JP2000510821A - 糖尿病の治療 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
β−エンドルフィンの活性C−末端断片又はβ−エンドルフィンのC−末端断片の活性類似体のアミノ酸配列に相当するアミノ酸配列を含んでなるペプチドを使用することにより、I型又はII型糖尿病を治療する。
Description
【発明の詳細な説明】
糖尿病の治療
本発明は、糖尿病の治療に関し、より詳細には、真性糖尿病に関する。本発明
は、I型(インシュリン依存性)又はII型(インシュリン非依存性)糖尿病の
治療に適当であると考えられる。
R.L.Reid等(“β−endorphin stimulates t
he secretion of Insulin and Glucagon
in Diabetes Mellitus”、Metabolism、第3
3巻、第3号(3月)、1984年、第197〜199頁)により、インシュリン
非依存性糖尿病(II型)を患っている3被験者にヒトβ−エンドルフィンを投
与(2.5mg静脈内ボラース注射)すると、インシュリンとグルカゴンの血漿
濃度が迅速且つ同時に増加し、これが最長90分間継続すること、及びβ−エン
ドルフィンを投与後、以前より正常被験者に観察されている血糖上昇反応とは異
なり、上記糖尿病被験者では、3時間の調査期間全体にわたって血漿グルコース
が連続して低下することが観察された。しかしながら、このような血漿グルコー
スの連続低下は、調査期間開始1時間後に行われたβ−エンドルフィンの投与に
よっては実質的に影響されなかった。
本発明者により、正常マウスにおいて、筋肉繊維上には少数のβ−エンドルフ
ィン受容体しかないのに対して、肥満(ob/ob)糖尿病マウスでは、筋肉上
にはるかに高密度のβ−エンドルフィン受容体があることが見いだされた。肥満
(ob/ob)マウスは、ヒトに見られるII型(インシュリン非依存性)糖尿
病に似た糖尿病を遺伝する。この状態のヒト及びマウスの両方とも、筋肉は、イ
ンシュリン耐性である。本発明は、血中グルコースレベルは、β−エンドルフィ
ンのオピオイド(N−末端)領域を含まないβ−エンドルフィン断片を投与する
ことにより減少でき、及びこのような断片は、インシュリン非依存性経路による
筋肉へのグルコースの吸収を高めることにより作用する、という驚くべき知見に
基づくものである。
本発明は、β−エンドルフィンの活性C−末端断片又はβ−エンドルフィンの
C−末端断片の活性類似体のアミノ酸配列に相当するアミノ酸配列を含んでなる
ペプチドの、糖尿病(I型又はII型)治療薬の製造における使用にある。
また、本発明は、β−エンドルフィンの活性C−末端断片又はβ−エンドルフ
ィンのC−末端断片の活性類似体のアミノ酸配列に相当するアミノ酸配列を含ん
でなるペプチドの、血糖の筋肉への吸収を増加するための薬剤の製造における使
用にある。
用語「活性」とは、本発明において意図される使用についての活性を意味する
。
ペプチドは、好ましくはC−末端アミノ酸残基としてβ−エンドルフィン31
(Glu又はGln)を有する。より好ましくは、ペプチドは、少なくともβ−
エンドルフィン30−31(Gly−Glu又はGly−Gln)を含むか、又
はβ−エンドルフィン30−31(Gly−Glu又はGly−Gln)からな
り、さらに好ましくはβ−エンドルフィン29−31(Lys−Gly−Glu
又はLys−Gly−Gln)を含むか、又はβ−エンドルフィン29−31(
Lys−Gly−Glu又はLys−Gly−Gln)からなり、最も好ましく
はβ−エンドルフィン28−31(Lys−Lys−Gly−Glu又はLys
−Lys−Gly−Gln)を含むか、又はβ−エンドルフィン28−31(L
ys−Lys−Gly−Glu又はLys−Lys−Gly−Gln)からなる
。しかしながら、ペプチドがそのN−末端領域にさらなるアミノ酸残基を含んで
いても本発明の範囲内である。例えば、ペプチドは、β−エンドルフィン22−
31、23−31、24−31、25−31、26−31又は27−31でよい
。
ペプチドは、好ましくは10以下のアミノ酸残基を有するが、より好ましくは
より少ない、例えば、9以下、8以下、7以下、6以下又は5以下のアミノ酸残
基を有し;又はさらに好ましくは6より少ないアミノ酸残基を有する。したがっ
て、最も好ましくは、ペプチドは、ジ−、トリ−、テトラ−又はペンタ−ペプチ
ドである。
また、上記ペプチドの活性類似体の使用も、本発明の範囲内である。特に、以
下の置換の1つ以上がなされている安定化類似体が好ましい:
アミノ酸 置換成分
28(Lys) Orn、MeLys、des-NH2、Nle又はD−Lys
29(Lys) Orn、D−Lys、MeLys又はNle
30(Gly) Sar、AzGly、Ala、D−Ala、D−Ser又は
Pro
31(Glu) Gln
(但し、28〜31は、β−エンドルフィンアミノ酸配列における対応アミノ酸
の番号に関する。)
ペプチドのN−末端(好ましくはβ−エンドルフィン28−31の28−N−
末端)の水素原子の一つが、β−Ala、HOOC(CH2)2CO−、Tyr、
ベンジルカルボニル、マロニル、アセチル、脂肪酸アシル又は他のアシル基によ
り置換されていてもよい。以下、これらのアシル基を、Acと称する。
このような類似体のうち、アミノ酸30(Gly)がSarにより置換されて
いるもの、アミノ酸29(Lys)がD−Lysにより置換されているもの、及
び断片のN−末端(28)がAc−Lysであるものが、好ましい。特に好まし
いものは、3つ全ての置換がなされた安定化類似体、即ち、Ac−Lys−D−
Lys−Sar−Glu、最も好ましくはCH3CO−Lys−D−Lys−S
ar−Glu又はCH3CO−Lys−D−Lys−Sar−Glnである。
さらに、上記ペプチドは、インシュリン(又はβ−エンドルフィン)と比較し
て小分子である。安定化類似体には、タンパク質分解消化に対して安定であり、
したがって血液中での半減期が比較的長く、それらの作用が長く続くことができ
るものが含まれる。タンパク質分解消化に対して耐性があるので、経口投与でも
効果的である。さらに、本発明で使用できるペプチドは、オピオイドアミノ酸配
列を含まず、したがって、そのオピオイド作用によるβ−エンドルフィンの副作
用を示さないと思われる。
β−エンドルフィン28−31は、自体公知の化合物であり、メラノトロフィ
ン増強因子(MPF)とも称せられることがある。これは、一般的に神経栄養剤
と考えられている。また、Ac−Lys−D−Lys−Sar−Glu等のM
PFの安定化類似体も、公知である。例えば、J.S.Morley等、“MP
F analogue with high stability to pr
oteolysis”、Neuropeptides、2:109−114、1
981及びD.M.Ensor等、Brain Research、610(1
993)、第166〜168頁参照。後者は、MPF及びAc−Lys−D−L
ys−Sar−GluがD−アンフェタミンに対するドーパミン枯渇ラットの旋
回反応を顕著に減少させることを報告している。MPF及びそのある種の類似体
も、有尾類肢再生を促進することが報告されている(J.S.Morley等、
Life Sciences、第45巻、第1341〜1347頁参照)。
本発明において使用されるペプチドは、静脈内投与、皮下投与又は筋肉内投与
できるが、安定化類似体、例えばAc−Lys−D−Lys−Sar−Glu、
は経口投与できるであろう。
本発明において使用されるペプチドは、自体公知の方法、例えばR.Bruc
e Merrifieldの固相法を使用することにより、合成できる。この固
相法では、(i)ジシクロヘキシルカルボジイミド(適当な段階でペプチド化に
付するべきカルボキシル基を活性化する)及び(ii)t−ブチルオキシカルボニ
ル基及びトリフルオロ酢酸(それぞれ合成中の適当な段階で保護されるべきアミ
ノ基をブロック及び脱ブロックする)を用いて、アミノ酸を、不溶性樹脂マトリ
ックスに結合した成長しているペプチド鎖に漸次付加する。
上記したN-置換ペプチドの場合には、N−置換は、必要ならば置換基の性質
に応じて適当なブロックを用いて、簡単なペプチド化反応により自体公知の方法
でおこなってもよい。
さらに、本発明は、糖尿病を患っている患者を治療する方法であって、上記患
者に、上記したペプチドの効果的な量を投与する工程を含んでなる、方法にある
。
また、本発明は、患者の筋肉への血糖の吸収を増加させるための方法であって
、上記患者に、上記したペプチドの効果的な量を投与する工程を含んでなる、方
法にある。
ペプチドは、体重1kg当たりペブチド0.1〜100nmol、より好まし
くは体重1kg当たりペプチド1〜10nmol、の範囲の量で投与できる。
本発明は、一連の実験に基づくものであり、それらの結果を以下の実施例に示
す。
実施例1
単離したヒラメ筋、EDL(extensor digitorum lon
gus、伸筋ジギトラムロンガス)又は正常雄及び雌マウスの横隔膜筋を、2−
デオキシ−D−[1−3H]グルコースを含有する酸素化Krebs緩衝液中で
、37℃で30分間インキュベーションした。2−デオキシ−D−グルコースは
、キャリア介在輸送により筋肉中に取り込まれ、さらなる代謝なく2−デオキシ
−D−グルコース−6−ホスフェートとして筋肉に蓄積される、D−グルコース
の誘導体である。したがって、トリチウム標識誘導体を使用して、D−グルコー
ス(これ自体は代謝される)の筋肉への取り込み量を測定できる。β−エンドル
フィンのCOOH−末端(C−末端)断片及びβ−エンドルフィン断片の類似体
を、Krebs緩衝液に添加した。これらは、C−末端ジペプチド(グリシル−
L−グルタミン又はグリシル−L−グルタミン酸)及びCH3CO−Lys−D
−Lys−Sar−Gluつまりβ−エンドルフィンのC−末端テトラペプチド
の安定な類似体、であった。また、ピルビン酸塩(2mM)及び2%ウシ血清ア
ルブミンも、筋肉を包囲している浴媒体に存在した。筋肉における細胞外スペー
スを、D−グルコース膜キャリアを介して筋肉中に輸送されないL−[1−14C
]グルコースを含ませることによって測定した。
インキュベーション期間の終わりに、組織試料を、1M NaOH中、90℃
で消化し、放射能を、液体シンチレーションカウンターでカウントした。
これらのペプチドのどちらか一方の存在下で、筋肉への2−デオキシ−D−グ
ルコースの取り込み量が増加した。
a)単離ヒラメ筋−雄マウス
CH3CO−Lys−D−Lys−Sar−Gluは、10-11M、10-10M
及び10-9Mの濃度で効果的であった。10-9MのCH3CO−Lys−D−L
ys−Sar−Gluにより、筋肉への2−デオキシ−D−グルコースの取り込
み量が9倍(800%)増加した。比較において、10-9Mのインシュ
リンでは、6倍(500%)しか増加しなかった。
b)単離ヒラメ筋−雌マウス
CH3CO−Lys−D−Lys−Sar−Gluは、10-8M及び10-7M
の濃度で効果的であった。10-8MのCH3CO−Lys−D−Lys−Sar
−Gluにより、筋肉への2−デオキシ−D−グルコースの取り込み量が約2倍
(100%)増加した。10-8M(最適濃度)のインシュリンでは、同様に約2
倍(100%)増加しなかった。
c)EDL筋肉−雄マウス
CH3C0−Lys−D−Lys−Sar−Gluは、10-9Mの濃度で、筋
肉への2−デオキシ−D−グルコースの取り込み量が7倍(600%)増加した
。比較において、10-9Mのインシュリンでは、2.5倍(150%)しか増加
しなかった。
d)EDL筋肉−雌マウス
CH3CO−Lys−D−Lys−Sar−Gluは、10-6M、10-7M及
び10-8Mの濃度で効果的であった。10-7MのCH3CO−Lys−D−Ly
s−Sar−Gluにより、筋肉への2−デオキシ−D−グルコースの取り込み
量が7倍(600%)増加した。比較において、10-7Mのインシュリンでは、
3.5倍(250%)しか増加しなかった。
e)横隔膜筋−雌マウス
CH3CO−Lys−D−Lys−Sar−Gluは、10-7M、10-8M及
び10-9Mの濃度で効果的であった。10-8Mでは、CH3CO−Lys−D−
Lys−Sar−Gluにより、筋肉への2−デオキシ−D−グルコ−スの取り
込み量が4倍(300%)増加した。これは、同濃度のインシュリンによるもの
と同様である。
実施例2
実施例1に概略述べた方法を反復した。その結果、Gly−Glnでは、10-7
Mの濃度で、正常雌マウスのEDL筋肉への2−デオキシ−D−グルコース取
り込み量が180%増加した。一方、Gly−Gluの場合、80%増加した。
実施例3
実施例1に概略述べた方法を反復した。その結果、CH3CO−Lys−D−
Lys−Sar−Gluは、10-7Mの濃度では、肥満糖尿病(ob/ob)マ
ウスのヒラメ筋への2−デオキシ−D−グルコース取り込み量が約2倍増加した
。
実施例4
新生児正常マウス腹筋ストリップを用いて、実施例1に概略述べた方法を反復
した。その結果、CH3CO−Lys−D−Lys−Sar−Gluでは、10- 8
M、10-9M及び10-10Mの濃度で、筋肉ストリップへの2−デオキシ−D−
グルコースの取り込み量が増加した。増加量は、10-10Mで40%である。
実施例5
実施例1で概略記載した方法に準じて、肥満糖尿病マウスの筋肉について別の
実験を行った。その結果、CH3CO−Lys−D−Lys−Sar−Gluで
は、10-7Mの濃度で、これらの肥満糖尿病マウスのEDL筋肉への2−デオキ
シ−D−グルコース取り込み量が70%増加した。
実施例6
ラットL6細胞(ラット筋肉由来の市販の細胞系)を用いて、実施例1で概略
記載した方法を実施した。その結果、CH3CO−Lys−D−Lys−Sar
−Gluは、10-12M〜10-8Mの濃度で有効であった。10-9Mでは、CH3
CO−Lys−D−Lys−Sar−Gluにより、筋肉への2−デオキシ−D
−グルコース取り込み量が約40%増加した。
10-8Mインシュリンの存在下で、10-9M濃度のCH3CO−Lys−D−
Lys−Sar−Gluにより、インシュリン単独での場合よりも、グルコース
取り込み量が30%増加した。
上記のことから、ペプチドは、インシュリンとは無関係に、筋肉への血中グル
コースの取り込み量を増加するように作用することが、理解されるであろう。し
たがって、本発明は、I型糖尿病の治療のためのインシュリン投与の代替として
も適当であることが考えられる。
略語:
Tyr=L−チロシン;Lys=L−リシン;D−Lys=D−リシン;Ac
=アシル、好ましくはアセチル;Orn=L−オルニチン;MeLys=N−α
−メチル−リシン;des−NH2=デスアミノ−リシン;Nle=Meにより
置換されたリシンのε−アミノ基;AzGly=α−アザグリシン;D−Ser
=D−セリン;Ala=L−アラニン;D−Ala=D−アラニン;Pro=プ
ロリン;Sar=サルコシン(N−メチル−グリシン(N−MeGly)として
も知られている)。
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フロントページの続き
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SN,TD,TG),AP(GH,KE,LS,MW,S
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Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.β−エンドルフィンの活性C−末端断片又はβ−エンドルフィンのC−末 端断片の活性類似体のアミノ酸配列に相当するアミノ酸配列を含んでなるペプチ ドの、糖尿病治療薬の製造における使用。 2.II型糖尿病治療薬の製造における、請求項1に記載の使用。 3.I型糖尿病治療薬の製造における、請求項1に記載の使用。 4.β−エンドルフィンの活性C−末端断片又はβ−エンドルフィンのC−末 端断片の活性類似体のアミノ酸配列に相当するアミノ酸配列を含んでなるペプチ ドの、血糖の筋肉への吸収を増加するための薬剤の製造における使用。 5.前記ペプチドがC−末端アミノ酸としてGlu又はGlnを有する、前記 請求項のいずれかに記載の使用。 6.前記ペプチドが、C−末端領域としてGly−Glu若しくはGly−G lnを含んでいるか、又はGly−Glu若しくはGly−Glnからなる、前 記請求項のいずれかに記載の使用。 7.前記ペプチドが、C−末端領域としてLys−Gly−Glu若しくはL ys−Gly−Glnを含んでいるか、又はLys−Gly−Glu若しくはL ys−Gly−Glnからなる、請求項1〜5のいずれか1項に記載の使用。 8.前記ペプチドが、C−末端領域としてLys−Lys−Gly−Glu若 しくはLys−Lys−Gly−Glnを含んでいるか、又はLys−Lys− Gly−Glu若しくはLys−Lys−Gly−Glnからなる、請求項1〜 5のいずれか1項に記載の使用。 9.前記ペプチドが、β−エンドルフィンのC−末端断片の類似体のアミノ酸 配列に相当するアミノ酸配列を有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の使 用。 10.前記活性類似体が、以下の置換の一つ以上がなされている安定化類似体 である、請求項9に記載の使用: アミノ酸 置換成分 28(Lys)Orn、MeLys、des−NH2、Nle又はD−Ly s 29(Lys) Orn、D−Lys、MeLys又はNle 30(Gly) Sar、AzGly、Ala、D−Ala、D−Ser又は Pro 31(Glu) Gln (但し、28〜31は、β−エンドルフィンアミノ酸配列における対応アミノ酸 の番号に関する。) 11.前記ペプチドのN−末端の水素が、β−Ala、HOOC(CH2)2C O−、Tyr、ベンジルカルボニル、マロニル、アセチル、脂肪酸アシル又は他 のアシル基により置換されている、前記請求項のいずれかに記載の使用。 12.前記ペプチドが、Ac−Lys−D−Lys−Sar−Glu(但し、 Acがアシル基である)を含む、請求項10に記載の使用。 13.前記ペプチドが、CH3CO−Lys−D−Lys−Sar−Gluで ある、請求項10に記載の使用。 14.前記ペプチドが、10個以下のアミノ酸残基を有する、請求項1〜12 のいずれか1項に記載の使用。 15.前記ペプチドが、5個以下のアミノ酸残基を有する、請求項14に記載 の使用。 16.糖尿病を患っている患者を治療する方法であって、前記患者に、前記請 求項のいずれかに記載のペプチドの効果的な量を投与する工程を含んでなる、方 法。 17.患者の筋肉への血糖の吸収を増加させるための方法であって、前記患者 に請求項1〜15のいずれか1項に記載のペプチドの効果的な量を投与する工程 を含んでなる、方法。
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