JP2011219375A - Use of ornithine aminotransferase enzyme activity inhibitor - Google Patents

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英二郎 渡辺
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a medicine and/or a method for treating diseases by clarify the new physiological role of OAT in a metabolic diseases such as diabetes and adjusting the function of the OAT, and to provide a method for detecting (diagnosing) a disease indexing the expression amount and/or enzymatic activity of the OAT.SOLUTION: The medicine containing the OAT enzyme activity inhibitor as an active ingredient exhibits an effect for lowering blood sugar by a single administration or a continuous administration, and is therefore singly effective as a medicine for preventing, improving or treating life style diseases including diabetes, or as a medicine for supplementing insulin treatment.

Description

本発明は、生活習慣病の治療に有用な医薬と当該医薬の候補となる物質のスクリーニング方法、さらには、被験者が生活習慣病に罹患しているか否かを検出(診断)する方法に関する。より詳しくは、OATの酵素活性を阻害する物質を有効成分とする生活習慣病治療薬、当該物質のスクリーニング方法、さらには、OATの発現量等を指標として、被験者が生活習慣病に罹患しているか否かを検出する方法(診断方法)に関する。 The present invention relates to a medicine useful for treatment of lifestyle-related diseases and a method for screening a substance that is a candidate for the medicine, and further relates to a method for detecting (diagnosing) whether or not a subject suffers from lifestyle-related disease. More specifically, a lifestyle-related disease therapeutic agent containing a substance that inhibits the enzyme activity of OAT as an active ingredient, a screening method for the substance, and further, the subject suffers from lifestyle-related disease using the expression level of OAT as an index. The present invention relates to a method (diagnosis method) for detecting whether or not there is.

生活習慣病とは、「食習慣、運動習慣、休養、喫煙、飲酒等の生活習慣が、その発症・進行に関与する疾患群」、すなわち、不適切な食生活、運動不足、喫煙などが原因となって起こる疾患(メタボリックシンドローム)であり、例えば、糖尿病、脳卒中、心臓病、高脂血症、高血圧などが挙げられる。
近年患者数が増加している生活習慣病の治療はあくまでも対症療法であり、現在使用されている薬剤では、未だ充分な治療効果が得られておらず、原因療法に有効な治療薬の開発が医療現場において渇望されている。
また、最近の医療現場では、生活習慣病に限らず、個々の患者の症状に合わせて治療法を的確に選択することが望まれるようになってきている。QOL(Quality of life)向上の必要性が認識されてきた近年では、特に、万人に共通した治療ではなく、個々の患者の症状に合わせて適切な治療が施されることが強く求められている。このような所謂テイラーメイド治療を行うためには、個々の疾患について患者の症状やその原因(遺伝的背景)を的確に診断する疾患マーカーや、原因となる遺伝子をターゲットとした治療薬の開発を目指した研究が精力的に行われている段階にある。
Lifestyle-related diseases are caused by “diseases related to the development and progression of lifestyle habits such as eating habits, exercise habits, rest, smoking, and drinking”, that is, due to inappropriate eating habits, lack of exercise, smoking, etc. This is a disease (metabolic syndrome) that occurs in the form of, for example, diabetes, stroke, heart disease, hyperlipidemia, hypertension and the like.
The treatment of lifestyle-related diseases, for which the number of patients has been increasing in recent years, is merely symptomatic treatment, and the drugs currently in use have not yet obtained sufficient therapeutic effects. It is craved in the medical field.
Further, in recent medical practice, it is desired to select a treatment method accurately according to the symptoms of individual patients as well as lifestyle-related diseases. In recent years, the need to improve quality of life (QOL) has been recognized. In particular, there is a strong demand for appropriate treatment according to the symptoms of individual patients, rather than treatment common to all people. Yes. In order to carry out such so-called tailor-made treatments, we must develop disease markers that accurately diagnose patient symptoms and their causes (genetic background) for individual diseases, and therapeutic drugs targeting the causative genes. The research we are aiming for is underway.

一方、オルニチンアミノトランスフェラーゼOrnithine amino transferase(ornithine ketoacid aminotransferase; EC 2.6.1.13 以後OATと表す)は以下反応式に示すように、L-グルタミン酸-5-セミアルデヒド(L-glutamate 5-semialdehyde)とオルニチン(Ornithine)との間の可逆的反応を触媒する酵素である。OATは真核生物全般に保存されており、その存在はヒトからショウジョウバエ、酵母、植物にいたるまで知られている。

Figure 2011219375
On the other hand, ornithine aminotransferase (ornithine ketoacid aminotransferase; EC 2.6.1.13, hereinafter referred to as OAT) is represented by the following reaction formula: L-glutamate 5-semialdehyde and ornithine (L-glutamate 5-semialdehyde) Ornithine) is an enzyme that catalyzes a reversible reaction. OAT is conserved in all eukaryotes and its existence is known from humans to Drosophila, yeast and plants.

Figure 2011219375

OAT遺伝子は、ヒトでは染色体上10q26に存在し、例えばヒト遺伝子の塩基配列はGenBank Accession No.NM_000274、マウス遺伝子の塩基配列はGenBank Accession No.NM_016978に記載の配列として公知である。OATの生体内の分布については肝臓、小腸、尿細管、脳など生体内に広く発現するが、特に網膜上皮に多く発現していることが知られており、網膜色素上皮での発現量は肝臓における活性の数倍と報告されている。
OATの発現制御についてはグルカゴンや高蛋白食で発現上昇することや、グルコースにより発現が阻害されることが知られている(非特許文献1、非特許文献2)。また、インスリンシグナルで発現制御されている遺伝子のひとつとしても報告されている(特許文献1)
The OAT gene is present on chromosome 10q26 in humans. For example, the base sequence of the human gene is known as GenBank Accession No. NM_000274, and the base sequence of the mouse gene is known as the sequence described in GenBank Accession No. NM_016978. The distribution of OAT in the living body is widely expressed in living bodies such as the liver, small intestine, tubules, and brain, but it is known that it is highly expressed in the retinal epithelium. The expression level in the retinal pigment epithelium is expressed in the liver. Is reported to be several times the activity in
Regarding OAT expression control, it is known that expression is increased by glucagon or a high protein diet, and that expression is inhibited by glucose (Non-patent Documents 1 and 2). It has also been reported as one of genes whose expression is controlled by insulin signals (Patent Document 1).

OATタンパク質についての研究は古くからなされており、例えばラット肝臓、ヒト肝臓から抽出した報告がある。また、ヒトOATタンパク質は大腸菌の組換え体を用いてOATタンパク質を取得する報告もある。OATタンパク質の精製についても数多くの報告があり、精製取得したタンパク質のX線結晶構造解析も行なわれている。OATタンパク質のX線結晶構造解析については、酵素活性阻害剤である5‐フルオロメチル‐L‐オルニチン(5-Fluoromethylornithine :5FMOrn)とヒトOATタンパク質との結合様式解析などが報告されている。OATタンパク質の抗体の取得も例えばラット肝臓由来精製タンパク質に対する抗体の例などがある(非特許文献3)。このようにOATタンパク質は生化学的にも構造科学的にも当業者に周知のタンパク質である。   Studies on the OAT protein have been made for a long time, and for example, there are reports extracted from rat liver and human liver. In addition, there is a report that human OAT protein is obtained using a recombinant E. coli. There have also been many reports on the purification of OAT protein, and X-ray crystal structure analysis of the purified protein has also been conducted. Regarding the X-ray crystal structure analysis of OAT protein, analysis of the binding mode between 5-fluoromethyl-L-ornithine (5-Fluoromethylornithine: 5FMOrn), which is an enzyme activity inhibitor, and human OAT protein has been reported. Examples of obtaining antibodies for OAT protein include antibodies to purified rat liver-derived protein (Non-patent Document 3). Thus, the OAT protein is a protein well known to those skilled in the art, both biochemically and structurally.

酵素としてのOATはKOマウスの知見から新生児においてはP-5-Cからオルニチンが産生される方向の反応を触媒するが、成体においては逆にオルニチンからP-5-Cが産生される方向の反応を触媒することが示唆されている(非特許文献4)。また、ヒトにおいてもOAT遺伝子の変異患者で血清中のオルニチンレベルが高くなっていることからマウスと同様に成人においては主にオルニチンからP-5-Cが産生される方向に反応しているものと考えられている(非特許文献5)また新生児期には変異患者ではオルニチンではなくアンモニア値が高くなることから、新生児マウスと同様の反応によりオルニチン産生が低下し、尿素回路の機能が低下することが示唆されている(非特許文献6)。
OATと病態についての関係については、ヒトにおけるgyrate atrophy(脳回転状網膜脈絡膜萎縮)(以後GAと表示)の原因遺伝子であることが明らかとなっている(「ヒトメンデル遺伝」オンライン、OMIM 258870)。OATの欠損マウスもGAのモデルマウスとしてヒトの病態と同様の表現型を示すことが知られている(非特許文献7)。OATの欠損がGAとなる原因については、in vitroでの検討の結果から、プロリン供給の低下が主たる原因と考えられている。すなわち、オルニチンからOATを介したP-5-Cを経たプロリン合成の低下と、P-5-C合成に関与するOATの欠損に伴う、グルタミン酸からのプロリン供給の低下がメカニズムとして考えられている。
その他、OAT遺伝子が病態と関係する遺伝子としての報告は例えば2型糖尿病との関連の可能性のある9つの遺伝子の一つとしての報告(非特許文献8)や、狭心症、不整脈などの心血管系疾患に関係する15個のモジュレーターの一つとしての報告(特許文献2)などがある。詳しくは、非特許文献8には、Methods GeneSeeker、eVOC system、DGP、PROSPECTR、SUSPECTS、G2D、POCUSの7種の遺伝子解析データベースやデータソフトの中から5種類もしくは6種類を組み合わせたコンピューター解析にて、2型糖尿病で有意に発現する遺伝子としてOATを含む9つの遺伝子が同定されている。しかしながら、具体的に、健常者と比較して、糖尿病患者の生体試料(血液、細胞懸濁液、細胞抽出液等)におけるOAT遺伝子やOATタンパク質の発現上昇、OAT酵素活性の上昇が報告されている訳ではなく、ましてや、OATの発現阻害や酵素活性阻害が病態の改善につながることなど一切記載されていない。また、特許文献2には、Gene ID:10183としてオルニチンアミノトランスフェラーゼが記載されているが、アテローム性動脈硬化症、冠状動脈疾患、脂質異常等の患者でOAT遺伝子の発現が亢進していることを基に、OATが心血管系疾患に関係する遺伝子であるとの報告が記載されているに留まっている。
OAT as an enzyme catalyzes the reaction in the direction of ornithine production from P-5-C in neonates from the knowledge of KO mice, but conversely in the direction of production of P-5-C from ornithine in adults. It has been suggested to catalyze the reaction (Non-Patent Document 4). Also in humans, patients with mutations in the OAT gene have high ornithine levels in the serum, so that in adults as well as mice, the reaction is mainly in the direction in which P-5-C is produced from ornithine. (Non-Patent Document 5) In addition, in the neonatal period, in the mutant patient, not the ornithine but the ammonia level is high, so the production of ornithine is reduced by the same reaction as that of the newborn mouse, and the function of the urea cycle is reduced. (Non-Patent Document 6).
Regarding the relationship between OAT and disease state, it has been clarified that it is the causative gene of gyrate atrophy (hereinafter referred to as GA) in humans ("Human Mendelian Genetics" online, OMIM 258870) . It is known that an OAT-deficient mouse also exhibits a phenotype similar to that of human pathology as a GA model mouse (Non-patent Document 7). The cause of OAT deficiency in GA is thought to be the main cause of decreased proline supply from the results of in vitro studies. In other words, the decrease in proline synthesis from ornithine via OAT via P-5-C and the decrease in proline supply from glutamate due to the loss of OAT involved in P-5-C synthesis are considered as mechanisms. .
In addition, reports on the OAT gene as a gene related to the pathological condition include, for example, reports as one of nine genes that may be related to type 2 diabetes (Non-patent Document 8), angina pectoris, arrhythmia, etc. There is a report (Patent Document 2) as one of 15 modulators related to cardiovascular diseases. For details, see Non-Patent Document 8 by computer analysis combining 5 or 6 types from 7 types of gene analysis databases and data software: Methods GeneSeeker, eVOC system, DGP, PROSPECTR, SUSPECTS, G2D, POCUS. Nine genes including OAT have been identified as genes that are significantly expressed in type 2 diabetes. However, specifically, compared to healthy individuals, increased expression of OAT gene and OAT protein and increased OAT enzyme activity in biological samples (blood, cell suspension, cell extract, etc.) of diabetic patients have been reported. However, there is no mention that inhibition of OAT expression or inhibition of enzyme activity leads to improvement of the disease state. Patent Document 2 describes ornithine aminotransferase as Gene ID: 10183, and it shows that OAT gene expression is increased in patients with atherosclerosis, coronary artery disease, lipid abnormalities, and the like. Based on this, only reports that OAT is a gene related to cardiovascular diseases are described.

OATの酵素活性に対する特異的な阻害剤としては既に代表的なものとして5-Fluoromethylornithine(5FMOrn)が知られている。5FMOrnを使用した実験報告も既に多数あり、例えばマウス、あるいはニワトリに投与して組織中のオルニチン含量が上昇するが、目や他の組織に特に毒性による異常は見出せないことが報告されている。この時、高濃度の5FMOrnの投与でもOATの活性が10〜20%程度残存することも報告されている。
また、その他にもOAT酵素活性阻害剤として報告されているものとして5位置換オルニチン誘導体が既に技術的に公開されている。
As a specific inhibitor for the enzyme activity of OAT, 5-Fluoromethylornithine (5FMOrn) is already known as a typical inhibitor. There are already many experimental reports using 5FMOrn. For example, it has been reported that ornithine content in tissues increases when administered to mice or chickens, but no abnormalities due to toxicity can be found in the eyes or other tissues. At this time, it has also been reported that OAT activity remains about 10-20% even when high concentration of 5FMOrn is administered.
In addition, 5-position substituted ornithine derivatives have already been technically disclosed as other reported OAT enzyme activity inhibitors.

その他にも特異的ではないがピリドキサールリン酸要求性酵素阻害剤としてのgabaculineもOATの酵素活性を阻害することが知られている。あるいは4-aminohex-5-ynoic acidや5-amino-1,3-cyclohexadienyl-carboxylic acid(gabaculine)や(S)-2-amino-4-amino-oxybutyric acid(L-Canaline)といった4-aminobutyrateのアナログがOAT活性を阻害することも報告されている。
これらの化合物の用途については酵素活性阻害剤周辺化合物のアルツハイマー型認知症に対する利用について(アルツハイマー病型痴呆症の処置におけるオルニチンアミノトランスフェラーゼの酵素活性阻害剤の用途:(特許文献3))が知られており、その作用機作はOATの酵素活性阻害によるオルニチン濃度の上昇による肝臓の尿素サイクル機能の強化に基づくものでオルニチンの一時的不足の処置に有用であると考えられている。
In addition, although not specific, gabaculine as a pyridoxal phosphate-requiring enzyme inhibitor is also known to inhibit the enzyme activity of OAT. Or 4-aminobutyrate such as 4-aminohex-5-ynoic acid, 5-amino-1,3-cyclohexadienyl-carboxylic acid (gabaculine) and (S) -2-amino-4-amino-oxybutyric acid (L-Canaline) Analogs have also been reported to inhibit OAT activity.
Regarding the use of these compounds, the use of peripheral compounds of enzyme activity inhibitors for Alzheimer type dementia (use of enzyme activity inhibitors of ornithine aminotransferase in the treatment of Alzheimer's disease type dementia: (Patent Document 3)) is known. The mechanism of action is based on the enhancement of the liver cycle function in the liver by increasing the ornithine concentration by inhibiting the enzyme activity of OAT, and is considered to be useful for the treatment of temporary deficiency of ornithine.

以上のように、OATの酵素活性阻害が糖代謝の改善やメタボリックシンドロームなどの生活習慣病の治療に有効であることは全く知られていなかった。   As described above, it has never been known that inhibition of enzyme activity of OAT is effective in improving sugar metabolism and treating lifestyle-related diseases such as metabolic syndrome.

米国特許公開公報第2005085436号US Patent Publication No. 2005085436 国際公開第WO2003/039341号International Publication No.WO2003 / 039341 国際公開第WO94/17795号International Publication No. WO94 / 17795

Archives of Biochemistry and Biophysics Vol.259 p250-261(1987)Archives of Biochemistry and Biophysics Vol.259 p250-261 (1987) Archives of Biochemistry & Biophysics. Vol.237:373-85(1985)Archives of Biochemistry & Biophysics.Vol.237: 373-85 (1985) Archives of Biochemistry and Biophysics Vol.174 p262-272(1976)Archives of Biochemistry and Biophysics Vol.174 p262-272 (1976) Nature Genetics Vol.11 P185(1995)Nature Genetics Vol.11 P185 (1995) Tohoku J. Exp. Med Vol.205 P335-342(2005)Tohoku J. Exp. Med Vol.205 P335-342 (2005) J.Inherit.Metab.Dis. Vol.28 p673-679(2005)J. Inherit.Metab.Dis.Vol.28 p673-679 (2005) Nature Genetics Vol.11 P185 (1995)Nature Genetics Vol.11 P185 (1995) Nucleic Acids Research (2006), Vol.34 p3067-3081Nucleic Acids Research (2006), Vol.34 p3067-3081 Biochemical Frontiers of Fluorine Chemistry, ACS Stnoisuyn Series 639, American Chemical Society, Washington DC.(1996) p196-212Biochemical Frontiers of Fluorine Chemistry, ACS Stnoisuyn Series 639, American Chemical Society, Washington DC. (1996) p196-212 Current Drug Targets Vol.1 p119-153(2000)Current Drug Targets Vol.1 p119-153 (2000)

本発明が解決しようとする課題は、糖尿病など代謝性疾患における、新たな原因遺伝子を同定することによって、当該遺伝子による疾病の治療剤や、遺伝子・タンパク質の発現量および/またはタンパク質の酵素活性を指標とした疾病の検出(診断)方法等を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to identify a new causative gene in a metabolic disease such as diabetes, thereby increasing the therapeutic agent for the disease caused by the gene, the expression level of the gene / protein and / or the enzyme activity of the protein. It is to provide a disease detection (diagnosis) method or the like as an index.

上記課題を解決すべく、本発明者らは鋭意研究し、糖尿病患者と健常人の肝臓組織におけるOAT遺伝子発現解析の結果から、糖尿病患者の病態悪化に伴い、肝組織及びその周辺組織組織におけるOAT遺伝子の発現が正常組織に比べ顕著に高度に発現していることを見出した。また、OAT酵素活性を阻害することで糖代謝が改善されることを見出し、OAT酵素活性阻害剤が糖尿病等の生活習慣病の治療に有効であることを解明した。
具体的にはOAT酵素活性の阻害剤を糖尿病モデルマウスに投与することで血糖が低下することを明らかにした。このことはOATが糖尿病状態における血糖上昇の抑制に有効であることを示している。
また、OAT酵素活性阻害剤を投与することで糖尿病に伴う飲水量が減少し、尿量を反映する床敷き重量も顕著に減少した。このことはOAT酵素活性阻害剤が血糖を低下させるだけでなく、腎臓の尿濾過量を低下させていることを示している。
本発明は、かかる知見に基づき完成に至ったものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have intensively studied, and from the results of OAT gene expression analysis in the liver tissue of diabetic patients and healthy persons, OAT in the liver tissue and surrounding tissue tissues with the worsening of the pathological condition of diabetic patients. It was found that the gene expression was remarkably high compared to normal tissues. In addition, it was found that inhibition of OAT enzyme activity improves sugar metabolism, and it has been elucidated that OAT enzyme activity inhibitors are effective in the treatment of lifestyle-related diseases such as diabetes.
Specifically, it was clarified that blood glucose decreases when an inhibitor of OAT enzyme activity is administered to diabetic model mice. This indicates that OAT is effective in suppressing the increase in blood glucose in the diabetic state.
In addition, administration of an OAT enzyme activity inhibitor decreased the amount of drinking water associated with diabetes and markedly decreased the floor covering weight reflecting urine volume. This indicates that the OAT enzyme activity inhibitor not only lowers blood glucose but also reduces kidney urine filtration.
The present invention has been completed based on such findings.

すなわち本発明は、下記の[1]から[13]に関するものである:
[1]OATの酵素活性を阻害する物質を有効成分とする、生活習慣病の予防、改善、または治療剤。
[2]OATの酵素活性を阻害する物質がオルニチン誘導体である、[1]記載の生活習慣病の予防、改善、または治療剤。
[3]オルニチン誘導体が5‐フルオロメチル‐L‐オルニチンである[2]記載の生活習慣病の予防、改善、または治療剤。
[4]OATの酵素活性を阻害する物質がOAT遺伝子の発現を阻害するアンチセンスヌクレオチド、またはsiRNAである、[1]記載の生活習慣病の予防、改善、または治療剤。
[5]OATの酵素活性を阻害する物質がOATに対する抗体である、[1]記載の生活習慣病の予防、改善、または治療剤。
[6]生活習慣病が糖尿病、肥満、心筋梗塞、肥大型心筋症、うっ血性拡張型心筋症、および心筋線維症冠動脈疾患からなる群より選択される[1]から[5]記載の生活習慣病の予防、改善、または、治療剤。
[7]下記工程(a)、(b)、および(c)を含む、生活習慣病の予防、改善または治療剤の有効成分の候補物質のスクリーニング方法:
(a)被検物質をOATタンパク質および基質に接触させる工程、
(b)上記(a)の工程に起因して生じるOATの酵素活性を測定し、被検物質を接触させない場合のOATの酵素活性と比較する工程、および
(c)上記(b)の比較結果に基づいて、OATの酵素活性を阻害する被検物質を選択する工程。
[8]OATタンパク質がヒトOAT、マウスOATまたはラットOATである[7]のスクリーニング方法。
[9]生活習慣病が糖尿病、肥満、心筋梗塞、肥大型心筋症、うっ血性拡張型心筋症、および心筋線維症冠動脈疾患からなる群より選択される[7]または[8]記載のスクリーニング方法。
[10]下記の工程(a)、(b)、(c)および(d)を含む、生活習慣病の検出方法:
(a)被験者の生体試料からmRNAを採取する工程、
(b)上記(a)で得られたmRNAからcDNAを合成する工程、
(c)OAT遺伝子をコードするプライマーを用いてOAT遺伝子の発現量を測定する工程、および
(d)上記(c)の測定結果に基づき、被験者について得られる測定結果を健常人について得られる測定結果と対比して、OAT遺伝子の発現量が増大している場合に生活習慣病に罹患していると判断する工程。
[11]下記の工程(a)、(b)、(c)および(d)を含む、生活習慣病の検出方法:
(a)被験者の生体試料と抗OAT 1次抗体を接触させる工程、
(b)標識-抗OAT 2次抗体を(a)で抗体に認識された試料に添加する工程、
(c)発色標識試薬を(b)で抗体に認識された試料に添加し、OATタンパク質の発現量を測定する工程、および
(d)上記(c)の測定結果に基づき、被験者について得られる測定結果を健常人について得られる測定結果と対比して、OATのタンパク質発現量が増大している場合に生活習慣病に罹患していると判断する工程、
[12]下記の工程(a)、(b)、および(c)を含む、生活習慣病の検出方法:
(a)被験者の生体試料と基質とを接触させる工程、
(b)上記(a)の工程に起因して生じるOATの酵素活性を測定する工程、および
(c)上記(b)の測定結果に基づき、被験者について得られる測定結果を健常人について得られる測定結果と対比して、OATの酵素活性が増大している場合に生活習慣病に罹患していると判断する工程。
[13]前記、生活習慣病が糖尿病、肥満、心筋梗塞、肥大型心筋症、うっ血性拡張型心筋症、および心筋線維症冠動脈疾患からなる群より選択される[10]、[11]、または[12]の検出方法。
That is, the present invention relates to the following [1] to [13]:
[1] A preventive, ameliorating, or therapeutic agent for lifestyle-related diseases, comprising a substance that inhibits the enzyme activity of OAT as an active ingredient.
[2] The agent for preventing, improving, or treating lifestyle-related diseases according to [1], wherein the substance that inhibits the enzyme activity of OAT is an ornithine derivative.
[3] The preventive, ameliorating, or therapeutic agent for lifestyle-related diseases according to [2], wherein the ornithine derivative is 5-fluoromethyl-L-ornithine.
[4] The agent for preventing, improving, or treating lifestyle-related diseases according to [1], wherein the substance that inhibits the enzyme activity of OAT is an antisense nucleotide or siRNA that inhibits the expression of the OAT gene.
[5] The agent for preventing, improving, or treating lifestyle-related diseases according to [1], wherein the substance that inhibits the enzyme activity of OAT is an antibody against OAT.
[6] The lifestyle according to [1] to [5], wherein the lifestyle-related disease is selected from the group consisting of diabetes, obesity, myocardial infarction, hypertrophic cardiomyopathy, congestive dilated cardiomyopathy, and myocardial fibrosis coronary artery disease Prevention, amelioration, or treatment of disease.
[7] A screening method for a candidate substance for an active ingredient of a preventive, ameliorating or therapeutic agent for lifestyle-related diseases, comprising the following steps (a), (b) and (c):
(A) contacting a test substance with an OAT protein and a substrate;
(B) a step of measuring the enzyme activity of OAT caused by the step (a) and comparing it with the enzyme activity of OAT when the test substance is not contacted; and (c) the comparison result of (b) above. A step of selecting a test substance that inhibits the enzyme activity of OAT based on the above.
[8] The screening method according to [7], wherein the OAT protein is human OAT, mouse OAT, or rat OAT.
[9] The screening method according to [7] or [8], wherein the lifestyle-related disease is selected from the group consisting of diabetes, obesity, myocardial infarction, hypertrophic cardiomyopathy, congestive dilated cardiomyopathy, and myocardial fibrosis coronary artery disease .
[10] A method for detecting lifestyle-related diseases comprising the following steps (a), (b), (c) and (d):
(A) collecting mRNA from a biological sample of a subject,
(B) a step of synthesizing cDNA from the mRNA obtained in (a) above,
(C) a step of measuring the expression level of the OAT gene using a primer encoding the OAT gene, and (d) a measurement result obtained for a healthy subject based on the measurement result of (c) above. In contrast, the step of determining that the patient is suffering from a lifestyle-related disease when the expression level of the OAT gene is increased.
[11] A method for detecting lifestyle-related diseases, comprising the following steps (a), (b), (c) and (d):
(A) contacting the subject's biological sample with the anti-OAT primary antibody;
(B) adding a labeled anti-OAT secondary antibody to the sample recognized by the antibody in (a),
(C) a step of adding a chromogenic labeling reagent to the sample recognized by the antibody in (b) and measuring the expression level of OAT protein, and (d) a measurement obtained on the subject based on the measurement result of (c) above Comparing the result with the measurement result obtained for a healthy person, and determining that the patient is suffering from a lifestyle-related disease when the protein expression level of OAT is increased,
[12] A method for detecting lifestyle-related diseases, comprising the following steps (a), (b), and (c):
(A) contacting the biological sample of the subject with the substrate;
(B) a step of measuring the enzyme activity of OAT caused by the step (a) above, and (c) a measurement obtained on the subject based on the measurement result of (b) above, a measurement obtained for a healthy person In contrast to the results, a step of determining that the patient is suffering from a lifestyle-related disease when the enzyme activity of OAT is increased.
[13] The lifestyle-related disease is selected from the group consisting of diabetes, obesity, myocardial infarction, hypertrophic cardiomyopathy, congestive dilated cardiomyopathy, and myocardial fibrosis coronary artery disease [10], [11], or [12] The detection method.

本発明により、OAT活性阻害剤が糖尿病状態における血糖上昇を抑制することで糖代謝を改善し、生活習慣病を予防、改善、治療できることが明らかになったことから、OAT酵素活性阻害剤を有効成分とする生活習慣病の予防、改善、改善と提供することが可能となった。
また、本発明により、OAT遺伝子及びその発現産物(タンパク質、(ポリ)(オ
リゴ)ペプチド)の発現量やOATの酵素活性が、生活習慣病の病態と関連することが明らかになったことから、OATの発現量および/または酵素活性を指標とすることで、糖尿病をふくむ生活習慣病の検出(診断)マーカー、検出(診断)方法を提供することが可能になった。
According to the present invention, it became clear that an OAT activity inhibitor can improve glucose metabolism by suppressing blood sugar increase in diabetic state, and prevent, ameliorate, and treat lifestyle-related diseases. It became possible to prevent, improve, and provide lifestyle-related diseases as ingredients.
Further, the present invention has revealed that the expression level of OAT gene and its expression product (protein, (poly) (oligo) peptide) and the enzyme activity of OAT are related to the pathology of lifestyle-related diseases. By using the expression level of OAT and / or the enzyme activity as an index, it has become possible to provide a detection (diagnosis) marker and a detection (diagnosis) method for lifestyle-related diseases including diabetes.

本発明の一実施形態を示す。
図1は実施例4の薬理試験において、ラット初代肝細胞における糖産生を測定した結果を示すグラフである。Scramble RNA導入細胞(Control)とOATに対する2種類のsiRNA(siRNA1, siRNA4)導入細胞での糖産生の比較結果を示す。ScrambleはScramble RNA導入細胞(Control)を、OAT(1)はsiRNA1導入細胞を、OAT(4)はsiRNA4導入細胞を表す。FBP(5)は、糖新生酵素フルクトースビスフォスファターゼ遺伝子に対するsiRNA導入細胞を表す。 図2は実施例5の薬理試験において、糖尿病モデルマウスであるKKAyマウス由来の肝臓でのOAT遺伝子の発現(a)とOATの酵素活性(b)を測定した結果を示すグラフである。OAT遺伝子の発現(a)において、KK(10w)は正常マウス(KK/Ta Jcl)の肝細胞におけるOAT遺伝子の発現量を、KKAy(10w)は糖尿病モデルマウス(KKAy/Ta Jcl)の肝細胞におけるOAT遺伝子の発現量を表す。OAT活性(b)はOATの酵素活性を意味し、KK/Taは正常マウス(KK/Ta Jcl)の肝細胞におけるOATの酵素活性を、KKAy/Taは糖尿病モデルマウス(KKAy/Ta Jcl)の肝細胞におけるOATの酵素活性を表す。 図3は実施例6の薬理試験において、糖尿病モデルマウスであるdb/dbマウス由来の肝臓でのOAT遺伝子の発現(a)とOATの酵素活性(b)を測定した結果を示すグラフである。OAT遺伝子の発現(a)において、db/mは正常マウス(BKS.Cg-m+/+Leprdb/Jcl)の肝細胞におけるOAT遺伝子の発現量を、db/dbは糖尿病モデルマウス(BKS.Cg-+Leprdb/+Leprdb/Jcl)の肝細胞におけるOAT遺伝子の発現量を表す。OAT活性(b)はOATの酵素活性を意味し、db/mは正常マウス(BKS.Cg-m+/+Leprdb/Jcl)の肝細胞におけるOATの酵素活性を、db / dbは糖尿病モデルマウス(BKS.Cg-+Leprdb/+Leprdb/Jcl)の肝細胞におけるOATの酵素活性を表す。 図4は実施例7の疾患関連データベースであるAscenta(Gene Logics社)により、単位RNA量あたりの各種遺伝子の発現量をアフィメトリクス社のGene Chipシステムを用いて解析したグラフである。(a)は、糖尿病に罹患していない患者と糖尿病の患者におけるOAT遺伝子の発現レベルの比較結果を示している。Liver, Normal; Non-diabetesは糖尿病に罹患していない患者の結果を、Liver, Normal; Diabetesは糖尿病患者の結果を示している。(b)は肥満非糖尿病患者と糖尿病患者におけるOAT遺伝子の発現レベルの比較結果を示している。Liver, Normal;Obesity;は肥満非糖尿病患者におけるOAT遺伝子の発現レベルを、Liver, Normal; Diabetesは糖尿病患者の結果を示している。 図5(a)実施例8の薬理試験において、糖尿病モデルマウスであるdb/dbマウス(BKS.Cg-+Leprdb/+Leprdb/Jcl)に5-FM-orunitineを腹腔内投与し、24時間後に肝臓を採取し、OAT酵素活性を測定した結果を示すグラフである。図5(b)は実施例8の薬理試験において糖尿病モデルマウスであるdb/dbマウス(BKS.Cg-+Leprdb/+Leprdb/Jcl)に5-FM-orunitineを経口投与し、24時間後に肝臓を採取し、OAT酵素活性を測定した結果を示すグラフである。Controlは生理食塩水、MetforminはMetformin 300 mg/kg、は5-FM-orunitine は5 mg/kg(ラセミ体20 mg/kg)を投与したものである。 図6は実施例9の薬理試験において、(a)糖尿病モデルマウスであるdb/dbマウス(BKS.Cg-+Leprdb/+Leprdb/Jcl)にOAT酵素活性阻害剤を単回、腹腔内投与した際の血糖(グルコース量)を測定した結果を示すグラフである。Control(生理食塩水)、Metformin(300mg/kg)、5-FM-ornithine(20 mg/kg(ラセミ体))を単回、腹腔内投与した際の経時的な血糖量(グルコース量)を示し、◆は生理食塩水、■はMetformin(300mg/kg)、▲は5-FM-ornithine(20 mg/kg(ラセミ体))、×はMetforminと5-FM-ornithineの混合を投与したものの結果である。 図7は実施例9の薬理試験において、被験物質を単回、腹腔内投与した際の投与開始6時間のタイミングでの血糖量(グルコース量)を示す。◆は生理食塩水、■はMetformin(300mg/kg)、▲は5-FM-ornithine(20 mg/kg(ラセミ体))、×はMetforminと5-FM-ornithineの混合を投与したものを意味する。 図8は実施例9の薬理試験において、被験物質を単回、腹腔内投与した際の経時的な乳酸値(ラクトース量)を示す。◆は生理食塩水、■はMetformin(300mg/kg)、▲は5-FM-ornithine(20 mg/kg(ラセミ体))、×はMetforminと5-FM-ornithineの混合を投与したものの結果である。 図9は実施例10の薬理試験において、糖尿病モデルマウスであるdb/dbマウス(BKS.Cg-+Leprdb/+Leprdb/Jcl)にOAT酵素活性阻害剤を連続で腹腔内投与した際の血糖(グルコース量)を測定した結果を示すグラフである。生食は生理食塩水、MetはMetformin(300mg/kg)、FM-ornは5-FM-ornithine(20 mg/kg(ラセミ体))、Met + FMはMetforminと5-FM-ornithineの混合を投与したものを意味する。 図10は実施例10の薬理試験において、糖尿病モデルマウスであるdb/dbマウス(BKS.Cg-+Leprdb/+Leprdb/Jcl)にOAT酵素活性阻害剤を連続で腹腔内投与した際の体重(a)と体重増加量(b)を測定した結果を示す。◆は生食(生理食塩水)、■はMetformin(300mg/kg)、▲は5-FM-orn(5-FM-ornithine 5 mg(20 mg/kg(ラセミ体)))、×はMet + Fmor(Metforminと5-FM-ornithineの混合)を投与したものを意味する。 図11は実施例10の薬理試験において、糖尿病モデルマウスであるdb/dbマウス(BKS.Cg-+Leprdb/+Leprdb/Jcl)にOAT活性阻害剤を連続で腹腔内投与した際のケージ7匹当たりの摂食量、飲水量、床敷き重さ増加量を測定し、一日当たりに補正した値を示す。◆は生食(生理食塩水)、■はMetformin(300mg/kg)、▲は5-FM-orn(5-FM-ornithine(20 mg/kg(ラセミ体))、×はMet + Fmor(Metforminと5-FM-ornithineの混合)を投与したものを意味する。 図12は実施例11の疾患関連データベースであるAscenta(Gene Logics社)により、単位RNA量当たりの各種遺伝子の発現量をアフィメトリクス社のGene Chipシステムを用いて解析したものである。心血管疾患に罹患していない患者と心血管疾患患者におけるOAT遺伝子の発現レベルの心臓での比較結果を示している。各棒グラフの右の黒バーは心血管疾患に罹患していない患者の結果を、左の白バーは心血管疾患患者の結果を示している。
1 illustrates one embodiment of the present invention.
FIG. 1 is a graph showing the results of measuring sugar production in rat primary hepatocytes in the pharmacological test of Example 4. The comparison result of sugar production in Scramble RNA-introduced cells (Control) and two types of siRNA (siRNA1, siRNA4) -introduced cells for OAT is shown. Scramble represents a Scramble RNA-introduced cell (Control), OAT (1) represents a siRNA1-introduced cell, and OAT (4) represents a siRNA4-introduced cell. FBP (5) represents an siRNA-introduced cell for the gluconeogenic enzyme fructose bisphosphatase gene. FIG. 2 is a graph showing the results of measurement of OAT gene expression (a) and OAT enzyme activity (b) in livers derived from KKAy mice, which are diabetes model mice, in the pharmacological test of Example 5. In the expression (a) of the OAT gene, KK (10w) is the expression level of the OAT gene in hepatocytes of normal mice (KK / Ta Jcl), and KKAy (10w) is the hepatocytes of diabetic model mice (KKAy / Ta Jcl). Represents the expression level of the OAT gene. OAT activity (b) means OAT enzyme activity, KK / Ta is OAT enzyme activity in normal mouse (KK / Ta Jcl) hepatocytes, KKAy / Ta is diabetes model mouse (KKAy / Ta Jcl) Represents the enzymatic activity of OAT in hepatocytes. FIG. 3 is a graph showing the results of measurement of OAT gene expression (a) and enzyme activity (b) of OAT in the liver from db / db mice, which are diabetes model mice, in the pharmacological test of Example 6. In OAT gene expression (a), db / m is the expression level of the OAT gene in hepatocytes of normal mice (BKS.Cg-m + / + Leprdb / Jcl), and db / db is the diabetes model mouse (BKS.Cg- (+ Leprdb / + Leprdb / Jcl) represents the expression level of the OAT gene in hepatocytes. OAT activity (b) means the enzyme activity of OAT, db / m is the enzyme activity of OAT in hepatocytes of normal mice (BKS.Cg-m + / + Leprdb / Jcl), and db / db is a diabetes model mouse ( (BKS.Cg- + Leprdb / + Leprdb / Jcl) represents the enzyme activity of OAT in hepatocytes. FIG. 4 is a graph obtained by analyzing the expression levels of various genes per unit RNA amount using the Gene Chip system of Affymetrix by Ascenta (Gene Logics), which is a disease-related database of Example 7. (A) shows the comparison result of the expression level of the OAT gene in a patient who does not have diabetes and a patient with diabetes. Liver, Normal; Non-diabetes shows the results of patients without diabetes, and Liver, Normal; Diabetes shows the results of diabetic patients. (B) shows the comparison result of the expression level of the OAT gene in obese non-diabetic patients and diabetic patients. Liver, Normal; Obesity; shows the expression level of the OAT gene in obese non-diabetic patients, and Liver, Normal; Diabetes shows the results of diabetic patients. FIG. 5 (a) In the pharmacological test of Example 8, 5-FM-orunitine was intraperitoneally administered to db / db mice (BKS.Cg− + Leprdb / + Leprdb / Jcl) which are diabetes model mice, and 24 hours later. It is a graph which shows the result of having extract | collected the liver and measuring OAT enzyme activity. FIG. 5 (b) shows that 5-FM-orunitine was orally administered to db / db mice (BKS.Cg− + Leprdb / + Leprdb / Jcl), which are diabetes model mice, in the pharmacological test of Example 8, and the liver was 24 hours later. Is a graph showing the results of measuring OAT enzyme activity. Control was administered with physiological saline, Metformin was administered with Metformin 300 mg / kg, and 5-FM-orunitine was administered with 5 mg / kg (racemic 20 mg / kg). FIG. 6 shows that in the pharmacological test of Example 9, (a) an OAT enzyme activity inhibitor was administered intraperitoneally to db / db mice (BKS.Cg− + Leprdb / + Leprdb / Jcl) as diabetes model mice. It is a graph which shows the result of having measured the blood glucose (glucose amount) at the time. Shows blood glucose level (glucose level) over time after single intraperitoneal administration of Control (saline), metformin (300 mg / kg), 5-FM-ornithine (20 mg / kg (racemic)) , ◆ is physiological saline, ■ is Metformin (300 mg / kg), ▲ is 5-FM-ornithine (20 mg / kg (racemic)), × is the result of administering a mixture of Metformin and 5-FM-ornithine It is. FIG. 7 shows the blood glucose level (glucose level) at the timing of 6 hours from the start of administration when the test substance was administered intraperitoneally once in the pharmacological test of Example 9. ◆ indicates physiological saline, ■ indicates Metformin (300 mg / kg), ▲ indicates 5-FM-ornithine (20 mg / kg (racemic)), and x indicates a mixture of Metformin and 5-FM-ornithine To do. FIG. 8 shows the lactic acid value (lactose amount) over time when a test substance is administered intraperitoneally once in the pharmacological test of Example 9. ◆ is physiological saline, ■ is Metformin (300 mg / kg), ▲ is 5-FM-ornithine (20 mg / kg (racemic)), × is the result of administering a mixture of Metformin and 5-FM-ornithine is there. FIG. 9 shows the blood glucose when an OAT enzyme activity inhibitor was continuously administered intraperitoneally to db / db mice (BKS.Cg− + Leprdb / + Leprdb / Jcl), which are diabetes model mice, in the pharmacological test of Example 10. It is a graph which shows the result of having measured glucose amount. Saline for saline, Metformin (300 mg / kg) for Met, 5-FM-ornithine for FM-orn (20 mg / kg (racemic)), Met + FM for Metformin and 5-FM-ornithine Means something. FIG. 10 shows the body weight when an OAT enzyme activity inhibitor was continuously administered intraperitoneally to db / db mice (BKS.Cg− + Leprdb / + Leprdb / Jcl) as a diabetes model mouse in the pharmacological test of Example 10. The results of measuring a) and weight gain (b) are shown. ◆ is raw food (saline), ■ is Metformin (300 mg / kg), ▲ is 5-FM-orn (5-FM-ornithine 5 mg (20 mg / kg (racemic))), × is Met + Fmor (Metformin and 5-FM-ornithine) FIG. 11 shows 7 cages when OAT activity inhibitors were continuously administered intraperitoneally to db / db mice (BKS.Cg− + Leprdb / + Leprdb / Jcl) as diabetes model mice in the pharmacological test of Example 10. The amount of food intake per person, the amount of drinking water, and the increase in floor covering weight are measured, and the values corrected per day are shown. ◆ is raw (saline), ■ is Metformin (300 mg / kg), ▲ is 5-FM-orn (5-FM-ornithine (20 mg / kg (racemic))), × is Met + Fmor (Metformin and Means those administered 5-FM-ornithine). FIG. 12 shows the expression level of various genes per unit RNA amount analyzed by Ascenta (Gene Logics), which is a disease-related database of Example 11, using the Gene Chip system of Affymetrix. The comparison result in the heart of the expression level of the OAT gene in the patient who does not suffer from cardiovascular disease and the patient with cardiovascular disease is shown. The black bar on the right of each bar graph shows the results of patients who do not have cardiovascular disease, and the white bar on the left shows the results of patients with cardiovascular disease.

以下の本発明を詳細に説明する。
本明細書において、アミノ酸、(ポリ)ペプチド、(ポリ)ヌクレオチドなどの略号による表示は、IUPAC−IUBの規定〔IUPAC-IUB Communication on Biological Nomenclature, Eur. J. Biochem., 138: 9 (1984)〕、「塩基配列又はアミノ酸配列を含む明細書等の作成のためのガイドライン」(日本国特許庁編)、および当該分野における慣用記号に従う。
The present invention is described in detail below.
In this specification, the abbreviations of amino acids, (poly) peptides, (poly) nucleotides, etc. are defined by IUPAC-IUB [IUPAC-IUB Communication on Biological Nomenclature, Eur. J. Biochem., 138: 9 (1984). ], “Guidelines for the preparation of specifications including base sequences or amino acid sequences” (edited by the Japan Patent Office), and conventional symbols in the field.

本明細書において「OAT遺伝子」または「OATのDNA」といった用語を用いる場合、特に言及しない限り、特定塩基配列(配列番号1)で示されるヒトOAT遺伝子(DNA)や、その同族体、変異体及び誘導体などをコードする遺伝子(DNA)を包含する趣旨で用いられる。具体的には、配列番号:1に記載のヒトOAT遺伝子(GenBank Accession No.NM_000274)や配列番号:3に記載のマウスOAT遺伝子(GenBank Accession No.NM_016978)および、配列番号:5に記載のラットOAT遺伝子(GenBank Accession No.NM_022521)などが挙げられる。
また当該「遺伝子」または「DNA」には、特定の塩基配列(配列番号:1、配列番号:3、配列番号:5)で示される「遺伝子」または「DNA」だけでなく、これらによりコードされるタンパク質と生物学的機能が同等であるタンパク質(例えば同族体(オルソログやスプライスバリアントなど)、変異体及び誘導体)をコードする「遺伝子」または「DNA」が包含される。かかる同族体、変異体または誘導体をコードする「遺伝子」または「DNA」としては、具体的には、後述の(3-1)項に記載のストリンジェントな条件下で、前記の配列番号:1、配列番号:3、配列番号:5の特定塩基配列の相補配列とハイブリダイズする塩基配列を有する「遺伝子」または「DNA」を挙げることができる。
本明細書において「ポリヌクレオチド」とは、RNAおよびDNAのいずれをも包含する趣旨で用いられる。
When using the term “OAT gene” or “OAT DNA” in the present specification, unless otherwise stated, the human OAT gene (DNA) represented by a specific nucleotide sequence (SEQ ID NO: 1), its homologues and variants And a gene (DNA) encoding a derivative or the like. Specifically, the human OAT gene described in SEQ ID NO: 1 (GenBank Accession No. NM_000274), the mouse OAT gene described in SEQ ID NO: 3 (GenBank Accession No. NM_016978), and the rat described in SEQ ID NO: 5. Examples include the OAT gene (GenBank Accession No. NM_022521).
The “gene” or “DNA” is encoded not only by “gene” or “DNA” represented by a specific base sequence (SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 5) but also by these. Also included are “genes” or “DNAs” that encode proteins (eg, homologues (orthologs, splice variants, etc.), variants and derivatives) that have biological functions equivalent to those of the protein. Specifically, the “gene” or “DNA” encoding the homologue, variant or derivative is the above-mentioned SEQ ID NO: 1 under the stringent conditions described in the following section (3-1). And “gene” or “DNA” having a base sequence that hybridizes with a complementary sequence of the specific base sequence of SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 5.
In the present specification, “polynucleotide” is used to include both RNA and DNA.

本明細書において「OATタンパク質」または単に「OAT」といった用語を用いる場合、特に言及しない限り、特定アミノ酸配列(配列番号2)で示されるヒトOATだけでなく、これらと生物学的機能が同等であることを限度として、その同族体(オルソログやスプライスバリアント)、変異体、誘導体、成熟体及びアミノ酸修飾体などを包含する趣旨で用いられる。ここでオルソログとしては、ヒトのタンパク質に対応するマウスやラットなど他生物種のタンパク質が例示でき、これらはHomoloGene(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/HomoloGene/)により同定された遺伝子の塩基配列(配列番号1)から同定することができる。また変異体には、天然に存在するアレル変異体、天然に存在しない変異体、及び人為的に欠失、置換、付加または挿入されることによって改変されたアミノ酸配列を有する変異体が包含される。なお、上記変異体としては、変異のないタンパク質または(ポリ)ペプチドと、少なくとも70%、好ましくは80%、より好ましくは95%、さらにより好ましくは97%相同なものを挙げることができる。またアミノ酸修飾体には、天然に存在するアミノ酸修飾体、天然に存在しないアミノ酸修飾体が包含され、アミノ酸のリン酸化体等が挙げられる。具体的には、配列番号:2(GenBank Accession No. NP_000265)に記載のアミノ酸配列を有するヒトOATや、配列番号:4(GenBank Accession No.NP_058674)に記載のアミノ酸配列を有するマウスOATおよび、配列番号:6(GenBank Accession No.NP_071966)に記載のアミノ酸配列を有するラットOATなどが挙げられる。   When the term “OAT protein” or simply “OAT” is used herein, not only human OAT represented by the specific amino acid sequence (SEQ ID NO: 2) but also biological functions thereof are equivalent unless otherwise stated. As long as there is a certain limit, it is used to include homologues thereof (orthologs and splice variants), mutants, derivatives, matured forms, and amino acid modifications. Examples of orthologs include proteins from other species such as mice and rats that correspond to human proteins, and these were identified by HomoloGene (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/HomoloGene/). It can be identified from the base sequence of the gene (SEQ ID NO: 1). Variants also include naturally occurring allelic variants, non-naturally occurring variants, and variants having amino acid sequences that have been altered by artificial deletion, substitution, addition or insertion. . Examples of the mutant include those that are at least 70%, preferably 80%, more preferably 95%, and still more preferably 97% homologous to a protein or (poly) peptide without mutation. The amino acid modifications include naturally occurring amino acid modifications and non-naturally occurring amino acid modifications, and include phosphorylated forms of amino acids. Specifically, human OAT having the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 2 (GenBank Accession No. NP_000265), mouse OAT having the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 4 (GenBank Accession No. NP_058674), and sequence And rat OAT having the amino acid sequence described in No. 6 (GenBank Accession No. NP_071966).

本明細書において、OAT酵素活性阻害剤は、天然に存在する化合物、合成された化合物、RNAi 効果を示す核酸等、低分子化合物、低分子ペプチド、低分子ポリヌクレオチドを含む。これらは適当な塩や溶媒和物の形態を有していてもよい。また、OATをコードする遺伝子に対するアンチセンスオリゴヌクレオチドなどの核酸を遺伝子治療に用いることができ、そのような態様も本発明に含まれる。本発明におけるOATの酵素活性阻害剤にはオルニチン誘導体、OATアンチセンスオリゴヌクレオチド、OATのsiRNA、抗OAT抗体などが挙げられる。
本発明に用いるオルニチン誘導体には、オルニチンから誘導される化合物や製薬学的に許容される塩、これらのDもしくはL配座の光学異性体、及びこれらの混合物も含む。5FMOrnが特に好ましいオルニチン誘導体として挙げられる。
In the present specification, the OAT enzyme activity inhibitor includes a naturally occurring compound, a synthesized compound, a nucleic acid exhibiting an RNAi effect, and the like, a low molecular compound, a low molecular peptide, and a low molecular polynucleotide. These may have an appropriate salt or solvate form. In addition, nucleic acids such as antisense oligonucleotides for genes encoding OAT can be used for gene therapy, and such embodiments are also included in the present invention. OAT enzyme activity inhibitors in the present invention include ornithine derivatives, OAT antisense oligonucleotides, OAT siRNA, anti-OAT antibodies, and the like.
The ornithine derivatives used in the present invention include compounds derived from ornithine, pharmaceutically acceptable salts, optical isomers of these D or L conformations, and mixtures thereof. 5FMOrn is a particularly preferred ornithine derivative.

本発明に用いるアンチセンスオリゴヌクレオチドは、D N Aのコーディング配列又は5’ノンコーディング配列の中の断片D N Aと相補的な配列をもつD N A若しくはそのD N Aに対応するR N Aを言い、D N AもしくはR N Aに結合し、OATの発現を調節するものを意味する。アンチセンスオリゴヌクレオチドは、例えばOATタンパク質をコードする遺伝子の塩基配列を基にしてDNAとして製造するか、又はこのDNAをアンチセンスの向きに発現プラスミドに組み込むことでRNAとして製造することができる。このアンチセンスオリゴヌクレオチドは、塩基配列からなるDNAのコーディング配列、5’ ノンコーディング配列のいずれの部分のDNA断片と相補的な配列であってもよいが、好ましくは転写開始部位、翻訳開始部位、5’ 非翻訳領域、エクソンとイントロンとの境界領域もしくは 5’ C A P領域に相補的配列であることが望ましい。このアンチセンスオリゴヌクレオチドの好ましい長さとしては、例えば5〜200 塩基のものが挙げられ、さらに好ましくは10〜50塩基のものが挙げられ、特に好ましくは15〜50塩基のものが挙げられる。 アンチセンスオリゴヌクレオチドを発現プラスミドに組み込む場合は、このアンチセンスオリゴヌクレオチドの好ましい長さとしては、1000塩基以下、好ましくは500塩基以下、より好ましくは150塩基以下である。アンチセンスオリゴヌクレオチドを発現プラスミドに組み込んだ後、目的の細胞に常法に従って導入する。導入はリポソームや組換えウイルスなどを利用する方法で行うことができる。アンチセンスオリゴヌクレオチドの発現プラスミドは通常の発現ベクターを用いてプロモーターの下流、逆向きに、すなわちOAT遺伝子が3’ から5’ の向きに転写されるように、連結することにより作製できる。   Antisense oligonucleotide used in the present invention refers to DNA having a sequence complementary to a DNA coding sequence or a fragment DNA in a 5 ′ non-coding sequence or RNA corresponding to the DNA, and binds to DNA or RNA. It means something that regulates the expression of OAT. An antisense oligonucleotide can be produced, for example, as DNA based on the base sequence of a gene encoding an OAT protein, or can be produced as RNA by incorporating this DNA into an expression plasmid in the antisense orientation. The antisense oligonucleotide may be a sequence complementary to the DNA coding sequence of DNA consisting of a base sequence or a DNA fragment of any part of the 5 ′ non-coding sequence, preferably a transcription initiation site, a translation initiation site, It is desirable that the sequence is complementary to the 5 ′ untranslated region, the border region between exons and introns, or the 5 ′ CAP region. Preferable length of this antisense oligonucleotide is, for example, 5 to 200 bases, more preferably 10 to 50 bases, and particularly preferably 15 to 50 bases. When an antisense oligonucleotide is incorporated into an expression plasmid, the preferred length of the antisense oligonucleotide is 1000 bases or less, preferably 500 bases or less, more preferably 150 bases or less. After the antisense oligonucleotide is incorporated into an expression plasmid, it is introduced into a target cell according to a conventional method. The introduction can be performed by a method using a liposome or a recombinant virus. An antisense oligonucleotide expression plasmid can be prepared by ligation using a normal expression vector, downstream of the promoter and in the reverse direction, that is, so that the OAT gene is transcribed in the 3 'to 5' direction.

発明に用いるsiRNA(short-interferingRNA)」は、mRNAに相同的な15〜40塩基程度で両方の3’末端が突き出た短い二本鎖R N Aである。siRNAは、OATのcDNAを鋳型として合成することができる。本発明に用いられるs i R N Aは、OATの塩基配列に対して、上記アンチセンスオリゴヌクレオチドと同様の関係を有するものであってよい。 siRNAは、細胞内に導入されると、標的m R N Aを配列特異的に認識して切断することにより標的遺伝子の発現を阻害する。
本発明に用いる「抗OAT抗体」は、OATを特異的に認識することの出来る抗体、もしくは、OATに対する抗体・基質に対する抗体、いずれに対する抗体であってもOAT酵素活性阻害能を示す限り有用である。「特異的に認識する」とは、OATに結合することを意味する。抗体はポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、キメラ抗体、一本鎖抗体、またはFabフラグメントやFab発現ライブラリーによって生成されるフラグメントなどのように抗原結合性を有する上記抗体の一部のいずれでもよい。また、抗原となるOATタンパク質、又はそれらのエピトープを含むペプチド断片等を用い、当業者に公知の常法により抗体を得ることができる。抗体が市販されている場合は、それらを用いてもよい。抗OAT抗体は、生活習慣病の治療薬、糖尿病の症状である糖産生を抑制する薬剤を検出するためのスクリーニング方法、免疫学的診断として有用である。
The “siRNA (short-interfering RNA) used in the invention” is a short double-stranded RNA having about 15 to 40 bases homologous to mRNA and protruding at both 3 ′ ends. siRNA can be synthesized using OAT cDNA as a template. The siRNA used in the present invention may have the same relationship as that of the above-mentioned antisense oligonucleotide with respect to the base sequence of OAT. When siRNA is introduced into a cell, it recognizes and cleaves the target mRNA in a sequence-specific manner, thereby inhibiting the expression of the target gene.
The “anti-OAT antibody” used in the present invention is useful as long as it shows an ability to inhibit OAT enzyme activity, whether it is an antibody capable of specifically recognizing OAT, or an antibody against OAT / substrate. is there. “Specifically recognizes” means binding to OAT. The antibody may be a polyclonal antibody, a monoclonal antibody, a chimeric antibody, a single chain antibody, or a part of the above antibody having antigen binding properties such as a Fab fragment or a fragment generated by a Fab expression library. Further, an antibody can be obtained by a conventional method known to those skilled in the art using an OAT protein as an antigen, or a peptide fragment containing the epitope thereof. If antibodies are commercially available, they may be used. The anti-OAT antibody is useful as a therapeutic agent for lifestyle-related diseases, a screening method for detecting a drug that suppresses glucose production, which is a symptom of diabetes, and an immunological diagnosis.

OAT酵素活性阻害剤を有効成分として含有する薬剤の剤形は、水などに溶解した形態、粉末化した形態、あるいは、そのまま利用することが可能であり、製剤としてもよく、また飲食品、医薬などに適宜配合することができる。一般的には適当な液体担体に溶解するかもしくは分散させ、または、適当な粉末担体と混合するか、もしくはこれに吸着させ、場合によっては、さらにこれらに乳化剤、分散剤、懸濁剤、展着剤、浸透剤、湿潤剤、安定剤などを添加し、乳剤、油剤、水和剤、散剤、錠剤、カプセル剤(ソフトカプセルを含む)、液剤などの製剤として使用する。製剤として使用する場合における、化合物の使用量は製剤の形態によっても異なるが、0.01重量%以上50重量%以下が好ましい。本発明における有効成分を糖尿病の予防ないし治療剤として用いる場合には、前記のように、製剤学的に許容することのできる担体を含有することができる。siRNAは、直接細胞内に導入するか、siRNA発現ベクターに組み込んで導入することができる(「RNAi実験プロトコール」羊土社)。投与に際して、アンチセンスオリゴヌクレオチド、アンチセンスオリゴヌクレオチドの化学的修飾体又はsiRNAをそのまま投与する場合、安定化剤、緩衝液、溶媒などと混合して製剤した後、抗生物質、抗炎症剤、麻酔薬などと同時に投与してもよい。
投与形態としては、特に限定がなく、例えば、散剤、細粒剤、顆粒剤、錠剤、カプセル剤、懸濁液、エマルジョン剤、シロップ剤、エキス剤、若しくは丸剤などの経口剤、又は注射剤、外用液剤、軟膏剤、坐剤、局所投与のクリーム、若しくは点眼薬などの非経口剤を挙げることができる。これらのうち経口剤は、賦形剤、結合剤、崩壊剤、界面活性剤、滑沢剤、流動性促進剤、希釈剤、保存剤、着色剤、香料、安定化剤、保湿剤、防腐剤、又は酸化防止剤などを用いて、常法に従って製造することができる。非経口剤も同様に常法で製造することができ、その投与方法としては、筋肉注射、静脈注射、経皮投与、直腸投与などが挙げられる。
The dosage form of a drug containing an OAT enzyme activity inhibitor as an active ingredient can be dissolved in water, powdered form, or can be used as it is, and can also be used as a formulation, food and drink, pharmaceutical It can mix | blend suitably. In general, it is dissolved or dispersed in a suitable liquid carrier, or mixed with a suitable powder carrier or adsorbed thereto, and in some cases, they are further mixed with an emulsifier, a dispersant, a suspension, Add a dressing, penetrating agent, wetting agent, stabilizer and the like, and use it as a preparation such as emulsion, oil, wettable powder, powder, tablet, capsule (including soft capsule), liquid. When used as a preparation, the amount of the compound used varies depending on the form of the preparation, but is preferably 0.01% by weight or more and 50% by weight or less. When the active ingredient in the present invention is used as a preventive or therapeutic agent for diabetes, it can contain a pharmaceutically acceptable carrier as described above. siRNA can be introduced directly into cells or incorporated into an siRNA expression vector ("RNAi Experimental Protocol" Yodosha). When administering antisense oligonucleotides, antisense oligonucleotide chemical modifications or siRNA as they are, they are mixed with stabilizers, buffers, solvents, etc., and then formulated with antibiotics, anti-inflammatory agents, anesthesia It may be administered simultaneously with drugs.
The dosage form is not particularly limited, and for example, oral preparations such as powders, fine granules, granules, tablets, capsules, suspensions, emulsions, syrups, extracts, or pills, or injections And parenteral preparations such as topical solutions, ointments, suppositories, topically applied creams, and eye drops. Of these, oral preparations are excipients, binders, disintegrants, surfactants, lubricants, fluidity promoters, diluents, preservatives, colorants, fragrances, stabilizers, humectants, preservatives. Or it can manufacture in accordance with a conventional method using antioxidant. Parenteral preparations can also be produced by conventional methods, and examples of the administration method include intramuscular injection, intravenous injection, transdermal administration, and rectal administration.

本発明におけるOAT酵素活性阻害剤を生活習慣病の治療に用いる時の投与量は、症状、年令、体重、性別等において異なるが、成人一人一日当り、1μg/kg〜100mg/kgを、好ましくは10μg/kg〜20mg/kgを、さらに好ましくは50μg/kg〜5mg/kgを、経口あるいは非経口で、連日又は数日から数週間おきに投与投与するとよい。また、この様な頻回の投与を避けるために徐放性のミニペレット製剤を作成し患部近くに埋め込むことも可能である。あるいはオスモチックポンプなどを用いて患部に連続的に徐々に投与することも可能である。このようにして投与すると、OAT酵素活性阻害作用を示し、糖尿病はじめ、生活習慣病の症状を低減することができる。   The dose when the OAT enzyme activity inhibitor in the present invention is used for treatment of lifestyle-related diseases varies depending on symptoms, age, body weight, sex, etc., but preferably 1 μg / kg to 100 mg / kg per adult day. May be administered at 10 μg / kg to 20 mg / kg, more preferably 50 μg / kg to 5 mg / kg, orally or parenterally, every day or every few days to every few weeks. In order to avoid such frequent administration, it is also possible to prepare a sustained-release mini-pellet preparation and embed it near the affected area. Alternatively, it can be gradually and gradually administered to the affected area using an osmotic pump or the like. When administered in this manner, it exhibits an OAT enzyme activity inhibitory effect and can reduce symptoms of lifestyle diseases such as diabetes.

OAT酵素活性阻害剤のスクリーニングに用いられる細胞としては、内在性および外来性を問わず、OAT遺伝子を発現する培養細胞全般を挙げることができる。OAT遺伝子の発現は、公知のノーザンブロット法やRT-PCR法にてこれらの遺伝子発現を検出することにより、容易に確認することができる。また、OATの酵素活性についても、o-AminobenzaldehydeがOAT酵素反応の産生物である1-Pyrroline-5-carboxylate(P-5-C)と反応して発色する、当業者に公知の測定方法(Journal of Biological Chemistry Vol.225 p825-834(1957))で容易に確認することが出来、他にもより高感度に放射性基質を用いて検出する方法 (Journal of Neurochemistry Vol.36 p501-505(1981))で確認することも出来る。この方法を用いた測定報告は、例えばラットでの組織ごとの活性の違いの検討(Biochimica et Biophysica Acta Vol.73 p222-231(1963)、Journal of Biological Chemistry Vol.243 p3327-3332(1968))や、ラット腎臓と肝臓での活性の検討(Archives of Biochemistry and Biophysics Vol.180 p472-479(1977))、ラット初代幹細胞を用いて活性制御について検討した報告(Annals of the New York Academy of Sciences Vol.349 p99-110(1980)、Archives of Biochemistry and Biophysics Vol.237 p373-385(1985))など多数存在するが、例えば、下記工程(a)、(b)、(c)、および(d)を含む、OAT酵素活性阻害剤候補物質のスクリーニング方法が挙げられる。
(a)被検物質を、生体試料および基質オルニチンと反応液(例えば、100mM potassium phosphate buffer(pH8.0)、0.1mM PLP、35mM ornithine、5mM o-aminobezaldehyde)に接触させる工程、
(b)37℃に保温した条件下、吸光光度計にて440nmの吸収を測定することで、上記(a)の工程で起因して生じるOATの酵素活性を検出、定量する工程、
(c)被検物質を生体試料に接触させない場合のOATの酵素活性と上記(b)の活性を比較する工程、および
(d)上記(c)の比較結果に基づいて、OATの酵素活性を阻害する被検物質を選択する工程。
Examples of cells used for screening for OAT enzyme activity inhibitors include all cultured cells that express the OAT gene, regardless of whether they are endogenous or exogenous. The expression of the OAT gene can be easily confirmed by detecting the expression of these genes by a known Northern blot method or RT-PCR method. In addition, OAT enzyme activity is also measured by a method known to those skilled in the art, in which o-Aminobenzaldehyde reacts with 1-Pyrroline-5-carboxylate (P-5-C), which is a product of the OAT enzyme reaction, to develop color ( Journal of Biological Chemistry Vol.225 p825-834 (1957)), and other detection methods using radioactive substrates with higher sensitivity (Journal of Neurochemistry Vol.36 p501-505 (1981 You can also check with)). Measurement reports using this method include, for example, examination of the difference in activity between tissues in rats (Biochimica et Biophysica Acta Vol. 73 p222-231 (1963), Journal of Biological Chemistry Vol. 243 p3327-3332 (1968)) In addition, studies on activity in rat kidney and liver (Archives of Biochemistry and Biophysics Vol. 180 p472-479 (1977)) and reports on activity control using rat primary stem cells (Annals of the New York Academy of Sciences Vol. .349 p99-110 (1980), Archives of Biochemistry and Biophysics Vol.237 p373-385 (1985)), etc., for example, the following steps (a), (b), (c), and (d) And a method for screening a candidate substance for an OAT enzyme activity inhibitor.
(A) contacting a test substance with a biological sample and a substrate ornithine and a reaction solution (for example, 100 mM potassium phosphate buffer (pH 8.0), 0.1 mM PLP, 35 mM ornithine, 5 mM o-aminobezaldehyde),
(B) a step of detecting and quantifying the enzyme activity of OAT caused by the step (a) above by measuring absorption at 440 nm with an absorptiometer under conditions kept at 37 ° C.,
(C) comparing the enzyme activity of OAT when the test substance is not contacted with a biological sample and the activity of (b) above, and (d) the enzyme activity of OAT based on the comparison result of (c) above. A step of selecting a test substance to be inhibited.

当該スクリーニングに用いられる細胞としては、具体的には、例えば、(A)糖尿病の動物モデルより単離、調製した肝臓組織や肝臓由来の細胞、(B)本発明遺伝子を導入した細胞を挙げることができる。ここで前者(A)糖尿病の動物モデルとしては、糖尿病の動物モデルとして周知であれば如何なる動物モデルでもよく、具体的には、KKAy/TaJcl、BKS Cg-+Lepradb/+Leprdb/Jcr等を挙げることができる。後者(B)の本発明遺伝子導入細胞としては、前者(A)の細胞の他、通常遺伝子導入に用いられる宿主細胞、すなわちL-929(結合組織由来、ATCC株番号CCL-1)、C127I(乳癌組織由来、ATCC株番号CRL-1616)、Sp2/0-Ag14(骨髄腫由来、ATCC株番号CRL-1581)、NIH3T3(胎児組織由来、ATCC株番号CRL-1658)等のマウス由来細胞、ラット由来細胞、BHK-21(シリアンハムスター仔腎組織由来、ATCC株番号CCL-10)、CHO-K1(チャイニーズハムスター卵巣由来、ATCC株番号CCL-61)等のハムスター由来細胞、COS1(アフリカミドリザル腎組織由来、ATCC株番号CRL-1650)、CV1(アフリカミドリザル腎組織由来、ATCC株番号CCL-70)、Vero(アフリカミドリザル腎組織由来、大日本住友製薬株式会社)等のサル由来細胞、HeLa(子宮けい部癌由来、大日本住友製薬株式会社)、293(胎児腎由来、ATCC株番号CRL-1573)等のヒト由来細胞、およびSf9(Invitrogen Corporation)、Sf21(Invitrogen Corporation)等の昆虫由来細胞などを挙げることができる。さらに、本発明のスクリーニング方法に用いられる細胞には、細胞の集合体である組織なども含まれる。   Specific examples of cells used in the screening include (A) liver tissue and liver-derived cells isolated and prepared from animal models of diabetes, and (B) cells into which the gene of the present invention has been introduced. Can do. Here, the animal model of the former (A) diabetes may be any animal model as long as it is known as an animal model of diabetes, and specifically, KKAy / TaJcl, BKS Cg- + Lepradb / + Leprdb / Jcr, etc. be able to. The latter (B) of the gene-introduced cell of the present invention includes, in addition to the former (A) cell, a host cell usually used for gene introduction, namely L-929 (derived from connective tissue, ATCC strain number CCL-1), C127I ( Breast cancer tissue-derived, ATCC strain number CRL-1616), Sp2 / 0-Ag14 (myeloma-derived, ATCC strain number CRL-1581), NIH3T3 (fetal tissue-derived, ATCC strain number CRL-1658) and other mouse-derived cells, rats Derived cells, BHK-21 (derived from Syrian hamster kidney tissue, ATCC strain number CCL-10), hamster-derived cells such as CHO-K1 (derived from Chinese hamster ovary, ATCC strain number CCL-61), COS1 (African green monkey kidney tissue) Origin, ATCC strain number CRL-1650), CV1 (derived from African green monkey kidney tissue, ATCC strain number CCL-70), Vero (derived from African green monkey kidney tissue, Sumitomo Dainippon Pharma Co., Ltd.), HeLa (uterus Cervical cancer-derived, Dainippon Sumitomo Pharma Co., Ltd.), 293 (fetal kidney-derived, ATCC strain number CRL-1573) and other human-derived cells, And insect-derived cells such as Sf9 (Invitrogen Corporation) and Sf21 (Invitrogen Corporation). Furthermore, the cells used in the screening method of the present invention include tissues that are aggregates of cells.

本発明スクリーニング法には細胞のみならずOAT活性を含む酵素溶液、あるいは精製タンパク質を用いることもできる。   In the screening method of the present invention, not only cells but also an enzyme solution containing OAT activity or a purified protein can be used.

本発明スクリーニング方法によってスクリーニングされる被験物質(候補物質)は、制限されないが、核酸(OAT遺伝子のアンチセンスヌクレオチドを含む)、ペプチド、ポリペプチド、タンパク質、有機化合物、無機化合物、それらの適切な塩や溶媒和物などであり、本発明スクリーニングは、具体的にはこれらの被験物質またはこれらを含む試料(被験試料)を上記細胞および/または組織あるいは酵素溶液、精製タンパク質と接触させることにより行われる。かかる被験試料としては、被験物質を含む細胞抽出液、遺伝子ライブラリーの発現産物、合成低分子化合物、合成ペプチド、天然化合物などが挙げられるが、これらに制限されない。また本発明スクリーニングに際して、被験物質と細胞あるいは酵素タンパク質とを接触させる条件は、特に制限されないが、細胞と接触させる場合は、該細胞が死滅せず且つOAT遺伝子を発現できる培養条件(温度:30℃〜40℃、pH:6.5〜8.5、培地:William's Medium E、10%FBS、100nM 3,3,5-triiodo-L-thyronine、100nM Dexamethasone 、1nM Insulinなど(ラット初代培養肝細胞の場合))を選択するのが好ましく、酵素タンパク質と接触させる場合は酵素活性を失活しない条件、例えば100mM potassium phosphate buffer(pH8.0)、0.1mM PLP、35mM ornithine、5mM o-aminobezaldehydeといった条件が好ましい。
本発明のスクリーニング方法により選別される物質は、OAT酵素活性阻害剤として位置づけることができる。これらの物質は、OATの酵素活性を阻害することによって、糖尿病の発症、進行を抑制し、よって、糖尿病を予防、改善または治療する薬物の有力な候補物質となる。
Test substances (candidate substances) to be screened by the screening method of the present invention are not limited, but include nucleic acids (including antisense nucleotides of OAT gene), peptides, polypeptides, proteins, organic compounds, inorganic compounds, and appropriate salts thereof. Specifically, the screening of the present invention is performed by bringing these test substances or a sample (test sample) containing them into contact with the cells and / or tissues, enzyme solution, or purified protein. . Examples of such test samples include, but are not limited to, cell extracts containing test substances, gene library expression products, synthetic low-molecular compounds, synthetic peptides, natural compounds, and the like. In the screening of the present invention, the condition for bringing the test substance into contact with the cell or the enzyme protein is not particularly limited. However, when the test substance is brought into contact with the cell, the culture condition (temperature: 30) in which the cell does not die and can express the OAT gene. ℃ -40 ℃, pH: 6.5-8.5, Medium: William's Medium E, 10% FBS, 100 nM 3,3,5-triiodo-L-thyronine, 100 nM Dexamethasone, 1 nM Insulin, etc. (rat primary cultured hepatocytes In the case of contact with enzyme protein, the enzyme activity is not inactivated, for example, 100 mM potassium phosphate buffer (pH 8.0), 0.1 mM PLP, 35 mM ornithine, 5 mM o-aminobezaldehyde. Is preferred.
A substance selected by the screening method of the present invention can be positioned as an OAT enzyme activity inhibitor. These substances inhibit the onset and progression of diabetes by inhibiting the enzyme activity of OAT, and thus become potential candidates for drugs for preventing, ameliorating or treating diabetes.

本明細書において「疾患マーカー」とは、生活習慣病の罹患の有無、罹患の程度若しくは改善の有無や改善の程度を検出・診断するために直接または間接的に利用されるものをいう。例えばi)OAT遺伝子を特異的に認識し、また結合することのできるポリ・オリゴヌクレオチド、ii) OATタンパク質を特異的に認識し、また結合することのできる抗体、また、iii)OAT酵素活性が挙げられる。以下にi)、ii)、iii)の診断方法を示す。   In the present specification, the “disease marker” refers to those used directly or indirectly to detect / diagnose the presence / absence, degree of morbidity, presence / absence or improvement of lifestyle-related diseases. For example, i) a poly-oligonucleotide capable of specifically recognizing and binding to an OAT gene, ii) an antibody capable of specifically recognizing and binding to an OAT protein, and iii) an OAT enzyme activity Can be mentioned. The diagnostic methods i), ii) and iii) are shown below.

i)OAT遺伝子発現による診断方法
診断に用いられる試料には、被験者の生体試料(血液、細胞懸濁液、細胞抽出液)を挙げることが出来る。(a)RNeasy Mini Kit(QIAGEN)を用いて、該生体試料からtotal RNAを抽出、調製する工程、(b)得られたtotal RNAを鋳型に、TaqMan Reverse Transcription Reagents(Applied Biosystems 社製)を用いてrandom primerでcDNAを調整する工程、(c)当業者に周知のRT-PCR法により、cDNAを鋳型に、OATをコードする一対のプライマー(上記cDNA(−鎖)に結合する正鎖、+鎖に結合する逆鎖)を用いて、SYBR Green RT-PCR Reagents (Applied Biosystems 社製)を用いてプロトコールに従ってRT-PCR反応液を調製し、ABI PRIME 7900 Sequence Detection System (Applied Biosystems 社製)で反応させて、該反応物を検出、定量する工程、(d)健常人と生活習慣病患者の生体試料を用いてOAT遺伝子の発現量と生活習慣病の相関値を事前に作成する工程、(e)上記(d)に記載の相関値を指標に、上記被験者について得られる測定結果を健常人について得られる測定結果と対比して、OAT遺伝子の発現量が増大している場合に生活習慣病に罹患していると判断する工程を含んで診断する方法。
i) Diagnosis method based on OAT gene expression Examples of samples used for diagnosis include biological samples (blood, cell suspension, cell extract) of a subject. (a) A step of extracting and preparing total RNA from the biological sample using RNeasy Mini Kit (QIAGEN), (b) TaqMan Reverse Transcription Reagents (Applied Biosystems) using the obtained total RNA as a template And (c) a pair of primers encoding the OAT (positive strand that binds to the cDNA (-strand), + Using the SYBR Green RT-PCR Reagents (Applied Biosystems), prepare an RT-PCR reaction solution according to the protocol using the ABI PRIME 7900 Sequence Detection System (Applied Biosystems). A step of detecting and quantifying the reaction product, (d) a step of preparing a correlation value between the expression level of the OAT gene and lifestyle-related diseases in advance using biological samples of healthy individuals and lifestyle-related diseases; e) Measurement results obtained for the subject using the correlation value described in (d) above as an index. A method of diagnosis comprising the step of determining that the subject is suffering from a lifestyle-related disease when the expression level of the OAT gene is increased in comparison with the measurement result obtained for a healthy person.

ii) OATタンパク質発現による診断方法
診断に用いられる試料には、被験者の生体試料(血液、細胞懸濁液、細胞抽出液)を挙げることが出来る。OAT抗体、あるいはあるいは二次抗体に、酵素標識、発色標識、放射標識又は発光標識などの標識を結合し、この標識を検出又は測定することにより行うことができる。本発明で行うことができるイムノアッセイとしては、ELISA、ウェスタンブロット、免疫沈降、スロット或いはドットブロットアッセイ、免疫組織染色、ラジオイムノアッセイ(RIA)、蛍光イムノアッセイ、アビジン−ビオチン又はストレプトアビジン−ビオチン系を用いるイムノアッセイなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
例として、ELISAによる診断方法としては、ELISA定量キット(Quantikine:R&Dシステムズ社製)に添付されたマニュアルに従って測定するが、(a)ELISA用96穴プレートに抗OAT 1次抗体をコーティングする工程、(b)調製した生体試料を(a)のプレートに添加する工程、(c)アビジン-抗OAT 2次抗体を(c)のプレートに添加する工程、(d)ビオチンを(c)の中プレートに添加し、OATタンパク質の産生量を検出、定量する工程、する工程、(e)健常人と生活習慣病患者の生体試料を用いてOATタンパク質の産生量と生活習慣病の相関値を事前に作成する工程、(f)上記(e)に記載の相関値を指標に、上記被験者について得られる測定結果を健常人について得られる測定結果と対比して、OATタンパク質の発現量が増大している場合に生活習慣病に罹患していると判断する工程を含んで診断する方法が挙げられる。
ii) Diagnosis method by OAT protein expression Examples of samples used for diagnosis include biological samples of subjects (blood, cell suspension, cell extract). A label such as an enzyme label, a chromogenic label, a radiolabel, or a luminescent label is bound to an OAT antibody or a secondary antibody, and this label can be detected or measured. Immunoassays that can be performed in the present invention include ELISA, Western blot, immunoprecipitation, slot or dot blot assay, immunohistochemical staining, radioimmunoassay (RIA), fluorescent immunoassay, immunoassay using avidin-biotin or streptavidin-biotin system However, it is not limited to these.
For example, as a diagnostic method by ELISA, measurement is performed according to a manual attached to an ELISA quantification kit (Quantikine: manufactured by R & D Systems), (a) a step of coating an anti-OAT primary antibody on a 96-well plate for ELISA, (B) The step of adding the prepared biological sample to the plate of (a), (c) The step of adding the avidin-anti-OAT secondary antibody to the plate of (c), (d) The middle plate of (c) The step of detecting and quantifying the production amount of OAT protein, and the step of (e) correlating the correlation between the production amount of OAT protein and lifestyle-related diseases in advance using biological samples of healthy individuals and patients with lifestyle-related diseases (F) Using the correlation value described in (e) as an index, the measurement result obtained for the subject is compared with the measurement result obtained for a healthy person, and the expression level of OAT protein is increased. If lifestyle-related diseases And a method of diagnosis including the step of determining that the patient is affected.

iii) OAT酵素活性による診断方法
診断に用いられる試料には、被験者の生体試料(血液、細胞懸濁液、細胞抽出液)を挙げることが出来る。(a)生体試料および基質オルニチンと反応液(100mM potassium phosphate buffer(pH8.0)、0.1mM PLP、35mM ornithine、5mM o-aminobezaldehyde)と混合する工程、
(b)37℃に保温した条件下、吸光光度計にて440nmの吸収を測定することで、上記(a)の工程で起因して生じるOATの酵素活性を検出、定量する工程、
(c)健常人と生活習慣病患者の生体試料を用いてOAT酵素活性と生活習慣病の相関値を事前に作成する工程、(d)上記(c)に記載の相関値を指標に、被験者について得られる測定結果を健常人について得られる測定結果と対比して、OAT酵素活性の値が増大している場合に生活習慣病に罹患していると判断する工程を含んで診断する方法が挙げられる。
iii) Diagnosis method based on OAT enzyme activity Samples used for diagnosis include biological samples (blood, cell suspension, cell extract) of a subject. (A) mixing biological sample and substrate ornithine with a reaction solution (100 mM potassium phosphate buffer (pH 8.0), 0.1 mM PLP, 35 mM ornithine, 5 mM o-aminobezaldehyde),
(B) a step of detecting and quantifying the enzyme activity of OAT caused by the step (a) above by measuring absorption at 440 nm with an absorptiometer under conditions kept at 37 ° C.,
(C) a step of preparing in advance a correlation value between OAT enzyme activity and lifestyle-related disease using biological samples of healthy individuals and patients with lifestyle-related disease, (d) subject using the correlation value described in (c) above as an index Compared with the measurement results obtained for healthy subjects, the method includes a step of determining that the patient is suffering from a lifestyle-related disease when the value of OAT enzyme activity is increased. It is done.

次に本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。しかし本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。 Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

実施例1 (RT-PCR)
RNeasy Mini Kit(QIAGEN)を用いて、マウス肝組織からtotal RNAを抽出した。また、ラット初代培養系肝細胞からはQuickGene800(Fujifilm)でRNA cultured cell kit S(Fujifilm)を用いてtotal RNAを調製した。得られたtotal RNAはTaqMan Reverse Transcription Reagents(Applied Biosystems 社製)を用いてrandom primerでcDNA合成を行なった。
RT-PCR法は、肝臓組織あるいは肝臓細胞から得られたRNAを鋳型として調製したcDNAを鋳型としてOATをコードする塩基配列領域が特異的に増幅できるように、一対のプライマー(上記cDNA(−鎖)に結合する正鎖、+鎖に結合する逆鎖)を設計し、通常の方法で合成する。マウスOATを定量する際には配列番号7と8の配列を有するプライマーを用いた。ラットOATを定量する際には配列番号9と10の配列を有するプライマーを用いた。合成したプライマーを用いてSYBR Green RT-PCR Reagents (Applied Biosystems 社製)を用いてプロトコールに従ってRT-PCR反応液を調製し、ABI PRIME 7900 Sequence Detection System (Applied Biosystems 社製)で反応させて、該反応物を検出、定量した。
Example 1 (RT-PCR)
Total RNA was extracted from mouse liver tissue using RNeasy Mini Kit (QIAGEN). In addition, total RNA was prepared from rat primary cultured hepatocytes using QuickGene800 (Fujifilm) and RNA cultured cell kit S (Fujifilm). The obtained total RNA was subjected to cDNA synthesis with random primers using TaqMan Reverse Transcription Reagents (Applied Biosystems).
The RT-PCR method uses a pair of primers (the above cDNA (-strand) so that the nucleotide sequence region encoding OAT can be specifically amplified using cDNA prepared from RNA obtained from liver tissue or liver cells as a template. ) And the reverse chain that binds to the + strand are designed and synthesized in the usual manner. When quantifying mouse OAT, primers having the sequences of SEQ ID NOs: 7 and 8 were used. When quantifying rat OAT, primers having the sequences of SEQ ID NOs: 9 and 10 were used. Using the synthesized primers, prepare an RT-PCR reaction solution according to the protocol using SYBR Green RT-PCR Reagents (Applied Biosystems) and react with ABI PRIME 7900 Sequence Detection System (Applied Biosystems). The reaction product was detected and quantified.

実施例2 (OAT活性の測定)
肝臓中のOAT活性測定は採材した肝臓に対し、4倍量の抽出バッファー(100mM KP(pH8.0), 100uM PLP, 150mM KCl, 10mM 2-ME)を添加し、氷冷しながらホモジェナイザー(Ultra Turrax)で破砕した。破砕後、エッペンチューブにとり、2000rpmで2min遠心し上清を活性測定に使用した。20mM α-ketoglutalate を含む反応液と含まない反応液(100mM potassium phosphate buffer(pH8.0)、0.1mM PLP、35mM ornithine、5mM o-aminobezaldehyde)を1mlずつエッペンチューブにとりあらかじめ37℃に保温した。50μlのサンプルを添加し、直ちに攪拌後、37℃で保温した。適宜反応時間後100%TCAを50ul添加し、攪拌して反応を停止した。室温で30min放置した後、15,000rpm, 5min遠心し、得られた上清の440nmの吸収を測定した。α-ketoglutalateを含むチューブと含まないチューブの吸光度の差から得られた吸光度を反応産物の吸光係数2.45(mmol,cm,A440nm)を用いて濃度を算出した。
Example 2 (Measurement of OAT activity)
To measure the OAT activity in the liver, add 4 times the amount of extraction buffer (100 mM KP (pH 8.0), 100 uM PLP, 150 mM KCl, 10 mM 2-ME) to the collected liver, and cool with ice. It was crushed with a Nizer (Ultra Turrax). After crushing, it was placed in an Eppendorf tube, centrifuged at 2000 rpm for 2 min, and the supernatant was used for activity measurement. 1 ml each of a reaction solution containing 20 mM α-ketoglutalate and a reaction solution not containing (100 mM potassium phosphate buffer (pH 8.0), 0.1 mM PLP, 35 mM ornithine, 5 mM o-aminobezaldehyde) were placed in an Eppendorf tube and kept at 37 ° C. in advance. 50 μl of sample was added, immediately stirred and kept at 37 ° C. After the reaction time, 50 ul of 100% TCA was added and stirred to stop the reaction. After standing at room temperature for 30 min, it was centrifuged at 15,000 rpm for 5 min, and the absorbance at 440 nm of the obtained supernatant was measured. The concentration obtained from the absorbance obtained from the difference in absorbance between the tube containing α-ketoglutalate and the tube not containing α-ketoglutalate was calculated using the extinction coefficient of reaction product 2.45 (mmol, cm, A440 nm).

実施例3 (ラット初代培養肝細胞の調製)
コラゲナーゼ潅流法(J Cell Biol, 43:506-520, 1969)に準じてラット肝細胞を単離した。
ウイスターラット(オス8週齡;264g)をソムノペンチルの腹中内注射にて麻酔した。EtOH消毒して開腹し、門脈血管を露出させ、サーフローフラッシュ(22G)を刺した後、あらかじめ37℃に保温したLiver Perfusion Medium(Gibco #17701-038)をペリスタポンプで灌流を開始し、下大静脈を切断した。放血後、下記のように調製、保温したコラゲナーゼ液で灌流を開始した。
コラゲナーゼ液の調製は以下のように実施した。Liberase Blenzyme 2 液(Roche 5mg/ml) 400μlに10%BSA(Sigma A-6003)液400μlと10% Trypsin Inhibitor(Sigma T-6522) 200μlを加え、混和した。あらかじめ10% BSAを2ml加え攪拌した溶解液(HANKS'BALANCED SALT powder (Sigma H-6136)、HEPES 2.38g/L, 炭酸水素ナトリウム 0.35g/L) 200mlに混合したLiberase液を加え、穏やかに攪拌して使用した。
コラゲナーゼ液で充分に灌流して消化した後、一旦Liver Perfusion Mediumでの灌流に切り替え、消化を停止した。消化した肝臓を切り取り、wash buffer(HANKS' BARANCED SALT(Sigma H-6136)、5%FBS(JRH Cat. No. 12176-500M)、HEPES 2,38g/L、炭酸水素Na 0.35g/L、EGTA 0.19g/L)中に細胞を分散させ回収した。メッシュを通しながらwash bufferで5回洗浄後、培地(William's Medium E、10%FBS、100nM 3,3,5-triiodo-L-thyronine、100nM Dexamethasone 、1nM Insulin)に懸濁した。
Example 3 (Preparation of rat primary cultured hepatocytes)
Rat hepatocytes were isolated according to the collagenase perfusion method (J Cell Biol, 43: 506-520, 1969).
Wistar rats (male 8 weeks old; 264 g) were anesthetized by intraperitoneal injection of somnopentyl. After sterilization with EtOH, the portal vein was exposed, and the Sirflow Flash (22G) was stabbed, followed by perfusion with Liver Perfusion Medium (Gibco # 17701-038) pre-heated at 37 ° C with a peristaltic pump. The vein was cut. After exsanguination, perfusion was started with a collagenase solution prepared and kept warm as described below.
The collagenase solution was prepared as follows. To 400 μl of Liberase Blenzyme 2 solution (Roche 5 mg / ml), 400 μl of 10% BSA (Sigma A-6003) solution and 200 μl of 10% Trypsin Inhibitor (Sigma T-6522) were added and mixed. Add 2 ml of 10% BSA in advance and add 200 ml of solution (HANKS'BALANCED SALT powder (Sigma H-6136), HEPES 2.38 g / L, sodium bicarbonate 0.35 g / L) and stir gently. Used.
After sufficient perfusion with a collagenase solution and digestion, the digestion was stopped by switching to perfusion with Liver Perfusion Medium. Cut out the digested liver, wash buffer (HANKS 'BARANCED SALT (Sigma H-6136), 5% FBS (JRH Cat.No. 12176-500M), HEPES 2,38 g / L, Na bicarbonate 0.35 g / L, EGTA The cells were dispersed and collected in 0.19 g / L). After washing 5 times with wash buffer while passing through the mesh, the suspension was suspended in a medium (William's Medium E, 10% FBS, 100 nM 3,3,5-triiodo-L-thyronine, 100 nM Dexamethasone, 1 nM Insulin).

実施例4 (siRNAの導入)
siRNAはRNAiFect Transfection Reagent(QIAGEN社)を用いて導入した。siRNAはコントロールとしてscramble siRNA(target sequence 配列番号11)、ラットOATに対するsiRNAは2種(rOAT1 target sequence 配列番号12、rOAT4 target sequence 配列番号13)を使用した。ラット初代培養肝細胞を5×105cells/ml(12-well plate)で準備した(William's Medium E、10%FBS、100nM 3,3,5-triiodo-L-thyronine、100nM Dexamethasone 、1nM Insulin)。400pmolのsiRNAを400μlの EC-R buffer に懸濁、ヴォルテックス で10秒攪拌した。次にRNAiFect reagent 24μlを添加し、ヴォルテックス で10秒攪拌した。混合溶液をTypeII CollagenでコートされたCollagen coated 12Well Plate 2wellに200μlずつまき、室温で15min(以上)静置した。先に準備したラット初代肝細胞を600μl/well(3×105cells/well)ずつ添加した。3時間後、10倍濃度Pen./Str. (InvitrogenGibco Penicillin-Streptomycin Cat.No.15140-122)を60μl添加した。24時間培養した後、WME+10%FBS+1×Pen./Str.+1nMインスリン+100nMDexamethasoneで培地交換した。24時間培養した後、培地(WME+10%FBS+1×Pen./Str.+1nMインスリン+1nM Dexamethasone+100pM glucagon)を交換した。さらに24時間後、同様に培地交換した。3日後に糖産生の測定を行なった。細胞はD-PBS(-)で数回洗浄後、0.1% fructose,100uM cAMP,0.75mM oleate,10mM ornithineを含むD-MEM(Sigma Cat.No. D-5030に Sodium Bicarbonate(Sigma Cat.No.S-5761) 3.7g /L添加)を1ml/wellずつ添加し、37℃ CO2インキュベーターで6時間培養した。培養後、培養上清を回収し、グルコースCIIテストワコーアッセイ試薬(和光純薬 #4399090)で定量した。また、上清を回収した後の細胞からはQuickGene-800(Fujifilm)で RNA cultured cell kit Sを用いて RNA抽出を行った。Scramble siRNA導入細胞と比較してOATに対するsiRNA である、rOAT1・rOAT4の2種類を導入した細胞で糖産生の低下が認められた(図1)。
Example 4 (Introduction of siRNA)
siRNA was introduced using RNAiFect Transfection Reagent (QIAGEN). As siRNA, scramble siRNA (target sequence SEQ ID NO: 11) was used as a control, and two kinds of siRNA for rat OAT (rOAT1 target sequence SEQ ID NO: 12 and rOAT4 target sequence SEQ ID NO: 13) were used. Rat primary cultured hepatocytes were prepared at 5 × 10 5 cells / ml (12-well plate) (William's Medium E, 10% FBS, 100 nM 3,3,5-triiodo-L-thyronine, 100 nM Dexamethasone, 1 nM Insulin) . 400 pmol of siRNA was suspended in 400 μl of EC-R buffer and stirred with vortex for 10 seconds. Next, 24 μl of RNAiFect reagent was added and stirred with vortex for 10 seconds. 200 μl each of the mixed solution was placed in 2 wells of Collagen coated 12 Well Plate coated with Type II Collagen and allowed to stand at room temperature for 15 min (more). The previously prepared rat primary hepatocytes were added in an amount of 600 μl / well (3 × 10 5 cells / well). Three hours later, 60 μl of 10-fold concentration Pen./Str. (Invitrogen Gibco Penicillin-Streptomycin Cat. No. 15140-122) was added. After culturing for 24 hours, the medium was changed with WME + 10% FBS + 1 × Pen. / Str. + 1 nM insulin + 100 nMDexamethasone. After culturing for 24 hours, the medium (WME + 10% FBS + 1 × Pen. / Str. + 1 nM insulin + 1 nM Dexamethasone + 100 pM glucagon) was changed. After another 24 hours, the medium was changed in the same manner. Three days later, sugar production was measured. The cells were washed several times with D-PBS (-), and then D-MEM (Sigma Cat.No.D-5030 containing 0.1% fructose, 100 uM cAMP, 0.75 mMoleate, 10 mM ornithine in Sodium Bicarbonate (Sigma Cat.No. S-5761) (added 3.7 g / L) was added at 1 ml / well and cultured in a 37 ° C. CO 2 incubator for 6 hours. After the culture, the culture supernatant was collected and quantified with a glucose CII test Wako assay reagent (Wako Pure Chemicals # 4399090). In addition, RNA was extracted from the cells after collecting the supernatant using RNA cultured cell kit S with QuickGene-800 (Fujifilm). Compared to Scramble siRNA-introduced cells, decreased sugar production was observed in cells into which two types of siRNA for OAT, rOAT1 and rOAT4, were introduced (FIG. 1).

実施例5 (KKAyマウス肝臓での発現と活性)
試験紙による尿糖測定で500mg/dl以上の尿糖であることを確認したKKAy/Ta Jcl(日本クレア ♂ 10週齡)8匹(平均体重42.2g)とKK/Ta Jcl(日本クレア ♂ 10週齡)5匹(平均体重32.1g)から肝臓を採取し、RNAを抽出して実施例1記載の方法でRT-PCRを実施した。また、同じ肝臓から実施例2記載の方法でOAT活性の測定を行った。RNAの発現で糖尿病モデルマウスであるKKAy/Ta Jclでの発現の上昇が認められ(図2(a))、OATの活性においても同様に活性の上昇が認められた(図2(b))。
Example 5 (Expression and activity in KKAy mouse liver)
Eight KKAy / Ta Jcl (Japan Claire ♂ 10 weeks 齡) and KK / Ta Jcl (Japan Claire ♂ 10) confirmed to be urine sugar of 500 mg / dl or more by urine sugar measurement with test paper Weekly) Livers were collected from 5 animals (average body weight 32.1 g), RNA was extracted, and RT-PCR was performed by the method described in Example 1. Further, OAT activity was measured from the same liver by the method described in Example 2. The expression of RNA was increased in KKAy / Ta Jcl, a diabetes model mouse (FIG. 2 (a)), and the increase in activity was also observed in the OAT activity (FIG. 2 (b)). .

実施例6 (db/dbマウス肝臓での発現と活性)
BKS.Cg-+Leprdb/+Leprdb/Jcl(日本クレア ♂ 10週齡)3匹(平均体重41.4g)とBKS.Cg-m+/+Leprdb/Jcl(日本クレア ♂ 10週齡)3匹 (平均体重26.0g)から肝臓を採取し、RNAを抽出して実施例1記載の方法でRT-PCRを実施した。また、同じ肝臓から実施例2記載の方法でOAT活性の測定を行った。RNAの発現で糖尿病モデルマウスであるBKS.Cg-+Leprdb/+Leprdb/Jclでの発現の上昇が認められ(図3(a))、OATの活性においても同様に活性の上昇が認められた(図3(b))。
Example 6 (expression and activity in db / db mouse liver)
BKS.Cg- + Leprdb / + Leprdb / Jcl (Japan Claire ♂ 10 weeks 齡) 3 (average weight 41.4 g) and BKS.Cg-m + / + Leprdb / Jcl (Japan Claire ♂ 10 weeks 齡) 3 (average) Liver was collected from 26.0 g of body weight, RNA was extracted, and RT-PCR was performed by the method described in Example 1. Further, OAT activity was measured from the same liver by the method described in Example 2. The expression of RNA was increased in BKS.Cg- + Leprdb / + Leprdb / Jcl, which is a model mouse for diabetes (FIG. 3 (a)), and the increase in activity was also observed in the OAT activity. (FIG. 3 (b)).

実施例7 (ヒト肝臓での発現)
疾患関連データベースであるAscenta(Gene Logics社)は単位RNA量あたりの各種遺伝子の発現量をアフィメトリクス社のGene Chipシステムを用いて解析したものであり、本発明者らは、これを利用してOATについて、病態・非病態組織での遺伝子発現パターンを解析した。その結果、糖尿病患者の肝臓でのOAT遺伝子の発現量は非糖尿病患者の肝臓でのOAT遺伝子の発現量に比べて1.4倍程度高かった。また、この比較を非糖尿病で肥満の患者に絞った場合、その差はさらに広がった(図4(a)・(b))。図4(a)・(b)共にOATの遺伝子発現を示すが、(a)は、糖尿病が確認できない患者と糖尿病の患者におけるOAT遺伝子の発現レベルの比較結果を、(b)は肥満非糖尿病患者と糖尿病患者におけるOAT遺伝子の発現レベルの比較結果を示している。糖尿病患者で、より多くのOAT遺伝子が発現していることが分かった。
Example 7 (Expression in human liver)
Ascenta (Gene Logics), which is a disease-related database, analyzed the expression level of various genes per unit RNA using the Gene Chip system of Affymetrix, and the present inventors used this to analyze OAT The gene expression pattern in pathological and non-pathological tissues was analyzed. As a result, the expression level of OAT gene in the liver of diabetic patients was about 1.4 times higher than the expression level of OAT gene in the liver of non-diabetic patients. In addition, when this comparison was focused on non-diabetic and obese patients, the difference further widened (FIGS. 4 (a) and (b)). 4 (a) and 4 (b) both show OAT gene expression. (A) shows the comparison result of OAT gene expression levels in patients who cannot confirm diabetes and diabetic patients, and (b) is obese non-diabetic. The comparison result of the expression level of OAT gene in a patient and a diabetic patient is shown. It was found that more OAT genes were expressed in diabetic patients.

実施例8 (5-FM-ornithine ex vivo試験)
BKS.Cg-+Leprdb/+Leprdb/Jcl(日本クレア ♂ 10週齡) (平均体重約46g)に生理食塩水(n=3)投与と5-FM-ornithine(ラセミ体20mg/kg,n=4)を腹腔内投与し、24時間後に肝臓を採取した。採取した肝臓を用いて実施例2記載の方法でOAT活性の測定を行った。Controlで1320 nmol/mg.hrに対し、5-FM-ornithine投与群では128 nmol/mg.hrとなり、明確な活性阻害が認められた(図5(a))。
同様にBKS.Cg-+Leprdb/+Leprdb/Jcl(日本クレア ♂ 40週齡) 生理食塩水(n=1)と5-FM-ornithine(ラセミ体20mg/kg,n=2)を経口投与し、24時間後に肝臓を採取した。採取した肝臓を用いて実施例2記載の方法でOAT活性の測定を行った。5-FM-ornithine投与群で明確な活性阻害が認められた(図5(b))。
Example 8 (5-FM-ornithine ex vivo test)
BKS.Cg- + Leprdb / + Leprdb / Jcl (CLEA Japan ♂ 10 weeks 齡) (average body weight about 46 g) with saline (n = 3) and 5-FM-ornithine (racemate 20 mg / kg, n = 4) was administered intraperitoneally, and the liver was collected 24 hours later. The OAT activity was measured by the method described in Example 2 using the collected liver. In contrast to 1320 nmol / mg.hr in the control, it was 128 nmol / mg.hr in the 5-FM-ornithine administration group, and a clear inhibition of activity was observed (FIG. 5 (a)).
Similarly, BKS.Cg- + Leprdb / + Leprdb / Jcl (Japan Claire ♂ 40 weeks 齡) saline (n = 1) and 5-FM-ornithine (racemate 20 mg / kg, n = 2) were orally administered. The liver was collected 24 hours later. The OAT activity was measured by the method described in Example 2 using the collected liver. Clear inhibition of activity was observed in the 5-FM-ornithine administration group (FIG. 5 (b)).

実施例9 (5-FM-ornithine db/db単回投与)
BKS.Cg-+Leprdb/+Leprdb/Jcl(日本クレア ♂ 9週齡) (平均体重約40g)に生理食塩水(n=7)、metformin(300mg/kg, n=7)、5-FM-ornithine(ラセミ体20mg/kg,n=7)を腹腔内投与した。投与直後から餌を除き、2,4,6時間後に尾静脈より採血し、過塩素酸処理をおこなった。6時間後から餌を戻し通常の飼育を継続し、22時間後にも採血した。血糖をグルコースCIIテストワコーアッセイ試薬(和光純薬 #4399090)で定量した(図6)。6時間後の血糖においてControlで260mg/dLに対し、5-FM-ornithine投与群で190mg/dLの有意な(P<0.01)血糖の低下が認められた。一方対照群の、metformin投与群では146mg/dLであった(図7)。
得られた血清サンプルについてデタミナーLA (協和メデックス)を用いて乳酸値を測定した。対照群のmetforminでは2時間後で乳酸値の上昇が認められたが、5-FM-ornithine投与群ではどの時間においても乳酸値の上昇は認められなかった(図8)。
Example 9 (5-FM-ornithine db / db single administration)
BKS.Cg- + Leprdb / + Leprdb / Jcl (CLEA Japan ♂ 9 weeks 齡) (average weight about 40g) with saline (n = 7), metformin (300mg / kg, n = 7), 5-FM- Ornithine (racemate 20 mg / kg, n = 7) was administered intraperitoneally. The bait was removed immediately after administration, and blood was collected from the tail vein 2, 4, and 6 hours later and treated with perchloric acid. After 6 hours, food was returned and normal breeding was continued, and blood was collected 22 hours later. Blood glucose was quantified with a glucose CII test Wako assay reagent (Wako Pure Chemical # 4399090) (FIG. 6). A significant (P <0.01) decrease in blood glucose of 190 mg / dL was observed in the 5-FM-ornithine administration group compared to 260 mg / dL in control of blood glucose 6 hours later. On the other hand, it was 146 mg / dL in the metformin administration group of the control group (FIG. 7).
Lactic acid levels of the obtained serum samples were measured using Determiner LA (Kyowa Medex). The metformin of the control group showed an increase in lactic acid level after 2 hours, whereas the 5-FM-ornithine administration group showed no increase in lactic acid level at any time (FIG. 8).

実施例10 (5-FM-ornithine db/db連投)
BKS.Cg-+Leprdb/+Leprdb/Jcl(日本クレア ♂ 9週齡) (平均体重約40g)に生理食塩水(n=7)投与、metformin(300mg/kg, n=7)5-FM-ornithine(ラセミ体20mg/kg,n=7)腹腔内投与した。投与直後から6時間後まで餌を除き、その後から餌を戻し通常の飼育を継続し翌日から毎日同量を投与した。1週間後に尾静脈よりヘマ管採血し、血糖の測定を行った。Controlで601mg/dLに対し、5-FM-ornithine投与群で463mg/dLの有意な(P<0.01)血糖の低下が認められた。一方対照群の、metformin投与群では490mg/dLであった(図)9)。飼育期間中の体重変化にはいずれの群でも差は認められず(図10(a)、(b))、摂餌量にも明確な差は認められなかった(図11(a))。一方飲水量には5-FM-ornithine投与群とmetformin投与群で3割程度の明確な低下が認められ(図11(b))、同時に床敷き重量変化量も3割程度の低下が認められた(図11(c)))。
Example 10 (5-FM-ornithine db / db consecutive throw)
BKS.Cg- + Leprdb / + Leprdb / Jcl (Japan Claire ♂ 9 weeks 齡) (average body weight approx. 40 g) with saline (n = 7), metformin (300 mg / kg, n = 7) 5-FM- Ornithine (racemate 20 mg / kg, n = 7) was administered intraperitoneally. The food was removed from immediately after administration until 6 hours, and then the food was returned and normal breeding was continued. The same amount was administered every day from the next day. One week later, blood from the tail vein was collected and blood glucose was measured. A significant (P <0.01) decrease in blood glucose of 463 mg / dL was observed in the 5-FM-ornithine administration group versus 601 mg / dL in the control. On the other hand, it was 490 mg / dL in the metformin administration group of the control group (Fig. 9). There was no difference in weight change during the breeding period in any group (FIGS. 10 (a) and (b)), and no clear difference was observed in food consumption (FIG. 11 (a)). On the other hand, there was a clear decrease of about 30% in drinking water between the 5-FM-ornithine administration group and the metformin administration group (Fig. 11 (b)), and at the same time the floor covering weight change was also reduced by about 30%. (FIG. 11 (c)).

実施例11(ヒト病態サンプルでの発現)
疾患関連データベースであるAscenta(Gene Logics社)は単位RNA量あたりの各種遺伝子の発現量をアフィメトリクス社のGene Chipシステムを用いて解析したものであり、本発明者らは、これを利用してOATについて、病態・非病態組織での遺伝子発現パターンを解析した。その結果、心血管疾患患者の心臓でのOAT遺伝子の発現量は非疾患患者の心臓でのOAT遺伝子の発現量に比べていずれも高かった(図12)。
Example 11 (Expression in a human disease state sample)
Ascenta (Gene Logics), which is a disease-related database, analyzed the expression level of various genes per unit RNA using the Gene Chip system of Affymetrix, and the present inventors used this to analyze OAT The gene expression pattern in pathological and non-pathological tissues was analyzed. As a result, the expression level of the OAT gene in the heart of the cardiovascular disease patient was higher than the expression level of the OAT gene in the heart of the non-disease patient (FIG. 12).

本発明によって、OATの遺伝子発現、タンパク質発現、さらには、酵素活性が生活習慣病の病態に関与すること、さらには、OAT酵素活性阻害剤を投与することで、生活習慣病を予防、改善、治療できることが明らかになった。
従って、OAT酵素活性を阻害する核酸、抗体、低分子化合物を有効成分とする、OAT酵素活性阻害剤は、生活習慣病を予防、改善、治療剤として利用することが出来、また、OAT酵素活性を指標に生活習慣病を予防、改善、治療できる薬剤のスクリーニングができること、さらには、OAT酵素活性を指標として生活習慣病が検出(診断)出来る。
また、OAT酵素活性阻害剤は生活習慣病の予防、改善、治療剤としてヒトのみならず、他の動物の治療薬としても期待できる。実際、イヌ、ネコにおいては糖尿病治療にはインスリン治療が主に行なわれているが有効な低分子治療剤が使われていない状況であり、OAT酵素活性を阻害し血糖降下作用を有する薬剤はインスリン治療を補完する治療薬、あるいは単独での治療剤としても期待できる。
According to the present invention, OAT gene expression, protein expression, further, enzyme activity is involved in the pathology of lifestyle-related diseases, and further, administration of an OAT enzyme activity inhibitor prevents or improves lifestyle-related diseases, It became clear that it could be treated.
Therefore, OAT enzyme activity inhibitors containing nucleic acids, antibodies, and low molecular weight compounds that inhibit OAT enzyme activity as active ingredients can be used as preventive, ameliorating, and therapeutic agents for lifestyle-related diseases, and OAT enzyme activity It is possible to screen for drugs that can prevent, ameliorate, and treat lifestyle-related diseases using the index as an index, and to detect (diagnose) lifestyle-related diseases using OAT enzyme activity as an index.
In addition, OAT enzyme activity inhibitors can be expected not only for humans but also for other animals as a preventive, ameliorative, and therapeutic agent for lifestyle-related diseases. In fact, in dogs and cats, insulin treatment is mainly used to treat diabetes, but effective low-molecular-weight therapeutic agents are not used, and drugs that inhibit OAT enzyme activity and have a hypoglycemic effect are insulin. It can also be expected as a therapeutic agent that complements treatment or as a single therapeutic agent.

配列番号7〜10:PCRプライマー
配列番号11〜13:siRNA
SEQ ID NOs: 7 to 10: PCR primers SEQ ID NOs: 11 to 13: siRNA

Claims (13)

OATの酵素活性を阻害する物質を有効成分とする、生活習慣病の予防、改善、または治療剤。 A preventive, ameliorating, or therapeutic agent for lifestyle-related diseases comprising a substance that inhibits the enzyme activity of OAT as an active ingredient. OATの酵素活性を阻害する物質がオルニチン誘導体である、請求項1記載の生活習慣病の予防、改善、または治療剤。 2. The preventive, ameliorating, or therapeutic agent for lifestyle-related diseases according to claim 1, wherein the substance that inhibits the enzyme activity of OAT is an ornithine derivative. オルニチン誘導体が5‐フルオロメチル‐L‐オルニチンである請求項2記載の生活習慣病の予防、改善、または治療剤。 The preventive, ameliorating, or therapeutic agent for lifestyle-related diseases according to claim 2, wherein the ornithine derivative is 5-fluoromethyl-L-ornithine. OATの酵素活性を阻害する物質がOAT遺伝子の発現を阻害するアンチセンスヌクレオチド、またはsiRNAである、請求項1記載の生活習慣病の予防、改善、または治療剤。 2. The preventive, ameliorating, or therapeutic agent for lifestyle-related diseases according to claim 1, wherein the substance that inhibits the enzyme activity of OAT is an antisense nucleotide or siRNA that inhibits the expression of the OAT gene. OATの酵素活性を阻害する物質がOATに対する抗体である、請求項1記載の生活習慣病の予防、改善、または治療剤。 The agent for preventing, improving, or treating lifestyle-related diseases according to claim 1, wherein the substance that inhibits the enzyme activity of OAT is an antibody against OAT. 生活習慣病が糖尿病、肥満、心筋梗塞、肥大型心筋症、うっ血性拡張型心筋症、および心筋線維症冠動脈疾患からなる群より選択される請求項1から請求項5記載の生活習慣病の予防、改善、または治療剤。 6. Prevention of lifestyle-related diseases according to claims 1 to 5, wherein the lifestyle-related diseases are selected from the group consisting of diabetes, obesity, myocardial infarction, hypertrophic cardiomyopathy, congestive dilated cardiomyopathy, and myocardial fibrosis coronary artery disease. , Improvement, or treatment. 下記工程(a)、(b)、および(c)を含む、生活習慣病の予防、改善、または治療剤の有効成分の候補物質のスクリーニング方法:
(a)被検物質をOATタンパク質および基質に接触させる工程、
(b)上記(a)の工程に起因して生じるOATの酵素活性を測定し、被検物質を接触させない場合のOATの酵素活性と比較する工程、および
(c)上記(b)の比較結果に基づいて、OATの酵素活性を阻害する被検物質を選択する工程。
A method for screening a candidate substance for an active ingredient of a preventive, ameliorating, or therapeutic agent for lifestyle-related diseases, comprising the following steps (a), (b), and (c):
(A) contacting a test substance with an OAT protein and a substrate;
(B) a step of measuring the enzyme activity of OAT caused by the step (a) and comparing it with the enzyme activity of OAT when the test substance is not contacted; and (c) the comparison result of (b) above. A step of selecting a test substance that inhibits the enzyme activity of OAT based on the above.
OATタンパク質がヒトOAT、マウスOAT、またはラットOATである請求項7のスクリーニング方法。 8. The screening method according to claim 7, wherein the OAT protein is human OAT, mouse OAT, or rat OAT. 生活習慣病が糖尿病、肥満、心筋梗塞、肥大型心筋症、うっ血性拡張型心筋症、および心筋線維症冠動脈疾患からなる群より選択される請求項7または請求項8記載のスクリーニング方法。 The screening method according to claim 7 or 8, wherein the lifestyle-related disease is selected from the group consisting of diabetes, obesity, myocardial infarction, hypertrophic cardiomyopathy, congestive dilated cardiomyopathy, and myocardial fibrosis coronary artery disease. 下記の工程(a)、(b)、(c)、および(d)を含む、生活習慣病の検出方法:
(a)被験者の生体試料からmRNAを採取する工程、
(b)上記(a)で得られたmRNAからcDNAを合成する工程、
(c)OAT遺伝子をコードするプライマーを用いてOAT遺伝子の発現量を測定する工程、および
(d)上記(c)の測定結果に基づき、被験者について得られる測定結果を健常人について得られる測定結果と対比して、OAT遺伝子の発現量が増大している場合に生活習慣病に罹患していると判断する工程。
A method for detecting lifestyle-related diseases comprising the following steps (a), (b), (c), and (d):
(A) collecting mRNA from a biological sample of a subject,
(B) a step of synthesizing cDNA from the mRNA obtained in (a) above,
(C) a step of measuring the expression level of the OAT gene using a primer encoding the OAT gene, and (d) a measurement result obtained for a healthy subject based on the measurement result of (c) above. In contrast, the step of determining that the patient is suffering from a lifestyle-related disease when the expression level of the OAT gene is increased.
下記の工程(a)、(b)、(c)、および(d)を含む、生活習慣病の検出方法:
(a)被験者の生体試料と抗OAT 1次抗体を接触させる工程、
(b)標識-抗OAT 2次抗体を(a)で抗体に認識された試料に添加する工程、
(c)発色標識試薬を(b)で抗体に認識された試料に添加し、OATタンパク質の発現量を測定する工程、および
(d)上記(c)の測定結果に基づき、被験者について得られる測定結果を健常人について得られる測定結果と対比して、OATのタンパク質発現量が増大している場合に生活習慣病に罹患していると判断する工程。
A method for detecting lifestyle-related diseases comprising the following steps (a), (b), (c), and (d):
(A) contacting the subject's biological sample with the anti-OAT primary antibody;
(B) adding a labeled anti-OAT secondary antibody to the sample recognized by the antibody in (a),
(C) a step of adding a chromogenic labeling reagent to the sample recognized by the antibody in (b) and measuring the expression level of OAT protein, and (d) a measurement obtained on the subject based on the measurement result of (c) above A step of comparing the result with a measurement result obtained for a healthy person and determining that the patient is suffering from a lifestyle-related disease when the protein expression level of OAT is increased.
下記の工程(a)、(b)、および(c)を含む、生活習慣病の検出方法:
(a)被験者の生体試料と基質とを接触させる工程、
(b)上記(a)の工程に起因して生じるOATの酵素活性を測定する工程、および
(c)上記(b)の測定結果に基づき、被験者について得られる測定結果を健常人について得られる測定結果と対比して、OATの酵素活性が増大している場合に生活習慣病に罹患していると判断する工程。
A method for detecting lifestyle-related diseases comprising the following steps (a), (b), and (c):
(A) contacting the biological sample of the subject with the substrate;
(B) a step of measuring the enzyme activity of OAT caused by the step (a) above, and (c) a measurement obtained on the subject based on the measurement result of (b) above, a measurement obtained for a healthy person In contrast to the results, a step of determining that the patient is suffering from a lifestyle-related disease when the enzyme activity of OAT is increased.
生活習慣病が糖尿病、肥満、心筋梗塞、肥大型心筋症、うっ血性拡張型心筋症、および心筋線維症冠動脈疾患からなる群より選択される請求項10、11、または12の検出方法。 The detection method according to claim 10, 11 or 12, wherein the lifestyle-related disease is selected from the group consisting of diabetes, obesity, myocardial infarction, hypertrophic cardiomyopathy, congestive dilated cardiomyopathy, and myocardial fibrosis coronary artery disease.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103156996A (en) * 2011-12-14 2013-06-19 曾丽丽 Traditional Chinese medicine preparation for treating dilated myocarditis and preparation method thereof

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