CN103626866B - 胰多肽家族基序、包含该基序的多肽和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了新的胰多肽家族(“PPF”)多肽及其使用方法。
Description
本申请是申请日为2005年12月12日、申请号为200580047198.8、发明名称为“胰多肽家族基序、包含该基序的多肽和方法”的发明专利申请的分案申请。
相关申请
本申请要求2005年2月11日提交的未决美国申请No.11/055,098;和2004年12月13日提交的美国临时申请No.60/635,897的优先权,每篇申请在此以其整体引入作为参考。
序列表
以纸件以及光盘上文件名“0406PCT2序列表.txt.”的计算机可读形式(CRF)提交了本申请中的序列表。
背景
多种相关激素构成了胰多肽家族(“PPF”)。胰多肽(“PP”)作为胰岛素提取物的污染物被发现并通过其来源的器官而不是功能重要性来命名(Kimmel等,Endocrinology83:1323-30(1968))。PP是含有不同结构基序的36个氨基酸肽(SEQIDNO:1)。随后在肠提取物中发现了相关的肽并由于N-和C-端酪氨酸将其命名为肽YY(“PYY”)(SEQIDNO:2)(Tatemoto,Proc.Natl.Acad.Sci.USA79:2514-8(1982))。之后在脑提取物中发现了第三种相关的肽并将其命名为神经肽Y(“NPY”)(SEQIDNO:4)(Tatemoto,Proc.Natl.Acad.Sci.USA79:5485-9(1982);Tatemoto等,Nature296:659-60(1982))。
已经报道了这三种相关的肽发挥不同的生物学作用。PP的作用包括胰腺分泌的抑制和胆囊的松弛。中枢给予的PP产生通过局限于下丘脑和脑干的受体介导的进食的适度提高(Gehlert,Proc.Soc.Exp.Biol.Med.218:7-22(1998)中的综述)。
进食后产生PYY(SEQIDNO:2)的释放。PYY的可替换分子形式是PYY(3-36)(SEQIDNO:3)(Eberlein等,Peptides10:797-803(1989);Grandt等,Regul.Pept.51:151-9(1994))。该片段构成人和犬小肠提取物中总PYY-样免疫反应性的大约40%和禁食状态中总血浆PYY免疫反应性的约36%至进食后的略微超过50%。显然是PYY的二肽酰肽酶-IV(DPP4)分裂产物。报道了PYY(3-36)是Y2和Y5受体的选择性配体,其在偏好N-端截短的(即,C-端)NPY类似物方面在药理学上显示出独特性。报道了PYY的外周给予降低了胃酸分泌、胃运动性、外分泌的胰腺分泌(Yoshinaga等,Am.J.Physiol.263:G695-701(1992);Guan等,Endocrinology128:911-6(1991);Pappas等,Gastroenterology91:1386-9(1986))、胆囊收缩和肠运动性(Savage等,Gut28:166-70(1987))。PYY中枢注射对胃排空、胃运动性和胃酸分泌的作用,如在后脑/脑干中或周围直接注射后看到的(Chen和Rogers,Am.J.Physiol.269:R787-92(1995);Chen等,Regul.Pept.61:95-98(1996);Yang和Tache,Am.J.Physiol.268:G943-8(1995);Chen等,Neurogastroenterol.Motil.9:109-16(1997)),可不同于外周注射后观察到的那些效果。例如,中枢给予的PYY具有一些与在此关于外周注射PYY(3-36)所述的那些相反的效果,因为刺激了胃酸分泌,而不是抑制。只有结合促甲状腺激素释放激素(TRH)刺激才抑制胃运动性,但单独给药时没有抑制,实际上在较高剂量通过推定的与PP受体的相互作用是刺激性的。已经表明PYY在中枢给药后刺激食物和水摄入(Morley等,BrainRes.341:200-3(1985);Corp等,Am.J.Physiol.259:R317-23(1990))。
同样,最早报道的NPY(SEQIDNO:4)的中枢作用之一是增加食物摄入,特别是在下丘脑中(Stanley等,Peptides6:1205-11(1985))。报道了PYY和PP模拟这些作用,并且PYY更有效或和NPY一样有效(Morley等,BrainRes.341:200-3(1985);Kanatani等,Endocrinology141:1011-6(2000);Nakajima等,J.Pharmacol.Exp.Ther.268:1010-4(1994))。几组发现NPY诱导的进食规模高于之前测试的任一种药理学物质所诱导的,并且是非常长效的。已经在多种物种中再现了NPY诱导的进食刺激。在三种基础的常量营养物(脂肪、蛋白质和碳水化合物)中,碳水化合物的摄入优选被刺激。对NPY的开胃效果没有看到耐受性,并且在10天内重复该肽的给药时,观察到体重增加速率的显著提高。饥饿后,下丘脑PVN中的NPY浓度随着时间而提高,并且在食物摄入后快速恢复至对照水平。
药理学研究和克隆努力已经揭示了PP家族肽一组七种跨膜受体,并且已经将这些受体指定为Y1至Y6的名称(和推定的PYY-偏好性受体Y7)。这些受体的典型信号应答与其他Gi/G0-偶合受体的那些相似,即腺苷酸环化酶的抑制。即使在受体中具有相当低的序列同源性,明显的是在Y1、Y4和Y6受体之间存在一簇氨基酸序列相似性,而Y2和Y5限定其他的家族。通过各种肽效价的排序已经鉴定出其他结合位点。已经将还未被克隆的NPY-偏好受体称为Y3,并且存在PYY-偏好受体(推定的Y7受体)存在的证据(综述在Michel等,Pharmacol.Rev.50:143-50(1998);Gehlert,Proc.Soc.Exp.Biol.Med.218:7-22(1998))。
已经提示Y5和Y1受体为食物摄入应答的主要介质(Marsh等,Nat.Med.4:718-21(1998);Kanatani等,Endocrinology141:1011-6(2000))。普遍的观点一直是内源性NPY,通过这些受体,提高了进食行为。肥胖症的建议疗法总是针对NPY受体的拮抗作用,而治疗厌食症的疗法针对该配体家族的激动剂(参见,例如,美国专利No.5,939,462;6,013,622;和4,891,357)。总的来说,报道了PYY和NPY在研究过的所有Y1、Y5(和Y2)受体测定法中是等效价的和同样有效的(Gehlert,Proc.Soc.Exp.Biol.Med.218:7-22(1998))。
在药理学上,通过呈现出对神经肽Y的C-端片段的亲和性,将Y2受体与Y1区分开来。最常见是通过神经肽Y(13-36)的亲和性来区分Y2受体,尽管神经肽Y的3-36片段和肽YY提供了提高的亲和性和选择性(参见Dumont等,Soc.forNeurosci.Abstracts19:726(1993))。通过Y1和Y2受体的信号传递与腺苷酸环化酶的抑制偶合。还发现与Y2受体的结合通过选择性抑制N-型钙通道降低了突触中的胞内钙水平。此外,Y2受体,和Y1受体一样,呈现出与第二信使不同的偶合(参见,美国专利No.6,355,478)。在多种脑部位,包括海马、侧黑质、丘脑、下丘脑和脑干中发现了Y2受体。已经克隆了人、鼠、猴子和大鼠的Y2受体(例如,参见,美国专利No.6,420,532和美国专利No.6,355,478)。
推定的Y3受体的主要特征是它们识别NPY,而PYY的功效至少低一个数量级。Y3受体表示唯一的显示出对NPY偏好的结合位点/受体。
存在另外的结合位点/受体,其显示出对PYY的偏好,称为PYY偏好性受体,在此将其称为Y7受体。已经报道了与该受体或这类受体不同等级的结合,提示在该类别中存在多于一种的受体。在大部分情况中,已经用来描述其中PYY效价高于NPY三至五倍的受体。药理学国际联盟关于NPY、PYY和PP受体命名的推荐是不使用术语PYY偏好性受体,除非观察到PYY和NPY之间至少二十倍的效价差异(Michel等,Pharmacol.Rev.50:143-50(1998))。然而,对于本发明公开的目的,关于Y7受体或PYY偏好性受体的药理学意思是指具有任何程度相对于NPY偏好PYY的受体。
肥胖症及其相关疾病在美国和全世界是常见的和非常严重的公众健康问题。据估计约64%的美国人超重或肥胖(略约九千七百万成人),并且通常认为这些数量是递增的。认为超重或肥胖的人是具有等于或大于25的体重指数(BMI)的那些。BMI是通常用来表达体重与身高关系的数学公式;将以千克计的人体重除以以米计的其身高的平方(即,wt/(ht)2)。在人健康环境中,通常认为具有25至29.9BMI的个体是超重的,而通常认为具有30或更高BMI的个体是肥胖的。病态肥胖指的是40或更高的BMI。根据关于鉴定、评价和治疗成人超重和肥胖的NIH临床指南,认为所有具有25或更高BMI的成人(18岁或年龄更大)因超重和肥胖而有早死和残疾的风险。这些健康风险随着个体肥胖严重程度的提高而提高更多。
肥胖或超重可实质上增加高血压;血脂异常;2型糖尿病;冠心病;中风;胆囊病;骨关节炎;睡眠窒息和呼吸问题;和子宫内膜、乳房、前列腺和结肠癌发病率的风险。较高的体重还与所有诱因的死亡率的提高相关。此外,肥胖和超重可以使人对其自身具有消极的自我印象。
较高的身体肥胖对于2型糖尿病是已知的最强烈风险因素,并且是心血管疾病的强烈风险因素。肥胖症是高血压,动脉粥样硬化,充血性心力衰竭,中风,胆囊病,骨关节炎,睡眠窒息,生殖性疾病如多囊性卵巢综合征,乳房、前列腺和结肠癌,以及全身麻醉并发症提高发病率的公认风险因素(参见,例如,Kopelman,Nature404:635-43(2000))。它缩短寿命并带有以上共同发病,以及病症如感染、静脉曲张、黑棘皮病、湿疹、运动不耐受、胰岛素抗性、高血压高胆固醇血、胆石病、娇形损伤和血栓栓塞疾病的严重风险(Rissanen等,Br.Med.J.301:835-7(1990))。肥胖症也是称为胰岛素抗性综合征或“综合征X”的一组病症的风险因素。最近对全世界肥胖症和相关疾病的医疗成本的估算是$1500亿。认为肥胖症的发病机理是多因素的;通常,在肥胖或超重受试者中,当营养素利用度和能量消耗平衡时,形成过多的脂肪组织。肥胖症通常是可治疗性差、慢性、基本上难控制的代谢疾病。适用于减轻肥胖人体重的治疗药物对他们的健康具有明显的有益效果。
出于这些原因,存在对治疗肥胖症的巨大兴趣。现有的疗法包括标准饮食和锻炼,非常低热量的饮食,行为治疗,涉及食欲抑制剂、生热药物、食物吸收抑制剂的药物治疗,机械装置如颌栓结术(jawwiring)、腰带和球,以及外科手术,如胃旁路。Jung和Chong,ClinicalEndocrinology,35:11-20(1991);Bray,Am.J.Clin.Nutr.,55:538S-544S(1992)。
除了为了身体健康而治疗肥胖症的兴趣,关于自身外形良好和感觉良好的驱动力总是有兴趣的且是可获利的市场。据美国美容整形外科协会报道,在2002年进行了六百九十万美容程序。吸脂术是最常用的外科手术方法。此外,国家卫生统计学中心报道,在2002年全部成年美国人的约三分之一进行了常规闲暇时间的身体活动。
通常,尽管失去脂肪是理想的,而失去瘦的身体物质(蛋白质)不是理想的。瘦的身体物质在代谢和生理学上是高度活性的。瘦的身体物质含有所有的身体蛋白质。不存在真实的蛋白存储,因为每个蛋白分子在维持体内稳态中具有作用。认为身体蛋白质的丢失对个体的健康是有害的。瘦的身体物质中的大部分蛋白质在骨骼肌块中。瘦的身体物质是50-60%重量的肌肉物质,剩下是骨和腱。蛋白质构成肌肉、内脏、红细胞和结缔组织中的关键细胞结构。引导代谢的酶和维持免疫功能的抗体,也是蛋白质。此外,具有较大的瘦的身体物质与脂肪比例的身体对一些个体来说在美学上更令人愉悦。因此,理想的是防止或最小化瘦的身体物质的丢失,即使是在减少身体脂肪的同时。
热量限制,不论其形式,可以引起身体蛋白的分解代谢并产生负氮平衡。因此,补充蛋白质的饮食,作为减少热量限制过程中氮流失的方式获得了普及。已经报道了蛋白质富余(sparing)的改进禁食在青少年的体重减轻中是有效的。Lee等,Clin.Pediatr.,31:234-236(1992年4月)。然而,这些饮食只产生适度的氮富余。
仍然需要发展其它的PYY类似物多肽。因此,本发明的目的是提供这类PYY类似物多肽及其生产和使用方法。存在促进脂肪丢失但仍然保留瘦的身体物质或最小化其丢失的有效方式的需要。在此所述的是改变身体组成的新方法。
在此参照的所有文件引入本申请中作为参考,和在此全部列出一样。
概述
本发明总地涉及在整个长度的PYY(3-36)上与PYY(3-36)具有至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、至少92%、至少94%或至少97%序列同一性的胰多肽家族(“PPF”)多肽,还包括至少两个PPF基序,该基序包括至少N-端多脯氨酸PPF基序和C-端尾PPF基序。本发明的其他PPF基序可以对应于包括PP、PYY和NPY的PP家族多肽中任一个的任意基序。在特定实施方案中,PPF多肽不包括非天然的氨基酸。在其他实施方案中,PPF多肽不包括已知的天然产生的物种变体。
一方面,本发明的PPF多肽包含PYY类似物多肽。在本发明的另一个方面,本发明的PPF多肽包含PPF嵌合多肽,该嵌合多肽包含共价连接PP、PYY或NPY多肽的至少一个其他片段的PP、PYY或NPY多肽的片段,其中每个PP、PYY或NPY片段包括PPF基序。本发明这类PPF类似物多肽和PPF嵌合多肽在完整长度的PYY(3-36)将呈现出与天然PYY(3-36)至少50%的序列同一性。在特定的实施方案中,理想的PPF嵌合多肽包含结合C-端PYY片段的N-端PP片段。在其他实施方案中,PPF嵌合多肽包含结合C-端NPY片段的N-端PP片段。在其他实施方案中,PPF嵌合多肽包含N-端PYY片段和C-端PP或NPY片段。在其他实施方案中,PPF嵌合多肽包含结合C-端PYY或PP的N-端NPY。在其他实施方案中,PPF嵌合多肽可不包括结合C-端NPY片段的N-端PP片段。再在其它的实施方案中,PPF嵌合多肽可不包括结合C-端PYY片段的N-端NPY片段。
本发明的另一方面,提供了治疗或预防肥胖症的方法,其中该方法包括将治疗或预防有效量的本发明PPF多肽给药于需要该治疗或预防的受试者。在一些实施方案中,受试者是肥胖或超重的受试者。尽管通常将“肥胖症”定义为超过30的体重指数,对于本发明公开内容的目的,任何需要或希望减轻体重的受试者,包括具有小于30的体重指数的那些,都包括在“肥胖”的范围内。胰岛素抗性、葡萄糖不耐受或具有任何形式糖尿病(例如,1、2型或妊娠期糖尿病)的受试者可以得益于这种方法。
在一个总的方面,本发明的方法包括使用PPF多肽来改变身体组成,例如,减少身体脂肪,但不减少瘦的身体物质。可以以例如体重(例如,以克计的减少或增加)、身体脂肪的百分比和瘦的身体物质或蛋白质(可交换使用)的百分比,或身体脂肪与瘦组织的比例来表示身体组成的改变。
尽管已经报道了PYY可以用于调节过饱(美国6,558,708)或控制体重(美国专利申请No.10/016,969、WO2003026591和WO2003057235),现在已经令人意外地发现,PPF多肽对身体可具有代谢效果并可以用于影响身体组成,导致所需的身体脂肪流失,但保留了瘦的身体物质或最小化其流失。
在特定实施方案中,本发明的方法包括减少身体脂肪或减少或防止身体脂肪增加,同时节约、最小化损失或甚至增加瘦的身体物质。其他实施方案包括控制体重和/或雕塑体形。对这些方法可能感兴趣的受试者是超重或肥胖的那些个体,以及瘦的那些个体。例如,具有瘦身体组成的受试者,例如,健身者和其他运动员,也可以得益于本发明。对于他们减轻或保持他们的体重是理想的,例如停留在特定的体重级别范围,但为了更强壮、耐力、持久力和/或更多肌肉外观仍然保持或增加他们的瘦的身体物质。这类方法还可以用于希望更大的瘦的身体物质与脂肪比例的任何动物。这类用途的实例包括,但不限于,产生上等外形的狗或产生上等的赛马或驮马。
一个总的方面,本发明的方法包括使用PPF多肽来减少用于消费的动物中的脂肪含量。本发明的方法可包括产生更瘦的肉源。本发明的组合物和方法可以用于家畜,包括但不限于鸡、火鸡、牛、猪和绵羊。
考虑到本发明的方法可以结合其他形式的营养方案和体重减轻计划使用,如以上已经描述的那些,例如,包括生活方式改变的那些以及外科手术,生活方式改变包括监控食物摄入(数量和质量)和锻炼。营养方案包括用于提高瘦的身体物质的那些,如健身者所遵照的那些。
另一个总的方面,PPF多肽降低了动物中的呼吸商(RQ),其表示在组织和细胞水平提高的用于能量的脂肪利用(提高的脂肪酸β-氧化)。因此,PPF多肽在以下病症中可以是治疗有用的,在该病症中非脂肪组织中提高的脂肪酸β-氧化是理想的,同时维持、最小化损失或提高瘦的身体物质。这类病症实例包括,但不限于,非酒精性脂肪性肝炎(steatohepatitis,NASH)(Grant等,Nonalcoholicfattyliverdisease,AnnHepatol.3(3):93-97月-9月,2004年),其中患者呈现出病理上升高的肝脏脂肪含量,和脂肪代谢障碍,其中患者缺少显著脂肪储存,并因此呈现出非脂肪组织如肝脏和骨骼肌中提高的脂肪构成(Garg等,Lipodystrophies:raredisorderscausingmetabolicsyndrome,EndocrinolMetabClinNorthAm.33(2):305-31,2004年6月)。
在本发明特定的实施方案中,PPF多肽可以外周而不是中枢给药,即,不通过中枢神经系统。在其他实施方案中,将治疗或预防有效量的PPF多肽以单剂量、多剂量或连续给药来给药。
在本发明的另一方面,本发明的化合物可以用于减少食物摄入、降低营养物利用度、引起体重减轻、影响身体组成、改变身体能量含量或能量消耗(EE)和改善脂质特征(包括降低LDL胆固醇和/或甘油三酯水平和/或改变HDL胆固醇水平)的方法。因此,在特定的实施方案中,本发明的方法可用于治疗或预防有此需要的受试者中可以通过降低营养物利用度而缓解的病症或疾病,包括将治疗或预防有效量的本发明的PPF多肽给药于所述受试者。这类病症和疾病包括,但不限于,高血压、血脂异常、心血管疾病、进食障碍、胰岛素抗性、肥胖症、任何类型的糖尿病,包括I型、II型和妊娠糖尿病。本发明的化合物还可以用于治疗或预防其他与肥胖症相关的病症,包括中风、癌症(例如,子宫内膜、乳房、前列腺和结肠癌)、胆囊病、睡眠窒息、降低的生育力和骨关节炎(参见,Lyznicki等,Am.Fam.Phys.63:2185,2001)。
本发明的化合物还可以用于加强、诱导、提高或恢复胰岛或细胞中的葡萄糖响应性。这些作用还可以用来治疗或预防与代谢紊乱相关的病症如上述的那些和美国专利no.US20040228846中所述的那些。
除了缓解有此需要的受试者中高血压以外,本发明的化合物还可以用来治疗或预防低血压。
本发明的化合物还可以用于治疗或预防任意数量的与过量的肠电解质和水分泌以及降低的吸收相关的胃肠道疾病,例如,感染(例如,病毒性或细菌性)腹泻、炎性腹泻、短肠综合征或通常在外科手术例如回肠造口术后发生的腹泻,(参见,例如,Harrison’sprinciplesofInternalMedicine,McGrawHillInc.,NewYork,第12版)。感染性腹泻的实例包括,但不限于,急性病毒性腹泻、急性细菌性腹泻(例如,沙门氏菌、弧细菌和梭菌)或由于原生动物感染引起的腹泻,或旅行者的腹泻(例如,诺沃克病毒或轮状病毒)。炎性腹泻的实例包括,但不限于,吸收障碍综合征、热带性口炎性腹泻、慢性胰腺炎、局限性回肠炎、腹泻和过敏性肠综合征。还发现本发明的肽可以用于治疗或预防涉及胃肠道失调的紧急情况或威胁生命的情况,例如,外科手术后或由于霍乱引起的。此外,本发明的化合物可以用来治疗获得性免疫缺陷综合征(AIDS)患者的肠机能障碍,尤其是在恶病质过程中。本发明的化合物还可以用于抑制哺乳动物中小肠流体和电解质分泌,和扩大营养转运,以及提高胃肠道中的细胞增殖,调节例如脂肪组织中的脂类分解,和调节血流。
本发明的化合物还可以通过它们的胃肠保护活性来用于治疗或预防上述病症。因此,本发明的化合物可以用来治疗胃肠或粘膜损伤。损伤类型的实例包括,但不限于,炎性肠病、肠萎缩、特征在于肠粘膜或肠粘膜功能丧失的病症,和其他的胃肠道病症,包括可以通过暴露于细胞毒性剂、辐射、毒性、感染和/或损伤而引起的那些。此外,本发明的这些化合物可以结合止痛药、抗炎剂、生长激素、肝素或任何其他可以用来治疗炎性肠病或上文所列其他病症的疗法。
此外,本发明的化合物可用于治疗或预防可以通过它们的抗分泌特性而被减轻或改善的疾病和障碍。这类抗分泌特性包括胃和/或胰腺分泌的抑制并可以用于治疗或预防包括胃炎、胰腺炎、巴雷特食管和胃食道回流疾病的疾病和障碍。还可以通过本发明化合物的胃肠保护功能来治疗或预防这些疾病。
本发明的化合物还可以用于降低受试者中枢神经系统中的铝浓度,以治疗或预防与异常铝浓度相关的疾病或病症(例如,患有阿尔茨海默氏病或处于发生阿尔茨海默氏病、透析性痴呆症或由于职业暴露所致提高的铝含量风险中的患者)。
本发明还涉及药物组合物,该组合物包括治疗或预防有效量的至少一种本发明的PPF多肽,或其药学上可接受的盐,以及药学上可接受的赋形剂、防腐剂、增溶剂、乳化剂、助剂和/或用于传送PPF多肽的载体。
参照以下的实施方案和详述,将更清楚地理解本发明的这些和其他方面。在以下的附图和描述中列出了一个或多个本发明实施方案的详细内容。本发明的其他特征、目的和优势从描述和附图以及从权利要求中将是明显的。在此引用的所有参考文献引入作为参考。
附图简述
图1证明了本发明特定的PPF多肽在食物摄入测定法中的活性。
图2证明了本发明的其他PPF多肽在食物摄入测定法中的活性。
图3证明了本发明的其它PPF多肽在食物摄入测定法中的活性。
图4证明了本发明的其它PPF多肽在食物摄入测定法中的活性。
图5证明了本发明的特定PPF多肽在饮食诱导的肥胖(DIO)小鼠模型中的活性。
图6证明了本发明的其他PPF多肽在DIO小鼠模型中的活性。
图7显示了大鼠的体重增加。
图8证明了本发明的PPF多肽在DIO小鼠模型中食物摄入测定法中的活性,与PYY(3-36)相比较。
图9A-9D证明了本发明的PPF多肽对心率和血压的作用,与PYY和PYY(3-36)相比较。
图10证明了本发明的PPF多肽对胃酸分泌的活性。
图11证明了本发明的PPF多肽对胃酸分泌的活性。
图12-17证明了本发明的PPF多肽对胃排空的活性。
图18证明了本发明的PPF多肽对胆囊排空的活性。
图19证明了本发明的PPF多肽对胆囊排空的活性。
图20证明了本发明的PPF多肽对胃粘膜保护的活性。
图21A和21B描绘了PYY(3-36)给药对DIO小鼠体重的示例性作用。
图22A和22B描绘了PYY(3-36)给药对图21A和21B小鼠各自的食物摄入的示例性作用。
图23A和23B描绘了PYY(3-36)给药对图21A小鼠亮暗循环周期中的呼吸商(RQ)的示例性作用。
图24A和24B描绘了PYY(3-36)给药对图21A和21B小鼠各自的附睾脂肪垫重量的示例性作用。
图25A和25B描绘了PYY(3-36)给药对图21B小鼠的脂肪和瘦组织量的示例性作用。
图26描绘了不同剂量的PYY(3-26)给药对DIO小鼠体重的示例性作用,与高脂肪喂养和低脂肪喂养的对照小鼠相比较。
图27描绘了PYY(3-36)给药对图26小鼠的每周食物摄入的示例性作用。
图28A和28B描绘了PYY(3-36)给药对图26小鼠的脂肪和瘦组织量的示例性作用。
图29A和29B描绘了PYY(3-36)给药对DIO小鼠的体重和食物摄入的示例性作用。
图30描绘了PYY(3-36)给药对图29A和29B小鼠中附睾脂肪垫重量的示例性作用。
图31A和31B描绘了PYY(3-36)给药对图29A和29B小鼠的脂肪和瘦组织量的示例性作用。
图32A和32B描绘了PYY(3-36)给药对DIO小鼠亮暗循环周期中的代谢率的示例性作用。
图33描绘了各种PYY(3-36)浓度对非肥胖小鼠中胆囊重量的示例性作用。
图34A和34B描绘了DIO小鼠中延长的PYY(3-36)给药和撤回的示例性作用。
图35描绘了DIO倾向性大鼠中食物摄入和体重的PYY(3-36)剂量响应性降低。
图36描绘了PYY(3-36)与以及没有与胰岛淀粉样多肽(amylin)共同给药对DIO倾向性大鼠中禁食血浆参数的示例性作用。
图37描绘了PYY(3-36)与以及没有与胰岛淀粉样多肽共同给药对DIO倾向性大鼠中呼吸商(RQ)和能量消耗(EE)的示例性作用。
图38描绘了PYY(3-36)与以及没有与胰岛淀粉样多肽共同给药对DIO倾向性大鼠中身体组成的示例性作用。
图39比较了计算的示例PPF多肽与PYY(3-36)的降解速率。
图40证明了PPF多肽的急性给药在小鼠和大鼠模型中在食物摄入测定法中的示例性作用,与PYY(3-36)相比较。
图41证明了PPF多肽的慢性给药对啮齿动物DIO模型体重的示例性作用,与PYY(3-36)相比较。
图42描绘了示例性PPF多肽的给药对大鼠模型中进食模式的作用。
图43描绘了示例性PPF多肽的给药对DIO大鼠中身体组成的作用,与PYY(3-36)相比较。
图44描绘了示例性PPF多肽的给药对DIO大鼠中甘油三酯水平的作用,与PYY(3-36)相比较。
图45描绘了示例性PPF多肽的给药对大鼠胃排空的作用,与PYY(3-36)相比较。
图46描绘了示例性PPF多肽的给药对大鼠心率和平均动脉压(MAP)的作用。
图47描绘了示例性PPF多肽的给药对大鼠心率和平均动脉压(MAP)的作用。
图48描绘了示例性PPF多肽对DIO倾向性大鼠体重的作用,与PYY(3-36)相比较,与以及没有与胰岛淀粉样多肽共同给药。
图49描绘了两种示例性PPF多肽与以及没有与胰岛淀粉样多肽共同给药对DIO倾向性大鼠体重的作用。
图50描绘了示例性PPF多肽与以及没有与胰岛淀粉样多肽共同给药对DIO倾向性大鼠身体组成的作用。
图51描绘了示例性PPF多肽与以及没有与胰岛淀粉样多肽共同给药对DIO倾向性大鼠身体组成的作用。
图52描绘了PYY(3-36)或示例性PPF多肽与以及没有与胰岛淀粉样多肽共同给药对大鼠的禁食胰岛素水平的作用。
图53描绘了示例性PPF多肽与以及没有与胰岛淀粉样多肽共同给药对大鼠RQ和EE的作用。
图54比较了计算的几个PPF多肽与PYY(3-36)的降解速率。
发明详述
本发明总地涉及在完整长度的PYY(3-36)上与PYY(3-36)具有至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、至少92%、至少94%或至少97%序列同一性的胰多肽家族(“PPF”)多肽。PPF多肽可以包括不超过10、不超过5、不超过3、不超过2或不超过1个氨基酸置换。PPF多肽还包括至少两个PPF基序,该基序至少包括N-端多肽PPF基序和C-端尾PPF基序。如在此所用的,“基序”指的是特定生化功能特征性的氨基酸序列或限定独立折叠结构域的氨基酸序列。本发明的其他PPF基序可以对应于包括PP、PYY和NPY的PP家族多肽任一种的基序,例如PYY的II型β-转角区域基序,或PYYC-端的α-螺旋基序。在特定实施方案中,本发明的PPF多肽可以不包括任何非天然的氨基酸。
本发明还涉及适用于治疗和预防代谢病症和紊乱的PPF多肽。在一些实施方案中,与天然人PP、PYY、PYY(3-36)或NPY相比较,本发明的PPF多肽在治疗和/或预防代谢病症和紊乱中可以具有相当或更高的效价。在一些实施方案中,本发明的PPF多肽可以呈现出较低的效价,但可以具有其他所需的特征,如提高的易于制造、稳定性和/或易于配制,与PP、PYY、PYY(3-36)或NPY相比较。
在一些实施方案中,并且不想受理伦的限制,认为将本发明新PPF多肽的外周给予受试者降低了营养物利用度,并因此适用于治疗和预防肥胖症和相关的代谢病症或紊乱。因此,本发明提供了PPF多肽组合物和使用它们来降低有此需要的受试者中营养物利用度用于治疗和预防可以得益于营养物利用度降低的代谢病症或紊乱的方法。这些方法可用于治疗例如肥胖症,糖尿病,包括但不限于2型或非胰岛素依赖性糖尿病,进食障碍,胰岛素抗性综合征,心血管疾病或这类病症的组合。
现在已经发现,PYY、PYY激动剂或PPF多肽对身体具有代谢作用并可以用于优先降低或维持身体脂肪和增多或增加瘦的身体物质。
本发明部分涉及通过降低体重、维持体重或减少体重增加,同时选择性地减少身体脂肪或减少或防止身体脂肪增加并维持或增加瘦的身体物质,来影响身体组成。然而,在特定情况中,例如,健身,增加体重可能是理想的,例如,通过选择性的营养物摄入(例如,提高热量或脂肪含量),同时减少或维持身体脂肪百分比。
本发明的方法考虑将有效量的PYY、PYY激动剂或PPF多肽给予受试者来影响本申请中所述的所需结果。
给予的PYY、PYY激动剂或PPF多肽可以是肽、前体药物的形式或作为其药物盐。术语“前体药物”指的是为药物前体的化合物,其在给予后通过一些化学或生理学过程例如蛋白水解分裂或达到特定pH环境时在体内释放药物。
可以对任何需要这类方法的个体或期望实施该方法的个体使用本发明的方法。这些个体可以是任何哺乳动物,包括但不限于,人、狗、马、牛、猪、鸡、火鸡和其他商业上有价值的动物或伴生动物。
在此所用的节标题只是为了组织的目的,并不应被解释为以任何方式来限制所述的主题。
A.本发明的PPF多肽和PPF基序
如上所述,本发明至少部分涉及至少包括两个PPF基序的新PPF多肽,其中至少两个PPF基序至少包括N-端多脯氨酸PPF基序和C-端尾PPF基序。本发明的PPF多肽还将呈现出在完整长度的PYY(3-36)上与天然PYY(3-36)至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、至少92%、至少94%或至少97%的序列同一性。在一些实施方案中,本发明的多肽将保持(至少部分)天然人PP、PYY或NPY的生物活性,例如,本发明的多肽通常是PP、PYY和/或NPY激动剂或拮抗剂。在一些实施方案中,本发明的多肽将在治疗和预防代谢病症和紊乱中呈现出生物活性。此外,本发明的PPF多肽可以包括内部连接体化合物,可以包括内部氨基酸残基的化学修饰,或可以在N-端或C-端残基被化学修饰。在一些实施方案中,本发明的多肽只包括天然L氨基酸残基和/或修饰的天然L氨基酸残基。在一些实施方案中,本发明的多肽不包括非天然氨基酸残基。
本发明的PPF基序可以对应于包括PP、PYY和NPY的天然PP家族多肽任一种的任何基序。“PPF基序”通常是对生物活性关键的天然PP家族多肽的结构成分,一级、二级或三级,即,在基序不存在或失调时基本上降低了生物活性。PPF基序可以包括本领域已知那些中的任何一种,包括但不限于,天然PP家族多肽的N-端多脯氨酸II型基序、天然PP家族多肽的II型β-转角基序、天然PP家族多肽的C-端α-螺旋基序和天然PP家族多肽的C-端尾基序。更特别地,在N-端多脯氨酸PPF基序中,对应于天然PP家族多肽残基5和8的氨基酸通常作为脯氨酸是保守的。II型β-转角基序通常包括对应于天然PP家族多肽残基12-14的氨基酸。α-螺旋基序通常可以从大约对应于天然PP家族多肽的残基14的氨基酸延伸至任何点直达并包括C-端,只要α-螺旋基序包括足够数量的氨基酸残基,使得在溶液中形成α-螺旋转角。α-螺旋基序还可以包括对天然PP家族序列的氨基酸置换、插入和缺失,只要在溶液中仍然形成α-螺旋转角。C-端尾PPF基序通常包括大约对应于天然PP家族多肽的最后10个残基的氨基酸。在一些实施方案中,C-端尾基序包括天然PP家族多肽的最后7、6或5个残基。在一些实施方案中,C-端尾基序包括氨基酸残基32-35。
在一个实施方案中,本发明的PPF多肽不包括任何非天然氨基酸残基,并且进一步的条件是本发明的PPF多肽不包括任何天然PPF多肽(例如,PP、NPY(1-36)、NPY(3-36)、PYY(1-36)、PYY(3-36)、NPY(2-36)、NPY(4-36)、PYY(2-36)、PYY(4-36)、PP(2-36)、PP(3-36)或PP(4-36)。在一些实施方案中,本发明的PPF多肽不包括:
Tyr1hPP,Lys4hPP,Asn7hPP,Arg19hPP,Tyr21hPP,Glu21hPP,Ala23hPP,Gln23hPP,Gln34hPP,Phe6Arg19hPP,Phe6Tyr21hPP,Phe6Glu21hPP,Phe6Ala23hPP,Phe6Gln23hPP,Pro13Ala14hPP,Ile31Gln34PP,Arg19Tyr20Tyr21Ser22Ala23hPP,Lys4Arg19Tyr20Tyr21Ser22Ala23hPP,Lys4Arg19Tyr20Tyr21Ser22Ala23hPP(2-36),Ala1NPY,Tyr1NPY,Ala2NPY,Leu2NPY,Phe2NPY,His2NPY,Ala3NPY,Ala4NPY,Ala6NPY,Tyr7pNPY,Ala7NPY,Ala9NPY,Ala10NPY,Ala11NPY,Gly12NPY,Ala13NPY,Gly14NPY,Ala15NPY,Ala16NPY,Ala17NPY,Gly18NPY,Ala19NPY,Lys19NPY,Ala20NPY,Ala21NPY,Ala22NPY,Gly23NPY,Ala24NPY,Trp24pNPY,Ala25NPY,Lys25NPY,Ala26NPY,Ala27NPY,Phe27NPY,Ala28NPY,Ala29NPY,Gln29NPY,Ala30NPY,Phe30NPY,Ala31NPY,Trp31pNPY,Ala32NPY,Trp32NPY,Ala33NPY,Lys33NPY,Ala34NPY,Pro34NPY,Leu34NPY,Ala35NPY,Lys35NPY,Ala36NPY,Phe36NPY,His36NPY,Glu4Pro34pNPY,Arg6Pro34pNPY,Phe6Pro34pNPY,Cys6Pro34pNPY,Asn6Pro34pNPY,Phe7Pro34pNPY,Arg7Pro34pNPY,Cys7Pro34pNPY,Asp7Pro34pNPY,Phe8Pro34pNPY,Arg8Pro34pNPY,Cys8Pro34pNPY,Asp8Pro34pNPY,Asn8Pro34pNPY,Pro11Pro34pNPY,Ser13Pro14pNPY,Trp24, 31pNPY,Ala31Pro32pNPY,Cys31Pro34pNPY,Leu31Pro34NPY,Phe32Pro34pNPY,Ala21,25Pro34pNPY,Pro11Tyr13Pro14Pro34pNPY,Ahx(9-22)pNPY,Ahx(9-17)pNPY,des-AA(10-20)-Cys7,21Pro34-pNPY,des-AA(10-17)-pNPY,des-AA(10-17)-Cys2,27-pNPY,des-AA(10-17)-Ala7,21-pNPY,des-AA(10-17)-Cys7,21-pNPY,des-AA(10-17)-Glu7Lys21-pNPY,des-AA(10-17)Cys7, 21Pro34pNPY,des-AA(10-17)Glu7Lys21Pro34pNPY,des-AA(10-17)Cys7,21Leu31Pro34pNPY,des-AA(11-17)Cys7,21Pro34pNPY,Pro34PYY,His34PYY,Lys25hPYY(5-36),Arg4hPYY(4-36),Gln4hPYY(4-36),Asn4hPYY(4-36),Lys25hPYY(4-36),Leu3hPYY(3-36),Val3hPYY(3-36),Lys25hPYY(3-36),Tyr1,36pPYY,Pro13Ala14hPYY,Leu31Pro34PYY,FMS-PYY,FMS-PYY(3-36),Fmoc-PYY,Fmoc-PYY(3-36),FMS2-PYY,FMS2-PYY(3-36),Fmoc2-PYY,Fmoc2-PYY(3-36),hPP(1-7)-pNPY,hPP(1-17)-pNPY,hPP(19-23)-pNPY,hPP(19-23)-Pro34pNPY,hPP(19-23)-His34pNPY,rPP(19-23)-pNPY,rPP(19-23)-Pro34pNPY,rPP(19-23)-His34pNPY,hPP(1-7)-pNPY,hPP(1-17)-pNPY,hPP(1-17)-His34pNPY,pNPY(1-7)-hPP,pNPY(1-7,19-23)-hPP,cPP(1-7)-pNPY(19-23)-hPP,cPP(1-7)-NPY(19-23)-His34hPP,hPP(1-17)-His34pNPY,hPP(19-23)-pNPY,hPP(19-23)-Pro34pNPY,hPP(19-23)-His34pNPY,rPP(19-23)-pNPY,rPP(19-23)-Pro34pNPY,rPP(19-23)-His34pNPY,pNPY(1-7)-hPP,pNPY(19-23)-hPP,pNPY(19-23)-Gln34hPP,pNPY(19-23)-His34hPP,pNPY(19-23)-Phe6Gln34hPP,pNPY(19-23)-Phe6His34hPP,pNPY(1-7,19-23)-hPP,pNPY(1-7,19-23)-Gln34hPP,cPP(20-23)-Pro34-pNPY,cPP(21-23)-Pro34-pNPY,cPP(22-23)-Pro34-pNPY,cPP(1-7)-Pro34-pNPY,cPP(20-23)-Pro34-pNPY,cPP(1-7,20-23)-Pro34-pNPY,cPP(1-7)-pNPY(19-23)-hPP,cPP(1-7)-pNPY(19-23)-His34hPP,或cPP(1-7)-gPP(19-23)-hPP。
在另一个实施方案中,本发明这类PPF多肽还不包括:Thr27hPYY(3-36),Ile30hPYY(3-36),Ser32hPYY(3-36),Lys33hPYY(3-36),Asn34hPYY(3-36),Lys35hPYY(3-36),Thr36hPYY(3-36),Lys25Thr27hPYY(3-36),Lys25Ile30hPYY(3-36),Lys25Ser32hPYY(3-36),Lys25Lys33hPYY(3-36),Lys25Asn24hPYY(3-36),Lys25Lys35hPYY(3-36),Lys25Thr36hPYY(3-36),Thr27Ile28hPYY(3-36),Thr27Val28hPYY(3-36),Thr27Gln29hPYY(3-36),Thr27Ile30hPYY(3-36),Thr27Val30hPYY(3-36),Thr27Ile31hPYY(3-36),Thr27Leu31hPYY(3-36),Thr27Ser32hPYY(3-36),Thr27Lys33hPYY(3-36),Thr27Asn34hPYY(3-36),Thr27Lys35hPYY(3-36),Thr27Thr36hPYY(3-36),Thr27Phe36hPYY(3-36),Phe27Ile30hPYY(3-36),Phe27Ser32hPYY(3-36),Phe27Lys33hPYY(3-36),Phe27Asn34hPYY(3-36),Phe27Lys35hPYY(3-36),Phe27Thr36hPYY(3-36),Gln29Ile30hPYY(3-36),Gln29Ser32hPYY(3-36),Gln29Leu33hPYY(3-36),Gln29Asn34hPYY(3-36),Gln29Leu35hPYY(3-36),Gln29Thr36hPYY(3-36),Ile30Ile31hPYY(3-36),Ile30Leu31hPYY(3-36),Ile30Ser32hPYY(3-36),Ile30Lys33hPYY(3-36),Ile30Asn34hPYY(3-36),Ile30Lys35hPYY(3-36),Ile30Thr36hPYY(3-36),Ile30Phe36hPYY(3-36),Val30Ser32hPYY(3-36),Val30Lys33hPYY(3-36),Val30Asn34hPYY(3-36),Val30Lys35hPYY(3-36),Val30Thr36hPYY(3-36),Ile31Ser32hPYY(3-36),Ile31Lys33hPYY(3-36),Ile31Asn34hPYY(3-36),Ile31Lys35hPYY(3-36),Ile31Thr36hPYY(3-36),Ile31Phe36hPYY(3-36),Leu31Ser32hPYY(3-36),Leu31Lys33hPYY(3-36),Leu31Asn34hPYY(3-36),Leu31Lys35hPYY(3-36),Leu31Thr36hPYY(3-36),Ser32Lys33hPYY(3-36),Ser32Asn34hPYY(3-36),Ser32Lys35hPYY(3-36),Ser32Thr36hPYY(3-36),Ser32Phe36hPYY(3-36),Lys33Asn34hPYY(3-36),Lys33Lys35hPYY(3-36),Lys33Thr36hPYY(3-36),Lys33Phe36hPYY(3-36),Asn34Lys35hPYY(3-36),Asn34Phe36hPYY(3-36),Lys35Thr36hPYY(3-36),Lys35Phe36hPYY(3-36),Thr27hPYY(4-36),Phe27hPYY(4-36),Ile28hPYY(4-36),Val28hPYY(4-36),Gln29hPYY(4-36),Ile30hPYY(4-36),Val30hPYY(4-36),Ile31hPYY(4-36),Leu31hPYY(4-36),Ser32hPYY(4-36),Lys33hPYY(4-36),Asn34hPYY(4-36),Lys35hPYY(4-36),Thr36hPYY(4-36),Phe36hPYY(4-36),Lys25Thr27hPYY(4-36),Lys25Phe27hPYY(4-36),Lys25Ile28hPYY(4-36),Lys25Val28hPYY(4-36),Lys25Gln29hPYY(4-36),Lys25Ile30hPYY(4-36),Lys25Val30hPYY(4-36),Lys25Ile31hPYY(4-36),Lys25Leu31hPYY(4-36),Lys25Ser32hPYY(4-36),Lys25Lys33hPYY(4-36),Lys25Asn24hPYY(4-36),Lys25Lys35hPYY(4-36),Lys25Thr36hPYY(4-36),Lys25Phe36hPYY(4-36),Thr27Ile28hPYY(4-36),Thr27Val28hPYY(4-36),Thr27Gln29hPYY(4-36),Thr27Ile30hPYY(4-36),Thr27Val30hPYY(4-36),Thr27Ile31hPYY(4-36),Thr27Leu31hPYY(4-36),Thr27Ser32hPYY(4-36),Thr27Lys33hPYY(4-36),Thr27Asn34hPYY(4-36),Thr27Lys35hPYY(4-36),Thr27Thr36hPYY(4-36),Thr27Phe36hPYY(4-36),Phe27Ile28hPYY(4-36),Phe27Val28hPYY(4-36),Phe27Gln29hPYY(4-36),Phe27Ile30hPYY(4-36),Phe27Val30hPYY(4-36),Phe27Ile31hPYY(4-36),Phe27Leu31hPYY(4-36),Phe27Ser32hPYY(4-36),Phe27Lys33hPYY(4-36),Phe27Asn34hPYY(4-36),Phe27Lys35hPYY(4-36),Phe27Thr36hPYY(4-36),Phe27Phe36hPYY(4-36),Gln29Ile30hPYY(4-36),Gln29Val30hPYY(4-36),Gln29Ile31hPYY(4-36),Gln29Leu31hPYY(4-36),Gln29Ser32,hPYY(4-36)Gln29Leu33hPYY(4-36),Gln29Asn34hPYY(4-36),Gln29Leu35hPYY(4-36),Gln29Thr36hPYY(4-36),Gln29Phe36hPYY(4-36),Ile30Ile31hPYY(4-36),Ile30Leu31hPYY(4-36),Ile30Ser32hPYY(4-36),Ile30Lys33hPYY(4-36),Ile30Asn34hPYY(4-36),Ile30Lys35hPYY(4-36),Ile30Thr36hPYY(4-36),Ile30Phe36hPYY(4-36),Val30Ile31hPYY(4-36),Val30Leu31hPYY(4-36),Val30Ser32hPYY(4-36),Val30Lys33hPYY(4-36),Val30Asn34hPYY(4-36),Val30Lys35hPYY(4-36),Val30Thr36hPYY(4-36),Val30Phe36hPYY(4-36),Ile31Ser32hPYY(4-36),Ile31Lys33hPYY(4-36),Ile31Asn34hPYY(4-36),Ile31Lys35hPYY(4-36),Ile31Thr36hPYY(4-36),Leu31Phe36hPYY(4-36),Leu31Phe36hPYY(4-36),Leu31Ser32hPYY(4-36),Val31Lys33hPYY(4-36),Leu31Asn34hPYY(4-36),Leu31Lys35hPYY(4-36),Leu31Thr36hPYY(4-36),Leu31Phe36hPYY(4-36),Ser32Lys33hPYY(4-36),Ser32Asn34hPYY(4-36),Ser32Lys35hPYY(4-36),Ser32Thr36hPYY(4-36),Ser32Phe36hPYY(4-36),Lys33Asn34hPYY(4-36),Lys33Lys35hPYY(4-36),Lys33Thr36hPYY(4-36),Lys33Phe36hPYY(4-36),Asn34Lys35hPYY(4-36),Asn34Phe36hPYY(4-36),Lys35Thr36hPYY(4-36),Lys35Phe36hPYY(4-36),Thr27hPYY(5-36),Phe27hPYY(5-36),Ile28hPYY(5-36),Val28hPYY(5-36),Gln29hPYY(5-36),Ile30hPYY(5-36),Val30hPYY(5-36),Ile31hPYY(5-36),Leu31hPYY(5-36),Ser32hPYY(5-36),Lys33hPYY(5-36),Asn34hPYY(5-36),Lys35hPYY(5-36),Thr36hPYY(5-36),Phe36hPYY(5-36),Lys25Thr27hPYY(5-36),Lys25Phe27hPYY(5-36),Lys25Ile28hPYY(5-36),Lys25Val28hPYY(5-36),Lys25Gln29hPYY(5-36),Lys25Ile30hPYY(5-36),Lys25Val30hPYY(5-36),Lys25Ile31hPYY(5-36),Lys25Leu31hPYY(5-36),Lys25Ser32hPYY(5-36),Lys25Lys33hPYY(5-36),Lys25Asn24hPYY(5-36),Lys25Lys35hPYY(5-36),Lys25Thr36hPYY(5-36),Lys25Phe36hPYY(5-36),Thr27Ile28hPYY(5-36),Thr27Val28hPYY(5-36),Thr27Gln29hPYY(5-36),Thr27Ile30hPYY(5-36),Thr27Val30hPYY(5-36),Thr27Ile31hPYY(5-36),Thr27Leu31hPYY(5-36),Thr27Ser32hPYY(5-36),Thr27Lys33hPYY(5-36),Thr27Asn34hPYY(5-36),Thr27Lys35hPYY(5-36),Thr27Thr36hPYY(5-36),Thr27Phe36hPYY(5-36),Phe27Ile28hPYY(5-36),Phe27Val28hPYY(5-36),Phe27Gln29hPYY(5-36),Phe27Ile30hPYY(5-36),Phe27Val30hPYY(5-36),Phe27Ile31hPYY(5-36),Phe27Leu31hPYY(5-36),Phe27Ser32hPYY(5-36),Phe27Lys33hPYY(5-36),Phe27Asn34hPYY(5-36),Phe27Lys35hPYY(5-36),Phe27Thr36hPYY(5-36),Phe27Phe36hPYY(5-36),Gln29Ile30hPYY(5-36),Gln29Val30hPYY(5-36),Gln29Ile31hPYY(5-36),Gln29Leu31hPYY(5-36),Gln29Ser32,hPYY(5-36)Gln29Leu33hPYY(5-36),Gln29Asn34hPYY(5-36),Gln29Leu35hPYY(5-36),Gln29Thr36hPYY(5-36),Gln29Phe36hPYY(5-36),Ile30Ile31hPYY(5-36),Ile30Leu31hPYY(5-36),Ile30Ser32hPYY(5-36),Ile30Lys33hPYY(5-36),Ile30Asn34hPYY(5-36),Ile30Lys35hPYY(5-36),Ile30Thr36hPYY(5-36),Ile30Phe36hPYY(5-36),Val30Ile31hPYY(5-36),Val30Leu31hPYY(5-36),Val30Ser32hPYY(5-36),Val30Lys33hPYY(5-36),Val30Asn34hPYY(5-36),Val30Lys35hPYY(5-36),Val30Thr36hPYY(5-36),Val30Phe36hPYY(5-36),Ile31Ser32hPYY(5-36),Ile31Lys33hPYY(5-36),Ile31Asn34hPYY(5-36),Ile31Lys35hPYY(5-36),Ile31Thr36hPYY(5-36),Leu31Phe36hPYY(5-36),Leu31Phe36hPYY(5-36),Leu31Ser32hPYY(5-36),Val31Lys33hPYY(5-36),Leu31Asn34hPYY(5-36),Leu31Lys35hPYY(5-36),Leu31Thr36hPYY(5-36),Leu31Phe36hPYY(5-36),Ser32Lys33hPYY(5-36),Ser32Asn34hPYY(5-36),Ser32Lys35hPYY(5-36),Ser32Thr36hPYY(5-36),Ser32Phe36hPYY(5-36),Lys33Asn34hPYY(5-36),Lys33Lys35hPYY(5-36),Lys33Thr36hPYY(5-36),Lys33Phe36hPYY(5-36),Asn34Lys35hPYY(5-36),Asn34Phe36hPYY(5-36),Lys35Thr36hPYY(5-36),或Lys35Phe36hPYY(5-36).
在另一个实施方案中,本发明的PPF多肽不包括任何非天然氨基酸残基,并包括hPYY的C-端尾基序。C-端尾基序可以包括hPYY的氨基酸残基32-35,例如,Thr、Arg、Gln、Arg(SEQIDNO:351)。在这样的实施方案中,本发明的PPF多肽不包括任何天然PPF多肽(例如,NPY(1-36)、NPY(3-36)、PYY(1-36)、PYY(3-36))、NPY(2-36),PYY(4-36),PYY(5-36)),(2-36)NPY,(2-36)PYY,Gln34hPP,Ile31Gln34PP,Ala1NPY,Tyr1NPY,Ala2NPY,Leu2NPY,Phe2NPY,His2NPY,Ala3NPY,Ala4NPY,Ala6NPY,Tyr7pNPY,Ala7NPY,Ala9NPY,Ala10NPY,Ala11NPY,Gly12NPY,Ala13NPY,Gly14NPY,Ala15NPY,Ala16NPY,Ala17NPY,Gly18NPYAla19NPY,Lys19NPY,Ala20NPY,Ala21NPY,Ala22NPY,Gly23NPY,Ala24NPY,Trp24pNPY,Ala25NPY,Lys25NPY,Ala26NPY,Ala27NPY,Phe27NPY,Ala28NPY,Ala29NPY,Gln29NPY,Ala30NPY,Phe30NPY,Ala31NPY,Trp31pNPY,Ala36NPY,Phe36NPY,His36NPY,Ahx(9-22)pNPY,Ahx(9-17)pNPY,des-AA(10-17)-pNPY,des-AA(10-17)-Cys2,27-pNPYdes-AA(10-17)-Ala7,21-pNPY,des-AA(10-17)-Cys7,21-pNPY,des-AA(10-17)-Glu7Lys21-pNPY,Lys25hPYY(5-36),Arg4hPYY(4-36),Gln4hPYY(4-36),Asn4hPYY(4-36),Lys25hPYY(4-36),Leu3hPYY(3-36),Val3hPYY(3-36),Lys25hPYY(3-36),Tyr1, 36pPYY,Pro13Ala14hPYY,FMS-PYY,FMS-PYY(3-36),Fmoc-PYY,Fmoc-PYY(3-36),FMS2-PYY,FMS2-PYY(3-36),Fmoc2-PYY,Fmoc2-PYY(3-36),hPP(1-7)-pNPY,hPP(1-17)-pNPY,hPP(19-23)-pNPY,rPP(19-23)-pNPY,hPP(1-7)-pNPY,hPP(1-17)-pNPY,hPP(19-23)-pNPY,rPP(19-23)-pNPY,pNPY(19-23)-Gln34hPP,pNPY(19-23)-Phe6Gln34hPP,或pNPY(1-7,19-23)-Gln34hPP.
另一方面,本发明包含hPYY的C-端尾基序的这类PPF多肽还不包括:Thr27hPYY(3-36)、Ile30hPYY(3-36)、Thr36hPYY(3-36),Lys25Thr27hPYY(3-36),Lys25Ile30hPYY(3-36),Lys25Asn24hPYY(3-36),Lys25Thr36hPYY(3-36),Thr27Ile28hPYY(3-36),Thr27Val28hPYY(3-36),Thr27Gln29hPYY(3-36),Thr27Ile30hPYY(3-36),Thr27Val30hPYY(3-36),Thr27Ile31hPYY(3-36),Thr27Leu31hPYY(3-36),Thr27Thr36hPYY(3-36),Thr27Phe36hPYY(3-36),Phe27Ile30hPYY(3-36),Phe27Thr36hPYY(3-36),Gln29Ile30hPYY(3-36),Gln29Thr36hPYY(3-36),Ile30Ile31hPYY(3-36),Ile30Leu31hPYY(3-36),Ile30Thr36hPYY(3-36),Ile30Phe36hPYY(3-36),Val30Thr36hPYY(3-36),Ile31Thr36hPYY(3-36),Ile31Phe36hPYY(3-36),Leu31Thr36hPYY(3-36),Thr27hPYY(4-36),Phe27hPYY(4-36),Ile28hPYY(4-36),Val28hPYY(4-36),Gln29hPYY(4-36),Ile30hPYY(4-36),Val30hPYY(4-36),Ile31hPYY(4-36),Leu31hPYY(4-36),Thr36hPYY(4-36),Phe36hPYY(4-36),Lys25Thr27hPYY(4-36),Lys25Phe27hPYY(4-36),Lys25Ile28hPYY(4-36),Lys25Val28hPYY(4-36),Lys25Gln29hPYY(4-36),Lys25Ile30hPYY(4-36),Lys25Val30hPYY(4-36),Lys25Ile31hPYY(4-36),Lys25Leu31hPYY(4-36),Lys25Thr36hPYY(4-36),Lys25Phe36hPYY(4-36),Thr27Ile28hPYY(4-36),Thr27Val28hPYY(4-36),Thr27Gln29hPYY(4-36),Thr27Ile30hPYY(4-36),Thr27Val30hPYY(4-36),Thr27Ile31hPYY(4-36),Thr27Leu31hPYY(4-36),Thr27Thr36hPYY(4-36),Thr27Phe36hPYY(4-36),Phe27Ile28hPYY(4-36),Phe27Val28hPYY(4-36),Phe27Gln29hPYY(4-36),Phe27Ile30hPYY(4-36),Phe27Val30hPYY(4-36),Phe27Ile31hPYY(4-36),Phe27Leu31hPYY(4-36),Phe27Thr36hPYY(4-36),Phe27Phe36hPYY(4-36),Gln29Ile30hPYY(4-36),Gln29Val30hPYY(4-36),Gln29Ile31hPYY(4-36),Gln29Leu31hPYY(4-36),Gln29Thr36hPYY(4-36),Gln29Phe36hPYY(4-36),Ile30Ile31hPYY(4-36),Ile30Leu31hPYY(4-36),Ile30Thr36hPYY(4-36),Ile30Phe36hPYY(4-36),Val30Ile31hPYY(4-36),Val30Leu31hPYY(4-36),Val30Thr36hPYY(4-36),Val30Phe36hPYY(4-36),Ile31Thr36hPYY(4-36),Leu31Phe36hPYY(4-36),Leu31Phe36hPYY(4-36),Leu31Thr36hPYY(4-36),Leu31Phe36hPYY(4-36),Thr27hPYY(5-36),Phe27hPYY(5-36),Ile28hPYY(5-36),Val28hPYY(5-36),Gln29hPYY(5-36),Ile30hPYY(5-36),Val30hPYY(5-36),Ile31hPYY(5-36),Leu31hPYY(5-36),Thr36hPYY(5-36),Phe36hPYY(5-36),Lys25Thr27hPYY(5-36),Lys25Phe27hPYY(5-36),Lys25Ile28hPYY(5-36),Lys25Val28hPYY(5-36),Lys25Gln29hPYY(5-36),Lys25Ile30hPYY(5-36),Lys25Val30hPYY(5-36),Lys25Ile31hPYY(5-36),Lys25Leu31hPYY(5-36),Lys25Thr36hPYY(5-36),Lys25Phe36hPYY(5-36),Thr27Ile28hPYY(5-36),Thr27Val28hPYY(5-36),Thr27Gln29hPYY(5-36),Thr27Ile30hPYY(5-36),Thr27Val30hPYY(5-36),Thr27Ile31hPYY(5-36),Thr27Leu31hPYY(5-36),Thr27Thr36hPYY(5-36),Thr27Phe36hPYY(5-36),Phe27Ile28hPYY(5-36),Phe27Val28hPYY(5-36),Phe27Gln29hPYY(5-36),Phe27Ile30hPYY(5-36),Phe27Val30hPYY(5-36),Phe27Ile31hPYY(5-36),Phe27Leu31hPYY(5-36),Phe27Thr36hPYY(5-36),Phe27Phe36hPYY(5-36),Gln29Ile30hPYY(5-36),Gln29Val30hPYY(5-36),Gln29Ile31hPYY(5-36),Gln29Leu31hPYY(5-36),Gln29Thr36hPYY(5-36),Gln29Phe36hPYY(5-36),Ile30Ile31hPYY(5-36),Ile30Leu31hPYY(5-36),Ile30Thr36hPYY(5-36),Ile30Phe36hPYY(5-36),Val30Ile31hPYY(5-36),Val30Leu31hPYY(5-36),Val30Thr36hPYY(5-36),Val30Phe36hPYY(5-36),Ile31Thr36hPYY(5-36),Leu31Phe36hPYY(5-36),Leu31Phe36hPYY(5-36),Leu31Thr36hPYY(5-36),Leu31Phe36hPYY(5-36).
在另一个实施方案中,本发明的PPF多肽不包括WO03/026591和WO03/057235中公开的那些PPF相关多肽,在此将其以其整体引入作为参考。
在另一个实施方案中,本发明的多肽是至少34个氨基酸长。在另一个实施方案中,PPF肽可以是至少21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32或33个氨基酸长。此外,在一个实施方案中,本发明的多肽只包括天然L氨基酸残基和/或修饰的天然L氨基酸残基。或者,在另一个实施方案中,本发明的多肽不包括非天然氨基酸残基。
再在另一个实施方案中,本发明的PPF多肽可在完整长度的PYY(3-36)上呈现出与天然PYY(3-36)至少60%、65%、70%、80%或90%的序列同一性。本发明这类PPF多肽还呈现出与天然PP至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、至少92%、至少94%或至少97%的序列同一性。再在另一个实施方案中,本发明这类PPF多肽可以呈现与天然NPY至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、至少92%、至少94%或至少97%的序列同一性。
更具体地,一方面,本发明涉及包括至少两个PPF基序的新PPF多肽,其中至少两个PPF基序至少包括N-端多脯氨酸PPF基序和C-端尾PPF基序,并且PPF多肽不包括任何非天然氨基酸残基。本发明这类PPF多肽在完整长度的PYY(3-36)上将呈现出与天然PYY(3-36)至少50%的序列同一性。在一些实施方案中,这类PPF多肽具有至少34个氨基酸残基。在一些实施方案中,本发明这类PPF多肽在完整长度的PYY(3-36)上可以呈现与天然PYY(3-36)至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、至少92%、至少94%或至少97%的序列同一性。本发明这类PPF多肽还呈现出与天然PP至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、至少92%、至少94%或至少97%的序列同一性。在一些实施方案中,PPF多肽可以包括不超过10、不超过5、不超过3、不超过2或不超过1个氨基酸置换。再在另一个实施方案中,本发明这类PPF多肽可以呈现出与天然NPY至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、至少92%、至少94%或至少97%的序列同一性。
另一方面,本发明的PPF多肽包含PYY类似物多肽。本发明的再另一方面,本发明的PPF多肽包含PPF嵌合多肽,该嵌合多肽包含共价连接至少一个另外的PP、PYY或NPY多肽片段的PP、PYY或NPY多肽的片段,其中每个PP、PYY或NPY片段包括PPF基序。本发明这类PPF类似物多肽和PPF嵌合多肽在完整长度的PYY(3-36)上将呈现出与天然PYY(3-36)至少50%的序列同一性。在一些实施方案中,本发明这类PPF多肽在完整长度的PYY(3-36)上可以呈现出与天然PYY(3-36)至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、至少92%、至少94%或至少97%的序列同一性。本发明的PPF多肽还可以呈现出与天然PP至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、至少92%、至少94%或至少97%的序列同一性。再在另一个实施方案中,本发明的PPF多肽可以呈现出与天然NPY至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、至少92%、至少94%或至少97%的序列同一性。在特定实施方案中,理想的PPF多肽可以不包括结合C-端NPY片段的N-端PP片段。
本发明中适用的PPF多肽对于特定的活性可以具有大于或小于天然化合物的PPF活性。因此,例如,PYY激动剂可以具有天然PYY的3、5、10、50、100、500、1000倍或更多倍数的活性。此外,尽管希望使用具有与天然PYY相似或比其更高活性的PYY激动剂,本领域普通技术人员将理解活性比天然PYY更低的激动剂在本发明中也是有用的。这类激动剂,例如,可以大约具有低于天然PYY2、5、10、15或20倍的活性,但是具有其他所需的特征,例如,溶解性、生物利用度、易于制造或配制或较少的副作用。在一些实施方案中,本发明中有用的PPF多肽可以是PYY拮抗剂。
PYY激动剂的实例,更特别的是PYY类似物激动剂或激动剂类似物(PYY的类似物和衍生物),描述于美国专利5,574,010、WO04/089279、WO04/066966、WO03/057235、WO03/026591、WO98/20885、WO94/22467,在此将其内容以其整体引入作为参考。其他PYY类似物激动剂描述于Balasubramaniam等,PeptRes1(1):32-5,1998,Balasubramaniam等,Peptides14:1011-1016,1993,Boublik等,J.Med.Chem.32:597-601,1989,Liu等,J.GastrointestSurg5(2):147-52,2001,Gehlert等,ProcSocExpBiolMed,218:7-22,1998,Sheikh等,AmJPhysiol.261:G701-15,1991,Potter等,EurJPharmacol267(3):253-362,1994,Lebon等,J.Med.Chem38:1150-57,1995,Fournier等,MolPharmacol45(1):93-101,1994,Kirby等,J.Med.Chem38:4579-86,1995,Beck等,FEBSLetters244(1):119-122,1989,Rist等,EurJBiochemistry247:1019-1028,1997,Soll等,EurJBiochem268(10):2828-37,2001,Cabrele等,JPeptSci6(3):97-122,2000,Balasubramaniam等,JMedChem43:3420-3427,2000,Kirby等,JMedChem36:3802-08,1993,Grundemar等,RegulatoryPeptides62:131-136,1996,Feinstein等,JMedChem35:2836-2843,1992,Cox等,RegulatoryPeptides75-76:3-8,1998,Cabrele等,Peptides22:365-378,2001,Keire等,Biochemistry39:9935-9942,2000,Keire等,Am.J.PhysiolGastrointestLiverPhysiol279:G126-G131,2000,并且在此引入作为参考。
PYY、NPY和PP构成参与胃肠功能、血压和进食行为调节的C-端酰胺化肽的家族。不希望受到理论的限制,认为这些肽选择性结合和激活Y受体亚型的能力强烈地取决于稳定的溶液结构,包括所谓的“PP-折叠”。表1(如下)显示了PP家族配体在已知受体上的效力和各种配体效力的等级次序。
表1.PP家族受体的受体药理学概述
研究表明,Y受体结合亲和性的差异与二级和三级结构的差异相关。参见,例如,Keire等,Biochemistry2000,39,9935-9942。天然的猪PYY已经表征为包括被在残基23、24和25处的扭结分开的从残基17至22和25至33的两个C-端螺旋片段,中心围绕残基12-14的转角,和接近残基30和31的折叠的N-端。此外,全长猪PYY已经表征为包括PP折叠,其通过N-端和C-端残基之间的疏水性相互作用来稳定。参见同前。
“PP”意思是指从任何物种获得或产生的胰肽多肽。因此,术语“PP”既包括如SEQIDNO:1中列出的人全长36个氨基酸肽,又包括PP的物种变异,包括,例如,鼠、仓鼠、鸡、牛、大鼠和狗PP。在这点上,“PP”、“野生型PP”和“天然PP”,即未修饰的PP,可交替使用。
“NPY”意思是指从任何物种获得或产生的神经肽Y多肽。因此,术语“NPY”既包括如SEQIDNO:4中列出的人全长36个氨基酸肽,又包括NPY的物种变异,包括,例如,鼠、仓鼠、鸡、牛、大鼠和狗NPY。在这点上,“NPY”、“野生型NPY”和“天然NPY”,即未修饰的NPY,可交替使用。
“PYY”意思是指从任何物种获得或产生的肽YY多肽。因此,术语“PYY”既包括如SEQIDNO:2中列出的人全长36个氨基酸肽,又包括PYY的物种变异,包括,例如,鼠、仓鼠、鸡、牛、大鼠和狗PYY。在这点上,“PYY”、“野生型PYY”和“天然PYY”,即未修饰的PYY,可交替使用。在本发明的范围内,关于本发明PYY类似物多肽所讨论的所有修饰是基于天然人PYY的36个氨基酸序列(SEQIDNO:2)。
“PP激动剂”、“PYY激动剂”或“NPY激动剂”意思是指分别引发天然人PP、PYY或NPY生物活性的化合物。在一些实施方案中,该术语指的是引发与天然人PP、PYY或NPY的相似的降低营养物利用度的生物效果的化合物,例如化合物(1),其在食物摄入、胃排空、胰腺分泌或体重减轻测定法中具有与天然人PP、PYY或NPY相似的活性,和/或(2),其在Y受体测定法或竞争性结合试验中特异性地结合来自具有大量Y受体的特定组织包括例如鳃后(postrema)区的标记的PP、PYY、PYY(3-36)或NPY。在一些实施方案中,激动剂不是PP、PYY、PYY(3-36)和/或NPY。在一些实施方案中,激动剂在这类测定法中以大于1μM的亲和性结合。在一些实施方案中,激动剂在这类测定法中以大于1-5nM的亲和性结合。这类激动剂可以包括具有PPF基序的多肽,PP、PYY或NPY的活性片段,或小化学分子。
可以在N-端、C-端和/或沿着其长度修饰PYY、PYY(3-36)或其激动剂来改变本领域可利用的其他特征。如上所述的插入、延伸或置换可以用其他天然氨基酸、合成氨基酸、肽模拟物或其他化合物。可以通过化学改变如酰胺化、糖基化、酰基化、硫化、磷酸化、乙酰化和环化来衍生本发明的类似物多肽。可以通过化学或生化方法,以及通过体内过程,或其任意组合来获得这类化学改变。本发明类似物多肽的衍生物还可以包括缀合一种或多种聚合物或小分子取代基。一种类型的聚合物缀合是将聚乙二醇(“PEG”)聚合物、聚氨基酸(例如,聚组氨酸、聚精氨酸、聚赖氨酸等)和/或各种长度的脂肪酸链键接或附着多肽类似物的N-或C-端或氨基酸残基侧链。小分子取代基包括短的烷基和受约束的烷基(例如,支链的、环状的、稠合的、金刚烷基),和芳香族基团。
“降低的营养物利用度”意思是指包括身体降低可被身体用来储存为脂肪的营养物所用的任何方式。降低营养物利用度可以通过以下方法,它包括但不限于,降低食欲、提高饱腹感、影响食物选择/口味厌恶、提高代谢和/或降低或抑制食物吸收。可以影响的示例性机理包括延迟的胃排空或肠中降低的食物吸收。
“提高的营养物利用度”意思是指包括身体提高可被身体用来储存为脂肪的营养物所用的任何方式。提高营养物利用度可以通过以下方法,它包括但不限于,提高食欲、降低饱腹感、影响食物选择、降低口味厌恶、降低代谢和/或提高食物吸收。可以影响的示例性机理包括降低胃运动不足或提高肠中食物的吸收。
关于降低营养物利用度的方法,如在此所用的,“有其需要的受试者”包括超重或肥胖或病态肥胖,或希望减轻体重的受试者。此外,胰岛素抗性、葡萄糖不耐受性或具有任何形式糖尿病(例如,1、2型或妊娠糖尿病)的受试者可以得益于这些方法来降低营养物利用度。
关于提高营养物利用度的方法,如在此所用的,“有其需要的受试者”包括体重不足或希望增加体重的受试者。
“受试者”意思是指包括对于其体重或改变身体组成可能是个问题的任何动物,包括人、灵长类和其他哺乳动物,包括大鼠、小鼠,宠物如猫、狗,家畜如马、牛、猪、绵羊和山羊,以及鸡、火鸡和任何其他商业上有价值的动物或伴生动物。
如在此所用的,术语“节食”意思是指包括受试者相对于其开始节食前的热量摄入具有降低的热量摄入所用的任何方式。节食的实例包括但不限于,降低全部食用食物的总量,降低膳食的蛋白质、碳水化合物或脂肪成分中任一种或多种的消耗,或降低膳食中相对于碳水化合物和/或蛋白质比例的脂肪比例。
“代谢率”意思是指每单位时间释放/消耗的能量的量。可以通过食物消耗、作为热量释放的能量或代谢过程中所用的氧来估算每单位时间的代谢。当希望减轻体重时,具有较高的代谢率通常是理想的。例如,具有高代谢率的人进行活动比具有低代谢率的人能够消耗更多的能量(例如,身体燃烧更多卡路里)用于该活动。
如在此所用的,“瘦物质”或“瘦的身体物质”指的是肌肉和骨。瘦的身体物质不一定表示无脂肪的物质。中枢神经系统(脑和脊髓),骨髓和内部器官内的瘦的身体物质含有小百分比的脂肪(约略3%)。根据密度来测量瘦的身体物质。测量脂肪物质和瘦物质的方法包括但不限于水下称重、空气置换体积描记法、x-射线、DEXA扫描、磁共振成像(MRI)、计算机化断层显像(CT)扫描、隔热球量热法。在一些实施方案中,使用啮齿动物NMR机器(EchoMRI-700TM)在治疗之前和之后测量身体组成。将动物置于限制管中并置于NMR中2分钟,并定量以克计的脂肪和瘦物质的量。在一些实施方案中,使用双重能量X-射线吸光测定法(DEXA)装置按照制造商(LunarPiximus,GEImagingSystem)的说明,分析每只动物的身体组成(瘦物质、脂肪物质)。在一些实施方案中,使用水下称重来测量脂肪物质和瘦物质。在一些实施方案中,使用MRI测量身体组成。在一些实施方案中,使用CT扫描测量身体组成。在一些实施方案中,使用隔热球量热法来测量身体组成。在一些实施方案中,使用x-射线来测量身体组成。在一些实施方案中,使用空气置换体积描记法来测量身体组成。在一些实施方案中,在动物受试者最后的时间,分离出腹膜后和肠系膜脂肪垫后并称重,腹膜后和肠系膜脂肪垫是内脏肥胖的标记。
“脂肪分布”意思是指身体中脂肪沉积的位置。这类脂肪沉积的位置包括,例如,皮下、内脏和异位脂肪存贮。
“皮下脂肪”意思是指就在皮肤表面下的脂质的沉积。可以使用测量皮下脂肪可用的任何方法来测量受试者的皮下脂肪的量。测量皮下脂肪的方法是本领域已知的,例如美国专利No.6,530,886中描述的那些,在此将其整体引入作为参考。
“内脏脂肪”意思是指作为腹部内脂肪组织的脂肪的沉积。内脏脂肪围绕生命器官并可以通过肝脏代谢产生血液胆固醇。内脏脂肪与提高的病症风险相关,如多囊性卵巢综合征、代谢综合征和心血管疾病。
“异位脂肪储存”意思是指构成瘦的身体物质的组织和器官(例如,骨骼肌、心脏、肝脏、胰腺、肾脏、血管)内和周围的脂质沉积。通常,异位脂肪存储是身体内传统脂肪组织贮存外的脂质累积。
如在此所用的,和本领域充分理解的,“治疗”是获得有益或所需结果,包括临床结果的方法。“治疗”或“减轻”疾病、障碍或病症意思是指与没有治疗该障碍相比较,减轻病症、障碍或疾病状态的程度和/或不希望的临床表现和/或减缓或延长进展的时间过程。例如,在治疗肥胖症中,体重的降低,例如,至少5%的体重降低是理想治疗结果的实例。有益或所需临床的结果包括,但不限于,一种或多种症状的缓解或改善,疾病程度的消除,稳定的疾病状态(即,没有恶化)、延迟或减缓痰病进展、改善或减轻疾病状态和减轻(不管是部分或全部),不管是可检测的或不可检测的。“治疗”还可意味着与如果不接受治疗而预期的存活相比较延长的存活。此外,治疗不一定通过给予一个剂量发生,而是通常在给予一系列剂量后发生。因此,可以以一次或多次给药来给予治疗有效量(足以减轻疾病、障碍或病症的量或足以治疗疾病、障碍或病症的量)。
如在此所用的,术语“治疗有效量”意思是指受试者、研究者、兽医、医生或其他临床医师寻找的将引发组织、系统、受试者或人的生物或医学应答(其包括被治疗障碍的症状的缓解)的组合物中PPF多肽的量。本发明的新治疗方法用于本领域技术人员已知的障碍。
如在此所用的,术语“预防有效量”意思是指受试者、研究者、兽医、医生或其他临床医师寻找的将引发组织、系统、受试者或人的生物或医学应答来防止处于肥胖或肥胖相关障碍、病症或疾病风险的受试者肥胖或肥胖相关障碍、病症或疾病发作的组合物中活性化合物的量。
如在此所用的,单数形式“a”、“an”和“the”包括复数指代物,除非另外指出或从内容看是清楚的。例如,正如从内容看是明显的,“a”PYY激动剂可以包括一种或多种PYY激动剂。
“氨基酸”和“氨基酸残基”意思是指天然氨基酸、非天然氨基酸和修饰的氨基酸。除非与所述的相反,任何通过名称概括或具体地提及氨基酸,包括提及D和L立体异构体,如果它们的结构允许这类立体异构形式。天然氨基酸包括丙氨酸(Ala)、精氨酸(Arg)、天冬酰胺(Asn)、天冬氨酸(Asp)、半胱氨酸(Cys)、谷氨酰胺(Gln)、谷氨酸(Glu)、甘氨酸(Gly)、组氨酸(His)、异亮氨酸(Ile)、亮氨酸(Leu)、赖氨酸(Lys)、甲硫氨酸(Met)、苯丙氨酸(Phe)、脯氨酸(Pro)、丝氨酸(Ser)、苏氨酸(Thr)、色氨酸(Trp)、酪氨酸(Tyr)和缬氨酸(Val)。非天然氨基酸包括,但不限于同型赖氨酸、同型精氨酸、吖丁啶羧酸、2-氨基己二酸、3-氨基己二酸、β-丙氨酸、氨基丙酸、2-氨基丁酸、4-氨基丁酸、6-氨基己酸、2-氨基庚酸、2-氨基异丁酸、3-氨基异丁酸、2-氨基庚二酸、叔-丁基甘氨酸、2,4-二氨基异丁酸、锁链素、2,2’-二氨基庚二酸、2,3-二氨基丙酸、N-乙基甘氨酸、N-乙基天冬酰胺、同型脯氨酸、羟基赖氨酸、别-羟基赖氨酸、3-羟基脯氨酸、4-羟基脯氨酸、异锁链素、别-异亮氨酸、N-甲基丙氨酸、N-甲基甘氨酸、N-甲基异亮氨酸、N-甲基苯基甘氨酸、N-甲基缬氨酸、萘丙氨酸、正缬氨酸、正亮氨酸、鸟氨酸、苯基甘氨酸、哌可酸、硫代脯氨酸、肌氨酸和瓜氨酸。其他非天然氨基酸包括修饰的氨基酸残基,其是化学封闭的,可逆或不可逆地,或在其N-端氨基或其侧链基团上是化学修饰的,例如,N-甲基化的D和L氨基酸,或其中侧链官能团被化学修饰成另一个官能团的残基。例如,修饰的氨基酸包括甲硫氨酸亚砜;甲硫氨酸砜;天冬氨酸-(β-甲酯)、修饰的天冬氨酸的氨基酸;N-乙基甘氨酸、修饰的甘氨酸的氨基酸;或丙氨酸甲酰胺、修饰的丙氨酸的氨基酸。可以引入的其他残基描述于Sandberg等,J.Med.Chem.41:2481-91,1998中。
“Ahx”意思是指6-氨基己酸。
PPF中肽的某些人序列如下(以常规单字母氨基酸代码):
PP:APLEPVYPGDNATPEQMAQYAADLRRYINMLTRPRY(SEQIDNO:1)
PYY:YPIKPEAPGEDASPEELNRYYASLRHYLNLVTRQRY(SEQIDNO:2)
PYY(3-36):IKPEAPGEDASPEELNRYYASLRHYLNLVTRQRY(SEQIDNO:3)
NPY:YPSKPDNPGEDAPAEDMARYYSALRHYINLITRQRY(SEQIDNO:4)
人PYY的物种同系物包括SEQIDNO.7-29的那些氨基酸序列。
如上所述,当生理表达时这些肽是C-端酰胺化的,但对于本发明的目的不是必需的。换句话说,这些肽以及本发明PPF多肽的C-端可以具有游离的-OH或-NH2基团。这些肽还可以具有其他翻译后修饰。本领域技术人员将认识到,还可以使用N-端甲硫氨酸残基构建本发明的PPF多肽。
本发明的PPF多肽包括式(I)的PPF多肽(SEQIDNO:30):
Xaa1Xaa2Xaa3Xaa4ProXaa6Xaa7ProXaa9Xaa10
Xaa11Xaa12Xaa13Xaa14Xaa15Xaa16Xaa17Xaa18Xaa19Tyr
Xaa21Xaa22Xaa23LeuXaa25Xaa26Xaa27Xaa28Xaa29Xaa30
Xaa31ThrArgGlnArgXaa36
其中:
Xaa1是Tyr、Ala、Phe、Trp或不存在;
Xaa2是Pro、Gly、d-Ala、同型Pro、羟基Pro或不存在;
Xaa3是Ile、Ala、NorVal、Val、Leu、Pro、Ser、Thr或不存在;
Xaa4是Lys、Ala、Gly、Arg、d-Ala、同型Lys、同型-Arg、Glu、Asp或不存在;
Xaa6是Glu、Ala、Val、Asp、Asn或Gln;
Xaa7是Ala、Asn、His、Ser或Tyr;
Xaa9是Gly、Ala、Ser、肌氨酸、Pro或Aib;
Xaa10是Glu、Ala、Asp、Asn、Gln、Pro、Aib或Gly;
Xaa11是Asp、Ala、Glu、Asn、Gln、Pro、Aib或Gly;
Xaa12是Ala或d-Ala;
Xaa13是Ser、Ala、Thr、Pro或同型Ser;
Xaa14是Pro、Ala、同型-Pro、羟基Pro、Aib或Gly;
Xaa15是Glu、Ala、Asp、Asn、Gln、Pro、Aib或GIy;
Xaa16是Glu、Ala、Asp、Asn或Gln;
Xaa17是Leu、Ala、Met、Trp、Ile、Val或NorVal;
Xaa18是Asn、Asp、Ala、Glu、Gln、Ser或Thr;
Xaa19是Arg、Tyr、Lys、Ala、Gln或N(Me)Ala;
Xaa21是Tyr、Ala、Met、Phe或Leu;
Xaa22是Ala、Ser、Thr或d-Ala;
Xaa23是Ser、Ala、Asp、Thr或同型Ser;
Xaa25是Arg、同型Arg、Lys、同型Lys、Orn或Cit;
Xaa26是His、Ala、Arg、同型Arg、同型Lys、Orn或Cit;
Xaa27是Tyr或Phe;
Xaa28是Leu、Ile、Val或Ala;
Xaa29是Asn或Gln;
Xaa30是Leu、Ala、NorVal、Val、Ile或Met;
Xaa31是Ala、Val、Ile或Leu;和
Xaa36是Tyr、N(Me)Tyr、His、Trp或Phe;
条件是所述PPF多肽不是天然PPF多肽、
NPY(2-36),NPY(4-36),PYY(2-36),PYY(4-36),PP(2-36),PP(4-36),Ala1NPY,Ala3NPY,Ala4NPY,Ala6NPY,Ala7NPY,Tyr7pNPY,Ala9NPY,Ala10NPY,Ala11NPY,Ala13NPY,Gly14NPY,Ala15NPY,Ala16NPY,Ala17NPY,Ala19NPY,Lys19NPY,Ala21NPY,Ala22NPY,Lys25NPY,Ala26NPY,Phe27NPY,Ala28NPY,Gln29NPY,Ala30NPY,Ala31NPY,Phe36NPY,His36NPY,Leu3hPYY(3-36),Val3hPYY(3-36),Lys25hPYY(3-36),Pro13Ala14hPYY,hPP(1-7)-pNPY,hPP(1-17)-pNPY,Tyr1NPY,Ala7NPY或hPP(19-23)-pNPY.
在另一个实施方案中,式I的PPF多肽还不包括:
Phe27hPYY(3-36),Ile28hPYY(3-36),Val28hPYY(3-36),Gln29hPYY(3-36),Val30hPYY(3-36),Ile31hPYY(3-36),Leu31hPYY(3-36),Phe36hPYY(3-36),Lys25Phe27hPYY(3-36),Lys25Ile28hPYY(3-36),Lys25Val28hPYY(3-36),Lys25Gln29hPYY(3-36),Lys25Val30hPYY(3-36),Lys25Ile31hPYY(3-36),Lys25Leu31hPYY(3-36),Lys25Phe36hPYY(3-36),Phe27Ile28hPYY(3-36),Phe27Val28hPYY(3-36),Phe27Gln29hPYY(3-36),Phe27Val30hPYY(3-36),Phe27Ile31hPYY(3-36),Phe27Leu31hPYY(3-36),Phe27Phe36hPYY(3-36),Gln29Val30hPYY(3-36),Gln29Ile31hPYY(3-36)),Gln29Leu31hPYY(3-36),Gln29Phe36hPYY(3-36),Val30Ile31hPYY(3-36),Val30Leu31hPYY(3-36),Val30Phe36hPYY(3-36),或Leu31Phe36hPYY(3-36).
如本领域技术人员所认识的,式I的多肽可以是游离酸的形式,或可以是C-端酰胺化的。
1.本发明的PYY类似物多肽
本发明的PYY类似物多肽通常包括至少两个PPF基序,该基序包括N-端多脯氨酸PPF基序和C-端尾PPF基序,并且通常至少部分保留天然人PYY的生物活性,例如,本发明的PYY类似物多肽通常是PYY激动剂。此外,PYY类似物多肽与PYY(3-36)具有至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、至少92%、至少94%或至少97%的序列同一性。在一些实施方案中,本发明的PYY类似物多肽在治疗和预防代谢病症和紊乱中呈现出PYY活性。
在一个实施方案中,本发明的PYY类似物多肽不包括任何非天然氨基酸残基,并且进一步的前提条件是本发明的PYY类似物多肽不包括任何天然PYY多肽或其1-4N-端缺失(例如PYY(1-36)、PYY(2-36)、PYY(3-36)、PYY(4-36))。在一些实施方案中,本发明的PYY类似物多肽不包括:Pro34PYY、His34PYY、Lys25hPYY(5-36)、Arg4hPYY(4-36)、Gln4hPYY(4-36)、Asn4hPYY(4-36)、Lys25hPYY(4-36)、Leu3hPYY(3-36)、Val3hPYY(3-36)、Lys25hPYY(3-36)、Tyr1,36pPYY、Pro13Ala14hPYY、Leu31Pro34PYY、FMS-PYY、FMS-PYY(3-36)、Fmoc-PYY、Fmoc-PYY(3-36)、FMS2-PYY、FMS2-PYY(3-36)、Fmoc2-PYY或Fmoc2-PYY(3-36)。
在另一个实施方案中,本发明这类PYY类似物多肽还不包括:Thr27hPYY(3-36),Ile30hPYY(3-36),Ser32hPYY(3-36),Lys33hPYY(3-36),Asn34hPYY(3-36),Lys35hPYY(3-36),Thr36hPYY(3-36),Lys25Thr27hPYY(3-36),Lys25Ile30hPYY(3-36),Lys25Ser32hPYY(3-36),Lys25Lys33hPYY(3-36),Lys25Asn24hPYY(3-36),Lys25Lys35hPYY(3-36),Lys25Thr36hPYY(3-36),Thr27Ile28hPYY(3-36),Thr27Val28hPYY(3-36),Thr27Gln29hPYY(3-36),Thr27Ile30hPYY(3-36),Thr27Val30hPYY(3-36),Thr27Ile31hPYY(3-36),Thr27Leu31hPYY(3-36),Thr27Ser32hPYY(3-36),Thr27Lys33hPYY(3-36),Thr27Asn34hPYY(3-36),Thr27Lys35hPYY(3-36),Tnr27Thr36hPYY(3-36),Thr27Phe36hPYY(3-36),Phe27Ile30hPYY(3-36),Phe27Ser32hPYY(3-36),Phe27Lys33hPYY(3-36),Phe27Asn34hPYY(3-36),Phe27Lys35hPYY(3-36),Phe27Thr36hPYY(3-36),Gln29Ile30hPYY(3-36),Gln29Ser32hPYY(3-36),Gln29Leu33hPYY(3-36),Gln29Asn34hPYY(3-36),Gln29Leu35hPYY(3-36),Gln29Thr36hPYY(3-36),Ile30Ile31hPYY(3-36),Ile30Leu31hPYY(3-36),Ile30Ser32hPYY(3-36),Ile30Lys33hPYY(3-36),Ile30Asn34hPYY(3-36),Ile30Lys35hPYY(3-36),Ile30Thr36hPYY(3-36),Ile30Phe36hPYY(3-36),Val30Ser32hPYY(3-36),Val30Lys33hPYY(3-36),Val30Asn34hPYY(3-36),Val30Lys35hPYY(3-36),Val30Thr36hPYY(3-36),Ile31Ser32hPYY(3-36),Ile31Lys33hPYY(3-36),Ile31Asn34hPYY(3-36),Ile31Lys35hPYY(3-36),Ile31Thr36hPYY(3-36),Ile31Phe36hPYY(3-36),Leu31Ser32hPYY(3-36),Leu31Lys33hPYY(3-36),Leu31Asn34hPYY(3-36),Leu31Lys35hPYY(3-36),Leu31Thr36hPYY(3-36),Ser32Lys33hPYY(3-36),Ser32Asn34hPYY(3-36),Ser32Lys35hPYY(3-36),Ser32Thr36hPYY(3-36),Ser32Phe36hPYY(3-36),Lys33Asn34hPYY(3-36),Lys33Lys35hPYY(3-36),Lys33Thr36hPYY(3-36),Lys33Phe36hPYY(3-36),Asn34Lys35hPYY(3-36),Asn34Phe36hPYY(3-36),Lys35Thr36hPYY(3-36),Lys35Phe36hPYY(3-36),Thr27hPYY(4-36),Phe27hPYY(4-36),Ile28hPPYY(4-36),Val28hPYY(4-36),Gln29hPYY(4-36),Ile30hPYY(4-36),Val30hPYY(4-36),Ile31hPYY(4-36),Leu31hPYY(4-36),Ser32hPYY(4-36),Lys33hPYY(4-36),Asn34hPYY(4-36),Lys35hPYY(4-36),Thr36hPYY(4-36),Phe36hPYY(4-36),Lys25Thr27hPYY(4-36),Lys25Phe27hPYY(4-36),Lys25Ile28hPYY(4-36),Lys25Val28hPYY(4-36),Lys25Gln29hPYY(4-36),Lys25Ile30hPYY(4-36),Lys25Val30hPYY(4-36),Lys25Ile31hPYY(4-36),Lys25Leu31hPYY(4-36),Lys25Ser32hPYY(4-36),Lys25Lys33hPYY(4-36),Lys25Asn24hPYY(4-36),Lys25Lys35hPYY(4-36),Lys25Thr36hPYY(4-36),Lys25Phe36hPYY(4-36),Thr27Ile28hPYY(4-36),Thr27Val28hPYY(4-36),Thr27Gln29hPYY(4-36),Thr27Ile30hPYY(4-36),Thr27Val30hPYY(4-36),Thr27Ile31hPYY(4-36),Thr27Leu31hPYY(4-36),Thr27Ser32hPYY(4-36),Thr27Lys33hPYY(4-36),Thr27Asn34hPYY(4-36),Thr27Lys35hPYY(4-36),Thr27Thr36hPYY(4-36),Thr27Phe36hPYY(4-36),Phe27Ile28hPYY(4-36),Phe27Val28hPYY(4-36),Phe27Gln29hPYY(4-36),Phe27Ile30hPYY(4-36),Phe27Val30hPYY(4-36),Phe27Ile31hPYY(4-36),Phe27Leu31hPYY(4-36),Phe27Ser32hPYY(4-36),Phe27Lys33hPYY(4-36),Phe27Asn34hPYY(4-36),Phe27Lys35hPYY(4-36),Phe27Thr36hPYY(4-36),Phe27Phe36hPYY(4-36),Gln29Ile30hPYY(4-36),Gln29Val30hPYY(4-36),Gln29Ile31hPYY(4-36),Gln29Leu31hPYY(4-36),Gln29Ser32hPYY(4-36),Gln29Leu33hPYY(4-36),Gln29Asn34hPYY(4-36),Gln29Leu35hPYY(4-36),Gln29Thr36hPYY(4-36),Gln29Phe36hPYY(4-36),Ile30Ile31hPYY(4-36),Ile30Leu31hPYY(4-36),Ile30Ser32hPYY(4-36),Ile30Lys33hPYY(4-36),Ile30Asn34hPYY(4-36),Ile30Lys35hPYY(4-36),Ile30Thr36hPYY(4-36),Ile30Phe36hPYY(4-36),Val30Ile31hPYY(4-36),Val30Leu31hPYY(4-36),Val30Ser32hPYY(4-36),Val30Lys33hPYY(4-36),Val30Asn34hPYY(4-36),Val30Lys35hPYY(4-36),Val30Thr36hPYY(4-36),Val30Phe36hPYY(4-36),Ile31Ser32hPYY(4-36),Ile31Lys33hPYY(4-36),Ile31Asn34hPYY(4-36),Ile31Lys35hPYY(4-36),Ile31Thr36hPYY(4-36),Leu31Phe36hPYY(4-36),Leu31Phe36hPYY(4-36),Leu31Ser32hPYY(4-36),Val31Lys33hPYY(4-36),Leu31Asn34hPYY(4-36),Leu31Lys35hPYY(4-36),Leu31Thr36hPYY(4-36),Leu31Phe36hPYY(4-36),Ser32Lys33hPYY(4-36),Ser32Asn34hPYY(4-36),Ser32Lys35hPYY(4-36),Ser32Thr36hPYY(4-36),Ser32Phe36hPYY(4-36),Lys33Asn34hPYY(4-36),Lys33Lys35hPYY(4-36),Lys33Thr36hPYY(4-36),Lys33Phe36hPYY(4-36),Asn34Lys35hPYY(4-36),Asn34Phe36hPYY(4-36),Lys35Thr36hPYY(4-36),Lys35Phe36hPYY(4-36),Thr27hPYY(5-36),Phe27hPYY(5-36),Ile28hPYY(5-36),Val28hPYY(5-36),Gln29hPYY(5-36),Ile30hPYY(5-36),Val30hPYY(5-36),Ile31hPYY(5-36),Leu31hPYY(5-36),Ser32hPYY(5-36),Lys33hPYY(5-36),Asn34hPYV(5-36),Lys35hPYY(5-36),Thr36hPYY(5-36),Phe36hPYY(5-36),Lys25Thr27hPYY(5-36),Lys25Phe27hPYY(5-36),Lys25Ile28hPYY(5-36),Lys25Val28hPYY(5-36),Lys25Gln29hPYY(5-36),Lys25Ile30hPYY(5-36),Lys25Val30hPYY(5-36),Lys25Ile31hPYY(5-36),Lys25Leu31hPYY(5-36),Lys25Ser32hPYY(5-36),Lys25Lys33hPYY(5-36),Lys25Asn24hPYY(5-36),Lys25Lys35hPYY(5-36),Lys25Thr36hPYY(5-36),Lys25Phe36hPYY(5-36),Thr27Ile28hPYY(5-36),Thr27Val28hPYY(5-36),Thr27Gln29hPYY(5-36),Thr27Ile30hPYY(5-36),Thr27Val30hPYY(5-36),Thr27Ile31hPYY(5-36),Thr27Leu31hPYY(5-36),Thr27Ser32hPYY(5-36),Thr27Lys33hPYY(5-36),Thr27Asn34hPYY(5-36),Thr27Lys35hPYY(5-36),Thr27Thr36hPYY(5-36),Thr27Phe36hPYY(5-36),Phe27Ile28hPYY(5-36),Phe27Val28hPYY(5-36),Phe27Gln29hPYY(5-36),Phe27Ile30hPYY(5-36),Phe27Val30hPYY(5-36),Phe27Ile31hPYY(5-36),Phe27Leu31hPYY(5-36),Phe27Ser32hPYY(5-36),Phe27Lys33hPYY(5-36),Phe27Asn34hPYY(5-36),Phe27Lys35hPYY(5-36),Phe27Thr36hPYY(5-36),Phe27Phe36hPYY(5-36),Gln29Ile30hPYY(5-36),Gln29Val30hPYY(5-36),Gln29Ile31hPYY(5-36),Gln29Leu31hPYY(5-36),Gln29Ser32,hPYY(5-36),Gln29Leu33hPYY(5-36),Gln29Asn34hPYY(5-36),Gln29Leu35hPYY(5-36),Gln29Thr36hPYY(5-36),Gln29Phe36hPYY(5-36),Ile30Ile31hPYY(5-36),Ile30Leu31hPYY(5-36),Ile30Ser32hPYY(5-36),Ile30Lus33hPYY(5-36),Ile30Asn34hPYY(5-36),Ile30Lys35hPYY(5-36),Ile30Thr36hPYY(5-36),Ile30Phe36hPYY(5-36),Val30Ile31hPYY(5-36),Val30Leu31hPYY(5-36),Val30Ser32hPYY(5-36),Val30Lys33hPYY(5-36),Val30Asn34hPYY(5-36),Val30Lys35hPYY(5-36),Val30Thr36hPYY(5-36),Val30Phe36hPYY(5-36),Ile31Ser32hPYY(5-36),Ile31Lys33hPYY(5-36),Ile31Asn34hPYY(5-36),Ile31Lys35hPYY(5-36),Ile31Thr36hPYY(5-36),Leu31Phe36hPYY(5-36),Leu31Phe36hPYY(5-36),Leu31Ser32hPYY(5-36),Val31Lys33hPYY(5-36),Leu31Asn34hPYY(5-36),Leu31Lys35hPYY(5-36),Leu31Thr36hPYY(5-36),Leu31Phe36hPYY(5-36),Ser32Lys33hPYY(5-36),Ser32Asn34hPYY(5-36),Ser32Lys35hPYY(5-36),Ser32Thr36hPYY(5-36),Ser32Phe36hPYY(5-36),Lys33Asn34hPYY(5-36),Lys33Lys35hPYY(5-36),Lys33Thr36hPYY(5-36),Lys33Phe36hPYY(5-36),Asn34Lys35hPYY(5-36),Asn34Phe36hPYY(5-36),Lys35Thr36hPYY(5-36):或Lys35Phe36hPYY(5-36)。
在一些实施方案中,本发明的PYY类似物多肽不包括任何非天然氨基酸残基,并包括hPYY的C-端尾基序。C-端尾基序可以包括hPYY的氨基酸残基32-35,例如,Thr、Arg、Gln、Arg(SEQIDNO:351)。在这样的实施方案中,本发明的PYY类似物多肽不包括任何天然PYY多肽或其1-4N-端缺失(例如,PYY(1-36)、PYY(2-36)、PYY(3-36)和PYY(4-36))。在一些实施方案中,这类PYY类似物不包括:Lys25hPYY(5-36)、Arg4hPYY(4-36)、Gln4hPYY(4-36)、Asn4hPYY(4-36)、Lys25hPYY(4-36)、Leu3hPYY(3-36)、Val3hPYY(3-36)、Lys25hPYY(3-36)、Tyr1,36pPYY、Pro13Ala14hPYY、FMS-PYY、FMS-PYY(3-36)、Fmoc-PYY、Fmoc-PYY(3-36)、FMS2-PYY、FMS2-PYY(3-36)、Fmoc2-PYY或Fmoc2-PYY(3-36)。
另一方面,本发明这类包括hPYYC-端尾基序的PYY类似物多肽还不包括:Thr27hPYY(3-36)、Ile30hPYY(3-36)、Thr36hPYY(3-36),Lys25Thr27hPYY(3-36),Lys25Ile30hPYY(3-36),Lys25Asn24hPYY(3-36),Lys25Thr36hPYY(3-36),Thr27Ile28hPYY(3-36),Thr27Val28hPYY(3-36),Thr27Gln29hPYY(3-36),Thr27Ile30hPYY(3-36),Thr27Val30hPYY(3-36),Thr27Ile31hPYY(3-36),Thr27Leu31hPYY(3-36),Thr27Thr36hPYY(3-36),Thr27Phe36hPYY(3-36),Phe27Ile30hPYY(3-36),Phe27Thr36hPYY(3-36),Gln29Ile30hPYY(3-36),Gln29Thr36hPYY(3-36),Ile30Ile31hPYY(3-36),Ile30Leu31hPYY(3-36),Ile30Thr36hPYY(3-36),Ile30Phe36hPYY(3-36),Val30Thr36hPYY(3-36),Ile31Thr36hPYY(3-36),Ile31Phe36hPYY(3-36),Leu31Thr36hPYY(3-36),Thr27hPYY(4-36),Phe27hPYY(4-36),Ile28hPYY(4-36),Val28hPYY(4-36),Gln29hPYY(4-36),Ile30hPYY(4-36),Val30hPYY(4-36),Ile31hPYY(4-36),Leu31hPYY(4-36),Thr36hPYY(4-36),Phe36hPYY(4-36),Lys25Thr27hPYY(4-36),Lys25Phe27hPYY(4-36),Lys25Ile28hPYY(4-36),Lys25Val28hPYY(4-36),Lys25Gln29hPYY(4-36),Lys25Ile30hPYY(4-36),Lys25Val30hPYY(4-36),Lys25Ile31hPYY(4-36),Lys25Leu31hPYY(4-36),Lys25Thr36hPYY(4-36),Lys25Phe36hPYY(4-36),Thr27Ile28hPYY(4-36),Thr27Val28hPYY(4-36),Thr27Gln29hPYY(4-36),Thr27Ile30hPYY(4-36),Thr27Val30hPYY(4-36),Thr27Ile31hPYY(4-36),Thr27Leu31hPYY(4-36),Thr27Thr36hPYY(4-36),Thr27Phe36hPYY(4-36),Phe27Ile28hPYY(4-36),Phe27Val28hPYY(4-36),Phe27Gln29hPYY(4-36),Phe27Ile30hPYY(4-36),Phe27Val30hPYY(4-36),Phe27Ile31hPYY(4-36),Phe27Leu31hPYY(4-36),Phe27Thr36hPYY(4-36),Phe27Phe36hPYY(4-36),Gln29Ile30hPYY(4-36),Gln29Val30hPYY(4-36),Gln29Ile31hPYY(4-36),Gln29Leu31hPYY(4-36),Gln29Thr36hPYY(4-36),Gln29Phe36hPYY(4-36),Ile30Ile31hPYY(4-36),Ile30Leu31hPYY(4-36),Ile30Thr36hPYY(4-36),Ile30Phe36hPYY(4-36),Val30Ile31hPYY(4-36),Val30Leu31hPYY(4-36),Val30Thr36hPYY(4-36),Val30Phe36hPYY(4-36),Ile31Thr36hPYY(4-36),Leu31Phe36hPYY(4-36),Leu31Phe36hPYY(4-36),Leu31Thr36hPYY(4-36),Leu31Phe36hPYY(4-36),Thr27hPYY(5-36),Phe27hPYY(5-36),Ile28hPYY(5-36),Val28hPYY(5-36),Gln29hPYY(5-36),Ile30hPYY(5-36),Val30hPYY(5-36),Ile31hPYY(5-36),Leu31hPYY(5-36),Thr36hPYY(5-36),Phe36hPYY(5-36),Lys25Thr27hPYY(5-36),Lys25Phe27hPYY(5-36),Lys25Ile28hPYY(5-36),Lys25Val28hPYY(5-36),Lys25Gln29hPYY(5-36),Lys25Ile30hPYY(5-36),Lys25Val30hPYY(5-36),Lys25Ile31hPYY(5-36),Lys25Leu31hPYY(5-36),Lys25Thr36hPYY(5-36),Lys25Phe36hPYY(5-36),Thr27Ile28hPYY(5-36),Thr27Val28hPYY(5-36),Thr27Gln29hPYY(5-36),Thr27Ile30hPYY(5-36),Thr27Val30hPYY(5-36),Thr27Ile31hPYY(5-36),Thr27Leu31hPYY(5-36),Thr27Thr36hPYY(5-36),Thr27Phe36hPYY(5-36),Phe27Ile28hPYY(5-36),Phe27Val28hPYY(5-36),Phe27Gln29hPYY(5-36),Phe27Ile30hPYY(5-36),Phe27Val30hPYY(5-36),Phe27Ile31hPYY(5-36),Phe27Leu31hPYY(5-36),Phe27Thr36hPYY(5-36),Phe27Phe36hPYY(5-36),Gln29Ile30hPYY(5-36),Gln29Val30hPYY(5-36),Gln29Ile31hPYY(5-36),Gln29Leu31hPYY(5-36),Gln29Thr36hPYY(5-36),Gln29Phe36hPYY(5-36),Ile30Ile31hPYY(5-36),Ile30Leu31hPYY(5-36),Ile30Thr36hPYY(5-36),Ile30Phe36hPYY(5-36),Val30Ile31hPYY(5-36),Val30Leu31hPYY(5-36),Val30Thr36hPYY(5-36),Val30Phe36hPYY(5-36),Ile31Thr36hPYY(5-36),Leu31Phe36hPYY(5-36),Leu31Phe36hPYY(5-36),Leu31Thr36hPYY(5-36):,或Leu31Phe36hPYY(5-36).
在一些实施方案中,本发明的PYY类似物多肽为至少34个氨基酸长。在一些实施方案中,本发明的PYY类似物多肽只包括天然L氨基酸残基和/或修饰的天然L氨基酸残基。在一些实施方案中,本发明的PYY类似物多肽不包括非天然氨基酸残基。
更特别地,一方面,本发明涉及包括一个或多个氨基酸序列修饰的PYY类似物多肽。这类修饰包括置换、插入和/或缺失,单独或组合。在一些实施方案中,本发明的PYY类似物多肽包含一个或多个“非必需”氨基酸残基的修饰。在本发明的范围内,“非必需”氨基酸残基是在天然人PYY氨基酸序列中可以改变即缺失或置换,而没有消除或实质性降低PYY类似物多肽的PYY激动剂活性的残基。在一些实施方案中,本发明的PYY类似物多肽关于降低营养物利用度,保留至少约25%或约30%、约40%、约50%、约60%、约70%、约80%、约90%、约95%、约98%或约99%天然人PYY的生物活性。在另一个实施方案中,本发明的PYY类似物多肽表现出提高的PYY激动剂活性。在一些实施方案中,本发明的PYY类似物多肽对于降低营养物利用度呈现出至少约110%、约125%、约130%、约140%、约150%、约200%或更高的天然人PYY的生物活性。
PYY类似物多肽是在此所述的测定法(包括食物摄入、胃排空、胰腺分泌、身体组成或体重减轻测定法)之一中具有效力的那些,该效力等于或大于在相同测定法中NPY、PYY或PYY(3-36)的效力。在一些实施方案中,本发明的PYY类似物多肽与PP、NPY、PYY或PYY(3-36)相比较,可以呈现出改进的易于制造、稳定性和/或易于配制。
a.置换
在一个实施方案中,本发明的PYY类似物多肽可以在天然人PYY的氨基酸序列(SEQIDNO:2)中具有一个或多个置换,单独或结合一个或多个插入或缺失。在一些实施方案中,置换没有消除或实质性降低PYY类似物多肽的PYY激动剂活性。一方面,本发明涉及在天然人PYY的氨基酸序列(SEQIDNO:2)中具有单个置换,或连续的或非连续的多于一个氨基酸残基置换的PYY类似物多肽。在一些实施方案中,本发明的PYY类似物多肽包含一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个或十个氨基酸置换。
在一些实施方案中,天然人PYY的氨基酸序列(SEQIDNO:2)在PYY的螺旋C-端区域的氨基酸残基(例如,残基20、24、25、27和29)、尾端残基(32-36)和/或位置5和8的N-端脯氨酸没有置换。在一些实施方案中,在天然人PYY(SEQIDNO:2)的位置32至36的氨基酸残基没有置换。在另一个实施方案中,天然人PYY(SEQIDNO:2)在选自5、7、8、20、24、25、27、29、32、33、34、35、36及其任何组合的一个或多个氨基酸序列位置处的氨基酸残基没有置换。
置换可以包括保守的氨基酸置换。“保守的氨基酸置换”是其中氨基酸残基由具有相似侧链或理化特征(例如,静电、氢键合、电子等排、疏水性特征)的氨基酸残基替代的置换。具有相似侧链的氨基酸残基的家族是本领域已知的。这些家族包括具有碱性侧链的氨基酸(例如,赖氨酸、精氨酸、组氨酸)、具有酸性侧链的氨基酸(例如,天冬氨酸、谷氨酸)、具有不带电荷极性侧链的氨基酸(例如,甘氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸、甲硫氨酸、半胱氨酸)、具有非极性侧链的氨基酸(例如,丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、色氨酸)、具有β-分支侧链的氨基酸(例如,苏氨酸、缬氨酸、异亮氨酸)和具有芳香族侧链的氨基酸(例如,酪氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、组氨酸)。
在另一个实施方案中,本发明的PYY类似物多肽可以包括向PYY的序列(SEQIDNO:2)中的一个或多个非天然和/或非氨基酸例如氨基酸模拟物的置换。在一些实施方案中,插入PYY序列(SEQIDNO:2)中的非氨基酸可以是β-转角模拟物或连接体分子,如-NH-X-CO-,其中X=(CH2)n(其中n可以是2-20)或-NH-CH2CH2(-O-CH2CH2-O-)m-CH2-CO-(其中m=1-5)。连接体分子可以包括氨基己酰基(“Aca”)、β-丙氨酰和8-氨基-3,6-二氧杂辛酰基。β-转角模拟物是可购得的(BioQuadrantInc,Quebec,加拿大)并已经在文献中有描述(Hanessian等,Tetrahedron12789-854(1997);Gu等,TetrahedronLetters44:5863-6(2003);Bourguet等,Bioorganic&MedicinalChemistryLetters13:1561-4(2003);Grieco等,TetrahedronLetters43:6297-9(2002);Souers等,Tetrahedron57:7431-48(2001);Tsai等,Bioorganic&MedicinalChemistry7:29-38(1999);Virgilio等,Tetrahedron53:6635-44(1997))。β-转角模拟物可以包括以下所示的模拟物A和模拟物B。
包含氨基酸序列β-转角模拟物置换的PYY类似物多肽包括天然人PYY(SEQIDNO:2),其中位置x和x+1的氨基酸被选自模拟物A和模拟物B的β-转角模拟物置换,其中x选自天然人PYY的氨基酸位置8至14的氨基酸。或者,可以置换已知的二肽转角诱导剂,例如,Ala-Aib和Ala-Pro二肽。
包含氨基酸序列置换的其他PYY类似物多肽包含式(II)的PYY类似物多肽(SEQIDNO:88):
Xaa1Xaa2Xaa3Xaa4ProXaa6Xaa7ProXaa9Xaa10
Xaa11Xaa12Xaa13Xaa14Xaa15Xaa16Xaa17Xaa18Xaa19Tyr
Xaa21Xaa22Xaa23LeuArgXaa26TyrXaa28AsnXaa30
Xaa31ThrArgGlnArgXaa36
其中:
Xaa1是Tyr、Ala、Phe、Trp或不存在;
Xaa2是Pro、Gly、d-Ala、同型Pro、羟基-Pro或不存在;
Xaa3是Ile、Ala、NorVal、Val、Leu、Pro、Ser或Thr;
Xaa4是Lys、Ala、Gly、Arg、d-Ala、同型Lys、同型Arg、Glu或Asp;
Xaa6是Glu、Ala、Val、Asp、Asn或Gln;
Xaa7是Ala、Asn、His、Ser或Tyr;
Xaa9是Gly、Ala、Ser、肌氨酸、Pro或Aib;
Xaa10是Glu、Ala、Asp、Asn、Gln、Pro、Aib或Gly;
Xaa11是Asp、Ala、Glu、Asn、Gln、Pro、Aib或Gly;
Xaa12是Ala或d-Ala;
Xaa13是Ser、Ala、Thr或同型Ser;
Xaa14是Pro、Ala、同型-Pro、羟基-Pro、Aib或Gly;
Xaa15是Glu、Ala、Asp、Asn、Gln、Pro、Aib或Gly;
Xaa16是Glu、Ala、Asp、Asn或Gln;
Xaa17是Leu、Ala、Met、Trp、Ile、Val或NorVal;
Xaa18是Asn、Asp、Ala、Glu、Gln、Ser或Thr;
Xaa19是Arg、Tyr、Lys、Ala、Gln或N(Me)Ala;
Xaa21是Tyr、Ala、Met、Phe或Leu;
Xaa22是Ala、Ser、Thr或d-Ala;
Xaa23是Ser、Ala、Thr或同型Ser;
Xaa26是His或Ala;
Xaa28是Leu、Ile、Val或Ala;
Xaa30是Leu、Ala、NorVal、Val、Ile或Met;
Xaa31是Ala、Val、Ile或Leu;和
Xaa36是Tyr、N(Me)Tyr、His、Trp或Phe;
条件是所述多肽不是天然PPF多肽、PYY(2-36)、PP(2-36)、Ala13NPY、Leu3hPYY(3-36)、Val3hPYY(3-36)、hPP(1-7)-pNPY或hPP(1-17)-pNPY。
在另一个实施方案中,式II的PYY类似物多肽还不包括:Ile28hPYY(3-36)、Val28hPYY(3-36)、Val30hPYY(3-36)、Ile31hPYY(3-36)、Leu31hPYY(3-36)、Phe36hPYY(3-36)、Val30Ile31hPYY(3-36)、Val30Leu31hPYY(3-36)、Val30Phe36hPYY(3-36)或Leu31Phe36hPYY(3-36)。
如本领域技术人员所知的,式II的多肽可以是游离酸形式,或可以是C-端酰胺化的。
包含氨基酸序列置换的其他PYY类似物多肽包括式(III)的PYY类似物多肽(SEQIDNO:348):
Xaa1Xaa2Xaa3Xaa4ProXaa6Xaa7ProXaa9Xaa10
Xaa11Xaa12Xaa13Xaa14Xaa15Xaa16Xaa17Xaa18Xaa19Tyr
Xaa21Xaa22Xaa23LeuArgXaa26TyrXaa28AsnXaa30
Xaa31ThrArgGlnArgXaa36
其中:
Xaa1是Tyr、Phe、Trp或不存在;
Xaa2是Pro、Gly、d-Ala、同型Pro、羟基-Pro或不存在;
Xaa3是Ile、Ala、NorVal、Val、Leu、Pro、Ser或Thr;
Xaa4是Lys、Ala、Gly、Arg、d-Ala、同型Lys、同型Arg、Glu或Asp;
Xaa6是Glu、Ala、Val、Asp、Asn或Gln;
Xaa7是Ala、Asn、His、Ser或Tyr;
Xaa9是Gly、Ala、Ser、肌氨酸、Pro或Aib;
Xaa10是Glu、Ala、Asp、Asn、Gln、Pro、Aib或Gly;
Xaa11是Asp、Ala、Glu、Asn、Gln、Pro、Aib或Gly;
Xaa12是Ala或d-Ala;
Xaa13是Ser、Ala、Thr、Pro或同型Ser;
Xaa14是Pro、Ala、同型Pro、羟基Pro、Aib或Gly;
Xaa15是Glu、Ala、Asp、Asn、Gln、Pro、Aib或Gly;
Xaa16是Glu、Ala、Asp、Asn或Gln;
Xaa17是Leu、Ala、Met、Trp、Ile、Val或NorVal;
Xaa18是Asn、Asp、Ala、Glu、Gln、Ser或Thr;
Xaa19是Arg、Tyr、Lys、Ala、Gln或N(Me)Ala;
Xaa21是Tyr、Ala、Met、Phe或Leu;
Xaa22是Ala、Ser、Thr或d-Ala;
Xaa23是Ser、Ala、Thr或同型Ser;
Xaa26是His或Ala;
Xaa28是Leu、Ile、Val或Ala;
Xaa30是Leu、Ala、NorVal、Val、Ile或Met;
Xaa31是Ala、Val、Ile或Leu;和
Xaa36是Tyr、N(Me)Tyr、His、Trp或Phe;
条件是所述多肽不是天然PPF多肽、NPY(2-36)、PYY(2-36)、PP(2-36)、Ala3NPY、Ala4NPY、Ala6NPY、Ala7NPY、Tyr7pNPY、Ala9NPY、Ala10NPY、Ala11NPY、Ala13NPY、Gly14NPY、Ala15NPY、Ala16NPY、Ala17NPY、Ala19NPY、Lys19NPY、Ala21NPY、Ala22NPY、Lys25NPY、Ala26NPY、Phe27NPY、Ala28NPY、Gln29NPY、Ala30NPY、Ala31NPY、Phe36NPY、His36NPY、Leu3hPYY(3-36)、Val3hPYY(3-36)、Lys25hPYY(3-36)、Pro13Ala14hPYY、Tyr1NPY、Ala7NPY或hPP(19-23)-pNPY。
在另一个实施方案中,式III的PYY类似物多肽还不包括:Ile28hPYY(3-36)、Val28hPYY(3-36)、Val30hPYY(3-36)、Ile31hPYY(3-36)、Leu31hPYY(3-36)、Phe36hPYY(3-36)、Val30Ile31hPYY(3-36)、Val30Leu31hPYY(3-36)、Val30Phe36hPYY(3-36)或Leu31Phe36hPYY(3-36)。
如本领域技术人员所知的,式III的多肽可以是游离酸形式,或可以是C-端酰胺化的。
包含氨基酸序列置换的其他PYY类似物多肽包括式(IV)的PYY类似物多肽(SEQIDNO:349):
Xaa1Xaa2Xaa3Xaa4ProXaa6Xaa7ProXaa9Xaa10
Xaa11Xaa12Xaa13Xaa14Xaa15Xaa16Xaa17Xaa18Xaa19Tyr
Xaa21Xaa22Xaa23LeuArgXaa26TyrXaa28AsnXaa30
Xaa31ThrArgGlnArgXaa36
其中:
Xaa1是Tyr、Phe、Trp或不存在;
Xaa2是Pro、Gly、d-Ala、同型Pro、羟基-Pro或不存在;
Xaa3是Ile、Ala、NorVal、Val、Leu、Pro、Ser或Thr;
Xaa4是Lys、Ala、Gly、Arg、d-Ala、同型Lys、同型Arg、Glu或Asp;
Xaa6是Glu、Ala、Val、Asp、Asn或Gln;
Xaa7是Ala、Asn、His、Ser或Tyr;
Xaa9是Gly、Ala、Ser、肌氨酸、Pro或Aib;
Xaa10是Glu、Ala、Asp、Asn、Gln、Pro、Aib或Gly;
Xaa11是Asp、Ala、Glu、Asn、Gln、Pro、Aib或Gly;
Xaa12是Ala或d-Ala;
Xaa13是Ser、Ala、Thr或同型Ser;
Xaa14是Pro、Ala、同型Pro、羟基Pro、Aib或Gly;
Xaa15是Glu、Ala、Asp、Asn、Gln、Pro、Aib或Gly;
Xaa16是Glu、Ala、Asp、Asn或Gln;
Xaa17是Leu、Ala、Met、Trp、Ile、Val或NorVal;
Xaa18是Asn、Asp、Ala、Glu、Gln、Ser或Thr;
Xaa19是Arg、Tyr、Lys、Ala、Gln或N(Me)Ala;
Xaa21是Tyr、Ala、Met、Phe或Leu;
Xaa22是Ala、Ser、Thr或d-Ala;
Xaa23是Ser、Ala、Thr或同型Ser;
Xaa26是His或Ala;
Xaa28是Leu、Ile、Val或Ala;
Xaa30是Leu、Ala、NorVal、Val、Ile或Met;
Xaa31是Ala、Val、Ile或Leu;和
Xaa36是Tyr、N(Me)Tyr、His、Trp或Phe;
条件是所述多肽不是天然PPF多肽、PYY(2-36)、Ala13NPY、Leu3hPYY(3-36)或Val3hPYY(3-36)。
在另一个实施方案中,式IV的PYY类似物多肽还不包括:Ile28hPYY(3-36)、Val28hPYY(3-36)、Val30hPYY(3-36)、Ile31hPYY(3-36)、Leu31hPYY(3-36)、Phe36hPYY(3-36)、Val30Ile31hPYY(3-36)、Val30Leu31hPYY(3-36)、Val30Phe36hPYY(3-36)或Leu31Phe36hPYY(3-36)。
如本领域技术人员所知的,式IV的多肽可以是游离酸形式,或可以是C-端酰胺化的。
包含氨基酸序列连接体置换的其他PYY类似物多肽包括PYY(1-4)氨基己酰基(14-36)(IUPAC[Aca5-13]PYY)(氨基己酰基缩写为″Aca″)、PYY(1-4)Aca(15-36)、PYY(1-4)Aca(16-36)、PYY(1-4)Aca(22-36)(IUPAC[Aca5-21]PYY)和PYY(1-4)Aca(25-36)(IUPAC[Aca5-24]PYY)(SEQIDNOS:180-184)。
b.缺失和截短
在另一个实施方案中,本发明的PYY类似物多肽可以有一个或多个从天然人PYY的氨基酸序列(SEQIDNO:2)缺失的氨基酸残基,单独或结合一个或多个插入或置换。一方面,本发明的PYY类似物多肽可以具有一个或多个从天然人PYY(SEQIDNO:2)的N-端或C-端缺失的氨基酸残基,条件是多肽不是SEQIDNO:3。在另一个实施方案中,本发明的PYY类似物多肽可以具有一个或多个在天然人PYY(SEQIDNO:2)的氨基酸位置2至35缺失的氨基酸残基。这类缺失可以包括在天然人PYY(SEQIDNO:2)的氨基酸位置2至35多于一个的连续或非连续缺失。在一些实施方案中,天然人PYY(SEQIDNO:2)的位置24至36的氨基酸残基没有删除。
在另一个实施方案中,式I至VII中所述的本发明的PPF多肽可以包括N-或C-端截短,或在式I、II、III、IV、V、VI或VII的氨基酸位置2至35的内部缺失,只要保留天然PPF多肽的至少一种生物活性。在一些实施方案中,没有缺失位置5至8和24至36的氨基酸残基。在一些实施方案中,没有缺失位置5至8和32至35的氨基酸残基。
c.插入
在另一个实施方案中,本发明的PYY类似物多肽可以具有一个或多个插入天然人PYY氨基酸序列(SEQIDNO:2)中的氨基酸残基,单独或结合一个或多个缺失和/或置换。一方面,本发明涉及具有向天然人PYY的氨基酸序列(SEQIDNO:2)中单个插入或多于一个氨基酸残基的连续或非连续插入的PYY类似物多肽。在一些实施方案中,在天然人PYY(SEQIDNO:2)的位置24至36没有插入氨基酸残基。
在另一个实施方案中,本发明的PYY类似物多肽可以包括向PYY序列(SEQIDNO:2)中的一个或多个非天然氨基酸和/或非氨基酸的插入。在一些实施方案中,插入PYY序列(SEQIDNO:2)中的非天然氨基酸可以是β-转角模拟物或连接体分子。连接体分子包括氨基己酰基(“Aca”)、β-丙氨酰和8-氨基-3,6-二氧杂辛酰基。β-转角模拟物包括以下所示的模拟物A和模拟物B,也称为Ala-Aib和Ala-Pro二肽。
在另一个实施方案中,本发明的PYY类似物多肽可以包括在多肽任一端的聚氨基酸序列(例如,聚组氨酸、聚精氨酸、聚赖氨酸、聚丙氨酸等),称为“延伸”或“尾巴”处的插入。
包含氨基酸序列插入的PYY类似物多肽包含沿着天然人PYY长度的每个氨基酸位置的丙氨酸置换。这类PYY类似物多肽包含PYY(+Axa),其中x选自1’至36(SEQIDNO:54-87)。
d.衍生物
本发明还涉及本发明PYY类似物多肽的衍生物。这类衍生物包括缀合一个或多个水溶性聚合物分子如聚乙二醇(“PEG”)或各种长度的脂肪酸链(例如,硬脂酰、棕榈酰、辛酰基)的PYY类似物多肽,通过添加聚氨基酸,如聚组氨酸、聚精氨酸、聚赖氨酸和聚丙氨酸,或通过添加包括短烷基和受约束的烷基(例如,支链的、环状的、稠合的、金刚酰基)和芳香族基团的小分子取代基。在一些实施方案中,水溶性聚合物分子具有约500至约20,000道尔顿的分子量。
这类聚合物-缀合可以单个发生在PYY类似物多肽序列内N-或C-端或氨基酸残基的侧链。或者,沿着PYY类似物多肽可以存在多个衍生位点。用赖氨酸、天冬氨酸、谷氨酸或半胱氨酸的一个或多个氨基酸的置换可以提供用于衍生的其他位点。参见,例如,美国专利No.5,824,784和5,824,778。在一些实施方案中,PYY类似物多肽可以缀合一个、两个或三个聚合物分子。
在一些实施方案中,将水溶性聚合物分子连接至氨基、羧基或巯基,并可以通过N或C-端连接,或在赖氨酸、天冬氨酸、谷氨酸或半胱氨酸的侧链连接。或者,可以用二胺和二羧基基团来连接水溶性聚合物分子。在一些实施方案中,本发明的PYY类似物多肽通过赖氨酸氨基酸上的ε氨基与一个、两个或三个PEG分子缀合。
本发明的PYY类似物多肽衍生物还包括具有对一个或多个氨基酸残基的化学改变的PYY类似物多肽。这类化学改变包括酰胺化、糖基化、酰基化、硫化、磷酸化、乙酰化和环化。化学改变可以单个发生在PYY类似物多肽序列内N-或C-端或氨基酸残基的侧链。在一个实施方案中,这些肽的C-端可以具有游离-OH或-NH2基团。在另一个实施方案中,可以用异丁氧羰基、异丙氧羰基、正丁氧羰基、乙氧羰基、异己酰基(“isocap”)、辛酰基、辛基甘氨酸基团(称为“G(Oct)”或“辛基Gly”)、8-氨基辛酸基团、丹酰基和/或Fmoc基团将N-端封帽。在一些实施方案中,可以通过形成二硫化物桥来环化,参见,例如,SEQIDNO:171。或者,沿着PYY类似物多肽可以存在多个化学改变的位点。
在一些实施方案中,PYY类似物多肽衍生物可以包括具有对一个或多个氨基酸残基的化学改变的PYY类似物多肽。这些化学改变可以单个发生在PYY类似物多肽序列内N-或C-端或氨基酸残基的侧链。在示例性实施方案中,在化学上改变PYY类似物多肽来包括Bolton-Hunter基团。Bolton-Hunter试剂是本领域已知的(“放射性免疫测定和相关方法(Radioimmunoassayandrelatedmethods),″A.E.Bolton和W.M.Hunter,实验免疫学手册 (HandbookofExperimentalImmunology)第26章,第I卷,免疫化学(Immunochemistry),D.M.Weir编辑,BlackwellScientificPublications,1986),并可以用来引入具有中性键的酪氨酸样部分,通过赖氨酸的氨基端α-氨基或ε-氨基。在一些实施方案中,用Bolton-Hunter基团修饰PYY类似物多肽的N-端。在一些实施方案中,用Bolton-Hunter基团修饰内部赖氨酸残基。在一些实施方案中,可以存在沿着PYY类似物多肽的多个Bolton-Hunter修饰的位点。用于多肽修饰的Bolton-Hunter试剂是可购得的,并包括但不限于,水溶性Bolton-Hunter试剂、磺琥珀酰亚氨基-3-[4-氢苯基]丙酸酯(PierceBiotechnology,Inc.,Rockford,IL)和Bolton-Hunter试剂-2、N-琥珀酰亚氨基3-(4-羟基-3-碘苯基)丙酸酯(WakoPureChemicalIndustries,Ltd.,日本,目录#199-09341)。以下举例说明了通过酰胺键缀合至PYY类似物多肽的示例Bolton-Hunter基团,其中虚线通过酰胺键:
PYY类似物多肽可以在Bolton-Hunter修饰之前或之后碘化(如用125I放射性标记)。125I-Bolton-Hunter标记的PYY或PYY类似物还可以从AmershamCorporation(ArlingtonHeights,IL)购买。在表4中将Bolton-Hunter衍生物缩写为“BH-修饰的”。(SEQIDNO:475-480)。
e.类似物和衍生物
在一些实施方案中,PYY类似物多肽包含上述修饰即,缺失、插入和置换的组合。
例如,PYY类似物多肽可以包括N-端缺失结合一个或多个氨基酸置换。例如,PYY类似物多肽包含具有一个或多个以下氨基酸置换的PYY(3-36):Ala3、Leu3、Pro3、Ala4、Gly4、d-Ala4、同型Lys4、Glu4、Ala5、Ala6、Val6、d-Ala7、Tyr7、His7、Ala8、Ala9、Ala10、Ala11、d-Ala12、Ala13、同型Ser13、Ala14、Ala15、Gln15、Ala16、Ala17、Met17、Ala18、Ser18、nor-Val18、Ala19、N-Me-Ala19、Lys19、同型Arg19、Ala20、Ala21、d-Ala22、Ala23、Ala24、Ala25、Lys25、同型Arg25、Ala26、Ala27、Ala28、Ala29、Ala30、Ala31、Ala32、Ala33、Lys33、Ala34、Ala35、Ala36、His36、Trp36、N-Me-Tyr36和Phe36。在一些实施方案中,PYY类似物多肽包含一个、两个或三个氨基酸置换。特定的PYY类似物多肽包含结合氨基酸插入的缺失(参见,例如,SEQIDNO:89-174)。
PYY类似物多肽包含式(V)的多肽(SEQIDNO:350):
Xaa3Xaa4ProXaa6Xaa7ProXaa9Xaa10Xaa11Xaa12
Xaa13Xaa14Xaa15Xaa16Xaa17Xaa18Xaa19TyrXaa21Xaa22
Xaa23LeuArgXaa26TyrXaa28AsnXaa30Xaa31Thr
ArgGlnArgXaa36
其中:
Xaa3是Ile、Ala、Pro、Ser、Thr或NorVal;
Xaa4是Lys、Ala、Gly、Glu、Asp、d-Ala、同型Lys或同型Arg;
Xaa6是Glu、Ala、Val、Asp、Asn或Gln;
Xaa7是Ala、Asn、His、Ser或Tyr;
Xaa9是Gly、Ala、Ser、肌氨酸、Pro或Aib;
Xaa10是Glu、Ala、Asp、Asn、Gln、Pro、Aib或Gly;
Xaa11是Asp、Ala、Glu、Asn、Gln、Pro、Aib或Gly;
Xaa12是Ala或d-Ala;
Xaa13是Ser、Ala、Thr或同型Ser;
Xaa14是Pro、Ala、同型Pro、羟基Pro、Aib或Gly;
Xaa15是Glu、Ala、Asp、Asn、Gln、Pro、Aib或Gly;
Xaa16是Glu、Ala、Asp、Asn或Gln;
Xaa17是Leu、Ala、Met、Trp、Ile、Val或NorVal;
Xaa18是Asn、Asp、Ala、Glu、Gln、Ser或Thr;
Xaa19是Arg、Tyr、Lys、Ala、Gln或N(Me)Ala;
Xaa21是Tyr、Ala、Met、Phe或Leu;
Xaa22是Ala、Ser、Thr或d-Ala;
Xaa23是Ser、Ala、Thr或同型Ser;
Xaa26是His或Ala;
Xaa28是Leu或Ala;
Xaa30是Leu、Ala、NorVal或Ile;
Xaa31是Ala或Val;和
Xaa36是Tyr、N(Me)Tyr、His或Trp;
条件是所述多肽不是天然PPF多肽。
如本领域技术人员所知的,式V的多肽可以是游离酸的形式,或是C-端酰胺化的。
本发明范围内还包含式II至VII的PYY类似物多肽,其中所示的氨基酸残基是化学修饰的或衍化的(例如,通过脂肪酸衍生化、PEG化、酰胺化、二醇化(glycolization)等)。本发明范围内还考虑的是所示氨基酸的D-氨基酸残基。
在一些实施方案中,PYY类似物多肽包含具有内部缺失的式II至VII的多肽,特别是在不对应于C-端尾PPF基序的部位,如在此所述的。
包括非天然氨基酸置换的PYY类似物多肽包含PYY(3-36),其中位置x和x+1的氨基酸被选自模拟物A和模拟物B的β-转角模拟物置换,其中x选自位置8至14(参见,例如,SEQIDNO:211-217和231-237)。
本发明的PYY类似物多肽的衍生物可以包括聚合物缀合的PYY类似物多肽,其中PYY类似物多肽包含上述插入、缺失、置换或其组合中的任何一种,并且聚合物分子在赖氨酸残基上缀合。PYY类似物多肽的其他衍生物包括具有以下置换和改变的PYY、PYY(3-36)或PYY(4-36):[Lys4-脂肪酸链]PYY(3-36);[Lys4-脂肪酸链]PYY(4-36);[Ala2Lys19-脂肪酸链]PYY(3-36);[Ile3-脂肪酸链]PYY(3-36);[Ser13-OAc]PYY(3-36)(OAc是用脂肪酸或乙酰基的O-酰化);[Ser23-OAc]PYY(3-36);[Ile2-辛酰基链]PYY(3-36);[Lys19-辛酰基链]PYY(3-36)和[Lys19-硬脂酰链]PYY(3-36)。(参见,例如,SEQIDNO:185-208)。
在序列表中提供了本发明PYY类似物多肽更多的实例并在以下实施例部分中讨论。
2.PPF嵌合多肽
本发明的再一方面,本发明的PPF多肽包括PPF嵌合多肽,该嵌合多肽包含共价连接第二PP、PYY或NPY多肽的至少一个另外片段的PP、PYY或NPY多肽的片段,其中每个PP、PYY或NPY片段包括PPF基序。或者,本发明的PPF嵌合多肽可以包括连接一个、两个、三个或四个多肽片段的PP家族多肽的片段,其中至少一个连接的多肽片段是第二PP家族多肽的片段。在特定的实施方案中,PPF多肽不包括具有C-端NPY片段的N-端PP片段。本发明的PPF嵌合多肽在完整长度的PYY(3-36)上将呈现出与天然PYY(3-36)至少50%的序列同一性。在一些实施方案中,本发明这类PPF嵌合多肽在完整长度的PYY(3-36)上可以呈现出与天然PYY(3-36)至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、至少92%、至少94%或至少97%的序列同一性。本发明这类PPF嵌合多肽还可以呈现出与天然PP至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、至少92%、至少94%或至少97%的序列同一性。再在一个实施方案中,本发明这类PPF嵌合多肽可以呈现出与天然NPY至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、至少92%、至少94%或至少97%的序列同一性。在一些实施方案中,本发明的PPF嵌合多肽至少包含N-端多脯氨酸PPF基序和C-端尾PPF基序。
再次,本发明的PPF多肽通常至少部分包括天然人PP、PYY或NPY的生物活性。在一些实施方案中,本发明的PPF嵌合多肽将在治疗和预防代谢病症和紊乱中呈现出生物活性。
可以以本领域已知的任何方式将多肽片段共价连接在一起,包括但不限于直接的酰胺键或化学连接体基团。化学连接体基团可以包括诱导或稳定多肽构象的肽模拟物。本发明的PPF嵌合多肽包含PYY-PP、PYY-NPY、PP-PYY、PP-NPY、NPY-PP或NPY-PYY嵌合体。
本发明的PPF嵌合多肽可以是至少21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33或34个氨基酸长。在一些实施方案中,本发明的PYY类似物多肽只包括天然L氨基酸残基和/或修饰的天然L氨基酸残基。在一些实施方案中,本发明的PYY类似物多肽不包括非天然残基酸残基。
在一些实施方案中,本发明的PPF嵌合多肽不包括:
hPP(1-7)-pNPY,hPP(1-17)-pNPY,hPP(19-23)-pNPY,hPP(19-23)-Pro34pNPY,hPP(19-23)-His34pNPY,rPP(19-23)-pNPY,rPP(19-23)-Pro34pNPY,rPP(19-23)-His34pNPY,hPP(1-17)-His34pNPY,pNPY(1-7)-hPP,pNPY(1-7,19-23)-hPP,cPP(1-7)-pNPY(19-23)-hPP,cPP(1-7)-NPY(19-23)-His34hPP,hPP(1-17)-His34pNPY,hPP(19-23)-pNPY,hPP(19-23)-Pro34pNPY,pNPY(1-7)-hPP,pNPY(19-23)-hPP,pNPY(19-23)-Gln34hPP,pNPY(19-23)-His34hPP,pNPY(19-23)-Phe6Gln34hPP,pNPY(19-23)-Phe6His34hPP,pNPY(1-7,19-23)-hPP,pNPY(1-7,19-23)-Gln34hPP,cPP(20-23)-Pro34-pNPY,cPP(21-23)-Pro34-pNPY,cPP(22-23)-Pro34-pNPY,cPP(1-7)-Pro34-pNPY,cPP(20-23)-Pro34-pNPY,cPP(1-7,20-23)-Pro34-pNPY,cPP(1-7)-pNPY(19-23)-hPP,cPP(1-7)-pNPY(19-23)-His34hPP,cPP(1-7)-gPP(19-23)-hPP,cPP(1-7)-pNPY(19-23)-Ala31Aib32Gln34-hPP,cPP(1-7)-pNPY(19-23)-Ala31Aib32His34-hPPhPP(1-7)-Ala31Aib32-pNPY,hPP(1-17)-Ala31Aib32-pNPY,pNPY(1-7)-Ala31Aib32Gln34-hPP,或pNPY(1-7,19-23)-Ala31Aib32Gln34-hPP..
在一些实施方案中,本发明的PPF嵌合多肽可以包括PP家族类似物多肽的片段。例如,PPF嵌合多肽可以包括在此所述的PPF类似物多肽,以及PP类似物多肽和NPY类似物多肽。
PYY类似物多肽是在本文所述的测定法(包括食物摄入、胃排空、胰腺分泌、身体组成或体重减轻测定法)之一中其效力等于或大于该相同测定中NPY、PYY或PYY(3-36)效力的那些。在一些实施方案中,本发明的PYY类似物多肽可以呈现出改进的易于制造、稳定性和/或易于配制,与PP、NPY、PYY或PYY(3-36)相比较。
在一些实施方案中,对于营养物利用度的降低、食物摄入的降低、体重增加的效果和/或代谢病症和紊乱的治疗和预防,本发明的PPF嵌合多肽保留至少约25%、或约30%、约40%、约50%、约60%、约70%、约80%、约90%、约95%、约98%或约99%天然人PYY的生物活性。在另一个实施方案中,本发明的PPF嵌合多肽呈现出提高的PYY激动剂活性。在一些实施方案中,对于营养物利用度的降低、食物摄入的降低、体重增加的效果和/或代谢病症和紊乱的治疗和预防,本发明的PPF嵌合多肽呈现出至少约110%、约125%、约130%、约140%、约150%、约200%或更高的天然人PYY的生物活性。
更特别地,一方面,PPF嵌合多肽包含连接PYY片段的PP片段。在一个实施方案中,本发明的PPF嵌合多肽包含在其C-端连接PYY或PYY类似物多肽C-端片段的PP或PP类似物多肽的N-端片段。在另一个实施方案中,本发明的PPF嵌合多肽包含在其C-端连接PP或PP类似物多肽C-端片段的PYY、PYY(3-36)或PYY类似物多肽的N-端片段。
在一些实施方案中,PPF嵌合多肽包含连接NPY片段的PYY片段。在一个实施方案中,本发明的PPF嵌合多肽包含在其C-端连接NPY或NPY类似物多肽C-端片段的PYY、PYY(3-36)或PYY类似物多肽的N-端片段。在另一个实施方案中,本发明的PPF嵌合多肽包含在其C-端连接PYY或PYY类似物多肽C-端片段的NPY或NPY类似物多肽的N-端片段。
在一些实施方案中,PPF嵌合多肽包含连接NPY片段的PP片段。在一个实施方案中,本发明的PPF嵌合多肽包含在其C-端连接NPY或NPY类似物多肽C-端片段的PP或PP类似物多肽的N-端片段。在另一个实施方案中,本发明的PPF嵌合多肽包含在其C-端连接PP或PP类似物多肽C-端片段的NPY或NPY类似物多肽的N-端片段。
在一些实施方案中,PP、PP类似物多肽、PYY、PYY(3-36)、PYY类似物多肽、NPY或NPY类似物多肽的片段是包括PP、PP类似物多肽、PYY、PYY(3-36)、PYY类似物多肽、NPY或NPY类似物多肽大约4至20个氨基酸残基的片段。在一些实施方案中,选择片段的长度以获得至少34个氨基酸长的最终PPF嵌合多肽。
本发明的PPF嵌合多肽还可以包括进一步的修饰,包括但不限于,对这类PPF嵌合多肽氨基酸序列的置换、缺失和插入及其任何组合。在一些实施方案中,本发明的PPF嵌合多肽包含一个或多个“非必需”氨基酸残基的修饰。在本发明的范围内,“非必需”氨基酸残基是可以改变,即,缺失或置换的残基,例如在PP家族多肽片段等片段的天然人氨基酸序列中,而没有消除或实质性降低PPF嵌合多肽的PYY激动剂活性。
本发明还涉及PPF嵌合多肽的衍生物。这类衍生物包括缀合一个或多个水溶性聚合物分子如聚乙二醇(“PEG”)或各种长度的脂肪酸链(例如,硬脂酰、棕榈酰、辛酰基、油酰等)的PPF嵌合多肽,或通过添加聚氨基酸,如聚组氨酸、聚精氨酸、聚赖氨酸和聚丙氨酸。对PPF嵌合多肽的修饰还包括小分子取代基,如短烷基和受约束的烷基(例如,支链的、环状的、稠合的、金刚烷基)和芳香族基团。在一些实施方案中,水溶性聚合物分子具有约500至约20,000道尔顿的分子量。
这类聚合物-缀合和小分子取代基修饰可以单个地发生在PPF嵌合多肽序列内的N-或C-端或氨基酸残基的侧链。或者,沿着PPF嵌合多肽可以存在多个衍生位点。用赖氨酸、天冬氨酸、谷氨酸或半胱氨酸的一个或多个氨基酸的置换可以提供用于衍生的其他位点。参见,例如,美国专利No.5,824,784和5,824,778。在一些实施方案中,PPF嵌合多肽可以缀合一个、两个或三个聚合物分子。
在一些实施方案中,将水溶性聚合物分子连接至氨基、羧基或巯基,并可以通过N或C-端连接,或在赖氨酸、天冬氨酸、谷氨酸或半胱氨酸的侧链连接。或者,可以用二胺和二羧基基团来连接水溶性聚合物分子。在一些实施方案中,本发明的PPF嵌合多肽通过赖氨酸氨基酸上的ε氨基缀合一个、两个或三个PEG分子。
本发明的PPF嵌合多肽衍生物还包括具有对一个或多个氨基酸残基化学修饰的PPF嵌合多肽。这类化学改变包括酰胺化、糖基化、酰基化、硫化、磷酸化、乙酰化和环化。化学改变可以单个地发生在PPF嵌合多肽序列内N-或C-端或氨基酸残基的侧链。在一个实施方案中,这些肽的C-端可以具有游离-OH或-NH2基团。在另一个实施方案中,可以用异丁氧羰基、异丙氧羰基、正丁氧羰基、乙氧羰基、异己酰基(“isocap”)、辛酰基、辛基甘氨酸基团(G(Oct))或8-氨基辛酸基团将N-端加帽。在一些实施方案中,可以通过形成二硫化物桥来环化。或者,沿着PYY类似物多肽存在多个化学改变的位点。
在一些实施方案中,PPF嵌合多肽包含具有SEQIDNO:238-347氨基酸序列的那些。
序列表中提供了本发明PPF嵌合多肽的实例并在以下的实施例部分中进一步讨论。
其他PPF多肽包含式(VI)(SEQIDNO:481)的多肽:
Xaa1Xaa2Xaa3Xaa4ProGluXaa7ProXaa9Glu
AspXaa12Xaa13Xaa14GluXaa16Xaa17Xaa18Xaa19Tyr
Xaa21Xaa22Xaa23LeuXaa25Xaa26TyrXaa28AsnXaa30
Xaa31ThrArgGlnXaa35Xaa36
其中:
Xaa1是Tyr或不存在;
Xaa2是Ile、Pro或不存在;
Xaa3是Ile、BH-修饰的Lys、Lys、Val或Pro;
Xaa4是Lys、BH-修饰的Lys、Ala、Ser或Arg;
Xaa7是Ala、Gly或His;
Xaa9是Gly或Ala;
Xaa12是Ala或Pro;
Xaa13是Ser或Pro;
Xaa14是Pro、Ala或Ser;
Xaa16是Glu或Asp;
Xaa17是Leu或Ile;
Xaa18是Asn或Ala;
Xaa19是Arg、Lys、BH-修饰的Lys、Gln或N(Me)Ala;
Xaa21是Tyr、Ala、Phe、Lys或BH修饰的Lys;
Xaa22是Ala或Ser;
Xaa23是Ser、Ala或Asp;
Xaa25是Arg、Lys或BH-修饰的Lys;
Xaa26是His、Ala或Arg;
Xaa28是Leu或Ile;
Xaa30是Leu或Met;
Xaa31是Val、Ile或Leu;
Xaa35是Lys、BH-修饰的Lys或Arg;和
Xaa36是Tyr、Trp或Phe;
条件是所述PPF多肽不是天然PPF多肽、PYY(2-36)、Val3hPYY(3-36)、Lys25hPYY(3-36)、Lys25Ile28hPYY(3-36)、Lys25Ile31hPYY(3-36)、Lys25Leu31hPYY(3-36)、Lys25Phe36hPYY(3-36)、Ile28hPYY(3-36)、Ile31hPYY(3-36)、Leu31hPYY(3-36)、Phe36hPYY(3-36)、Leu31Phe36hPYY(3-36)或Pro13Ala14hPYY。
如本领域技术人员所知的,式VI的多肽可以是游离酸形式,或可以是C-端酰胺化的。
在一些实施方案中,PPF多肽可以包含连接基本上由天然人NPY(SEQIDNO:4)氨基酸残基18-36构成的C-端片段的基本上由天然人PYY(SEQIDNO:2)的前17个氨基酸残基构成的N-端片段,其中PYY片段N-端的一个或多个氨基酸残基可以缺失或不存在,并且其中在每个PYY和NPY片段中可以形成一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个或十个氨基酸置换。在一些实施方案中,基本上由PPF多肽的前17个氨基酸构成的N-端片段可以呈现出与天然PYY前17个氨基酸至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、至少92%、至少94%或至少97%的序列同一性。在一些实施方案中,基本上由氨基酸18-36构成的PPF多肽C-端片段可以呈现出与天然NPY氨基酸18-36至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、至少92%、至少94%或至少97%的序列同一性。在一些实施方案中,PYYN-端片段的氨基酸(例如,位置5和8的脯氨酸、位置6、10和15的谷氨酸或位置11的天冬氨酸),和/或NPYC-端片段的氨基酸(例如,位置20和27的酪氨酸、位置24的亮氨酸、位置29的天冬酰胺、位置32的苏氨酸、位置33的精氨酸或位置34的谷氨酰胺)没有被置换。在一些实施方案中,PPF多肽包含具有氨基酸序列SEQIDNO.266、267、274、282、320和436至480的那些。在一些实施方案中,PPF多肽进一步包含N-端帽。这些PPF多肽的实例包含SEQIDNO:282、320、437、441、444、445-447、452、454-459、461-464、466、468-470和472-480。
其他PPF多肽包含式(VII)的多肽(SEQIDNO:482):
Xaa1Xaa2ProXaa4ProXaa6HisProXaa9Xaa10
Xaa11Xaa12Xaa13Xaa14Xaa15Xaa16Xaa17AlaXaa19Tyr
Xaa21Xaa22Xaa23LeuXaa25Xaa26Xaa27Xaa28Xaa29Xaa30
Xaa31ThrArgGlnArgTyr
其中:
Xaa1是Tyr或不存在;
Xaa2是Ile、Pro或不存在;
Xaa4是Lys、BH-修饰的Lys、Ala、Ser或Arg;
Xaa6是Glu、Gln、Ala、Asn、Asp或Val;
Xaa9是Gly或Ala;
Xaa10是Glu、Ala、Asp、Asn、Gln、Gly、Pro或Aib;
Xaa11是Glu、Ala、Asp、Asn、Gln、Gly、Pro或Aib;
Xaa12是Ala或Pro;
Xaa13是Ser或Pro;
Xaa14是Pro、Ala或Ser;
Xaa15是Glu、Ala、Asp、Asn、Gln、Gly、Pro或Aib;
Xaa16是Glu或Asp;
Xaa17是Leu或Ile;
Xaa19是Arg、Lys、BH-修饰的Lys、Gln或N(Me)Ala;
Xaa21是Tyr、Ala、Phe、Lys或BH-修饰的Lys;
Xaa22是Ala或Ser;
Xaa23是Ser、Ala或Asp;
Xaa25是Arg、Lys或BH-修饰的Lys;
Xaa26是His、Ala或Arg;
Xaa27是Tyr或Phe;
Xaa28是Leu或Ile;
Xaa29是Asn或Gln;
Xaa30是Leu或Met;和
Xaa31是Val、Ile或Leu;
如本领域技术人员所知的,式VII的多肽可以是游离酸形式,或可以是C-端酰胺化的。
在一些实施方案中,PPF多肽可以包括连接基本上由天然人NPY(SEQIDNO:4)氨基酸残基18-36构成的C-端片段的基本上由天然人PYY(SEQIDNO:2)的前17个氨基酸残基构成的N-端片段,其中PYY片段N-端的一个或多个氨基酸残基可以缺失或不存在,并且其中在每个PYY和NPY片段中可以形成一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个或十个氨基酸置换。在一些实施方案中,基本上由PPF多肽的前17个氨基酸构成的N-端片段可以呈现出与天然PYY前17个氨基酸至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、至少92%、至少94%或至少97%的序列同一性。在一些实施方案中,基本上由氨基酸18-36构成的PPF多肽C-端片段可以呈现出与天然NPY的氨基酸18-36至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、至少92%、至少94%或至少97%的序列同一性。在一些实施方案中,PYYN-端片段的氨基酸(例如,位置3、5和8的脯氨酸或位置7的组氨酸),和/或NPYC-端片段的氨基酸(例如,位置18的丙氨酸、位置20和36的酪氨酸、位置24的亮氨酸、位置32的苏氨酸、位置33的精氨酸、位置34的谷氨酰胺或位置35的精氨酸)没有被置换。在一些实施方案中,PPF多肽包含具有氨基酸序列SEQIDNO.266、437、438、439、442、462、469、470、471和472的那些。在一些实施方案中,PPF多肽进一步包含N-端帽。这些PPF多肽的实例包含SEQIDNO:437、462、469、470和472。
序列表中提供了本发明PPF多肽的实例并在以下的实施例部分中进一步讨论。
B.PPF多肽在治疗或预防代谢病症或紊乱中的用途
通常认为内源性NPY(Schwartz等,Nature404:661-71(2000)中综述)和PYY(Morley等,BrainRes.341:200-3(1985)通过其受体增加了进食行为。针对肥胖症的疗法的方法总是试图拮抗Y受体,而用于治疗厌食症的主张针对该配体家族的激动剂。然而,如共有的未决美国专利申请No.20020141985中所述和所要求保护的,已经令人意外地发现PYY类似物多肽的外周给予具有降低营养物利用度有效的作用(还可以参见Batterham等,Nature418:650-4,2002;WO03/026591;和WO03/057235),而不是如专利和科学文献中报道所提示的提高(参见,例如,美国专利No.5,912,227和6,315,203,其公开了PYY受体激动剂来提高体重增加的用途)。抑制食物摄入、减慢胃排空、抑制胃酸分泌和抑制胰酶分泌的作用谱可用于在如1型、2型或妊娠糖尿病、肥胖症和胰岛素抗性综合征(综合征X)的其它表现的代谢病,和用于降低营养物利用度的任何其他用途中发挥临床益处。
因此,本发明的另一方面,提供了治疗或预防肥胖症的方法,其中该方法包括将治疗或预防有效量的PPF多肽给予有其需要的受试者。在一些实施方案中,受试者是肥胖或超重的受试者。尽管通常将“肥胖症”定义为超过30的体重指数,对于本发明公开的目的,任何受试者,包括具有低于30体重指数、需要或希望减轻体重的那些,都包括在“肥胖”的范围内。胰岛素抗性、葡萄糖不耐受或具有任何形式糖尿病(例如,1、2型或妊娠期糖尿病)的受试者可以得益于该方法。
本发明的另一方面,提供了降低食物摄入、降低营养物利用度、引起体重减轻、影响身体组成和改变身体能量含量或提高能量消耗、治疗糖尿病和改善脂质特征(包括降低LDL、胆固醇和/或甘油三酯水平和/或改变HDL胆固醇水平)的方法,其中该方法包括将有效量的本发明的PPF多肽给予受试者。在一些实施方案中,使用本发明的方法来治疗或预防有其需要的受试者中可以通过降低营养物利用度得到缓解的病症或障碍,包括将治疗或预防有效量的本发明的PPF多肽给予所述受试者。这类病症和障碍包括,但不限于,高血压、血脂异常、心血管疾病、进食障碍、胰岛素抗性、肥胖症和任何种类的糖尿病。
不希望受到理论的限制,认为通过与PP家族中那些中的或与其相似的一种或多种独特受体种类相互作用,来测定本发明PPF多肽的外周给予在降低食物摄入、延迟胃排空、降低营养物利用度和引起体重减轻中的效果。更特别地,似乎涉及与PYY偏好性(或Y7)受体相似的一种或多种受体。
适用于本发明的其他测定法包括可以测定PPF化合物对身体组成作用的那些。示例性测定法是涉及使用代谢疾病的饮食诱导肥胖(DIO)小鼠模型的测定法。在治疗阶段之前,从4周龄大开始给雄性C57BL/6J小鼠喂养高脂肪饮食(#D12331,58%热量来自脂肪;ResearchDiets,Inc)6周。在研究过程中,小鼠持续食用其高脂肪饮食。在整个研究过程中可以随意提供水。一组相似年龄的非肥胖小鼠可以喂养低脂肪饮食(#D12329,11%热量来自脂肪),用于与DIO组比较代谢参数的目的。
可以给DIO小鼠皮下(SC)植入肩胛内渗透泵来传送载体(水中50%的二甲亚砜[DMSO])n=20或本发明的化合物n=12。可以设定后一组的泵来传送任何量的本发明的化合物,例如1000μg/kg/d,持续7天。
在整个研究阶段的过程中以定期间隔来测量体重和食物摄入。可以使用整个动物间接量热法来测定呼吸商(RQ,定义为CO2产生÷O2消耗)和代谢率(Oxymax,ColumbusInstruments,Columbus,OH)。通过过量异氟烷使小鼠安乐死,并测量肥胖的指数(两侧附睾脂肪垫重量)。此外,在测定附睾重量之前,按照制造商的说明(LunarPiximus,GEImagingSystem)使用双能X-射线吸光测定法(DEXA)装置来分析每只小鼠的身体组成(瘦物质、脂肪物质)。在一些实施方案中,本发明的PPF多肽是在此所述测定法(包括食物摄入、胃排空、胰腺分泌、体重减轻或身体组成测定法)之一中具有比该相同测定法中PP、NPY、PYY或PYY(3-36)的效力大的效力的那些。
除了作为降低的食物摄入、体重减轻或治疗肥胖症的结果,在有其需要的受试者中高血压的缓解,本发明的化合物可以用来治疗低血压,如实施例4中所述的。
本发明的化合物还可以用于加强、诱导、提高或恢复胰岛或细胞中的葡萄糖响应性。这些作用可以用于治疗或预防与代谢紊乱相关的病症,如上述的那些和美国申请no.US20040228846中所述的那些。测定这类活性的测定法是本领域已知的。例如,在公开的美国专利申请no.US20040228846中(在此以其整体引入作为参考),描述了用于岛分离和培养以及测定胎儿岛成熟的测定法。在专利申请US20040228846的实施例中,肠产生的激素肽,包括胰多肽(PP)、神经肽Y(NPY)、神经肽K(NPK)、PYY、促胰液素、胰高血糖素样肽-1(GLP-1)和铃蟾肽,购自Sigma。XI型胶原酶从Sigma获得。RPMI1640培养基和胎牛血清从Gibco获得。含有抗胰岛素抗体的放射性免疫测定试剂盒([125I]-RIA试剂盒)购自Linco,StLouis。
从P-02岁大的大鼠获得产后的大鼠岛。从6-8周龄大的大鼠获得成年大鼠岛。如下获得胎儿大鼠岛。在怀孕e21天将怀孕的雌性大鼠处死。从子宫取出胎儿。从每只仔中分离10-14个胰岛并在Hanks缓冲剂中洗涤两次。将胰岛混合,悬浮于6ml1mg/ml胶原酶中(XI型,Sigma),并伴随恒定的振荡在37℃孵育8-10分钟。通过加入10体积冰冷Hanks缓冲剂来停止消化,接着用Hanks缓冲剂洗涤三次。然后通过Ficoll梯度来纯化岛并在10%胎牛血清(FBS)/RPMI培养基中培养,加或不加1μMIBMX。在五天结束时,手选20个岛至每个试管中并测定静态胰岛素释放。通常,首先用KRP缓冲剂洗涤岛,然后用1ml含有3mM(低)葡萄糖的KRP缓冲剂在37℃孵育30分钟,恒定振荡。收集上清液后,然后用17mM(高)葡萄糖将岛在37℃孵育一小时。使用[125I]-RIA试剂盒通过放射性免疫测定法(RIA)来测定从低或高葡萄糖刺激中释放的胰岛素。在200ng/mlPYY、PP、CCK、NPK、NPY、促胰液素、GLP-1或铃蟾肽的存在下将E21胎儿岛培养5天。
还提供了示例性的体内测定法,其使用ZuckerDiabeticFatty(ZDF)雄性大鼠(一种在所有喂养标准啮齿动物膳食Purina5008的fa/fa雄性中自发表达糖尿病的近交(>F30代)大鼠模型)。在ZDFfa-fa雄性中,约七周龄大时开始产生高血糖且到10至11周龄时葡萄糖水平(喂养)通常达到500mg/DL。在产生糖尿病的过程中胰岛素水平(喂养)是高的。然而,到19周龄大时,胰岛素跌至大约瘦的对照同胎仔配对物的水平。肥胖大鼠的血浆甘油三酯和胆固醇水平通常高于瘦的那些。在该测定法中,三组7周龄大的ZDF大鼠,每组6只大鼠,接受通过ALZA泵的输注治疗14天:1)载体对照,2)和3),两个不同剂量的PYY,分别为100pmol/kg/hr和500pmol/kg/hr。在输注之前和输注后第7天和第14天取了四个测量值:1)血浆葡萄糖水平,2)血浆胰岛素水平,和3)血浆甘油三酯(TG)水平,以及口服葡萄糖耐受性(OGTT)测试。因此,这些测定法可以使用本发明的化合物来测试所需的活性。
对于PPF多肽所考虑的其他用途包括用于降低中枢神经系统中铝(Al)浓度的方法(参见美国专利6,734,166,以其整体引入作为参考),用于治疗、预防或延迟阿尔茨海默氏病的发作。测定对Al作用的测定法是本领域已知的并可以在美国专利6,734,166中找到,其使用二倍体和Ts小鼠。将这些小鼠单独地圈养在牌代谢或聚丙烯笼子里并在实验之前三天给予来适应笼子。在实验过程中使小鼠自由进食(NIH大鼠和Moust/Auto6F5K52,St.Louis,MO)和水,除了在安乐死之前16小时没有提供食物。每日给小鼠皮下注射活性化合物或盐水。一个实验在第13天结束时处死小鼠,而另一个实验在第3天处死,并收集样品。将小鼠脑样品在干净的特富龙衬垫中称重并通过在低微量元素级硝酸中微波消化来制备用于分析。然后使用诱发偶合等离子质谱分光光度计(Nuttall等,AnnalsofClinicalandLaboratoryScience25,3,264-271(1995))分析样品的Al含量。分析过程中所有的组织操作在干净的房间环境中进行,使用HEPA空气过滤系统来最小化背景污染。
本发明的化合物呈现出宽范围的生物活性,一些与它们的抗分泌和抗运动特性相关。该化合物可以抑制胃肠分泌,通过与上皮细胞的直接相互作用,或可能通过抑制刺激肠分泌的激素或神经递质的分泌。抗分泌特性包括抑制胃和/或胰腺分泌,并可以用于治疗或预防疾病和障碍,包括胃炎、胰腺炎、Barrett’s食管和胃食道回流疾病。
本发明的化合物可用于治疗多种与过量肠电解质和水分泌以及降低的吸收相关的胃肠障碍(参见,例如,Harrison’sPrinciplesofInternalMedicine,McGraw-HillInco,NewYork,第12版),例如,感染性腹泻、炎性腹泻、短肠综合征或通常在外科手术例如回肠造口术后发生的腹泻。感染性腹泻的实例包括,但不限于,急性病毒性腹泻、急性细菌性腹泻(例如,沙门氏菌、弧菌和梭菌或由于原生生物感染引起的),或旅行者腹泻(例如,诺沃克病毒或轮状病毒)。炎性腹泻的实例包括,但不限于,吸收障碍综合征、热带性口炎性腹泻、慢性胰腺炎、局限性回肠炎、腹泻和过敏性肠综合征。还发现本发明的肽可以用来治疗涉及胃肠障碍的紧急情况或威胁生命的情况,例如,外科手术后或由于霍乱引起的。
相对于只治疗与肠损伤相关的症状(例如,腹泻),本发明的化合物还可以用于治疗或预防肠损伤。这类肠损伤可以是溃疡性结肠炎、炎性肠病、肠萎缩、肠粘膜丧失和/或肠粘膜功能丧失,或是这些的结果(参见WO03/105763,在此以其整体引入作为参考)。之前MorrisGP等已经描述了慢性结肠炎的简单和可再生的大鼠模型,“大鼠结肠中慢性炎症和溃疡的半抗原诱导模型(Hapten-inducedmodelofchronicinflammationandulcerationintheratcolon)”Gastroenterology.1989;96:795-803。其呈现出相对长的炎症和溃疡持续时间,提供了以特异性受控的方式研究慢性炎症疾病的病理生理学和评价可能可应用于人炎性肠病的新治疗的机会。
用于这类活性的测定法,法如描述于WO03/105763中,包括11周龄大的雄性HSD大鼠,250-300克,以12:12亮:暗循环来饲养,并使其随意进食标准啮齿动物膳食(TekladLM485,Madison,WI)和水。在实验前使动物禁食24小时。用3%异氟烷使大鼠麻醉并置于设定在37℃的调节加热垫上。将管饲针从直肠插入结肠7cm。将溶解于50%乙醇(v/v)中的半抗原三硝基苯磺酸(TNBS)以30mg/kg的剂量通过管饲针传送至结肠腔内,0.4-0.6mL的总体积,如Mazelin等所述的,“大鼠中实验诱导的结肠炎中迷走神经传入的保护性作用(Protectiveroleofvagalafferentsinexperimentally-inducedcolitisinrats)”JutonNervSyst.1998;73:3845。对照组结肠内接受盐水溶液(NaCl0.9%)。
结肠炎诱导后四天,从麻醉的大鼠切除结肠,然后通过断头术使大鼠安乐死。测量切除的结肠和脾脏的重量,并将结肠拍照用于评价总的形态损伤。将炎症定义为充血和肠壁增厚的区域。
本发明的化合物还可以用来治疗或预防胰腺肿瘤(例如,抑制胰腺肿瘤的增殖)。本发明的方法包括降低肿瘤细胞的增殖。根据本发明可以治疗的良性胰腺肿瘤细胞的类型包括浆液性囊腺瘤、微胆囊肿瘤和实体胆囊肿瘤。该方法在降低恶性胰腺肿瘤细胞的增殖如由胰腺的导管、腺泡或岛引起的癌中也是有效的。美国专利5,574,010(以其整体引入作为参考)提供了测试抗增殖特性的示例性测定法。例如,‘010专利提供了PANC-1和MiaPaCa-2是两种人胰腺癌细胞系,其从供应商可购得的,如美国典型培养物保藏中心(AmericanTypeCultureCollection),ATCC(Rockville,Md.)。将两种肿瘤细胞生长于补充了10%肽牛血清、29.2mg/L谷氨酰胺、25μg庆大霉素、5ml青霉素、链霉素和两性霉素B洗剂溶液的RPMI-1640培养基(JRHBiosciences,Lenexa,Kans.)中,在NAPCO水夹套的5%CO2培养箱中37℃生长。当获得肿瘤细胞的汇合单层时,用0.25%胰蛋白酶(Clonetics,SanDiego,Calif.),分离所有细胞系一周一次至两次。将细胞在4℃的冷冻离心机中以500g沉淀7分钟,并重悬浮于无胰蛋白酶的强化RPMI1640培养基中。在血球计载玻片上使用锥虫蓝计数活细胞。
将每种类型的一万、20,000、40,000和80,000个细胞加入96孔微量培养平板(Costar,Cambridge,Mass)中,每孔总体积200μl培养基。在加入PYY或测试肽之前,使细胞附着24小时。在加入肽之前,换成新鲜培养基。用PYY或测试化合物体外孵育胰腺肿瘤细胞持续长6小时和36小时。以每孔250pmol、25pmol和2.5pmol的剂量将PYY加入细胞中(N=14)。以每孔400pmol、40pmol和4pmol的剂量将测试化合物加入细胞培养物中。对照孔接受2μl的0.9%盐水来模拟体积和对附着的肿瘤细胞的物理干扰。每个96孔平板含有18个对照孔以允许实验过程中每个平板内的比较。九十六(96)孔平板重复6次,在PANC-1和MiaPaCa-2细胞中使用不同浓度的PYY和测试化合物。
在孵育阶段结束时,将0.5mg/ml的3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯基四唑溴化物,MTT四唑溴化物(Sigma,St.Louis,Mo.)加入新鲜培养基中。交换培养基并用MTT四唑溴化物将肿瘤细胞在37℃孵育4小时。在孵育结束时,吸出培养基。将甲(formazon)晶体沉淀物溶解于200μl二甲亚砜(Sigma,St.Louis,Mo.)中。通过在ELISA阅读器(MolecularDevices,MenloPark,Calif.)上在500nm处获得吸收阅读值来进行溶解甲的定量。MTT测定法测量了线粒体NADH依赖性脱氢酶活性,并且这是其中最灵敏和可靠的体外定量肿瘤细胞的化疗应答性的方法。(Alley,M.C.,Scudiero,D.A.,Monk,A.,Hursey,M.L.,Dzerwinski,M.J.,Fine,D.L.,Abbott,B.J.,Mayo,J.G.,Shoemaker,R.H.和Boyd,M.R.,使用微量培养四唑测定用一组人肿瘤细胞系的药物筛选的可行性(Feasibilityofdrugscreeningwithpanelsofhumantumorcelllinesusingamicroculturetetrazoliumassay)CancerRes.,48:589-601,1988;Carmichael,J.,DeGraff,W.G.,Gazdar,A.F.,Minna,J.D.和Mitchell,J.B.,基于四唑的半自动比色测定的评价:化学敏感性测试的评价(Evaluationofatetrazolium-basedsemiautomatedcolorimetricassay:Assessmentofchemosensitivitytesting)CancerRes.,47:936-942,1987;McHale,A.P.,McHale,L.,体外评价放射光显影治疗中使用基于四唑的比色测定(Useofatetrazoliumbasedcolorimetricassayinassessingphotoradiationtherapyinvitro)CancerLett.,41:315-321,1988;和Saxton,R.E.,Huang,M.Z.,PlanteD.,Fetterman,H.F.,Lufkin,R.B.,Soudant,J.,Castro,D.J.,人癌细胞的激光和道诺霉素化学光线疗法(Laseranddaunomycinchemophototherapyofhumancarcinomacells)J.Clin.LaserMed.andSurg.,10(5):331-336,1992)。通过集合相同测试条件的孔和通过单因素ANOVA验证对照和各种肽浓度处理之间发生的差异来分析500nm处的吸收阅读值。
还提供了示例性体内测定法。检查人胰腺导管腺癌MiaPaca-2被肽YY和测试化合物的体内生长抑制。将70,000至100,000个人MiaPaCa-2细胞常位地移植至48只雄性无胸腺小鼠中。一周后,通过微型渗透泵用200pmol/kg/hr的PYY或测试化合物处理动物持续四周。配对的培养物接受盐水。处死时,测量肿瘤大小和量。对照小鼠在胰腺内具有显著的人癌症生长,如通过组织学切片所证实的。9周时,百分之九十(90%)的对照小鼠具有实质性的转移性疾病。在测试处理小鼠中肿瘤量降低60.5%,PYY处理的小鼠中降低27%。
可以单独或结合药学上可接受的载体或赋形剂来给药PPF多肽,以单或多剂量。这些药物化合物可以与药学上可接受的载体或赋形剂以及任何其他已知的助剂和赋形剂一起配制,根据常规技术来配制,如在E.W.Martin的雷明顿氏药物科学(Remington’sPharmaceuticalSciences)中公开的那些。还请参阅Wang,Y.J.和Hanson,M.A.“蛋白质和肽的肠胃外制剂:稳定性和稳定剂”(ParenteralFormulationsofProteinsandPeptides:StabilityandStabilizers),JournalofParenteralScienceandTechnology,TechnicalReportNo.10,增补42:2S(1988),引入作为参考。
可以以剂量单位形式来提供PPF多肽。例如,用于影响身体组成的PPF多肽的治疗有效量将随着许多因素而改变,包括患者的年龄和体重、患者的身体状况、其结合其他治疗的使用、要获得的最终目标,如全面体重减轻和/或维持或增加瘦的身体物质,以及其他因素。然而,通常的剂量可以含有下限为约每天0.05μg、约0.1μg、约1μg、约5μg、约10μg、约50μg、约75μg或约100μg药物化合物,至上限为每天约50μg、约100μg、约500μg、约1mg、约5mg、约10mg、约15mg、约50mg、约100mg或约150mg药物化合物。还考虑了其他剂量范围,如每剂量0.1μg至1mg化合物,或每剂量约0.001μg/kg至约500μg/kg。在一些实施方案中,本发明的PPF多肽以每天约0.5μg至约5mg的剂量外周给予,以单次或分开的剂量或受控持续释放给予,或以每剂量约0.01μg/kg至约500μg/kg,或约0.05μg/kg至约250μg/kg给予。在一些实施方案中,以低于约50μg/kg的剂量给药PPF多肽。这些范围中的剂量将根据每种类似物或衍生物的效力而改变,当然,并可以被本领域技术人员容易地测定。
可以以分开的单位剂量来传送每天的剂量,只要在24小时的时间段内或24小时的任何阶段是持续的。每天的剂量数可以为每天1至约4次,尽管可以更多。连续传送可以是连续输注的形式。其他考虑的示例性剂量和输注速率包括每个分开剂量的0.005nmol/kg至约20nmol/kg或以连续输注约0.01pmol/kg/min至约10pmol/kg/min。可以通过任何已知的常规的或将来发展的外周方法来传送这些剂量和输注,例如,静脉内(i.v.)、皮内、肌内、乳房内、腹膜内、鞘内、眼球后、肺内(例如,期限释放);皮下给药(s.c.)、口服、舌下、鼻、肛门、阴道或透皮传送,或通过在特定的部位外科植入。i.v.给予药物组合物的示例性总剂量/传送可以为每天约1μg至约8mg,而s.c.给予药物组合物的总剂量/传送可以为每天约6μg至约16mg。
一个总的方面,本发明的方法可以包括结合PPF多肽使用其它调节体重或身体脂肪的化合物。本发明的方法中,可以分开或结合一种或多种呈现长期或短期例如,降低营养物利用度、食物摄入、体重、体重增加或来改变身体组成作用的其它化合物和组合物来给药PYY、PYY激动剂或PPF多肽。这类化合物包括,但不限于,其他化合物和组合物包括胰岛淀粉样多肽、胰岛淀粉样多肽激动剂或胰岛淀粉样多肽类似物激动剂、鲑鱼降钙素、缩胆囊肽(CCK)或CCK激动剂、瘦蛋白(OB蛋白)或瘦蛋白激动剂、毒蜥外泌肽(exendin)或毒蜥外泌肽类似物激动剂、胰高血糖素-样肽-1(GLP-1)、GLP-1激动剂或GLP-1类似物激动剂、CCK、CCK激动剂、降钙素、降钙素激动剂、小分子大麻素CB1受体拮抗剂、利莫那班、11β-羟基类固醇脱氢酶-1抑制剂、西布曲明、芬特明和其他市售的用于治疗肥胖症如食欲控制的药物。这些化合物可以结合(同时或依次)给药。合适的胰岛淀粉样多肽激动剂包括,例如,[25,28, 29Pro-]人胰岛淀粉样多肽(也称为“pramlintide”,并描述于美国专利No.5,686,511和5,998,367中)和鲑鱼降钙素。在一些实施方案中,所用的CCK是CCK八肽(CCK-8)。例如,在(Pelleymounter等,Science269:540-3(1995);Halaas等,Science269:543-6(1995);Campfield等,Science269:546-9(1995))中讨论了瘦蛋白。合适的毒蜥外泌肽包括毒蜥外泌肽-3和毒蜥外泌肽-4,并且毒蜥外泌肽激动剂化合物包括,例如,PCT公开WO99/07404、WO99/25727和WO99/25728中描述的那些。
C.多肽生产和纯化
可以使用本领域已知的标准重组技术或化学肽合成技术,来制备在此所述的PPF多肽,例如,使用自动化或半自动化肽合成仪,或两者。
可以根据常规技术在溶液中或在固体支持物上合成本发明的PPF多肽。各种自动化合成仪是可购得的并可以根据已知方案来使用。参见,例如,Stewart和Young,固相肽合成(SolidPhasePeptideSynthesis),第2版,PierceChemicalCo.(1984);Tam等,J.Am.Chem.Soc.105:6442(1983);Merrifield,Science232:341-7(1986);以及Barany和Merrifield,肽(ThePeptides),Gross和Meienhofer,编辑,AcademicPress,NewYork,1-284(1979)。可以使用自动化肽合成仪(例如,430A型,AppliedBiosystemsInc.,FosterCity,California),使用NMP/HOBt(选项1)系统和tBoc或Fmoc化学物质(参见,AppliedBiosystemsUser′sManualfortheABI430APeptideSynthesizer,版本1.3B,1988年7月1日,第6部分,pp.49-70,AppliedBiosystems,Inc.,FosterCity,California),使用加帽来进行固相肽合成。还可以使用AdvancedChemTech合成仪(MPS350型,Louisville,Kentucky)来装配肽。可以通过RP-HPLC(制备性和分析性)来纯化肽,使用,例如,WatersDeltaPrep3000系统和C4、C8或C18制备柱(10μ,2.2x25cm;Vydac,Hesperia,California)。可以容易地合成活性蛋白,然后在设计用来鉴定反应性肽的筛选试验中筛选。
或者,可以通过本领域公知的重组技术来产生本发明的PPF多肽。参见,例如,Sambrook等,分子克隆:实验室手册(MolecularCloning:ALaboratoryManual),第2版,ColdSpringHarbor(1989)。可以从多核苷酸表达通过重组技术产生的这些PYY类似物多肽。本领域技术人员将认识到,编码这类编码的PYY类似物多肽的多核苷酸,包括DNA和RNA,可以从野生型PYYcDNA获得,考虑密码子使用的简并性。这些多核苷酸序列可以掺入促进mRNA在微生物宿主中转录和翻译的密码子。可以根据本领域公知的方法容易地构建这类制造序列。参见,例如,WO83/04053。以上的多核苷酸还可以任选地编码N-端甲硫氨酰残基。可以通过本领域已知的方法制备本发明中有用的非肽化合物。例如,可以使用本领域已知的方法制备含有磷酸根的氨基酸和含有这类氨基酸的肽。参见,例如,Bartlett和Landen,Bioorg.Chem.14:356-77(1986)。
可以使用各种表达载体/宿主系统来包含和表达PPF多肽编码序列。这些包括但不限于微生物,如用重组噬菌体、质粒或粘粒DNA表达载体转化的细菌;用酵母表达载体转化的酵母;用病毒表达载体(例如,杆状病毒)感染的昆虫细胞系统;用病毒表达载体(例如花椰菜花叶病毒,CaMV;烟草花叶病毒,TMV)转染的或用细菌表达载体(例如,Ti或pBR322质粒)转染的植物细胞系统;或动物细胞系统。重组蛋白生产中有用的哺乳动物细胞包括但不限于VERO细胞、HeLa细胞、中国仓鼠卵巢(CHO)细胞系、COS细胞(如COS-7)、WI38、BHK、HepG2、3T3、RIN、MDCK、A549、PC12、K562和293细胞。下文中描述了用于蛋白质重组表达的示例性方案。
因此,本发明提供的多核苷酸序列可用于产生新的和有用的病毒和质粒DNA载体、新的和有用的转化的和转染的原核和真核宿主细胞(包括生长于培养基中的细菌、酵母和哺乳动物细胞)以及新的和有用的能够表达本发明PPF多肽的这类宿主细胞的培养生长方法。在将减轻PP、PYY或NPY的生产不足或满足提高其水平需要的情况中,编码本发明的PPF多肽的多核苷酸序列可以用于基因治疗中。
本发明还提供了本发明PPF多肽的重组DNA生产的方法。提供了从含有编码该PPF多肽的核酸的宿主细胞中生产PPF多肽的方法,该方法包括:(a)在促进该DNA分子表达的条件下,培养所述含有编码该PPF多肽的多核苷酸的宿主细胞;和(b)获得这类PPF多肽。
宿主细胞可以是原核的或真核的,并包括细菌、哺乳动物细胞(如中国仓鼠卵巢(CHO)细胞、猴细胞、婴儿仓鼠肾脏细胞、癌细胞或其他细胞)、酵母细胞和昆虫细胞。
用于表达重组蛋白的哺乳动物宿主系统也是本领域技术人员公知的。可以选择宿主细胞株的加工表达的蛋白质或产生特定的将在提供蛋白质活性中有用的翻译后修饰的特定能力。这类多肽修饰包括,但不限于,乙酰化、羧基化、糖基化、磷酸化、脂化和酰化。翻译后加工(其分裂“prepro”形式的蛋白质),对于正确的插入、折叠和/或起作用可能也是重要的。不同的宿主细胞,如CHO、HeLa、MDCK、293、WI38等,对于这类翻译后活性具有特定的细胞机制和特征性机理,并可以选择来确保正确的修饰和引入的外源蛋白的加工。
或者,可以使用酵母系统来产生本发明的PPF多肽。通过PCR扩增PPF多肽cDNA的编码区。在PCR反应中从酵母基因组DNA扩增编码酵母pre-pro-α前导序列的DNA,使用一个含有α交配因子基因的核苷酸1-20的引物和另一个与该基因的核苷酸255-235互补的引物(Kurjan和Herskowitz,Cell,30:933-43(1982))。将pre-pro-α前导编码序列和PPF多肽编码序列片段连接至含有酵母醇脱氢酶(ADH2)启动子的质粒中,使得启动子指导由融合至成熟PPF多肽的pre-pro-α因子构成的融合蛋白的表达。如Rose和Broach,Meth.Enz.185:234-79,Goeddel编辑,AcademicPress,Inc.,SanDiego,California(1990)所教导的,载体进一步包含克隆位点的ADH2转录终止子下游,酵母“2-micron”复制起点、酵母leu-2d基因、酵母REP1和REP2基因、E.coliβ-内酰胺酶基因和E.coli复制起点。提供β-内酰胺酶和leu-2d基因,各自用于在细菌和酵母中的选择。leu-2d基因还促进酵母中增加的质粒拷贝数量来诱导更高水平的表达。REP1和REP2基因编码参与质粒拷贝数量的蛋白。
将前一段落中描述的DNA构建体转化至酵母细胞中,使用已知的方法,例如,乙酸锂处理(Steams等,Meth.Enz.185:280-97(1990))。在生长培养基中在葡萄糖耗竭时诱导ADH2启动子(Price等,Gene55:287(1987))。Pre-pro-α序列实现了融合蛋白从细胞中的分泌。伴随地,酵母KEX2蛋白从成熟PYY类似物多肽裂解pre-pro序列(Bitter等,Proc.Natl.Acad.Sci.USA81:5330-4(1984))。
本发明的PPF多肽还可以在酵母中重组表达,使用可购得的表达系统,例如,毕赤氏(Pichia)表达系统(Invitrogen,SanDiego,California),按照制造商的说明。该系统还依靠pre-pro-α序列来指导分泌,但在甲醇诱导时通过醇氧化酶(AOX1)启动子来驱动插入片段的转录。从酵母生长培养基中纯化分泌的PPF多肽,通过,例如,用于从细菌和哺乳动物细胞上清液中纯化PPF多肽的方法。
或者,可以将编码PYY类似物多肽的cDNA克隆至杆状病毒表达载体pVL1393(PharMingen,SanDiego,California)中。然后根据制造商(PharMingen)的指导,使用该含有PPF多肽的载体来感染不含sF9蛋白的培养基中的草地贪夜蛾细胞并产生重组蛋白。使用肝素-琼脂糖凝胶柱(Pharmacia,Piscataway,NewJersey)和顺序分子大小排列柱(Amicon,Beverly,Massachusetts)从培养基中纯化和浓缩蛋白质,并重悬浮于PBS中。SDS-PAGE分析显示出单个条带并证实了蛋白质的大小,并且Proton2090肽测序仪上的Edman测序证实了其N-端的序列。
例如,可以将编码预测成熟PYY类似物多肽的DNA序列克隆至含有所需启动子并任选含有前导序列的质粒中(参见,例如,Better等,Science240:1041-3(1988))。可以通过自动化测序证实该构建体的序列。然后使用标准程序将质粒转化至E.coli菌株MC1061中,使用细菌的CaCl2孵育和热休克处理(Sambrook等,上文)。将转化的细菌生长于补充了羧苄青霉素的LB培养基中,并通过生长于合适的培养基中来诱导所表达蛋白质的产生。如果存在,前导序列将影响成熟PYY类似物多肽的分泌并在分泌过程中得到裂解。通过下文中所述的方法,从细菌培养基中纯化分泌的重组蛋白。
或者,本发明的PPF多肽可以在昆虫系统中表达。用于蛋白表达的昆虫系统是本领域技术人员公知的。在一个这类系统中,将苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒(AcNPV)用作载体,以在草地贪夜蛾细胞或粉纹夜蛾幼虫中表达外源基因。将PPF多肽编码序列克隆至病毒的非必需区中,如多角体蛋白基因中,并置于多角体蛋白启动子的控制下。PYY类似物多肽的成功插入将使得多角体蛋白基因失活并产生缺少外壳蛋白外壳的重组病毒。然后将重组病毒用于感染其中表达PYY类似物多肽的草地贪夜蛾细胞或夜蛾幼虫(Smith等,J.Virol.46:584(1983);Engelhard等,Proc.Natl.Acad.Sci.USA91:3224-7(1994))。
另一实施例中,可以通过PCR扩增编码PPF多肽的DNA序列并克隆至合适的载体中,例如,pGEX-3X(Pharmacia,Piscataway,NewJersey)。设计pGEX载体来产生融合蛋白,该融合蛋白包含通过载体编码的谷胱甘肽-S-转移酶(GST)和通过插入载体克隆位点的DNA片段编码的蛋白。可以产生用于PCR的引物来包括,例如,合适的裂解位点。然后从融合蛋白的GST部分裂解重组融合蛋白。将pGEX-3X/PYY类似物多肽构建体转化至E.coliXL-1蓝细胞中(Stratagene,LaJolla,California),并分离单个转化子并生长于37℃LB培养基(补充了羧苄青霉素)中至波长600nm处的光密度为0.4,接着在0.5mM异丙基β-D-硫代吡喃半乳糖苷(SigmaChemicalCo.,St.Louis,Missouri)的存在下进一步孵育4小时。纯化来自单个转化子的质粒DNA并使用自动化测序仪部分地测序,来证实适当定向的所需PPF多肽编码基因插入片段的存在。
可以如下纯化融合蛋白,预期其以细菌中不溶性包涵体的形式产生。通过离心收集细胞;在0.15MNaCl、10mMTris,pH8,1mMEDTA中洗涤;并用0.1mg/mL溶菌酶(SigmaChemicalCo.)在室温处理15分钟。通过超声处理澄清裂解物,并在12,000xg离心10分钟来沉淀细胞碎片。将含有融合蛋白的沉淀重悬浮于50mMTris,pH8和10mMEDTA中,铺在50%甘油上,并在6000xg离心30分钟。将沉淀重悬浮于无Mg++和Ca++的标准磷酸盐缓冲盐水溶液(PBS)中。通过在变性SDS聚丙烯酰胺凝胶中分级分离重悬浮的沉淀,来进一步纯化融合蛋白(Sambrook等,上文)。将凝胶浸渍于0.4MKCl中使蛋白质显影,将其切除并在缺少SDS的跑胶缓冲剂中电洗脱。如果在细菌中作为可溶性蛋白产生GST/PYY类似物多肽融合蛋白,可以使用GST纯化模块(PharmaciaBiotech)来纯化。
可以将融合蛋白经受消化,以从成熟PYY类似物多肽裂解GST。将消化反应(20-40μg融合蛋白,20-30单位人凝血酶(0.5mLPBS中4000U/mg(Sigma))在室温孵育16-48h并装载于变性SDS-PAGE凝胶上以分级分离反应产物。将凝胶浸渍于0.4MKCl中使蛋白质条带显影。可以使用自动化测序仪(AppliedBiosystems型号473A,FosterCity,California),通过部分氨基酸序列分析,来证实对应于预期PYY类似物多肽分子量的蛋白质条带。
在本发明PPF多肽重组表达的一种方法中,用pCMV载体(5‘CMV启动子,3‘HGH多A序列)中含有PYY类似物多肽cDNA和pSV2neo(含有neo抗性基因)的质粒,通过磷酸钙方法共转染HEK293细胞。在一些实施方案中,在转染之前应当用ScaI线性化载体。相似地,可以使用可替换的构建体,该构建体使用带有掺入的neo基因的相似pCMV载体。通过在含有0.5mg/mLG418(新霉素样抗生素)的生长培养基中极限稀释10-14天,从单个细胞克隆中选择稳定的细胞系。通过ELISA或蛋白质印迹来筛选细胞系的PYY类似物多肽表达,并将高表达的细胞系扩大用于大规模生长。
在一些实施方案中,将转化的细胞用于长期、高产量的蛋白生产和稳定的表达可能是所需的。一旦用含有可选择标记和所需表达盒的载体转化这类细胞,在将它们转换为选择性培养基之前,可以使细胞在富集培养基中生长1-2天。设计可选择的标记来给予选择的抗性,其存在允许成功表达引入序列的细胞生长和回收。可以使用适于该细胞的组织培养技术,使稳定转化细胞的抗性丛增殖。
多种选择系统可以用来回收已经转化用于重组蛋白生产的细胞。这类选择系统包括,但不限于,HSV胸苷激酶、次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖基转移酶和腺苷磷酸核糖基转移酶基因,各自在tk-、hgprt-或aprt-细胞中。此外,抗代谢物抗性可以用作dhfr(其给予对氨甲蝶呤抗性);gpt(其给予对霉酚酸抗性);neo(其给予对氨基糖苷类抗性);G418(其也给予对氯磺隆抗性);和hygro(其给予对潮霉素抗性)选择的基础。其他可以有用的可选择基因包括trpB,其使细胞利用吲哚替代色氨酸,或hisD,其使细胞使用histinol替代组氨酸。给予鉴定转化体的视觉指示的标记包括花青苷,β-葡糖醛酸酶及其底物,GUS,以及萤光酶及其底物,萤光素。
可以使用自动化肽合成和重组技术的结合来生产本发明的许多PPF多肽。例如,本发明的PPF多肽可以含有修饰组合,包括缺失、置换和通过PEG化的插入。可以分阶段生产这类PPF多肽。在第一个阶段中,可以按照所述的通过重组技术产生含有缺失、置换、插入及其任何组合修饰的中间PPF多肽。然后在按照如下所述任选纯化步骤后,通过用合适的PEG化试剂(例如,来自NeKtarTherapeutics,SanCarlos,California)的化学修饰,将中间PPF多肽PEG化,产生所需的PPF多肽。本领域技术人员将认识到,上述程序可以通用至含有修饰组合的PPF多肽,修饰选自缺失、置换、插入、衍生化和本领域公知且本发明考虑的其他修饰方式。
可能理想的是纯化通过本发明产生的PPF多肽。肽纯化技术是本领域技术人员公知的。在一个水平上,这些技术包括将细胞环境的粗分级分离成多肽和非多肽级分。使多肽与其他蛋白分离后,可以使用色谱和电泳技术将目标多肽进一步纯化来获得部分或完全纯化(或纯化至均一)。特别适于纯肽制备的分析方法是离子交换色谱法、排阻色谱法、聚丙烯酰胺凝胶电泳和等电点聚焦。特别有效的纯化肽的方法是反相HPLC,接着通过液相色谱法/质谱法(LC/MS)和基质辅助激光解吸离子化(MALDI)质谱来表征纯化的产物。通过测定氨基酸分析来获得另外的纯度证实。
本发明的特定方面涉及所编码蛋白或肽的纯化,在特定的实施方案中,涉及基本上纯化。如在此所用的术语“纯化的肽”,想用来指可从其他成分分离的组合物,其中将肽相对于其天然可获得的状态纯化至任何程度。因此纯化的肽还指从其天然产生的环境中游离出来的肽。
通常,“纯化的”指的是已经受分级分离来除去各种其他成分的肽组合物,并且该组合物基本上保留了其表达的生物活性。在使用术语“基本上纯化的”的情况中,该术语指的是其中肽形成组合物主要成分的组合物,如构成组合物中肽的约50%、约60%、约70%、约80%、约90%、约95%或更高。
适用于肽纯化的各种技术是本领域技术人员公知的。这些包括,但不限于,用硫酸铵、PEG、抗体等沉淀;热变性,接着离心;色谱法步骤,如离子交换、凝胶过滤、反相、羟磷灰石和亲和性色谱法;等电点聚焦;凝胶电泳;以及这类和其他技术的结合。如本领域通常所知的,认为可以改变进行各种纯化步骤的次序,或可以省略某些步骤,而仍然获得合适的用于制备基本上纯化的蛋白质或肽的方法。
不存在总的要求总是以其最纯化的状态来提供肽。实际上,考虑到基本上较不纯的产物将在特定实施方案中具有实用性。可以结合使用较少的纯化步骤或通过利用不同形式的相同一般纯化方案来完成部分纯化。例如,认识到使用HPLC装置进行的阳离子交换柱色谱法通常导致比利用低压色谱系统的相同技术更大“-倍数”的纯化。呈现较低程度的相对纯化的方法在蛋白质产物的总回收中或在保持所表达蛋白的活性中可以具有优势。
可以任选地从方法中获得的其他成分纯化和分离这类PPF多肽。纯化多肽的方法可以在美国专利No.5,849,883中找到。这些文件描述了可用于分离和纯化用于分离和纯化本发明PPF多肽的分离和纯化G-CSF组合物的特定示例性方法。已知这些专利的公开内容,显然本领域技术人员将充分清楚可以用于从给定的来源中纯化PPF多肽的许多纯化技术。
此外,考虑到可以使用阴离子交换和免疫亲和性色谱法的结合,来产生本发明的纯化PPF多肽组合物。
D.药物组合物
本发明还涉及药物组合物,该组合物包含治疗或预防有效重的至少一种本发明的PPF多肽,或其药学上可接受的盐,和药学上可接受的稀释剂、防腐剂、增溶剂、乳化剂、助剂和/或适用于传送PPF多肽的载体。这类组合物可以包括各种缓冲剂内容物(例如,醋酸盐、柠檬酸盐、谷氨酸盐、酒石酸盐、磷酸盐、TRIS)、pH和离子强度的稀释剂;添加剂,如表面活性剂和增溶剂(例如,单油酸山梨坦酯、卵磷脂、Pluronics、吐温20&80、聚山梨酯20&80、丙二醇、乙醇、PEG-40、十二烷基硫酸钠)、抗氧化剂(例如,单硫代甘油、抗坏血酸、乙酰半胱氨酸、亚硫酸盐(亚硫酸氢盐和偏亚硫酸氢盐)、防腐剂(例如,苯酚、间-甲酚、苯甲醇、对羟基苯甲酸酯类(乙基、丙基、丁基)、苯扎氯胺、氯丁醇、硫柳汞、苯基汞盐、(醋酸盐、硼酸盐、硝酸盐)和张力/填充剂(甘油、氯化钠、甘露醇、蔗糖、海藻糖、葡萄糖);将物质掺入聚合化合物如聚乳酸、聚乙醇酸等的颗粒制剂中,或结合脂质体。这类组合物将影响本发明PPF多肽的物理状态、稳定性、体内释放速率和体内清除速率。参见,例如,Remington′sPharmaceuticalSciences1435-712,第18版,MackPublishingCo.,Easton,Pennsylvania(1990)。
通常,鉴于它们的药理学特性,本发明的PPF多肽以PP、PYY或NPY相同的方式一样将是有用的。一种示例性用途是外周给予这类PPF多肽用于治疗或预防代谢病症和紊乱。特别地,本发明的化合物具有作为降低营养物利用度、降低食物摄入和实现体重减轻的药剂的活性。
可以配制本发明的PPF多肽用于外周给予,包括用于注射、口服、鼻给药、肺部给药、局部给药或本领域技术人员所知的其他类型给药的制剂。更特别地,可以通过任何常规途径给予根据本发明的药物组合物,只要通过该途径可到达目标组织。在一些实施方案中,可以通过任何常规外周方法将药物组合物引入受试者,例如,通过静脉内、皮内、肌内、乳房内、腹膜内、鞘内、眼球后、肺内(例如,期限释放);通过口、舌下、鼻、肛门、阴道或透皮传送,或通过特定部位的外科手术植入。治疗可以由在一定时间段内的单剂量或多剂量组成。还考虑了本发明组合物的受控持续释放。
制剂可以配制成各种形式,例如,固体、液体、半固体或液体。制剂可以是液体或是固体,如冻干的,用于重构。如在此所用的术语“固体”,意思是指包括该术语的所有正常使用,包括,例如,粉末和冻干制剂。本发明的含水组合物包括有效量的PPF多肽,溶解或分散于药学上可接受的载体或含水介质中。短语“药学上或药理学上可接受的”指的是给药于动物或人时不产生不良、过敏或其他不适当反应的分子实体和组合物。如在此所用的,“药学上可接受的载体”包括任何和所有溶剂、分散介质、包衣、抗细菌和抗真菌剂,等渗和吸收延迟剂等。这类介质和试剂用于药学上活性物质的用途是本领域公知的。除非任何常规介质或试剂与活性成分不相容,否则考虑其在治疗组合物中的使用。还将补充活性成分掺入组合物中。在一些情况中,方便地提供PPF多肽和另一种降低食物摄入、降低血浆葡萄糖或改变血浆脂质的药剂,如胰岛淀粉样多肽、胰岛淀粉样多肽激动剂类似物、CCK或CCK激动剂、或瘦蛋白或瘦蛋白激动剂、或毒蜥外泌肽或毒蜥外泌肽激动剂类似物和小分子大麻素CB1受体拮抗剂、利莫那班、β-羟基类固醇脱氢酶-1抑制剂、西布曲明、芬特明和其他市售的用于治疗肥胖症的药物,在单个组合物或溶液中用于一起给药。在其他情况中,给予与所述PPF多肽分开的其他药剂更有利。
可以制备本发明的PPF多肽,用作在与表面活性剂(例如,单油酸山梨坦酯、聚氧乙烯山梨坦单月桂酸酯(吐温20)、聚氧乙烯山梨坦单油酸酯(吐温80)、卵磷脂、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物(Pluronics)、羟丙基纤维素)或络合剂(例如,羟丙基-b-环糊精、磺基丁醚-b-环糊精(Captisol)、聚乙烯吡咯烷酮)合适混合的水中游离碱或药理学上可接受盐的溶液来给药。药学上可接受的盐包括(与蛋白质的游离氨基形成的)酸加成盐,和与无机酸,如盐酸或磷酸,或这类有机酸,如醋酸、草酸、酒石酸、扁桃酸等形成的酸加成盐。与游离羧基形成的盐还可以产自无机碱,如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵、氢氧化钙或氢氧化铁,和这类有机碱,如异丙基胺、三甲胺、组胺、普鲁卡因等。可以通过本领域技术人员公知的方法容易地制备这类产物。还可以在甘油、液体聚乙二醇及其混合物和油中制备分散体。
防腐剂,在通常的药物意义中,是防止或抑制微生物生长并可以加入制剂中用于该目的来避免随之发生的微生物腐败制剂的物质。尽管防腐剂的含量不是很大,但仍然影响了肽的整体稳定性。通常,在存储和使用的常用条件下,这些制剂含有防腐剂来防止微生物的生长。尽管用于药物组合物中的防腐剂可以为0.005至1.0%(w/v),在一些实施方案中,每种防腐剂的范围,单独或结合其他物质,为:苯甲醇(0.1-1.0%),或间甲酚(0.1-0.6%),或苯酚(0.1-0.8%)或甲基(0.05-0.25%)和乙基或丙基或丁基(0.005-0.03%)对羟基苯甲酸酯的组合。对羟基苯甲酸酯类是对-羟基苯甲酸的低级烷基酯。
表面活性剂可以引起蛋白质的变性,疏水性破坏和通过盐桥分离。由于表面活性剂部分和蛋白质上的反应性位点之间的强烈相互作用,相对低浓度的表面活性剂可以发挥强效的变性活性。然而,这种相互作用的审慎使用可以稳定蛋白质以对抗界面或表面变性。可以进一步稳定肽的表面活性剂可以任选地在总制剂的约0.001至0.3%(w/v)的范围中存在并可以包括聚山梨酯80(即,聚氧乙烯(20)山梨坦单油酸酯)、(即,3-[(3-胆酰氨基丙基)二甲基铵]1-丙烷磺酸盐)、(例如,Brij35,其是(聚氧乙烯(23)月桂醚)、泊洛沙姆,或其他非离子型表面活性剂。
为液体形式时,通过将制剂的pH维持于约3.0至约7.0的范围内来提高本发明肽制剂的稳定性。在一些实施方案中,将PPF多肽悬浮于含水载体,例如,pH约3.0至约8.0、约3.5至约7.4、约3.5至约6.0、约3.5至约5.0、约3.7至约4.7、约3.7至约4.3或约3.8至约4.2的缓冲液中。在一些实施方案中,肠胃外制剂是等渗的或基本上等渗的。在一些实施方案中,用于肠胃外产物的载体是水。通过蒸馏或通过反渗透来制备用于肠胃外给药的合适质量的水。水可以用作注射的水性载体用于药物制剂中。有用的缓冲剂包括醋酸钠/醋酸、乳酸钠/乳酸、抗坏血酸、柠檬酸钠-柠檬酸、碳酸氢钠/碳酸、琥珀酸钠/琥珀酸、组氨酸、苯甲酸钠/苯甲酸和磷酸钠,和Tris(羟甲基)氨基甲烷。可以使用存储器或“储库”形式缓释制剂,使得治疗有效量的制剂在经皮注射或传送后许多小时或天内传送至血流中。
在一些实施方案中,配制本发明的药物组合物,使得适用于肠胃外给药,例如,通过注射或输注。在一些实施方案中,打算将液体制剂用于肠胃外给药。合适的给药途径包括肌内、静脉内、皮下、皮内、粘膜、动脉内、鞘内、支气管等。这些途径包括,但不限于,口、鼻、舌下、肺和颊途径,其可以包括以液体、半固体或固体形式的PPF多肽的给药。由于与肠胃外传送相比较降低的生物利用度,通过一些途径的给药需要基本上更多的PPF多肽来获得所需的生物效果。此外,通过形成聚合物微胶囊、基质、溶液、植入物和装置并将它们肠胃外或通过外科手术方式给药,可以获得肠胃外控释传送。控释制剂的实例描述于美国专利No.6,386,630、6,379,704和5,766,627中,在此将其引入作为参考。这些剂型由于聚合物基质或装置中一些肽的截留而具有较低的生物利用度。参见,例如,美国专利No.6,379,704、6,379,703和6,296,842。在一些实施方案中,适用于注射使用的药物组合物包括无菌水溶液或分散体和用于无菌注射溶液或分散体临时制备的无菌粉末。在一些实施方案中,形式应当是无菌的并应当是流动至容易注射的程度。对于本发明的PPF多肽,在制造和存储条件下稳定也是理想的并必须保藏来对抗微生物如细菌和真菌的污染作用。载体可以是溶剂或分散介质,含有,例如,水、乙醇、多元醇(例如,山梨糖醇、甘油、丙二醇和液体聚乙二醇等)、二甲基乙酰胺、cremorphorEL及其合适的混合物,和油(例如,大豆、芝麻、蓖麻、棉籽、乙基油酸酯、异丙基肉豆蔻酸酯、glycofurol、玉米)。例如通过使用包衣如卵磷脂,在分散体的情况中通过维持所需的粒径和通过使用表面活性剂来维持合适的流动性。可以通过各种抗细菌和抗真菌剂来引起微生物作用的防止,例如,间-甲酚、苯甲醇、对羟基苯甲酸酯类(甲基、丙基、丁基)、氯丁醇、苯酚、苯基汞盐(醋酸盐、硼酸盐、硝酸盐)、山梨酸、硫柳汞等。在一些实施方案中,可以包括张力剂(例如,糖、氯化钠)。可以在组合物中使用延迟吸收剂(例如,单硬脂酸铝和明胶)来引起注射组合物的延长吸收。
在一些实施方案中,例如非肠胃外制剂中,可能不需要灭菌。然而,如果灭菌是理想的或必需的,可以在开发本发明肽药物制剂中使用任何合适的灭菌方法。典型的灭菌方法包括过滤、蒸汽(湿热)、干热、气(例如,环氧乙烷、甲醛、二氧化氯、环氧丙烷、β-丙内酯、臭氧、三氯硝基甲烷、过醋酸甲基溴化物等)、暴露于辐射源和无菌操作。对于本发明的液体制剂,过滤是优选的灭菌方法。无菌过滤包括通过可以串连的0.45μm和0.22μm(1或2)的过滤。过滤后,将溶液填充至合适的瓶子或容器中。按照需要,可以通过将所需量的活性化合物和以上列举的各种其他成分掺入合适溶剂中来制备无菌注射液,接着过滤灭菌。通常,通过将各种灭菌的活性成分掺入含有基础分散介质和所需的上述那些其他成分的无菌载体中来制备分散体。在制备无菌注射液的无菌粉末的情况中,示例性的制备方法是真空干燥和冻干技术,其产生活性成分加上来自之前无菌过滤溶液的任何其他所需成分的粉末。
通常,可以将PPF化合物配制成稳定的、安全的药物组合物,用于给予患者。考虑用于本发明方法中的药物制剂可以包括约0.01至约20%(w/v),或约0.05至约10%的PPF化合物。PPF化合物可以在醋酸盐、磷酸盐、柠檬酸盐或谷氨酸盐缓冲剂中(例如,约1-5至约60mM的最终制剂浓度),使含有作为张力调节剂的碳水化合物或多元醇的最终组合物的pH为约3.0至约7.0,该缓冲剂任选地含有大约0.005至5.0%(w/v)选自间-甲酚、苯甲醇,甲基、乙基、丙基和丁基对羟基苯甲酸酯和苯酚的防腐剂。如果配制的肽包括在多用途产品中,通常包括这类防腐剂。
任选地,本发明制剂中可以包括稳定剂。然而,如果包括,适用于本发明实践中的稳定剂是碳水化合物或多元醇。适用于本发明实践中的合适稳定剂为大约1.0至10%(w/v)的碳水化合物或多元醇。多元醇和碳水化合物在其主链中共有相同的特征,即,-CHOH-CHOH-,其负责稳定蛋白质。多元醇包括这类化合物,如山梨糖醇、甘露醇、甘油和聚乙二醇(PEG)。这些化合物是直链分子。另一方面,碳水化合物,如甘露糖、核糖、蔗糖、果糖、海藻糖、麦芽糖、肌醇和乳糖,是可以含有酮基或醛基的环状分子。已经证明这两类化合物在稳定蛋白质对抗由升高的温度和冻-融或冻干处理引起的变性是有效的。合适的碳水化合物包括:半乳糖、阿拉伯糖、乳糖或对糖尿病患者没有不良作用(如果这是所需的特性)的任何其他碳水化合物,即,碳水化合物没有在血液中代谢形成不可接受的大浓度葡萄糖。
在一些实施方案中,如果包括稳定剂,用多元醇稳定PPF多肽,多元醇如山梨糖醇、甘露醇、肌醇、甘油、木糖醇和聚丙二醇/乙二醇共聚物,以及(200、400、1450、3350、4000、6000和8000)分子量的各种聚乙二醇(PEG)。本发明冻干制剂的另一种有用特征是使用用来维持它们稳定性的相同制剂成分来维持在此所述的冻干制剂的张力。在一些实施方案中,甘露醇是用于该目的的多元醇。
还可以将容器认为是注射制剂的一部分,因为不存在完全惰性的容器,或不以某种方式影响其所含的液体(特别是如果液体是含水的)容器。因此,用于特定注射的容器的选择必须基于容器组成以及溶液和待接受的处理的考虑。如果需要,还可以使用硼硅酸盐玻璃,例如,I型Wheaton硼硅酸盐玻璃#33(I型Wheaton-33)或其等价物(WheatonGlassC),来最小化小瓶玻璃表面的肽吸附。适于制造的相似硼硅酸盐玻璃瓶和药筒的其他厂商包括KimbelGlassCo.、WestCo.、BünderGlasGMBH和FormaVitrum。可以通过在5%甘露醇和0.02%吐温80存在下,在I型Wheaton-33硼硅酸盐血清瓶中配制和冻干至0.1mg/ml和10mg/ml终浓度的PPF多肽,来稳定PPF多肽的生物和化学特性。为了允许将皮下注射器的针引入多剂量小瓶中并且一抽出针就准备重新封存,每个小瓶的开口端在适当位置通过铝条保持橡皮塞密封。用于玻璃瓶的塞子,如West4416/50、4416/50(特富龙覆面)和4406/40、Abbott5139或任何等价塞子可以用作注射药物的密封。这些塞子与肽以及制剂的其他成分相容。发明人还发现,使用受试者使用模式测试时,这些塞子通过了塞子完整性测试,例如,塞子可以经受至少约100次注射。在一些实施方案中,可以将肽冻干至小瓶、注射器或药筒中,用于随后的重构。可以将本发明的液体制剂填充至一个或多个室的药筒中,或一个或多个腔的注射器中。
在一些实施方案中,液体制剂的制造方法包括混合、无菌过滤和填充步骤。在一些实施方案中,混合程序包括将成分以特定的次序(防腐剂后为稳定剂/张力剂、缓冲剂和肽)溶解或同时溶解。
美国药典(USP)声明,必须将抑制细菌或抑制真菌浓度的抗微生物剂加入多剂量容器中所含的制剂中。在使用时必须以适当的浓度存在来防止不当引入制剂中微生物的增殖,同时用皮下注射针和注射器抽出一部分内含物,或使用其他入侵方式用于传送,如笔式注射器。应当评价抗微生物剂来确保与制剂其他成分的相容性,并且应当在全部制剂中评价它们的活性来确保在一种制剂有效的特定药剂在另一种中不会无效。发现特定抗微生物剂在一种制剂中是有效的而在另一种制剂中是无效的并不罕见。
在本发明的特定实施方案中,本发明的药物制剂可以含有PPF化合物的浓度范围为,例如,约0.01%至约98%w/w,或约1至约98%w/w,或80%至90%w/w,或约0.01%至约50%w/w,或约10%至约25%w/w。可以使用足量的注射用水来获得所需的溶液浓度。在此所述的药物制剂可以是冻干的。示例性制剂可以是10mM醋酸钠缓冲液中1mg/mLPPF化合物,pH4.2,含有9.3%蔗糖作为摩尔渗透压调节剂。
如果需要,可以存在张力剂如氯化钠,以及其他已知赋形剂。如果存在这类赋形剂,可以优选保持PPF多肽的整体张力。可以以各种浓度将赋形剂包括于在此所述的制剂中。例如,可以包括的赋形剂浓度范围为约0.02%至约20%w/w,约0.02%至0.5%w/w,约0.02%至约10%w/w,或约1%至约20%w/w。此外,与本发明制剂自身相似,可以包括固体(包括粉末状的)、液体、半固体或凝胶形式的赋形剂。
制剂中可存在其他成分是可能的。这类其他成分可以包括,例如,润湿剂、乳化剂、油、抗氧化剂、填充剂、张力调节剂、螯合剂、金属离子、油质载体、蛋白质(例如,人血清白蛋白、明胶或蛋白质)和两性离子(例如,氨基酸,如甜菜碱、牛磺酸、精氨酸、甘氨酸、赖氨酸和组氨酸)。此外,聚合物溶液,或与聚合物的混合物提供了肽控释的机会。当然,这类其他成分应当不会不利地影响本发明制剂的整体稳定性。
通常,通过接受者的年龄、体重和疾病或代谢病症或紊乱的状况或严重程度来决定本发明PPF多肽的治疗或预防有效量。参见,例如,Remington′sPharmaceuticalSciences697-773。还可以参见,Wang和Hanson,蛋白质和肽的肠胃外制剂:稳定性和稳定剂(ParenteralFormulationsofProteinsandPeptides:StabilityandStabilizers),JournalofParenteralScienceandTechnology,TechnicalReportNo.10,Supp.42:2S(1988)。通常,可以使用约0.001μg/kg体重/天至约1000μg/kg体重/天的剂量,但可以按照有经验医师所认识到的,使用更大或更小的剂量。给药可以是每日一次、两次、三次、四次或更多次,或较低频率,如一周一次、一月一次或一季度一次,这取决于制剂,并可以结合在此所述的其他组合物。应当注意到本发明不限于在此所列举的剂量。
可以通过使用确定的用于测定代谢病症或紊乱水平的测定法结合相关剂量-反应数据来确定合适的剂量。由参与的医师确定最终的剂量方案,考虑改变药物作用的因素,例如,药物特定的活性,患者损伤的严重程度和响应性,患者的年龄、状况、体重、性别和饮食,任何感染的严重程度,给药时间和其他临床因素。随着研究进行,将出现更多关于合适剂量水平以及特定疾病和病症治疗持续时间的信息。
在一些实施方案中,有效剂量通常为约0.5μg至约5mg/天、约10μg至约2mg/天、约100μg至约1mg/天、或约5μg至约500μg/天,以单次或二、三、四或更多次分开剂量来给药。因此,示例性剂量可以源自一天给定的药物总量和一天给药的药剂数。示例性剂量可以为约0.125μg/剂量(0.5μg,一天给四次)至约5mg/剂量(5mg,一天给一次)。其他剂量为约0.01至约250μg/kg/剂量。可以通过本领域技术人员测定给药的准确剂量并且其取决于特定化合物的效力以及个体的年龄、体重和状况。只要营养物利用度、食物摄入、体重、血糖的抑制或血浆脂质降低是所需,就应当开始给药,例如,在症状头一次信号时或就在肥胖症、糖尿病或胰岛素抗性综合征诊断后不久。可以通过任何途径来给药,例如,注射、皮下或肌内、口、鼻、经皮等。可以提高用于特定途径例如口服的剂量,来解决降低的生物利用度,例如约5-100倍。
在一些实施方案中,在肠胃外给药药物制剂的情况中,组合物是制剂,使得传送0.1μg/kg至100mg/kg体重/天剂量的PPF多肽。在一些实施方案中,剂量为1μg/kg至约50mg/kg体重/天。示例性日剂量下限为2、5、10、20、40、60或80至上限80、100、150、200或250。可以最初一次性大剂量接着连续输注来进行肠胃外给药,以维持药物的治疗循环水平。本领域技术人员将容易地最佳化有效剂量和给药方案,如通过良好的医疗实践和个体患者的临床状况所测定的。
给药频率将取决于药剂的药物动力学参数和给药途径。本领域技术人员根据给药途径和所需的剂量来决定最佳的药物制剂。参见,例如,Remington’sPharmaceuticalSciences,上文,p1435-1712。这类制剂可以影响给药药剂的物理状态、稳定性、体内释放速率和体内清除速率。依据给药途径,可以根据体重、体表面积或器官大小计算合适的剂量。本领域技术人员可以常规进行测定合适治疗剂量需要的进一步计算精确,而不需要过度的实验,尤其是根据在此所公开的剂量信息和测定法,以及在动物或人临床试验中所观察到的药物动力学数据。
可以认识到,本发明的药物组合物和治疗方法可以用于人类医学和兽医学领域中。因此,待治疗的受试者可以是哺乳动物。在一些实施方案中,哺乳动物是人或其他动物。对于兽医目的,受试者包括,例如,农场动物,包括牛、绵羊、猪、马和山羊,伙伴动物如狗和猫,外来的和/或动物园动物,实验室动物,包括小鼠、大鼠、兔子、豚鼠和仓鼠;和家禽,如鸡、火鸡、鸭和鹅。
此外,本发明考虑了药盒,该药盒包含本发明的PPF多肽、适于制备本发明所述PPF多肽用于药物应用的成分和使用所述PPF多肽和成分用于药物应用的说明书。
为了帮助理解本发明,包括了以下实施例。当然,关于本发明的实验不应被解释为特定限制本发明,并且认为现在已知的或以后发展的(其在本领域技术人员的视野内)的本发明这类改变落入在此所述的和此后要求保护的本发明的范围内。
实施例
参照一些非限制性实施例更详细地描述了本发明,提供了这些实施例以更全面地说明本发明,但不应将其解释为是限制其范围。实施例说明了本发明PPF多肽的制备,和本发明这些PPF多肽的体外和/或体内测试。本领域技术人员将理解,这些实施例中所述的技术构成实践的最佳模式并表示发明人所述技术在本发明的实践中很好地起了作用。然而,应当认识到,本领域技术人员根据本发明的公开内容应当理解,可以在所公开的特定方法中进行许多改变并仍然获得类似或相似的结果,而没有脱离本发明的精神和范围。
实施例1.PPF多肽的制备
可以在Symphony肽合成仪(ProteinTechnologies,Inc.)上装配本发明的肽,使用Rink酰胺树脂(Novabiochem),使用0.050-0.100mmol的0.43-0.49mmol/g的装载。将Fmoc氨基酸(5.0eq,0.250-.500mmol)残基以0.10M的浓度溶解于1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中。将其他试剂((O-苯并三唑-N,N,N’,N’-四甲基-脲-六氟磷酸盐(HBTU)、1-羟基苯并三唑水合物(HOBt)和N,N-二异丙基乙胺(DIEA))制备成0.55M二甲基甲酰胺溶液。然后将Fmoc保护的氨基酸与结合树脂的氨基酸偶合2小时,使用HBTU(2.0eq,0.100-0.200mmol)、1-羟基苯并三唑水合物(1.8eq,0.090-0.18mmol)、N,N-二异丙基乙胺(2.4eq,0.120-0.240mmol)。最后的氨基酸偶合后,使用二甲基甲酰胺(DMF)中的20%(v/v)哌啶使肽去保护1小时。一旦肽序列是完整的,将Symphony肽合成仪编程以从树脂上裂解肽。使用93%TFA、3%苯酚、3%水和1%三异丙基硅烷进行肽从树脂的三氟乙酸(TFA)裂解1小时。使用叔-丁基甲基醚来沉淀裂解的肽,通过离心沉淀并冻干。将沉淀物重新溶解于水(10-15mL)中,过滤并通过反相HPLC使用C18柱和含有0.1%TFA的乙腈/水梯度纯化。通过反相HPLC将所得到的肽纯化至均一并通过LC/MS证实纯度。
使用脂肪酸和酰基官能度(例如,辛酸和硬脂酸,和异己酰基和异丁氧羰基修饰)将本发明肽N-帽化的一般程序如下:将Rink酰胺树脂上的肽(0.1mmol)悬浮于NMP(5mL)中。在分开的小瓶中,将HBTU(0.3mmol)、HOBt(0.3mmol)溶解于DMF(5mL)中,接着加入DIEA(0.6mmol)。将该溶液加入树脂并将该悬浮液振荡2小时。将溶剂过滤并用NMP(5mL×4)和CH2Cl2(20mL)彻底洗涤,干燥并接受TFA裂解1hr。在裂解和纯化后,所需肽的产量为约40mg。通过使用DIEA、DMAP和无水CH2Cl2偶合相应的碳酰氯和Rink酰胺树脂上的肽,来获得N-氨基甲酸酯衍生物(异丁氧基、异丙氧基、正丁氧基、乙氧基)。
用于在赖氨酸ε氨基上掺入脂肪酸的一般程序如下:在DMF中脂肪酸和活化剂(HBTU/HOBt)的存在下,在溶液中在纯化肽的赖氨酸的游离ε氨基上进行修饰。通过反相HPLC纯化所得到的衍生物并通过LC/MS证实纯度。
可以使用可购得的激活的PEG酯在溶液中在赖氨酸的游离ε氨基或纯化肽的末端氨基进行PEG修饰。通过反相HPLC将所得到的PEG化衍生物纯化至均一并通过LC/MS和MALDI-MS来证实纯度。
可以使用碘/醋酸作为氧化剂对游离半胱氨酸进行分子内二硫键形成。
可以在各种体外生物测定法中测试本发明的PPF多肽,它包含使用本领域技术人员公知的结合试验方法的Y-受体结合试验,或在体内,使用食物摄入、体重和身体组成测定法,使用本领域技术人员通常已知的方法。示例性测定法包括以下所述的那些。
G i /G 0 -偶联受体信号的测定法:不希望受到理论的限制,可以将异三聚体G-蛋白介导的G-蛋白偶联受体(GPCR)信号基于α-亚基组成归类成信号类。Gs、Gq和Gi/G0蛋白通过导致不同生理终点的信号通路的激活介导细胞内信号。Gs和Gi/G0-偶联受体的激活分别导致腺苷酸环化酶的刺激或抑制,而Gq-偶联受体的激活导致磷酸脂酶C(PLC)的刺激和细胞内钙浓度的提高。测量由Gi/G0-偶联受体激活引起的cAMP降低在技术上可能是困难的,而测量细胞内钙的Gq-偶联提高是相对较容易的。因此,已经发展了用于测定Gi/G0偶联受体活性的测定法,使用混栖G-α亚基共转染的细胞使通过PLC的Gi/G0信号改向,并且使用受体基因或钙敏感性荧光团是本领域已知的。这些测定法可以用来测定PPF多肽作为Y-受体的激动剂或拮抗剂起作用的能力。参见,例如,Stables等,(1997),Anal.Biochem.252(1):115-26。
NPYY1受体结合试验:从内源性表达神经肽Y1受体的SK-N-MC细胞的汇合培养物制得膜。用60pM[125I]-人肽YY(2200Ci/mmol,PerkinElmerLifeSciences)和未标记的PPF多肽在96孔聚苯乙烯平板中在环境温度将膜孵育60分钟。然后使用PerkinElimer平板收集器,将孔内含物收集在96孔玻璃纤维平板上。将干燥的玻璃纤维平板结合闪烁剂并在PerkinElmer闪烁计数器上计数。
NPYY2受体结合试验:从内源性表达神经肽Y2受体的SK-N-BE细胞的汇合培养物制得膜。用30pM[125I]-人肽YY(2200Ci/mmol,PerkinElmerLifeSciences)和未标记的PPF多肽在96孔聚苯乙烯平板中在环境温度将膜孵育60分钟。然后使用PerkinElimer平板收集器,将孔内含物收集在96孔玻璃纤维平板上。将干燥的玻璃纤维平板结合闪烁剂并在PerkinElmer闪烁计数器上计数。
NPYY4受体结合试验:用编码神经肽Y4基因的cDNA瞬时转染CHO-K1细胞,然后在四十八小时后,从汇合细胞培养物制得膜。用18pM[125I]-人胰多肽(2200Ci/mmol,PerkinElmerLifeSciences)和未标记的PPF多肽在96孔聚苯乙烯平板中在环境温度将膜孵育60分钟。然后使用PerkinElimer平板收集器,将孔内含物收集在96孔玻璃纤维平板上。将干燥的玻璃纤维平板结合闪烁剂并在PerkinElmer闪烁计数器上计数。
NPYY5受体结合试验:用编码神经肽Y5基因的eDNA瞬时转染CHO-K1细胞,然后在四十八小时后,从汇合细胞培养物制得膜。用44pM[125I]-人肽YY(2200Ci/mmol,PerkinElmerLifeSciences)和未标记的PPF多肽在96孔聚苯乙烯平板中在环境温度将膜孵育60分钟。然后使用PerkinElimer平板收集器,将孔内含物收集在96孔玻璃纤维平板上。将干燥的玻璃纤维平板结合闪烁剂并在PerkinElmer闪烁计数器上计数。
表2证明了本发明的特定PPF多肽及其在如上述那些的各种Y-受体结合试验中的活性。
表2:
SEQ ID NO: | Y1RBA(nM) | Y2RBA(nM) | Y4RBA(nM) | Y5RBA(nM) |
1 | 10 | 1000 | 0.034 | 1.6 |
2 | 0.2 | 0.058 | 4.5 | 0.31 |
3 | 6.2 | 0.041 | 54 | 0.85 |
4 | 0.48 | 0.24 | 39 | 0.43 |
5 | >1000 | 229 | >1000 | 0.5956 --> |
6 | 0.42 | 0.19 | 0.84 | 0.19 |
7 | 1000 | 21 | 1000 | 1000 |
SEQ ID NO: | Y1RBA(nM) | Y2RBA(nM) | Y4RBA(nM) | Y5RBA(nM) |
8 | 1000 | 12 | 1000 | 1000 |
9 | 0.61 | 0.085 | 51 | 0.47 |
10 | 1.3 | 0.023 | 107 | 0.49 |
11 | 2.6 | 0.059 | 96 | 0.41 |
12 | 1.7 | 0.14 | 16 | 0.31 |
13 | 3.2 | 0.42 | 169 | 0.54 |
14 | 1000 | 1.6 | 1000 | 6.8 |
15 | 1.6 | 0.026 | 52 | 0.33 |
16 | 4.1 | 0.048 | 29 | 0.15 |
17 | 11 | 0.037 | 104 | 0.36 |
18 | 0.32 | 0.031 | 19 | 0.32 |
19 | 5.4 | 0.036 | 117 | 0.73 |
20 | 2.9 | 0.04 | 93 | 0.42 |
21 | 24 | 0.31 | 182 | 3.3 |
22 | 12 | 0.1 | 75 | 7.4 |
23 | 13 | 0.2 | 54 | 3.2 |
26 | 4.4 | 0.04 | 120 | 0.42 |
27 | 7 | 0.18 | 104 | 1.3 |
28 | 0.55 | 0.032 | 9.2 | 0.23 |
29 | 14 | 0.46 | 178 | 0.95 |
50 | 0.86 | 0.15 | 14 | 0.6 |
51 | 0.68 | 0.14 | 7.7 | 0.56 |
52 | 2.7 | 0.19 | 21 | 0.93 |
53 | 2.2 | 0.084 | 7.4 | 0.64 |
89 | 4.7 | 0.11 | 38 | 0.99 |
90 | 15 | 0.46 | 50 | 7.3 |
91 | 9.2 | 0.35 | 99 | 1.9 |
92 | 9.8 | 0.36 | 107 | 5 |
93 | 8.6 | 0.28 | 99 | 5.6 |
94 | 1.8 | 0.048 | 27 | 0.54 |
95 | 8.2 | 0.67 | 101 | 7.3 |
96 | 7.4 | 0.29 | 56 | 6.6 |
97 | 8.6 | 0.19 | 54 | 2.9 |
SEQ ID NO: | Y1RBA(nM) | Y2RBA(nM) | Y4RBA(nM) | Y5RBA(nM)57 --> |
98 | 4.4 | 0.099 | 49 | 2.1 |
99 | 3.5 | 0.065 | 43 | 0.99 |
100 | 5.9 | 0.28 | 70 | 4 |
101 | 8.6 | 0.18 | 65 | 3.4 |
102 | 7.8 | 0.09 | 58 | 1.8 |
103 | 1.8 | 0.038 | 22 | 0.66 |
104 | 4.6 | 0.053 | 27 | 0.89 |
105 | 4.4 | 0.3 | 68 | 3.3 |
106 | 5.4 | 0.081 | 37 | 0.92 |
107 | 11 | 0.27 | 70 | 5.1 |
108 | 8.8 | 0.12 | 51 | 2.1 |
109 | 9.5 | 0.73 | 74 | 34 |
110 | 20 | 0.81 | 97 | 8.7 |
111 | 17 | 0.41 | 71 | 10 |
112 | 5.6 | 0.33 | 76 | 6.3 |
113 | 6.8 | 0.1 | 37 | 1.2 |
114 | 71 | 0.25 | 119 | 14 |
115 | 34 | 6.2 | 193 | 55 |
116 | 8.9 | 0.23 | 40 | 10 |
117 | 7.3 | 0.21 | 74 | 5.8 |
118 | 88 | 0.97 | 180 | 31 |
119 | 158 | 1.1 | 92 | 47 |
120 | 17 | 1.5 | 44 | 27 |
121 | 14 | 0.19 | 51 | 14 |
122 | 36 | 0.4 | 68 | 2.4 |
123 | 45 | 9.2 | 66 | 1.7 |
124 | >1000 | 86 | >1000 | 56 |
125 | 28 | 9.1 | 129 | 8.4 |
126 | 24 | 34 | 88 | 2.4 |
127 | >1000 | >1000 | >1000 | >1000 |
128 | >1000 | 113 | >1000 | >1000 |
130 | 4.5 | 0.25 | 46 | 5.2 |
131 | 6.8 | 0.28 | 80 | 2.9 |
SEQ ID NO: | Y1RBA(nM) | Y2RBA(nM) | Y4RBA(nM) | Y5RBA(nM) |
132 | 17 | 0.56 | 113 | 7 |
133 | 1000 | 8.3 | 1000 | 138 |
135 | 293 | 43 | 1000 | 1000 |
136 | 88 | 0.081 | 863 | 1.858 --> |
138 | 7.9 | 0.43 | 165 | 5 |
139 | 301 | 20 | 1000 | 354 |
140 | 1000 | 380 | 1000 | 1000 |
142 | 6.2 | 0.12 | 61 | 1.2 |
143 | 3.8 | 0.19 | 56 | 2.3 |
144 | 4.5 | 0.39 | 52 | 4.6 |
145 | 5.4 | 0.12 | 47.5 | 1.5 |
146 | 8.7 | 0.19 | 73 | 2.3 |
147 | 5.1 | 0.092 | 48 | 1.7 |
148 | 5 | 0.1 | 50 | 1.8 |
150 | 276 | 11 | 1000 | 118 |
151 | 7.6 | 0.25 | 115 | 2.1 |
152 | 3.7 | 0.24 | 3.9 | 0.82 |
153 | 8.4 | 0.28 | 135 | 2.9 |
155 | 7.6 | 0.24 | 108 | 2.3 |
156 | 7.3 | 0.35 | 147 | 3.3 |
157 | 5.8 | 0.11 | 63 | 1.6 |
158 | 6.1 | 0.11 | 66 | 2.1 |
160 | 6.3 | 0.56 | 71 | 2.9 |
162 | 11 | 0.47 | 86 | 2.8 |
165 | 4.8 | 0.072 | 59 | 1.3 |
171 | 33 | 0.53 | 97 | 10 |
172 | 22 | 3.3 | 59 | 9.1 |
173 | 14 | 0.99 | 52 | 7.8 |
174 | 11 | 0.35 | 64 | 80 |
175 | 20 | 0.72 | >1000 | >1000 |
176 | 7.6 | 0.84 | 120 | 8.5 |
177 | 5.8 | 0.34 | 46 | 11 |
178 | 7.7 | 0.29 | 38 | 17 |
SEQ ID NO: | Y1RBA(nM) | Y2RBA(nM) | Y4RBA(nM) | Y5RBA(nM) |
179 | 30 | 5.4 | 33 | 208 |
180 | 4.3 | 0.11 | 49 | 3.9 |
181 | 6.3 | 0.41 | 46 | 2.4 |
182 | 4.4 | 0.21 | 65 | 5.8 |
183 | 4.7 | 0.071 | 60 | 9.2 |
184 | 26 | 0.14 | 54 | 42 |
185 | 3 | 0.13 | 38 | 3.8 |
186 | 0.85 | 0.11 | 29 | 2.859 --> |
187 | 1000 | 62 | 1000 | 128 |
188 | 1000 | 102 | 1000 | 968 |
189 | 1000 | 57 | 1000 | 202 |
190 | 1000 | 24 | 1000 | 578 |
193 | 308 | 78 | 331 | 180 |
194 | 32 | 1.5 | 89 | 15 |
195 | 15 | 1.7 | 146 | 5.7 |
196 | 1000 | 612 | 1000 | 1000 |
197 | 1000 | 46 | 611 | 1000 |
198 | 10 | 0.7 | 88 | 9.9 |
199 | 38 | 4.1 | 143 | 58 |
200 | 106 | 7 | 426 | 74 |
201 | 27 | 2.2 | 99 | 29 |
202 | 36 | 148 | 23 | 80 |
203 | 33 | 4.4 | 108 | 78 |
204 | 47 | 1.1 | 223 | 37 |
205 | 44 | 1.5 | 172 | 18 |
206 | 66 | 15 | 204 | 45 |
207 | 180 | 0.69 | 1000 | 114 |
208 | 228 | 93 | 407 | 568 |
211 | 3.7 | 0.24 | 50 | 5.4 |
212 | 2.9 | 0.046 | 59 | 0.8 |
225 | 6.7 | 0.15 | 79 | 1.8 |
226 | 3 | 0.059 | 35 | 0.57 |
227 | 1 | 0.032 | 38 | 0.11 |
SEQ ID NO: | Y1RBA(nM) | Y2RBA(nM) | Y4RBA(nM) | Y5RBA(nM) |
228 | 4.1 | 0.1 | 61 | 1.1 |
229 | 8.2 | 0.23 | 57 | 2.7 |
230 | 3.4 | 0.1 | 45 | 1.2 |
231 | 5.6 | 0.37 | 55 | 9.4 |
235 | 8.7 | 0.65 | 77 | 12 |
236 | 6.5 | 0.24 | 62 | 4.6 |
237 | 2.1 | 0.11 | 35 | 2.8 |
239 | 0.18 | 0.092 | 18 | 0.27 |
240 | 2.4 | 0.059 | 89 | 0.58 |
241 | 4 | 0.15 | 61 | 0.88 |
242 | 2.7 | 0.13 | 71 | 1 |
243 | 18 | 0.74 | 124 | 7.260 --> |
244 | 11 | 1.5 | 88 | 7.5 |
245 | 0.19 | 0.077 | 16 | 0.35 |
246 | 3.9 | 0.11 | 119 | 0.7 |
247 | 0.38 | 0.12 | 25 | 0.76 |
248 | 0.48 | 0.12 | 24 | 0.44 |
249 | 0.36 | 0.11 | 21 | 0.34 |
250 | 2.2 | 0.075 | 73 | 0.51 |
251 | 0.42 | 0.12 | 28 | 0.52 |
252 | 2.1 | 0.074 | 52 | 0.64 |
253 | 1.3 | 0.041 | 34 | 0.29 |
254 | 2.3 | 0.051 | 85 | 0.56 |
255 | 5.7 | 0.26 | 208 | 2 |
256 | 1.7 | 0.039 | 395 | 0.48 |
258 | 0.39 | 0.12 | 22 | 0.89 |
260 | 0.42 | 0.16 | 22 | 0.74 |
261 | 2.9 | 0.11 | 71 | 1 |
262 | 1.7 | 0.087 | 61 | 0.91 |
263 | 3.2 | 0.1 | 141 | 1.2 |
264 | 1.8 | 0.22 | 98 | 0.48 |
265 | 7.3 | 1.1 | 272 | 11 |
266 | 2 | 0.13 | 193 | 1.7 |
SEQ ID NO: | Y1RBA(nM) | Y2RBA(nM) | Y4RBA(nM) | Y5RBA(nM) |
267 | 0.25 | 0.1 | 9.5 | 0.32 |
268 | 0.31 | 0.14 | 21 | 0.57 |
269 | 3.8 | 0.084 | 77 | 0.74 |
270 | 3.3 | 0.13 | 97 | 1.4 |
271 | 0.51 | 0.094 | 4.2 | 0.25 |
272 | 0.26 | 0.1 | 12 | 0.27 |
273 | 0.32 | 0.18 | 21 | 0.89 |
274 | 4.9 | 0.42 | 181 | 1.5 |
275 | 0.59 | 0.099 | 81 | 1.5 |
276 | 0.68 | 0.3 | 8.3 | 1.3 |
277 | 3.4 | 0.16 | 150 | 2.5 |
278 | 3.6 | 0.078 | 138 | 1.4 |
279 | 6.4 | 1.2 | 200 | 12 |
280 | 2.1 | 0.38 | 108 | 1.6 |
281 | 2.8 | 0.1 | 117 | 0.67 |
282 | 0.55 | 0.04 | 18 | 0.1561 --> |
283 | 30 | 3.4 | 87 | 10.6 |
284 | 1.1 | 0.071 | 47 | 0.56 |
285 | 0.67 | 0.18 | 16 | 0.54 |
286 | 0.65 | 0.11 | 0.75 | 0.3 |
287 | 5.2 | 0.16 | 10 | 1.2 |
288 | 1.8 | 0.35 | 11 | 1.1 |
289 | 48 | 0.83 | ||
290 | 187 | 0.51 | ||
291 | 186 | 201 | 9.5 | 0.71 |
292 | 1.4 | 0.17 | 0.77 | 0.32 |
293 | 0.82 | 0.18 | 0.87 | 0.48 |
294 | 0.94 | 0.17 | 0.98 | 0.51 |
295 | 1 | 0.18 | 1 | 0.63 |
296 | 2.7 | 0.76 | 2.9 | 2.1 |
297 | 3.6 | 0.32 | 4 | 1.8 |
298 | 5.5 | 1.2 | 3.4 | 3.9 |
299 | 11 | 3.2 | 16 | 7.5 |
SEQ ID NO: | Y1RBA(nM) | Y2RBA(nM) | Y4RBA(nM) | Y5RBA(nM) |
300 | 83 | 16 | 311 | 78 |
301 | 26 | 3.7 | 70 | 28 |
302 | 5.1 | 0.68 | 93 | 2.9 |
303 | 6 | 0.5 | 7.1 | 3.3 |
304 | 0.51 | 0.14 | 0.48 | 0.28 |
306 | 0.6 | 0.16 | 1.2 | 0.27 |
307 | 0.53 | 0.13 | 0.73 | 0.47 |
308 | 1 | 0.56 | 2.1 | 1.4 |
309 | 3.3 | 78 | 5.6 | 1.5 |
310 | 29 | 454 | 27 | 5.1 |
311 | 16 | 0.49 | 51 | 1.8 |
312 | 70 | 0.42 | 91 | 3.4 |
313 | 9.2 | 0.57 | 151 | 2.6 |
314 | 8.2 | 0.67 | 202 | 2.5 |
315 | 9.2 | 2.1 | 467 | 5.6 |
316 | 7.1 | 0.63 | 52 | 1.1 |
317 | 4.3 | 0.097 | 16 | 0.69 |
318 | 100 | 1.3 | 84 | 1.9 |
319 | 35 | 1.04 | 77 | 1.2 |
320 | 77 | 3.1 | 243 | 1362 --> |
321 | 12 | 3.7 | 57 | 5.6 |
332 | 13 | 0.54 | 38 | 1 |
333 | 4.8 | 0.54 | 37 | 0.87 |
334 | 21 | 0.45 | 101 | 2.4 |
335 | 34 | 0.72 | 109 | 3.6 |
338 | 8.1 | 0.68 | 46 | 1.1 |
341 | 1.8 | 0.15 | 11 | 0.3 |
342 | 15 | 0.62 | 84 | 1.4 |
343 | 12 | 0.38 | 69 | 1.3 |
347 | 35 | 18 | 740 | 51 |
436 | 4 | 0.07 | 36 | 1.4 |
437 | 5.1 | 0.45 | 371 | 2.1 |
438 | 1.5 | 0.079 | 167 | 1.2 |
SEQ ID NO: | Y1RBA(nM) | Y2RBA(nM) | Y4RBA(nM) | Y5RBA(nM) |
439 | 0.93 | 0.05 | 176 | 0.47 |
440 | 1.6 | 0.1 | 100 | 1.2 |
441 | 4.8 | 0.65 | 224 | 7 |
442 | 1.6 | 0.11 | 214 | 1.3 |
443 | 474 | 113 | 914 | 592 |
444 | 6.6 | 0.36 | 97 | 3.8 |
445 | 9.1 | 0.56 | 269 | 6.3 |
446 | 13 | 1 | 141 | 6.6 |
447 | 8.3 | 0.5 | 206 | 25 |
448 | 6.6 | 0.1 | 61 | 1.1 |
449 | 3.6 | 0.068 | 78 | 3.1 |
450 | 1000 | 0.51 | 1000 | 11 |
451 | 7.8 | 0.89 | 71 | 18 |
452 | 7 | 0.34 | 62 | 3 |
453 | 0.7 | 0.084 | 17 | 0.82 |
454 | 4.4 | 0.27 | 278 | 6.1 |
455 | 4.5 | 0.81 | 146 | 5.3 |
456 | 8.5 | 1.1 | 246 | 10 |
458 | 10 | 0.47 | 593 | 3.6 |
459 | 79 | 0.48 | 100 | 6.2 |
460 | 1.4 | 0.08 | 115 | 0.59 |
461 | 6.5 | 0.59 | 303 | 3.3 |
462 | 8.2 | 0.91 | 356 | 10 |
463 | 23 | 4 | 361 | 1963 --> |
467 | 2.7 | 0.17 | 158 | 1.5 |
468 | 5.7 | 0.74 | 283 | 5.6 |
469 | 3.4 | 0.48 | 508 | 5.1 |
470 | 6.8 | 0.78 | 585 | 12 |
471 | 2.6 | 0.18 | 178 | 3.1 |
472 | 11 | 1.5 | 368 | 20 |
473 | 7.3 | 0.95 | 212 | 5.4 |
474 | 0.68 | 0.3 | 8.3 | 1.3 |
475 | 26 | 6.7 | 358 | 21 |
SEQ ID NO: | Y1RBA(nM) | Y2RBA(nM) | Y4RBA(nM) | Y5RBA(nM) |
476 | 27 | 7.4 | 53 | 15 |
477 | 265 | 4.4 | 164 | 18 |
478 | 1000 | 31 | 273 | 17 |
479 | 1.8 | 0.357 | 74 | 3.5 |
480 | 7.7 | 2.2 | 211 | 18 |
实施例2.PPF多肽在食物摄入测定法中抑制食物摄入
使雌性NIH/Swiss小鼠(8-24周龄)成组饲养,使用12:12小时的亮:暗周期,在0600使用光。水和标准丸状小鼠膳食是随意可获得的,除非标注。在实验前一天大约1500hr开始,使动物禁食。实验的早晨,将动物分成几个实验组。在典型的研究中,n=4笼,3只小鼠/笼。
在时间=0分钟,给予所有动物腹膜内注射约10nmol/kg至100nmol/kg量的载体或化合物,并立即给予预先称重量(10-15g)的标准粮食。移开食物并在30、60和120分钟称重来测定所消耗食物的量(Morley,Flood等,Am.J.Physiol.267:R178-R184,1994)。通过例如由时间=0最初提供的食物重量减去30、60、120、180和/或240分钟时间点剩余食物的重量来计算食物摄入。通过ANOVA来鉴定显著处理效果(p<0.05)。在存在显著差异的情况中,使用Dunnett’s检验(Prismv.2.01,GraphPadSoftwareInc.,SanDiegeo,California)将测试平均值与对照平均值相比较。
图1-4显示了本发明的几种PPF多肽在上述食物摄入测定法中降低累积食物摄入的能力。此外,图40显示,发现PPF多肽化合物4883的急性给药在NIH/Swiss小鼠和HSD大鼠模型中降低食物摄入比PYY(3-36)更有效。
实施例3.PPF多肽降低高脂肪喂养(饮食诱导的肥胖症或DIO)C57BL/6小鼠和高脂
肪喂养HSD大鼠中的体重增加。
小鼠:喂养雄性C57BL/6小鼠(研究开始时4周龄)高脂肪(HF,58%饮食kcal作为脂肪)或低脂肪(LF,11%饮食kcal作为脂肪)粮食。喂食粮食4周后,给每只小鼠植入皮下持续两周传送预定剂量PPF多肽的渗透泵(Alzet#2002)。每周测量体重和食物摄入(Surwit等,Metabolism-ClinicalandExperimental,44:645-51,1995)。将测试化合物的效果表示为每个处理组至少14只小鼠的%体重改变(即,从起始体重开始的%改变)的平均+/-sd(p<0.05ANOVA,Dunnett’s检验,Prismv.2.01,GraphPadSoftwareInc.,SanDiego,California)。
大鼠:在处理前一夜,将食用高脂肪饮食(45%kCal来自脂肪)的雄性大鼠(平均体重=415)基于相等的24hr食物摄入,分成两个处理组。在测试那一夜,就在关灯之前(1800h),使每只动物接受载体(10%DMSO)或化合物(1mg/kg)的单次IP注射,然后单个放入DietPro自动化饲养笼中。每个笼子含有放置在连接计算机的天平上的食物料斗,和水瓶。记录随后24小时的每小时食物摄入(以克计)。动物连续六夜接受注射。每晚记录体重。
图5-6证明了本发明的几种PPF多肽在上述DIO小鼠测定法中降低体重增加的能力。图7证明了每日注射一次导致喂养高脂肪的大鼠几个夜晚的体重增加的显著降低(P<0.5)。例如,图8证明了本发明的PPF多肽在食物摄入测定法和DIO小鼠测定法中呈现出比PYY(3-36)更大的功效。例如,图42证明了本发明的另一种PPF多肽对摄食模式的效果,并显示出PPF多肽化合物4883在第3晚和第5晚降低了食物摄入,显著降低了七天的体重,并持续六天降低总食物消耗。
实施例4.PPF多肽降低血压
使用以12:12小时亮:暗周期在22.8±0.8℃饲养的雄性HarlanSpragueDawley(HSD)大鼠来研究PPF多肽对循环系统的作用,通过使用遥测术。在亮周期过程中进行实验。通过在有意识的、非麻醉的、非限制大鼠中植入的无线电发送机,遥测术提供实时血液动力学读数,包括动脉血压、心率和动脉dP/dt。在该实施例中,通过遥远静脉内给药给大鼠注射载体、10nmol/kgPYY、10nmol/kgPYY(3-36)或10nmol/kg几种PPF多肽。通过留置血管入口端口(AccessTechnologies(Skokie,IL)实现遥远静脉内给药。保证端口就在肩胛之间皮肤下的肌肉下。将导管留在颈静脉内。收集数据直至注射后60分钟。
如图9A-B中所示的,化合物4676提高平均动脉压(MAP)的效果与PYY(3-36)的那些相似。图9C-D显示,尽管化合物4247提高平均动脉压和降低心率的效果与PYY(1-36)的那些相似,而化合物4560减弱了那些效果。
图46证明了与PYY(3-36)相比较,PPF多肽化合物4753还降低了心率,而其对MAP的效果与PYY(3-36)的相当。图47证明了PPF多肽化合物4883对心率和MAP的效果与PYY(3-36)的相当。
实施例5.PYY和PYY激动剂的抗分泌效果
胃酸分泌
将雄性HarlanSpragueDawley大鼠以12:12小时亮:暗周期在22.8±0.8℃饲养。在亮周期过程中进行实验。在实验前将喂养大鼠粮食(TekladLM485,Madison,WI)的动物禁食大约20小时。给予它们自由进水直至实验开始。
将大鼠(11-16周龄,体重291-365g)外科装备DavidOsborne,生学学系(DepartmentofBiology),UCLA定制的胃瘘管。将过夜禁食的大鼠称重并将它们的胃瘘管去盖并连接至弹性Tygon管(3/8×1/16),弹性管中装配一段延伸至胃中的PE205管。通过较窄的PE205管注射盐水并从Tygon管收集流出物。为了确保通过瘘管和空胃的适当流动,用~5ml的室温盐溶液将胃冲洗几次直至易于流动且流出物是干净的。通过注射5mL盐水(pH7.0)接着3mL空气和收集流出物,以10分钟间隔来测定胃酸分泌。使用pH计(Beckman型号PHI34Fullerton,CA)用0.01N氢氧化钠将三毫升各胃吸出物滴定至7.0。每次滴定需要的碱含量(校准至收集的总体积)用来计算每次样品中的酸摩尔数。
收集基线期间的样品,并记录回收的体积后,给予动物皮下注射125μg/kg五肽胃泌素(Sigma,lot#40K0616),然后将10分钟胃取样再持续2小时。五肽胃泌素注射后四十分钟,通常观察到胃酸分泌的稳定平台期时,给予大鼠皮下注射每只动物1、3、10、100μg剂量的(PYY(3-36)或盐水,(在称重290克的大鼠中,各自3.45、10.34、34.5、344.8μg/kg)(分别地,n=3、2、4、4、6)。
如图10中所示的,将胃酸产量表示为%五肽胃泌素刺激的分泌,计算为五肽胃泌素注射后时间点20、30和40分钟的平均值。响应五肽胃泌素,注射后40分钟胃酸分泌提高6.8-倍,从9.3±5.8μmol/10分钟的基础速率提高至62.8±3.8μmol/10分钟(总平均值:P<0.01)。五肽胃泌素后40分钟注射的PYY(3-36)剂量依赖性地并显著地抑制胃酸产生。使用10μg(34.5μg/kg)和100μg(344.8μg/kg)剂量的PYY(3-36),酸分泌各自降低74.7±7.2%和84.7±9.7%(P<0.05和P<0.01;t-检验,PYY(3-36)注射后20分钟)(参见图11-17中的t=60分钟)。图11中显示了五肽胃泌素刺激的酸分泌的PYY(3-36)抑制的剂量应答。PYY(3-36)抗酸效果的ED50为11.31μg/kg±0.054对数单位。
胃排空
为了测定PYY[3-36]对胃排空的效果,将有意识的、非禁食的雄性HarlanSpragueDawley大鼠随机分成三个总处理组:1)对于命名为“APx”的动物,对鳃后(postrema)区形成真空抽吸损伤;2)对于命名为“假(Sham)”的动物,对照外科手术的效果,进行假手术,其中进行外科手术打开所述颅部位,但是没有对脑形成损伤和3)未手术的对照动物,命名为“对照”,不接受外科手术。对于三个总处理组中的每一组,然后将动物分成剂量组,其中它们只给予盐水、或溶解于盐水中的3、30、90或300μg/kgPYY(3-36)一次性剂量。在手术后至少两周(体重426±8g)和再次在三周后(体重544±9g)进行实验。以12:12h亮:暗周期(在亮周期过程中进行实验)在22.7℃饲养所有大鼠,并随意喂养和饮水(饮食LM-485Teklad,Madison,Wisconsin,USA)。
在管饲1ml水中的5μCiD-[3-3H]-葡萄糖(lot#3165036Dupont,Wilmington,DE,USA)5之前分钟,将溶解于盐水中的PYY(3-36)作为0.1ml皮下一次性剂量给药。在动物已经给予口服液体饮食后皮下给予载体或不同剂量的PYY。
存在15个处理组:
在管饲后-15、0、5、15、30、60和90分钟从麻醉大鼠的尾巴收集血液用于测量并将分离的血浆用于测量血浆葡萄糖产生的氚(在β-计数器中计数每10μl的CPM)。之前已经表明,血浆中氚的出现反映胃排空。使用梯形方法以超过氚管饲之前的水平(30分钟的曲线下面积(AUC))的增量来计算血浆中整合的氚出现。
在未手术的对照大鼠中,PYY(3-36)剂量依赖性地抑制了标记物出现,(对于30μg/kg、90μg/kg、300μg/kgPYY(3-36)各自为10.5±1.5、7.26±1.52和3.20±1.21cpm/μL.min;P<0.0001ANOVA;参见图12和13)。在假手术大鼠中,与注射盐水的对照(n=5)相比较,30μg/kg(n=4)和90μgPYY(3-36)注射(n=3)也以剂量依赖性方式延迟了标记物的出现(各自为11.89±3.23、9.88±2.45、18.94±3.23cpm/μL/min;P<0.05,ANOVA;参见图14和15)。与完整未手术的对照大鼠相比较,PYY在假手术动物中的最大效果较低,ED50也比未手术的对照动物低(从43.77降低至10.20μg/kgPYY[3-36]。在APx大鼠中,与假手术或未手术对照大鼠相比较减慢了胃排空(9.38±3.25cpm/μL/min;P<0.05、0.05,参见图16和17),但没有被给药PYY(3-36)改变。回归分析证实了不存在剂量依赖性。
结果显示出PYY(3-36)有效地调节了正常SpragueDawley大鼠中的胃排空速率。注射PYY(3-36)(30、90和300μg/kg)后,观察到胃排空的剂量依赖性抑制。与未手术的对照和假手术大鼠相比较(n.s.),AP-损伤的动物具有延迟胃排空的趋势。PYY(3-36)给药对AP-损伤动物中的胃排空速率没有另外的效果。
图45证明了PPF多肽化合物4883的给药比PYY(3-36)在抑制胃排空中更有效。
胆囊排空
在正常消化的过程中,胃排空速率和胆囊排空速率可以是协同的。报道了循环PYY抑制餐后胆囊排空的开头阶段,而不是进餐刺激的最大排空。还假定了PYY对胆囊排空的效果是通过迷走神经依赖性通路而不是缩胆囊肽依赖性通路介导的(Hoentjen,F等,Scand.J.Gastroenterol.200136(10):1086-91)。为了测定PYY[3-36]对胆囊排空的效果,将八周龄的雄性NIHSwiss小鼠以12:12亮:暗周期在22.8±0.8℃饲养,并允许随意进食标准啮齿动物膳食(TekladLM7012,Madison,WI)和饮水。在实验之前停止小鼠进食3小时。在t=0,在有意识的小鼠中皮下注射PYY(3-36)、CCK-8或盐水。三十分钟后,通过颈部脱位使小鼠安乐死,进行中线剖腹术并切除胆囊和称重。
处理组:
A组:在t=0皮下100μl盐水,n=14。
B组:在t=0皮下PYY(3-36)1μg/kg,n=6。
C组:在t=0皮下PYY(3-36)10μg/kg,n=10。
D组:在t=0皮下PYY(3-36)100μg/kg,n=8。
E组:在t=0皮下CCK-81μg/kg,n=3。
F组:在t=0皮下CCK-810μg/kg,n=3。
G组:在t=0皮下PYY(3-36)10μg/kg+CCK-81μg/kg,n=4。
H组:在t=0皮下PYY(3-36)10μg/kg+CCK-810μg/kg,n=4。
结果显示于图18和19中。PYY(3-36)剂量依赖性地抑制了基础胆囊排空,具有9.94μg/kg±0.24对数单位的ED50。最高剂量(D组)将胆囊重量比注射盐水对照(A组)中观察到的提高了168%(P<0.005)。PYY(3-36)没有影响CCK-8刺激的胆囊排空。数据表明PYY(3-36)通过不依赖CCK的通路抑制了胆囊排空。应答内源性CCK的胆囊排空没有受到PYY(3-36)的影响。用PYY[1-36]在有意识的狗中获得相似的结果;400ng/kg一次性剂量+800pmol/kg/h输注没有抑制CCK-8刺激的胆囊收缩。
可能的是PYY(3-36)对胆囊排空的效果是由迷走神经胆碱能通路介导的。这种观点受到以下发现的支持:最近在大鼠的鳃后区、孤束的核和背部运动核部位(总称为背部迷走神经复合体(DVC))中放射能照相鉴定出特定的肽YY(PYY)结合位点。这些脊髓脑干部位负责胃肠功能的迷走神经反射控制,包括运动性和分泌。PYY(3-36)抑制由迷走神经胆碱能机制介导的其它消化功能,如胃排空。
实施例6.PYY和PYY激动剂的胃保护作用
将雄性HarlanSpragueDawley大鼠以12:12亮:暗周期在22.8±0.8℃饲养,并允许随意进食标准啮齿动物膳食(TekladLM485,Madison,WI)和饮水。在实验之前,将200-220g的大鼠禁食大约20小时。
在t=-30,s.c.注射PYY(3-36)或盐水。在t=0,给药1ml管饲无水酒精(乙醇-200标准强度无水乙醇,美国药典细节)或盐水。在t=30,用5%异氟烷使大鼠麻醉。形成中线剖腹术切口。将胃暴露并在幽门和下食道括约肌结扎。将胃切除,沿着小弯打开并外翻暴露粘膜。用盐水温和的清洗粘膜并通过对处理不知情的观察者来测定损伤(溃疡、扩张的血管、粘膜内衬的脱皮)。将粘膜损伤在0(没有损伤)和5(100%充血和溃疡覆盖的胃)之间评分。
处理组:
A组:在t=-30s.c.盐水100μl,在t=0管饲1mlH2O,n=4。
B组:在t=-30s.c.盐水100μl,在t=0管饲1ml无水乙醇,n=6。
C组:在t=-30PYY(3-36)1μg/kg,在t=0管饲1ml无水乙醇,n=5。
D组:在t=-30PYY(3-36)10μg/kg,在t=0管饲1ml无水乙醇,n=4。
E组:在t=-30PYY(3-36)100μg/kg,在t=0管饲1ml无水乙醇,n=5。
F组:在t=-30PYY(3-36)300μg/kg,在t=0管饲1ml无水乙醇,n=5。
在各自注射10、100和300μg/kgPYY(3-36)后,PYY(3-36)剂量依赖性地将损伤值降低了27.4±6.4,29.3±11.6和53.7±7.9%(n=4、5、5,p<0.05,ANOVA)(图20)。PYY[3-36]在大鼠中显示出胃保护效果。内源循环的PYY[3-36]在控制胃酸分泌和保护胃粘膜中起着生理性作用。
实施例7-10.PPF多肽对食物摄入、体重增加、代谢率和身体组成的作用
在啮齿动物中,给药PYY(3-36)后的体重减轻可以归因于降低的食物消耗或影响能量平衡(包括能量消耗、组织水平的燃料分配和/或肠营养物吸收)的其它过程。检测了PYY(3-36)的连续皮下灌输(1mg/kg/天,直至7天)对饮食诱导肥胖(DIO)小鼠代谢速率、脂肪燃烧和/或粪便能量损耗的效果。
动物护理和居住
实施例7-10使用了用于代谢疾病的饮食诱导肥胖(DIO)小鼠模型。在处理阶段之前,从4周龄开始给雄性C57BL/6J小鼠喂养高脂肪膳食(#D12331,58%热量来自脂肪;ResearchDiets,Inc.)6周。在研究过程中,在整个处理阶段小鼠保持这种粉末形式的高脂肪膳食,除非另外指出。在整个研究过程中随意提供水。使动物住在21-23℃12hr:12hr亮-暗周期下,并在处理之前和之后允许随意进食。在一些实施方案中,在胆囊排空实验中使用八周龄的喂养标准粮食膳食(Teklad#LM7012,Madison,WI)的雄性NIHSwiss(非肥胖)小鼠(HarlanTeklad,Indianapolis,IN,USA)。其中要注意的是,一组年龄相似的非肥胖小鼠喂养低脂肪膳食(#D12329,11%热量来自脂肪),用于与DIO组比较代谢参数的目的。
肽来源
在一些实施方案中,使用标准方法(Peptisyntha,Torrance,CA)来合成人PYY(3-36)(>98%纯度)的三氟醋酸盐,并使用质谱法证实其同一性。
实验设计、身体组成分析的血液和组织收集
代谢参数的研究[研究A]、肠营养物吸收的研究[研究B和C]、食物摄入和身体组成的研究[研究B和C]使用在处理前单独饲养1周的小鼠。在整个实验过程中,每日监控食物摄入和体重。在处理阶段的过程中,使用在异氟烷麻醉下置于肩胛内部位的渗透泵(DurectCorp.,Cupertino,CA;型号1003D,2001,&2004,各自3、7&28天研究)通过连续皮下(s.c.)输注给药载体(水中50%的二甲亚砜)和PYY(3-36)(1mg/kg/天)。在每个研究结束时,在2-4hr禁食后通过过量异氟烷将动物处死。通过心脏穿刺将血液收集至肝素Na冲洗过的注射器中,并将血浆立即冷冻。在一些研究(研究B和C)中,使用双能X-射线吸光测定法(DEXA;PixiMus,GELunar)来测定身体组成。分离出两侧附睾脂肪垫和肩胛内棕色脂肪组织(BAT)并测定重量。将切除的肝样品置于RNALater中(Ambion,Austin,TX)并存储于-20℃。
间接量热法[研究A]。在测量处理后代谢率和RQ(Oxymas;软件版本2.52;ColumbusInstruments,Columbus,OH)之前,将DIO小鼠适应间接量热法笼子4天。在2天处理前基线过程中动物内CV%,对于亮&暗周期能量消耗各自平均为4.6±0.8%&4.0±0.8%,表示合适的适应环境。渗透泵植入后(载体对照,n=13;PYY(3-36)1mg/kg/天,n=12),连续7天进行量热法测量。通过仪器软件(基于Lusk,G.,(1928)营养科学原理TheElementsoftheScienceofNutrition,第4版,W.B.SaundersCompany,Philadelphia)计算热量产生并相对于每处理天测量的体重进行报道。
粪便能量分析[研究B和C]。使小鼠在处理前适应代谢笼子(DiuresisCages;NalgeNuncInt’lCorp.,Rochester,NY;研究B),或适应具有升高的铁丝网格地面的标准笼子[研究C],并适应粉末状高脂肪粮食4天。在研究B中,使用弹式量热法(CovanceLabs;Madison,WI)来测定粪便能含量。为了收集足够的材料,对于每只小鼠使用集合策略:比较个体2天基础阶段、早期处理阶段(第1、2、3天)和后期处理阶段(第5、6、7天)集合的样品。在研究C中,测定在最后24小时从铺着吸收纸的笼子底部收集的样品中的粪便能含量。
PYY(3-36)对DIO小鼠中体重的长期效果。通过Alzets.c.渗透泵将载体(n=18)或PYY(3-36)(n=24;300μg/kg/天,该模型中现有研究的体重改变估算的ED50(Pittner等,(2004)Int.J.Obes.Relat.Metab.Disord.28:963-71)给药于DIO小鼠。在28天,重新放置泵:对照继续接受载体,PYY(3-36)组的一半(n=12)继续接受肽。PYY(3-36)组最初阶段接受PYY(3-36)的另一半(n=12),接受含有载体的新泵来测试肽撤回的效果。小鼠喂养丸状高脂肪膳食,每周记录体重和食物摄入。
小鼠中的胆囊排空。给处于吸收后状态的非肥胖小鼠(禁食3hr)s.c.注射盐水(n=14)或1、10或100μg/kg的PYY(3-36)(各自n=6、11、8)。在注射后30分钟时通过颈部脱臼将动物处死,取出胆囊并作为胆囊排空速率的量度来称重。
生化测定法。使用标准比色测定法测量血浆β-羟基丁酸盐(Cat.#2440,STANBIOLaboratory,Boerne,TX)、甘油(Cat.#TR0100,Sigma,St.Louis,MO)和非酯化脂肪酸(NEFAC,Cat.#994-75409,WakoChemicals,Richmond,VA)。通过LincoDiagnosticServices(St.Louis,MO),使用人PYYRIA测定血浆中的总PYY免疫反应性,呈现<0.1%与小鼠或大鼠PYY(3-36)的交叉反应性,并且用1mg/kg/天PYY(3-36)处理的小鼠中平均为39.3ng/ml(~10nM)。使用Heffernan方法(Heffernan等,(2000)Am.J.Physiol.Endocrinol.Metab.279:E501-7)测量非肥胖雌性小鼠腹膜后脂肪垫制备物中离体的脂分解(1hr内的甘油释放)。用上限生理至药理血浆水平浓度(0.05、0.5&10nM)的PYY(3-36)孵育脂肪垫。将数值与来自未处理脂肪组织的基础速率相比较。
使用双因素方差分析(ANOVA)进行对照和处理动物之间随时间的统计学比较(实施例7和8),测定时间、处理和时间x处理相互作用的效果(Prismv.4.01,GraphPadSoftware,SanDiego,CA)。通过t-检验来分析对照和处理组之间的差异。P<0.05时认为差异是统计上显著的。在一些实施方案中,使用重复测量方差分析来分析随时间测定的参数的处理组平均值之间的差异;使用集合的标准误差(SPSS版本13.0,Chicago,IL)检测时间点内post-hoc检验的简单效应。使用Student’s检验进行两组比较,并使用单因素ANOVA和Tukey’s比较来评价剂量应答数据。将数据表示为平均值±SEM,认为p<0.05是统计上显著的。
基因表达分析。按照制造商的说明(RiboPure试剂盒#1924;Ambion)从子集组织中分离用于基因表达分析的RNA。使用一步定量实时RT-PCR分析来测量mRNA丰度(ABI7900HT;AppliedBiosystems,Inc.,FosterCity,CA)。50μL反应条件是:2.5μL引物/探针混合物,1XMasterMix,1XMultiscribe/RNAse抑制剂混合物和50ngRNA。RT-PCR条件为:48℃30分钟,95℃10分钟,然后40个循环(95℃15秒/60℃1分钟)。对于每个基因,通过使用可购得的引物/探针套组(ABI)同时测定18SRNA丰度,将循环数量对装载变异进行校正。使用ABI引物/探针套组测定对应于以下基因的mRNA的相对丰度:肝脏型肉毒碱棕榈酰转移酶1(L-CPT1或CPT1a;Mm00550438_ml)、乙酰-CoA羧化酶1(ACC1;Mm01304257_ml)、ACC2(Mm01204677_ml)、线粒体羟甲基戊二酰-CoA合酶(HMGCS2:Mm00550050_ml)、丙二酰-CoA脱羧酶(MCD或MLYCD:Mm0l245664_ml)和去耦蛋白1(UCP1;Mm00494069_ml)。这些基因表达分析的结果显示于以下的表3中。将mRNA丰度表示为给定处理时间内倍数差异vs.载体处理的对照值。vs.载体*P<0.05。
表3
实施例7
将单个饲养的DIO小鼠植入皮下(SC)肩胛内渗透泵来传送载体(水中50%的二甲亚砜[DMSO])n=13或合成的人PYY(3-36)n=12。设定后一组的泵来传送1000μg/kg/d的PYY(3-36)持续7天。
在整个研究阶段中以定期间隔测量体重和食物摄入。使用完整动物间接量热法(Oxymax,ColumbusInstruments,Columbus,OH)来测定呼吸商(RQ,定义为CO2产生,O2消耗)和代谢率。
通过过量异氟烷使小鼠安乐死,并测量肥胖指数(两侧附睾脂肪垫重量)。
实施例8
该实验基本上重复实施例7中所述的研究,每组n=9(载体和PYY(3-36))。然而,在测定附睾重量之前,使用双能X-射线吸光测定法(DEXA)装置,按照制造商的说明(LunarPiximus,GEImagingSystem)来分析每只小鼠的身体组成(瘦物质、脂肪物质)。
图21A和21B显示了体重的改变,以连续给予DIO小鼠载体或PYY(3-36)(1000μg/kg/d)7天的DIO小鼠的基线百分比表示。图21A显示出实施例7的结果,图21B显示出实施例8的结果,并且将显著性表示为*P<0.05、**P<0.01、***P<0.001vs.对照。
图22A和22B显示出以连续给予载体或PYY(3-36)(1000μg/kg/d)7天的DIO小鼠的基线百分比表示的食物摄入的改变。图22A显示出实施例7的结果,图22B显示出实施例8的结果,并且将显著性表示为vs.对照的*P<0.05、**P<0.01、***P<0.001。图22A中第3天(表示p=0.06)和图22B中第5天(表示p=0.1)似乎有降低的食物摄入的趋势。
测量并比较了实施例7中小鼠的呼吸商(RQ)。在几个暗周期阶段中降低了给予PYY(3-36)的DIO小鼠中的RQ,并且在整个研究阶段的亮循环过程中较低。接近0.70的RQ值表示依赖脂肪分解代谢满足动物的能量需求;因此,对于能量vs.对照小鼠,给予PYY(3-36)动物中相对较低的RQ与提高的脂肪利用相一致(*P<0.05、**P<0.01、*P<0.001vs.对照)。当动物处于吸收后状态时(相对于暗周期中降低的食物摄入),这种效果在亮周期中尤其持久(参见图23A和23B)。这些结果表明PYY(3-36)具有驱动脂肪燃烧来满足可导致脂肪超过蛋白质优先损耗的热量需求的特性。
此外,用PYY(3-36)施用观察到DIO小鼠中相对于给予载体的对照降低的RQ,表示在组织和细胞水平用于能量的提高的脂肪利用(提高的脂肪酸β-氧化)。大部分代谢率和RQ受到非脂肪组织如肝脏和骨骼肌中新陈代谢的影响。然后由此可得出结论:PYY、PYY(3-36)及其激动剂在治疗上可用于非脂肪组织中提高的脂肪酸β-氧化是理想的,并维持瘦的身体物质的情况中。这类状况的实例包括,但不限于,非酒精性脂肪性肝炎和脂肪代谢障碍。更特定的实例可用于正在服用蛋白酶抑制剂的AIDS受试者治疗中。这些患者可能遭受趋于提高中心、躯干围长同时降低手臂和腿中脂肪的脂肪代谢障碍(不规则脂肪分布)。处理目标将是降低中心脂肪和增加外周肌肉物质。
例如,图24A、24B、25A和25B显示出PYY(3-36)及其激动剂具有优先诱导超过瘦身体组织损耗的脂肪损耗的特性的证据。将实施例7和实施例8小鼠的附睾脂肪垫称重,如图24A和24B,实施例7和8中各自所示的,给予PYY(3-36)的小鼠相对于给予载体的小鼠附睾脂肪垫重量减轻,表明了给予PYY(3-36)的DIO小鼠中降低的肥胖(**P<0.01、***P<0.001vs.对照)。此外,给予PYY(3-36)的小鼠降低的肥胖得到了实施例8小鼠的DEXA较低的完整动物脂肪物质测定的支持(图25A;**P<0.01vs.对照)。DEXA结果中的特别令人感兴趣是尽管显著的体重减轻(图21B)和脂肪损耗(图24B和图25A),给予PYY(3-36)的小鼠中维持了瘦的身体物质,并且与给予载体的小鼠的那些没有很大不同(图25B)。
实施例9
在该实验中,研究了PYY(3-36)的剂量效应并且在比之前的实验更长的时间段内。将DIO小鼠植入SC肩胛内渗透泵来传送载体(盐水)或PYY(3-36)。将后一组的泵设定来传送直到1000μg/kg/d的剂量范围,持续28天。在整个研究阶段中以定期间隔来测量体重和食物摄入。
每个笼子里两只饲养小鼠。该实验中用于体重和食物摄入的样本大小为n=20、n=14和n=12,各自用于高脂肪对照、低脂肪比较组和高脂肪喂养PYY(3-36)组。对于身体组成测量,样品大小为n=18、n=14和n=12,各自用于高脂肪对照、低脂肪比较组和高脂肪喂养PYY(3-36)组。
图26显示了以给予载体喂养低脂粮食的小鼠、给予载体喂养高脂肪粮食的DIO小鼠和给予PYY(3-36)喂养高脂肪粮食的DIO小鼠的最初体重百分比表示的体重改变。递增的PYY(3-36)剂量显示出对体重递增的效果(*p<0.05vs.对照)。
图27显示了在四周研究过程中小鼠的每周食物摄入。在研究的四周过程中喂养低脂肪的小鼠组和PYY(3-36)(1000μg/kg/d)喂养高脂肪的DIO小鼠一致地比喂养高脂肪的DIO小鼠对照消耗显著较少的食物。
图28A和28B显示,尽管脂肪物质在喂养低脂肪的小鼠和喂养PYY(3-36)(1000μg/kg/d)高脂肪的DIO小鼠中较低(*p<0.01;***p<0.001vs.给予载体的喂养高脂肪的DIO小鼠对照),喂养低脂肪的小鼠具有显著更低的蛋白质质量,而给予PYY(3-36)(1000μg/kg/d)的DIO小鼠比喂养高脂肪的对照不具有显著更低的蛋白质质量。使用标准方法(CovanceLaboratories,Madison,WI),通过近似分析来测定整个畜体组成。
实施例10
在与实施例7和8中进行的那些相似的另一个研究中,将单个饲养的DIO小鼠植入皮下(SC)肩胛内渗透泵来传送载体(水中50%的二甲亚砜[DMSO])n=10或合成的人PYY(3-36)n=10。将后一组的泵设定来传送1000μg/kg/dPYY(3-36)3天。
图29A和29B各自显示了体重和食物摄入的改变,以连续给予载体或PYY(3-36)(1000μg/kg/d)3天的DIO小鼠的基线百分比表示。图29A和29B显示出给予PYY(3-36)的DIO小鼠在处理阶段的过程中体重和食物摄入的显著降低,(*p<0.05、**p<0.01、***p<0.001vs.对照)。
图30显示相对于对照给予PYY(3-36)的DIO小鼠显著降低的肥胖,如通过较低的附睾脂肪垫重量所示的(**p<0.01vs.对照)。
图31A显示相对于对照给予PYY(3-36)的DIO小鼠较低的肥胖,如通过DEXA较低的完整动物脂肪物质测定所示的,如实施例8中所述的(**p<0.01vs.对照)。尽管相对于对照给予PYY(3-36)的DIO小鼠显著减轻了体重和降低了食物摄入并具有较低的肥胖,图31B显示出给予PYY(3-36)的小鼠的瘦的身体物质与对照没有显著差异。
图32A和32B显示出DIO小鼠中亮周期(上图)和暗周期(下图)过程中给予载体或PYY(3-36)对代谢率的作用。符号:闭合圆圈,载体处理的对照;空心方块,PYY(3-36)处理的(1mg/kg/天),持续皮下输注)。第0天表示基线(处理前)平均值(对于亮和暗周期分别为25.2±0.3kcal/kg/hr&30.8±0.3kcal/kg/hr)。
图33显示出i.p.PYY(3-36)注射对非肥胖小鼠中胆囊排空的急性效果。描绘了注射后30分钟测量的胆囊重量,较高的重量反映了降低的基础胆囊排空率。***p<0.001,vs.盐水处理的对照显著差异。
图34A和34B各自显示出DIO小鼠中延长的PYY(3-36)给药和撤回对体重和食物摄入的效果。用PYY(3-36)(300μg/kg/天)或载体处理DIO小鼠直到56天;在28天后从一些动物撤回PYY(3-36)并由载体替代。符号:闭合圆圈,载体处理的对照;空心方块,PYY(3-36)处理的;实心方块,0-28天PYY(3-36)接着28-56天载体。最初(处理前)平均体重为24.7±1.6g。PYY(3-36)处理的小鼠在所有时间点的体重是显著差异的(p≤0.001vs载体对照);撤回PYY(3-36)的小鼠的体重到第35天或之后与对照没有差异。
总的说来,观察到持续皮下输注PYY(3-36)(1mg/kg/天,直至7天)提高了饮食诱导肥胖(DIO)小鼠的代谢率、脂肪燃烧和/或粪便能量损耗。PYY(3-36)暂时降低的食物摄入(例如,相对于治疗前的基线,在第2天更低25-43%)和降低的体重(在第2天vs.基线降低9-10%)。对体重的作用是持久的,持续了整个56天的研究。处理28天后PYY(3-36)的撤回与暂时提高的食物摄入相关,体重恢复到对照水平。质量特异性代谢率(kcal/kg/hr)与对照没有差异。在整个研究过程中PYY(3-36)降低了亮周期的RQ(平均0.730±0.006vs.对照0.750±0.009;p<0.001)。PYY(3-36)处理的小鼠中暗周期呼吸商(RQ)暂时降低(例如,第2天,0.747±0.008vs.对照中0.786±0.004;p<0.001)。PYY(3-36)处理的小鼠中的附睾脂肪垫重量降低大约50%。体内脂肪垫脂解没有受到PYY(3-36)刺激,与脂质代谢相关的肝脏基因的表达没有改变。PYY(3-36)降低了非肥胖小鼠中的基础胆囊排空;然而,粪便能量密度(kcal/100g)没有显著改变以影响能量平衡。
在一些实施方案中,从CharlesRiversLaboratories获得近交雄性DIO倾向性大鼠。这些大鼠产自喂养相对高脂肪和能量的膳食时易于变得肥胖的Crl:大鼠品系。这些动物快速获得体重和身体脂肪,导致高甘油三酯血、hyper-leptinemic和高胰岛素血状态。将它们以12:12-小时亮暗周期单独饲养在22℃的鞋盒状笼子里。在药物处理之前,以适度高脂肪膳食(32%kcal来自脂肪;ResearchDietsD1226B)将大鼠随意饲养6周。在长肥阶段结束时,它们的体重为~500g。通过皮下渗透泵来慢性给药测试化合物。在1周时进行间接量热法。在过夜禁食后第14天,分析血浆分析物。如上所述进行食物摄入、体重、体重增加、身体组成、代谢率、RQ、EE、胃酸分泌、胃排空、胆囊排空的分析和统计学比较。
图35描绘了在第14天近交DIO趋向性大鼠给予PYY(3-36)后观察到的累积食物摄入和体重百分比改变的剂量依赖性降低的实例。基于这些数据,选择500μg/kg/天PYY(3-36)剂量用于实验,研究结合PYY(3-36)和其他市售的用于治疗肥胖症、食欲控制或改变身体组成的药剂的效果,这些药剂如,例如,但不限于,胰岛淀粉样多肽、胰岛淀粉样多肽激动剂或胰岛淀粉样多肽类似物激动剂、鲑鱼降钙素、缩胆囊肽(CCK)或CCK激动剂、瘦蛋白(OB蛋白质)或瘦蛋白激动剂、毒蜥外泌肽或毒蜥外泌肽类似物激动剂、胰高血糖素样肽-1(GLP-1)、GLP-1激动剂或GLP-1类似物激动剂、CCK、CCK激动剂、降钙素、降钙素激动剂、小分子大麻素CB1受体拮抗剂、利莫那班、11β-羟基类固醇脱氢酶-1抑制剂、芬特明或西布曲明。在一些实施方案中,使500μg/kg/天剂量的PYY(3-36)结合100μg/kg/天剂量的胰岛淀粉样多肽。在一些实施方案中,使200μg/kg/天剂量的PYY(3-36)结合100μg/kg/天剂量的胰岛淀粉样多肽。
例如,图36描绘了给予200μg/kg/天PYY(3-36),有和没有共同给予100μg/kg/天胰岛淀粉样多肽对DIO趋向性大鼠的体重以及禁食血浆参数的示例性效果。发现PYY(3-36)的共同给药在降低体重中具有加和效应。还观察到PYY(3-36)单独给药的葡萄糖降低效果。此外,胰岛淀粉样多肽和PYY(3-36)的共同给药以加和的方式降低了甘油三酯水平,而没有降低HDL胆固醇水平。在这些DIO趋向性大鼠中共同给予PYY(3-36)和胰岛淀粉样多肽后观察到的对体重减轻的加和效应伴随呼吸商(RQ)的降低,而能量消耗(EE)的没有显著降低(参见图37)。
相对于载体,共同给予PYY(3-36)和胰岛淀粉样多肽后观察到的对体重减轻的加和效应还伴随脂肪组织物质的显著减少,而没有伴随的蛋白质物质的减少(参见图38)。因此,PYY(3-36)和胰岛淀粉样多肽的组合似乎通过瘦肉节约性身体脂肪减少在改变身体组成中是有效的。
测试了人血浆中几种PPF多肽的稳定性并与将其PYY(3-36)的血浆稳定性相比较。为了测试体外降解,将每种PPF多肽或PYY(3-36)在37℃人血浆中孵育三小时,并在特定的时间点取出等份试样并分析肽浓度。通过与标准曲线比较来测定肽浓度,并通过计算浓度随时间的改变的斜率来测定降解率。图39中显示了PPF多肽和PYY(3-36)的降解率之间的比较。该实施例中,与PYY(3-36)相比较,PPF多肽化合物4883具有提高的血浆稳定性。图54比较了计算的几种其他PPF多肽与PYY(3-36)的降解率。观察到与PYY(3-36)相比较,化合物4676、4247和4753在该测定法中具有提高的血浆稳定性,而化合物4757没有PYY(3-36)稳定。
在小鼠和大鼠DIO模型中,发现与PYY(3-36)相比较,PPF多肽化合物4883的慢性给药在降低体重中具有提高的功效(参见图41)。
在一些实施方案中,PPF多肽能够优先降低血浆甘油三酯,而没有改变其他血浆分析物,如HDL胆固醇、葡萄糖或HbAlC水平。在一些实施方案中,PPF多肽可以降低血浆甘油三酯和淀粉酶水平,而没有改变其他血浆分析物,如HDL胆固醇、葡萄糖或HbAlC水平。在一些实施方案中,血浆甘油三酯水平的降低大于胆固醇水平的降低。在一些实施方案中,降低了血浆甘油三酯水平并将LDL胆固醇水平降低至较低程度。图43证明了DIO大鼠中PPF多肽化合物4883的28天慢性给药通过降低脂肪组织物质而没有改变瘦组织物质,改变了身体组成,并且图44描绘了通过给予PPF多肽化合物4883优先降低了甘油三酯水平。
在一些实施方案中,通过相同的皮下泵来给予PPF多肽和另一种药剂,如胰岛淀粉样多肽。在一些实施方案中,通过分开的皮下泵来给予PPF多肽和另一种药剂,如胰岛淀粉样多肽。图48描绘了DIO倾向性大鼠中给予500μg/kg/天PYY(3-36)或PPF多肽,有或没有共同给药100μg/kg/天胰岛淀粉样多肽对体重的示例性效果。发现500μg/kg/天PYY(3-36)和100μg/kg/天胰岛淀粉样多肽的共同给药在降低体重中具有加和效应。图48和49显示,PPF多肽化合物4883和4917在降低体重中比PYY(3-36)更有效。图48和49还显示,与PYY(3-36)加胰岛淀粉样多肽的加和效应相比较,共同给予500μg/kg/天PPF多肽化合物4883或化合物4917加100μg/kg/天胰岛淀粉样多肽在降低体重中具有相应更大的加和效应。在这些DIO倾向大鼠中共同给予PPF多肽化合物4883加胰岛淀粉样多肽后观察到的对体重减轻的加和效应伴随呼吸商(RQ)和能量消耗(EE)的降低(参见图53)。
共同给予胰岛淀粉样多肽加PPF多肽化合物4883或4917后观察到的DIO倾向大鼠中对体重减轻的加和效应伴随显著的脂肪组织物质减少,而没有瘦组织的显著损耗(参见图50和51)。化合物4883和胰岛淀粉样多肽的共同给予对降低体重似乎具有协同效果(图51)。总的说来,这些数据证明了共同给予胰岛淀粉样多肽加PPF多肽是一种通过瘦肉节约性身体脂肪减少来改变身体组成的有效方式。
图52显示了PPF多肽化合物4917,有或没有共同给予胰岛淀粉样多肽,在降低DIO大鼠的禁食胰岛素水平中比PYY(3-36)更有效。
以下表4中显示了特定的PPF多肽,尽管设想了其他的多肽。使用以下的缩写:hK=同型赖氨酸,hR=同型精氨酸,hS=同型丝氨酸,hP=同型脯氨酸,G(oct)=辛基甘氨酸,Aib=2-氨基异丁酸,Cit=瓜氨酸,Dap=二氨基丙酸,Sar=肌氨酸。
尽管已经根据几个实施例和实施方案描述了本发明,但不用说对本领域的技术人员理解来说将产生改变和改进。因此,意思是指所附的权利要求涵盖所有这类在所要求保护的本发明范围内的等效变化。
本发明的优选实施方式:
1.包含式(VI)的氨基酸序列的PPF多肽:
Xaa1Xaa2Xaa3Xaa4ProGluXaa7ProXaa9Glu
AspXaa12Xaa13Xaa14GluXaa16Xaa17Xaa18Xaa19Tyr
Xaa21Xaa22Xaa23LeuXaa25Xaa26TyrXaa28AsnXaa30
Xaa31ThrArgGlnXaa35Xaa36
其中:
Xaa1是Tyr或不存在;
Xaa2是Ile、Pro或不存在;
Xaa3是Ile、BH-修饰的Lys、Lys、Val或Pro;
Xaa4是Lys、BH-修饰的Lys、Ala、Ser或Arg;
Xaa7是Ala、Gly或His;
Xaa9是Gly或Ala;
Xaa12是Ala或Pro;
Xaa13是Ser或Pro;
Xaa14是Pro、Ala或Ser;
Xaa16是Glu或Asp;
Xaa17是Leu或Ile;
Xaa18是Asn或Ala;
Xaa19是Arg、Lys、BH-修饰的Lys、Gln或N(Me)Ala;
Xaa21是Tyr、Ala、Phe、Lys或BH修饰的Lys;
Xaa22是Ala或Ser;
Xaa23是Ser、Ala或Asp;
Xaa25是Arg、Lys或BH-修饰的Lys;
Xaa26是His、Ala或Arg;
Xaa28是Leu或Ile;
Xaa30是Leu或Met;
Xaa31是Val、Ile或Leu;
Xaa35是Lys、BH-修饰的Lys或Arg;和
Xaa36是Tyr、Trp或Phe;
条件是所述PPF多肽不是天然PPF多肽、PYY(2-36)、Val3hPYY(3-36)、Lys25hPYY(3-36)、Lys25Ile28hPYY(3-36)、Lys25Ile31hPYY(3-36)、Lys25Leu31hPYY(3-36)、Lys25Phe36hPYY(3-36)、Ile28hPYY(3-36)、Ile31hPYY(3-36)、Leu31hPYY(3-36)、Phe36hPYY(3-36)、Leu31Phe36hPYY(3-36)或Pro13Ala14hPYY。
2.包含式(VII)的氨基酸序列的PPF多肽:
Xaa1Xaa2ProXaa4ProXaa6HisProXaa9Xaa10
Xaa11Xaa12Xaa13Xaa14Xaa15Xaa16Xaa17AlaXaa19Tyr
Xaa21Xaa22Xaa23LeuXaa25Xaa26Xaa27Xaa28Xaa29Xaa30
Xaa31ThrArgGlnArgTyr
其中:
Xaa1是Tyr或不存在;
Xaa2是Ile、Pro或不存在;
Xaa4是Lys、BH-修饰的Lys、Ala、Ser或Arg;
Xaa6是Glu、Gln、Ala、Asn、Asp或Val;
Xaa9是Gly或Ala;
Xaa10是Glu、Ala、Asp、Asn、Gln、Gly、Pro或Aib;
Xaa11是Glu、Ala、Asp、Asn、Gln、Gly、Pro或Aib;
Xaa12是Ala或Pro;
Xaa13是Ser或Pro;
Xaa14是Pro、Ala或Ser;
Xaa15是Glu、Ala、Asp、Asn、Gln、Gly、Pro或Aib;
Xaa16是Glu或Asp;
Xaa17是Leu或Ile;
Xaa19是Arg、Lys、BH-修饰的Lys、Gln或N(Me)Ala;
Xaa21是Tyr、Ala、Phe、Lys或BH-修饰的Lys;
Xaa22是Ala或Ser;
Xaa23是Ser、Ala或Asp;
Xaa25是Arg、Lys或BH-修饰的Lys;
Xaa26是His、Ala或Arg;
Xaa27是Tyr或Phe;
Xaa28是Leu或Ile;
Xaa29是Asn或Gln;
Xaa30是Leu或Met;并且
Xaa31是Val、Ile或Leu。
3.PPF多肽,它包含:
基本上由天然PYY(SEQIDNO:2)的前17个氨基酸残基构成的N-端片段;和
基本上由天然NPY(SEQIDNO:4)的氨基酸残基18-36构成的C-端片段,其中N-端和C-端片段共价连接,其中在PYY片段的N-端处不超过两个氨基酸残基可以缺失或不存在,并且其中可以在N-端和C-端片段的每一个中进行不超过九个氨基酸置换。
4.长度约34至约36个氨基酸的PPF多肽,它包含:
基本上由17个氨基酸构成的N-端片段,该17个氨基酸表现出与天然PYY的前17个氨基酸至少50%序列同一性;和
基本上19个氨基酸构成的C-端片段,该19个氨基酸表现出与天然NPY的氨基酸18-38至少50%序列同一性,其中N-端和C-端片段共价连接,并且其中PYY片段的N-端的一个或两个氨基酸残基可以缺失或不存在。
5.项目1的PPF多肽,其中所述多肽包含选自SEQIDNO:266、267、274、282、320、436、437、438、439、440、441、442、443、444、445、446、447、448、449、450、451、452、453、454、455、456、457、458、459、460、461、462、463、464、465、466、467、468、469、470、471、472、473、474、475、476、477、478、479和480的氨基酸序列。
6.项目1的PPF多肽,其中所述PPF多肽进一步包含一个或多个插入物。
7.项目1的PPF多肽,其中所述PPF多肽进一步包含N-端帽。
8.项目7的PPF多肽,其中所述多肽包含选自SEQIDNO:282、320、437、441、444、445至447、452、454至459、461至464、466、468至470和472至480的氨基酸序列。
9.项目1的PPF多肽,其中所述多肽连接一个或多个水溶性聚合物。
10.项目9的PPF多肽,其中所述聚合物选自聚乙二醇和脂肪酸分子中的至少一种,其中所述聚合物连接多肽的N-或C-端,或多肽序列内赖氨酸或丝氨酸氨基酸残基的侧链。
11.项目2的PPF多肽,其中所述多肽包含选自SEQIDNO:266、437、438、439、442、462、469、470、471和472的氨基酸序列。
12.项目2的PPF多肽,其中所述PPF多肽进一步包含一个或多个插入物。
13.项目2的PPF多肽,其中所述PPF多肽进一步包含N-端帽。
14.项目13的PPF多肽,其中所述多肽包含选自SEQIDNO:437、462、469、470和472的氨基酸序列。
15.项目2的PPF多肽,其中所述多肽连接一个或多个水溶性聚合物。
16.项目15的PPF多肽,其中所述聚合物选自聚乙二醇和脂肪酸分子中的至少一种,其中所述聚合物连接多肽的N-或C-端,或多肽序列内赖氨酸或丝氨酸氨基酸残基的侧链。
17.包含SEQIDNO:266的PPF多肽。
18.包含SEQIDNO:267的PPF多肽。
19.包含SEQIDNO:274的PPF多肽。
20.包含SEQIDNO:282的PPF多肽。
21.包含SEQIDNO:320的PPF多肽。
22.包含SEQIDNO:436的PPF多肽。
23.包含SEQIDNO:437的PPF多肽。
24.包含SEQIDNO:438的PPF多肽。
25.包含SEQIDNO:439的PPF多肽。
26.包含SEQIDNO:440的PPF多肽。
27.包含SEQIDNO:441的PPF多肽。
28.包含SEQIDNO:442的PPF多肽。
29.包含SEQIDNO:474的PPF多肽。
30.改变受试者身体组成的方法,它包括将PPF多肽给予该受试者,其中PPF多肽改变脂肪与瘦肉的比例,因此改变身体组成。
31.项目30的方法,其中所述PPF多肽包含选自SEQIDNO:266、267、274、282、320、436、437、438、439、440、441、442、443、444、445、446、447、448、449、450、451、452、453、454、455、456、457、458、459、460、461、462、463、464、465、466、467、468、469、470、471、472、473、474、475、476、477、478、479和480的氨基酸序列。
32.项目30的方法,其中降低了身体脂肪并保持或增加了瘦的身体物质。
33.项目32的方法,其中分别以身体脂肪百分比和瘦的身体物质百分比测量身体脂肪和瘦的身体物质。
34.项目30的方法,其中通过选自水下称重、空气置换体积描计器、x-射线、MRI、DEXA扫描、CT扫描和隔热弹式量热法的方法测量身体组成。
35.项目30的方法,其中减轻了体重。
36.项目30的方法,其中维持或增加了体重。
37.项目30的方法,其中外周给予PPF多肽。
38.项目30的方法,其中PPF多肽是PYY、PYY激动剂或PYY激动剂类似物。
39.项目30的方法,它进一步包括将至少一种选自胰岛淀粉样多肽、胰岛淀粉样多肽激动剂或胰岛淀粉样多肽类似物激动剂、鲑鱼降钙素、缩胆囊肽(CCK)或CCK激动剂、瘦蛋白(OB蛋白)或瘦蛋白激动剂、毒蜥外泌肽或毒蜥外泌肽类似物激动剂、GLP-1、GLP-1激动剂或GLP-1类似物激动剂、CCK、CCK激动剂、降钙素、降钙素激动剂、小分子大麻素CB1受体拮抗剂、利莫那班、11β-羟基类固醇脱氢酶-1抑制剂、西布曲明和芬特明的药剂给予受试者。
40.项目30的方法,其中受试者是超重或肥胖的。
41.项目30的方法,它进一步包括节食。
42.项目30的方法,其中所述受试者是哺乳动物。
43.项目42的方法,其中所述哺乳动物是人。
44.项目42的方法,其中所述哺乳动物选自灵长类、大鼠、小鼠、猫、狗、猪、牛、食用牛、马、绵羊和山羊。
45.优先降低受试者中血浆甘油三酯水平的方法,它包括将有效降低血浆甘油三酯水平量的PPF多肽给予该受试者,其中将胆固醇水平降低至较低程度。
46.项目45的方法,其中降低了甘油三酯水平且没有降低胆固醇水平。
47.项目45的方法,其中降低了甘油三酯水平且没有降低LDL胆固醇水平。
48.项目45的方法,其中降低了甘油三酯水平并将LDL胆固醇水平降低至较低程度。
49.项目45的方法,其中还降低了淀粉酶水平。
50.减少受试者中身体脂肪或身体脂肪增加、同时维持或增加瘦的身体物质的方法,它包括将有效减少身体脂肪或身体脂肪增加、同时维持或增加瘦的身体物质量的PPF多肽给予该受试者。
51.减少受试者中心身体脂肪的方法,它包括将有效减少中心身体脂肪并保持或增加瘦的身体物质量的PPF多肽给予该受试者。
52.增加受试者中脂肪酸β-氧化、同时保持或增加瘦的身体物质的方法,它包括将有效增加脂肪酸β-氧化、同时保持或增加瘦的身体物质量的PPF多肽给予该受试者。
53.治疗受试者非酒精性脂肪性肝炎或脂肪代谢障碍的方法,它包括将有效治疗非酒精性脂肪性肝炎或脂肪代谢障碍量的PPF多肽给予该受试者。
Claims (1)
1.胰多肽家族多肽(PPF),其氨基酸序列是SEQIDNO:437、439、440、441、442、454、455、456、457、458、459、460、461、462、463、464、465、466、467、468、469、470、471、472、473、474、479和480中任一个。
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