CN104039357A - 胰腺β-细胞增殖的调节 - Google Patents
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Abstract
在一种实施方式中,本文描述的工作提供了一种用于增加需要的对象中胰腺β-细胞的增殖或复制的方法,所述方法包括向所述对象施用有效量的提高肝细胞癌相关蛋白TD26(TD26)的水平或活性的药剂,由此增加胰腺β-细胞的增殖或复制。这样的药剂可以通过例如提高所述对象中活性TD26的水平或通过提高所述对象中TD26的功能活性来发挥作用。
Description
相关申请
本申请要求2011年6月10日提交的美国临时申请系列号61/495,868和2012年3月21日提交的美国临时申请系列号61/613,856的权益,所述申请的教导通过参考以其整体并入本文。
政府支持
本申请利用国立卫生研究院(National Institutes of Health)授予的DK090781政府支持做出。美国政府在本发明中具有一定权利。
背景技术
β-细胞是位于胰岛中的一种类型的胰腺细胞,其制造和分泌胰岛素,胰岛素是一种控制血液中的葡萄糖水平的激素。β-细胞能够通过释放储存的胰岛素对血糖的增加作出快速响应,并在同时产生附加的胰岛素用于将来的需要。β-细胞的功能受损和/或数量减少与代谢疾病相关,所述代谢疾病包括糖尿病、肥胖症和其他疾病。
糖尿病是源自于多种致病因素并以空腹状态下血浆葡萄糖水平升高(高血糖症)为特征的疾病。存在两种主要形式的糖尿病:(1)胰岛素依赖型或1型糖尿病(也称为青少年糖尿病)和(2)非胰岛素依赖型或II型糖尿病(也称为NIDDM)。
1型糖尿病由胰腺β-细胞的损失引起的胰岛素缺乏造成,这通常是胰岛的自体免疫破坏的结果。因此,在患有1型糖尿病的患者中,由胰岛细胞产生的胰岛素的量过低,导致血糖水平升高(高血糖症)。患有1型糖尿病的患者一般需要终生胰岛素治疗,但是即使频繁地每日注射胰岛素,也难以充分控制血糖水平。已经开发了能够减少免疫系统介导的胰岛破坏的治疗;然而,由于人类β-细胞的再生相对缓慢,因此单独的这种治疗不是改善糖尿病病症的令人满意的手段。然而,这些疗法可以有利地与能够刺激β-细胞再生的治疗剂相组合。
在2型糖尿病患者中,肝细胞和肌细胞失去它们对正常血液胰岛素水平作出响应的正常能力(胰岛素抗性),引起高血糖水平。此外,II型糖尿病患者表现出β-细胞功能受损和β-细胞凋亡增加,引起总β-细胞团随时间的减少。最终,施用外源胰岛素在2型糖尿病患者中变成必需的。
治疗糖尿病的常规方法包括在1型糖尿病的情形中施用流体和胰岛素,以及在II型糖尿病中施用各种降血糖药剂。不幸的是,许多已知的降血糖药剂表现出不希望的副作用和毒性。因此,对于1型和2型糖尿病两者来说,需要开发能够刺激β-细胞增殖的药剂以用于治疗性方法和制剂。
发明内容
在一种实施方式中,本文描述的工作提供了一种用于增加需要的对象中胰腺β-细胞的增殖或复制的方法,所述方法包括向所述对象施用有效量的提高肝细胞癌相关蛋白TD26(TD26)的水平或活性的药剂,由此增加胰腺β-细胞的增殖或复制。这样的药剂可以通过例如提高所述对象中活性TD26的水平或通过提高所述对象中TD26的功能活性来发挥作用。
在一种实施方式中,本文描述了一种用于治疗或预防对象中与内源胰岛素水平降低相关的疾病的方法,所述方法包括向所述对象施用有效量的提高肝细胞癌相关蛋白TD26(TD26)的水平或活性的药剂,由此在所述对象中增加胰腺β-细胞增殖并提高内源胰岛素水平。在一种实施方式中,所述药剂是TD26蛋白或其功能性部分或者编码TD26或其功能性部分的核苷酸序列。
还描述了一种用于治疗或预防对象中与内源胰岛素抗性相关的疾病的方法,所述方法包括向所述对象施用有效量的提高肝细胞癌相关蛋白TD26(TD26)的水平或活性的药剂,由此在所述对象中增加胰腺β-细胞增殖并提高内源胰岛素水平。在一种实施方式中,所述药剂是TD26蛋白或其功能性部分或者编码TD26或其功能性部分的核苷酸序列。
在特定实施方式中,所施用的药剂提高所述对象中内源TD26的水平。在一种情况下,所述药剂提高TD26的表达。在另一种情况下,所述药剂增加TD26的分泌。在另一种情况下,所述药剂提高TD26的稳定性,或者防止或以其他方式减缓TD26的降解。应该认识到,本发明设想了能够提高所述对象中TD26的水平或增加TD26半衰期的任何药剂。
在某些实施方式中,所述药剂是TD26蛋白或其功能性部分(例如卷曲螺旋结构域或缺少天然信号序列的TD26蛋白)。在某些实施方式中,TD26蛋白包含SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:2、SEQ ID NO:3或SEQ ID NO:4。在某些实施方式中,功能性部分例如可以是比完整的TD26氨基酸序列小、缺少天然信号序列并包含SEQ ID NO:1的第22-76位、第48-76位或第77-135位氨基酸的氨基酸序列的多肽。
在其他实施方式中,所述药剂是编码TD26蛋白或TD26的功能性部分的核酸。在某些实施方式中,所述核酸包含SEQ ID NO:14或SEQID NO:15的全部或一部分。
在其他实施方式中,所述药剂是胰岛素受体拮抗剂。例如,所述药剂可以选自S661、S661的功能性部分、S961、S961的功能性部分、RB537和RB537的功能性部分。在某些情况下,所述药剂包含SEQ IDNO:16的全部或功能性部分。
在某些实施方式中,所述胰岛素受体拮抗剂以优选地引起很少或不引起血糖水平升高或仅引起血糖水平暂时升高的剂量施用。在所述剂量引起血糖水平升高的情况下,它可以与针对所述血糖水平的其他治疗剂联合使用。作为非限制性实例,所述胰岛素受体拮抗剂在某些情况下可以以低于约10μMol/Kg/周(例如低于约9μMol/Kg/周、约8μMol/Kg/周、约7μMol/Kg/周、约6μMol/Kg/周、约5μMol/Kg/周、约4μMol/Kg/周、约3μMol/Kg/周、约2μMol/Kg/周、约1μMol/Kg/周、约0.90μMol/Kg/周、约0.80μMol/Kg/周、约0.70μMol/Kg/周、约0.60μMol/Kg/周、约0.50μMol/Kg/周、约0.40μMol/Kg/周、约0.30μMol/Kg/周、约0.20μMol/Kg/周、约0.10μMol/Kg/周)的剂量施用于所述对象。在特定实施方式中,所述胰岛素受体拮抗剂以约1μMol/Kg/周的剂量施用于所述对象。
在某些所描述的实施方式中,所述疾病选自糖尿病(例如I型糖尿病或II型糖尿病)、代谢综合征、葡萄糖耐受不良和肥胖症。
还公开了一种鉴定用于治疗与内源胰岛素水平降低相关的疾病的候选治疗剂(例如胰岛素受体拮抗剂)的方法,所述方法包括将适合的细胞与受试药剂相接触;以及测定所述受试药剂对TD26的水平或活性的影响,其中提高TD26水平或活性的受试药剂是用于治疗与内源胰岛素水平降低相关的疾病的候选治疗剂。在某些情况下,通过将所述受试药剂的影响与已知提高TD26水平或活性的治疗剂的影响进行比较,来评估所述受试药剂对TD26的水平或活性的影响。通过本文描述的工作鉴定到的一种这样的治疗剂是例如S961。在某些情况下,通过测定所述受试药剂对TD26的基因表达水平的影响来评估所述受试药剂对TD26的水平或活性的影响。
在其他情况下,本发明设想了通过施用一种或多种胰岛素受体拮抗剂来增加β-细胞复制或增殖的方法。适合的拮抗剂例如可以干扰胰岛素与胰岛素受体相互作用的能力,或可以中和胰岛素的生物学效应。胰岛素受体拮抗剂例如可以提高TD26的水平或活性,优选地不显著提高血糖水平或仅暂时提高血糖水平。在某些实施方式中,本文描述了通过施用一种或多种胰岛素受体拮抗剂来治疗糖尿病的方法。
应该理解,本发明的所有情况可以与本文中描述的其他情况相组合,并且仅仅出于简洁的目的,没有穷举性地列出所有可能的组合和排列。除非另有定义,否则本文中使用的所有技术和科学术语与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的具有相同含义。尽管在本发明的实践中可以使用与本文中所描述的那些方法和材料类似或等同的方法和材料,但在下面出于示例的目的描述了适合的方法和材料。本文中提到的所有出版物、专利申请、专利和其他参考文献,以其全文明确地通过参考并入本文。在冲突的情况下,以本说明书(包括定义)为准。本文中描述的材料、方法和实施例仅仅是说明性的而不打算是限制性的。本发明的其他特征和优点从下面的详细描述和权利要求书将变得显而易见并被其所涵盖。
附图说明
图1A-1D显示了胰岛素受体拮抗剂S961诱导β-细胞复制。图1A示出了使用对照处理10天,图1B示出了使用S961处理10天(三重免疫荧光染色,使用DAPI作为细胞核的标志物,为蓝色,抗胰岛素抗体染色作为β-细胞的标志物,为绿色,抗Ki67抗体(复制和细胞增殖的标志物)将增殖细胞的细胞核标记为红色)。白色箭头指向复制的β-细胞。图1C是条形图,示出了使用剂量逐渐增加(从0.125μMol/Kg/周至1μMol/Kg/周)的S961处理7天后的Ki67+/胰岛素+%。图1D是条形图,示出了在用剂量逐渐增加(从0.125μMol/Kg/周至1μMol/Kg/周)的S961处理7天后β-细胞面积/胰腺面积的显著增加。这些实验中的对照是不含S961的介质。为了计算Ki67+/胰岛素+百分率和β-细胞面积/胰腺面积,将整个胰腺冷冻切片并免疫染色,并使用标准的图形分析工具例如Metamorph和Photoshop进行定量。
图2A-2F显示了受胰岛素受体拮抗剂S961诱导的基因TD26在肝脏中高表达,并且是分泌蛋白。图2A示出了在用S961处理7天后肝脏组织的基因表达微阵列分析。接近于对角线的基因在处理和未处理的肝脏中显示出相似的表达值。在标为“3倍”的红色细线之间的区域之外的点,表示在处理条件下显著上调或下调的基因。用黑色箭头标出的一个上调基因是EG624219(TD26的小鼠直系同源物)。图2B示出了在用胰岛素受体拮抗剂S961处理7天的小鼠中TD26mRNA的相对表达。在S961处理后,肝脏和脂肪中的TD26表达提高。图2C示出了TD26的小鼠直系同源物的预测的外显子结构。图2D示出了TD26蛋白与小鼠和大鼠直系同源物的序列比对(人类(Homo sapiens,SEQID NO:1),小鼠(Mus musculus,SEQ ID NO:2)和大鼠(Rattusnorvegicus,SEQ ID NO:3))以及共有序列(SEQ ID NO:4)。在N-端包含推定的信号肽。图2E示出了带有Myc标签的EG624219(TD26的小鼠直系同源物)和TD26在Hepa1-6细胞(小鼠肝细胞瘤细胞)中的表达。Hepa1-6细胞已转染有携带与Myc标签融合的TD26的基因的质粒。用myc抗体对细胞进行染色。图2F是western印迹,其示出了在293T细胞中,带有myc标签的小鼠EG624219(小鼠TD26蛋白)和带有myc标签的TD26在48小时后分泌到上清液中,表明TD26的小鼠直系同源物和人类TD26两者都是分泌蛋白。
图3A和3B根据来自于BioGPS在线数据库(http://biogps.gnf.org)的组织微阵列数据显示了TD26在人类(图3A)和小鼠(图3B)组织中的表达,其示出了高且特异性的基因表达。图3A示出了在人类肝脏中的高表达,而图3B示出了在小鼠褐色脂肪组织、肝脏和胰腺中的高表达。
图4A-4C示出了通过在第1天注射到尾静脉中,EG624219(小鼠TD26直系同源物)DNA的体内施用增加β-细胞复制。图4A(对照(绿色荧光蛋白(GFP)))和4B(EG624219)示出了第9天的结果;Ki67是复制的标志物。胰岛素的绿色染色示出了嵌套在胰腺外分泌部分中的胰岛。胰岛中的红色点示出了复制的β-细胞。图4C是条形图,其示出了对照(GFP)与EG624219相比的Ki67+/胰岛素+%。与对照注射的动物相比,EG624219注射的动物表现出β-细胞复制增加26倍(即EG624219注射的动物的平均值为5.76%,对照注射的动物的平均值为0.22%)。
图5示出了TD26在各种不同物种中的预测的序列同源性,所述物种包括小鼠(Mus musculus)、狗(Canis familiaris)、鸡(Gallusgallus)、蛙(Xenopus(Silurana)tropicalis)、斑马鱼(Danio rerio)、负鼠(Monodelphis domestica)、猴(Macaca mulatta)和人类(Homosapiens)。从该分析看出,TD26似乎是哺乳动物特有的基因,因为它没有在鸡、蛙或鱼中发现。
图6示出了人类TD26(“查询”,包括预测的信号序列部分)与人类血管生成素相关蛋白3前体(“sbjct”)的序列同源性。TD26(SEQID NO:5)与血管生成素相关蛋白3前体(SEQ ID NO:6)显示出22%的同一性和49%的同源性。
图7示出了小鼠TD26直系同源物(“查询”,EG624219;SEQID NO:7,其包括预测的信号序列部分)与小鼠血管生成素相关蛋白3前体(“sbjct”,SEQ ID NO:8)的序列同源性。
图8示出了血管生成素相关蛋白3前体(人类,被称为“angpt1-3Hs”)(SEQ ID NO:9)、血管生成素相关蛋白3前体(小鼠,被称为“angpt1-3Mm”)(SEQ ID NO:10)、血管生成素相关蛋白4前体(人类,被称为“angpt1-4Hs”)(SEQ ID NO:11)、血管生成素相关蛋白4前体(小鼠,被称为“angpt1-4Mm”)(SEQ ID NO:12)、TD26直系同源物(小鼠,EG624219)(SEQ ID NO:2)和人类TD26(SEQ ID NO:1)的序列同源性。
图9显示了小鼠和人类TD26蛋白两者都被预测为具有信号序列。
图10显示了人类TD26被预测为具有卷曲螺旋结构。
图11是示出了在施用各种浓度的S961后血糖水平(mg/dL)随时间变化的图,表明在施用S961后,β-细胞复制增加而不显著影响血糖水平。
图12是条形图,示出了在S661重复给药后,正常小鼠胰腺中的β-细胞复制。复制的增加被显示为与介质速率相比的增加倍数。通过免疫组织化学来分析复制。这些实验中的对照是不含S661的介质。
图13是条形图,其示出了在S661重复给药后,正常小鼠中的β-细胞复制。使用S661处理的β-细胞复制的增加被显示为复制的百分率。通过流式细胞术来分析复制。这些实验中的对照是不含S661的介质。(***p<0.001;Student's T检验)
图14A-14C显示出在饮食诱导的肥胖症(DIO)小鼠中,S661的体内施用增加β-细胞复制。图14(A)示出了在S661重复给药后,在患有饮食诱导的肥胖症的小鼠的胰腺中,β-细胞的复制增加,图14(B)示出了非β-细胞的复制。使用S661处理的β-细胞复制的增加被显示为复制百分率;对非β-细胞的复制没有影响。图14(C)证实S661处理引起相对于胰腺总面积而言胰岛面积增加。进行免疫组织化学来分析复制和胰岛面积。(*p<0.05;**p<0.01;Student's T检验)
图15示出了通过注射到尾静脉中来体内施用编码小鼠TD26多肽片段的质粒,诱导β-细胞复制。这些实验中的对照是编码GFP的质粒。具体实施方式
本文描述的本发明的实施方式源自于肝细胞癌相关蛋白TD26(在本文中称为“TD26”)诱导胰腺β-细胞增殖这一观察结果,以及胰岛素受体拮抗剂S961在低剂量下也诱导胰腺β-细胞增殖这一观察结果。调节、特别是提高β-细胞功能和细胞团并由此增加胰岛素分泌的能力,提供了用于治疗例如糖尿病的方式。因此,本文描述的工作提供了调节胰腺β-细胞增殖、血清胰岛素水平、脂肪酸水平和血糖水平的方法,以及用于治疗和/或预防包括糖尿病、肥胖症和代谢综合征的疾病的方法。
当在本文中使用时,术语“β-细胞”或“胰腺β-细胞”包括原代胰腺β-细胞,源自于去分化细胞例如诱导的多能干细胞(iPSC)的胰腺β-样细胞,或从另一种来源的细胞(例如肝细胞、成纤维细胞或胰腺外分泌细胞)直接重编程的胰腺β-样细胞。在一种实施方式中,β-细胞不是永生化细胞系(即β-细胞在培养中不无限期地增殖)。在一种实施方式中,β-细胞不是转化的细胞(即β-细胞不表现出转化性质,例如在软琼脂中生长或不存在接触抑制,这仅仅是两个实例)。
当在本文中使用时,术语“内源胰腺β-细胞”或“原代胰腺β-细胞”是指哺乳动物胰腺的胰岛素产生细胞或哺乳动物的胰腺β-细胞(β-细胞)表型的细胞。胰腺β-细胞的表型对于本领域普通技术人员来说是公知的,并且包括例如对葡萄糖水平的增加做出响应分泌胰岛素,表达诸如c-肽、PDX-1多肽和Glut2的标志物,以及独特的形态学特征,例如但不必定在体内在胰腺的胰岛中有序化,并且通常具有直径约9-15μm的小的纺锤样细胞。内源胰腺β-细胞可以在胰岛中发现。在本发明的方法中,原代胰腺β-细胞可以在体外作为胰岛的一部分而被接触。
当在本文中使用时,术语“胰岛素产生细胞”包括本文中描述的术语原代β-细胞以及本文中描述的术语胰腺β-样细胞,其以组成性或诱导性方式合成(即,转录胰岛素基因,翻译胰岛素原mRNA,以及将胰岛素原mRNA修饰成胰岛素蛋白)、表达(即,显现由胰岛素基因携带的表型特征)或分泌(将胰岛素释放到细胞外空间中)胰岛素。
在一种情况下,所述方法包括将细胞与调节TD26蛋白的水平或活性的化合物或药剂相接触,或向对象施用所述化合物或药剂。术语“调节蛋白水平或活性”是指上调(激活或提高活性)或下调(抑制)蛋白水平、活性或功能。在一种实施方式中,调节通过直接提高或抑制蛋白的活性、即通过与蛋白的直接物理相互作用来进行。在一种实施方式中,例如在信号转导中,通过激活或抑制蛋白活性的上游效应子,来间接调节蛋白的活性。
在特定情况下,所需化合物或药剂提高TD26的水平或活性(例如通过增加表达和/或分泌)。适合的化合物/药剂包括但不限于化学化合物和化学化合物的混合物,例如小的有机或无机分子,糖类,寡糖,多糖,生物大分子例如肽、蛋白和肽类似物及衍生物,肽模拟物,核酸,核酸类似物和衍生物,从生物材料例如细菌、植物、真菌或动物的细胞或组织制得的提取物,天然存在或合成的组合物,肽,适体,以及抗体或其片段。化合物/药剂可以是核酸RNA或DNA,并且可以是单链或双链的。示例性核酸化合物包括但不限于编码蛋白质激活剂或抑制剂(例如转录激活剂或抑制剂)的核酸、寡核苷酸、核酸类似物(例如肽核酸(PNA)、假互补PNA(pc-PNA)、锁核酸(LNA)等)、反义分子、核酶、小的抑制性或激活性核酸序列(例如RNAi、shRNAi、siRNA、micro RNAi(mRNAi)、反义寡核苷酸等)。蛋白和/或肽类药剂可以是调节基因表达或蛋白活性的任何蛋白。非限制性实例包括突变的蛋白、治疗性蛋白和截短的蛋白,例如其中所述蛋白在靶细胞中通常不存在或以较低水平表达。蛋白也可以选自遗传工程改造的蛋白、肽、合成肽、重组蛋白、嵌合蛋白、抗体(例如干扰胰岛素与胰岛素受体之间的相互作用并提高TD26的水平或活性,从而导致β-细胞复制增加的抗体)、midibodies、微抗体(minibody)、三功能抗体(triabody)、人源化蛋白、人源化抗体、嵌合抗体、修饰的蛋白及其片段。提高基因表达或提高基因所编码的蛋白的水平或活性的化合物或药剂,也被称为激活剂或激活性化合物。降低基因表达或降低基因所编码的蛋白的水平或活性的化合物或药剂,也被称为抑制剂或抑制性化合物。
在某些实施方式中,提高TD26水平或活性的药剂包括但不限于TD26蛋白或多肽(包括人类TD26及其同源物,以及来自于非人类物种例如小鼠的直系同源多肽和蛋白)及其功能性片段,编码TD26蛋白和多肽及其功能性片段的核酸分子,以及胰岛素受体拮抗剂。
本发明的方法设想了使用任何胰岛素受体拮抗剂。例如,胰岛素受体拮抗剂可以是干扰胰岛素与胰岛素受体相互作用的能力的药剂,以及能够中和胰岛素的生物学效应并优选地不显著提高血糖水平或仅暂时提高血糖水平的药剂。本领域技术人员将会理解,适合的胰岛素受体拮抗剂是与胰岛素信号转导相互作用并能增加β-细胞复制的拮抗剂。在某些实施方式中,这样的胰岛素受体拮抗剂提高TD26的水平或活性,并优选地不显著提高血糖水平或仅暂时提高血糖水平。应该理解,适合的胰岛素受体拮抗剂包括但不限于上面描述的任何适合的化合物/药剂,其在施用于个体时能够提高TD26的水平或活性并增加β-细胞复制,并且优选地不引起显著的、非暂时性的血糖水平升高。
在某些情况下,增加β-细胞复制的胰岛素受体拮抗剂可以是蛋白或肽。在某些实施方式中,蛋白或肽类胰岛素受体拮抗剂提高TD26的水平或活性。本领域技术人员将会理解,本发明的肽类胰岛素受体拮抗剂可以以它们的肽形式或作为编码所述肽并能够在体内翻译以产生具有所需生物活性的肽的核酸来施用。
在某些情况下,肽类胰岛素受体拮抗剂包含第一功能性部分、第二功能性部分和它们之间的连接物,所述连接物优选被工程化改造以具有柔性和/或溶解性。
第一和第二功能性部分可以包含例如表现出的对胰岛素受体的亲和性大于或等于胰岛素对胰岛素受体的亲和性的氨基酸序列(例如亲和性优化的位点)。
在某些实施方式中,第一功能性部分包含具有SEQ ID NO:18的氨基酸序列的肽。在某些实施方式中,第一功能性部分包含具有与SEQID NO:18的同一性为至少80%的氨基酸序列并保留所需生物活性的肽。
在某些实施方式中,连接物包含柔性连接物。在某些实施方式中,连接物包含可溶的连接物。在某些实施方式中,连接物包含氨基酸连接物。在某些实施方式中,氨基酸连接物具有一个或多个氨基酸残基。在其他实施方式中,氨基酸连接物具有多达7个氨基酸残基。在某些实施方式中,连接物包含一个或多个甘氨酸残基和一个或多个丝氨酸残基。在某些实施方式中,连接物包含一个或多个GGS重复序列(例如GGS、GGSGGS、GGSGGSGGS等)。在一种实施方式中,柔性连接物包含SEQ ID NO:19。在某些实施方式中,柔性连接物包含如等(等,PNAS100(8):4435-4439(2003),其全部内容通过参考并入本文)中所描述的基于乙二醇的连接物。在一种实施方式中,连接物包含基于三乙二醇的连接物。
在某些实施方式中,第二功能性部分包含具有SEQ ID NO:20的氨基酸序列的肽。在某些实施方式中,第二功能性部分包含具有与SEQID NO:20的同一性为至少80%的氨基酸序列并保留所需生物活性的肽。在某些实施方式中,第二功能性部分包含具有氨基酸序列SLEEEWAQIQCEVWGRGCPSY(SEQ ID NO:23)的肽。在某些实施方式中,第二功能性部分包含具有与SEQ ID NO:23的同一性为至少80%的氨基酸序列并保留所需生物活性的肽。在某些实施方式中,第二功能性部分包含具有氨基酸序列L-Xaa-Xaa-EWA-Xaa-Xaa-QCEV-Xaa-GRGCPS(SEQ ID NO:24)的肽,其中Xaa是任何氨基酸。在某些实施方式中,第二功能性部分包含具有与SEQ ID NO:24的同一性为至少80%的氨基酸序列并保留所需生物活性的肽。
在某些实施方式中,增加β-细胞复制的肽类胰岛素受体拮抗剂包含肽S961(SEQ ID NO:16,具有酸C-端)。在某些实施方式中,肽S961提高TD26的水平或活性,并优选地不显著提高血糖水平,或仅暂时提高血糖水平。
在某些情况下,肽S961(或其功能性部分)或编码肽S961的核酸包含变体序列。变体序列可以包括一种或多种序列变体,只要这样的变体不消除增加β-细胞复制的效应即可。在某些实施方式中,序列变体包含保守变体。在优选实施方式中,本发明的编码S961肽的核酸包含与编码S961的核酸的同一性为至少80%的核苷酸序列。
在某些实施方式中,本发明的S961肽包含与S961肽的同一性为至少80%的氨基酸序列。在某些情况下,所述S961肽包含与SEQ ID NO:16的同一性为至少80%的氨基酸序列。在某些情况下,所述肽包含与SEQ ID NO:18的同一性为至少80%的氨基酸序列。在某些实施方式中,所述肽包含与SEQ ID NO:23的同一性为至少80%的氨基酸序列。在某些实施方式中,所述肽包含以从N-端到C-的次序与SEQ ID NO:18、SEQ ID NO:19和SEQ ID NO:23的同一性为至少80%并具有酸C-端的氨基酸序列。
在某些实施方式中,增加β-细胞复制的肽类胰岛素受体拮抗剂包含肽S661(SEQ ID NO:16,具有酰胺C-端)。在某些实施方式中,肽S661提高TD26的水平或活性,并优选地不显著提高血糖水平,或仅暂时提高血糖水平。在某些情况下,肽S661(或其功能性部分)或编码肽S661的核酸包含变体序列,只要这样的变体不消除增加β-细胞复制的效应即可。在某些实施方式中,序列变体包含保守变体。在优选实施方式中,本发明的编码S661肽的核酸包含与编码S661的核酸的同一性为至少80%的核苷酸序列。
在某些实施方式中,本发明的S661肽包含与S661肽的同一性为至少80%的氨基酸序列。在某些情况下,所述S661肽包含与SEQ ID NO:16的同一性为至少80%的氨基酸序列。在某些情况下,所述肽包含与SEQ ID NO:18的同一性为至少80%的氨基酸序列。在某些实施方式中,所述肽包含与SEQ ID NO:23的同一性为至少80%的氨基酸序列。在某些实施方式中,所述肽包含以从N-端到C-的次序与SEQ ID NO:18、19和23的同一性为至少80%并具有酰胺C-端的氨基酸序列。
在某些实施方式中,增加β-细胞复制的肽类胰岛素受体拮抗剂包含肽RB537(SEQ ID NO:17)。在某些实施方式中,肽RB537提高TD26的水平或活性,并优选地不显著提高血糖水平,或仅暂时提高血糖水平。在某些情况下,肽RB537(或其功能性部分)或编码肽RB537的核酸包含变体序列,只要这样的变体不消除增加β-细胞复制的效应即可。在某些实施方式中,序列变体包含保守变体。在优选实施方式中,本发明的编码RB537肽的核酸包含与编码RB537的核酸的同一性为至少80%的核苷酸序列。
在某些实施方式中,本发明的RB537肽包含与RB537肽的同一性为至少80%的氨基酸序列。在某些情况下,所述RB537肽包含与SEQID NO:17的同一性为至少80%的氨基酸序列。在某些实施方式中,所述RB537肽包含与SEQ ID NO:18的同一性为至少80%的氨基酸序列。在某些实施方式中,所述RB537肽包含与SEQ ID NO:20的同一性为至少80%的氨基酸序列。在某些实施方式中,所述RB537肽包含以从N-端到C-的次序与SEQ ID NO:18、SEQ ID NO:19和SEQ ID NO:20的同一性为至少80%的氨基酸序列。
在某些实施方式中,增加β-细胞复制的胰岛素受体拮抗剂包含抗体。在某些实施方式中,增加β-细胞复制的胰岛素受体拮抗剂包含与胰岛素受体结合的抗体。在某些实施方式中,胰岛素受体拮抗剂抗体提高TD26的水平或活性,并优选地不显著提高血糖水平,或仅暂时提高血糖水平。当在本文中使用时,“抗体”以最宽泛的含义使用,并包括完全组装的抗体、四聚体抗体、单克隆抗体、多克隆抗体、多特异性抗体(例如双特异性抗体)、能够结合抗原的抗体片段(例如Fab’、F’(ab)2、Fv、单链抗体、双功能抗体(diabody)),以及包含任何上述物质的重组肽,只要它们表现出所需生物活性即可。“免疫球蛋白”或“四聚体抗体”是四聚体糖蛋白,其由两条重链和两条轻链构成,每条链包含可变区和恒定区。抗原结合部分可以通过重组DNA技术或通过完整抗体的酶切割或化学切割来产生。抗体片段或抗原结合部分包括Fab、Fab’、F(ab’)2、Fv、结构域抗体(dAb)、互补决定区(CDR)片段、CDR移植抗体、单链抗体(scFv)、单链抗体片段、嵌合抗体、双功能抗体、三功能抗体(triabody)、四功能抗体(tetrabody)、微抗体(minibody)、线性抗体、螯合重组抗体、tribody或bibody、胞内抗体(intrabody)、纳米抗体、小模块化免疫药物(SMIP)、抗原结合结构域免疫球蛋白融合蛋白、骆驼源化抗体、含VHH抗体、或其变体或衍生物,以及含有足以提供对多肽的特异性抗原结合的至少一部分免疫球蛋白例如1、2、3、4、5或6个CDR序列的多肽,只要抗体保留所需生物活性即可。“抗体变体”是指在天然抗体可变区结构域的可变区中含有至少一个氨基酸置换、缺失或插入的抗体多肽序列。变体可以与未修饰的抗体基本上同源或基本上一致。“嵌合抗体”是指含有源自于两种不同抗体的序列的抗体(参见例如美国专利号4,816,567),所述两种不同抗体通常源自于不同物种。最通常情况下,嵌合抗体包含人类和啮齿类抗体片段,一般为人类恒定区和小鼠可变区。
在某些实施方式中,可能适合用于本发明的胰岛素受体拮抗剂的实例可以包括文献中报道的表现出所需生物活性的抗胰岛素受体抗体(参见例如Roth等,J Biol Chem.1983Oct25;258(20):12094-7;Morgan等,Proc Natl Acad Sci U S A.1986Jan;83(2):328-32;Taylor等,Biochem J.1987Feb15;242(1):123-9;Nagy等,Endocrinology.1990Jan;126(1):45-52;和Fujita等,Acta Diabetol.2002Dec;39(4):221-7)。在某些实施方式中,抗胰岛素受体抗体可以提高TD26的水平或活性,并优选地不显著提高血糖水平,或仅暂时提高血糖水平。
在某些实施方式中,本发明设想了编码本发明的抗体和肽的多核苷酸。本发明还设想了包含这样的多核苷酸的载体、包含这样的多核苷酸或载体的宿主细胞以及生产本发明的抗体和多肽的方法,所述方法包括将这样的宿主细胞在培养基中在适合的条件下生长,并任选地从所述宿主细胞或培养基分离编码的抗体或多肽,任选地随后进一步纯化所述抗体或多肽。抗体的分离和纯化方法完全在本领域普通技术人员的水平范围之内。
在某些实施方式中,能够增加β-细胞复制的胰岛素受体拮抗剂包含化学化合物,例如低分子量有机分子。在某些实施方式中,所述化学化合物提高TD26的水平或活性。
术语“增加”、“提高”、“增强”或“激活”在本文中都用于一般性地表示显著量的增加。在本发明的这种和其他情况的某些实施方式中,与对照相比,TD26蛋白的水平或活性被提高至少5%、至少10%、至少20%、至少30%、至少40%、至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、至少1倍、至少1.1倍、至少1.5倍、至少2倍、至少3倍、至少4倍、至少5倍或更多。在本发明的这种和其他情况的某些实施方式中,蛋白活性的激活剂具有低于或等于500nM、低于或等于250nM、低于或等于100nM、低于或等于50nM、低于或等于10nM、低于或等于1nM、低于或等于0.1nM、低于或等于0.01nM或者低于或等于0.001nM的EC50。蛋白活性可以通过本领域技术人员公知的手段来测定,并且可以根据情况通过不同方法或测定法来测定。
在其他情况下,所述化合物或药剂降低TD26的水平或活性(例如通过降低表达和/或分泌)。降低TD26的表达和/或分泌对于治疗以胰岛素水平过高为特征的疾病来说可能是理想的,所述疾病可能因TD26水平或活性增加而加重,例如胰岛素瘤。
术语“减小”、“降低”、“减少”或“抑制”在本文中都用于一般性地表示显著量的降低。在本发明的这种和其他情况的某些实施方式中,与对照相比,基因所编码的蛋白的水平或活性被抑制或降低至少5%、至少10%、至少20%、至少30%、至少40%、至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、至少95%、至少98%或100%(例如活性完全丧失)。在本发明的这种和其他情况的某些实施方式中,抑制剂具有低于或等于500nM、低于或等于250nM、低于或等于100nM、低于或等于50nM、低于或等于10nM、低于或等于1nM、低于或等于0.1nM、低于或等于0.01nM或者低于或等于0.001nM的IC50。降低TD26水平或活性的化合物包括例如抗TD26抗体、靶向TD26的反义分子和靶向TD26的siRNA分子。
适合用于本发明的TD26蛋白和多肽包括例如人类TD26蛋白和多肽。人类TD26蛋白序列已被保存在GENBANKTM,登记号为NP_061157.3。人类TD26蛋白的氨基酸序列为:
MPVPALCLLWALAMVTRPASAAPMGGPELAQHEELTLLFHGTLQLGQALNGVYRTTEGRLTKARNSLGLYGRTIELLGQEVSRGRDAAQELRASLLETQMEEDILQLQAEATAEVLGEVAQAQKVLRDSVQRLEVQLRSAWLGPAYREFEVLKAHADKQSHILWALTGHVQRQRREMVAQQHRLRQIQERLHTAALPA(SEQ ID NO:1;带下划线的为预测的信号序列)。
因此,在某些实施方式中,本文描述的方法包括将细胞或培养基与SEQ ID NO:1的多肽或其片段例如功能性部分(或编码所述多肽或片段的核酸)相接触,或者将它们施用到对象。当在本文中使用时,TD26的功能性部分或片段是在例如施用到哺乳动物后或在受试动物中增加β-细胞复制的功能性部分或片段。适合的片段包括例如缺少天然信号序列的SEQ ID NO:1的多肽和包含卷曲螺旋结构域(CCD)的SEQ ID NO:1的多肽部分。
在某些实施方式中,可用于在体内提高TD26的水平或活性和/或增加β-细胞复制的TD26多肽或蛋白的功能性部分,缺少一个或多个结构域(例如参考SEQ ID NO:1)。
在某些实施方式中,TD26的功能性部分缺少LPL结构域。在某些实施方式中,TD26的功能性部分缺少一个或多个CCD(例如缺少第一和/或第二CCD)。在某些情况下,多肽可能缺少整个结构域,而在其他情况下,多肽可能缺少完整(完全)结构域(即可能含有一部分结构域)。在某些情况下,多肽可能缺少功能性结构域(例如功能性LPL结构域或功能性CCD)。
或者,可用于在体内提高TD26的水平或活性和/或增加β-细胞复制的TD26多肽或蛋白的功能性部分,包含TD26蛋白的一个或多个结构域(例如完整结构域或功能性结构域)。在某些实施方式中,TD26的功能性部分包含LPL结构域。在某些实施方式中,TD26的功能性部分包含一个或多个CCD(例如第一CCD和/或第二CCD)。在某些实施方式中,TD26的功能性部分包含TD26的第一和第二CCD之间的一些或所有氨基酸序列(“间插序列”或“IVS”)。
在某些实施方式中,TD26的功能性部分不包含TD26的天然信号序列或完整的氨基酸序列或核苷酸序列,或者所述功能性部分不包括缺少信号肽的TD26的完整氨基酸序列或编码缺少信号肽的TD26的完整氨基酸序列的核酸。应该理解,在许多分泌蛋白中,信号序列被切割掉,并且不是最终蛋白的多肽序列的一部分。
在一种实施方式中,可用于在体内增加β-细胞复制的TD26多肽或蛋白的功能性部分包含SEQ ID NO:1的多肽的第22至76位氨基酸的肽。在某些实施方式中,TD26多肽或蛋白的功能性部分包含SEQ IDNO:1的多肽的第22至76位氨基酸的肽,其包含一个或多个保守氨基酸置换,只要所述肽保留增加β-细胞复制的能力即可。
在一种实施方式中,可用于在体内增加β-细胞复制的TD26多肽或蛋白的功能性部分包含LPL结构域,但是缺少CCD1、IVS和CCD2。在一种实施方式中,可用于在体内增加β-细胞复制的TD26多肽或蛋白的功能性部分包含预测的LPL结构域,但是缺少预测的CCD1、预测的IVS和预测的CCD2。
在一种实施方式中,可用于在体内增加β-细胞复制的TD26多肽或蛋白的功能性部分包含SEQ ID NO:1的多肽的第48至76位氨基酸的肽。在某些实施方式中,TD26多肽或蛋白的功能性部分包含SEQ IDNO:1的多肽的第48至76位氨基酸的肽,其包含一个或多个保守氨基酸置换,只要所述肽保留增加β-细胞复制的能力即可。
在一种实施方式中,可用于在体内增加β-细胞复制的TD26多肽或蛋白的功能性部分缺少完整的LPL结构域以及CCD1、IVS和CCD2。在一种实施方式中,可用于在体内增加β-细胞复制的TD26多肽或蛋白的功能性部分包含缺少完整的LPL结构域、CCD1、IVS和CCD2的SEQ ID NO:1的氨基酸序列。在一种实施方式中,可用于在体内增加β-细胞复制的TD26多肽或蛋白的功能性部分缺少完整的预测的LPL结构域以及预测的CCD1、预测的IVS和预测的CCD2。
在一种实施方式中,可用于在体内增加β-细胞复制的TD26多肽或蛋白的功能性部分包含SEQ ID NO:1的多肽的第77至135位氨基酸的肽。在某些实施方式中,TD26多肽或蛋白的功能性部分包含SEQ IDNO:1的多肽的第77至135位氨基酸的肽,其包含一个或多个保守氨基酸置换,只要所述肽保留增加β-细胞复制的能力即可。
在一种实施方式中,可用于在体内增加β-细胞复制的TD26多肽或蛋白的功能性部分包含CCD1,但是缺少CCD2、IVS和LPL结构域。在一种实施方式中,可用于在体内增加β-细胞复制的TD26多肽或蛋白的功能性部分包含预测的CCD1,但是缺少预测的CCD2、预测的IVS和预测的LPL结构域。
本领域技术人员将会理解,上面针对SEQ ID NO:1所描述的TD26的功能性部分的描述仅仅是示例性的。例如,这样的描述同样适用于SEQ ID NO2-4。
在某些实施方式中,SEQ ID NO:1的功能性多肽包含其中信号序列被能够指导多肽分泌的序列例如人生长激素信号肽代替的蛋白序列。在其他实施方式中,适用于本发明的多肽和蛋白包括SEQ ID NO:2、SEQ ID NO:3和SEQ ID NO:4的多肽及其功能性片段。其他适合的多肽和蛋白可以通过与人类TD26的氨基酸序列进行比较来鉴定,以鉴定与人类TD26具有显著的序列同一性或同源性的多肽和蛋白。同一性或同源性可以存在于整个蛋白或多肽上,或者可以仅仅或主要存在于蛋白或多肽的特定结构域(例如CCD结构域或其他功能性结构域)上。用于进行这样的序列比较的计算机化算法在本领域中是已知的,并且示例性的方法已被用在本文描述的工作中。例如,氨基酸序列(和核酸序列)同源性的计算机算法分析可以包括利用任意数量的可用的软件包,例如BLAST、DOMAIN、BEAUTY(BLAST增强的比对实用程序)、GENPEPT和TREMBL软件包。
有用的核酸分子及其编码的多肽是指相应基因的核酸的所有形式(例如基因、mRNA前体、mRNA)或蛋白,它们的多态性变体、等位基因、突变体和种间同源物(适用于核酸或蛋白),其:(1)氨基酸序列与本文描述的多肽优选地在至少约20、25、30、35、40、45、50、75个或更多个氨基酸的区域内,具有高于约80%的氨基酸序列同一性或高于约85%、约90%、约91%、约92%、约93%、约94%、约95%、约96%、约97%、约98%或约99%或更高的氨基酸序列同一性;(2)特异性结合于抗体例如多克隆抗体,所述抗体针对包含参比氨基酸序列的免疫原、其免疫原性片段及其保守修饰的变体而产生;(3)在严紧杂交条件下与编码参比氨基酸序列及其保守修饰的变体的核酸特异性杂交;(4)核酸序列与本文描述的参比核苷酸序列优选地在至少约20、25、30、35、40、45、50、75、100、200个或更多个核苷酸的区域内,具有高于约80%,优选地高于约85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%或更高的核苷酸序列同一性。在某些实施方式中,参比核苷酸序列缺少编码信号序列的部分。
在某些情况下,TD26核酸(即编码TD26多肽或其功能性部分的核酸)或TD26蛋白序列包含变体序列。变体序列可以包括一种或多种天然存在的序列变体。天然存在的序列变体的非限制性实例包括下面表1中鉴定的一个或多个单核苷酸多态性或氨基酸变体。因此,本发明的TD26序列可以包含天然存在的(以及非天然存在的)变体,只要这样的变体不消除TD26序列的β-细胞增殖效应即可。在某些实施方式中,序列变体包含保守变体。在优选实施方式中,本发明的编码TD26蛋白的核酸包含与TD26核酸的同一性为至少80%的核苷酸序列。在某些情况下,所述核酸包含与SEQ ID NO:14的同一性为至少80%的核苷酸序列。在某些情况下,所述核酸包含与SEQ ID NO:15的同一性为至少80%的核苷酸序列。在某些情况下,所述核酸包含一个或多个天然存在的单核苷酸多态性。
在某些实施方式中,本发明的TD26蛋白包含与TD26蛋白的同一性为至少80%的氨基酸序列。在某些实施方式中,本发明的TD26蛋白包含与TD26蛋白的分泌部分(即不包含信号序列的部分)的同一性为至少80%的氨基酸序列。在某些情况下,所述蛋白包含与SEQ ID NO:1的同一性为至少80%的氨基酸序列。在某些情况下,所述蛋白包含与SEQ ID NO:2的同一性为至少80%的氨基酸序列。在某些情况下,所述蛋白包含与SEQ ID NO:3的同一性为至少80%的氨基酸序列。在某些情况下,所述蛋白包含与SEQ ID NO:4的同一性为至少80%的氨基酸序列。在某些情况下,所述蛋白序列包含一个或多个天然存在的氨基酸变体。
表1:TD26单核苷酸多态性
核酸或多肽序列通常来自于哺乳动物,包括但不限于灵长类动物例如人,啮齿类动物例如大鼠、小鼠、仓鼠,牛、猪、马、羊或任何哺乳动物。这些参比核酸或蛋白的截短形式也被包括在该定义中。
术语“多肽”在一种实施方式中是指蛋白,或者在另一种实施方式中是指蛋白片段,或者在另一种实施方式中是指一串氨基酸。在一种实施方式中,对“肽”或“多肽”的指称意味着包括天然肽(降解产物、通过合成方法合成的肽或重组肽)和肽模拟物(通常为通过合成方法合成的肽),例如作为肽类似物的拟肽和半拟肽,其可以具有例如使所述肽在体内时更稳定或更加能够穿透到细胞中的修饰。这样的修饰包括但不限于N-端、C-端或肽键修饰,包括但不限于骨架修饰和残基修饰。制备肽模拟性化合物的方法在本领域中是已知的,并且被描述在例如《定量药物设计》(Quantitative Drug Design),C.A.Ramsden Gd.,第17.2章,F.Choplin Pergamon Press(1992)中。
在本文描述的其他实施方式中,本发明的方法包括施用一种或多种编码TD26蛋白和多肽或编码其功能性片段的核酸分子。编码人类TD26多肽的核酸分子已被保存在NCBI参考序列NM_018687.6下,并且如下所示:
ATGCCAGTGCCTGCTCTGTGCCTGCTCTGGGCCCTGGCAATGGTGACCCGGCCTGCCTCAGCGGCCCCCA
TGGGCGGCCCAGAACTGGCACAGCATGAGGAGCTGACCCTGCTCTTCCATGGGACCCTGCAGCTGGGCCA
GGCCCTCAACGGTGTGTACAGGACCACGGAGGGACGGCTGACAAAGGCCAGGAACAGCCTGGGTCTCTAT
GGCCGCACAATAGAACTCCTGGGGCAGGAGGTCAGCCGGGGCCGGGATGCAGCCCAGGAACTTCGGGCAA
GCCTGTTGGAGACTCAGATGGAGGAGGATATTCTGCAGCTGCAGGCAGAGGCCACAGCTGAGGTGCTGGG
GGAGGTGGCCCAGGCACAGAAGGTGCTACGGGACAGCGTGCAGCGGCTAGAAGTCCAGCTGAGGAGCGCC
TGGCTGGGCCCTGCCTACCCAGAATTTGAGGTCTTAAAGGCTCACGCTGACAACCAGAGCCACATCCTAT
GCGCCCTCACAGGCCACGTGCAGCGGCAGAGGCGGGAGATGGTGGCACAGCAGCATCGGCTGCGACAGAT
CCAGGAGAGACTCCACACAGCGGCGCTCCCAGCCTGA(SEQ ID NO:14)
编码小鼠EG624219多肽的核酸分子已被保存在NCBI参考序列NM_001080940.1下,并且如下所示:
ATGGCTGTGCTTGCTCTCTCCCTCCTGTCCACCTTAGCATCAGCAGTGCGACCCGCTCCAGTGGCCCCTC
TGGGTGGTCCAGAGCCAGCTCAATATGAAGAGCTGACCCTGCTCTTTCACGGGGCCCTGCAGCTAGGCCA
GGCCCTCAATGGCGTGTACAGAGCCACAGAGGCTCGCCTGACAGAAGCTGGGCACAGCCTGGGCCTCTAT
GACAGAGCACTGGAATTCCTGGGGACAGAAGTCAGGCAGGGCCAGGATGCCACACAGGAGCTTCGCACCA
GCCTGTCGGAGATTCAGGTGGAAGAGGACGCTTTACACCTTCGAGCTGAAGCCACAGCCCGATCACTGGG
GGAAGTGGCCCGGGCCCAGCAGGCTCTGCGGGACACTGTACGGAGACTACAAGTGCAGCTGAGAGGCGCC
TGGCTCGGTCAAGCCCACCAAGAATTTGAGACCTTAAAGGCTCGAGCTGATAAGCAGAGCCACCTCTTAT
GGGCTCTCACTGGCCACGTGCAGCGACAGCAGCGGGAGATGGCAGAGCAGCAACAGTGGCTGCGACAGAT
CCAGCACAGACTCCACACAGCAGCCCTCCCAGCCTGA(SEQ ID NO:15)
应该理解,由于遗传密码的简并性,可以鉴定或合成编码等同多肽的其他核苷酸序列,并且这些核苷酸序列在本发明的范围之内。此外,专业技术人员能够容易地确定编码TD26多肽的所需部分的核苷酸序列部分。例如,专业技术人员能够鉴定SEQ ID NO:14中编码相应TD26多肽的CCD结构域的部分。
在本文描述的包括施用外源DNA并将其摄入到细胞内(即基因转导或转染)的方法中,常用的基因转移方法对于专业技术人员来说是已知的。核酸可以是裸DNA的形式,或者核酸可以在用于将所述核酸递送到细胞的载体中,例如反转录病毒载体、腺病毒载体、腺相关病毒(AAV)载体、慢病毒载体、假型反转录病毒载体。载体可以是可商购的制备物,例如腺病毒载体(Quantum Biotechnologies,Inc.(Laval,Quebec,Canada))。正如本文中描述的,本发明还提供了包含核酸药剂的载体,其可以在药学可接受的载体中。这样的核酸和载体可用于基因治疗方案中,以按照本发明的方法治疗对象。
或者,本发明的核酸可以在脂质体中施用于细胞。作为一个实例,递送可以是通过可商购的脂质体制备物例如LIPOFECTIN、LIPOFECTAMINE(GIBCO-BRL,Inc.,Gaithersburg,Md.)、SUPERFECT(Qiagen,Inc.Hilden,Germany)和TRANSFECTAM(Promega Biotec,Inc.,Madison,Wis.),以及按照本领域中的标准程序开发的其他脂质体。此外,本发明的核酸或载体可以通过电穿孔这种可以从Genetronics,Inc.(San Diego,Calif.)获得的技术,以及利用SONOPORATION机器(ImaRx Pharmaceutical Corp.,Tucson,Ariz.)进行体内递送。细胞可以是能够摄取并表达外源核酸的任何细胞;所述细胞可以体内或离体(例如在培养基中)存在。
如果使用离体方法,可以按照本领域公知的标准方案取出细胞或组织并将其维持在体外。可以通过任何基因转移机制例如病毒介导的基因递送、磷酸钙介导的基因递送、电穿孔、微注射或蛋白脂质体,将本发明的核酸导入到细胞中。然后可以通过用于所述细胞或组织类型的标准方法,将转导的细胞输注(例如在药学可接受的载体中)或移植回到对象中。用于将各种细胞移植或输注到对象中的标准方法是已知的。
对于离体疗法来说,可以将载体导入到从患者获取的干细胞中并克隆繁殖,用于自体移植回到同一患者中。通过转染和通过脂质体注射进行的递送可以使用本领域公知的方法来实现。
在某些实施方式中,本发明的编码TD26多肽的核酸包含通过体外转录产生的合成修饰的mRNA。例如,这样的mRNA从5’到3’可以包括例如5’鸟嘌呤帽、含有强的用于翻译起始的Kozak序列的5’非翻译区(UTR)和终止于polyA尾的α-球蛋白3’非翻译区(UTR)。将这样的合成修饰的mRNA胞浆递送到哺乳动物细胞中以便mRNA在体内的随后翻译,可以通过电穿孔或通过将修饰的mRNA与阳离子型介质进行复合以增强通过胞吞作用摄入来实现。(Schlaeger等,Cell StemCell.7(5):618-630(2010))。
可以预见,核酸或载体的施用方式可以根据待治疗的疾病和待靶向的组织而变。核酸或载体可以通过口服、肠胃外(例如静脉内)、肌内注射、腹膜内注射、经皮、体外、表面等而被施用,尽管静脉内施用通常是优选的。所需的核酸或载体的准确量随着对象而变,取决于对象的物种、年龄、体重和总体状况,待治疗疾病的严重性,所使用的具体核酸或载体,其施用方式等。
如果使用的话,本发明的核酸或载体的肠胃外施用一般以注射为特征。注射剂可以被制备为常规形式,制备成液体溶液或悬液,适合在注射前在液体中配制成溶液或悬液的固体形式,或制备成乳液。用于肠胃外施用的最近的改良方法包括使用缓慢释放或持续释放的系统,以便维持恒定剂量。
在其他实施方式中,增加β-细胞复制的方法可以通过施用一种或多种胰岛素受体拮抗剂来进行。本发明设想了使用胰岛素受体拮抗剂,以通过例如干扰胰岛素与胰岛素受体相互作用的能力以及通过中和胰岛素的生物学效应来增加β-细胞复制。本发明还设想了使用能够干扰胰岛素与胰岛素受体结合的能力的胰岛素受体拮抗剂,以及能够中和胰岛素的生物学效应的任何药剂。在某些实施方式中,胰岛素受体拮抗剂能够提高TD26的水平或活性,并且优选地不显著提高血糖水平或仅暂时提高血糖水平。胰岛素受体拮抗剂包括肽类拮抗剂例如S661、S961或RB537。S661、S961和RB537是胰岛素的肽模拟物,其结合胰岛素受体但是不传递胰岛素引起的信号(参见例如WO2007039606,其全部内容通过参考并入本文)。
S661和S961是43个氨基酸的肽,其共有氨基酸序列GSLDESFYDWFERQLGGGSGGSSLEEEWAQIQCEVWGRGCPSY(SEQ ID NO:16)。S661的C-端是酰胺,而S961的C-端是酸。RB537具有氨基酸序列MADYKDDDDKGSLDESFYDWFERQLGGGSGGSWLDQEWAWVQCEVYGRGCPSAAAGAPVPYPDPLEPRPG(SEQ IS NO:17)。在某些实施方式中,RB537的功能性部分至少包括具有氨基酸序列GSLDESFYDWFERQLG(SEQ ID NO:18)的亲和性优化的第一肽,其通过6个氨基酸的序列GGSGGS(SEQ ID NO:19)连接到具有氨基酸序列WLDQEWAWVQCEVYGRGCPS(SEQ ID NO:20)的亲和性优化的第二肽。在这样的实施方式中,RB537的功能性部分还可以包括N-端处的第一肽侧翼表位标签(例如FLAG(DYKDDDDK)(SEQ ID NO:21))和C-端处的第二肽侧翼表位E-标签(GAPVPYPDPLEPR)(SEQID NO:22)。
以前的报道已证实,在向肥胖大鼠施用肽类胰岛素受体拮抗剂S661后,观察到血糖水平的显著升高(等,Biochem Biophys ResCommun.376(2):380-383(2008))。相反,本文描述的工作证实了,在低剂量下,S961在哺乳动物中不提高血糖水平。然而,随着S961的剂量增加,血糖水平升高,并且动物变得高血糖(图11)。本文描述的工作显示,在低剂量的肽S961下,诱导了TD26的表达(参见图2B),并且β-细胞复制增加(参见图1C和1D)。当在本文中使用时,S961的低剂量通常小于1μMol/Kg/周,优选地为0.125μMol/Kg/周至0.5μMol/Kg/周。然而应该理解,更高的剂量也可能是有用的,特别是如果与抗高血糖药剂联合使用时。
此外,本文描述的工作显示,在正常个体(参见图12和13)和人类2型糖尿病模型(参见图14A)中,在施用肽S661后,β-细胞复制增加。本文描述的工作还显示,在施用肽S661后,胰岛面积相对于胰腺总面积增加(图14C)。
胰岛素受体拮抗剂可以作为单独疗法或作为与其他药剂的组合疗法而被施用。例如,它们可以与适用于治疗或预防糖尿病和/或肥胖症和/或代谢综合征的其他药剂一起施用。在某些实施方式中,组合疗法包括共同施用胰岛素受体拮抗剂和其他药剂。当在本文中使用时,术语“共同施用”是指向对象施用两种或更多种生物活性物质。共同施用可以是同时或相继的。两种或更多种生物活性物质可以是单一组合物的一部分或独立的组合物。在某些实施方式中,本发明的组合疗法包含共同施用胰岛素受体拮抗剂与一种或多种降血糖药剂或对β-细胞有益的药剂。这些药剂包括但不限于二甲双胍或其他双胍类药物、DPP4抑制剂、磺酰脲类药物或氯茴苯酸类药物(Metiglitinides)、SGLT2抑制剂、葡萄糖激酶激活剂、噻唑烷二酮类药物、PPARδ激动剂、非激活性PPARγ调节剂、Glp-1类似物、GIP类似物、Glp-1受体激动剂、复合型Glp-1/GIP受体激动剂、FGF21、激动性FGFR单克隆抗体、胃泌酸调节素类似物、IAPP类似物、瘦素或瘦素类似物、脂联素或脂联素类似物、胰岛素或胰岛素类似物、质子泵抑制剂或胃泌素受体激动剂、Reg家族蛋白/Reg家族蛋白衍生的肽或α-葡萄糖苷酶抑制剂。此外,它们可以与具有免疫抑制或免疫调节活性的药剂例如抗体、多肽和/或肽类或非肽类低分子量物质一起施用。
降低TD26水平或活性的化合物包括例如TD26抗体或其片段,或者与编码TD26多肽的核酸互补的核酸(例如反义寡核苷酸、核酶或siRNA)。适合的抗体的生产在本领域中是公知的,并且可以包括例如Harlow和Lane的《抗体实验指南》(Antibodies:A Laboratory Manual),Cold Spring Harbor Laboratory,New York,1988中描述的方法。
“siRNA”是防止靶mRNA翻译的双链RNA分子。使用将siRNA导入到细胞中的标准技术,包括其中DNA是转录siRNA的模板的技术。siRNA包括正义TD26核酸序列、反义TD26核酸序列或两者。任选地,siRNA被构造成使单一转录本具有来自于靶基因的正义和互补的反义序列两者,例如发夹。
在靶细胞中siRNA与TD26转录本的结合导致细胞的TD26生产降低。寡核苷酸的长度通常为至少约10个核苷酸,并且可以与天然存在的TD26转录本一样长。优选地,寡核苷酸的长度为19-25个核苷酸。最优选地,寡核苷酸的长度小于75、50、25个核苷酸。
本文描述的用于所描述的方法的药剂(在本文中也称为“活性化合物”)可以被掺入到适合于施用的药物组合物中。这样的组合物通常包含药剂和药学可接受的载体。当在本文中使用时,“药学可接受的载体”打算包括与药物施用相容的任何和所有溶剂、分散介质、包衣、抗细菌剂和抗真菌剂、等渗剂和吸收延迟剂等。适合的载体被描述在本领域的标准参考书即最新版的《Remington药物学》(Remington's Pharmaceutical Sciences)中,其通过参考并入本文。这样的载体或稀释剂的优选实例包括但不限于水、盐水、finger溶液、右旋糖溶液和5%人血清白蛋白。也可以使用脂质体和非水性介质例如非挥发油。将这样的介质和试剂用于药物活性物质,在本领域中是公知的。除非某些常规介质或试剂与活性化合物不相容,否则设想了其在组合物中的应用。增补的活性化合物也可以被掺入到组合物中。
TD26核酸和多肽及其效应物/调节物可以作为单独疗法或作为与其他药剂的组合疗法而被施用。例如,它们可以与适用于治疗或预防糖尿病和/或肥胖症和/或代谢综合征的其他药剂一起施用。在某些实施方式中,组合疗法包括共同施用TD26和其他药剂。当在本文中使用时,术语“共同施用”是指向对象施用两种或更多种生物活性物质。共同施用可以是同时或相继的。两种或更多种生物活性物质可以是单一组合物的一部分或独立的组合物。在某些实施方式中,本发明的组合疗法包含共同施用TD26多肽与一种或多种降血糖药剂或对β-细胞有益的药剂。这些药剂包括但不限于二甲双胍或其他双胍类药物、DPP4抑制剂、磺酰脲类药物或氯茴苯酸类药物(Metiglitinides)、SGLT2抑制剂、葡萄糖激酶激活剂、噻唑烷二酮类药物、PPARδ激动剂、非激活性PPARγ调节剂、Glp-1类似物、GIP类似物、Glp-1受体激动剂、复合型Glp-1/GIP受体激动剂、FGF21、激动性FGFR单克隆抗体、胃泌酸调节素类似物、IAPP类似物、瘦素或瘦素类似物、脂联素或脂联素类似物、胰岛素或胰岛素类似物、质子泵抑制剂或胃泌素受体激动剂、Reg家族蛋白/Reg家族蛋白衍生的肽或α-葡萄糖苷酶抑制剂。此外,它们可以与具有免疫抑制活性的药剂例如抗体、多肽和/或肽类或非肽类低分子量物质一起施用。
本发明的药物组合物被配制成与其预期的施用途径相容。施用途径的实例包括肠胃外例如静脉内、皮内、皮下、口服(例如吸入)、经皮(表面)、经粘膜和直肠施用。用于肠胃外、皮内或皮下施用的溶液或悬液可以包括下列组分:无菌稀释剂,例如注射用水、盐水溶液、非挥发油、聚乙二醇、甘油、丙二醇或其他合成溶剂;抗细菌剂例如苯甲醇或对羟基苯甲酸甲酯;抗氧化剂例如抗坏血酸或亚硫酸氢钠;螯合剂例如乙二胺四乙酸;缓冲剂例如乙酸盐、柠檬酸盐或磷酸盐,以及用于调节渗涨度的试剂例如氯化钠或右旋糖。可以使用酸或碱例如盐酸或氢氧化钠来调节pH。肠胃外制剂可以被包封在安瓿、一次性注射器或由玻璃或塑料制成的多剂量小瓶中。
适合于注射应用的药物组合物包括无菌水性溶液(当可水溶时)或分散体,以及用于临时制备无菌注射溶液或分散体的无菌粉剂。对于静脉内施用来说,适合的载体包括生理盐水、抑菌水、CremophorELTM(BASF,Parsippany,N.J.)或磷酸盐缓冲盐水(PBS)。在所有情况下,组合物应该是无菌的并且是足够流体的,以便存在容易的可注射性。它应该在制造和储存条件下稳定,并且应该获得保护以对抗微生物例如细菌和真菌的污染作用。载体可以是溶剂或分散介质,其含有例如水、乙醇、多元醇(例如甘油、丙二醇和液体聚乙二醇等)及其适合的混合物。例如可以通过使用包衣例如卵磷脂、在分散体的情况下通过维持所需的粒度以及通过使用表面活性剂,来维持适合的流动性。防止微生物的作用,可以通过各种抗细菌和抗真菌剂例如对羟基苯甲酸酯、氯丁醇、苯酚、抗坏血酸、硫柳汞等来实现。在许多情况下,优选地在组合物中包含等渗剂例如糖类或多元醇例如甘露糖醇、山梨糖醇和氯化钠。通过在组合物中包含延迟吸收的试剂例如单硬脂酸铝和明胶,可以产生可注射组合物的延长吸收。
无菌注射溶液可以通过将活性化合物以所需量掺入到在需要时含有上面列举的成分之一或组合的适合溶剂中,然后过滤除菌来制备。一般来说,分散体通过将活性化合物掺入到含有基础分散介质和来自于上面列举的所需其他成分的无菌介质中来制备。在用于制备无菌注射溶液的无菌粉剂的情况下,制备方法是真空干燥和冷冻干燥,其产生活性成分以及来自于其先前无菌过滤溶液的任何其他所需成分的粉剂。
口服组合物一般包括惰性稀释剂或可食用载体。它们可以被包封在明胶胶囊中或压制成片剂。出于口服治疗性施用的目的,可以将活性化合物与赋形剂合并,并以片剂、锭剂或胶囊的形式使用。也可以使用流体载体制备口服组合物以用作漱口液,其中在流体载体中的化合物被经口施加,刷洗并吐出或咽下。药学相容的粘合剂和/或辅料可以被包含作为组合物的一部分。片剂、丸剂、胶囊、锭剂等可以含有任何下述成分或类似性质的化合物:粘合剂例如微晶纤维素、黄蓍胶或明胶;赋形剂例如淀粉或乳糖;崩解剂例如藻酸、Primogel或玉米淀粉;润滑剂例如硬脂酸镁或Sterotes;助流剂例如胶体二氧化硅;甜味剂例如蔗糖或糖精;或调味剂例如胡椒薄荷、水杨酸甲酯或橙味调味剂。
对于吸入施用来说,将化合物以气溶胶喷雾剂的形式,从含有适合的推进剂例如气体如二氧化碳的加压容器或分配器或喷雾器递送。
全身性施用也可以通过经粘膜或经皮手段进行。对于经粘膜或经皮施用来说,在制剂中使用适合于待透过的屏障的渗透剂。这样的渗透剂在本领域中是公知的,并包括例如用于经粘膜施用的洗涤剂、胆汁盐和梭链孢酸衍生物。经粘膜施用可以通过使用喷鼻剂或栓剂来实现。对于经皮施用来说,按本领域中所公知的,将活性化合物配制在软膏、油膏、凝胶或霜剂中。
化合物也可以被制备成栓剂(例如,使用常规的栓剂基质例如可可脂和其他甘油酯)或保留灌肠剂的形式,用于直肠递送。
在一种实施方式中,将活性化合物与保护所述化合物以抵抗从身体快速消除的载体制备在一起,例如受控释放制剂,包括植入物和微囊化递送系统。可以使用可生物降解的生物相容性聚合物,例如乙烯-乙酸乙烯酯、聚酐、聚乙醇酸、胶原蛋白、聚原酸酯和聚乳酸。制备这样的制剂的方法对于本领域技术人员来说是显而易见的。所述材料也可以从Alza Corporation和Nova Pharmaceuticals,Inc商购获得。脂质体悬液也可以被用作药学可接受的载体。它们可以按照本领域技术人员已知的方法,例如美国专利号4,522,811中描述的方法来制备,所述美国专利通过参考完全并入本文。
将口服或肠胃外组合物配制成单位剂型,对于易于施用和剂量均匀性来说是特别有利的。本文中使用的单位剂型是指适合作为单一剂量用于待治疗对象的物理离散单元;每个单元含有经计算产生所需治疗效果的预定量的活性化合物以及所需的制药载体。本发明的单位剂型的规格由活性化合物的独特性质和待获得的具体治疗效果决定并直接取决于它们。本文描述的药物组合物和药剂可以与施用说明书一起被包含在容器、包装和分配器中。
本发明提供了治疗具有与胰腺β-细胞退化、异常胰岛素生产和/或血糖水平相关的疾病的风险(或对所述疾病易感)或患有所述疾病的对象的预防方法和治疗方法两者。当在本文中使用时,术语“胰腺β-细胞退化”打算是指β-细胞功能(特别是胰岛素生产和/或分泌)丧失、β-细胞功能障碍和β-细胞死亡,例如β-细胞坏死或凋亡。
当在本文中使用时,术语“治疗”被定义为向患者施加或施用治疗剂,或向从患者分离的组织或细胞系施加或施用治疗剂,所述患者具有疾病、疾病症状或对疾病的易感性,其目的是治愈、愈合、减轻、缓解、改变、补救、改善、改进或影响所述疾病、疾病症状或对疾病的易感性。因此,治疗可以包括压制、抑制、预防、治疗或其组合。治疗尤其是指增加持续进展的时间、促进缓解、诱导缓解、增强缓解、加速恢复、增加可选治疗剂的功效或降低对可选治疗剂的抗性,或其组合。“压制”或“抑制”尤其是指延迟症状的发作,防止疾病的复发,降低复发事件的数量或频率,增加症状性发作之间的潜伏时间,降低症状的严重性,降低急性发作的严重性,减少症状数量,降低疾病相关症状的发生率,减少症状的潜伏期,改善症状,减少继发症状,减少继发感染,延长患者存活期,或其组合。在一种实施方式中,症状是原发的,而在另一种实施方式中,症状是继发的。“原发”是指作为疾病例如糖尿病的直接结果的症状,而继发是指由原发病因衍生的或作为其结果的症状。症状可以是疾病或病理性状况的任何表现形式。
正如本文中描述的,通过向动物(例如人)施用提高组织或细胞中TD26的水平或活性的化合物(例如TD26蛋白),可以增加胰腺β-细胞团。当在本文中使用时,术语“β-细胞增殖”和“β-细胞复制”可以互换使用。β-细胞团的增加通过β-细胞增殖或复制的增加、前体细胞向β-细胞谱系分化的增强和/或β-细胞更新或死亡的减少来进行。β-细胞团的增加可以是与治疗开始前的β-细胞团相比至少增加5%、10%、20%、30%、40%、50%、50%、70%、80%、90%、1倍、2倍、5倍、10倍、50倍、100倍或更多倍。
当在本文中使用时,“增加β-细胞复制”是指β-细胞以更快的速率和/或更高的频率进行复制。在本发明的这种和其他情况的某些实施方式中,与未治疗的对照相比,β-细胞复制增加至少5%、10%、20%、30%、40%、50%、50%、70%、80%、90%、1倍、1.1倍、1.5倍、2倍、3倍、4倍、5倍、10倍、50倍、100倍或更多倍。β-细胞复制增加的%或倍数,可以通过测定在使用本文描述的化合物治疗期间或之后复制的β-细胞相对于对照的数量来确定。复制的增加也可以基于相应的治疗和未治疗对照中复制的细胞与细胞总数之比。在某些实施方式中,治疗和未治疗对照中细胞的总数被用于确定复制频率。
在某些实施方式中,“增加β-细胞复制”还包括由于β-细胞祖细胞分化成β-细胞而造成的β-细胞数量增加。在可选的实施方式中,“增加β-细胞复制”不包括由于β-细胞祖细胞分化成β-细胞而造成的β-细胞数量增加。
对于本发明的离体方法来说,β-细胞复制的增加可以通过本领域中已知的用于测定细胞复制的任何方法来监测。例如,β-细胞复制可以通过测定至少一种细胞复制标志物例如Ki-67或PH3的表达来确定。非限制性实例是定量免疫荧光测定法,其通过监测组蛋白H3在第10位丝氨酸上的磷酸化(H3-P)这一有丝分裂特异性事件来测定有丝分裂指数(Ajiro等,J Biol.Chem.271:13197-201.1996;Goto等,J BiolChem.274:25543-9,1999)。β-细胞复制的增加也可以基于治疗与未治疗对照中相比β-细胞总数的增加。在某些情况下,β-细胞复制的增加可以基于治疗和未治疗对照的β-细胞与总细胞之比。β-细胞复制可以通过监测共表达Ki-67和/或PH3与PDX-1的细胞的数量来测定。
对于本发明的体内方法来说,β-细胞复制的增加可以通过测定血液胰岛素水平来间接评估。不希望受到理论限制,血液胰岛素水平是对象中β-细胞数量例如β-细胞团的间接度量。因此,治疗开始之前和之后的血液胰岛素水平可以间接提供治疗开始之前和之后对象中β-细胞数量的相对度量。对象中的β-细胞团也可以通过测定对象中的空腹血糖浓度来确定。人类中β-细胞团与空腹血糖浓度之间的曲线关系被公开在Ritzel等,Diabetes Care(2006),29:717-718中,其内容以其全体通过参考并入本文。或者,可以通过正电子发射断层(P.E.T.)扫描来测定β-细胞对特异性结合于VMAT2的放射性配体[11C]DTBZ(二氢丁苯那嗪)的体内摄取。这种放射性配体以前已在临床试验中用于人类对象,以评估患有双极性疾病和精神分裂症的患者与健康对照对象相比的脑的P.E.T扫描。美国专利公布号2009/0202428描述了DTBZ用于在1型糖尿病中对内分泌胰腺β-细胞团进行成像的应用,其内容以其全部理论内容通过参考并入本文。
用于估算体内β-细胞团的方法也被描述在例如Antkowiak,P.F.等,Am J Physiol Endocrinol Metab(2009),296:E573-E5788;Bergman,R.N.等,Am J Physiol(1979),236:E667-E677;Brunzell J.D.等,J.Clin.Endocrinol.Metab(1976),42:222-229;DeFronzo,R.A.等,Am J Physiol(1979),237:E214-E223;Evgenov N.V.等,Nat Med(2006),12:144-148;Kjems,L.L.等,Diabetes(2001),50:2001-2012;Larsen,M.O.等,Diabetologia(2003),46:195-202;Larsen,M.O.等,Diabetes(2003),52:118-123;Larsen,M.O.等,Am J Physiol Endocrinol Metab(2005),2006,290:E670-E677;McCulloch,D.K.等,Diabetes(1991),40:673-679;Meier,J.J.等,Diabetes(2009),58:1595-1603;Souza F等,J.Clin.Invest.(2006),116:1506-1513;Tobin B.W.等,Diabetes(1993),42:98-105;和Ward,W.K.等,J Clin Invest(1984),74:1318-1328中,其内容以其全文通过参考并入本文。
对于体内方法来说,可以将治疗有效量的本文描述的化合物施用于对象。将化合物施用于对象的方法在本领域中是已知的,并且本领域技术人员可以容易地获得。这样的途径的实例包括肠胃外、肠内和表面施用。肠胃外施用通常通过注射,并且包括但不限于静脉内、肌内、动脉内、鞘内、心室内、囊内、眶内、心内、皮内、腹膜内、经气管、皮下、表皮下、关节内、囊下、蛛网膜下、脊柱内、脑脊内和胸骨内注射和输注。施用可以是全身性施用或局部施用,必需由有经验的医师决定。
细胞增殖(例如β-细胞增殖)可以通过本领域公知并在本文中示例的任何数量的方法来测定,例如通过测定标记的底物例如氚标记的胸腺嘧啶的摄入。可以将组织和细胞与本发明的药剂和组合物直接接触,或通过本领域中充分描述的方法间接暴露。例如,可以将细胞在体外在培养基中进行生长,其中培养基增补有本文描述的多肽、核酸、载体或其他药剂。在一种实施方式中,待接触的细胞是原代培养物。在一种实施方式中,“原代培养物”是指允许从组织分离的许多不同细胞类型相互作用的混合细胞群体。在另一种实施方式中,原代培养物可以是从组织分离的纯化的细胞群体。在一种实施方式中,原代培养物可以富集有特定的群体。在一种实施方式中,富集可以包括通过本领域公知的手段例如荧光激活细胞分选(FACS)对细胞群体进行细胞分选,所述细胞群体为例如表达特定细胞表面标志物的细胞群体或者在另一种实施方式中为缺少特定标志物的细胞表面表达的细胞群体。
或者,与细胞接触可以包括施用到对象的任何途径,例如将本发明的多肽、肽、核酸、载体或组合物口服或肠胃外施用于对象,其中施用导致在体内的特定位点中,体内细胞暴露于这些材料。在某些实施方式中,所述方法包括将接触过的细胞施用于对象的步骤,例如离体细胞疗法。在某些实施方式中,施用于对象的细胞是自体的,或者在另一种实施方式中,对于对象来说是同种异体的。
正如在本文中进一步描述的,通过向对象施用提高TD26水平或活性的药剂来提高血液胰岛素浓度。此外,可以通过向对象施用提高TD26水平或活性的化合物来降低血糖水平。优选地,血糖水平降低到正常水平,即没有疾病的健康个体的血糖水平。
在某些实施方式中,对象是人类对象或患者。在特定实施方式中,对象患有与异常胰岛素生产或响应性或者异常血糖水平相关的疾病,或者对发生所述疾病易感。疾病包括但不限于糖尿病(例如I型或II型)、妊娠期糖尿病、前驱糖尿病、肥胖症、高血糖症、葡萄糖耐受不良、胰岛素抗性、高胰岛素血症、代谢综合征或X综合征。术语“糖尿病”是指哺乳动物对象的一种疾病,并包括短暂性1型NIDDM、1型IDDM、短暂性2型IDDM、2型NIDDM,或者在另一种实施方式中的MODY。
患有这样的疾病或具有这样的疾病的风险的对象,通过本领域中已知的方法来鉴定。例如,可以通过本领域公认的诊断和治疗推荐方案,例如来自于美国糖尿病联合会(American Diabetes Association)的推荐方案来诊断糖尿病。肥胖症通过例如体重指数来诊断。测定体重指数(BMI)(kg/m2(或lb/in2X704.5))。或者,测量腰围(估算脂肪分布)、腰臀比(估算脂肪分布)、皮肤壁厚度(如果在数个位点处测量,估算脂肪分布)或生物阻抗(基于瘦的物质比脂肪物质更好地传导电流(即脂肪物质阻碍电流)这一原理,估算脂肪%)。正常、超重或肥胖个体的参数如下:体重不足:BMI<18.5;正常:BMI18.5至24.9;超重:BMI=25至29.9。超重个体的特征在于对于男性来说具有>94cm的腰围或对于女性来说>80cm的腰围,以及男性中>0.95和女性中>0.80的腰臀比。肥胖个体的特征在于具有30至34.9的BMI,对于同等身高来说比“正常”体重高出大于20%,对于女性来说具有>30%的体脂百分数并且对于男性来说具有>25%的体脂百分数,并且对于男性来说具有>102cm(40英寸)的腰围或对于女性来说具有>88cm(35英寸)的腰围。具有重度或病态肥胖症的个体的特征在于>35的BMI。
治疗功效与用于诊断疾病的任何已知方法相关联来确定。疾病的一种或多种症状的缓解表明化合物提供了临床益处。上面描述的任何治疗方法可应用于任何适合的对象,包括例如哺乳动物如狗、猫、牛、马、兔、猴,以及在最优选情况下为人。
疾病的“治疗”、“预防”或“改善”是指延迟或防止这样的疾病的发作,逆转、缓解、改善、抑制、减慢或停止与这样的疾病相关的病症的进展、加重或恶化或严重性。在一种实施方式中,疾病的症状被缓解至少5%、至少10%、至少20%、至少30%、至少40%或至少50%。在另一种实施方式中,症状被缓解以使患者的病症接近于或等于未患所述病症的正常人。
糖尿病的治疗通过标准医学方法来确定。糖尿病治疗的目标是使糖水平降低到尽可能接近于正常。通常设定的目标是餐前80-120毫克/分升(mg/dl)以及就寝时100-140mg/dl。治疗目标也可以通过HbAlc水平来定义。具体的医生可以根据其他因素例如患者发生低血糖反应的频率,来为患者设定不同目标。有用的医学测试包括对患者血液和尿液的测试以确定血糖水平,测试糖基化血红蛋白水平(HbAlc;过去2-3个月内平均血糖水平的度量,正常范围为4-6%),测试胆固醇和脂肪水平,以及测试尿液蛋白水平。这样的测试是本领域技术人员已知的标准测试(参见例如美国糖尿病联合会(American DiabetesAssociation),2011)。成功的治疗方案也可以通过在所述方案中包含较少的患有与糖尿病相关的并发症例如眼部疾病、肾病或神经疾病的患者来确定。
本文描述的方法可以导致疾病的严重性降低或一种或多种症状的缓解。糖尿病的症状包括例如空腹血糖水平升高,血压等于或高于140/90mm/Hg;异常的血液脂肪水平,例如高密度脂蛋白(HDL)低于或等于35mg/dL或甘油三酯高于或等于250mg/dL(mg/dL=毫克/分升血液)。糖尿病的其他症状包括例如尿频、过度口渴、极度饥饿、异常的体重减轻、疲劳感增加、易怒或视觉模糊。
延迟对象中糖尿病的发作是指使糖尿病的至少一种症状例如高血糖症、低胰岛素血症、糖尿病性视网膜病、糖尿病性肾病、失明、记忆力减退、肾衰竭、心血管疾病(包括冠状动脉疾病、外周动脉疾病、脑血管疾病、动脉粥样硬化和高血压)、神经病、自主神经功能障碍、高血糖高渗性昏迷或其组合的发作延迟至少1周、至少2周、至少1个月、至少2个月、至少6个月、至少1年、至少2年、至少5年、至少10年、至少20年、至少30年、至少40年或更长,并且可以包括对象的整个寿命。
本发明还提供了鉴定用于治疗与内源胰岛素水平降低或胰岛素抗性相关的疾病的候选治疗剂的方法,所述方法包括将适合的细胞与受试药剂相接触,以及确定所述受试药剂对TD26的水平或活性的影响,其中提高TD26水平或活性的受试药剂是用于治疗与内源胰岛素水平降低相关的疾病的候选治疗剂。在某些实施方式中,本发明提供了鉴定用于治疗与内源胰岛素水平降低相关的疾病的候选治疗剂的方法,所述方法包括将适合的细胞与受试药剂相接触,以及确定所述受试药剂对TD26的水平或活性的影响,其中提高TD26水平或活性的受试药剂是用于治疗与内源胰岛素水平降低相关的疾病的候选治疗剂。在某些实施方式中,本发明提供了鉴定用于治疗或预防与内源胰岛素抗性相关的疾病的候选治疗剂的方法,所述方法包括将适合的细胞与受试药剂相接触,以及确定所述受试药剂对TD26的水平或活性的影响,其中提高TD26水平或活性的受试药剂是用于治疗或预防与内源胰岛素抗性相关的疾病的候选治疗剂。在某些情况下,所述受试药剂对TD26的水平或活性的影响通过测定所述受试药剂对TD26的基因表达水平的影响来评估。例如,可以使用本领域已知的各种方法,包括PCR和微阵列分析,来评估基因表达。如果需要,可以使用为特定功能效应定制的其他方法来进一步评估候选治疗剂。
本发明还设想了诊断个体中的TD26相关疾病的方法,所述方法包括测定从怀疑患有TD26相关疾病的个体获得的样品中的TD26水平。
测定从个体获得的样品中的TD26水平,可用于确定如何护理所述个体中的TD26相关疾病。例如,由于TD26水平减小或降低与β-细胞增殖减少、内源胰岛素生产降低和/或内源胰岛素抗性例如糖尿病相关,因此健康护理提供者可以使用与TD26水平相关的信息来协助做出与个体治疗相关的决定。
指示TD26相关病症的TD26水平可以被定义为与来自于已知没有TD26相关疾病的个体的样品中的TD26水平相比,来自于已知患有TD26相关疾病的个体的样品中存在的水平降低。在来自于患有TD26相关疾病的个体的样品中,TD26的水平可能降低例如至少1.1倍、1.2倍、1.3倍、1.4倍、1.5倍、1.6倍、1.7倍、1.8倍、1.9倍、2.0倍、2.1倍、2.2倍、2.3倍、2.4倍、2.5倍、2.6倍、2.7倍、2.8倍、2.9倍、3.0倍、3.1倍、3.2倍、3.3倍、3.4倍、3.5倍、3.6倍、3.7倍、3.8倍、3.9倍、4.0倍、4.1倍、4.2倍、4.3倍、4.4倍、4.5倍、4.6倍、4.7倍、4.8倍、4.9倍、5.0倍、5.1倍、5.2倍、5.3倍、5.4倍、5.5倍、5.6倍、5.7倍、5.8倍、5.9倍、6.0倍、10倍、15倍、20倍、50倍或100倍。
使用多种公认的免疫结合测定法中的任一种来检测和/或定量样品中的TD26蛋白(参见例如美国专利号4,366,241、4,376,110、4,517,288和4,837,168)。对于一般性免疫测定法的综述,也参见《细胞生物学方法》(Methods in Cell Biology)第37卷:“细胞生物学中的抗体”(Antibodies in Cell Biology),Asai主编,Academic Press,Inc.New York(1993);《基础和临床免疫学》(Basic and Clinical Immunology)第七版,Stites&Terr主编(1991)。
在某些实施方式中,也可以使用免疫印迹(Western印迹)分析来检测和定量样品中的TD26蛋白。免疫印迹一般包括通过凝胶电泳根据分子量分离样品蛋白,将分离的蛋白转移到适合的固相支持物(例如硝酸纤维素滤膜、尼龙滤膜或衍生化的尼龙滤膜),以及将样品与特异性结合TD26蛋白的抗体进行温育。抗TD26抗体特异性结合于固相支持物上的TD26。这些抗体可以被直接标记,或者可以随后使用特异性结合于抗TD26抗体的标记抗体(例如标记的羊抗小鼠抗体)来检测。
在某些实施方式中,当测定到的TD26蛋白水平高于或低于对照样品的实测或已知水平(例如正常健康个体的已知或实测水平或对同一个体在不同时间测定的“基线/参比”水平)时,TD26的定量测定法被视为显示出阳性结果,例如升高或降低的TD26水平。在特别优选的实施方式中,当样品与“对照”之间的差异为统计学显著性(例如置信水平为85%或更高,优选地为90%或更高,更优选地为95%或更高,最优选地为98%或更高)时,测定法被视为显示出阳性结果。
在一种实施方式中,诊断受试个体中的TD26相关疾病的方法包括测定从所述受试个体获得的样品中的TD26水平,其中与正常个体中的TD26水平相比,所述受试个体中降低的TD26水平指示TD26相关疾病。
在一种实施方式中,诊断个体中的TD26相关疾病的方法包括检测来自于所述个体的样品中的TD26水平,其中与所述个体中以前的TD26水平相比,降低的TD26水平指示TD26相关疾病。
在某些情况下,所述TD-26相关疾病的特征在于以下一种或多种:β-细胞增殖减少、内源胰岛素水平降低和对内源胰岛素的敏感性降低。在某些情况下,所述TD-26相关疾病是1型糖尿病或2型糖尿病。
除非上下文另有明确指明,否则不带具体数量的术语包括其复数指称物。同样地,单词“或”或“或者”意欲包括“和”,除非上下文明确指明不是如此。还应该理解,为核酸或多肽提供的所有碱基大小或氨基酸大小以及所有分子量或分子质量数值都是近似值,并被提供用于描述。尽管与本文描述的类似或相同的方法和材料可用于本公开的实践,但下面描述了适合的方法和材料。
实施例
实施例1:参与β-细胞复制的基因的鉴定
正如本文中描述的,向哺乳动物施用低剂量的胰岛素受体拮抗剂S961导致β-细胞复制增加(图1)。在注射S961后,分析了肝脏、肌肉和脂肪中的基因表达,因为这些组织参与碳水化合物的储存和代谢。作为该分析的结果,特别令人感兴趣的是小鼠基因EG624219。
实施例2:TD26的测序和表征
蛋白质序列数据库的检索揭示出小鼠EG624219的人类直系同源物的名称为肝细胞癌相关蛋白TD26。图2示出了小鼠基因EG624219和人类TD26的序列信息。注意所述序列预测了信号肽,表明TD26是分泌蛋白。来自于使用转录测定法测定mRNA丰度的实验的可公开获得的数据库的检索结果显示在图3中。注意到TD26在人类样品中的独特的特异性表达。
实施例3:TD26在注射小鼠中的功能性试验
通过尾静脉用质粒DNA注射小鼠,所述质粒含有驱动编码EG624219蛋白的cDNA表达的强启动子。将DNA尾静脉注射到小鼠中,引起所述DNA在肝细胞中表达(Rossmanith等,DNA and CellBiology21(11):847-853(2002))。使用在注射编码GFP的DNA后在肝脏中显示出绿色荧光蛋白(GFP)的对照,证实了肝脏表达。将编码EG624219的DNA注射到小鼠尾静脉中的结果被显示在图4中。注射编码EG624219的DNA而不是GFP对照,引起急剧且显著的β-细胞复制。EG624319似乎是在哺乳动物例如人、大鼠和小鼠中具有直系同源物的基因,但是在其他脊椎动物中没有直系同源物(图5)。初步序列分析未能提供鸡、蛙、鱼和其他非哺乳动物物种中TD26直系同源物的证据。
实施例4:直系同源物的鉴定
使用blastp程序(版本2.2.25+;Altschul等,J.Mol.Biol.215:403-410(1990)),使用NP_061157.3作为探针和标准参数检索“国家生物技术信息中心”(National Center for BiotechnologyInformation)(NCBI,http://www.ncbi.nlm.nih.gov)的人类参比蛋白质序列数据库(数据库名:gp/9606.9558/hs_refp),以寻找TD26的可能的直系同源物。只有E-值截止值升高至1.0才允许检测更远地相关的序列。所述检索鉴定到NP_055310.1,即血管生成素相关蛋白3前体[人类(Homo sapiens)](Angptl3)作为具有边缘显著性(预期值=5e-06,同一性=40/182(22%),图6)的唯一命中物(除了探针本身之外)。并行地,使用相同的blast程序和参数以及NP_001074409.1(小鼠TD26直系同源物蛋白序列)作为探针,检索小鼠参比蛋白质序列数据库(数据库名:gp/10090.9559/mm_refp)。该检索返回NP_038941、即血管生成素相关蛋白3前体[小鼠(Mus musculus)]作为唯一显著的命中物(预期值=3e-09,同一性=48/195(25%),图7)。此外,对于NP_065606.2、即血管生成素相关蛋白4[小鼠(Mus musculus)](Angptl4)存在返回的非显著命中物(预期值=0.36,同一性=34/104(33%))。使用“clustalw2”程序(Larkin等,Bioinformatics23:2947-2948(2007))和手动优化(图8)来进行人类和小鼠的TD26、Angptl3和Angptl4的蛋白质序列的多重比对。总体来说,6个序列之间的序列保守性低。如图8中所示,存在单个较高保守性的区域,其范围从第37位至第57位。该区域与Angptl3和Angptl4中参与脂蛋白脂肪酶的结合和抑制的区域(Lee等,J Biol Chem.284(20):13735-45(2009年5月15日))重叠。据显示,Angptl4在该区域内的三个氨基酸残基对于与脂蛋白脂肪酶相互作用以及抑制脂蛋白脂肪酶来说是必需的(Yau等,J Biol Chem.284(18):11942-52(2009年5月1日))。人类和小鼠TD26中的相应氨基酸残基与人类Angptl4中的那些氨基酸残基相同(图8中的第48、52和55位)。
在低的总体序列相似性背景上,TD26与Angptl3和Angptl4的功能性重要区域的相似性促使调查所述蛋白中是否存在可能指示功能关联性的其他结构特征。Angptl3和Angptl4两者都是分泌蛋白,具有N-端信号肽、N-端卷曲螺旋结构域(CCD)、短的连接物和C-端纤维蛋白原样结构域(FLD)。前蛋白转化酶可以切割所述连接物,将CCD和FLD作为独立的片段释放到循环中。全长Angptl和它们的CCD形成二聚体或寡聚体,而FLD作为单体进行循环(Miida&Hirayama,CurrOpin Lipidol.21(1):70-75(2010年2月))。
为了确定TD26是否可能具有分泌蛋白所必需的信号肽,使用信号肽预测程序SignalP(Emanuelsson等,Nature Protocols2:953-971(2007))对序列进行评估。SignalP所使用的两种算法均明确地预测到人类和小鼠TD26两者具有信号肽(图9)。正如图6中的blast输出所示,TD26与Angptl3之间的相似性从TD26的第20位氨基酸残基延伸到末端,并从Angptl3中的第28位延伸到第208位,覆盖了Angptl3的CCD。为了检查TD26中的这一区域是否也具有卷曲螺旋结构,使用卷曲螺旋预测程序“Coils”对TD26的序列进行分析,所述程序是瑞士生物信息学研究所(Swiss Institute of Bioinformatics)的网络服务(Lupas,Meth.Enzymology266:513-525(1996))。人类TD26的结果示出在图10中。存在两个可能的卷曲螺旋结构区域,其范围从第79位至第140位和从第165位至第194位。尽管对第一区域的预测不是绝对明确的,但对于第二区域来说是结论性的。总的来说,预测的结构与Angptl3和4的CCD极其类似(Miida&Hirayama,Curr OpinLipidol.21(1):70-75(2010年2月))。
总的来说,序列分析显示TD26是分泌蛋白,显示出到目前为止在Angptl3和Angptl4的CCD片段中鉴定到的所有结构特征。据显示,两种蛋白、尤其是它们的CCD片段,起到脂蛋白脂肪酶(LPL)的抑制剂的作用,影响富含甘油三酯的脂蛋白和HDL的代谢(Li,Curr OpinLipidol.17(2):152-156(2006年4月))。由于Angptl3和Angptl4的参与LPL活性的抑制的氨基酸残基在TD26中是保守的,因此可以合理地推测,TD26在调节LPL和甘油三酯的代谢中也发挥作用。
实施例5:S661对β-细胞复制的体内效应
在本文描述的工作的过程中,在正常小鼠以及DIO(饮食诱导的肥胖症)小鼠中进行研究,以确定S661对β-细胞复制的体内效应,所述小鼠被处理4天。
在正常小鼠中的效应
在研究中,将S661在介质中以下列剂量在4天的时间段中每日三次皮下施用到C57B1/6小鼠:1mg/kg,0.5mg/kg,0.25mg/kg或0.125mg/kg体重。并行地,在相同的时间段中每日一次以100mg/kg的剂量施用BrdU。在第五天,取出胰腺并将其固定在PFA中。对石蜡包埋的切片进行胰岛素、DAPI和BrdU染色。使用在Zeiss Axioimager Z2上产生的图像上的自动化脚本,分析BrdU在复制的β-细胞中的掺入。在正常小鼠中使用S661的处理导致β-细胞复制显著增加(图12)。例如,图12示出了与单独的介质相比,S661处理导致β-细胞复制增加2倍(3次0.125mg/kg S661的每日剂量)至5倍(3次1mg/kg S661的每日剂量)。这些数据表明,低剂量的S661以剂量依赖性方式显著增加β-细胞复制。
在另一项研究中,将S661在介质中在4天的时间段中作为每日一次的1mg/kg体重的注射液皮下施用到C57B1/6小鼠。并行地,在相同的时间段中每日一次以100mg/kg的剂量施用BrdU。在第五天,取出胰腺并通过流式细胞术测定β-细胞的复制。在正常小鼠中使用S661的处理导致β-细胞复制显著增加(图13)。例如,图13示出了与单独的介质相比,S661处理导致β-细胞复制的百分率增加约5倍。
在DIO(饮食诱导的肥胖症)小鼠中的效应
将C57B1/6小鼠用高脂肪饮食饲养17周。将S661在介质中在4天的时间段内每日三次以1mg/kg或0.125mg/kg体重的剂量皮下施用到DIO小鼠。并行地,在相同的时间段中每日一次以100mg/kg的剂量施用BrdU。在第五天,取出胰腺并将其固定在PFA中。对石蜡包埋的切片进行胰岛素、DAPI和BrdU染色。使用在Zeiss Axioimager Z2上产生的图像上的自动化脚本,分析BrdU在复制的细胞中的掺入。在DIO小鼠中使用S661的处理导致β-细胞复制的量增加,但是不增加非β-细胞的复制(图14A和图14B)。在DIO小鼠中使用S661的处理还导致相对于胰腺总面积而言,胰岛面积增加(图14C)。
实施例6:TD26对β-细胞复制的体内效应
在本文描述的工作的过程中,进行了研究以便确定TD26多肽的部分对β-细胞复制的体内效应。将小鼠TD26多肽的缺失突变体(图15)各自克隆到表达载体中,所述表达载体含有强启动子以驱动编码所述多肽和促进分泌的N-端IgK信号肽的cDNA的表达。本领域技术人员应该认识到,在分泌的缺失突变体中不存在N-端IgK信号肽。通过尾静脉将质粒注射到8周龄雄性印迹控制区(imprinting controlregion)(ICR)小鼠中。使用Ki67作为复制的标志物。对照是编码GFP的质粒,并在6天后分析β-细胞复制速率。如图15中所示,TD26蛋白的部分能够引发β-细胞复制。
尽管已结合本发明的详细描述对本发明进行了描述,但上面的描述旨在说明而不是限制本发明的范围,本发明的范围由权利要求书的范围限定。其他的情况、优点和修改在权利要求书的范围之内。
序列:
SEQ ID NO:1-人类TD26的氨基酸序列(包括预测的信号序列);GENBANKTM登记号NP_061157.3
SEQ ID NO:2-小鼠TD26直系同源物(EG624219)的氨基酸序列(包括预测的信号序列)
SEQ ID NO:3-大鼠TD26直系同源物的氨基酸序列(包括预测的信号序列)
SEQ ID NO:4-人类/小鼠/大鼠TD26的氨基酸共有序列
SEQ ID NO:5-人类TD26的氨基酸序列(包括预测的信号序列部分)
SEQ ID NO:6-人类血管生成素相关蛋白3前体的氨基酸序列
SEQ ID NO:7-小鼠TD26直系同源物(EG624219)的氨基酸序列(包括预测的信号序列部分)
SEQ ID NO:8-小鼠血管生成素相关蛋白3前体的氨基酸序列
SEQ ID NO:9-人类血管生成素相关蛋白3前体的氨基酸序列(与SEQ ID NO:6相比,包括附加的预测的信号序列)
SEQ ID NO:10-小鼠血管生成素相关蛋白3前体的氨基酸序列(与SEQ ID NO:8相比,包括附加的预测的信号序列)
SEQ ID NO:11-人类血管生成素相关蛋白4前体的氨基酸序列
SEQ ID NO:12-小鼠血管生成素相关蛋白4前体的氨基酸序列
SEQ ID NO:13-故意跳过
SEQ ID NO:14-人类TD26的核酸序列(NCBI RefNM_018687.6)
SEQ ID NO:15-小鼠TD26直系同源物的核酸序列(NCBI RefNM_001080940.1)
SEQ ID NO:16-S661/S961氨基酸序列
SEQ ID NO:17-RB537氨基酸序列
SEQ ID NO:18-RB537/S661/S961氨基酸序列的亲和性优化的部分
SEQ ID NO:19-连接物的氨基酸序列
SEQ ID NO:20-RB537氨基酸序列的亲和性优化的部分
SEQ ID NO:21-FLAG标签的氨基酸序列
SEQ ID NO:22-E-标签的氨基酸序列
SEQ ID NO:23-S661/S961氨基酸序列的亲和性优化的部分
SEQ ID NO:24-RB537和S661/S961氨基酸序列的亲和性优化的部分的共有序列
Claims (88)
1.一种用于增加需要的对象中的胰腺β-细胞增殖的方法,所述方法包括向所述对象施用有效量的提高肝细胞癌相关蛋白TD26(TD26)的水平或活性的药剂,由此增加胰腺β-细胞的增殖。
2.一种用于治疗或预防对象中与内源胰岛素水平降低相关的疾病的方法,所述方法包括向所述对象施用有效量的提高肝细胞癌相关蛋白TD26(TD26)的水平或活性的药剂,由此在所述对象中增加胰腺β-细胞的增殖并提高内源胰岛素的水平。
3.一种用于治疗或预防对象中与内源胰岛素抗性相关的疾病的方法,所述方法包括向所述对象施用有效量的提高肝细胞癌相关蛋白TD26(TD26)的水平或活性的药剂,由此在所述对象中增加胰腺β-细胞的增殖并提高内源胰岛素的水平。
4.一种用于增加对象中的胰腺β-细胞的增殖或者治疗或预防对象中的糖尿病的方法,所述方法包括向所述对象施用有效量的药剂,由此提高所述对象中的内源胰岛素的水平,所述药剂是肝细胞癌相关蛋白TD26(TD26)或其功能性部分或者编码TD26或其功能性部分的核酸。
5.权利要求1、2或3任一项的方法,其中所述药剂提高所述对象中内源TD26的水平或活性。
6.权利要求1、2或3任一项的方法,其中所述药剂提高TD26的表达。
7.权利要求1、2或3任一项的方法,其中所述药剂增加TD26的分泌。
8.权利要求1、2、3或4任一项的方法,其中所述药剂是TD26蛋白或其功能性部分。
9.权利要求8的方法,其中所述功能性部分不包含TD26的完整氨基酸序列或天然信号肽序列。
10.权利要求8或9任一项的方法,其中所述功能性部分包含缺少TD26的一个或多个功能性结构域或完整结构域的肽。
11.权利要求8、9或10任一项的方法,其中所述功能性部分包含缺少TD26的功能性LPL结构域或完整的LPL结构域的肽。
12.权利要求8、9、10或11任一项的方法,其中所述功能性部分包含缺少TD26的功能性CCD结构域或完整的CCD结构域的肽。
13.权利要求8、9、10、11或12任一项的方法,其中所述功能性部分包含缺少TD26的功能性IVS或完整的IVS的肽。
14.权利要求8或9任一项的方法,其中所述功能性部分包含选自下列的肽:SEQ ID NO:1的第22至76位氨基酸的肽,SEQ ID NO:1的第48至76位氨基酸的肽,和SEQ ID NO:1的第77至135位氨基酸的肽。
15.权利要求1、2、3或4任一项的方法,其中所述药剂是编码TD26蛋白或TD26的功能性部分的核酸。
16.权利要求15的方法,其中所述核酸编码TD26蛋白的功能性部分,所述功能性部分不包含TD26的完整氨基酸序列或天然信号肽。
17.权利要求15或16任一项的方法,其中所述核酸编码TD26蛋白的功能性部分,所述功能性部分缺少TD26的一个或多个功能性结构域或完整结构域。
18.权利要求15、16或17任一项的方法,其中所述核酸编码TD26蛋白的功能性部分,所述功能性部分缺少TD26的功能性LPL结构域或完整的LPL结构域。
19.权利要求15、16、17或18任一项的方法,其中所述核酸编码TD26蛋白的功能性部分,所述功能性部分缺少TD26的功能性CCD结构域或完整的CCD结构域。
20.权利要求15、16、17、18或19任一项的方法,其中所述核酸编码TD26蛋白的功能性部分,所述功能性部分缺少TD26的功能性IVS或完整的IVS。
21.权利要求15或16任一项的方法,其中所述功能性部分包含编码选自下列的肽的核酸:SEQ ID NO:1的第22至76位氨基酸的肽,SEQ ID NO:1的第48至76位氨基酸的肽,和SEQ ID NO:1的第77至135位氨基酸的肽。
22.权利要求8或15任一项的方法,其中所述TD26蛋白缺少信号序列。
23.权利要求8、15或22任一项的方法,其中所述功能性部分包含TD26蛋白的卷曲螺旋结构域。
24.权利要求8、15、22或23任一项的方法,其中所述TD26蛋白包含SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:2、SEQ ID NO:3或SEQ ID NO:4的全部或一部分。
25.权利要求8或15任一项的方法,其中所述TD26蛋白包含一个或多个天然存在的氨基酸变体。
26.权利要求8或15任一项的方法,其中所述TD26蛋白包含与SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:1的第22-198位氨基酸、SEQ ID NO:2或SEQ ID NO:3的同一性为至少80%的氨基酸序列。
27.权利要求15的方法,其中所述核酸包含SEQ ID NO:14或SEQID NO:15的全部或一部分。
28.权利要求15的方法,其中所述核酸包含一个或多个单核苷酸多态性。
29.权利要求15的方法,其中所述核酸包含与SEQ ID NO:14或SEQ ID NO:15的同一性为至少80%的核苷酸序列。
30.权利要求1、2或3任一项的方法,其中所述药剂是胰岛素受体拮抗剂。
31.权利要求1、2、3或30任一项的方法,其中所述药剂选自S661、S661的功能性部分、S961、S961的功能性部分、RB537和RB537的功能性部分。
32.权利要求31的方法,其中所述药剂以足以引起β-细胞增殖的剂量施用于所述对象,并且选自S961、S961的功能性部分、S661和S661的功能性部分。
33.权利要求1、2、3或30任一项的方法,其中所述药剂以足以引起β-细胞增殖的剂量施用于所述对象,并且选自SEQ ID NO:16、SEQID NO:16的功能性部分、SEQ ID NO:17和SEQ ID NO:17的功能性部分。
34.权利要求1、2、3或18任一项的方法,其中所述药剂是选自下列的肽:具有与SEQ ID NO:16的同一性为至少80%的氨基酸序列的肽,和具有与SEQ ID NO:17的同一性为至少80%的氨基酸序列的肽。
35.权利要求2或3任一项的方法,其中所述疾病选自糖尿病、代谢综合征、葡萄糖耐受不良和肥胖症。
36.权利要求2或3任一项的方法,其中所述疾病是I型糖尿病或II型糖尿病。
37.权利要求4的方法,其中所述糖尿病是1型糖尿病或2型糖尿病。
38.权利要求1的方法,其中增加β-细胞的增殖引起所述对象中β-细胞团增加。
39.一种用于增加需要的对象中的胰腺β-细胞增殖的方法,所述方法包括向所述对象施用有效量的胰岛素受体拮抗剂。
40.胰岛素受体拮抗剂在增加需要的对象中的胰腺β-细胞的增殖中的应用。
41.胰岛素受体拮抗剂在制造用于增加需要的对象中的胰腺β-细胞增殖的药物中的应用。
42.权利要求39、40或41任一项的应用,用于治疗糖尿病。
43.一种鉴定能够增加胰腺β-细胞增殖的候选药剂的方法,所述方法包括评估所述候选药剂拮抗胰岛素受体的能力。
44.一种鉴定用于增加胰腺β-细胞增殖的候选治疗剂的方法,所述方法包括:
将适合的细胞与受试药剂相接触;以及
测定所述受试药剂对TD26的水平或活性的影响,
其中提高TD26水平或活性的受试药剂是用于增加胰腺β-细胞增殖的候选治疗剂。
45.一种鉴定用于治疗与内源胰岛素水平降低相关的疾病的候选治疗剂的方法,所述方法包括:
将适合的细胞与受试药剂相接触;以及
测定所述受试药剂对TD26的水平或活性的影响,
其中提高TD26水平或活性的受试药剂是用于治疗与内源胰岛素水平降低相关的疾病的候选治疗剂。
46.一种鉴定用于治疗或预防与内源胰岛素抗性相关的疾病的候选治疗剂的方法,所述方法包括:
将适合的细胞与受试药剂相接触;以及
测定所述受试药剂对TD26的水平或活性的影响,
其中提高TD26水平或活性的受试药剂是用于治疗或预防与内源胰岛素抗性相关的疾病的候选治疗剂。
47.权利要求44、45或46任一项的方法,其中测定所述受试药剂对TD26的水平或活性的影响通过测定所述受试药剂对TD26的基因表达水平的影响来评估。
48.一种提高肝细胞癌相关蛋白TD26(TD26)的水平或活性的药剂,其用于增加需要的对象中的胰腺β-细胞的增殖。
49.一种提高肝细胞癌相关蛋白TD26(TD26)的水平或活性的药剂,其用于治疗或预防对象中与内源胰岛素水平降低相关的疾病。
50.一种提高肝细胞癌相关蛋白TD26(TD26)的水平或活性的药剂,其用于治疗或预防对象中与内源胰岛素抗性相关的疾病。
51.一种药剂,其是TD26蛋白或其功能性部分或者编码TD26蛋白或TD26的功能性部分的核酸,所述药剂用于增加β-细胞增殖或者治疗或预防糖尿病,特别是1型糖尿病或2型糖尿病。
52.权利要求48、49、50或51任一项的药剂,其中所述药剂包含TD26蛋白或其功能性部分。
53.权利要求48、49、50或51任一项的药剂,其中所述药剂是编码TD26蛋白或其功能性部分的核酸。
54.权利要求52或53任一项的药剂,其中所述TD26蛋白缺少信号序列。
55.权利要求52、53或54任一项的药剂,其中所述功能性部分包含TD26蛋白的卷曲螺旋结构域。
56.权利要求52、53、54或55任一项的药剂,其中所述TD26蛋白包含SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:1的第22-198位氨基酸、SEQ IDNO:2、SEQ ID NO:3或SEQ ID NO:4的全部或一部分。
57.权利要求52或53任一项的药剂,其中所述TD26蛋白包含一个或多个天然存在的氨基酸变体。
58.权利要求52或53任一项的药剂,其中所述TD26蛋白包含与SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:1的第22-198位氨基酸、SEQ ID NO:2或SEQ ID NO:3的同一性为至少80%的氨基酸序列。
59.权利要求53的药剂,其中所述核酸包含SEQ ID NO:14或SEQID NO:15的全部或一部分。
60.权利要求53的药剂,其中所述核酸包含一个或多个单核苷酸多态性。
61.权利要求53的药剂,其中所述核酸包含与SEQ ID NO:14或SEQ ID NO:15的同一性为至少80%的核苷酸序列。
62.权利要求48、49或50任一项的药剂,其中所述药剂是胰岛素受体拮抗剂。
63.权利要求48、49、50或62任一项的药剂,其中所述药剂选自S661、S661的功能性部分、S961、S961的功能性部分、RB537和RB537的功能性部分。
64.权利要求63的药剂,其中所述药剂以引起β-细胞增殖的剂量施用于所述对象,并且选自S961、S961的功能性部分、S661和S661的功能性部分。
65.权利要求48、49、50、62或63任一项的药剂,其中所述药剂以引起β-细胞的增殖的剂量施用于所述对象,并且选自SEQ ID NO:16、SEQ ID NO:16的功能性部分、SEQ ID NO:17和SEQ ID NO:17的功能性部分。
66.权利要求48、49、50、62或63任一项的药剂,其中所述药剂是选自下列的肽:具有与SEQ ID NO:16的同一性为至少80%的氨基酸序列的肽,和具有与SEQ ID NO:17的同一性为至少80%的氨基酸序列的肽。
67.TD26蛋白或其功能性部分或者编码TD26蛋白或其功能性部分的核酸在制造用于增加胰腺β-细胞的增殖、或用于治疗或预防与内源胰岛素水平降低相关的疾病、或用于治疗或预防对象中与内源胰岛素抗性相关的疾病、或用于治疗1型糖尿病或2型糖尿病的药物中的应用。
68.S961或其功能性部分在制造用于优选地通过提高TD26的水平或活性来增加胰腺β-细胞的增殖并且优选地不显著提高血糖水平或仅暂时提高血糖水平的药物中的应用。
69.S661或其功能性部分在制造用于优选地通过提高TD26的水平或活性来增加胰腺β-细胞的增殖并且优选地不显著提高血糖水平或仅暂时提高血糖水平的药物中的应用。
70.RB537或其功能性部分用于优选地通过提高TD26的水平或活性来增加胰腺β-细胞的增殖并且优选地不显著提高血糖水平或仅暂时提高血糖水平的应用。
71.一种诊断受试个体中的TD26相关疾病的方法,所述方法包括:
测定从所述受试个体获得的样品中的TD26水平,其中与正常个体中的TD26水平相比,所述受试个体中提高或降低的TD26水平指示TD26相关的疾病。
72.一种诊断个体中的TD26相关疾病的方法,所述方法包括:
检测来自于所述个体的样品中的TD26水平,其中与所述个体中以前的TD26水平相比,提高或降低的TD26水平指示TD26相关的疾病。
73.权利要求71或72任一项的方法,其中所述TD26水平降低,并且其中所述TD26相关疾病的特征在于以下一种或多种:β-细胞增殖减少、内源胰岛素水平降低和对内源胰岛素的敏感性降低。
74.权利要求71至73任一项的方法,其中所述TD26水平降低,并且其中所述TD-26相关疾病是1型糖尿病或2型糖尿病。
75.一种组合物,其包含由S961的核酸序列或氨基酸序列的功能性部分构成的药剂,所述功能性部分增加β-细胞的增殖。
76.一种组合物,其包含由S661的核酸序列或氨基酸序列的功能性部分构成的药剂,所述功能性部分增加β-细胞的增殖。
77.一种组合物,其包含由RB537的核酸序列或氨基酸序列的功能性部分构成的药剂,所述功能性部分增加β-细胞的增殖。
78.一种组合物,其包含由TD26的核酸序列或氨基酸序列的功能性部分构成的药剂,所述功能性部分不包含缺少信号肽的TD26的完整氨基酸序列,并且增加β-细胞的增殖。
79.一种组合物,其包含TD26肽的功能性部分或编码所述功能性部分的核酸,其中所述功能性部分能够增加β-细胞的增殖。
80.权利要求79的组合物,其中所述功能性部分不包括TD26的天然信号肽序列或完整的氨基酸序列或核苷酸序列,或者所述功能性部分不包括缺少信号肽的TD26的完整氨基酸序列或编码缺少信号肽的TD26的完整氨基酸序列的核酸。
81.权利要求79或80任一项的组合物,其中所述功能性部分包含缺少TD26的一个或多个功能性结构域或完整结构域的肽或者编码所述肽的核酸。
82.权利要求79、80或81任一项的组合物,其中所述功能性部分包含缺少TD26的功能性LPL结构域或完整的LPL结构域的肽或者编码所述肽的核酸。
83.权利要求79、80、81或82任一项的组合物,其中所述功能性部分包含缺少TD26的功能性CCD结构域或完整的CCD结构域的肽或者编码所述肽的核酸。
84.权利要求79、80、81、82或83任一项的组合物,其中所述功能性部分包含缺少TD26的功能性IVS或完整的IVS的肽或者编码所述肽的核酸。
85.权利要求79的组合物,其中所述功能性部分包含选自下列的肽:SEQ ID NO:1的第22至76位氨基酸的肽、SEQ ID NO:1的第48至76位氨基酸的肽、和SEQ ID NO:1的第77至135位氨基酸的肽,或者所述功能性部分包含编码任一种所述肽的核酸。
86.一种组合物,其包含TD26多肽的一个或多个功能性结构域,其中TD26多肽的一个或多个功能性结构域增加β-细胞的增殖。
87.一种组合物,其包含编码TD26多肽的一个或多个功能性结构域的一种或多种核酸,其中TD26的一个或多个功能性结构域增加β-细胞的增殖。
88.一种组合物,其包含增加β-细胞增殖的肽或编码任一种所述肽的核酸,所述肽选自SEQ ID NO:1的第22至76位氨基酸的肽、SEQID NO:1的第48至76位氨基酸的肽、SEQ ID NO:1的第77至135位氨基酸的肽及其组合。
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