JP7094327B2 - 新規なオキシントモジュリン誘導体及びそれを含む肥満治療用組成物 - Google Patents

新規なオキシントモジュリン誘導体及びそれを含む肥満治療用組成物 Download PDF

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Description

本発明は、グルカゴン様ペプチド－１受容体及びグルカゴン受容体に対して天然型オキシントモジュリンよりも優れた活性を示す新規なペプチド、並びに前記ペプチドを有効成分として含む肥満予防又は治療用組成物に関する。
近年、経済成長やライフスタイルの変化により食習慣にも様々な変化が生じている。特に、多忙な現代人には、ファーストフードなどの高カロリー食品や運動不足による過体重及び肥満が増加している。世界保健機関(World Health Organisation, WHO)によれば、全世界的に１０億人以上の成人が過体重であり、そのうち少なくとも３００万人が臨床的に肥満であり、特にヨーロッパで毎年２５万人、全世界で２５０万人以上が過体重関連で死亡しているという(非特許文献１)。
過体重及び肥満は、血圧とコレステロール値を増加させて心臓疾患、糖尿、関節炎などの各種疾患の発病又は悪化の原因となっている。また、過体重及び肥満は、成人だけでなく、子供や青少年においても、動脈硬化、高血圧、脂質異常症、又は心臓疾患などの発病率を増加させる主要因となっている。
このように、肥満は全世界的な疾病であり、各種疾患の原因となり得る深刻な疾病であるが、個人の自主的な努力により克服できると信じられており、肥満患者は患者自身の自制力が弱いことによるものと評価されている。しかし、肥満は治療が容易でなく、その理由は、肥満は食欲調節及びエネルギー代謝のメカニズムに関連する複雑な疾患であるからである。よって、肥満を治療するためには、患者自身の努力だけでなく、食欲調節及びエネルギー代謝に関する異常なメカニズムを治療する方法が同時に行われなければならないので、前記異常なメカニズムを治療する医薬を開発する努力が続けられている。そのような努力の結果として、リモナバン(ｒｉｍｏｎａｂａｎｔ、サノフィ・アベンティス社)、シブトラミン(ｓｉｂｕｔｒａｍｉｎ、アボット社)、コントレイブ(Ｃｏｎｔｒａｖｅ、武田薬品)、オルリスタット(ｏｒｌｉｓｔａｔ、ロシュ社)などの医薬が開発されているが、これらは致命的な副作用があったり、肥満治療効果が不十分であるという欠点がある。例えば、リモナバン(ｒｉｍｏｎａｂａｎｔ、サノフィ・アベンティス社)は中枢神経障害の副作用があり、シブトラミン(ｓｉｂｕｔｒａｍｉｎ、アボット社)とコントレイブ(Ｃｏｎｔｒａｖｅ、武田薬品)は心血管副作用があり、オルリスタット(ｏｒｌｉｓｔａｔ、ロシュ社)は服用１年で約４ｋｇの体重減少効果を示すにすぎないことが報告されている。よって、肥満患者に安全に処方できる肥満治療剤はほとんど存在しないのが現状である。
このように、従来の肥満治療剤の問題を解消し得る肥満治療剤を開発する研究が盛んに行われており、最近ではグルカゴン誘導体に関心が集まっている。グルカゴンは、薬物治療、疾病、ホルモンや酵素の欠乏などの原因で血糖値が下がり始めると膵臓で産生される。グルカゴンは、肝臓にグリコーゲンを分解してグルコースを放出するように働きかけ、血糖レベルを正常レベルまで引き上げる役割を果たす。それだけでなく、グルカゴンは、血糖上昇効果以外に、食欲を抑制し、脂肪細胞のホルモン感受性リパーゼ(hormone sensitive lipase)を活性化させて脂肪分解を促進することにより、抗肥満効果を示すことが報告されている。このようなグルカゴンの誘導体の１つであるグルカゴン様ペプチド－１(glucagon-like peptide-1, GLP-1)は、糖尿病患者の高血糖症を減少させる治療剤として開発中の物質であり、インスリンの合成と分泌を促進し、グルカゴンの分泌を阻害し、空腹を抑制し、グルコースの使用を増進すると共に、食物摂取を阻害する機能を有する。ＧＬＰ－１と約５０％のアミノ酸相同性を有するトカゲ毒(lizard venom)から作られるエキセンディン－４(exendin-4)も、ＧＬＰ－１受容体を活性化させて糖尿病患者の高血糖症を減少させることが知られている。しかし、前記ＧＬＰ－１を含む肥満治療用医薬は、嘔吐と吐気の副作用を伴うという問題のあることが報告されている。
よって、前記ＧＬＰ－１の代案として、ＧＬＰ－１とグルカゴンの二つのペプチドの受容体に結合するオキシントモジュリン(oxyntomodulin)が脚光を浴びている。前記オキシントモジュリンは、グルカゴンの前駆体であるプレグルカゴン(pre-glucagon)から作られるペプチドであり、ＧＬＰ－１の食物摂取阻害、満腹感増進の効能と、グルカゴンの脂肪分解機能を有することから、抗肥満治療剤としての可能性が高まっている。
このようなオキシントモジュリンペプチドの二重機能(dual function)に基づき、肥満治療を目的とする薬剤を開発する研究が盛んに行われている。例えば、特許文献１には、オキシントモジュリンを有効成分として含む、ヒトの過体重を治療するための経口、非経口、粘膜(mucosal)、直腸、皮下又は経皮投与用の薬学的組成物が開示されている。しかし、オキシントモジュリンを含む肥満治療剤は、生体内での半減期が短く、１日３回高用量を投与しても肥満治療効果は低レベルであることが報告されている。よって、オキシントモジュリンを修飾することにより、生体内での半減期を延長するか、又は肥満治療効果を増大する努力が続けられている。
例えば、デュアルアゴニストオキシントモジュリン(メルク社)は、オキシントモジュリンの２番目のアミノ酸Ｌ－セリンをＤ－セリンに置換してジペプチジルペプチダーゼＩＶ(dipeptidyl peptidase-IV, DPP-IV)に対する抵抗性を増加させると共に、Ｃ末端にコレステロール部位を付着して血中半減期を延長させたものである。ＺＰ２９２９(ジーランド社)は、オキシントモジュリンの２番目のアミノ酸Ｌ－セリンをＤ－セリンに置換してＤＰＰ－ＩＶ抵抗性を高め、１７番目のアミノ酸であるアルギニンをアラニンに置換してプロテアーゼに対する抵抗性を増加させ、２７番目のアミノ酸であるメチオニンをリシンに置換して酸化的安定性を高め、２０番目と２４番目のアミノ酸であるグルタミンと２８番目のアミノ酸であるアスパラギンをそれぞれアスパラギン酸、アラニン及びセリンに置換して脱アミド化に対する安定性(deamidation stability)を高めたものである。しかし、半減期を延長させたデュアルアゴニストオキシントモジュリン(メルク社)の場合も、天然型オキシントモジュリンの半減期である８～１２分よりは長くなったが、依然として１．７時間と生体内での半減期が非常に短く、薬物の投与用量も数ｍｇ／ｋｇと非常に高いレベルである。よって、オキシントモジュリン又はその誘導体は、依然として短い半減期と低い薬効により毎日投与しなければならず、過剰量の薬物を投与しなければならないという２つの大きな欠点がある。
韓国登録特許第９２５０１７号公報
World Health Organisation, Global Strategy on Diet, PhysicalActivity and Health, 2004
よって、本発明者は、天然型オキシントモジュリンの肥満治療効果を増進させ、投与量を減少させるために、オキシントモジュリンのアミノ酸配列が一部変化した誘導体を開発し、天然型オキシントモジュリンよりグルカゴン及びＧＬＰ－１の各受容体に対して優れた活性を示すことを確認することにより、本発明を完成するに至った。
本発明は、優れた肥満治療効果を示す新規なペプチドを提供することを目的とする。
また、本発明は、前記ペプチドを含む肥満予防又は治療用組成物を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、前記ペプチド又は組成物を個体に投与して肥満を予防又は治療する方法を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、肥満の予防又は治療用医薬の製造における前記ペプチドの使用を提供することを目的とする。
本発明の新規なペプチドは、副作用を示すことなく、天然型オキシントモジュリンでは示されない食物摂取量の減少、胃排出抑制及び脂肪分解促進効果を示し、天然型オキシントモジュリンに比べて優れた受容体活性化効果を示すので、安全かつ効果的な肥満治療に広く活用することができる。
オキシントモジュリン又はオキシントモジュリン誘導体の投与量による飼料摂取量の変化を示すグラフである。
本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、本発明の一実施形態によれば、下記式１のアミノ酸配列を含む新規なペプチドを提供する。
Figure 0007094327000001
前記式において、Ｒ１はヒスチジン、デスアミノ－ヒスチジル(desamino-histidyl)、ジメチル－ヒスチジル(N-dimethyl-histidyl)、β－ヒドロキシイミダゾプロピオニル(beta-hydroxyimidazopropionyl)、４－イミダゾアセチル(4-imidazoacetyl)、β－カルボキシイミダゾプロピオニル(beta-carboxy imidazopropionyl)、又はチロシンであり、
Ｘ１はＡｉｂ(aminoisobutyric acid)、ｄ－アラニン、グリシン、Ｓａｒ(N-methylglycine)、セリン又はｄ－セリンであり、
Ｘ２はグルタミン酸又はグルタミンであり、
Ｘ３はロイシン又はチロシンであり、
Ｘ４はセリン又はアラニンであり、
Ｘ５はリシン又はアルギニンであり、
Ｘ６はグルタミン又はチロシンであり、
Ｘ７はロイシン又はメチオニンであり、
Ｘ８はアスパラギン酸又はグルタミン酸であり、
Ｘ９はグルタミン酸、セリン、α－メチルグルタミン酸又は欠失した配列であり、
Ｘ１０はグルタミン、グルタミン酸、リシン、アルギニン、セリン又は欠失した配列であり、
Ｘ１１はアラニン、アルギニン、バリン又は欠失した配列であり、
Ｘ１２はアラニン、アルギニン、セリン、バリン又は欠失した配列であり、
Ｘ１３はリシン、グルタミン、アルギニン、α－メチルグルタミン酸又は欠失した配列であり、
Ｘ１４はアスパラギン酸、グルタミン酸、ロイシン又は欠失した配列であり、
Ｘ１５はフェニルアラニン又は欠失した配列であり、
Ｘ１６はイソロイシン、バリン又は欠失した配列であり、
Ｘ１７はアラニン、システイン、グルタミン酸、リシン、グルタミン、α－メチルグルタミン酸又は欠失した配列であり、
Ｘ１８はトリプトファン又は欠失した配列であり、
Ｘ１９はアラニン、イソロイシン、ロイシン、セリン、バリン又は欠失した配列であり、
Ｘ２０はアラニン、リシン、メチオニン、グルタミン、アルギニン又は欠失した配列であり、
Ｘ２１はアスパラギン又は欠失した配列であり、
Ｘ２２はアラニン、グリシン、トレオニン又は欠失した配列であり、
Ｘ２３はシステイン、リシン又は欠失した配列であり、
Ｘ２４はアラニン、グリシン及びセリンの組み合わせで構成された２～１０個のアミノ酸を有するペプチド又は欠失した配列であり、及び
Ｒ２はＫＲＮＲＮＮＩＡ(配列番号３２)、ＧＰＳＳＧＡＰＰＰＳ(配列番号３３)、ＧＰＳＳＧＡＰＰＰＳＫ(配列番号３４)、ＨＳＱＧＴＦＴＳＤＹＳＫＹＬＤ(配列番号３５)、ＨＳＱＧＴＦＴＳＤＹＳＲＹＬＤＫ(配列番号３６)、ＨＧＥＧＴＦＴＳＤＬＳＫＱＭＥＥＥＡＶＫ(配列番号３７)又は欠失した配列である(ただし、式１のアミノ酸配列が配列番号１と同じ場合は除く)。
本発明における「ペプチド」とは、２つ以上のα－アミノ酸がペプチド結合により連結された形態の化合物を意味する。本発明の目的上、ＧＬＰ－１受容体とグルカゴン受容体の両方を活性化させて抗肥満効果を示すペプチドを意味する。本発明におけるペプチドは、オキシントモジュリンの一部のアミノ酸を付加、欠失又は置換して修飾することにより、ＧＬＰ－１受容体とグルカゴン受容体の両方を活性化させることができ、本来のオキシントモジュリンに比べて前記各受容体を高いレベルで活性化し得る、ペプチド、ペプチド誘導体、ペプチド模倣体などを含む。
本明細書におけるアミノ酸は、ＩＵＰＡＣ－ＩＵＢ命名法に従って次のように略語で記載した。
アラニン Ａ アルギニン Ｒ
アスパラギン Ｎ アスパラギン酸 Ｄ
システイン Ｃ グルタミン酸 Ｅ
グルタミン Ｑ グリシン Ｇ
ヒスチジン Ｈ イソロイシン Ｉ
ロイシン Ｌ リシン Ｋ
メチオニン Ｍ フェニルアラニン Ｆ
プロリン Ｐ セリン Ｓ
トレオニン Ｔ トリプトファン Ｗ
チロシン Ｙ バリン Ｖ
本明細書における前記ペプチドは、オキシントモジュリンのアミノ酸配列(ＨＳＱＧＴＦＴＳＤＹＳＫＹＬＤＳＲＲＡＱＤＦＶＱＷＬＭＮＴＫＲＮＲＮＮＩＡ，配列番号１)においてアミノ酸の置換、付加、欠失又は翻訳後修飾(例えば、メチル化、アシル化、ユビキチン化、分子内の共有結合)が生じ、グルカゴン及びＧＬＰ－１受容体を同時に活性化し得る任意のペプチドを含む。前記アミノ酸の置換又は付加の際に、ヒトタンパク質において通常観察される２０種のアミノ酸だけでなく、異常又は非天然型アミノ酸を用いることができる。異常アミノ酸の商業的出所には、シグマＳｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ社、ＣｈｅｍＰｅｐ社、Ｇｅｎｚｙｍｅ ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓ社が含まれる。これらのアミノ酸が含まれるペプチドと定型的なペプチド配列は、民間のペプチド合成会社、例えば米国のＡｍｅｒｉｃａｎ ｐｅｐｔｉｄｅ ｃｏｍｐａｎｙ社やＢａｃｈｅｍ社、又は韓国のＡｎｙｇｅｎ社から合成及び購入することができる。
本発明のペプチドは、野生型オキシントモジュリンのグルカゴン受容体及びＧＬＰ－１受容体に対する活性を向上させるために、配列番号１で表されるアミノ酸配列の１番目のアミノ酸であるヒスチジンのαカーボンを欠失させた４－イミダゾアセチル(4-imidazoacetyl)、Ｎ末端アミノ基を欠失させたデスアミノ－ヒスチジル(desamino-histidyl)、Ｎ末端アミノ基を２つのメチル基で修飾したジメチル－ヒスチジル(N-dimethyl-histidyl)、Ｎ末端アミノ基をヒドロキシ基に置換したβ－ヒドロキシイミダゾプロピオニル(beta-hydroxyimidazopropionyl)、又はＮ末端アミノ基をカルボキシ基に置換したβ－カルボキシイミダゾプロピオニル(beta-carboxy imidazopropionyl)に置換することができる。また、ＧＬＰ－１受容体と結合する部位を、疎水性結合とイオン結合を強化するアミノ酸に置換するか、又はそれらを組み合わせることができる。また、オキシントモジュリン配列の一部の配列をＧＬＰ－１のアミノ酸配列又はＥｘｅｎｄｉｎ－４のアミノ酸配列に置換してＧＬＰ－１受容体の活性を向上させることができる。
また、オキシントモジュリン配列の一部の配列を、αへリックスを強化する配列に置換することができる。式１のアミノ酸配列の１０、１４、１６、２０、２４及び２８番目のアミノ酸を、αへリックスをサポートすることが知られているＴｙｒ(４－Ｍｅ)、Ｐｈｅ、Ｐｈｅ(４－Ｍｅ)、Ｐｈｅ(４－Ｃｌ)、Ｐｈｅ(４－ＣＮ)、Ｐｈｅ(４－ＮＯ2)、Ｐｈｅ(４－ＮＨ2)、Ｐｈｇ、Ｐａｌ、Ｎａｌ、Ａｌａ(２－ｔｈｉｅｎｙｌ)又はＡｌａ(ｂｅｎｚｏｔｈｉｅｎｙｌ)で構成されるアミノ酸又はアミノ酸誘導体に置換することができ、挿入されるαへリックスをサポートするアミノ酸又はアミノ酸誘導体の種類及び数は限定されないことが好ましい。また、１０番目と１４番目、１２番目と１６番目、１６番目と２０番目、２０番目と２４番目、及び２４番目と２８番目を、それぞれ環を形成し得るグルタミン酸又はリシンに置換して環を形成することができ、挿入される環の数も限定されないことが好ましく、下記式２～６から選択されるアミノ酸配列を有するペプチドであることが最も好ましい。
本発明の一態様において、本発明のペプチドは、オキシントモジュリンのアミノ酸配列に、エキセンディン又はＧＬＰ－１の配列に置換した式２のアミノ酸を含むオキシントモジュリン誘導体である。
Figure 0007094327000002
本発明の他の態様において、本発明のペプチドは、オキシントモジュリンのアミノ酸配列の一部とエキセンディン又はＧＬＰ－１の配列の一部を好ましいアミノ酸リンカーで連結した下記式３のアミノ酸を含むオキシントモジュリン誘導体である。
Figure 0007094327000003
本発明のさらに他の態様において、本発明のペプチドは、オキシントモジュリンのアミノ酸配列の一部を、ＧＬＰ－１受容体との結合力を向上させるアミノ酸に置換した、例えば２６番目のＬｅｕを、ＧＬＰ－１受容体との疎水性結合により疎水性を増加させるアミノ酸であるＩｌｅ又はＶａｌに置換した下記式４を含むオキシントモジュリン誘導体に関する。
Figure 0007094327000004
本発明のさらに他の態様において、本発明のペプチドは、天然型オキシントモジュリンのＧＬＰ－１受容体及びグルカゴン受容体の活性を向上させるために、アミノ酸配列の一部を欠失させたり、アミノ酸の一部を挿入したり、アミノ酸の一部を他のアミノ酸に置換した下記式５を含むオキシントモジュリン誘導体に関する。
Figure 0007094327000005
式２～５において、Ｒ１は式１における構成と同一であり、
ＡはＳＱＧＴＦＴＳＤＹＳＫＹＬＤＳＲＲＡＱＤＦＶＱＷＬＭＮＴ(配列番号３８)、
ＳＱＧＴＦＴＳＤＹＳＫＹＬＤＥＥＡＶＲＬＦＩＥＷＬＭＮＴ(配列番号３９)、
ＳＱＧＴＦＴＳＤＹＳＫＹＬＤＥＲＲＡＱＤＦＶＡＷＬＫＮＴ(配列番号４０)、
ＧＱＧＴＦＴＳＤＹＳＲＹＬＥＥＥＡＶＲＬＦＩＥＷＬＫＮＧ(配列番号４１)、
ＧＱＧＴＦＴＳＤＹＳＲＱＭＥＥＥＡＶＲＬＦＩＥＷＬＫＮＧ(配列番号４２)、
ＧＥＧＴＦＴＳＤＬＳＲＱＭＥＥＥＡＶＲＬＦＩＥＷＡＡ(配列番号４３)及び、
ＳＱＧＴＦＴＳＤＹＳＲＱＭＥＥＥＡＶＲＬＦＩＥＷＬＭＮＧ(配列番号４４)からなる群から選択され、
ＢはＳＱＧＴＦＴＳＤＹＳＫＹＬＤＳＲＲＡＱＤＦＶＱＷＬＭＮＴ(配列番号３８)、
ＳＱＧＴＦＴＳＤＹＳＫＹＬＤＥＥＡＶＲＬＦＩＥＷＬＭＮＴ(配列番号３９)、
ＳＱＧＴＦＴＳＤＹＳＫＹＬＤＥＲＲＡＱＤＦＶＡＷＬＫＮＴ(配列番号４０)、
ＧＱＧＴＦＴＳＤＹＳＲＹＬＥＥＥＡＶＲＬＦＩＥＷＬＫＮＧ(配列番号４１)、
ＧＱＧＴＦＴＳＤＹＳＲＱＭＥＥＥＡＶＲＬＦＩＥＷＬＫＮＧ(配列番号４２)、
ＧＥＧＴＦＴＳＤＬＳＲＱＭＥＥＥＡＶＲＬＦＩＥＷＡＡ(配列番号４３)、
ＳＱＧＴＦＴＳＤＹＳＲＱＭＥＥＥＡＶＲＬＦＩＥＷＬＭＮＧ(配列番号４４)、
ＧＥＧＴＦＴＳＤＬＳＲＱＭＥＥＥＡＶＲＬＦＩＥＷ(配列番号４５)、及び
ＳＱＧＴＦＴＳＤＹＳＲＹＬＤ(配列番号４６)からなる群から選択され、Ｃはアラニン、グリシン及びセリンの組み合わせで構成された２～１０個のアミノ酸を有するペプチドであり、
Ｄ１はセリン、グルタミン酸又はアルギニンであり、
Ｄ２はアルギニン、グルタミン酸又はセリンであり、
Ｄ３はアルギニン、アラニン又はバリンであり、
Ｄ４はアルギニン、バリン又はセリンであり、
Ｄ５はグルタミン、アルギニン又はリシンであり、
Ｄ６はイソロイシン、バリン又はセリンであり、
Ｄ７はメチオニン、アルギニン又はグルタミンであり、
Ｄ８はトレオニン、グリシン又はアラニンであり、
Ｅ１はセリン、Ａｉｂ、Ｓａｒ、ｄ－アラニン又はｄ－セリンであり、Ｅ２はセリン又はグルタミン酸であり、
Ｅ３はアルギニン又はリシンであり、
Ｅ４はグルタミン又はリシンであり、
Ｅ５はアスパラギン酸又はグルタミン酸であり、
Ｅ６はグルタミン、システイン又はリシンであり、
Ｅ７はシステイン、リシン又は欠失した配列であり、
Ｒ３はＫＲＮＲＮＮＩＡ(配列番号３２)、ＧＰＳＳＧＡＰＰＰＳ(配列番号３３)又はＧＰＳＳＧＡＰＰＰＳＫ(配列番号３４)であり、
Ｒ４はＨＳＱＧＴＦＴＳＤＹＳＫＹＬＤ(配列番号３５)、ＨＳＱＧＴＦＴＳＤＹＳＲＹＬＤＫ(配列番号３６)又はＨＧＥＧＴＦＴＳＤＬＳＫＱＭＥＥＥＡＶＫ(配列番号３７)であり、及び
Ｒ５はＫＲＮＲＮＮＩＡ(配列番号３２)、ＧＰＳＳＧＡＰＰＰＳ(配列番号３３)、ＧＰＳＳＧＡＰＰＰＳＫ(配列番号３４)又は欠失した配列である(ただし、式２～５のアミノ酸配列が配列番号１と同じ場合は除く)。
本発明の新規ペプチドは下記式６であることが好ましい。
Figure 0007094327000006
式６において、Ｒ１はヒスチジン、デスアミノ－ヒスチジル(desamino-histidyl)、４－イミダゾアセチル(4-imidazoacetyl)又は、チロシンであり、
Ｘ１はＡｉｂ(aminoisobutyric acid)、グリシン又はセリンであり、
Ｘ２はグルタミン酸又はグルタミンであり、
Ｘ３はロイシン又はチロシンであり、
Ｘ４はセリン又はアラニンであり、
Ｘ５はリシン又はアルギニンであり、
Ｘ６はグルタミン又はチロシンであり、
Ｘ７はロイシン又はメチオニンであり、
Ｘ８はアスパラギン酸又はグルタミン酸であり、
Ｘ９はグルタミン酸、α－メチルグルタミン酸又は欠失した配列であり、
Ｘ１０はグルタミン、グルタミン酸、リシン、アルギニン又は欠失した配列であり、
Ｘ１１はアラニン、アルギニン又は欠失した配列であり、
Ｘ１２はアラニン、バリン又は欠失した配列であり、
Ｘ１３はリシン、グルタミン、アルギニン、α－メチルグルタミン酸又は欠失した配列であり、
Ｘ１４はアスパラギン酸、グルタミン酸、ロイシン又は欠失した配列であり、
Ｘ１５はフェニルアラニン又は欠失した配列であり、
Ｘ１６はイソロイシン、バリン又は欠失した配列であり、
Ｘ１７はアラニン、システイン、グルタミン酸、グルタミン、α－メチルグルタミン酸又は欠失した配列であり、
Ｘ１８はトリプトファン又は欠失した配列であり、
Ｘ１９はアラニン、イソロイシン、ロイシン、バリン又は欠失した配列であり、
Ｘ２０はアラニン、リシン、メチオニン、アルギニン又は欠失した配列であり、
Ｘ２１はアスパラギン又は欠失した配列であり、
Ｘ２２はトレオニン又は欠失した配列であり、
Ｘ２３はシステイン、リシン又は欠失した配列であり、
Ｘ２４はグリシンで構成された２～１０個のアミノ酸を有するペプチド又は欠失した配列であり、
Ｒ２はＫＲＮＲＮＮＩＡ(配列番号３２)、ＧＰＳＳＧＡＰＰＰＳ(配列番号３３)、ＧＰＳＳＧＡＰＰＰＳＫ(配列番号３４)、ＨＳＱＧＴＦＴＳＤＹＳＫＹＬＤ(配列番号３５)、ＨＳＱＧＴＦＴＳＤＹＳＲＹＬＤＫ(配列番号３６)、ＨＧＥＧＴＦＴＳＤＬＳＫＱＭＥＥＥＡＶＫ(配列番号３７)又は欠失した配列である（ただし、式１のアミノ酸配列が配列番号１と同じ場合は除く）。
本発明のペプチドは、配列番号１～３１のペプチドからなる群から選択されるものであることがより好ましい。実施例２－１の表１に示すオキシントモジュリン誘導体であることがさらに好ましい。
また、オキシントモジュリンは、ＧＬＰ－１とグルカゴンの二つのペプチド活性を有しており、ＧＬＰ－１がインスリン分泌による血糖降下効果があるのに対しグルカゴンは血糖上昇効果があり、また、ＧＬＰ－１は食物摂取の抑制と胃排出遅延効果があり、グルカゴンは脂肪分解及びエネルギー代謝量増加による体重減少効果があるなど、互いに異なる生物学的効能がある。一つのペプチドの中に前記の二つのペプチドが存在する場合、どちらか一方の効果が大きいと、望まざる効果が現れることがある。例えばグルカゴンの効果がＧＬＰ－１の効果よりも大きい場合、血糖値が上がることがあり、ＧＬＰ－１の効果が大きい場合は吐き気や嘔吐などの副作用が強くなることがある。したがって、本発明のオキシントモジュリン誘導体は、無条件的な活性増加のための誘導体のみを開示しているのではない。例えば、オキシントモジュリンの１番目と11番目のアミノ酸は、グルカゴン活性を低下させることが知られており、グルカゴンとＧＬＰ－１の活性比を調整する際に上記のアミノ酸を変化させることができる。
本発明者らは、ｉｎ ｖｉｔｒｏ実験により、本発明のペプチドがオキシントモジュリンに比べて、ＧＬＰ－１受容体及びグルカゴン受容体に対する優れた活性を示すことを確認したので、本発明のペプチドがＧＬＰ－１受容体及びグルカゴン受容体を活性化し、従来のオキシントモジュリンよりも優れた肥満治療効果を示すものと予想される。また、ｉｎ ｖｉｖｏで食物摂取抑制効果を確認した結果、従来のオキシントモジュリンより食物抑制効果に優れることが確認された(図１)。
本発明のオキシントモジュリン誘導体の治療効果を向上させるために、用いられるＰＥＧ、糖鎖などをはじめとする高分子の修飾や、アルブミン、トランスフェリン、脂肪酸、免疫グロブリンなどとの融合などの通常の技術を用いてオキシントモジュリン誘導体を変異させると、天然型オキシントモジュリンよりも優れた治療学的効果が現れるということは、当業者にとって周知の事実であるので、前記オキシントモジュリン誘導体の変異体も本発明の範囲に含まれる。
本発明のさらに他の態様において、本発明は、前記ペプチドをコードするポリヌクレオチドを提供する。
本発明においてポリヌクレオチドについて用いられる「相同性」とは、野生型(wild type)アミノ酸配列や野生型核酸配列と類似する程度を示すものであり、前記ペプチドをコードするポリヌクレオチド配列と７５％以上、好ましくは８５％以上、より好ましくは９０％以上、さらに好ましくは９５％以上同一である遺伝子配列を含む。このような相同性の比較は、肉眼で行うか、購入が容易な比較プログラムを用いて行う。市販のコンピュータプログラムは、２つ以上の配列間の相同性を百分率(％)で計算することができる。相同性(％)は、隣接する配列について計算される。前記ペプチドをコードするポリヌクレオチドをベクターに挿入してそれを発現させることにより、前記ペプチドを多量に確保することができる。
本発明のさらに他の態様において、本発明は、前記ペプチドを含む肥満の予防又は治療用薬学的組成物を提供する。
本発明における「予防」とは、前記ペプチド又は組成物の投与により肥満の発生を抑制又は遅延させるあらゆる行為を意味し、本発明における「治療」とは、前記ペプチド又は組成物の投与により肥満の症状を好転させたり、好適に変更させるあらゆる行為を意味する。
本発明における「投与」とは、任意の適切な方法で患者に所定の物質を導入することを意味し、前記組成物の投与経路は、特にこれらに限定されるものではないが、前記組成物を生体内の標的に到達させ得るあらゆる一般的な経路で投与することができ、例えば腹腔内投与、静脈内投与、筋肉内投与、皮下投与、皮内投与、経口投与、局所投与、鼻内投与、肺内投与、直腸内投与などが挙げられる。
本発明における「肥満」とは、体内に脂肪組織が過剰に蓄積された状態であり、ボディマス指数(体重(ｋｇ)を身長(ｍ)の２乗で割った値)が２５以上であれば肥満と定義される。通常、肥満は、長期間にわたりエネルギー消費量より栄養素を過剰に摂取する場合にエネルギー不均衡により誘発される。肥満は、身体全体に影響を及ぼす代謝疾患であり、糖尿病及び脂質異常症に罹患する可能性が高くなり、性機能障害、関節炎、心血管系疾患の発症リスクが高くなり、場合によっては癌の発生にも関連する。
本発明の薬学的組成物は、薬学的に許容される担体、賦形剤又は希釈剤を含んでもよい。本発明における「薬学的に許容」とは、治療効果を示す程度の十分な量と副作用を起こさないことを意味し、疾患の種類、患者の年齢、体重、健康状態、性別、薬物に対する感受性、投与経路、投与方法、投与回数、治療期間、配合又は同時に用いられる薬物などの医学分野における公知の要素により当業者が容易に決定することができる。
本発明の誘導体を含む薬学的組成物は、薬学的に許容される担体をさらに含んでもよい。前記担体は、特にこれらに限定されるものではないが、経口投与の場合は、結合剤、潤滑剤、崩壊剤、賦形剤、溶解剤、分散剤、安定化剤、懸濁剤、色素、香料などを用いることができ、注射剤の場合は、緩衝剤、保存剤、鎮痛剤、溶解剤、等張化剤、安定化剤などを混合して用いることができ、局所投与の場合は、基剤、賦形剤、潤滑剤、保存剤などを用いることができる。
本発明の組成物の剤形は、前述したような薬学的に許容される担体と混合して様々な形態に製造することができる。例えば、経口投与の場合は、錠剤、トローチ剤、カプセル、エリキシル剤、懸濁剤、シロップ、ウエハなどの形態に製造することができ、注射剤の場合は、使い捨てアンプル又は複数回投与形態に製造することができる。その他、溶液、懸濁液、錠剤、丸剤、カプセル、徐放型製剤などに剤形化することができる。
なお、製剤化に適した担体、賦形剤及び希釈剤としては、ラクトース、グルコース、スクロース、ソルビトール、マンニトール、キシリトール、エリトリトール、マルチトール、澱粉、アカシア、アルギネート、ゼラチン、リン酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、セルロース、メチルセルロース、微晶質セルロース、ポリビニルピロリドン、水、メチルヒドロキシベンゾエート、プロピルヒドロキシベンゾエート、タルク、ステアリン酸マグネシウム、及び鉱物油などを用いてもよい。また、充填剤、抗凝集剤、潤滑剤、湿潤剤、香料、防腐剤などをさらに含んでもよい。
また、本発明の薬学的組成物は、錠剤、丸剤、散剤、顆粒剤、カプセル剤、懸濁剤、内用液剤、乳剤、シロップ剤、滅菌水溶液剤、非水性溶剤、凍結乾燥剤及び坐剤からなる群から選択されるいずれかの剤形を有する。
また、前記組成物は、薬学的分野における通常の方法による患者の体内投与に適した単回投与型の製剤、好ましくはペプチド医薬品の投与に有用な製剤形態に剤形化し、当業界で通常用いる投与方法を用いて経口、又は皮膚、静脈内、筋肉内、動脈内、骨髄内、髄膜腔内、心室内、肺、経皮、皮下、腹腔内、鼻腔内、消化管内、局所、舌下、膣内、直腸経路を含む非経口投与経路で投与することができるが、これらに限定されるものではない。
また、前記ペプチドは、生理食塩水や有機溶媒のように薬剤に許容された様々な担体(carrier)と混合して用いることができ、安定性や吸収性を向上させるために、グルコース、スクロース、デキストランなどの炭水化物、アスコルビン酸(ascorbic acid)、又はグルタチオンなどの抗酸化剤(antioxidants)、キレート剤(chelating agents)、低分子タンパク質、又は他の安定化剤(stabilizers)を薬剤として用いることができる。
本発明の薬学的組成物の投与量と回数は、治療する疾患、投与経路、患者の年齢、性別、体重、及び疾患の重症度などの様々な関連因子と共に、活性成分である薬物の種類により決定される。
本発明の組成物の総有効量は、単回投与量(single dose)で患者に投与してもよく、複数回投与量(multiple dose)で長期間投与される分割治療方法(fractionated treatment protocol)により投与してもよい。本発明の薬学的組成物は、疾患の程度に応じて有効成分の含有量を変えてもよい。本発明のペプチドの総用量は、１日体重１ｋｇ当たり約０．０００１μｇ～５００ｍｇであることが好ましい。しかし、前記ペプチドの用量は、薬学的組成物の投与経路及び治療回数だけでなく、患者の年齢、体重、健康状態、性別、疾患の重症度、食餌、及び排泄率などの様々な要因を考慮して患者に対する有効投与量が決定されるので、これらを考慮すると、当該分野における通常の知識を有する者であれば、前記本発明の組成物の特定の用途に応じた適切な有効投与量を決定することができるであろう。本発明による薬学的組成物は、本発明の効果を奏するものであれば、その剤形、投与経路及び投与方法が特に限定されるものではない。
本発明の薬学的組成物は、生体内持続性及び力価に優れるので、本発明の薬学的製剤の投与回数及び頻度を著しく減少させることができる。
また、前記薬学的組成物は、単独で又は他の肥満予防又は治療効果を示す薬学的製剤と併用して投与することができる。前記肥満予防又は治療効果を示す薬学的製剤は、特にこれらに限定されるものではないが、ＧＬＰ－１受容体アゴニスト、レプチン(Leptin)受容体アゴニスト、ＤＰＰ－ＩＶ阻害剤、Ｙ５受容体アンタゴニスト、ＭＣＨ(Melanin-concentrating hormone)受容体アンタゴニスト、Ｙ２／３受容体アゴニスト、ＭＣ３／４受容体アゴニスト、胃／膵臓リパーゼ阻害剤、５ＨＴ２ｃアゴニスト、β３Ａ受容体アゴニスト、アミリン(Amylin)受容体アゴニスト、グレリン(Ghrelin)アンタゴニスト、グレリン受容体アンタゴニストなどである。
本発明のさらに他の態様において、本発明は、前記ペプチド又はそれを含む薬学的組成物を個体に投与する段階を含む、肥満の予防又は治療方法を提供する。
本発明における前記個体とは、肥満が疑われる個体であり、前記肥満が疑われる個体は、肥満が発病しているか、発病する可能性のある、ヒトをはじめとするマウス、家畜などを含む哺乳動物を意味するが、本発明のペプチドで治療可能な個体は限定されることなく含まれる。本発明のペプチドを含む薬学的組成物を肥満が疑われる個体に投与することにより、個体を効率的に治療することができる。前記肥満については前述した通りである。
本発明の治療方法は、ペプチドを含む薬学的組成物を薬学的有効量で投与することを含んでもよい。好適な総１日用量は、正常な医学的判断の範囲内で担当医により決定され、１回又は数回に分けて投与することができる。しかし、発明の目的上、特定患者に対する具体的な治療的有効量は、達成しようとする反応の種類と程度、場合によっては他の製剤が用いられるか否かをはじめとする具体的な組成物、患者の年齢、体重、一般健康状態、性別、食餌、投与時間、投与経路、組成物の分泌率、治療期間、具体的な組成物と併用又は同時投与される薬物をはじめとする様々な因子と医薬分野で周知の類似因子に応じて異なる量を適用することが好ましい。
本発明のさらに他の態様において、本発明は、肥満の予防又は治療用医薬の製造における前記ペプチドの用途を提供する。
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明する。しかし、これらの実施例は本発明を例示的に説明するためのものであり、本発明の範囲がこれらの実施例に限定されるものではない。
ｉｎ ｖｉｔｒｏ活性用細胞株の作製
実施例１－１：ＧＬＰ－１に対してｃＡＭＰ反応を示す細胞株の作製
ヒトＧＬＰ－１受容体遺伝子のｃＤＮＡ(OriGene Technologies, Inc. USA)においてＯＲＦ(open reading frame)に相当する部分を鋳型とし、ＨｉｎｄＩＩＩ切断部位とＥｃｏＲＩ切断部位をそれぞれ含む下記正方向及び逆方向プライマーを用いたＰＣＲを行い、ＰＣＲ産物を得た。
正方向プライマー：５’－ＣＣＣＧＧＣＣＣＣＣＧＣＧＧＣＣＧＣＴＡＴＴＣＧＡＡＡＴＡＣ－３’(配列番号４７)
逆方向プライマー：５’－ＧＡＡＣＧＧＴＣＣＧＧＡＧＧＡＣＧＴＣＧＡＣＴＣＴＴＡＡＧＡＴＡＧ－３’(配列番号４８)
前記ＰＣＲ産物を公知の動物細胞発現ベクターであるｘ０ＧＣ／ｄｈｆｒにクローニングして組換えベクターｘ０ＧＣ／ＧＬＰ１Ｒを製造した。
前記組換えベクターｘ０ＧＣ／ＧＬＰ１Ｒを、ＤＭＥＭ／Ｆ１２(１０％ＦＢＳ)培地で培養したＣＨＯ ＤＧ４４細胞株にリポフェクタミン(Lipofectamine, invitrogene, USA)を用いて形質転換し、１ｍｇ／ｍＬのＧ４１８及び１０ｎＭのメトトラキサート(methotraxate)を含む選択培地で選択培養した。そこから限界希釈法で単一クローン細胞株を選別し、そのうちＧＬＰ－１に対して優れた濃度依存的ｃＡＭＰ反応を示す細胞株を最終的に選別した。
実施例１－２：グルカゴンに対してｃＡＭＰ反応を示す細胞株の作製
ヒトグルカゴン受容体遺伝子のｃＤＮＡ(OriGene Technologies, Inc. USA)においてＯＲＦに相当する部分を鋳型とし、ＥｃｏＲＩ切断部位とＸｈｏＩ切断部位をそれぞれ含む下記正方向及び逆方向プライマーを用いたＰＣＲを行い、ＰＣＲ産物を得た。
正方向プライマー：５’－ＣＡＧＣＧＡＣＡＣＣＧＡＣＣＧＴＣＣＣＣＣＣＧＴＡＣＴＴＡＡＧＧＣＣ－３’(配列番号４９)
逆方向プライマー：５’－ＣＴＡＡＣＣＧＡＣＴＣＴＣＧＧＧＧＡＡＧＡＣＴＧＡＧＣＴＣＧＣＣ－３’(配列番号５０)
前記ＰＣＲ産物を公知の動物細胞発現ベクターであるｘ０ＧＣ／ｄｈｆｒにクローニングして組換えベクターｘ０ＧＣ／ＧＣＧＲを製造した。
前記製造した組換えベクターｘ０ＧＣ／ＧＣＧＲを、ＤＭＥＭ／Ｆ１２(１０％ＦＢＳ)培地で培養したＣＨＯ ＤＧ４４細胞株にリポフェクタミンを用いて形質転換し、１ｍｇ／ｍＬのＧ４１８及び１０ｎＭのメトトラキサートを含む選択培地で選択培養した。そこから限界希釈法で単一クローン細胞株を選別し、そのうちグルカゴンに対して優れた濃度依存的ｃＡＭＰ反応を示す細胞株を最終的に選別した。
オキシントモジュリン誘導体のｉｎ ｖｉｔｒｏ活性の確認
実施例２－１：オキシントモジュリン誘導体の合成
オキシントモジュリン誘導体のｉｎ ｖｉｔｒｏ活性を測定するために、下記アミノ酸配列を有するオキシントモジュリン誘導体を合成した(表１)。
Figure 0007094327000007
表１において、太字及び下線で示すアミノ酸は環形成を意味し、Ｘと表記されたアミノ酸は非天然型アミノ酸であるα－メチルグルタミン酸を意味する。また、ＣＡは４－イミダゾアセチル(4-imidazoacetyl)を意味し、ＤＡはデスアミノ－ヒスチジル(desamino-histidyl)を意味する。
実施例２－２：オキシントモジュリン誘導体のｉｎ ｖｉｔｒｏ活性の測定
実施例２－１で合成したオキシントモジュリン誘導体の抗肥満効能を測定するために、実施例１－１及び１－２で製造した細胞株を用いてｉｎ ｖｉｔｒｏで細胞活性を測定する方法を行った。
前記各細胞株は、ＣＨＯ(chinese hamster ovary)にヒトＧＬＰ－１受容体及びグルカゴン受容体遺伝子をそれぞれ発現するように形質転換されたものであり、ＧＬＰ－１とグルカゴンの活性を測定するのに適する。よって、それぞれの形質転換細胞株を用いて各オキシントモジュリン誘導体の活性を測定した。
具体的には、前記各細胞株を１週間に２又は３回継代培養し、９６ウェルプレートに各ウェル当たり１×１０5個の継代培養した細胞株を分注して２４時間培養した。
前記培養した細胞をＫＲＢ緩衝液で洗浄し、１ｍＭのＩＢＭＸを含むＫＲＢ緩衝液４０ｍｌに懸濁させ、次いで５分間常温で静置した。オキシントモジュリン(配列番号１)又はオキシントモジュリン誘導体(代表的には、配列番号２～６、８、１０～１３、１７、１８、２３～２５、２７～３０及び３１)を１０００ｎＭから０．０２ｎＭまで５倍ずつ連続的に希釈し、それを４０ｍＬずつ前記細胞に添加し、次いで３７℃の温度条件でＣＯ2培養器にて１時間培養した。次に、細胞溶解緩衝液(cell lysis buffer)を２０ｍＬずつ加えて細胞を溶解させ、前記細胞溶解物をｃＡＭＰ ａｓｓａｙ ｋｉｔ(Molecular Device, USA)にかけてｃＡＭＰ濃度を測定し、そこからＥＣ50値を算出して比較した。ＥＣ50値を表２に示す。
Figure 0007094327000008
表２から分かるように、配列番号１の天然型オキシントモジュリンのｉｎ ｖｉｔｒｏ活性に比べて優れたＧＬＰ－１受容体と、グルカゴン受容体のそれぞれの活性及び活性比が異なるオキシントモジュリン誘導体が確認された。
オキシントモジュリンは、ＧＬＰ－１受容体とグルカゴン受容体の活性化により、食欲抑制及び満腹感増進、脂肪細胞分解促進による肥満治療効果があることが知られている。本発明によるオキシントモジュリン誘導体は、野生型オキシントモジュリンに比べてＧＬＰ－１受容体及びグルカゴン受容体に対して高いｉｎ ｖｉｔｒｏ活性を有するので、従来のオキシントモジュリンに比べて優れた効能を有する肥満治療剤として用いることができる。
オキシントモジュリン誘導体のｉｎ ｖｉｖｏ活性の確認
オキシントモジュリン誘導体のｉｎ ｖｉｖｏ肥満治療活性を測定するために、ｏｂ／ｏｂマウスにおいて、対照薬物として天然型オキシントモジュリンを用い、オキシントモジュリン誘導体投与による飼料摂取量の変化を測定した。
具体的には、肥満糖尿病製剤の効能試験に一般に最も多く用いられるモデル動物であるｏｂ／ｏｂマウスを１６時間絶食させ、１もしくは１０ｍｇ／ｋｇのオキシントモジュリン、又は０．０２、０．１、１もしくは１０ｍｇ／ｋｇの配列番号２のオキシントモジュリン誘導体をそれぞれ投与し、２時間の飼料摂取量を測定した(図１)。図１はオキシントモジュリン又はオキシントモジュリン誘導体の投与量による飼料摂取量の変化を示すグラフである。図１から分かるように、１ｍｇ／ｋｇのオキシントモジュリン誘導体を投与した場合、１０ｍｇ／ｋｇのオキシントモジュリンを投与した場合よりも優れた飼料摂取抑制効果を示すことが確認された。
すなわち、本発明のオキシントモジュリン誘導体は、従来の野生型オキシントモジュリンに比べて抗肥満効果が著しく高く、少量を投与しても肥満治療効果に優れるので、従来は抗肥満効能が低く、１日に３回高用量を投与しなければならなかった野生型オキシントモジュリンの問題が改善されたことが分かる。

Claims (8)

  1. 配列番号３１のアミノ酸配列からなり、前記アミノ酸配列の１６番目と２０番目のアミノ酸が環を形成したものであるペプチド。
  2. 前記ペプチドが、ＧＬＰ－１受容体及びグルカゴン受容体を活性化し得る請求項１記載のペプチド。
  3. 前記ペプチドが、抗肥満効果を有する請求項１又は２記載のペプチド。
  4. 請求項１～３のいずれか１項記載のペプチドを有効成分として含む医薬組成物。
  5. さらに、薬学的に許容される担体を含有する請求項４記載の医薬組成物。
  6. 前記医薬組成物が、単独で、又は他の肥満予防若しくは治療効果を示す薬学的製剤と併用又は同時投与される、請求項４又は５に記載の組成物。
  7. 前記肥満予防又は治療効果を示す薬学的製剤が、ＧＬＰ－１受容体アゴニスト、レプチン(Leptin)受容体アゴニスト、ＤＰＰ－ＩＶ阻害剤、Ｙ５受容体アンタゴニスト、ＭＣＨ(Melanin-concentrating hormone)受容体アンタゴニスト、Ｙ２／３受容体アゴニスト、ＭＣ３／４受容体アゴニスト、胃／膵臓リパーゼ阻害剤、５ＨＴ２ｃアゴニスト、β３Ａ受容体アゴニスト、アミリン(Amylin)受容体アゴニスト、グレリン(Ghrelin)アンタゴニスト及びグレリン受容体アンタゴニストからなる群から選択される、請求項６に記載の組成物。
  8. 肥満の予防又は治療用医薬の製造における、請求項１～３のいずれか１項記載のペプチド、又は請求項４～７のいずれか１項記載の組成物の使用。
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