JP2014504601A - 抗糖尿病ペプチドとしてのアポリポタンパク質aiv - Google Patents

抗糖尿病ペプチドとしてのアポリポタンパク質aiv Download PDF

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Abstract

2型糖尿病を治療する必要がある被験体において2型糖尿病を治療するための方法、および2型糖尿病の治療のための薬学的組成物を開示する。該方法には、有効量のアポリポタンパク質A−IVを被験体に投与する工程が含まれる。該薬学的組成物には、2型糖尿病の治療に関して被験体に投与するために配合されたアポリポタンパク質A−IVが含まれる。やはり開示するのは、耐糖能を実質的に回復させる必要がある被験体において、正常レベルまで耐糖能を実質的に回復させるための方法、および血液グルコースレベルを低下させる必要がある被験体において、血液グルコースレベルを低下させる方法である。

Description

関連出願
本出願は、米国仮出願第61/434,196号、2011年1月19日出願の恩典を請求し、該出願の全解説は、本明細書に援用される。
技術分野
[0001]本開示は、糖尿病を治療する方法に関する。より具体的には、本開示は、有効量のアポリポタンパク質A−IVを投与することによって、2型糖尿病を治療する方法に関する。
[0002]糖尿病の発生は広範であり、米国人口のおよそ8%が糖尿病を患う。糖尿病は、体が有効にインスリンを産生しそして/または用いることができないことに起因する高血糖によって特徴付けられる慢性疾患である。糖尿病は、多様な身体的合併症を導く可能性もあり、これらには、限定されるわけではないが、腎不全、失明、神経損傷、心疾患、睡眠時無呼吸、およびセリアック病が含まれる。例えば、米国において、糖尿病は、腎不全、失明、切断、脳卒中、および心臓発作の主因である。やはり米国において、糖尿病は、死因の六番目であり、そして中年成人の平均余命を約5〜10年減少させることが示されてきている。
[0003]糖尿病の最も一般的な型は、2型糖尿病(以後、「T2DM」)である。T2DMは、高血糖、インスリン耐性、β細胞機能不全、および肝臓糖新生制御不全によって特徴付けられる。T2DMを患うヒトは、インスリン分泌の第一期において、β細胞からの貯蔵されたインスリン顆粒の放出不全に関するグルコース刺激性インスリン分泌喪失を経験する。インスリン分泌の第二期において、T2DMを患うヒトは、グルコース刺激に反応してインスリンを能動的に合成する能力の漸次喪失を経験する。
[0004]T2DMの有病率は増加しつつあり、そして2002年、T2DMは、1300億ドルを超える医療費を生じた。こうしたものとして、T2DMを有効に治療するための新規療法が必要である。
[0005]本開示は、アポリポタンパク質A−IVが、T2DMの解決に密接に関与する有効な抗糖尿病ペプチドであるという驚くべき発見に基づく。アポリポタンパク質A−IVは、食後の耐糖能に寄与する重要な腸ホルモンであり、そして耐糖能の改善において、以前は正しく評価されていなかった仲介因子として働く。したがって、1つの態様において、T2DMを治療する必要がある被験体において、T2DMを治療する方法を開示する。該方法は、被験体に、有効量のアポリポタンパク質A−IVまたはアポリポタンパク質A−IVに少なくとも90、95、96、97、98または99%同一性を有するその生物学的活性類似体を投与する工程を含む。
[0006]別の態様において、アポリポタンパク質A−IVを含む薬学的組成物を開示する。薬学的組成物は、T2DMの治療に関して被験体に投与するために配合された、アポリポタンパク質A−IVまたはアポリポタンパク質A−IVに少なくとも90、95、96、97、98または99%同一性を有するその生物学的活性類似体を含む。
[0007]さらに別の態様において、耐糖能を実質的に回復させる必要がある被験体において、正常レベルまで耐糖能を実質的に回復させるための方法を開示する。該方法は、例えばアポリポタンパク質A−IVまたはその生物学的活性類似体の全身投与によって、被験体に、有効量のアポリポタンパク質A−IVまたはアポリポタンパク質A−IVに少なくとも90、95、96、97、98または99%同一性を有するその生物学的活性類似体を投与する工程を含む。
[0008]さらにさらなる別の態様において、血液グルコースレベルを低下させる必要がある被験体において、血液グルコースレベルを低下させるための方法を開示する。該方法は、例えば全身投与によって、必要がある被験体に、有効量のアポリポタンパク質A−IVまたはアポリポタンパク質A−IVに少なくとも90、95、96、97、98または99%同一性を有するその生物学的活性類似体を投与する工程を含む。「有効量」は、以下に記載する通りであり、そしてこれには約0.25〜2μg/gのアポA−IVまたはその生物学的活性類似体が含まれる。
[0009]本開示にしたがったこれらのおよび他の特徴、ならびにこれらのおよび他の多様な態様は、本明細書に提供する図面、詳細な説明、および請求項を考慮するとより明らかになるであろう。
[0010]本開示の態様の以下の詳細な説明は、以下の図と組み合わせて読んだ際、よりよく理解可能であり、ここで同様の構造を同様の参照数字で示し、そしてこの中で:
[0011]図1は、本開示の態様にしたがった薬学的組成物の容器およびシリンジを有するデバイスの側面斜視図である。 [0012]図2は、腹腔内耐糖能試験に関する、雄アポリポタンパク質A−IVノックアウトおよび野生型マウスにおける、時間(分)に対する血漿グルコース(mg/dL)のグラフである。 [0013]図3は、腹腔内耐糖能試験に関する、16ヶ月齢のアポリポタンパク質A−IV野生型およびノックアウト動物における、時間(分)に対する血漿グルコース(mg/dL)のグラフである。 [0014]図4は、腹腔内耐糖能試験に関する、雄アポリポタンパク質A−IVノックアウトマウスにおける、組換えアポリポタンパク質A−IV(μg/g)または生理食塩水溶液の腹腔内投与後の時間(分)に対する血漿グルコース(mg/dL)のグラフである。 [0015]図5は、腹腔内耐糖能試験に関する、アポリポタンパク質A−IVノックアウトマウスにおける、組換えアポリポタンパク質A−Iまたは生理食塩水溶液の腹腔内投与後の時間(分)に対する血漿グルコース(mg/dL)のグラフである。 [0016]図6は、アポリポタンパク質A−IVノックアウトマウスにおける、組換えアポリポタンパク質A−Iまたは生理食塩水溶液の腹腔内投与後の時間(分)に対するインスリン分泌(ng/mL)のグラフである。 [0017]図7は、腹腔内耐糖能試験に関する、長期間高脂肪食餌を与えられたアポリポタンパク質A−IVノックアウトまたは野生型マウスにおける、時間(分)に対する血漿グルコース(mg/mL)のグラフである。 [0018]図8は、腹腔内耐糖能試験に関する、長期間高脂肪食餌を与えられたアポリポタンパク質A−IVノックアウトマウスにおける、組換えマウスアポリポタンパク質A−IV(1μg/g)または生理食塩水溶液の腹腔内投与後の時間(分)に対する血漿グルコース(mg/mL)のグラフである。 [0019]図9は、腹腔内耐糖能試験に関する、糖尿病マウスにおける、組換えマウスアポリポタンパク質A−IV(1μg/g)または生理食塩水溶液の腹腔内投与後の時間(時間)に対する血漿グルコース(mg/dL)のグラフである。 [0020]図10は、アポリポタンパク質A−IVノックアウトマウス、野生型マウス、およびアポリポタンパク質A−Iノックアウトマウスにおける血清アミロイドAタンパク質構成要素のレベルのウェスタンブロット分析の結果を示す。 [0021]図11は、腹腔内耐糖能試験(IPGTT)中の、雌アポリポタンパク質A−IVノックアウトおよび野生型マウスにおける、時間(分)に対する血漿グルコース(mg/dL)のグラフである。 [0022]図12は、腹腔内耐糖能試験中の、野生型マウスにおける、1.0μg/gヒトアポリポタンパク質A−IVまたは生理食塩水溶液の腹腔内投与後の時間(分)に対する血漿グルコース(mg/dL)のグラフである。 [0023]図13は、腹腔内耐糖能試験中の、雌野生型マウスにおける、1.0μg/g組換えマウスアポリポタンパク質A−IVまたは生理食塩水溶液の腹腔内投与後の時間(分)に対する血漿グルコース(mg/dL)のグラフである。 [0024]図14は、3mMまたは20mMグルコースの存在下で、30mM KClおよび250μMジアゾキシドによって脱分極されたヒト膵島に対する10μg/gヒトアポA−IVの影響を示す棒グラフである。 [0025]図15は、全長野生型ヒトアポリポタンパク質A−IVのアミノ酸配列を持つタンパク質(配列番号1)である。 [0026]図16は、全長野生型マウスアポリポタンパク質A−IVのアミノ酸配列を持つタンパク質(配列番号2)である。 [0027]図17は、N末端にグリシンの付加を伴う全長野生型ヒトアポリポタンパク質A−IVのアミノ酸配列を持つタンパク質(配列番号3)である。 [0028]図18は、多型置換T347S、Q360H、および/またはE165KならびにN末端へのグリシン、アラニンまたはバリンの場合による付加を示す、ヒトアポリポタンパク質A−IVのアミノ酸配列を持つタンパク質(配列番号4)である。 [0029]図19は、全長野生型ヒトアポリポタンパク質A−IVをコードするポリヌクレオチド(配列番号5)である。
[0030]当業者は、図面の要素は単純にそして明確にするために例示され、そして必ずしも縮尺通りに描かれていないことを認識する。例えば、本開示の多様な態様の理解を改善するのを補助するため、図面中の要素のいくつかの寸法は、他の要素に比較して強調されるとともに、慣用的な部分が除去される可能性もある。
[0031]以下の用語を本出願において用いる:
[0032]本明細書において、用語「有効量」は、望ましい生物学的影響を達成するのに必要なまたは十分な量を記載する。任意の特定の適用に関する有効量は、限定されるわけではないが、投与する特定の組成物、被験体のサイズ、ならびに/あるいは治療中の疾患および/または状態の重症度を含む、多様な要因に応じて多様でありうる。1つの態様において、「有効量」は、アポリポタンパク質A−IVまたはその生物学的活性類似体の約0.25〜10μg/gの用量である。あるいは、「アポA−IVまたはその生物学的活性類似体の有効量」は、約1〜10μg/g、約0.25〜2μg/g、または約1μg/gである。アポA−IVまたは生物学的活性類似体を1日1回投与する。あるいは、アポA−IVまたはその生物学的活性類似体を1日約2回投与する。さらに別の代替法において、アポA−IVまたはその生物学的活性類似体を、1日2回より多く、例えば1日3回投与する。さらに別の代替法において、アポA−IVを2日、3日、4日、5日または6日ごとに、あるいは週1回投与する。
[0033]本明細書において、用語「望ましい生物学的影響」は、疾患または状態の影響を減少させ、これらを妨げ、そして/または排除することを記載する。例えば、T2DMの背景において、望ましい生物学的影響には、限定されるわけではないが、血液グルコースの低下、耐糖能の改善、正常レベルへの耐糖能の実質的な回復、インスリン分泌の改善、および/または正常レベルへのインスリン分泌の実質的な回復が含まれる。
[0034]本明細書において、用語「正常レベル」は、治療の必要がない被験体におけるレベルと実質的に同じレベルを記載する。例えば、T2DMを治療する背景において、血液グルコースの正常レベルは、食事前に約70mg/dL〜約130mg/dL、そして食事の約1〜2時間後に約180mg/dL未満、または食事前に約70mg/dL〜約100mg/dL、そして食事の約1〜2時間後に約140mg/dL未満である。T2DMを治療する背景における別の例において、耐糖能の正常レベルは、食事前に約70mg/dL〜約130mg/dL、そして食事の約1〜2時間後に約180mg/dL未満、または食事前に約70mg/dL〜約100mg/dL、そして食事の約1〜2時間後に約140mg/dL未満であるように、被験体が炭水化物を代謝する能力を記載する。T2DMを治療する背景におけるさらに別の例において、インスリン分泌の正常レベルは、耐糖能の正常レベルを維持するのに必要な量であり、ここでインスリン分泌レベルは、食事の約15時間後、約1ng/mLより高い。
[0035]血液グルコースレベルの背景において、用語「回復する」は、被験体の血液グルコースレベルが正常レベルに変化することを記載する。同様に、耐糖能の背景において、用語「回復する」は、被験体のグルコース耐性が正常レベルに変化することを記載する。また、インスリン分泌の背景において、「回復する」は、被験体のインスリン分泌が正常レベルに変化することを記載する。
[0036]アポリポタンパク質A−IVの背景において、用語「生物学的活性断片」は、T2DMを有する被験体において、望ましい生物学的影響を達成することが可能なアポリポタンパク質A−IVの断片を記載する。用語「生物学的活性類似体」は、T2DMを有する被験体において、望ましい生物学的影響を達成することが可能なアポリポタンパク質A−IVの類似体を記載する。1つの例において、望ましい生物学的影響は、実施例2に記載するようなアポA−IVノックアウトマウスにおいて、耐糖能を回復することである。望ましい生物学的影響の別の例は、実施例7に記載するマウスモデルのように、T2DMの動物モデルにおいて、異常なグルコースレベルの統計的に有意な低下を引き起こすことである。
[0037]本明細書において、用語「肥満の」は、被験体が正常体重をはるかに超えている状態を記載する。1つの特定の例において、用語、肥満の、は、被験体が理想体重を約20%より多く超えており、そして/または約30のまたは約30より大きい肥満度指数を有する状態を記載する。1つの態様において、治療中の被験体は肥満であり;別の態様において、治療中の被験体は肥満ではなく;そしてさらに別の態様において、治療中の被験体は正常体重を有する。
[0038]本開示の態様は、T2DMの治療が必要な被験体においてT2DMを治療するための方法、およびT2DMの治療のための薬学的組成物に関する。1つの態様において、糖尿病を治療する方法を開示する。1つの特定の態様において、T2DMを治療する必要がある被験体においてT2DMを治療する方法であって、有効量のアポリポタンパク質A−IV(以後、「アポA−IV」)またはその生物学的活性類似体を被験体に投与する工程を含む、前記方法を開示する。
[0039]1つの態様において、T2DMを治療する方法は、被験体の血液グルコースレベルを低下させるのに有効である。1つの特定の態様において、方法は、被験体の血液グルコースレベルを約20〜50%低下させるのに有効である。さらなる態様において、方法は、被験体の血液グルコースレベルを約40%低下させるのに有効である。さらにさらなる態様において、方法は、血液グルコースレベルを正常レベルに実質的に回復させるのに有効である。
[0040]別の態様において、T2DMを治療する方法は、被験体の耐糖能を正常レベルに実質的に回復させるのに有効である。1つの特定の態様において、方法は、アポA−IVまたはその生物学的活性類似体の用量を投与した後、約2時間以内に、被験体の耐糖能を正常レベルに実質的に回復させるのに有効である。別の態様において、被験体の耐糖能は、約8〜12時間、正常レベルに実質的に回復される。
[0041]さらに別の態様において、治療は、インスリン分泌を正常レベルに実質的に回復させるのに有効である。1つの特定の態様において、治療は、アポA−IVまたはその生物学的活性類似体の用量を投与した後、約2時間以内に、インスリン分泌を正常レベルに実質的に回復させるのに有効である。別の態様において、インスリン分泌は、約8〜12時間、正常レベルに実質的に回復される。さらに別の態様において、治療は、C反応性タンパク質レベルを低下させるのに有効である。
[0042]1つの態様において、アポA−IVまたはその生物学的活性類似体を全身投与する。アポA−IVまたはその類似体の全身投与は、経口、皮下、静脈内、筋内、および腹腔内投与からなる群より選択される。
[0043]別の態様において、薬学的組成物を開示する。1つの特定の態様において、薬学的組成物は、アポA−IVまたはその生物学的活性類似体を含む。別の態様において、アポA−IVまたはその類似体を、T2DMの治療に関して被験体に投与するために配合する。この特定の態様において、T2DMを治療する必要がある被験体においてT2DMを治療するための方法であって、被験体に、有効量の薬学的組成物を投与する工程を含む、前記方法も提供する。
[0044]「アポリポタンパク質A−IV」(本明細書において、「アポA−IV」とも称される)は、哺乳動物アポA−IVを指し、そして全長アポA−IVおよびアポA−IVの生物学的活性断片を含む。全長ヒトアポA−IVは376アミノ酸タンパク質(配列番号1)であり、そのアミノ酸配列は図15に示され;全長マウスアポA−IVのアミノ酸配列(配列番号2)は図16に示される。用語「アポリポタンパク質A−IV」にやはり含まれるのは、全長ヒト配列のアポリポタンパク質A−IVのN末端にグリシンが付加された既知の類似体(配列番号3、図17に示されるようなもの)、およびN末端グリシンに関する保存的置換(例えばアラニンおよびバリン)を有するその類似体である。「アポリポタンパク質A−IV」には、また、配列番号1に示されるヒト配列または配列番号3の対応する位に対するT347S、Q360H、またはE165K置換を含む、その多型型も含まれる。こうしたものとして、「アポリポタンパク質A−IV」には、図18に示す、配列番号4のタンパク質が含まれる。
アポリポタンパク質A−IVの生物学的活性類似体は、アポリポタンパク質A−IVに少なくとも90、95、96、97、98または99%同一性を有する。先の段落に記載するように、アポリポタンパク質A−IVには、全長哺乳動物アポリポタンパク質A−IV(例えばヒトまたは哺乳動物)、その多型型、配列番号3および4のタンパク質、ならびに前述のいずれかの生物学的活性断片が含まれる。生物学的活性類似体におけるアミノ酸変動は、好ましくは、野生型配列に対して保存的置換を有する。「保存的置換」は、同じ純電荷、ならびにほぼ同じサイズおよび形状を有する、別のアミノ酸でのアミノ酸の置換である。脂肪族または置換脂肪族アミノ酸側鎖を持つアミノ酸残基は、側鎖中の炭素およびヘテロ原子の総数が、約4より多く異ならない場合には、ほぼ同じサイズを有する。これらは、側鎖中の分枝の数が1より多く異ならない場合には、ほぼ同じ形状を有する。側鎖中にフェニルまたは置換フェニル基を持つアミノ酸残基は、ほぼ同じサイズおよび形状を有すると見なされる。以下に列挙するのは、アミノ酸の5つの群である。同じ群由来の別のアミノ酸残基でアミノ酸残基を置換すると、保存的置換を生じる:
群I:グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、セリン、スレオニン、システイン、およびC1〜C4脂肪族またはC1〜C4ヒドロキシル置換脂肪族側鎖(直鎖または一分枝)を持つ非天然存在アミノ酸。
群II:グルタミン酸、アスパラギン酸およびカルボン酸置換C1〜C4脂肪族側鎖(非分枝または一分枝点)を持つ非天然存在アミノ酸。
群III:リジン、オルニチン、アルギニン、およびアミンまたはグアニジノ置換C1〜C4脂肪族側鎖(非分枝または一分枝点)を持つ非天然存在アミノ酸。
群IV:グルタミン、アスパラギン、およびアミド置換C1〜C4脂肪族側鎖(非分枝または一分枝点)を持つ非天然存在アミノ酸。
群V:フェニルアラニン、フェニルグリシン、チロシンおよびトリプトファン。
[0045]アポリポタンパク質A−IVまたはその生物学的活性類似体はグリコシル化されていてもまたはグリコシル化されていなくてもよい。組換え非グリコシル化ヒトおよびマウスアポリポタンパク質A−IVの調製を実施例11に記載する。全長野生型ヒトアポリポタンパク質のポリヌクレオチド配列(配列番号1)を図18の配列番号4に示す。実施例1〜10に用いるアポリポタンパク質A−IVはグリコシル化されていない。アポA−IVは、分子生物学分野に知られる方法にしたがって調製可能である。例えば、アポA−IVは、伝統的な分子クローニング技術を通じて調製可能である。
[0046]実施例で用いるアポリポタンパク質A−IVノックアウトマウスは、その全解説が本明細書に援用される、J Lipid Res. 1997 Sep;38(9):1782−94に開示される方法にしたがって生成された。
[0047]1つの特定の態様において、薬学的組成物は、薬学的に許容されうるキャリアーをさらに含んでもよい。薬学的に許容されうるキャリアーには、広い範囲の既知の希釈剤(すなわち溶媒)、充填剤、増量剤、結合剤、懸濁剤、崩壊剤、界面活性剤、潤滑剤、賦形剤、湿潤剤および本分野で一般的に用いられる同様のものが含まれる。薬学的組成物は、好ましくは水性であり、すなわち液体配合物であり、そして好ましくは発熱物質不含水を含む。薬学的調製物の形にしたがって、これらのキャリアーを単独でまたは組み合わせて用いてもよい。生じる調製物は、必要であれば、1またはそれより多い可溶化剤、緩衝剤、保存剤、着色剤、香料、フレーバー剤および薬剤調製の分野で広く用いられる同様のものを取り込んでもよい。
[0048]アポリポタンパク質A−IVまたはその生物学的活性類似体を、錠剤、カプセル、顆粒、丸剤、注射剤、溶液、エマルジョン、懸濁物、およびシロップからなる群より選択される投薬型に配合してもよい。薬学的組成物のための型および投与経路は限定されず、そして適切に選択可能である。例えば、錠剤、カプセル、顆粒、丸剤、シロップ、溶液、エマルジョン、および懸濁物を経口投与してもよい。さらに、注射剤(例えば皮下、静脈内、筋内、および腹腔内)を単独で、またはグルコース、アミノ酸等を含有する慣用的補充剤と組み合わせて静脈内投与してもよいし、あるいは筋内、皮内、皮下および/または腹腔内に単独で投与してもよい。
[0049]薬学的に許容されうるキャリアーを用いて、この種類の薬学的分野で知られる方法にしたがって、T2DMを治療するための本発明の薬学的組成物を調製してもよい。例えば、錠剤、カプセル、顆粒、丸剤等の経口型を、賦形剤、例えばショ糖、ラクトース、グルコース、デンプン、マンニトール等;結合剤、例えばシロップ、アラビアゴム、ソルビトール、トラガカント、メチルセルロース、ポリビニルピロリドン等;崩壊剤、例えばデンプン、カルボキシメチルセルロースまたはそのカルシウム塩、微結晶セルロース、ポリエチレングリコール等;潤滑剤、例えばタルク、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、シリカ等;ならびに湿潤剤、例えばラウリン酸ナトリウム、グリセロール等を用いて、既知の方法にしたがって調製する。
[0050]注射剤、溶液、エマルジョン、懸濁剤、シロップ等を、活性成分を溶解するための溶媒、例えばエチルアルコール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、ポリエチレングリコール、ゴマ油等;界面活性剤、例えばソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、水素化ヒマシ油のポリオキシエチレン、レシチン等;懸濁剤、例えばカルボキシメチルセルロースナトリウム、メチルセルロース等を含むセルロース誘導体、トラガカント、アラビアゴム等を含む天然ゴム;ならびに保存剤、例えばパラヒドロキシ安息香酸エステル、塩化ベンザルコニウム、ソルビン酸塩等を適切に用いて、既知の方法にしたがって調製可能である。
[0051]糖尿病を治療するための本発明の薬学的組成物中に含有されるべき活性成分の比率は、広い範囲から適切に選択可能である。
[0052]1つの特定の態様において、T2DMの治療が必要な被験体は哺乳動物である。哺乳動物は、ヒト、非ヒト霊長類、イヌ、ネコ、ネズミ、ウシ、ウマ、ブタ、およびウサギ類(lagomorph)からなる群より選択されてもよい。1つの特定の態様において、哺乳動物はヒトである。別の態様において、アポA−IVまたはその生物学的活性類似体を、T2DMの治療のために、肥満である被験体に投与してもよい。あるいは、アポA−IVを、T2DMの投与のために、肥満でない被験体に投与してもよい。
[0053]図1を参照すると、さらに別の態様において、デバイス1が開示される。1つの態様において、デバイス1は、先に上で論じる薬学的組成物の容器10を含む。さらなる態様において、容器10はバイアル12を含む。バイアル12は、薬学的組成物の機能を阻害しない、いかなる材料で形成されていてもよい。例えば、バイアル12は、ガラスおよび/またはプラスチックを含んでもよい。さらに、バイアル12は、そこを通じて薬学的組成物を取り除くことが可能な貫通可能隔膜14を含んでもよい。使用する際、バイアルの隔膜14は、シリンジ20の針22によって貫通され、薬学的組成物は、バイアル12からシリンジ20によって除去され、そして薬学的組成物は、注射を通じて治療が必要な被験体に投与される。
[0054]以下の限定されない実施例は、本開示の方法を例示する。
実施例1:アポA−IVノックアウトマウスの耐糖能障害
[0055]実験プロトコル。雄アポA−IVノックアウト(以後、「KO」)マウスを得た。野生型(以後、「WT」)マウスを対照として利用した。アポA−IV KOおよびWTマウスを、シンシナティ大学(オハイオ州シンシナティ)に維持されるコロニーから得た。アポA−IV KOおよびWTマウスには固形飼料を与えた。耐糖能試験を行う前に、アポA−IV KOマウスおよびWTマウスを5時間絶食させた。耐糖能試験において、アポA−IV KOマウスおよびWTマウスに、グルコース約2mg/g体重の用量で、腹腔内注射し、そしてグルコース注射の約0、15、30、60、および120分後に、血漿グルコースを測定した。耐糖能試験を2回行い、3ヶ月齢で1回、そして再び、16ヶ月齢で行った。
[0056]実験結果。図2に示すように、アポA−IV KOマウスは、WTマウスに比較して非耐糖性である。具体的には、図2は、グルコースの腹腔内注射後、2時間、WTマウスにおける血漿グルコースレベルが、アポA−IV KOマウスにおける血漿グルコースレベルよりも低かったことを示す。理論によって束縛されるのではないが、これらの研究は、アポA−IVが正常グルコース恒常性に必要である(少なくとも雄において)ことを暗示した。さらに、図3に示すように、アポA−IV KOマウスは、16ヶ月齢で試験した際に、耐糖能障害の増加を示した。具体的には、図3は、16ヶ月齢で試験したアポA−IV KOマウスにおける血漿グルコースレベルが、3ヶ月齢で試験したアポA−IV KOにおける血漿グルコースレベルより高かったことを示す。理論によって束縛されるのではないが、これらの研究は、アポA−IV KOマウスの耐糖能は、年齢とともに悪化することを暗示した。
[0057]雌野生型およびアポA−IVノックアウトマウスでの実験
[0058]雌アポA−IV野生型およびノックアウトマウスを、本実施例1に先に記載するような、雄アポA−IV KOおよびWTマウスに関して用いたものと同じ腹腔内耐糖能試験に供した。結果を図11に示す。雌アポA−IV−/−マウスは、腹腔内グルコースに曝露されると、雌WT動物に比較して、増加した血漿グルコースレベルを有するが、統計的に有意な相違はない。一方、雄はWTおよびKO動物間に有意な相違を有する。
[0059]
実施例2:アポA−IVノックアウトマウスにおける耐糖能の回復
[0060]実験プロトコル。アポA−IV KOマウスが非耐糖性であることを立証する際、一連の広範な研究を行い、アポA−IV KOマウスへのアポA−IVの投与が、耐糖能を正常レベルに回復させるかどうかを決定した。具体的には、一連の研究を行って、投与しようとするアポA−IVの量だけでなく、耐糖能試験を行う前にアポA−IVを投与するのに最適な時間も決定した。
[0061]アポA−IV雄KOマウスに、重量約0.25、0.5、1、および2μg/gの用量のアポA−IVを腹腔内注射した。アポA−IV KOマウスにはまた、対照として働く生理食塩水溶液を腹腔内注射した。マウスアポA−IVまたは生理食塩水溶液の注射後、先に論じられるように、3ヶ月齢で耐糖能試験を行った。具体的には、アポA−IVまたは生理食塩水溶液の注射の約2時間後に耐糖能試験を行った。実験結果は、アポA−IV KOマウスにおいてグルコース耐性を回復するのに最適な時間は、耐糖能試験を実施する約2時間前にアポA−IVを投与することであることを示した。
実験結果。図4に示すように、アポA−IV KOマウスへのアポA−IVの投与は、耐糖能を正常レベルに回復させた。具体的には、図4は、アポA−IVを注射したアポA−IV KOマウスにおける血漿グルコースレベルが、生理食塩水溶液を注射したアポA−IV KOマウスにおける血漿グルコースレベルよりも低いことを示した。さらに、図4に示すように、アポA−IVを注射したアポA−IV KOマウスにおける血漿グルコースレベルは、最高投薬量のアポA−IVを注射したアポA−IV KOマウスにおいて最低であり;同様に、アポA−IVを注射したアポA−IV KOマウスにおける血漿グルコースレベルは、最低投薬量のアポA−IVを注射したアポA−IV KOマウスにおいて最高であった。したがって、耐糖能の改善の度合いは、投与するアポA−IV用量に依存し、より高い用量は、耐糖能改善を生じることが発見された。
実施例3:アポA−IVノックアウトマウスにおいて耐糖能を回復させる際のアポA−IVの特異性
[0062]実験プロトコル。アポA−IVの際の特異性を評価するため、本発明者らは、アポリポタンパク質AI(以後、「アポA−I」)をアポA−IV KOマウスに投与した。アポA−Iは、やはりアポA−IVも産生する小腸上皮細胞によって作製されるタンパク質である。アポA−Iは、アポA−IVの機能の多くを共有する。アポA−IV KOマウスに、重量1μg/gの用量のアポA−Iを腹腔内注射した。アポA−IV KOマウスにはまた、対照として働く生理食塩水溶液も腹腔内注射した。先に論じられるように、3ヶ月齢で、アポA−Iまたは生理食塩水溶液を注射した後、耐糖能試験を行った。具体的には、アポA−Iまたは生理食塩水溶液を注射した約2時間後に、耐糖能試験を行った。
[0063]実験結果。図5に示すように、アポA−IV KOマウスへのアポA−Iの投与は、耐糖能を回復するかまたは改善するのに失敗した。
実施例4:アポA−IVノックアウトマウスにおける耐糖能の回復の機構
[0064]実験プロトコル。アポA−IVがアポA−IV KOマウスにおいて耐糖能を改善する機構を評価するため、本発明者らは、アポA−IV KOマウスにおけるグルコース誘導性インスリン分泌を測定した。より具体的には、本発明者らは、先に論じられるように、3ヶ月齢で、耐糖能試験中、グルコース誘導性インスリン分泌を測定した。本研究において、アポA−IV KOマウスに、耐糖能試験を行う2時間前に、重量約1μg/gの用量のマウスアポA−IVを腹腔内注射した。アポA−IV KOマウスに、耐糖能試験を行う約2時間前に生理食塩水を注射して、対照として利用した。
[0065]実験結果。図6に示すように、I期インスリン分泌は、生理食塩水を注射したアポA−IV KOマウスには存在しなかった。しかし、図6に示すように、I期インスリン分泌は、耐糖能試験を実行する2時間前にアポA−IVを注射した際、アポA−IV KOマウスにおいて回復した。
実施例5:高脂肪食餌を与えられたアポA−IVノックアウトおよび野生型マウスにおけるアポA−IVの有効性
[0066]実験プロトコル。アポA−IV KOおよびWTマウスに、長期間、Dyets(ペンシルバニア州ベツレヘム)より購入した高脂肪半精製の栄養的に完全な実験食餌(AIN−93M)を10週間与えた。高脂肪食餌は、100gの食餌あたり、約20gの脂肪(すなわち約19gのバター脂肪および必須脂肪酸を提供するための1gのダイズ油)を含有する。アポA−IV KOおよびWTマウスを、約22±1℃の温度および約12時間明期/12時間暗期の光に調節した動物施設において、トウモロコシの穂軸(corncob)の寝藁を入れた個々のタブ・ケージ中で飼育した。先に論じられるように、3ヶ月齢で耐糖能試験を行った。耐糖能試験を行う前に、アポA−IV KOマウスおよびWTマウスを5時間絶食させた。グルコース耐性試験において、アポA−IV KOマウスおよびWTマウスに、約2mg/g体重の用量のグルコースを腹腔内注射した。
[0067]実験結果。図7に示すように、アポA−IV KOマウスは、WTマウスに比較して、より大きい耐糖能障害を示した。具体的には、図7は、グルコースの腹腔内注射後、2時間、WTマウスにおける血漿グルコースレベルが、アポA−IV KOマウスにおける血漿グルコースレベルより低かったことを示す。
実施例6:高脂肪食餌を与えられたアポA−IVノックアウトおよび野生型マウスにおける耐糖能の回復
[0068]実験プロトコル。3ヶ月齢で、14週間、高脂肪食餌(重量20%の脂肪、19%のバター脂肪および1%のベニバナ(safflower)油)を与えたアポA−IV KOおよびWTマウスへのアポA−IVの投与に関する、一連の研究を行った。具体的には、アポA−IV KOおよびWTマウスに、約1μg/g体重の用量のマウスアポA−IVを腹腔内注射した。アポA−IV KOおよびWTマウスにまた、対照として働く生理食塩水溶液を腹腔内注射した。アポA−IVまたは生理食塩水を注射した後、耐糖能試験を行った。具体的には、アポA−IVまたは生理食塩水溶液注射の2時間後に、耐糖能試験を行った。
[0069]実験結果。図8に示すように、アポA−IV KOマウスにおけるアポA−IVの投与は、耐糖能を有意に改善した。具体的には、図8は、アポA−IVを注射したアポA−IV KOマウスにおける血漿グルコースレベルが、生理食塩水溶液を注射したアポA−IV KOマウスにおける血漿グルコースレベルよりも低かったことを示す。[先の文は、次の文が同じことを記載しているため、冗長である。]本明細書にデータは含まれないが、高脂肪食餌を長期間与えられたWTマウスにおけるアポA−IVの投与がまた、耐糖能を有意に改善することもまた発見された。
実施例7:T2DMを有するマウスにおける耐糖能の回復
[0070]実験プロトコル。アポA−IVがT2DMを有する動物における耐糖能を促進する際に有効であることを確証するため、ヘテロ接合体KK Cg−A/J(以後、「Cg−A/J」)マウスをJackson Laboratories(メイン州バーハーバー)から得た。Cg−A/Jマウスは、8週齢までに、高血糖、高インスリン血症、肥満、および耐糖能障害を発展させる。これらのマウスにおける糖尿病の主因は、アグチ関連タンパク質であり、そしてメラノコルチン−IV受容体のアンタゴニストをコードする、A突然変異を伴う多遺伝子相互作用によって生じるインスリン耐性である。Cg−A/Jマウスには固形飼料を与えた。さらに、固形飼料を与えて10〜14週間に、血液グルコースの顕著な増加があった。
[0071]14週齢で、Cg−A/Jマウスに、腹腔内注射を通じて、マウスアポA−IV(約1μg/g体重)または生理食塩水溶液(対照として働く)のいずれかを投与した。次いで、血漿グルコースを約0、0.5、1、2、3、4、5、7、11、および24時間で測定した。
[0072]実験結果。図9に示すように、アポA−IVは、生理食塩水対照に比較して、Cg−A/Jマウスの血糖レベルを低下させる際に顕著な効果を有する。生理食塩水溶液を注射したCg−A/Jマウスが、研究の24時間の期間全体で、定常の血漿グルコースレベルを維持する一方、アポA−IVを注射されたCg−A/Jマウスは、10時間に渡る血漿グルコース減少を経験し、そしてこの期間の大部分の間、血漿グルコースレベルは、研究していたC57BL/6J動物に匹敵した。この研究から、本発明者らは、アポA−IVの投与は、Cg−A/Jマウスにおいて血漿グルコースを低下させるのに有効であると結論づける。
実施例8:アポA−IV KO、アポA−I KO、およびWTマウスにおける血清アミロイドP構成要素のレベル
[0073]実験プロトコル。アテローム生成食餌を与えたアポA−IV KO、アポA−I KO、およびWTマウスにおいて、血清アミロイドAタンパク質構成要素(以後、「SAP」)のレベルを決定することに関連する一連の研究を行った。アポA−IV KO、アポA−I KO、およびWTマウスを、シンシナティ大学から得た。SAPは、アミロイドP構成要素(以後、「AP」)の血清型であり、アミロイドと称されるin vivo病理学的沈着の五角形構成要素として最初に同定された、25kDa五量体タンパク質である。SAPは、ヒトにおいて、C反応性タンパク質のように振る舞う。具体的には、アポA−IV KO、アポA−I KO、およびWTマウスにおいて、アテローム生成食餌を12週間与えた後、アポA−IV KO、アポA−I KO、およびWTマウスにおける血漿SAPレベルを測定した。血漿SAPレベルをウェスタンブロット分析を通じて測定した。
[0074]実験結果。図10に示すように、アポA−IV KOマウス(マウス番号1、8、および10に対応する)におけるSAPのレベルは、アポA−I KOマウス(マウス番号28、29、および30に対応する)およびWTマウス(マウス番号19、20、および25に対応する)におけるSAPのレベルに比較して増加した。
[0075]本開示を記載し、そして定義する目的のため、用語「約」および「実質的に」は、本明細書において、定量的比較、値、測定、または他の提示いずれかに起因しうる内在性の度合いの不確実性を表すように利用されることが注目される。用語「約」および「実質的に」はまた、本明細書において、問題となっている主題の基本的機能において変化を生じることなく、定量的提示が、言及する参照から多様でありうる度合いを提示するためにも利用される。
[0076]上記説明および図面は、本開示の特徴および利点を達成する例示的な態様の例示としてのみ考慮されるべきである。本開示の意図および範囲から逸脱することなく、記載する特徴および工程に、修飾および置換を行うことも可能である。したがって、本開示は、前述の説明および図によって限定されると見なされてはならず、付随する請求項の範囲によってのみ限定される。
実施例8:ヒトアポA−IVは、腹腔内耐糖能試験を受けている野生型マウスにおいて、血液グルコースレベルを低下させる
[0077]実験プロトコル。野生型マウスにヒトアポA−IVを投与すると、耐糖能試験を受けているマウスにおける血液グルコースレベルが影響を受けるかどうかを決定する研究を行った。
[0078]3ヶ月齢の野生型マウスに、重量1μg/gの用量のヒトアポA−IVを腹腔内注射した。対照として、別の群の野生型マウスに、生理食塩水溶液を腹腔内注射した。ヒトアポA−IVまたは生理食塩水溶液を注射した後、耐糖能試験を行った。具体的には、耐糖能試験を、アポA−IVまたは生理食塩水溶液を注射した約2時間後、そして絶食5時間後に行った。尾の血液を収集し、そして糖測定装置(glucometer)によって測定した。
[0079]実験結果。図12に示すように、ヒトアポA−IVは、耐糖能試験を受けている野生型マウスにおいて、血液グルコースを低下させるのに有効であった。
実施例9:腹腔内耐糖能試験を受けている野生型雌マウスにおけるマウスアポA−IVの影響
[0080]実験プロトコル。雌野生型マウスへのマウスアポA−IVの投与が、耐糖能試験を受けているマウスにおいて、血液グルコースレベルに影響を及ぼすかどうかを決定する研究を行った。
[0081]3ヶ月齢の雌野生型マウスに、重量約1μg/gの用量のマウスアポA−IVを腹腔内注射した。対照として、別の群の雌野生型マウスに、生理食塩水溶液を腹腔内注射した。ヒトアポA−IVまたは生理食塩水溶液を注射した後、耐糖能試験を行った。具体的には、アポA−IVまたは生理食塩水を注射した約2時間後、そして絶食5時間後、耐糖能試験を行った。尾の血液を収集し、そして糖測定装置によって測定した。
実験結果。図13に示すように、マウスアポA−IVは、耐糖能試験を受けている野生型雌マウスにおいて、血液グルコースを低下させるのに有効であった。
実施例10 ヒトアポA−IVは、ヒト膵島において、インスリン放出を刺激する
[0082]高純度ヒト膵島は、バージニア大学、Axon Cellsによって提供された。10%FBSおよび11mMグルコースを含有するRPMI 1640中で、95%空気および5%COの加湿大気中、37℃で48時間、膵島を培養した。次いで、50IEQ膵島の4つの群を、3.0mMグルコースを含有する通常のKRB(129mM NaCl、4.8mM KCl、2.5mM CaCl、1.2mM MgSO、1.2mM KHPO、5mM NaHCO、10mM HEPESおよび0.2% BSA)中で、37℃で1時間、プレインキュベーションした。最初の2群の膵島を、次いで、3.0mMグルコースを含有する通常のKRB中で、10μg/mlヒトA−IVの存在下または非存在下で、1時間インキュベーションし、そしてさらに、20mMグルコースと、10μg/mlヒトA−IVの存在下または非存在下で、さらに1時間インキュベーションした。最後の2群の膵島を、3.0mMグルコースを含有する250μmol/lジアゾキシドを加えた、30mM KCl KRB(103.8mM NaCl、30mM KCl、2.5mM CaCl、1.2mM MgSO、1.2mM KHPO、5mM NaHCO、10mM HEPESおよび0.2% BSA)中で、10μg/mlヒトA−IVの存在下または非存在下で、1時間インキュベーションし、そしてさらに、20mMグルコースと、10μg/mlヒトA−IVの存在下または非存在下で、さらに1時間インキュベーションした。各1時間のインキュベーションの終わりに、培地を収集した。インスリンレベルをELISAキット(Millopore)によって測定した。
[0083]図14からわかるように、ヒト膵島を30mM KClに加えて250μMジアゾキシドによって最大限に脱分極させると、10μg/ml hA−IVは、インスリン分泌に対して有意な刺激性の影響を示した。
実施例11 非グリコシル化アポA−IVの調製
[0084]ヒトおよびマウスアポA−IV cDNAはpSP65維持ベクター中に含有され、そして成熟アポA−IVタンパク質のコーディング配列のすぐ5’を操作してAflIII制限酵素部位を作製した。遺伝子を維持ベクターから切り出し、そしてpET30発現ベクター内に連結した。構築物を大腸菌(E.Coli)BL−21(DE3)細胞にトランスフェクションし、そしてカナマイシン(30μg/ml)を補ったルリア−ベルタニ培養中で、37℃で増殖させた。細胞におけるアポA−IVタンパク質合成の誘導の後、細胞を採取し、そして超音波処理した。His結合アフィニティカラムクロマトグラフィーおよび透析によって、溶解物由来のアポA−IVタンパク質を精製した。生じたアポA−IVタンパク質を、生理食塩水中、1.0mg/mlの最終濃度まで希釈した。

Claims (24)

  1. II型糖尿病の治療が必要な被験体において、II型糖尿病を治療するための方法であって、被験体に、有効量のアポリポタンパク質A−IVまたはアポリポタンパク質A−IVに少なくとも90%の同一性を有するその生物学的活性類似体を投与する工程を含む、前記方法。
  2. 血液グルコースレベルを低下させる必要がある被験体において、血液グルコースレベルを低下させる方法であって、被験体に、有効量のアポリポタンパク質A−IVタンパク質またはアポリポタンパク質A−IVに少なくとも90%の同一性を有するその生物学的活性類似体を投与する工程を含む、前記方法。
  3. 耐糖能を実質的に回復させる必要がある被験体において、正常レベルまで耐糖能を実質的に回復させるための方法であって、被験体に、有効量のアポリポタンパク質A−IVまたはアポリポタンパク質A−IVに少なくとも90%の同一性を有するその生物学的活性類似体を投与する工程を含む、前記方法。
  4. 生物学的活性類似体がアポリポタンパク質A−IVに少なくとも99%の同一性を有する、請求項1〜3のいずれか一項の方法。
  5. 被験体がヒトである、請求項1〜4のいずれか一項の方法。
  6. 被験体に有効量のアポリポタンパク質A−IVを投与する請求項1〜5のいずれか一項の方法であって、該アポリポタンパク質のアミノ酸配列が
    式中、XはG、A、Vであるかまたは存在せず;
    はEまたはKであり;
    はTまたはSであり;そして
    はQまたはHである
    前記方法。
  7. アポリポタンパク質A−IVが全長ヒトアポリポタンパク質A−IVである、請求項1〜5のいずれか一項の方法。
  8. アポリポタンパク質A−IVのアミノ酸が、
    である、請求項7の方法。
  9. アポリポタンパク質A−IVのアミノ酸配列が:
    である、請求項1〜5のいずれか一項の方法。
  10. アポリポタンパク質A−IVがグリコシル化されている、請求項1〜9のいずれか一項記載の方法。
  11. アポリポタンパク質A−IVがグリコシル化されていない、請求項1〜9のいずれか一項記載の方法。
  12. アポリポタンパク質A−IVが全身投与される、請求項1〜11のいずれか一項記載の方法。
  13. アポリポタンパク質A−IVまたはその生物学的活性類似体の全身投与が、経口、皮下、静脈内、筋内、および腹腔内投与からなる群より選択される、請求項12記載の方法。
  14. アポリポタンパク質A−IVまたはその生物学的活性類似体が、約1〜約10μg/gの用量で投与される、請求項1〜13のいずれか一項記載の方法。
  15. アポリポタンパク質A−IVまたはその生物学的活性類似体が、約0.25〜約2μg/gの用量で投与される、請求項1〜13のいずれか一項記載の方法。
  16. アポリポタンパク質A−IVまたはその生物学的活性類似体が、約1μg/gの用量で投与される、請求項1〜13のいずれか一項記載の方法。
  17. アポリポタンパク質A−IVまたはその生物学的活性類似体が、1日1回投与される、請求項1〜16のいずれか一項記載の方法。
  18. アポリポタンパク質A−IVまたはその生物学的活性類似体が、1日約2回投与される、請求項1〜16のいずれか一項記載の方法。
  19. II型糖尿病の治療に関して被験体に投与するために配合された、請求項1〜18のいずれか一項のアポリポタンパク質A−IVまたはその生物学的活性類似体を含む、薬学的組成物。
  20. 薬学的に許容されうるキャリアーまたは希釈剤をさらに含む、請求項19の薬学的組成物。
  21. 液体配合物である、請求項19または20の薬学的組成物。
  22. 水性配合物である、請求項19〜21のいずれか一項記載の薬学的組成物。
  23. 水性配合物が発熱物質不含である、請求項22の薬学的組成物。
  24. II型糖尿病を治療する必要がある被験体において、II型糖尿病を治療するための方法であって、被験体に、請求項19〜23のいずれか一項記載の薬学的組成物の有効量を投与する工程を含む、前記方法。
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