KR101593797B1

KR101593797B1 - ｍｉＲ－１３７을 유효성분으로 포함하는 당뇨병 예방 또는 치료용 약학적 조성물

Info

Publication number: KR101593797B1
Application number: KR1020140061636A
Authority: KR
Inventors: 김지원; 윤건호; 유영혜
Original assignee: 가톨릭대학교 산학협력단
Priority date: 2014-05-22
Filing date: 2014-05-22
Publication date: 2016-02-12
Also published as: KR20150134628A

Abstract

본 발명은 miR-137을 유효성분으로 포함하는 조성물을 이용하여 당뇨병을 예방, 개선 또는 치료하는 기술에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 PGC-1α(Peroxysome proliferative activated receptor-γ co-activator-1α)의 발현을 감소시킴으로써 인슐린 발현 및 분비를 조절하는 miR-137의 활용에 관한 것이다. 본 발명에 따른 miR-137을 세포 내 과발현시키면 간과 췌장에서 인슐린 분비 및 세포 내 인슐린 함량이 증가되는 효과가 있으므로, 효과적으로 당뇨를 예방, 개선 및 치료함으로써 삶의 질을 증진시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

ｍｉＲ－１３７을 유효성분으로 포함하는 당뇨병 예방 또는 치료용 약학적 조성물 {PHARMACEUTICAL COMPOSITION FOR TREATING OR PREVENTING DIABETES MELLITUS COMPRISING MIR-137}

본 발명은 miR-137을 유효성분으로 포함하는 조성물을 이용하여 당뇨병을 예방, 개선 또는 치료하는 기술에 관한 것이다.

당뇨병은 인슐린의 분비 장애와 저항성으로 인해 발생하는 만성질환으로, 고혈당을 비롯한 대사이상이 장기간 지속되어 미세혈관 및 대혈관 합병증을 유발하고 이로 인해 심각한 삶의 질 감소와 사망률 증가를 초래하게 되는 중대질환이다.

현재까지 당뇨병 치료제로는 설폰요소제로 대표되는 인슐린분비 촉진제, 바이구아니드, 알파글루코시다제 억제제, 치아졸리딘다이온, 그리고 인슐린 등이 대표적으로 쓰이고 있으나, 이러한 치료제들은 기존의 병태생리를 기준으로 하여 인슐린 결핍이나 인슐린 저항성 등을 개선하기 위해 만들어진 약제로, 이들 약제의 사용에 있어서 효능이 제한적이고 부작용이 동반될 수 있으며, 또한 최근의 분자생물학적 기전까지 고려하여 만들어진 약제는 아니다.

최근에는 당뇨병의 원인과 병태생리를 보다 정확히 이해하고, 기존 약제의 한계를 극복하여 보다 완벽한 치료제를 개발하기 위한 분자생물학적 연구가 활발히 이루어지고 있다.

제2형 당뇨병의 병인은 크게 췌장 베타세포의 기능 저하와 당대사이상으로 인한 인슐린 저항성으로 설명된다. 첫째, 췌장 베타세포의 기능 저하 및 장애와 관련하여, 베타세포의 인슐린분비 저하 원인으로 포도당 독성(glucose toxicity)과 지질독성(lipotoxicity) 등이 알려져 있는데, 췌장 베타세포가 장기간 고농도 포도당에 노출(포도당 독성)되었을 때 인슐린 분비능의 저하가 나타나며, Pdx-1, Foxo-1, BETA2/NeuroD 와 같은 인슐린 유전자 전사인자들의 발현이 감소한다고 알려져 있다. 그러나 아직까지 포도당 독성에 의한 유전자들의 발현에 대한 정확한 기전에 대해서는 밝혀져 있지 않은 실정이다. 둘째, 당 대사 이상으로 인한 인슐린 저항성과 관련하여, 간에서 당대사에 관여하는 인자들은 STAT3, 인슐린이나 글루카곤, 글루코코티코이드 등을 포함하여, 최근에 활발한 연구가 진행되고 있는 Peroxysome proliferative activated receptor-γ co-activator-1α (PGC-1α), mammalian homolog of Drosophila tribbles (TRB3), Forkhead transcrition factor FOXO-1, cAMP responsive element binding protein (CREBP), Hepatocyte nuclear factor (HNF)-4α 등도 있으나, 역시 아직까지 포도당 독성과 같은 당뇨병 조건에서 상기 인자들의 메카니즘은 정립되지 않은 실정이다.

췌장은 인슐린과 글루카곤 등을 분비하면서 당대사를 조절하고 또한 인슐린 분비를 조절하는 기능을 가진 기관이고, 간은 당대사를 조절하는데 있어서 가장 중요한 기관으로 인슐린 저항성의 발생을 조절하는 기능을 가지고 있는데, 상기 두 가지 당뇨병의 주된 원인은 췌장에서의 인슐린 분비능 이상과 간에서의 당대사이상으로 인한 인슐린 저항성이다.

이에 본 발명자들은 간과 췌장에서 공통적으로 조절되는 인자들을 선별하고 이를 조절하는 miRNA를 연구한 결과, miR-137의 발현이 간과 췌장에서 인슐린 분비 및 인슐린 함량에 중요한 영향을 미침을 확인하고 본 발명을 완성하였다.

따라서 본 발명의 목적은 miR-137을 유효성분으로 포함하는 당뇨병 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 miR-137을 유효성분으로 포함하는 당뇨병 예방 또는 개선용 건강기능식품을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 진단하고자 하는 개체로부터 분리된 세포에서 miR-137의 발현율을 측정하는 단계 및 정상 세포에서 miR-137의 발현율보다 낮은 지 여부를 비교하는 단계를 포함하는 당뇨병 진단을 위한 정보제공방법을 제공하는 것이다.

그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 miR-137을 유효성분으로 포함하는 당뇨병 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 miR-137은 서열번호 1의 염기서열로 구성되는 것일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 당뇨병은 제2형 당뇨병일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 miR-137은 PGC-1α(Peroxysome proliferative activated receptor-γ co-activator-1α)의 발현을 감소시키는 것일 수 있다.

또한, 본 발명은 miR-137을 유효성분으로 포함하는 당뇨병 예방 또는 개선용 건강기능식품을 제공한다.

또한, 본 발명은 치료를 필요로 하는 개체에 miR-137을 유효성분으로 포함하는 조성물을 투여하는 단계를 포함하는 당뇨병 치료 방법을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 투여는 경구 투여, 정맥 주사, 복강 주사, 근육 주사, 동맥 주사 또는 피하 주사를 통해 이루어지는 것일 수 있다.

또한, 본 발명은 진단하고자 하는 개체로부터 분리된 세포에서 miR-137의 발현율을 측정하는 단계 및 정상 세포에서 miR-137의 발현율 보다 낮은 지 여부를 비교하는 단계를 포함하는, 당뇨병 진단을 위한 정보제공방법을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 세포는 간 또는 췌장일 수 있다.

본 발명에 따른 miR-137을 세포 내 과발현시키면 간과 췌장에서 인슐린 분비 및 세포 내 인슐린 함량이 증가되는 효과가 있으므로, 효과적으로 당뇨를 예방, 개선 및 치료함으로써 삶의 질을 증진시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 당뇨병에 있어 가장 중요한 요인인 당대사 기능장애를 극복하기 위해서 간과 췌장에서의 공통 기전을 밝히고, 이를 조율할 수 있는 miR-137의 기능을 규명함으로써, 당뇨병의 주된 분자생물학적 기전을 규명하는 것을 뛰어 넘어서 당뇨병을 치료하기 위한 새로운 개념을 정립할 수 있을 것으로 예상된다.

도 1은 miR-137를 안티센스 miR-137를 이용하여 억제시켰을 때 포도당 독성 조건에서 핵심 유전인자들의 발현을 확인한 결과 그래프이다.
도 2는 포도당 독성 조건에서 miR-137의 과발현을 유도한 후 췌도 및 간세포의 핵심 유전인자들의 발현을 확인한 결과 그래프이다.
도 3는 포도당 독성에 의해서 감소하는 포도당 자극 인슐린 분비가 miR-137의 과발현에 의해 변화하는지 확인하기 위해 인슐린의 분비량을 관찰한 결과 그래프이다.
도 4은 췌도와 간세포에서 PGC-1α 유전자의 3'UTR에 miR-137이 직접적으로 결합하는지 확인한 결과 그래프이다.

본 발명은 miR-137을 유효성분으로 포함하는, 당뇨병 예방 또는 치료용 약학적 조성물 및 당뇨병 예방 또는 개선용 건강기능식품을 제공함에 그 특징이 있다.

본 발명자들은 당뇨병에 있어 가장 중요한 요인인 당대사 기능장애를 극복하기 위해서 간과 췌장에서의 공통 기전을 밝히고 이를 조절할 수 있는 miRNA를 선별하기 위해 연구에 몰두한 결과, 고농도의 포도당에 노출된 포도당 독성 조건의 췌장(췌도) 및 간세포에서 miR-137의 발현이 저하되어 있음을 확인하고, 재조합 벡터를 이용하여 상기 조건에서 miR-137을 과발현시킨 결과, 췌장 및 간세포의 인슐린 분비 및 인슐린 함량이 증가함을 확인하고 본 발명을 완성하였다.

또한, 본 발명자들은 miR-137 과발현 시 PGC-1α(Peroxysome proliferative activated receptor-γ co-activator-1α)의 발현이 감소되는 것을 확인하고, PGC-1α유전자의 3'-UTR에 존재하는 miR-137 결합사이트를 확인함으로써 miR-137이 PGC-1α에 직접적으로 결합하여 인슐린 분비를 조절함을 최초로 규명하였다.

따라서, 본 발명은 miR-137을 유효성분으로 포함하는, 당뇨병 예방 또는 치료용 약학적 조성물 및 당뇨병 예방 또는 개선용 건강기능식품을 제공할 수 있을 뿐 아니라, 치료를 필요로 하는 개체에 miR-137을 유효성분으로 포함하는 조성물을 투여하는 단계를 포함하는 당뇨병 치료 방법을 제공할 수 있다.

이에 더하여, 본 발명은 진단하고자 하는 개체로부터 분리된 세포에서 miR-137의 발현율을 측정하는 단계 및 정상 세포에서 miR-137의 발현율보다 낮은 지 여부를 비교하는 단계를 포함하는 당뇨병 진단을 위한 정보제공방법을 제공할 수 있다.

상기 방법에서는 진단하고자 하는 개체 세포의 miR-137의 발현 수치(발현율)가 당뇨병이 없는 정상 개체 세포의 miR-137의 발현 수치에 비해 감소된 경우, 당뇨병으로 진단하는 것이 바람직하다.

상기 용어 “진단하고자 하는 개체”는 당뇨병이 이미 발생한 대상 또는 당뇨병 발병이 의심되는 대상을 포함하며, 포유동물일 수 있다. 바람직한 포유동물은 인간, 인간이 아닌 영장류, 마우스, 래트, 개, 고양이, 말, 소 등을 포함하나, 이에 한정되지 않는다.

또한, 바람직하게 상기 세포는 간 또는 췌장 세포일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

본 발명에서 당뇨병은 인슐린의 기능이 떨어져 혈당이 높아지는 제2형 당뇨병일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 miR-137은 서열번호 1의 염기서열로 구성되는 것일 수 있으나, 상기 염기서열과 적어도 80% 이상, 바람직하게는 90%의 서열 상동성을 갖는 실질적으로 동질의 활성을 나타내는 염기서열을 포함한다.

본 발명에서 사용되는 용어 “예방”, “개선”, “치료”란 당뇨병, 또는 당뇨병의 하나 이상의 증상을 역전시키거나, 완화시키거나, 그 진행을 억제하거나, 또는 예방하는 것을 의미하며, 상기 “치료”란 “치료방법”의 의미에서 치료하는 행위를 말하는 것일 수 있다. 따라서 포유동물에 있어서 당뇨병의 “치료” 또는 “치료 방법” 은 하기의 하나 이상을 포함할 수 있다:

(1) 당뇨병의 성장을 저해함, 즉, 그 발달을 저지시킴,

(2) 당뇨병의 확산을 예방함, 즉, 당뇨합병증을 예방함,

(3) 당뇨병을 경감시킴,

(4) 당뇨병의 재발을 예방함, 및

(5) 당뇨병의 증상을 완화함(palliating).

본 발명에 따른 상기 약학적 조성물을 제제화할 경우 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 제조된다.

경구투여를 위한 고형 제제에는 정제, 환자, 산제, 과립제, 캡슐제, 트로키제 등이 포함되며, 이러한 고형 제제는 하나 이상의 본 발명로 표시되는 화합물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 탄산칼슘, 수크로스(sucrose) 또는 락토오스(lactose) 또는 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한, 단순한 부형제 외에 마그네슘 스티레이트 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구 투여를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제 또는 시럽제 등이 해당되는데, 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다.

비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁용제, 유제, 동결건조제제, 좌제 등이 포함된다.

비수성용제, 현탁용제로는 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세롤, 젤라틴 등이 사용될 수 있다.

본 발명의 조성물은 목적하는 방법에 따라 경구 투여하거나 비경구투여(예를 들어, 정맥 내, 복강 내, 근육 내, 동맥 내, 피하 또는 국소에 적용)할 수 있으며, 투여량은 환자의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물형태, 투여경로 및 시간에 따라 다르지만, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다.

본 발명에 따른 상기 조성물은 약학적으로 유효한 양으로 투여한다. 상기 “약학적으로 유효한 양”이란 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분한 양을 의미하며, 유효용량 수준은 환자의 질환의 종류, 중증도, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 시간, 투여 경로 및 배출 비율, 치료기간, 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다. 본 발명의 조성물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고 종래의 치료제와는 순차적 또는 동시에 투여될 수 있으며, 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 상기한 요소들을 모두 고려하여 부작용 없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하며, 이는 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.

본 발명에서 “건강기능식품”이라 함은 건강기능식품에 관한 법률 제6727호에 따른 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 제조 및 가공한 식품을 말하며, 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건 용도에 유용한 효과를 얻을 목적으로 섭취하는 것을 의미한다.

본 발명의 건강기능식품은 통상의 식품 첨가물을 포함할 수 있으며, 식품 첨가물로서의 적합 여부는 다른 규정이 없는 한, 식품의약품안전청에 승인된 식품 첨가물 공전의 총칙 및 일반시험법 등에 따라 해당 품목에 관한 규격 및 기준에 의하여 판정한다.

상기 “식품 첨가물 공전”에 수재된 품목으로는 예를 들어, 케톤류, 글리신, 구연산칼슘, 니코틴산, 계피산 등의 화학적 합성물; 감색소, 감초추출물, 결정셀룰로오스, 고량색소, 구아검 등의 천연첨가물; L-글루타민산나트륨제제, 면류첨가알칼리제, 보존료제제, 타르색소제제 등의 혼합제제류 등을 들 수 있다.

본 발명의 건강기능식품은 당뇨병 예방 또는 개선을 목적으로, 정제, 캅셀, 분말, 과립, 액상, 환 등의 형태로 제조 및 가공할 수 있다.

예를 들어, 정제 형태의 건강기능식품은 본 발명의 유효성분인 miR-137을 부형제, 결합제, 붕해제 및 다른 첨가제와 혼합한 혼합물을 통상의 방법으로 과립화한 다음, 활택제 등을 넣어 압축성형하거나, 상기 혼합물을 직접 압축 성형할 수 있다. 또한 상기 정제 형태의 건강기능식품은 필요에 따라 교미제 등을 함유할 수도 있다.

캅셀 형태의 건강기능식품 중 경질 캅셀제는 통상의 경질 캅셀에 본 발명의 유효성분인 miR-137을 부형제 등의 첨가제와 혼합한 혼합물을 충진하여 제조할 수 있으며, 연질 캅셀제는 miR-137을 부형제 등의 첨가제와 혼합한 혼합물을 젤라틴과 같은 캅셀기제에 충진하여 제조할 수 있다. 상기 연질 캅셀제는 필요에 따라 글리세린 또는 소르비톨 등의 가소제, 착색제, 보존제 등을 함유할 수 있다.

환 형태의 건강기능식품은 본 발명의 유효성분인 miR-137과 부형제, 결합제, 붕해제 등을 혼합한 혼합물을 기존에 공지된 방법으로 성형하여 조제할 수 있으며, 필요에 따라 백당이나 다른 제피제로 제피할 수 있으며, 또는 전분, 탈크와 같은 물질로 표면을 코팅할 수도 있다.

과립 형태의 건강기능식품은 본 발명의 유효성분인 miR-137과 부형제, 결합제, 붕해제 등을 혼합한 혼합물을 기존에 공지된 방법으로 입상으로 제조할 수 있으며, 필요에 따라 착향제, 교미제 등을 함유할 수 있다.

또한, 상기 건강기능식품은 예를 들어, 음료류, 육류, 초코렛, 식품류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 사탕류, 아이스크림류, 알코올 음료류, 비타민 복합제 및 건강보조식품류 등의 형태로 제품화될 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.

[ 실험예 ]

본 발명의 실시예는 하기와 같은 조건 및 방법으로 수행되었다.

1. 포도당 독성 유도 조건

10% FBS, 600 mg/dl 포도당, 및 0.2 mM의 올레이트(oleate)와 0.4 mM의 팔미테이트(palmitate)가 1:2의 몰비로 첨가된 DMEM(Gibco사) 배지에 3일 동안 세포를 배양하는 방법으로 포도당-지질 독성 조건을 유도하였다.

2. RNA 분리 및 Real - time RT - PCR 분석

각 시료를 Trizol 용액을 이용하여 총 RNA를 분리하고, 분리한 RNA 4 ㎍을 Oligo(dT)12-18 Primer, dNTP Mix (10mM each)와 혼합하여 65℃에서 5분간 반응시킨 후 5× strand buffer, 100 mM dithiothreitol (DTT), RNase OUTTM (40units/㎕), 및 SuperScript™Ⅱ RT (Invotrogen, Carlsbad, CA)을 이용하여 cDNA를 합성하였다. 그리고 Perfect PreMix (Takara Biomedicals, Kyoto, Japan) 10㎕, template cDNA < 500 ng, 25 pM primer를 이용하여 PCR을 실행하였으며, RT-PCR 산물은 1.5% agarose gel에서 전기영동하고 GAPDH에 대한 유전자의 밝기 정도를 densitometer VDS (Amersham Pharmacia Biotech, Uppsala, Sweden)로 측정하였다. Real-time PCR에서 사용되는 cDNA는 상기 RT-PCR 방법에서와 동일하게 합성하고, PCR 반응을 위해 1x SYBR Green dye가 포함된 PCR 혼합물을 MyiQ Single-Color Real-Time PCR Detection System(Bio-Rad사)에서 분석하였다. 결과 분석은 cycle values(Ct)값으로 정리하고 이를 TBP 유전자로 보정하여 그래프를 그렸다.

3. Western Blots

100 mm dish에서 배양하여 시기별로 얻어낸 NPCCs(Porcine neonatal pancreatic cell clusters) 및 PANC1 세포주를 RIPA 용액(150 mM NaCl, 1% NP-40, 0.5% sodium deoxycholate, 0.1% SDS, 50 mM Tris, pH 8.0)에서 파이펫팅하여 세포막을 파괴하고, BSA를 표준시료로 사용하여 각각의 단백질을 브래드포드법으로 정량하였다. 이를 12% SDS-PAGE에서 lane당 50 ㎍씩 전기영동하고 nitrocellulose 멤브레인(Miilipore, Billerica, MA)에 전이시켰다. 멤브레인은 5% skim milk/T-TBS (0.1% Tween 20, 20 mM Tris/HCl, 137 mM NaCl, pH 7.5)으로 실온에서 3시간 동안 차단시킨 다음, Pref-1/Dlk1(희석비율 1:500), p-AKT, AKT, p-ERK1/2, ERK1/2, p-FOXO1, FOXO1(희석비율 1:1000), 및 β-actin 일차 항체 용액(희석비율 1:5000)과 4℃에서 밤새 반응시켰다. 이후 T-TBS로 세 번 세척하고, HRP-conjugated anti-rabbit 이차 항체 용액(희석비율 1:2000)과 상온에서 40분 동안 반응시킨 다음 TBS로 3회 세척한 후 ECL(Amersham Co., Buckinghamshire, England)을 사용하여 발색한 뒤 Medical X-Ray film Blue(AGFA, Belgium)에 노출시켰다.

[ 실시예 ]

1. 포도당 독성 조건에 노출된 췌도와 간세포에서 유전인자들의 발현

도 1에 나타낸 바와 같이, 췌도에서는 포도당 독성 노출시 베타세포 특이 전사인자인 PDX-1, NeuroD 와 인슐린 발현이 감소하는 반면 SREBP-1c, PGC-1α 와 FOXO-1 과 같은 억제성 인자들은 포도당 독성조건에서 증가하는 양상을 보였다. 간세포에서는 당대사 관련 모든 유전자들의 발현이 포도당 독성 조건에서 증가되는 것으로 확인되었다.

2. miR -137에 의한 중요인자인 유전자들의 발현 확인

췌도에서는 포도당 독성 노출시 베타세포 특이 전사인자인 PDX-1, NeuroD 와 인슐린 발현이 감소하는 반면 SREBP-1c, PGC-1α 와 FOXO-1 과 같은 억제성 인자들은 포도당 독성조건에서 증가한다. 그리고 포도당 독성 조건의 간세포에서는 당대사 관련 모든 유전자들의 발현이 증가하는데 이를 포도당 독성 조건에서 발현이 감소하는 miR-137이 당대사 관련 인자를 조절할 것이라 생각한다. 따라서 정상조건에서 높게 발현되는 miR-137을 안티센스(anti-137)를 이용하여 억제시킨 결과, 도 1에 나타낸 바와 같이, 췌장에서는 인슐린, BETA2/NeuroD, Pdx-1 과 같은 베타세포 특이적 유전자들의 발현은 감소하고, 이들의 negative regulator인 Foxo-1, PGC-1α는 증가하는 것으로 나타났다. 간세포에서도 마찬가지로 Foxo-1, PGC-1α 유전자의 발현이 안티센스 miR-137에 의해 증가하였다. 이와 같은 결과는 포도당 독성 조건에서와 일치하는 양상이었다.

또한, 포도당 독성 조건에서 발현이 감소하는 것으로 나타난 miR-137의 precursor를 이용하여 miR-137 과발현(pre-137)을 유도한 결과, 도 2에 나타낸 바와 같이, 포도당 독성에 의해 증가되어 있는 Foxo-1, PGC-1α 유전자의 발현이 miR-137 과발현에 의해 감소하는 것을 확인할 수 있었다.

3. 인슐린 발현에 miR -137이 미치는 영향

포도당 독성에 의해서 인슐린의 분비가 감소되었을 때 miR-137 과발현 벡터를 제작하고 과발현시킨 결과, 도 3에 나타낸 바와 같이, 감소되는 인슐린 분비(GSIS, glucose-stimulated insulin secretion) 및 세포 내 인슐린 함량(insulin/protein contents)을 증가시켰다.

4. miR -137이 PGC -1α 유전자의 3'- UTR 부분에 결합

상기 실시예 4에 따라 PGC-1α가 miR-137에 의해 발현이 조절됨을 확인하였는데, 직접적인 결합 여부를 확인하기 위하여 PGC-1α 유전자의 3'-UTR에 존재하는 miR-137 결합사이트를 확인하였으며, 상기 결합사이트를 돌연변이 시킨 벡터를 제작하여 음성 대조군으로 사용하여 실험하였다. 그 결과, 도 4에 나타낸 바와 같이, 췌장과 간세포에서 모두 PGC-1α의 3'-UTR의 활성이 miR-137에 의해 감소하는 반면에 PGC-1α의 3'-UTR에서 miR-137 결합사이트를 돌연변이시킨 PGC-1α-3'UTRmt에서 miR-137이 PGC-1α 활성에 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 상기 결과로부터 miR-137이 PGC-1α에 직접적으로 결합함을 알 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다.

<110> CATHOLIC UNIVERSITY INDUSTRY ACADEMIC COOPERATION FOUNDATION <120> PHARMACEUTICAL COMPOSITION FOR TREATING OR PREVENTING DIABETES MELLITUS COMPRISING MIR-137 <130> PB14-12006 <160> 1 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 23 <212> RNA <213> Mus musculus - miR137 <400> 1 acggguauuc uuggguggau aau 23

Claims

miR-137을 유효성분으로 포함하고,
상기 miR-137은 PGC-1α(Peroxysome proliferative activated receptor-γ co-activator-1α)의 3’-UTR에 결합하여 PGC-1α의 발현을 감소시키는 것을 특징으로 하는 당뇨병 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
제1항에 있어서,
상기 miR-137은 서열번호 1의 염기서열로 구성되는 것을 특징으로 하는, 조성물.
제1항에 있어서,
상기 당뇨병은 제2형 당뇨병인 것을 특징으로 하는, 조성물.
삭제
miR-137을 유효성분으로 포함하고,
상기 miR-374는 PGC-1α(Peroxysome proliferative activated receptor-γ co-activator-1α)의 3’-UTR에 결합하여 PGC-1α의 발현을 감소시키는 것을 특징으로 하는 당뇨병 개선용 건강기능식품.
제5항에 있어서,
상기 miR-137은 서열번호 1의 염기서열로 구성되는 것을 특징으로 하는, 건강기능식품.
(a) 진단하고자 하는 인간을 제외한 포유동물로부터 분리된 세포에서 miR-137의 발현율을 측정하는 단계; 및 (b) 정상 대조군에서 miR-137의 발현율 보다 낮은지 여부를 비교하는 단계를 포함하는,
상기 miR-137은 PGC-1α(Peroxysome proliferative activated receptor-γ co-activator-1α)의 3’-UTR에 결합하여 PGC-1α의 발현을 감소시키는 것을 특징으로 하는
당뇨병 진단을 위한 정보제공방법.
제7항에 있어서,
상기 세포는 간 또는 췌장인 것을 특징으로 하는, 정보제공방법.