JP5354866B2 - Pancreatic β-cell proliferation promoter, blood insulin level-increasing agent, blood sugar level-lowering agent, and diabetes treatment / prevention agent - Google Patents

Pancreatic β-cell proliferation promoter, blood insulin level-increasing agent, blood sugar level-lowering agent, and diabetes treatment / prevention agent Download PDF

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Description

本発明は、膵β細胞増殖促進剤、血中インスリン濃度上昇剤、血糖値低下剤、及び糖尿病治療・予防薬に関する。   The present invention relates to a pancreatic β-cell proliferation promoter, a blood insulin concentration-increasing agent, a blood glucose level-lowering agent, and a diabetes therapeutic / preventive agent.

1型糖尿病は、膵臓のランゲルハンス島にあるインスリンを合成・分泌するβ細胞が破壊・消失して、インスリンの欠乏が生じることによって起こる。そのため、1型糖尿病を有する患者は、生涯を通じてインスリン治療を必要とする。しかしながら、実際のところ、1日3〜4回という頻回の注射を行っても、血糖値をコントロールすることは難しく、1型糖尿病治療のための薬剤や治療法の開発が望まれていた。   Type 1 diabetes occurs when beta cells that synthesize and secrete insulin in the islets of Langerhans in the pancreas are destroyed and disappeared, resulting in insulin deficiency. Thus, patients with type 1 diabetes need insulin treatment throughout their lives. However, in fact, it is difficult to control the blood glucose level even if the injection is repeated 3-4 times a day, and the development of drugs and treatment methods for treating type 1 diabetes has been desired.

近年、1型糖尿病患者に対する膵臓移植や膵島移植等の治療法の開発が進められている(例えば、非特許文献1参照)。しかしながら、膵臓移植や膵島移植には、拒絶反応や絶対的なドナー不足という問題があるため、これらの移植の実施は困難であることが予想される。そのため、膵臓移植や膵島移植以外の、1型糖尿病治療のための薬剤や治療法を開発する必要があった。   In recent years, treatment methods such as pancreas transplantation and islet transplantation for type 1 diabetes patients have been developed (see, for example, Non-Patent Document 1). However, pancreas transplantation and islet transplantation have problems such as rejection and an absolute shortage of donors, and it is expected that such transplantation is difficult to perform. Therefore, it was necessary to develop drugs and treatment methods for treating type 1 diabetes other than pancreas transplantation and islet transplantation.

さらに、最近になって、2型糖尿病患者においても、膵β細胞の数が減少していることが示された。このことから、1型糖尿病のみならず、糖尿病患者の多数を占める2型糖尿病においても、膵β細胞の増加・インスリン分泌の増加をもたらす治療法を開発することが待望されている。
Ryan EA, Paty BW, Senior PA, Bigam D, Alfadhli E, Kneteman NM, Lakey JR, Shapiro AM: Five-year follow-up after clinical islet transplantation. Diabetes 54:2060-2069, 2005
In addition, recently, it has been shown that the number of pancreatic β cells is decreased in patients with type 2 diabetes. From this, not only type 1 diabetes but also type 2 diabetes which occupies a large number of diabetic patients, there is a long-awaited development of a treatment method that causes an increase in pancreatic β cells and an increase in insulin secretion.
Ryan EA, Paty BW, Senior PA, Bigam D, Alfadhli E, Kneteman NM, Lakey JR, Shapiro AM: Five-year follow-up after clinical islet transplantation. Diabetes 54: 2060-2069, 2005

本発明は、膵β細胞増殖促進、血中インスリン濃度上昇、血糖値低下、及び糖尿病治療・予防に有効な新規薬剤を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a novel drug effective for promoting pancreatic β cell proliferation, increasing blood insulin concentration, decreasing blood glucose level, and treating / preventing diabetes.

本発明者らは、アデノウイルスを用いて正常マウスの肝臓に活性型 MEKタンパク質をコードする遺伝子を導入し、その効果を検討したところ、ウイルス投与3日目のブドウ糖負荷試験で、糖反応性の血中インスリン濃度が亢進し、ブドウ糖負荷試験中の血糖値が低下することを見出した。また、ウイルス投与16日目の活性型 MEKタンパク質導入マウスの膵インスリン含量は、LacZ遺伝子を導入したマウスの膵インスリン含量の3倍程度にまで増加することを見出した。さらに、組織学的検査においては活性型 MEKタンパク質導入マウスにおいて膵島内細胞中のBrdU陽性細胞比率の有意な増加を認めたことから、活性型 MEKタンパク質導入マウスの膵島ではβ細胞が増殖することを見出し、本発明を完成するに至った。   The present inventors introduced a gene encoding an active MEK protein into the liver of a normal mouse using adenovirus, and examined the effect thereof. In the glucose tolerance test on the third day after virus administration, the sugar reactivity was confirmed. It was found that the blood insulin concentration increased and the blood glucose level decreased during the glucose tolerance test. In addition, the inventors found that the pancreatic insulin content of the activated MEK protein-introduced mice on the 16th day after virus administration increased to about 3 times the pancreatic insulin content of the mice introduced with the LacZ gene. Furthermore, histological examination showed a significant increase in the ratio of BrdU positive cells in islet cells in activated MEK protein-introduced mice, indicating that β cells proliferate in islets of activated MEK protein-introduced mice. The headline and the present invention were completed.

すなわち、本発明にかかる膵β細胞増殖促進剤、血中インスリン濃度上昇剤、血糖値低下剤、糖尿病予防・治療剤、及び膵臓迷走神経刺激は、肝臓においてERKタンパク質の機能を増強することを特徴とする。ここで、前記いずれの薬剤も、肝臓において内在性MEKタンパク質を活性化してもよい。また、前記いずれの薬剤も、活性型MEKタンパク質又は、活性型MEKタンパク質発現物質を含有してもよい。この活性型MEKタンパク質発現物質は、前記活性型MEKタンパク質をコードする遺伝子を発現する発現ベクターであってもよい。なお、予防・治療の対象となる糖尿病としては、例えば、1型糖尿病、2型糖尿病、膵β細胞脱落による糖尿病又は膵β細胞障害による糖尿病等が挙げられる。   That is, the pancreatic β-cell proliferation promoter, blood insulin concentration-increasing agent, blood sugar level-lowering agent, diabetes preventive / therapeutic agent, and pancreatic vagus nerve stimulation according to the present invention are characterized by enhancing the function of ERK protein in the liver. And Here, any of the aforementioned drugs may activate the endogenous MEK protein in the liver. In addition, any of the above-mentioned drugs may contain an active MEK protein or an active MEK protein expressing substance. The active MEK protein expression substance may be an expression vector that expresses a gene encoding the active MEK protein. Examples of diabetes to be prevented and treated include type 1 diabetes, type 2 diabetes, diabetes due to pancreatic β cell loss, diabetes due to pancreatic β cell disorder, and the like.

さらに、本発明にかかる膵β細胞増殖促進方法、血中インスリン濃度上昇方法、血糖値低下方法、糖尿病予防・治療方法、膵臓迷走神経刺激方法は、ヒト又はヒト以外の脊椎動物において、肝臓におけるERKタンパク質の機能を増強することを特徴とする。ここで、前記いずれの方法においても、肝臓において内在性MEKタンパク質を活性化してもよい。また、前記いずれの方法においても、肝臓に活性型MEKタンパク質又は活性型MEKタンパク質発現物質を導入してもよい。この活性型MEKタンパク質発現物質は、肝臓に前記活性型MEKタンパク質をコードする遺伝子を発現する発現ベクターであってもよい。なお、予防・治療の対象となる糖尿病としては、例えば、1型糖尿病、2型糖尿病、膵β細胞脱落による糖尿病又は膵β細胞障害による糖尿病等が挙げられる。   Furthermore, the method for promoting pancreatic β-cell proliferation, the method for increasing blood insulin concentration, the method for lowering blood glucose level, the method for preventing or treating diabetes, the method for stimulating pancreatic vagus nerve according to the present invention include ERK in the liver in human or non-human vertebrates. It is characterized by enhancing the function of a protein. Here, in any of the above methods, endogenous MEK protein may be activated in the liver. In any of the above methods, an active MEK protein or an active MEK protein-expressing substance may be introduced into the liver. The active MEK protein-expressing substance may be an expression vector that expresses a gene encoding the active MEK protein in the liver. Examples of diabetes to be prevented and treated include type 1 diabetes, type 2 diabetes, diabetes due to pancreatic β cell loss, diabetes due to pancreatic β cell disorder, and the like.

本発明によって、膵β細胞増殖促進、血中インスリン濃度上昇、血糖値低下、及び糖尿病治療・予防に有効な新規薬剤を提供することができるようになった。   According to the present invention, a novel drug effective for promoting pancreatic β-cell proliferation, increasing blood insulin concentration, decreasing blood glucose level, and treating / preventing diabetes can be provided.

以下に、本発明の実施の形態において実施例を挙げながら具体的かつ詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described specifically and in detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

実施の形態及び実施例に特に説明がない場合には、J. Sambrook, E. F. Fritsch & T. Maniatis (Ed.), Molecular cloning, a laboratory manual (3rd edition), Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor, New York (2001); F. M. Ausubel, R. Brent, R. E. Kingston, D. D. Moore, J.G. Seidman, J. A. Smith, K. Struhl (Ed.), Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons Ltd.などの標準的なプロトコール集に記載の方法、あるいはそれを修飾したり、改変した方法を用いる。また、市販の試薬キットや測定装置を用いる場合には、特に説明が無い場合、それらに添付のプロトコールを用いる。   Unless otherwise stated in the embodiments and examples, J. Sambrook, EF Fritsch & T. Maniatis (Ed.), Molecular cloning, a laboratory manual (3rd edition), Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor, New York (2001); FM Ausubel, R. Brent, RE Kingston, DD Moore, JG Seidman, JA Smith, K. Struhl (Ed.), Standard Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons Ltd. The method described in the protocol collection, or a modified or modified method thereof is used. In addition, when using commercially available reagent kits and measuring devices, unless otherwise explained, protocols attached to them are used.

なお、本発明の目的、特徴、利点、及びそのアイデアは、本明細書の記載により、当業者には明らかであり、本明細書の記載から、当業者であれば、容易に本発明を再現できる。以下に記載された発明の実施の形態及び具体的な実施例などは、本発明の好ましい実施態様を示すものであり、例示又は説明のために示されているのであって、本発明をそれらに限定するものではない。本明細書で開示されている本発明の意図ならびに範囲内で、本明細書の記載に基づき、様々に修飾ができることは、当業者にとって明らかである。   The objects, features, advantages, and ideas of the present invention will be apparent to those skilled in the art from the description of the present specification, and those skilled in the art can easily reproduce the present invention from the description of the present specification. it can. The embodiments and specific examples of the invention described below show preferred embodiments of the present invention and are shown for illustration or explanation, and the present invention is not limited to them. It is not limited. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications can be made based on the description of the present specification within the spirit and scope of the present invention disclosed herein.

===薬理作用===
本発明者らは、以下の実施例に示す通り、肝臓へ効率的に遺伝子導入することができるアデノウイルスに活性型MEKタンパク質をコードする遺伝子を組み込み、このアデノウイルスを用いて正常マウス(C57Bl/6Nマウス)の肝臓に活性型MEKタンパク質を導入することにより、膵β細胞の増殖を促進し、膵インスリン含量を増加させ、血糖値を低下させることを可能にした。
=== Pharmacological action ===
As shown in the Examples below, the present inventors incorporated a gene encoding an active MEK protein into an adenovirus that can efficiently introduce a gene into the liver, and using this adenovirus, normal mice (C57Bl / 6N mice) promoted the proliferation of pancreatic β cells, increased pancreatic insulin content, and lowered blood glucose levels by introducing active MEK protein into the liver.

MEKタンパク質は、ERKシグナル伝達系の構成要素であってERKキナーゼとも呼ばれており、細胞内では、ERKタンパク質をリン酸化し、活性化するという機能を有する。このように、MEKタンパク質はERKタンパク質を通じて機能しているため、肝臓におけるERKタンパク質の機能を増強する物質は、膵β細胞の増殖促進、血中インスリン濃度の上昇、血糖値の低下、及び糖尿病の予防又は治療に用いることができる。なお、ERKシグナル伝達系は、細胞の基本的な機能を支配するので、広範な動物種においてその機能は保存されているため、MEKタンパク質やERKタンパク質など、ERKシグナル伝達系の構成要素の由来する動物種は特に限定されない。
具体的には、以下の通りである。
The MEK protein is a component of the ERK signal transduction system and is also called ERK kinase, and has a function of phosphorylating and activating the ERK protein in the cell. Thus, since MEK protein functions through ERK protein, substances that enhance the function of ERK protein in the liver can promote the proliferation of pancreatic β cells, increase blood insulin concentration, decrease blood glucose level, and diabetic It can be used for prevention or treatment. Since the ERK signal transduction system governs the basic functions of cells, its functions are preserved in a wide range of animal species, so the components of the ERK signal transduction system such as MEK protein and ERK protein are derived. The animal species is not particularly limited.
Specifically, it is as follows.

(1)膵β細胞増殖促進剤
本発明者らは、正常マウスの肝臓に活性型MEKをコードする遺伝子を導入し、その後、膵β細胞数及び膵島面積を測定したところ、このマウスの膵島においてβ細胞の増殖が促進することを明らかにした。従って、肝臓におけるERKタンパク質の機能を増強する物質は、膵β細胞増殖促進剤として有用である。
(1) Pancreatic β-cell proliferation promoter The present inventors introduced a gene encoding active MEK into the liver of a normal mouse, and then measured the number of pancreatic β-cells and the islet area. It was clarified that the proliferation of β cells was promoted. Therefore, a substance that enhances the function of ERK protein in the liver is useful as a pancreatic β cell proliferation promoter.

(2)血中インスリン濃度上昇剤
同時に、本発明者らは、正常マウスの肝臓に活性型MEKをコードする遺伝子を導入し、その後、膵インスリン含有量を測定したところ、膵インスリン含量が増加することを明らかにした。ここで、膵臓で合成されたインスリンはその後血中に分泌されることから、膵インスリン含量が増加すると、血中インスリン濃度が上昇することになる。実際、ブドウ糖負荷試験において、糖反応性のインスリン分泌が増加することを明らかにした。従って、肝臓におけるERKタンパク質の機能を増強する物質は、血中インスリン濃度上昇剤として有用である。
(2) Blood insulin concentration-increasing agent At the same time, the present inventors introduced a gene encoding active MEK into the liver of a normal mouse and then measured pancreatic insulin content. As a result, the pancreatic insulin content increased. It revealed that. Here, since insulin synthesized in the pancreas is subsequently secreted into the blood, when the pancreatic insulin content is increased, the blood insulin concentration is increased. In fact, the glucose tolerance test revealed that glucose-responsive insulin secretion increased. Therefore, a substance that enhances the function of ERK protein in the liver is useful as a blood insulin level increasing agent.

(3)血糖値低下剤
また、本発明者らは、正常マウスの肝臓に活性型MEKをコードする遺伝子を導入し、その後、空腹時血糖値を測定したところ、空腹時血糖値が正常値まで低下することを明らかにした。また、上記と同様の方法を用いて、正常マウスの肝臓に活性型MEKをコードする遺伝子を導入し、その後、ブドウ糖負荷試験を行ない血糖値を測定したところ、ブドウ糖負荷試験2時間後の血糖値が正常値まで低下することを明らかにした。ここで、「正常値」とは、疾患等を有さない健常マウスの血糖値のことをいう。従って、肝臓におけるERKタンパク質の機能を増強する物質は、血糖値低下剤として有用である。
(3) Blood sugar level-lowering agent In addition, the present inventors introduced a gene encoding active MEK into the liver of a normal mouse and then measured the fasting blood glucose level. It was revealed that it declined. In addition, using the same method as described above, a gene encoding active MEK was introduced into the liver of a normal mouse, and then a glucose tolerance test was performed to measure the blood glucose level. Was found to decrease to normal values. Here, the “normal value” means a blood glucose level of a healthy mouse having no disease or the like. Therefore, a substance that enhances the function of ERK protein in the liver is useful as a blood glucose level lowering agent.

(4)糖尿病予防・治療剤
本発明者らは、1型糖尿病モデルマウス(STZマウス:膵β細胞の破壊によって高血糖を生じる糖尿病モデルマウス)、進行性の膵β細胞の脱落をきたす糖尿病モデルマウス(AKITAマウス:小胞体ストレスにより膵β細胞がアポトーシスをおこし高血糖を生じる糖尿病モデルマウス)及び肥満により2型糖尿病を発症するモデルマウス(C57BL/KSJ-db/dbマウス:レプチン受容体変異により遺伝的肥満をきたしインスリン抵抗性となる糖尿病モデルマウス)の肝臓に活性型MEKをコードする遺伝子を導入し、その後、膵インスリン含有量及び空腹時血糖値を測定したところ、膵インスリン含量が増加すること、及び空腹時血糖値が正常値まで低下することを明らかにした。従って、本発明の肝臓におけるERKタンパク質の機能を増強する物質は、糖尿病予防・治療剤として有用である。
(4) Diabetes preventive / therapeutic agents The present inventors are a type 1 diabetes model mouse (STZ mouse: a diabetes model mouse that produces hyperglycemia by destruction of pancreatic β cells), a diabetes model that causes progressive pancreatic β cell loss. Mice (AKITA mice: diabetes model mice in which pancreatic β cells undergo apoptosis due to endoplasmic reticulum stress and hyperglycemia) and model mice that develop type 2 diabetes due to obesity (C57BL / KSJ-db / db mice: due to leptin receptor mutations) Pancreatic insulin content increases when pancreatic insulin content and fasting blood glucose level are measured after introduction of a gene encoding active MEK into the liver of a diabetic model mouse with genetic obesity and insulin resistance) And that the fasting blood glucose level decreased to a normal level. Therefore, the substance that enhances the function of ERK protein in the liver of the present invention is useful as an agent for preventing or treating diabetes.

ここで、一般に、1型糖尿病は、膵β細胞の破壊性病変によってインスリンの不足が進行するタイプで、多くの場合、インスリンの絶対的欠乏に陥るといわれている。一方、2型糖尿病は、糖尿病患者の95%以上を占める最も多いタイプで、インスリン分泌の低下とインスリン感受性の低下とが発病にかかわるといわれている。しかしながら、最近になって、2型糖尿病の発症においても、インスリン抵抗性の負荷と密接に関わりあって膵β細胞障害によってインスリンの不足が生じることが分かってきた。従って、本発明の肝臓におけるERKタンパク質の機能を増強する物質は、膵β細胞破壊・消失に起因する1型糖尿病の予防・治療剤としてだけでなく、二次的に膵β細胞障害を生じる2型糖尿病(例えば、肥満・インスリン抵抗性による糖尿病)の予防・治療剤としても有用である。ここで、膵β細胞障害には、膵β細胞機能異常(インスリン分泌不全、膵β細胞分化異常、膵β細胞増殖異常)、膵β細胞数減少(既存の膵β細胞の脆弱性、既存の膵β細胞の増殖障害)、膵β細胞の疲幣等が含まれる。   Here, in general, type 1 diabetes is a type in which deficiency of insulin proceeds due to destructive lesions of pancreatic β cells, and in many cases, it is said to fall into absolute deficiency of insulin. On the other hand, type 2 diabetes is the most common type that accounts for 95% or more of diabetic patients, and it is said that decreased insulin secretion and decreased insulin sensitivity are involved in the pathogenesis. However, recently, it has been found that in the onset of type 2 diabetes, insulin deficiency is caused by pancreatic β-cell damage, closely related to the insulin resistance load. Therefore, the substance that enhances the function of ERK protein in the liver of the present invention not only serves as a preventive / therapeutic agent for type 1 diabetes caused by pancreatic β cell destruction / disappearance, but also causes pancreatic β cell damage 2 It is also useful as a prophylactic / therapeutic agent for type 2 diabetes (for example, diabetes due to obesity / insulin resistance). Here, pancreatic β-cell disorders include pancreatic β-cell dysfunction (insulin secretion failure, pancreatic β-cell differentiation abnormality, pancreatic β-cell proliferation abnormality), pancreatic β-cell number decrease (the vulnerability of existing pancreatic β-cells, existing pancreatic β-cells) Pancreatic β-cell proliferation disorder), pancreatic β-cell fatigue, and the like.

なお、急性膵炎、慢性膵炎、壊死性膵炎、膵癌、先天異常、自己免疫疾患、薬剤投与による副作用、環境因子等に起因する二次性糖尿病にも、本発明の糖尿病予防・治療剤は有用である。   In addition, the diabetes preventive / therapeutic agent of the present invention is useful for secondary diabetes caused by acute pancreatitis, chronic pancreatitis, necrotizing pancreatitis, pancreatic cancer, congenital anomalies, autoimmune diseases, side effects due to drug administration, environmental factors, etc. is there.

また、糖尿病の発症の予防や糖尿病の治療には、本発明の薬剤の投与の他に、1型糖尿病の場合はインスリン療法等を、2型糖尿病の場合はαグルコシダーゼ阻害薬(αGI)、速効型インスリン分泌促進薬等の食後過血糖抑制薬の投与、食事療法、運動療法等を組み合わせてもよい。   In addition to the administration of the agent of the present invention, in addition to the administration of the agent of the present invention, insulin therapy or the like is used for type 1 diabetes, α-glucosidase inhibitor (αGI), fast-acting for type 2 diabetes. Administration of postprandial hyperglycemia inhibitors such as type I insulin secretagogues, diet therapy, exercise therapy and the like may be combined.

===ERKタンパク質の機能増強方法===
細胞内でERKタンパク質の機能を増強するには、ERKシグナル伝達系を活性化できれば特に限定されず、細胞内の内在性ERKタンパク質を活性化してもよく、細胞内に活性型ERKタンパク質又は活性型ERKタンパク質発現物質を導入してもよい。従って、ERKタンパク質の機能を増強する物質は、ERKシグナル伝達系を活性化できるものであれば特に限定されない。
=== Method for enhancing function of ERK protein ===
In order to enhance the function of the ERK protein in the cell, it is not particularly limited as long as the ERK signal transduction system can be activated, and the endogenous ERK protein in the cell may be activated. An ERK protein expressing substance may be introduced. Therefore, the substance that enhances the function of the ERK protein is not particularly limited as long as it can activate the ERK signal transduction system.

(1)活性型ERKタンパク質又は活性型ERKタンパク質発現物質の導入方法
活性型ERKタンパク質を細胞に導入するための方法としては特に限定されず、Protein Transduction Domains (PTD) 融合タンパク質としてTATやVP22との融合タンパク質を用いてもよく、in vitroで合成した活性型MEKタンパク質を、例えば、BioPorterTM、ChariotTMなどのタンパク質導入試薬や、インジェクションなどにより細胞に導入すればよい。
(1) Method for introducing active ERK protein or active ERK protein expressing substance The method for introducing active ERK protein into cells is not particularly limited, and protein transduction domains (PTD) fusion proteins with TAT or VP22 A fusion protein may be used, and an active MEK protein synthesized in vitro may be introduced into a cell by, for example, a protein introduction reagent such as BioPorter or Chariot ™, or injection.

活性型ERKタンパク質発現物質導入は、リン酸カルシウム法、リポフェクション法、エレクトロポレーション法、マイクロインジェクション法、ウイルス感染法、その他様々なDDS(drug delivery system)等、その方法は特に限定されない。   The active ERK protein expression substance introduction method is not particularly limited, such as calcium phosphate method, lipofection method, electroporation method, microinjection method, virus infection method, and various other drug delivery systems (DDS).

(2)内在性ERKタンパク質の活性化方法
細胞内の内在性ERKタンパク質を活性化するには、例えばTPAなどのERKタンパク質を活性化する薬剤を用いてもよく、ERKシグナル伝達系の上流を活性化してもよい。
(2) Method for activating endogenous ERK protein To activate the endogenous ERK protein in the cell, for example, a drug that activates the ERK protein such as TPA may be used, and the upstream of the ERK signal transduction system is activated. May be used.

細胞内でERKシグナル伝達系の上流を活性化するには、例えば、MEKタンパク質の機能を増強すればよい。その方法としては、内在性MEKタンパク質を活性化してもよく、活性型MEKタンパク質又は活性型MEKタンパク質発現物質を導入してもよい。   In order to activate the upstream of the ERK signal transduction system in the cell, for example, the function of the MEK protein may be enhanced. As the method, an endogenous MEK protein may be activated, or an active MEK protein or an active MEK protein expression substance may be introduced.

細胞内で内在性MEKタンパク質を活性化するには、例えば、ERKシグナル伝達系において、MEKタンパク質の上流を活性化させればよく、その方法は特に限定されないが、例えば、Rasタンパク質や、あるいはRafタンパク質やMEKK-1タンパク質などのMEKキナーゼを活性化させればよい。それらの活性化方法も特に限定されないが、例えば、EGFなどのERKシグナル伝達系の活性化因子を細胞に投与したり、活性型Rafタンパク質又は活性型Rafタンパク質発現物質を細胞に導入したりすればよい。その方法も特に限定されず、活性型Rafタンパク質を細胞にインジェクトしたり、活性型Rafタンパク質をコードする発現ベクターを、マイクロインジェクション、リポフェクション、ウイルスによるインフェクションなどによって細胞に導入したりすればよい。   In order to activate the endogenous MEK protein in the cell, for example, the upstream of the MEK protein may be activated in the ERK signal transduction system, and the method is not particularly limited, but for example, Ras protein or Raf What is necessary is just to activate MEK kinases, such as protein and MEKK-1 protein. The activation method is not particularly limited. For example, when an activator of an ERK signal transduction system such as EGF is administered to the cell, or an active Raf protein or an active Raf protein expression substance is introduced into the cell. Good. The method is not particularly limited, and the active Raf protein may be injected into the cell, or an expression vector encoding the active Raf protein may be introduced into the cell by microinjection, lipofection, virus infection, or the like.

活性型MEKタンパク質又は活性型MEKタンパク質発現物質を導入するには、(1)でERKタンパク質に対して記載した方法を活性型MEKタンパク質に適用すればよい。   In order to introduce an active MEK protein or an active MEK protein-expressing substance, the method described for the ERK protein in (1) may be applied to the active MEK protein.

(3)活性型タンパク質及び活性型タンパク質発現物質
ここで、活性型Rafタンパク質、活性型MEKタンパク質、あるいは活性型ERKタンパク質は、各タンパク質が活性化される際にリン酸化されるアミノ酸を、あらかじめ酸性アミノ酸に置換することによって製造できる。具体的には、例えば、Rafタンパク質の場合338番目のセリン、MEKタンパク質の場合218番目のセリン及び222番目のセリン、ERKタンパク質の場合183番目のスレオニン及び185番目のチロシンを、アスパラギン酸やグルタミン酸に置換することにより、各タンパク質を活性型にすることができる。
(3) Active protein and active protein-expressing substance Here, the active Raf protein, active MEK protein, or active ERK protein are pre-acidified amino acids that are phosphorylated when each protein is activated. It can be produced by substitution with an amino acid. Specifically, for example, 338th serine for Raf protein, 218th serine and 222th serine for MEK protein, 183th threonine and 185th tyrosine for ERK protein are added to aspartic acid and glutamic acid. By substituting, each protein can be activated.

また、活性型タンパク質発現物質は、活性型タンパク質を細胞内で発現させる物質であれば特に限定されず、活性型タンパク質をコードするmRNAや活性型タンパク質をコードする遺伝子を発現する発現ベクター等が挙げられる。   The active protein-expressing substance is not particularly limited as long as it is a substance that expresses the active protein in the cell, and examples thereof include mRNA encoding the active protein and an expression vector expressing the gene encoding the active protein. It is done.

活性型タンパク質をコードする遺伝子を発現する発現ベクターは、導入する宿主細胞で機能するプロモーターを備えていれば、どんなベクターでもよく、プラスミドベクターでも、ウイルスベクターでもよい。また、遺伝子導入に際しては、遺伝子を導入後、発現ベクターを染色体の外におく一過的発現(transient expression)であっても、発現ベクターが染色体に組み込まれた永久発現(permanent expression)であってもよい。   The expression vector that expresses the gene encoding the active protein may be any vector, plasmid vector, or viral vector as long as it has a promoter that functions in the host cell to be introduced. In addition, when a gene is introduced, even if it is a transient expression after the gene is introduced, the expression vector is a permanent expression in which the expression vector is integrated into the chromosome. Also good.

===上記薬剤の製造方法===
ERKタンパク質の機能を増強する薬剤に用いられ得る薬学的に許容される担体としては、製剤素材として慣用の各種有機あるいは無機担体物質を用いてもよく、例えば固形製剤における賦形剤、滑沢剤、結合剤及び崩壊剤、あるいは液状製剤における溶剤、溶解補助剤、懸濁化剤、等張化剤、緩衝剤及び無痛化剤等を含有してもよい。さらに必要に応じて、通常の防腐剤、抗酸化剤、着色剤、甘味剤、吸着剤、湿潤剤等の添加物を適宜、適量含有してもよい。また、剤形としては、経口剤は、例えば、錠剤、カプセル剤、顆粒剤、散剤、細粒剤、シロップ剤、徐放性錠・カプセル・顆粒剤、カシュー剤、咀嚼錠剤又はドロップ剤等が、注射剤は、例えば、溶液性注射剤、乳濁性注射剤、又は固形注射剤等が挙げられる。
=== Method for Producing the Drug ===
As a pharmaceutically acceptable carrier that can be used for a drug that enhances the function of the ERK protein, various organic or inorganic carrier substances that are conventionally used as pharmaceutical materials may be used. For example, excipients and lubricants in solid formulations , A binder and a disintegrant, or a solvent, a solubilizer, a suspending agent, a tonicity agent, a buffering agent, a soothing agent and the like in a liquid preparation. Further, if necessary, additives such as usual preservatives, antioxidants, colorants, sweeteners, adsorbents, wetting agents and the like may be appropriately contained. As the dosage form, oral preparations include, for example, tablets, capsules, granules, powders, fine granules, syrups, sustained-release tablets / capsules / granules, cashews, chewable tablets or drops. Examples of injections include solution injections, emulsion injections, and solid injections.

また、投与方法に対応して必要な担体を含有してもよく、例えば、リポフェクション法における脂質分子などがそれにあたる。   In addition, a carrier necessary for the administration method may be contained, for example, a lipid molecule in the lipofection method.

===上記薬剤の動物個体における投与方法===
本発明の薬剤を動物個体に対する投与は、上記細胞への投与方法を個体に適用することで行われ得る。
=== Method of Administration of the above Drug in an Animal Individual ===
Administration of the agent of the present invention to an animal individual can be performed by applying the above administration method to cells.

本発明の薬剤の投与量は、年齢、体重、適応症又は投与・摂取経路によって異なるが、上記作用が発揮でき、かつ、生じる副作用が許容し得る範囲内であれば特に限定されない。   The dose of the drug of the present invention varies depending on age, weight, indication, or administration / intake route, but is not particularly limited as long as the above-described effects can be exhibited and the side effects to be produced are within an acceptable range.

本発明の薬剤の投与経路は、肝臓におけるERKタンパク質の機能を増強することができる経路であれば特に限定されない。   The administration route of the drug of the present invention is not particularly limited as long as it is a route that can enhance the function of the ERK protein in the liver.

本発明の薬剤を投与する状況としては、例えば、ヒト又はヒト以外の脊椎動物において、空腹時血糖値又はブドウ糖負荷試験2時間後の血糖値を測定し、これらの血糖値が異常高値を示す場合、本発明のERKタンパク質の機能を増強する薬剤を投与する。   As a situation where the drug of the present invention is administered, for example, in a human or non-human vertebrate, a fasting blood glucose level or a blood glucose level 2 hours after a glucose tolerance test is measured, and these blood glucose levels show abnormally high levels An agent that enhances the function of the ERK protein of the present invention is administered.

なお、境界型糖尿病の場合や、糖尿病の典型的な症状(口渇、多飲、多尿、体重減少)が存在する場合や、HbA1cが健常人より高い(例えば、6.5%以上)と判断される場合や、糖尿病網膜症等の合併症が存在する場合に、本発明の薬剤を、糖尿病の発症の予防又は糖尿病の治療として用いてもよい。 In the case of borderline diabetes, when there are typical symptoms of diabetes (dry mouth, heavy drinking, polyuria, weight loss), or Hb A1c is determined to be higher than normal (eg 6.5% or more) In the case where complications such as diabetic retinopathy are present, the agent of the present invention may be used as prevention of the onset of diabetes or treatment of diabetes.

===膵臓迷走神経刺激方法===
正常マウスの膵臓を支配する迷走神経を切断すると、肝臓に活性型MEKタンパク質をコードする遺伝子を導入した正常マウスにおいて認められた症状(膵β細胞の増殖、血中インスリン濃度の上昇、及び血糖値の低下)がほぼ完全に認められなくなる。従って、肝臓でERKタンパク質を活性化すると、膵臓を支配する迷走神経が刺激される。そのため、ヒト又はヒト以外の脊椎動物において膵臓を支配する迷走神経を刺激するには、肝臓におけるERKタンパク質の機能を増強すればよい。ここで、ヒトの場合、「膵臓を支配する迷走神経」は、延髄の脳神経細胞から発する第X脳神経に対応する。なお、「肝臓におけるERKタンパク質の機能を増強する」方法は、前述の通りである。
=== Method of stimulating pancreatic vagus nerve ===
When the vagus nerve that controls the pancreas of normal mice is cut, symptoms observed in normal mice with the gene encoding active MEK protein introduced into the liver (proliferation of pancreatic β cells, increased blood insulin concentration, and blood glucose level) ) Is almost completely not recognized. Thus, activating the ERK protein in the liver stimulates the vagus nerve that governs the pancreas. Therefore, in order to stimulate the vagus nerve that controls the pancreas in humans or non-human vertebrates, the function of the ERK protein in the liver may be enhanced. Here, in the case of humans, the “vagus nerve that controls the pancreas” corresponds to the X-th cranial nerve originating from the medullary cerebral nerve cell. The method of “enhancing the function of ERK protein in the liver” is as described above.

以下、実施例を用いて、以上に説明した実施態様を具体的に説明するが、これは例示であって、本発明をこの実施例に限定するものではない。   Hereinafter, although the embodiment described above will be specifically described using examples, this is an exemplification, and the present invention is not limited to these examples.

<実施例1:正常マウスの肝臓への活性型 MEK遺伝子導入の効果>
本実施例では、正常マウス(野生型マウス)の肝臓に活性型 MEKをコードする遺伝子を導入し、そのマウスにおける血糖値、血清インスリン値、及び膵細胞数・膵島数を測定した。
<Example 1: Effect of introduction of active MEK gene into liver of normal mouse>
In this example, a gene encoding active MEK was introduced into the liver of a normal mouse (wild-type mouse), and the blood glucose level, serum insulin level, pancreatic cell count / islet count in the mouse were measured.

(1)実験動物
本実施例において、正常マウスには8週齢雄C57Bl/6Nマウス(九動株式会社)を用いた。
(1) Experimental animal In this Example, 8-week-old male C57Bl / 6N mice (Kudo Co., Ltd.) were used as normal mice.

(2)遺伝子改変アデノウイルスの作製
アフリカツメガエルのMEK1タンパク質(配列番号1にMEK1cDNAの塩基配列を、配列番号2にはMEK1のアミノ酸配列を示す。)(Fukuda M, Gotoh I, Adachi M, Gotoh Y, Nishida E: A novel regulatory mechanism in the mitogen-activated protein (MAP) kinase cascade. Role of nuclear export signal of MAP kinase kinase. J Biol Chem 272:32642-32648, 1997)において、218番目のセリンをアスパラギン酸に、222番目のセリンをグルタミン酸に、さらに11番目と37番目のロイシンをアラニンに変換した活性型MEK1タンパク質をコードする遺伝子(以下、CAM遺伝子と記す)(配列番号3にはCAMcDNAの塩基配列を、配列番号4にはCAMのアミノ酸配列を示す。)を作製した。具体的には、アフリカツメガエルのMEK1タンパクをコードするcDNAを鋳型として、上記アミノ酸変異を導入するための置換塩基を有するプライマーを用いてPCR反応を行い、変異を有する配列を含む2本鎖DNAを作製し、制限酵素による切断・ライゲーションを行って、野生型cDNAの一部を、変異を有するDNA断片と置換することにより、全長のCAM遺伝子を作製した。さらに、CAM遺伝子を、アデノウイルスゲノムE1領域をCAGプロモーター下に発現できるよう置換されたコスミドに組み込み、制限酵素EcoT22Iで切断後、DNA-terminal protein complexとともにHEK293細胞にトランスフェクションを行うこと(COS-TPC法)により(Miyake S, Makimura M, Kanegae Y, Harada S, Sato Y, Takamori K, Tokuda C, Saito I. Efficient generation of recombinant adenoviruses using adenovirus DNA-terminal protein complex and a cosmid bearing the full-length virus genome. Proc Natl Acad Sci U S A, 93: 1320-1324, 1996)、CAM遺伝子を発現するアデノウイルスベクター(以下、CAM-Adと記す)を作製した。なお、コントロールには、β-ガラクトシダーゼ遺伝子を組み込んで生産した、遺伝子改変アデノウイルスベクター(以下、LacZ-Adと記す。)を用いた。
(2) Production of genetically modified adenovirus Xenopus MEK1 protein (SEQ ID NO: 1 shows the base sequence of MEK1 cDNA and SEQ ID NO: 2 shows the amino acid sequence of MEK1) (Fukuda M, Gotoh I, Adachi M, Gotoh Y , Nishida E: A novel regulatory mechanism in the mitogen-activated protein (MAP) kinase cascade. Role of nuclear export signal of MAP kinase kinase. J Biol Chem 272: 32642-32648, 1997). In addition, a gene encoding an active MEK1 protein in which 222nd serine is converted to glutamic acid and 11th and 37th leucine to alanine (hereinafter referred to as CAM gene) (SEQ ID NO: 3 shows the nucleotide sequence of CAM cDNA) SEQ ID NO: 4 shows the amino acid sequence of CAM.). Specifically, using a cDNA encoding Xenopus MEK1 protein as a template, a PCR reaction is performed using a primer having a substitution base for introducing the amino acid mutation, and a double-stranded DNA containing a mutation-containing sequence is obtained. A full-length CAM gene was prepared by replacing and ligating with a restriction enzyme and replacing part of the wild-type cDNA with a DNA fragment having a mutation. Furthermore, the CAM gene is incorporated into a cosmid substituted so that the adenovirus genome E1 region can be expressed under the CAG promoter, cut with the restriction enzyme EcoT22I, and then transfected into HEK293 cells with the DNA-terminal protein complex (COS- TPC method (Miyake S, Makimura M, Kanegae Y, Harada S, Sato Y, Takamori K, Tokuda C, Saito I. Efficient generation of recombinant adenoviruses using adenovirus DNA-terminal protein complex and a cosmid bearing the full-length virus Proc Natl Acad Sci USA, 93: 1320-1324, 1996), an adenoviral vector expressing CAM gene (hereinafter referred to as CAM-Ad) was prepared. For control, a genetically modified adenovirus vector (hereinafter referred to as LacZ-Ad) produced by incorporating a β-galactosidase gene was used.

(3)正常マウス肝臓へのCAM遺伝子の導入
(i)ERK経路の活性化
1.5×108 PFU / bodyのアデノウイルス(CAM-Ad及びlacZ-Ad)を正常マウス(C57Bl/6N)の尾静脈に注入し、ウイルスを肝臓に感染させた。ウイルス投与3日目に、肝臓におけるERKのリン酸化の程度をウエスタンブロッティング法で確認した。方法は、以下の通りである。
(3) Introduction of CAM gene into normal mouse liver (i) Activation of ERK pathway
1.5 × 10 8 PFU / body of adenovirus (CAM-Ad and lacZ-Ad) was injected into the tail vein of normal mice (C57Bl / 6N) to infect the liver with the virus. On the third day after virus administration, the degree of phosphorylation of ERK in the liver was confirmed by Western blotting. The method is as follows.

まず、マウスの肝臓を摘出し、その肝臓をバッファー(100mM Tris pH 8.5, 250mM NaCl, 1% BP-40, 1mM EDTA, 40mM Glycerol 2-phosphate , 50mM NaF, 1mM Na3VO4, 350μg/ml phenylmethane sulfonyl fuloride, 2μg/ml Aprotinin, 2μg/ml Leupeptin)に入れて氷上でホモジナイズした。ホモジナイズした組織を10分間、4℃、14,000 × gで遠心後、タンパク抽出物を含む上清(180 μg total protein)を10mMジチオスレイトールを含むLaemmliバッファー内で煮沸した。次に、Protein assay kit (Bio-Rad, Heracules, CA)を用いてタンパク質量を定量し、1サンプルあたり15μgのタンパク質をSDS-PAGEに供した。その後、常法によりタンパク質をメンブレンにブロットし、ECL plus a Western Blotting Detection System Kit(Amersham Buckinghamshire, UK)及び抗リン酸化ERK抗体(#4376, Cell Signaling Technology, Danvers, MA)を用いてERKのリン酸化を検出した。なお、ERKタンパク質発現量の検出には、抗ERK抗体(#9102, Cell Signaling Technology)を用いた。 First, the mouse liver was removed and the liver was buffered (100 mM Tris pH 8.5, 250 mM NaCl, 1% BP-40, 1 mM EDTA, 40 mM Glycerol 2-phosphate, 50 mM NaF, 1 mM Na 3 VO 4 , 350 μg / ml phenylmethane) (sulfonyl fluoride, 2 μg / ml Aprotinin, 2 μg / ml Leupeptin) and homogenized on ice. The homogenized tissue was centrifuged at 14,000 × g for 10 minutes at 4 ° C., and the supernatant containing the protein extract (180 μg total protein) was boiled in Laemmli buffer containing 10 mM dithiothreitol. Next, protein amount was quantified using Protein assay kit (Bio-Rad, Heracules, CA), and 15 μg of protein per sample was subjected to SDS-PAGE. Thereafter, the protein was blotted on a membrane by a conventional method, and ERK phosphorylation was performed using ECL plus a Western Blotting Detection System Kit (Amersham Buckinghamshire, UK) and anti-phosphorylated ERK antibody (# 4376, Cell Signaling Technology, Danvers, MA). Oxidation was detected. For detection of ERK protein expression level, an anti-ERK antibody (# 9102, Cell Signaling Technology) was used.

その結果、CAM遺伝子を導入したマウス(以下、CAMマウスと記す。) の肝臓は、LacZの遺伝子導入を行ったマウス (以下、LacZマウスと記す。) の肝臓と比較して、有意なERKのリン酸化の亢進を認めた (図1a) 。このことから、CAM-Adがマウスの肝臓に感染したことが示された。   As a result, the liver of the mouse into which the CAM gene was introduced (hereinafter referred to as CAM mouse) was significantly different from that of the mouse into which the LacZ gene had been introduced (hereinafter referred to as LacZ mouse). Increased phosphorylation was observed (Fig. 1a). This indicated that CAM-Ad was infected in the liver of mice.

(ii)糖負荷試験
(i)と同様に作製したCAMマウス及びLacZマウスに対して、ブドウ糖負荷試験を行なった。まず、ウイルス投与3日目に2 g/kg体重のグルコースを腹腔内投与し、グルコース投与前 (0分)、投与後15分、30分、60分、120分に尾静脈より採血を行い、血糖値及び血清インスリン値を測定した。なお、インスリン値は、高感度マウスインスリンアッセイキット又は超高感度マウスインスリンアッセイキット(大塚製薬株式会社)を用いて測定した。
(Ii) Glucose tolerance test A glucose tolerance test was performed on CAM mice and LacZ mice prepared in the same manner as in (i). First, on the third day of virus administration, 2 g / kg body weight glucose was intraperitoneally administered, blood was collected from the tail vein before glucose administration (0 min), 15 min, 30 min, 60 min, 120 min after administration, Blood glucose levels and serum insulin levels were measured. Insulin levels were measured using a highly sensitive mouse insulin assay kit or an ultrasensitive mouse insulin assay kit (Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd.).

図1b に示すように、CAMマウスではLacZマウスと比較して、空腹時血糖及び負荷後血糖が共に有意に低下していた 。一方、図1cに示すように、同時に測定した血清インスリン値は、CAMマウスにおいて糖負荷後15分値で有意な増加を認め、CAMマウスにおいては糖反応性のインスリン分泌が亢進し、その結果ブドウ糖負荷試験中の血糖値が低下していることが示された。
また、ウイルス投与4日目、11日目、16日目、20日目の膵インスリン含量を以下のように測定した。まず、マウスより膵尾部を中心に全体のおよそ2/3の膵臓を採取し、Acidエタノール中でホモジナイズした後、−20℃の冷凍庫にて保存した。翌日と翌々日に5分間超音波処理を行った後、10,000 rpm、10分間で遠心して上清を採取し、上記キットでインスリン値を測定した。得られた値に対し、採取した膵重量で補正を行って、膵インスリン濃度とした。
図1dに示すように、ウイルス感染後、徐々に膵インスリン含量が増加し、ウイルス投与16日目にはLacZマウスの膵インスリン含量の約2倍程度にまで増加した。
このように、肝臓で活性型MEKを発現させることにより、空腹時血糖、及び負荷後血糖が低下し、糖反応性のインスリン分泌が亢進する。
As shown in FIG. 1b, both fasting blood glucose and post-load blood glucose were significantly decreased in CAM mice compared to LacZ mice. On the other hand, as shown in FIG. 1c, the serum insulin value measured simultaneously showed a significant increase at the 15 minute value after glucose loading in CAM mice, and glucose-responsive insulin secretion increased in CAM mice. It was shown that the blood glucose level decreased during the stress test.
In addition, the pancreatic insulin content on days 4, 11, 16, and 20 of virus administration was measured as follows. First, about 2/3 of the entire pancreas was collected from the mouse, centering on the pancreatic tail, homogenized in Acid ethanol, and stored in a -20 ° C freezer. After sonication for 5 minutes on the next day and the day after next, the supernatant was collected by centrifugation at 10,000 rpm for 10 minutes, and the insulin level was measured with the above kit. The obtained value was corrected with the collected pancreas weight to obtain the pancreatic insulin concentration.
As shown in FIG. 1d, the pancreatic insulin content gradually increased after virus infection, and increased to about twice the pancreatic insulin content of LacZ mice on the 16th day after virus administration.
Thus, by expressing active MEK in the liver, fasting blood glucose and post-load blood glucose are reduced, and glucose-responsive insulin secretion is enhanced.

(iii)組織学的検査
さらに、ウイルス投与後の膵臓組織の観察を行った。具体的には以下の通りである。
まず、ウイルス投与3日目、9日目、15日目、21日目のマウスより膵臓を全摘した。膵臓を500μm毎に3μmの切片に切断し、インスリン染色を行い、切片上の全膵島数を計測した。計測した膵島数を組織切片数で割ることによって標準化し、単位体積あたりの膵島数を比較した。
図2aに示すように、この組織学的検査では、CAMマウスにおいては経時的に膵島数が増加し、ウイルス投与15日目以降はLacZマウスと比較して有意な増加を認めた。
(Iii) Histological examination Furthermore, the pancreatic tissue after virus administration was observed. Specifically, it is as follows.
First, the pancreas was excised from the mice on days 3, 9, 15, and 21 of virus administration. The pancreas was cut into 3 μm sections every 500 μm, stained with insulin, and the total number of islets on the sections was counted. The number of islets measured was standardized by dividing by the number of tissue sections, and the number of islets per unit volume was compared.
As shown in FIG. 2a, in this histological examination, the number of islets increased with time in the CAM mice, and after the 15th day after virus administration, a significant increase was observed as compared with the LacZ mice.

また、BrdU assay kit (BD bioscience, San Jose, CA)を用いて、BrdU染色を行って、細胞増殖を調べた。具体的には、ウイルス投与後3日目、9日目、15日目、21日目にBrdU(1mg/ml)を1 ml腹腔内に注射し、24時間後に膵臓を全摘し、上述の通り全割を行い、以下のようにBrdUの免疫染色に供した。まず、切片はキットに付属しているsolution1とsolution2の混合液中でオートクレーブにより89℃に加熱し抗原の賦活化を行った。その後キット内のビオチン化抗BrdU抗体を10倍に希釈したものを切片上に滴下し1時間室温にて抗原抗体反応を行った。さらにキット内のStreptavidin-HRPを加え、室温で30分間反応させた後、3,3’- ジアミノベンチジン (DAB) chromogen液と5分間反応させて発色を行った。   In addition, BrdU staining was performed using a BrdU assay kit (BD bioscience, San Jose, Calif.) To examine cell proliferation. Specifically, 3 days, 9 days, 15 days, and 21 days after virus administration, 1 ml of BrdU (1 mg / ml) was injected intraperitoneally, and 24 hours later, the pancreas was excised, The whole was performed as described above and subjected to immunostaining for BrdU as follows. First, the section was heated to 89 ° C. by autoclaving in the mixed solution of solution 1 and solution 2 attached to the kit to activate the antigen. Thereafter, a 10-fold diluted biotinylated anti-BrdU antibody in the kit was dropped on the section, and an antigen-antibody reaction was performed at room temperature for 1 hour. Furthermore, Streptavidin-HRP in the kit was added and reacted at room temperature for 30 minutes, and then reacted with 3,3′-diaminobenzidine (DAB) chromogen solution for 5 minutes to develop color.

図2bに示すように、ウイルス投与3日目からCAMマウスの膵島内細胞中のBrdU陽性細胞比率の有意な増加が認められた。ウイルス投与9日目においてもBrdU陽性細胞比率の有意な増加が持続していたが、ウイルス投与15日目にはLacZマウスとの差を認めなかった (図2c)。このことから、CAMマウスの膵島では、ウイルス投与直後に増殖が亢進している細胞が存在することが示された。   As shown in FIG. 2b, a significant increase in the ratio of BrdU positive cells in the islet cells of CAM mice was observed from the third day after virus administration. Although a significant increase in the ratio of BrdU positive cells continued on day 9 after virus administration, no difference from LacZ mice was observed on day 15 after virus administration (FIG. 2c). From this, it was shown that in the CAM mouse islets, there are cells whose proliferation is enhanced immediately after virus administration.

さらに膵島中のどのような細胞の増殖が亢進しているのかを検討するために、CAMマウスのウイルス投与3日目の膵切片を用いてBrdUとインスリンの二重染色を行った。二重染色は上述の通りBrdU染色を行い、DAB液を用いて1色目の発色反応 (本来は茶色だが、図2dでは灰色で示されている) を行った後、抗インスリン抗体(Sigma, St.Louis, MO)を用いて1次抗体反応を1時間室温、ペルオキシダーゼ標識2次抗体(株式会社 ニチレイ)を用いて2次抗体反応を1時間室温で行った切片に対して、アミノエチルカルバゾール (AEC) 基質キット(ニチレイ) を用いて2色目の発色反応 (本来は赤色だが、図2dでは黒色で示されている) を行った。   Furthermore, in order to examine what kind of cell proliferation in the islet is enhanced, double staining of BrdU and insulin was performed using a pancreatic section of the CAM mouse on the third day after virus administration. Double staining is performed by BrdU staining as described above, and after the color development reaction of the first color using DAB solution (originally brown, but shown in gray in FIG. 2d), anti-insulin antibody (Sigma, St .Louis, MO) for 1 hour at room temperature and peroxidase-labeled secondary antibody (Nichirei Co., Ltd.) for secondary antibody reaction for 1 hour at room temperature. AEC) A second color development reaction (originally red but shown in black in FIG. 2d) was performed using a substrate kit (Nichirei).

その結果、図2dに示すように、灰色のシグナルを有する細胞のうち、97.6%の細胞が黒色のシグナルを有する、すなわち、膵島内のBrdU陽性細胞のうち、97.6%の細胞がインスリンにも陽性を示すことが明らかとなった。   As a result, as shown in FIG. 2d, 97.6% of the cells with a gray signal have a black signal, that is, 97.6% of the BrdU positive cells in the islets are also positive for insulin. It became clear to show.

ERK経路は細胞の増殖において重要な作用を有する経路であることから(Roux PP, Blenis J: ERK and p38 MAPK-activated protein kinases: a family of protein kinases with diverse biological functions. Microbiol Mol Biol Rev 68:320-344, 2004)、CAM Adが直接β細胞に作用して増殖を促している可能性が示唆された。   Since the ERK pathway has an important effect on cell proliferation (Roux PP, Blenis J: ERK and p38 MAPK-activated protein kinases: a family of protein kinases with diverse biological functions. Microbiol Mol Biol Rev 68: 320 -344, 2004), it was suggested that CAM Ad may directly act on β cells to promote proliferation.

そこで、ウイルス投与3日目のLacZマウス、CAMマウスの単離膵島に対し、以下のようにリン酸化ERK抗体を用いてウエスタンブロティング法を行い、ERKのリン酸化の程度を調べた。   Therefore, Western blotting was performed on the isolated islets of LacZ mice and CAM mice on the third day after virus administration using a phosphorylated ERK antibody as follows to examine the degree of phosphorylation of ERK.

まず、対応するマウスから膵臓を摘出し、その膵臓をバッファー(100mM Tris pH 8.5, 250mM NaCl, 1% BP-40, 1mM EDTA, 40mM Glycerol 2-phosphate , 50mM NaF, 1mM Na3VO4, 350μg/ml phenylmethane sulfonyl fuloride, 2μg/ml Aprotinin, 2μg/ml Leupeptin)に入れてホモジナイズした。ホモジナイズした組織を10分間、4℃、14,000 × gで遠心後、タンパク質抽出物を含む上清(180 μg total protein)を10mMジチオスレイトールを含むLaemmliバッファー内で煮沸した。SDS-PAGE後、メンブレンにトランスファーし、抗リン酸化ERK抗体 (#4376, Cell Signaling Technology, Danvers, MA)で、リン酸化ERKを検出した。結果の検出はECL plus a Western Blotting Detection System Kit (Amersham Buckinghamshire, UK) を用いて行った。なお、抗ERK抗体(#9102, Cell Signaling Technology)を用いてウエスタンブロッティングを行い、ERKタンパク質の発現量には変化を認めないことを確認した。 First, the pancreas was removed from the corresponding mouse and the pancreas was buffered (100 mM Tris pH 8.5, 250 mM NaCl, 1% BP-40, 1 mM EDTA, 40 mM Glycerol 2-phosphate, 50 mM NaF, 1 mM Na 3 VO 4 , 350 μg / and homogenized in (ml phenylmethane sulfonyl fuloride, 2 μg / ml Aprotinin, 2 μg / ml Leupeptin). The homogenized tissue was centrifuged at 14,000 × g for 10 minutes at 4 ° C., and the supernatant containing the protein extract (180 μg total protein) was boiled in Laemmli buffer containing 10 mM dithiothreitol. After SDS-PAGE, it was transferred to a membrane, and phosphorylated ERK was detected with an anti-phosphorylated ERK antibody (# 4376, Cell Signaling Technology, Danvers, Mass.). The results were detected using the ECL plus a Western Blotting Detection System Kit (Amersham Buckinghamshire, UK). Western blotting was performed using an anti-ERK antibody (# 9102, Cell Signaling Technology), and it was confirmed that there was no change in the expression level of ERK protein.

その結果、図2eに示すように、両群間で明らかなERKのリン酸化の程度の差は認められなかったため、膵臓における細胞増殖は、CAM Adが膵臓に作用したものではないことが結論された。   As a result, as shown in Fig. 2e, there was no obvious difference in the degree of phosphorylation of ERK between the two groups, so it was concluded that cell proliferation in the pancreas was not due to CAM Ad acting on the pancreas. It was.

このように、CAMマウスの膵島では、CAM Adが膵臓に感染したことによる直接的な増殖促進効果以外の機序によってβ細胞の増殖が亢進し、その結果、膵島数が増加し、膵インスリン含量が増加している。   Thus, in CAM mouse islets, β-cell proliferation is enhanced by mechanisms other than the direct growth-promoting effect of CAM Ad infecting the pancreas, resulting in an increase in the number of islets and pancreatic insulin content. Has increased.

<実施例2:肝臓へのCAM遺伝子導入による膵β細胞増殖における、膵臓を支配する迷走神経の関与>
膵臓は食道腹側、背側を走行する、迷走神経食道前後幹それぞれから神経支配を受けることが知られている。そこで、まず、マウスの腹部を正中切開にて開腹し、食道胃接合部を露出し、食道腹側を走行する迷走神経前幹を食道胃接合部付近で切断した。その後、腸管、胃、脾臓などの腹腔内臓器を右側に反転させ、腹部大動脈から分岐する腹腔動脈付近を露出した。食道背側を走行する迷走神経後幹から分岐し、腹腔動脈に沿って走行する迷走神経腹腔枝を膵臓に可能な限り近い部位で切断した(vagotomy (VG))。手術後1週間の回復期を置いてからウイルス投与を行った。ウイルス投与後の解析結果は、開腹後に食道胃接合部と腹腔動脈を露出するのみの手術を行った群 (sham operation (SO))と比較した。
<Example 2: Involvement of vagus nerve governing pancreas in pancreatic β cell proliferation by introduction of CAM gene into liver>
It is known that the pancreas is innervated from the anteroposterior trunk of the vagus nerve that runs on the ventral and dorsal sides of the esophagus. Therefore, first, the abdomen of the mouse was opened through a midline incision to expose the esophagogastric junction, and the anterior vagus nerve trunk running on the esophagus was cut near the esophagogastric junction. Thereafter, the abdominal organs such as the intestinal tract, stomach, and spleen were inverted to the right to expose the vicinity of the celiac artery branching from the abdominal aorta. The vagal nerve branch branching from the posterior trunk of the vagus nerve running on the back side of the esophagus and running along the celiac artery was cut as close as possible to the pancreas (vagotomy (VG)). The virus was administered after a recovery period of 1 week after surgery. The analysis results after virus administration were compared with the group (sham operation (SO)) in which surgery was performed only to expose the esophagogastric junction and the celiac artery after laparotomy.

VGを行ってCAMのウイルス投与を行ったマウス (VG-CAMマウス)においては、SOを行ってCAMのウイルス投与を行ったマウス (SO-CAMマウス)でウイルス投与3日目に認められた糖負荷試験中の血糖値の低下、糖反応性のインスリン分泌の亢進、16日目に認められた膵インスリン含量の増加がほぼ完全に認められなくなった (図3 a,b,c)。またVG-CAMマウスにおいては、SO-CAMマウスにおけるウイルス投与3日目の膵島でのBrdU陽性細胞の増加が認められなくなった (図3 d)。   In VG-treated mice (VG-CAM mice), the sugars observed on the 3rd day of virus administration in mice administered SO and CAM viruses were administered (SO-CAM mice) During the stress test, the decrease in blood glucose level, the increase in glucose-responsive insulin secretion, and the increase in pancreatic insulin content observed on the 16th day were almost completely not observed (FIGS. 3a, b, c). In VG-CAM mice, no increase in BrdU positive cells in the islets on the third day after virus administration in SO-CAM mice was observed (Fig. 3d).

このことから肝臓へのCAM遺伝子導入による糖反応性インスリン分泌の亢進、膵β細胞の増殖による膵インスリン含量の増加は、膵臓を支配する迷走神経を介して起こっていることが示されると同時に、ここでも、CAMの膵臓へのウイルス感染が原因でないことが示された。   This indicates that the increase in glucose-responsive insulin secretion by introducing the CAM gene into the liver and the increase in pancreatic insulin content due to the proliferation of pancreatic β cells occur via the vagus nerve that controls the pancreas, Again, it was shown that CAM pancreatic virus infection was not the cause.

<実施例3:インスリン抵抗性モデルマウスの膵島肥大における肝臓のERK経路の関与>
本実施例では、インスリン抵抗性モデルマウスの膵島肥大における肝臓のERK経路の関与を検討した。
<Example 3: Involvement of hepatic ERK pathway in islet hypertrophy in insulin resistance model mice>
In this example, the involvement of the ERK pathway of the liver in the islet hypertrophy of insulin resistance model mice was examined.

既にob/obマウスの肝臓においてERKのリン酸化が亢進していることが報告されていることから(Yang S, Lin HZ, Hwang J, Chacko VP, Diehl AM: Hepatic hyperplasia in noncirrhotic fatty livers: is obesity-related hepatic steatosis a premalignant condition? Cancer Res 61:5016-5023, 2001)、高脂肪食を負荷したマウス(HFDマウス)とob/obマウスの肝臓においてERKのリン酸化の程度をウエスタンブロッティング法を用いて調べた。なお、高脂肪食 (サフラワー油 32%、カゼイン 33.1%、スクロース 17.6%、セルロース 5.6%) 負荷マウス(HFDマウス)は、5週齢のC57Bl/6Nマウスに4週間負荷したものを用い、ob/obマウス(日本チャールズリバー株式会社)については8週齢のものを用いた。その結果、HFDマウスの肝臓においても、ob/obマウスと同様、ERKのリン酸化の亢進が認められた (図4 a)。   It has already been reported that phosphorylation of ERK is enhanced in the liver of ob / ob mice (Yang S, Lin HZ, Hwang J, Chacko VP, Diehl AM: Hepatic hyperplasia in noncirrhotic fatty livers: is obesity -Relevant hepatic steatosis a premalignant condition? Cancer Res 61: 5016-5023, 2001), Western blotting was used to determine the degree of ERK phosphorylation in the livers of high fat diet mice (HFD mice) and ob / ob mice I investigated. Note that high-fat diet (32% safflower oil, 33.1% casein, 17.6% sucrose, 5.6% cellulose) loaded mice (HFD mice) were loaded on 5-week-old C57Bl / 6N mice for 4 weeks, ob For / ob mice (Nippon Charles River Co., Ltd.), 8-week old mice were used. As a result, increased phosphorylation of ERK was also observed in the liver of HFD mice, as in ob / ob mice (FIG. 4a).

また、同様にインスリン抵抗性を呈して、膵島が腫大するdb/db (C57Bl/6 KSJ back gound) マウスに、優性阻害型変異体MEK1遺伝子(dominant-negative mutant; DNM)(Ueyama T, Kawashima S, Sakoda T, Rikitake Y, Ishida T, Kawai M, Yamashita T, Ishido S, Hotta H, Yokoyama M: Requirement of activation of the extracellular signal-regulated kinase cascade in myocardial cell hypertrophy. J Mol Cell Cardiol 32:947-960, 2000)を発現するAdを、5×108 PFU/bodyで同様に感染させたところ、ウイルス投与7日目の肝臓でのERKのリン酸化は減少し (図4 b)、膵インスリン含量はLacZマウスと比較して有意に低下した(図4 c)。
このように、肝臓におけるERK経路の活性化は、生理的な膵β細胞増殖、膵島肥大においても関与していた。
Similarly, the dominant-negative mutant MEK1 gene (dominant-negative mutant (DNM) (Ueyama T, Kawashima) was developed in db / db (C57Bl / 6 KSJ back gound) mice that exhibited insulin resistance and swollen islets. S, Sakoda T, Rikitake Y, Ishida T, Kawai M, Yamashita T, Ishido S, Hotta H, Yokoyama M: Requirement of activation of the extracellular signal-regulated kinase cascade in myocardial cell hypertrophy.J Mol Cell Cardiol 32: 947- 960, 2000) was similarly infected with 5 × 10 8 PFU / body, ERK phosphorylation in the liver on day 7 after virus administration decreased (Fig. 4b) and pancreatic insulin content Was significantly reduced compared to LacZ mice (Fig. 4c).
Thus, activation of the ERK pathway in the liver was also involved in physiological pancreatic β cell proliferation and islet hypertrophy.

<実施例4:インスリン欠乏モデルマウスに対するCAM遺伝子導入の効果>
β細胞が脱落すると、インスリンは絶対的な欠乏や相対的な欠乏を呈する。そこで、糖尿病を発症したマウスの肝臓に1.5×108 PFU / bodyでCAMウイルス感染を行い、その効果を検討した。なお、以下の実験には、1型糖尿病モデルマウスであるSTZマウス、進行性にインスリン分泌が低下するAKITAマウス、また、肥満によりインスリン抵抗性が生じる2型糖尿病モデルマウスであるC57BL/KSJ-db/dbマウスを用いた。
<Example 4: Effect of CAM gene introduction on insulin-deficient model mice>
When beta cells are lost, insulin exhibits an absolute or relative deficiency. Therefore, CAM virus infection was performed at 1.5 × 10 8 PFU / body on the liver of mice that developed diabetes, and the effect was examined. In the following experiments, STZ mice that are type 1 diabetes model mice, AKITA mice that progressively decrease insulin secretion, and C57BL / KSJ-db that are type 2 diabetes model mice that develop insulin resistance due to obesity A / db mouse was used.

(1)STZを投与してβ細胞を破壊したSTZマウス
(i)実験動物
STZマウスは8週齢のC57Bl/6NマウスにSTZ(Sigma)を150 mg/kgを投与して作製し、投与後16日で空腹時血糖値が250 mg/dl 以上に上昇しているものを用いた。
(ii)遺伝子導入の効果
STZ投与後16日目の空腹時血糖値が250 mg/dl以上のマウスを選択し、肝臓へのCAMウイルス投与を同様にして行った (STZ-CAMマウス)。
STZ-CAMマウスの血糖値はLacZ遺伝子を導入したSTZマウス (STZ-LacZマウス)と比較して、ウイルス投与4日目から有意な低下を認め、STZ-CAMマウスの血糖値は正常化した。さらに、その低下はウイルス投与16日目も持続した (図5a)。さらにSTZ-CAMマウスのウイルス投与3日目の膵島内のBrdU陽性細胞は有意に増加し(図5b)、ウイルス投与16日目の膵インスリン含量はSTZ-LacZマウスと比較して有意な増加を認めた (図5c)。
(1) STZ mice that have been treated with STZ to destroy β cells
(i) Experimental animals
STZ mice were prepared by administering 150 mg / kg of STZ (Sigma) to 8-week-old C57Bl / 6N mice, and the fasting blood glucose level increased to 250 mg / dl or more 16 days after administration. Using.
(Ii) Effects of gene transfer
Mice with a fasting blood glucose level of 250 mg / dl or more on the 16th day after STZ administration were selected, and CAM virus administration to the liver was performed in the same manner (STZ-CAM mice).
The blood glucose level of STZ-CAM mice was significantly decreased from the 4th day after virus administration compared with STZ mice (STZ-LacZ mice) into which LacZ gene was introduced, and the blood glucose levels of STZ-CAM mice were normalized. Furthermore, the decrease continued on day 16 after virus administration (FIG. 5a). Furthermore, the number of BrdU-positive cells in the pancreatic islets on day 3 of virus administration in STZ-CAM mice increased significantly (Fig. 5b), and the pancreatic insulin content on day 16 of virus administration increased significantly compared to STZ-LacZ mice. Recognized (Figure 5c).

(2)小胞体ストレス (ER stress) によりβ細胞が脱落するAKITAマウス
(i)実験動物
5週齢雄AKITAマウス (九動株式会社)を以下の実験に用いた。
(ii)遺伝子導入の効果
AKITAマウスに対しても同様にCAM、LacZの遺伝子導入を行った (AKITA-CAMマウス、AKITA-LacZマウス)。AKITA-CAMマウスの血糖値はAKITA-LacZマウスと比較して、ウイルス投与4日目から有意な低下を認め、その低下はウイルス投与16日目も持続した (図6a)。さらにAKITA-CAMマウスのウイルス投与3日目の膵島内のBrdU陽性細胞は、有意に増加し(図6b)、ウイルス投与16日目の膵インスリン含量はSTZ-LacZマウスと比較して有意な増加を認めた (図6c)。
(2) AKITA mice in which β-cells fall off due to ER stress (i) Experimental animals
Five-week-old male AKITA mice (Kudo Co., Ltd.) were used for the following experiments.
(Ii) Effects of gene transfer
Similarly, CAM and LacZ genes were introduced into AKITA mice (AKITA-CAM mice and AKITA-LacZ mice). The blood glucose level of AKITA-CAM mice was significantly lower than that of AKITA-LacZ mice from the 4th day after virus administration, and the decrease continued on the 16th day after virus administration (FIG. 6a). In addition, BrdU-positive cells in the islet on day 3 after virus administration in AKITA-CAM mice increased significantly (Fig. 6b), and pancreatic insulin content on day 16 after virus administration increased significantly compared to STZ-LacZ mice. (Fig. 6c).

(3)レプチン受容体の欠損により、著明なレプチン抵抗性、インスリン抵抗性を示すdb/dbマウス
(i)実験動物
8週齢雄db/db (C57Bl/6 KSJ back ground)マウス (日本チャールズリバー株式会社) を用いた。
(ii)遺伝子導入の効果
db/db KSJマウスに対しても同様にCAM、LacZの遺伝子導入を行った (db/db-CAMマウス、db/db-LacZマウス)。db/db-CAMマウスの血糖値はdb/db-LacZマウスと比較して、ウイルス投与4日目から有意な低下を認め、その低下はウイルス投与8日目も持続した (図7a)。さらにdb/db-CAMマウスのウイルス投与3日目の膵島内のBrdU陽性細胞は、有意に増加し(図7b)、ウイルス投与8日目の膵インスリン含量はSTZ-LacZマウスと比較して有意な増加を認めた(図7c)。
(3) db / db mice exhibiting marked leptin resistance and insulin resistance due to lack of leptin receptor (i) experimental animals
8-week-old male db / db (C57Bl / 6 KSJ back ground) mice (Nippon Charles River Co., Ltd.) were used.
(Ii) Effects of gene transfer
Similarly, gene transfer of CAM and LacZ was performed for db / db KSJ mice (db / db-CAM mice and db / db-LacZ mice). Compared with db / db-LacZ mice, the blood glucose level of db / db-CAM mice showed a significant decrease from the fourth day after virus administration, and this decrease persisted even on the eighth day after virus administration (FIG. 7a). Furthermore, the number of BrdU positive cells in the pancreatic islets on day 3 after virus administration in db / db-CAM mice increased significantly (Fig. 7b), and the pancreatic insulin content on day 8 after virus administration was significantly higher than in STZ-LacZ mice Increase was observed (FIG. 7c).

(4)結論
このように、肝臓におけるERKタンパク質の機能増強は、β細胞の脱落により糖尿病を発症したマウスの血糖値を低下させ、β細胞を増殖させ、インスリンの分泌量を亢進する。従って、肝臓におけるERKタンパク質の機能増強は、糖尿病の予防・治療に有効である。
(4) Conclusion As described above, the enhancement of the function of ERK protein in the liver decreases the blood glucose level of mice that have developed diabetes due to the loss of β cells, proliferates β cells, and increases the secretion amount of insulin. Therefore, enhancement of the function of ERK protein in the liver is effective for the prevention and treatment of diabetes.

本発明の一実施例において、正常マウスの肝臓へ活性型MEK遺伝子を導入した時の各種測定結果を示す図である。(a)はERKタンパク質のリン酸化を測定した結果を、(b)は糖負荷試験実施後における血糖値を測定した結果を、(c)は糖負荷試験実施時における血清インスリン値を測定した結果を、(d)は膵インスリン含量を測定した結果を示す。In one Example of this invention, it is a figure which shows the various measurement results when an active MEK gene is introduce | transduced into the liver of a normal mouse. (A) is the result of measuring phosphorylation of ERK protein, (b) is the result of measuring blood glucose level after glucose tolerance test, (c) is the result of measuring serum insulin level at glucose tolerance test (D) shows the results of measuring pancreatic insulin content. 本発明の一実施例において、正常マウスの肝臓へ活性型MEK遺伝子を導入した時の組織学的解析結果を示す図である。(a)は経時的に膵島数を測定した結果を、(b)は膵島内細胞中のBrdU陽性細胞を観察した結果を、(c)は膵島内細胞中のBrdU陽性細胞数を測定した結果を、(d)は膵島内細胞においてBrdUとインスリンとの二重染色を行った結果を、(e)は単離膵島におけるERKタンパク質のリン酸化を測定した結果を示す。In one Example of this invention, it is a figure which shows the histological-analysis result when an active type MEK gene is introduce | transduced into the liver of a normal mouse. (A) is the result of measuring the number of islets over time, (b) is the result of observing BrdU positive cells in the cells in the islets, (c) is the result of measuring the number of BrdU positive cells in the cells in the islets (D) shows the result of double staining of BrdU and insulin in the cells in the islet, and (e) shows the result of measuring phosphorylation of ERK protein in the isolated islet. 本発明の一実施例において、vagotomyを行ったマウスの肝臓へ活性型MEK遺伝子を導入した時の各種測定結果を示す図である。(a)及び(b)は糖負荷試験実施時における血糖値及び血清インスリン値を測定した結果を、(c)は膵インスリン含量を測定した結果を、(d)は膵島内細胞中のBrdU陽性細胞数を測定した結果を示す。In one Example of this invention, it is a figure which shows the various measurement results when an active type MEK gene is introduce | transduced into the liver of the mouse | mouth which performed vagotomy. (A) and (b) are the results of measuring blood glucose levels and serum insulin levels during the glucose tolerance test, (c) are the results of measuring pancreatic insulin content, and (d) are BrdU positive in islet cells. The result of measuring the number of cells is shown. 本発明の一実施例において、2型糖尿病モデルマウスの肝臓におけるERK経路の活性化の測定結果を示す図である。(a)は2型糖尿病モデルマウスの肝臓におけるERKタンパク質のリン酸化を測定した結果を、(b)は優性阻害型変異体MEK1遺伝子を導入した時の肝臓でのERKタンパク質のリン酸化を測定した結果を、(c)は優性阻害型変異体MEK1遺伝子を導入した時の2型糖尿病モデルマウスの膵インスリン含量を測定した結果を示す。In one Example of this invention, it is a figure which shows the measurement result of activation of the ERK pathway in the liver of a type 2 diabetes model mouse. (A) shows the result of measuring phosphorylation of ERK protein in the liver of a type 2 diabetes model mouse. (B) shows phosphorylation of ERK protein in the liver when the dominant-inhibitory mutant MEK1 gene was introduced. The results (c) show the results of measuring the pancreatic insulin content of type 2 diabetes model mice when the dominant inhibitory mutant MEK1 gene was introduced. 本発明の一実施例において、1型糖尿病モデルマウス(STZマウス)の肝臓へ活性型MEK遺伝子を導入した時の各種測定結果を示す図である。(a)は空腹時血糖値を測定した結果を、(b)は膵島内細胞中のBrdU陽性細胞を測定した結果を、(c)は膵インスリン含量を測定した結果を示す。In one Example of this invention, it is a figure which shows the various measurement results when an active type MEK gene is introduce | transduced into the liver of a type 1 diabetes model mouse (STZ mouse). (A) shows the result of measuring fasting blood glucose level, (b) shows the result of measuring BrdU positive cells in the cells in the islet, and (c) shows the result of measuring pancreatic insulin content. 本発明の一実施例において、1型糖尿病モデルマウス(AKITAマウス)の肝臓へ活性型MEK遺伝子を導入した時の各種測定結果を示す図である。(a)は空腹時血糖値を測定した結果を、(b)は膵島内細胞中のBrdU陽性細胞を測定した結果を、(c)は膵インスリン含量を測定した結果を示す。In one Example of this invention, it is a figure which shows the various measurement results when an active type MEK gene is introduce | transduced into the liver of a type 1 diabetes model mouse (AKITA mouse). (A) shows the result of measuring fasting blood glucose level, (b) shows the result of measuring BrdU positive cells in the cells in the islet, and (c) shows the result of measuring pancreatic insulin content. 本発明の一実施例において、2型糖尿病モデルマウス(db/db ksjマウス)の肝臓へ活性型MEK遺伝子を導入した時の各種測定結果を示す図である。(a)は空腹時血糖値を測定した結果を、(b)は膵島内細胞中のBrdU陽性細胞を測定した結果を、(c)は膵インスリン含量を測定した結果を示す。In one Example of this invention, it is a figure which shows the various measurement results when an active type MEK gene is introduce | transduced into the liver of a type 2 diabetes model mouse (db / db ksj mouse). (A) shows the result of measuring fasting blood glucose level, (b) shows the result of measuring BrdU positive cells in the cells in the islet, and (c) shows the result of measuring pancreatic insulin content.

Claims (22)

ヒト以外の脊椎動物において、膵β細胞の増殖を促進させる方法であって、
肝臓におけるERKタンパク質の機能を増強することを特徴とする膵β細胞増殖促進方法。
A method of promoting the proliferation of pancreatic β cells in vertebrates other than humans,
A method for promoting pancreatic β-cell proliferation, comprising enhancing the function of ERK protein in the liver.
肝臓において内在性MEKタンパク質を活性化することを特徴とする請求項1に記載の膵β細胞増殖促進方法。   2. The method for promoting pancreatic β-cell proliferation according to claim 1, wherein endogenous MEK protein is activated in the liver. 肝臓に活性型MEKタンパク質又は活性型MEKタンパク質発現物質を導入することを特徴とする請求項1に記載の膵β細胞増殖促進方法。   2. The method for promoting pancreatic β cell proliferation according to claim 1, wherein an active MEK protein or an active MEK protein-expressing substance is introduced into the liver. 肝臓に前記活性型MEKタンパク質をコードする遺伝子を発現する発現ベクターを導入することを特徴とする請求項3に記載の膵β細胞増殖促進方法。   4. The method of promoting pancreatic β-cell proliferation according to claim 3, wherein an expression vector that expresses the gene encoding the active MEK protein is introduced into the liver. ヒト以外の脊椎動物において、血中インスリン濃度を上昇させる方法であって、
肝臓におけるERKタンパク質の機能を増強することを特徴とする血中インスリン濃度上昇方法。
A method for increasing blood insulin levels in vertebrates other than humans,
A method for increasing blood insulin concentration, comprising enhancing the function of ERK protein in the liver.
肝臓において内在性MEKタンパク質を活性化することを特徴とする請求項5に記載の血中インスリン濃度上昇方法。   6. The method for increasing blood insulin concentration according to claim 5, wherein endogenous MEK protein is activated in the liver. 肝臓に活性型MEKタンパク質又は活性型MEKタンパク質発現物質を導入することを特徴とする請求項5に記載の血中インスリン濃度上昇方法。   6. The method for increasing blood insulin concentration according to claim 5, wherein an active MEK protein or an active MEK protein-expressing substance is introduced into the liver. 肝臓に前記活性型MEKタンパク質をコードする遺伝子を発現する発現ベクターを導入することを特徴とする請求項7に記載の血中インスリン濃度上昇方法。   8. The method for increasing blood insulin concentration according to claim 7, wherein an expression vector expressing the gene encoding the active MEK protein is introduced into the liver. ヒト以外の脊椎動物において、血糖値を低下させる方法であって、
肝臓におけるERKタンパク質の機能を増強することを特徴とする血糖値低下方法。
In a non-human vertebrate, a method for lowering blood glucose level,
A method for lowering blood glucose level, which comprises enhancing the function of ERK protein in the liver.
肝臓において内在性MEKタンパク質を活性化することを特徴とする請求項9に記載の血糖値低下方法。   The method for lowering blood glucose level according to claim 9, wherein endogenous MEK protein is activated in the liver. 肝臓に活性型MEKタンパク質又は活性型MEKタンパク質発現物質を導入することを特徴とする請求項9に記載の血糖値低下方法。   The method for lowering blood glucose level according to claim 9, wherein an active MEK protein or an active MEK protein-expressing substance is introduced into the liver. 肝臓に前記活性型MEKタンパク質をコードする遺伝子を発現する発現ベクターを導入することを特徴とする請求項11に記載の血糖値低下方法。   The method for lowering blood glucose level according to claim 11, wherein an expression vector for expressing the gene encoding the active MEK protein is introduced into the liver. ヒト以外の脊椎動物において、糖尿病を予防・治療する方法であって、
肝臓におけるERKタンパク質の機能を増強することを特徴とする糖尿病予防・治療方法。
A method for preventing and treating diabetes in vertebrates other than humans,
A method for preventing and treating diabetes, which comprises enhancing the function of ERK protein in the liver.
肝臓において内在性MEKタンパク質を活性化することを特徴とする請求項13に記載の糖尿病予防・治療方法。   The method for preventing or treating diabetes according to claim 13, wherein endogenous MEK protein is activated in the liver. 肝臓に活性型MEKタンパク質又は活性型MEKタンパク質発現物質を導入することを特徴とする請求項13に記載の糖尿病予防・治療方法。   The method for preventing or treating diabetes according to claim 13, wherein an active MEK protein or an active MEK protein-expressing substance is introduced into the liver. 肝臓に前記活性型MEKタンパク質をコードする遺伝子を発現する発現ベクターを導入することを特徴とする請求項15に記載の糖尿病予防・治療方法。   The method for preventing or treating diabetes according to claim 15, wherein an expression vector expressing the gene encoding the active MEK protein is introduced into the liver. 前記糖尿病が、1型糖尿病又は2型糖尿病であることを特徴とする請求項13〜16のいずれかに記載の糖尿病予防・治療方法The method for preventing or treating diabetes according to any one of claims 13 to 16, wherein the diabetes is type 1 diabetes or type 2 diabetes. 前記糖尿病が、膵β細胞脱落による糖尿病又は膵β細胞障害による糖尿病であることを特徴とする請求項13〜16のいずれかに記載の糖尿病予防・治療方法   The method for preventing or treating diabetes according to any one of claims 13 to 16, wherein the diabetes is diabetes caused by pancreatic β cell loss or diabetes caused by pancreatic β cell damage. ヒト以外の脊椎動物において、膵臓を支配する迷走神経を刺激する方法であって、
肝臓におけるERKタンパク質の機能を増強することを特徴とする膵臓迷走神経刺激方法。
A method of stimulating the vagus nerve that controls the pancreas in vertebrates other than humans,
A method for stimulating pancreatic vagus nerve, comprising enhancing the function of ERK protein in the liver.
肝臓において内在性MEKタンパク質を活性化することを特徴とする請求項19に記載の膵臓迷走神経刺激方法。   20. The method of stimulating pancreatic vagus nerve according to claim 19, wherein endogenous MEK protein is activated in the liver. 肝臓に活性型MEKタンパク質又は活性型MEKタンパク質発現物質を導入することを特徴とする請求項19に記載の膵臓迷走神経刺激方法。   20. The method for stimulating pancreatic vagus nerve according to claim 19, wherein an active MEK protein or an active MEK protein-expressing substance is introduced into the liver. 肝臓に前記活性型MEKタンパク質をコードする遺伝子を発現する発現ベクターを導入することを特徴とする請求項21に記載の膵臓迷走神経刺激方法。   The method for stimulating pancreatic vagus nerve according to claim 21, wherein an expression vector expressing the gene encoding the active MEK protein is introduced into the liver.
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