JP2017513865A - グルコースに富んでいる食事の後、グルコース吸入をダウン−レギュレートし、そしてインシュリン感受性を高める、rs1から誘導されたペプチド - Google Patents

グルコースに富んでいる食事の後、グルコース吸入をダウン−レギュレートし、そしてインシュリン感受性を高める、rs1から誘導されたペプチド Download PDF

Info

Publication number
JP2017513865A
JP2017513865A JP2016563188A JP2016563188A JP2017513865A JP 2017513865 A JP2017513865 A JP 2017513865A JP 2016563188 A JP2016563188 A JP 2016563188A JP 2016563188 A JP2016563188 A JP 2016563188A JP 2017513865 A JP2017513865 A JP 2017513865A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glucose
reg
qep
galactose
poly
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2016563188A
Other languages
English (en)
Inventor
フリードリッヒ アレクサンドラ
フリードリッヒ アレクサンドラ
グロル ユルゲン
グロル ユルゲン
コエプセル ヘルマン
コエプセル ヘルマン
ベイル−ビッヒマン マイケ
ベイル−ビッヒマン マイケ
Original Assignee
ユリウス−マキシミリアンス−ウニベルジテート ビュルツブルク
ユリウス−マキシミリアンス−ウニベルジテート ビュルツブルク
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ユリウス−マキシミリアンス−ウニベルジテート ビュルツブルク, ユリウス−マキシミリアンス−ウニベルジテート ビュルツブルク filed Critical ユリウス−マキシミリアンス−ウニベルジテート ビュルツブルク
Publication of JP2017513865A publication Critical patent/JP2017513865A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/16Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • A61K38/17Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • A61K38/1703Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates
    • A61K38/1709Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from mammals
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23LFOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L33/00Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
    • A23L33/10Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof using additives
    • A23L33/17Amino acids, peptides or proteins
    • A23L33/18Peptides; Protein hydrolysates
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/04Peptides having up to 20 amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
    • A61K38/06Tripeptides
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0012Galenical forms characterised by the site of application
    • A61K9/0053Mouth and digestive tract, i.e. intraoral and peroral administration
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P3/00Drugs for disorders of the metabolism
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P3/00Drugs for disorders of the metabolism
    • A61P3/04Anorexiants; Antiobesity agents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P3/00Drugs for disorders of the metabolism
    • A61P3/08Drugs for disorders of the metabolism for glucose homeostasis
    • A61P3/10Drugs for disorders of the metabolism for glucose homeostasis for hyperglycaemia, e.g. antidiabetics
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23VINDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2002/00Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Diabetes (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Obesity (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Marine Sciences & Fisheries (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Endocrinology (AREA)
  • Child & Adolescent Psychology (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

本発明は、グルコース及び/又はガラクトース摂取の生理学的にリンクされるか又は関連付けされることにより引起される疾患又は障害の予防又は治療への使用のための、QEP又はそのQEP誘導体を含むか又はそれから成る(ポリ)ペプチド、前記(ポリ)ペプチドをコードする核酸分子、又は前記核酸分子を含むベクターを含む、高糖条件下で投与されるべき医薬組成物に関する。さらに、本発明の医薬組成物は、インスリン感受性を高めるのに使用するためである。本発明はさらに、前記(ポリ)ペプチドを含む食品組成物に関する。本発明はまた、高糖条件下で前記疾患又は障害を予防するか又は治療するために適切な化合物をスクリーニングし、そして/又は同定するための方法に関する。本発明はさらに、ODCを発現する細胞中への(SGLT1−介在性)グルコース及び/又はガラクトース摂取を阻害でき、そして/又はODCを発現する細胞中へのグルコース及び/又はガラクトース摂取のインヒビターの阻害効果を高めることができる、オルニチンデカルボキシラーゼ(ODC)を調節する化合物をスクリーニングし、そして/又は同定するための方法に関する。本発明はさらに、前記(ポリ)ペプチドに対する患者の非応答又は応答を予測するための方法、前記(ポリ)ペプチドによる予防又は治療のために患者を階級化するための方法、及び前記疾患又は障害に罹患している患者が前記ポリペプチドに対して非応答者か又は応答者であるかを決定するためのキットに関する。本発明はさらに、前記疾患又は障害を予防するか又は治療するために適切な化合物/薬物を開発し、そして/又は企画するための方法に関する。

Description

本発明は、グルコース及び/又はガラクトース摂取の生理学的にリンクされるか又は関連付けされることにより引起される疾患又は障害の予防又は治療への使用のための、QEP又はそのQEP誘導体を含むか又はそれから成る(ポリ)ペプチド、前記(ポリ)ペプチドをコードする核酸分子、又は前記核酸分子を含むベクターを含む、高糖条件下で投与されるべき医薬組成物に関する。さらに、本発明の医薬組成物は、インスリン感受性を高めるのに使用するためである。本発明はさらに、前記(ポリ)ペプチドを含む食品組成物に関する。本発明はまた、高糖条件下で前記疾患又は障害を予防するか又は治療するために適切な化合物をスクリーニングし、そして/又は同定するための方法に関する。本発明はさらに、ODCを発現する細胞中への(SGLT1−介在性)グルコース及び/又はガラクトース摂取を阻害でき、そして/又はODCを発現する細胞中へのグルコース及び/又はガラクトース摂取のインヒビターの阻害効果を高めることができる、オルニチンデカルボキシラーゼ(ODC)を調節する化合物をスクリーニングし、そして/又は同定するための方法に関する。本発明はさらに、前記(ポリ)ペプチドに対する患者の非応答又は応答を予測するための方法、前記(ポリ)ペプチドによる予防又は治療のために患者を階級化するための方法、及び前記疾患又は障害に罹患している患者が前記ポリペプチドに対して非応答者か又は応答者であるかを決定するためのキットに関する。本発明はさらに、前記疾患又は障害を予防するか又は治療するために適切な化合物/薬物を開発し、そして/又は企画するための方法に関する。
豊かな先進国においては、栄養依存性疾患(例えば、肥満/脂肪過多、高コレステロール血症、糖尿病及び高血糖症)の増加発生は、深刻な問題である。例えば、肥満は、世界的に憂慮すべき水準に上昇して来た(McLellan (2002), Lancet 359, 1412)。例えば、ドイツの徴集兵の平均体重は、一年当たりほぼ400g、増加している。類似するデータが、オーストリア、ノルウェー及び英国で得られた。
肥満患者のための既知治療法は、物理的活動、特別食餌及び薬物治療法を包含する。1つの特別な薬物治療アプローチは、腸におけるいくらかの脂肪の吸収を妨げるOrlistat (Xenical)に基いている。食欲抑制剤及び/又は食欲抑止剤が提案されて来た。食欲抑止剤として試験されて来た多くの薬物は、モノアミン−神経伝達物質(セロトニン、ノルアドレナリン、ドーパミン、ヒスタミン)に干渉する。5−HT(5−ヒドロキシトリプタミン)は、視床下部の種々の部位、すなわち植物摂取の調節に関与されると思われる脳の領域に放出される。D−フェンフルラミンは、肥満を治療するためにフェンテルミン(Fen−Phen)と組合して、ほとんど使用される5−HT放出剤及び再摂取インヒビターである。しかしながら、Fen−Phenは、潜在的な心臓弁欠陥のために市場からは回収されている(Wadden (1999), Obes. Res. 7, 309-310)。また、人気の食欲抑制剤フェンフルラミン及びデクスフェンフルラミンは、市場から回収されている。FDAは、それらの2種の薬物が心臓弁疾患及び原発性肺高血圧症(PPH)にリンクされていることを述べている。また、トピラメートも、肥満の治療に提案されている(The Pharmaceutical Journal (1999), Vol. 263, No 7064, page 475)。しかしながら、トピラメートは、脳領域に副作用をもたらすことが知られている。Kaminski (2004 Neuropharmacology 46(8):1097-104)は、トピラメートがGluR5カイニン酸受容体により介在される後シナプス応答を選択的に阻害することを示している。また、種々の特別食餌(栄養物の極端な比率を有する)、精神薬理学的薬物、及び小腸における二糖類の分解を阻害するα−グルコシダーゼインヒビター(アカルボース、Glucobay(登録商標)、バイエル・バイタル、レバークーゼン)が、肥満、糖尿病及び/又はその対応する二次障害の治療に提案されて来た。しかしながら、全ての既知の治療形は、実質的な副作用を有する主要欠点を有する。
栄養関連疾患の治療のためのさらなる手段として、ナトリウム−D−グルコース/ガラクトースコトランスポーターSGLT1及びSGLT2のインヒビターの開発が提案されている。SGlT1は小腸におけるD−グルコース(及び/又はD−ガラクトース)の吸収に介在し、そしてSGLT2は腎近位尿細管におけるD−グルコース(及び/又はD−ガラクトース)の再吸収における最初の工程に介在する。栄養関連疾患の治療のためのそれらの試みは、競争インヒビターとして作用する非輸送基質類似体の開発に基づかれている(Oku (1999), Diabetes 48, 1794-1800; Dudash (2004), Bioorg. Med. Chem. Lett. 14, 5121-5125)。そのような化合物によるグルコース輸送の阻害は、高濃度で結合部位でのそれらの連続した存在を要する。この永久的存在は、影響されることが所望されない器官(例えば、SGLT1が発現される、重度の有害な効果をもたらす心臓)において副作用を引起すことができる(Zhou (2003) Journal Cell Biochem 90, 339-346)。
栄養関連疾患の治療のための薬理学的選択肢の副作用の問題の他に、また、長期にわたっての食物摂取の鋭い減少を包含する食餌はしばしば、患者により受け入れられず、そして栄養習慣の変化がしばしば、拒否される。
RSC1A1遺伝子によりコードされる調節タンパク質RS1のアンタゴニスト(例えば、抗体、アンチセンス分子、リボザイム)の提供による、栄養関連疾患、例えば糖尿病及び高血糖症の治療のための治療法を提供する試みがまた行われた(デンマーク特許第A1 10006887号)。
動物モデルにおける調節タンパク質RS1(遺伝子RSC1A1)の除去は、SGLT1の後転写アップレギュレーション、血清コレステロールの上昇、及び肥満を導くこともまた示されている(Osswald (2005) Mol Cell Biol. 25, 78-87)。分子としての、及びRS1コード遺伝子の形でのRS1は、肥満症又は高コレステロール血症の治療に使用されることが提案されている;欧州特許第A11444890号を参照のこと。RS1−ノックアウト動物モデル、体重への影響におけるRS1の活性の変更、及びRS1の発現又は活性の試験を通して肥満を診断する可能性が、欧州特許第A11444890号及び米国特許第10/771,151号に記載されている。
hRS1のモチーフ(QCP、QSP、QPP、QTP)に対応するペプチドは、生理学的範囲での相当なグルコース濃度の不在下で、SGLT1発現の後転写阻害を誘発できるものとして同定されている(国際公開第2006/105913号)。そのようなグルコース濃度の存在下で、この阻害が抑制された。それらのペプチドのSGLT1−阻害効果のこのグルコース依存性鈍化は、低グルコース濃度で小腸グルコース吸収をダウンレギュレートするためへのそれらのペプチドのインビボ使用のための特定値であるものとして考慮されている。従って、糖尿病、肥満、等を治療するためへのそれらのペプチドの使用は、それぞれ、定炭水化物食餌及び低血糖指数を有する食餌と組合して、提案されている。Vernalekenの開示は、所見を確認している(J. Biol. Chem. (2007) 282, 28501-13; “Dissertation zur Erlangung des naturwissenschaftlichen Doktorgrades der Bayerischen Julius-Maximilians-Universitat Wurzburg” (2007), “Identification and Characterisation of the Domains of RS1 (RSC1A1) Inhibiting the Monosaccharide Dependent Exocytotic Pathway of Na+-D-Glucose Cotransporter SGLT1 with High Affinity”「高親和性を有するNa−D−グルコースコトランスポーターSGLT1の単糖依存性エキソサイトーシス経路を阻害するRS1(RSC1A1)のドメインの同定及び特徴付け」)。同様に、ヒトRS1の特定モチーフに対応するオクタペプチド(SDSDRIEP)はまた、SGLT1をダウンレギュレートすることが提案されている(国際公開第2006/105912号)。
RS1タンパク質は、hSGLT1の発現を阻害するのみならず、また、小腸において発現される他のトランスポーター、例えば有機カチオントランスポーターhOCT2(SLC22A2)の発現も阻害することは、さらに知られている(Koepsell, Pflugers Arch-Eur J Physiol (2004), 447:666-76; Reinhardt, Biochim Biophys Acta (1999), 1417:131-43; Veyhl, Am J. Physiol Renal Physiol (2006), 291:F1213-F1223)。
小腸におけるグルコース吸収が決定的には、Na−D−グルコースコトランスポーターSGLT1により介在される腸細胞の管腔側刷子縁膜を通してのグルコーストランスポートに依存することはさらに知られている(Gorboulev, Diabetes 61 (2012), 187-196)。グルコースに富んでいる食事の後、SGLT1は、刷子縁膜中に取り込まれるゴルジ体からのSGLT1含有小胞のグルコース依存性放出のために、後転写的にアップレギュレートされる(Veyhl, Am J. Physiol Renal Physiol (2006), 291:F1213-F1223)。
トランスポーターの後転写ダウンレギュレーションのためのRS1の役割が、主に、SGLT1及び他のトランスポーターがmRNA注入により発現され、そしてRS1タンパク質が注入されたアフリカツメガエルの卵母細胞を用いて研究されて来た。卵母細胞発現系を用いて、hRS1タンパク質がhSGLT1、ヒトNa−ヌクレオチドコトランスポーターhCNT1、及びいくつかの他のトランスポーターを、後翻訳的にダウンレギュレートすることが観察されている(Errasti-Murugarren, Mol Pharmacol 82 (2012), 59-67)。グルコース及び短鎖脂肪酸に応答して抗糖尿病ホルモングルカゴン様ペプチド1(GLP−1)を分泌する腸内分泌L細胞は、小腸の末端部に位置する。グルコースに富んだ食事の間、GLP−1は膵臓島のグルコース依存性インスリン分泌を増強する。L細胞がSGLT1を発現し、そしてL細胞によるGLP−1のグルコース依存性刺激についてのSGLT1の役割が論じられていることは示されている(Gorboulev, 同上)。さらに、小腸におけるSGLT1の阻害、又はSGLT1の遺伝的除去が、グルコースの強制経口投与の30分〜2時間後、GLP−1分泌の上昇を導くことは報告されている(Powell, J Pharmacol Exp Ther 34 (2013), 250-259)。
従って、本発明の根底にある技術的問題は、糖尿病、及びグルコース及び/又はガラクトース摂取への生理学的リンク又は関連により引起される他の疾患/障害に対する、改良された、広範な医学的介入の手段及び方法の提供である。
技術的問題は、請求項に特徴づけられる実施形態の提供により解決される。
従って、本発明は、
(a)(A)アミノ酸配列グルタミン−グルタミン酸−プロリン(QEP);又は
(B)アミノ酸配列QEPの誘導体、ここで前記誘導体は、高濃度のグルコース及び/又はガラクトースの存在下で細胞中へのSGLT1−介在性グルコース及び/又はガラクトース摂取を低めるか/阻害することができる、を含むか又はそれから成る(ポリ)ペプチド;
(b)(a)の(ポリ)ペプチドをコードする核酸分子;又は
(c)(b)の核酸分子を含むベクター、
を含んで成る、グルコース及び/又はガラクトース摂取に生理学的にリンクされるか、又は関連付けられることにより引起される疾患又は障害、又は栄養関連又は栄養依存性疾患又は障害の予防又は治療への使用のための医薬組成物に関し、ここで(前記予防又は治療において)前記医薬組成物は患者(前記疾患又は障害を罹患しているか、又は罹患していると思われる)に投与され(投与されるべきか、又は投与されるよう調製される)、前記患者は、患者の消化管の少なくとも一部の内腔及び/又は上皮細胞(及び/又はその血液、及び/又はその尿)に高濃度のグルコース及び/又はガラクトースを有するか、有しようとしているか、又は有すると思われる。
本発明の要旨は、特定のRS1由来の(ポリ)ペプチド変異体、特にトリペプチドQEP及びその誘導体が高い糖の条件下でSGLT1介在性グルコース摂取を低めることができる、驚くべき発見にある。そのような高い糖条件は例えば、エネルギーに富んだ食事の後に生じる。それらの(ポリ)ペプチド変異体は非常に短く、そして従って、糖尿病、及びグルコース及び/又はガラクトース摂取への生理学的リンク又は関連により引起される他の疾患/障害に対する医学的介入のための非常に単純な手段及び方法が提供され得ることは、本発明の卓越した利点である。生来の/内因性RS1は、例えば(炭水化物に富んだ)食事間(但し、食事の間ではない)、又は(直接的に)(炭水化物に富んだ)食事の後、小腸における低グルコース/マンノース濃度での存在下でのみ、小腸内でのグルコース/マンノースの摂取を阻害するので、生来の/内因性RS1、修飾されていないRS1由来のポリペプチドは、(炭水化物に富んだ)食事の間、又は(直接的に)その後、小腸グルコース/ガラクトース摂取を効率的には阻害しない(Vernaleken (2007)、同上)。
本発明はさらに、そのような疾患又は障害の予防又は治療への使用のための、上記(a)〜(c)に定義されるような医薬組成物に関し、ここで前記医薬組成物は、高い糖条件/状況下で(例えば、高いグルコース及び/又は高いガラクトース条件/状況下で)、それぞれの患者に投与されるか、投与されるべきであるか、又は投与されるよう調製される。
さらに、本発明は、上記で定義されるような医薬組成物に関し、ここで
(i)投与されるか、又は投与されるべき患者は、エネルギーに富んだ食事を取るか、取るつもりであるか、又は取ると思われ;
(ii)前記医薬組成物は、そのような食事と組合して、又はエネルギーに富んだ食餌/食品/食物摂取と組合して、投与されるか、投与されるべきか、又は投与されるよう調製され;
(iii)前記医薬組成物が投与されるか、又は投与されるべきである患者は、その消化管の少なくとも一部の内腔及び/又は上皮細胞、その血液及び/又はその尿に、高レベルの糖(例えば、グルコース及び/又はガラクトース)を有するか、有しようとしているか、又は有すると思われ;そして/又は
(iv)前記医薬組成物は、(a)高い糖の条件/状況(例えば、高いグルコース及び/又は高いグルコース条件/状況)下で、投与されるか、投与されるべきか、又は投与されるよう調製され得る。
さらに、本発明は、上記疾患又は障害を治療するか、又は予防するための方法に関し、ここで前記方法は、上記高い糖の条件/状況下で、医薬的に有効な量の上記医薬組成物を、その必要な患者に投与する工程を含む。
本発明はさらに、次の非制限的図面及び実施例を参照して記載される。
図1は、hRS1のアミノ酸16−98を含むヒト(hRS1−Reg)からのRS1の調節ドメインのアミノ酸配列を示す。以前に同定された活性モチーフは、四角で囲まれている。予測されるリン酸化部位内のセリン残基が示されている。 図2は、アフリカツメガエルの卵母細胞において発現されるhSGLT1−介在性AMG輸送又はhCNT1−介在性ウリジン輸送に対する、<10μMの細胞内AMG濃度の存在下での異なった細胞内濃度のhRS1−Regの効果を示す。hSGLT1又はhCNT1は、2.5ngのhSGLT1 cRNA又は0.5ngのhCNT1 cRNAの注入及び3日間のインキュベーションにより、卵母細胞において発現された。次に、異なった量のhRS1−Regを含む、50nlの高カリウム緩衝液(K-Ori buffer, Veyhl, (2003) J Membrane Biol. 196, 71-81)が注入された。1時間後、hSGLT1発現された50μMの[14C]AMG摂取(Veyhl (2003) 同上)又はhCNT1発現された5μMの[H]ウリジン摂取が測定された(Errasti-Murugarren 同上)。トリペプチドの細胞内濃度が、卵母細胞当たり400nlの水性体積を仮定して、計算された。3回の独立した実験からの24−30個の卵母細胞の平均値±SEが提示されている。 図3は、アフリカツメガエルの卵母細胞において発現されるhSGLT1−介在性AMG輸送又はhCNT1−介在性ウリジン輸送に対する、250μMのAMGの存在下での異なった細胞内濃度のhRS1−Regの効果を示す。hSGLT1又はhCNT1が、図2に記載されるようにして卵母細胞において発現された。100pモルのAMG及び異なった量のhRS1−Regを含む、50nlの高カリウム緩衝液(K-Ori buffer, Veyhl, (2003) J Membrane Biol. 196, 71-81)が注入された。1時間後、hSGLT1発現された50μMの[14C]AMG摂取又はhCNT1発現された5μMの[H]ウリジン摂取が測定された。3回の独立した実験からの24−30個の卵母細胞の平均値±SEが提示されている。図2に示されるAMGの注入なしに観察された異なった濃度のhRS1−Regによる、hSGLT1介在性AMG輸送及びhCNT1介在性ウリジン輸送の阻害についての曲線が、記号なしの線として示されている。 図4は、低細胞内グルコース濃度で、卵母細胞において発現されるhSGL1又はhCNT1のダウンレギュレーションのための親和性に対する、hRS1−Regにおけるリン酸化を妨げるか、又は模倣する突然変異の差動効果を示す。hSGLT1又はhCNT1を発現する卵母細胞が、図2に記載されるようにAMGの同時注入を行わないで、異なった量の変異体hRS1−Reg(S45A)、hRS1−Reg(S45E)、hRS1−Reg(S83A)又は hRS1−Reg(S83E)を注入された。図4Cに示される実験の1つにおいては、異なった濃度のhRS1−Reg野生型がCamキナーゼ2(CK2)インヒビターKN93と共に注入された。hRS1−Reg 又はhRS1−Reg変異体の注入の1時間後、SGLT1介在性AMG摂取(図4A、C)又はhCNT1介在性ウリジン摂取(図4B、D)が、図2に記載されるようにして、測定された。3回の独立した実験からの24〜30個の卵母細胞の平均値±SEが提示されている。図2に示されるAMGの注入なしに観察された異なった濃度のhRS1−Regによる、hSGLT1介在性AMG輸送及びhCNT1介在性ウリジン輸送の阻害についての曲線が、破線として示されている。 図5は、セリン83のリン酸化ではなく、hRS1−Regにおけるセリン45のリン酸化が、hSGLT1のダウンレギュレーションのためのhRS1−Regの親和性のグルコース依存性変化に関与することを示す。hSGLT1を発現する卵母細胞が、異なった量のhRS1−Reg(S45A)、hRS1−Reg(S45E)又は hRS1−Reg野生型、及びCK2インヒビターKN93を含む、50nlの高カリウム緩衝液と共に注入された。変異体が、AMGなしに(破線)、又は100pモルのAMGと共に(実線及び記号)注入された。hRS1−Reg又はhRS1−Reg変異体の注入の1時間後、SGLT1介在性AMG摂取が、図2に記載のようにして測定された。3回の独立した実験からの24〜30個の卵母細胞の平均値±SEが提示されている。破曲線が由来する詳細なデータが、図4に提示されている。 図6は、hRS1−Reg及びmRS1−Regのアミノ酸配列比較を示す。前に同定された活性モチーフが、四角で囲まれ、そして予測されるリン酸化部位のセリン残基が示されている。保存された予測されるリン酸化部位が青で示される。 図7は、hRS1−Regにおけるセリン20のリン酸化が高細胞内グルコースの存在下でhSGLT1のダウンレギュレーションのためのhRS1−Regの親和性を劇的に高めることを示す。hSGLT1を発現する卵母細胞が、AMGを伴わないで(オープン記号、破線)、又は100pモルのAMGを伴って(閉じられた記号)、異なった量のhRS1−Reg野生型hRS1−Reg(S20A)又はhRS1−Reg(S20E)を含む、50nlの高カリウム緩衝液と共に注入された。1時間後、SGLT1介在性AMG摂取を、図2に記載のようにして測定した。3回の独立した実験からの24−30の卵母細胞の平均値±SEが提示される。hRS1−Reg野生型による阻害についての詳細なデータが図2Aに示されている。 図8は、AMGの注入なしで、アフリカツメガエルの卵母細胞における発現されたSGLT1介在性グルコース輸送に対する2種の異なった濃度のQXP−型トリペプチドの効果を示す。2.5ngのhSGLT1 cRNAを、アフリカツメガエルの卵母細胞に注入し、その卵母細胞を、3日間インキュベートした。次に、異なった量のトリペプチドを含む、50nlの高カリウム緩衝液が注入された。1時間後、SGLT1−発現された、50μMの「14C」AMG摂取が測定された。2回の独立した実験からの16−18個の卵母細胞の平均値±SEが提示される。後hoc Tukey比較を保ってのANOVA検定により決定された、注入されたトリペプチドの不在下でのSGLT1の発現に対する差異についてのP<0.05、**P<0.01が示される。 図9は、RS1−Reg及びSDSDRIEPとは対照的に、QSP及びQEPは、ヌクレオシドトランスポーターhCNT1及びhCNT3により発現されるウリジン輸送をダウンレギュレートしないことを示す。hCNT1及びhCNT3の後転写ダウンレギュレーションが、AMGの注入なしに測定された。1.25ngのhCNT1 cRNA又は10ngのhCNT3が卵母細胞当たり注入され、その卵母細胞が3日間インキュベートされ、そして50nlのK−Ori緩衝液、RS1−Reg、SDSDRIEP、QSP又はQEPの何れかを含む、50nlのK−Ori緩衝液の何れかが注入された。1時間後、5μMの「H」ウリジン摂取が測定された。2−4回の独立した実験(各実験に当たり8−10個の卵母細胞)の平均値±SEが提示されている。***P<0.0101とは、Tukey比較を伴ってのAVOVAにより決定された、対照に対する有意性を示す。 図10は、細胞内AMGがQSPによるhSGLT1の後転写ダウンレギュレーションを妨げることを示す。2.5ngのhSGLT1 cRNAがアフリカツメガエルの卵母細胞中に注入され、その卵母細胞が3日間インキュベートされ、そして2mMのAMGを有さない、50nlのK−Ori緩衝液、又は100pモルのAMGを有さない、及びそのAMGを有する、異なった量のQSPを含む、50nlのK−Ori緩衝液が注入された。1時間後、50μMの「14C」AMG摂取が測定された。(○)AMG(<10μMの細胞内AMG)の注入なしでの測定値、(●)AMG(約0.25mMの細胞内AMG)の注入を伴っての測定値。3回の独立した実験からの24〜30の測定値の平均値±SEが提示される。 図11は、細胞内AMGがhSGLT1の発現をダウンレギュレートするためにQEPの親和性を高めることを示す。hSGLT1介在性輸送の発現に対するQEPの効果が、<10μM(○)又は約250μM(●)の細胞内AMG濃度の存在下で測定された。2.5ngのhSGLT1 cRNAがアフリカツメガエルの卵母細胞中に注入され、その卵母細胞が3日間インキュベートされ、そしてAMGを有さない、50nlのK−Ori緩衝液又はAMGを有さない、及びそのAMGを有する、異なった量のQSPを含む、50nlのK−Ori緩衝液が注入された。1時間後、50μMの「14C」AMG摂取が測定された。3回の独立した実験からの24〜30の測定値の平均値±SEが提示される。 図12は、RS1−/−マウスにおける、QEPの経口投与の後、小腸でのmSGLT1及びグルコース吸収のダウンレギュレーションを示す。一晩の絶食された、標準食餌上のRS1−/−マウスが、200μlのPBS(対照)、20μモルのQEP又は20μモルのQSPを含む、200μlのPBSを強制経口投与された。A)2時間後、裏返しされた象徴リング中への10μMの[14C]AMG摂取が、200μMのフロリジンの不在下で及びその存在下で測定され、そしてフロリジン阻害されたAMG摂取が計算された。B)PBS、又はQEP含有PBSを強制経口投与した2時間後、マウスは、40%グルコースを含む、200μlの水を強制経口投与され、そして15分後、全身の血液中のグルコース濃度が決定された。5匹の動物の平均値±SEが提示される。各動物における摂取測定が四重反復して実施された。対照に対する差異についての**P<0.01がhoc Takey比較(A)又はスチューデントt−検定(B)を伴ってのANOVAにより計算された。 図13は、RS1−/−マウス(A)及び野生型マウス(B)において、QEPと共にインキュベートした後の裏返しされた小腸断片中へのmSGLT1−介在性AMG摂取のダウンレギュレーションを示す。反転された空腸の断片が、pH6.4で30分間、5mMのGEP(QEP)の添加なしで(対照)、又は5mMのQSP(QSP)を有する、5mMのD−グルコースを含む組織培養培地においてインキュベートされた。PBSにより洗浄した後、フロリジン阻害された10μMの[14C]AMGが、図12におけるようにして測定された。5匹の動物の平均値±SEが提示される。各動物における摂取測定が、四重反復して実施された。対照に比較される差異の有意性、**P<0.01、***P<0.001が、後hoc Tukey比較を伴ってのANOVAにより決定された。 図14は、QEPが、他のQXP−型トリペプチドに比較して、5mMのD−グルコースの存在下で5mMのトリペプチドとの30分のインキュベーションの後、ヒト小腸におけるhSGLT1の輸送活性をダウンレギュレートすることを示す。約50のボディ・マス・インデックスを持つ肥満患者の肥満手術中に得られる空腸粘膜の同一の領域の測定を行った。粘膜断片を、5mMのその示されたトリペプチドの不在下で及び存在下で、培養培地(pH6.4、5mMのD−グルコースを含む)において30分間インキュベートとした。pH7.4でのPBSにより洗浄した後、10μMの「14C」AMGのフロリジン阻害された摂取が図12におけるようにして測定された。平均値±SEが標示される。独立した実験測定の数は、括弧内に与えられる。各実験において、16の領域が測定され、8の領域はQEPなしであり(4領域はフロリジンなしで及び4領域はフロリジンを伴う)、そして8の領域はQEPを伴う(4領域はフロリジンなしで、及び4領域はフロリジンを伴う)。***P<0.001は、後hoc Tukey比較を伴ってのANOVAにより決定されたトリペプチドなしでのインキュベーションの後に測定された摂取に対する有意性を示す。 図15は、5mMのD−グルコースの存在下での30分のインキュベーションの後、ヒト小腸におけるhSGLTのQEP誘発されたダウンレギュレーションのQEP濃度依存性を示す。ヒト粘膜の同一の領域が、図14におけるように、5mMのD−グルコースの存在下で、異なった濃度のQEPと共に30分インキュベートされた。PBSにより洗浄した後、10μMの「14C」AMGのフロリジン阻害された摂取が図12におけるようにして測定された。平均値±SEが標示される。独立した実験測定の数は、括弧内に与えられる。QEPなしでのインキュベーションの後に測定された摂取に対する有意性が、後hoc Tukey比較を伴って、ANOVAにより決定された。P<0.005、***P<0.001。 図16は、マウスにおいて経口グルコース耐性試験の間、グルコース吸収に対する高用量のQEPによる強制経口投与の効果を示す。高カロリー、高脂肪、高グルコース食餌を与えられたニュージーランド肥満(NZO)マウスの絶食されたマウスが、100mMのQEPを有さない(○)又はそれを有する(●)、200μlの水を、2度、強制経口投与された。3時間後、経口グルコース耐性試験(OGTT)が、40%D−グルコースを含む、200μlの水をマウスに強制経口投与し、そして異なった間隔の後、血液におけるD−グルコース及びインスリン濃度を測定することにより、実施された。A)OGTTの間の血漿グルコース濃度。B)図16Aに示される曲線下の領域。平均値±SEが標示される。 図17は、経口グルコース耐性試験(OGTT)の間、血液中のグルコース及びインスリン濃度プロフィールに対する、NZOマウスの飲料水における5mMのQEPの効果を示す。高カロリー、高脂肪、高グルコース食餌に基づくNZOマウスが、40%D−グルコースを含む、200μlの水を、強制経口投与され、そして異なった間隔の後、血中D−グルコース及びインスリン濃度が測定された。A)OGTTの間の血漿グルコース濃度。B)図17Aに示される曲路下の領域。C)OGTTの間の血漿インスリン濃度。平均値±SEが標示される。それぞれの時間間隔の後の2回の実験グループにおけるインスリン濃度間の差異についてのP<0.05の後hoc Tukey比較を伴ってのANOVAによる試験。 図18は、hSGLT1介在性AMG輸送に対する、低濃度(<10μM)での異なった細胞内濃度のQSP−チオホスフェート(QSP−thioP)、又は0.25mMの細胞内AMGの効果を示す。hSGLT1は、図2におけるようにして、卵母細胞において発現された。次に、異なった量のQSP−thioPを含む、50nlの高カリウム緩衝液が注入された。1時間後、hSGLT1発現の50μMの「14C」AMG摂取が、図2に記載されるようにして測定された。図2におけるようにして計算されたQSP−thioP及びAMGの細胞内濃度が標示されている。2回の独立した実験からの16−20個の卵母細胞の平均値±SEが示されている。QSP−thioPの注入を伴わない対照からの差異の有意性が、図8におけるようにして計算された。P<0.05、**P<0.01、***<0.001。 図19は、5mMのD−グルコースの存在下でQSP−thioPと共にインキュベートした後、RS1−/−(A)及び野生型マウス(B)の裏返しされた小腸断片中へのmSGLT1介在性AMG摂取のダウンレギュレーションを示す。反転された空腸の断片が、pH6.4で、37℃で30分間、5mMのQSP−thioPの添加なしで(対照)、又はその添加を伴って、5mMのD−グルコースを含む培養培地においてインキュベートされた。PBSによる洗浄の後、フロリジン阻害された10μMの「14C」AMG摂取が、図12におけるようにして測定された。5匹の動物の平均値±SEが提示される。各動物における摂取測定が、四重反復して実施された。対照に比較しての差異の有意性がスチューデントt検定により決定された。 図20は、QSP−thioPが、5mMのD−グルコースの存在下でのヒト小腸におけるhSGLT1介在性AMG摂取をダウンレギュレートすることを示す。ヒト粘膜の同一の領域が、図14におけるように、5mMのD−グルコースの存在下で、異なった濃度のQSP−thioPと共に30分間インキュベートされた。PBSによる洗浄の後、フロリジン阻害された10μMの[14C]AMG摂取が図12におけるようにして測定した。平均値±SEが示される。独立した実験測定の数は、括弧で与えられる。QEPなしでのインキュベーションの後に測定された摂取に対する有意性が、後hoc Tukey比較を伴ってANOVAにより決定された。**P<0.01、***P<0.001。 図21は、ナノ粒子へのカップリングによる腸細胞中へのRS1−Regの導入を示す。一晩、絶食された、標準食餌に基づくRS1−1−マウスが、200μlの無負荷のナノ粒子(対照)、カップリングされたmRS1−Reg(S19A) (mRS1−Reg(S19A))を有する、200μlのナノ粒子、またはmRS1−Reg(S19E) (mRS1−Reg(S19E))によりカップリングされた、200μlのナノ粒子を強制経口された。2時間後、裏返しにされた小腸リング中への、[14C]AMGによりトレースされた10μMのAMG摂取、又は[14C]AMGによりトレースされた1mMのAMG摂取が、200μMのフロリジンの不在下で及び存在下で測定され、そしてフロリジン阻害された摂取が計算された。平均値±SEが提示される。フロリジンなしで及び200μMのフロリジンを伴っての四重反復測定が実施された各動物の数は、括弧で示されている。対照に対する差異についての***P<0.001はスチューデントt−検定により計算された(B)。 図22は、ナノ粒子にカップリングされるmRS1−Reg(S19E)による、マウス小腸におけるSGLT1のダウンレギュレーションを示す。一晩、絶食された、標準食餌に基づく野生型マウスが、カップリングされたmRS1−Reg(S19E) (mRS1−Reg(S19E))を有する、200μlのナノ粒子、又は野生型mRS1−Regによりカップリングされた200μlのナノ粒子を強制経口投与された。2時間後、裏返しにされた小腸リング中への、[14C]AMGによりトレースされた10μMのAMG摂取(A)、又は[14C]AMGによりトレースされた1mMのAMG摂取が、200μMのフロリジンの不在下で及び存在下で測定された(B、C)。フロリジン阻害されたAMG摂取の平均値±SEが提示される。四重反復測定が実施された各動物の数は、括弧で示されている。対照に対する差異についての***P<0.001はスチューデントt−検定により計算された。 図23は、ODCがRS1―Reg及びQEPの受容体であり、そしてODCにより生成されるプトレッシンがSGLT1のダウンレギュレーションを誘発することを示す。A−Cにおいては、hSGLT1が図2におけるようにして卵母細胞において発現された。hRS1−Regタンパク質又はQEPが、単独で、又はDFMO(細胞内濃度3mM)(A)、又はプトレッシン(細胞内濃度1μM)(B、C)と共に注入された。発現された25μMの「14C」AMG摂取が、1時間後、図2におけるようにして測定された。A−Cにおいては、3回の独立した実験からの24−30個の卵母細胞の平均値±SEが提示される。D)HEK293細胞が、ODC、ODC+hRS1−Reg、又はODC+制御ベクターにより一時的にトランスフェクトされた。一晩の発現の後、細胞は溶解され、そしてODC活性が、放出されるCOを測定することにより決定された。E)80ngの精製されたODCが、100μMのQEP又は100μMのPEQを含む1mlの培地において、37℃で1時間インキュベートされ、そしてODC活性が図23Dにおけるようにして測定された。D及びEにおいては、3−5回の独立した実験からの平均値±SEが示される。対照に対する差異についての***P<0.001が、後hoc Tukey比較を伴ってのANOVAにより測定された。
本発明は、以下及び実施例に記載されるように、特定のRS1由来の(ポリ)ペプチド変異体、例えばトリペプチドQEP、QEP誘導体(例えば、修飾されたトリペプチドQSチオホスフェートP)、RS1の修飾されたフラグメント(例えば、修飾されたヒトRS1調節ドメインhRS1−Reg(S20E)又は修飾されたマウスRS1調節ドメインmRS1(S19E)は、高い糖の条件、例えばエネルギーに富んだ食事の間又は後に観察される濃度に類似する高い細胞内グルコース及び/又はガラクトース濃度の存在により特徴づけられる条件下で、SGLT1発現細胞(例えば、小腸の上皮細胞)中へのグルコース及び/又はガラクトースのSGLT1介在性摂取を低めることができることが、驚くべきことには見出されたので、上記に同定された技術的問題を解決する。特に、RS1由来の(ポリ)ペプチド変異体が、エネルギーに富んだ食事の後、ヒト小腸におけるhSGLT1を、75%まで、ダウンレギュレートすることができることが、本明細書及び実施例に記載されている。
RS1由来の(ポリ)ペプチド変異体及び本明細書に記載される他の活性化合物/成分は、それらがRS1の調節ドメイン(RS1−Reg)の修飾された内因性ペプチドモチーフを表し、すなわちそれらはペプチドモチーフQEP又はQEP誘導体を含むか又はそれから成る構造的特性を共有する。理論的に束縛されることではないが、それぞれの修飾は、RS1−Reg(例えば、hRS1−Reg又はmRS1−Reg)におけるN末端QSPモチーフ内のセリン残基のリン酸化を模倣する。本明細書に記載される化合物は、小腸における腸細胞中の細胞内グルコース及び/又はガラクトースが高い場合、例えばエネルギーに富んだ食事の間又はその後、生じるような高い糖条件下でSGLT1をダウンレギュレートすることができる。内因性RS1−Reg又はRS1−Reg由来の非修飾モチーフ、例えばhRS1−Reg中のQSP及びSDSDRIEPは、そのような条件下で効果的ではない。
特に、本明細書に記載される化合物は、高い糖の条件下で、SGLT1介在性グルコース及び/又はガラクトース摂取を低めることができる。理論的に束縛されることではないが、基本的メカニズムは、腸細胞の内腔膜におけるSGLT1タンパク質のダウンレギュレーションである。SGLT1介在性グルコース/ガラクトース摂取は、小腸のグルコース及び/又はガラクトースの吸収速度を決定するので、本明細書に記載される化合物は、エネルギーに富んだ食事の間又はその後、小腸のグルコース/ガラクトース吸収を低めることができる。従って、それらの化合物は、例えばエネルギーに富んだ食事が取られたとしても、疾患又は障害、例えば肥満及び糖尿病の予防又は治療の間、グルコース/ガラクトース吸収を低めるために使用され得る。理論的に束縛されることではないが、近位小腸におけるグルコース/ガラクトース吸収の低減は、抗糖尿病腸ホルモングルカゴン、例えばペプチド1(GLP−1)の高められた分泌を導く。従って、SGLT1活性を低めるか、又はSGLT1発現をダウンレギュレートする化合物の投与はGLP−1分泌を高めることが予測される。インスリン分泌のGLP−1誘発の上昇は、疾患又は障害、例えば2型糖尿病の間、血液グルコースの乱された恒常性を改善する。
本発明においては、本明細書に記載される活性化合物(例えば、上記(a)〜(c)に定義されるような化合物)はまた、特に中期又は長期(例えば、3日以上)に基いて適用される低用量で、インスリンに対する感受性を高めることができることが、驚くべきことには、見出された。本明細書に記載される疾患又は障害、例えば肥満及び2型糖尿病の関連する特性の1つは、高められたインスリン耐性であるので、本明細書に記載される化合物によりインスリン耐性の低下は、そのような疾患又は障害に対する介入の予防的及び治療的改善を提供する。
本明細書に記載される活性化合物は、内因性RS1が小腸に存在したとしても、及び内因性RS1の機能がブロックされると思われる場合、小腸における高グルコース/ガラクトース濃度の存在下でさえ、効果的であることが、さらに驚くべきことには見出された。
原則として、本明細書に記載されるトリペプチド(例えば、QEP及びQSチオホスフェートP)は、それ自体で適用され得る。理論的に束縛されるわけではないが、経口投与の後、それらは、ペプチドトランスポーターPEPT1を介して腸細胞に侵入する。RS1−Reg変異体及び他の長い(ポリ)ぺプチドは、それ自体では、腸細胞に侵入できない。しかしながら、本発明においては、それらの(長い)化合物の経口適用を可能にする手段及び方法がまた、提供される。特に、長い(ポリ)ペプチド、例えばRS1−Reg変異体は、それらがナノ粒子にカップリングされる場合、腸細胞に侵入できることが本明細書に示されている。驚くべきことには、そのような投与される(ポリ)ペプチドは、それぞれ、低用量で、より効果的に投与され、そしてそれらの効力(SGLT1−阻害効果)を示すことができることが、本発明にさらに見出された。
さらに、SGLT1のダウンレギュレーションのための本明細書に記載される(ポリ)ペプチド(RS1−Reg変異体、QEP、QSチオホスフェートP及び同様のもの)の受容体は、同定されており、そして本明細書に記載される疾患及び障害の改善された医学的介入のための第二世代化合物を開発する機会を提供する。特にRS1−Regは、グルコースの結合の後、RS1−Reg結合部位の親和性を修正するグルコース結合部位を含むと思われるオルニチンデカルボキシラーゼ(ODC)に結合することが、本発明に見出された。理論的に束縛されるわけではないが、RS1−RegのためのODCの結合部位は、QSP/QEP及びSDSDRIEPのための結合ドメインを、大いに含む。(ヒト)RS1−Regのリン酸化パターンは、(ヒト)RS1−RegがODCに結合し、そしてSGLT1をダウンレギュレートするか;又は他のトランスポーターを調節する他の受容体タンパク質に結合するかどうかを決定することが、本発明においてまた観察された。
本発明においては、本明細書に記載される活性化合物(例えば、QEP又はQSチオホスフェートP)と、SDSDRIEP、又は国際公開2006/105912号に記載されるような他の調節タンパク質RS1フラグメントとの組合せが、前記の記載される化合物単独に比較して、高細胞内グルコース/ガラクトースの存在下で、SGLT1のダウンレギュレーションのためにより効果的である示唆がまた提供されている。さらに、本明細書に記載される化合物(例えば、QEP又はQSチオホスフェートP)と、QCP、QSP、QPP及び/又はQTP、又は国際公開第2006/105913号に記載されるような他の調節RS1フラグメントとの組合せが、前記の記載される化合物単独に比較して、より効果的である示唆が提供されている。理論的に束縛されるものではないが、これは、hRS1−Regが卵母細胞においてhSGLT1のダウンレギュレーションに介在できるSDSDRIEPモチーフを含み、そしてhRS1−Regがまた、2種のQSPモチーフ、すなわち高細胞内グルコース/ガラクトースの存在下で、SGLT1のダウンレギュレーションに関連することが示されるN末端モチーフ、及びC末端モチーフを含むためである。
hRS1によるトランスポーターの後翻訳調節の本明細書に提供された/改善された理解は、「QXP」形式(「X」は任意のアミノ酸である)での異なったペプチドが、SGLT1のダウレギュレーション及び/又はODCへの結合のために異なった親和性を有することを示す。それはまた、「QXP」形式での異なったペプチドが、hSGLT1のダウンレギュレーション、及び/又は結合されたグルコースを有するODCへの結合−対−結合されたグルコースを有さないODCへの結合のために異なったグルコース誘発された親和性変化を示すことも示唆する。対照的に、「QXP」型のペプチドが高細胞内グルコース濃度(生理学的範囲で)の存在下で、hSGLT1発現をダウンレギュレートできず、そしてhRS1−Reg野生型について観察されたように、hSGLT1のダウンレギュレーションについて非常に低い親和性を有することは当業界において考えられている(例えば、Vernaleken、同上を参照のこと)。高グルコース濃度の存在がエネルギーに富んだ食品の摂取の後、腸細胞に予測されるので、「QXP」型ペプチドが、そのような摂取の間又は後、腸細胞の内腔膜においてSGLT1をダウンレギュレートできないと思われる。食事又は一晩の間での小腸における炭水化物含有量が低い場合、「QXP」型ペプチドは、活性的であると思われた。
しかしながら、本発明下にあるデータは、QEP又はQEP誘導体を含むか、又はそれから成る(ポリ)ペプチドは、高い糖状況下で、例えば高細胞内濃度のグルコース/ガラクトースの存在下で、非常に高い親和性を有するhSGLT1の発現をダウンレギュレートするhSGLT1−特異的後翻訳インヒビターであることを示している。従って、「QXP」型ペプチドQSP、及び当業界において知られている他の調節タンパク質RS1フラグメント(国際公開第2006/105912号、国際公開第2006/105913号、Vernaleken、同上を参照のこと)とは対照的に、特定の「QXP」型ペプチドGEP及びその誘導体は、例えばエネルギーに富んだ食事の間又は後に生じるように、小腸グルコース/ガラクトース吸収を阻害することができる。
本発明の医薬組成物の1つの利点は、それぞれ、投与される化合物の低い毒性、及び/又は低いか/低められた副作用である。本発明の医薬組成物のさらなる利点は、それぞれ、投与される化合物の単純性、及びそれらの容易で且つコスト効率の高い生産の機会である。本発明の医薬組成物のさらなる他の利点は、本明細書に記載されるような疾患又は障害の予防又は治療のための他の医薬組成物(例えば、インスリン、メトホルミン、シタグリプチン)の量/投与量が低められ得、そしてそのような疾患又は障害の何れかを罹患している患者さえ、エネルギーに富んだ食事/食品/食物摂取を取ることができ、そして/又はエネルギーに富んだ食餌療法(悪影響を及ぼさない)を受けることができることである。
本発明に従って予防されるか又は治療される疾患又は障害は、例えば細胞、組織及び/又は器官中へのグルコース及び/又はガラクトース摂取に生理学的にリンクされるか、又は関連付けられることにより引起される。特に、予防されるか又は治療される疾患又は障害は、SGLT(又はその相同体)及びより特定には、SGLT1(又はその相同体)の機能に関連している。予防されるか又は治療される患者又は障害は、炭水化物代謝、特にグルコース及び/又はガラクトース代謝の代謝性疾患又は障害であり得る。さらに、予防されるか又は治療される疾患又は障害は、栄養依存性又は栄養関連疾患/障害であり得る。特に、本発明に従って予防されるか、又は治療される疾患又は障害は、SGLT(又はその相同体)及びより特定には、SGLT1(又はその相同体)による(異常)グルコース及び/又はガラクトース摂取に、生理学的にリンクされるか、又は関連付けられることにより、少なくとも部分的に引起される。より特定には、治療されるか/予防される疾患又は障害は、細胞、特にSGLT(SGLT1及び/又は2)又はその相同体を発現する細胞中への(異常)(D)グルコース及び/又は(D)−ガラクトース摂取に関連される。そのような細胞の非制限的例は、小腸の腸細胞である。同様に、治療されるか/予防される疾患又は障害は、器官、例えばSGLT(SGLT1及び/又は2)又はその相同体を発現する器官による(異常)(D)−グルコース及び/又は(D)−ガラクトース摂取に関連する。そのような器官の非制限的例は、小腸である。
SGLTは、当業界において知られているNa−D−グルコース及び/又はD−ガラクトーストランスポーターである(例えば、SGLT1;SLC5A1受託番号NM_000343;Wright (2004) Plfugers Arch. Eur. J. Physiol. 447, 510; RSC1A1; DE-A1 100 06 887)。SGLTは、細胞膜を介しての細胞の細胞質中へのD−グルコース及び/又はD−ガラクトースの輸送、すなわち摂取を触媒することが知られている。ヒトにおいては、SGLT1は、例えば小腸において強く発現され、ここでそれは、摂取されたD−グルコース及び/又はD−ガラクトース、又は消化管における消化の結果として、摂取された食物から開放されるD−グルコース及び/又はD−ガラクトースの摂取に主要な役割を演じる。
「SGLT相同体」は、SGLTのように作用し/機能する任意のタンパク質、特にSGLTの本明細書に言及される特性の少なくとも1つを示す任意のタンパク質である。用語「SGLT相同体」とはまた、SGLT、例えばSGLT1又は2に対して実質的な配列類似性を示す任意のタンパク質も言及する。そのような配列類似性は、アミノ酸レベルに基づいて、SGLT、例えばSGLT2又はSGLT1(SLC5A1受託番号NM_0003443)との60%、70%、80%、90%、95%、98%又は99%以上の配列同一性であり得る。特定の実施形態によれば、「SGLT相同体」とは、非ヒト種に存在するように、ヒトSGLTのオルソログ(orthologue)を言及する。
従って、用語「SGLT又はその相同体の機能に関連する疾患又は障害」とは、SGLT又はその相同体の1つの活性/機能/特性の1つから、少なくとも部分的に、生じるか、又はそれに起因する任意の疾患又は障害を言及する。例えば、そのような活性/機能/特性は、上記に言及されるそれら、及び特に、Na−D−グルコース及び/又はD−ガラクトース輸送である。本発明においては、「〜と関連する(associated with)」とは、SGLT又はその相同体のグルコース及び/又はガラクトース摂取及び/又は機能、例えばD−グルコース及び/又はD−ガラクトース摂取/輸送、「による(due to)」、「に起因する(resulting from)」、「に基く(based on)」、等を意味する。
1つの特定の実施形態によれば、本発明に従って治療されるか又は予防される疾患又は障害は、消化管の少なくとも一部、及び従って、それぞれの上皮細胞においてD−グルコース及び/又はD−ガラクトースの余剰を導く、栄養の余剰供給、及び特に余剰の容易に消化できる炭水化物に関連する。
増加された体重/体質量(body mass)に導く摂食障害、又は薬物(例えば、コルチコステロイド、抗精神病薬、抗うつ薬、特に三環系抗うつ薬、経口避妊薬、等)の使用のために高いか又は生理学的に高い体重に関連する障害の予防又は治療がまた、想定される。より高い体重/体質量にリンクする代謝の障害がまた、治療されるか又は予防されると想定される。それらは、グリコーゲン蓄積症、脂質蓄積症(例えば、ゴーシェ、ニーマンピック)、内分泌疾患(例えば、クッシング、甲状腺機能低下症、インスリノーマ、成長ホルモンの欠乏、糖尿病(例えば、1型又は2型糖尿病)、副腎性器症候群、副腎皮質の疾患、腫瘍及び転移(例えば、頭蓋咽頭腫)、プラダー・ウィリー症候群、ダウン症候群及び遺伝性疾患及び症候群(例えば、高リポタンパク血症)、又は視床下部の障害を含む。
二次障害、連続した合併症、及び/又は上記及び本明細書の何れかに定義される疾患及び障害の何れかの症状の予防及び治療がまた想定される。例えば、そのような二次障害、連続した合併症及び/又は症状は、(病理学的に)高い体重及び/又は高血液グルコース/ガラクトース濃度の発生に関連するか、又はそれにより引起される。それらは、高血圧(高血圧症)、心血管疾患、脳卒中、癌、性機能問題、及び筋肉や骨系の障害を包含するが、但しそれらだけには限定されない。さらに、そのような連続した合併症及び/又は症状の非制限的例は、血糖値の高いピーク(例えば、エネルギーに富んだ食事の後)、臓器/器官系の二次損傷(例えば、腎臓、目、神経、血管、皮膚)、心血管疾患、血流障害、糖尿病性皮膚感染症、糖尿病性視覚障害、糖尿病性腎症、糖尿病性神経障害、糖尿病性下肢潰瘍、糖尿病性網膜症、糖尿病性動眼神経麻痺、糖尿病性糸球体硬化症、糖尿病性外陰炎、糖尿病性糸球体腎炎、等である。
本発明はまた、太り過ぎの対象、特に太り過ぎのヒト患者における医学的介入のための手段及び方法も提供する。また、高いか又は病理学的に高い体重に関連するか、それにより引起されるか、又はそれに導く疾患/障害の予防又は治療も想定される。
患者の血液における高レベルのトリグリセリド及び/又はコレステロールに関連する疾患又は障害の医学的介入もまた想定される。食事における推薦されるレベルのトリグリセリド(正常範囲内)は、40〜160mg/dLであり、そして女性においては、35〜135mg/dLである。推薦されるレベルのコレステロール(正常範囲内)は、150〜220mg/100mlである。
本発明に従って予防されるか又は治療される、特定の非制限的疾患又は障害は、肥満(脂肪過多)、糖尿病(1型又は2型)、高血糖症、高コレステロール血症、インスリン分泌及び/又はインスリン作用の欠陥、及び損なわれたグルコース及び/又はガラクトース耐性から成る群から選択される。
1つの特定の実施形態によれば、肥満は、予防されるか、又は治療されるべきである。別の特定の実施形態によれば、特に1型、又は好ましくは2型糖尿病が、予防されるか、又は治療されるべきである。
より特定には、本発明に従って予防されるか、又は治療されるべき疾患又は障害は、2型糖尿病及び糖尿病前症から成る群から選択され、さらにより特定には、未処理(若干/少々顕著な)2型糖尿病及び未処置(若干/少々顕著な)糖尿病前症から成る群から選択される。
治療されるか、又は予防される他の疾患又は障害は、本明細書の他の箇所に記載されている。当業者/主治医は、本発明の要旨に従って他の病状の治療又は予防、すなわち本明細書に記載されるような活性化合物(例えば、アミノ酸配列QEP又はその誘導体から成るか、又は含む(ポリ)ペプチド)の医学的使用の容易な立場にある。
さらに、当業者/主治医は、本発明に従って予防又は治療される疾患及び障害と良く精通している。特に、当業者/主治医は、それらのそれぞれの疾患又は障害を、いかにして診断するか知っており、そして容易に診断できる。
例えば、肥満又は脂肪過多は、特定の生物学的因子により制御される食欲調節、及び/又はエネルギー代謝の障害として通常知られている。病気、例えば糖尿病、高血圧及び心臓病の深刻な危険性の他に、肥満に罹患している個人は社会的に隔離される。肥満は、個人の身体的、社会的及び感情的な幸福に大きな影響を及ぼす。この他に、肥満は、病気、例えば他の心血管疾患及び/又は脳卒中に、さらに導くことができる、2型糖尿病及び/又は高血圧(高血圧症)の高められた危険性を規則的に導く。肥満はまた、癌、性的機能に関する問題、筋肉及び骨障害及び脂質異常症においてその役割を定期的に果たしている。中でも、肥満は、高められた空腹時血漿インスリン、及び/又は経口グルコース摂取に対する誇張されたインスリン応答により特徴づけられ得る(Kolterman (1980), J. Clin. Invest 65, 1272-1284)。さらに、2型糖尿病における肥満の明確な関与が確認され得る(Kopelman (2000), 同上; Colditz (1995), Arch. Int. Med. 122, 481-486)。
通常、当業者/主治医は、患者の肥満度指数(BMI)が30kg/m又はそれ以上である場合、「肥満」と言及する。BMIは通常、平方メートルでの高さにより患者の体重を割ることにより計算される。「太り過ぎ(overveight)」とは通常、その対応する患者のBMIが25kg/m又はそれ以上であることを意味する。他方では、個人は、その個人が年齢、身長、性別及び骨構造に関して、20%又はそれ以上の余分な体脂肪を有する場合、肥満として見なされる。
従って、1つの実施形態によれば、本発明に従って治療される患者は、25kg/m又はそれ以上のBMI、特に30kg/m又はそれ以上のBMIを有する。特定の医学的に示される場合、25kg/m以下のBMIを有する患者は、彼らの体重を低めるために治療されるべきであることがまた、想定される。
また、糖尿病又は真性糖尿病は一般的に、高血糖症の共通の基本となる特徴を共有する代謝性障害グループに関連することが知られている。通常、糖尿病における高血糖は、インスリン分泌、インスリン作用、又は最も一般的には、両者の欠陥に帰因する。糖尿病又は真性糖尿病の一般的な意味は、例えばKumar (“Clinical Medicine”, 第3版, 1994, Bailliere Tindall)に記載されている。一般的に、糖尿病は、1型糖尿病、2型糖尿病及び糖尿病前症(グルコース耐性障害)、及び他のもののような疾患又は障害を包含する。
血糖値は通常、非常に狭い範囲、通常70〜120mg/dLで維持される。糖尿病の診断は通常、次の3種の基準の何れか1つにより血糖値の上昇に注目することにより確立される:
古典的徴候及び症状を伴って、200mg/gL以上のランダムグルコース濃度。
2.1つ以上の機会での126mg/dL以上の空腹時グルコース濃度。
3.グルコース濃度が、標準の炭水化物負荷の2時間後、200mg/dL以上である、異常経口ブドウ糖負荷試験(OGTT)。
一般的に、(未処置の)前糖尿病を罹患している患者は、約80〜約120mg/100ml、特に約90〜110mg/100mlの血中グルコース(及び/又はガラクトース)濃度(非酩酊下で)を有する。通常、そのような患者は、OGTTの2時間後、約140〜約200mg/100mlの血中グルコース(及び/又はガラクトース)濃度を有するであろう。
一般的に、(未処置の)若干/少々顕著な2型糖尿病を罹患している患者は、約100mg/100ml以上、特に約110mg/100ml以上の血中グルコース(及び/又はガラクトース)濃度(非酩酊下で)を有する。通常、そのような患者は、OGTTの約2時間後、約180mg/100ml以上、特に約200mg/100ml以上の血中グルコース(及び/又はガラクトース)濃度を有する。典型的には、2型糖尿病及び特に(未処置の)若干/少々の顕著な2型糖尿病に罹患している患者は、インスリンに対する低められた感受性を有する。
特に、本明細書に開示されるような医薬組成物は、本明細書に記載されるような疾患、障害、合併症及び/又は症状の何れかを、罹患しているか、罹患しようとしているか、又は罹患していると思われる患者に投与されるか、投与されるべきであるか、又は投与されるよう調製され得る。
1つの側面によれば、患者は、(これまで)未処置の患者、すなわち本明細書に記載される疾患、障害、合併症及び/又は症状に関して、他の医薬組成物により処置されていないか、または処置される予定でない患者である。別の側面によれば、患者は、この疾患、障害、合併症及び/又は症状に関して、他の医薬組成物により、既に処置されたか、又は処置されるべきである。従って、本明細書に開示される医薬組成物は、共治療又は共予防(他の医薬組成物による)の場合、特に本明細書に記載されるような疾患、障害、合併症及び/又は症状の共治療又は共予防(他の医薬組成物による)の場合、患者に投与される(されるべきである)か、又は投与されるよう調製されることがまた、本発明に従って想定される。
本発明の未処理の患者の特定例は、前糖尿病又は2型糖尿病、特に若干/少々顕著な前糖尿病又は2型糖尿病を罹患している未処置の患者である。
本明細書に開示される医薬組成物は、1又は2以上の他の糖尿病治療薬、特に異なった作用モードを有する1又は2以上の他の糖尿病治療薬と組合して投与され得る。そのような共治療又は共予防の1つの例は、メトホルミンと組合しての投与であり、特にこの場合、メトホルミン単独での投与が不十分である(メトホルミン単独の投与に関して共通する状況)。そのような共治療又は共予防の例は、スルホニルウレア誘導体と組合しての投与である。別の例は、メトホルミン及びインスリンの両者と組合しての投与である。そのような共治療又は共予防においては、患者に投与されるインスリン(及び/又はメトホルミン)の量/用量は低められ得る。別の例は、腎グルコース(及び/又はガラクトース)トランスポーターSGLT2の1又は2以上のインヒビター(例えば、ダパグリフロジン又はカナグリフロジン)と組合しての投与である。そのような併用投与は、血糖レベルの改善された(長期)適応の機会を提供する。
本発明に記載されるような(ポリ)ペプチドはまた、(h)RS1を表す他のペプチドと組合して、又は本発明に記載されるような1又は2以上の他の(ポリ)ペプチドと組合しても投与され得る。例えば、本発明に記載されるような(ポリ)ペプチド、及び国際公開第2006/105913号及び同第2006/105912号に記載されるようなRR1フラグメントの全ての可能な組合せが使用されることが想定される。それらの他のペプチドの特定の例は、アミノ酸配列OCP、OSP、QTP、QPP、QTP及び/又はSDSDRIEPから成るか、又はそれらを含む(又はSDSDRIEPの少なくとも3種の連続的アミノ酸残基から成るか、又はそれを含む(但し、第2S残基(S45)を含む))ペプチド/タンパク質である。そのような組合せの何れかにおいては、本発明に記載されるような(ポリ)ペプチドの少なくとも1つが含まれることは明白である。単に、本発明に記載されるようなペプチドが使用されることが、特に想定される。
本明細書に開示される医薬組成物はまた、本明細書に記載の疾患又は障害の治療/予防のための別の医薬組成物の代わりに、例えばGLP1−類似体(例えば、エクセナチド)の代わりに、又はジペプチジルペプチダーゼ4−インヒビター(例えば、シタグリプチン)の代わりに、投与され得る。GLP1−類似体及びジペプチジルペプチダーゼ4−インヒビターに比べて、本発明の医薬組成物は、GLP1分泌の生理学的刺激(及び得られる効果)が、エネルギーに富んだ食事、エネルギーに富んだ食物の摂取の間又はその後、及び/又はエネルギーに富んだ食餌の間に発生する利点を提供する。従って、本発明の医薬組成物は、より低いか/低められた副作用がまた、この点でも生じる利点を提供する。
言及されたように、上記又は本明細書の他の部分に記載される(共)予防又は(共)治療においては、医薬組成物が高い糖条件下で、特に上記、例えば上記セクション(i)〜(iv)に記載されるように、高い糖条件下で、投与されるか、投与されるべきか、又は投与されるよう調製されることが特に想定される。そのような条件下で、本明細書に記載されるような(ポリ)ペプチド又は他の活性化合物(又はその医薬的に許容される塩)がまた、例えば糖尿病患者、特に不十分に調整された糖尿病の血清内の高いピークのグルコースを低めるか、滑らかにするか、又は妨げるためにも使用され得る。
体重を減少するためへの、又は体重の上昇を回避することへの、本明細書に記載される活性化合物(例えば、(ポリ)ペプチド、核酸分子又はベクター)の使用がまた想定される。また、この側面によれば、記載される活性化合物は、高い糖条件/状況下で投与されるか、投与されるべきであるか、又は投与されるよう調製される。
一般的に、QEP自体、QEPの誘導体、及び1又は2以上のQEP及び/又はQEP誘導体を含む(ポリ)ペプチドが、本発明に従って使用されるべきであることが想定される。
原則として、「QEP」又は「QEP誘導体」とは、QEPの立体/化学構造に類似するか、又は同一である立体/化学構造を有する任意の化合物、特に任意のトリペプチドを言及する。QEP誘導体はまた、それがオリジナルQEPアミノ酸配列自体、又は複数のアミノ酸残基を有する長い(ポリ)ペプチドに含まれるQEPに類似するか、又は同じ立体/三次構造を有することで特徴づけられる。従って、及び最も好ましくは、QEP誘導体は、オリジナルQEPモチーフに比較して、実質的に不変の立体/三次構造を有する。しかしながら、立体/三次構造におけるいくらか(わずかな)差異が、QEP活性/機能が維持される限り、可能にされる。当業者は、対応する立体及び/又は三次構造を推定する立場にある。
例えば、「QEP誘導体」とは、アミノ酸ストレッチQXPを言及し、ここでXはEに類似するアミノ酸又はアミノ酸様化合物である(すなわち、立体(トリ)ペプチド、特にQXP内にEの化学/立体構造及び/又は「構造挙動性」に類似するそれらを有する)。Xはまた、さらに、E類似体であるものとして本明細書に言及される。例えば、アミノ酸様化合物は、「アミノ酸」の当業界において知られている定義に該当しないが、しかしアミノ酸のストレッチ、すなわちペプチド/タンパク質中に組込まれ得る化合物であり得る。
本発明における「E類似体」とは、Eの構造特性(立体/化学)(又はリン酸化されたS)に類似する構造特性(立体/化学)を有する残基、特にアミノ酸残基を意味する。用語「E類似体」又は「リン酸化されたS類似体」とは特に、何れか他のアミノ酸残基、例えばリン酸化されていないSの化学構造及び/又は「挙動性」に対してよりもE(又はリン酸化されたS)自体のそれに対して、より類似する、立体(トリ)ペプチド構造(QXP)内のその化学構造及び/又は「挙動性」を有する(アミノ酸)残基を言及する。
当業者は、特定の化合物が用語「E類似体」及び「リン酸化されたS類似体」の意味に該当し、すなわちその化合物が何れか他のアミノ酸、特にリン酸化されていないSに対してよりも、E又はリン酸化されたS自体に、構造的に及び/又は機能的に、より密接に関連することを容易に推定する立場にある。
本発明の特定のE類似体又はリン酸化されたS類似体は、E又はリン酸化されたS自体に比較して、短くされるか、m他派伸長される(例えば、−CH−残基)、それらのC−側鎖であり得る。C側鎖中のC残基は、5個まで、好ましくは3個まで、より好ましくは1又は2個であり得る。短くされるか、又は伸長されたC側鎖を有するそのような類似体の1つの例は、Eの基本構造を有するが、しかしC側鎖中に挿入される1つの追加−CH−残基を有する類似体である。
本発明のX、特にE類似体の特定の例は、リン酸化されたS(好ましくは、Sチオホスフェート)、D(アスパラギン酸)(又はD類体)、Y(チロシン)(又はY類似体)及びT(トレオニン)(又はT類似体)(例えば、Tチオホスフェート)である。X又はE類似体の好ましい例は、Sチオホスフェート及びリン酸化されたSである。原則的に、本明細書に記載されるE及びE類似体はまた、リン酸化されたS類似体、D類似体、Y類似体及びT類似体として見られ得る。本明細書の他の場所での「類似体」に関して、一般的に述べられることは、変更を加えて、本明細書に適用される。特にE類似体は、アミド化されたE類似体、例えばアミド化されたD、アミド化されたY及びアミド化されたTである。特に好ましいE類似体は、アミド化されたEである。
E類似体、及び本明細書に記載される他のアミノ酸類似体は、それぞれ、それらが開示される(ポリ)ペプチドのQEPモチーフにおけるE残基(又はその対応する他の残基)を置換するか、又は開示される(ポリ)ペプチドのQXPモチーフにおいてXとして挿入される場合、得られる(ポリ)ペプチドは、本明細書に開示される高い糖の条件下で、特に高められた濃度のグルコース及び/又はガラクトースの存在下で、細胞中へのSGLT1介在性グルコース及び/又はガラクトースの摂取を低めるか/阻害することができる機能的特性を共有する。
原則的に、上記のように、E及びXに関して述べられたことはまた、本明細書に言及されるQEP誘導体を形成するために、QEPにおけるQ及び/又はPを置換できる何れか他の(アミノ酸)残基にも適用される。本明細書に記載されるQEP誘導体、例えばQ類似体及び/又はP類似体におけるQ及び/又はPを置換するための(アミノ酸)残基の例は、N(又は別のN類似体)及び/又はヒドロキシP(又は別のP類似体)である。
本発明に従って使用されるQEP誘導体の特定の例は、下記から成る群から選択される:
(a) QSチオホスフェート−P;
(b) QSP、ここで S残基はリン酸化されている;
(c) QDP;
(d)QYP;
(e)QTP;
(f)QTP、ここで T残基はリン酸化されている;
(g)QTチオホスフェート−P;
(h)NEP;
(i)NSP、ここで S残基はリン酸化されている;
(j)NSチオホスフェート−P;
(k)NDP;
(l)QE−ヒドロキシP;
(m)QD−ヒドロキシP;
(n)QS−ヒドロキシP、ここで S残基はリン酸化されている;
(o)QSチオホスフェート−ヒドロキシP;
(p)別のE類似体、又は別のリン酸化されたS類似体により置換されたその中間/第2アミノ酸残基を有する(a)〜(o)の何れか1つ;
(q)別のQ類似体により置換されたその第1アミノ酸残基を有する(a)〜(p)の何れか1つ;及び
(r)別のP類似体により置換されたその最後のアミノ酸残基を有する(a)〜(q)の何れか1つ。
本明細書に言及されるようなQEP誘導体及びQEPはまた、QEPアミノ酸配列の二次フォーム、例えば構成アミノ酸残基のD−及びL−イソ形、天然及び非天然の塩、及びアセチル化、アミド化メチル化、グリコシル化及び/又はリン酸化のような修飾を有する二次フォームを含むフォーム、及び類似するか又は同じ質量分析特性を有する物質も包含する。例えば、QEPアミノ酸配列のアセチル化された、及び特にアミド化されたフォームは、本発明の同じ、及びさらに改善された効果、例えばその対応する非アセチル化又は非アミド化フォームとして、グルコース及び/又はガラクトース摂取に対する同じか又は改善された効果を有する。従って、本明細書に定義される(ポリ)ペプチドの二次修飾/フォームもまた、本発明の一部である。原則的に、本明細書において言及されるようなQEP誘導体はまた、1又は2以上のそれらの反応性基での(少々の)修飾を任意には伴っての本明細書に記載されるトリペプチド自体(例えば、QEP)も包含する。QEP誘導体又はQEP、又はそれを含む(ポリ)ペプチドの特に好ましいフォームは、アミド化されたQEP誘導体又はQEP、又はそれを含む(ポリ)ペプチドである。特に、そのようなQEP誘導体、QEP、又は(ポリ)ペプチドに含まれるようなE又はE類似体は、アミド化されることが想定される。
それらから成るか、又は含む、QEP又はQEP誘導体、又は(ポリ)ペプチドは、疎水性にされ得る。そのような疎水性ペプチドは、(生物学的)膜を通過することができる。例えば、QEPは、対応する疎水形を得るために、アンテナペディアタンパク質(又はそのフラグメント)とカップリングされ得る:また、Derossi (1994), J. Biol. Chem. 269, 10444-10450を参照のこと。
1つの実施形態によれば、QEP又はQEP誘導体は、(ヒト)ペプチド−プロトンシンポーター、例えば(h)PEPT1(及び/又は(h)PEPT2)のための基質と機能することができる全てのそのようなトリペプチド又は類似する物質を包含する。そのようなトリペプチド又は物質の分子構造は、当業者により推定され得、そして例えばDaniel (2004), Pflugers Arch. 447, 610-618に記載されている。(h)PEPT1(及び/又は(h)PEPT2)のための基質としてのそのようなトリペプチド又は物質の機能についての対応するスクリーニングアッセイは、例えばDaniel(2004)同上から当業者により容易に推定され得る。
QEPペプチドについて本明細書において特徴づけられる実施形態は、本明細書に記載されるQEP誘導体、特に本明細書に例示されるQEP誘導体にも適用されることは理解されるべきである。
一般的に、本発明のQEP誘導体は、特に高糖条件下での次の特徴の少なくとも1つを有することが想定される:
(a)その活性状態での(h)RS1の機能/活性(但し、OCT2,CNT1及びCNT3を阻害しない)(また、セクション(A)〜(D)、下記を参照のこと);
(b)ペプチドトランスポーター、例えば(h)PEPT1により輸送できる;
(c)ODCへの結合/との相互作用(インビボ又はインビトロ);及び
(d)ODC発現/活性の阻害/低減(インビボ又はインビトロ)。
本発明においては、「RS1」とは特に、その活性状態で、天然に存在するRS1の機能/活性を有するポリペプチドを言及する。例えば、そのような「RS1」は、例えば、配列番号2のアミノ酸配列により、又はその活性状態で、天然に存在するhRS1の機能/活性を有するそのフラグメントにより特徴づけられるように、(十分な長さ)ヒトRS1(hRS1)であり得る。
調節タンパク質RS1は、当業界において知られている(例えば、Veyhl (1993), J. Biol. Chem. 268, 25041-25053; Koepsell (1994), J. Membrane Biol. 138, 1-11; Lambotte (1996), DNA and Cell Biology 15, 9, 769-777; Valentin (2000), Biochimica et Biophysica 1468, 367-380; Korn (2001), J. of Biological Chemistry 276, 48, 45330-45340; Veyhl (2003), J. Membrane Biol. 196, 71-81; Osswald (2005), Mol Cell Biol. 25, 78-87を参照のこと)。次のものが特に知られている:ヒトRS1 (hRS1)、受託番号第NM_006511 号又は第 X82877号;ブタ RS1、受託番号第NM_213793号 又は 第X64315号; マウスRS1、受託番号第Y11917号及びウサギRS1、受託番号第X82876号。ヒトRS1(受託番号第NM_006511号、 第X82877号; Lambotte (1996), DNA and Cell Biology 15, 9, 769-777)は、ブタからのRS1(受託番号第NM_213793号、第X64315号、 Veyhl (1993), J. Biol. Chem. 268, 25041-25053.)に対して75%のアミノ酸同一性を有する、617個のアミノ酸から成る。他の相同体RS1タンパク質は、ウサギ(受託番号第X82876号) 又はマウス(受託番号第Y11917号)からである。hRS1タンパク質は、配列番号1で示されるような核酸によりコードされる配列番号2で例示的に示されている。ヒトRS1内に、本明細書において言及されるようなSDSDRIEPモチーフはアミノ酸位置43−50からであり、そして本明細書に言及されるようなQSPモチーフは、hRS1に2度、存在し、すなわちアミノ酸位置19−21及び91−93(配列番号2及び6を参照のこと)からである。RS1は、(i)ヒトナトリウム−D−グルコースコトランスポーターhSGLT1及びいくつかの他の細胞膜トランスポーターを、後転写的に阻害し(Veyhl (2003), J. Membrane Biol. 196, 71-81)、(ii)細胞内及び核内に位置し(Osswald (2005), Mol Cell Biol. 25, 78-87)、そして(iii)SGLT1の転写を阻害する(Korn (2001), J. Biol. Chem. 276, 45330-45340)。
例えば、本発明に従っての活性状態(h)SR1機能/活性は、次の機能/活性の少なくとも1つである:
(A)SGLT1発現及び/又は活性(特に、Na−D−グルコース及び/又はガラクトース輸送)の(高い選択性の)低減/阻害;
(B)小腸中へのグルコース及び/又はガラクトース摂取(特に、SGLT1により介在されるような)の(高い選択性の)低減/阻害;
(C)ODCへの結合/ODCとの相互作用(インビトロ又はインビボ);及び
(D)ODC発現/活性の阻害/低減。
しかしながら、言及されたように、本明細書に記載される(ポリ)ペプチドは、内因性(h)RS1とは、それらが高い糖の条件下でさえ、特に高/高められた(細胞内)グルコース及び/又はガラクトース濃度の存在下で上記機能/活性を示すことにおいて、異なる。
SGLT1発現及び/又は活性((A)、上記)及び/又は小腸中へのグルコース及び/又はガラクトース摂取((B)、上記)の(高い選択性の)低減/阻害は、高い糖の条件/状況下で(例えば、生来の/内因性RS1が阻害される場合)、通常のSGLT1発現/活性及びグルコース/ガラクトース摂取に、それぞれ比較して、少なくとも10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、75% 又は80%であり得る。
当業者は、所定の(ポリ)ペプチド(例えば、QEP誘導体)が、特に高い糖の条件下で、活性状態(h)RS1機能/活性を有するかどうかを、当業界において知られている(例えば、国際公開第2006/105913号及び第2006/105912号)又は本明細書及び付随する実施例に提供される方法により、試験する容易な立場にある。
本発明に従って、有用なQEP誘導体を同定し、そして/又は確認するために、さらなるいくつかの公知の技法が使用され得る。それらの技法は、例えば、ゲル内消化、電気溶出方法、マイクロシークエンシング、アミノ酸分析、エドマン配列決定又は質量分析法である。また、結晶学的方法も使用され得る。いくつかの技法は直接、ゲルから開始し、他の技法は、ブロティングによる膜への移送を必要とする。中でも、最初のグループは、共電気泳動、位置のインターネット比較、SDS−PAGEによるペプチドマッピング(Cleveland (1977), J. Biol. Chem. 252, 1102)、エドマン分解によるタンパク質溶出及びMALDI−MS又はN末端配列決定(Edman (1950), Acta Chem. Scand. 4, 283)、酵素ゲル内消化、質量分析法による混合物中のペプチドの直接的分析、ペプチドマスフィンガープリンティング(Pappin (1993), Curr. Biol. 3, 327)、ESI−MS(エレクトロスプレーイオン化MS)、MALDI PMF及び/又はMALDI PDS(例えば、PSD-MALDI-MS (Spengler (1992), Rapid Commun. Mass Spectrom. 6, 105))を包含する。MALDI−MSのためのマトリックスとして、ニコチン酸、2,5−ジヒドロキシ安息香酸、又はα−シアノ−4−ヒドロキシ桂皮酸が使用される。
特定の側面によれば、本明細書に従って使用される(そして、少なくともQEP又はQEP誘導体を含む)(ポリ)ペプチドは、多くとも100個のアミノ酸、特に連続アミノ酸、より特定には、多くとも78又は多くとも83個のアミノ酸、特に連続アミノ酸から成る。例えば、(ポリ)ペプチドは、多くとも3、6、11、14、20、40、60、75又は80(連続)個のアミノ酸から成る。しかしながら、一般的に、より長いアミノ酸もまた、想定される。
本発明に従って使用される(そして、少なくともQEP及び/又はQEP誘導体を含む)特定の(ポリ)ペプチドは、下記から成る群から選択され得る:
(a)アミノ酸配列QEP、又は本明細書に定義されるような、その誘導体により置換される、その最初/N末端グルタミン−セリン−プロリン(QSP)モチーフを少なくとも有するRS1の調節ドメイン(RS1−Reg)を含むか又はそれから成るポリペプチド;
(b)RS1−Regに対して少なくとも約25%、35%、50%、60%、70%、85%、90%、95%、98%、99% 又は 100%同一であり、そしてアミノ酸配列QEP、又は本明細書に定義されるようなその誘導体により置換されるRS1−Regの最初/N末端QSPモチーフを少なくとも有するポリペプチドを含むか又はそれから成るポリペプチド;
(c)RS1−Regをコードする核酸分子の相補鎖に対して、緊縮条件下でハイブリダイズする核酸分子によりコードされるポリペプチド(前記ポリペプチドは、アミノ酸配列QEP、又は本明細書に定義されるようなその誘導体により置換される前記RS1−Regの最初/N末端QSPモチーフを少なくとも有する)を含むか、又はそれから成るポリペプチド;
(d)下記式I:
−Q−E−P−x (I)
[式中、xはアミノ酸であり、nは0〜3、好ましくは3の整数であり、そしてmは0〜77(好ましくは、77)の整数、又は0〜72(好ましくは、72)の整数である]で表されるポリペプチドを含むか、又はそれから成るポリペプチド;
(e)本明細書に定義されるようなQEPの誘導体により置換されたQEPモチーフを有する、式Iのポリペプチドを含むか、又はそれから成るポリペプチド;
(f)(a)〜(e)の何れか1つのポリペプチドのフラグメントを含むか、又はそれから成るポリペプチド、ここで前記ポリペプチドは、アミノ酸配列QEP又は本明細書に定義されるようなその誘導体を含む。
本明細書に記載されるRS1−Regは、マウスRS1−Reg(mRS1−Reg)、又は好ましくは、ヒトRS1−Reg(hRS1−Reg)であり得る。hRS1−Regは配列番号6で示されるようなアミノ酸配列を有し、そしてmRS1−Regは配列番号8で示されるようなアミノ酸配列を有する。本発明に従って使用される特定のポリペプチドは、hRS1−Reg(例えば、配列番号6で示されるような)に対して少なくとも約24.1%、36.2%、48.2%、60.3%、72.3%、84.4%、90.4%、96.4%、又はさらに100%同一であり(より高い値が好ましい)、又はmRS1−Reg(例えば、配列番号8で示されるような)に対して少なくとも約25.6、38.5%、51.3%、64.1%、76.9%、89.7、96.2%、又はさらに100%同一であり(より高い値が好ましい)、そしてアミノ酸配列QEP又は本明細書に定義されるようなその誘導体により置換された、それぞれ、hRS1−Reg及びmRS1−Regの最初の/N末端QSPモチーフを少なくとも有するポリペプチドを含むか又はそれから成るポリペプチドであり得る。hRS1−Regに関しては、上記%の値は、それぞれ、少なくとも約20、30、40、50、60、70、75、80及び 83個のアミノ酸残基に対応する。mRS1−Regに関しては、上記%の値は、それぞれ、少なくとも約20、30、40、50、60、70、75 及び78個のアミノ酸残基に対応する。
本発明に従って使用されるポリペプチドの特定の例は、mRS1−Reg(S19E)、及び好ましくはhRS1−Reg(S20E)、特に、それぞれ配列番号10及び9で示されるようなmRS1−Reg(S19E)及びhRS1−Reg(S20E)である。
本発明においては、「ハイブリダイズする(hybridizing)」とは、ハイブリダイゼーションが、1つの核酸分子と別の(相補的)核酸分子との間で生じることができることを意味する。2種の核酸分子のハイブリダイゼーションは通常、従来のハイブリダイゼーション条件下で生じる。本発明においては、緊縮ハイブリダイゼーション条件が好ましい。ハイブリダイゼーションは、例えばSambrook and Russell (2001), Molecular Cloning: A Laboratory Manual, CSH Press, Cold Spring Harbor, NY, USAに記載されている。特定の実施形態によれば、「ハイブリダイズする」とは、ハイブリダイゼーションが下記条件下で生じることを意味する:
ハイブリダイゼーション緩衝液:
2 x SSC、好ましくは 1 x SSC; 10 xデンハルト液(Fikoll 400 + PEG + BSA; 比 1:1:1); 0.1% SDS; 5 mM EDTA; 50 mM のNaHPO;
250 μg/mlのニシン精子DNA; 50 μg/ml の tRNA; 又は
0.25 M のリン酸ナトリウム緩衝液, pH 7.2;
1 mMの EDTA
7% SDS
ハイブリダイゼーション温度T=60℃、好ましくは65℃
洗浄緩衝液:2 x SSC、好ましくは 1 x SSC、より好ましくは0,1 x SSC; 0.1% SDS
洗浄温度T=60℃、好ましくは65℃
上記に示されるような式Iの好ましいバージョンは、下記式Iaである:
−Q−E−P−x−S−D−S−D−R−I−E−P−x−Q−S−P−x (Ia)
式中、xは任意のアミノ酸であり、nは0〜3(好ましくは、3)の整数であり、lは0〜21(好ましくは、21)の整数であり、kは0〜40(好ましくは、40)の整数、又は0〜35(好ましくは、35)の整数であり、そしてjは0〜5(好ましくは、5)の整数である。式Iaのポリペプチドにおいては、SDSDRIEP及びQSPモチーフの1又は2以上のS残基は、本明細書に記載されるようなE又はE類似体により置換され得る。好ましいS→E置換は、SDSDRIEPモチーフにおける第2のS(mRS1のS45)の置換である。従って、式I又はIaの好ましいポリペプチドは、SDEDRIEPを含む。そのようなポリペプチドの例は、本明細書及び付随する実施例に記載されるようなhRS1−Reg(S45E)である。
式I及びIaのポリペプチドにおいては、1又は2以上のQEP(及びQSP)モチーフが、本明細書に記載されるようなQEP誘導体により置換され得る。式I及びIaの何れかにおいては、「Xa」はXSG(Xは任意のアミノ酸である)、好ましくはPSG、又はより好ましくはSSGであり、そして/又は「Xm」はXVGXPXSLARSVSASXCXIKPXDXXXIEXXAXXAXKASAEFQXNSXKXXXXXLQXLXDXASSAX(HAPTD)QSXAMPXX(Xは任意のアミノ酸である)、好ましくはEVGSPTSLARSVSASVCAIKPGDPNSIESLAMEATKASAEFQTNSKKTDPPPLQVLPDLASSAEQSLAMPFH、又はより好ましくはDVGNPMSLARSVSASVCPIKPSDSDRIEPKAVKALKASAEFQLNSEKKEHLSLQDLSDHASSADHAPTDQSPAMPMQ、又は上記アミノ酸ストレッチの何れかと、少なくとも10、20、30、40、50、60、70又は75個の同一のアミノ酸残基を共有するアミノ酸ストレッチである。「X」は、XVGXPXSLARSVSASXCXIKP(Xは任意のアミノ酸である)、好ましくはEVGSPTSLARSVSASVCAIKP、又はより好ましくは、DVGNPMSLARSVSASVCPIKP、又は上記アミノ酸ストレッチの何れかと、少なくとも5、10、15又は20個の同一アミノ酸残基を共有するアミノ酸ストレッチである。「X」は、XAXXAXKASAEFQXNSXKXXXXXLQXLXDXASSAX(HAPTD)(Xは任意のアミノ酸である)、好ましくはLAMEATKASAEFQTNSKKTDPPPLQVLPDLASSAE、又はより好ましくはKAVKALKASAEFQLNSEKKEHLSLQDLSDHASSADHAPTD、又は上記アミノ酸ストレッチの何れかと、少なくとも10、20、30、35又は38個の同一のアミノ酸残基を共有するアミノ酸ストレッチである。「X」は、AMPXX(Xは任意のアミノ酸である)、好ましくはAMPFH、又はより好ましくはAMPMQ、又は上記アミノ酸ストレッチの何れかと、少なくとも1、2、3又は4個のアミノ酸ストレッチを共有するアミノ酸ストレッチであり得る。「X」又は「X」は、hRS1又はmRS1のそれぞれのアミノ酸配列ストレッチ(それぞれ、アミノ酸94〜103及び88〜97、及びそれぞれ、アミノ酸9〜18及び8〜17)の少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9又は10個のアミノ酸残基、好ましくは連続アミノ酸残基を含むことができる。
本明細書に言及されるポリペプチド又はポリペプチドのフラグメントは、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、30、40、50、60、 70、75又は80個のアミノ酸、好ましくは連続アミノ酸から少なくとも成ることができる。何れの場合でも、ポリペプチド又はポリペプチドフラグメントは、少なくとも1つのQEPモチーフ又はQEP誘導体を含む。ポリペプチド又はポリペプチドフラグメントはさらに、追加のQEP、QSP、SDSDRIEP及び/又はSDEDRIEPモチーフを含むことができる。好ましくは、ポリペプチド又はポリペプチドフラグメントは、1つのQEP、1つのSDSDRIEP又は1つのSDEDRIEP及び1つのQSPモチーフ(より好ましくは、この順序で)を含む。さらに、ポリペプチド又はポリペプチドフラグメントは、少なくとも1つのQEPモチーフ、又はQEP誘導体、及びさらに、1又は2以上の「X」、「X」、SDSDRIEP又はSDEDRIEP、「X」、QSP、「X」及び「X」を、好ましくは前記式I又はIaにおける順序を反映する順序で含むことができる。
予測されるリン酸化部位における追加のセリン残基が例えば、アラニン又はアラニン類似体(リン酸化を防ぐ)、又はグルタミン酸又はグルタミン酸類似体(リン酸化を模倣する)に突然変異されているRS1−Reg(例えば、hRS1−Reg(S20E)又はmRS1(S19E))の修飾が行われることもまた、本明細書において想定される。
従って、1つの実施形態によれば、本明細書に記載されるようなポリペプチド又はそのフラグメントの1又は2以上の(予測される)リン酸化部位のS残基は、アラニン(A),グルタミン酸(E)、アスパラギン酸(D)、リン酸化されたS、チオリン酸化されたS、リン酸化されたT及び/又はチオリン酸化されたT、及び/又は別のE類似体、D類似体又はリン酸化されたS類似体に突然変異され得る。本明細書の他の場所に、それぞれの類似体に関して述べられて来たことはまた、必要な変更を加えて、本明細書に適用される。特定の(予測される)リン酸化部位は、当業界において知られている。そのような(予測される)リン酸化部位は、RS1−Regのそれらの部位である。hRS1−Reg及びmRS1−Regの(予測される)リン酸化部位の特定の例が、図1及び6に列挙されている。これに関して、最も好ましいリン酸化部位は、SDSDRIEPモチーフに存在するそれらの部位、特にこのモチーフの2番目のS残基を含むリン酸化部位である。
1つの実施形態によれば、本明細書に記載されるポリペプチドは、アミノ酸配列QEPにより、又は本明細書に定義されるようなその誘導体により置換された、その最初/N末端グルタミン−セリン−プロリン(QSP)モチーフを少なくとも有する全体/完全長のRS1を含むか、又はそれから成る。hRSLは、配列番号2で示されるようなアミノ酸配列を有し、そしてmRS1は、配列番号4で示されるようなアミノ酸配列を有することができる。しかしながら、本明細書に記載されるポリペプチドは、全体/完全長のRS1から成らず又はそれも含まないことは、本発明において好ましい。
特に、上記に(又は本明細書の他の場所に)定義され、そして記載される(ポリ)ペプチド及びフラグメントの何れか(及び他の活性化合物の何れか)、例えばQEP、QEP誘導体、QEP及び/又はQEP誘導体を含む(ポリ)ペプチド、そのフラグメント、それをコードする核酸分子、前記核酸分子を含むベクターは、
(i)高い糖の条件下で、特に高められた濃度のグルコース及び/又はガラクトースの存在下で、細胞中へのグルコース及び/又はガラクトース(SGLT1−介在性)摂取を低め/阻害し;そして/又は
(ii)QEP誘導体及び活性状態の(h)RS1に関して、上記に記載されるような他の特徴及び/又は機能/活性の何れかを低め/阻害することができることが想定される。
本明細書に記載される(ポリ)ペプチド又はそのフラグメントは、オルニチンデカルボキシラーゼ(ODC;例えばUniProtKB下でアクセスできるODC:P11926)に結合し、そして/又はそれと相互作用する(インビボ又はインビトロで)ことがさらに想定される。より特定には、本明細書に記載される(ポリ)ペプチドは、ODC発現及び/又は活性を低め/阻害することができることが想定される。本発明に従って、本明細書に記載される(ポリ)ペプチド又はフラグメントの何れかにプロセッシングされ得るタンパク質又は(ポリ)ペプチド(又は他の化合物)の使用もまた、想定される。
「〜にプロセッシングされ得る(can be processed into)」とは、追加の(アミノ酸)残基を含むことができるタンパク質又は(ポリ)ペプチドが、切開され、切断され、短くされ、消化されるか、又は他方では、その対応する工程/反応により(化学的に)修飾され、結果的に、少なくとも1つのQEP又はQEP誘導体(又は(ポリ)ペプチド又はフラグメント)が開放され/得られることを意味する。その対応する工程は、化学的に又は酵素的に駆動され得る。酸素的に駆動される工程についての例は、タンパク質分解駆動工程、すなわち少なくとも1つのQEP又は他の(ポリ)ペプチドが開放され/得られるよう、プロテアーゼがタンパク質又は(ポリ)ペプチドを切断する工程である。
「プロセッシング(processing)」とは、対象の消化において生じる(例えば、胃又は小腸における(タンパク質分解性)切断による)。これは、本発明の(ポリ)ペプチド(例えば、本明細書に開示される医薬組成物又は食用物の形での)は、前駆体の形で、すなわちQEPストレッチ又はその誘導体の他に(アミノ酸)残基を含むか、又はいくつかのQEPストレッチ又はその誘導体を含むタンパク質又は(ポリ)ペプチドの形で投与され得る。次に、前記前駆体は、QEPストレッチ又はその誘導体に(タンパク質分解的に)プロセッシングされる。理論的に束縛されるものではないが、次に、前記QEPストレッチ又は誘導体がPEPT1により摂取され、そして細胞内のグルコース/ガラクトース摂取に対するその効果を発揮する。
本明細書に提供される長いタンパク質又は(ポリ)ペプチドの特定の(アミノ酸)構造がQEP又はその誘導体中への前記ペプチドのプロセッシングを可能にすることが特に想定される。このためには、前記長いタンパク質/(ポリ)ペプチドは、交互に(タンパク質分解的に)切断でき、且つ非タンパク質分析的に切断できる(ペプチド)結合のパターンを有することができ、ここで前記切断できる結合は前記含まれるQEPストレッチ又は誘導体間に/その外部に存在し、そして非切断できる結合はその内部にある。対応するペプチド及び結合の例は、本明細書の他の場所に提供される。
本発明に従ってプロセッシングされ得るタンパク質及び(ポリ)ペプチドは、例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9又は10個の追加のアミノ酸残基を含むことができる。しかしながら、本明細書に定義されるQEP又はその誘導体を含む、長いアミノ酸ストレッチもまた想定される。従って、前記タンパク質又は(ポリ)ペプチドは、少なくとも3、5、 7、9、11、13、14、15、16、17、18、19、少なくとも20、少なくとも30、少なくとも40、少なくとも50、少なくとも60、少なくとも70、少なくとも80、少なくとも90、又は少なくとも100個のアミノ酸残基を含むことができる。また、多くとも150個のアミノ酸残基、好ましくは多くとも120個のアミノ酸残基が想定される。しかしながら、本発明によれば、例えば3〜12個のアミノ酸残基のより短い(ポリ)ペプチドが好ましく、3〜10個のアミノ酸残基の(ポリ)ペプチドがより好ましい。
本発明によれば、QEP又はその誘導体中にプロセッシングされ得るタンパク質又は(ポリ)ペプチドはまた、融合コンストラクト、例えば融合タンパク質でもあり得る。 それらの融合コンストラクト/タンパク質及び対応する実施形態が下記に、より詳細に記載される。
本発明によれば、「ペプチド」は、反復体/タンデムの形でQEPモチーフ(又はその誘導体)を含むこともまた想定される。従って、QEPQEP、QEPQEPQEP、等のようなモチーフであるか、又は含む(合成又は組換え)ペプチドもまた、想定される。前記QEPモチーフは、(ポリ)ペプチド内で2、3、4、5、6、7、8、9又はそれ以上の回数、反復され得る。反復されたストレッチは、例えば、他のアミノ酸残基のスペーサー/リンカーにより中断され得る。従って、反復された配列は、形式「QEPXQEP」、「QEPXQEPXQEP」、等のものであり得る。原則的に、「X」は任意の(アミノ酸)残基、及び任意の数の(アミノ酸)残基を表すことができる。例えば、「X」は、アミノ酸残基A(アラニン)、K(リシン)又はR(アルギニン)から成る群から選択される。好ましくは、リンカー/スペーサーアミノ酸残基の数は少なくとも1である。より好ましくは、リンカー/スペーサーアミノ酸残基の数は、2又は3である。前記数は、1、4、5、6、7、8、9又は10、又はそれ以上でもあり得る。Q−E−P又はその誘導体の反復体/タンデムから成るか又はそれらを含むペプチドはまた、150個以上のアミノ酸を含むことができることが特に想定される。
上記のような(ポリ)ペプチドの「X」は、切断可能部位、例えば加水分解により切断できる(例えば、ヒドロラーゼにより触媒される)部位でもあり得る。特に、「X」は、S−Sであり得る。さらに、「X」は、例えば、対応するエステラーゼにより切断できるエステル結合であり得る。QEPモチーフ(又はその誘導体)を中断するスペーサー/リンカー、例えば「X」は、本発明に従って、QEPモチーフ(又はその誘導体)中に、それらのスペーサー/リンカー及びモチーフを含む、その対応する(ポリ)ペプチドをアクセス可能にすることが特に想定される。「X」の1つの特定の例は、PS又はSP、又は国際公開第2008/155134号に記載されるようなスペーサー/リンカーの何れか他のもの(「第2のドメイン」)であるか、又はそれを包含する。
本明細書に記載されるような(ポリ)ペプチドにおいては、QEPモチーフ(又はその誘導体)、又はその反復体/タンデムが、さらなるアミノ酸、異種ペプチド及び/又は異種タンパク質に結合され得る(例えば、国際公開第2008/155134号に開示される「第2度メイン」を参照のころ)。前記さらなるアミノ酸、ペプチド又はタンパク質はまた、1又は2以上のRS1フラグメント、例えば国際公開第2006/105913号及び第2006/105912号に開示されるそれら、及び前記RS1フラグメントと、本明細書に記載されるQEPペプチド又はその誘導体とのすべての可能な組合せを含むこともできる。さらに、前記さらなるアミノ酸、異種ペプチド及び/又は異種タンパク質は、追加の官能基を有するドメイン、例えばタンパク質精製のためのさらなる薬理学的効果又は特異的標識、例えばHis−標識を提供するドメインを含むか、それらから誘導されるか、そして/又はそれらから成ることができる。従って、本明細書に定義されるような(ポリ)ペプチド又はQEPストレッチ又はその誘導体はまた、融合ポリペプチド又は融合タンパク質の一部でもあり得る。本発明によれば、本明細書に定義されるようなペプチド又はQEPモチーフ、又はその誘導体を含む前記融合ポリペプチド又は融合タンパク質はまた、100個以上又は150個以上のアミノ酸も含むことができる。
用語「QEP」又は「QEP誘導体」とはまた、(タンパク質分解的に)切断できない、例えばその対応するタンパク質又は(ポリ)ペプチドが本発明に従って前記QEP又はその誘導体にプロセッシングされる場合、切断できない、少なくとも1つの、好ましくは両者の、(共有)結合により置換される内部ペプチド結合を有するQEP又はその誘導体に関する。そのような共有結合は例えば、−CH2−CH2−、−CH(OH)−CH2−、−CH2−CH(OH)−、−CH(OH)−CH(OH)−、‐C=O−CH2−、−CH2−C=O−、−CH(OH)−C=O−、‐CH=CH−、−C(OH)=CH2−、−CH=C(OH)−、C(OH)=C(OH)−、‐N=CH−、‐N=C(OH)−(OH)−から成る群から選択され得る。好ましくは、そのような共有結合は、例えばCH2−C=O−、−CH(OH)−C=O−、−CH=CH−、‐CH=C(OH)−、C(OH)=C(OH)−、−N=C(OH)−から成る群から選択され得る。そのような結合は、さらなる(タンパク質分解性)消化に対して、Q−E−P又はその誘導体を不活性にし、そして従って、消化管内でのその機能性を保持する。上記で指摘されたように、本発明の(ポリ)ペプチドはまた、いくつかのQEPモチーフ又はその誘導体を含むことができ、ここで前記QEPモチーフは、例えば形式「(...)QEPQEP(...)」で、お互いに直接結合されているか、又は前記QEPモチーフは、例えば形式「(...)QEPXQEP(...)」で、リンカー/スペーサー構造及び/又は追加のアミノ酸残基により分離される(前記「X」は少なくとも1つの追加の(アミノ酸)残基を示す)。そのようなペプチドにおいては、上記に言及され、そして定義される(タンパク質分解的に)非切断可能(ペプチド/共有)結合が好ましくは、QEPモチーフの「Q」と「E」との間に、及び/又は「E」と「P」との間に、又はその対応するQEP誘導体のその対応する(アミノ酸)残基間に含まれる。「X」と「Q」との間の及び/又は「P」と「X」との間の結合は好ましくは、例えばその対応する「ペプチド」が本発明に従ってQ−E−Pストレッチ又はその誘導体中にプロセッシングされる場合、(タンパク質分解的に)切断できる(ペプチド/共有)結合である。従って、本明細書に定義されるような長い(ポリ)ペプチドは、インビボで(例えば、胃液により胃中に投与された後、(小)腸において、又は血液において)、タンパク質分解的に切断されることが想定され、それにより、「Q」と「E」との間に、及び「E」と「P」との間に含まれるタンパク質分解的に切断できない結合は切断されず、本発明の手段、方法及び使用において特に有用である「タンパク質分解的に不活性な」QEPトリペプチドを導く。上記で言及されたように、上記実施形態は、明確なQEPトリペプチドにも、またその誘導体にも制限されない。
前記含まれるQEPペプチド又はその誘導体がそのような不活性結合を有さず、従って(タンパク質分解的に)切断できないことが、本明細書に定義される長いタンパク質又は(ポリ)ペプチド(例えば、PEPT1及び/又はPEPT2により摂取され得ない)について特に想定される。次に、それらの不活性QEPペプチドは、損なわれないまま存続し(例えば、胃及び/又は(小)腸の通過の間)、ところが前記ペプチドを端に有する(アミノ酸)残基/アミノ酸ストレッチは(タンパク質分解的に)切断される。これは、消化管内に正確に3個のアミノ酸から成るQEPストレッチ又はその誘導体を導く。次に、この種類のQEPトリペプチドが、例えばPEPT1及び/又はPEPT2により、活性であることが所望されるそれらの細胞中に輸送され得る。
原則的に、本発明における「糖(sugar)」の意味は、任意の多糖、二糖又は単糖を包含する。より特定には、「糖」とは、単糖類を意味する。さらにより特定には、「糖」とは、グルコース及び/又はガラクトース、好ましくはD−グルコース及び/又はD−ガラクトース、より好ましくは、(遊離)リン酸化されていないD−グルコース及び/又は(遊離)リン酸化されていないD−ガラクトースを意味する。理論的に束縛されるものではないが、単糖類及び特に、(遊離)リン酸化されていないD−グルコース及び/又は(遊離)リン酸化されていないD−ガラクトースは、SGLT1の好ましい基質であり、そして国際公開第2006/105913号及び第2006/105912号に記載されるように、RS1及び調節タンパク質RS1フラグメントのSGLT1阻害効果の低減/遮断を担当する。この場合、最も適切な「糖」は、(遊離)リン酸化されていないD−グルコースである。それは、小腸の腸細胞内でRS1のSGLT1−阻害効果の低減/遮断を担当できる(遊離)リン酸化されていないD−グルコースである証拠が、本明細書における付随する実施例に提供されている。特に、AMG(リン酸化されていない)がそのような低減/遮断を引起すことは、本明細書に付随する実施例に示されている。
特定の側面によれば、「糖」は、SGLT1の基質として作用することができ、そして従って、細胞、例えば腸細胞中へのSGLT1介在性輸送により内在化され得る。好ましい実施形態によれば、本明細書に記載される糖の何れかは、この特性を有する。
しかしながら、糖、例えばグルコース及び/又はガラクトースは、必ずしもそのようなものとして摂取される必要はなく、しかしむしろ、他の(より複雑な)糖及び/又は他の炭水化物、例えばサッカロース、グリコーゲン又は澱粉に由来するか/それから開放される。特に、サッカロースは、栄養(失調)において最も関連性のある「糖」であることが知られている。「糖」の意味はまた、特に、エネルギーに富んだ食事における「糖」が意味する場合、サッカロースのような糖も包含する。
原則的に、患者の消化管の少なくとも一部は、それぞれ、グルコース及び/又はガラクトースのような糖を吸収することができ、そしてSGLT1を発現する上皮細胞の一部である。特に、患者の消化管の少なくとも一部は、小腸、さらにより特定には、空腸である。本発明においては、患者の消化管の少なくとも一部の特定の上皮細胞は、腸細胞である。
高い糖の条件/状況下で、より特定には、患者の消化管の少なくとも一部の上皮細胞で及び/又は好ましくは、その上皮細胞において、高い糖の条件/状況下で、本発明の活性化合物又は医薬組成物を投与することが本発明に従って、特に意図される。この場合、高い糖の条件/状況は、内因性/生来の調節タンパク質RS1(及び例えば、国際公開第2006/105912号及び第2006/105913号に開示されるように、内因性/生来の調節タンパク質RS1を表すペプチド)が、リン酸化されていない形で優先的に存在し、そして従って、ほとんどか又は全く活性的ではない条件/状況として見られるべきである。特に、高い糖の条件/状況は、グルコース及び/又はガラクトースの濃度が患者の消化管の少なくとも一部の内腔において、好ましくは上皮細胞で、及び/又は上皮細胞において高められる条件/状況である。
原則的に、高い糖の条件/状況、及びグルコース及び/又はガラクトースのような糖の濃度が高められている条件/状況は、それぞれ、正常な糖の条件/状況に比較して、又は好ましくは、空腹条件/状況、又は非酩酊の条件/状況及び低糖条件/状況に比較して、糖が高い量又は高い濃度で存在する条件/状況である。当業者は、本発明に従って、高糖、正常糖及び低糖条件/状況間を容易に区別することができる。例えば高糖条件/状況は、エネルギーに富んだ食事の間又は後に発生する。例えば、低糖条件/状況は、エネルギーの低い食事の間又は後、又は空腹期間の間、又は非酩酊の期間、例えば(エネルギーに富んだ)食事間で、又は夜の間に生じる。例えば、正常な糖条件は、正常なエネルギー含有量の食事の間又は後で生じる。例えば、高糖条件/状況は、糖の量又は濃度が、正常又は低糖条件/状況に比較して、約10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%、200%、300%、500%又は1000%以上、患者の消化管の少なくとも一部の内腔において、上皮細胞で及び/又は好ましくは上皮細胞において高められる条件/状況である。
消化管の少なくとも一部の内腔及び/又は上皮細胞における(及び/又は血液及び/又は尿における)糖、例えばグルコース及び/又はガラクトースの高められた濃度は、高糖条件/状況を表す特定の条件/状況である。この場合、糖、例えばグルコース及び/又はガラクトースの高められた濃度は、生理学的範囲内にあることが特に想定される。
患者の消化管の少なくとも一部の上皮細胞における糖、例えばグルコース及び/又はガラクトースの高められた濃度は、≧10 μM、≧20 μM、 ≧30 μM、 ≧40 μM、 ≧50 μM、 ≧60 μM、 ≧80 μM、又は≧100 μMの濃度であり得る。上記上皮における、さらに高糖条件下でさえ、糖、例えばグルコース及び/又はガラクトースの濃度の上限は、≦250 μM、≦450 μM、 ≦1 mM、 ≦5 mM、 ≦10 mM、 ≦50 mM、 ≦100 mMであり得る。原則的に、上記下限の何れか及び上記上限の何れかの可能な組合せにより定義されるような、糖、例えばグルコース及び/又はガラクトースの高められた濃度の何れかの可能性ある範囲も想定される。特定の範囲は、約10 μM − 約100 mM、 約10μM − 約10mM、 約10μM − 約5mM、 約10μM−約1mM、 約50μM−約250μM、 約50μM−約450μM、好ましくは約50μM−約1mM、 約50μM−約5mM、約50μM− 約10mM 及び約50μM − 約100mMである。
患者の消化管の少なくとも一部の内腔における糖、例えばグルコース及び/又はガラクトースの高められた濃度は、≧10 μM、≧50 μM、≧100 μM、 ≧500 μM、 ≧1 mM 及び≧5 mMの濃度であり得る。患者の消化管の少なくとも一部の内腔における、さらに高糖条件下でさえ、糖、例えばグルコース及び/又はガラクトースの濃度の上限は、≦500 μM、≦1 mM、≦10 mM、≦25 mM 及び≦100mMであり得る。原則的に、上記下限の何れか及び上記上限の何れかの可能な組合せにより定義されるような、糖、例えばグルコース及び/又はガラクトースの高められた濃度の何れかの可能性ある範囲も想定される。特定の範囲は、約10μM− 約100mM、約10μM − 約10mM、約10 μM− 約1mM、約50μM− 約25mM、約10μM− 約25mM及び、好ましくは、 約 5mM −約25mMである。
原則的に、患者の消化管の少なくとも一部の内腔における糖、例えばグルコース及び/又はガラクトースは、この消化管の上皮細胞中に輸送され、そしてそれにより、約10〜20倍に蓄積される。しかしながら、輸送された糖のほとんどは、急速にリン酸化され、そして従って、蓄積された糖のほとんどはリン酸化される。しかしながら、上述のように、本発明の高糖条件/状況に関して、最も関連する、すなわち調節糖は、リン酸化されていない糖である。
原則的に、例えば患者の消化管の少なくとも一部の内腔及び/又は上皮細胞における高糖条件/状況は、患者の血液及び/又は尿における高糖条件/状況を導くか、導こうとしているか、又は導くことが予測され得る。従って、原則的には、本発明の高糖条件/状況はまた、糖、例えばグルコース及び/又はガラクトースの濃度が患者の血液及び/又は尿において高められるか、高められようとしているか、又は高められることが予測される。
患者の血液における糖、例えばグルコース及び/又はガラクトースの高められた濃度は、≧70 mg/dL、≧80 mg/dL、 ≧90 mg/dL、≧100 mg/dL、≧110 mg/dL、≧120 mg/dL、≧126 mg/dL、≧150 mg/dL、≧200 mg/dL又は ≧300 mg/dLの濃度であり得る。上記患者の血液における、さらに高糖条件下でさえ、糖、例えばグルコース及び/又はガラクトースの濃度の上限は、≦126 mg/dL、≦140 mg/dL又は ≦200 mg/dLであり得る。原則的に、上記下限の何れか及び上記上限の何れかの可能な組合せにより定義されるような、糖、例えばグルコース及び/又はガラクトースの高められた濃度の何れかの可能性ある範囲も想定される。特定の範囲は、約70−約400mg/dL、約70− 約200mg/dL、約120−約 200mg/dL、約120− 約400mg/dL、約140−約200mg/dL、約126− 約200mg/dL 又は 約100−約126mg/dLである。
患者の消化管の上皮細胞及び/又は内腔、又は血液における上述の高められた濃度は、エネルギーに富んだ食事/食物摂取の間又は後、又はエネルギーに富んだ食餌の間、生じることができる。
例えば、低糖条件/状況は、患者の消化管の少なくとも一部の内腔(例えば、空腸)における糖、例えばグルコース及び/又はガラクトースの濃度が約1mM以下又は約1mMである場合、存在する。そのような条件/状況は、空腹期間又は非酩酊の期間中に一般的には、生じることができる。当業者は、一日の異なった時間帯で、及び/又は(エネルギーに富んだ)食餌/食物摂取に関連して、例えばその間又は後、又は(エネルギーに富んだ)食餌に関して、例えばその間又は後、患者の消化管の少なくとも一部の内腔における糖、例えばグルコース及び/又はガラクトースの濃度を容易に決定し/評価することができる。それぞれの指針は本明細書中に提供され、そして当業界においては知られている(例えば、Ferraris Am. J. Physiol. 259 (Gastrointest. Liver Physiol. 22), 1990, G822-G837を参照のこと)。
低糖条件/状況の別の例は、70〜120mg/dLでの又はそれ以下での患者の血液における糖、例えばグルコース及び/又はガラクトースの濃度である。患者の血液における糖濃度に基づいて低及び高糖条件/状況間を区別するための指針は、本明細書において提供され、そして当業界において知られている(例えば、Kumar (“Clinical Medicine”, 3rd edition (1994), Bailliere Tindallを参照のこと)。
本発明の1つの側面によれば、本発明の医薬組成物は、エネルギーに富んだ食餌/食品/食物摂取/食事と組合して投与されるか(投与されるべきであるか)、又は投与されるよう調製される。本発明によれば、エネルギーに富んだ食餌/食品/食物摂取/食事は、高糖条件/状況を引起す。医薬組成物は、エネルギーに富んだ食餌/食品/食物摂取/食事(の摂取)の前、その間、又はその摂取と同時に、又は後、投与され、特にエネルギーに富んだ食餌/食品/食物摂取/食事の前(又はそれと同時に)、それぞれの患者は、その消化管の少なくとも一部の内腔及び/又は上皮細胞において高められた糖濃度を有するか、有しようとしているか又は有することが予測され得る(又は他方では、高糖条件/状況下にあるか、その状況下にあることになるか、又は状況下にあることが予測される)。
原則的に、本発明の医薬組成物は、患者に投与され(投与されるべきである)、結果的に、それぞれの医薬効果/効能(のピーク)は、高糖条件/状況(野ピーク)と、例えばエネルギーに富んだ食餌/食品/食物摂取/食事(の摂取)に起因するものとしての患者の消化管の少なくとも一部の内腔及び/又は上皮細胞における高められた糖濃度(のピーク)と一致することが想定される。主治医は、投与計画を調整し、そして設定し、結果的に、これを容易に成し遂げることができる。特に、主治医は、容易に、投与計画、投与時間、医薬担体の種類(例えば、開放の時間及び/又は部位)、等を調整し/設定し、結果的にそれを成し遂げることができる。例えば(これを遂行するために)、主治医は、エネルギーに富んだ食餌/食品/食物摂取/食事の3時間前、2時間前、1時間前、30分前、直前、間、又はさらに(直)後(その開始の)(の摂取)、本発明の医薬組成物を投与することができる。特に、医薬組成物がそれぞれの効果/効能の所望する部位にすばやく標的化され、そして/又はその部位ですばやく開放される場合、それは、エネルギーに富んだ食餌/食品/食物摂取/食事の近くに、又はその(直)後に投与され得る。本発明の活性化合物及び医薬組成物の効果/効能の好ましい部位は、本明細書に記載されるような患者の消化管の少なくとも一部、及び特定には、本明細書に記載されるようなその上皮細胞である。
エネルギーに富んだ食餌/食品/食物摂取/食事の特性(消化性)(例えば、正常消化又は消化不良)に依存して、高糖条件/状況(のピーク)は、エネルギーに富んだ食餌/食品/食物摂取/食事(の開始)(の摂取)の少なくとも約10分、15分、20分、30分、40分、1時間、1.5時間、2時間又は2.5時間後、生じることが予測される。例えば、高糖条件/状況(のピーク)は、(高い)正常消化の食餌/食物/食物摂取/食事(例えば、単糖及び/又は二糖類の莫大な部分を含む)(の開始)(の摂取)の少なくとも約10分、15分、20分、30分又は40分後に生じることが予測される。例えば、高糖条件/状況(のピーク)は、弱い正常消化又は消化不良の食餌/食物/食物摂取/食事(例えば、複合多糖類及び/又は脂肪/油の莫大な部分を含む)(の開始)(の摂取)の少なくとも40分、1時間、1.5時間、2時間又は2.5時間後に生じることが予測される。
原則的に、本発明に従ってのエネルギーに富んでいるとは、非エネルギーが低いことを意味する。従って、原則的に、本発明のエネルギーに富んだ食餌/食品/食物摂取/食事はまた、正常食餌/食物/食物の摂取/食餌も包含する。一般的に、正常食餌/食物/食物摂取/食事は、通常糖、炭水化物、タンパク質、繊維、等の含有物を有することが知られており、そして本発明に従って(中位の)高糖条件/状況を引起すことができる。しかしながら、特定の側面によれば、エネルギーに富んだとは、通常のエネルギー含有量に比較して、高められた、及び/又は容易に利用可能なエネルギー含有量を意味する。
エネルギーに富んだ食餌/食品/食物摂取/食事は、糖に富んだ、炭水化物に富んだ、及び/又は脂肪に富んだ食餌/食品/食物摂取/食事、及び/又は標準又は高い血糖指数を有する食餌/食品/食物摂取/食事であり得る。糖に富んだ食餌/食品/食物摂取/食事における糖含有率は、≧1重量% 、≧10重量% 、好ましくは ≧重量5%であり得る。炭水化物に富んでいる食餌/食品/食物摂取/食事中の炭水化物含有率は、≧10エネルギー% 、 ≧70エネルギー% 、又は好ましくは、≧55エネルギー%であり得る。エネルギーに富んだ食餌/食品/食物摂取/食事の血糖指数は、≧70又は好ましくは、≧90であり得る。
好ましくは、本発明の医薬組成物は、ヒト患者/ヒトに投与される(されるべきである)。しかしながら、本明細書に記載される疾患又は障害(例えば、グルコース摂取及び/又はSGLT関連の状態、特に対応する病理学的又は非病理学的状態)がまた、ヒト動物対象/患者、例えばペット(例えば、イヌ、ネコ、ウサギ、ラット及びマウス)、家畜(例えば、ウシ、ブタ、ヒツジ)、ウマ又はポニー、又は鳥(例えば、ニワトリ、七面鳥、インコ)において治療されるか、又は予防され得る。
本発明の医薬組成物中の活性化合物は、医薬的に許容される賦形剤/担体と共に投与され得る。従って、本発明の医薬組成物の製剤は、上記に定義されるような活性化合物(又は医薬的に許容されるその塩)、及び医薬的に許容される担体/賦形剤を含むことができる。一般的に、医薬的に許容される担体/賦形剤は、次のものを含む:担体、ビヒクル、希釈剤、溶媒、例えば一価アルコール、例えばエタノール、イソプロパノール、多価アルコール、例えばグリコール及び食用油、例えば大豆油、ヤシ油、オリーブ油、紅花油、綿実油、油性エステル、例えばオレイン酸エチル、ミリスチン酸イソプロピル;結合剤、アジュバント、可溶化剤、増粘剤、安定剤、崩壊剤、滑剤、潤滑剤、緩衝剤、乳化剤、湿潤剤、 懸濁化剤、甘味剤、着色料、香料、コーティング剤、防腐剤、酸化防止剤、処理剤、薬物送達調節剤及びエンハンサー、例えばリン酸カルシウム、マグネシウムステート、タルク、単糖類、二糖類、澱粉、ゼラチン、セルロース、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、デキストロース、ヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリン、ポリビニルピロリドン、低融点ワックス、イオン交換樹脂。他の適切な医薬的に許容される担体/賦形剤は、Remington`s Pharmaceutical Sciences, 15th Ed., Mack Publishing Co., New Jersey (1991)に記載されている。
例えば、本明細書に記載される活性化合物((ポリ)ペプチド、核酸分子、ベクター)は、特にそれらが医薬組成物の形で(また、ダイエット製品/組成物/サプリメント又は食品サプリメントの形で)、投与される(投与されるべきである)場合、糖衣錠、錠剤又はピルに含まれ得る。好ましい実施形態によれば、前記ペプチドは、被覆された、例えばフィルム被覆された糖衣錠、錠剤又はピルに含まれる。そのような被膜は、活性化合物の時間及び/又は位置制御された放出を可能にするために特に好ましい。対応する被膜は、当業界において知られており、そして中でも、欧州特許第A10109320号、国際公開第94/06416号、欧州特許第A10630646号又は欧州特許第A10548448号に記載されている。
原則的に、医薬的に許容される賦形剤/担体(及び/又は被膜)は、効果/効能の所望する部位での活性化合物(例えば、本明細書に定義されるような(ポリ)ペプチド)の放出を可能にすることが想定される。特に、本発明に従って使用される医薬的に許容される賦形剤/担体は、本明細書に記載されるような患者の消化管の少なくとも一部、及び/又はその上皮細胞中への医薬組成物((ポリペプチド、核酸分子又はベクター)を標的化し、そして/又は放出することができることが想定される。この場合、消化管の好ましい部分は小腸、又はより特定には、空腸及びそれぞれの腸細胞である。
この点における好ましい担体、賦形剤又は被膜は、胃液に対する耐性を付与し、そして従って、胃/腸、好ましくは小腸及び/又は結腸、より好ましくは空腸において活性化合物を放出できるそれらである。従って、胃液耐性担体、賦形剤又は被膜が好ましい。そのような担体、賦形剤及び被膜は、当業界において知られており、そしてセルロース誘導体、例えばカルボキシメチレンエチルセルロース(Aquateric(登録商標))、セルロースアセテートフタレート(HP50(登録商標))、又はヒドロキシプロピレンセルロースメチルフタレート(HP55(登録商標));メタクリル酸及びメタクリル酸エステル由来のポリマー化合物、例えばEutragit (登録商標)L 及びEutragit(登録商標) S(リタードフォームEutragit (登録商標)RL und Eutragit(登録商標)RS)を含む。また、ポリビニル誘導体も使用され得る。それらは、中でも、ポリビニルピロリドン(例えばKollidon(登録商標))、ポビドンアセテート又はポリビニルアセテートフタレート(例えば、Opadry(登録商標))を包含する。
本発明の活性化合物(又はその塩)、又はそれを含む医薬品は、当業界において知られている対応する技法を用いることにより、細胞内投与され得る。例えば、活性化合物は、リポソーム、トランスファーソーム及びニオソーム中に封入され得、そして次に、上記のようにして投与され得る。リポソームは、水性内部を有する球状脂質二重層である。通常、リポソーム形成の時点で水溶液に存在する分子は、水性内部中に組込まれる。リポソーム内容物は、一方では、外部微小環境から保護され、そして他方では、リポソームは細胞膜と融合するので、細胞表面近くに送達された後、細胞中に効果的に組込まれ得る。
医薬使用でトランスファーソーム、ニオソーム及びリポソームを含む送達システムは、十分に確立されており、そして当業者は、本明細書に定義される活性化合物、すなわち本明細書に定義される(ポリ)ペプチド、それをコードする核酸分子又は前記核酸分子を含むベクターを含む、対応するトランスファーソーム、ニオソーム及びリポソームを容易に調製する立場にある。対応する方法は、中でも、Muller/Hildebrand “Pharmazeutische Technologie: Moderne Arznei”, WVG. Wiss Verlag, Stuttgart (1998); Gupta (2005), Int. J. Pharm. 293, 73-82; Torchilin (2005), Nat. Rev. Drug Discov. 4,145-160に提供される。特に、核酸分子は、トランスファーソーム、リポソーム又はニオソームを介して、医学的介入の必要な患者に投与され得る。対応する調製方法は、当業界において知られている;中でも、Mahoto (2005), Adv. Drug Deliv. Rev. 57, 699-712 又は Kawakami (2004), Pharmazie. 59, 405-408を参照のこと。
また、マイクロ粒子、ナノ粒子又はナノゲルは、本明細書に定義されるような活性化合物のための送達システムとしても使用され得る。そのような担体は、ペプチド及びより最近には、ヌクレオチド/ヌクレオチド配列を送達する重要な方法として開発されて来た。マイクロ粒子、ナノ粒子及びナノゲル及び他のコロイド状薬物送達システムは通常、関連する薬物の動態は、体内分布及び薬物放出を修正する。対応する技法は、中でも、Kayser (2005), Curr. Pharm. Biotechnol. 6(1), 3-5; Moghimi (2005), FASEB J. 19, 311-330; kettel (2012), ACS Nano 6(9), 8087-93 及び Albrecht (2010), Advances in Polyme Science 234, 65-93に記載されており、そして参照されている。
さらに、特に、ポリペプチド又はタンパク質ストレッチが本発明に従って投与されるべきである場合、ヒドロゲルが使用され得る。ヒドロゲルは、マイクロゲル(ヒドロゲルマイクロ粒子)又はナノゲル(ヒドロゲルナノ粒子)として使用され得る。対応する手段及び方位方は、Pappas (2004), Expert Opin. Biol. Ther. 4,881-887; Singh (2013), Angewandte Chemie International Edition, 52(10), 3000-3; Singh (2013), Angewandte Chemie 125(10), 3074-77; Singh (2013), Macromolecular Bioscience 13(4), 470-82 及びGroll (2009) Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry 47(20), 5543-49に提案され、そして要約されている。ドロゲルは、治療用タンパク質又はポリペプチドの経粘膜(ほとんど、経口)投与/送達において有用である。
特に、本発明の医薬組成物は、
(i)ヒドロゲルにより送達されるか(送達されるべきであるか)、又は送達されるよう調製され;
(ii)ヒドロゲルであるか、又はヒドロゲルを含む、医薬的許容できる賦形剤/担体と共に投与されるか(投与されるべきであるか)、又は投与されるよう調製され;そして/又は
(iii)ヒドロゲルにカップリングされる、本明細書に記載される(ポリ)ペプチド、核酸分子又はベクターを含むことが想定される。
使用されるヒドロゲルは、チオール官能化ポリマー、特にチオール官能化線状ポリマーを含むことができる。より特定の側面によれば、ヒドロゲルは、グリシドール、特にポリグリシドール、より特定には、チオール官能化(線状)(ポリ)グリシドールに基づかれる。本明細書に記載される(ポリ)ペプチド(核酸分子又はベクター)は、ジスルフィド結合によりヒドロゲルにカップリングされ得る。1つの特定の側面によれば、TAT(転写のトランス活性化因子)ペプチドは、SS橋を介してヒドロゲルに連結される。これはエンドサイトーシスを高めることができ、そして従って、本明細書に記載される医薬組成物の投与計画をさらに改善することができる。本発明に従って使用されるべきヒドロゲルの特定の例は、Groll(2009)(同上)に開示される。
使用されるヒドロゲルの1つの利点は、その生体適合性及び分解性である。さらに、医薬的に許容される賦形剤/担体としてのヒドロゲルナノ粒子の使用は、特に経口適用の後、本明細書に記載されるような上皮細胞中に、ポリペプチド、例えばRS1−Regを効果的に導入する、非常に効果的手段及び方法を提供することが、付随する実施例に例示されている。さらに、それぞれ医薬的に許容される賦形剤/担体としてのヒドロゲルナノ粒子の使用により、効能における異常に高い上昇性が、特に本明細書に記載されるRS1−Reg変異体がそれぞれの活性成分として使用される場合、達成され得ることが例示されている。例えば、モルQEP(別のタイプの医薬的に許容される賦形剤/担体により投与される)に比較して、約20000倍低いモルRS1−Reg異変体が所望する効果(グルコース(及び/又はガラクトース)の摂取の阻害)を達成するのに必要とされることが本明細書に例示されている。これに関して使用される特定のヒドロゲルは、Groll (2009, Journal of Polymer Science 47,5543-5549)により記載されるように、星型(ポリ)エチレンオキシド−スタット−プロピレンオキシドに基づいてチオール官能化ポリマーから構成されるヒドロゲルナノ粒子であり得る。RS1−Regは、チオ硫酸結合により、それらのゲルに結合されている。
本発明に従って使用される(ポリ)ペプチド又は他の活性化合物は、医薬的に許容される塩の形で投与され得る。患者、特にヒト患者に使用される最も一般的な医薬的に許容される塩は、塩酸塩形、すなわち本明細書に定義されるような(ポリ)ペプチドの塩酸塩である。そのような塩もまた、本発明において、好ましい塩である。しかしながら、また他の塩も知られており、そして想定される。それらは次のものを包含するが、但しそれらだけには限定されない:酸付加塩、例えば酢酸塩、アジピン酸塩、アルギン酸塩(特に好ましい)、アスコルビン酸塩、アスパラギン酸塩、安息香酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、重硫酸塩、酪酸塩、クエン酸塩、シクロペンタンプロピオン酸塩、ジグルコン酸塩、ドデシル硫酸塩、エタンスルホン酸塩、フマル酸塩、グルコヘプトン酸塩、グリセロリン酸塩、ヘプタン酸塩、ヘキサン酸塩、塩酸塩、2−ヒドロキシエタンスルホン酸塩、乳酸塩、リンゴ酸塩、メタンスルホン酸塩、ニコチン酸塩、クエン酸塩、シュウ酸塩、パモ酸塩、ペクチン酸塩、過硫酸塩、3−フェニルスルホン酸塩、3−フェニルプロピオン酸塩、リン酸塩、プロピオン酸塩、サリチル酸塩、コハク酸塩、硫酸塩、スルホン酸塩、酒石酸塩、ウンデカン酸塩、又は同様のもの。
経口投与(また、本明細書に記載されるような、栄養製品、食品組成物、食品、飼料、食事又は食品添加物の形で)がまた好ましい。しかしながら、特定の患者及び特定の医療用途においては、他の投与経路(例えば、浣腸の座薬の形で)が示され得る。
経口投与のための特定の投与形は、錠剤、糖衣錠、カプセル剤、トローチ剤、ピル剤、カシェ剤、顆粒剤、経口液剤、例えば、シロップ、懸濁液、溶液、エマルジョン、再構成のための粉末を包含する。非水性担体/溶媒の例は、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、植物油、例えばオリーブオイル、及び注射可能な有機エステル、例えばオレイン酸エチルである。水性担体/溶媒は、水、アルコール性/水性溶液、エマルジョン又は懸濁液、例えば生理食塩水及び緩衝媒体を包含する。
本発明に従ってのペプチド、核酸分子又はベクターを含む医薬組成物(例えば、経口使用のための)は、活性化合物と、(固体)賦形剤/担体とを組合し/混合し、任意には、得られる組合せ/混合物を粉砕し、そして/又は所望により、錠剤又は糖衣錠コア及び同様のものを得るために、適切な補助剤の添加の後、前記顆粒の組合せ/混合物を加工することにより得られる。言及されたように、それらは胃液耐性被膜、例えばセルロース誘導体、メタクリル酸のポリマー及びメタクリル酸エステル、又はポリビニル誘導体を有することができる。
本明細書に記載され、そして本明細書に詳細されるような疾患又は障害を予防するか、又は治療するための医薬組成物の調製方法もまた、本明細書に提供され、ここで前記方法は、本発明において開示されるような(ポリ)ペプチド、核酸分子又はベクターを、医薬的に許容される担体に添加し、そして任意には、それらを混合する工程を包含する。
本発明の医薬組成物は、当業界において知られているようにして、例えばRemington's Pharmaceutical Sciences, 15th Ed., Mack Publishing Co., New Jersey (1991)に記載されるようにして、生成され得る。特に、医薬組成物に含まれるような(ポリ)ペプチドは、合成的に、又は組換え的に生成され得る。例えば、(ポリ)ペプチドは、実施例1に記載されるようにして生成され得る。
(単一)投与形を製剤化するために、医薬的に許容される担体/賦形剤と、実際的には、組合わされ得る、本明細書に定義されるような活性化合物(又は医薬的に許容されるその塩)の量は、治療される宿主、及び特定の投与形式に依存して変化するであろう(本明細書の他の場所を参照のこと)。
本明細書に記載される、(ポリ)ペプチド、核酸分子、ベクター又は医薬組成物は、適切な用量で投与されるか(されるべきであるか)又は投与されるよう調製される。対応する投与単位製剤は、医薬的に許容される賦形剤/担体を含むことができる。本明細書に記載される活性化合物、及び任意には、追加の治療剤が、単一の投与形で製剤化され得るか、又は別々の投与形で存在することができ、そして付随して(すなわち、同時に)、又は連続的に投与され得る。一般的に、本明細書に定義され得る活性化合物を含む医薬組成物は、意図される投与方法のために適切な任意の形で存在することができる。
本明細書に定義されるような活性化合物/医薬組成物の投与計画は、主治医及び臨床的要因により決定されるであろう。医学分野においては知られているように、何れか1人の患者のための用量は、多くの要因、例えば大きさ、体重、体表面積、年齢、投与される特定の化合物、性別、投与の時間及び経路、一般的健康、及び同時に投与され得る他の薬剤に依存する。しかしながら、当業者/主治医は、例えばインビボ又はエクスビボでの(治療的)有効濃度を容易に推定できる立場にある。対応するサンプルが、十二指腸プローブにより、小腸から採取され、そして活性化合物が検出され、そしてそれらの対応する濃度が、例えばHPLCにより、前記サンプルにおいて決定され得る。
活性化合物の濃度の決定は、ヒト患者、健康(ヒト)個人及び動物、例えば実験用動物、非ヒトトランスジェニック動物(例えば、トランスジェニックマウス、ラット、ブタ及び同様のもの)において得られる。消化管、例えば腸十二指腸又は小腸における活性化合物濃度の決定は例えば、(健康)ボランティアにおいて推定され、そしてヒト患者のための対応する投与スケジュールが確立され得ることが想定される。例えば、腸通過時間、消化管における活性化合物の通過、投与量依存性(例えば、消化官の種々の領域において検出される用量に対する、経口投与される用量)が、当業界において知られている標準方法により決定され得る。さらなる方法は、インビボでの標識ペプチドの検出(例えば、対応する標識技法、例えば放射性標識、蛍光標識、等による)、又は生理学的/生化学的アッセイを包含するが、但しそれらだけには制限されない。従って、消化管、例えば腸十二指腸の一定部分における活性化合物の所望する濃度を得るために、例えば経口投与される活性化合物の用量が推定され得る。そのような濃度を推定するそれらの及び他の方法はまた、当業界において知られている。
本発明のためには、活性化合物、特に本明細書に定義されるような(ポリ)ペプチド(又は医薬的に許容されるその塩)の(治療的)有効用量は、1×10−9M〜1M、好ましくは1×10−7M〜0.5M、より好ましくは1×10−5M〜0.1M、より好ましくは1×10−4M〜0.1M、より好ましくは1×10−3M〜0.05M、より好ましくは20〜30mM、より好ましくは2〜10mM及びより好ましくは5〜10mMの範囲での濃度(細胞外及び/又は細胞内)をもたらす用量であり得る。しかしながら、また、2−3mMの範囲の濃度もまた、本発明において想定される。例えば、小腸においては、本明細書において定義されるようなポリペプチド(又は医薬的に許容されるその塩)の(治療的)有効用量は、5−10mMの濃度であり得るが、しかしまた前述の他の濃度が小腸において発生することができる。
活性化合物、特に本明細書に定義されるような(ポリ)ペプチド(又は医薬的に許容されるその塩)の細胞外濃度は、0.05、0.1、0.5又は1Mまで上昇することができる。特に腸(ここで、例えば、非常に高い糖濃度(例えば、スイーツの消費の後)が発生する)においては、前記濃度はそれらの高レベルに達することができる。しかしながら、理論的に束縛されるものではないが、本明細書に記載されるペプチドトランスポーターの輸送能力が、約100mMの(ポリ)ペプチド(又は医薬的に許容されるその塩)の濃度で飽和され得る。従って、前記ペプチドの細胞外濃度は、約100mMまでであることが、特に想定される。しかしながら、記載されているように、本明細書に定義されるペプチドの明白な生理学的効果が、細胞外媒体において、約0.1mMの濃度、又はそれ以下の濃度で、既に推定され得る。従って、対応する組成物、例えば本明細書に記載される製品、組成物、食品、食物、食物サプリメント、食事、医薬組成物(例えば、錠剤の形)、及び同様のものは、少なくとも0.05mM、0.01mM、0.5mM、1mM、2mM、3mM又は4mMの範囲での活性化合物/ペプチドの細胞外濃度がインビボ(例えば、ヒトにおいて)で達する量で、活性化合物/ペプチドを含むことができる。投与される手段/担体/賦形剤におけるその対応する濃度は、0.1〜4Mの範囲で存在することができる。
1つの側面によれば、本明細書に記載されるような活性化合物/成分、例えば(ポリ)ペプチドは、1日及び患者当たり、8gまで、5gまで、3gまで、2gまで、1gまで、0.5gまで、又は0.1gまでの用量で投与され得る。これは、おおよそ、1日当たり、約115〜160、71〜100、43〜60、 29〜40、15〜20、7〜10 又は 1.5〜2mg/kg体重(bw)の用量に対応する。活性成分が自由に、又は例えば胃液耐性(被覆された)錠剤又はピルにおいて、投与されるか(投与されるべきであるか)、又は投与されるよう調製される場合、そのような(比較的高い)用量が好ましい。
別の側面によれば、本明細書に記載されるような活性化合物/成分、例えば(ポリ)ペプチドは、1日及び患者当たり、20mgまで、15mgまで、10mgまで、5mgまで、3mgまで、2mgまで、1mgまで、又は0.1mgまでの用量で投与され得る。これは、おおよそ、1日当たり、約0.3〜0.4、0.2〜0.3、0.15〜0.2、0.075〜0.1、0.04〜0.06、 0.03〜0.04、0.015〜0.01又は0.0015〜0.001mg/kg体重(bw)の用量に対応する。活性成分が、本明細書に記載されるようなヒドロゲルとして/ヒドロゲルと共に、投与されるが(投与されるべきであるか)、又は投与されるよう調製される場合、そのような(比較的低い)用量が好ましい。
本明細書に記載される用量の何れか、又は主治医により適切であると見出された何れか他の用量が、食事当たり1度、及び従って、1日1〜5回、1日2〜4回、又は1日3回、投与され得る。食事は、本明細書に記載されるようなエネルギーに富んだ食事であることが好ましい。
一般的に、典型的な患者は、約50−70kgの体重を有することが予測される。通常、より重い患者ほど、用量はより高い。しかしながら、この関係は、例えば肥満患者が処理される場合、必ずしも線状でないかも知れない。この場合、投与量は、患者の体重が上昇するのと同じ程度に上昇することはできない。従って、本発明に従って治療される1人の典型的患者が、例えば80kg以上、100kg以上、120kg以上、140kg以上、160kg以上、及び180kg以上の体重(bw)を有する肥満患者であったなら、一般的に適用される投与量計画が適合されるべきである。肥満患者が、通常の体重を有する患者と同じ用量で治療された事例も存在する。
さらに、本発明は、インスリン感受性(血中グルコースを低めるための所定のインスリン濃度の効果)を高めることへの使用のための、及び/又は血清グルコース及び/又はガラクトースレベルを低めるための医薬組成物に関する。本発明のこの医薬組成物は、活性成分(調節タンパク質RS1由来の、及び/又は調節タンパク質RS1の機能/活性、及び特にSGLT1駆動のグルコース及び/又はガラクトース吸収を阻害するその能力及び/又はODC(発現/活性)に結合する/調節するその能力を模倣する(ポリ)ペプチドを含むことが想定される。この活性成分((ポリ)ペプチド)をコードする核酸分子、及びそれらの核酸分子を含むベクターもまた、この目的のために使用されることが想定される。そのような(ポリ)ペプチドの特定の例は、調節タンパク質RS1フラグメント、SDSDRIEP、QSP、QPP、QTP又はQCP、又は国際公開第2006/105912号又は第2006/105913号に開示されるような他の調節タンパク質RS1フラグメントの何れかである。そのような(ポリ)ペプチド(及びそれらの対応する核酸分子及びベクター)のさらなる(好ましい)例は、本明細書に記載されるような(ポリ)ペプチドである。特定の側面によれば、本明細書に記載されるような(ポリ)ペプチド(又はその対応する核酸分子又はベクター)と、上記に記載される他の調節タンパク質RS1フラグメントとの組合せが、連続的に又は同時に投与され得る。
特に、インスリン感受性とは、それぞれ、血中グルコースを低める所定のインスリン濃度の効果、及び血中グルコースの低減に対するインスリン効果を意味する。
インスリン感受性の上昇が、例えば少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%又は少なくとも80%の血中インスリンの濃度の低減を伴うか、又はその濃度の低減に対応することができる。一般的に、インスリンの基本的濃度は、糖尿病の発症の間、高められる。その後、糖尿病の過程で、その濃度は低められ得る。一般の絶食の後の血中インスリン濃度は、健康な個人において、血液1L当たり約0.1〜0.5μgのインスリンである。前糖尿病の個人においては、又は開始している2型糖尿病を有する個人においては、一晩の絶食の後、血中インスリン濃度は、血液1L当たり1〜2μgのインスリンである。それらの個人は、低められたインスリン感受性を有する。従って、特定の側面によれば、インスリン感受性の上昇は、例えば血液1L当たり1〜2μgのインスリンの少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%又は少なくとも80%、血中インスリン濃度の低下を伴うか、又はその濃度の低下に対応することできる。
高められたインスリン感受性は、インスリン濃度のこの上昇を有さない患者(例えば、OGTT、又は本明細書に記載されるようなエネルギーに富んだ食餌/食品/食物摂取/食事に起因する)に比較して、血中インスリンのより低い上昇性により得られる血中グルコースの低減を伴うか、又はその低減に対応することができる。例えば、そのようなインスリンの低められた/減速された上昇性は、≦4、 ≦3、≦2 又は≦1μg/L/時であり得る(より低い値が好ましい)。
例えば、本発明における高められたインスリン感受性は、対象、例えば未治療の患者/本発明の医薬組成物が投与されていない患者の(低められた)インスリン感受性よりも高いインスリン感受性である。特に、高められた/高いインスリン感受性とは、より低いか、低いか又は低められた量のインスリンが、例えばOGTT又はエネルギーに富んだ食餌/食品/食物摂取/食事の後、正常グルコースレベルを回復するために、血清又は血液に存在する/必要とされることを意味する。例えば、高められたインスリン感受性(血中グルコースを低めるための所定のインスリン濃度の効果)は、対照のインスリン感受性よりも、1.1、1.3、1.5、1.75、2、2.5、5、 7.5 又は10倍、高いインスリン感受性である。例えば、低められた/低いインスリン感受性(例えば、対照/対照患者の)は、約2〜6、2〜5、2〜4、3〜4、3〜5又は4〜5μg/L/時のグルコース及び/又はガラクトースの適用の後(例えば、OGTT、又は本明細書に記載されるようなエネルギーに富んだ食餌/食品/食物摂取/食事に起因する)、血清中のインスリンの上昇を伴うか、又はその上昇に対応することができる。
特に、本明細書に他の場所に定義される投与量計画及び投与様式がまた、必要な変更を加えて、インスリン感受性の増加の側面にも適用される。しかしながら、本明細書及び付随する実施例に示されるように、インスリン感受性を高めるために投与される活性成分の量/用量は、グルコース及び/又はガラクトース摂取が低められるか/阻害される状況に比較して、低くあり得る。例えば、その量/用量は、グルコース及び/又はガラクトース摂取が低められるか/阻害される状況について、本明細書の他の場所に記載されるような用量(その範囲)に比較して、1.1、1.2、1.3、1.5、1.75、2、2.5、5、7.5、10、又は少なくとも約20倍、低くあり得る。
例えば、本明細書に記載される医薬組成物が、患者のインスリン感受性を高めるために、投与されるか(投与されるべきであるか)又は投与されるよう調製される場合、それは、自由に、又は本明細書の他の場所に定義されるような医薬的に許容される担体と共に投与される場合、≦5g、≦3g、≦2g、≦1g、≦0.5g、≦0.3 g、≦0.2 g又は≦0.1 gの毎日の用量で、及び本明細書に定義されるようなヒドロゲルを介して、特に投与される場合、≦10 mg、 ≦5 mg、 ≦3 mg、≦2 mg、≦1mg、≦0.5 mg 又は≦0.3 mgの毎日の用量で、投与される(投与されるべきであるか)、又は投与されるよう調製される。
高められたインスリン感受性を得るためには、それぞれの医薬組成物は、長時間にわたって投与されるか(投与されるべきであるか)、又は投与されるよう調製されることが好ましく;そして本明細書に記載されるようなエネルギーに富んだ食餌/食品/食物摂取/食事と必ずしも組合す必要はない。例えば、長時間とは、少なくとも2、3、4、5、6又は7日、少なくとも1、2、3又は4週間、少なくとも2、3、5又は6ヶ月、又は少なくとも1、2、3、4又は5年であり得る。
インスリン感受性の上昇に関する1つの側面によれば、それぞれの医薬組成物は、本明細書に記載されるようなエネルギーに富んだ食餌/食品/食物摂取/食事と組合して投与されるか(投与されるべきであるか)、又は投与されるよう調製される。これの非制限的例は、高脂肪食餌/食品/食物摂取/食事と組合して投与されるよう調製される。これの非制限的例は、高脂肪食餌/食品/食物摂取/食事と組合しての投与である。
原則的に、本明細書の他の場所に記載されるような疾患又は障害の治療又は予防のための医薬組成物(の特性)に関して言われて来たことは、必要な変更を加えて、インスリン感受性の上昇の側面にも適用される。
本発明の医薬組成物の何れかは、取扱い説明書又は指示リーフレットと一緒に提供され得る。その取扱い説明書/リーフレットは、本発明に従って、本明細書に記載されるような疾患又は障害をいかにして治療するか、又は予防するかの、当業者/主治医のための指針を包含することができる。特に、その取扱い説明書/リーフレットは、投与/投与計画(例えば、投与経路、投与計画、投与の時間、投与の頻度)の本明細書に記載されるモードの指針を包含する。特に、治療されるべき疾患又は障害がグルコース及び/又はガラクトース摂取により引起されるか、それに生理学的にリンクされているか、又はそれに関連している場合、その取扱い説明書/リーフレットは、医薬組成物が糖に富んだ状況下で、すなわち患者の消化管の少なくとも一部の内腔及び/又は上皮細胞において高められた濃度のグルコース及び/又はガラクトースが存在する場合、投与されるべきである指針を包含することができる。そのような指針は、医薬組成物が(エネルギーに富んだ)食事と組合して、例えば(エネルギーに富んだ)食事の前(直前)、その間、又はその後(直後)、1日当たり3、4、又は5度、投与されるべきである指針を包含する。特に、インスリン感受性が高められるべきである場合、その取扱い説明書/リーフレットは、医薬組成物が、1日3度(朝、昼、夜)、投与されるべき指針を包含することができる。原則的に、投与/投与計画モードに関して、本明細書の他の場所に言及されて来たことは、その取り扱い説明書/リーフレットに包含される。
本発明の医薬組成物はさらに、その対応する治療又は予防介入のために適切な、及び患者の消化管を介してグルコース及び/又はガラクトース摂取を低めるためのプロトコルのために有用である物質/化学物質及び/又は装置を包含することができる。
本発明はまた、本明細書に記載され、そして定義されるような、(ポリ)ペプチド、フラグメント、核酸分子又はベクターにも関する。
本発明はさらに、下記を含む食品組成物に関する:
(a)本明細書に記載されるような消化管の少なくとも一部の内腔及び/又は上皮細胞(及び/又は血液、及び/又は尿)に、本明細書に記載され、そして定義されるような高濃度の糖、特にグルコース及び/又はガラクトースを生ぜしめることができる、食品及び/又は食物サプリメント;及び
(b)本明細書に記載され、そして定義されるような(ポリ)ペプチド。
本発明はまた、対応する食餌製品/組成物/サプリメント、食品(例えば、機能的食品又は「ライフスタイル食品」)、飼料及び食品サプリメント添加物(それらのすべては、本発明によれば、包括的用語「食料品」として本明細書において言及される)、及び対応するそれらの使用、及びそれらの調製方法にも関する。本発明の食料品はまた、健康食料品、機能的食料品又はライフスタイル食料品としても使用され得る。本発明によれば、すべてのそれらの「食料品」は、本明細書に記載されるような消化管の少なくとも一部の内腔及び/又は上皮細胞(及び/又は血液及び/又は尿)において、本明細書に定義されるような糖、特にグルコース及び/又はガラクトースの高められた濃度を引起すことができる。従って、本発明は医学的又は医薬的使用、手段、及び方法に制限されない。本明細書の他の場所に提供される、その対応する活性化合物、すなわち(ポリ)ペプチド、核酸分子、ベクター及び特に、QEPペプチド又はその誘導体の記載及び定義はまた、必要な変更を加えて、その食品にも適用される。また、その食料品は、それらが本明細書に記載される活性化合物、特に本明細書に記載される(ポリ)ペプチド含有QEP又はその誘導体を含むことにおいて特徴づけられる。それらの食料品は、それらの食料品により提供される糖の吸収/摂取がその含まれる活性化合物により低められ/阻害されるか、又はダウンレギュレートされるので、特に有用である。
本発明の食品組成物に含まれるような食品及び/又は食品サプリメント、又は本明細書に記載されるような他の食料品の何れかは、本明細書に記載されるようにエネルギーに富むことができるか、又は本明細書に記載されるようなエネルギーに富んでいる食品/食物摂取/食餌であり得る。
記載されるエネルギーに富んだ食品/食物摂取/食餌のように、また本発明の食料品は、糖に富んだ、すなわち炭水化物に富むことができ、そして/又は高い血糖指数を有することができる。また脂肪に富んだ食料品も想定される。
本明細書に及び付随する実施例に記載されるように、本発明に開示される活性化合物は、高糖条件下で、細胞中への糖摂取(例えば、単糖類、例えばガラクトース及び特に、グルコースの摂取)の予防において特に有用である。従って、本発明の活性化合物は、食料品において特に有用であり、ここで一方では、糖又は他の炭水化物(高い量)の存在が所望されるが(例えば、味覚のために)、しかし他方では、糖(ダルコース及び/又はガラクトース)の吸収は回避されるべきである(所望には)(例えば、医学的兆候、例えば本明書に記載される障害又は疾患のために、又はカロリーの(高められた摂取)が所望されないために)。本発明の食料品はエネルギーに富んでいるが(糖に富み、炭水化物に富み、そして/又は高い血糖指数を有する)、しかしそれにもかかわらず、糖(グルコース及び/又はガラクトース)の吸収が回避されるべきである(所望には)場合でさえ、投与され得ることが、その食料品の1つの主要な利点である。一般的に、用語、例えば「食品」、「飼料」、「食品/栄養補助食品/添加剤」、「食品基材」及び「食品前駆体」の意味は、当業界において良く知られている(例えば、Belitz, Grosch, Scheiberle, Lehrbuch der Lebensmittelchemie, 5. Auflage, Springer)。原則的に、記載される食料品とは、すべての食用及び飲用可能な化合物/組成物、特に固体並びに液体食物を言及する。
原則的に、本発明の医薬組成物に関して、本明細書の他の場所に提供されるすべての関連する定義は、必要な変更を加えて、本発明の食料品に適用される。
本発明の食料品、又は本発明に従って調製される食料品の非制限的例は、次のものである:ベーカリー製品、例えばケーキ、クッキー、ビスケット、ドーナツ、ビート;肉製品、例えば、ソーセージ、ミートボール、ハンバーガー、ミートパイ;穀物製品、例えばケーキ混合物、マフィン混合物、グラノーラ;乳製品、例えばヨーグルト、豆腐チーズ混合物、ジャンケット、アイスクリーム、チーズ、ミルクシェーク、バター;ココア及びチョコレート製品、例えばチョコレートバー、チョコレートコーティング;アルコール飲料、例えば酒、ビール、ワイン;ノンアルコール飲料、例えばソフトドリンク、レモネード、コカコーラ;フルーツ製品、例えばジャム、ゼリー、フルーツクマ;デザート・菓子及びスイーツ、例えばゼリークマ、マジパン、チューインガム、糖シロップ、詰め物に使用される砂糖の塊、キャンディー、デザートパウダー;ジャガイモ製品、例えばフライドポテト、チップ;油脂含有製品、例えばマヨネーズ、オレオマーガリン。
ファーストフード、例えば冷凍食品、缶詰製品、フライド又は乾燥製品への本明細書に定義される活性化合物(例えば、(ポリ)ペプチド)の使用もまた、想定される。
本発明は、本明細書に定義される活性化合物、特に(ポリ)ペプチドを含む、食料品、例えば食品組成物/製品/サプリメント、「新規食品」、[機能的食品](ポジティブ効果が生理学的又はさらに健康的として見なされ得る成分を含む食品)、「ライフスタイル食品」及び健康製品(有益な効果を有する製品)を提供する。例えば、そのような食品組成物/製品/サプリメント、「新規食品」、[機能的食品]、「ライフスタイル食品」及び健康製品は、ドリンク、バー、粉末、(発泡性)錠剤、糖衣錠、アンプル、シェイク、同様のもの、例えばタンパク質シェイク、及び同様のものの形で存在する。また、食品組成物/製品/サプリメント、「新規食品」、[機能的食品]、「ライフスタイル食品」及び健康製品は、特に、炭水化物に富んでおり、そして/又は高い血糖指数を有し、そして任意には、脂肪に富んでいる。前記製品はまた、例えば筋肉形成のために、高含有量のタンパク質も有することができる。
本明細書に記載される食料品のさらなる例は、ガム、スプレー、キャンディー、乳児用ミルク、アイスクリーム、冷菓、甘いサラダドレッシング、ミルク調製物、例えばチーズ、クォーク、(無乳糖)ヨーグルト、酸乳、コーヒークリーム又はホイップクリーム、及び同様のものである。
活性成分が添加され得る、さらなる特定の食料品は、ジュース、リフレッシュドリンク、シェイク、例えばタンパク質シェイク、スープ、茶、サワーミルク飲料、乳製品、例えば発酵乳、アイス、バター、チーズ、加工乳及びスキムミルク、肉製品、例えばハム、ソーセージ、及びハンバーグ、魚肉、ケーキ製品、卵製品、例えばシーズニングエッグロール及び卵豆腐、菓子、例えばクッキー、ゼリー、スナック、及びチューインガム、パン、麺類、漬物、燻製品、乾燥魚及び調味料を包含する。食料品の形は、例えば粉末、シート状の形、ボトル形、缶詰の形、レトルト形、カプセル形、錠剤形及び流体形を包含する。
本発明の飼料は、活性成分を含む任意の飼料であり得る。飼料は、例えばペット飼料(例えば、イヌ、ネコ及びラット用)、牛や豚用の家畜飼料、鶏及び七面鳥のための鶏様飼料、及び魚の養殖飼料(例えば、鯛及びブリ用)を包含する。
本明細書において言及され、そして提供される食料品は、活性成分/化合物を、食料品の生又は(前)調理材料及び/又は前駆体に添加するか/投与することを包含する、その食料品を生成するための一般的方法により生成され得る。この場合、コンパートメントがブレンドされるか/混合され得る。本発明の食料品は、食品、飲料又は飼料、等に一般的に適用されるのと同じ態様で、成形され、そして造粒化され得る。成形及び造粒化方法は、例えば、造粒化方法、例えば流体層造粒、攪拌造粒、押し出し造粒、ローリング造粒、ガス流造粒、圧縮成形造粒、クラッキング造粒、噴霧造粒、及び噴射造粒、コーティング方法、例えばパンコーティング、流動層コーティング、及びドライコーティング、パフ乾燥、過剰水蒸気法、フォームマット方法、拡張方法、例えばマイクロ波インキュベーション法、及び、押出造粒機及び押出機を備えた押出法を包含する。
生食品/飼料材料又は食品/飼料前駆体は、例えばコーンフレーク、ブランド、脂肪種子ミール、動物由来の供給原料、他の供給原料、及び精製された製品を包含する。
本発明はまた、食料品、例えば栄養添加物及び食品、飲料及び飼料のための添加物にも関し、ここでそれらは、本明細書に定義されるような活性化合物の存在のために、本発明に従って、グルコース及び/又はガラクトース輸送を特異的に修飾することができる。添加物は、一般的な当業界で知られている添加物の製造方法により製造され得る。本発明の活性化合物とブレンドされるか/混合される公知添加物の例は、Food Additive Handbook (The Japan Food Additives Association; issued on January 6, 1997)に記載されている。添加物の特定の例は、甘味料、着色料、防腐剤、増粘剤及び安定剤、酸化防止剤、色止め剤、漂白剤、防腐剤、ガムベース、ビターズ、酵素、蛍光増白剤、酸性化剤、調味料、乳化剤、エンハンサー、製造のための剤、フレーバー、及び香辛料抽出物、並びにさらに、従来の糖類、澱粉、無機材料、植物粉末、賦形剤、崩壊剤、滑沢剤、結合剤、界面活性剤、及び可塑剤も包含する。
食料品(又は医薬組成物)に含まれるような活性化合物、特に本明細書に定義されるような(ポリ)ペプチドの濃度は、それぞれの食料品(又は医薬組成物)の0.001〜100重量%、0.01〜50重量%、 0.1〜25重量%、1〜25重量%、2〜10重量% 、3〜7重量%、又は約5重量%又は10重量%である。例えば、約5gの活性成分を含む、100mlの飲料が、本発明に従って使用され得る。
摂取される本発明の食料品の量は、特別には制限されない。摂取される量は、例えば活性成分の合計に基づいて、一般的に1日当たり0.1g〜500g、0.1〜200g、0.1g〜100g、0.1〜50g又は0.1g〜20gであり得る。食料品は、1日−5年、又はさらに、例えば2週〜1年の期間、連続的に摂取され得る(この量で)。ここで、摂取される量は、食料品を摂取する個人の症状の必要性、要求、重症度、年齢及び体重、及び同様のものに依存し、おおよその範囲に調節され得る。
本発明の食餌/食料品において高められる炭水化物/糖は、グルコース、ガラクトース、サッカロース、ラクトース、マルトース、グリコーゲン及び/又は澱粉であり得る。
炭水化物に富んだ、糖に富んだ、澱粉に富んだ、及び脂肪に富んだ食餌/食料品、及び
高血糖指数を有する食餌/食料品は当業界において知られている。例えば、そのような組成物は、Bjorck and Elmstahl (2003) Proceedings of Nutrition Society 62,201-206及びKennedy (2001) J. Am. Diet. Assoc. 101(4):411-420に記載されている。
血糖指数(GI)は、血中グルコース(血中糖)レベルに対するそれらの即効性に基づいての炭水化物の評価である。それは、gタンパク質に対してのg食品を比較する。消化の間、すばやく分解する炭水化物は、最も高いGIを有する。次に、血中グルコース応答は、速く且つ高い。ゆっくり分解し、血流中に徐々にグルコースを放出する炭水化物は、低いGIを有する。炭水化物が、食後、血中糖レベルを高める程度に従って、0〜100のスケールでそれらの炭水化物を評価する。高いGIを有する食品は、急速に消化され、そして吸収され、そして血中糖レベルにおいて著しい変動をもたらす食品である。食品の遅い消化及び吸収による低GI食品は、血中糖及びインスリンレベルの徐々の上昇をもたらし、そして健康のための実証済みの利点を有する。低GI食餌は、糖尿病(1型及び2型)を有する人々においてグルコース及び脂質の両レベルを改善することが示されている。それらは、食欲の制御を助け、そして空腹を遅延するので、体重管理のための利点を有する。低GI食餌はまた、インスリンレベル及びインスリン耐性も低める。ハーバード大学公衆衛生学部からの最近の研究は、疾患、例えば2型糖尿病及び冠状動脈性心疾患の危険性が強く全体的な食餌のGIに関連していることを示唆している。1999年、世界保健機関(WHO)及び食糧農業機関(FAO)は、先進国の人々が、最も一般的な豊かさの疾患、例えば冠状動脈性心疾患、糖尿病及び肥満を予防するために、低GI食品に彼らの食生活を確立することを推薦している。
しかしながら、言及されたように、低GI食品の上述の利点はまた、本発明の正常又は高GI食品(本明細書に記載される活性成分を含む)により達成され得る。
食品のGI評価を決定するために、10〜50gの炭水化物を含む食品の測定された部分が、一晩の絶食の後、例えば10人の健康な人々に供給された。指刺し血液サンプルが、次の2時間にわたって、15〜30分間隔で採取される。それらの血液サンプルが、2時間の血糖応答曲線を構成するために使用される。その曲線下の面積(AUC)が、試験食品を取った後、血中グルコースレベルの全体的上昇を反映するために計算される。GI評価(%)が、参照食品(同じ量のグルコース)についてのAUCにより、試験食品についてのAUCを割算し、そして100を掛けることにより計算される。標準食品の使用は、対象の物理的特性における差異の交絡影響を低めるために必須である。すべての10人の対象からのGI評価の平均は、その食品のGIとして公開されている。上記の観点から、血糖指数は、何れか所定の食料品について当業者により容易に決定され得ることは明白である。例えば、Brand-Miller, “The new glucose revolution” or in Brand-Miller, “The Glucose Revolution Top 100 Low Glycemic Foods”, 両者とも2003年に公開されている, Marlow and Company, New York, USにおける、血糖指数の値を含むリスト及び表もまたは、利用できる。
例えば、「炭水化物に富んでいる(Carbohydrate-rich)」とは、食料品内の55%以上のエネルギーが炭水化物に起因していることを意味する。「脂肪に富んでいる(Fat-rich)」とは、食料品内の35%以上のエネルギーが脂肪に起因していることを意味する。例えば、「糖に富んでいる(Sugar -rich)」とは、食料品が5重量%以上の単糖類及び二糖類を含むことを意味する。本発明に関しては、例えば、高血糖指数は、70以上又は90以上の血糖指数である。
本発明によれば、例えば、「糖」とは、すべての栄養関連の糖及び糖誘導体を意味する。それらの糖及び糖誘導体は、当業界において良く知られている。前に言及されたように、グルコース、ガラクトース、サッカロース、ラクトース及び/又はマルトースが本発明に従って使用されるべきであることが、典型的には想定される。フルクトース及び/又はマンノースもまた、使用され得る。
微生物が本明細書に記載されるような(ポリ)ペプチドを発現し、そしてそれらの微生物が食料品として/食料品に、又は医薬組成物として/医薬組成物に使用されることもまた、想定される。プロバイオテック効果の他に、本明細書に記載されるペプチドを発現するプロバイオテック微生物は、本明細書に言及される障害又は疾患を治療するか、又は予防するために、又は本明細書に記載されるような非医学的状態に介入するために有用である。前記プロバイオテック微生物の量は、治療されるべき状態、好ましくは肥満、糖尿病及び同様のものを有為に前向きに変更するのに十分に高いが、しかし健全な医学的判断の範囲内で、重大な副作用を回避するのに十分に低い(合理的な利益/リスク割合で)。前記プロバイオテック微生物の有効量は、達成される特定の目的、治療される患者の年齢及び物理的状態、根本的疾患の重症度、治療の期間、併用療法の性質、使用される特定の微生物、等により変化するであろう。決定される実際の利点は、プロバイオテック生物が便利な手段で、例えば経口路により投与され得ることである。投与の経路に依存して、活性成分を含むプロバイオテック生物は、酵素、酸、及び前記生物を不活性化する他の天然の状態の作用から前記生物を保護する材料により被覆されることが必要とされ得る。非経口投与以外によりプロバイオテック生物を投与するために、それらは不活性化を防ぐ材料により被覆されるか、又はその材料により投与されるべきである。例えば、プロバイオテック生物は、酵素インヒビターと共に、又はリポソームにおいて、同時投与され得る。酵素インヒビターは、膵臓トリプシンインヒビター及びトラシロールを包含する。リポソームは、水中油中水P40エマルジョン、及び泌尿生殖器表面に乳酸菌又はそれらの副産物を輸送する、特異的に企画されたリポソームを包含する。分散液はまた、例えば、グリセロール、液体ポリエチレングリコール及びそれらの混合液において、及び油においても調製され得る。一般的に、分散液は、基本液は、基本的分散媒体、及び上記により列挙されるそれらからの必要とされる他の成分を含む減菌ビークル中に、種々の減菌プロバイオテック生物を組込むことにより調製される。減菌注射溶液の調製のための減菌粉末の場合、好ましい調製方法は、活性成分、及び前もって減菌濾過された溶液からの任意の追加の所望する成分の粉末を生成する真空乾燥及び凍結乾燥技法である。追加の好ましい調製方法は、凍結乾燥及び加熱乾燥を包含するが、但しそれらだけには限定されない。
プロバイオテック生物が上記のように適切に保護される場合、活性成分は、例えば不活性希釈剤、又は同化可能な食用担体と共に経口投与されるか、又はそれは、ハード又はソフトシェルカプセルに封入され得るか、又はそれは胃を通過するよう企画された錠剤(すなわち、腸溶性コーチング)に圧縮され得るか、又はそれは本明細書に記載される、食品、飲料又は食餌又は食料品と共に直接的に組込まれ得る。経口治療投与に関しては、プロバイオテック生物は、賦形剤と共に組込まれ、そして摂取可能な錠剤、口腔錠剤、トローチ、カプセル、エリキシル、懸濁液、シロップ、ウエハ、及び同様のものの形で使用され得る。プロバイオテック生物は、本明細書に記載されるような投与単位形で、適切な医薬的に又は食品許容の担体と共に有効量で、便利且つ効果的投与のために配合される。
本発明によれば、他の生物が本明細書に記載されるようなペプチドを発現し、そしてそれらの生物又はその一部が食料品又は医薬組成物として使用される(又はそれらの調製のためである)こともまた想定される。例えば、本明細書に記載されるようなペプチドを発現するそのような生物は、植物、動物、藻類又は菌類である。
また、本明細書に記載される(ポリ)ペプチドをコードする核酸分子、又は前記核酸分子を含むベクターが、本発明に従って使用され得る。
本明細書において定義される(ポリ)ペプチドをコードする核酸分子は、核酸、例えばDNA、RNA又はPNA(ペプチド核酸)の何れかのタイプであり得る。アデニン、グアニン、チミン及びシトシンについてのモノマー単位は、市販されている(Perceptive Biosystems)。ペプチド核酸(PNA)は、DNA類似体のポリアミド型である。DNAは、例えばcDNAであり得る。1つの実施形態によれば、それは、ゲノムDNAコードのRS1のフラグメントである。RNAはmRNAであり得る。核酸分子は、天然、合成又は半合成であり得るか、又はそれは、誘導体、例えばペプチド核酸(Nielsen (1991), Science 254, 1497-1500)又はホスホロチオエートであり得る。さらに、核酸分子は、前述の核酸分子の何れかを、単独で、又は組合して含む、組換え生成された(キメラ性)核酸分子であり得る。
核酸分子は、ベクター、例えば遺伝子発現ベクターの一部であり得る。ベクターは、プラスミド、コスミド、ウィルス、バクテリオファージ、又は従来、遺伝子工学に使用される別の当核分野で公知のベクターであり得、そしてさらに、遺伝子、例えば適切な宿主細胞において、及び適切な条件下で前記ベクターの選択を可能にするマーカー遺伝子、又は標識コード遺伝子を含むことができる。
特に、本明細書において定義されるような(ポリ)ペプチドをコードする核酸分子は、市販のベクター中に挿入され得る。そのようなベクターの非制限的例は、哺乳類細胞と適合できるプラスミドベクター、例えばpUC、pBluescript (Stratagene)、pET (Novagen)、pREP (Invitrogen)、pCRTopo(Invitrogen)、pcDNA3 (Invitrogen)、pCEP4 (Invitrogen)、pMC1neo(Stratagene)、pXT1(Stratagene)、pSG5(Stratagene)、EBO−pSV2neo、pBPV−1、pdBPVMMTneo、pRSVgpt、pRSVneo、pSV2−dhfr、pUCTag、pIZD35、pLXIN 及びpSIR(Clontech)及びplRES−EGFP(Clontech)を包含する。バキュロウィルスベクター、例えばpBlueBac、BacPacz バキュロウィルス発現システム(CLONTECH)及び MaxBacTM バキュロウィルス発現システム、昆虫細胞及びプロトコル(Invitrogen)は、市販されており、そしてまた、高収率の生物学的活性を生成するためにも使用され得る(また、Miller (1993), Curr. Op. Genet. Dev. 3, 9 ; O'Reilly, Baculovirus Expression Vectors: A Laboratory Manual, p. 127を参照のこと)。さらに、原核生物ベクター、例えばpcDNA2;及び酵母ベクター、例えばpYes2は、本発明に従って使用され得る他のベクターの非制限的例である。ベクター修飾技法については、Sambrook and Russel (2001),同上を参照のこと。
ベクターは、クローニング又は発現のための1又は2以上の複製及び継承システム、宿主における選択のための1又は2以上のマーカー、例えば抗生物質耐性マーカー、及び1又は2以上の発現カセットを含むことができる。
ベクターに挿入されるコード配列は、標準方法により合成されるか、天然源から単離されるか、又はハイブリッドとして調製され得る。転写調節エレメント(例えば、プロモーター、エンハンサー及び/又はインスレーター)への、及び/又は他のアミノ酸コード配列へのコード配列の連結は、確立された方法を用いて実施され得る。さらに、ベクターは、本明細書に定義される(ポリ)ペプチドをコードする核酸分子の他に、適切な宿主においてコード領域の適切な発現を可能にする発現制御エレメントを含む。そのような制御エレメントは、当業者に知られており、そしてベクター中への挿入体の導入のためのプロモーター、翻訳開始コドン、翻訳及び挿入部位又は内部リボソーム侵入部位(IRES)(Owens (2001), Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98, 1471-1476)を含むことができる。好ましくは、本明細書に定義される(ポリ)ペプチドをコードする核酸分子は、真核又は原核細胞における発現を可能にする前記発現制御に操作可能的に連結される。真核及び原核細胞における発現を確かにする制御エレメントは、当業者に良く知られている。上述のように、それらは通常、転写の開始を確保する調節配列、及び任意には、転写の終結及び転写体の安定化を確保するポリ−Aシグナルを含む。追加の調節エレメントは、転写及び翻訳エンハンサー及び/又は天然において関連するか、又は異種プロモーター領域を含むことができる。例えば、哺乳類宿主細胞において発現する可能性ある調節エレメントは、CMV−HSVチミジンキナーゼプロモーター、SV40、RSV−プロモーター(ラウス肉腫ウィルス)、ヒト伸長因子1α−プロモーター、CMVエンハンサー、CaM−キナーゼプロモーター又はSV40−エンハンサーを含む。原核細胞における発現に関しては、例えばtac−lac−プロモーター、lacUV5又はtrpプロモーターを含む多数のプロモーターは、記載されて来た。原核細胞における、本明細書に定義される(ポリ)ペプチドの発現は、本明細書に定義される医薬組成物又は食料品の調製において特に有用である。例えば、本明細書に定義されるような(ポリ)ペプチドを発現できる細菌宿主が使用されることが想定される。それらの細菌は、医薬組成物又は食料品の形で、例えば「プロバイオテック食品添加物」として、ヒトに投与され、そして/又は与えられることもまた、想定される。
転写時間の開始を担当するエレメントの他に、調節エレメントはまた、ポリヌクレオチドの下流に、転写終結シグナル、例えばSV40−ポリ−A部位又はtk−ポリ−A部位も含むことができる。この場合、適切な発現ベクター、例えばOkayama−Berg cDNA発現ベクターpcDV1 (Pharmacia)、 pRc/CMV、 pcDNA1、 pcDNA3 (In-Vitrogene、なかでも 、付随する実施例に使用されるような)、pSPORT1 (GIBCO BRL) 又は pGEMHE (Promega)、 又は原核生物発現ベクター、 例えばλgt11は、当業界において知られている。
本発明の発現ベクターは、本発明の核酸及びタンパク質の複製及び好ましくは、発現を少なくとも方向付けすることができる。複製の適切な起点は、複製のCal E1、SV40ウィルス及びM13起点を含む。適切なプロモーターは例えば、サイトメガロウィルス(CMV)プロモーター、lacZプロモーター、gal10プロモーター、及びオートグラファ・カリフォルニカ(Autographa californica)複数核多角体病ウィルス(AcMNPV)多面体プロモーターを含む。適切な終結配列は、例えば、ウシ成長ホルモン、SV40、lacZ及びAcMNPV多面体ポリアデニル化シグナルを含む。特異的に企画されたベクターは、異なった宿主細胞、例えば細菌−酵母又は細菌−動物細胞、又は細菌−菌類細胞、又は菌又は無脊椎動物細胞間のDNAのシャトリングを可能にする。
本明細書に定義されるような(ポリ)ペプチドをコードする核酸分子の他に、ベクターはさらに、分泌シグナルをコードする核酸配列を含むことができる。そのような配列は、当業界において知られている。さらに、使用される発現システムに依存して、細胞コンパートメントに、発現されたポリペプチドを方向付けることができるリーダー配列が、本発明の核酸分子のコード配列に追加され得、そしてまた、当業界において知られている。リーダー配列は、翻訳、開始及び終結配列を伴って適切な相でアセンブルされ、そして好ましくは、翻訳されたタンパク質、又はその一部の、中でも細胞外膜又は細胞質ゾル中への分泌を方向付けることができるリーダー配列にアセンブルされる。任意には、異種配列は、所望する特性、例えば発現された組換え生成物の安定化又は単純化された精製を付与するC−又はN−末端同定ペプチドを含む融合タンパク質をコードすることができる。ベクターが適切な宿主中に組込まれると、その宿主は、ヌクレオチド配列の高レベル発現のために適切な条件下で維持され、そして所望される場合、本発明のペプチド、抗原性フラグメント又は融合タンパク質の収集及び精製が続くことができる。もちろん、ベクターはまた、病原性生物からの調節領域も含むことができる。
1つの実施形態によれば、本発明の核酸分子を含むベクターは遺伝子療法のために適切であり、すなわち本発明のベクターはまた、遺伝子トランスファー及び/又は遺伝子標的化ベクターでもあり得る。エクスビボ又はインビボ技法により、細胞中に治療遺伝子又は核酸コンストラクトを導入することに基づかれる遺伝子療法は、遺伝子トランスファーの最も重要な適用の1つのである。インビトロ又はインビボ療法のための適切なベクター、ベクターシステム及び方法は、文献に記載されており、そして当業者に知られている;例えばGiordano, Nature Medicine 2 (1996), 534-539; Schaper, Circ. Res. 79 (1996), 911-919; Anderson, Science 256 (1992), 808-813, Isner, Lancet 348 (1996), 370-374; Muhlhauser, Circ. Res. 77 (1995), 1077-1086; Wang, Nature Medicine 2 (1996), 714-716; WO 94/29469; 国際公開第97/00957号; Schaper, Current Opinion in Biotechnology 7 (1996), 635-640 or Verma, Nature 389 (1997), 239-242、及びそこに引用される参考文献を参照のこと。本明細書に記載されるペプチドをコードする核酸分子、及び本明細書に開示されるベクターが、遺伝子療法アプローチのために、特に企画され得る。前記化合物はまた、細胞中への直接的な導入のために、又はリポソーム又はウィルスベクター(例えば、アデノウィルス、レトロウィルス)を介しての導入のために、特に企画され得る。さらに、バキュロウィルスシステム、又はワクシニアウィルス又はセムリキ森林(Semliki Forest)ウィルスに基づくシステムが前記化合物のための真核生物発現システムとして使用され得る。遺伝子療法のために適切な種々のウィルスベクターは、例えばアデノウィルス、ヘルペスウィルス、ワクシニア、又は好ましくはRNAウィルス、例えばレトロウィルスである。単一の外来性遺伝子が挿入され得るレトロウィルスベクターの例は、次のものを包含するが、但しそれらだけには限定されない:モロニーマウス白血病ウイルス(MMLV)、ハーベイマウス肉腫ウイルス(HaMuSV)、マウス乳癌ウイルス(MMTV)、及びラウス肉腫ウイルス(RSV)。多くの追加のレトロウィルスベクターがまた、複数の遺伝子を組込むことができる。それらのベクターのすべては、選択マーカーのための遺伝子をトランスファーするか、又は組込むことができ、結果的に、形質導入された細胞が同定され、そして生成され得る。
レトロウィルスは、例えば糖、糖脂質又はタンパク質をコードするポリヌクレオチドを挿入することにより、標的物を特異的にすることができる。当業者は、挿入されたポリヌクレオチド配列を含むレトロウィルスベクターの標的特異的送達を可能にするために、レトロウィルスゲノム中に挿入され得る特異的ポリヌクレオチド配列を、知っているか、又は過度の実験なしに容易に確認することができる。
本発明はさらに、高糖条件(上記本明細書に記載される)下で、及び/又はエネルギーに富んだ食餌/食品/食物摂取/食事(上記本明細書に記載されるような)と組合しての条件下で、患者に投与される場合、上記本明細書に記載されるような疾患又は障害を予防するか、又は治療するのに適切な化合物をスクリーニングし、そして/又は同定するための方法を提供し、ここで前記方法は、
i)高められた(細胞内)濃度のグルコース及び/又はガラクトース(本明細書に記載されるような)の存在下で、化合物とSGLT1−発現細胞とを接触するか、又は化合物をSGLT1−発現細胞中に導入し、そして前記細胞のグルコース及び/又はガラクトース摂取活性を決定する工程、ここで対照に比較しての、抑制されたか、又は低められたグルコース及び/又はガラクトース摂取が、前記疾患又は障害を予防するか又は治療するための前記化合物の適合性の指標であり;又は
ii)動物モデルの消化管の少なくとも一部の内腔及び/又は上皮細胞において、高められた濃度のグルコース及び/又はガラクトース(本明細書に記載されるような)の存在下で、化合物を動物モデルに投与し、そして前記消化管の少なくとも一部の上皮細胞中へのグルコース及び/又はガラクトース摂取、又は前記疾患又は障害の症状及び/又は臨床学的徴候/存在を決定する工程、ここで対照に比較しての、抑制されたか又は低められたグルコース及び/又はガラクトース摂取、又は対照に比較しての、前記疾患又は障害の症状及び/又は臨床学的徴候の低下/改善性が、前記疾患又は障害を予防するか又は治療するための前記化合物の適合性の指標である、を含んで成る。
原則的に、本発明の医薬及び食品組成物に関して、上記本明細書に行われた関連する定義及び記載はまた、必要な変更を伴って、本明細書及び他の本明細書に開示される方法及びキットにも適用される。特に、予防されるか、又は治療される疾患又は障害、糖及び高糖条件、エネルギーに富んだ食餌/食品/食物摂取/食事、グルコース及び/又はガラクトースの高められた(細胞内)濃度、SGLT1及びSGLT1−活性/機能、及び消化管の少なくとも一部の内腔及び上皮細胞に関連する、本明細書の他の場所で行われた定義及び記載もまた、必要な変更を伴って、ここに及び他の本明細書に開示される方法及びキットにも適用される。
SGLT1−発現細胞は、本明細書及び付随する実施例に記載されるような細胞であり得る。例えば、細胞は、アフリアツメガエル(Xenopus laevis)の卵母細胞であり得る。そのような細胞を生成するための手段及び方法は、当業界において知られており、そして本明細書及び付随する実施例に記載されている。同じことが、そのような細胞のグルコース及び/又はガラクトース摂取活性を決定するための手段及び方法に適用される。SGLT1発現細胞はさらに、ODCを発現することができる。適切な動物モデルは、本明細書及び付随する実施例に記載されるような動物モデルであり得る。例えば、適切な動物モデルは、例えばOssward(2005同上)により記載されるようなRS1−/−マウス、又は例えば、実施例6及び11に記載されるような野生型マウスであり得る。
SGLT1−発現細胞はまた、動物、好ましくは哺乳類の組織サンプルにも含まれ得る。そのような組織(サンプル)の特定例は、消化管(例えば、小腸)の少なくとも一部である。好ましい組織は、ヒトの小腸のサンプルである。また、そのような組織(サンプル)は、本明細書及び付随する実施例に記載される。
上記セクション(i)に関連して、対照は、スクリーンされ、そして/又は同定される化合物と接触されていないか(又はこの化合物が導入されていない)、又は高められた(細胞内)濃度のグルコース及び/又はガラクトースの存在下でグルコース及び/又はガラクトース摂取を抑制するか又は低めることができないことが知られている化合物と接触された(又はこの化合物が導入されている)、高められた(細胞内)濃度のグルコース及び/又はガラクトースの存在下でSGLT1−発現細胞(又はそれを含む組織)であり得る。高められた(細胞内)濃度のグルコース及び/又はガラクトースの存在下でグルコース及び/又はガラクトース摂取を抑制するか又は低めることができないことが知られている化合物の例は、QCP, QSP, QTP及びQPP 、及びhRS1−Reg(S83E) 又はhRS−1−Reg(S45A)である。別の例は、QEP、すなわちPEQの相互アミノ酸ストレッチである。本明細書及び付随する実施例に記載されるような別の適切な対照もまた使用され得る。
上記セクション(ii)に関連して、スクリーンされ、そして/又は同定される化合物が投与されていなか、又はグルコース及び/又はガラクトース摂取を抑制するか又は低めるか、又は前記疾患又は障害の症状/臨床学的徴候の1つを低めるか/改善することができない化合物が投与されている、上記に記載されるような動物モデルであり得る。上記セクション(i)に関するそのような(対照)化合物に関して言われて来たことはまた、必要な変更を伴って、ここに適用される。
グルコース及び/又はガラクトース摂取の抑制又は低減、又は前記疾患又は障害の症状/臨床学的徴候の低減/改善は、それが、それぞれの対照に比較して、少なくとも5%、10%、20%、50%、100%又は200%(より高い値が好ましい)である場合、前記疾患又は障害を予防するか又は治療するための前記化合物の適合性の指標である。症状及び/又は臨床学的兆候は、上記本明細書に記載されるような症状及び/又は臨床学的徴候であり得る。特定の例は、エネルギーに富んだ食事の後、又はOGTTの後、低められた血中グルコース/ガラクトース、低められた血中グルコース/ガラクトースピーク(特に、高糖条件下で)、及び/又は低められた/遅められた、インスリンレベルの上昇である。
本発明はさらに、本明細書に記載されるような疾患又は障害を予防するか又は治療するために適切な、及び/又は細胞中への(SGLT1−介在性)グルコース及び/又はガラクトース摂取を阻害できる化合物をスクリーニングし、そして/又は同定するための方法を提供し、ここで前記方法は、
(i)化合物と、オルニチンデカルボキシラーゼ(ODC)又はODC発現細胞を接触する工程;そして
(ii)ODC活性及び/又は発現(前記細胞の)を決定する工程、
ここで、対照に比較しての抑制されたか又は低められたODC活性及び/又は発現が、前記疾患又は障害を予防するか又は治療するための前記化合物の適合性、及び/又は(SGLT1−介在性グルコース及び/又はガラクトース摂取)を阻害する前記化合物の能力についての標識である、を含んで成る。
この場合、対照は、スクリーンされるべき化合物と接触されていないか、又はODC活性及び/又は発現を抑制するか又は低めることができない化合物と接触されている、ODC又はODC−発現細胞であり得る。そのような(対照)化合物は、本明細書及び付随する実施例に記載され、そして例えば、上記(対照)化合物、例えば相互アミノ酸ストレッチ(例えば、QEPの代わりにPEQ)である。例えば、抑制されたか又は低められたODC活性及び/又は発現は、対照に比較して、ODC活性及び/又は発現が、少なくとも約5%、10%、20%、50%、100%又は200%、抑制されるか又は低められる場合、生じる。
本発明はさらに、本明細書に記載されるような疾患又は障害を予防するか又は治療するために適切な、及び/又はODCを発現する細胞中への(SGLT1−介在性)グルコース及び/又はガラクトース摂取を阻害できる化合物をスクリーニングし、そして/又は同定するための方法を提供し、ここで前記方法は、
(i)化合物と、ODC発現細胞とを接触する工程;そして
(ii)前記細胞中へのグルコース及び/又はガラクトース摂取を決定する工程、
ここで、対照に比較しての抑制されたか又は低められたグルコース及び/又はガラクトース摂取が、本明細書に記載されるような前記疾患又は障害を予防するか又は治療するための前記化合物の適合性、及び/又はODC発現を発現する細胞中への、(SGLT1−介在性)グルコース及び/又はガラクトース摂取を阻害する前記化合物の能力についての標識である、を含んで成る。
原則的に、対照に関して上記に言われて来たことは、必要な変更を伴って、ここに適用される。しかしながら、特定の対照は、ODCを発現しない細胞であり得る。そのような対照についての例は、ODCノックアウト細胞/細胞系、ODCの発現がsi−RNA方法により抑制され/低められている細胞/細胞系、又はODCノックアウト動物であり得る。
上記抑制されたか又は低められたグルコース及び/又はガラクトース摂取に関して言われて来たことはまた、必要な変更を伴って、ここに適用される。
本発明はさらに、ODCを発現する細胞中への(SGLT1−介在性)グルコース及び/又はガラクトース摂取のインヒビターの阻害効果を高めることができる化合物をスクリーニングし、そして/又は同定するための方法を提供し、ここで前記方法は、
(i)化合物及び前記インヒビターと、ODC発現細胞とを接触する工程;そして
(ii)前記細胞中へのグルコース及び/又はガラクトース摂取を決定する工程、
ここで、対照に比較しての抑制されたか又は低められたグルコース及び/又はガラクトース摂取が、ODC発現を発現する細胞中への、(SGLT1−介在性)グルコース及び/又はガラクトース摂取の前記インヒビターの阻害効果を高める前記化合物の能力についての標識である、を含んで成る。
原則的に、上記ODC−発現細胞及び対照に関して言及されて来たことはまた、必要な変更を伴って、ここに適用される。特定の対照は、グルコース及び/又はガラクトース摂取(SGLT1−介在性)のインヒビター、又はその阻害効果を高めることができない化合物(例えば、相互アミノ酸ストレッチ)とのみ接触されたODC−発現細胞であり得る。この側面においてスクリーンされた特定の化合物は、上記スクリーニング及び/又は同定方法の何れかにより肯定的にスクリーンした化合物である。上記抑制されたか、又は低められたグルコース及び/又はガラクトース摂取に関して言われて来たことは、必要な変更を伴って、本明細書に適用される。
本発明に使用されるようなODC−発現細胞はさらに、SGLT1を発現することができる。ODC−(及びSGLT1−)発現細胞が調製され、そしてODC(及びSGLT1)活性及び発現(そのような細胞の)が、当業界において知られており、そして本明細書に及び付随する実施例に記載されるような手段及び方法に従って決定され得る。例えば、ODC−(及びSGLT1−)発現細胞は、アフリカツメガエルの卵母細胞、又はHEK293細胞であり得る。
ODCの活性及び/又は発現を使用する、上記スクリーニング及び/又は同定方法の何れかは、さらに、化合物のそれぞれの能力/適合性が高グルコース条件下で、及び特に、高められた(細胞内)濃度のグルコース及び/又はガラクトース(本明細書に記載されるような)の存在下で、存在するかどうかを決定する工程を包含することができる。
変更されたODC活性を有する患者が存在することは、当業界において知られており、そしてODCが、そのような変更されたODC活性に導くことができる突然変更(例えば、点突然変異)を有することができることは知られている(例えば、Tamori (1995), Cancer Research 55, 3500-3 and Maekawa (1998), Jpn J Clin Oncol 28, 383-7を参照のこと)。従って、そのような患者は、本明細書に記載される(ポリ)ペプチドの投与に必ずしも応答する必要はない。従って、本明細書に記載されるような疾患又は障害の何れかに罹患している患者が(ポリ)ペプチドの投与に対して実際応答するかどうかが、本発明においてまた試験され、そしてそれらの患者の何人かは、(ポリ)ペプチドによる彼らの治療について賢明であろう。
従って、本発明はさらに、本明細書に記載されるような(ポリ)ペプチドにより治療されるべきであり、そして/又は本明細書に記載されるような疾患に罹患している患者の前記(ポリ)ペプチド(又は別の活性化合物)に対して応答しないか、又は応答するかを予測する方法も提供し、ここで前記方法は、
(i)発現されたODCが前記(ポリ)ペプチドに結合するかどうか、及び/又はODC活性及び/又は発現が変更されていないか、又は前記(ポリ)ペプチドにより阻害されるか/低められるかどうかを、前記患者のODC発現サンプルにおいて決定し;
(ii)非結合の及び/又は変更されていないODC活性及び/又は発現を、前記(ポリ)ペプチドに対する前記患者の非応答として判断し;そして
(iii)結合し、及び/又は阻害され/低められたODC活性及び/又は発現を、前記(ポリ)ペプチドに対する前記患者の応答として判断する工程を含んで成る。
ODC−発現サンプルは、患者の消化管の少なくとも一部の組織サンプル(例えば、小腸からの組織サンプル)であり得る。当業者は、前記(ポリ)ペプチドがODCに結合するかどうか、ODC活性及び/又は発現が変更されていないか、又は前記(ポリ)ペプチド(の結合)により阻害されたか/低められたかどうか、ODC発現サンプルにおいて容易に決定することができる。例えば、(SGLT1−介在性)グルコース及び/又はガラクトース摂取又は輸送(サンプル/細胞中への)が、それぞれのインジケーターとして使用され得る。それぞれの対照は、(ポリ)ペプチドと、又はODC活性及び/又は発現、及び/又はSGLT1活性及び/又は発現を調節できない別の(ポリ)ペプチド(例えば、上記対照化合物)と接触されていないODC−発現サンプルであり得る。対照はまた、本明細書及び付随する実施例にも記載されている。
本発明はさらに、本明細書に記載されるような(ポリ)ペプチド(又は別の活性化合物)による予防又は治療について患者を階級化する(stratifying)方法を提供し、ここで前記方法は、上記工程(i)―(iii)を含んで成り;ここで非結合及び/又は変更されていないODC活性及び/又は発現が、患者が前記(ポリ)ペプチドによる治療に対して適切でなく、そして患者が前記(ポリ)ペプチドよりも別の治療により治療されるべきであることを示唆し;そして結合する、及び/又は阻害されたか/低められたODC活性及び/又は発現が、患者が前記(ポリ)ペプチドにより治療されるべきであることを示唆する。
本明細書に他の場所で行われた関連する定義及び記載もまた、ここに適応される。特に、上記の予測方法に関して行われた関連する定義及び記載もまた、必要な変更を伴って、ここに適用される。
本発明はさらに、本明細書に記載されるような疾患又は障害に罹患している患者が、本明細書に記載されるような(ポリ)ペプチドに対して非応答体であるか又は応答体であるかを決定するための、ODC活性及び/又は発現を決定するための手段、及び本明細書に記載されるような少なくとも1つの(ポリ)ペプチド(又は別の活性化合物)を含んで成るキットを提供する。ODC活性及び/又は発現を決定するための手段の例は、本明細書及び付随する実施例に提供され、そして当業界において知られている(例えば、Milovic (2001, Biochem Pharmacol. 61, 199-206)を参照のこと)。本発明のキットは、ODCの活性及び/又は発現を使用する、上記スクリーニング又は階級化する方法の何れかに使用され得る。
本発明はさらに、本明細書に記載されるような疾患又は障害を予防するか、又は治療するのに適切な化合物/薬物を開発し、そして/又は企画するための方法を提供し、ここで前記方法は、
(i)本明細書に記載されるような(ポリ)ペプチドが結合するODCの部位を同定し;そして
(ii)化合物/薬物がODCの前記部位に適合し、そして/又は結合する程度を決定し;
(iii)高い程度の適合及び/又は結合が、前記疾患又は障害を予防するか又は治療する化合物/薬物の適合性として判断する、工程を含んで成る。
上記開発及び/又は企画する方法はさらに、前記ODC部位に、より密接して/強く、又は高い程度に適合し、そして/又は結合するために、前記化合物/薬物を調節する工程を含むことができる。
本明細書に提供される一般常識及び開示に基づいて、当業者は、本明細書に記載されるような(ポリ)ペプチドが結合するODCの部位を容易に同定し、そしてさらに、上記セクション(i)及び(ii)に記載されるような決定及び判断の工程を容易に実施することができる。さらに、当業者は、前記ODC部位に、より密接して/強く/高い程度に適合し/結合するために、開発され、そして/又は企画される化合物/薬物を調節することができる。この場合、当業者はAlmrud (2000, J. Mol. Biol. 259, 7-16)に開示されるようなODCの結晶構造に依存している。
実施例1:材料及び方法
ペプチドの合成。ペプチドを、Vernaleken (2007) J Biol Chem. 282, 28501-28513に記載のようなFmoc(N−(9−フルオレニン)メトキシカルボニル)方法を用いて、合成した。
ヒト小腸。高度肥満患者の肥満症治療操作中に、日常的に解剖された空腸断片を、5mMのD−グルコースを含むダルベッコ変性イーグル培地におて、氷上で1−3時間、貯蔵した。粘膜を単離し、そしてその粘膜の円形領域を、パンチング装置を用いて切開した。粘膜片を、摂取測定の実施の前、5mMのD−グルコースを含むクレブス・リンガー緩衝液(25 mM のHEPES、108mM のNaCl、4.8 mM のKCl、1.2mM のKHPO、1.2mM のCaCl、pH 7.4)により、37℃で3度、洗浄した。
RS1−Reg及びRS1−Reg変異体の発現及び精製。E.コリ(E.coli)細菌(株BL21 STAR)を、His−標識されたRS1−Reg又はRS1−Regを含むpET21aプラスミドによりトランスフェクトし、そして中期対数相まで増殖した。タンパク質発現を、イソプロピル−1−チオ−β−D−ガラクトピラノシドにより誘発し、そして細菌を、30℃で3時間、増殖した。6,000xgでの15分間の遠心分離の後、細菌を洗浄し、500mMのNaCl及び50mMのイミダゾールを含む、20mMのトリス−HCl(pH8.0)に懸濁し、4℃での音波処理により溶解し、そして細胞残骸を、100,000xgでの60分間の遠心分離により除去した。タンパク質精製のために、上清液を、Ni2+−NTA−アガロース(Qiagen, Hilden, Germany)と共に混合し、回転下で1時間、インキュベートし、そして空の重力流カラムに注いだ。500mMのNaCl及び50mMのイミダゾールを含む、20mMのトリス−HCl(pH8.0)による十分な洗浄の後、タンパク質を、500mMのイミダゾールを含む同じ緩衝液により溶出した。精製されたタンパク質を含む画分をプールし、そして150mMのNaCl又はK−Ori緩衝液(5 mM のHEPES、pH 7.6、100 mM のKCl、3 mM のNaCl、2 mM のCaCl、1 mMのMgCl)を含む、20mMのHeps(pH7.5)に対して透析した。
アフリカツメガエル卵母細胞におけるトランスポーターの発現。ヒトSGLT1 (hSGLT1) (Vernaleken (2007) J Biol Chem. 282, 28501-13) 及びヒトCNT1 (hCNT1) (Errasti-Murugarren, Mol Pharmacol 82 (2012), 59-67)を、記載されるような、それぞれの線状化されたmG(5′)G−キャップされたセンスcRNAの注入により、卵母細胞において発現した。第V又はVI期の卵母細胞を、麻酔された動物から入手し、コラゲナーゼによる処理により嚢胞除去し、洗浄し、そして12.5μg/mlのゲンタマイシンを含む変性Barth溶液(15mM のHEPES、pH7.6、88mM のNaCl、1mMのKCl、0.3mM のCa(NO)、0.4mM のCaCl、0.8mM のMgSO)において維持した(Vernaleken (2007) J Biol Chem. 282, 28501-13)。選択された卵母細胞に、50nlのcRNA含有水(2.5ngのhSGLT1又は0.5ngのhCNT1)を注入した。発現のために、卵母細胞を、ゲンタマイシンを含む変性Barth溶液において、16℃で2−3日間インキュベートした。注入されなかった対照卵母細胞は、平行してインキュベートされた。
卵母細胞中へのポリペプチド及び他の化合物の注入及び摂取測定。摂取測定が開始される前、ペプチド、ポリペプチド、1pMのカルモジュリン刺激されたキナーゼ2(CK2)インヒビターKN93(Calbiochem San Diego.CA)、3mMのオルニチンデカルボキシラーゼインヒビタージフルオロメチルオルニチンDFMO及び/又は100pモルのα−メチル−α−D−グルコピラノシド(AMG)を含む、50nlのK−Ori緩衝液を注入し、そして卵母細胞を室温で1時間インキュベートした。摂取を室温で、Ori緩衝液において測定した。トランスポーター発現卵母細胞における測定値を、注入されなかった卵母細胞における測定値に対して補正した。50μMの[14C]AMG摂取を、15分のインキュベーション及び1mMのフロリジンを含む、氷冷却Ori緩衝液での洗浄の後、測定した。5μMの「H」ウリジン摂取を、15分のインキュベーション/及び氷冷却Ori緩衝液による洗浄の後、測定した。卵母細胞を、5%(w/v)SDSに溶解し、そしてシンチレーション計数により放射能について分析した。
カップリングされたペプチドを有するナノヒドロゲルの調製。逆ミニエマルジョンを、50.3mgのSpan80(Sigma, Taufkirchen, Germany)及び16.7mgのTween80(sigma)を含む、2.5mlのヘキサン、及び10mgのチオール−官能化された線状ポリ(グリシドール)ポリマー((Groll (2009) Journal of Polymer Science 47,5543-5549)、0.5mgのCGRLLRRQRRR (TAT−ペプチド、 Peptides International, Louisville, Kentucky, USA)及び0.28mgのシステイン末端化されたRS1−Regペプチドを含む20mMのHepes(pH7.4)0.4mlから調製した。対照ナノヒドロゲルにおいては、RS1−Regペプチドが省かれた。ナノゲルを、記載のようにして調製した(Groll (2009) Journal of Polymer Science 47,5543-5549)。簡単に言うと、有機及び水性相を組合し、攪拌し、そしてミニエマルジョンを、0℃での超音波処理により調製した。ジスルフィド架橋の形成のために、水中、0.1MのH(60μl)を添加した。その混合物を、60秒間、音波処理し、そして室温で25分間インキュベートした。酸化を、酸性化により止め、そしてナノゲルを遠心分離により分離した。ナノゲルを含む水性層を分離し、そしてテトラヒドロフラン/水(20%/80%)の混合物により4度、洗浄し、界面活性剤及び未反応ポリマーを除去した。残存する有機溶媒及び酸を、水に対する透析により除去した。ナノヒドロゲル懸濁液を、4℃で2週間まで貯蔵した。
ナノゲルのマウスへの強制経口投与。標準食餌下で維持された雄のRs1−/−マウス又は野生型マウス(Osswald (2005) Mol Cell Biol. 25, 78-87)を、一晩、絶食し、そして45μgのmRS1−Reg変異体を負荷された、10mgのナノヒドロゲルを含む、200μlの水(HClによりpH5.5に調節された)を強制経口投与した。対照として、負荷されていないナノヒドロゲルを用いた。3時間後、マウスを殺し、そして小腸を取り出し、クレブス・リンガー緩衝液(25mMのHEPES、108mM のNaCl、4.8mMのKCl、1.2mMのKHPO、1.2mMのCaCl、pH7.4)により0℃で灌流し、そしてスチール棒を用いて裏返しした。空腸を、1cmの長さの断片に切断した。
トリペプチドと共に小腸粘膜のインキュベーション。ヒト小腸粘膜の標準化されたt領域(図13、19)、又は裏返しにされたマウス小腸の1cm断片(図14、15、20)を、5mMのD−グルコースを含むクレブス・リンガー緩衝液により、37℃で3度、洗浄し、そして37℃で30分間、5mMのD−グルコース及び異なった濃度のトリペプチドを含むクレブス・リンガー緩衝液においてインキュベートした。その後、組織を、グルコースを有さないクレブス・リンガー緩衝液により、0℃で3度、洗浄し、そして摂取測定を実施した。
小腸におけるAMGの測定。SGLT1介在性グルコース摂取の測定のために、マウス小腸の裏返しにされた断片、又はヒト粘膜の特定領域を、0.2mMのフロリジンを有するか又は有さない10μMの「14C」AMGを含むクレブス・リンガー緩衝液において、37℃で2分間インキュベートした。0.2mMのフロリジンを含む氷冷却クレブス・リンガー緩衝液中に断片を移すことにより、摂取を停止した。氷冷却クレブス・リンガー・緩衝液による洗浄の後、ヒト粘膜の小腸断片又は切片を、0.5mlのSoluence−350(登録商標)(Perkin Elmer Inc. Waltham MA, USA)に溶解した。放射能を、液体シンチレーション計数により分析した。フロリジン阻害されたAMG摂取/長さ(cm)/粘膜の標準領域を計算した。
経口グルコース耐性試験。血中グルコース及びインスリンを、午前10時(時間0)で、絶食の18時間後、及び次に、3gのD−グルコース/kg体重の強制経口投与による投与の20、30、60及び120分後、測定した。
血中グルコース及びインスリンの測定。血液(2μl)を、尾静脈から採取し、そしてアンペロメトリック(amperometric)グルコースオキシダーゼ方法(グルコースメーター、ACCU-CHEK Aviva)を用いて、分析した。血中インスリン−インスリンを、C−ペプチド上の2種の異なった抗原決定因子に対して向けられた2種のモノクローナル抗体を用いるサンドイッチ技法に基づく、Mercodia (Uppsala, Sweden)からのラットC−ペプチドELISAを用いて決定した。
計算及び統計学。卵母細胞中に注入される化合物の細胞内濃度を、0.4μlの内部分布体積を想定することにより推定した((Vernaleken (2007) J Biol Chem. 282, 28501-28513)。値は、平均±SEとして与えられる。卵母細胞による実験においては、トランスポーター発現卵母細胞に関する少なくとも24個の個々の測定を、3種の異なった卵母細胞バッチを用いて実施した。曲線が、データにHill等式を当てはめることにより得られた。そのHill等式は、濃度阻害曲線に適合され、そしてIC50値が計算された。3又はそれ以上のグループからの平均値の比較のために、AHOVA検定及び後hoc Tukey比較が実施された。2グループからの平均値の比較のために、不対サンプルについてのスチューデントt−検定が使用された。
実施例2:グルコースに富んだ食事の後、小腸グルコース吸収をダウンレギュレートする化合物の開発のための基礎を提供したRS1の機能の発見
hRS1及びペプチドによるhSGLT1の後翻訳調節は、QSP及びSDSDRIEPとの相互作用を可能にする複雑な高親和性結合部位へのhRS1−の結合を必要とする。hRS1のアミノ酸16−98は、2種のGSPモチーフ及びSDSDRIEPモチーフを含む(図1)。hRS1フラグメント16−98(hRS1−Reg)は、SGLT1(及びhCNT1)の後翻訳ダウンレギュレーションを担当するhRS1ドメインを含む。hSGLT1又はhCNT1を、それぞれのトランスポーターcRNAの注入、及びその卵母細胞を2−3日間インキュベートすることにより、アフリカツメガエルの卵母細胞において発現した。次に、異なった濃度のhRS1−Regを注入し、そしてhSGLT1により発現されるα−メチルグルコシドのフロリジン(200μM)の阻害された摂取(図2A)、又はhCNT1により発現されるウリジンのナトリウム依存性摂取(図2B)を測定した。このデータは、hRS1−RegがhSGLT1及びhCNT1の両者を、類似する親和性を伴って、約50%、ダウンレギュレートすることを示す(IC50値:71±2nM(hSGLT1)、126±6nM(hCNT1))。
hRS1−Regが異なったトランスポーターを、並行してダウンレギュレートするか、又は個々のトランスポーターを別々にダウンレギュレートできるかどうかを区別するために、hRS1−RegによるhSGLT1及びhCNT1のダウンレギュレーションが、AMGの細胞内濃度が0.1mMの濃度以上に高められる場合、阻止されるかどうかが調査された。これまで、トリペプチドQSP及びQCPによるhSGLT1のダウンレギュレーションが、細胞内AMG濃度が0.1mMよりも高い場合、平滑化されたことが観察されている(Vernaleken, J Biol Chem 282 (2007), 28501-28513, 図 5C)。我々のこれまでの研究は、このグルコース効果がRS1の下流でのグルコース結合に起因し、なぜならば、それは、グルコース結合部位を含むことができないhRS1のトリペプチドモチーフに関して観察されるからであったことを示した。グルコースの効果が、RS1−Reg受容体の親和性に対する効果に起因するか、又は調節の下流工程に対するグルコースの効果的に起因するかどうかは不明のままであった。それらの可能性間を区別するためにhSGLT1のダウンレギュレーションに対するhRS1−Regの親和性を、卵母細胞中への親和性を、卵母細胞中へのAMGの注入なしで(細胞内AMG<10μM)、又は250μMのAMGの注入の後、卵母細胞発現システムを用いて測定した。hSGLT1のダウンレギュレーションに対するhRS1−Regの親和性が、AMGの細胞内濃度が250μMまで高められる場合、8倍、低められ(図3A)、ところがhCNT1のダウンレギュレーションに対するhRS1−Regの親和性は変更されなかった(図3B)ことが観察された。
データは、グルコースがSGLT1ダウンレギュレートする受容体に対するhRS1−Regの結合についての親和性を低めるが、しかしhCNT1のダウンレギュレーションを担当する受容体への親和性を変更しないことを示唆する。ツーハイブリッドスクリーニング、免疫沈澱及び機能的研究を用いて、オルニチンデカルボキシラーゼ(ODC)がSGLT1のグルコース依存性調節を担当するRS1−Reg受容体であり、そしてODCがグルコース結合部位を含むことが検出された(例えば、図23を参照のこと)。データは、hRS1−RegがhSGLT1のダウンレギュレーションのためのグルコース依存性機構、及びhCNT1のダウンレギュレーションのためのグルコース依存性機構を活性化することを示唆する。それらは、hRS1−Regが、異なったトランスポーターを含む異なった小胞集団の放出を仲介するゴルジ体で異なった受容体に対処することにより、異なったトランスポーターを調節することができることを示唆している。
hRS1−Regは、リン酸化のための多くの保存されたコンセンサス配列を含む(図1)。hRS1−Regのリン酸化パターンが、トランスポーターが調節されることを決定できるかどうかを調べるために、それぞれ、タンパク質キナーゼC(PKC)及びカルボジュリン刺激されたキナーゼ2(CK2)のための予測されるリン酸化部位内に位置する、位置45及び83におけるセリン残基が、リン酸化を防ぐために、アラニンにより、又はリン酸化を模倣するために、グルタミン酸により置換され(図1)、そしてhSGLT1のダウンレギュレーション、又はhCNT1のダウンレギュレーションのための親和性に対する突然変異の効果が測定された(図4)。hSGLT1のダウンレギュレーションのためのhRS1−Reg野生型の親和性は、hRS1−Reg(S45A)に類似し(図4A)、そしてhCNT1のダウンレギュレーションのためのhRS1−Reg野生型の親和性は、hRS1−Reg(S45E)に類似する(図4B)。位置45でのリン酸化の模倣は、hSGLT1のダウンレギュレーションのための親和性を高め(図4A)、そしてhCNT1のダウンレギュレーションのための親和性を低める(図4B)。hSGLT1のダウンレギュレーションのためのhRS1−Reg野生の親和性は、hRS1−Reg(S83E)の親和性に類似し、これは、位置83でのセリンがhRS1−Reg野生型においてリン酸化されることを示唆する(図4C)。セリン83のリン酸化が、グルタミン酸との交換(hRS1−Reg(S83E))により、又は特異的CK2インヒビターKN93によるCK2活性のブロッキングにより、阻止される場合、hSGLT1のダウンレギュレーションのための親和性は非常に高められる(図4C)。hSGLT1の調節とは対照的に、hCNT1のダウンレギュレーションのためのhRS1−Regの親和性は、セリン83のリン酸化が阻止されるか、又は模倣される場合、影響されない(図4D)。データは、hRS1−Regのリン酸化パターンが、トランスポーターがhRS1−Regの重大な細胞内濃度によりダウンレギュレートされることを決定することを示唆する。
hRS1−Regのリン酸化パターンがhCNT1のグルコース非依存性ダウンレギュレーションのための親和性に対する、hSGLT1のグルコース依存性ダウンレギュレーションのための親和性に影響を及ぼすので、hRS1−Regのリン酸化パターンがhSGLT1の調節のグルコース依存性のために重要であるかどうかを試験した。ODCに結合するグルコースは、hRS1−Regのための結合部位の構造を変えることができ、そして示差的にリン酸化されたhRS1−RegはODCのグルコース変性されたhRS1−Reg結合部位への異なった親和性を有することができる。変異体hRS1−Reg(S45E)又は hRS1−Reg(S45A)の親和性が、細胞内AMGの存在下で低められるかどうかを決定するために、hRS1−RS1野生型については観察されたので(図3A)、hRS1−Reg(S45E)又は hRS1−Reg(S45A)の親和性が、AMGの注入を伴わないで、及びその注入を伴って測定された(図5A)。セリン45のアラニン又はグルタミン酸への交換の後、親和性に対するAMGの効果が廃止された。これは、hRS1−Regにおけるセリン45が、結合されたグルコースを有さないODCと、結合されたグルコースを有するODC(ODC−グルコース)との間のhRS1−Reg結合の差別化のために重要であることを示唆する。
CK2リン酸化部位におけるセリン83のリン酸化がhSGLT1のグルコース依存性ダウンレギュレーションに関与するかどうかを試験するために、hRS1−Reg野生型の親和性が、位置83において脱リン酸化されたセリン及び高められた親和性を導く(図5B)インヒビターKN93によるCK2の阻害の後、低められるかどうかが調べられた。データは、セリン83が、結合されたグルコース(ODC−グルコース)を有さないODCのRS1−Reg結合部位間の構造的差異の認識のために重要ではないことを示唆している。
ヒトhRS1−Regの位置19−21におけるトリペプチドモチーフQSPのみが、マウスに保存されるので(図6)、セリン20のリン酸化が、hSGLT1をダウンレギュレートするためにhRS1−Regの親和性に対する効果、及びこのダウンレギュレーションのグルコース依存性に対する効果を有することができるかどうか試験された。
図7は、これが事実であることを示す。hRS1−Reg(S20A)における位置20におけるセリンでのリン酸化の防止は、hSGLT1のダウンレギュレーションのための親和性を変更せず(図7A)、これは、hRSL−Reg野生型が低細胞内グルコースでリン酸化されないことを示唆する。高細胞内グルコースで、ダウンレギュレーションのhRS1−Reg(S20A)の親和性が、hRS1−Reg野生型に類似して、7−8倍、低められる(図7B及び図3Aに比較して)。
hRS1−Reg(S20E)変異体における模倣リン酸化は、hRS1−Reg野生型又はhRS1−Reg(S20A)に比較して、親和性を4000−6000倍、高めた。高細胞内グルコースの存在下で、hRS1−Reg(S20A)の親和性が、hRS1−Reg野生型に関して観察されるような低細胞内グルコースに比較して、300倍、低められた。従って、細胞内グルコースの存在下で、hRS1−Reg(S20E)の親和性は、hRS1−Reg野生型に比較して、15万倍、高かった。データはhRS1−Regにおけるセリン20が結合されたグルコースなしのODCと、結合されたグルコースを有するODC(ODC−グルコース)との間のhRS1−Reg結合の差別化のために重要であることを示唆する。
実施例3:卵母細胞発現システムにおいて、hRS1−Reg(S20E)は、高細胞内グルコースの存在下で、発現されたhSGLT1のダウンレギュレーションのためにhRS1−Reg野生型及びhRS1−Reg(S20A)よりも高い親和性を有する。
hSGLT1発現卵母細胞において、hSGLT1介在性AMG摂取に対する、異なった濃度のhRS1−Reg野生型及びhRS1−Reg(S20E)の注入の効果を、低(<1μM)及び高細胞内濃度のAMG(約250μM)で測定した(図7)。低細胞内AMGでのhSGLT1のダウンレギュレーションのためのhRS1−Reg(S20E)のIC50は、hRS1−Reg野生型に比較して、6300倍、低い。高細胞内AMGの存在下で、hRS1−Reg野生型によるhSGLT1のダウンレギュレーションについてのIC50値は、8倍、高められ、ところがhRS1−Reg(S20E)によるhSGLT1のダウンレギュレーションについてのIC50値は、300倍、低められ、結果的に、高細胞内グルコースでのhRS1−Reg(20E)によるhSGLT1のダウンレギュレーションについての親和性が、hRS1−Reg野生型に比較して、1500万倍、高かった。データは、hRS1−Regにおけるセリン20が、ODC(結合されたグルコースを有さないODC)と、ODC−グルコース(結合されたグルコースを有するODC)との間のhRS1−Reg結合の差別化のために重要であることを示唆する。それらは、hSGLT1−Reg(S19E)が、グルコースに富んだ食事の後、ヒトにおけるグルコース吸収をダウンレギュレートすることを示す。
実施例4:QEPは、卵母細胞発現システムを用いるトリペプチドQSPに比較して、高細胞内グルコースの存在下でhSGLT1をダウンレギュレートする。
hRS1によるトランスポーターの後翻訳調節の向上された理解は、異なったQXPペプチドがSGLT1のダウンレギュレーション、例えばODCへの結合のために異なった親和性を有することを意味した。異なったQXPペプチドが、hSGLT1のダウンレギュレーション、例えば結合されたグルコースを有するODCへの結合に対する、結合されたグルコースを有さないODCへの結合のために異なったグルコース−誘発された親和性変化を示すことができることもまた関与された。すべてのQXP型トリペプチドが高細胞内グルコース濃度の存在下でhSGLT1発現をダウンレギュレートできず、又はhRS1−Reg野生型については観察されているので、hSGLT1のダウンレギュレーションのために非常に低い親和性を有する可能性が存在した。高グルコースの濃度は、グルコースに富んだ食品の摂取の後、腸細胞に予測されるので、すべてのQXPペプチドは、グルコースに富んだ食事の後、腸細胞の管腔膜におけるSGLT1をダウンレギュレートできない可能性があるように見えた。食事間又は一晩間での小腸における炭水化物含有量が低い場合、QXPペプチドは活性的であると思われた。しかしながら、この状況においては、内因性RS1がまた、活性的であるべきであり、結果的に、QXP型トリペプチドは追加のダウンレギュレーションを誘発できない可能性が考慮される。
内因性RS1の不在下で、低細胞内グルコース濃度でのhSGLT1のダウンレギュレーションについて異なったQXP型トリペプチドの可能性を調べるために、卵母細胞発現システムを用いて、1μM及び50nMの異なったQXPトリペプチドの注入の後に観察されるhSGLT1介在性[14C]AMG摂取の阻害を測定した(図8)。すべての試験されたトリペプチドはSGLT1介在性輸送を1μMで阻害したが、50nMでの阻害がトリペプチドQSP、QEP及びQAPにより単に観察された。データは、低細胞内グルコース濃度で、QDP、QTP、QMP、QIP及びQVPに比較して、QSP、QEP及びQAPのより高い親和性を示唆する。
hRS1−RegはhSGLT1の発現を後転写的に阻害しないのみならず、またNa+−ヌクレオシドトランスポーターCNT1及びCNT3の発現も阻害するので(Errasti-Murugarren、同上)、卵母細胞発現システム(図9)を用いて、hRS1−Reg及びSDSDRIEPに比較して、内因性RS1の不在下で低細胞内グルコース濃度でのQEP及びQSPのトランスポーター選択性を決定した。ヌクレオシドトランスポーターhCNT1又はhCNT3により発現される5μMの[H]ウリジン摂取は、hRS1−Reg及びSDSDRIEPが注入される場合、低められ、ところがQSP又はQEPは、hCNT1又はhCNT3により発現される輸送を阻害することはできなかった。データは、QSP及びQEPが、CNT1及びCNT3に対するSGLT1について選択的であることを示し、そしてQXPトリペプチドがRS1−Regにより調節された他のトランスポーターに対するSGLT1について選択的であることを示唆する。
これまで、卵母細胞におけるhSGLT1発現が、注入された細胞内AMG(細胞内AMG<10μM)の不在下で、200nMのQSPの注入の後、40−50%、阻害され、そしてこの阻害が、AMGの注入の後、廃止され、250μMよりも高いAMGの細胞内濃度を導くことが示された(Vernaleken、同上)。AMGの注入なしでのSGLT1のダウンレギュレーションについての細胞内QSPの濃度依存性を測定すると、0.2nMのC50値(図10)が決定された。しかしながら、250μMの細胞内AMGの存在下で、hSGLT1発現に対するQSPの効果が廃止された。QSP効果のAMG依存性鈍化は、QSPが、グルコースに富んだ食事の後、小腸におけるグルコース吸収を低めなかったことを示唆する。
AMGの注入なしで、QEPは、7.9+0.8nMのIC50値を伴って、約40%、SGLT1介在性AMG摂取を阻害した(図11)。この値は、AMGの注入なしで観察されるQSPに比較して、約40倍、高い。AMG注入によれば(約0.25mMの細胞内AMG)、QEPは、約50%、SGLT1発現を阻害し、そして低細胞内AMGに比較して、15000倍以上、高められた親和性を示した。約0.25mMの細胞内AMGの存在下でのQEPのIC50値は、0.2+0.3pMであった。従って、QEPは、低細胞内グルコース濃度の存在下でのQSPの親和性よりも約1000倍、高い親和性を伴って、高細胞内グルコースの存在下でのhSGLT発現のインヒビターである。
まとめると、データは、QEPが、高細胞内濃度のグルコースの存在下で非常に高い親和性を伴って、hSGLT1の発現をダウンレギュレートするhSGLT1特異的後翻訳インヒビターであることを示唆する。QSPとは対照的に、QEPは、グルコースに富んだ食事の後、小腸グルコース吸収を阻害できると思われる。
実施例5:QEPは、内因性マウスRS1が除去されているマウスを用いて、小腸におけるmSGLT1をダウンレギュレートし、そしてグルコース吸収を低めることができる。
インビボでSGLT1の発現をダウンレギュレートするQEP対QSPの可能性を比較するために、内因性RS1との相互作用を回避するために、内因性mRS1が遺伝的に除去されている(Osswald, Mol Cell Biol 25 (2005), 78-87)Balbcマウスを使用した。一晩、絶食されたRS1−/−マウスに、200μlのPBS、又は100mMのQEP又は100mMのQSPを含む、200μlのPBSを強制経口投与した。これは、マウス当たり20μモルのQEP又はQSPの適用を表す。2時間後、動物を殺し、それらの小腸を裏返し、そしてその裏返しされた空腸の断片へのフロリジン阻害された10μMの[14C]AMG摂取を測定した(図12A)。QEPの強制経口投与の後、AMG摂取は、約30%、低められ、ところがQSPは有意な効果を示さなかった。QEPによるSGLT1のダウンレギュレーションがグルコース吸収に対して効果を有するかどうかを決定するために、RS1−/−マウスに、200μlのPBS緩衝液、又は20μモルのQEPを含む、200μlのPBSを強制経口投与し、3時間後、40%(w/v)のD−グルコースを含む、400μlの水を強制経口投与し、そして15分後、血漿D−グルコースを測定した(図12B)。血漿濃度を有意に低めた。データは、QEPがマウス小腸におけるmSGLT1をダウンレギュレートすることができ、そしてそれにより、グルコースの小腸吸収を低めることを示す。
実施例6:QEPは、高細胞内グルコースの存在下で野生型マウスにおけるmSGLT1をダウンレギュレートすることができる。
QEPが野生型マウスの小腸においてmSGLT1をダウンレギュレートするかどうかを決定するために、QEPを伴わないで及びQEPを伴って、5mMのD−グルコースの不在下で又は存在下で裏返しにされた小腸断片をインキュベートし、そしてmSGLT1のダウンレギュレーションを検出するためにmSGLT1介在性輸送活性を測定するエクスビボ実験を実施した。最初の一連の実験においては、野生型マウスの空腸の断片を、5mMのD−グルコースを含む培養培地(pH6.4)、又は5mMのD−グルコース及び5mMのQEPを含む培養培地と共に、37℃で30分間インキュベートした。その後、断片を、PBS緩衝液により洗浄し、そしてフロリジン阻害された10μMの[14C]AMG摂取を測定した。それらの条件下で、SGLT1介在性AMG摂取に対するQEPの効果は観察されなかった(データは示されていない)。RS1関連機構を通してのmSGLT1の後翻訳ダウンレギュレーションが内因性mRS1により最大に活性化され得るので、QEPは効果的でないことを推論するために、QEPが高細胞内グルコース濃度を導く細胞外グルコースの存在下でSGLT1をダウンレギュレートするかどうかが調べられた。空腸断片が5mMのD−グルコースの存在下で、5mMのQEPを伴わないで、及びそれを伴って、37℃で30分間インキュベートされた場合、10μMの[14C]AMGのSGLT1介在性摂取が、QEPとのインキュベーションの後、30%、低められ、ところが5mMのQSPとのインキュベーションは有意な効果はなかった(図13A)。類似する結果が、実験がRS1−/−マウスにより実施された場合に得られた(図13B)。データは、QSPとは対照的に、QEPは、グルコースに富んだ食事の後、マウス小腸におけるSGLT1をダウンレギュレートすることができることを示唆する。それらは、内因性mRS1が高細胞グルコース濃度の存在下で効果的でないことを示唆する。
実施例7:QEPは高細胞内グルコースの存在下でヒト腸におけるhSGLT1をダウンレギュレートすることができる。
次に、QXP型トリペプチドが高グルコースの存在下でヒト小腸におけるhSGLT1発現をダウンレギュレートできるかどうかが調査された。肥満患者(50の平均ボディマス指数を有する50歳の平均年齢の男性及び女性)の肥満手術の間に得られる空腸サンプルを使用した。類似するトリペプチド効果が男性及び女性で観察された。肥満手術の間に日常的に除去される空腸の一部を、5mMのD−グルコースを含む氷冷却培養培地を用いて研究室に運んだ。粘膜の一部を切開し、そして粘膜の同一領域を、パンチング装置を用いて単離した。粘膜片を、グルコースを含まない緩衝液により洗浄し、そして5mMのD−グルコース及び異なったQXP型トリペプチドを含む組織培養培地において、37℃で30分間インキュベートした。その後、サンプルを、PBS緩衝液(pH7.4、37℃)により2度、洗浄し、そして100mMのナトリウム及び10μMの[14C]AMGを含むPBS(PH7.4)において、37℃で2分間インキュベートした。インキュベーションを、200μMのSGLT1インヒビターフロリジンの不在下で実施した。その後、サンプルを、氷冷却PBSにより洗浄し、組織を溶解し、そして放射能を、液体シンチレーション計数により決定した。フロリジン阻害されたAMG摂取を計算した。図14は、QEPが、HSGLT1の輸送活性を表す粘膜中へのフロリジン阻害されたAMG摂取を低めた唯一のトリペプチドであったことを示す。
QEPが低細胞内グルコース濃度でヒト小腸におけるhSGLT1をダウンレギュレートするかどうかを決定するために、肥満手術から得られたヒト空腸をPBSにより洗浄し、そして粘膜片を、PBS、又は5mmのqepを含むpbs下で37℃で30分間インキュベートした。洗浄の後、10μMの[14C]AMGのフロリジン阻害された摂取を測定した。それらの条件下で、QEPはSGLT1介在性AMG摂取を低めず(データは示されていない)、このことは、内因性RS1がRS1依存性経路を介して、低濃度でhSGLT1の最大ダウンレギュレーションを仲介することを示唆する。
QSPと同様に、他のQXP型トリペプチドQEPは、ペプチドトランスポーターPEPT1により腸細胞中に摂取され、そしてゴルジ体で作用する。この効果は、摂取速度、細胞内分解、及び可能性ある細胞放出により影響される。使用される実験条件下でhSGLT1のダウンレギュレーション及びQEPの最大効果についてのQEPの濃度依存性を決定するために、ヒト小腸片を、異なった濃度のQEPと共に、37℃で30分間、5mMのD−グルコースの存在下でインキュベートし、そしてhSGLT1介在性AMG摂取を測定した(図15)。低いが、但し統計学的に有意ではない効果が、0.1及び0.5mMのQEPにより観察された。1mMのQEPに関して、40%のSGLT1の有意なダウンレギュレーション、5mMのQEPに関して、55%のhSGLT1のダウンレギュレーション、及び15mMのQEPに関して、75%のSGLT1のダウンレギュレーションが観察された。データは、QEPが、グルコースに富んだ食事の後、ヒト小腸におけるhSGLT1を、75%、ダウンレギュレートすることができることを示唆する。
実施例8:QEPは血清グルコースを低めるためにインスリン感受性を高める。
小腸におけるSGLT1の阻害、又はSGLT1の遺伝的除去は、グルコースの強制経口投与の30分−2時間後、GLP−1分泌の上昇を導くことが報告されている(Powell、同上)。血清におけるGLP−1を高める抗糖尿病薬が、2型糖尿病の治療のために使用されるので、グルコースに富んだ食事の間、SGLT1インヒビター、又はQEPによるSGLT1のダウンレギュレーションによる、SGLT1介在性グルコース吸収の阻害が、糖尿病の治療のために有益であり得る。近位小腸の腸細胞、及び遠位小腸のL−細胞におけるSGLT1の発現を考慮して、SGLT1の阻害又はダウンレギュレーションがGLP−1分泌を何にして高めるかの機構が次の通りに説明される。腸細胞におけるSGLT1の阻害又はダウンレギュレーションが、小腸におけるグルコースの吸収を低め、そしてそれにより、遠位小腸におけるグルコース濃度を高める。L−細胞におけるSGLT1は腸細胞におけるSGLT1と並行して、阻害されるか、又はダウンレギュレートされるので、GLP−1の高められた分泌は、遠位小腸に入る高められた量のグルコースを代謝する細菌により細菌により形成される、遠位小腸における、高められた濃度の短鎖脂肪酸のためであると思われる。
SGLT1が遺伝的に除去されたマウス(SGLT−/−マウス)において、血清におけるインスリンの基本的濃度が低められ、そしてインスリン感受性が高められることが観察されているので(データは示されていない)、QEPの長期経口適用が、経口グルコース耐性試験(OGTT)の間、基本的血清インスリン及びインスリン分泌に影響を及ぼすかどうかが調べられた。5mMのQEPを、2型糖尿病についての遺伝子素因を有するニュージーランド肥満(NZO)マウスの飲料水に添加した(Vogel, Horm Metab Res 45 (2013), 430-435)。小腸の除去又はOGTTの実施の2時間前、100mMのQEPの強制経口投与とは対照的に(図12、図13、図16A、B)、OGTTの間、腸細胞中へのSGLT1介在性AMG輸送及びグルコース吸収が、5mMのQEPがマウスの飲料水に3日間、添加される場合、低められなかった。(図17A,B)。飲料水における5mMのQEPは、グルコースの強制経口投与の後、血清グルコースの上昇及び低下に対して効果を示さなかったが(図17A,B)、それは、血清中のインスリンの基本的濃度を、50%低め、そしてまた、グルコースの強制経口投与の後に観察される血清インスリンの上昇を低めた(図17C)。QEPにより治療された動物において観察される、グルコースの強制経口投与の後、血液中インスリン濃度の不良な上昇にかかわらず、グルコースの強制経口投与の後の高められた血中グルコースは、対照動物におけるほど早く、低下した。OGTTにおける血中グルコースの低下は、インスリン受容体により介入される末梢組織におけるインスリン効果のためであるので、インスリン感受性は、QEPによる治療の後、高められた。
実施例9:グルタミン−セリンチオホスフェート−プロリン(QSチオホスフェートP)は、卵母細胞発現システムを用いて、高細胞内グルコースの存在下でhSGLT1をダウンレギュレートする。
QSPにおけるセリンのリン酸化がグルタミンによるセリンの交換により模倣されるQEPは高細胞内グルコースの存在下で活性的であるので、AMG(細胞内AMG<10μM)の注入を伴わない、及びAMG(細胞内AMG、約0.25mM)の注入を伴っての卵母細胞におけるhSGLT1の発現に対するグルタミン−セリンチオホスフェート−プロリン(QSチオホスフェートP)の効果を試験した。AMGの注入を伴わない場合、hSGLT1は、500pMのQSチオホスフェートPの注入の後、ダウンレギュレートされたが、しかし5pMのQSチオホスフェートPの注入の後では、ダウンレギュレートされず(図18)、このことは、QSPに類似する親和性を示す(図11を参照のこと)。AMGの細胞内濃度が、AMGの注入により、約0.25mMに高められる場合、hSGLT1の発現は、500pM及び5pMのQSチオホスフェートPによりダウンレギュレートされた(図18)。注目すべきは、5pMのQSチオホスフェートPにより得られるダウンレギュレーションの程度(約75%)は、5pMのQEP(約45%、図11を参照のこと)に比較して、高かった。
QSチオホスフェートPは、高細胞内グルコースの存在下で、mRS1−/−マウス及び野生型マウスにおいてmSGLT1をダウンレギュレートすることができる:
高細胞内グルコースの存在下でマウスの小腸におけるQSチオホスフェートPの活性を示すために、mRS1−/−マウス及び野生型の反転された小腸断片を、5mMのQEPの不在又は存在下で、5mMのD−グルコースを含むPBSと共に、37℃で30分間インキュベートした(図19)。PBSによる洗浄の後、10μMの「14C」AMGの摂取を、200μMのフロリジンの不在及び存在下で測定した。SGLT1により介在される、フロリジン阻害された摂取が、SGLT−/−及び野生型マウスにおいて有意に阻害された。データは、QSチオホスフェートPが、グルコースに富んだ食事の後、マウス小腸においてSGLT1をダウンレギュレートすることができることを示唆する。
QSチオホスフェートPは、高細胞内グルコースの存在下でヒト小腸におけるhSGLT1をダウンレギュレートすることができる:
QSチオホスフェートPがまた、ヒトにおいて活性的であるかどうかを決定するために、肥満手術から得られた空腸の等サイズの断片を、QSチオホスフェートPを伴わないで、又は種々の濃度のQSチオホスフェートPを伴って、5mMのD−グルコースを含む培養培地と共に37℃で30分間インキュベートした。PBSによる洗浄の後、hSGLT1により介在される、10μMの「14C」AMGのフロリジン阻害された摂取を測定した。hSGLT1介在性AMG摂取を、5mMのQSチオホスフェートPにより、約30%、及び15mMのQSチオホスフェートPにより、約40%、阻害した(図20)。
実施例10:ヒドロゲルナノ粒子へのカップリングにより腸細胞中への、経口投与されるRS1−Regを導入した後、SGLT1をダウンレギュレートすることは可能である。
上記のように、hRS1−Regの特異的リン酸化パターンを模倣するhRS1−Reg誘導体は、hSGLT1の選択的対処のための、及びグルコースに富んだ食事の後、hSGLT1のダウンレギュレーションのための卓越した可能性を提供する。経口適用のためのそのようなhRS1−Regを使用するために、細胞中にhRS1−Reg変異体を効果的に導入する方法が見出された。このために、mRS1からのhRS1−Regからの変異体を、線状(ポリ)グリシドール又は星形の(ポリ)エチレンオキシド−スタット−プロピレンオキシドに基いてチオール官能化ポリマーから構成される生物適合性及び分解性ヒドロゲルナノ粒子(NP)に、ジスルフィド結合によりカップリングした(Groll, Jorrnal of Polymer Science 47 (2009), 5543-5549)。経口適用の後、ナノ粒子にカップリングされるRS1−Regによる、小腸におけるSGLT1のダウンレギュレーションのための可能性を検証するために、内因性RS1が遺伝的に除去されるマウス(RS1−/−マウス)を、動物モデルとして使用した。RA1−/−マウスを用いて、内因性RS1が導入されたRS1−Regの効果をカバーする可能性は回避された。種差に関連する問題を実行しないよう、実験は、マウス(mRS1−Reg)を用いて実施された。無負荷のナノ粒子(NP)のために非特異的効果を排除するために、無負荷のNPによる対照実験を実施した。一般的細胞機能に対する効果に起因するSGLT1発現に対する、組込まれたmRS1−Regの非特異的効果を排除するために、mRS1−Regにおける個々のアミノ酸に依存するSGLT1発現に対する効果を検出した。従って、mRS1−Regにおいて単一のQSPモチーフに位置するmRS1−Regにおけるセリン19の変異体と相関する効果が調べられた。
一晩、絶食されたRS1−/−マウスに、200μlの空NP(対照)又は1nモルのmRS1−Reg(S19A)又は1nモルのmRS1−Reg(S19E)を負荷された、200μlのNPを強制経口投与した。これは、強制経口投与のために使用されたモルQEPに比較して、20000倍、低いモルRS1−Reg変異体を表す。NPにカップリングされたmRS1−Reg変異体を強制経口投与した2時間後、37℃での2分間のインキュベーションの後、トレーサー「14C」AMGにより標識された、フロリジン(200μM)阻害された10μMのAMG摂取(図21A,C)、又は37℃での2分間インキュベーションの後、トレーサー[14C]AMGにより標識された1mMのAMGの摂取(図21B、D)を測定した。これまでの実験は、RS1−Regが原形質膜におけるSGLT1の濃度をダウンレギュレートし、そしてSGLT1の基質親和性を変更しないことを示したので、10μM及び1mMのAMGによる輸送活性測定は、腸細胞の管腔膜内のSGLT1の量を表す。AMGは腸細胞中に、mSGLT1により急速に輸送されるので、細胞内濃度は、細胞が1mMのAMGと共にインキュベートされる場合、0.25mM以上の高い値に、数秒以内で上昇する。NPにカップリングされたmRS1−Reg(S19A)の強制経口投与は、フロリジン阻害された10μM及び1mMのAMG摂取の不明効果により示されるように、SGLT1の発現を変更しなかった。対照的に、フロリジン阻害された、10μMのAMG又は1mMのAMG摂取はそれぞれ、26及び30%、阻害された。データは、NPへのRS1−Regのカップリングが、経口適用の後、腸細胞中へRS1−Regを効果的に導入する方法を提供することを示唆する。データは、グルタミンによる交換の後、mRS1−Regにおけるセリン19のリン酸化の模倣が、受容体ODCへの接合のための親和性の上昇のためであると思われるmSGLT1のダウンレギュレーションの能力を高めることを示唆する。データはさらに、1nモルのmRS1−Reg(S19E)のマウスへの強制経口投与が、低及び高細胞内グルコースの存在下でSGLT1をダウンレギュレートするのに十分であることを示唆する。
実施例11:RS1−RegのN−末端QSPモチーフにおけるリン酸化の模倣が、グルコースに富んだ食事の後、小腸におけるSGLT1をダウンレギュレートするRS1−Regの能力を導く。
グルタミン酸による交換によるmRS1−Regにおけるセリン19のリン酸化の模倣が、グルコースに富んだ食事に観察される高細胞内グルコース濃度の存在下で野生型マウスの小腸におけるmSGLT1のmRS1−Regによるダウンレギュレーションを可能にするかどうかが調べられた。野生型マウスは、グルコースの細胞内濃度が、夜に、又は食事間に観察されるように低い場合、SGLT1をダウンレギュレートする内因性mRS1を含む。低細胞内グルコースで、mRS1における内因性mRS1−Regは、mSGLT1のダウンレギュレーションを介入するODCへの高い親和性結合を可能にするリン酸化パターンを示すと思われる。それらの条件下で、mRS1−Regの活性モチーフ、例えばQEP、又は活性mRS1−Regドメイン、例えばmRS1−Reg(S19E)は、内因性mRS1−Regの上部のmSGLT1のさらなるダウンレギュレーションを誘発することはできない。対照的に、内因性RS1−Regは、ODCのmRS1−Reg結合部位は、ODCに結合するグルコース(ODC−グルコース)により修飾されており、そして/又は細胞内グルコースはmRS1−Regのリン酸化パターンを変更することができたので、細胞内グルコース濃度が、グルコースに富んだ食事の後、観察されるほど高い場合、活性的ではない。この条件下で、ODC−グルコースに結合する、QEP又は修飾されたmRS1−Regドメインは、mSGLT1のダウンレギュレーションを誘発することができる。
SGLT1発現のRS1−Reg誘発された阻害のグルコース依存性鈍化のためである、マウス小腸におけるSGLT1のグルコース誘発されたアップレギュレーションが数秒以内で生じることが観察された(未公開データ)。このために、10μMのAMG(低細胞内AMG)又は1mMのAMG(高細胞内AMG)との2分間のインキュベーションの後、摂取を測定することによる、細胞内AMGの低又は高細胞内濃度での腸細胞の管腔膜における輸送活性mSGLT1に対する、mRS1−Reg(S19E)変異体の強制経口投与の後に観察される効果が試験された。摂取測定の間、AMGの細胞内濃度は、インキュベーション培地における値の5−10倍に高まる。
一晩、絶食された野生型マウスに、200μlの空NP(対照)、又は1mモルのmRS1−Reg(S19E)(図22A、B)又は1nモルの野生型mRS1−Reg(図22C)により負荷された、200μlのNPを強制経口投与した。2時間後、フロリジン(200μM)阻害された、10μMのAMG(図22A)又は1mMのAMG(図22B,C)摂取を、2分のインキュベーション時間を用いて、37℃で測定した。10μMのAMGの摂取(低細胞内グルコースでの摂取を表す)は、mRS1−Reg(S19E)により負荷NPの強制経口投与の後、変更されなかったが、1mMのAMGの摂取(高細胞内グルコースでの摂取を表す)は、40%、低められた(図22A、B)。mRS1−Reg(S19E)とは対照的に、1mMのAMGの摂取は、野生型mRS1−Regにより負荷されたNPの経口投与の後、変更されなかった(図22C)。データは、マウス腸細胞の刷子縁膜におけるmSGLTの量が、高細胞内グルコースの存在下で、mRS1−Reg(S19E)によりダウンレギュレートされ得ることを示す。
実施例12:オルニチンデカルボキシラーゼ(ODC)は、SGLT1のダウンレギュレーションのためのRS1−Reg受容体であり、そしてODCへのQEPの結合がODC活性を阻害する。
プトレッシンを包含するポリアミンは、種々の細胞調節、例えば転写、細胞分裂及び後転写調節に関与している(Wallace, Biochem J 376 (2003), 1-14)。種々の細胞内コンパートメントにおけるプトレッシンの濃度は、オルニチンの脱カルボキシル化によりプトレッシンを生成する異なった細胞内位置でのODCの酵素活性により決定される。プトレッシンは急速に分解するので、ODCの細胞内位置が、プトレッシンの局部濃度を決定する。その局部プトレッシン濃度が、原形質膜タンパク質及び膀胱内トラフィッキングの活性を包含する種々の異なった調節機構を誘発する(Kanerva, Exper Cell Research 316 (2010), 1896-1906)。
ツー−ハイブリッドスクリーニング及び免疫沈澱実験を用いて、hRS1−RegがODCに結合する証拠が提供された(データは示されていない)。ゴルジ体からのSGLT1含有小胞の放出が特異的ODCインヒビタージフルオロメチルオルニチン(DFMO)により阻止され、そしてDFMO効果が、プトレッシンが添加される場合、鈍化されたことが示された(図23A)。hRS1−Reg及びDFMOはhSGLT1を類似する程度、ダウンレギュレートし、そしてそのダウンレギュレーションは加算的ではないので、RS1−Reg及びODCは、hSGLT1のダウンレギュレーションのための同じ経路を用いる。図23Bは、hRS1−Regを介しての卵母細胞におけるhSGLT1発現のダウンレギュレーションが、プトレッシンが添加される場合、鈍化されることを示しており、このことは、hRS1−RegがODC活性の遮断を介してhSGLT1をダウンレギュレートすることを示唆する。hRS1−Regに類似して、またQEPによるhSGLT1のダウンレギュレーションは、プトレッシンが添加される場合、鈍化された(図23C)。図23Dは、ODCを安定してトランスフェクトされたヒト胚腎細胞におけるODC活性が、hRS1−Regが同時発現される場合、低められたことを示す。これは、hRS1−RegがODC活性を阻害することを示唆する。図23Eにおいては、QEPがODC活性を阻害する明白な証拠が提供される。精製されたODCを、反応管において、QEP又は対照としての逆トリペプチドPEQと共にインキュベートし、そしてODC活性を測定した。PEQではなくQEPがODC活性を、約40%、阻害することが示されている。
hRS1−Regのための受容体としてのODC、及びhSGLT1のQEP依存性ダウンレギュレーションの同定が、第二世代薬物を開発するために、モデル化の実施を可能にする、ODCにおけるhRS1−Reg及びQEP結合部位を同定する可能性を提供する。さらに、QEP及びRS1−Reg変異体の親和性及び/又は機能を低めるODC変異体が患者に同定され得、このことは、QEP及び/又はRS1−Reg関連薬物に対する非応答体を予測する。
本発明は、以下のヌクレオチド及びアミノ酸配列を言及する:
配列番号1:
ヒトRS1(hRS1)(調節溶質キャリアタンパク質、ファミリー1、メンバー1(ホモ・サピエンス))をコードするヌクレオチド配列。
atgagcagcctgccgaccagcgatggctttaaccatccggcgcgcagcagcggccagagcccggatgtgggcaacccgatgagcctggcgcgcagcgtgagcgcgagcgtgtgcccgattaaaccgagcgatagcgatcgcattgaaccgaaagcggtgaaagcgctgaaagcgagcgcggaatttcagctgaacagcgaaaaaaaagaacatctgagcctgcaggatctgagcgatcatgcgagcagcgcggatcatgcgccgaccgatcagagcccggcgatgccgatgcagaacagcagcgaagaaattaccgtggcgggcaacctggaaaaaagcgcggaacgcagcacccagggcctgaaatttcatctgcatacccgccaggaagcgagcctgagcgtgaccagcacccgcatgcatgaaccgcagatgtttctgggcgaaaaagattggcatccggaaaaccagaacctgagccaggtgagcgatccgcagcagcatgaagaaccgggcaacgaacagtatgaagtggcgcagcagaaagcgagccatgatcaggaatatctgtgcaacattggcgatctggaactgccggaagaacgccagcagaaccagcataaaattgtggatctggaagcgaccatgaaaggcaacggcctgccgcagaacgtggatccgccgagcgcgaaaaaaagcattccgagcagcgaatgcagcggctgcagcaacagcgaaacctttatggaaattgataccgcgcagcagagcctggtgaccctgctgaacagcaccggccgccagaacgcgaacgtgaaaaacattggcgcgctggatctgaccctggataacccgctgatggaagtggaaaccagcaaatgcaacccgagcagcgaaattctgaacgatagcattagcacccaggatctgcagccgccggaaaccaacgtggaaattccgggcaccaacaaagaatatggccattatagcagcccgagcctgtgcggcagctgccagccgagcgtggaaagcgcggaagaaagctgcccgagcattaccgcggcgctgaaagaactgcatgaactgctggtggtgagcagcaaaccggcgagcgaaaacaccagcgaagaagtgatttgccagagcgaaaccattgcggaaggccagaccagcattaaagatctgagcgaacgctggacccagaacgaacatctgacccagaacgaacagtgcccgcaggtgagctttcatcaggcgattagcgtgagcgtggaaaccgaaaaactgaccggcaccagcagcgataccggccgcgaagcggtggaaaacgtgaactttcgcagcctgggcgatggcctgagcaccgataaagaaggcgtgccgaaaagccgcgaaagcattaacaaaaaccgcagcgtgaccgtgaccagcgcgaaaaccagcaaccagctgcattgcaccctgggcgtggaaattagcccgaaactgctggcgggcgaagaagatgcgctgaaccagaccagcgaacagaccaaaagcctgagcagcaactttattctggtgaaagatctgggccagggcattcagaacagcgtgaccgatcgcccggaaacccgcgaaaacgtgtgcccggatgcgagccgcccgctgctggaatatgaaccgccgaccagccatccgagcagcagcccggcgattctgccgccgctgatttttccggcgaccgatattgatcgcattctgcgcgcgggctttaccctgcaggaagcgctgggcgcgctgcatcgcgtgggcggcaacgcggatctggcgctgctggtgctgctggcgaaaaacattgtggtgccgacc
配列番号2:
ヒトRS1(hRS1)(調節溶質キャリアタンパク質、ファミリー1、メンバー1(ホモ・サピエンス))のアミノ酸配列。調節ドメインhRS1−Regは太字であり、そして下線付きである。
MSSLPTSDGFNHPARSSGQSPDVGNPMSLARSVSASVCPIKPSDSDRIEPKAVKALKASAEFQLNSEKKEHLSLQDLSDHASSADHAPTDQSPAMPMQNSSEEITVAGNLEKSAERSTQGLKFHLHTRQEASLSVTSTRMHEPQMFLGEKDWHPENQNLSQVSDPQQHEEPGNEQYEVAQQKASHDQEYLCNIGDLELPEERQQNQHKIVDLEATMKGNGLPQNVDPPSAKKSIPSSECSGCSNSETFMEIDTAQQSLVTLLNSTGRQNANVKNIGALDLTLDNPLMEVETSKCNPSSEILNDSISTQDLQPPETNVEIPGTNKEYGHYSSPSLCGSCQPSVESAEESCPSITAALKELHELLVVSSKPASENTSEEVICQSETIAEGQTSIKDLSERWTQNEHLTQNEQCPQVSFHQAISVSVETEKLTGTSSDTGREAVENVNFRSLGDGLSTDKEGVPKSRESINKNRSVTVTSAKTSNQLHCTLGVEISPKLLAGEEDALNQTSEQTKSLSSNFILVKDLGQGIQNSVTDRPETRENVCPDASRPLLEYEPPTSHPSSSPAILPPLIFPATDIDRILRAGFTLQEALGALHRVGGNADLALLVLLAKNIVVPT
配列番号3:
マウスRS1(mRS1)(調節溶質キャリアタンパク質、ファミリー1、メンバー1(ハツカネズミ);遺伝子銀行NM_023544.5)をコードするヌクレオチド配列。
atg tcatcattgc cgacttcaga tgggtttgac catccagctc cttcagggca
gagtcctgag gttggtagcc cgacgagtct cgctcgctct gtttctgctt ccgtctgcgc
catcaagccc ggtgacccca atagcattga atctctagct atggaggcta cgaaggcttc
agctgaattc cagacaaact ctaagaaaac agaccctcct cctctgcagg ttcttcctga
ccttgcttcc tcagcagagc agagtctagc catgcctttc cataagtcat caaaagaagc
cgttgttgca ggtaatctgg agaaatctgt tgagaaagga acccagggcc tcagagtgta
tctccacaca agacaggacg ctagtttaac tctcacaact actgggatgc gggagccaca
gatatttgcg gaggaaaaga gttggcatcc agaaaatcag accccaagtc ccgtgaacgg
ccttcagcag cacagagaaa cagggagtgt acagcgagag gctggacagc agagtgttcc
acaggaccag ggctgtcttt gtgacgcaga agaccttgag cttcatgaag aagttgtcag
tttggaagct ctgaggaaag gtgagctaca aagacacgct catcttccca gtgcagagaa
gggtcttcca gcttcaggac tctgtagctg tccatgctca gaagccctga tggaagtaga
tacagctgaa cagtctctgg ttgctatgtg cagctcaaca ggcaggcagg atgccgtcat
caagagccct agtgtagcac atctcgcttc agataatccc actatggaag tggagacatt
acagtctaac ccgtcctgtg agcctgtgga acattccatc ttgactcggg aattgcagct
cccagaagat aatgttgaca tgtctacaat ggataacaaa gatgacaatt cctcttccct
tctaagtggc cacggtcagc cctctgtgga atcagcagaa gaattttgtt catctgtcac
agtggccttg aaagaactcc atgagctttt ggtcattagc tgtaagccag cttcagaaga
gtcacctgag catgttacct gtcagtcaga gataggagct gagagccaac caagtgtttc
agacctttca ggaagaaggg tccaaagtgt gcatttgacc cctagtgacc agtactcaca
aggctcctgt caccaggcca cctctgaatc aggaaagaca gaaatcgtag gaactgcccc
ttgtgctgcg gtagaagatg aagcatccac tagctttgaa ggtctgggtg atggcttgtc
acctgaccga gaagatgtcc gcagatcaac agagtcagcc aggaagagct gttctgtcgc
cataacctcg gctaaactgt ctgagcagtt gccctgcacc tcaggggtag aaatagcacc
tgaacttgca gcaagtgagg gtgcccacag tcagccttca gagcatgtgc ataatccagg
cccagacagg ccggagacca gcagtgtctg ccctggagct gggttgcccc gtagtggatt
ggaccaacct cccacacagt ccttgtccac cccctccgtt cttccaccgt tcatctttcc
tgctgcagat gttgacagga ttcttggtgc cggcttcact ctgcaggaag cgctcggggc
tctgcatcga gttggtggga atgcagacct tgcccttctt gttttgttag caaagaacat
tgtagtccca acataa
配列番号4:
マウスRS1(mRS1)(調節溶質キャリアタンパク質、ファミリー1、メンバー1(ハツカネズミ))のアミノ酸配列。調節ドメインmRS1−Regは太字であり、そして下線付きである。
MSSLPTSDGFDHPAPSGQSPEVGSPTSLARSVSASVCAIKPGDPNSIESLAMEATKASAEFQTNSKKTDPPPLQVLPDLASSAEQSLAMPFHKSSKEAVVAGNLEKSVEKGTQGLRVYLHTRQDASLTLTTTGMREPQIFAEEKSWHPENQTPSPVNGLQHRETGSVQREAGQQSVPQDQGCLCDAEDLELHEEVVSLEALRKGELQRHAHLPSAEKGLPASGLCSCPCSEALMEVDTAEQSLVAMCSSTGRQDAVIKSPSVAHLASDNPTMEVETLQSNPSCEPVEHSILTRELQLPEDNVDMSTMDNKDDNSSSLLSGHGQPSVESAEEFCSSVTVALKELHELLVISCKPASEESPEHVTCQSEIGAESQPSVSDLSGRRVQSVHLTPSDQYSQGSCHQATSESGKTEIVGTAPCAAVEDEASTSFEGLGDGLSPDREDVRRSTESARKSCSVAITSAKLSEQLPCTSGVEIAPELAASEGAHSQPSEHVHNPGPDRPETSSVCPGAGLPRSGLDQPPTQSLSTPSVLPPFIFPAADVDRILGAGFTLQEALGALHRVGGNA
配列番号5:
hRS1−Regをコードするヌクレオチド配列。
Tcttcaggacagagtcctgatgttggtaatcctatgagtcttgctcgctctgtctctgcttcagtctgccctatcaagcccagtgactcagatcgcattgaacctaaagctgtgaaggctttgaaggcttcagctgaattccagctaaactctgaaaagaaagaacatctttctttacaagatctttctgatcatgcttcctcagcagaccatgctccaacagaccagagtccagctatgcctatgcag
配列番号6:
hRS1−Regのアミノ酸配列。
SSGQSPDVGNPMSLARSVSASVCPIKPSDSDRIEPKAVKALKASAEFQLNSEKKEHLSLQDLSDHASSADHAPTDQSPAMPMQ
配列番号7:
mRS1−Regをコードするヌクレオチド配列。
ccttcagggcagagtcctgaggttggtagcccgacgagtctcgctcgctctgtttctgcttccgtctgcgccatc aagcccggtgaccccaatagcattgaatctctagctatggaggctacgaaggcttcagctgaattccagacaaac tctaagaaaacagaccctcctcctctgcaggttcttcctgaccttgcttcctcagcagagcagagtctagccatg
cctttccat
配列番号8:
mRS1−Regのアミノ酸配列。
PSGQSPEVGSPTSLARSVSASVCAIKPGDPNSIESLAMEATKASAEFQTNSKKTDPPPLQVLPDLASSAEQSLAMPFH
配列番号9:
hRS1−Regのアミノ酸配列−最初/N−末端QSPモチーフがQEP(hRS1−Reg(S20E))により置換される。
SSGQEPDVGNPMSLARSVSASVCPIKPSDSDRIEPKAVKALKASAEFQLNSEKKEHLSLQDLSDHASSADHAPTDQSPAMPMQ
配列番号10:
mRS1−Regのアミノ酸配列−最初/N−末端QSPモチーフがQEP(mRS1−Reg(S19E))により置換される。
PSGQEPEVGSPTSLARSVSASVCAIKPGDPNSIESLAMEATKASAEFQTNSKKTDPPPLQVLPDLASSAEQSLAMPFH
配列番号11:
hRS1−Regの「x」の典型的なアミノ酸配列。
DVGNPMSLARSVSASVCPIKPSDSDRIEPKAVKALKASAEFQLNSEKKEHLSLQDLSDHASSADHAPTDQSPAMPMQ
配列番号12:
hRS1−Regの「x」の典型的なアミノ酸配列。
DVGNPMSLARSVSASVCPIKP
配列番号13:
hRS1−Regの「x」の典型的なアミノ酸配列。
KAVKALKASAEFQLNSEKKEHLSLQDLSDHASSADHAPTD
配列番号14:
hRS1−Regの「x」の典型的なアミノ酸配列。
AMPMQ
配列番号15:
hRS1−Regの「x」の典型的なアミノ酸配列。
EVGSPTSLARSVSASVCAIKPGDPNSIESLAMEATKASAEFQTNSKKTDPPPLQVLPDLASSAEQSLAMPFH

Claims (15)

  1. (a)(A)アミノ酸配列グルタミン−グルタミン酸−プロリン(QEP);又は
    (B)アミノ酸配列QEPの誘導体、ここで前記誘導体は、高濃度のグルコース及び/又はガラクトースの存在下で細胞中へのSGLT1−介在性グルコース及び/又はガラクトース摂取を低めるか/阻害することができる、
    を含むか又はそれから成る(ポリ)ペプチド;
    (b)(a)の(ポリ)ペプチドをコードする核酸分子;又は
    (c)(b)の核酸分子を含むベクター、
    を含んで成る、グルコース及び/又はガラクトース摂取に生理学的にリンクされるか、又は関連付けられることにより引起される疾患又は障害の予防又は治療への使用のための医薬組成物であって、
    患者の消化管の少なくとも一部の内腔及び/又は上皮細胞に高濃度のグルコース及び/又はガラクトースを有するその患者に投与される、組成物。
  2. 前記(ポリ)ペプチドが多くとも100個の連続したアミノ酸から成る、請求項1に記載の組成物。
  3. 前記疾患又は障害が、肥満、真性糖尿病及び高血糖症から成る群から選択される、請求項1又は2に記載の組成物。
  4. 前記疾患又は障害が、2型糖尿病及び糖尿病前症から成る群から選択される、請求項1〜3のいずれか1項に記載の組成物。
  5. 前記アミノ酸配列QEPの誘導体が、
    (a) QSチオホスフェート−P;
    (b) QSP、ここで S残基はリン酸化されている;
    (c) QDP;
    (d)QYP;
    (e)QTP;
    (f)QTP、ここで T残基はリン酸化されている;
    (g)QTチオホスフェート−P;
    (h)NEP;
    (i)NSP、ここで S残基はリン酸化されている;
    (j)NSチオホスフェート−P;
    (k)NDP;
    (l)QE−ヒドロキシP;
    (m)QD−ヒドロキシP;
    (n)QS−ヒドロキシP、ここで S残基はリン酸化されている;
    (o)QSチオホスフェート−ヒドロキシP;
    (p)別のE類似体、又は別のリン酸化されたS類似体により置換されたその中間/第2アミノ酸残基を有する(a)〜(o)の何れか1つ;
    (q)別のQ類似体により置換されたその第1アミノ酸残基を有する(a)〜(p)の何れか1つ;及び
    (r)別のP類似体により置換されたその最後のアミノ酸残基を有する(a)〜(q)の何れか1つ;
    から成る群から選択される、請求項1〜4のいずれか1項に記載の組成物。
  6. 前記ポリペプチドが、
    (a)アミノ酸配列QEP又は請求項1又は5に定義されるような、その誘導体により置換された、その最初の/N−末端グルタミン−セリン−プロリン(QSP)モチーフを少なくとも有するRS1の調節ドメイン(RS1−Reg)を含むか又はそれから成るポリペプチド;
    (b)RS1−Regに対して少なくとも25%同一であり、そしてアミノ酸配列QEP又は請求項1又は5に定義されるような、その誘導体により置換されたRS1−Regの最初の/N−末端QSPモチーフを少なくとも有するポリペプチドを含むか又はそれから成るポリペプチド;
    (c)RS1−Regをコードする核酸分子の相補鎖に対してハイブリダイズする核酸分子によりコードされるポリペプチドを含むか又はそれから成るポリペプチド、前記ポリペプチドはアミノ酸配列QEP又は請求項1又は5に定義されるような、その誘導体により置換されたRS1−Regの最初の/N−末端QSPモチーフを少なくとも有し;
    (d)下記式I:
    −Q−E−P−x (I)
    [式中、xは任意のアミノ酸であり、nは0〜3の整数であり、そしてmは0〜77の整数である。]
    で表されるポリペプチドを含むか又はそれから成るポリペプチド;
    (e)請求項1又は5に定義されるような、その誘導体により置換されたQEPモチーフを有する式Iのポリペプチドを含むか又はそれから成るポリペプチド;
    (f)(a)〜(e)のいずれか1つのポリペプチドのフラグメントを含むか又はそれから成るポリペプチド、ここで前記フラグメントはアミノ酸配列Q−E−P又は請求項1又は5に定義されるようなその誘導体を含む;
    から成る群から選択される、請求項1〜5のいずれか1項に記載の組成物。
  7. 前記RS1−Regが、配列番号6又は配列番号8に示されるようなアミノ酸配列を有する、請求項6に記載の組成物。
  8. 前記グルコースが未リン酸化D−グルコースであり、そして/又は前記ガラクトースが未リン酸化D−ガラクトースである、請求項1〜7のいずれか1項に記載の組成物。
  9. 前記患者の消化管の少なくとも一部が小腸である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の組成物。
  10. 前記患者の消化管の少なくとも一部の内腔又は上皮細胞におけるグルコース及び/又はガラクトースの高濃度は、≧10μMの濃度である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の組成物。
  11. 前記医薬組成物は、エネルギーに富んだ食餌/食品/食物摂取物と組合して投与されるべきである、請求項1〜10のいずれか1項に記載の組成物。
  12. 前記エネルギーに富んだ食餌/食品/食物摂取物は、≧1重量%の糖度、≧10エネルギー%の炭水化物含有量、及び/又は≧70の血糖指数を有する、請求項11に記載の組成物。
  13. 請求項1又は9に定義されるような患者の消化管の少なくとも一部内に、前記(ポリ)ペプチド、核酸分子又はベクターを開放できる医薬的に許容される担体と共に、経口投与されるべきである、請求項1〜12のいずれか1項に記載の組成物。
  14. (i)ヒドロゲルにより送達されるべきであり;
    (ii)前記医薬的に許容される担体が、ヒドロゲルであり、又はそれを含み;そして/又は
    (iii)前記ポリペプチド、核酸分子又はベクターがヒドロゲルにカップリングされる、請求項1〜13のいずれか1項に記載の組成物。
  15. (a)請求項1又は9に定義されるように消化管の少なくとも一部の内腔及び/又は上皮細胞に高濃度のグルコース及び/又はガラクトースを生ぜしめることができる、請求項12に定義されるようにエネルギーに富んでいる食品及び/又は食物サプリメント;及び
    (b)請求項1、2及び5〜7のいずれか1項に定義されるようなポリペプチド、
    を含む、食品組成物。
JP2016563188A 2014-04-23 2015-04-23 グルコースに富んでいる食事の後、グルコース吸入をダウン−レギュレートし、そしてインシュリン感受性を高める、rs1から誘導されたペプチド Pending JP2017513865A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14165597.7 2014-04-23
EP14165597.7A EP2937096B1 (en) 2014-04-23 2014-04-23 Peptides derived from RS1 which down-regulate glucose absorption after a glucose rich meal and increase insulin sensitivity
PCT/EP2015/058826 WO2015162214A1 (en) 2014-04-23 2015-04-23 Peptides derived from rs1 which down-regulate glucose absorption after a glucose rich meal and increase insulin sensitivity

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017513865A true JP2017513865A (ja) 2017-06-01

Family

ID=50543481

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016563188A Pending JP2017513865A (ja) 2014-04-23 2015-04-23 グルコースに富んでいる食事の後、グルコース吸入をダウン−レギュレートし、そしてインシュリン感受性を高める、rs1から誘導されたペプチド

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10105414B2 (ja)
EP (1) EP2937096B1 (ja)
JP (1) JP2017513865A (ja)
WO (1) WO2015162214A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201602626D0 (en) * 2016-02-15 2016-03-30 Alchemy Foodtech Pte Ltd And Goh Zhi M V Glycemic reducing composition
WO2021156181A1 (en) * 2020-02-03 2021-08-12 Société des Produits Nestlé S.A. Compositions and methods for the improvement and maintenance of glucose metabolism in childhood and adolescence

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2535202B1 (fr) 1982-11-03 1985-08-09 Fabre Sa Pierre Comprimes de theophylline a liberation controlee et leur procede de fabrication
US5472712A (en) 1991-12-24 1995-12-05 Euroceltique, S.A. Controlled-release formulations coated with aqueous dispersions of ethylcellulose
US5273760A (en) 1991-12-24 1993-12-28 Euroceltigue, S.A. Stabilized controlled release substrate having a coating derived from an aqueous dispersion of hydrophobic polymer
IT1255522B (it) 1992-09-24 1995-11-09 Ubaldo Conte Compressa per impiego terapeutico atta a cedere una o piu' sostanze attive con differenti velocita'
WO1994029469A2 (en) 1993-06-07 1994-12-22 Vical Incorporated Plasmids suitable for gene therapy
CA2225460A1 (en) 1995-06-23 1997-01-09 Winston Campbell Patterson Transcriptional regulation of genes encoding vascular endothelial growth factor receptors
DE10006887A1 (de) 2000-02-16 2001-09-06 Hermann Koepsell Verbindungen, die die Aktivität oder die Konzentration des Regulatorproteins RS1 verändern
ATE419747T1 (de) 2003-02-05 2009-01-15 Hermann Koepsell Rs1 defizientes transgenes tier und dessen verwendungen
ES2377741T3 (es) * 2003-06-20 2012-03-30 Kissei Pharmaceutical Co., Ltd. Derivados de pirazol, composición farmacológica que los contiene e intermedios de producción de los mismos
CA2603452A1 (en) * 2005-04-04 2006-10-12 Julius-Maximillians-Universitat Wurzburg Tripeptides that down regulate the activity of plasma membrane transporters including sodium-d-glucose cotransporter sglt1
US8207133B1 (en) 2005-04-04 2012-06-26 Julius-Maximilians-Universitat Wurzburg Peptides that down regulate the activity of plasma membrane transporters including sodium-D-glucose cotransporter SGLT1
PL2173890T3 (pl) 2007-06-21 2011-07-29 Univ Muenchen Tech Białka czynne biologicznie o zwiększonej stabilności in vivo i (lub) in vitro

Also Published As

Publication number Publication date
US10105414B2 (en) 2018-10-23
EP2937096B1 (en) 2019-08-21
WO2015162214A1 (en) 2015-10-29
EP2937096A1 (en) 2015-10-28
US20170042969A1 (en) 2017-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2358741C2 (ru) Композиции, обладающие функцией снижения жировой ткани тела, и продукты питания и напитки, содержащие такие композиции
US8207133B1 (en) Peptides that down regulate the activity of plasma membrane transporters including sodium-D-glucose cotransporter SGLT1
EP1896049B1 (en) Tripeptides that down regulate the activity of plasma membrane transporters including sodium-d-glucose cotransporter sglt1
CN109310740B (zh) 使用slit-robo系统的预防或治疗肌肉减少症的组合物
JP6189994B2 (ja) ジペプチジルペプチダーゼ−iv阻害用飲食品組成物
JPWO2006061992A1 (ja) 肝疾患予防・治療用組成物
PT1726310E (pt) Fármaco para a terapêutica do cancro
JP4808218B2 (ja) 抗糖尿病作用を有する蛋白加水分解物
US10105414B2 (en) Peptides derived from RS1 which down-regulate glucose absorption after a glucose rich meal and increase insulin sensitivity
EP1480668A1 (en) Compositions and methods for promoting lipid mobilization, glycogen mobilization,or both, in humans
WO2020218450A1 (ja) ペプチド、組成物、及びグレリン分泌促進剤
JP5879356B2 (ja) ペプチド
CN104640989A (zh) 用于抑制或防止肿瘤生长的骨桥蛋白肽片段
AU742777B2 (en) Use of D-tagatose as a prebiotic food component
JP2022014440A (ja) 大麦若葉由来の膵リパーゼ阻害剤、脂質吸収抑制用剤、及びそれらを含む飲食品
CA2521997A1 (en) Antiobestic agent using hen's egg antibody against digestive enzymes
TW202016128A (zh) 胜肽、組成物以及治療、預防或改善情緒障礙之方法
WO2007034958A1 (ja) 穀類由来の成分を有効成分とする血管新生阻害の作用を有する組成物
US20240180805A1 (en) Composition for inhibiting wrinkle
KR102118953B1 (ko) 골손실의 완화, 치료 또는 예방용 약학조성물 및 건강기능식품
US7202219B1 (en) Use of D-tagatose as a prebiotic food component
KR20230064953A (ko) 생리 활성을 갖는 펩타이드 및 그의 용도
KR101796835B1 (ko) Cacul1 단백질을 포함하는 전립선암의 예방 또는 치료용 약학 조성물
JP2013245168A (ja) アグリカン分解抑制剤