KR101035574B1 - 제 2형 당뇨병 치료효과를 판정하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제 2형 당뇨병 치료제 후보약물을 제 2형 당뇨병을 수반하는 실험동물에 투여하고, 뇨에 포함된 특정 대사체의 농도를 측정하는 단계를 포함하는, 제 2형 당뇨병 치료효과를 판정하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 제 2형 당뇨병 치료효과를 판정하는 방법은, (ⅰ) 제 2형 당뇨병 치료제 후보약물을 제 2형 당뇨병을 수반하는 실험동물에 투여하고, 이로부터 뇨를 수집하여 뇨에 포함된 혈당수준 강하효과와 관련된 대사체의 농도를 측정하는 단계; 및, (ⅱ) 상기 뇨에 포함된 대사체의 농도를 약물을 주사하지 않은 대조군의 뇨에 포함된 대사체의 농도와 비교하여, 상기 후보약물이 제 2형 당뇨병 치료효과가 있는지의 여부를 판단하는 단계를 포함한다. 본 발명의 방법을 이용하면, 신약개발 단계에 있어서 제 2형 당뇨병 치료제 후보약물이 제 2형 당뇨병의 치료효과를 나타내는 지의 여부를 간편하게 판단할 수 있으므로, 제 2형 당뇨병의 치료제를 보다 효과적으로 개발할 수 있을 것이다.
제 2형 당뇨병 치료제, 후보약물, 뇨, 대사체

Description

제 2형 당뇨병 치료효과를 판정하는 방법{Method for Determining Treating Effects of Type 2 Diabetes Mellitus}
본 발명은 제 2형 당뇨병 치료효과를 판정하는 방법에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 제 2형 당뇨병 치료제 후보약물을 제 2형 당뇨병을 수반하는 실험동물에 투여하고, 뇨에 포함된 특정 대사체의 농도를 측정하는 단계를 포함하는, 제 2형 당뇨병 치료효과를 판정하는 방법에 관한 것이다.
당뇨병(diabetes mellitus)은 인슐린의 부족 또는 기능 이상으로 인하여 당이 세포 속으로 들어가지 못하고 혈액 속에 남아있어 세포가 에너지원을 잃게 되는 상태를 의미하며, 증상에 따라 제 1형 당뇨병(type 1 diabetes mellitus) 및 제 2형 당뇨병(type 2 diabetes mellitus)으로 구별된다.
제 1형 당뇨병은 인슐린을 생성하는 췌장의 베타세포(β-cell)가 파괴되어 인슐린을 거의 생성하지 못하여 발생되고, 인슐린 치료가 절대적으로 필요하여 인슐린 의존성 당뇨병(insulin-dependent diabetes millitus)이라고도 하며, 인슐린 분비감소로 당 대신 지방산(fatty acid)을 에너지로 사용하게 되면서 케톤산증(ketoacidosis), 당뇨병성 혼수(diabetic coma) 등 급성 합병증이 갑작스럽게 발병하기도 한다.
한편, 제 2형 당뇨병은 췌장에서 인슐린을 생성하기는 하나 충분한 양이 아니거나, 인슐린에 대한 반응이 저하되어 발생되고, 인슐린 치료가 반드시 필요하지는 않아 인슐린 비의존형 당뇨병(non-insulin dependent diabetes mellitus)이라고도 하며, 표적세포(간, 근육, 지방조직 등)의 인슐린 저항성과 췌장 베타세포에서 분비되는 인슐린의 상대적 결핍으로 인하여, 인슐린 분비 이상, 간에서의 내인성 포도당 증가, 말초조직에서의 당 이용률 저하 등의 증상이 나타난다. 제 2형 당뇨병은 환경적 요인뿐만 아니라, 유전적 요인도 중요한 발병원인의 하나로 밝혀져 있는데, 지금까지 연구된 바에 의하면, PPARγ, HNF1α, HNF4α, TCF7L2, SLC12A3, PCK1, NRF1 등의 유전자가 다형성을 나타내는 경우, 제 2형 당뇨병의 발병율이 증가하는 것으로 알려져 있다(참조: Sarah W et al, Diabetes care, 27:1047-1053, 2004).
상술한 제 2형 당뇨병을 치료하기 위하여, 몇가지 치료제가 상업적으로 판매되기도 하였으나, 병증이 서서히 나타나고 대부분 합병증을 동반하기 때문에, 당뇨병의 치료효과를 뚜렷하게 확인하는데 있어 많은 어려움이 있어, 아직까지는 다양한 치료제가 개발되지 않고 있는 실정이다.
최근에는 이와 같은 제 2형 당뇨병의 치료효과를 확인하기 위한 방법으로, 유전자의 발현수준을 측정하는 방법이 제안되었다. 즉, 제 2형 당뇨병의 발병 및 치료시에 일부 유전자의 발현수준이 급격히 변화하므로, 이러한 유전자 발현수준의 변화양상을 데이터베이스화하고, 새로운 약물의 주사시 나타나는 유전자의 발현양상과 비교하면 새로운 약물이 당뇨병의 치료효과를 나타내는 지의 여부를 판단할 수 있을 것으로 예상되고 있다. 그러나, 유전자 발현수준의 변화양상을 포함하는 데이터베이스가 아직 구축되어 있지 않고, 환자 및 대상 약물에 따라 유전자의 발현수준이 매우 심한 편차를 나타내기 때문에, 이처럼 유전자의 발현수준을 측정하는 방법의 실용화는 요원한 것으로 지적되고 있다.
만일, 신약개발 단계에 있어서 제 2형 당뇨병 치료제 후보약물이 제 2형 당뇨병의 치료효과를 나타내는 지의 여부를 간편하게 판단할 수 있는 방법을 개발할 수 있다면, 제 2형 당뇨병의 치료제를 보다 효과적으로 개발할 수 있을 것으로 예상되고 있으나, 아직까지는 별다른 연구성과가 없는 실정이다.
이에, 본 발명자들은 제 2형 당뇨병 치료제 후보약물이 제 2형 당뇨병의 치료효과를 나타내는 지의 여부를 판단할 수 있는 방법을 개발하고자 예의 연구노력한 결과, 제 2형 당뇨병 치료제 후보약물을 제 2형 당뇨병을 수반하는 실험동물에 투여하고, 뇨에 포함된 특정 대사체의 농도를 측정할 경우, 상기 후보약물이 제 2 형 당뇨병 치료효과가 있는지의 여부를 판단할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
결국, 본 발명의 주된 목적은 제 2형 당뇨병 치료제 후보약물을 제 2형 당뇨병을 수반하는 실험동물에 투여하고, 뇨에 포함된 특정 대사체의 농도를 측정하는 단계를 포함하는, 제 2형 당뇨병 치료효과를 판정하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 제 2형 당뇨병 치료제 투여시 뇨중 농도가 변화되는 상기 대사체를 탐색하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 방법을 이용하면, 신약개발 단계에 있어서 제 2형 당뇨병 치료제 후보약물이 제 2형 당뇨병의 치료효과를 나타내는 지의 여부를 간편하게 판단할 수 있으므로, 제 2형 당뇨병의 치료제를 보다 효과적으로 개발할 수 있을 것이다.
본 발명자들은 제 2형 당뇨병 치료제 후보약물의 제 2형 당뇨병 치료효과를 판정하는 방법을 개발하기 위하여, 다양한 연구를 수행하던 중, 대사체학(metabolomics)에 주목하게 되었다. 대사체학은 다양한 유전적, 생리적 또는 환경적 조건에서 변화되어 나타나는 대사체군(metabolome)의 구성과 농도를 분석하고 해석함으로써, 생명현상의 변화 원인을 규명함으로써 약물의 효능 또는 부작용을 예측하고 질병을 조기진단하는 학문으로 알려져 있으며, 최근에 와서 급격히 발전하고 있는 연구분야이다.
우선, 본 발명자들은 제 2형 당뇨병 모델동물을 작제하고, 이에 경구용 혈당강하제로 알려진 메트포민(metformin) 또는 글리메피리드(glimepiride)를 투여한 다음, 일정 시간이 경과한 후에 상기 모델동물의 혈액을 검사한 결과, 혈액내의 혈당이 유의하게 강하됨을 확인하였다.
한편, 상기 모델동물로부터 뇨를 수집하고 이에 포함된 대사체를 NMR 방법으로 검사하여, 당뇨병 치료효과와 직접적으로 관련성이 있는 대사체를 선별한 결과, 메트포민(metformin)에 의한 혈당수준 강하효과와 직접적으로 관련성이 있는 대사체로서 글루코스(glucose), 타우린(taurine), 타르트레이트(tartrate), 2-옥소글루타레이트(2-oxoglutarate), 3-하이드록시부티레이트(3-hydroxybutyrate), 아세토아세테이트(acetoacetate), 알란토인(allantoin), 숙시네이트(succinate), 시트레이트(citrate), 히푸레이트(hippurate), 아세테이트(acetate) 및 페닐아세틸글리신(phenylacetylglycine)이 선별되었다.
아울러, 글리메피리드(glimepiride)에 의한 혈당수준 강하효과와 직접적으로 관련성이 있는 대사체로서 글루코스, 3-하이드록시부티레이트, 아세토아세테이트, 타우린, 숙시네이트, 히푸레이트, 시트레이트, 타르트레이트, 2-옥소글루타레이트 및 알란토인이 선별되었으나, 아세토아세테이트는 실험상의 오차로 판명되어 이를 제외한 9종의 대사체가 선별되었다.
상기 선별된 각 대사체를 비교한 결과, 상기 2종의 경구용 혈당강하제의 투여시 뇨에 포함된 대사체 중에서 글루코스, 3-하이드록시부티레이트, 타우린, 숙시네이트, 히푸레이트, 시트레이트, 타르트레이트, 2-옥소글루타레이트 및 알란토인의 농도가 공통적으로 유의하게 변화됨을 확인하였다. 상기 9종의 대사체 중에서, 글루코스, 숙시네이트 및 2-옥소글루타레이트는 상기 2종의 경구용 혈당강하제의 투여시 항상 뇨중의 농도가 유의하게 감소하고, 타우린은 상기 2종의 경구용 혈당강하제의 투여시 항상 뇨중의 농도가 유의하게 증가한 반면, 히푸레이트와 타르트레이트는 상기 2종의 경구용 혈당강하제의 투여시 뇨중의 농도가 유의하게 변화되지 않았고, 3-하이드록시부티레이트, 알란토인 및 시트레이트는 메트포민 및 글리메피리드를 투여하였을 때 농도의 증감경향이 서로 상이하여 뇨 중의 농도변화가 유의적이지 못한 것으로 분석되었다.
따라서, 글루코스, 숙시네이트, 2-옥소글루타레이트 및 타우린 만이 경구용 혈당강하제의 투여시 뇨에서 공통적으로 농도가 변화되는 대사체임을 알 수 있었고, 뇨에 포함된 상기 4종의 대사체의 농도를 측정하면, 실험동물에 투여된 후보약물이 제 2형 당뇨병의 치료효과를 나타낼 수 있는지의 여부를 확인할 수 있을 것으로 예측되었다. 즉, 제 2형 당뇨병 치료제 후보약물을 투여한 실험동물의 뇨에 포함된 글루코스, 숙시네이트 또는 2-옥소글루타레이트의 농도가 유의하게 감소하거 나 또는 타우린의 농도가 유의하게 증가할 경우, 상기 투여된 후보약물이 제 2형 당뇨병의 치료효과를 나타내는 것으로 예측할 수 있다.
결국, 본 발명의 제 2형 당뇨병 치료효과를 판정하는 방법은, (ⅰ) 제 2형 당뇨병 치료제 후보약물을 제 2형 당뇨병을 수반하는 실험동물에 투여하고, 이로부터 뇨를 수집하여 뇨에 포함된 혈당수준 강하효과와 관련된 대사체의 농도를 측정하는 단계; 및, (ⅱ) 상기 뇨에 포함된 대사체의 농도를 약물을 주사하지 않은 대조군의 뇨에 포함된 대사체의 농도와 비교하여, 상기 후보약물이 제 2형 당뇨병 치료효과가 있는지의 여부를 판단하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 대사체는 특별히 이에 제한되지 않으나, 글루코스, 숙시네이트, 2-옥소글루타레이트 및 타우린으로 구성된 그룹으로부터 선택됨이 바람직하다. 아울러, 상기 대사체 중에서 글루코스, 숙시네이트 및 2-옥소글루타레이트로 구성된 그룹으로부터 선택되는 대사체의 농도가 대조군의 뇨 보다 실험군의 뇨에서 유의한 수준으로 농도가 감소하거나 또는 타우린의 농도가 대조군의 뇨 보다 실험군의 뇨에서 유의한 수준으로 농도가 증가할 경우, 제 2형 당뇨병 치료효과가 있는 것으로 판단할 수 있다.
이때, 상기 제 2형 당뇨병 치료효과와 관련된 대사체는 제 2형 당뇨병 치료효과가 알려진 제 2형 당뇨병 치료제를 실험동물에 투여하고, 이로부터 수득한 뇨에 포함된 대사체 중에서 제 2형 당뇨병 치료제의 투여시 뇨중 농도가 유의하게 변화하는 대사체를 선별함으로써 탐색할 수 있다. 구체적으로, 제 2형 당뇨병 치료제의 치료효과와 관련된 대사체의 탐색방법은, (ⅰ) 제 2형 당뇨병 치료제를 서로 다른 투여량으로 제 2형 당뇨병을 수반하는 실험동물에 투여하고, 이로부터 각각의 뇨를 수집하는 단계; 및, (ⅱ) 상기 수집된 각각의 뇨에 포함된 각 대사체의 농도를 측정하고, 이를 제 2형 당뇨병 치료제를 투여하지 않은 대조군의 뇨에 포함된 대사체의 농도와 비교하여 상기 대사체의 뇨중 농도 변화량을 산출하며, 상기 제 2형 당뇨병 치료제의 각 투여량과 상기 산출된 대사체의 뇨중 농도 변화량 사이의 상관관계를 분석하여, 제 2형 당뇨병 치료제의 투여시 뇨중 농도가 유의하게 변화하는 대사체를 선별하는 단계를 포함한다. 상기 제 2형 당뇨병 치료제는 특별히 이에 제한되지 않으나, 메트포민(metformin), 글리메피리드(glimepiride) 등을 사용함이 바람직하고, 상기 방법을 통하여 탐색된 염증 치료효과와 관련된 대사체로는 글루코스, 숙시네이트, 2-옥소글루타레이트, 타우린 등을 들 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
실시예 1: 제 2형 당뇨병 모델동물의 작제
공지된 방법에 따라, 스프라그 다울리(Sprague-Dawley) 랫트에 제 2형 당뇨병을 유발시켜, 제 2형 당뇨병을 수반하는 실험동물을 작제하였다(참조: Reed M.J., et al., Metabolism, 49(11):1390-1394, 2000; Srinivasan K., et al., Pharmacol. Res., 52(4):313-320, 2005). 구체적으로, 스프라그 다울리 랫트에 2주 동안 고지방 사료를 급이하여, 인슐린저항성을 유도하고, 이에 35mg/ml/kg의 스트렙토조토신(streptozotocin, STZ)(Sigma-Aldrich Chem., U.S.A)을 경구투여하여, 췌장 β세포의 기능을 저하시킴으로써, 고혈당을 유도하였다. 상기 STZ를 투여하고 3일이 경과한 후, 평균 혈당농도가 200mg/dl 이상인 개체를 선별하여, 이를 제 2형 당뇨병을 수반하는 실험동물로 사용하였다.
실시예 2: 경구용 혈당강하제의 투여 및 시료의 수득
STZ를 투여하고 4일이 경과한 시점에서, 경구용 혈당강하제인 메트포민((주)대웅) 또는 글리메피리드((주)한독약품)를 2주동안 1일 1회 경구투여하였다. 이때, 메트포민의 투여량은 300mg/kg로 하고, 글리메피리드의 투여량은 1mg/kg으로 설정하였으며, 대조군으로는, 고지방 사료를 급이하지 않은 정상식이 대조군, STZ를 투여하지 않은 고지방식이 대조군 및 혈당강하제를 투여하지 않은 당뇨유발 대조군을 사용하였다.
혈당강하제를 마지막으로 투여하고, 4시간이 경과한 시점에서, 각 실험동물의 복대동맥으로부터 채혈하여 혈액시료를 수득하였다. 아울러, STZ 투여 2일전, STZ 투여 당일, STZ 투여 1일 경과일, STZ 투여 2일 경과일, STZ 투여 3일 경과일, 혈당강하제 투여 3일 경과일, 혈당강하제 투여 7일 경과일, 혈당강하제 투여 10일 경과일 및 혈당강하제 투여 14일 경과일에 각 실험동물로부터 뇨를 채취하였다.
실시예 3: 혈당검사
상기 실시예 2에서 수득한 각 혈액시료의 혈당을 혈당계(GlucoDr. super sensor, Allmedicus, Korea)에 적용하여, 각 대조군과 실험군의 실험동물의 혈당을 측정하고, 이를 상호 비교하였다(참조: 표 1).
혈당수준 비교(단위: mg/dl)
시료 혈당수준
정상식이 대조군 277.8 ± 22.2
고지방식이 대조군 257.4 ± 31.5
당뇨유발 대조군 570.3 ± 25.4
메트포민 투여군 386.6 ± 67.7
글리메피리드 투여군 495.3 ± 60.9
상기 표 1에서 보듯이, STZ를 투여하여 제 2형 당뇨병이 유발되었고, 유발된 제 2형 당뇨병은 실험이 종료될 때까지 유지되었으며, 이처럼 유발된 제 2형 당뇨병의 증상은 메트포민 또는 글리메피리드의 투여에 의하여 개선됨을 알 수 있었다.
실시예 4: 뇨검사
상기 실시예 3을 통하여, 제 2형 당뇨병의 증상이 메트포민 또는 글리메피리드의 투여에 의하여 개선됨을 확인하였는 바, 상기 제 2형 당뇨병의 증상이 개선된 실험동물로부터 수득한 뇨에 포함된 다양한 대사체의 농도를 측정하고, 이를 대조군의 것과 비교하여, 제 2형 당뇨병이 개선될 경우, 뇨에 포함된 대사체의 농도가 변화되는지를 알아보고자 하였다.
먼저, 상기 실시예 2에서 수득한 각각의 뇨를 13,000rpm에서 10분간 원심분리하여 각각의 상층액을 수득하였다. 상기 각각의 상층액 600㎕에 D2O 용액(5mM DSS(2,2-dimethyl-2-silapentane-5-sulfonic acid), 100mM imidazole) 70㎕를 가하고, 다시 0.42% 소듐아자이드(sodium azide) 30㎕를 가한 다음, 격렬하게 혼합하였다. 상기 혼합액의 pH를 6.8로 적정한 다음, NMR 기기(Varian Unity Inova 600 MHz NMR, Inova, USA)에 적용하여 NMR 데이터(NMR spectrum)를 얻었다. 상기 NMR 데이터는, 대사체 분석 프로그램(Chenomx NMR Suite, ver 4.6, Chenomx Inc., Edmonton, Alberta, Canada)에 포함된 뇨에 존재하는 대사체 데이터베이스 자료에 근거하여, 랫트의 뇨에 존재하는 50종의 주요 대사체를 대상으로 얻었고, 상기 NMR 데이터를 얻기 위한 NMR 기기의 작동조건은 다음과 같다:
spectral width: 9615.4Hz,
data point: 76924,
acquisition time: 4 sec,
relaxation delay: 2 sec
mixing time: 0.4 sec
number of transient: 64
아울러, 시료에 비해 상대적으로 감도가 큰 물의 피크를 최소화하기 위하여, 전포화(pre-saturation) 관련 변수(relaxation delay: 1.5초, saturation power 6, saturation frequency)의 변화를 주면서 NMR 데이터를 얻었다.
상기 측정된 NMR 데이터를 데이터 분석 프로그램(Chenomx NMR Suite)에 적용하여 비닝값(binning value)을 얻었다. 상기 비닝값은 측정된 NMR 데이터의 모든 피크를 0.04 ppm으로 세분화한 다음, 각 세그먼트를 적분하고, 그 값을 각 샘플이 갖는 로우 데이터(raw data)로 처리하여 얻어진 값으로서, 뇨에 포함된 내인성 대사체의 종류와 양에 따라 변화된다.
상기 각 시료의 비닝값을 통계 프로그램(SIMCA-P, Umetrics Inc., Kinnelon, NJ, USA)에 적용하여, 각각의 약물에 의하여 유발되는 신장독성과 직접적으로 관련성이 있는 뇨에 포함된 대사체를 검색하고, 관련성이 높은 순서대로 정렬하여 VIP(variable importance plot) 차트를 작성하고, 각 약물이 주사된 실험군별로 유의한 값으로 인정되는 1이상의 VIP값을 갖는 대사체를 선별하였다(참조: 도 1 및 도 2).
도 1은 메트포민에 의한 제 2형 당뇨병의 개선과 직접적으로 관련성이 있는 뇨에 포함된 대사체를 나타내는 VIP(variable importance plot) 차트이고, 도 2는 글리메피리드에 의한 제 2형 당뇨병의 개선과 직접적으로 관련성이 있는 뇨에 포함된 대사체를 나타내는 VIP 차트이다.
먼저, 도 1에서 보듯이, 1이상의 VIP값을 나타내어 메트포민에 의하여 개선되는 제 2형 당뇨병의 증상과 직접적으로 관련성이 있는 것으로 선별된 주요 대사체의 예로는 관련성이 높은 순서대로, 글루코스(glucose), 타우린(taurine), 타르트레이트(tartrate), 2-옥소글루타레이트(2-oxoglutarate), 3-하이드록시부티레이트(3-hydroxybutyrate), 아세토아세테이트(acetoacetate), 알란토인(allantoin), 숙시네이트(succinate), 시트레이트(citrate), 히푸레이트(hippurate), 아세테이트(acetate) 및 페닐아세틸글리신(phenylacetylglycine)을 들 수 있다.
다음으로, 도 2에서 보듯이, 1이상의 VIP값을 나타내어 글리메피리드에 의하여 개선되는 제 2형 당뇨병의 증상과 직접적으로 관련성이 있는 것으로 선별된 주요 대사체의 예로는 관련성이 높은 순서대로, 글루코스, 3-하이드록시부티레이트, 아세토아세테이트, 타우린, 숙시네이트, 히푸레이트, 시트레이트, 타르트레이트, 2-옥소글루타레이트 및 알란토인을 들 수 있으나, 상기 대사체 중에서 아세토아세테이트는 글리메피리드를 투여한 실험군 중의 1마리에서만 나타나 실험적인 오차로 판명되어, 이를 제외하였다.
상기 도 1 및 도 2의 결과를 비교하면, 서로 다른 경구용 혈당강하제에 의하여 개선된 제 2형 당뇨병의 증상과 연관성이 높은 대사체 중의 일부 대사체가 공통적으로 포함됨을 알 수 있다. 즉, 글루코스, 3-하이드록시부티레이트, 타우린, 숙시네이트, 히푸레이트, 시트레이트, 타르트레이트, 2-옥소글루타레이트 및 알란토인은 2종의 경구용 혈당강하제를 투여한 실험군의 뇨에서 공통적으로 포함됨을 알 수 있었는 바, 상기 9종의 대사체는 경구용 혈당강하제의 제 2형 당뇨병의 치료효과와 관련성이 높은 대사체라고 예측되었다.
그러나, 상기 9종의 대사체가 모두 경구용 혈당강하제의 투여시 유의한 뇨중 농도변화를 나타내는 것은 아닌 것으로 분석되었다. 구체적으로, 글루코스, 숙시네이트 및 2-옥소글루타레이트는 상기 2종의 경구용 혈당강하제의 투여시 항상 뇨중의 농도가 유의하게 감소하고, 타우린은 상기 2종의 경구용 혈당강하제의 투여시 항상 뇨중의 농도가 유의하게 증가하여, 상기 4종의 대사체는 경구용 혈당강하제의 투여시 유의한 뇨중 농도변화를 나타내는 것으로 분석된 반면, 히푸레이트와 타르트레이트는 상기 2종의 경구용 혈당강하제의 투여시 뇨중의 농도가 유의하게 변화하지 않았고, 3-하이드록시부티레이트, 알란토인 및 시트레이트는 상기 2종의 경구용 혈당강하제의 투여시 농도의 증감경향이 서로 상이하여, 상기 5종의 대사체는 경구용 혈당강하제의 투여시 유의한 뇨중 농도변화를 나타내지 못하는 것으로 분석되었다. 따라서, 글루코스, 숙시네이트, 2-옥소글루타레이트 및 타우린 만이 제 2형 당뇨병의 치료효과와 관련성이 높은 대사체라고 최종 확인할 수 있었다.
한편, 대조군과 각 실험군에서 수득한 뇨에 포함된 상기 최종 확인된 4종의 대사체의 농도를 비교한 결과, 상기 4종의 대사체는 대조군의 뇨 보다는 각 실험군의 뇨에서 유의한 수준으로 농도가 변화됨을 확인할 수 있었다. 구체적으로, 상기 4종의 대사체 중에서, 글루코스, 숙시네이트 또는 2-옥소글루타레이트는 대조군의 뇨 보다는 각 실험군의 뇨에서 유의한 수준으로 농도가 감소되었고, 타우린은 대조군의 뇨 보다는 각 실험군의 뇨에서 유의한 수준으로 농도가 증가됨을 알 수 있었다.
따라서, 제 2형 당뇨병 치료제 후보약물을 랫트에 투여하고, 랫트의 뇨에 포함된 상기 4종의 대사체의 농도변화를 관찰하면, 상기 후보약물이 제 2형 당뇨병 치료효과를 나타낼 것인지의 여부를 판단할 수 있음을 알 수 있었다.
도 1은 메트포민에 의한 제 2형 당뇨병의 개선과 직접적으로 관련성이 있는 뇨에 포함된 대사체를 나타내는 VIP(variable importance plot) 차트이다.
도 2는 글리메피리드에 의한 제 2형 당뇨병의 개선과 직접적으로 관련성이 있는 뇨에 포함된 대사체를 나타내는 VIP 차트이다.

Claims (7)

  1. (ⅰ) 제 2형 당뇨병 치료제를 서로 다른 투여량으로 제 2형 당뇨병을 수반하는 실험동물에 투여하고, 이로부터 각각의 뇨를 수집하는 단계; 및,
    (ⅱ) 상기 수집된 각각의 뇨에 포함된 각 대사체의 농도를 측정하고, 이를 제 2형 당뇨병 치료제를 투여하지 않은 대조군의 뇨에 포함된 대사체의 농도와 비교하여 상기 대사체의 뇨중 농도 변화량을 산출하며, 상기 제 2형 당뇨병 치료제의 각 투여량과 상기 산출된 대사체의 뇨중 농도 변화량 사이의 상관관계를 분석하여, 제 2형 당뇨병 치료제의 투여시 뇨중 농도가 유의하게 변화하는 대사체를 선별하는 단계를 포함하는, 제 2형 당뇨병 치료제의 치료효과와 관련된 대사체의 탐색방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    제 2형 당뇨병 치료제는 메트포민(metformin) 또는 글리메피리드(glimepiride)로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는
    제 2형 당뇨병 치료제의 치료효과와 관련된 대사체의 탐색방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    제 2형 당뇨병 치료제의 투여시 뇨중 농도가 유의하게 변화하는 대사체는 글 루코스, 숙시네이트, 2-옥소글루타레이트 및 타우린으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는
    제 2형 당뇨병 치료제의 치료효과와 관련된 대사체의 탐색방법.
  4. (ⅰ) 제 2형 당뇨병 치료제 후보약물을 제 2형 당뇨병을 수반하는 실험동물에 투여하고, 이로부터 뇨를 수집하여 제 1항의 방법으로 선별된 혈당수준 강하효과와 관련된 대사체의 농도를 측정하는 단계; 및,
    (ⅱ) 상기 뇨에 포함된 대사체의 농도를 약물을 주사하지 않은 대조군의 뇨에 포함된 대사체의 농도와 비교하여, 상기 후보약물이 제 2형 당뇨병 치료효과가 있는지의 여부를 판단하는 단계를 포함하는, 제 2형 당뇨병 치료효과를 판정하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 혈당수준 강하효과와 관련된 대사체는 글루코스, 숙시네이트, 2-옥소글루타레이트 및 타우린으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는
    제 2형 당뇨병 치료효과를 판정하는 방법.
  6. 제 2항에 있어서,
    글루코스, 숙시네이트 및 2-옥소글루타레이트로 구성된 그룹으로부터 선택되는 대사체의 농도가 대조군의 뇨 보다 실험군의 뇨에서 유의한 수준으로 농도가 감소할 경우, 상기 후보약물이 제 2형 당뇨병 치료효과가 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는
    제 2형 당뇨병 치료효과를 판정하는 방법.
  7. 제 2항에 있어서,
    타우린의 농도가 대조군의 뇨 보다 실험군의 뇨에서 유의한 수준으로 농도가 증가할 경우, 상기 후보약물이 제 2형 당뇨병 치료효과가 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는
    제 2형 당뇨병 치료효과를 판정하는 방법.
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JPS63236964A (ja) 1987-03-26 1988-10-03 Ube Ind Ltd 糖尿病の診断法
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