别表达的基因(例如,Spexin以及表7~8中列的那些肥胖症标记基因),本发明也提供鉴定调节OS基因和/或OS蛋白,诸如Spexin的表达或活性的化合物的方法。
肥胖症的动物模型,诸如ob/ob和db/db小鼠,可用于鉴定改善肥胖症和肥胖症-关联的病症的症状,例如,过量身体脂肪,提升的血清瘦素水平,降低的血清Spexin水平,或其组合的化合物(例如,测试剂)。该动物模型可用作鉴定可在治疗肥胖症和肥胖症-关联的病症中有效的药物,药物,治疗和干预的测试基体。例如,动物模型可暴露于怀疑呈现以足够的浓度及经足以在暴露的动物中引发该症状改善的时间改善肥胖症和肥胖症-关联的病症的症状,例如,过量身体脂肪,提升的血清瘦素水平,降低的血清Spexin水平,或其组合的能力的化合物。动物对暴露的应答通过评定与肥胖症和肥胖症-关联的病症关联的过量身体脂肪,提升的血清瘦素水平,或降低的血清Spexin水平的反转来可监测。
肠外植测定也可用于鉴定改善肥胖症和肥胖症-关联的病症的症状,例如,过量身体脂肪,提升的血清瘦素水平,降低的血清Spexin水平,或其组合的测试剂。根据Mirabeau等人,((2007)GenomeRes.,17:320-327),可自大鼠收获胃底肌肉条及包埋进氧合的器官浴,它们可在其中延伸及用生物活性剂攻击,由此作为有用的生物测定系统。在各实验开始时,应用氯乙酰胆碱以达到最大控制收缩,记录收缩。在一实施方式中,可应用合成酰胺化的Spexin肽(NWTPQAMLYLKGAQ-酰胺[SEQ ID NO:32];Primm;seeMirabeau et al.,(2007)Genome Res.,17:320-327)。为了鉴定具有类似于Spexin的性质的激动剂,例如,可然后应用单剂量的测试剂直到获得,如果任何,可再现的应答。为了鉴定Spexin的拮抗剂,例如,可然后应用单剂量的测试剂直到在肠外植体测定中引发的Spexin应答减小。
本发明的测试化合物或剂包含肽(诸如抗体或其片段或可溶性肽),小分子(例如,小有机和小无机分子),核酸(诸如siRNA或反义RNA),或可与由OS基因编码的多肽分子(例如,Spexin)结合和/或对由OS基因或其表达(例如,Spexin)编码的蛋白的生物学活性具有刺激性或抑制性效应的其他剂。然后会测定是否测试剂可促进肥胖受试者或患肥胖症-关联的病症的受试者中的饱感或体重减轻,或是否测试剂可用于治疗肥胖症或肥胖症-关联的病症(例如,通过检查是否在体重表型中有变化,诸如身体脂肪质量减小)。
如本文所用,“Spexin调节化合物”指称与Spexin基因,或Spexin蛋白或多肽相互作用,及调节其活性和/或其表达的化合物。化合物可增加Spexin蛋白的活性或表达。相反,化合物可降低Spexin蛋白的活性或表达。化合物可为Spexin激动剂或Spexin拮抗剂。Spexin调节化合物的一些非限制性例包括肽(诸如包含SEQ ID NO:1的肽片段,或抗体或其片段),小分子(有机或无机),及核酸(诸如特异于包含SEQ ID NO:2的核酸的siRNA或反义RNA)。Spexin激动剂可为这样的分子,其当与Spexin或其受体结合时,增加或延长Spexin蛋白的活性。Spexin激动剂可为与Spexin引发相同的或类似活性的化合物(例如,合成化合物或其他天然存在的肽)。Spexin激动剂包括,但不限于活化Spexin蛋白的蛋白,核酸,小分子或任何其他分子。Spexin拮抗剂可为这样的分子,其当与Spexin蛋白结合时,降低Spexin活性的量或持续时间。拮抗剂包括降低Spexin蛋白活性的蛋白,核酸,抗体,小分子,或任何其他分子。
“调节”指称OS基因或蛋白,诸如Spexin的活性或表达中的变化。例如,调节可导致OS蛋白的蛋白活性,结合特征或任何其他生物学,功能或免疫学性质的增加或减小。在一实施方式中,OS蛋白是Spexin。
在一实施方式中,Spexin调节化合物可为与Spexin本身结合的Spexin蛋白的肽片段。例如,其可包括SEQ ID NO:1的至少约8个连续氨基酸的任何部分。片段可包含SEQ ID NO:1的至少约10个连续氨基酸,至少约20个连续氨基酸,至少约30个连续氨基酸,至少约40个连续氨基酸,至少约50个连续氨基酸,至少约60个连续氨基酸,或至少约75个连续氨基酸。片段包括约8和约100个氨基酸之间及包括约8和约100氨基酸的全部可能的氨基酸长度,例如,约10和约100个氨基酸之间,约15和约100个氨基酸之间,约20和约100个氨基酸之间,约35和约100个氨基酸之间,约40和约100个氨基酸之间,约50和约100个氨基酸之间,约70和约100个氨基酸之间,约75和约100个氨基酸之间,或约80和约100个氨基酸之间的长度。这些肽片段可商业上获得或经液相或固相合成方法合成(Atherton etal.,(1989)Solid Phase Peptide Synthesis:a Practical Approach.IRLPress,Oxford,England)。Spexin肽片段可从天然的来源分离,遗传加工或化学制备。这些方法为本领域所熟知。
Spexin调节化合物可为蛋白,诸如抗体(单克隆,多克隆,人源化的,嵌合或完全人),或其结合片段,针对由Spexin基因编码的多肽。抗体片段可为非全长形式的抗体形式及包括在全长抗体之内存在的部分或组分。抗体片段也可为已加工的抗体片段。抗体片段可包括,但不限于,单链Fv(scFv),双抗体,Fv,(Fab′)2,三抗体,Fc,Fab,CDR1,CDR2,CDR3,CDR的组合,可变区,四抗体,双功能杂交体抗体,框架区,恒定区等(见,Maynard et al.,(2000)Ann.Rev.Biomed.Eng.2:339-76;Hudson(1998)Curr.Opin.Biotechnol.9:395-402)。抗体可商业上获得,可自定义产生,或可针对目标抗原根据本领域建立的方法合成(例如,见Beck et al.,Nat Rev Immunol.2010May;10(5):345-52;Chan et al.,Nat Rev Immunol.2010May;10(5):301-16;and Kontermann,Curr Opin Mol Ther.2010Apr;12(2):176-83,各通过引用整体并入本文)。
编码由OS基因编码的多肽(例如,Spexin)的RNA的抑制可有效调节转录RNA的OS基因的表达。抑制物选自:siRNA;干扰RNA或RNAi;dsRNA;RNA聚合酶III转录的DNA;核酶;及反义核酸,其可为RNA,DNA,或人工核酸。
反义寡核苷酸,包括反义DNA,RNA和DNA/RNA分子,通过与靶向的mRNA结合及防止蛋白翻译来发挥直接阻断mRNA的翻译的作用。例如,可合成至少约15个碱基和互补于编码Spexin多肽的DNA序列的独特区的反义寡核苷酸,例如,由常规磷酸二酯技术(Dallas et al.,(2006)Med.Sci.Monit.12(4):RA67-74;Kalota et al.,(2006)Handb.Exp.Pharmacol.173:173-96;Lutzelburger et al.,(2006)Handb.Exp.Pharmacol.173:243-59)。反义核苷酸序列包括,但不限于:吗啉代,2'-O-甲基多核苷酸,DNA,RNA等。
siRNA包含含有约15~约50bp,例如约21~约25bp,及具有与细胞之内的表达的靶基因或RNA同一或几乎同一的核苷酸序列的双链结构。siRNA包含由标准Watson-Crick碱基-配对相互作用退火到一起的正义RNA链和互补反义RNA链。正义链包含与靶miRNA分子之内含有的核酸序列基本上同一的核酸序列。与靶mRNA之内含有的靶序列“基本上同一”指称不同于靶序列约3%以下的核酸序列。siRNA的正义和反义链可包含2个互补,单链RNA分子,或可包含2个互补部分是碱基-配对的及由单链“发夹”区共价连接的单分子。见也,McMnaus and Sharp(2002)Nat Rev Genetics,3:737-47,and Senand Blau(2006)FASEB J.,20:1293-99,整个公开内容通过引用并入本文。
siRNA可为通过添加,缺失,取代和/或改变一个或更多核苷酸而不同于天然存在的RNA的改变的RNA。该改变可包括非-核苷酸物质,诸如添加到siRNA末端或添加到siRNA的一个或更多内部核苷酸,或使siRNA耐受核酸酶消化的修饰,或siRNA中的一个或更多核苷酸用脱氧核糖核苷酸取代。siRNA的一个或两条链也可包含3’悬伸。如本文所用,3’悬伸指称至少一个未配对的核苷酸自双联的RNA链的3’-端延伸。例如,siRNA可包含长度为1~约6个核苷酸(其包括核糖核苷酸或脱氧核糖核苷酸),或长度为1~约5个核苷酸,或长度为1~约4个核苷酸,或长度为约2~约4个核苷酸的至少一个3’悬伸。例如,siRNA的各链可包含二胸苷酸(“TT”)或二尿苷酸(“uu”)的3’悬伸。
siRNA可以化学或生物学方式产生,或可自重组质粒或病毒载体表达(例如,见美国专利No.7,294,504,美国专利No.7,148,342,及美国专利No.7,422,896,整个公开在本文通过引用合并)。产生及测试dsRNA或siRNA分子的例示方法描述于Gewirtz的美国专利申请公开No.2002/0173478,及Hannon等人的美国专利申请公开No.2007/0072204,整个公开通过引用并入本文。
RNA聚合酶III转录的DNA含有启动子,诸如U6启动子。这些DNA可转录而在细胞内产生可发挥siRNA功能的小发夹RNA或可发挥反义RNA功能的线性RNA。Spexin调节化合物可含有核糖核苷酸,脱氧核糖核苷酸,合成核苷酸,或任何适合的组合使得抑制靶RNA和/或基因。此外,这些形式的核酸可为单链,双链,三链或四链。(见例如Bass(2001)Nature,411,428429;Elbashir et al.,(2001)Nature,411,494498;and PCT Publication Nos.WO00/44895,WO01/36646,WO99/32619,WO00/01846,WO01/29058,WO99/07409,WO00/44914)。在一实施方式中,短发夹RNA可外源地合成或可通过自RNA聚合酶III启动子体内转录而形成。为在哺乳动物细胞中基因沉默制造及使用该shRNA的例描述于,例如,Paddison et al.,2002,Genes Dev,16:948-58;McCaffrey et al.,2002,Nature,418:38-9;McManus et al.,2002,RNA,8:842-50;Yu et al.,2002,Proc Natl AcadSci USA,99:6047-52。shRNA在细胞或在动物中加工,以确保期望的基因的连续和稳定的阻遏。siRNA可通过在细胞内处理发夹RNA来产生为本领域所知。
Spexin调节化合物可为与Spexin蛋白结合及破坏其功能,或相反地,增强其功能的小分子。小分子是多样的组的通常具有低分子量的合成和天然的物质。它们可从天然的源(例如,植物,真菌,微生物等)分离,商业上获得,可作的库或收集利用,或可合成。调节Spexin的候选体小分子可经组合库的虚拟筛选或高-通量的筛选(HTPS)鉴定。最常规药物,诸如阿司匹林,青霉素和许多化学治疗剂,是小分子,可商业上获得,可化学合成,或可从以下描述的随机或组合库得到(Werner等人,(2006)Brief Funct.Genomic Proteomic5(1):32-6)。
目标分子,诸如Spexin基因编码的多肽的一级序列,及该序列与已知功能的蛋白的相似性的知识可提供除了激动剂之外,目标蛋白的抑制物或拮抗剂的信息。激动剂和拮抗剂的鉴定及筛选还通过测定蛋白的结构特征,例如,使用X-射线晶体学,中子衍射,核磁共振光谱法,及用于结构确定的其他技术辅助。这些技术提供激动剂和拮抗剂的合理的设计或鉴定。
测试剂,例如,Spexin调节化合物,可自合成或天然的化合物的大库筛选(见Wang et al.,(2007)Curr Med Chem,14(2):133-55;Mannhold(2006)Curr Top Med Chem,6(10):1031-47;和Hensen(2006)Curr Med Chem13(4):361-76)。多种手段目前用于基于糖,肽和核酸的化合物的随机及导向的合成。合成化合物库是自Maybridge Chemical Co.(Trevillet,Cornwall,UK),AMRI(Albany,NY),ChemBridge(San Diego,CA)和MicroSource(Gaylordsville,CT)可商购的。罕见化学库可获自Aldrich(Milwaukee,Wis.)。或者,细菌,真菌,植物和动物提取物形式的天然的化合物库可获自,例如,Pan Laboratories(Bothell,Wash.)或MycoSearch(N.C.),或可容易产生。此外,天然的和合成产生的库和化合物容易通过常规化学,物理和生物化学手段修饰(Blondelle等人,(1996)Tib Tech14:60)。
制备分子库的方法为本领域所熟知和许多库是可商购的。化学合成的库的例描述于Fodor et al.,(1991)Science251:767-773;Houghtenet al.,(1991)Nature354:84-86;Lam et al.,(1991)Nature354:82-84;Medynski,(1994)BioTechnology12:709-710;Gallop et al.,(1994)J.Medicinal Chemistry37(9):1233-1251;Ohlmeyer et al.,(1993)Proc.Natl.Acad.Sci.USA90:10922-10926;Erb et al.,(1994)Proc.Natl.Acad.Sci.USA91:11422-11426;Houghten et al.,(1992)Biotechniques13:412;Jayawickreme et al.,(1994)Proc.Natl.Acad.Sci.USA91:1614-1618;Salmon et al.,(1993)Proc.Natl.Acad.Sci.USA90:11708-11712;PCT Publication No.WO93/20242,dated Oct.14,1993;and Brenner et al.,(1992)Proc.Natl.Acad.Sci.USA89:5381-5383。
也可产生及筛选小分子组合库。小有机化合物的组合库是多样性的一个或更多点彼此不同的一批紧密相关的类似物及由有机技术使用多步过程合成。组合库包括巨大数的小有机化合物。一种类型的组合库利用并行合成方法制备而产生化合物阵列。化合物阵列可为可由它们在笛卡尔坐标中的空间地址鉴定的一批化合物及排列使得各化合物具有共同的分子核心及一个或更多可变的结构多样性元件。在该化合物阵列中的化合物在独立反应容器中平行产生,各化合物由其空间地址鉴定及跟踪。并行合成混合物和并行合成方法的例提供于1994年1月5日提交的U.S.Ser.No.08/177,497,和1995年7月13日公开的其对应PCT公开的专利申请W095/18972,和1998年1月27日授权的美国专利No.5,712,171和其对应PCT公开的专利申请W096/22529,在此通过引用合并。
【肥胖症和肥胖症-关联的病症的治疗】
跨非-药物至药学干预的几种良好建立的肥胖症治疗为本领域所知。非-药学干预包括,但不限于,饮食限制,锻炼,精神病学治疗,及减少食品消费的手术治疗(例如,肥胖治疗手术)或移出脂肪(例如,脂肪抽吸)。本药理学干预可诱导5~15kg之间的体重减轻。食欲抑制物和能量消耗或营养-修饰剂是药理学干预的主要焦点。右芬氟拉明(Redux),西布曲明(Meridia),β3-肾上腺素能激动剂,拟交感神经药肾上腺素能药物剂(诸如苯丙胺(右苯丙胺)),芬特明,苄非他明,苯甲曲秦,马吲哚,安非拉酮,苯丙醇胺,血清素(5-HT)再摄取抑制物(诸如西布曲明),及胃肠脂肪酶(诸如奥利司他)是该药理学干预的例。也见,Bays,(2004)Obesity Research12(8):1197-1211,and Klonoff et al.,J Diabetes Sci Technol.2008Sep;2(5):913-8,各内容通过引用整体合并。但是,如果药物治疗中止,复发的体重增长可跟着发生。手术治疗是比较成功的,但复杂,昂贵,及具有显著风险。手术治疗用于具有极端肥胖症和/或具有严重的医疗并发症的患者。
在一实施方式中,Spexin施用于肥胖受试者以治疗肥胖症或肥胖症-关联的病症。在另一实施方式中,包含SEQ ID NO:1的多肽,或其药学可接受的盐施用于肥胖受试者以治疗肥胖症或肥胖症-关联的病症。在一实施方式中,Spexin施用于肥胖受试者或患肥胖症-关联的病症的受试者,以促进受试者中的体重减轻。在另一实施方式中,包含SEQ ID NO:1的多肽,或其药学可接受的盐施用于肥胖受试者或患肥胖症-关联的病症的受试者,以促进受试者中的体重减轻。在一实施方式中,Spexin施用于肥胖受试者或患肥胖症-关联的病症的受试者,以促进受试者中的饱感。在另一实施方式中,包含SEQ ID NO:1的多肽,或其药学可接受的盐施用于肥胖受试者或患肥胖症-关联的病症的受试者,以促进受试者中的饱感。
本发明的Spexin,包含SEQ ID NO:1的多肽,或其药学可接受的盐,或测试剂(例如,小有机分子,小无机分子,可溶性肽,或抗体)可以治疗有效量施用。例如,足以治疗肥胖症或肥胖症-关联的病症,诸如通过改善与肥胖症或肥胖症-关联的病症关联的症状(例如,提升的瘦素水平,降低的Spexin水平,及增加的体重),预防或延迟肥胖症或肥胖症-关联的病症的发作,和/或也减少肥胖症或肥胖症-关联的病症的症状的严重性或频度(例如,提升的瘦素水平,降低的Spexin水平,及增加的体重)的量。
会是在治疗特定个体的病症或病情中治疗有效的量会依赖于疾病的症状和严重性,及可通过标准临床技术确定。体外或体内测定也可用于鉴定最佳剂量范围。用于制剂的精确的剂量也会依赖于施用途径,及肥胖症或肥胖症-关联的病症的严重性,及应根据医师的判断和各患者的环境决定。有效剂量可自源于体外或动物模型测试系统,诸如db/db小鼠,ob/ob小鼠,或高脂肪膳食饲喂小鼠模型(例如,膳食诱导的肥胖症(DIO)小鼠模型)的剂量-应答曲线外推。
Spexin是在肠中具有生物学活性的肽激素,但由肥胖患者中的网膜和皮下脂肪显著地低表达(见实施例)。在一实施方式中,Spexin是饱感因素。Spexin,或小分子通过相同的受体/信号传导系统作用,可用于抑制饮食冲动及调控热量摄入。
饱感因子是与能量消耗和食品摄入相关的反馈信号。饱感因子涉及调控食欲,食品摄入,能量摄入或消耗,或发挥饱感信号的作用。至今研究最多的饱感因子是激素瘦素,其主要由脂肪细胞合成及分泌。在一实施方式中,Spexin是饱感因子。在进一步实施方式中,作为饱感因子的Spexin可用于治疗肥胖症。在另一实施方式中,Spexin可为减少食品消费(例如,肥胖治疗手术)或移出脂肪(例如,脂肪抽吸)的手术治疗的替代和/或互补。
【其他体重病症的治疗】
肥胖症是最普遍的体重病症。其他体重病症,诸如神经性厌食症和神经性贪食症,也是严重的健康威胁。而且,体重病症诸如厌食症,脂质营养不良和恶病质(消耗)也是其他疾病诸如癌,囊性纤维化,结核,充血性心力衰竭,及AIDS的显著的特征。本发明的一方面提供诊断受试者中的体重病症的方法。在一实施方式中,过量的Spexin产生或循环Spexin负责神经性厌食症,或其他进食障碍。在一实施方式中,诊断人受试者中的体重病症的方法包括:(a)自受试者获得生物学样品;及(b)检测受试者中相比不患体重病症的受试者中Spexin基因的表达的是否有改变。
消耗是特征在于不活跃地试着减肥的受试者中体重减轻,肌肉萎缩,疲乏,虚弱和显著食欲损失的综合征。
脂质营养不良是由身体的脂肪组织的异常或变性疾病表征的医疗病情。其特征在于缺乏可导致骨硬化的循环瘦素。
Spexin可HIV-感染的患者中脂质营养不良的发病机制,或治疗中起到作用。由此,可调控HIV+患者中的Spexin的血清水平。在一实施方式中,Spexin拮抗剂施用于受试者以治疗脂质营养不良。在另一实施方式中,针对包含SEQ ID NO:1的氨基酸(例如,Spexin抗体)的多肽施用于受试者以治疗脂质营养不良。在一实施方式中,Spexin拮抗剂施用于受试者或,以促进受试者中的体重增长。在另一实施方式中,针对包含SEQ ID NO:1的氨基酸(例如,Spexin抗体)的多肽施用于受试者,以促进受试者中的体重增长。
由少于正常体重表型表征的这些体重病症的症状(例如,恶病质或脂质营养不良)可通过降低Spexin基因表达水平和/或Spexin基因产物活性来改善。例如,Spexin基因序列(例如,SEQ ID NO:2)可结合反义,基因“敲除”,核酶和/或siRNA方法利用,以降低Spexin基因表达水平。在一实施方式中,针对Spexin蛋白的抗体可由与Spexin蛋白结合的方式中和Spexin活性。
【施用和施剂】
Spexin或Spexin调节化合物可施用于受试者一次(例如,作为单注射或沉积)。或者,本发明的Spexin或Spexin调节化合物可给有需求的受试者每天施用一次或两次径约2~约28天,或约7~约10天,或约7~约15天时期。其也可给受试者每天施用一次或两次经1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12次/年,或其组合的时期。此外,Spexin或Spexin调节化合物可与另一治疗剂,诸如右芬氟拉明(Redux),西布曲明(Meridia),β3-肾上腺素能激动剂,拟交感神经药肾上腺素能药物剂(诸如苯丙胺(右苯丙胺)),芬特明,苄非他明,苯甲曲秦,马吲哚,安非拉酮,苯丙醇胺,血清素(5-HT)再摄取抑制物(诸如西布曲明),胃肠脂肪酶(诸如奥利司他),饱感因子,或其组合共施用。
本发明的Spexin或Spexin调节化合物可由适合给受试者细胞,诸如网膜脂肪细胞或皮下脂肪细胞递送Spexin或Spexin调节化合物的任何手段施用于受试者。例如,Spexin或Spexin调节化合物可由适合转染细胞的方法施用。真核生物细胞的转染方法为本领域所熟知,及包括将核酸直接注射进细胞的核或原核;电穿孔;脂质体转移或由亲脂性物质介导的转移;受体介导的核酸递送,生物弹道或粒子加速;磷酸钙沉淀,及由病毒载体介导的转染。
可配制及施用本发明的组合物以由产生活性成分与人或非-人受试者的身体中剂的作用位点的接触的任何手段减少与肥胖症或肥胖症-关联的病症关联的症状。它们可由对于结合药物(作为个体治疗性活性成分或以治疗性活性成分的组合)使用可利用的任何常规手段施用。它们可施用单独,但通常用基于选择的施用途径和标准药学实践选择的药学载体施用。
根据本发明使用的药物组合物可以常规方式使用一种或更多生理学可接受的载体或赋形剂配制。本发明的治疗组合物可为各种施用途径配制,包括系统性和局部或定位的施用。技术和制剂通常可见于Remmington's Pharmaceutical Sciences,Meade Publishing Co., Easton,Pa(20th ed.,2000),整个公开内容通过引用并入本文。对于系统性施用,注射是有用的,包括肌内,静脉内,腹膜内和皮下。对于注射,本发明的治疗组合物可配制进液体溶液,例如生理相容的缓冲剂,诸如PBS,Hank氏溶液或Ringer溶液。此外,治疗组合物可以固体形式配制及在使用之前立即再溶解或悬浮。也包括冷冻干燥的形式。本发明的药物组合物特征在于至少无菌和无热源。这些药学制剂包括人和兽医学使用的制剂。
本发明的药学制剂可包含与药学-可接受的载体混合的Spexin或Spexin调节化合物(例如,0.1~90%以重量计),或其生理学可接受的盐。本发明的药学制剂也可包含由脂质体和药学-可接受的载体包裹的本发明的Spexin或Spexin调节化合物。有用的药学-可接受的载体是水,缓冲的水,正常盐水,0.4%盐水,0.3%甘氨酸或透明质酸。
本发明的药物组合物也可包含常规药学赋形剂和/或添加剂。适合的药学赋形剂包括稳定剂,抗氧化剂,同渗质量摩尔浓度调整剂,缓冲剂和pH调整剂。适合的添加剂包括生理学生物相容性缓冲剂(例如,缓血酸胺盐酸盐),添加螯合剂(诸如,例如,DTPA或DTPA-双酰胺)或钙螯合络合物(例如钙DTPA,CaNaDTPA-双酰胺),或,任选地,添加钙或钠盐(例如,氯化钙,抗坏血酸钙,葡萄糖酸钙或乳酸钙)。本发明的药物组合物可包装以用于液体形式,或可冷冻干燥。
对于本发明的固体药物组合物,可使用常规非毒性固体药学-可接受的载体;例如,药物级甘露糖醇,乳糖,淀粉,硬酯酸镁,糖精钠,滑石,纤维素,葡萄糖,蔗糖或碳酸镁。
固体制剂可用于肠内(口腔)施用。它们可制成,例如,丸剂,片剂,粉或胶囊。对于固体组合物,可使用的常规非毒性固体载体包括,例如,药物级甘露糖醇,乳糖,淀粉,硬酯酸镁,糖精钠,滑石,纤维素,葡萄糖,蔗糖或碳酸镁。对于口服施用,药学可接受的非毒性组合物通过合并任何正常采用的赋形剂,诸如之前所列的那些载体,及通常10%~95%的活性成分(例如,肽)来形成。非-固体制剂也可用于肠内施用。载体可选自各种油包括石油,动物,植物或合成来源的那些,例如,花生油,大豆油,矿物油或芝麻油。适合的药学赋形剂包括例如,淀粉,纤维素,滑石,葡萄糖,乳糖,蔗糖,明胶,麦芽,稻,粉,白垩,硅胶,硬酯酸镁,硬酯酸钠,单硬脂酸甘油,氯化钠,干燥的脱脂乳,甘油,丙二醇,水,乙醇。
本发明的核酸,肽,小分子,或多肽,当经口施用时,可保护免于被消化。此可通过将核酸,肽或多肽与组合物复合致使其耐受酸性和酶促水解或通过在适当抗性载体诸如脂质体中包装核酸,肽或多肽来实现。保护化合物免于被消化的手段为本领域所熟知,见,例如,Fix,Pharm Res.13:1760-1764,1996;Samanen,J.Pharm.Pharmacol.48:119-135,1996;U.S.Pat.No.5,391,377,描述用于治疗剂的口腔递送(例如,脂质体递送)的脂质组合物。在一实施方式中,Spexin或Spexin调节化合物可经口服施用递送到受试者的消化道或肠,其可抵御消化和降解。
对于口服施用,治疗组合物可取,例如,由常规手段用药学可接受的赋形剂诸如结合剂(例如,预凝胶化的玉米淀粉,聚乙烯吡咯烷酮或羟丙基甲基纤维素);填料(例如,乳糖,微晶纤维素或磷酸氢钙);润滑剂(例如,硬酯酸镁,滑石或氧化硅);崩解剂(例如,马铃薯淀粉或二醇酸淀粉钠);或润湿剂(例如,月桂基硫酸钠)制备的片剂或胶囊形式。片剂可由本领域熟知的方法包被。用于口服施用的液体制备物可取,例如,溶液,糖浆或悬浮液形式,或它们可提供为用水或其他适合的媒质在使用之前复原用的干产物。该液体制备物可由常规手段用药学可接受的添加剂诸如悬浮剂(例如,山梨糖醇糖浆,纤维素衍生物或氢化的可食用脂肪);乳化剂(例如,卵磷脂或阿拉伯胶);非-水性媒质(例如,ationd油,油性酯,乙基醇或分级分离的植物油);及防腐剂(例如,甲基或丙基-p-羟基苯甲酸酯或山梨酸)制备。制备物也可根据需要含有缓冲剂盐,风味剂,着色及甜味化剂。
可适宜地配制用于口服施用的制备物以提供活性剂的受控释放。对于颊施用,治疗组合物可取以常规方式配制的片剂或锭剂形式。对于通过吸入施用,根据本发明使用的组合物以自加压的包装或雾化器气雾剂喷射呈递的形式,使用适合的推进剂,例如,二氯二氟甲烷,三氯氟甲烷,克立氟烷,二氧化碳或其他适合的气体便利地递送。在加压的气雾剂的情况中,剂量单元可通过提供递送计量的量的阀来确定。例如,用于吸入器或吸入喷雾器的明胶的胶囊和盒或可配制为含有治疗剂和适合的粉碱诸如乳糖或淀粉的粉混合物。
Spexin或Spexin调节化合物可以受控释放系统递送。例如,多肽可通过使用静脉内输注,可植入的渗透泵,经皮贴剂,脂质体或其他施用模式施用。在一实施方式中,可使用泵(见Langer,supra;Sefton,CRC Crit.Ref.Biomed.Eng.14:201(1987);Buchwald et al.,Surgery88:507(1980);Saudek et al.,N.Engl.J.Med.321:574(1989))。在另一实施方式中,可使用聚合物材料(见Medical Applications ofControlled Release,Langer and Wise(eds.),CRC Pres.,Boca Raton,Fla.(1974);Controlled Drug Bioavailability,Drug Product Designand Performance,Smolen and Ball(eds.),Wiley,New York(1984);Ranger and Peppas,J.Macromol.Sci.Rev.Macromol.Chem.23:61(1983);see also Levy et al.,Science228:190(1985);During et al.,Ann.Neurol.25:351(1989);Howard et al.,J.Neurosurg.71:105(1989))。在仍另一实施方式中,受控释放系统可接近治疗靶放置,由此需要仅系统性剂量的部分(见,例如,Goodson,in Medical Applications ofControlled Release,supra,vol.2,pp.115-138(1984))。其他受控释放系统在Langer的综述中有讨论(Science249:1527-1533(1990))。
治疗组合物可配制用于通过注射,例如,由推注或连续输注肠胃外施用。注射用制剂可以单元剂型,例如,在安瓿或在多-剂量容器中,与添加的防腐剂提供。组合物可取形式诸如油性或水性媒质中的悬浮液,溶液或乳剂,及可含有配制剂诸如悬浮,稳定化和/或分散剂。或者,活性成分可为用适合的媒质,例如,无菌无热源的水,在使用之前重构成的粉末形式。
本方法的适合的肠内施用途径包括口腔,直肠或鼻内递送。适合的肠胃外施用途径包括血管内施用(例如静脉内推注,静脉内输注,动脉内推注,动脉内输注和导管滴注到血管系统);组织周和组织内注射(例如,肿瘤周和肿瘤内注射,视网膜内注射或视网膜下注射);皮下注射或沉积包括皮下输注(诸如由渗透剂泵);直接应用到目标组织,例如由导管或其他布置装置(例如,包含多孔,非-多孔或胶质材料的视网膜颗粒或栓剂或植入物);及吸入。例如,本发明的Spexin或Spexin调节化合物可通过注射,输注或口腔递送施用。
除了之前描述的制剂之外,治疗组合物也可制成缓释剂。该长作用制剂可通过移植(例如皮下或肌内)或由肌内注射施用。例如,治疗组合物可用适合的聚合物或疏水物质(例如作为可接受的油中的乳剂)或离子交换树脂,或作为略溶衍生物,例如,作为略溶盐配制。
系统性施用也可由经粘膜或经皮手段。对于经粘膜或经皮施用,将对于待渗透的屏障适当的穿透剂用于制剂。本领域通常知道该穿透剂,及包括,例如,经粘膜施用胆汁盐和夫西地酸衍生物。此外,去污剂可用于辅助渗透。经粘膜施用可通过鼻喷雾剂或使用栓剂。对于局部施用,本发明的组合物配制成本领域通常知道的软膏,软膏,凝胶或霜剂。可局部使用洗涤溶液以处理损伤或发炎而加速治愈。对于口服施用,治疗组合物配制成常规口服施用形式诸如胶囊,片剂和补药。
本发明的组合物也可制成持续的和/或定时的释放制剂。该持续的和/或定时的释放制剂可由为本领域普通技术人员所熟知的持续释放手段或递送装置制造,诸如描述于美国专利No:3,845,770;3,916,899;3,536,809;3,598,123;4,008,719;4,710,384;5,674,533;5,059,595;5,591,767;5,120,548;5,073,543;5,639,476;5,354,556;及5,733,566的那些,各公开在本文通过引用合并。本发明的药物组合物可用于提供一种或更多种活性成分使用,例如,羟丙基甲基纤维素,其他聚合物基质,凝胶,可渗透性膜,渗透系统,多层涂层,微粒,脂质体,微球,等,或其组合的慢或持续释放,提供以改变比例的期望的释放特征。本领域普通技术人员知道的适合的持续释放制剂,包括本文所述的那些,可容易选择用于本发明的药物组合物。适合口服施用的单个单元剂型,诸如但不限于适于持续释放的片剂,胶囊,凝胶-帽,小胶囊或粉包括在本发明中。
在本方法中,Spexin或Spexin调节化合物可作为RNA,结合递送试剂,或作为包含表达基因产物的序列的核酸(例如,重组质粒或病毒载体)施用于受试者。用于施用Spexin或Spexin调节化合物的适合的递送试剂包括Mirus Transit TKO亲脂性试剂;脂转染剂;阳离子脂质体;cellfectin;或聚阳离子(例如,聚赖氨酸)或脂质体。
施用的剂量可为足以导致受试者中的肥胖症或肥胖症-关联的病症的症状的改善的治疗有效量的组合物,及可依赖于知道的因素诸如活性成分的药效学特征和其模式和施用途径;活性成分的施用时间;受者的龄,性别,健康和重量;症状的性质和程度;同时治疗的种类,治疗频度和期望的效应;及排泄速度而改变。
在一实施方式中,Spexin以这样的剂量施用以达到在肥胖患者或患肥胖症-关联的病症的患者中约10ng/ml~约20ng/ml的血浆浓度。在一些实施方式中,施用的Spexin的有效量是至少约1ng/ml,至少约2ng/ml,至少约3ng/ml,至少约4ng/ml,至少约5ng/ml,至少约7.5ng/ml,至少约10ng/ml,至少约15ng/ml,至少约20ng/ml,至少约25ng/ml,至少约30ng/ml,至少约35ng/ml,至少约40ng/ml,至少约45ng/ml,至少约50ng/ml,至少约60ng/ml,至少约70ng/ml,至少约80ng/ml,至少约90ng/ml,至少约100ng/ml,至少约125ng/ml,至少约150ng/ml,至少约175ng/ml,至少约200ng/ml,至少约250ng/ml,至少约300ng/ml,至少约350ng/ml,至少约400ng/ml,至少约450ng/ml,至少约500ng/ml,至少约600ng/ml,至少约700ng/ml,至少约800ng/ml,至少约900ng/ml,至少约1000ng/ml,至少约1250ng/ml,至少约1500ng/ml,至少约1750ng/ml,至少约2000ng/ml,至少约2500ng/ml,至少约2750ng/ml,至少约3000ng/ml,至少约3500ng/ml,至少约3750ng/ml,至少约5000ng/ml,至少约7500ng/ml,或至少约10,000ng/ml。在一实施方式中,Spexin以每天0.2ml的Spexin(2500ng/mL)的剂量施用。在另一实施方式中,Spexin由每天腹膜内(IP)注射施用。
在其他实施方式中,施用的Spexin调节化合物的有效量是至少约0.01μg/kg体重,至少约0.025μg/kg体重,至少约0.05μg/kg体重,至少约0.075μg/kg体重,至少约0.1μg/kg体重,至少约0.25μg/kg体重,至少约0.5μg/kg体重,至少约0.75μg/kg体重,至少约1μg/kg体重,至少约5μg/kg体重,至少约10μg/kg体重,至少约25μg/kg体重,至少约50μg/kg体重,至少约75μg/kg体重,至少约100μg/kg体重,至少约150μg/kg体重,至少约200μg/kg体重,至少约250μg/kg体重,至少约300μg/kg体重,至少约350μg/kg体重,至少约400μg/kg体重,至少约450μg/kg体重,至少约500μg/kg体重,至少约550μg/kg体重,至少约600μg/kg体重,至少约650μg/kg体重,至少约700μg/kg体重,至少约750μg/kg体重,至少约800μg/kg体重,至少约850μg/kg体重,至少约900μg/kg体重,至少约950μg/kg体重,或至少约1000μg/kg体重。在一实施方式中,施用的Spexin调节化合物的有效量是至少约10μg/kg体重。
在一实施方式中,Spexin或Spexin调节化合物施用每天至少一次。在另一实施方式中,Spexin或Spexin调节化合物施用每天至少两次。在一些实施方式中,Spexin或Spexin调节化合物施用至少1周,至少2周,至少3周,至少4周,至少5周,至少6周,至少8周,至少10周,或至少12周。在进一步实施方式中,Spexin和/或Spexin调节化合物组合第2治疗剂施用。
本发明的治疗组合物的毒性和治疗性功效可在细胞培养或实验动物中通过标准药学过程测定,例如,对于测定LD50(~50%的群致死的剂量)和ED50(在50%的群中治疗有效的剂量)。毒性和治疗效果之间的剂量比是治疗指数和其可表达为LD50/ED50比。呈现大治疗指数的治疗剂是有用的。可使用呈现一些毒性副作用的治疗组合物。
Spexin或Spexin调节化合物的治疗有效剂量可依赖于本领域普通技术人员知道的许多因素。Spexin或Spexin调节化合物的剂量可,例如,依赖于处理的受试者或样品的鉴定,尺寸和条件,还依赖于施用组合物的途径(如果可应用的),及医师期望Spexin或Spexin调节化合物对本发明的核酸或多肽具有的效应而改变。这些量可由本领域技术人员容易测定。
【基因治疗和蛋白取代方法】
本发明提供治疗受试者中肥胖症或肥胖症-关联的病症的方法。在一实施方式中,方法可包括给受试者施用Spexin或Spexin调节化合物,其可为多肽,小分子,抗体,或核酸。
可实施各种方法以恢复受试者中肥胖症标记(OS)基因(例如,Spexin)的活性或功能,诸如携带改变的Spexin基因座位的那些。例如,给该受试者供给野生型Spexin功能可抑制受试者中肥胖症或肥胖症相关的病症的表型表达。增加Spexin表达水平或活性可通过基因或蛋白治疗实现。
可将编码OS基因的核酸,或其功能部分(诸如Spexin)导入受试者细胞。例如,也可将野生型Spexin基因(或其功能部分)使用本文所述的载体导入有需求的受试者的细胞。载体可为病毒载体或质粒。也可作为裸露的DNA导入基因。可提供基因以整合进受者宿主细胞的基因组,或保持额外-染色体。整合可随机或在精确地定义的位点(诸如通过同源重组)发生。例如,可将Spexin基因的功能拷贝通过同源重组插入以取代细胞中的改变的版本。其他技术包括基因枪,脂质体-介导的转染或阳离子脂质-介导的转染。基因治疗可由直接基因注射,或通过施用离体制备的遗传修饰的细胞表达功能多肽实现。
将核酸递送到活细胞可通过使用载体,及更特别病毒载体(例如,慢病毒,腺病毒,腺伴随病毒,或反转录病毒)离体,原位或体内,或通过使用物理DNA转移方法(例如,脂质体或化学品治疗)离体实现。适合将核酸体外转移进哺乳动物细胞的非限制性技术包括使用脂质体,电穿孔,微注射,细胞融合,DEAE-葡聚糖,及磷酸钙沉淀方法(见,例如,Anderson,Nature,supplement to vol.392,no.6679,pp.25-20(1998))。编码本发明的多肽的核酸或基因的导入也可用染色体外基质(瞬时表达)或人工染色体(稳定的表达)实现。细胞也可在本发明的治疗组合物的存在下培养离体以便增殖或对该细胞或该细胞中的活性产生期望效果。治疗的细胞可然后为治疗性目的导入体内。
可将核酸插入载体及用作基因治疗载体。许多病毒已用作基因转移载体,包括乳多空病毒,例如,SV40(Madzak等人,1992),腺病毒(Berkner,1992;Berkner等人,1988;Gorziglia和Kapikian,1992;Quantin等人,1992;Rosenfeld等人,1992;Wilkinson等人,1992;Stratford-Perricaudet等人,1990),痘苗病毒(Moss,1992),腺伴随病毒(Muzyczka,1992;Ohi等人,1990),包括HSV和EBV的疱疹病毒(Margolskee,1992;Johnson等人,1992;Fink等人,1992;Breakfield和Geller,1987;Freese等人,1990)和禽(Biandyopadhyay和Temin,1984;Petropoulos等人,1992),鼠(Miller,1992;Miller等人,1985;Sorge等人,1984;Mann和Baltimore,1985;Miller等人,1988)和人来源(Shimada等人,1991;Helseth等人,1990;Page等人,1990;Buchschacher和Panganiban,1992)的反转录病毒。体内基因转移技术的非限制性例包括转染用病毒(例如,反转录病毒)载体(见美国专利No.5,252,479,通过引用以其整体合并)和病毒包被蛋白-脂质体介导的转染(Dzau et al.,Trends in Biotechnology11:205-210(1993),通过引用完全合并)。例如,本领域通常知道裸露的DNA疫苗;见Brower,Nature Biotechnology,16:1304-1305(1998),其通过引用以其整体合并。可将基因治疗载体由,例如,静脉内注射,局部施用(见,例如,美国专利No.5,328,470)或由立体定向注射(见,例如,Chen,et al.,1994.Proc.Natl.Acad.Sci.USA91:3054-3057)递送到受试者。基因治疗载体的药学制备物可包括可接受的稀释剂中的基因治疗载体,或可包含嵌入基因递送媒质的慢释放基质。或者,当完全基因递送载体可自重组体细胞完整产生时,例如,反转录病毒载体,药学制备物可包括产生基因递送系统的一种或更多细胞。
基因治疗流程和方法的综述见Anderson et al.,Science256:808-813(1992);美国专利No.5,252,479,5,747,469,6,017,524,6,143,290,6,410,0106,511,847;及美国申请公开No.2002/0077313和2002/00069,全部在此通过引用以它们的整体合并。基因治疗技术的另外的综述,见Friedmann,Science,244:1275-1281(1989);Verma,Scientific American:68-84(1990);Miller,Nature,357:455-460(1992);Kikuchi et al.,J Dermatol Sci.2008May;50(2):87-98;Isaka et al.,Expert Opin Drug Deliv.2007Sep;4(5):561-71;Jager et al.,CurrGene Ther.2007Aug;7(4):272-83;Waehler et al.,Nat Rev Genet.2007Aug;8(8):573-87;Jensen et al.,Ann Med.2007;39(2):108-15;Herweijer et al.,Gene Ther.2007Jan;14(2):99-107;Eliyahu et al.,Molecules,2005Jan31;10(1):34-64;and Altaras et al.,Adv BiochemEng Biotechnol.2005;99:193-260,全部通过引用整体并入本文。
蛋白替代治疗可通过由输注方式外源地导入野生型或有生物学功能的蛋白来增加蛋白量。取代多肽可根据知道的化学技术合成或可经知道的分子生物学技术产生及纯化。蛋白替代治疗已开发用于各种病症。例如,野生型蛋白可自重组细胞表达系统(例如,哺乳动物细胞或昆虫细胞-见Desnick等人的美国专利No.5,580,757;Selden等人的美国专利No.6,395,884和6,458,574;Calhoun等人的美国专利No.6,461,609;Miyamura等人的美国专利No.6,210,666;Selden等人的美国专利No.6,083,725;Rasmussen等人的美国专利No.6,451,600;Rasmussen等人的美国专利No.5,236,838和Ginns等人的美国专利No.5,879,680),人胎盘或动物乳(见Reuser等人的美国专利No.6,188,045),或本领域知道的其他来源纯化。在输注之后,外源蛋白可通过非特异性或受体-介导的机理由组织茯取。
本文所述的这些方法全部-包括,及本领域普通技术人员明白适合特定应用的其他方法。而且,有效量的组合物还可通过模拟知道发挥期望效果的化合物逼近。
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除非另外定义的,本文所用的全部技术和科学术语具有由本发明所属于的本领域普通技术人员通常明白的相同的含义。在以下描述例示方法和材料,尽管类似或相当于本文所述的那些的方法和材料也可用于本发明的实践或测试。
本文提及的全部出版物和其他参考文献通过引用以它们的整体合并,就如各个体出版物或参考文献特别和个别通过引用合并。本文引用的出版物和参考文献不被承认是现有技术。
【实施例】
在本文提供实施例以辅助本发明的更完全理解。下列实施例例证制造及实践本发明的例示模式。但是,本发明的范围不限于在这些实施例中公开的特定实施方式,其仅旨在例证,由于可利用替代性的方法获得类似结果。
【实施例1:作为在肥胖患者的网膜和皮下脂肪中大致15倍低表达的潜在饱感因子的Spexin的鉴定】
测试人和小鼠肥胖症模型的经放射免疫测定(RIA)的Spexin血清水平以观察是否循环Spexin水平与组织库表达水平关联。而且,实施人组织的蛋白印迹以测量表达水平,及测定表达的肽的分子量。表征来自人来源(肥胖和正常二者)的Spexin的基因组序列及表达的mRNA以观察是否序列变体(例如,SNP,插入,缺失,等)解释Spexin的差异表达,或是否存在Spexin的未知的剪接变体,其未在这些研究中使用的Codelink阵列上由探针识别。
使用自2个不同库的人脂肪样品的全基因组微阵列分析,比较肥胖对比正常重量患者之间的基因表达水平(图1)。鉴定在2组之间显著地区别表达的几千个基因(p<0.05,无对多测试的修正)。在全部这些中,在肥胖脂肪中最大低表达(14.9倍变化)的基因是Spexin(在图9中nor=24.95对比肥胖=1.68;p=0.00292;“肽A”),在肠外植测定中诱导胃收缩的最近鉴定的分泌的肽激素。
由于Spexin由肥胖患者中的网膜和皮下脂肪显著地低表达,及其在肠中具有生物学活性,不被理论束缚,其是由正常脂肪组织表达的指示饱感的因子。不被理论束缚,肥胖脂肪中Spexin表达的几乎完全缺乏可贡献于正常抑制食品摄入和能量/脂质存储的反馈环的损失,导致肥胖症。
不被理论束缚,Spexin在正常条件下由脂肪细胞表达,而指示饱食的,或能量饱和的状态。因此,在正常条件下,此信号传导会对能量寻求行为具有减缓效应。
【材料和方法】
患者.为LCFA运输和用于测量胰岛素和瘦素的血浆水平的静脉血样品的研究,研究群由同意在手术期间移出网膜脂肪样品的经历临床指示的腹部腹腔镜检手术过程的11个患者组成。患者中7个(全部雌性)是肥胖,及经历与它们的肥胖症相关的肥胖治疗手术过程。其他4个患者(全部雌性)是非-肥胖的,及经历各种其他临床指示的腹腔镜检过程。
【基因表达研究】
组织收集:在肥胖治疗手术时收集脂肪样品。将1~2g的组织放入RNAlater于-80℃长期存储。
总RNA的分离:将脂肪样品解冻,然后在5ml的TRIzol(Invitrogen)中均质化。在标准相分离和RNA分离之后,将沉淀重悬浮于水,RLT裂解缓冲剂,及乙醇用于RNA清除及柱上DNA酶处理(Qiagen)。洗脱的RNA一贯地具有>2.0的A260/A280比。由生物分析仪电泳图谱中稳健的18S和28S峰的存在确证总RNA的完整性。
微阵列靶标记及杂交:由建立的过程产生生物素-标记的cRNA。简言之,2μg的总RNA用于合成ds cDNA。在体外转录反应中此将与生物素标记的11-UTP温育。cRNA由RNeasy柱(Qiagen)纯化,及由UV分光光度法在260nm处定量。在生物分析仪(Agilent)上确证生物素-标记的cRNA的粒度分布。将10μg的片段化的cRNA在CodeLink人10K微阵列上杂交过夜。杂交的cRNA由链霉亲和素-Cy5flur(GE HEALTHCARE)检测。
数据分析:用GenePix系列B扫描仪(Axon Instruments)实施点斑检测及通过使用CodeLinkTM表达分析v5.0实施点斑定量。这里简单描述关键定量参数。对个体点斑强度实施局部背景减去,之后是基于总体阵列强度个别计量各阵列。在中位-标准化之后,个体数据组上载到GeneSifter微阵列数据分析套件用于进一步分析。
【结果】
Ch12的鉴定;肥胖脂肪中显著地低表达的orf39(Spexin)。鉴定腱调节素数据点以确证数据组,由于此基因最近报道为在肥胖脂肪样品中过表达(图1;Tolppanen,2007;Saki,2009)。另一生物标记是几丁质酶,其指示巨噬细胞活化,反映肥胖症中良好知道的炎性状态(图1)。与肥胖脂肪比较,Spexin和碳酸酐酶III在正常脂肪中显著地过表达(图1)。
Ch12;orf39是具有GI活性的新鉴定的肽(Mirabeau,2007;Rucinski,2010),及是在肥胖脂肪中低表达的潜在饱感因子(图1)。
以下表1描绘Spexin的mRNA表达数据。
表1.Spexin mRNA表达数据,样品是由样品
●由靶
Figure BDA00003270676800532
Figure BDA00003270676800541
在肥胖脂肪中低表达的全部基因中,Spexin展示肥胖(1.687)和正常样品(24.95)之间最大的位数变化(p<0.00292)(图2,表2)。
表2.Spexin mRNA表达数据,样品由样品(由组[肥胖对比正常]分选的各样品的中位标准化的值)。由2-尾t检验的统计学分析,推定2样品组中不等的变异(p=0.00292)。
Figure BDA00003270676800542
Spexin是在GI活性中新鉴定的肽。Mirabeau等人(2007)首次报道描述Spexin,及它们使用Markov建模分析基于肽激素中共同的特征在人蛋白质组序列中发现新一点。它们鉴定的激素之一是Spexin,其在大鼠胃外植测定中展示收缩性活性,指示生物学活性。Spexin被分泌。Wan等人(2010)描述了Spexin自转染的细胞的布雷菲德菌素A(BFA)敏感分泌,指示高尔基依赖性机理,及其在胎盘的生物学功能中起到作用。Spexin在各种物种之中保守,如在图3中显示的Spexin同源物的多序列比对中显示。
【参考文献】
1:Mirabeau O,Perlas E,Severini C,Audero E,Gascuel O,Possenti R,Birney E,Rosenthal N,Gross C.Identification of novelpeptide hormones in the human proteome by hidden Markov modelscreening.Genome Res.2007Mar;17(3):320-7.Epub2007Feb6.
2:Rucinski M,Porzionato A,Ziolkowska A,Szyszka M,MacchiV,De Caro R,Malendowicz LK.Expression of the spexin gene in therat adrenal gland and evidences indicating that spexin inhibitsadrenocortical cell proliferation.Peptides.2010Jan4.
3:Saiki A,Olsson M,
Figure BDA00003270676800551
M,Gummesson A,McTernan PG,Andersson J,Jacobson P,
Figure BDA00003270676800552
K,Olsson B,Yamamura S,WalleyA,Froguel P,Carlsson B,L,Svensson PA,Carlsson LM..Tenomodulin is highly expressed in adipose tissue,increased inobesity,and down-regulated during diet-induced weight loss.J ClinEndocrinol Metab.2009Oct;94(10):3987-94.
4:Tolppanen AM,Pulkkinen L,Kolehmainen M,Schwab U,
Figure BDA00003270676800553
J,Tuomilehto J,Uusitupa M;Finnish Diabetes PreventionStudy Group.Tenomodulin is associated with obesity and diabetesrisk:the Finnish diabetes prevention study.Obesity(Silver Spring).2007May;15(5):1082-8.
【实施例2-肥胖和正常血清样品中的Spexin表达】
实施例1讨论来自肥胖患者的网膜和皮下脂肪样品中Spexin的显著低表达。因此,决定检定来自肥胖和正常重量患者的血清样品中的Spexin,以观察是否肥胖脂肪基因表达差异导致循环Spexin水平的显著差异。也测量瘦素水平,由于瘦素已知是在肥胖状态中升高的循环脂肪因子。不被理论束缚,循环Spexin和瘦素可为涉及饱感,食品摄入和体重的调节的“拮抗”激素/脂肪因子。
血清样品:在这些初始研究中检定来自7个肥胖和7个正常重量人雌性患者的血清样品。
Spexin测定:通过使用自Phoenix Pharmaceuticals,Inc,Catalog#EK-023-81,Lot#601716的Spexin/NPQ(人,小鼠,牛)EIA试剂盒检定血清中的循环Spexin水平。此试剂盒测量什么是被认为是处理的,生物-有活性的肽:
Asn-Trp-Thr-Pro-Gln-Ala-Met-Leu-Tyr-Leu-Lys-Gly-Ala-Gln~NH2(SEQ ID NO:3)
至今未确认人血清中循环Spexin的性质(一级序列和结构),也未见报道于任何文献。使用的测定已设计为检测肽SEQ ID NO:3。
循环Spexin的检测范围是0~100ng/mL。由于此EIA是竞争测定,测量的光密度(OD)在450nm处与样品中游离的抗原量成反比(见图4)。
随着自肥胖患者的网膜和皮下脂肪样品中Spexin的显著低表达的发现(见图5),检定来自肥胖和正常重量患者的血清样品中的Spexin浓度以观察是否肥胖脂肪中减少的基因表达导致循环Spexin水平的显著差异。肥胖血清中循环Spexin浓度大致1/10更低,其与以上报道的Spexin基因表达的15倍差异(合理地一致图5)。
瘦素已知在肥胖状态中升高。不被理论束缚,循环Spexin和瘦素可为涉及饱感,食品摄入和体重调节的“拮抗”或抗衡激素/脂肪因子。差异的量值报道于图6(肥胖血清中循环瘦素的0.69/0.15=4.6倍数增加)与由Considine等人(1996)报道的相当,其中使用新开发的RIA肥胖患者中循环瘦素的增加的量值是4.17倍。Considine等人检定了肥胖(n=139人和女性)对比正常重量人和女性(n=136)中的循环人瘦素。肥胖患者中平均值(+/-SD)瘦素水平是31.3+/-24.1ng/mL,及正常重量患者中是7.5+/-9.3ng/mL。肥胖患者中循环瘦素水平显著地更高(图10)。
肥胖患者和正常重量对照的血清中瘦素和Spexin之间的强负相关(r=-0.9444)支持在饥饿,饱感,体重和肥胖的正常调节中这2种肽起到拮抗作用的想法(图7)。不被理论束缚,各激素可作为负反馈环的部分,其中一方上升导致另一方降低(及反之亦然)。在循环Spexin缺失下,瘦素在脂肪中过表达,及在血清中过产生。因此,当Spexin在脂肪中低表达时,导致循环Spexin的显著减小,瘦素在肥胖患者的脂肪中过表达,导致血清中瘦素的病理生理水平。
计算负相关的值的比可放大组之间基因表达的差异,及作为区别组的敏感和可靠的诊断标记物(Gordon et al,2002,2003)。此想法的延伸显示于图8,其中蛋白表达比确认基于BMI的分级。尽管此可不似乎在此时添加任何新信息,其可能在未来,用此算法一次分析更多样品,以区别各组中患者的亚-类(代谢综合征,糖尿病前期,病态地肥胖,高脂,等)。
【参考文献】
1:Considine RV,Sinha MK,Heiman ML,Kriauciunas A,Stephens TW,Nyce MR,Ohannesian JP,Marco CC,McKee LJ,Bauer TL,et al.Serum immunoreactive-Leptin concentrations innormal-weight and obese humans.N Engl J Med.1996Feb1;334(5):292-5.
2:Gordon GJ,Jensen RV,Hsiao LL,Gullans SR,BlumenstockJE,Richards WG,Jaklitsch MT,Sugarbaker DJ,Bueno R.Using geneexpression ratios to predict outcome among patients withmesothelioma.J Natl Cancer Inst.2003Apr16;95(8):598-605.PubMed PMID:12697852.
3:Gordon GJ,Jensen RV,Hsiao LL,Gullans SR,BlumenstockJE,Ramaswamy S,Richards WG,Sugarbaker DJ,Bueno R.Translation of microarray data into clinically relevant cancerdiagnostic tests using gene expression ratios in lung cancer andmesothelioma.Cancer Res.2002Sep1;62(17):4963-7.
【实施例3-Spexin输注以确定饱感中Spexin的作用】
初始剂量-测定实验。测试正常重量和肥胖高-脂肪摄食小鼠的瘦素,胰岛素和Spexin的循环水平。人血清中的Spexin水平在正常受试者(例如,非-肥胖受试者)中是大致10ng/ml,由此在初始研究中测试以下4个剂量:约3ng,约10ng,约30ng,约100ng,约1μg,约10μg,及约100μg。
已由常规固态化学合成药物级Spexin(小鼠和人中正常循环的14个氨基酸肽),及由Phoenix Pharmaceuticals(Burlingame,CA)纯化至>95%同一性。此剂会以4种不同浓度溶解进1×无菌盐水(pH7.4),从而在各剂量组可将1.5μg/kg/QD,5μg/kg//QD,15μg/kg//QD或50μg/kg/QD的剂量施用于5个小鼠。以0.2ml体积/剂量/天经IP注射递送3μg/kg/天,10μg/kg/天,30μg/kg/天,100μg/kg/天或250μg/kg/天的最终总剂量。例如,为递送总10μg/天,IP施用每天注射2次各5μg(Spexin的浓储物浓度会是25μg/ml)。或者,为递送10μg/天,也可IP施用每天注射10μg(Spexin的浓储物浓度会是50μg/ml)。在进一步例中,为递送50μg/天,也可IP施用每天注射50μg(Spexin的浓储物浓度会是2500μg/ml)。
或者,经渗透小型-泵输注施用5种剂量的Spexin(3ng,10ng,30ng,100ng和500ng)30天(见Fan et al,J Nutr.2003September;133(9):2707-15)。剂量会选择至计算为模拟见于正常重量动物的Spexin浓度的那些左右的范围。经尾静脉每周抽取血样品以确认Spexin,瘦素和胰岛素的循环水平。也每天监测及记载体重,膳食和水消费。
在各种肥胖症鼠模型中施用有效剂量的Spexin。
一旦鉴定Spexin的有效和安全的剂量,此会用于测试Spexin在许多熟知的肥胖症鼠模型中的效应。
待使用的小鼠株包括:(1)C57BL/6J背景作为对照;(2)DIO(膳食诱导的肥胖症)小鼠,也被称为高脂肪膳食饲喂小鼠;(3)ob/ob;(4)用瘦素治疗的ob/ob作为阳性对照;(5)db/db(糖尿病性小鼠);(5)肥胖;及(6)短粗。
每周抽取血样品以确认Spexin,瘦素和胰岛素的循环水平。每天监测及记载体重,膳食和水消费。
在新组动物中起始Spexin剂量调节(如果对于特定株或模型必需)。
在实验末收获心脏,肝和附睾脂肪垫,用于脂肪酸转运子和氧化磷酸化通路的关键酶的脂肪酸摄取,qRT-PCR和蛋白印迹分析。
【实施例4-在肥胖网膜脂肪中瘦素表达选择性地上调】
导入:瘦素是由各种脂肪库表达的脂肪因子。而早先研究报道瘦素表达在网膜,皮下和肠系膜组织之间变化,少有数据比较在肥胖和正常患者之间的不同组织库的瘦素表达。
方法:收集手术样品及在RNAlater中于-80℃存储。自相同的患者收集自网膜(7个肥胖,4个对照)和皮下(5个肥胖,4个对照)脂肪库的总RNA。cRNA通过使用标准流程产生,及与Codelink人全基因组微阵列杂交过夜。中位标准化的表达数据(任意表达单元)由GeneSifter Data包装分析。结果表示为平均值+/-SEM。
结果:在肥胖对比正常脂肪中总瘦素表达不是显著地更高,(90.7+/-15.1对比.77.7+/-24.9)。在正常皮下和网膜脂肪之间瘦素表达有大差异(130.5+/-30.8对比.24.9+/-8.6),而在肥胖样品中,瘦素表达库之间的差异欠显著(118.4+/-30.0对比71.0+/-11.6;皮下对比网膜)。在皮下库肥胖和正常之间瘦素表达不变化(130.5+/-30.8对比118.4+/-30.0)。但是,瘦素表达的显著增加见于肥胖对比正常网膜脂肪样品(71.0+/-11.6对比24.9+/-8.6)。
结论:肥胖状态改变网膜库中的瘦素表达,而自相同的患者的皮下脂肪中表达未变化。
【实施例5-肥胖症中长链脂肪酸的脂肪细胞蓄积是多因素的,由增加的脂肪酸摄取及涉及脂肪利用的基因的降低的活性所致】
概观.传染性肥胖症导致显著病态和死亡率。肥胖脂肪组织中细胞功能和基因表达的知识会使洞察肥胖症发病机制及指示治疗靶。此例针对测定来自肥胖患者的脂肪组织中脂肪蓄积的研究过程。
简言之,自肥胖肥胖治疗手术患者和性别匹配的正常-重量供体的2个同群收集网膜脂肪。就细胞尺寸,体积和长链脂肪酸(LCFA)摄取比较分离的脂肪细胞。由10K微阵列(同群1:3肥胖,3正常)或全基因组微阵列(同群2:7肥胖,4正常)筛选网膜脂肪RNA。在同群1中使用GeneSifter软件(Geospiza)用在同群2样品中由微阵列,qRT-PCR和通路分析确认的关键结果鉴定基因和通路表达中的统计学差异。
肥胖网膜脂肪细胞增加了可饱和的LCFA摄取的表面积,体积和Vmax。十二烯酰-辅酶Aδ异构酶(DCI),LCFA代谢的中心,在同群1和2中在肥胖脂肪中大致1.6倍低表达。此外,KyotoEncyclopedia of Genes and Genomics(KEGG)通路分析作为在两个同群中具有基因表达的协同,非-随机下调鉴定了氧化磷酸化和脂肪酸代谢通路。
在肥胖网膜脂肪中,可饱和的脂肪细胞LCFA摄取大于对照,及涉及脂肪酸脂解和β-氧化和代谢的关键基因的表达减少。由此,LCFA的增加的摄取及减少的代谢二者贡献于肥胖脂肪细胞中LCFA的蓄积。
导入.研究(A1-15)已显示,细胞LCFA摄取由2种不同过程发生,其中扩散是次要成分。以一般在膳食之间发现的LCFA浓度,80~95%的总细胞LCFA摄取是经可饱和的,可调节的,辅助的运输过程(A7,A8)。动物和患者中的研究指示,脂肪细胞LCFA摄取的调节是身体肥胖的重要控制点(A16-21)。但是,如在肝中(A22-24),许多另外的过程也贡献于LCFA和TG蓄积。因此,为明白导致肥胖症的过程的全体,限定脂肪组织中基因表达的全局模式是重要的。公开的数据指示至少50个不同基因潜在地涉及肥胖症的建立和维持(A22)。
此例讨论测定来自肥胖患者的脂肪组织中脂肪蓄积的多种过程。网膜脂肪组织收集自经历用于治疗病态肥胖症的肥胖治疗手术的患者,及作为初始部分,分析了样品的小同群。研究产生了可经肥胖治疗外科医生及基础科学家的组合的努力实施的翻译研究的病理生理发现和有价值的例证。在患者样品的第2个,更大同群的进行的研究中达到技术和原结果的生物学验证。而且,对自第2同群的样品通过使用替代性的微阵列平台和qRT-PCR二者确认了观察到的自第1同群的关键基因的变化。
【材料和方法】
【患者】
初始研究群(同群1)由同意在用于研究LCFA运输的手术期间移出网膜脂肪样品的经历临床指示的腹部腹腔镜检手术过程的6个患者组成。患者中的3个(2个雄性,1个雌性)是肥胖,及正经历与它们的肥胖症相关的肥胖治疗手术过程。尽管肥胖症及无人处于影响葡萄糖代谢的药物治疗,无受试者具有提升的空腹血糖浓度。其他3个患者(2个雄性,1个雌性)是非-肥胖的,及正经历各种其他临床指示的腹腔镜检过程。无人是糖尿病性,具有显著慢性炎性疾病或恶性肿瘤,或处于可影响葡萄糖代谢的药物治疗,且再次-无人具有提升的空腹血糖。同群2由7个肥胖雌性肥胖治疗手术患者和4个非-肥胖雌性对照组成,全部经历腹腔镜检手术过程。
【生理学研究】
材料:9,10-[3H]油酸(OA)购自NEN Life Science Products,用于脂肪细胞分离的I型胶原酶购自Sigma(St.Louis,MO),无脂肪酸的牛血清白蛋白(BSA)购自Boehringer Mannheim(Indianapolis,IN)和人-胰岛素-特异性和人瘦素RIA试剂盒购自Linco Research,Inc.(St.Charles,MO)。
脂肪细胞的分离:由网膜脂肪样品的胶原酶消化制备人脂肪细胞的悬浮液(A2,A9,A16)。悬浮液于室温维持在Dulbecco氏修饰的Eagle氏培养基(DMEM)达3小时直到加温到37℃用于使用(A16),及符合建立的活力标准(A2,A9,A16)。由在100X的直接光学显微镜,使用以任意单位(1U=9.6μ)测量细胞直径的目镜分度线测量分离的脂肪细胞尺寸。如所述计算对应平均细胞表面积(SA)和细胞体积(Vol)(A25)。
LCFA摄取研究:如所述通过快速过滤测定由网膜脂肪细胞的[3H]-OA摄取的初速度(A1,A2,A16)。简言之,将在100μl的DMEM中的具有知道的细胞计数的细胞悬浮液,添加到240μl的含有500μMBSA及改变的[3H]-OA浓度的DMEM,及于37℃温育0~30s。在4个特定的时间点,停止摄取(A1,A2),将细胞过滤及在滤器上洗涤,及由液体闪烁光谱法计数具有细胞的滤器(A2,A16)。脂肪细胞[3H]-OA摄取在初始30s的温育是线性的(A2,A16)。累积摄取对比时间曲线的斜率,表示初始摄取速度(Vo),由获得的4个样品在此部分的曲线上由线性回归以一式三份计算。
动力学数据的计算和拟合:各测试溶液中未结合的油酸浓度([OAu])由OA:BSA摩尔比(ν)(A26),使用Spector等人的LCFA:BSA结合常数(A27)计算。已之前详细报道了使用这些特定结合常数而非几个替代性的结合常数的原理(A28-30)(A8)。基于现有分析(例如.A5-8),将0.25~2.0的ν值的初始油酸摄取速度的测量根据方程[A1]拟合对应[OAu]的可饱和的和非-可饱和的函数的和:
UT([OAu])=(Vmax·[OAu])/(Km+[OAu])+k·[OAu],
其中UT([OAu])是摄取的实验测量,在pmol/s/50,000细胞中,以规定的[OAu];Vmax和Km是可饱和的油酸摄取组分的最大摄取速度和[OAu]值在1/2最大摄取速度;及k是用于非-可饱和的摄取的速度常数(A2,A7,A8,A19,A21)。数据拟合经SAAM II版本的模拟,分析和建模(SAAM)程序(A31),为在膝上PC计算机上执行而修饰(A32)。现有研究记载,在电流研究中采用的特定条件下,V0及衍生的参数诸如Vmax是跨膜运输的量度,未被预膜现象诸如自BSA的限速解离和在细胞表面细胞周未搅拌的水层对底物利用度的效应(A33),或细胞内结合或代谢(A1)大地修饰。Vmax增加的研究在肥胖症发展早期脂肪细胞尺寸增加之前(A19)和Vmax减小在瘦素-诱导的体重减轻期间脂肪细胞尺寸减小之前(A17),建立Vmax的变化未简单反映细胞体积的变化。
统计学考虑:生理学变量的值报道为平均值±SD,根据描述性统计学的标准方法(A34)计算。用Student氏2-尾t检验评定组之间差异的显著性,α≤0.05被认为显著。
【基因表达研究】
组织收集:在腹腔镜检手术时收集网膜脂肪样品。将样品分开,及将自各活组织检查的1~2g的组织放入RNAlater(Invitrogen,Carslbad,CA)于-80℃长期存储。
总RNA分离:将脂肪样品解冻,然后在15ml的TRIzol(Invitrogen)中均质化。在标准相分离和RNA分离之后,沉淀重悬浮于水,RLT裂解缓冲剂,及乙醇用于RNA清除及柱上DNA酶处理(Qiagen)。洗脱的RNA一贯地具有>2.0的A260/A280比。由生物分析仪电泳图谱中稳健的18S和28S峰的存在确证总RNA的完整性(Agilent)。
微阵列靶标记及杂交:由建立的过程产生生物素-标记的cRNA。简言之,2μg的总RNA用于合成ds cDNA。将此在体外转录反应中与生物素标记的11-UTP温育。cRNA由RNeasy柱(Qiagen)纯化,及由UV分光光度法在260nm处定量。由毛细管电泳(生物分析仪,Agilent)确证生物素-标记的cRNA的粒度分布。10μg的片段化的cRNA在CodeLink人10K微阵列(同群1)或人全基因组微阵列(同群2)上杂交过夜。杂交的cRNA由链霉亲和素-Cy5氟(GEHEALTHCARE)检测。
qRT-PCR验证:在相同的样品中由qRT-PCR检查被发现在同群2中由微阵列分析低表达的7个基因的表达。通过使用http://fokker.wi.mit.edu/primer3/input.htm上的Primer3软件(v.0.4.0)设计个体基因PCR引物(表3)。
表3.用于qRT-PCR研究的引物序列。
选择标准包括大致60℃的Tms,及150和250bp之间的PCR产物长度。从总RNA样品使用TaqMan反转录试剂试剂盒(AppliedBiosystems),用寡dT作为引物合成第1链cDNA。在7300实时PCR系统(Applied Biosystems)上,用
Figure BDA00003270676800642
GREEN PCR Master Mix(Applied Biosystems)在含有500ng cDNA的50μl总体积中,如生产商的指南明细实施PCR。PCR条件是:循环1,于50.0℃2min,循环2,于95.0℃10min,之后是40循环(2步骤;95.0℃0.15min,然后60.0℃1.00min.)。各PCR以一式两份实施。基于它们的稳健的表达,选择BBS4,MIT1F,PGBD3AND PAICS作为对照基因,分析同群1中正常和肥胖网膜脂肪样品之间的最小差异。它们的表达水平的平均值用于标准化全部样品中靶基因DCI-SP1,ECHD,ADH1A,ATP5D,COX4I1,CYC1和NDUFS7的表达。对于各样品,通过使用各测试基因和4个对照基因的平均值之间的ΔCt的平均差异,即AFC=2-(平均ΔΔCt)计算平均倍数变化(AFC)。
数据分析:用GenePix系列B扫描仪(Axon Instruments)实施微阵列点斑检测及通过使用CodeLinkTM表达分析v4.1(同群1)或CodeLinkTM表达分析v5.0(同群2)实施点斑定量。以下简单描述关键定量参数。对个体点斑强度实施局部背景减去,之后是个别基于总体阵列强度的各阵列的计量。在中位-标准化之后,如所述通过使用一组阴性对照探针计算阴性对照阈值(A35)。
基因本体论和KEGG通路分析:然后将中位-标准化的基因表达值输入进GeneSifter基因表达分析套件(Geospiza,Seattle,WA)。蒋显著地不同表达的基因的阵列数据使用GeneSifter软件覆盖在本体论路径(http://www.geneontology.org/)(A36)和KEGG路径(www.genome.jp/kegg/)(A37)。本体论及KEGG通路分析对基因在描述的生物学/生物化学通路中的作用的情景中的个体基因提供数据。如果其z-分值小于-2或大于2,通路被认为自对照基因表达谱显著地改变。
z-分值以GeneSifter计算为:
Figure BDA00003270676800651
其中R=符合选择标准的基因总数,N=测量的基因总数,r=以特定的基因本体论(GO)术语符合选择标准的基因数,及n=用特定GO术语测量的基因总数(38)。具有≥2.0的绝对值的z-分值被认为指示相比对照通路的显著地改变的调节。z分值的含义依赖于报道的分值的情景。当报道为z上分值,正z-分值等于或大于2指示区别表达的基因列表中显著数的基因在该特定通路中实验组中上调。相反,-2或小的负z上分值也显著,及指示在通路中少于预期的基因过表达。对于z下分值,解析如下:正z下分值指示通路中相比预期的更多基因低表达,及负z下分值指示通路中相比预期的更少基因低表达。
【结果】
患者:患者的人口统计学和临床特征总结于表4。
表4.研究患者的人口统计学和临床特征
*p<0.05;**p<0.02;***p<0.001;****0.1>p>0.05相比同群对照
ND未进行的
初始研究群(同群1)由3个肥胖和3个非-肥胖受试者组成,各组2个雄性及1个雌性。同群2由7个肥胖和4个非-肥胖雌性患者组成。2个同群中的肥胖患者和同群1中的对照患者的平均龄近似。同群2中的非-肥胖患者更年轻。实际通过定义,在2个同群中,在肥胖患者中相比在对照患者中BMI显著地更大。在2个同群中肥胖和非-肥胖受试者的值非常类似。在同群1中在另外的研究中,在肥胖相比在对照受试者中空腹血浆瘦素浓度显著地更高。尽管在肥胖患者相比在对照中平均空腹血糖,血浆胰岛素和血清胆甾醇和甘油三酯全部更高,只有同群1的肥胖和非-肥胖患者之间的葡萄糖水平的差异达到统计学意义。
脂肪细胞尺寸:脂肪细胞尺寸测量和脂肪细胞LCFA摄取研究的结果(同群1仅)显示于表5。
表5.脂肪细胞测量和脂肪酸摄取动力学。
Figure BDA00003270676800671
*p<0.05;**p<0.01;***p<0.001;****0.1>p>0.05相比同群对照
在2个同群中,自肥胖患者的脂肪细胞相比自非-肥胖对照的那些略微更大。在2个同群的肥胖相比在非-肥胖患者中,平均细胞直径1.7~1.8倍更大,表面积3.0~3.3倍更大,及细胞体积5.1~6.0倍更大。
LCFA摄取动力学:在同群1中6个研究对象中LCFA摄取曲线的计算机拟合示于图13。如在之前的一系列报道(A16),相比自非-肥胖受试者,自肥胖的曲线中无重叠。可饱和的LCFA摄取的Vmax和非-可饱和的摄取的速度常数(k)在自肥胖患者的脂肪细胞中增加。Vmax的增加统计学地显著;k,及Vmax与细胞表面积的比的增加不是。如同一些生物化学值和脂肪细胞尺寸的量度,肥胖和非-肥胖受试者之间的比较与更大,早先系列中报道的那些平行(A16)。对于一些参数的组之间差异在本研究中未能达到统计学意义,主要由于包含同群1的组的小尺寸。
微阵列分析:在同群1中,在自肥胖个体(n=3)和正常重量供体(n=3)的网膜脂肪的各样品中通过使用Codelink人10K微阵列测量大致10,000个人基因的表达及表达的序列标签(EST)。在同群2中,Codelink人全基因组微阵列查询了各样品中~50,000个基因和EST的表达。由此,如在同群1中的那些评价同群2中的样品中许多基因和EST的~5倍的表达。通过使用GeneSifter(Geospiza,Seattle,WA)软件套件分析中位标准化的表达值用于鉴定区别表达的基因,及具有显著地改变的基因表达的KEGG通路。
表达数据的质量控制的量度:在同群1研究中,各数据点的肥胖(纵坐标)对比正常(横坐标)表达值的平均值的对数-对数标绘图见于图14A(完全数据组)和图14B(由品红色矩形框住的放大部分)。限制的数据扩散到鉴定线的任意侧指示2个数据组的总体等价,而统计学地显著基因(T-测试,对于多测试无修正)指示个体基因的数据扩散的松紧度。此总体等价的第2指示是在芯片上比较4种线粒体核糖体基因(L12,L38,L42或S7)。这4种“持家基因”中无一在2样品组之间的表达中展示显著差异,显示肥胖和正常脂肪库之间的总体代谢等价。总体等价的第3量度可见于对应四分位数标绘图(图14C:肥胖,左和正常,右),其揭示数据组之间无系统性差异。这3种基因表达的全局量度指示2数据组之间无系统性差异,指示如果对特定个体基因检测表达差异,可得到有效生物学结论。从同群2样品得到高度类似质量控制比较。
肥胖脂肪中区别表达的个体基因的鉴定:用最小倍数表达变化实施同群1中3个肥胖和3个正常样品之间的比对,之后是标准t检验和对多测试的修正。使用≥1.5倍的表达差异和≤0.05的p值的标准,在同群1分析中鉴定166个区别表达的基因和EST。但是,在对多测试应用Benjamini和Hochberg修正之后(A39),自此组的仅一个基因,十二烯酰-辅酶Aδ异构酶(3,2-反式-烯酰-辅酶A异构酶)(DCI)在同群1中在2组之间展示统计学地显著差异,在肥胖脂肪中低表达1.6倍(图15A)。此基因编码水合酶/异构酶超家族的成员。编码的蛋白是涉及不饱和的脂肪酸的β-氧化的关键线粒体酶。其催化在顺式-,单-及多不饱和的脂肪酸向2-反式-烯酰-CoA中间体的逐步降解期间出现的3-顺式和3-反式-烯酰-CoA酯的转化。对于同群2样品,结果对于肥胖和正常网膜脂肪样品之间的DCI表达差异几乎相同(图15B)。
肥胖脂肪中脂解相关的基因表达:自三酰甘油储库的脂肪酸释放中的初始步骤是它们经激素性地调控的脂解的水解。此过程中的2种关键基因,腺苷酸环化酶6(图16A和图16B)和腺苷酸环化酶活化肽受体1(图16C和图16D)在2个同群中在肥胖脂肪样品中均低表达。腺苷酸环化酶6编码催化第2信使环状一磷酸腺苷(cAMP)的形成的膜-关联的酶。腺苷酸环化酶活化多肽1受体I型,编码介导腺苷酸环化酶活化多肽1的多样的生物学作用,及与腺苷酸环化酶确实地偶联的膜-关联的受体蛋白。腺苷酸环化酶信号传导级联中的这2个关键基因在肥胖网膜脂肪中低表达的事实指示此组织可展示减少的应答由脂解激素的生理学刺激。
KEGG通路分析:为了鉴定用于通路分析中包括的区别表达的基因的更大组,用未校正的p值≤0.05,不对多测试修正地选择配对比较中的全部基因,由于通路分析本身应用第2水平统计学过滤。使用此未校正的p取值标准,由在同群1中查询的10,000的列表鉴定肥胖和正常脂肪之间的612个区别表达的基因和EST。使此区别表达的基因列表经历鉴定在肥胖对比正常脂肪中具有显著地改变的基因表达的生物学通路的KEGG通路分析,如由显著z上或z下分值所示。同群1中发现的下调控的KEGG通路的完全组显示于表6。无具有z上分值的通路具有足够的被认为生物学显著的区别表达的基因。
表6.具有显著z下分值的KEGG通路。
Figure BDA00003270676800701
在具有显著z下分值和涉及指示生物学关联的足够数量的基因的通路中,选出氧化磷酸化和脂肪酸代谢,二者直接与能量代谢和脂肪酸生物合成和降解相关(A37)。在展示在同群1中差异表达的各通路中的基因中,在具有≥1.2的倍数变化的14个实例之12个中,肥胖脂肪样品相对于自正常重量个体的样品中全部低表达(氧化磷酸化通路中的8个基因,及脂肪酸代谢通路中的6个基因)。同群2中这12个基因的结果通常非常类似于以下描述的那些(表7和8)。
表7.氧化磷酸化通路中下调的基因。
Figure BDA00003270676800702
表8.脂肪酸代谢通路中下调的基因。
同群1中氧化磷酸化通路中低表达的具有≥1.2的倍数变化的个体基因显示于表7。它们包括2种H+运输线粒体ATP合酶,1种溶酶体H+运输ATP酶,2种细胞色素c基因,及2种脱氢酶(泛醌和黄素蛋白)。在内部线粒体膜中发现的组成各种酶促和电子运输复合物的数百种蛋白中,编码这些蛋白中的7种的基因的表达在肥胖网膜脂肪中下调。这些基因中的5种编码是调控酶或运输分子的蛋白,且这些分布在包含电子传递链的全部5种大复合物。结果,甚至各这些的少数下调,当合在一起时,可导致在由复合物V的ATP产生中的重要功能差异。这些下调的基因的功能组织和它们的协同调节已成为此研究中采用的新通路分析的焦点。
在复合物I中,NADH脱氢酶(1.6.5.3/1.6.99.3)是催化电子自NADH转移到辅酶Q的复合物的第1酶。在复合物II中,琥珀酸脱氢酶(1.3.5.1)将琥珀酸还原为富马酸。在复合物III中,泛醇-细胞色素-c还原酶(1.10.2.2)是细胞色素b-c1复合物的含有血红素的组分,其自Rieske蛋白接受电子及将电子转移给线粒体呼吸性链中的细胞色素c。在复合物IV中,Cox4I1(1.9.3.1)是细胞色素c氧化酶(线粒体电子运输的末端氧化酶)的核-编码的多肽链之一。在复合物V中,ATP酶,H+运输,线粒体F1复合物,δ亚基(ATP6V1H,3.6.3.14)活化酶的ATP酶活性及将ATP酶活性偶联于质子流。在自同群1的肥胖脂肪样品中以≥1.2的倍数变化低表达的基因(其是脂肪酸代谢通路的组分)显示于表77。这些基因包括酰基辅酶A氧化酶,醇脱氢酶1A,DCI,另一异构酶(过氧化物酶体D3,D2-烯酰-CoA异构酶),及羟酰基-辅酶A脱氢酶。
qRT-PCR:在同群2样品中由qRT-PCR检查在同群1中由微阵列分析发现低表达的自氧化磷酸化或脂肪酸代谢通路的7个基因的表达。基因是ECHD(3-羟酰基-辅酶A脱氢酶);ADH1a(醇脱氢酶1A);DCI(十二烯酰-辅酶Aδ异构酶);ATP5D(ATP合酶,mitoF1);CYC1(细胞色素c-1);NDUFS7(NADH脱氢酶Fe-S);COX4I1(细胞色素c氧化酶IV)(图17)。这些基因中的7种在同群2中低表达,如用全人基因组微阵列评定。由此,在关于这7种基因的表达的调节方向的人全基因组阵列和qRT-PC之间有完全一致。而且,对于查询的7种基因,肥胖和对照之间的表达差异方向也在2个样品组(同群1和同群2)之间一致,由于这7基因全部在肥胖脂肪样品中低表达。这些发现与肥胖脂肪中通常减少的能量代谢一致。
【讨论】
肥胖症是脂肪和其他组织中LCFA,主要为TG形式的增加的沉积。此沉积是高度选择性的,及其程度和更新甚至在不同脂肪组织库之间不同(例如.A40-43),指示有涉及远高于TG-跨细胞膜的LCFA-必要的构件的被动,未调节的扩散的复杂的成为基础的病理生理学。许多过程可贡献于TG蓄积:增加的LCFA摄取或合成,增加的LCFA转变为TG,或自脂蛋白的预形成的TG的增加的摄取;或通过降低TG脂解替代性地降低的TG或LCFA移出,作为VLDL组分的降低的LCFA和TG排泄,或降低的LCFA氧化(A18,A22-24,A44-46)。这些多过程涉及多基因,例如质膜和细胞内LCFA转运子的基因;脂肪酸或甘油三酯合成酶的基因;预形成的脂蛋白-甘油三酯的受体,酶和其他蛋白关联的输入和/或水解,诸如LDL受体,肝脏脂肪酶和脂蛋白脂肪酶(LPL);与VLDL合成,组件及输出关联的基因;及脂肪酸氧化的蛋白和酶;更不必说多种转录因子和其他调控基因。期望同时测定这些过程。虽然已鉴定这些过程中的许多中涉及的关键基因,对于其他过程,包括细胞LCFA摄取,关键基因未知(A47,A48)。几种过程,诸如细胞LCFA摄取和氧化,可直接检定。虽然其他基因的直接定量更难,可经RNA表达研究实现第1-级逼近。
微阵列表达分析。不被理论束缚,肥胖症发病机制中潜在地涉及的知道的基因数是至少50(A22)。RNA表达微阵列技术是用于分析大量的基因,及也用于鉴定在目标过程(在此情况中,肥胖症)中的作用未知的基因的有效方法。微阵列同时监测自个体样品的数千mRNA的表达。除了提供关于预选择的候选基因的表达的信息之外,微阵列分析的高-通量性质对于鉴定负责复杂疾病诸如肥胖症的病理生理学的候选基因和/或通路是理想的。
本文讨论的数据通过使用2阶段方法分析。第1阶段旨在鉴定表达在正常和肥胖网膜脂肪样品之间显著地不同的个体基因。使用表达中1.5倍差异的标准截止值,根据对多测试的Benjamini和Hochberg修正(39),在同群1中将单基因,十二烯酰-辅酶Aδ异构酶(DCI)或3,2反式-烯酰-辅酶A异构酶鉴定为在肥胖网膜脂肪中低表达。由微阵列和qRT-PCR表达分析在同群2中确认其低表达,提供此结果的生物学和技术验证。此基因是在不饱和的脂肪酸的β-氧化中涉及的线粒体酶。在不饱和的LCFA的逐步降解期间产生的代谢中间体进入柠檬酸循环,其中它们贡献于由氧化磷酸化的ATP产生。中心肥胖症已与n-6不饱和的脂肪酸的增加正相关,及与单-不饱和的脂肪酸反相关(A49)。
DCI的基因组组织。此基因位于染色体座位16p13.3,编码302个氨基酸的预测的蛋白(ENTREZ[NM_001919])。座位16p13.3已由Old Order Amish families的研究中微卫星标记物D16S510的奇分值(LOD分值)的对数(A50)及非洲裔美国人家族富集的非-糖尿病性神经病变的基因组扫描(A51)两次关联到肥胖症-相关的因子,包括BMI。这些报道及本文所述的DCI表达的减小使此成为在肥胖症中的进一步研究的候选基因。DCI表达的~50%损失与一种DCI等位基因的功能损失一致,其可反映此基因区中的微缺失,或单核苷酸多态性(SNP)不利地影响DCI mRNA的剪接或稳定性。
KEGG通路分析。微阵列分析的功效是其允许各样品中数千基因的同时筛选,不被候选基因预选择而有偏。软件的新近发展允许生物学通路的情景中要考虑的基因表达中的变化。Kyoto Encyclopedia ofGenes and Genomics(KEGG)consortium(www.genome.jp/kegg;37)建立了一批基因通路,其基因成员已知作为更大全体的部分相互作用。通路成员基因表达中的显著变化,尤其当变化是协同时(例如:涉及信号传导通路的几个连续成员)指示通路调节和/或功能的生物学有意义的改变是可能的。而且,通路中多基因表达中的相对小变化,各太小至达不到个别意义,可导致沿着通路的通量的生物学显著改变。例如,使用过分简单化的模型,通路中7个基因的10%下调,其中各可被单基因分析忽略,可导致沿着通路通量的≥50%的生物学显著减小。
氧化磷酸化KEGG通路。氧化磷酸化通路捕获通过柠檬酸循环中NADH和琥珀酸的氧化,经ATP合酶产生三磷酸腺苷(ATP)而释放的能量。在此研究中使用的阵列上包括的此通路中的51个基因中,7个区别表达,及这7个在肥胖脂肪中全部低表达。本文讨论的数据显示ATP合酶复合物的2种蛋白组分在肥胖脂肪中下调:ATP合酶F0复合物的G亚基,及F1复合物的δ亚基)。这些结果还显示电子传递链的组分,包括细胞色素c氧化酶,及细胞色素c-1,加NADH脱氢酶和琥珀酸脱氢酶(亚基A)也低表达。不被理论束缚,ATP产生可在肥胖脂肪组织中降低,如果对应蛋白水平也减小。识别由许多亚基,依赖于精致的宏观结构构造而成的5种复合物中的每一种是重要的。
本文讨论的显示在氧化磷酸化中涉及的7种区别表达的基因中的全部7种低表达的数据与对于肥胖症不一致的单合子双胞胎中的类似发现一致(A52)。脂肪活组织检查的微阵列分析中鉴定了氧化磷酸化通路中的在肥胖受试者相比它们的非-肥胖双胞胎中低表达的30个基因。许多这些基因也低表达,包括ATP5L,ATP5B,ATPV1H和CYC1。Mustelin等人也发现了待在肥胖脂肪中低表达的NADH脱氢酶复合物的成员。类似数据已由Patti等人报道(A53),其发现II型糖尿病性墨西哥美国人的骨骼肌中氧化代谢基因表达的协同的减小,与已知调控氧化磷酸化通路中的基因的表达的2种转录因子,核呼吸性因子1(NRF-1)和PPARγ辅激活物1的减少的表达相关。编码这些转录因子的基因不存在于原研究中使用的10K微阵列。在同群2样品中,NRF-1和PPARγ辅激活物1基本上未变化,指示另一机理可负责肥胖网膜脂肪中氧化磷酸化通路基因的一致的下调。
脂肪酸代谢KEGG通路。脂肪酸代谢通路包括酶,其负责LCFA的生物合成和降解,导致乙酰-CoA产生,其然后被导入TCA循环。其中,NADH和琥珀酸的氧化经氧化磷酸化通路中的ATP合酶产生ATP。在由阵列探查的37个基因中,具有差异表达的6个中的6个全部在肥胖脂肪中低表达。各这些低表达的基因在LCFA的代谢中起到作用,及几个已报道在肥胖症中起到作用。网膜脂肪中的酰基-辅酶A氧化酶1(1.3.3.6)表达据说在胃旁路手术后预测体重减轻结果(A54)。DCI(5.3.3.8在图12中与3-羟酰基-辅酶A脱氢酶(1.1.1.35)成组,在LCFA降解中起到关键作用。儿童肥胖症的更高发生率已报道于具有长链3-羟酰基-辅酶A脱氢酶(LCHAD)或三功能蛋白(TFP)缺乏的儿童。给这些儿童低脂肪,高蛋白和更低碳水化合物膳食,导致更低能量摄入,及增加的能量消耗(A55)。
脂解相关的基因表达。本文讨论的显示激素性地刺激的脂解的cAMP介导的信号传导中的关键基因的减少的表达的结果与显示肥胖个体(尤其在自肥胖个体的腹部脂肪(A56)和脂肪细胞)中对儿茶酚胺刺激的钝化的脂肪分解应答的报道一致,部分由于激素敏感脂肪酶的减少的表达(A57)。但是,此复杂系统的更完整的理解还需持续转录组研究。
ABC-转运子KEGG通路。此通路中的基因之一编码ATP-结合盒,亚-家族D(ALD),成员3(ABCD3),ATP-结合盒(ABC)转运子的超家族的成员。ABC蛋白运输各种分子穿过细胞外和细胞内膜。ABCD3是ALD亚家族的成员,其涉及脂肪酸和/或脂肪酰基-CoA的过氧化物酶体输入进细胞器。尽管关于人肥胖症中此基因知道较少,本文讨论的其上调参照其在细胞内LCFA运输中知道的作用而是感兴趣的。不被理论束缚,增加的过氧化物酶体LCFA输入及随后氧化可部分代替由其他发现进一步研究指示的降低的线粒体β-氧化。
结果验证。微阵列结果分析需要验证是广泛接受的。此可涉及第2、独立地收集的组的样品的生物学验证,及通过使用替代性的微阵列平台或完全不同技术诸如qRT-PCR的科学验证。验证也可通过由调控的基因编码的蛋白,或生物学活性的测量来实现。在本研究中,生物学验证由2个独立地收集的样品组的研究达到,及技术验证由使用2个不同微-阵列平台和qRT-PCR达到。
在早期的微-阵列分析中,由于关心使对于给定样品数千同时比较中涉及的统计学问题,认为非常大样品尺寸是必要的。随着关于此问题的统计学理论的发展,需要的数显著地减少。2006年由全部主要政府科学机构发起的主要会议的共同报道总结,n=5/组对于多数微-阵列分析足够(A58)。自该会议后,数进一步下降。微阵列论文的可同意的数已在有声誉的期刊基于甚至更小同群中的研究公开,包括n=3/组的那些(例如.A59-61)。本研究在公开的2006指南之内。
因为组织之内的不同细胞群可以不同速度表达特定基因,在实施微-阵列分析之前将组织分级分离纯化的细胞群一度被认为的重要。此在特定实例中可仍是有用的,但基因表达阵列研究趋向了离开此,由于细胞分离过程本身可在基因表达中导入大多数人工的变化。此已在全血对比中尤其良好研究。PBMC比较,其中RNA表达中的变化由于实验操作可严重地掩盖在体内进行着什么(A62)。许多目前相信细胞分级分离是仅在特定情况中必要的。本研究在未分级的脂肪组织样品中进行。不被理论束缚,影响与非-肥胖脂肪中的结果比较的增加的巨噬细胞浸润进肥胖脂肪在研究中似乎非常不可能,诸如此,其中关键结果是肥胖脂肪样品中多个生物学关联基因的下调。而且,未分级的肥胖对比非-肥胖网膜脂肪中23个巨噬细胞-特异性基因的表达比平均为1.1±0.06,强烈反驳观察到的DCI及相关的基因的下调反映巨噬细胞浸润的可能性。
肥胖脂肪细胞中长链脂肪酸蓄积的工作模型。许多实验室检查了肝中LCFA摄取,LCFA处置和细胞TG含量之间的平衡,由于其涉及肝脏脂肪变性的发病机制(A18,A22-24,A44-46)。类似考虑应用于脂肪细胞和肥胖症的病理生理学。在正常重量受试者的脂肪细胞中,允许膳食-相关的昼间变化,LCFA摄取(包括辅助的运输)和降解(包括β-氧化)或消除(例如脂解)处于平衡。因而,各细胞中脂肪净量是基本上经时恒定的,导致见于非-肥胖受试者的相对稳定的重量。相反,在自肥胖受试者的脂肪细胞中,由基因表达分析指示本文讨论的摄取研究中显示的增加的辅助的LCFA摄取,及减少的β-氧化,脂解和LCFA代谢的组合,导致LCFA和TG经时蓄积。
LCFA动力学和代谢基因的表达中观察的变化的结果会是LCFA和TG的慢性蓄积,导致增大的脂肪细胞和显著体重经时增长。此研究的强度是高-通量第1阶段,其中查询数千基因;及第2阶段的系统生物学方法的组合,其中鉴定了含有统计学地显著数的具有改变的表达的基因的建立的通路。鉴定的基因的微阵列分析与扩展的通路过滤的组合越来越被认为是现有技术领域方法,其应会引导未来实验验证。不被理论束缚,相比靶向仅通路的许多基因组分之一的药物,组分针对这些通路中的各种靶的药物混剂的协同效应可以更低个体剂量,具有更少毒性,及在更多患者中工作。肥胖治疗手术和基础科学之间的界面可证明为实施此批评性地重要翻译研究的最佳地点。
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【实施例6-c57BL/6J DIO小鼠中的Spexin剂量应答实验】
由在全部知道的信号传导系统是完整的膳食-诱导的-肥胖症(DIO)小鼠中每天IP注射Spexin(约3μg/kg/天,约10μg/kg/天,约30μg/kg/天,及约100μg/kg/天)来研究Spexin对体重减轻的效应。测试正常重量和DIO小鼠的瘦素,胰岛素和Spexin的循环水平。
药物级Spexin(在小鼠和人中正常循环的14个氨基酸肽)已由常规固态化学合成,及由Phoenix Pharmaceuticals(Burlingame,CA)纯化至>95%同一性。将此剂在1×无菌盐水(pH7.4)中以4个不同浓度溶解,从而可在各剂量组将10μg/kg/天/QD,50μg/kg/天/QD,250μg/kg/天/QD或500μg/kg/天/QD的剂量施用于5小鼠。以0.2ml体积/剂量/天经IP注射递送10ng/天,50ng/天,250ng/天或500ng/天的最终总剂量。例如,为递送总10ng/天,IP施用每天2次注射各5ng(Spexin的浓储物浓度是25ng/ml)。或者,为递送10ng/天,也可IP施用每天注射10ng(Spexin的浓储物浓度会是50ng/ml)。剂量计算为导致Spexin的生理学水平,导入一些纬度以允许基于可利用的当前数据粗估计和Spexin的基本药理学参数的初步表征。
自Jackson Labs的C57BL/6J DIO小鼠,其平均重量在17周是大致30%大于它们的龄匹配的对照,使该小鼠在起始Spexin施剂研究之前适应实验室条件环境。
【实验概述】
Spexin剂量-应答实验。此实验的目的是测定Spexin的剂量用于随后研究。通过每天体重监测,食品和水消费追踪Spexin的效应,及周期性地检定它们的血浆中的瘦素,胰岛素和Spexin。
各种鼠肥胖症模型中的Spexin施剂
Figure BDA00003270676800862
本文所述的研究会在活动物中通过在缺失或存在Spexin下,以及在缺失或存在Spexin下在各种生理条件经传统神经科学技术,诸如免疫组织化学,及由功能成像,诸如PET扫描测量和/或分析Spexin和其对下丘脑的作用来扩展。
【实施例7-c57BL/6J DIO小鼠中的Spexin实验】
肥胖症在US在成年和儿童中达到了传染性比例,及关联到无数的共病,包括胰岛素抗性,代谢综合征,2型糖尿病,及脂肪肝疾病。全人基因组微阵列用于鉴定表达在自肥胖患者的网膜和皮下脂肪样品中改变的个体基因和生物学通路。在肥胖脂肪中最显著低表达的基因是Spexin,最近鉴定的未知功能的肽,其未曾被报道在脂肪中表达。数据显示Spexin mRNA在自正常重量人受试者的网膜和皮下脂肪中高度表达,但在肥胖脂肪样品中显著地减少(~15倍)(p<0.00292)。血清Spexin肽水平是在肥胖相比在非-肥胖患者中大致10×更低(p<0.0002),及肥胖患者和正常重量对照的血清中的Spexin和瘦素水平展示强负相关(r=-0.92)。人患者中的这些发现和高脂肪膳食饲喂(HFD)肥胖小鼠中的并行发现指示Spexin在食品消费,能量代谢和体重调节中起到作用。
以10μg/kg体重/天IP给肥胖HFD-饲喂C57BL/6J小鼠施用Spexin。注射减少了具有HFD-诱导的肥胖症的小鼠的食品消费和体重,而对应对照HFD-小鼠,仅接收媒质,持续增重。之前显示脂肪细胞LCFA摄取的调节是身体肥胖的重要控制点,在肥胖HFD-饲喂小鼠中将Spexin以一定剂量随后施用7周以维持体重(图19)。

Claims (50)

1.治疗受试者中肥胖症或肥胖症-关联的病症的方法,所述方法包括给受试者施用有效量的Spexin,由此治疗受试者中的肥胖症或肥胖症-关联的病症。
2.治疗受试者中肥胖症或肥胖症-关联的病症的方法,所述方法包括给有需求的受试者施用包含SEQ ID NO:1的多肽,或其药学可接受的盐,由此治疗受试者中的肥胖症或肥胖症-关联的病症。
3.促进肥胖受试者或患肥胖症-关联的病症的受试者中的饱感的方法,所述方法包括给受试者施用有效量的Spexin,由此促进肥胖受试者中的饱感。
4.促进肥胖受试者或患肥胖症-关联的病症的受试者中的饱感的方法,所述方法包括给有需求的受试者施用包含SEQ ID NO:1的多肽,或其药学可接受的盐,由此促进肥胖受试者中的饱感。
5.促进肥胖受试者或患肥胖症-关联的病症的受试者中的体重减轻的方法,所述方法包括:
(a)给受试者施用有效量的Spexin;以及
(b)测定是否相比在用Spexin处理之前的受试者的体重,Spexin降低了受试者的体重,
由此促进肥胖受试者或患肥胖症-关联的病症的受试者中的体重减轻。
6.促进肥胖受试者或患肥胖症-关联的病症的受试者中的体重减轻的方法,所述方法包括:
(a)给有需求的受试者施用治疗性量的包含SEQ ID NO:1的多肽或其药学可接受的盐;以及
(b)测定是否相比在用包含SEQ ID NO:1的多肽处理之前的受试者的体重,包含SEQ ID NO:1的多肽降低了受试者的体重,
由此促进肥胖受试者或患肥胖症-关联的病症的受试者中的体重减轻。
7.降低肥胖受试者或患肥胖症-关联的病症的受试者中的血清瘦素水平的方法,所述方法包括:
(a)给受试者施用有效量的Spexin;以及
(b)测定是否相比在用Spexin处理之前的受试者的血清瘦素水平,Spexin降低了受试者的血清瘦素水平,
由此降低肥胖受试者或患肥胖症-关联的病症的受试者中的血清瘦素水平。
8.降低肥胖受试者或患肥胖症-关联的病症的受试者中的血清瘦素水平的方法,所述方法包括:
(a)给有需求的受试者施用治疗性量的包含SEQ ID NO:1的多肽或其药学可接受的盐;以及
(b)测定是否相比在用包含SEQ ID NO:1的多肽处理之前的受试者的血清瘦素水平,包含SEQ ID NO:1的多肽降低了受试者的血清瘦素水平,
由此降低肥胖受试者或患肥胖症-关联的病症的受试者中的血清瘦素水平。
9.权利要求1~8之任一项的方法,其中受试者是人或非-人动物。
10.权利要求9的方法,其中非-人动物是小鼠,大鼠,狗或猫。
11.权利要求1~8之任一项的方法,其中肥胖症-关联的病症包括代谢病症,高血压,充血性心力衰竭,脂质相关的病症,II型糖尿病,胆囊疾病,骨关节炎,睡眠呼吸暂停,癌,多囊性卵巢综合征(PCOS),或其组合。
12.权利要求11的方法,其中代谢病症包括高血糖,胰岛素抗性,高胰岛素血症,代谢综合征,或其组合。
13.权利要求11的方法,其中脂质相关的病症包括动脉粥样硬化,HIV脂质营养不良,冠状心脏病,血脂异常,或其组合。
14.权利要求11的方法,其中癌包括子宫内膜癌,乳腺癌,结肠癌或其组合。
15.权利要求1~8之任一项的方法,其中受试者的体重指数(BMI)大于约25kg/m2
16.权利要求1~8之任一项的方法,其中受试者的体重指数(BMI)大于约30kg/m2
17.权利要求1~8之任一项的方法,其中受试者的体重指数(BMI)大于约35kg/m2
18.权利要求1,3,5或7之任一项的方法,其中在用Spexin治疗之后受试者显示脂肪组织质量减小。
19.权利要求1,3,5或7的方法,其中施用的量导致血清中至少约1ng/ml。
20.权利要求1,3,5或7的方法,其中施用的量导致血清中至少约3ng/ml。
21.权利要求1,3,5或7的方法,其中施用的量导致血清中至少约10ng/ml。
22.权利要求1,3,5或7的方法,其中施用的量导致血清中至少约30ng/ml。
23.权利要求1,3,5或7的方法,其中施用的量导致血清中至少约100ng/ml。
24.权利要求1,3,5或7的方法,其中施用的量导致血清中至少约250ng/ml。
25.权利要求1,3,5或7的方法,其中施用的量导致血清中至少约500ng/ml。
26.权利要求1,3,5或7的方法,其中Spexin以每天至少一次或每天至少两次施用。
27.权利要求1,3,5或7的方法,其中Spexin施用至少1周,至少2周,至少3周,至少4周,至少5周,至少6周,至少8周,至少10周,至少12周,至少24周,或至少48周。
28.权利要求1,3,5或7的方法,其中Spexin施用至少1年,至少1.5年,至少2年,至少2.5年,或至少5年。
29.检测人受试者中肥胖症或肥胖症-关联的病症的存在或倾向的方法,所述方法包括:
(a)自受试者获得生物学样品;以及
(b)检测相比未患肥胖症或肥胖症-关联的病症的受试者,受试者中肥胖症-标记(OS)基因的表达是否有改变。
30.权利要求29的方法,其中肥胖症-标记(OS)基因包含表7~8中的任何一个中显示为的上调的任何基因,或其组合。
31.权利要求29的方法,其中肥胖症-标记(OS)基因包含Spexin,表7~8中的任何一个中显示为的下调的任何基因,或其组合。
32.权利要求29的方法,其中检测包括在样品中检测是否有OSmRNA,OS多肽,或其组合的增加。
33.权利要求29的方法,其中检测包括在样品中检测是否有OSmRNA,OS多肽,或其组合的减少。
34.权利要求29的方法,其中肥胖症-关联的病症包括代谢病症,高血压,充血性心力衰竭,脂质相关的病症,II型糖尿病,胆囊疾病,骨关节炎,睡眠呼吸暂停,癌,多囊性卵巢综合征(PCOS),或其组合。
35.权利要求34的方法,其中代谢病症包括高血糖,胰岛素抗性,高胰岛素血症,代谢综合征,或其组合。
36.权利要求34的方法,其中脂质相关的病症包括动脉粥样硬化,冠状心脏病,血脂异常,HIV脂质营养不良,或其组合。
37.权利要求34的方法,其中癌包括子宫内膜癌,乳腺癌,结肠癌或其组合。
38.权利要求29的方法,其中检测包括在样品中测定是否表7~8中的任何一个中显示为下调的至少2个OS基因,至少3个OS基因,至少4个OS基因,至少5个OS基因,至少6个OS基因,至少7个OS基因,至少8个OS基因,至少9个OS基因,或至少10个OS基因,Spexin,或其组合的表达相比正常样品中的表达降低。
39.权利要求29的方法,其中检测包括在样品中测定是否表7~8中的任何一个中显示为上调的至少2个OS基因,至少3个OS基因,至少4个OS基因,至少5个OS基因,至少6个OS基因,至少7个OS基因,至少8个OS基因,至少9个OS基因,或至少10个OS基因,或其组合的表达相比正常样品中的表达增加。
40.权利要求29的方法,其中检测包括基因测序,选择性杂交,选择性扩增,基因表达分析,或其组合。
41.权利要求29的方法,其中样品包括皮下脂肪组织,网膜脂肪组织,全血,血浆,血清,白细胞,或肠系膜脂肪组织。
42.用于测定是否来自受试者的样品呈现至少2个或更多OS基因的增加的或降低的表达的诊断试剂盒,所述试剂盒包含与OS基因特异性杂交的核酸引物,其中引物仅当表7~8中的任何一个中的OS基因,Spexin,或其组合存在时会引发聚合酶反应。
43.鉴定对于治疗受试者中的肥胖症或肥胖症-关联的病症有用的Spexin-调节化合物的方法,所述方法包括:
(a)给肥胖症或肥胖症-关联的病症的小鼠模型施用测试剂;以及
(b)测定是否相比测试剂缺乏的小鼠,测试剂改变了血清Spexin水平,血清瘦素水平,体重表型,或其组合,
由此鉴定对于治疗肥胖症或肥胖症-关联的病症有用的化合物。
44.权利要求43的方法,其中血清Spexin水平增加。
45.权利要求43的方法,其中血清瘦素水平降低。
46.权利要求43的方法,其中体重表型是脂肪组织质量的减小。
47.权利要求43的方法,其中测试剂包含多核苷酸,小有机分子,小无机分子,可溶性肽,或抗体。
48.权利要求47的方法,其中抗体与Spexin蛋白或其片段特异性结合。
49.权利要求47的方法,其中多核苷酸是特异性抑制编码Spexin蛋白的Spexin基因的表达的反义RNA。
50.权利要求47的方法,其中多核苷酸是特异性靶向编码Spexin蛋白的Spexin基因的siRNA。
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