KR101215759B1 - Uses of Compositions Comprising Orosomucoid - Google Patents

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Abstract

본 발명은 ORM(Orosomucoid) 유전자 또는 단백질을 포함하는 대사질환의 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 조성물은 생체 내 풍부하게 존재하는 천연 물질인 ORM을 포함하며 다양한 타겟에 대해 선택적인 조절 활성을 갖기 때문에 대사질환에 따른 제반 증상을 예방 또는 치료하는데 효과적으로 사용할 수 있으며 제조가 간편하고 부작용의 발생 가능성이 적은 특징을 갖는다.The present invention relates to a composition for the prevention or treatment of metabolic diseases comprising an ORM (Orosomucoid) gene or protein. The composition of the present invention includes ORM which is a natural substance present in abundance in vivo, and has a selective regulating activity on various targets, so that it can be effectively used for preventing or treating symptoms caused by metabolic diseases, and is easy to manufacture and has no side effects. It is characterized by a low probability of occurrence.

Description

오로소뮤코이드를 포함하는 조성물의 용도{Uses of Compositions Comprising Orosomucoid}Uses of Compositions Comprising Orosomucoid

본 발명은 대사질환의 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것으로서, 특히 생체 내 분자인 ORM을 포함하며 다양한 생체 내 타겟에 대해 선택적인 조절 활성을 갖는 조성물에 관한 것이다.
The present invention relates to a composition for preventing or treating metabolic diseases, and more particularly, to a composition comprising ORM which is a molecule in vivo and having selective regulatory activity against various in vivo targets.

생활환경의 변화에 의해 현대인들의 비만이 증가하면서 당뇨병, 고혈압, 지질대사이상, 인슐린저항성 등을 수반하는 대사질환의 발병이 급증하고 있다. 이들 질환은 상호간의 발생위험을 증가시키며, 노화, 스트레스 및 면역기능저하 등의 다원적인 생체대사변화와 관련이 있는 공통 질환이다.As obesity of modern people increases due to changes in living environment, the onset of metabolic diseases including diabetes, hypertension, lipid metabolism abnormality, insulin resistance, etc. is increasing rapidly. These diseases increase the risk of mutual development and are common diseases associated with multiple metabolic changes such as aging, stress, and immune dysfunction.

2005년 국민건강ㆍ영양조사결과에 의하면 20세 이상 한국성인의 32%가 비만으로 나타났다(성인남자의 35.2%, 여자의 28.3%). 한국인의 소아비만 발병률도 최근 급증하고 있으며, 2005년에는 초등학생의 11.3%, 중학생 10.7%, 고등학생 16%가 비만으로 분류되었으며(BMI ≥ 25 kg/m2), 과체중(BMI ≥ 23 kg/m2) 또는 비만청소년의 17%가 대사증후군을 나타냈다.According to 2005 National Health and Nutrition Survey results, 32% of Korean adults over 20 years old were obese (35.2% of adult men and 28.3% of women). The incidence of childhood obesity in Korea has also increased rapidly.In 2005, 11.3% of elementary school students, 10.7% of middle school students, and 16% of high school students were classified as obese (BMI ≥ 25 kg / m 2 ), and overweight (BMI ≥ 23 kg / m 2). Or 17% of obese adolescents had metabolic syndrome.

이와 같은 과체중 및 비만인구의 증가는 만성질환 유병률 증가로 이어지는데, 그 예로 2005년 30세 이상 한국인의 고혈압(남자 30.2%, 여자 25.6%), 당뇨병(남자 9.0%, 여자 7.2%), 그리고 고콜레스테롤혈증 유병률(남자 7.5%, 여자 8.8 %)이 모두 다른 나라에 비해 매우 높게 나타나고 있다. This increase in overweight and obesity leads to an increase in the prevalence of chronic diseases such as hypertension (30.2% for men, 25.6% for women), diabetes (9.0% for men, 7.2% for women) and hypercholesterolemia The prevalence of hemophilia (7.5% for men and 8.8% for women) is much higher than for other countries.

비만으로 인한 사회경제적 손실은 2001년 현재 연간 1조 17억원으로 추정되고, 이에 따라 정부는 성인 비만율을 20% 이하, 그리고 청소년 비만율을 15% 이하로 낮추는 것을 2010년 국민건강증진의 주요 목표로 설정하고, 목표달성을 위한 시행전략으로 비만에 대한 정확한 정의와 측정방법을 모색키로 한 바 있다.The socio-economic loss due to obesity is estimated at 1.1.7 trillion won per year. As a result, the government aims to reduce the adult obesity rate to less than 20% and the youth obesity rate to less than 15%. As a strategy to achieve the goal, I decided to find an accurate definition of obesity and how to measure it.

비만은 식사요법, 운동요법과 행동수정요법을 병행해야 최상의 치료효과를 거둘 수 있지만, 이러한 방법은 시간과 노력이 많이 소요되고 실행이 어렵기 때문에 비만치료제 또는 다이어트제품이 많이 이용되고 있다. 그러나 현재 비만 치료제로서 이용되고 있는 올리스타트(orlistat)는 지방변, 장내가스발생, 복부팽만감 등의 부작용이 있고, 시부트라민(sibutramine)은 두통, 구갈, 식욕부진, 불면, 변비 등의 부작용이 알려져 있다. 또한 올리스타트는 비타민 E와 비타민 D의 흡수를 억제하고, 펜터민(phentermine)과 시부트라민은 심박수 증가, 심계항진 또는 현기증을 초래하는 부작용이 있다. Obesity can be best treated with diet, exercise, and behavior modification therapy. However, obesity treatment or diet products are being used because these methods are time consuming and laborious. However, orlistat, which is currently used as a treatment for obesity, has side effects such as fatty stool, intestinal gas generation, and bloating. Sibutramine has side effects such as headache, dry mouth, anorexia, insomnia, and constipation. Also, orlistat inhibits the absorption of vitamin E and vitamin D, while phentermine and sibutramine have side effects that increase heart rate, palpitations or dizziness.

이와 같이 합성의약품의 부작용 등으로 각종 만성질환의 극복이 한계를 보임에 따라, 이들 대사질환에 대한 치료법 개발을 위해 대사 관련 생체 분자를 조절하는 바이오 의약품의 개발이 진행되고 있으나, 지방조직 기능 및 전신 에너지 항상성을 복원하는 내인성 매개자 및 메커니즘에 대하여 거의 알려진 바가 없다.
As the side effects of synthetic medicines have overcome the limitations of various chronic diseases, the development of biopharmaceuticals that regulate metabolic-related biomolecules for the development of treatments for these metabolic diseases is underway. Little is known about endogenous mediators and mechanisms that restore energy homeostasis.

본 발명자들은 대사질환의 예방 및 치료에 효과적인 생체 내 분자를 발굴하고자 노력하였다. 그 결과, 본 발명자들은 ORM을 포함하는 조성물이 지방세포에서 유도되는 ORM이 지방세포 및 단핵구/대식세포의 염증활성을 억제하고, 대식세포가 지방세포로 침윤하는 것을 감소시키며, 인슐린의 작용을 촉진하여, 궁극적으로 인슐린 저항성 개선에 의한 에너지 항상성 회복에 기여한다는 것을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.The present inventors have tried to find in vivo molecules effective for the prevention and treatment of metabolic diseases. As a result, the inventors have found that the composition comprising ORM inhibits the inflammatory activity of adipocyte-derived ORM by adipocytes and monocytes / macrophages, reduces macrophage infiltration into adipocytes, and promotes the action of insulin. Thus, the present invention was completed by confirming that it ultimately contributes to the recovery of energy homeostasis by improving insulin resistance.

따라서, 본 발명의 목적은 ORM 유전자 또는 단백질을 포함하는 대사질환의 예방 또는 치료용 조성물을 제공하는 데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a composition for the prevention or treatment of metabolic diseases comprising an ORM gene or protein.

본 발명의 다른 목적은 상기 대사질환의 예방 또는 치료 활성을 갖는 ORM의 발현량 또는 단백질량의 상향-조절을 유발하는 대사질환의 예방 또는 치료용 물질의 스크리닝 방법을 제공하는데 있다.
Another object of the present invention is to provide a method for screening a substance for preventing or treating metabolic diseases that causes up-regulation of the expression or protein amount of ORM having the prophylactic or therapeutic activity of the metabolic disease.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.
Other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the invention, claims and drawings.

본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 ORM(Orosomucoid) 유전자 또는 단백질의 약제학적 유효량; 및 약제학적으로 허용되는 담체를 포함하는 대사질환의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물을 제공한다. According to one aspect of the invention, the invention is a pharmaceutically effective amount of an ORM (Orosomucoid) gene or protein; And it provides a pharmaceutical composition for the prevention or treatment of metabolic diseases comprising a pharmaceutically acceptable carrier.

본 발명자들은 대사질환의 예방 및 치료에 효과적인 생체 내 분자를 발굴하고자 노력하였다. 그 결과, 본 발명자들은 지방세포에서 유도되는 ORM이 지방세포 및 단핵구/대식세포의 염증활성을 억제하고, 대식세포가 지방세포로 침윤하는 것을 감소시키며, 인슐린의 작용을 촉진하여, 궁극적으로 인슐린 저항성 개선에 의한 에너지 항상성 회복에 관여한다는 것을 발견하여 ORM이 대사질환의 예방 및 치료제의 분자 타겟이 될 수 있음을 확인하였다. 본 발명은 체내 풍부하게 존재하는 생체 분자를 대사질환의 예방 또는 치료제로 이용함으로써 제조가 간편하고 부작용의 발생 가능성을 현저하게 줄일 수 있다.
The present inventors have tried to find in vivo molecules effective for the prevention and treatment of metabolic diseases. As a result, the present inventors have found that ORM derived from adipocytes inhibits inflammatory activity of adipocytes and monocytes / macrophages, reduces infiltration of macrophages into adipocytes, promotes insulin action, and ultimately insulin resistance. The findings suggest that ORM may be a molecular target for the prevention and treatment of metabolic diseases. The present invention is easy to manufacture and significantly reduce the possibility of side effects by using biomolecules rich in the body as a prophylactic or therapeutic agent for metabolic diseases.

α-1 산 당단백질(α-1 acid glycoprotein)이라고도 불리는 오로소뮤코이드(ORM, Orosomucoid)는 감염과 같은 스트레스 상태에서 유도되는 혈장 단백질 중의 하나로, 모든 혈장 단백질 중 약 1%를 차지한다고 보고되어 있다(Fournier et al., 2000; Hochepied et al., 2003). ORM은 급성기 반응물질(acute phase reactant) 단백질족의 하나로 조직상해, 감염 및 염증과 같이 스트레스 조건 하에 간세포에서 발현되어 혈장으로 분비된다. 비록 순환과 관련하여 ORM의 역할이 잘 알려져 있지는 않지만, 면역조절 기능, 방어 기능 및 운반자 기능 등 적어도 3가지의 다른 기능에 관련되어 있다고 생각되고 있다(Fournier et al., 2000; Hochepied et al., 2003).Orosomucoid (ORM), also called α-1 acid glycoprotein, is one of the plasma proteins induced in stress-like conditions, reported to account for about 1% of all plasma proteins. (Fournier et al., 2000; Hochepied et al., 2003). ORM is a family of acute phase reactant proteins, expressed in hepatocytes and released into plasma under stress conditions such as tissue injury, infection and inflammation. Although the role of the ORM in relation to circulation is not well known, it is thought to be involved in at least three other functions: immunoregulatory, protective and carrier functions (Fournier et al., 2000; Hochepied et al., 2003).

본 발명자들은 생체 내 풍부하게 존재하는 면역조절자인 ORM의 새로운 기능을 밝힘과 동시에 대사질환 치료제로서 ORM의 새로운 용도를 제공하며, ORM이 비만 객체의 지방조직 내 대사 및 염증 신호에 응답하여 유도되어 심각한 염증으로부터 보호하도록 한다는 것을 입증하였다.The present inventors have uncovered new functions of ORM, an abundant immunomodulator in vivo, and at the same time, provide a new use of ORM as a therapeutic agent for metabolic diseases, and ORM is induced in response to metabolic and inflammatory signals in adipose tissue of obese subjects. Proved to protect against inflammation.

본 발명의 대사질환의 예방 또는 치료용 조성물에서, 유효성분으로 이용할 수 있는 것은 ORM 단백질 또는 ORM 유전자 자체이다.In the composition for preventing or treating metabolic diseases of the present invention, it can be used as an active ingredient ORM protein or ORM gene itself.

본 발명이 포함하는 ORM은 다양한 종류의 이형체(isotype)를 포함하며, 바람직하게는 ORM1, ORM2 및 ORM3로 구성된 군으로부터 선택되는 1 종 이상의 ORM 이형체를 포함한다.ORM encompassed by the present invention includes various types of isotypes, preferably at least one ORM isoform selected from the group consisting of ORM1, ORM2 and ORM3.

본 발명에서 이용되는 ORM 단백질은 바람직하게는 인간 ORM 단백질이며, 보다 바람직하게는 서열목록 제1서열(ORM1) 또는 제2서열(ORM2)의 아미노산 서열을 갖는 인간 ORM 단백질이다.The ORM protein used in the present invention is preferably a human ORM protein, more preferably a human ORM protein having an amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 (ORM1) or 2 (ORM2).

본 발명에서 이용되는 ORM 유전자는 바람직하게는 인간 ORM을 코딩하는 뉴클레오타이드 서열을 포함하며, 보다 바람직하게는 서열목록 제1서열 또는 제2서열의 아미노산 서열을 갖는 인간 ORM을 코딩하는 뉴클레오타이드 서열을 포함하고, 가장 바람직하게는 서열목록 제3서열 또는 제4서열의 뉴클레오타이드 서열을 포함한다.The ORM gene used in the present invention preferably comprises a nucleotide sequence encoding a human ORM, more preferably comprises a nucleotide sequence encoding a human ORM having an amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or 2 SEQ ID NO: And, most preferably, the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 or 4 of the sequence listing.

상기 대사질환의 예방 또는 치료 활성을 갖는 범위에서, 본 발명에서 이용되는 ORM은 첨부한 서열목록에 기재된 아미노산 서열 또는 뉴클레오타이드 서열에 한정되지 않는다는 것은 당업자에게 명확하다.It is apparent to those skilled in the art that the ORM used in the present invention is not limited to the amino acid sequence or nucleotide sequence described in the attached sequence list in the range having the prophylactic or therapeutic activity of the metabolic disease.

뉴클레오타이드에서의 변이는 단백질에서 변화를 가져오지 않는 것도 있다. 이러한 핵산은 기능적으로 균등한 코돈 또는 동일한 아미노산을 코딩하는 코돈 (예를 들어, 코돈의 축퇴성에 의해, 아르기닌 또는 세린에 대한 코돈은 여섯 개이다), 또는 생물학적으로 균등한 아미노산을 코딩하는 코돈을 포함하는 핵산분자를 포함한다.Variations in nucleotides do not result in changes in proteins. Such nucleic acids include functionally equivalent codons or codons that encode the same amino acid (eg, by degeneracy of the codon, six codons for arginine or serine), or codons that encode biologically equivalent amino acids. And nucleic acid molecules.

또한, 뉴클레오타이드에서의 변이가 ORM 자체에 변화를 가져올 수도 있다. ORM의 아미노산에 변화를 가져오는 변이인 경우에도 본 발명에서 이용되는 ORM과 거의 동일한 활성을 나타내는 것이 얻어질 수 있다.In addition, variations in nucleotides may result in changes in the ORM itself. Even in the case of mutations that bring about changes in the amino acids of the ORM, those exhibiting almost the same activity as the ORM used in the present invention can be obtained.

본 발명에서 이용되는 ORM에 포함될 수 있는 생물학적 기능 균등물은 ORM과 균등한 생물학적 활성을 발휘하는 아미노산 서열의 변이에 한정될 것이라는 것은 당업자에게 명확하다.It is apparent to those skilled in the art that biological function equivalents that may be included in the ORM used in the present invention will be limited to variations in amino acid sequences that exert biological activity equivalent to ORM.

이러한 아미노산 변이는 아미노산 곁사슬 치환체의 상대적 유사성, 예컨대, 소수성, 친수성, 전하, 크기 등에 기초하여 이루어진다. 아미노산 곁사슬 치환체의 크기, 모양 및 종류에 대한 분석에 의하여, 아르기닌, 라이신과 히스티딘은 모두 양전하를 띤 잔기이고; 알라닌, 글라이신과 세린은 유사한 크기를 갖으며; 페닐알라닌, 트립토판과 타이로신은 유사한 모양을 갖는다는 것을 알 수 있다. 따라서, 이러한 고려 사항에 기초하여, 아르기닌, 라이신과 히스티딘; 알라닌, 글라이신과 세린; 그리고 페닐알라닌, 트립토판과 타이로신은 생물학적으로 기능 균등물이라 할 수 있다.Such amino acid variations are made based on the relative similarity of amino acid side chain substituents such as hydrophobicity, hydrophilicity, charge, size, and the like. By analysis of the size, shape and type of amino acid side chain substituents, arginine, lysine and histidine are all positively charged residues; Alanine, glycine and serine have similar sizes; It can be seen that phenylalanine, tryptophan and tyrosine have a similar shape. Thus, based on these considerations, arginine, lysine and histidine; Alanine, glycine and serine; Phenylalanine, tryptophan and tyrosine are biologically equivalent functions.

변이를 도입하는 데 있어서, 아미노산의 소수성 인덱스 (hydropathic idex)가 고려될 수 있다. 각각의 아미노산은 소수성과 전하에 따라 소수성 인덱스가 부여되어 있다: 아이소루이신 (+4.5); 발린 (+4.2); 루이신(+3.8); 페닐알라닌(+2.8); 시스테인/시스타인 (+2.5); 메티오닌 (+1.9); 알라닌 (+1.8); 글라이신 (-0.4); 쓰레오닌 (-0.7); 세린 (-0.8); 트립토판 (-0.9); 타이로신 (-1.3); 프롤린 (-1.6); 히스티딘 (-3.2); 글루타메이트 (-3.5); 글루타민 (-3.5); 아스파르테이트 (-3.5); 아스파라긴 (-3.5); 라이신 (-3.9); 및 아르기닌 (-4.5).In introducing variants, hydropathic idex of amino acids can be considered. Each amino acid is assigned a hydrophobicity index depending on its hydrophobicity and charge: isoleucine (+4.5); Valine (+4.2); Leucine (+3.8); Phenylalanine (+2.8); Cysteine / cysteine (+2.5); Methionine (+1.9); Alanine (+1.8); Glycine (-0.4); Threonine (-0.7); Serine (-0.8); Tryptophan (-0.9); Tyrosine (-1.3); Proline (-1.6); Histidine (-3.2); Glutamate (-3.5); Glutamine (-3.5); Aspartate (-3.5); Asparagine (-3.5); Lysine (-3.9); And arginine (-4.5).

단백질의 상호적인 생물학적 기능 (interactive biological function)을 부여하는 데 있어서 소수성 아미노산 인덱스는 매우 중요하다. 유사한 소수성 인덱스를 가지는 아미노산으로 치환하여야 유사한 생물학적 활성을 보유할 수 있다는 것은 공지된 사실이다. 소수성 인덱스를 참조하여 변이를 도입시키는 경우, 바람직하게는 ± 2 이내, 보다 바람직하게는 ± 1 이내, 보다 더 바람직하게는 ± 0.5 이내의 소수성 인덱스 차이를 나타내는 아미노산 사이에 치환을 한다.Hydrophobic amino acid indexes are very important in conferring the interactive biological function of proteins. It is known that substitution with an amino acid having a similar hydrophobicity index can retain similar biological activities. When introducing mutations with reference to the hydrophobicity index, substitutions are made between amino acids which exhibit a hydrophobicity index difference of preferably within ± 2, more preferably within ± 1, even more preferably within ± 0.5.

한편, 유사한 친수성 값 (hydrophilicity value)을 가지는 아미노산 사이의 치환이 균등한 생물학적 활성을 갖는 단백질을 초래한다는 것도 잘 알려져 있다. 미국 특허 제4,554,101호에 개시된 바와 같이, 다음의 친수성 값이 각각의 아미노산 잔기에 부여되어 있다: 아르기닌 (+3.0); 라이신 (+3.0); 아스팔테이트(+3.0± 1); 글루타메이트 (+3.0± 1); 세린 (+0.3); 아스파라긴 (+0.2); 글루타민 (+0.2); 글라이신 (0); 쓰레오닌 (-0.4); 프롤린 (-0.5 ± 1); 알라닌 (-0.5); 히스티딘 (-0.5); 시스테인 (-1.0); 메티오닌 (-1.3); 발린 (-1.5); 루이신 (-1.8); 아이소루이신 (-1.8); 타이로신 (-2.3); 페닐알라닌 (-2.5); 트립토판 (-3.4).It is also well known that substitutions between amino acids with similar hydrophilicity values result in proteins with equivalent biological activity. As disclosed in US Pat. No. 4,554,101, the following hydrophilicity values are assigned to each amino acid residue: arginine (+3.0); Lysine (+3.0); Asphaltate (+ 3.0 ± 1); Glutamate (+ 3.0 ± 1); Serine (+0.3); Asparagine (+0.2); Glutamine (+0.2); Glycine (0); Threonine (-0.4); Proline (-0.5 ± 1); Alanine (-0.5); Histidine (-0.5); Cysteine (-1.0); Methionine (-1.3); Valine (-1.5); Leucine (-1.8); Isoleucine (-1.8); Tyrosine (-2.3); Phenylalanine (-2.5); Tryptophan (-3.4).

친수성 값을 참조하여 변이를 도입시키는 경우, 바람직하게는 ± 2 이내, 보다 바람직하게는 ± 1 이내, 보다 더 바람직하게는 ± 0.5 이내의 친수성 값 차이를 나타내는 아미노산 사이에 치환을 한다.When introducing mutations with reference to hydrophilicity values, substitutions are made between amino acids which exhibit a hydrophilicity value difference of preferably within ± 2, more preferably within ± 1 and even more preferably within ± 0.5.

분자의 활성을 전체적으로 변경시키지 않는 단백질에서의 아미노산 교환은 당해 분야에 공지되어 있다 (H.Neurath, R.L.Hill, The Proteins, Academic Press, New York, 1979). 가장 통상적으로 일어나는 교환은 아미노산 잔기 Ala/Ser, Val/Ile, Asp/Glu, Thr/Ser, Ala/Gly, Ala/Thr, Ser/Asn, Ala/Val, Ser/Gly, Thy/Phe, Ala/Pro, Lys/Arg, Asp/Asn, Leu/Ile, Leu/Val, Ala/Glu, Asp/Gly 간의 교환이다.Amino acid exchange in proteins that do not alter the activity of the molecule as a whole is known in the art (H. Neuroath, R. L. Hill, The Proteins, Academic Press, New York, 1979). The most commonly occurring exchanges involve amino acid residues Ala / Ser, Val / Ile, Asp / Glu, Thr / Ser, Ala / Gly, Ala / Thr, Ser / Asn, Ala / Val, Ser / Gly, Thy / Pro, Lys / Arg, Asp / Asn, Leu / Ile, Leu / Val, Ala / Glu and Asp / Gly.

상술한 생물학적 균등 활성을 갖는 변이를 고려한다면, 본 발명에서 이용되는 ORM 단백질 또는 유전자는 서열목록에 기재된 서열과 실질적인 동일성 (substantial identity)을 나타내는 서열도 포함하는 것으로 해석된다. 상기의 실질적인 동일성은, 상기한 본 발명의 서열과 임의의 다른 서열을 최대한 대응되도록 얼라인하고, 당업계에서 통상적으로 이용되는 알고리즘을 이용하여 얼라인된 서열을 분석한 경우에, 최소 80%의 상동성, 보다 바람직하게는 90%의 상동성, 가장 바람직하게는 98%의 상동성을 나타내는 서열을 의미한다. 서열비교를 위한 얼라인먼트 방법은 당업계에 공지되어 있다. 얼라인먼트에 대한 다양한 방법 및 알고리즘은 Smith and Waterman, Adv. Appl. Math. 2:482(1981) Needleman and Wunsch, J. Mol. Bio. 48:443(1970); Pearson and Lipman, Methods in Mol. Biol. 24: 307-31(1988); Higgins and Sharp, Gene 73:237-44(1988); Higgins and Sharp, CABIOS 5:151-3(1989); Corpet et al., Nuc. Acids Res. 16:10881-90(1988); Huang et al., Comp. Appl. BioSci. 8:155-65(1992) and Pearson et al., Meth. Mol. Biol. 24:307-31(1994)에 개시되어 있다.Considering the above-described variations with biologically equivalent activity, the ORM protein or gene used in the present invention is interpreted to include sequences that exhibit substantial identity with the sequences listed in the Sequence Listing. This substantial identity is at least 80% when the sequences of the present invention are aligned with each other as closely as possible and the aligned sequences are analyzed using algorithms commonly used in the art. By a sequence that shows homology, more preferably 90% homology, most preferably 98% homology. Alignment methods for sequence comparison are well known in the art. Various methods and algorithms for alignment are described in Smith and Waterman, Adv. Appl. Math. 2: 482 (1981) Needleman and Wunsch, J. Mol. Bio. 48: 443 (1970); Pearson and Lipman, Methods in Mol. Biol. 24: 307-31 (1988); Higgins and Sharp, Gene 73: 237-44 (1988); Higgins and Sharp, CABIOS 5: 151-3 (1989); Corpet et al., Nuc. Acids Res. 16: 10881-90 (1988); Huang et al., Comp. Appl. BioSci. 8: 155-65 (1992) and Pearson et al., Meth. Mol. Biol. 24: 307-31 (1994).

NCBI Basic Local Alignment Search Tool (BLAST) (Altschul et al., J. Mol. Biol. 215:403-10(1990))은 NBCI (National Center for Biological Information) 등에서 접근 가능하며, 인터넷 상에서 blastp, blasm, blastx, tblastn and tblastx와 같은 서열 분석 프로그램과 연동되어 이용할 수 있다. BLSAT는 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/에서 접속 가능하다. 이 프로그램을 이용한 서열 상동성 비교 방법은 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/blast_help.html에서 확인할 수 있다.NCBI Basic Local Alignment Search Tool (BLAST) (Altschul et al., J. Mol. Biol. 215: 403-10 (1990)) is accessible from the National Center for Biological Information (NBCI), etc. It can be used in conjunction with sequencing programs such as blastx, tblastn and tblastx. BLSAT is accessible at http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/. A method for comparing sequence homology using this program can be found at http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/blast_help.html.

본 발명에서 이용되는 ORM 유전자는 바람직하게는 유전자 전달 시스템(gene delivery system) 내에 포함되어 투여될 수 있다.The ORM gene used in the present invention may preferably be contained in a gene delivery system and administered.

본 명세서에서, 용어“유전자 전달 시스템”은 ORM 유전자를 운반 및 발현하기 위하여 제작된 것을 의미하며, 유전자의 세포내 침투(transduction)와 동일한 의미를 가진다. 조직 수준에서, 상기 용어 유전자 전달은 유전자의 확산(spread)과 동일한 의미를 가진다.As used herein, the term “gene delivery system” refers to one designed to carry and express an ORM gene, and has the same meaning as intracellular transduction of a gene. At the tissue level, the term gene delivery has the same meaning as spread of a gene.

본 발명의 유전자 전달 시스템을 제조하기 위해, ORM-인코딩 뉴클레오타이드 서열은 적합한 발현 컨스트럭트 (expression construct) 내에 존재하는 것이 바람직하다. 상기 발현 컨스트럭트에서, ORM 유전자는 프로머터에 작동적으로 연결되는 것이 바람직하다. 본 명세서에서, 용어 “작동적으로 결합된”은 핵산 발현 조절 서열 (예: 프로모터, 시그널 서열, 또는 전사조절인자 결합 위치의 어레이)과 다른 핵산 서열사이의 기능적인 결합을 의미하며, 이에 의해 상기 조절 서열은 상기 다른 핵산 서열의 전사 및/또는 해독을 조절하게 된다. 본 발명에 있어서, ORM 유전자에 결합된 프로모터는, 바람직하게는 동물세포, 보다 바람직하게는 포유동물 세포에서 작동하여 ORM 유전자의 전사를 조절할 수 있는 것으로서, 포유동물 바이러스로부터 유래된 프로모터 및 포유동물 세포의 지놈으로부터 유래된 프로모터를 포함하며, 예컨대, CMV(cytomegalo virus) 프로모터, 아데노바이러스 후기 프로모터, 백시니아 바이러스 7.5K 프로모터, SV40 프로모터, HSV의 tk 프로모터, RSV 프로모터, EF1 알파 프로모터, 메탈로티오닌 프로모터, 베타-액틴 프로모터, 인간 IL-2 유전자의 프로모터, 인간 IFN 유전자의 프로모터, 인간 IL-4 유전자의 프로모터, 인간 림포톡신 유전자의 프로모터, 인간 GM-CSF 유전자의 프로모터, 암세포 특이적 프로모터 (예컨대, TERT 프로모터, PSA 프로모터, PSMA 프로모터, CEA 프로모터, E2F 프로모터 및 AFP 프로모터) 및 조직 특이적 프로모터 (예컨대, 알부민 프로모터)를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.For preparing the gene delivery system of the invention, the ORM-encoding nucleotide sequence is preferably present in a suitable expression construct. In the expression construct, the ORM gene is preferably operably linked to the promoter. As used herein, the term “operably linked” refers to a functional binding between a nucleic acid expression control sequence (eg, an array of promoters, signal sequences, or transcriptional regulator binding sites) and other nucleic acid sequences, thereby The regulatory sequence will control the transcription and / or translation of said other nucleic acid sequence. In the present invention, the promoter coupled to the ORM gene is preferably capable of controlling transcription of the ORM gene by operating in animal cells, more preferably mammalian cells, and promoters and mammalian cells derived from mammalian viruses. Promoters derived from the genome of, for example, CMV (cytomegalo virus) promoter, adenovirus late promoter, vaccinia virus 7.5K promoter, SV40 promoter, tk promoter of HSV, RSV promoter, EF1 alpha promoter, metallothionine Promoter, beta-actin promoter, promoter of human IL-2 gene, promoter of human IFN gene, promoter of human IL-4 gene, promoter of human lymphotoxin gene, promoter of human GM-CSF gene, cancer cell specific promoter (e.g. , TERT promoter, PSA promoter, PSMA promoter, CEA promoter, E2F promoter and A FP promoters) and tissue specific promoters (eg, albumin promoters).

바람직하게는, 본 발명에 이용되는 발현 컨스트럭트는 폴리아네닐화 서열을 포함한다 (예: 소성장 호르몬 터미네이터 및 SV40 유래 폴리 아데닐화 서열).Preferably, the expression construct used in the present invention comprises a polyaninylation sequence (eg, a glial growth hormone terminator and a SV40 derived poly adenylation sequence).

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명에 이용되는 ORM-인코딩 뉴클레오타이드 서열은 “프로모터-ORM-인코딩 뉴클레오타이드 서열-폴리 아데닐화 서열”의 구조를 갖는다.According to a preferred embodiment of the present invention, the ORM-encoding nucleotide sequence used in the present invention has a structure of “promoter-ORM-encoding nucleotide sequence-poly adenylation sequence”.

본 발명의 유전자 전달 시스템은 다양한 형태로 제작할 수 있는 데, 이는 (ⅰ) 내이키드 (naked) 재조합 DNA 분자, (ⅱ) 플라스미드, (ⅲ) 바이러스 벡터, 그리고, (ⅳ) 상기 내이키드 재조합 DNA 분자 또는 플라스미드를 내포하는 리포좀 또는 니오좀의 형태로 제작할 수 있다. ORM-인코딩 뉴클레오타이드 서열은 통상적인 유전자 치료에 이용되는 모든 유전자 전달 시스템에 적용될 수 있으며, 바람직하게는 플라스미드, 아데노바이러스 (Lockett LJ, et al., Clin. Cancer Res. 3:2075-2080(1997)), 아데노-관련 바이러스 (Adeno-associated viruses: AAV, Lashford LS., et al., Gene Therapy Technologies, Applications and Regulations Ed. A. Meager, 1999), 레트로바이러스(Gunzburg WH, et al., Retroviral vectors. Gene Therapy Technologies, Applications and Regulations Ed. A. Meager, 1999), 렌티바이러스 (Wang G. et al., J. Clin. Invest. 104(11):R55-62(1999)), 헤르페스 심플렉스 바이러스 (Chamber R., et al., Proc. Natl. Acad. Sci USA 92:1411-1415(1995)), 배시니아 바이러스 (Puhlmann M. et al., Human Gene Therapy 10:649-657(1999); Ridgeway, "Mammalian expression vectors," In: Vectors: A survey of molecular cloning vectors and their uses. Rodriguez and Denhardt, eds. Stoneham: Butterworth, 467-492(1988); Baichwal and Sugden, "Vectors for gene transfer derived from animal DNA viruses: Transient and stable expression of transferred genes," In: Kucherlapati R, ed. Gene transfer. New York: Plenum Press, 117-148( 1986) 및 Coupar et al., Gene, 68:1-10(1988)), 리포좀 (Methods in Molecular Biology, Vol 199, S.C. Basu and M. Basu Eds. Human Press 2002; Nicolau 및 Sene, Biochim. Biophys. Acta, 721:185-190(1982) 및 Nicolau et al., Methods Enzymol., 149:157-176(1987)) 또는 니오좀에 적용될 수 있다.The gene delivery system of the present invention can be manufactured in various forms, which include (i) naked recombinant DNA molecules, (ii) plasmids, (iii) viral vectors, and (iii) the Naked recombinant DNA molecules. Or in the form of liposomes or niosomes containing plasmids. ORM-encoding nucleotide sequences can be applied to all gene delivery systems used in conventional gene therapy, preferably plasmids, adenoviruses (Lockett LJ, et al., Clin. Cancer Res. 3: 2075-2080 (1997) ), Adeno-associated viruses (AAV, Lashford LS., Et al., Gene Therapy Technologies, Applications and Regulations Ed.A. Meager, 1999), retroviruses (Gunzburg WH, et al., Retroviral vectors) Gene Therapy Technologies, Applications and Regulations Ed.A. Meager, 1999), lentiviruses (Wang G. et al., J. Clin. Invest. 104 (11): R55-62 (1999)), herpes simplex virus (Chamber R., et al., Proc. Natl. Acad. Sci USA 92: 1411-1415 (1995)), basinian virus (Puhlmann M. et al., Human Gene Therapy 10: 649-657 (1999); Ridgeway, "Mammalian expression vectors," In: Vectors: A survey of molecular cloning vectors and their uses.Rodrigue and Denhardt, eds.Stoneham: Butterworth 467-492 (1988); Baichwal and Sugden, "Vectors for gene transfer derived from animal DNA viruses: Transient and stable expression of transferred genes," In: Kucherlapati R, ed. Gene transfer.New York: Plenum Press, 117- 148 (1986) and Coupar et al., Gene, 68: 1-10 (1988)), liposomes (Methods in Molecular Biology, Vol 199, SC Basu and M. Basu Eds. Human Press 2002; Nicolau and Sene, Biochim. Biophys. Acta, 721: 185-190 (1982) and Nicolau et al., Methods Enzymol., 149: 157-176 (1987)) or niosomes.

한편, 상술한 본 발명의 유전자 전달 시스템을 세포내로 도입하는 방법은 당업계에 공지된 다양한 방법을 통해 실시될 수 있다.Meanwhile, the method of introducing the gene transfer system of the present invention into cells can be carried out through various methods known in the art.

본 발명에서, 유전자 전달 시스템이 바이러스 벡터에 기초하여 제작된 경우에는, 당업계에 공지된 바이러스 감염 방법에 따라 실시된다. 바이러스 벡터를 이용한 숙주 세포의 감염은 상술한 인용문헌에 기재되어 있다.In the present invention, when the gene delivery system is constructed based on a viral vector, it is carried out according to a virus infection method known in the art. Infection of host cells with viral vectors is described in the above cited documents.

본 발명에서 유전자 전달 시스템이 내이키드(naked) 재조합 DNA 분자 또는 플라스미드인 경우에는, 미세 주입법 (Capecchi, M.R., Cell, 22:479(1980); 및 Harland와 Weintraub, J. Cell Biol. 101:1094-1099(1985)), 칼슘 포스페이트 침전법 (Graham, F.L. et al., Virology, 52:456(1973); 및 Chen과 Okayama, Mol. Cell. Biol. 7:2745-2752(1987)), 전기 천공법 (Neumann, E. et al., EMBO J., 1:841(1982); 및 Tur-Kaspa et al., Mol. Cell Biol., 6:716-718(1986)), 리포좀-매개 형질감염법 (Wong, T.K. et al., Gene, 10:87(1980); Nicolau 및 Sene, Biochim. Biophys. Acta, 721:185-190(1982); 및 Nicolau et al., Methods Enzymol., 149:157-176(1987)), DEAE-덱스트란 처리법 (Gopal, Mol. Cell Biol., 5:1188-1190(1985)), 및 유전자 밤바드먼트 (Yang et al., Proc. Natl. Acad. Sci., 87:9568-9572(1990)) 방법에 의해 유전자를 세포내로 이입시킬 수 있다.In the present invention, when the gene delivery system is a naked recombinant DNA molecule or plasmid, microinjection (Capecchi, MR, Cell, 22: 479 (1980); and Harland and Weintraub, J. Cell Biol. 101: 1094 -1099 (1985)), calcium phosphate precipitation (Graham, FL et al., Virology, 52: 456 (1973); and Chen and Okayama, Mol. Cell. Biol. 7: 2745-2752 (1987)), electric Perforation (Neumann, E. et al., EMBO J., 1: 841 (1982); and Tur-Kaspa et al., Mol. Cell Biol., 6: 716-718 (1986)), liposome-mediated traits Infections (Wong, TK et al., Gene, 10:87 (1980); Nicolau and Sene, Biochim. Biophys. Acta, 721: 185-190 (1982); and Nicolau et al., Methods Enzymol., 149: 157-176 (1987)), DEAE-dextran treatment (Gopal, Mol. Cell Biol., 5: 1188-1190 (1985)), and gene bombardment (Yang et al., Proc. Natl. Acad. Sci , 87: 9568-9572 (1990)) can be used to import genes into cells.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 아데노바이러스를 이용한 ORM 유전자 전달체의 주입으로 글루코오스 및 인슐린 저항성이 크게 완화되었다(참고: 도 14).According to one embodiment of the present invention, the injection of the ORM gene carrier using the adenovirus of the present invention significantly reduced glucose and insulin resistance (see FIG. 14).

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 대사질환은 고지혈증, 지방간, 당뇨 또는 비만인 것이다.According to a preferred embodiment of the present invention, the metabolic disease is hyperlipidemia, fatty liver, diabetes or obesity.

본 명세서에서 사용되는 용어 “고지혈증”은 중성 지방과 콜레스테롤 등의 지방대사가 제대로 이루어지지 않아 혈액 중에 지방량이 많아 유발되는 질환을 말한다. 보다 구체적으로 고지혈증이란 혈액내의 중성지방, LDL 콜레스테롤, 인지질 및 유리 지방산 등의 지질 성분이 증가된 상태로 발생빈도가 높은 고콜레스테롤지혈증을 말한다.As used herein, the term "hyperlipidemia" refers to a disease caused by a large amount of fat in the blood due to poor metabolism of triglycerides and cholesterol. More specifically, hyperlipidemia refers to high cholesterol hyperlipidemia, which occurs frequently with increased lipid components such as triglycerides, LDL cholesterol, phospholipids, and free fatty acids in the blood.

본 명세서에서 사용되는 용어 “지방간”은 간의 지방대사 장애로 지방이 간세포에 과도한 양으로 축적된 상태를 말하며, 이는 협심증, 심근경색, 뇌졸중, 동맥경화, 지방간 및 췌장염 등과 같은 다양한 질병의 원인이 된다.As used herein, the term “fatty liver” refers to a condition in which fat accumulates in hepatic cells due to adipose metabolism disorder of the liver, which causes various diseases such as angina, myocardial infarction, stroke, arteriosclerosis, fatty liver and pancreatitis. .

본 명세서에서 사용되는 용어 “당뇨병”은 포도당-비관용(intolerance)을 초래하는 인슐린의 상대적 또는 절대적 부족으로 특징되는 만성질환을 의미한다. 용어 당뇨병은 모든 종류의 당뇨병을 포함하며, 예를 들어, 제1형 당뇨, 제2형 당뇨 및 유전성 당뇨를 포함한다. 제1형 당뇨는 인슐린 의존성 당뇨병으로서, β-세포의 파괴에 의해 주로 초래된다. 제2형 당뇨는 인슐린 비의존성 당뇨병으로서, 식사 후 불충분한 인슐린 분비에 의해 초래되거나 또는 인슐린 내성에 의해 초래된다.As used herein, the term “diabetes” means a chronic disease characterized by a relative or absolute lack of insulin resulting in glucose-intolerance. The term diabetes includes all kinds of diabetes and includes, for example, type 1 diabetes, type 2 diabetes and hereditary diabetes. Type 1 diabetes is insulin dependent diabetes mellitus, mainly caused by the destruction of β-cells. Type 2 diabetes is insulin-independent diabetes, caused by insufficient insulin secretion after meals or by insulin resistance.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 대사질환은 글루코오스 또는 지질 항상성의 조절이상(dysregulation)으로 유발된 것이다. According to a preferred embodiment of the present invention, the metabolic disease is caused by dysregulation of glucose or lipid homeostasis.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 ORM 유전자 또는 단백질을 포함하는 대사질환의 예방 또는 치료용 조성물은 인슐린의 작용을 촉진시킨다. According to a preferred embodiment of the present invention, the composition for preventing or treating metabolic diseases comprising the ORM gene or protein of the present invention promotes the action of insulin.

본 발명의 조성물은 지방세포의 에너지 대사 향상을 유도하며, 바람직하게는 활성산소종(ROS, Reactive Oxygen Species)의 감소, 글루코오스 섭취 활성(glucose uptake activity)의 증가, 인슐린 신호의 강화 또는 지방세포의 분해를 통하여 에너지 대사의 향상을 유도한다. 또한, 본 발명의 조성물은 글루코오스 섭취 활성의 증가로 체내 글루코오스 농도를 낮추어 에너지 대사를 향상 시킨다. The composition of the present invention induces enhanced energy metabolism of adipocytes, preferably reduced reactive oxygen species (ROS), increased glucose uptake activity, enhanced insulin signaling or adipocytes Decomposition leads to enhancement of energy metabolism. In addition, the composition of the present invention improves energy metabolism by lowering the glucose concentration in the body by increasing glucose uptake activity.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 조성물은 지방세포, 대식세포 또는 단핵구의 염증 활성을 억제한다. According to a preferred embodiment of the present invention, the composition of the present invention inhibits the inflammatory activity of adipocytes, macrophages or monocytes.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 조성물은 대식세포가 지방세포로 침윤하는 것을 감소시킨다. According to a preferred embodiment of the present invention, the composition of the present invention reduces the infiltration of macrophages into adipocytes.

본 발명의 조성물은 대식세포의 전염증 반응에 관여하는 NF-κB 또는 MAPK(mitogen-activated protein kinase) 활성을 억제하며, 바람직하게는 TNFα에 의한 IKK/NF-κB 또는 MAPK(예를 들어, JNK, ERK 또는 p38 MAPK), 보다 바람직하게는 대식세포에서 p38 MAPK를 억제하고 TNFα에 의한 IKK의 인산화/활성화, IκB의 순차적 분해 및 NF-κB의 핵내축적을 억제한다.The composition of the present invention inhibits NF-κB or mitogen-activated protein kinase (MAPK) activity involved in the proinflammatory response of macrophages, and preferably IKK / NF-κB or MAPK (eg, JNK) by TNFα. , ERK or p38 MAPK), more preferably inhibits p38 MAPK in macrophages and inhibits phosphorylation / activation of IKK by TNFα, sequential degradation of IκB and nuclear accumulation of NF-κB.

또한, 본 발명의 조성물은 염증 사이토카인 유전자 또는 산화 촉진 유전자의 발현을 감소시킨다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 ORM을 포함하는 조성물은 db/db 마우스에 있어 체중의 유의한 변화 없이 인슐린 저항성을 크게 개선하였으며, 지방조직에서 염증 사이토카인 유전자(TNFα 및 IL-6) 및 산화촉진 유전자(NOX2, p22Phox, p47Phox 및 p67Phox)의 발현을 감소시켰다(참고: 도 9).In addition, the compositions of the present invention reduce the expression of inflammatory cytokine genes or oxidation promoting genes. According to one embodiment of the invention, the composition comprising the ORM of the present invention significantly improved insulin resistance without significant change in body weight in db / db mice, inflammatory cytokine genes (TNFα and IL-6 in adipose tissue) ) And expression of oxidation promoter genes (NOX2, p22Phox, p47Phox and p67Phox).

본 발명의 조성물은 약제학적 조성물, 기능성 식품(neutraceutical) 조성물 또는 식품 조성물로 제조될 수 있다.The composition of the present invention may be prepared as a pharmaceutical composition, a neutraceutical composition or a food composition.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 조성물은 (a) 상기 ORM 유전자 또는 단백질의 약제학적 유효량; 및 (b) 약제학적으로 허용되는 담체를 포함하는 약제학적 조성물이다.According to a preferred embodiment of the present invention, the composition of the present invention comprises (a) a pharmaceutically effective amount of the ORM gene or protein; And (b) a pharmaceutically acceptable carrier.

본 명세서에서 용어 “약제학적 유효량”은 상술한 ORM의 효능 또는 활성을 달성하는 데 충분한 양을 의미한다.The term "pharmaceutically effective amount" as used herein means an amount sufficient to achieve the efficacy or activity of the ORM described above.

본 발명의 조성물이 약제학적 조성물로 제조되는 경우, 본 발명의 약제학적 조성물은 약제학적으로 허용되는 담체를 포함한다. 본 발명의 약제학적 조성물에 포함되는 약제학적으로 허용되는 담체는 제제시에 통상적으로 이용되는 것으로서, 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아 고무, 인산 칼슘, 알기네이트, 젤라틴, 규산 칼슘, 미세결정성 셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로스, 물, 시럽, 메틸 셀룰로스, 메틸 히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 활석, 스테아르산 마그네슘 및 미네랄 오일 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 약제학적 조성물은 상기 성분들 이외에 윤활제, 습윤제, 감미제, 향미제, 유화제, 현탁제, 보존제 등을 추가로 포함할 수 있다. 적합한 약제학적으로 허용되는 담체 및 제제는 Remington's Pharmaceutical Sciences (19th ed., 1995)에 상세히 기재되어 있다.When the composition of the present invention is made into a pharmaceutical composition, the pharmaceutical composition of the present invention includes a pharmaceutically acceptable carrier. Pharmaceutically acceptable carriers included in the pharmaceutical compositions of the present invention are those commonly used in the preparation, such as lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, starch, acacia rubber, calcium phosphate, alginate, gelatin, Calcium silicate, microcrystalline cellulose, polyvinylpyrrolidone, cellulose, water, syrup, methyl cellulose, methyl hydroxybenzoate, propylhydroxybenzoate, talc, magnesium stearate and mineral oil, and the like It doesn't happen. In addition to the above components, the pharmaceutical composition of the present invention may further include a lubricant, a humectant, a sweetener, a flavoring agent, an emulsifier, a suspending agent, a preservative, and the like. Suitable pharmaceutically acceptable carriers and formulations are described in detail in Remington ' s Pharmaceutical Sciences (19th ed., 1995).

본 발명의 약제학적 조성물은 경구 또는 비경구 투여할 수 있으며, 비경구 투여인 경우에는 정맥내 주입, 피하 주입, 근육 주입, 복강 주입, 경피 투여, 점막 투여 및 점안 투여 등으로 투여할 수 있다. The pharmaceutical composition of the present invention may be administered orally or parenterally, and in the case of parenteral administration, it may be administered by intravenous injection, subcutaneous injection, intramuscular injection, intraperitoneal injection, transdermal administration, mucosal administration, and eyedrop administration.

본 발명의 약제학적 조성물의 적합한 투여량은 제제화 방법, 투여 방식, 환자의 연령, 체중, 성, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하게 처방될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 약제학적 조성물의 투여량은 성인 기준으로 1일 당 0.001-100 ㎎/㎏(체중)이고, 보다 바람직하게는 0.01-80 ㎎/㎏(체중)이며, 가장 바람직하게는 0.1-60 ㎎/㎏(체중)이다. 또한, 의사 또는 약사의 판단에 따라 일정 시간간격으로 1일 1회 내지 수회로 분할 투여할 수도 있다.The appropriate dosage of the pharmaceutical composition of the present invention may vary depending on factors such as the formulation method, administration method, age, body weight, sex, pathological condition, food, administration time, administration route, excretion rate, . Preferably, the dosage of the pharmaceutical composition of the present invention is 0.001-100 mg / kg body weight per day, more preferably 0.01-80 mg / kg body weight, most preferably on an adult basis. 0.1-60 mg / kg body weight. In addition, depending on the judgment of the doctor or pharmacist may be divided administration once a day to several times.

본 발명의 약제학적 및 건강식품상의 조성물은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 방법에 따라, 약제학적으로 허용되는 담체 및/또는 부형제를 이용하여 제제화함으로써 단위 용량 형태로 제조되거나 또는 다용량 용기 내에 내입시켜 제조될 수 있다.The pharmaceutical and health food composition of the present invention may be formulated using a pharmaceutically acceptable carrier and / or excipient according to a method which can be easily carried out by those skilled in the art. It may be prepared in a dosage form or incorporated into a multi-dose container.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 조성물의 제형은 용액, 현탁액, 시럽제, 에멀젼, 리포좀, 엑스제, 산제, 분말제, 과립제, 정제, 서방형제제 및 캅슐제이고, 분산제 또는 안정화제를 추가적으로 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the invention, the formulations of the compositions of the invention are solutions, suspensions, syrups, emulsions, liposomes, extracts, powders, powders, granules, tablets, sustained-release preparations and capsules, dispersants or stabilizers It may further include.

구체적으로 투여경로에 따라, 경구 투여용 고체 제형으로는 캡슐제, 정제, 환제, 산제 및 과립제가 포함된다. 이러한 고체 제형에서, 활성 화합물은 하나 이상의 불활성 약제학적으로 허용되는 부형제 또는 담체(예, 나트륨 시트레이트 또는 인산이칼슘) 및/또는 a) 충진제 또는 증량제(예, 전분, 락토즈, 슈크로즈, 글루코즈, 만니톨 및 규산), b) 결합제(예, 카복시메틸셀룰로즈, 알기네이트, 젤라틴, 폴리비닐피롤리돈, 슈크로즈 및 아라비아고무), c) 보습제(예, 글리세롤), d) 붕해제(예, 한천-한천, 탄산칼슘, 감자 또는 타피오카 전분, 알긴산, 특정 규산염 및 탄산나트륨), e) 액상지연제(예, 파라핀), f) 흡수 촉진제(예, 사급 암모늄 화합물), g) 습윤제(예, 세틸 알코올 및 글리세롤 모노스테아레이트), h) 흡수제(예, 카올린 및 벤토나이트 점토) 및 i) 윤활제(예, 탈크, 칼슘 스테아레이트, 마그네슘 스테아레이트, 고체 폴리에틸렌 글리콜, 나트륨 라우릴 설페이트 및 이들의 혼합물)와 혼합될 수 있다. 캡슐제, 정제 및 환제의 경우에 제형은 또한 완충제를 포함할 수 있다.Specifically, depending on the route of administration, solid dosage forms for oral administration include capsules, tablets, pills, powders and granules. In such solid dosage forms, the active compound is one or more inert pharmaceutically acceptable excipients or carriers (e.g. sodium citrate or dicalcium phosphate) and / or a) fillers or extenders (e.g. starch, lactose, sucrose, glucose) , Mannitol and silicic acid), b) binders (e.g. carboxymethylcellulose, alginate, gelatin, polyvinylpyrrolidone, sucrose and gum arabic), c) humectants (e.g. glycerol), d) disintegrants (e.g. Agar-agar, calcium carbonate, potato or tapioca starch, alginic acid, certain silicates and sodium carbonate), e) liquid retardants (e.g. paraffin), f) absorption accelerators (e.g. quaternary ammonium compounds), g) wetting agents (e.g. cetyl) Alcohols and glycerol monostearate), h) absorbents (e.g. kaolin and bentonite clay) and i) lubricants (e.g. talc, calcium stearate, magnesium stearate, solid polyethylene glycols, sodium lauryl sulfate and May be mixed with the mixture). In the case of capsules, tablets and pills the formulation may also comprise a buffer.

또한, 락토즈 또는 밀크 슈가와 같은 부형제뿐만 아니라 고분자량의 폴리에틸렌 글리콜 등을 사용한 연질 및 경질 젤라틴 캡슐에 충진제로서 사용될 수 있다. 정제, 당의정, 캡슐제, 환제 및 과립제의 고체 투여형은 장용피 및 기타 약제 분야에 잘 알려진 피복과 같은 피복물 및 쉘로 제조될 수 있다. 이들은 임의로 혼탁화제를 함유할 수 있으며, 또한 이들이 장관의 특정 부위에서 임의로 지연된 방식으로 활성 성분만을 방출하거나 활성 성분을 우선적으로 방출하도록 조성될 수 있다. 또한 필요한 경우 활성 화합물은 하나 이상의 상기된 부형제와 미세 캡슐 형태로 존재할 수 있다.It can also be used as filler in soft and hard gelatin capsules using excipients such as lactose or milk sugar, as well as high molecular weight polyethylene glycols and the like. Solid dosage forms of tablets, dragees, capsules, pills, and granules may be prepared as coatings and shells, such as coatings, which are well known in the art of enteric and other pharmaceutical applications. They may optionally contain a clouding agent and may also be formulated to release only the active ingredient or preferentially release the active ingredient in a randomly delayed manner at certain sites of the intestine. The active compound may also be present in the form of microcapsules with one or more of the above-mentioned excipients if necessary.

경구 투여용 액체 제형으로는 약제학적으로 허용되는 에멀젼, 용제, 현탁제, 시럽제 및 엘릭서제가 포함된다. 활성 화합물이외에, 액체 제형은 물 또는 다른 용매, 가용화제 및 유화제(예, 에틸 알코올, 이소프로필 알코올, 에틸 카보네이트, 에틸 아세테이트, 벤질 알코올, 벤질 벤조에이트, 프로필렌 글리콜, 1,3-부틸렌 글리콜, 디메틸 포름아미드, 오일(특히, 면실유, 땅콩, 옥수수유, 배아유, 올리브유, 피마자유 및 참깨유), 글리세롤, 테트라하이드로푸릴 알코올, 폴리에틸렌 글리콜 및 솔비탄의 지방산 에스테르 및 이들의 혼합물과 같이 본 분야에 흔히 사용되는 불활성 희석제를 함유할 수 있다. 불활성 희석제 이외에, 경구 조성물은 또한 습윤제, 유화제, 현탁화제, 감미제, 풍미제 및 방향제와 같은 보조제를 함유할 수 있다. Liquid formulations for oral administration include pharmaceutically acceptable emulsions, solvents, suspensions, syrups and elixirs. In addition to the active compounds, liquid formulations may be water or other solvents, solubilizers and emulsifiers (e.g. ethyl alcohol, isopropyl alcohol, ethyl carbonate, ethyl acetate, benzyl alcohol, benzyl benzoate, propylene glycol, 1,3-butylene glycol, Dimethyl formamide, oils (especially cottonseed oil, peanuts, corn oil, germ oil, olive oil, castor oil and sesame oil), fatty acid esters of glycerol, tetrahydrofuryl alcohol, polyethylene glycol and sorbitan and mixtures thereof Inert diluents commonly used in. In addition to inert diluents, oral compositions may also contain adjuvants such as wetting agents, emulsifiers, suspending agents, sweetening agents, flavoring agents and fragrances.

직장 또는 질내 투여용 제형은 바람직하게는 본 발명의 화합물을, 실온에서 고체이나 체온에서는 액체여서 직장 또는 질에서 녹아 활성 화합물을 방출하는 적합한 비자극성 보조제 또는 담체(예, 코코아 버터, 폴리에틸렌 글리콜 또는 좌제용 왁스)와 혼합하여 제조할 수 있는 좌제이다.Formulations for rectal or vaginal administration are preferably suitable non-irritating adjuvants or carriers (e.g. cocoa butter, polyethylene glycol or suppositories) which release the active compound by dissolving the compound of the invention in a solid or body temperature liquid at room temperature and thus in the rectum or vagina. And waxes that can be prepared by mixing.

비경구 주사를 위해 적합한 제형은 생리학적으로 허용되는 멸균 수성 또는 비수성 용액, 분산액, 현탁액 또는 에멀젼, 및 멸균 주사 용액 또는 분산액으로 재구성하기 위한 멸균 분말을 포함할 수 있다. 적합한 수성 및 비수성 담체, 희석제, 용매 또는 비히클의 예로는 물, 에탄올, 폴리올(프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 글리세롤 등), 식물성 기름(올리브유), 주사용 유기 에스테르(예, 에틸 올레에이트) 및 이들의 적합한 혼합물이 포함된다.Formulations suitable for parenteral injection may include physiologically acceptable sterile aqueous or non-aqueous solutions, dispersions, suspensions or emulsions, and sterile powders for reconstitution into sterile injectable solutions or dispersions. Examples of suitable aqueous and non-aqueous carriers, diluents, solvents or vehicles include water, ethanol, polyols (propylene glycol, polyethylene glycol, glycerol, etc.), vegetable oils (olive oils), injectable organic esters (e.g. ethyl oleate) and these Suitable mixtures of are included.

또한, 본 발명의 조성물은 보존제, 습윤제, 유화제 및 분산제와 같은 보조제를 함유할 수 있다. 각종 항균제 및 항진균제(예, 파라벤, 클로로부탄올, 페놀, 솔브산 등)에 의해 미생물의 작용을 억제할 수 있다. 또한 당, 염화나트륨 등과 같은 삼투압조절제를 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 흡수 지연제(예, 알루미늄 모노스테아레이트 및 젤라틴)를 사용하여 주사용 약제의 흡수를 지연시킬 수 있다.In addition, the compositions of the present invention may contain adjuvants such as preservatives, wetting agents, emulsifying agents and dispersing agents. Various antibacterial and antifungal agents (eg, parabens, chlorobutanol, phenol, sorbic acid, etc.) can inhibit the action of microorganisms. It may also be desirable to include osmotic agents such as sugars, sodium chloride and the like. Absorption delaying agents (eg, aluminum monostearate and gelatin) may be used to delay absorption of the injectable drug.

현탁제는 활성 화합물이외에 현탁화제(예, 에톡실화 이소스테아릴 알코올, 폴리옥시에틸렌 솔비톨 및 솔비탄 에스테르, 미세결정 셀룰로즈, 알루미늄 메타하이드록사이드, 벤토나이트, 한천-한천 및 트라가칸트 또는 이들의 혼합물 등)를 함유할 수 있다.Suspending agents, in addition to the active compounds, suspending agents (e.g., ethoxylated isostearyl alcohol, polyoxyethylene sorbitol and sorbitan esters, microcrystalline cellulose, aluminum metahydroxide, bentonite, agar-agar and tragacanth or mixtures thereof And the like).

일부 경우에 약물의 효과를 지속시키기 위해, 피하 또는 근육내 주사로부터 약물의 흡수를 서서히 하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 수용성이 낮은 결정형 또는 비결정형 물질의 액체 현탁액을 사용함으로써 달성될 수 있다. 이때 약물의 흡수 속도는 용해 속도에 좌우되며, 용해 속도는 결정 크기 및 결정 형태에 좌우된다. 한편, 비경구 투여된 약물 형태의 지연된 흡수는 약물을 오일 비히클내에 용해시키거나 현탁시킴으로써 달성된다.In some cases, to sustain the effect of the drug, it may be desirable to slow the absorption of the drug from subcutaneous or intramuscular injection. This can be achieved by using a liquid suspension of crystalline or amorphous material with low water solubility. The rate of absorption of the drug then depends upon its rate of dissolution which, in turn, will depend upon crystal size and crystalline form. On the other hand, delayed absorption of the parenterally administered drug form is achieved by dissolving or suspending the drug in an oil vehicle.

주사용 데포우 형태는 약물의 미세캡슐 매트릭스를 폴리락타이드-폴리글리콜라이드와 같은 생체분해성 중합체로 형성함으로써 제조된다. 약물 대 중합체의 비율 및 사용된 특정 중합체의 성질에 따라, 약물의 방출 속도를 조절할 수 있다.Injectable depot forms are prepared by forming the microcapsule matrix of the drug into a biodegradable polymer such as polylactide-polyglycolide. Depending on the ratio of drug to polymer and the nature of the particular polymer used, the rate of release of the drug can be controlled.

다른 생체분해성 중합체의 예로는 폴리(오르토에스테르) 및 폴리(무수물)이 포함된다. 또한, 데포우 주사용 제형은 약물을 체조직 적합성인 리포좀 또는 마이크로에멀젼내에 포획시킴으로써 제조된다.Examples of other biodegradable polymers include poly (orthoesters) and poly (anhydrides). Depot injectable formulations are also prepared by entrapping the drug in liposomes or microemulsions which are compatible with the body tissue.

주사용 제형은 예를 들면 세균-보유 필터를 통해 여과하거나, 멸균화제를 사용직전에 멸균수 또는 다른 멸균 주사용 매질중에 용해시키거나 분산시킬 수 있는 멸균 고체 조성물의 형태로 혼입시킴으로써 멸균시킬 수 있다.
Injectable formulations can be sterilized, for example, by filtration through bacterial-retaining filters or by incorporation of the sterilizing agent in the form of a sterile solid composition which can be dissolved or dispersed in sterile water or other sterile injectable media immediately prior to use. .

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 하기의 단계를 포함하는 대사질환의 예방 또는 치료용 물질의 스크리닝 방법을 제공한다: According to another aspect of the present invention, the present invention provides a method for screening a substance for preventing or treating metabolic diseases, comprising the following steps:

(a) 객체에 분석하고자 하는 시험 물질을 투여하는 단계; (a) administering a test substance to be analyzed to the subject;

(b) 상기 객체의 지방조직 및 간조직에서 ORM의 발현 정도를 측정하는 단계; (b) measuring the expression level of ORM in adipose tissue and liver tissue of the subject;

(c) 상기 ORM의 발현이 지방조직에서 선택적으로 유도되는지를 확인하는 단계; 및 (c) confirming whether the expression of the ORM is selectively induced in adipose tissue; And

(d) 상기 선택적 유도를 유발한 시험 물질을 선별하는 단계.
(d) screening the test substance that caused the selective induction.

본 발명자들은 대사질환의 예방 및 치료물질을 효과적으로 스크리닝하는 방법을 개발하고자 노력하였다. 그 결과, 본 발명자들은 지방세포에서 유도되는 ORM이 지방세포 및 단핵구/대식세포의 염증활성을 억제하고, 대식세포가 지방세포로 침윤하는 것을 감소시키며, 인슐린의 작용을 촉진하여, 궁극적으로 인슐린 저항성 개선에 의한 에너지 항상성 회복에 관여한다는 것을 발견하여 ORM이 대사질환의 예방 및 치료제의 분자 타겟이 될 수 있음을 제안하였다. 본 발명의 스크리닝 방법은 시험물질이 생체 지방조직 내 ORM의 발현 수준을 조절하는 지 여부를 측정함으로써 대사질환의 예방 또는 치료에 효과적인 유효성분을 간편하고도 효율적으로 스크리닝할 수 있는 새로운 접근법이다.The present inventors endeavored to develop a method for effectively screening for the prevention and treatment of metabolic diseases. As a result, the present inventors have found that ORM derived from adipocytes inhibits inflammatory activity of adipocytes and monocytes / macrophages, reduces infiltration of macrophages into adipocytes, promotes insulin action, and ultimately insulin resistance. The findings suggest that ORM may be a molecular target for the prevention and treatment of metabolic diseases. The screening method of the present invention is a novel approach that can easily and efficiently screen effective ingredients effective for the prevention or treatment of metabolic diseases by measuring whether a test substance regulates the expression level of ORM in biological adipose tissue.

본 발명의 방법을 각각의 단계에 따라 상세하게 설명하면 다음과 같다;The method of the present invention will be described in detail in accordance with the respective steps.

단계 (a): 객체에 분석하고자 하는 시험 물질을 투여 Step (a): administering a test substance to be analyzed to an object

본 발명의 방법에 따르면, 우선 객체에 분석하고자 하는 시험 물질을 투여한다. 바람직하게는 상기 객체는 포유동물이며, 보다 바람직하게는 인간이다. According to the method of the invention, the test substance to be analyzed is first administered to the subject. Preferably the object is a mammal, more preferably a human.

본 발명의 스크리닝 방법을 언급하면서 사용되는 용어 “시험 물질”은 ORM 유전자의 발현량 또는 ORM 단백질의 양에 영향을 미치는 지 여부를 검사하기 위하여 스크리닝에서 이용되는 미지의 물질을 의미한다. 상기 시험 물질은 화학물질, 뉴클레오타이드, 안티센스-RNA, siRNA(small interference RNA) 및 천연 추출물을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.As used to refer to the screening method of the present invention, the term “test material” refers to an unknown material used in screening to examine whether it affects the expression level of ORM gene or the amount of ORM protein. The test substance includes, but is not limited to, chemicals, nucleotides, antisense-RNAs, small interference RNAs (siRNAs), and natural extracts.

시험 물질은 합성 또는 천연 화합물의 라이브러리로부터 얻을 수 있다. 이러한 화합물의 라이브러리를 얻는 방법은 당업계에 공지되어 있다. 합성 화합물 라이브러리는 Maybridge Chemical Co.(UK), Comgenex(USA), Brandon Associates(USA), Microsource(USA) 및 Sigma-Aldrich(USA)에서 상업적으로 구입 가능하며, 천연 화합물의 라이브러리는 Pan Laboratories(USA) 및 MycoSearch(USA)에서 상업적으로 구입 가능하다.Test substances can be obtained from libraries of synthetic or natural compounds. Methods of obtaining libraries of such compounds are known in the art. Synthetic compound libraries are commercially available from Maybridge Chemical Co. (UK), Comgenex (USA), Brandon Associates (USA), Microsource (USA), and Sigma-Aldrich (USA), and libraries of natural compounds are available from Pan Laboratories (USA). ) And MycoSearch (USA).

시험 물질은 당업계에 공지된 다양한 조합 라이브러리 방법에 의해 얻을 수 있으며, 예를 들어, 생물학적 라이브러리, 공간 어드레서블 패러럴 고상 또는 액상 라이브러리(spatially addressable parallel solid phase or solution phase libraries), 디컨볼루션이 요구되는 합성 라이브러리 방법, “1-비드 1-화합물” 라이브러리 방법, 그리고 친화성 크로마토그래피 선별을 이용하는 합성 라이브러리 방법에 의해 얻을 수 있다. 분자 라이브러리의 합성 방법은, DeWitt et al., Proc . Natl. Acad . Sci . U.S.A. 90, 6909, 1993; Erb et al. Proc . Natl . Acad . Sci . U.S.A. 91, 11422, 1994; Zuckermann et al., J. Med . Chem . 37, 2678, 1994; Cho et al., Science 261, 1303, 1993; Carell et al., Angew . Chem . Int . Ed . Engl . 33, 2059, 1994; Carell et al., Angew . Chem . Int . Ed. Engl . 33, 2061; Gallop et al., J. Med . Chem . 37, 1233, 1994 등에 개시되어 있다.Test materials can be obtained by a variety of combinatorial library methods known in the art, for example, biological libraries, spatially addressable parallel solid phase or solution phase libraries, deconvolution By the required synthetic library method, “1-bead 1-compound” library method, and synthetic library method using affinity chromatography screening. Methods of synthesizing molecular libraries are described in DeWitt et al., Proc . Natl. Acad . Sci . USA 90, 6909, 1993; Erb et al. Proc . Natl . Acad . Sci . USA 91, 11422, 1994; Zuckermann et al., J. Med . Chem . 37, 2678, 1994; Cho et al., Science 261, 1303, 1993; Carell et al., Angew . Chem . Int . Ed . Engl . 33, 2059, 1994; Carell et al., Angew . Chem . Int . Ed. Engl . 33, 2061; Gallop et al., J. Med . Chem . 37, 1233, 1994 and the like.

본 발명의 방법에서 이용되는 객체는 간조직 및 지방조직 내에 ORM 유전자를 포함하는 한 제한되지 않으며, 예를 들어, 원래부터 ORM 유전자를 포함하는 조직뿐만 아니라, 외부로부터 유입된 ORM 유전자를 조직 내에 포함하여도 이를 발현할 수 있다면 본 발명의 범위에 포함된다. ORM 유전자를 조직 내로 도입하는 방법은 당업계에 공지된 다양한 방법을 이용하여 이를 도입할 수 있다. 예를 들어, 상기 기술한 유전자 전달법에 의해 조직 내로 도입하거나 미세 주입법(Capecchi, M.R., Cell, 22:479(1980)), 칼슘 포스페이트 침전법(Graham, F.L. et al., Virology, 52:456(1973)), 전기 천공법(Neumann, E. et al., EMBO J., 1:841(1982)), 리포좀-매개 형질감염법(Wong, T.K. et al., Gene, 10:87(1980)), DEAE-덱스트란 처리법(Gopal, Mol . Cell Biol ., 5:1188-1190(1985)), 및 유전자 밤바드먼트(Yang et al., Proc . Natl . Acad . Sci ., 87:9568-9572(1990)) 등에 의해 ORM 유전자를 세포 내로 직접 주입할 수도 있다.
The object to be used in the method of the present invention is not limited as long as it includes the ORM gene in liver tissue and adipose tissue, and includes, for example, an ORM gene introduced from outside, as well as a tissue originally containing the ORM gene. If it can express even if it is included in the scope of the present invention. The method of introducing the ORM gene into the tissue can be introduced using a variety of methods known in the art. For example, it may be introduced into the tissue by the gene transfer method described above or microinjection method (Capecchi, MR, Cell , 22: 479 (1980)), calcium phosphate precipitation method (Graham, FL et al., Virology , 52: 456 (1973)), electroporation (Neumann, E. et al., EMBO J. , 1: 841 (1982)), liposome-mediated transfection (Wong, TK et al., Gene , 10:87 (1980) )), DEAE-dextran treatment (Gopal, Mol . Cell Biol . , 5: 1188-1190 (1985)), and gene bombardment (Yang et al., Proc . Natl . Acad . Sci . , 87: 9568-9572 (1990)) and the like to directly inject ORM genes into cells. It may be.

단계 (b): 지방조직 및 간조직에서 ORM 유전자의 발현정도 측정 Step (b): in adipose and liver tissue Measuring the expression level of a gene ORM

이어서, 상기 객체에 시험 물질을 투여한 후 지방조직 및 간조직 내에서 발현되는 ORM의 양 또는 ORM 단백질의 양이 상향-조절되는 정도를 측정한다. 본 명세서에서 용어 “상향-조절(up-regulation)”은 시험 물질을 투여하기 전과 비교하여 ORM의 발현량 또는 ORM 단백질의 양이 증가된 상태를 의미한다. 예컨대, 용어 “상향-조절”은 RT-PCR에 의해 측정된 ORM의 발현량, 또는 ELISA 방법에 의해 측정된 ORM 단백질의 양이 시험 물질을 투여하기 전과 비교하여 증가된 상태를 의미한다.Subsequently, after administration of the test substance to the subject, the amount of ORM or ORM protein expressed in adipose tissue and liver tissue is measured up-regulated. As used herein, the term "up-regulation" refers to a condition in which the expression level of ORM or the amount of ORM protein is increased compared to before administration of a test substance. For example, the term "up-regulation" refers to a condition where the amount of expression of ORM as measured by RT-PCR, or the amount of ORM protein as determined by ELISA method is increased compared to before administration of the test substance.

측정 결과, ORM 유전자의 발현량 또는 ORM 단백질의 양이 간조직에서와 비교하여 지방조직에서 상향-조절되는 것이 측정되면, 상기 시험 물질은 대사질환의 예방 또는 치료용 물질로 판정될 수 있다.As a result of the measurement, if the amount of expression of the ORM gene or the amount of the ORM protein is up-regulated in adipose tissue as compared to that in liver tissue, the test substance may be determined as a substance for preventing or treating metabolic diseases.

ORM 유전자의 발현량 변화의 측정은 당업계에 공지된 다양한 방법을 통해 실시될 수 있다. 예를 들어, RT-PCR(Sambrook 등, Molecular Cloning . A Laboratory Manual, 3rd ed. Cold Spring Harbor Press(2001)), 노던 블롯팅(Peter B. Kaufma et al., Molecular and Cellular Methods in Biology and Medicine, 102-108, CRC press), cDNA 마이크로어레이를 이용한 혼성화 반응(Sambrook 등, Molecular Cloning . A Laboratory Manual, 3rd ed. Cold Spring Harbor Press(2001)) 또는 인 시투(in situ) 혼성화 반응(Sambrook 등, Molecular Cloning . A Laboratory Manual, 3rd ed. Cold Spring Harbor Press(2001))을 이용하여 실시할 수 있다.Measurement of the change in the expression level of the ORM gene can be carried out through various methods known in the art. For example, RT-PCR (Sambrook et al., Molecular Cloning . A Laboratory Manual , 3rd ed. Cold Spring Harbor Press (2001)), Northern blotting (Peter B. Kaufma et al., Molecular and Cellular Methods in Biology and Medicine, 102-108, CRC press ), hybridization (Sambrook using a cDNA microarray such as, Molecular Cloning. A Laboratory Manual , 3rd ed. Cold Spring Harbor Press (2001)) or in situ (in situ ) Hybridization reaction (Sambrook et al., Molecular Cloning . A Laboratory Manual , 3rd ed. Cold Spring Harbor Press (2001)).

본 발명의 스크리닝은 ORM 이형체의 발현량 또는 단백질량을 조사함으로써 달성할 수 있으며, 바람직하게는 ORM1, ORM2 또는 ORM3 이형체, 가장 바람직하게는 ORM1 이형체의 발현량 또는 단백질량을 조사하여 스크리닝할 수 있다(참고: 도 1 및 도 10).
Screening of the present invention can be achieved by examining the expression or protein amount of ORM isoforms, preferably by screening the expression or protein amount of ORM1, ORM2 or ORM3 isoforms, most preferably ORM1 isoforms (See FIGS. 1 and 10).

단계 (c): 상기 단계 (b)에서 상향-조절을 유발한 시험 물질의 선별 Step (c): Screening for Test Substances that Induced Up-regulation in Step (b)

최종적으로, 상기 시험물질 중 지방조직에서 ORM의 발현량 또는 ORM 단백질의 양의 상향-조절을 유발한 물질을 선별한다. 이러한 물질은 대사질환의 진행을 조절하는 ORM의 발현 또는 단백질양을 상향-조절하여 궁극적으로는 대사질환의 예방 및 치료제로서 매우 유용하게 적용될 수 있다.
Finally, the test substance is selected to cause the up-regulation of the expression level of ORM or the amount of ORM protein in adipose tissue. These substances can be very usefully applied as a prophylactic and therapeutic agent for metabolic diseases by ultimately up-regulating the expression or protein amount of ORM that regulates metabolic disease progression.

본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다:The features and advantages of the present invention are summarized as follows:

(ⅰ) 본 발명은 ORM 유전자 또는 단백질을 포함하는 대사질환의 예방 또는 치료용 조성물을 제공한다.(Iii) The present invention provides a composition for the prevention or treatment of metabolic diseases comprising an ORM gene or protein.

(ⅱ) 또한, 본 발명은 대사질환의 예방 또는 치료용 물질의 스크리닝 방법을 제공한다.(Ii) The present invention also provides a method for screening a substance for preventing or treating metabolic diseases.

(ⅲ) 본 발명에 따르면, 생체 내 풍부하게 존재하는 천연 물질인 ORM을 포함하는 본 발명의 조성물은 대사질환의 생체 내 다양한 타겟에 대해 선택적인 조절 활성을 갖기 때문에 상기 대사질환에 따른 제반 증상을 예방 또는 치료하는데 효과적으로 사용될 수 있다.
(Iii) According to the present invention, the composition of the present invention comprising ORM, which is a natural substance present in abundance in vivo, has a selective regulating activity for various targets of metabolic diseases in vivo, thereby preventing all symptoms of the metabolic diseases. It can be effectively used to prevent or treat.

도 1은 비만 객체의 혈장 및 지방조직에서 ORM이 유도되는 것을 나타내는 도면이다. 패널 A는 다양한 마우스 조직에서 ORM 발현의 노던 블롯팅 결과이다. 패널 B는 린 C57BL6 마우스의 부고환 지방조직으로부터 추출한 지방세포 및 SVCs에서 ORM 이형체 각각의 mRNA 발현 수준을 나타낸 것이다. 지방세포-특이 마커 유전자로 아디포넥틴(AdipoQ)을 사용하였다. SEM(Standard errors of the mean)은 에러 바(error bars)로 표시되어 있다(n=4). 패널 C는 비만 ob/obdb/db 마우스의 간 및 지방조직에서 ORM 발현의 노던 블롯팅 결과이다. 패널 D는 간 및 지방조직에서 ORM 발현의 웨스턴 블롯팅 결과이다. ORM은 크게 글리코실화된 단백질(전체 질량의 약 45%가 탄수화물을 구성)이기에, 조직 시료를 이용하여 웨스턴 블롯팅시 글리코실화된 형태 및 되지 않은 형태가 모두 존재하였다. 패널 E는 린 마우스 및 비만 마우스의 혈장에서 ORM 단백질 수준을 에러 바로 나타낸 것이다(n = 4 또는 5). 패널 F는 비만 및/또는 당뇨 인간 환자의 혈장에서 ORM 발현의 웨스턴 블롯팅 결과이다.
도 2는 고지방식이(HFD) 급여 시 지방조직에서 ORM이 선택적으로 유도되는 결과를 나타낸 도면이다. 패널 A 및 B는 NCD(normal chow diet; 0일)로 급여하거나 1, 3 또는 7 일 동안 HFD로 급여한 C57BL6 마우스의 부고환 지방조직(A) 및 간(B)에서 ORM 발현의 Q-PCR 분석결과이다. *P < 0.05; **P < 0.01. SEM은 에러 바로 표시하였다(n = 4 또는 10). 패널 C는 NCD(대조군) 및 HFD로 3일간 급여한 마우스의 부고환 지방조직에서 ORM 단백질 발현의 웨스턴 블롯팅 결과이다. 패널 D는 NCD(대조군) 및 HFD로 3 개월간 급여한 마우스의 혈청 및 부고환 지방조직에서 ORM 단백질 발현의 웨스턴 블롯팅 결과이다.
도 3은 ORM이 전염증 및 대사 신호에 의해 유도되고, 당뇨체료제 로지글리타존(rosiglitazone)에 의해 감소되는 결과를 나타낸 도면이다. 패널 A는 TNFα가 3T3-L1 지방세포에서 3가지 ORM 이형체를 유도하는 것 나타낸 것이다. 분화된 지방세포를 15시간 동안 TNFα(10 ng/㎖) 처리하였다. ORM 각각의 이형체, TNFα 및 아디포넥틴(AdipoQ)의 mRNA 수준은 Q-PCR을 이용하여 분석하였다. TNFα및 AdipoQ의 mRNA 수준을 TNFα의 영향에 대한 대조군으로 이용하였다. 패널 B는 대사신호가 3가지 ORM 이형체를 유도하는 결과를 나타낸 것이다. 분화된 지방세포를 낮은 농도(Glc; 5.5 mM)의 글루코오스 배지에서 24시간 동안 전배양한 후, 고농도(25 mM)의 글루코오스 존재 또는 부존재 하에 인슐린의 농도를 달리하여(10 nM 또는 100 nM) 처리하였다. 패널 C는 지방세포에서 대사 및 염증 신호에 의해 ORM의 분비가 촉진되는 것을 나타낸다. 분화된 지방세포를 0.2%의 BSA가 첨가된 DMEN을 포함하는 낮은 농도(5.5 mM)의 글루코오스 배지에서 전배양하였다. 24시간이 경과된 후, 배양배지를 신선한 배지로 하여 인슐린(100 nM), TNFα(10 ng/㎖) 또는 고 글루코오스(25 mM)를 처리하여 24시간을 더 경과시켰다. ORM의 분비가 상승되었음이 웨스턴 블롯팅 분석으로 확인되었다. 패널 D는 3T3-L1 지방세포에서 ORM mRNA 발현에 대한 팔미테이트(Pal; 500 μM)의 영향을 나타낸 것이다. 패널 E는 로지글리타존(rosiglitazone; 10 μM)처리로 ORM 이형체의 mRNA 수준이 감소되는 것을 나타낸 것이다. 로지글리타존의 영향에 대한 양성 및 음성 대조군으로써 TNFα 및 아디포넥틴 mRNA 발현을 측정하였다. *P < 0.05; **P < 0.01. SEM은 에러 바로 표시하였다(n = 2).
도 4는 급성 LPS 처치 시 간에서 ORM을 유도하나 지방조직에서는 유도하지 않는 결과를 나타낸 도면이다. C57BL6 마우스에 LPS를 복막 주입하여, 혈장, 간 및 지방조직에서의 ORM 발현을 분석하였다. 패널 A는 린마우스에 LPS 주입(5 ㎍)시 ORM의 혈장 수준이 상승되는 것을 나타낸다. 패널 B는 LPS 주입 후 4시간 또는 24시간 시점에 마우스의 혈장내 ORM 발현에 대한 웨스턴 블롯팅 분석을 나타낸다. 패널 C 및 D는 LPS를 투여한 마우스에서 주입 후 4시간 및 24시간 시점에 부고환 지방조직(C) 및 간(D)에서 ORM의 3가지 이형체에 대한 Q-PCR(Quantitative real-time RT-PCR) 분석을 나타낸다.
도 5는 ORM이 지방세포, 단핵구 및 대식세포에서 염증 유전자의 발현을 억제하는 것을 나타낸 도면이다. 패널 A는 3T3-L1 지방세포에서 TNFα-유도 염증 유전자 발현에 있어서 ORM 처치 효과 및 아데노바이러스에 의한 ORM1 과발현 영향을 나타낸다. 아데노바이러스-감염(50 m.o.i, 주입 후 2일) 또는 비감염 지방세포를 ORM(250 ㎍/㎖)의 존재 또는 부존재 하에 TNFα(10 ng/㎖)와 함께 배양하였다. 염증 유전자의 mRNA 수준은 Q-PCR을 이용하여 분석하였다. *P < 0.05; **P < 0.01. SEM은 에러 바로 표시하였다(n = 2 또는 3). 패널 B는 지방세포에서 TNFα-유도 염증 유전자의 발현에 ORM의 시간경로 결과를 나태낸다. 3T3-L1 지방세포를 지정된 기간 동안 ORM의 존재(250 ㎍/㎖) 또는 부존재 하에 TNFα(10 ng/㎖)와 함께 배양하였다. 염증 유전자의 mRNA의 수준은 Q-PCR을 이용하여 분석하였다. 패널 C는 ORM1의 넉다운 결과 지방세포에서 염증 유전자 발현을 유도하는 것을 나타낸다. mock 또는 마우스 ORM1-특이 siRNA를 과발현하는 3T3-L1 안정 세포주를 레트로바이러스 감염 및 퓨로마이신을 이용한 선별로 구축하였다. 지방세포 분화 7일째, 상기 세포를 24시간 동안 TNFα(10 ng/㎖) 및/또는 ORM (250 ㎍/㎖) 처치하였다. 염증 유전자의 mRNA 수준은 Q-PCR 분석으로 측정하였다. 패널 D는 THP-1 단핵구에서 ORM이 염증 및 세포 점착에 관련된 어떤 유전자의 발현을 억제하는 것을 나타낸다. THP-1 단핵구를 ORM의 존재(100 또는 1000 ㎍/㎖) 또는 부존재 하에서 TNFα(10 ng/㎖)와 함께 6시간 동안 배양하였다. 염증 유전자의 mRNA 수준은 Q-PCR 분석으로 측정하였다. 패널 E는 마우스의 복막 대식세포에서 ORM(250 ㎍/㎖)이 TNFα-유도 염증 유전자 발현을 억제하는 것을 나타낸다. 패널 F는 마우스의 복막 대식세포에서 ORM(250 ㎍/㎖)이 팔미테이트-유도 염증 유전자 발현을 억제하는 것을 나타낸다.
도 6은 ORM이 지방세포 및 대식세포 간 상호작용을 억제하는 것을 나타낸 도면이다. 패널 A는 ORM이 배양 접시의 바닥에 THP-1 단핵구의 점착에 대한 지방세포-조건 배지의 영향을 억제하는 것을 나타낸다. 24시간 동안 ORM(250 ㎍/㎖) 또는 TNFα(10 ng/㎖) 존재 또는 부존재 하에 mock 또는 ORM1 siRNA 과발현 3T3-L1 지방세포로부터 지방세포-조건 배지를 수득하였다. 지방세포-조건 배지에서 상기 세포를 배양하고 PBS를 이용하여 세척한 후 배양접시의 바닥에 대한 THP-1 단핵구의 점착정도를 촬영하였다. 패널 B는 ORM이 THP-1 단핵구가 지방세포로 침윤하는 것을 억제하는 것을 나타낸다. 24시간 동안 3T3-L1 지방세포 및 THP-1 단핵구에 ORM (250 ㎍/㎖) 또는 살리실산나트륨(5 mM)을 전처리 또는 전처리하지 않은 후, THP-1 단핵구를 지방세포를 포함하는 트랜스웰 플레이트의 위 챔버에 추가하고 TNFα로 자극하였다. THP-1 세포의 지방세포로의 침윤은 항-CD68 항체(red)를 이용한 면역염색 단핵구를 이용하여 측정하였다. 패널 C는 ORM이 지방조직의 대식세포에 결합하는 것을 나타낸다. 린 마우스 또는 DIO(3개월 간 HFD 급여)로부터 추출한 부고환 지방조직을 FITC-결합 BODIPY (녹색; 지방세포) 또는 ORM에 대한 항체(빨간색) 또는 F4/80(파란색; 대식세포)로 면역염색하고 다광자 형광 다초점 현미경 분석(multiphoton fluorescence confocal microscopy)을 위해 전조직 표본화(wholemount)하였다.
도 7은 ORM이 지방세포에서 에너지 대사를 향상시키는 것을 나타낸 도면이다. 패널 A는 3T3-L1 지방세포를 24시간 동안 ORM의 존재(250 ㎍/㎖) 또는 부존재 하에 낮은(5.5 mM) 또는 높은(25 mM) 글루코오스 배지에서 배양한 것을 나타낸다. 지방세포에 축적된 ROS 수준은 DCFDA 형광 염색을 이용하여 측정하였다. 패널 B는 기저 또는 인슐린-의존 글루코오스 섭취 활성 분석을 나타낸 것이다. 3T3-L1 지방세포를 24시간 동안 ORM의 존재(250 ㎍/㎖) 또는 부존재 하에 낮은(5.5 mM) 또는 높은(25 mM) 글루코오스 배지에서 배양하였다. 글루코오스 섭취 활성은 인슐린 처치 후 30분 시점에 측정하였다. 패널 C는 ORM이 인슐린 신호를 강화한다는 것을 나타낸다. 3T3-L1 지방세포를 16시간 동안 혈청-비공급 상태로 둔 후, ORM(250 ㎍/㎖)을 6시간 동안 처리하였다. 인슐린 자극(10 nM)이 있은 지 15분 후에, 상기 세포를 웨스턴 블롯팅 분석시켰다. 패널 D 내지 E는 3T3-L1 지방세포를 0.2% BSA을 보충한 DMEM에서 ORM(250 ㎍/㎖) 또는 살리실산나트륨(5 mM)으로 전처리한 후, 48시간 동안 TNFα(10 ng/㎖)를 이용하여 더 자극하였다. 패널 D는 페리리핀의 mRNA 수준을 Q-PCR 분석으로 측정한 것이다. 패널 E는 지방분해 수준을 지방세포-조건 배지에서 글리세롤 농도를 측정하여 결정한 것이다. *P < 0.05; **P < 0.01. SEM은 에러 바로 표시하였다(n = 3).
도 8은 ORM이 대식세포 및 지방세포에서 MAPK 및 NF-κB 활성을 억제하는 것을 나타낸 도면이다. 패널 A는 RAW264.7 대식세포 또는 3T3-L1 지방세포를 부형제(vehicle), ORM(250 ㎍/㎖) 또는 살리실산나트륨(5 mM)으로 6시간 동안 전처리한 후 10분 더 TNFα(10 ng/㎖)로 자극하였다. 인산화 또는 전체 MAPK 단백질의 수준은 웨스턴 블롯팅 분석을 이용하여 측정하였다. 상기 결과는 적어도 3번의 독립한 실험의 대푯값이다. 패널 B 내지 C는 ORM이 대식세포(B) 및 지방세포(C)에서 IKK 활성을 억제하는 것을 나타낸다. 패널 D는 대식세포에서 NF-κB(p65)의 핵내 축적을 억제하는 것을 나타낸다. RAW264.7 대식세포를 부형제[ORM(250 ㎍/㎖)]로 6시간 동안 전처리하고 난 후, TNFα(10 ng/㎖)를 이용하여 15, 30 또는 60분 간 자극하였다. 상기 세포로부터 핵추출물을 취하여 p65 NF-κB의 단백질 수준을 웨스턴 블롯팅 분석하였다.
도 9는 비만 및 당뇨 db/db 마우스에서 ORM의 인 비보 효과를 나타낸 도면이다. PBS(◇)- 또는 ORM 단백질(■)-함유 삼투 펌프를 db/db 마우스에 이식하였다. 2주 후, 상기 마우스를 분석하였다. 패널 A는 인슐린 내성 시험을 나타낸다. 패널 B는 ORM 처치 또는 비처치 하에 db/db 마우스의 부고환 지방조직에서 염증 유전자의 mRNA 수준을 Q-PCR 분석으로 측정하였다. *P < 0.05; **P < 0.01; ***P < 0.001. SEM은 에러 바로 표시하였다(n = 6 또는 8). 패널 C는 상기 마우스의 간에서 염증 및 대사 유전자의 Q-PCR 분석을 나타낸다. *P < 0.05; **P < 0.01. SEM은 에러 바로 표시하였다(n = 6 또는 8).
도 10은 3T3-L1 세포가 지방세포로 분화되는 동안 3가지 ORM 이형체의 발현이 증가되는 것을 나타낸 도면이다. SEM은 에러 바로 표시하였다(n = 2).
도 11db/db 마우스의 지방조직으로부터 추출한 지방세포 단편에서 ORM 발현이 상승되는 것을 나타낸 도면이다. 간, 지방세포, SVCs 및 복막 대식세포에서 총 RNA를 분리하였으며, ORM1, ORM2, ORM3, TNFα 및 아디포넥틴(AdipoQ)의 발현에 대해 정량적 RT-PCR을 이용하여 분석하였다.
도 12는 지방조직의 지방세포 및 비혈관 기질세포(nonvascular stromal cell) 주위에서 ORM 단백질을 검출한 것을 나타낸 도면이다. 린 마우스(대조군) 및 DIO 마우스(diet-induced obese mouse, 3개월 간 HFD 급여)로부터 추출한 부고환 지방조직을 FITC-결합 BODIPY (녹색; 지방세포) 및 ORM에 대한 항체(빨간색) 및 PECAM(왼쪽 패널의 파란색; 혈관)로 면역염색하고 다광자 형광 다초점 현미경 분석을 위해 전조직 표본화하였다.
도 13은 ORM이 THP-1 단핵구 및 RAW264.7 대식세포에서 ROS의 발생을 억제하는 것을 나타낸 도면이다. 패널 A는 THP-1 세포를 24시간 동안 ORM 처리하고, DCFDA 염색 후 유세포측정법(flow cytometry)을 이용하여 ROS 수치를 계산한 것을 나타낸다. 패널 B는 LPS의 존재 또는 부존재 하에 6시간 동안 RAW264.7 대식세포를 ORM 처리한 것을 나타낸다. ROS 수치는 DCF-DA 염색 후에 측정하였다.
도 14는 아데노바이러스를 이용한 ORM1의 과다발현이 비만 및 당뇨 db/db 마우스에서 인슐린 민감성을 향상시키는 것을 나타낸 도면이다. GFP 또는 마우스 ORM1을 발현하는 아데노바이러스를 db/db 마우스에 i.v. 투여하였다. 주입 후 2주 시점에 상기 마우스를 분석하였다. 패널 A는 외생 ORM의 mRNA 수준을 Q-PCR 분석을 이용하여 측정한 것을 나타낸다. 패널 B는 혈장에서의 ORM의 단백질 수준을 웨스턴 블롯팅 분석을 이용하여 측정한 것을 나타낸다. 패널 C는 경구 글루코오스 내성 시험 결과를 나타낸다. 패널 D는 인슐린 내성 시험 결과를 나타낸다.
도 15는 지방세포 및 대식세포에서 발현된 CCR5 및 Siglec-E(인간 Siglec-5의 마우스 호몰로그)를 나타낸 도면이다.
1 is a diagram showing the induction of ORM in the plasma and adipose tissue of obese subjects. Panel A is the northern blotting result of ORM expression in various mouse tissues. Panel B shows mRNA expression levels of ORM isoforms in adipocytes and SVCs extracted from epididymal adipose tissue of lean C57BL6 mice. Adiponectin (AdipoQ) was used as the adipocyte-specific marker gene. SEM (Standard errors of the mean) are indicated by error bars (n = 4). Panel C shows Northern blotting results of ORM expression in liver and adipose tissue of obese ob / ob and db / db mice. Panel D is the result of Western blotting of ORM expression in liver and adipose tissue. Since ORM is a large glycosylated protein (about 45% of its total mass constitutes carbohydrates), there were both glycosylated and non-glycosylated forms when western blotting using tissue samples. Panel E shows error bars of ORM protein levels in the plasma of lean and obese mice (n = 4 or 5). Panel F is the result of Western blotting of ORM expression in the plasma of obese and / or diabetic human patients.
Figure 2 is a diagram showing the result of ORM is selectively induced in adipose tissue during high fat diet (HFD). Panels A and B are Q-PCR analysis of ORM expression in epididymal adipose tissue (A) and liver (B) in C57BL6 mice fed with a normal chow diet (NCD) or HFD for 1, 3 or 7 days. The result is. * P <0.05; ** P <0.01. SEM indicated error bars (n = 4 or 10). Panel C shows Western blotting results of ORM protein expression in epididymal adipose tissue of mice fed with NCD (control) and HFD for 3 days. Panel D shows Western blotting results of ORM protein expression in serum and epididymal adipose tissue of mice fed with NCD (control) and HFD for 3 months.
3 is a diagram showing the results of ORM induced by pro-inflammatory and metabolic signals and reduced by the diabetic rosiglitazone. Panel A shows that TNFα induces three ORM isoforms in 3T3-L1 adipocytes. Differentiated adipocytes were treated with TNFα (10 ng / ml) for 15 hours. MRNA levels of isoforms, TNFα and Adiponectin (AdipoQ) of each ORM were analyzed using Q-PCR. MRNA levels of TNFα and AdipoQ were used as controls for the effects of TNFα. Panel B shows that metabolic signals induce three ORM isoforms. Differentiated adipocytes were preincubated for 24 hours in low concentration (Glc; 5.5 mM) glucose medium and then treated with different concentrations of insulin (10 nM or 100 nM) in the presence or absence of high concentration (25 mM) glucose. It was. Panel C shows that secretion of ORM is promoted by metabolic and inflammatory signals in adipocytes. Differentiated adipocytes were precultured in low concentration (5.5 mM) glucose medium containing DMEN with 0.2% BSA added. After 24 hours, the culture medium was treated with insulin (100 nM), TNFα (10 ng / ml) or high glucose (25 mM) as fresh medium, which further passed for 24 hours. Western blotting analysis confirmed that the secretion of ORM was elevated. Panel D shows the effect of palmitate (Pal; 500 μM) on ORM mRNA expression in 3T3-L1 adipocytes. Panel E shows that the mRNA level of ORM isoforms is reduced by rosiglitazone (10 μM) treatment. TNFα and adiponectin mRNA expression were measured as positive and negative controls for the effect of rosiglitazone. * P <0.05; ** P <0.01. SEM indicated error bars (n = 2).
4 is a diagram showing the result of inducing ORM in the liver during acute LPS treatment but not in adipose tissue. LPS was intraperitoneally injected into C57BL6 mice to analyze ORM expression in plasma, liver and adipose tissue. Panel A shows elevated plasma levels of ORM upon LPS injection (5 μg) in rin mice. Panel B shows Western blotting analysis for plasma ORM expression in mice 4 hours or 24 hours after LPS injection. Panels C and D show Qantral real-time RT- for three variants of ORM in epididymal adipose tissue (C) and liver (D) at 4 and 24 hours post-infusion in mice administered LPS. PCR) analysis.
5 shows that ORM inhibits the expression of inflammatory genes in adipocytes, monocytes and macrophages. Panel A shows ORM treatment effect and ORM1 overexpression effect by adenovirus in TNFα-induced inflammatory gene expression in 3T3-L1 adipocytes. Adenovirus-infected (50 moi, 2 days post injection) or uninfected adipocytes were incubated with TNFα (10 ng / ml) in the presence or absence of ORM (250 μg / ml). MRNA levels of inflammatory genes were analyzed using Q-PCR. * P <0.05; ** P <0.01. SEM indicated error bars (n = 2 or 3). Panel B shows the time course results of ORM in the expression of TNFα-induced inflammatory genes in adipocytes. 3T3-L1 adipocytes were incubated with TNFα (10 ng / ml) in the presence or absence (250 μg / ml) or ORM for a designated period of time. MRNA levels of inflammatory genes were analyzed using Q-PCR. Panel C shows that knockdown of ORM1 induces inflammatory gene expression in adipocytes. 3T3-L1 stable cell lines overexpressing mock or mouse ORM1-specific siRNA were constructed by retroviral infection and selection with puromycin. At day 7 of adipocyte differentiation, the cells were treated with TNFα (10 ng / ml) and / or ORM (250 μg / ml) for 24 hours. MRNA levels of inflammatory genes were determined by Q-PCR analysis. Panel D shows that ORM in THP-1 monocytes inhibits the expression of certain genes involved in inflammation and cell adhesion. THP-1 monocytes were incubated for 6 hours with TNFα (10 ng / ml) in the presence (100 or 1000 μg / ml) or without ORM. MRNA levels of inflammatory genes were determined by Q-PCR analysis. Panel E shows that ORM (250 μg / ml) inhibits TNFα-induced inflammatory gene expression in peritoneal macrophages in mice. Panel F shows that ORM (250 μg / ml) inhibits palmitate-induced inflammatory gene expression in peritoneal macrophages in mice.
Figure 6 shows that ORM inhibits the interaction between adipocytes and macrophages. Panel A shows that ORM inhibits the effect of adipocyte-conditioning medium on adhesion of THP-1 monocytes to the bottom of the culture dish. Adipocyte-conditioned media was obtained from mock or ORM1 siRNA overexpressing 3T3-L1 adipocytes with or without ORM (250 μg / ml) or TNFα (10 ng / ml) for 24 hours. The cells were cultured in adipocyte-conditioned medium, washed with PBS and photographed for adhesion of THP-1 monocytes to the bottom of the culture dish. Panel B shows that ORM inhibits THP-1 monocytes infiltration into adipocytes. After 24 hours without or pretreatment of ORM (250 μg / ml) or sodium salicylate (5 mM) to 3T3-L1 adipocytes and THP-1 monocytes, THP-1 monocytes were subjected to transwell plates containing adipocytes. It was added to the gastric chamber and stimulated with TNFα. Infiltration of THP-1 cells into adipocytes was measured using immunostained monocytes using anti-CD68 antibody (red). Panel C shows that ORM binds to macrophages of adipose tissue. Epididymal adipose tissue extracted from lean mice or DIO (feed HFD for 3 months) is immunostained with FITC-binding BODIPY (green; adipocytes) or antibodies against ORM (red) or F4 / 80 (blue; macrophages) Whole tissues were sampled for multiphoton fluorescence confocal microscopy.
7 shows that ORM enhances energy metabolism in adipocytes. Panel A shows that 3T3-L1 adipocytes were cultured in low (5.5 mM) or high (25 mM) glucose medium in the presence (250 μg / ml) or absence of ORM for 24 hours. ROS levels accumulated in adipocytes were measured using DCFDA fluorescence staining. Panel B shows basal or insulin-dependent glucose uptake activity assays. 3T3-L1 adipocytes were incubated in low (5.5 mM) or high (25 mM) glucose medium with or without (250 μg / ml) ORM for 24 hours. Glucose uptake activity was measured 30 minutes after insulin treatment. Panel C shows that ORM enhances insulin signal. After 3T3-L1 adipocytes were left serum-free for 16 hours, ORM (250 μg / ml) was treated for 6 hours. After 15 minutes of insulin stimulation (10 nM), the cells were analyzed for Western blotting. Panels D to E were pretreated with 3T3-L1 adipocytes with ORM (250 μg / ml) or sodium salicylate (5 mM) in DMEM supplemented with 0.2% BSA, followed by TNFα (10 ng / ml) for 48 hours. Further stimulated. Panel D measures the mRNA levels of ferritin by Q-PCR analysis. Panel E is determined by measuring glycerol concentration in adipocyte-conditioned medium. * P <0.05; ** P <0.01. SEM indicated error bars (n = 3).
8 shows that ORM inhibits MAPK and NF-κB activity in macrophages and adipocytes. Panel A shows pretreatment of RAW264.7 macrophages or 3T3-L1 adipocytes with vehicle, ORM (250 μg / ml) or sodium salicylate (5 mM) for 10 minutes and then TNFα (10 ng / ml). Stimulated). The level of phosphorylation or total MAPK protein was measured using Western blotting analysis. The result is representative of at least three independent experiments. Panels B to C show that ORM inhibits IKK activity in macrophages (B) and adipocytes (C). Panel D shows inhibition of intranuclear accumulation of NF-κB (p65) in macrophages. RAW264.7 macrophages were pretreated with excipient [ORM (250 μg / ml) for 6 hours and then stimulated for 15, 30 or 60 minutes with TNFα (10 ng / ml). Nuclei extracts were taken from the cells and analyzed for Western blotting for protein levels of p65 NF-κB.
9 is a diagram showing the in vivo effect of ORM in obese and diabetic db / db mice. PBS (◇)-or ORM protein (■) -containing osmotic pumps were implanted in db / db mice. After 2 weeks, the mice were analyzed. Panel A shows the insulin resistance test. Panel B measured mRNA levels of inflammatory genes in epididymal adipose tissue of db / db mice under ORM treatment or by no Q-PCR analysis. * P <0.05; ** P <0.01; *** P <0.001. SEM indicated error bars (n = 6 or 8). Panel C shows Q-PCR analysis of inflammatory and metabolic genes in the liver of these mice. * P <0.05; ** P <0.01. SEM indicated error bars (n = 6 or 8).
FIG. 10 shows that expression of three ORM isoforms is increased while 3T3-L1 cells differentiate into adipocytes. SEM indicated error bars (n = 2).
11 is a diagram showing the increase in ORM expression in adipocyte fragments extracted from adipose tissue of db / db mice. Total RNA was isolated from liver, adipocytes, SVCs and peritoneal macrophages and analyzed using quantitative RT-PCR for expression of ORM1, ORM2, ORM3, TNFα and Adiponectin (AdipoQ).
FIG. 12 shows detection of ORM proteins around adipocytes and nonvascular stromal cells of adipose tissue. Epididymal adipose tissue extracted from lean mice (control) and DIO mice (diet-induced obese mouse, fed HFD for 3 months) was subjected to FITC-binding BODIPY (green; adipocytes) and antibodies to ORM (red) and PECAM (left panel). Blue; blood vessels) were immunostained and whole tissue sampled for multiphoton fluorescence multifocal microscopic analysis.
FIG. 13 shows that ORM inhibits the development of ROS in THP-1 monocytes and RAW264.7 macrophages. Panel A shows that THP-1 cells were ORM treated for 24 hours and ROS levels were calculated using flow cytometry after DCFDA staining. Panel B shows ORM treatment of RAW264.7 macrophages for 6 hours in the presence or absence of LPS. ROS levels were measured after DCF-DA staining.
Figure 14 shows that overexpression of ORM1 with adenovirus improves insulin sensitivity in obese and diabetic db / db mice. Adenoviruses expressing GFP or mouse ORM1 were iv administered to db / db mice. Two weeks after the injection, the mice were analyzed. Panel A shows that mRNA levels of exogenous ORM were measured using Q-PCR analysis. Panel B shows that protein levels of ORM in plasma were measured using Western blotting analysis. Panel C shows the results of the oral glucose tolerance test. Panel D shows the results of the insulin resistance test.
Fig. 15 shows CCR5 and Siglec-E (mouse homolog of human Siglec-5) expressed in adipocytes and macrophages.

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.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are only for describing the present invention in more detail and that the scope of the present invention is not limited by these embodiments in accordance with the gist of the present invention .

실시예Example

실험재료 및 실험방법Materials and Experiments

1. 세포 배양1. Cell culture

10%의 우아혈청(bovine calf serum)이 첨가 된 DMEM(Dulbecco’s modified Eagle’s medium)에서 3T3-L1 지방 전구세포를 컨플루언스(confluence) 상태가 될 때까지 배양하였다. 컨플루언스 이틀 후, 10% FBS, MIX(methylisobutylxanthine, 500 μM), DEX(dexamethasone, 1 μM) 및 인슐린(5 ㎍/㎖)을 포함하는 DMEM에서 48시간 동안 배양하였다. 10% FBS 및 인슐린(1 ㎍/㎖)을 포함하는 DMEM를 이용하여 이틀간격으로 배지를 보충하여 주었다. THP-1 인간 단핵구 및 RAW264.7 대식세포는 10% FBS가 첨가된 RPMI1640에서 보존하였다.
3T3-L1 adipocytes were incubated in Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM) with 10% bovine calf serum until confluence. After two days of confluence, the cells were incubated for 48 hours in DMEM containing 10% FBS, MIX (methylisobutylxanthine, 500 μM), DEX (dexamethasone, 1 μM) and insulin (5 μg / ml). Medium was supplemented every two days using DMEM containing 10% FBS and insulin (1 μg / ml). THP-1 human monocytes and RAW264.7 macrophages were preserved in RPMI1640 with 10% FBS.

2. Q-PCR2. Q-PCR

cDNA는 dNTPs 및 올리고(dT) 프라이머(Invitrogen, 미국)와 몰로니 백혈병 바이러스의 역전사효소를 이용하여 합성하였다. dNTPs 및 Taq DNA 중합효소의 존재 하에 어닐링(annealing) 온도 54℃ 내지 60℃ 범위에서 특정 프라이머와 함께 상기 cDNA를 주형으로 제공하였다. 실시간 RT-PCR 증폭반응을 통하여 최종 용량 20 ㎕을 수득하였으며, 역전사된 전체 RNA 20 ng, 전방향 및 역방향 프라이머 0.25 μM 및 사이버그린(Cybergreen, Bio-Rad, 미국)을 포함하였다. PCR 증폭은 96-웰 플레이트를 이용하여 수행하였으며 MyiQ 실시간 PCR 탐지시스템(MyiQ real-time PCR detection system, Bio-Rad, 미국)을 사용하였다. 모든 반응은 세 번을 한 세트로 하여 적어도 세 번 반복하였다. mRNA 각각의 상대적인 양은 comparative CT(threshold cycle) 방법을 이용하여 계산하였다. 대조군으로는 GAPDH mRNA 또는 18S rRNA를 이용하였다. PCR에 사용된 프라이머 서열은 다음과 같다.(18s rRNA--5끝 말미 AAC GCA GCT AGG AAT AAT GGA //3끝 말미 GCC TCA GTT CCG AAA ACC A)
cDNA was synthesized using dNTPs and oligo (dT) primers (Invitrogen, USA) and the reverse transcriptase of Moroni leukemia virus. dNTPs and Taq The cDNA was provided as a template with specific primers in the presence of an annealing temperature in the range of 54 ° C. to 60 ° C. in the presence of DNA polymerase. A final dose of 20 μl was obtained via real time RT-PCR amplification and included 20 ng of reverse-transcribed total RNA, 0.25 μM of forward and reverse primers and Cybergreen (Cybergreen, Bio-Rad, USA). PCR amplification was performed using a 96-well plate and a MyiQ real-time PCR detection system (Bio-Rad, USA). All reactions were repeated at least three times in three sets. The relative amount of each mRNA was calculated using comparative CT (threshold cycle) method. GAPDH mRNA or 18S rRNA was used as a control. The primer sequences used for PCR are as follows (18s rRNA--5 end AAC GCA GCT AGG AAT AAT GGA // end 3 GCC TCA GTT CCG AAA ACC A)

3. 인간 혈청 시료3. Human Serum Samples

인간 혈청 시료는 삼성의료원에서 획득하여 ORM 단백질 발현을 분석하였다. 인간 혈청 시료에 대한 획득 절차는 삼성의료원 임상연구심의위원회(IRB file no. 2006-03-053)로부터 승인을 취득한 후, 지원자로부터 서면동의를 받아 획득하였다. 상기 지원자들은 각각 체질량지수(BMI, body mass index) 30 이상 및 공복혈당수치(fasting blood glucose level) 126 ㎎/㎗ 이상의 경우 비만 및 당뇨 그룹으로 지정하였다.
Human serum samples were obtained from Samsung Medical Center and analyzed for ORM protein expression. Acquisition procedures for human serum samples were obtained with approval from Samsung Medical Center Institutional Review Board (IRB file no. 2006-03-053) and with written consent from volunteers. The volunteers were assigned to the obese and diabetic groups with a body mass index (BMI) of 30 or higher and fasting blood glucose level of 126 mg / dl or higher, respectively.

4. 실험동물 및 처치4. Experimental Animals and Treatment

Male C57BL/6J, ob / ob, 및 db / db 마우스는 12 h 명/12 h 암주기로 케이지를 이용하여 사육하였다. 모든 마우스는 암주기가 끝나는 시점에 동시에 희생시켰다. 글루코오스 내성 및 인슐린 내성 검사를 위해 db/db 마우스를 각각 16시간 및 6시간 단식시키고, 글루코오스(1.5 g/㎏) 및 인슐린(2 U/㎏, Novolin R, Novo Nordisk, Denmark) i.p. 주입 후, 기저 혈액 시료를 수득하였다. 혈액 시료는 상기 주입 후 15, 30, 60, 90 및 120 분 또는 15, 30, 45, 60, 90 및 120 분 시점에 채취하였다.
Male C57BL / 6J, ob / ob , and db / db Mice were bred using cages at 12 h / 12 h dark cycles. All mice were sacrificed simultaneously at the end of the cancer cycle. Db / db mice were fasted for 16 and 6 hours respectively for glucose tolerance and insulin resistance testing, and after injection of glucose (1.5 g / kg) and insulin (2 U / kg, Novolin R, Novo Nordisk, Denmark) ip, basal Blood samples were obtained. Blood samples were taken at 15, 30, 60, 90 and 120 minutes or 15, 30, 45, 60, 90 and 120 minutes after the injection.

5. db/db 마우스에 ORM 처리5. ORM processing on db / db mouse

수컷 db / db 마우스에 정제된 ORM 단백질(Sigma, 미국)을 마이크로-삼투압 펌프를 이용한 계속적 전신 주입 방식으로 처치하였다. 각각의 마우스에 Alzet 마이크로-삼투압 펌프(model 1004, Alza, 미국)를 등부위 피하에 삽입하였다. 상기 펌프는 정제된 ORM 단백질을 0.34 ㎍/분으로 방출하였다. 상기 마우스를 이용하여 인슐린 내성 및 글루코오스 내성 시험을 실시한 후, 조직 표본을 제작하기 위해 희생시켰다.
Male db / db Mice were treated with purified ORM protein (Sigma, USA) by continuous systemic infusion using a micro-osmotic pump. Each mouse was inserted subcutaneously subcutaneously with an Alzet micro-osmotic pump (model 1004, Alza, USA). The pump released the purified ORM protein at 0.34 μg / min. The mice were subjected to insulin resistance and glucose tolerance tests and then sacrificed to prepare tissue samples.

6. 글리세롤 농도의 측정6. Determination of Glycerol Concentration

3T3-L1 지방세포 배양배지로 방출되는 글리세롤 농도를 지방분해의 지표로써 활용하였으며 색도 분석 키트(colorimetric assay kit, Sigma, 미국)를 이용하여 측정하였다.
Glycerol concentration released into 3T3-L1 adipocyte culture medium was used as an indicator of lipolysis and measured using a colorimetric assay kit (Sigma, USA).

7. 글루코오스 섭취 분석7. Glucose Intake Analysis

글루코오스 섭취 분석은 이전에 기술한 방법(Lee et al., 2008)에 따라 실시하였다.
Glucose uptake analysis was performed according to the previously described method (Lee et al., 2008).

8. 지방세포에 대한 단핵구의 침윤 측정(면역조직화학법)8. Measurement of infiltration of monocytes into adipocytes (immunohistochemistry)

3T3-L1 세포는 유리 커버슬립(glass coverslips)에서 지방세포로 분화하였다. 분화된 지방세포(7 일째) 및 THP-1 단핵구를 ORM(250 ㎍/㎖) 또는 살리실산나트륨(500 μM)을 이용하여 6시간 동안 전처리한 후, TNFα(10 ng/㎖)의 존재 또는 부존재 하 트랜스 웰 플레이트(아래쪽 플레이트: 지방세포, 위쪽 플레이트: THP-1; pore size: 8 ㎛)에서 24 시간 더 동시 배양하였다. 위쪽 플레이트를 버린 후, 상기 커버슬립의 세포를 PBS를 이용한 3회 세척, 3.7% 파라포름알데히드 고정, 0.5% 트리톤 X-100 함유 PBS(PBST, PBS with Triton X-100)를 이용한 투과성 향상, 블로킹용 3% BSA 함유 0.1% PBST를 이용한 1 시간 동안의 반응을 실시하였으며, 계속해서 CD68 단일클론항체(DakoCytomation, 미국)와 실온에서 1 시간동안 반응 시킨 후 0.1% PBST를 이용하여 세척하였다. 그런 다음, 상기 세포들을 테트라메틸로드아민 이소치오시아네이트 결합 2차 항체(tetramethylrhodamine isothiocyanate conjugated secondary antibodies)와 실온 반응시켰다. 상기 커버슬립을 세척한 후 4’,6-디아미노-2-페닐인돌(4’,6-diamino-2-phenylindole) 함유 마운팅 용액(mounting solution)을 포함하는 슬라이드 글라스에 위치시켰다. 그런 다음, 형광현미경(Olympus, 일본)을 이용하여 가시화한 후, 이미지 분석 프로그램(LSM510 version 3.5; Carl Zeiss, 독일)을 이용하여 상기 CD68-양성세포의 수량을 측정하였다.
3T3-L1 cells differentiated into adipocytes on glass coverslips. Differentiated adipocytes (day 7) and THP-1 monocytes were pretreated for 6 hours with ORM (250 μg / ml) or sodium salicylate (500 μM), followed by the presence or absence of TNFα (10 ng / ml). Co-culture was further performed for 24 hours in a transwell plate (bottom plate: adipocytes, top plate: THP-1; pore size: 8 μm). After discarding the upper plate, the cells of the coverslip were washed three times with PBS, fixed with 3.7% paraformaldehyde, improved permeability with PBS (PBST, PBS with Triton X-100) containing 0.5% Triton X-100, and blocked. The reaction was performed for 1 hour using 0.1% PBST containing 3% BSA, followed by reaction with CD68 monoclonal antibody (DakoCytomation, USA) for 1 hour at room temperature, followed by washing with 0.1% PBST. The cells were then allowed to react at room temperature with tetramethylrhodamine isothiocyanate conjugated secondary antibodies. The coverslips were washed and then placed on a slide glass containing a mounting solution containing 4 ', 6-diamino-2-phenylindole. Then, after visualizing using a fluorescence microscope (Olympus, Japan), the quantity of the CD68-positive cells was measured using an image analysis program (LSM510 version 3.5; Carl Zeiss, Germany).

9. 전-조직 면역조직화학법9. Whole-tissue immunohistochemistry

마취제를 혼합(럼푼1 : 케타민2)하여 상기 마우스에 근육주입 하여 마취시키고, 1%의 파라포름알데히드를 함유한 PBS 혈관 관류로 고정을 한 후 마우스의 지방조직을 전조직 표본화(whole-mounted)하였다. 그런 다음, 상기 표본조직을 3% PBST 내 5% 염소혈청(Jackson ImmunoResearch Laboratories Inc., 미국) 함유 블로킹 용액으로 실온에서 1시간 동안 반응시켰다. 블로킹 후 상기 표본조직을 F4/80(클론 Cl:A3-1, 1:1,000 희석 ; Serotec, 영국) 및 AGP(1:500 희석; DakoCytomation, 미국)에 대한 항체를 이용하여 4℃에서 밤새 반응시켰다. PBST를 이용하여 수차례 세척한 후, 상기 표본조직을 2차 항체, 즉, Cy3- 또는 Cy5-결합 항레트 항체 또는 항토끼 항체(Jackson ImmunoResearch Laboratories, 미국)와 실온에서 1시간 동안 반응시켰다. 상기 지방조직을 FITC-결합 BODIPY를 이용하여 염색하였다. 대조군 실험을 위해, 일차 항체를 제거 또는 전면역 혈청으로 치환하였다. Zeiss ApoTome 현미경 및 아르곤과 헬륨-네온 레이저를 장착한 Zeiss LSM 510 공초점 현미경(Carl Zeiss, 독일)을 이용하여 신호를 가시화하여 디지털 이미지를 획득하였다.
Anesthesia was mixed (rumoon 1: ketamine 2), anesthetized by intramuscular injection into the mouse, and fixed with PBS vascular perfusion containing 1% paraformaldehyde, followed by whole-mounted adipose tissue of the mouse (whole-mounted). It was. The specimen was then reacted for 1 hour at room temperature with a blocking solution containing 5% goat serum (Jackson ImmunoResearch Laboratories Inc., USA) in 3% PBST. After blocking the specimens were reacted overnight at 4 ° C. using antibodies against F4 / 80 (clone Cl: A3-1, 1: 1,000 dilution; Serotec, UK) and AGP (1: 500 dilution; DakoCytomation, USA). . After washing several times with PBST, the specimens were reacted with secondary antibodies, ie, Cy3- or Cy5-binding anti-retret antibodies or anti-rabbit antibodies (Jackson ImmunoResearch Laboratories, USA) for 1 hour at room temperature. The adipose tissue was stained using FITC-bound BODIPY. For control experiments, primary antibodies were removed or replaced with full-surface serum. Signals were visualized using a Zeiss ApoTome microscope and Zeiss LSM 510 confocal microscope (Carl Zeiss, Germany) equipped with an argon and helium-neon laser to obtain digital images.

실험결과Experiment result

1. ORM은 비만 및/또는 당뇨 마우스의 지방조직에서 선택적으로 유도된다.1. ORM is selectively induced in adipose tissue of obese and / or diabetic mice.

새로운 아디포사이토카인을 동정하기 위하여, 본 발명자들은 RNA 마이크로어레이에 결합된 SELDTOF(surface-enhanced laser desorption ionization time-of-flight) 질량 분석기를 사용하여 정상 및 비만/당뇨 마우스의 지방조직과 혈장에서 뿐만 아니라 3T3-L1 지방 전구세포 및 지방세포에서 유전자 발현 특성을 분석하였다. 새로운 아디포사이토카인 후보들 중에서, 지방조직의 SVCs(stromal vascular cells) 보다 지방세포에서 훨씬 많은 양의 ORM을 발현하였으며, 비만 및/또는 당뇨 마우스의 지방조직 및 혈장에서 또한 ORM을 증가된 수치로 발견할 수 있었다. 마우스에서 ORM mRNA의 조직분포를 조사하기 위하여, 본 발명자들은 여러 마우스 조직을 이용하여 노던 블롯팅을 실시하였다. 종래의 문헌에서 ORM은 간에서 주로 생산되며 지방조직에서 풍부한 양으로 발현된다고 보고되었다(Fournier et al., 2000; Hochepied et al., 2003; Lin et al., 2001). 상기 보고에서와 같이, ORM이 간, 백색 지방조직(WAT, white adipose tissue) 및 갈색 지방조직(BAT, brown adipose tissue)에서 높은 수준으로 발현된 것을 확인할 수 있었다(도 1A). 마우스에서, ORM은 3가지 이형체(ORM1, ORM2 및 ORM3)를 갖고 있다. 지방세포에서 어느 ORM 이형체가 주로 발현되는 지를 조사하기 위해서, 본 발명자들은 부고환 지방조직으로부터 추출한 지방세포 및 SVCs에서 실시간 Q-PCR(real-time quantitative RT-PCR)을 실시하였다. 도 1B에서 보는 바와 같이, 3가지 ORM 이형체 모두 SVCs 보다 지방세포에서 풍부하게 발현되었으며, ORM1은 다른 ORM 이형체와 비교하여 지방세포에서 우세하게 발현되었다(도 1B). 일관되게, 3T3-L1 세포가 지방세포로 분화하는 동안 ORM1 mRNA의 발현이 유도되었다(도 10).To identify new adipocytokines, we used surface-enhanced laser desorption ionization time-of-flight (SELDTOF) mass spectrometry coupled to RNA microarrays in adipose tissue and plasma of normal and obese / diabetic mice. In addition, we analyzed gene expression characteristics in 3T3-L1 adipocytes and adipocytes. Among the new adipocytokine candidates, they expressed much higher ORMs in adipocytes than adipose tissue stromal vascular cells (SVCs), and also found increased ORMs in adipose tissue and plasma in obese and / or diabetic mice. Could. To investigate the tissue distribution of ORM mRNA in mice, we performed Northern blotting using several mouse tissues. In the prior literature it has been reported that ORM is produced mainly in the liver and expressed in abundant amounts in adipose tissue (Fournier et al., 2000; Hochepied et al., 2003; Lin et al., 2001). As reported above, it was confirmed that ORM was expressed at high levels in liver, white adipose tissue (WAT) and brown adipose tissue (BAT) (FIG. 1A). In mice, the ORM has three variants (ORM1, ORM2 and ORM3). In order to investigate which ORM isoforms are mainly expressed in adipocytes, we performed real-time quantitative RT-PCR (Q-PCR) on adipocytes and SVCs extracted from epididymal adipose tissue. As shown in FIG. 1B, all three ORM variants were abundantly expressed in adipocytes than SVCs, and ORM1 was predominantly expressed in adipocytes compared to other ORM variants (FIG. 1B). Consistently, expression of ORM1 mRNA was induced while 3T3-L1 cells differentiated into adipocytes (FIG. 10).

이어서, 본 발명자들은 노던 및 웨스턴 블롯팅 분석을 이용하여 비만 마우스의 지방조직에서 ORM 발현이 상승되는지 여부를 시험하였다. mRNA 및 단백질 수준에 있어서, 비만 및/또는 당뇨 마우스인 ob/ob db/db 마우스의 지방조직에서 ORM 발현의 현저한 증가를 관찰할 수 있었다(도 1C, 1D 및 11). 게다가, 비만 마우스에서, ORM의 유도가 간이 아닌 지방조직에서 선택적으로 일어나는 것을 관찰하였으며, 혈장 ORM 수준의 증가와 동시에 발생하였다(도 1C 내지 1E 및 11). 마우스에서 얻은 상기 결과와 마찬가지로, 비만 및 당뇨 인간 환자에게서 역시 혈장 ORM 수준이 상승되는 것을 발견하였다(도 1F). 식이-유도 비만(DIO, diet-induced obese) 마우스 모델에서 ORM 발현을 측정 시, 고지방식이(HFD) 군의 부고환 지방조직에서 ORM mRNA 발현이 급격하게 증가하였다(도 2A 내지 2C). 고지방식이 3개월째에서 ORM 유도가 현저하였다(도 2D). 다른 한편으로, 비만 마우스의 간에서 ORM 수준은 유의하게 변하지 않았으며(도 1 및 2), 상기의 결과는 지방 ORM이 간의 ORM 보다 비만 및/또는 당뇨 객체에게 있어서 대사 스트레스 및/또는 변화에 더욱 민감하게 반응할 것이라는 것을 암시한다.
We then tested whether ORM expression is elevated in adipose tissue of obese mice using Northern and Western blotting assays. ob / ob in obese and / or diabetic mice at the mRNA and protein levels And a significant increase in ORM expression in adipose tissue of db / db mice was observed (FIGS. 1C, 1D and 11). In addition, in obese mice, it was observed that induction of ORM occurs selectively in adipose tissue, not in the liver, and coincides with an increase in plasma ORM levels (FIGS. 1C-1E and 11). Similar to the above results obtained in mice, it was also found that plasma ORM levels were elevated in obese and diabetic human patients (FIG. 1F). When ORM expression was measured in a diet-induced obese (DIO) mouse model, ORM mRNA expression was rapidly increased in epididymal adipose tissue of the high-fat diet (HFD) group (FIGS. 2A-2C). ORM induction was significant at 3 months of high fat diet (FIG. 2D). On the other hand, ORM levels in the liver of obese mice did not change significantly (FIGS. 1 and 2), and the results indicate that fat ORM is more in metabolic stress and / or change in obese and / or diabetic subjects than liver ORM. It suggests that you will react sensitively.

2.2. ORMORM 은 지방세포에서 염증 및 대사 신호 모두에 의해서 유도된다.Is induced by both inflammatory and metabolic signals in adipocytes.

비만 객체에 있어서 지방세포-특이 유전자 발현의 비이상적인 조절은 지방조직에서의 전염증 신호 및 상승된 대사 스트레스와 관련된다. 비만 마우스의 지방조직에서 ORM이 유도가 상기 신호들과 관계가 있는지 여부를 측정하기 위해서, 본 발명자들은 3T3-L1 지방세포를 TNFα, 인슐린, 팔미테이트(FFA) 또는 고 글루코오스로 처리하였다. 도 3A-3D에 나타난 바와 같이, ORM 이형체는 TNFα, 인슐린, 팔미테이트 및 고 글루코오스 처리로 유도되었다. 따라서, 상기 자극들은 지방세포로부터 ORM 단백질의 분비를 현저하게 증가시켰으며(도 3C), 이는 지방 ORM 수준이 전염증 및 대사 신호 모두를 받아들인 경우 상승하는 경향이 있음을 암시한다. 반면에, PPARγ에 대한 리간드로 작용하며 항염증 활성을 보유한(Pascual et al., 2005) 유명한 당뇨치료제 로지글리타존(rosiglitazone)은 ORM mRNA의 발현량을 유의하게 줄인다(도 3E). 이와 같이, 상기의 결과는 지방 ORM 발현이 비만 및/또는 당뇨 객체의 지방조직에서 증가된 전염증 및 대사 신호에 의해서 민감하게 상향조절 된다는 것을 나타낸다.Non-ideal regulation of adipocyte-specific gene expression in obese subjects is associated with proinflammatory signals and elevated metabolic stress in adipose tissue. In order to determine whether ORM induction is associated with these signals in adipose tissue of obese mice, we treated 3T3-L1 adipocytes with TNFα, insulin, palmitate (FFA) or high glucose. As shown in FIGS. 3A-3D, ORM isoforms were induced with TNFα, insulin, palmitate and high glucose treatment. Thus, the stimuli markedly increased secretion of ORM protein from adipocytes (FIG. 3C), suggesting that adipose ORM levels tend to rise when they receive both proinflammatory and metabolic signals. In contrast, the famous diabetic rosiglitazone, which acts as a ligand for PPARγ and possesses anti-inflammatory activity (Pascual et al., 2005), significantly reduces the expression of ORM mRNA (FIG. 3E). As such, these results indicate that adipose ORM expression is sensitively upregulated by increased pro-inflammatory and metabolic signals in adipose tissue of obese and / or diabetic subjects.

지방 ORM이 급성 전신성 염증에도 반응하는 지 여부를 조사하기 위해서, 린(lean) B6 마우스에 LPS(lipopolysaccharide)를 4시간 및 24시간 시점에 투여하여, 간 및 지방조직 모두에서 ORM mRNA 발현정도를 모니터링 하였다. 도 4A 및 4B에서 보는 바와 같이, LPS 투여에 의해 6시간 시점에서 혈장 ORM 수준이 증가되었으며 48 시간까지 증가되었다. 그러나, LPS 투여 후 혈장 ORM 발현의 현저한 증가와 함께, 지방 ORM의 발현량이 변하지 않은 4 시간 시점에서 간 ORM의 강력한 유도가 있었다(도 4C 및 4D). 지방 ORM이 HFD에서 선택적으로 그리고 신속하게 유도된다는 점으로 미루어 볼 때, 상기의 결과는 지방 ORM이 LPS에 의한 급성 전신성 염증에서 보다 대사 스트레스에 더욱 민감하다는 것을 암시한다.
To investigate whether adipose ORM responds to acute systemic inflammation, lean B6 mice were administered LPS (lipopolysaccharide) at 4 and 24 hours to monitor ORM mRNA expression in both liver and adipose tissue. It was. As shown in Figures 4A and 4B, plasma ORM levels increased at 6 hours by LPS administration and increased up to 48 hours. However, with a significant increase in plasma ORM expression after LPS administration, there was a strong induction of liver ORM at the 4 hour time point where the expression level of fat ORM did not change (FIGS. 4C and 4D). In view of the selective and rapid induction of fat ORM in HFD, the above results suggest that the fat ORM is more sensitive to metabolic stress than in acute systemic inflammation caused by LPS.

3. 3. ORMORM 은 지방세포 및 단핵구/대식세포의 염증 활성을 억제한다. Inhibits the inflammatory activity of adipocytes and monocytes / macrophages.

비만 객체에서, 지방조직 염증은 지방세포의 염증 유전자 발현 유도뿐만 아니라 단핵구/대식세포의 침윤, 점착 및 활성 증가에 관여하여, 국소성 염증을 증가시켜 궁극적으로 지방세포 항상성을 깨트리게 된다. 본 발명자들은 지방조직에서 ORM의 역할을 조사하기 위해, ORM의 발현을 유도하는 TNFα를 이용하여 염증 자극의 존재 및 부존재 하 지방세포 및 단핵구/대식세포 모두에서 ORM의 효과를 시험하였다. ORM 단백질의 처리 또는 ORM1 아데노바이러스에 의한 감염에 의해 ORM 수준이 상승되었을 때, 3T3-L1 지방세포 및 마우스 1차 지방세포에서 IL-6, iNOS 및 MCP-1 같은 전염증 유전자의 TNFα-유도 발현이 감소되었다(도 5A). 게다가, 비만 객체의 지방조직으로부터 ROS 생산량의 증가와 연관된 NOX2, p47phox 및 p67phox와 같은 NADPH 옥시다아제 서브유닛의 mRNA 수준은 ORM 처리로 상당히 감소되었다. 지방세포에서, 시간경로분석(time course analysis) 결과 TNFα에 의한 염증 유전자 발현의 유도 지연 및 mRNA 발현 수준 감소를 나타내었다(도 5).In obese subjects, adipose tissue inflammation not only induces inflammatory gene expression of adipocytes, but also contributes to increased infiltration, adhesion and activity of monocytes / macrophages, resulting in increased local inflammation and ultimately breaking adipocyte homeostasis. To investigate the role of ORMs in adipose tissue, we tested the effects of ORMs in both adipocytes and monocytes / macrophages in the presence and absence of inflammatory stimuli using TNFα to induce the expression of ORMs. TNFα-induced expression of proinflammatory genes such as IL-6, iNOS and MCP-1 in 3T3-L1 adipocytes and mouse primary adipocytes when ORM levels are elevated by treatment of ORM proteins or infection with ORM1 adenovirus Was reduced (FIG. 5A). In addition, mRNA levels of NADPH oxidase subunits, such as NOX2, p47phox and p67phox, associated with increased ROS production from adipose tissue of obese subjects were significantly reduced by ORM treatment. In adipocytes, time course analysis showed a delay in the induction of inflammatory gene expression by TNFα and a decrease in mRNA expression level (FIG. 5).

다른 한편으로, ORM1을 녹다운(knockdown) 시킬 경우 지방세포에서 전염증 유전자의 기저 발현 및 TNFα-유도 발현 모두를 촉진하였으며, ORM 단백질 처리시 억제되었다(도 5C). 유사하게, THP-1 단핵구 및 마우스 복강내의 대식세포에서 증가된 ORM 수준이 TNFα 존재 하 전염증 유전자 발현을 하향조절 하였다(도 5D 및 5E). 게다가, ORM은 THP-1 단핵구에서 CD11a, CD11b, CD11c 및 CD49d와 같은 접착분자들의 기저 및 TNFα 의존 발현을 억제하였으며, 이는 단핵구가 지방조직으로 점착 및 침윤시 요구될 것이다(도 5D). 추가적으로, ORM은 1차 대식세포에서 염증 유전자 발현의 FFA(팔미테이트)-유도 활성화를 감소시킨다(도 5F). 이는 ORM이 지방세포 및 대식세포 간 상호작용의 연결고리를 끊어 염증반응을 억제하는 능력이 있음을 나타낸다. 종합해보면, 상기의 결과들은 전염증 및 대사 스트레스-유도 ORM 발현이 지방조직에서 염증반응이 한층 더 진행되는 것을 억제하기 위해 지방세포 및 단핵구/대식세포 모두에서 과도한 염증반응을 억제할 수 있음을 나타낸다.
On the other hand, knocking down ORM1 promoted both basal and TNFα-induced expression of proinflammatory genes in adipocytes and was inhibited upon ORM protein treatment (FIG. 5C). Similarly, increased ORM levels in THP-1 monocytes and mouse intraperitoneal macrophages downregulated pro-inflammatory gene expression in the presence of TNFα (FIGS. 5D and 5E). In addition, ORM inhibited basal and TNFα dependent expression of adhesion molecules such as CD11a, CD11b, CD11c and CD49d in THP-1 monocytes, which would be required when monocytes adhere and infiltrate into adipose tissue (FIG. 5D). In addition, ORM reduces FFA (palmitate) -induced activation of inflammatory gene expression in primary macrophages (FIG. 5F). This indicates that ORM has the ability to inhibit the inflammatory response by breaking the link between interactions between adipocytes and macrophages. Taken together, these results indicate that pro-inflammatory and metabolic stress-induced ORM expression can inhibit excessive inflammatory responses in both adipocytes and monocytes / macrophages to inhibit further progression of inflammatory responses in adipose tissue. .

4. 4. ORMORM 은 대식세포가 지방세포로 침윤하는 것을 감소시킨다.Reduces the infiltration of macrophages into adipocytes.

비만 객체에 있어서, 지방세포의 상승된 전염증 사이토카인 및 케모카인은 대식세포의 지방조직 침윤을 유발하는데 결정적인 역할을 하며, 이는 단핵구/대식세포의 점착성의 획득을 요구한다(Kanda et al., 2006). ORM이 지방세포 및 단핵구/대식세포 간 물리적 상호작용에 영향을 미칠 수 있는지 여부를 조사하기 위해, 본 발명자들은 단핵구 점착에 대한 비-ORM1(mock) 및 ORM1 siRNA를 발현하는 지방세포-조건 배지의 영향을 시험하였다. 대조군과 비교하여, ORM1 siRNA를 발현하는 지방세포-조건 배지를 이용하여 THP-1 단핵구를 배양한 경우 세포배양 접시 바닥에 대한 세포의 점착정도를 향상시켰다(도 6A, ⅰ 및 ⅲ). 그러나, 지방세포에 ORM을 전처리한 경우 동일한 조건 하 배양 접시 바닥에 단핵구의 점착이 줄어들었다(도 6A, ⅲ 및 ⅳ). 게다가, TNFα-처리 지방세포-조건 배지에서 단핵구 점착이 유도되었다(도 6A, ⅴ 및 ⅵ). 이어서, ORM이 단핵구가 지방세포로 침윤되는데 영향을 미치는지 여부를 조사하기 위해, 본 발명자들은 트랜스웰 플레이트에서 3T3-L1(아래 챔버) 및 THP-1(위 챔버)을 배양하고 TNFα, 살리실산 또는 ORM의 존재 또는 부존재 하에서 THP-1이 지방세포로 폴리카르보네이트 멤브레인을 통과하여 침윤 및 점착되는지 조사하였다. 이전에 보고(Cai et al., 2005; Suganami et al., 2005)된 바와 같이, 본 발명자들은 TNFα가 단핵구가 지방세포로 침윤 및 점착하는 정도를 증가시켰으며(도 6B, ⅰ 및 ⅱ), 살리실산 처리로 억제되는 것을 확인하였다(도 6B, ⅱ 및 ⅳ). 살리실산과 마찬가지로 ORM은 단핵구의 지방세포로의 침윤에 있어서 TNFα-유도 증가를 억제하였으며(도 6B, ⅱ 및 ⅵ), 이는 ORM이 염증 신호 접촉에 있어 지방세포 및 대식세포 간 물리적 상호작용을 억제한다는 것을 나타낸다. In obese subjects, elevated proinflammatory cytokines and chemokines of adipocytes play a crucial role in inducing adipose tissue infiltration of macrophages, which requires the acquisition of monocyte / macrophage adhesion (Kanda et al., 2006). ). In order to investigate whether ORM can affect the physical interactions between adipocytes and monocytes / macrophages, the inventors of the present invention were directed to the preparation of adipocyte-conditioned media expressing non-ORM1 (mock) and ORM1 siRNAs for monocyte adhesion. The impact was tested. Compared to the control, THP-1 monocytes were cultured using the adipocyte-conditioning medium expressing ORM1 siRNA to improve cell adhesion to the cell culture dish bottom (FIGS. 6A, VIII and VIII). However, pretreatment of ORM with adipocytes reduced the adhesion of monocytes to the bottom of the culture dish under the same conditions (FIGS. 6A, VII and VII). In addition, monocyte adhesion was induced in TNFα-treated adipocyte-condition medium (FIGS. 6A, VIII and VIII). Then, to investigate whether ORM influences monocyte infiltration into adipocytes, we incubated 3T3-L1 (lower chamber) and THP-1 (upper chamber) in transwell plates and TNFα, salicylic acid or ORM Was examined to see if THP-1 infiltrated and adhered through the polycarbonate membrane to adipocytes in the presence or absence of. As previously reported (Cai et al., 2005; Suganami et al., 2005), we have increased the extent of TNFα infiltration and adhesion of monocytes to adipocytes (FIGS. 6B, VII and ii), It was confirmed that it was inhibited by salicylic acid treatment (FIGS. 6B, ii and iii). Like salicylic acid, ORM inhibited TNFα-induced increase in monocyte infiltration into adipocytes (FIGS. 6B, II and VIII), indicating that ORM inhibits physical interactions between adipocytes and macrophages in inflammatory signal contact. Indicates.

대부분의 순환 신호 분자들은 타겟 세포의 표면에 결합하여 신호를 단계적으로 전달하기 때문에, 본 발명자들은 ORM이 지방조직 내 대식세포 기능을 조절하는데 능동적으로 관여된다면, ORM이 지방조직의 대식세포 표면에 결합할 것이라는 가설을 세웠다. ORM이 지방조직 대식세포와 상호작용하는지 여부를 조사하기 위해, 본 발명자들은 린 마우스 및 DIO 마우스의 부고환 WAT를 이용하여 전조직 면역조직화학법(whole-mount immunohistochemistry)을 수행하였다. 지방 방울(BODIPY 양성, 녹색) 주위에서 가장 높은 ORM 발현을 검출하였는데(붉은색), 이는 ORM이 단실구조(unilocular)의 지방세포에서 발현된다는 것을 나타낸다(도 6C). 게다가, ORM 신호는 린 마우스에서보다 DIO 마우스의 지방조직에서 높았는데, 이는 ORM 발현 정도가 비만 객체의 지방조직에서 보다 크다는 것을 뒷받침한다. 흥미롭게도, F4/80 양성 대식세포를 포함하는 비혈관 기질세포 주위에서 높은 ORM 수치를 빈번히 목격하였는데, 왕관-유사 구조를 형성하였으며, 특히 죽은 지방세포 주변에서 관찰되었다(도 6C 및 12). 상기의 데이터들은 ORM이 지방세포 및 대식세포 간의 상호작용을 억제함으로써 지방조직에서의 염증을 억제할 수 있음을 제시한다.
Since most circulating signal molecules bind to the surface of target cells and transmit signals in a stepwise manner, the present inventors have found that if ORM is actively involved in regulating macrophage function in adipose tissue, ORM binds to the macrophage surface of adipose tissue. I hypothesized that I would do it. To investigate whether ORM interacts with adipose macrophages, we performed whole-mount immunohistochemistry using epididymal WAT in lean and DIO mice. The highest ORM expression was detected around fat droplets (BODIPY positive, green) (red), indicating that ORM is expressed in monolocular adipocytes (FIG. 6C). In addition, ORM signals were higher in adipose tissue of DIO mice than in lean mice, which indicates that the degree of ORM expression is greater in the adipose tissue of obese subjects. Interestingly, high ORM levels were frequently observed around non-vascular stromal cells, including F4 / 80 positive macrophages, forming crown-like structures, especially observed around dead adipocytes (FIGS. 6C and 12). The above data suggest that ORM can inhibit inflammation in adipose tissue by inhibiting the interaction between adipocytes and macrophages.

5. 5. ORMORM 은 지방세포에서 인슐린의 작용을 촉진한다.Promotes the action of insulin in adipocytes.

지방조직에서 만성 대사 스트레스로 상승된 염증반응은 적어도 부분적으로는 활성산소종을 발생시켜 정상상태의 지질 및 글루코오스 대사를 교란시킨다(Furukawa et al., 2004; Houstis et al., 2006; Lin et al., 2005). ORM의 소염활성이 글루코오스 대사에 영향을 주는지 여부를 평가하기 위해, 본 발명자들은 3T3-L1 지방세포에서 고 글루코오스-유도 ROS 발생 및 인슐린저항성에 대한 ORM의 영향을 조사하였다. 이전에 보고된 것과 일치하여(Lin et al., 2005), 고혈당은 ROS 발생을 증가시켰으며(도 7A) 인슐린-자극 글루코오스 이용 활성(insulin-stimulated glucose uptake activity)을 45%까지 억제하였다(도 7B, 레인 3 및 레인 4). 대조하여, ORM 처리시 고혈당-유도 ROS 발생을 현저하게 줄였으며(도 7A) 인슐린 저항성을 개선하였다(도 7B, 레인 7 및 레인 8). 게다가, ORM은 지방세포에서와 마찬가지로 THP-1 단핵구 및 RAW264.7 대식세포로부터 LPS-유도 ROS 발생을 억제하였다(도 13). 상기 결과와 일치하여, ORM은 IRS-1에서 세린의 인산화를 지연시킨 반면에 인슐린-자극 티로신 인산화는 가속화하였으며(도 7C), 이는 ORM이 지방세포에서 인슐린 신호를 자극한다는 것을 나타낸다.Elevated inflammatory response to chronic metabolic stress in adipose tissue causes, at least in part, reactive oxygen species to disrupt steady-state lipid and glucose metabolism (Furukawa et al., 2004; Houstis et al., 2006; Lin et al. , 2005). In order to evaluate whether the anti-inflammatory activity of ORM affects glucose metabolism, we investigated the effect of ORM on high glucose-induced ROS development and insulin resistance in 3T3-L1 adipocytes. Consistent with previously reported (Lin et al., 2005), hyperglycemia increased ROS incidence (FIG. 7A) and inhibited insulin-stimulated glucose uptake activity by 45% (FIG. 7A). 7B, lane 3 and lane 4). In contrast, ORM treatment significantly reduced hyperglycemic-induced ROS incidence (FIG. 7A) and improved insulin resistance (FIG. 7B, lane 7 and lane 8). In addition, ORM inhibited LPS-induced ROS development from THP-1 monocytes and RAW264.7 macrophages as in adipocytes (FIG. 13). Consistent with the above results, ORM delayed the phosphorylation of serine at IRS-1 while insulin-stimulated tyrosine phosphorylation was accelerated (FIG. 7C), indicating that ORM stimulates insulin signaling in adipocytes.

TNFα가 페리리핀(perilipin) 발현을 억제하고 호르몬 민감성 리파아제 활성을 증가시켜 지방분해를 유도하고 FFA의 방출을 용이하게 하며(Souza et al., 1998; Souza et al., 2003; Zhang et al., 2002), 소염제인 살리실산에 의해 억제된다는 것(Zu et al., 2008)이 보고되었다. ORM이 지방세포에서 TNFα-유도 지방분해를 지연시키는지 여부를 시험하기 위해, 본 발명자들은 ORM 처치 후 페리리핀 mRNA 및 지방분해 수준을 조사하였다. 상기 보고된 바와 같이(Zu et al., 2008), 살리실산의 투여는 페리리핀 발현 및 글리세롤 방출에 대한 TNFα의 영향을 반전시켰다(도 7D 및 7E). 유사하게, ORM은 지속적으로 페리리핀을 발현하면서 TNFα-유도 지방분해를 억제하였다(도 7D 및 7E). 상기 결과들은 ORM이 지방조직에서의 염증 및 대사 스트레스의 만성적인 축적이 매개하여 형성된 글루코오스 및 지질 항상성의 조절이상을 완화한다는 것을 나타낸다.
TNFα inhibits perilipin expression, increases hormone sensitive lipase activity, induces lipolysis and facilitates release of FFA (Souza et al., 1998; Souza et al., 2003; Zhang et al., 2002), reported by the anti-inflammatory agent salicylic acid (Zu et al., 2008). In order to test whether ORM delays TNFα-induced lipolysis in adipocytes, we examined the ferritin mRNA and lipolysis levels after ORM treatment. As reported above (Zu et al., 2008), administration of salicylic acid reversed the effect of TNFα on ferriripine expression and glycerol release (FIGS. 7D and 7E). Similarly, ORM inhibited TNFα-induced lipolysis while continuously expressing periripine (FIGS. 7D and 7E). The results indicate that ORM mitigates the dysregulation of glucose and lipid homeostasis mediated by the chronic accumulation of inflammatory and metabolic stress in adipose tissue.

6. 6. ORMORM 은 지방세포 및 대식세포에서 In adipocytes and macrophages NFNF -κB 및 -κB and MAPKsMAPKs of TNFTNF α-유도 활성을 억제한다.inhibits α-induced activity.

대식세포의 전염증 반응은 주로 IκB 키나아제(IKK)/NF-κB 및/또는 MAPKs (예를 들어, JNK, ERK 및 p38 MAPK) 경로 활성에 의해 주로 매개된다. 지방세포에서, TNFα에 의한 IKK/NF-κB 또는 MAPKs 경로의 활성은 전염증 반응뿐만 아니라 지질 및 글루코오스 대사 조절이상에 관련이 되어있다(Hotamisligil, 2006; Hotamisligil et al., 1993; Souza et al., 2003; Suganami et al., 2007; Zhang et al., 2002). ORM은 지방세포 및 대식세포에서 TNFα-유도 염증 유전자 발현을 억제하기 때문에(도 5), 본 발명자들은 상기 세포에서 ORM이 TMAPKs 및 IKK 경로의 NFα-유도 인산화/활성화를 변경하는지 여부를 조사하였다. RAW264.7 대식세포 및 3T3-L1 지방세포 모두에서, ORM은 살리실산과 같이 JNK 및 ERK의 TNFα-의존 활성을 강력하게 감소시켰다. JNK 및 ERK와 달리, ORM은 지방세포가 아닌 대식세포에서 p38 MAPK를 효과적으로 억제하였다. 게다가, ORM 투여시 TNFα에 의한 IKK의 인산화/활성화, IκB의 순차적 분해 및 NF-κB의 핵내축적이 억제되었으며(도 8B 및 8D), 이는 ORM의 소염활성이 IKK/NF-κB 및 MAPK 활성의 억제에 관련되어 있음을 나타낸다.
The proinflammatory response of macrophages is primarily mediated by IκB kinase (IKK) / NF-κB and / or MAPKs (eg, JNK, ERK and p38 MAPK) pathway activity. In adipocytes, the activity of the IKK / NF-κB or MAPKs pathway by TNFα is implicated in the regulation of lipid and glucose metabolism as well as proinflammatory responses (Hotamisligil, 2006; Hotamisligil et al., 1993; Souza et al. , 2003; Suganami et al., 2007; Zhang et al., 2002). Since ORM inhibits TNFα-induced inflammatory gene expression in adipocytes and macrophages (FIG. 5), we investigated whether ORM alters NFα-induced phosphorylation / activation of TMAPKs and IKK pathways in these cells. In both RAW264.7 macrophages and 3T3-L1 adipocytes, ORM strongly reduced the TNFα-dependent activity of JNK and ERK like salicylic acid. Unlike JNK and ERK, ORM effectively inhibited p38 MAPK in macrophages but not adipocytes. In addition, ORM administration inhibited phosphorylation / activation of IKK by TNFα, sequential degradation of IκB and nucleus accumulation of NF-κB (FIGS. 8B and 8D), suggesting that the anti-inflammatory activity of ORM was associated with IKK / NF-κB and MAPK activity. Related to inhibition.

7. 7. ORMORM 은 전신성 인슐린 저항성을 Has systemic insulin resistance 완화시킨다Relax ..

ORM이 인 비보에서 염증 유전자 발현을 억제하고 인슐린 저항성을 완화시키는지 여부를 확인하기 위해, 본 발명자들은 지방 및 당뇨 db/db 마우스에 ORM을 투여하였다. 하루간격의 주입 시 유발되는 주기 변동 없이 일정 비율로 순환하는 ORM의 수준을 증가시키기 위해, 본 발명자들은 ORM 수준을 지속(347 ng/min)시키는 자동 삼투펌프 시스템을 채택하였다. 이어서, 처치 후 내생 ORM의 활성으로부터의 인공산물을 피하고 상기 펌프로부터 왜생 ORM의 방출을 안정화하기 위해 이식 2주 후 인슐린 저항성 분석 시험을 실시하였다. 도 9A에서 보는 바와 같이, ORM은 db/db 마우스에 있어 체중의 유의한 변화 없이 인슐린 저항성을 크게 개선하였다. 게다가, 인 비트로 결과와 일치하여(도 5), db/db 마우스에 ORM 처리시 지방조직에서 염증 사이토카인 유전자(TNFα 및 IL-6) 및 산화촉진 유전자(NOX2, p22Phox, p47Phox 및 p67Phox)의 발현을 감소시켰으며, 상기의 결과는 F4/80 및 CD11c과 같은 대식세포 마커 유전자 발현의 감소와 동시에 일어났다)(도 9B). 다른 한편으로, ORM은 지방조직에서 인슐린-민감성 글루코오스 수송체인 Glut4의 발현량을 증가시켰다(도 9B). 이러한 결과들은 ORM이 인 비보 지방조직에서 대식세포의 활성 및/또는 침윤을 억제하여 인슐린 저항성을 향상시킬 수 있다는 것을 나타낸다. 흥미롭게도, 간에서의 경우, 상승된 ORM은 db/db 마우스에서 글루코오스 신생합성(gluconeogenic) 유전자(PEPCK 및 G6Pase)의 발현을 억제하고 지방산 산화 유전자(CPT-1 및 ACO)의 발현을 촉진하였다(도 9C). 이러한 결과들은 글루코오스 및 지질 대사 복원에 기여할 것으로 판단된다. 상기 결과와 유사하게 db/db 마우스에서 ORM1의 아데노바이러스 과발현은 글루코오스 및 인슐린 저항성을 향상시켰다(도 14). 종합해 보건대, 상기 데이터는 증가된 혈장 ORM이 지방 및 간과 같은 인슐린-민감성 조직에서 염증반응을 제한함으로써 에너지 항상성을 회복할 수 있다는 것을 나타낸다.
To determine whether ORM inhibits inflammatory gene expression in vivo and alleviates insulin resistance, we administered ORM to fat and diabetic db / db mice . In order to increase the level of ORM circulating at a constant rate without the periodic fluctuations caused by daily injections, we adopted an automatic osmotic pump system that sustains ORM levels (347 ng / min). Insulin resistance assays were then performed two weeks after transplantation to avoid artifacts from the activity of endogenous ORM after treatment and to stabilize the release of anaerobic ORM from the pump. As shown in Figure 9A, ORM significantly improved insulin resistance without significant change in body weight in db / db mice. In addition, consistent with in vitro results (FIG. 5), expression of inflammatory cytokine genes (TNFα and IL-6) and oxidant genes (NOX2, p22Phox, p47Phox and p67Phox) in adipose tissue upon ORM treatment in db / db mice And the above results coincided with a decrease in macrophage marker gene expression such as F4 / 80 and CD11c) (FIG. 9B). On the other hand, ORM increased the expression level of Glut4, an insulin-sensitive glucose transporter in adipose tissue (FIG. 9B). These results indicate that ORM can enhance insulin resistance by inhibiting macrophage activity and / or infiltration in in vivo adipose tissue. Interestingly, in the liver, elevated ORM inhibited the expression of glucose gluconeogenic genes (PEPCK and G6Pase) and promoted the expression of fatty acid oxidation genes (CPT-1 and ACO) in db / db mice ( Figure 9C). These results are believed to contribute to the restoration of glucose and lipid metabolism. Similar to the above results, adenovirus overexpression of ORM1 in db / db mice improved glucose and insulin resistance (FIG. 14). Taken together, the data indicate that increased plasma ORM can restore energy homeostasis by limiting inflammatory responses in insulin-sensitive tissues such as fat and liver.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현 예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the present invention. Thus, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and equivalents thereof.

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Claims (22)

ORM(Orosomucoid) 유전자 또는 단백질의 약제학적 유효량; 및 약제학적으로 허용되는 담체를 포함하는 고지혈증, 지방간, 또는 비만의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물.
Pharmaceutically effective amount of an ORM (Orosomucoid) gene or protein; And a pharmaceutically acceptable carrier. A pharmaceutical composition for preventing or treating hyperlipidemia, fatty liver, or obesity.
제 1 항에 있어서, 상기 ORM은 ORM1, ORM2 및 ORM3로 구성된 군으로부터 선택되는 1 종 이상의 ORM 이형체를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
The composition of claim 1, wherein the ORM comprises at least one ORM isoform selected from the group consisting of ORM1, ORM2 and ORM3.
제 1 항에 있어서, 상기 대사질환은 글루코오스 또는 지질 항상성의 조절이상(dysregulation)으로 유발된 것을 특징으로 하는 조성물.
The composition of claim 1, wherein the metabolic disease is caused by dysregulation of glucose or lipid homeostasis.
삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 조성물은 지방세포의 에너지 대사 향상을 유도하는 것을 특징으로 하는 조성물.
The composition of claim 1, wherein the composition induces enhanced energy metabolism of adipocytes.
제 5 항에 있어서, 상기 에너지 대사 향상은 활성산소종(ROS, Reactive Oxygen Species)의 감소, 글루코오스 섭취 활성(glucose uptake activity)의 증가, 인슐린 신호의 강화 또는 지방세포의 분해인 것을 특징으로 하는 조성물.
6. The composition of claim 5, wherein the energy metabolism improvement is a reduction in reactive oxygen species (ROS), an increase in glucose uptake activity, an enhancement of insulin signaling, or degradation of adipocytes. .
제 1 항에 있어서, 상기 조성물은 지방세포, 대식세포 또는 단핵구의 염증 활성을 억제하는 것을 특징으로 하는 조성물.
The composition of claim 1, wherein the composition inhibits the inflammatory activity of adipocytes, macrophages or monocytes.
제 1 항에 있어서, 상기 조성물은 대식세포가 지방세포로 침윤하는 것을 감소시키는 것을 특징으로 하는 조성물.
The composition of claim 1, wherein the composition reduces the infiltration of macrophages into adipocytes.
제 1 항에 있어서, 상기 조성물은 인슐린의 작용을 촉진시키는 것을 특징으로 하는 조성물.
The composition of claim 1, wherein the composition promotes the action of insulin.
제 1 항에 있어서, 상기 조성물은 체내 글루코오스 농도를 낮추는 것을 특징으로 하는 조성물.
The composition of claim 1, wherein the composition lowers the glucose concentration in the body.
제 1 항에 있어서, 상기 조성물은 NF-κB 또는 MAPK(mitogen-activated protein kinase) 활성을 억제하는 것을 특징으로 하는 조성물.
The composition of claim 1, wherein the composition inhibits NF-κB or mitogen-activated protein kinase (MAPK) activity.
제 11 항에 있어서, 상기 MAPK는 JNK, ERK 또는 p38 MAPK인 것을 특징으로 하는 조성물.
12. The composition of claim 11, wherein the MAPK is JNK, ERK or p38 MAPK.
제 1 항에 있어서, 상기 조성물은 염증 사이토카인 유전자 또는 산화 촉진 유전자의 발현을 감소시키는 것을 특징으로 하는 조성물.
The composition of claim 1, wherein the composition reduces the expression of an inflammatory cytokine gene or an oxidation promoting gene.
제 13 항에 있어서, 상기 염증 사이토카인 유전자는 TNFα 또는 IL-6인 것을 특징으로 하는 조성물.
The composition of claim 13, wherein the inflammatory cytokine gene is TNFα or IL-6.
제 13 항에 있어서, 상기 산화 촉진 유전자는 NOX2, p22Phox, p47Phox 또는 p67Phox인 것을 특징으로 하는 조성물.
The composition of claim 13, wherein the oxidation promoting gene is NOX2, p22Phox, p47Phox or p67Phox.
제 1 항에 있어서, 상기 조성물은 인슐린 저항성을 개선하는 것을 특징으로 하는 조성물.
The composition of claim 1, wherein the composition improves insulin resistance.
제 1 항에 있어서, 상기 ORM 유전자는 유전자 전달체에 포함된 것을 특징으로 하는 조성물.
The composition of claim 1, wherein the ORM gene is included in a gene carrier.
제 17 항에 있어서, 상기 유전자 전달체는 플라스미드, 재조합 아데노바이러스, 아데노-관련 바이러스(Adeno-associated viruses: AAV), 레트로바이러스, 렌티바이러스, 헤르페스 심플렉스 바이러스, 배시니아 바이러스, 리포좀 또는 니오좀인 것을 특징으로 하는 조성물.
18. The method of claim 17, wherein said gene carrier is a plasmid, recombinant adenovirus, Adeno-associated viruses (AVA), retrovirus, lentivirus, herpes simplex virus, basinia virus, liposomes or niosomes. Characterized by a composition.
제 18 항에 있어서, 상기 유전자 전달체는 재조합 아데노바이러스인 것을 특징으로 하는 조성물.
19. The composition of claim 18, wherein said gene carrier is a recombinant adenovirus.
삭제delete 다음의 단계를 포함하는 대사질환의 예방 또는 치료용 물질의 스크리닝 방법:
(a) 인간을 제외한 객체에 분석하고자 하는 시험 물질을 투여하는 단계;
(b) 상기 객체 내 ORM의 발현 정도 또는 단백질의 양이 간조직과 비교하여 지방조직 내에서 상향-조절(up-regulation) 되는지 여부를 측정하는 단계;
(c) 상기 상향-조절을 유발한 시험 물질을 선별하는 단계.
A method for screening a substance for preventing or treating metabolic diseases comprising the following steps:
(a) administering a test substance to be analyzed to a subject other than a human;
(b) measuring whether the expression level of ORM in the subject or the amount of protein is up-regulated in adipose tissue compared to liver tissue;
(c) selecting the test substance that caused the up-regulation.
제 21 항에 있어서, 상기 ORM은 ORM1인 것을 특징으로 하는 방법.
22. The method of claim 21 wherein the ORM is ORM1.
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