KR102208542B1 - An oral anti-obesity composition comprising GLP-1 and a gene carrier - Google Patents

An oral anti-obesity composition comprising GLP-1 and a gene carrier Download PDF

Info

Publication number
KR102208542B1
KR102208542B1 KR1020170177675A KR20170177675A KR102208542B1 KR 102208542 B1 KR102208542 B1 KR 102208542B1 KR 1020170177675 A KR1020170177675 A KR 1020170177675A KR 20170177675 A KR20170177675 A KR 20170177675A KR 102208542 B1 KR102208542 B1 KR 102208542B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
9arg
higg1
glp
gene
arg
Prior art date
Application number
KR1020170177675A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20190076128A (en
Inventor
이용규
차승빈
강성훈
이선화
Original Assignee
케이비바이오메드 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 케이비바이오메드 주식회사 filed Critical 케이비바이오메드 주식회사
Priority to KR1020170177675A priority Critical patent/KR102208542B1/en
Priority to PCT/KR2018/016312 priority patent/WO2019125003A1/en
Priority to US16/956,779 priority patent/US11491235B2/en
Publication of KR20190076128A publication Critical patent/KR20190076128A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102208542B1 publication Critical patent/KR102208542B1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/16Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • A61K38/17Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • A61K38/22Hormones
    • A61K38/26Glucagons
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/16Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • A61K38/17Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • A61K38/177Receptors; Cell surface antigens; Cell surface determinants
    • A61K38/1774Immunoglobulin superfamily (e.g. CD2, CD4, CD8, ICAM molecules, B7 molecules, Fc-receptors, MHC-molecules)
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0012Galenical forms characterised by the site of application
    • A61K9/0053Mouth and digestive tract, i.e. intraoral and peroral administration
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P3/00Drugs for disorders of the metabolism
    • A61P3/04Anorexiants; Antiobesity agents

Abstract

본 발명은 비만의 예방, 치료 또는 개선용 경구 조성물에 관한 것으로서, 양이온성 성질을 지니는 아미노산 Arginine 9개를 Fc 부분 C-terminal에 결합시켜 음이온성 성질을 지닌 GLP-1 유전자와 응축시킴으로써, 체내에서 GLP-1 유전자의 발현을 효과적으로 유도할 수 있으며, 또한, 경구 투여 시 위산 및 백혈구의 면역작용으로 인한 분해작용으로 부터 유전자를 보호하여 소장까지 유전자 전달이 가능할 뿐만 아니라, 상기 소장에서 유전자가 발현되면 반감기가 상대적으로 길어 장기간 치료 효과 가능성을 확인하였는바, GLP-1의 효과적인 전달을 통해서, 비만의 예방, 치료 또는 개선 용도로 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.The present invention relates to an oral composition for the prevention, treatment, or improvement of obesity, by binding Arginine 9 amino acids having cationic properties to the Fc portion C-terminal and condensing it with the GLP-1 gene having anionic properties in the body. It can effectively induce the expression of the GLP-1 gene, and when administered orally, the gene can be transferred to the small intestine by protecting the gene from degradation caused by the immune function of gastric acid and leukocytes, and when the gene is expressed in the small intestine Since the half-life was relatively long, the possibility of long-term therapeutic effect was confirmed. Through effective delivery of GLP-1, it is expected to be useful for preventing, treating, or improving obesity.

Description

GLP-1 및 유전자 전달체를 포함하는 경구용 항비만 조성물 {An oral anti-obesity composition comprising GLP-1 and a gene carrier}An oral anti-obesity composition comprising GLP-1 and a gene carrier}

본 발명은 경구 투여용 항비만 조성물에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, GLP-1, 및 면역글로불린 Fc영역 C 말단에 음이온성 유전자를 응집할 수 있는 양이온성 아르기닌으로 이루어진 링커를 포함하는 GLP-1 전달체를 유효성분으로 포함하는 비만의 예방, 치료 또는 개선용 경구 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to an anti-obesity composition for oral administration, and more specifically, GLP-1 delivery system comprising a linker made of cationic arginine capable of aggregating anionic genes at the C-terminus of GLP-1, and immunoglobulin Fc region It relates to an oral composition for preventing, treating or improving obesity comprising as an active ingredient.

비만은 체내에 지방조직이 과다한 상태로, 섭취하는 열량이 소비하는 열량보다 많을 경우 발생하며, 또한 정신 및 사회적 요인, 유전, 질병, 약물 등의 다양한 원인으로 발생한다. 2010년 세계 보건기구(WHO)에 따르면, 과체중 성인 인구는 전 세계적으로 약 16억 명, 비만인은 약 4억 명으로 집계되었으며, 매년 260만 명이 비만과 과체중으로 사망한다고 보고되었다. 우리나라의 경우에도 보건복지부와 질병관리본부의 보고에 따르면 성인 비만율은 계속적으로 증가하고 있는 추세이며, 2010년을 기준으로 30.8%(남자 36.3%, 여자 24.8%)로 나타났다. 이처럼 비만 인구는 전 세계적으로 계속적으로 증가하고 있으며, 이에 따른 의료비 부담도 증가하고 있는 추세이다.Obesity occurs when the amount of calories consumed is greater than the amount of calories consumed due to excessive adipose tissue in the body, and also occurs due to various causes such as mental and social factors, inheritance, disease, and drugs. According to the World Health Organization (WHO) in 2010, the global population of overweight adults is about 1.6 billion, and the number of obese people is about 400 million, and 2.6 million people die each year from obesity and overweight. In the case of Korea, according to reports from the Ministry of Health and Welfare and the Centers for Disease Control and Prevention, the adult obesity rate is continuously increasing, and as of 2010, it was 30.8% (male 36.3%, female 24.8%). As such, the obese population continues to increase worldwide, and the burden of medical expenses is also increasing.

비만은 그 자체의 위험성보다 비만으로 인해 유발될 수 있는 여러 합병증 때문에 그 심각성이 더욱 크게 인식되고 있다. 비만은 고혈압, 고지혈증, 당뇨병 등의 대사증후군, 지방간, 관절 이상, 및 암 발병 위험을 증가시킨다고 알려져 있다. 2010년 세계보건기구에서 발표한 바에 따르면, 정상 체중인 사람에 비해 비만인 사람에게서 고혈압, 당뇨병, 이상지질혈증이 동반될 위험이 2배 이상(고혈압 2.5배, 당뇨병 2배, 고콜레스테롤혈증 2.3배, 고중성지질혈증 2.4배) 높게 나타났다. 상기 질환들 이외에도 여성의 경우 체지방이 과다하면 성호르몬의 균형이 깨져 심한 경우 불임증을 초래할 수 있고, 자궁내막암과 유방암의 위험성이 높아진다고 알려져 있다. 더불어 비만은 신체적인 질환뿐만 아니라 사회적 고립감이나 소외, 자신감 결여, 및 우울감과 같은 정신적 질환을 유발할 수 있으므로 비만의 예방 및 치료에 대한 필요성은 매우 중요하게 인식되고 있다.Obesity is perceived to be more serious than its own risk because of various complications that can be caused by obesity. Obesity is known to increase the risk of hypertension, hyperlipidemia, metabolic syndrome such as diabetes, fatty liver, joint abnormalities, and cancer. According to the World Health Organization's announcement in 2010, the risk of hypertension, diabetes, and dyslipidemia is more than twice as high in obese people compared to those of normal weight (2.5 times for hypertension, 2 times for diabetes, 2.3 times for hypercholesterolemia, Hypertriglyceridemia 2.4 times) was higher. In addition to the above diseases, it is known that in the case of women, if the body fat is excessive, the balance of sex hormones is broken, and in severe cases, infertility may occur, and the risk of endometrial cancer and breast cancer is increased. In addition, since obesity can cause not only physical diseases, but also mental diseases such as social isolation, alienation, lack of confidence, and depression, the need for prevention and treatment of obesity is recognized as very important.

비만은 식이요법, 규칙적인 운동과 더불어 행동요법과 같은 생활습관의 개선, 및 식욕억제제와 지방 흡수 억제제와 같은 약물을 통해 치료할 수 있다. 비만은 만성 질환이기 때문에 약물치료를 시도하는 경우 장기간의 사용이 필요하며, 현재 국내에서 3개월 이상 장기간 사용이 허가된 제품으로는 식욕억제제인 시부트라민(sibutramine)과 지방분해효소 억제제인 올리스타트(orlistat)가 있다. 그러나 이러한 비만 치료 약물들은 대부분 중추신경계에 작용하여 식욕을 조절하는 향정신성의약품들이므로 두통 및 구토 등의 부작용을 동반하며 남용 우려 등의 문제점이 있다. 따라서 상기 시판중인 항비만제의 부작용을 해결할 수 있는 안정성이 높고 항비만 효과가 우수한 소재를 개발하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다.Obesity can be treated through diet, regular exercise and lifestyle improvements such as behavioral therapy, and drugs such as appetite suppressants and fat absorption suppressants. Since obesity is a chronic disease, long-term use is required when attempting drug treatment. Currently, products approved for long-term use for more than 3 months in Korea include sibutramine, an appetite suppressant, and orlistat, a lipolytic enzyme inhibitor. ). However, these obesity treatment drugs are mostly psychotropic drugs that act on the central nervous system to control appetite, so they have side effects such as headache and vomiting, and there are problems such as abuse concerns. Therefore, research has been actively conducted to develop a material having high stability and excellent anti-obesity effect that can solve the side effects of the commercially available anti-obesity agents.

한편, 최근 차세대 당뇨병 치료제로 부각되는 GLP-1 및 그의 유사체와 유도체는 제2형 당뇨병 치료를 위한 임상 시험에서 좋은 가능성을 나타내며, 인슐린 분비 자극, 글루카곤 분비 저해, 위 공복화 저해, 위 운동성 또는 장 운동성 저해, 및 체중 감량 유도와 같은 수많은 생물학적 효과를 유도한다. 또한, 장기 복용시에도 췌장 보호 기능이 있으며, 저혈당의 위험이 없고 장기간 적정 혈당을 유지할 수 있다.On the other hand, GLP-1 and its analogs and derivatives, which have recently emerged as the next-generation diabetes treatment, show good potential in clinical trials for the treatment of type 2 diabetes, and stimulate insulin secretion, inhibit glucagon secretion, inhibit gastric fasting, gastric motility or intestinal tract It induces numerous biological effects, such as inhibition of motility and induction of weight loss. In addition, it has a pancreatic protection function even when taken for a long time, there is no risk of hypoglycemia, and adequate blood sugar can be maintained for a long time.

상기 GLP-1은 G protein-coupled receptors(GPCRs)의 일종인 TGR5 및 GPR119의 활성화 또는 α-gustducin의 활성화에 의해 분비가 촉진되는 것으로 알려져 있다. 특히, 갈색 지방조직(brown adipose tissue) 및 근육(muscle)에 발현된 G protein-coupled receptor(GPCR) TGR5(GPR131)의 활성화는 에너지 소비를 증가시켜서 비만 치료 효과를 보이며, 간질환 개선에 관련이 있는 것으로 알려져 있으며, 동맥경화증을 억제하는 것으로 보고되었다.The secretion of GLP-1 is known to be promoted by activation of TGR5 and GPR119, a kind of G protein-coupled receptors (GPCRs), or α-gustducin. In particular, activation of G protein-coupled receptor (GPCR) TGR5 (GPR131) expressed in brown adipose tissue and muscle increases energy expenditure, resulting in an effect of treating obesity, and is related to improvement of liver disease. It is known to be present and has been reported to inhibit arteriosclerosis.

그러나, 생체 내에서는 DPP-4 라는 효소에 의하여 상기 GLP-1이 절단되어 불활성화되고, 그에 따라 매우 짧은 생체 내 반감기를 가져 치료제로써의 개발에 어려움이 있다. 이에, 생물학적 활성을 유지하면서 GLP-1의 반감기를 연장시키거나 신체로부터 펩타이드의 제거율을 감소시키기 위하여 다양한 접근법이 수행되어 왔다. 즉, 다양한 GLP-1 유사체의 개발이 활발하게 진행되고 있으며, 면역글로불린 Fc 부위에 GLP-1을 융합시키는 접근법도 시도되어 왔으나 (미국등록특허 7452966), 아직은 부족한 실정이다.However, in vivo, the GLP-1 is cleaved and inactivated by an enzyme called DPP-4, and thus has a very short in vivo half-life, making it difficult to develop as a therapeutic agent. Thus, various approaches have been performed to extend the half-life of GLP-1 or reduce the removal rate of peptides from the body while maintaining biological activity. That is, the development of various GLP-1 analogs is actively progressing, and an approach has been attempted to fuse GLP-1 to an immunoglobulin Fc region (US Patent 7452966), but it is still insufficient.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, GLP-1 유전자를 체내 세포 내로 효율적으로 전달하기 위한 전달체에 대해서 예의 연구한 결과, 음이온 성질을 띠는 GLP-1 유전자를 효과적으로 응축시키기 위해 양이온성 성질을 지니는 아미노산 Arginine 9개를 면역글로블린 Fc 영역 C-terminal에 결합시킨 유전자 전달체가 pH 및 체내 효소에 대한 안정성이 있음을 확인하고, 경구 투여용 유전자 전달체로서 사용 가능성을 확인하였는바, 이에 기초하여 본 발명을 완성하였다.The present invention was devised to solve the above problems, and as a result of intensive research on a delivery system for efficiently delivering the GLP-1 gene into cells in the body, in order to effectively condense the GLP-1 gene having anionic properties It was confirmed that the gene delivery system in which nine amino acids Arginine having cationic properties were bound to the C-terminal of the immunoglobulin Fc region had stability against pH and enzymes in the body, and the possibility of use as a gene delivery system for oral administration was confirmed. Based on this, the present invention has been completed.

본 발명의 목적은 GLP (glucagon like peptide)-1; 및An object of the present invention is GLP (glucagon like peptide)-1; And

GLP-1 전달체를 포함하는, 비만의 예방 또는 치료용 경구 조성물로서,As an oral composition for the prevention or treatment of obesity, comprising a GLP-1 delivery system,

상기 GLP-1 전달체는The GLP-1 transporter is

면역글로불린 Fc 영역; 및Immunoglobulin Fc region; And

상기 면역글로불린 Fc 영역 C 말단에 연결된 링커를 포함하는 것을 특징으로 하는, 조성물을 제공하는 것이다.It is characterized in that it comprises a linker linked to the C-terminus of the immunoglobulin Fc region, to provide a composition.

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. However, the technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은In order to achieve the above object, the present invention

GLP (glucagon like peptide)-1; 및Glucagon like peptide (GLP)-1; And

GLP-1 전달체를 포함하는, 비만의 예방 또는 치료용 경구 조성물로서,As an oral composition for the prevention or treatment of obesity, comprising a GLP-1 delivery system,

상기 GLP-1 전달체는The GLP-1 transporter is

면역글로불린 Fc 영역; 및Immunoglobulin Fc region; And

상기 면역글로불린 Fc 영역 C 말단에 연결된 링커를 포함하는 것을 특징으로 하는, 조성물을 제공한다.It provides a composition comprising a linker connected to the C-terminus of the immunoglobulin Fc region.

본 발명의 일 구현예로 상기 GLP-1은 서열번호 1의 염기서열로 이루어질 수 있다.In an embodiment of the present invention, the GLP-1 may be formed of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.

본 발명의 다른 구현예로 상기 GLP-1 전달체는 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어질 수 있다.In another embodiment of the present invention, the GLP-1 delivery system may consist of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.

본 발명의 또 다른 구현예로 상기 GLP-1 전달체는 서열번호 3의 염기서열로 이루어질 수 있다.In another embodiment of the present invention, the GLP-1 delivery system may consist of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3.

본 발명의 또 다른 구현예로 상기 면역글로불린 Fc 영역은 서열번호 4의 아미노산 서열로 이루어질 수 있다.In another embodiment of the present invention, the immunoglobulin Fc region may consist of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4.

본 발명의 또 다른 구현예로 상기 면역글로불린 Fc 영역은 서열번호 5의 염기서열로 이루어질 수 있다.In another embodiment of the present invention, the immunoglobulin Fc region may be formed of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5.

본 발명의 또 다른 구현예로 상기 면역글로불린 Fc 영역은 IgG, IgA, IgD, IgE 및 IgM으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나로부터 유래될 수 있다.In another embodiment of the present invention, the immunoglobulin Fc region may be derived from any one selected from the group consisting of IgG, IgA, IgD, IgE and IgM.

본 발명의 또 다른 구현예로 상기 면역글로불린 Fc 영역은 IgG로부터 유래될 수 있다.In another embodiment of the present invention, the immunoglobulin Fc region may be derived from IgG.

본 발명의 또 다른 구현예로 상기 링커는 Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg의 아미노산 서열로 이루어질 수 있다.In another embodiment of the present invention, the linker may be made of an amino acid sequence of Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg.

또한, 본 발명은 상기 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는, 비만의 예방 또는 치료방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for preventing or treating obesity, comprising administering the composition to an individual.

또한, 본 발명은 상기 조성물의 비만의 예방 또는 치료용도를 제공한다.In addition, the present invention provides the use of the composition for preventing or treating obesity.

본 발명의 비만의 예방 또는 치료용 경구 조성물은 양이온성 성질을 지니는 아미노산 Arginine 9개를 Fc 부분 C-terminal에 결합시켜 음이온성 성질을 지닌 GLP-1 유전자와 응축시킴으로써, 체내에서 GLP-1 유전자의 발현을 효과적으로 유도할 수 있으며, 또한, 경구 투여 시 위산 및 백혈구의 면역작용으로 인한 분해작용으로 부터 유전자를 보호하여 소장까지 유전자 전달이 가능할 뿐만 아니라, 상기 소장에서 유전자가 발현되면 반감기가 상대적으로 길어 장기간 치료 효과 가능성을 확인하였는바, GLP-1의 효과적인 전달을 통해서, 비만의 예방, 치료 또는 개선 용도로 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.The oral composition for preventing or treating obesity of the present invention binds 9 amino acids having cationic properties to the C-terminal of the Fc portion and condenses them with the GLP-1 gene having anionic properties. It can effectively induce expression, and when administered orally, it protects the gene from degradation caused by the immune function of gastric acid and leukocytes, allowing gene transfer to the small intestine, and when the gene is expressed in the small intestine, the half-life is relatively long. As the possibility of long-term therapeutic effect was confirmed, it is expected that it can be usefully used for prevention, treatment, or improvement of obesity through effective delivery of GLP-1.

도 1a 항체 hIgG1-Fc-9Arg와 플라스미드 DNA(pDNA)의 복합체 형성과정이고, 및 항체-치료용 유전자 복합체가 세포의 수용체를 통해 체내에서 전달되는 과정을 나타낸 것이다.
도 2는 Human IgG1-Fc부분에 9개의 Arginine이 결합된 항체의 SDS-PAGE 결과를 나타낸 것이다 ((850bp), Lane 1.pcr annealing TM = 55℃, Lane 2.pcr annealing TM = 52℃).
도 3은 hIgG1-Fc-9Arg의 염기서열을 나타낸 것이다.
도 4는 정제된 항체 hIgG1-Fc-9Arg의 분자량 SDS-PAGE 결과 ((Protein Ladder 10-245 kDa). Lane 2. 0.1μg, Lane 3. 1μg, Lane 4. 10μg 항체 사용, Lane 5.) 및 비 환원 조건에서 S-S결합을 유지하는 hIgG1-Fc-9Arg의 분자량 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 hIgG1-Fc-9Arg와 pDNA 복합체 아가로스 젤 전기영동 결과를 나타낸 것이다 (0.8% agarose gel).
도 6은 hIgG1-Fc-9Arg/pDNA 복합체의 TM-AFM 이미징 결과를 나타낸 것으로서, (a) hIgG1-Fc-9Arg, (b) 20/1 비율(w/w)의 hIgG1-Fc-9Arg/pDNA 복합체, (c-d) 50/1 비율(w/w)의 hIgG1-Fc-9Arg/pDNA 복합체, (e) 100/1 비율(w/w)의 hIgG1-Fc-9Arg/pDNA 복합체의 이미징 결과를 나타낸 것이다 (Scale bars 200㎚).
도 7은 hIgG1-Fc-9Arg/pDNA 복합체의 TEM 이미징 결과를 나타낸 것으로서, (a) 20/1 비율(w/w)의 hIgG1-Fc-9Arg/pDNA 복합체, (b) 50/1 비율(w/w)의 hIgG1-Fc-9Arg/pDNA 복합체, (C) 100/1 비율(w/w)의 hIgG1-Fc-9Arg/pDNA 복합체의 이미징 결과를 나타낸 것이다 (Scale bars 100㎚).
도 8은 다양한 pH(pH 1.5, 5.0, 6.0, 7.4)조건에서 항체 hIgG1-Fc-9Arg의 시간변화에 따른 안정성여부를 SDS-PAGE로 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 9는 위산 조건의 pH 2.0에서 플라스미드 DNA와 hIgG1-Fc-9Arg/pDNA 복합체의 안정성을 아가로스 젤 ( 0.8% ) 전기영동으로 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 10은 Serum protein stability assay of hIgG1-Fc-9Arg/pDNA 복합체의 혈청 단백질 안정성 실험 결과를 나타낸 것으로서 (10% Fetal bovine serum), (a) 플라스미드 DNA, (b) 20/1 비율의 복합체, (c) 50/1의 비율의 복합체, (d) 100/1 비율의 복합체 안정성 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 11은 다양한 세포주 내에 존재하는 FcRN 수용체 단백질을 확인한 western blots결과를 나타낸 것이다.
도 12는 FcRN 수용체를 통해 흡수된 FITC-hIgG1-Fc-9Arg의 형광이미징 결과를 나타낸 것이다 (1 hour incubation).
도 13은 FITC-hIgG1-Fc-9Arg의 endosome 형성 및 endosomal escape 형광 이미징 결과를 나타낸 것이다 (30분, 4시간 반응 조건).
도 14는 hIgG1-Fc-9Arg/bobo-3-pDNA 복합체를 Caco-2 세포주에 24시간 처리하고, 대조군 lipofectamine으로 하여 유전자 발현 형광 이미징 결과를 나타낸 것이다.
도 15는 hIgG1-Fc-9Arg/bobo-3-pDNA 복합체의 Caco-2 세포주 단층막 투과 실험 결과를 나타낸 것이다.
도 16은 hIgG1-Fc-9Arg/bobo-3-pDNA 복합체의 Caco-2 세포주 단층막 투과 형광 이미징 결과를 나타낸 것이다 (세포는 4% paraformaldehyde 용액으로 고정).
도 17은 Caco-2 세포 내에서의 pGFP 유전자 발현 형광 이미징 결과를 나타낸 것이다 (세포는 4% paraformaldehyde 용액으로 고정).
도 18은 hIgG1-Fc-9Arg과 hIgG1-Fc-9Arg/pDNA의 세포 독성 실험 결과에 관한 것으로서, (a) 전달체의 세포 독성 실험결과, (b) hIgG1-Fc-9Arg/pDNA 복합체의 세포독성 실험 결과를 나타낸 것이다 (Caco-2 세포주에 24시간 반응시켜 확인, MTT assay, ±SD (n=10)).
도 19는 동물 모델을 통해 FITC-hIgG1-Fc-9Arg 흡수를 Ex vivo 형광 이미징으로 확인한 결과와 동물 모델 장기에 흡수된 형광 세기 결과를 나타낸 것으로서, (a) 동물 모델 장기에 흡수된 FITC-hIgG1-Fc-9Arg의 형광 세기 결과, (b) 각각의 장기에 흡수된 형광 세기 정량 결과를 나타낸 것이다 (balb/c mouse model).
Figure 1a shows a process of forming a complex of antibody hIgG1-Fc-9Arg and plasmid DNA (pDNA), and a process in which the antibody-therapy gene complex is delivered in the body through a cell receptor.
Figure 2 shows the results of SDS-PAGE of 9 Arginine-bound antibodies to Human IgG1-Fc ((850bp), Lane 1.pcr annealing TM = 55°C, Lane 2.pcr annealing TM = 52°C).
3 shows the nucleotide sequence of hIgG1-Fc-9Arg.
Figure 4 is a molecular weight SDS-PAGE result of purified antibody hIgG1-Fc-9Arg ((Protein Ladder 10-245 kDa). Lane 2. 0.1 μg, Lane 3. 1 μg, Lane 4. 10 μg antibody used, Lane 5.) and It shows the molecular weight result of hIgG1-Fc-9Arg maintaining SS bond under non-reducing conditions.
Figure 5 shows the results of hIgG1-Fc-9Arg and pDNA complex agarose gel electrophoresis (0.8% agarose gel).
6 shows the results of TM-AFM imaging of the hIgG1-Fc-9Arg/pDNA complex, (a) hIgG1-Fc-9Arg, (b) 20/1 ratio (w/w) of hIgG1-Fc-9Arg/pDNA Complex, (cd) 50/1 ratio (w/w) hIgG1-Fc-9Arg/pDNA complex, (e) 100/1 ratio (w/w) hIgG1-Fc-9Arg/pDNA complex (Scale bars 200 nm).
7 shows the TEM imaging results of the hIgG1-Fc-9Arg/pDNA complex, (a) the hIgG1-Fc-9Arg/pDNA complex at a 20/1 ratio (w/w), (b) a 50/1 ratio (w /w) hIgG1-Fc-9Arg/pDNA complex, (C) 100/1 ratio (w/w) of the hIgG1-Fc-9Arg/pDNA complex (Scale bars 100 nm).
FIG. 8 shows the results of confirming the stability of the antibody hIgG1-Fc-9Arg over time in various pH (pH 1.5, 5.0, 6.0, 7.4) conditions by SDS-PAGE.
9 shows the results of confirming the stability of the plasmid DNA and hIgG1-Fc-9Arg/pDNA complex by agarose gel (0.8%) electrophoresis at pH 2.0 under gastric acid conditions.
Figure 10 shows the results of the serum protein stability assay of the serum protein stability assay of hIgG1-Fc-9Arg/pDNA complex (10% Fetal bovine serum), (a) plasmid DNA, (b) 20/1 ratio complex, ( c) 50/1 ratio of the complex, (d) 100/1 ratio of the complex stability confirmation results are shown.
11 shows the results of western blots confirming the FcRN receptor protein present in various cell lines.
12 shows the fluorescence imaging results of FITC-hIgG1-Fc-9Arg absorbed through the FcRN receptor (1 hour incubation).
13 shows the results of endosome formation and endosomal escape fluorescence imaging of FITC-hIgG1-Fc-9Arg (reaction conditions for 30 minutes and 4 hours).
14 shows the results of gene expression fluorescence imaging by treating the hIgG1-Fc-9Arg/bobo-3-pDNA complex in a Caco-2 cell line for 24 hours, and as a control lipofectamine.
15 shows the results of a single layer membrane permeation experiment of the Caco-2 cell line of the hIgG1-Fc-9Arg/bobo-3-pDNA complex.
FIG. 16 shows the results of fluorescence imaging through monolayer membranes of the Caco-2 cell line of the hIgG1-Fc-9Arg/bobo-3-pDNA complex (cells are fixed with 4% paraformaldehyde solution).
Figure 17 shows the results of fluorescence imaging of pGFP gene expression in Caco-2 cells (cells are fixed with 4% paraformaldehyde solution).
18 is a cytotoxicity test result of hIgG1-Fc-9Arg and hIgG1-Fc-9Arg/pDNA, (a) cytotoxicity test result of delivery system, (b) cytotoxicity test of hIgG1-Fc-9Arg/pDNA complex It shows the results (confirmed by reacting to Caco-2 cell line for 24 hours, MTT assay, ±SD (n=10)).
Figure 19 shows the results of confirming the absorption of FITC-hIgG1-Fc-9Arg by Ex vivo fluorescence imaging through the animal model and the fluorescence intensity absorbed in the animal model organs. The fluorescence intensity result of Fc-9Arg, (b) shows the fluorescence intensity quantification result absorbed in each organ (balb/c mouse model).

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명자들은 GLP-1 유전자를 체내 세포 내로 효율적으로 전달하기 위한 전달체에 대해서 예의 연구한 결과, 음이온 성질을 띠는 GLP-1 유전자를 효과적으로 응축시키기 위해 양이온성 성질을 지니는 아미노산 Arginine 9개를 Fc 부분 C-terminal에 결합시킨 유전자 전달체가 pH 및 체내 효소에 대한 안정성이 있음을 확인하고, 경구 투여용 유전자 전달체로서 사용 가능성을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.As a result of intensive research on a delivery system for efficiently delivering the GLP-1 gene into the body's cells, the present inventors condensed the anionic GLP-1 gene with 9 amino acids having cationic properties in the Fc portion. The present invention was completed by confirming that the gene delivery system bound to the C-terminal has stability against pH and enzymes in the body, and the possibility of use as a gene delivery system for oral administration.

이에, 본 발명은 GLP (glucagon like peptide)-1; 및Thus, the present invention GLP (glucagon like peptide)-1; And

GLP-1 전달체를 포함하는, 비만의 예방 또는 치료용 경구 조성물로서,As an oral composition for the prevention or treatment of obesity, comprising a GLP-1 delivery system,

상기 GLP-1 전달체는The GLP-1 transporter is

면역글로불린 Fc 영역; 및Immunoglobulin Fc region; And

상기 면역글로불린 Fc 영역 C 말단에 연결된 링커를 포함하는 것을 특징으로 하는, 조성물을 제공한다.It provides a composition comprising a linker connected to the C-terminus of the immunoglobulin Fc region.

본 발명의 개선, 예방 또는 치료 대상 질병인 “비만(obesity)”은 대사 장애로 인하여 체내에 지방세포가 증식 분화하고 이로 인하여 지방이 과잉으로 축적된 상태를 의미하며, 고혈압, 당뇨, 및 이상지질혈증 등을 동반하는 대사증후군을 포함하여 관련 합병증을 유발할 수 있다. 에너지 흡수량이 소비량에 비해 상대적으로 증가하는 경우, 지방세포의 수와 부피가 증가되는 과정을 거쳐 결과적으로 지방조직의 질량이 증가된다."Obesity", which is a disease subject to improvement, prevention or treatment of the present invention, refers to a state in which fat cells proliferate and differentiate in the body due to metabolic disorders, and thus fat is accumulated excessively, and hypertension, diabetes, and abnormal lipids It can lead to related complications, including metabolic syndrome accompanied by hyperemia. When the amount of energy absorption increases relative to the amount of consumption, the number and volume of adipocytes increase, resulting in an increase in the mass of adipose tissue.

본 발명에서 사용되는 용어, “예방”이란 본 발명에 따른 약학적 조성물의 투여에 의해 비만을 억제시키거나 발병을 지연시키는 모든 행위를 의미한다.The term “prevention” used in the present invention means any action that suppresses obesity or delays the onset of obesity by administration of the pharmaceutical composition according to the present invention.

본 발명에서 사용되는 용어, “치료”란 본 발명에 따른 약학적 조성물의 투여에 의해 비만에 대한 증세가 호전되거나 이롭게 변경되는 모든 행위를 의미한다. The term "treatment" used in the present invention refers to any action in which symptoms of obesity are improved or beneficially changed by administration of the pharmaceutical composition according to the present invention.

본 발명에서 사용되는 용어 “GLP-1 ((glucagon like peptide-1)”은 인크레틴(Incretin) 패밀리에 속한 것으로, 소장점막 L 세포에 의해 분비되는 폴리펩티드이고, GLP-1-(7-37)와 GLP-1-(7-36)-아미드인 두가지 활성 형태가 있다. GLP-1은 특이성 수용체인 글루카곤 유사 펩티드1 수용체(GLP1R)와 결합하여 항 당뇨병 작용을 발휘하는데, 주요한 생리적 기능은, 췌장 β 세포 기능을 개선시키고, 인슐린 분비를 촉진시키며, 식후 혈당을 강하시켜 혈당 정상 상태를 유지시키고, 인슐린 생물 합성을 증강시키며, 글루카곤 분비를 억제시키고, 위장 연동 운동 특히 위 배출을 억제시킴으로써, 포만감을 증가시키고, 식욕을 감소시켜 체중을 제어하는 것으로 알려져 있다.The term “GLP-1 ((glucagon like peptide-1)” used in the present invention belongs to the Incretin family, and is a polypeptide secreted by L cells of the small intestine, and GLP-1-(7-37) And GLP-1-(7-36)-amide. GLP-1 exerts antidiabetic action by binding to a specific receptor, the glucagon-like peptide 1 receptor (GLP1R), whose main physiological function is the pancreas. Improves β cell function, promotes insulin secretion, lowers postprandial blood sugar to maintain a normal blood sugar state, enhances insulin biosynthesis, inhibits glucagon secretion, and inhibits gastrointestinal peristalsis, especially gastric discharge, It is known to control weight by increasing it and reducing appetite.

본 발명에 있어서, 상기 GLP-1은 서열번호 1의 염기서열로 이루어질 수 있다.In the present invention, the GLP-1 may consist of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.

본 발명에 있어서, 상기 GLP-1 전달체는 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어질 수 있으며, 이를 코딩하는 유전자는 서열번호 3의 염기서열로 이루어질 수 있다. 이 때, 상기 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열 또는 서열번호 3으로 표시되는 염기서열과 각각 70% 이상, 바람직하게는 80% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상, 가장 바람직하게는 95% 이상의 서열 상동성을 가지는 아미노산 또는 염기서열을 포함할 수 있다.In the present invention, the GLP-1 delivery system may consist of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, and the gene encoding it may be formed of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3. At this time, the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 or the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 3 and 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, most preferably 95% or more It may contain an amino acid or nucleotide sequence having homology.

본 발명에서 사용되는 용어 “면역글로불린 Fc 영역”이란 면역글로불린의 중쇄와 경쇄 가변영역, 중쇄 불변영역 1(CH1)과 경쇄 불변영역(CL1)을 제외한, 중쇄 불변영역 2(CH2) 및 중쇄 불변영역 3(CH3)부분을 의미하며, 중쇄 불변영역에 힌지(hinge) 부분을 포함하기도 한다. 또한 본 발명의 면역글로불린 Fc 영역은 천연형과 실질적으로 동등하거나 향상된 효과를 갖는 한, 면역 글로불린의 중쇄와 경쇄 가변영역만을 제외하고, 일부 또는 전체 중쇄 불변영역 1(CH1) 및/또는 경쇄불변영역 1(CL1)을 포함하는 확장된 Fc영역일 수 있다. 또한, CH2 및/또는 CH3에 해당하는 상당히 긴 일부 아미노산 서열이 제거된 영역일 수도 있다. The term “immunoglobulin Fc region” as used herein refers to the heavy and light chain variable regions of immunoglobulins, heavy chain constant region 2 (CH2) and heavy chain constant region excluding heavy chain constant region 1 (CH1) and light chain constant region (CL1). It means a 3(CH3) moiety, and may include a hinge moiety in the heavy chain constant region. In addition, as long as the immunoglobulin Fc region of the present invention has substantially the same or improved effect with the native type, part or all of the heavy chain constant region 1 (CH1) and/or light chain constant region except for the heavy and light chain variable regions of the immunoglobulin It may be an extended Fc region including 1 (CL1). In addition, it may be a region from which some considerably long amino acid sequences corresponding to CH2 and/or CH3 have been removed.

또한, 본 발명의 면역글로불린 Fc 영역은 천연형 아미노산 서열뿐만 아니라 이의 서열 유도체(mutant)를 포함한다. 아미노산 서열 유도체란 천연 아미노산 서열 중의 하나 이상의 아미노산 잔기가 결실, 삽입, 비보전적 또는 보전적 치환 또는 이들의 조합에 의하여 상이한 서열을 가지는 것을 의미한다. In addition, the immunoglobulin Fc region of the present invention includes a native amino acid sequence as well as a sequence derivative (mutant) thereof. An amino acid sequence derivative means that one or more amino acid residues in a natural amino acid sequence have a different sequence by deletion, insertion, non-conservative or conservative substitution, or a combination thereof.

본 발명에서 상기 면역글로불린 Fc 영역은 서열번호 4의 아미노산 서열로 이루어질 수 있으며, 이를 코딩하는 유전자는 서열번호 5의 염기서열로 이루어질 수 있다. 이 때, 상기 서열번호 4로 표시되는 아미노산 서열 또는 서열번호 5로 표시되는 염기서열과 각각 70% 이상, 바람직하게는 80% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상, 가장 바람직하게는 95% 이상의 서열 상동성을 가지는 아미노산 또는 염기서열을 포함할 수 있다.In the present invention, the immunoglobulin Fc region may consist of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4, and the gene encoding it may be formed of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5. At this time, the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 or the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 5 and 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, most preferably 95% or more It may contain an amino acid or nucleotide sequence having homology.

또한, 이러한 Fc 영역은 인간, 소, 염소, 돼지, 마우스, 래빗, 햄스터, 랫트 또는 기니아 픽 등의 동물의 생체 내에서 분리한 천연형으로부터 얻어질 수도 있고, 형질전환된 동물세포 또는 미생물로부터 얻어진 재조합형 또는 이의 유도체 일 수 있다. 여기서, 천연형으로부터 획득하는 방법은 전체 면역글로불린을 인간 또는 동물의 생체로부터 분리한 후, 단백질 분해효소를 처리하여 획득하는 방법일 수 있다. 파파인을 처리할 경우에는 Fab 및 Fc로 절단되고, 펩신을 처리할 경우에는 pF'c 및 F(ab)2로 절단된다. 이를 크기 배제 크로마토그래피 (size-exclusion chromatography) 등을 이용하여 Fc 또는 pF'c를 분리할 수 있다. 본 발명에서 면역글로불린 Fc 영역은 바람직하게는 인간 유래의 Fc 영역을 미생물로부터 수득한 재조합형 면역글로불린 Fc 영역이다.In addition, these Fc regions may be obtained from natural types isolated in vivo from animals such as humans, cows, goats, pigs, mice, rabbits, hamsters, rats or guinea pigs, or obtained from transformed animal cells or microorganisms. It may be recombinant or a derivative thereof. Here, the method of obtaining from the natural form may be a method of obtaining the whole immunoglobulin by separating it from a human or animal body and then treating a protease. When papain is treated, it is cleaved into Fab and Fc, and when treated with pepsin, it is cleaved into pF'c and F(ab)2. This can be separated from Fc or pF'c using size-exclusion chromatography or the like. In the present invention, the immunoglobulin Fc region is preferably a recombinant immunoglobulin Fc region obtained by obtaining a human-derived Fc region from a microorganism.

또한, 면역글로불린 Fc 영역은 천연형 당쇄, 천연형에 비해 증가된 당쇄, 천연형에 비해 감소한 당쇄 또는 당쇄가 제거된 형태일 수 있다. 이러한 면역글로불린 Fc 당쇄의 증감 또는 제거에는 화학적 방법, 효소학적 방법 및 미생물을 이용한 유전 공학적 방법과 같은 통상적인 방법이 이용될 수 있다. 여기서, Fc에서 당쇄가 제거된 면역글로불린 Fc 영역은 보체(c1q)와의 결합력이 현저히 저하되고, 항체-의존성 세포독성 또는 보체-의존성 세포독성이 감소 또는 제거되므로, 생체 내에서 불필요한 면역반응을 유발하지 않는다. 이런 점에서 약물의 캐리어로서의 본래의 목적에 보다 부합하는 형태는 당쇄가 제거되거나 비당쇄화된 면역글로불린 Fc 영역이라 할 것이다.In addition, the immunoglobulin Fc region may be a natural type sugar chain, an increased sugar chain compared to the natural type, a reduced sugar chain compared to the natural type, or a form in which sugar chains are removed. Conventional methods such as chemical methods, enzymatic methods, and genetic engineering methods using microorganisms may be used for the increase or decrease of such immunoglobulin Fc sugar chains. Here, the immunoglobulin Fc region from which the sugar chain has been removed from the Fc significantly decreases the binding ability with complement (c1q), and the antibody-dependent cytotoxicity or complement-dependent cytotoxicity is reduced or eliminated, so it does not cause unnecessary immune responses in vivo. Does not. In this regard, a form more suitable for the original purpose as a drug carrier would be referred to as an immunoglobulin Fc region in which sugar chains are removed or non-glycosylated.

또한, 면역글로불린 Fc 영역은 IgG, IgA, IgD, IgE, IgM 유래 또는 이들의 조합(combination) 또는 이들의 혼성(hybrid)에 의한 Fc 영역일 수 있으며, 가장 바람직하게는 인간 혈액에 가장 풍부한 리간드 결합 단백질의 반감기를 향상시키는 것으로 공지된 IgG 유래이다.In addition, the immunoglobulin Fc region may be an Fc region derived from IgG, IgA, IgD, IgE, IgM, or a combination thereof or a hybrid thereof, and most preferably binds the most abundant ligand to human blood. It is derived from IgG, which is known to enhance the half-life of proteins.

본 발명에서는 음이온 성질을 띠는 유전자를 효과적으로 응축시키기 위해 양이온성 성질을 지니는 링커로서의 아미노산을 면역글로부분 Fc 영역 C-terminal에 결합시켰으며, 상기 링커는 Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg의 아미노산 서열로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, in order to effectively condense genes having anionic properties, an amino acid as a linker having cationic properties was bonded to the C-terminal of the immunoglobulin portion of the Fc region, and the linker is Arg-Arg-Arg-Arg-Arg- It may consist of the amino acid sequence of Arg-Arg-Arg-Arg, but is not limited thereto.

본 발명의 일실시예에서는 상기 링커인 9Arg 및 면역글로불린 Fc영역으로 이루어진 hIgG1-Fc-9Arg의 유전자 전달체를 재조합하고, 상기 재조합된 유전자 전달체에 대한 특성을 확인하였다 (실시예 2 참조).In one embodiment of the present invention, the gene delivery system of hIgG1-Fc-9Arg consisting of the linker 9Arg and the immunoglobulin Fc region was recombined, and the characteristics of the recombined gene delivery system were confirmed (see Example 2).

또한, 본 발명의 다른 일실시예에서는 상기 hIgG1-Fc-9Arg의 유전자 전달체와 DNA를 융합한 복합체의 특성을 확인하고자 하였다. 보다 구체적으로, hIgG1-Fc-9Arg이 효율적인 유전자 전달체로 사용될 수 있는지의 여부를 확인하기 위해서, 아가로스 젤 전기영동, AFM, TEM image를 확인한 결과, hIgG1-Fc-9Arg 질량비로 인해 양이온 성질이 증가하면서, 음이온성 유전자를 효율적으로 응축하는 것을 구체적으로 확인하였을 뿐만 아니라, 산 및 효소에 대한 안정성을 구체적으로 확인하였다 (실시예 3 참조).In addition, in another embodiment of the present invention, it was attempted to confirm the characteristics of the complex in which the gene delivery system of hIgG1-Fc-9Arg and DNA were fused. More specifically, to confirm whether hIgG1-Fc-9Arg can be used as an efficient gene carrier, as a result of confirming agarose gel electrophoresis, AFM, and TEM image, the cationic properties increased due to the mass ratio of hIgG1-Fc-9Arg. While, it was specifically confirmed that the anionic gene was condensed efficiently, and stability against acids and enzymes was specifically confirmed (see Example 3).

아울러, 본 발명의 또 다른 일실시예에서는 hIgG1-Fc-9Arg/pDNA 복합체의 세포 내 유전자 전달 효율 확인하고자 하였다. 보다 구체적으로, 세포 내 FcRN 수용체의 발현 확인하는 세포주 선정을 Caco-2, HT-29, HEK 293, HEK 293-FcRN, HeLa 세포주 중에서 Caco-2 및 HT-29 세포주를 선택하였으며, hIgG1-Fc-9Arg/pDNA 복합체가 세포 내로 전달되어 endosome 형성 여부를 공촛점 현미경을 통해서 확인하였다. 또한, 항체 유래 전달체 hIgG1-Fc-9Arg가 효율적으로 세포 내로 유전자를 전달을 Bobo-3(Ex=570nm, Em=602nm)를 pDNA와 결합시켜 세포 내에서 유전자 발현 여부를 확인하였으며, 소장 상피세포의 FcRN 수용체와 결합을 이루어 상피세포막을 통과하여야지만 유전자 전달효과를 나타낼 수 있는바, Caco-2 cell monolayer의 세포막 투과성 실험을 진행하여 세포 투과 능력을 확인하고, 항체 유래 전달체가 안전한 전달체로 사용가능 적합 여부를 확인하고자 Caco-2 세포주에 대한 세포 생존력을 확인한 결과, 90 % 이상의 세포 생존력을 확인하여 전달체로서의 안전성을 확인하였다.In addition, in another embodiment of the present invention, it was attempted to confirm the intracellular gene transfer efficiency of the hIgG1-Fc-9Arg/pDNA complex. More specifically, the cell lines for confirming the expression of the intracellular FcRN receptor were selected from Caco-2, HT-29, HEK 293, HEK 293-FcRN, and HeLa cell lines, and the Caco-2 and HT-29 cell lines were selected, and hIgG1-Fc- Whether the 9Arg/pDNA complex was delivered into the cell to form an endosome was confirmed through a confocal microscope. In addition, the antibody-derived carrier hIgG1-Fc-9Arg efficiently transferred the gene into the cell by binding Bobo-3 (Ex = 570 nm, Em = 602 nm) with pDNA to confirm the expression of the gene in the cell. Since it is bound to FcRN receptor and passes through the epithelial cell membrane, the gene transfer effect can be exhibited. Therefore, the cell membrane permeability test of Caco-2 cell monolayer was conducted to confirm the cell permeability, and the antibody-derived carrier can be used as a safe carrier. In order to confirm whether the cell viability for the Caco-2 cell line was checked, cell viability of 90% or more was confirmed to confirm the safety as a delivery vehicle.

본 발명의 또 다른 일 실시예에서는 동물모델에서의 본 발명의 유전자 전달체의 기관 특이성을 확인하고자 하였으며, hIgG1-Fc-9Arg에 형광 물질인 FITC를 결합시켜 마우스에 경구 투여한 뒤 형광 이미징을 측정한 결과, IgG1-Fc- 9Arg이 기관에 발현된 FcRN 수용체와의 결합을 통해 전달됨을 확인하였으며, hIgG1-Fc- 9Arg이 kidney, liver, stomach, duodenum, jejunum과 colon에 많이 흡수됨을 확인하였다 (실시예 4 참조).In another embodiment of the present invention, to confirm the organ specificity of the gene delivery system of the present invention in an animal model, hIgG1-Fc-9Arg was bound to FITC, a fluorescent substance, orally administered to a mouse, and then fluorescence imaging was measured. As a result, it was confirmed that IgG1-Fc-9Arg was delivered through binding to the FcRN receptor expressed in the organ, and hIgG1-Fc-9Arg was confirmed to be absorbed a lot in kidney, liver, stomach, duodenum, jejunum and colon (Example 4).

상기 결과들은 본 발명에 따른 경구용 유전자 전달체가 pH 및 효소 안정성을 확인하였고, 다양한 기관에 흡수됨을 확인하였으며, 창자 기관에 흡수율이 높으므로 hIgG1-Fc-9Arg이 여러 장기와의 결합력이 우수하기에 이를 바탕으로 유전자 전달체로 사용될 시에 효율적인 능력을 나타낼 것으로 예상된다. 또한 추후 다양한 유전자의 전달체로 적용 가능할 수 있음을 시사한다.The above results confirmed the pH and enzyme stability of the oral gene delivery system according to the present invention, confirmed that it is absorbed into various organs, and has a high absorption rate in the intestinal organs, so hIgG1-Fc-9Arg has excellent binding power with various organs. Based on this, it is expected to show an efficient ability when used as a gene delivery system. It also suggests that it can be applied as a carrier of various genes in the future.

본 발명에 다른 양태로서, 본 발명은 상기 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는 비만의 예방, 조절 또는 치료방법을 제공한다.In another aspect of the present invention, the present invention provides a method for preventing, controlling or treating obesity, comprising administering the composition to an individual.

본 발명에서 "개체"란 질병의 예방, 조절 또는 치료방법을 필요로 하는 대상을 의미하고, 보다 구체적으로는, 인간 또는 비-인간인 영장류, 생쥐(mouse), 쥐(rat), 개, 고양이, 말 및 소 등의 포유류를 의미한다.In the present invention, the term "individual" means a subject in need of a method for preventing, controlling or treating a disease, and more specifically, a human or non-human primate, mouse, rat, dog, cat , It means mammals such as horses and cattle.

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.Hereinafter, a preferred embodiment is presented to aid the understanding of the present invention. However, the following examples are provided for easier understanding of the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the following examples.

[실시예][Example]

실시예 1. 실험준비 및 실험방법Example 1. Experiment preparation and experiment method

1-1. 실험재료 준비1-1. Preparation of experimental materials

FITC (Fluorescein isothiocyanate) 및 Bobo-3 Iodide (570/602) 화학 결합 염료는 Thermo Fisher scientific에서 주문하여 사용하였으며, Oragnic 용제는 여러 공급 업체에서 구입하였다. FITC (Fluorescein isothiocyanate) and Bobo-3 Iodide (570/602) chemical binding dyes were ordered and used from Thermo Fisher scientific, and Oragnic solvents were purchased from several suppliers.

또한, Lipofectamin™ plus는 Thermo Fisher scientific에서 구입하였으며, Exfection™ LE mini는 GeneAll Biotechnology (한국)에서 구입하였고, 세포 배양용 배지 Minimum Essential medium (MEM), RPMI 1640, Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium (DMEM), Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline (PBS) 및 트립신은 시그마 알드리치 (Taufkirchen, Germany)에서, 태아 소 혈청 (FBS)은 EMD milipore (미국)사에서 구매하여 사용하였다. 세포 배양용 플라스틱 및 기타 일회용 플라스틱은 SPL 생명 과학 (한국)에서 생산된 제품을 사용하였다. In addition, Lipofectamin™ plus was purchased from Thermo Fisher scientific, and Exfection™ LE mini was purchased from GeneAll Biotechnology (Korea), and cell culture medium Minimum Essential medium (MEM), RPMI 1640, Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM), Dulbecco's Phosphate Buffered Saline (PBS) and trypsin were purchased from Sigma Aldrich (Taufkirchen, Germany), and fetal bovine serum (FBS) was purchased from EMD milipore (USA). Cell culture plastics and other disposable plastics were manufactured by SPL Life Sciences (Korea).

아울러, 인간 상피 결장 선암 세포주 (Caco-2와 HT-29), 인간 배아 신장 세포주 (HEK-293) 및 인간 자궁 경부암 세포주 (HeLa)는 한국 세포 은행 (KCLB, Korea)에서 구입하여 사용하였으며, GLP-1 ELA 키트는 Sigma-Aldrich (USA)에서 구입하였고, pAcGFP-N1 발현 벡터는 건국대학교 (Chungju, Korea)에서 제공된 것을 이용하였다. 마지막으로 pβ-sp-GLP-1 발현 벡터는 한양대학교 (Seoul, Korea)에서 획득 하였다.In addition, human epithelial colon adenocarcinoma cell lines (Caco-2 and HT-29), human embryonic kidney cell lines (HEK-293), and human cervical cancer cell lines (HeLa) were purchased and used from Korea Cell Bank (KCLB, Korea), and GLP The -1 ELA kit was purchased from Sigma-Aldrich (USA), and the pAcGFP-N1 expression vector was provided by Konkuk University (Chungju, Korea). Finally, the pβ-sp-GLP-1 expression vector was obtained from Hanyang University (Seoul, Korea).

1-2. hIgG1-Fc-9Arg 발현 벡터의 제작1-2. Construction of hIgG1-Fc-9Arg expression vector

Human IgG1의 Fc 부위에 대한 발현 벡터는 KRIBB (한국 생명 공학 연구소)에서 제공받았으며, 9-Arginine 꼬리는 정제를 용이하게 하기 위해 펩타이드의 C- 말단에서 조작되었다.The expression vector for the Fc region of Human IgG1 was provided by KRIBB (Korea Institute of Biotechnology), and the 9-Arginine tail was engineered at the C-terminus of the peptide to facilitate purification.

이 때, 아미노산을 포함하는 신장 펩티드의 서열은 다음과 같다 : RRRRRRRRRGGGSRRRRRRRRR (9 Arg-GGGS-9 Arg) At this time, the sequence of the kidney peptide containing amino acids is as follows: RRRRRRRRRGGGSRRRRRRRRR (9 Arg-GGGS-9 Arg)

상기 서열은 hIgG1-Fc의 하류에 위치하며, C 말단에 9-Arg 쇄를 갖는다. The sequence is located downstream of hIgG1-Fc and has a 9-Arg chain at the C-terminus.

1-3. HEK293F 세포에서 hIgG1-Fc-9Arg의 발현 및 정제1-3. Expression and purification of hIgG1-Fc-9Arg in HEK293F cells

배양 상등액으로 부터 재조합 단백질을 분리하기 위해, ExpiFectamine ™ 293 형질 전환 시약 (Thermo Fisher Scientific)으로 감염된 HEK293F 세포 배양 물의 상등액을 0.22 ㎛ 미세 여과에 의해 수집하였다. 이 후, 형질 전환된 HEK293F 세포의 배양 상등액을 공급 업체의 지시에 따라 항체 정제를 위해 Protein A-HiTrap Mabselect SuRe column (GE Lifesciences, Buckinghamshire, England) 처리를 통하여 최종 습득물을 취득하였다.In order to isolate the recombinant protein from the culture supernatant, the supernatant of HEK293F cell culture infected with ExpiFectamine™ 293 Transformation Reagent (Thermo Fisher Scientific) was collected by 0.22 μm microfiltration. Thereafter, the culture supernatant of the transformed HEK293F cells was subjected to Protein A-HiTrap Mabselect SuRe column (GE Lifesciences, Buckinghamshire, England) for antibody purification according to the supplier's instructions to obtain the final product.

1-4. hIgG1-Fc-9Arg / pDNA 복합체의 제조1-4. Preparation of hIgG1-Fc-9Arg / pDNA complex

higG1-Fc-9Arg와 pDNA 사이의 복합체 형성은 1 % 아가 로스 겔 전기영동을 이용하여 분석 하였다. 이 때, 제조는 하기 표 1에 나타낸 바에 따라 제조 하였으며, hIgG1-Fc-9Arg (9㎍ / 1mL in PBS) 1ul 및 18ul PBS (pH7.4)에 pDNA 수용액 (1mg / 1ml in TE 완충액) 1μl를 micro-centrifuge tube에 혼합함으로서 제조하였다. The formation of the complex between higG1-Fc-9Arg and pDNA was analyzed using 1% agarose gel electrophoresis. At this time, the preparation was prepared as shown in Table 1 below, and 1 μl of a pDNA aqueous solution (1 mg / 1 ml in TE buffer) in 1 ul of hIgG1-Fc-9Arg (9 µg / 1 mL in PBS) and 18 ul PBS (pH7.4) It was prepared by mixing in a micro-centrifuge tube.

hIgG1-Fc-9Arg/pAcGFP-N1 (weight ratio)hIgG1-Fc-9Arg/pAcGFP-N1 (weight ratio) 5/15/1 20/120/1 50/150/1 80/180/1 100/1100/1 200/1200/1 pDNA(ul)pDNA(ul) 55 55 55 55 55 55 hIgG1-Fc-9Arg(ul)hIgG1-Fc-9Arg(ul) 1.101.10 4.304.30 10.8010.80 17.3017.30 21.6021.60 43.2043.20 PBS(ul)PBS(ul) 198.90198.90 195.70195.70 189.20189.20 182.70182.70 173.40173.40 151.80151.80 Total volumeTotal volume 200ul (9ng/ul)200ul (9ng/ul)

다음으로, hIgG1-Fc-9Arg / pDNA 복합체 생성물을 실온에서 30 분 동안 방치하여 착화를 촉진시키고 1 % 아가로스 겔에 ethidium bromide (0.1㎍ / mL), Tris-acetate-EDTA (TAE) 완충액 배경으로 100V에서 30 분간 반응하여 최종 복합체의 생성여부를 분석하였다.Next, the hIgG1-Fc-9Arg / pDNA complex product was allowed to stand at room temperature for 30 minutes to promote complexation, and ethidium bromide (0.1 μg/mL), Tris-acetate-EDTA (TAE) buffer solution in 1% agarose gel as a background. It was reacted at 100V for 30 minutes to analyze whether the final complex was formed.

1-5. 원자 현미경 및 투과 전자 현미경1-5. Atomic and Transmission Electron Microscopy

상기 실시예 1-4로 제조된 복합체의 형성을 확인하기 위해서, AFM (Multimode-N3-AM, Bruker, 독일) 및 FE-EM (Field Emission Electron Microscope, JEM-2100F, JEOL)를 사용하였다.In order to confirm the formation of the complex prepared in Example 1-4, AFM (Multimode-N3-AM, Bruker, Germany) and FE-EM (Field Emission Electron Microscope, JEM-2100F, JEOL) were used.

보다 구체적으로, hIgG1-Fc-9Arg 및 hIgG1-Fc-9Arg / pDNA 복합체의 AFM 체적을 Gwyddion 소프트웨어를 사용하여 측정한 다음, FE-EM을 이용하여 hIgG1-Fc-9Arg / pDNA 복합체를 영상화하고 결합 후의 형태와 크기를 확인하였다. 이 때, 전처리 과정으로서 나노 입자를 실리콘 웨이퍼 기판에 펼친 다음 2 % uranyl acetate로 염색하였으며, 관측은 고진공 모드, 20 kV 조건으로 수행하였다.More specifically, the AFM volumes of the hIgG1-Fc-9Arg and hIgG1-Fc-9Arg / pDNA complexes were measured using Gwyddion software, and then the hIgG1-Fc-9Arg / pDNA complex was imaged using FE-EM and after binding. The shape and size were confirmed. At this time, as a pretreatment process, nanoparticles were spread on a silicon wafer substrate and then stained with 2% uranyl acetate, and observation was performed in a high vacuum mode and under 20 kV conditions.

1-6. 복합체의 pH 및 혈청에 대한 안정성 확인1-6. Confirmation of stability against pH and serum of complex

hIgG1-Fc-9Arg / pDNA 복합체는 복합체 형성을 위해 복합체의 형성 후 배양액을 3 배로 처리하여 평가하였다. 보다 구체적으로, hIgG1-Fc-9Arg / pDNA 나노 입자를 FBS (fetal bovine serum) 단백질로 희석하고, 37 ℃에서 배양하며 시간에 따라 그 안정성을 확인하였다. 해당 분석시간에 따라 복합체에 EDTA를 첨가 한 후, 1 % 아가로스 겔 전기영동을 수행하였다.The hIgG1-Fc-9Arg / pDNA complex was evaluated by treating the culture medium three times after formation of the complex to form the complex. More specifically, hIgG1-Fc-9Arg / pDNA nanoparticles were diluted with FBS (fetal bovine serum) protein, incubated at 37° C., and their stability was confirmed over time. After EDTA was added to the complex according to the corresponding analysis time, 1% agarose gel electrophoresis was performed.

1-7. 세포 흡수 및 endosome escape 연구1-7. Cell absorption and endosome escape study

hIgG1-Fc-9Arg의 세포 흡수를 확인하기 위해서, 공초점 현미경을 이용하였으며, 이 때, hIgG1-Fc-9Arg / pDNA 복합체의 FcRn 표적 전달을 관찰하기 위해 Fluorescein (FITC)은 hIgG1-Fc-9Arg에 표지하여 이용하였다.To confirm cellular uptake of hIgG1-Fc-9Arg, a confocal microscope was used. In this case, Fluorescein (FITC) was used in hIgG1-Fc-9Arg to observe the FcRn target delivery of the hIgG1-Fc-9Arg / pDNA complex. It was used as a label.

보다 구체적으로, 세포를 3 일 동안 24 well culture slide에 분주하고, 복합체의 처리 1 시간 전에, 배양 배지를 FBS 배제 MEM 배지로 교체한 다음, 세포에 10㎍의 FITC-표지-hIgG1-Fc-9Arg를 처리 후, 시간 의존적으로 배양 하였다. More specifically, the cells were dispensed into a 24 well culture slide for 3 days, and 1 hour before treatment of the complex, the culture medium was replaced with an FBS-excluded MEM medium, and then 10 μg of FITC-labeled-hIgG1-Fc-9Arg After treatment, it was cultured in a time dependent manner.

다음으로 각 분석 시간에 맞추어 세포를 PBS로 3 회 세척하고, 4 % 파라 포름 알데히드 (PFA)로 고정시켰으며, Endosomal Trafficking 연구를 위해 LysoTracker®를 10 분 동안 처리하여 후기 엔도 좀과 리소좀을 염색하고, 공촛점 레이저 스캐닝 현미경으로 이미지를 관찰하였다.Next, the cells were washed three times with PBS at the time of each analysis, fixed with 4% paraformaldehyde (PFA), and treated with LysoTracker® for 10 minutes for Endosomal Trafficking studies to stain late endosomes and lysosomes. , The image was observed with a confocal laser scanning microscope.

1-8. Caco-2 세포내 투과를 통한 복합체의 수송 확인1-8. Confirmation of transport of the complex through Caco-2 intracellular permeation

FcRn을 통한 hIgG1-Fc-9Arg / pDNA 복합체의 엔도솜 (endosomal) 트래 피킹을 결정하기 위해서, monolayer transwell permeability assay에서 Caco-2 세포를 사용하였다. In order to determine endosomal trafficking of hIgG1-Fc-9Arg / pDNA complex through FcRn, Caco-2 cells were used in a monolayer transwell permeability assay.

보다 구체적으로, 세포를 먼저 Transwell plate (Corning® Transwell® 폴리에스테르 막 공극 크기 0.4 ㎛, 직경 12 mm 세포 배양 삽입물, Millipore)에서 배양하여 단층을 형성시킨 후, 세포층을 serum-starved 시키고, pDNA 1㎍ (HBSS, pH 6.0)에서 apical 측에 적용된 bobo-3-표지-pDNA 캡슐화된 복합체를 혈청에 넣었다. 그것의 apical-basolateral translocation은 basolateral medium (HBSS, pH 7.4)에서 hIgG1-Fc-9Arg 또는 bobo-3-표지-pDNA 존재를 10, 30 및 60 분, 및 2, 4, 10, 12 및 24 시간에 측정하여 결정하였다. 이 후, bobo-3-표지- pDNA를 96 well plate을 사용하여 마이크로 플레이트 분광법으로 정량화하고 4 % PFA 세포로 고정 후 이미지를 촬영하였다.More specifically, cells were first cultured in a Transwell plate (Corning® Transwell® polyester membrane pore size 0.4 μm, diameter 12 mm cell culture insert, Millipore) to form a monolayer, and then the cell layer was serum-starved, and pDNA 1 μg The bobo-3-labeled-pDNA encapsulated complex applied to the apical side in (HBSS, pH 6.0) was added to the serum. Its apical-basolateral translocation was observed in the presence of hIgG1-Fc-9Arg or bobo-3-labeled-pDNA in basolateral medium (HBSS, pH 7.4) at 10, 30 and 60 minutes, and at 2, 4, 10, 12 and 24 hours. It was determined by measuring. Thereafter, bobo-3-labeled-pDNA was quantified by microplate spectroscopy using a 96 well plate, and images were taken after fixing with 4% PFA cells.

1-9. hIgG1-Fc-9Arg / pAcGFP-N1의 transfection 실험1-9. hIgG1-Fc-9Arg / pAcGFP-N1 transfection experiment

Caco-2를 1, 2, 5, 10 및 21 일 동안 pH 6.0의 FBS 함유 배양물에서 hIgG1-Fc-9Arg / pAcGFP-N1과 함께 37 ℃에서 배양시킨 후, 플레이트를 PBS로 3 회 세척하고, 4 % PFA로 5 ~ 10 분간 고정하였으며, 모든 결과는 공촛점 레이저 스캐닝 현미경으로 관찰하였다.Caco-2 was incubated at 37° C. with hIgG1-Fc-9Arg / pAcGFP-N1 in FBS-containing culture at pH 6.0 for 1, 2, 5, 10 and 21 days, and then the plate was washed 3 times with PBS, It was fixed with 4% PFA for 5 to 10 minutes, and all results were observed with a confocal laser scanning microscope.

1-10. Lipofectamine을 사용한 플라스미드 DNA 형질 감염1-10. Plasmid DNA transfection using Lipofectamine

제조사의 지시에 따라 Lipofectamine™ plus (LF) 착물을 제조하였다. 보다 구체적으로, DNA를 75 ㎕의 Opti-MEM으로 희석하고 플러스 시약을 1 ㎍ DNA 당 1.2 ㎕의 농도로 첨가하였다. 이 후, LF를 75 ㎕ Opti-MEM로 희석시킨 다음, 5 분간 배양한 후, LF 용액을 DNA 및 플러스 시약을 함유하는 혼합물에 첨가하였다. 5 분간 배양 후, 복합체를 세포에 첨가시켰다.Lipofectamine™ plus (LF) complex was prepared according to the manufacturer's instructions. More specifically, DNA was diluted with 75 μl of Opti-MEM and Plus reagent was added at a concentration of 1.2 μl per 1 μg DNA. Thereafter, LF was diluted with 75 [mu]l Opti-MEM, and after incubation for 5 minutes, the LF solution was added to the mixture containing DNA and Plus reagent. After incubation for 5 minutes, the complex was added to the cells.

1-11. 동물모델 준비1-11. Preparation of animal models

동물실험을 진행하기 위해서, Daehan Bio Link, Inc. (충북, 한국)로부터 Balb / c 마우스 (5-7 주령), db / db 마우스 (수컷, 7-9 주령)를 구입하였으며, 구입한 모든 마우스를 표준식단으로 케이지 당 3 마리의 멸균된 오토 케이지에서 유지시켰다. 이 때, 전 동물 실험은 전남대 동물 실험실 이용위원회가 제정한 가이드라인을 따르고 연구 전에 적절한 승인을 얻었다.To conduct animal testing, Daehan Bio Link, Inc. Balb / c mice (5-7 weeks old) and db / db mice (males, 7-9 weeks old) were purchased from (Chungbuk, Korea), and all purchased mice were sterilized with 3 mice per cage with a standard diet. Kept in At this time, all animal experiments followed the guidelines established by the Chonnam National University Animal Laboratory Utilization Committee, and appropriate approval was obtained before the study.

1-12. Balb / c mice model의 장기에서 hIGg1-Fc-9Arg의 마우스 FcRn과 결합 친화력 확인1-12. Confirmation of binding affinity of hIGg1-Fc-9Arg to mouse FcRn in the Balb/c mice model

상기 실시예 1-11로부터 준비된 마우스에게 10 ㎍의 FITC-hIgG1-Fc-9Arg를 경구 투여하고, 1 시간 및 3 시간 후에 희생시켰다. 마우스 장기는 PBS 세척 (3 회)에 의해 모으고 Kodak Digital Science™ Image Station 440CF (IS440CF) 시스템으로 형광 이미지를 촬영하였다. 기관에서의 형광 강도는 연삭된 장기 샘플 (n = 3) 후, 마이크로 플레이트 분광법으로 측정하였다.Mice prepared from Examples 1-11 were orally administered 10 µg of FITC-hIgG1-Fc-9Arg, and sacrificed 1 and 3 hours later. Mouse organs were collected by PBS washing (3 times) and fluorescence images were taken with the Kodak Digital Science™ Image Station 440CF (IS440CF) system. The fluorescence intensity in the organ was measured by microplate spectroscopy after a sample of the ground organ (n = 3).

실시예 2. 항체 hIgG1-Fc-9Arg의 재조합 확인Example 2. Recombination confirmation of antibody hIgG1-Fc-9Arg

본 발명에 따른 복합체를 형성하기 위해서, 항체 IgG의 불변 부위인 Fc부분의 염기서열을 이용하여 유전자 재조합하여 진행하였다. In order to form the complex according to the present invention, gene recombination was performed using the nucleotide sequence of the Fc portion, which is a constant region of antibody IgG.

보다 구체적으로, 도 1a에 나타낸 바와 같이, 항체의 Fc부분만으로 인산기로 인해 음이온 성질을 띠는 유전자를 효과적으로 응축시키기 어려우므로 이를 극복하기 위해 양이온성 성질을 지니는 아미노산 Arginine 9개를 Fc 부분 C-terminal에 결합하여 발현 벡터에 삽입시켜 클로닝을 진행하였으며, HEK 293F 세포주에 형질 주입하여 항체를 생산하였다.More specifically, as shown in Fig. 1a, since it is difficult to effectively condense genes having anionic properties due to phosphate groups only with the Fc portion of the antibody, 9 amino acids having cationic properties are used in the Fc portion of C-terminal. And inserted into an expression vector for cloning, and transfected into HEK 293F cell line to produce an antibody.

상기 결과 재조합된 복합체는 도 1b에 나타낸 바와 같이, 낮은 면역원성을 갖는 Fc계열의 수용체를 형성하기 때문에 경구 투여를 통해 효과적으로 약물의 전달이 가능할 것으로 예측하였다.As shown in FIG. 1B, the resulting recombinant complex formed an Fc-series receptor with low immunogenicity, so it was predicted that drug delivery would be possible through oral administration.

또한, hIgG1-Fc-9Arg의 경우 extension되는 크기가 길어 프라이머의 결합 효율을 확인하기 위해서, annealing 온도를 변화시켜 PCR을 진행시킨 반응 산물을 전기영동을 통해 확인하였다.In addition, in the case of hIgG1-Fc-9Arg, in order to confirm the binding efficiency of the primers due to the long extension size, the reaction product obtained by performing PCR by changing the annealing temperature was confirmed through electrophoresis.

그 결과, 도 2에 나타낸 바와 같이, 1 번의 annealing 온도는 55 ℃로 진행하고, 2 번의 annealing 온도는 52 ℃로 진행하였을 때, 두 온도조건에서 정상적으로 hIgG1-Fc-9Arg의 annealing이 진행되어 850bp의 크기로 발현된 것을 확인하였다. 즉 52℃ - 55℃ 온도의 변화는 PCR 진행과정에 영향을 미치지 않는 것을 확인할 수 있었다.As a result, as shown in FIG. 2, when the annealing temperature of No. 1 was performed at 55° C. and the annealing temperature of No. 2 was performed at 52° C., annealing of hIgG1-Fc-9Arg was normally performed under two temperature conditions, resulting in 850 bp of annealing. It was confirmed that it was expressed in size. That is, it could be confirmed that the change in the temperature between 52℃ and 55℃ did not affect the PCR process.

아울러, 재조합 유전자가 정상적으로 클로닝되었는지를 확인하기 위해서, 제한효소를 처리하여 재조합된 hIgG1-Fc-9Arg를 추출하여 유전자 시퀀싱을 분석을 진행하였다.In addition, in order to confirm whether the recombinant gene was normally cloned, the recombinant hIgG1-Fc-9Arg was extracted by treatment with a restriction enzyme, and gene sequencing was analyzed.

그 결과, 도 3에 나타낸 바와 같이, 5‘말단의 Kozak 염기서열과 개시코돈이 확인되어 정상적으로 클로닝이 되었음을 확인하였다. As a result, as shown in FIG. 3, it was confirmed that the 5'terminal Kozak nucleotide sequence and the start codon were identified, and that the cloning was performed normally.

hIgG1-Fc-9Arg를 발현 및 정제하여 SDS-PAGE를 통해 확인한 결과, 도 4에 나타낸 바와 같이, SDS-PAGE에서 hIgG1-Fc-9Arg의 크기는 30 ~ 35 kDa인 것을 확인하였으며, 밴드가 두 줄로 나타나는 이유는 항체의 Fc부분은 두 개의 중쇄로 이루어져있기 때문이며, S-S결합을 이루고 있는 비환원 조건상태의 hIgG1-Fc-9Arg는 70 kDa의 크기를 갖는 것을 확인하였다. As a result of expressing and purifying hIgG1-Fc-9Arg and confirming it through SDS-PAGE, as shown in FIG. 4, it was confirmed that the size of hIgG1-Fc-9Arg was 30 to 35 kDa in SDS-PAGE, and the band was in two lines. The reason for this appears is that the Fc portion of the antibody consists of two heavy chains, and it was confirmed that hIgG1-Fc-9Arg in the non-reducing condition forming the SS bond has a size of 70 kDa.

실시예 3. hIgG1-Fc-9Arg/pDNA 복합체의 특성 규명Example 3. Characterization of hIgG1-Fc-9Arg/pDNA complex

3-1. 유전자 전달체로서의 기능성 확인3-1. Confirmation of functionality as a gene delivery system

상기 hIgG1-Fc-9Arg이 효율적인 유전자 전달체로 사용될 수 있는지의 여부를 확인하기 위해서, 아가로스 젤 전기영동, AFM, TEM image를 확인하였다.In order to confirm whether the hIgG1-Fc-9Arg can be used as an efficient gene delivery system, agarose gel electrophoresis, AFM, and TEM images were confirmed.

보다 구체적으로, 복합체 형성 여부는 pDNA의 양은 동일하게 유지하고 hIgG1-Fc-9Arg의 각 질량비를 다르게 하여 hIgG1-Fc-9Arg와 플라스미드 DNA의 복합체 형성을 유도하여 0.8% 아가로스 겔 전기영동을 통해 확인하였다.More specifically, whether or not the complex is formed is confirmed through 0.8% agarose gel electrophoresis by inducing the formation of a complex between hIgG1-Fc-9Arg and plasmid DNA by keeping the same amount of pDNA and varying the mass ratio of hIgG1-Fc-9Arg. I did.

그 결과, 도 5에 나타낸 바와 같이, 20/1의 비율부터 복합체를 형성하는 것을 확인했다.As a result, as shown in Fig. 5, it was confirmed that the composite was formed from a ratio of 20/1.

또한, 도 6에 나타낸 바와 같이, TM-AFM image의 결과, 20/1의 비율은 완벽한 복합체를 형성하지 못하여 DNA의 구조가 확인되었지만 50/1의 비율과 100/1의 비율에서는 hIgG1-Fc-9Arg와 플라스미드 DNA복합체가 구형을 이루는 것을 확인하였다.In addition, as shown in FIG. 6, as a result of the TM-AFM image, the structure of DNA was confirmed because the ratio of 20/1 did not form a perfect complex, but hIgG1-Fc- in the ratio of 50/1 and the ratio of 100/1 It was confirmed that the 9Arg and plasmid DNA complex formed a spherical shape.

아울러, 도 7 및 표 2에 나타낸 바와 같이, 복합체 형성여부와 복합체의 크기를 TEM image로 확인한 결과, 평균 직경 크기가 100 nm이하로 균일하게 형성하는 것을 확인하였으며, 100/1의 비율에서는 증가된 hIgG1-Fc-9Arg 질량비로 인해 양이온 성질이 증가함으로써 다른 질량비 보다 플라스미드를 더욱 작게 응축시키는 점을 확인하였다. 이를 통해 50/1 이상의 비율에서는 완벽한 복합체를 형성하는 것이 확인하였다.In addition, as shown in Fig. 7 and Table 2, as a result of confirming whether or not the complex was formed and the size of the complex by the TEM image, it was confirmed that the average diameter size was uniformly formed to less than 100 nm, and at the ratio of 100/1, the increased It was confirmed that the cationic property was increased due to the mass ratio of hIgG1-Fc-9Arg, resulting in a smaller condensation of the plasmid than other mass ratios. Through this, it was confirmed that a perfect composite was formed at a ratio of 50/1 or more.

Ration (w/w)Ration (w/w) Mean size ± SD (nm)Mean size ± SD (nm) 20/120/1 25.71 ± 7.4025.71 ± 7.40 50/150/1 43.31 ±17.9843.31 ±17.98 100/1100/1 19.23 ± 4.8019.23 ± 4.80

3-1. 유전자 전달체의 산안정성 확인3-1. Confirmation of acid stability of gene delivery system

경구 투여에 있어서, 위산 및 체내 효소에 대한 안정성을 확인하였다. 보다 구체적으로, 먼저, 다양한 pH 1.5, 5.0, 6.0 및 7.4에서 hIgG1-Fc-9Arg을 0 분, 30 분 및 60 분까지 반응시킨 hIgG1-Fc-9Arg의 안정성 여부는 SDS-PAGE을 통해서 결과를 확인하였다.In oral administration, stability against gastric acid and enzymes in the body was confirmed. More specifically, first, the stability of hIgG1-Fc-9Arg in which hIgG1-Fc-9Arg was reacted for 0 minutes, 30 minutes and 60 minutes at various pHs 1.5, 5.0, 6.0 and 7.4 was confirmed through SDS-PAGE. I did.

그 결과, 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 위산과 비슷한 pH 1.5에서 60분간 안정성을 유지하여 SDS-PAGE gel 내에서 30 ~ 35 kDa의 크기를 보였으며, 다양한 pH 5.0 ~ 7.4 구간에서 1시간까지 안정성을 유지하는 것을 확인하였고, hIgG1-Fc-9Arg/pDNA의 안정성을 pH 2.0 에서 반응시켜 확인하였을 때 30분까지 안정성을 유지하는 것을 전기영동을 통해 확인하였다. 또한 plasmid DNA 만으로도 강산 조건에서 6시간 까지 안정성을 유지하는 것을 확인하였다. 이를 통해 강산 조건에서 복합체가 약간의 불안정성을 보이지만 플라스미드 DNA가 분해되는 것을 방지하는 것을 확인하였다.As a result, as shown in FIGS. 8 and 9, stability was maintained at a pH of 1.5 similar to gastric acid for 60 minutes, showing a size of 30 to 35 kDa in the SDS-PAGE gel, and 1 hour in various pH ranges of 5.0 to 7.4 It was confirmed to maintain stability until, and it was confirmed through electrophoresis that the stability of hIgG1-Fc-9Arg/pDNA was maintained until 30 minutes when the stability of hIgG1-Fc-9Arg/pDNA was confirmed by reacting at pH 2.0. In addition, it was confirmed that the stability was maintained for up to 6 hours under strong acid conditions with only plasmid DNA. Through this, it was confirmed that the complex showed some instability under strong acid conditions, but prevented the plasmid DNA from being degraded.

3-1. 유전자 전달체의 효소 안정성 확인3-1. Enzyme stability confirmation of gene delivery system

유전자 전달체의 효소 안정성을 확인하기 위해서, 혈액 내 존재하는 혈청 단백질 (10% fetal bovine serum)에 의한 안정성 여부를 세포 기준에서 처리하여 확인하였다.In order to confirm the enzyme stability of the gene delivery system, the stability of the serum protein (10% fetal bovine serum) present in the blood was confirmed by treatment on a cell basis.

보다 구체적으로, Naked DNA, 20/1, 50/1, 100/1 비율의 복합체를 최소 0 분부터, 30 분, 2 시간, 4 시간, 7 시간, 10 시간, 12 시간, 최대 24 시간까지 혈청 단백질과 반응시켜 전기영동으로 확인하였다.More specifically, naked DNA, 20/1, 50/1, 100/1 ratio of complexes in serum from at least 0 minutes, 30 minutes, 2 hours, 4 hours, 7 hours, 10 hours, 12 hours, and up to 24 hours. It reacted with the protein and confirmed by electrophoresis.

그 결과, 도 10에 나타낸 바와 같이, Naked DNA는 2 시간 이후 분해가 시작되어 24 시간에는 완전히 분해가 되는 것을 확인하였고, 20/1, 50/1, 100/1 비율의 복합체에 봉해진 유전자는 24 시간까지 분해되지 않음을 확인하였으며 이를 통해 혈청 단백질 존재 시에도 hIgG1-Fc-9Arg/pDNA 복합체의 안정성이 유지됨을 확인하였다. As a result, as shown in FIG. 10, it was confirmed that the naked DNA started to be degraded after 2 hours and completely degraded at 24 hours, and the genes encapsulated in the complexes of 20/1, 50/1, and 100/1 ratios were 24 It was confirmed that it was not degraded until time, and through this, it was confirmed that the stability of the hIgG1-Fc-9Arg/pDNA complex was maintained even in the presence of serum proteins.

실시예 4. hIgG1-Fc-9Arg/pDNA 복합체의 세포 내 유전자 전달 효율 측정Example 4. Measurement of intracellular gene transfer efficiency of hIgG1-Fc-9Arg/pDNA complex

4-1. 세포 내 FcRN 수용체 발현 확인4-1. Confirmation of FcRN receptor expression in cells

세포내로 hIgG1-Fc-9Arg/pDNA 복합체를 전달하기에 앞서 다양한 세포주인 Caco-2, HT-29, HEK 293, HEK 293-FcRN, HeLa에 대해 세포 내 FcRN 수용체를 western blots을 통해 확인하였다.Prior to delivery of the hIgG1-Fc-9Arg/pDNA complex into cells, intracellular FcRN receptors were identified for various cell lines Caco-2, HT-29, HEK 293, HEK 293-FcRN, and HeLa through western blots.

그 결과, 도 11에 나타낸 바와 같이, HeLa 세포주에서는 FcRN 수용체가 나타나지 않았으며, HEK 293-FcRN 세포주는 상대적으로 Caco-2, HT-29, HEK 293 세포주에 비해 낮게 발현되는 것을 확인할 수 있었다.As a result, as shown in FIG. 11, the FcRN receptor did not appear in the HeLa cell line, and it was confirmed that the HEK 293-FcRN cell line was relatively expressed lower than that of the Caco-2, HT-29, and HEK 293 cell lines.

4-2. 항체 hIgG1-Fc-9Arg의 세포 내 흡수 확인4-2. Confirmation of intracellular uptake of antibody hIgG1-Fc-9Arg

항체 hIgG1-Fc-9Arg가 FcRN 수용체를 통해 세포 내로 흡수되는지를 확인하기 위해 항체 hIgG1-Fc-9Arg에 형광물질인 FITC (Ex=490nm, Em=525nm)를 결합하여 Caco-2, HEK 293, HeLa 세포주에 처리하여 1시간 이후 Confocal image을 통해 확인하였다.In order to confirm whether the antibody hIgG1-Fc-9Arg is absorbed into the cell through the FcRN receptor, the fluorescent substance FITC (Ex=490nm, Em=525nm) is bound to the antibody hIgG1-Fc-9Arg, and Caco-2, HEK 293, HeLa The cells were treated and confirmed through a confocal image after 1 hour.

그 결과, 도 12에 나타낸 바와 같이, FcRN 수용체를 지닌 세포주인 Caco-2, HEK 293 세포주 에서 세포 내로 흡수되어 형광을 띠었다. 그와 반대로 FcRN 수용체가 없는 HeLa 세포주는 형광을 나타내지 않는 것을 확인하였다.As a result, as shown in Fig. 12, the cell lines Caco-2 and HEK 293, which are cell lines having an FcRN receptor, were absorbed into cells and exhibited fluorescence. On the contrary, it was confirmed that the HeLa cell line without the FcRN receptor did not show fluorescence.

또한, 상기 결과를 통해 세포 실험에 적용할 세포주로 Caco-2, HT-29 세포주를 선택하였다. In addition, Caco-2 and HT-29 cell lines were selected as cell lines to be applied to the cell experiment through the above results.

아울러, hIgG1-Fc-9Arg/pDNA 복합체가 세포 내로 전달되어 endosome 형성 여부를 확인하기 위해 형광물질을 결합시킨 항체 FITC-hIgG1-Fc-9Arg를 Caco-2 세포주에 처리하여 30분과 4시간 반응시킨 후 Lysotracker로 염색한 후 confocal image를 통해 확인하였다.In addition, in order to check whether the hIgG1-Fc-9Arg/pDNA complex was delivered into the cell to form an endosome, the antibody FITC-hIgG1-Fc-9Arg bound with a fluorescent substance was treated with Caco-2 cell line and reacted for 30 minutes and 4 hours. After staining with Lysotracker, it was confirmed through confocal image.

그 결과, 도 13에 나타낸 바와 같이, 세포 내에서 초록색 형광이 나타남을 통해항체 FITC-hIgG1-Fc-9Arg이 세포 내로 전달됨을 확인하였으며 Merge된 이미지에서 Lysotracker의 붉은 색의 형광 이미지와 항체 FITC-hIgG1-Fc-9Arg 초록색 형광 이미징이 겹쳐지는 것을 통해 세포내로 전달되어 endo/lysosome을 형성한 것을 확인하였다.As a result, as shown in FIG. 13, it was confirmed that the antibody FITC-hIgG1-Fc-9Arg was delivered into the cell through the appearance of green fluorescence in the cell. In the merged image, the red fluorescence image of Lysotracker and the antibody FITC-hIgG1 It was confirmed that -Fc-9Arg was transferred into the cell through overlapping green fluorescence imaging to form an endo/lysosome.

4-3. hIgG1-Fc-9Arg/pDNA 복합체 전달여부 확인4-3. Confirmation of delivery of hIgG1-Fc-9Arg/pDNA complex

유전자 발현여부를 확인하기 위하여 붉은 형광을 나타내는 Bobo-3( Ex=570nm, Em=602nm)를 pDNA와 결합시켜 hIgG1-Fc-9Arg/pDNA 복합체 전달여부를 확인하였다.In order to confirm the gene expression, it was confirmed whether or not the hIgG1-Fc-9Arg/pDNA complex was delivered by combining the red fluorescent Bobo-3 (Ex=570nm, Em=602nm) with pDNA.

그 결과, 도 14에 나타낸 바와 같이, 0/1, 50/1, 100/1의 비율의 복합체를 Caco-2 세포주에 처리한 후 24시간 후에 confocal image를 확인한 결과 20/1, 50/1, 100/1 모두 붉은 형광이 나타났으며, 50/1의 비율의 복합체가 가장 형광세기가 높은 점을 나타냈다. 또한 positive control으로 사용된 lipofectamine보다 상대적으로 50/1 비율의 복합체가 높은 형광세기를 나타내었기에 본 개발된 항체 유래 전달체 hIgG1-Fc-9Arg가 효율적으로 세포 내로 유전자를 전달함을 확인하였다.As a result, as shown in FIG. 14, the confocal image was confirmed 24 hours after the complex of 0/1, 50/1, and 100/1 was treated with the Caco-2 cell line. As a result, 20/1, 50/1, All 100/1 showed red fluorescence, and the 50/1 composite showed the highest fluorescence intensity. In addition, it was confirmed that the developed antibody-derived carrier hIgG1-Fc-9Arg efficiently delivered genes into cells because the complex of 50/1 ratio showed higher fluorescence intensity than the lipofectamine used as a positive control.

4-4. Caco-2 cell monolayer의 세포막 투과성 확인4-4. Confirmation of cell membrane permeability of Caco-2 cell monolayer

경구 투여 유전자 전달체로서 소장 상피세포의 FcRN 수용체와 결합을 이루어 상피세포막을 통과하여야지만 유전자 전달효과를 나타낼 수 있는바, Caco-2 cell monolayer의 세포막 투과성 실험을 진행하였다. As an orally administered gene delivery system, the cell membrane permeability test of the Caco-2 cell monolayer was performed because it had to pass through the epithelial cell membrane by binding with the FcRN receptor of the small intestine epithelial cells to exhibit the gene transfer effect.

보다 구체적으로, Caco-2 cell monolayer의 변화를 확인하기 위해 bobo-3가 결합된 pDNA을 사용하여 20/1, 50/1, 100/1의 다양한 비율의 hIgG1-Fc-9Arg/bobo-3-pDNA 복합체를 Caco-2 cell monolayer에 24시간, 36시간 반응시켜 결과를 확인하였다.More specifically, to confirm the change of the Caco-2 cell monolayer, hIgG1-Fc-9Arg/bobo-3- in various ratios of 20/1, 50/1, and 100/1 using pDNA bound to bobo-3 The result was confirmed by reacting the pDNA complex to the Caco-2 cell monolayer for 24 hours and 36 hours.

그 결과, 도 15에 나타낸 바와 같이, Caco-2 cell monolayer의 세포막 안쪽으로 투과한 hIgG1-Fc-9Arg/bobo-3-pDNA 복합체의 형광 세기를 측정하여 나타난 결과, 50/1의 비율과 100/1의 비율의 형광세기가 6시간 이후부터 증가하였으며, 다양한 복합체 비율에서 상대적으로 높은 형광 세기를 확인 할 수 있었다. 이를 통해 50/1, 100/1의 비율의 복합체가 Caco-2 cell monolayer의 세포막 투과 능력이 상대적으로 높은 것으로 확인하였다. As a result, as shown in FIG. 15, as a result of measuring the fluorescence intensity of the hIgG1-Fc-9Arg/bobo-3-pDNA complex that permeated into the cell membrane of the Caco-2 cell monolayer, the result showed that the ratio of 50/1 and 100/ The fluorescence intensity at a ratio of 1 increased after 6 hours, and relatively high fluorescence intensity could be confirmed at various complex ratios. Through this, it was confirmed that the ratio of 50/1 and 100/1 complexes had relatively high cell membrane penetration ability of the Caco-2 cell monolayer.

또한, 도 16에 나타낸 바와 같이, Caco-2 cell monolayer에 흡수된 hIgG1-Fc- 9Arg/bo- bo-3-pDNA의 형광 이미징 결과, 50/1 비율의 hIgG1-Fc-9Arg/bobo-3-pDNA 복합체가 100/1 비율의 hIgG1-Fc-9Arg/bobo-3-pDNA 복합체보다 높은 흡수율을 보였다. In addition, as shown in FIG. 16, the fluorescence imaging results of hIgG1-Fc-9Arg/bo- bo-3-pDNA absorbed by the Caco-2 cell monolayer, 50/1 ratio of hIgG1-Fc-9Arg/bobo-3- The pDNA complex showed a higher absorption rate than the 100/1 ratio of hIgG1-Fc-9Arg/bobo-3-pDNA complex.

상기로부터 100/1 비율의 복합체는 Caco-2 cell monolayer에 결합하는 흡수율보다 상대적으로 투과율이 높기에 형광 세기가 높은 것으로 확인하였다. 그에 비해 50/1 비율의 복합체는 Caco-2 cell monolayer에 높은 흡수율을 보이며 시간에 따른 투과율이 증가하는 것을 확인할 수 있었다.From the above, it was confirmed that the 100/1 ratio of the complex had high fluorescence intensity because the transmittance was relatively higher than the absorption rate bound to the Caco-2 cell monolayer. In contrast, it was confirmed that the 50/1 ratio composite showed a high absorption rate in the Caco-2 cell monolayer and the transmittance increased with time.

따라서, 50/1 비율의 복합체가 다른 비율의 복합체보다 효율적으로 유전자를 소장 내부로 전달하는 것이 가능함을 유추할 수 있었다.Therefore, it could be inferred that the 50/1 ratio complex can deliver genes into the small intestine more efficiently than other ratio complexes.

또한, pGFP 유전자를 도입하여 유전자 발현 여부를 확인한 결과, 도 17에 나타낸 바와 같이, Caco-2 세포주의 doubling time은 37시간이므로, hIgG1-Fc-9Arg/pGFP 복합체를 세포에 처리한 뒤 48시간 반응시킨 후 confocal image를 측정한 결과 50/1의 비율의 복합체에서 pGFP 유전자 발현이 진행되어 형광 세기가 증가된 것을 확인하여 본 개발된 항체 유래 전달체가 세포 내로 유전자를 효율적으로 전달함을 알 수 있었다. In addition, as a result of confirming the gene expression by introducing the pGFP gene, as shown in FIG. 17, the doubling time of the Caco-2 cell line was 37 hours, so the cells were treated with the hIgG1-Fc-9Arg/pGFP complex and reacted for 48 hours. As a result of measuring the confocal image, it was confirmed that the pGFP gene expression proceeded in the complex of 50/1 and the fluorescence intensity increased, indicating that the developed antibody-derived delivery system efficiently delivered the gene into the cell.

4-5. hIgG1-Fc-9Arg 유전자 전달체의 안전성 확인4-5. Confirmation of the safety of the hIgG1-Fc-9Arg gene delivery system

본 발명자들은 본 발명에 따른 항체 유래 전달체가 안전한 전달체로 사용가능 적합 여부를 확인하고자 하였다.The present inventors sought to confirm whether the antibody-derived delivery system according to the present invention can be used as a safe delivery system.

보다 구체적으로, 전달체만 Caco-2 세포주에 3.75, 7.5, 15 μg의 농도로 처리한 뒤 24시간 반응시킨 후 흡광도 570nm에서 측정하였다. More specifically, only the carrier was treated with the Caco-2 cell line at a concentration of 3.75, 7.5, and 15 μg and reacted for 24 hours, and the absorbance was measured at 570 nm.

그 결과, 도 18a에 나타낸 바와 같이, 15 μg의 농도에서 bPEI는 20 %의 cell viability를 갖는 반면에 본 개발된 hIgG1-Fc-9Arg는 70 % 이상의 cell viability가 확인되어 세포에 적용시에 안전한 전달체임을 확인하였다. As a result, as shown in Figure 18a, bPEI at a concentration of 15 μg has a cell viability of 20%, whereas the developed hIgG1-Fc-9Arg has a cell viability of 70% or more, which is a safe carrier when applied to cells. Was confirmed.

또한, 도 18b에 나타낸 바와 같이, 형성된 전달체의 세포 독성을 확인한 결과, hIgG1-Fc-9Arg/pDNA 복합체가 bPEI/DAN 복합체보다 상대적으로 높은 cell viability로 두 샘플 군 모두 90 %이상의 cell viability를 갖는 것을 확인하여 hIgG1-Fc-9Arg의 전달체로서의 안전성을 확인하였다. In addition, as shown in FIG. 18B, as a result of confirming the cytotoxicity of the formed carrier, it was found that the hIgG1-Fc-9Arg/pDNA complex had a cell viability of 90% or more in both sample groups with relatively higher cell viability than the bPEI/DAN complex. By confirming, the safety of hIgG1-Fc-9Arg as a carrier was confirmed.

4-6. 동물모델에서 hIgG1-Fc-9Arg 장기 내 결합 효과 확인4-6. Confirmation of the binding effect in the organ of hIgG1-Fc-9Arg in an animal model

동물모델에서 hIgG1-Fc-9Arg의 전달 과정과 특이적 기관에 결합하는지 여부를 확인하기 위해 balb/c 마우스 모델에 경구 투여하여 1시간, 4시간 반응 시킨 후 Diethyl ether로 마취한 뒤 모든 기관을 추출하여 PBS buffer로 3차례 세척하여 형광이미징을 측정하였다.In an animal model, to check the delivery process of hIgG1-Fc-9Arg and whether it binds to a specific organ, it was administered orally to a balb/c mouse model, reacted for 1 hour and 4 hours, anesthetized with diethyl ether, and then all organs were extracted. Then, it was washed three times with PBS buffer to measure fluorescence imaging.

그 결과, 도 19a에 나타낸 바와 같이, hIgG1-Fc- 9Arg에 형광 물질인 FITC를 결합시켜 마우스에 경구 투여한 뒤 형광 이미징을 측정한 결과, IgG1-Fc- 9Arg이 기관에 발현된 FcRN 수용체와의 결합을 통해 전달됨을 확인할 수 있었다.As a result, as shown in FIG. 19A, hIgG1-Fc-9Arg was bound to FITC, a fluorescent substance, and orally administered to mice, and then fluorescence imaging was measured. As a result, IgG1-Fc-9Arg was associated with the FcRN receptor expressed in the organ. It was confirmed that it was delivered through binding.

또한, 도 19b에 나타낸 바와 같이, hIgG1-Fc- 9Arg이 kidney, liver, stomach, duodenum, jejunum과 colon에 많이 흡수됨을 확인하였으며, 특히 3시간 이후에는 colon에 특이적으로 흡수율이 증가하는 것을 구체적으로 확인할 수 있었다.In addition, as shown in FIG. 19B, it was confirmed that hIgG1-Fc-9Arg was absorbed a lot in kidney, liver, stomach, duodenum, jejunum, and colon, and in particular, after 3 hours, the absorption rate specifically increased in the colon. I could confirm.

상기 결과로부터 본 발명에 따른 유전자 전달체는 다양한 기관에 흡수됨을 확인하였고, 창자 기관에 흡수율이 높으므로 hIgG1-Fc-9Arg이 여러 장기와의 결합력이 우수하기에 이를 바탕으로 유전자 전달체로 사용될 시에 효율적인 능력을 나타낼 것으로 예상된다. 따라서, GLP-1 및 상기 유전자 전달체가 복합체를 형성할 경우, 비만의 예방 또는 치료 용도로 유용하게 사용될 수 있음을 확인하였다. From the above results, it was confirmed that the gene delivery system according to the present invention is absorbed by various organs, and since the absorption rate in the intestinal organs is high, hIgG1-Fc-9Arg has excellent binding power with various organs. It is expected to show ability. Therefore, it was confirmed that when GLP-1 and the gene delivery system form a complex, it can be usefully used for preventing or treating obesity.

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 이해해야만 한다.The above description of the present invention is for illustrative purposes only, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting.

<110> KB BIOMED <120> An oral anti-obesity composition comprising GLP-1 and a gene carrier <130> PD17-186 <160> 5 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 114 <212> DNA <213> GLP-1 <400> 1 atgcgtcaac gtcgtcatgc tgaagggacc tttaccagtg atgtaagttc ttatttggaa 60 ggccaagctg ccaaggaatt cattgcttgg ctggtgaaag gccgatagtc taga 114 <210> 2 <211> 95 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> hIgG1-Fc-9Arg <400> 2 Met Lys Trp Val Thr Phe Ile Ser Leu Leu Phe Leu Phe Ser Tyr Ser 1 5 10 15 Met Phe Trp Cys Gly Gly His Asp Leu Arg Leu Pro Arg Lys Lys Glu 20 25 30 Met Ser Phe Glu Trp His Leu Phe Ser Ser Thr Val Val Pro Leu Gln 35 40 45 Lys Ser Thr Arg His Tyr Val Leu Arg Asp Val Leu Val Met Cys Val 50 55 60 Phe Ser Glu Arg Asp Arg Gly Pro Phe Arg Arg Arg Arg Arg Arg Arg 65 70 75 80 Arg Arg Gly Gly Gly Ser Arg Arg Arg Arg Arg Arg Arg Arg Arg 85 90 95 <210> 3 <211> 288 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> hIgG1-Fc-9Arg <400> 3 atgaagtggg tgaccttcat ctccctgctg tttctgttct cctactccat gttctggtgc 60 ggagggcacg acctgaggct gccgaggaag aaggagatgt cgttcgagtg gcacctgttc 120 tcgtccaccg tcgtcccctt gcagaagagt acgaggcact acgtactccg agacgtgttg 180 gtgatgtgcg tcttctcgga gagggacaga ggcccatttc ggcggagaag aagaaggcgc 240 agaagaggcg gcggaagcag acgcaggcgg cgcagacggc ggagataa 288 <210> 4 <211> 73 <212> PRT <213> hIgG1-Fc <400> 4 Met Lys Trp Val Thr Phe Ile Ser Leu Leu Phe Leu Phe Ser Tyr Ser 1 5 10 15 Met Phe Trp Cys Gly Gly His Asp Leu Arg Leu Pro Arg Lys Lys Glu 20 25 30 Met Ser Phe Glu Trp His Leu Phe Ser Ser Thr Val Val Pro Leu Gln 35 40 45 Lys Ser Thr Arg His Tyr Val Leu Arg Asp Val Leu Val Met Cys Val 50 55 60 Phe Ser Glu Arg Asp Arg Gly Pro Phe 65 70 <210> 5 <211> 219 <212> DNA <213> hIgG1-Fc <400> 5 atgaagtggg tgaccttcat ctccctgctg tttctgttct cctactccat gttctggtgc 60 ggagggcacg acctgaggct gccgaggaag aaggagatgt cgttcgagtg gcacctgttc 120 tcgtccaccg tcgtcccctt gcagaagagt acgaggcact acgtactccg agacgtgttg 180 gtgatgtgcg tcttctcgga gagggacaga ggcccattt 219 <110> KB BIOMED <120> An oral anti-obesity composition comprising GLP-1 and a gene carrier <130> PD17-186 <160> 5 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 114 <212> DNA <213> GLP-1 <400> 1 atgcgtcaac gtcgtcatgc tgaagggacc tttaccagtg atgtaagttc ttatttggaa 60 ggccaagctg ccaaggaatt cattgcttgg ctggtgaaag gccgatagtc taga 114 <210> 2 <211> 95 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> hIgG1-Fc-9Arg <400> 2 Met Lys Trp Val Thr Phe Ile Ser Leu Leu Phe Leu Phe Ser Tyr Ser 1 5 10 15 Met Phe Trp Cys Gly Gly His Asp Leu Arg Leu Pro Arg Lys Lys Glu 20 25 30 Met Ser Phe Glu Trp His Leu Phe Ser Ser Thr Val Val Pro Leu Gln 35 40 45 Lys Ser Thr Arg His Tyr Val Leu Arg Asp Val Leu Val Met Cys Val 50 55 60 Phe Ser Glu Arg Asp Arg Gly Pro Phe Arg Arg Arg Arg Arg Arg Arg 65 70 75 80 Arg Arg Gly Gly Gly Ser Arg Arg Arg Arg Arg Arg Arg Arg Arg 85 90 95 <210> 3 <211> 288 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> hIgG1-Fc-9Arg <400> 3 atgaagtggg tgaccttcat ctccctgctg tttctgttct cctactccat gttctggtgc 60 ggagggcacg acctgaggct gccgaggaag aaggagatgt cgttcgagtg gcacctgttc 120 tcgtccaccg tcgtcccctt gcagaagagt acgaggcact acgtactccg agacgtgttg 180 gtgatgtgcg tcttctcgga gagggacaga ggcccatttc ggcggagaag aagaaggcgc 240 agaagaggcg gcggaagcag acgcaggcgg cgcagacggc ggagataa 288 <210> 4 <211> 73 <212> PRT <213> hIgG1-Fc <400> 4 Met Lys Trp Val Thr Phe Ile Ser Leu Leu Phe Leu Phe Ser Tyr Ser 1 5 10 15 Met Phe Trp Cys Gly Gly His Asp Leu Arg Leu Pro Arg Lys Lys Glu 20 25 30 Met Ser Phe Glu Trp His Leu Phe Ser Ser Thr Val Val Pro Leu Gln 35 40 45 Lys Ser Thr Arg His Tyr Val Leu Arg Asp Val Leu Val Met Cys Val 50 55 60 Phe Ser Glu Arg Asp Arg Gly Pro Phe 65 70 <210> 5 <211> 219 <212> DNA <213> hIgG1-Fc <400> 5 atgaagtggg tgaccttcat ctccctgctg tttctgttct cctactccat gttctggtgc 60 ggagggcacg acctgaggct gccgaggaag aaggagatgt cgttcgagtg gcacctgttc 120 tcgtccaccg tcgtcccctt gcagaagagt acgaggcact acgtactccg agacgtgttg 180 gtgatgtgcg tcttctcgga gagggacaga ggcccattt 219

Claims (9)

GLP (glucagon like peptide)-1 유전자; 및
GLP-1 전달체를 포함하는, 비만의 예방 또는 치료용 경구 조성물로서,
상기 GLP-1 전달체는
면역글로불린 Fc 영역; 및
상기 면역글로불린 Fc 영역 C 말단에 연결된 링커를 포함하며,
상기 링커는 Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg의 아미노산 서열로 이루어진 것을 특징으로 하는, 조성물.
Glucagon like peptide (GLP)-1 gene; And
As an oral composition for the prevention or treatment of obesity, comprising a GLP-1 delivery system,
The GLP-1 transporter is
Immunoglobulin Fc region; And
It comprises a linker linked to the C-terminus of the immunoglobulin Fc region,
The linker is characterized in that consisting of the amino acid sequence of Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg, composition.
제1항에 있어서, 상기 GLP-1 유전자는 서열번호 1의 염기서열로 이루어진 것을 특징으로 하는, 조성물.The composition of claim 1, wherein the GLP-1 gene consists of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1. 제1항에 있어서, 상기 GLP-1 전달체는 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 것을 특징으로 하는, 조성물.The composition of claim 1, wherein the GLP-1 delivery system consists of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2. 제1항에 있어서, 상기 GLP-1 전달체를 암호화하는 유전자는 서열번호 3의 염기서열로 이루어진 것을 특징으로 하는, 조성물.The composition of claim 1, wherein the gene encoding the GLP-1 transporter comprises a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3. 제1항에 있어서, 상기 면역글로불린 Fc 영역은 서열번호 4의 아미노산 서열로 이루어진 것을 특징으로 하는, 조성물.The composition of claim 1, wherein the immunoglobulin Fc region consists of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4. 제1항에 있어서, 상기 면역글로불린 Fc 영역을 암호화하는 유전자는 서열번호 5의 염기서열로 이루어진 것을 특징으로 하는, 조성물.The composition of claim 1, wherein the gene encoding the immunoglobulin Fc region comprises a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5. 제1항에 있어서, 상기 면역글로불린 Fc 영역은 IgG, IgA, IgD, IgE 및 IgM으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나로부터 유래되는 것을 특징으로 하는, 조성물.The composition of claim 1, wherein the immunoglobulin Fc region is derived from any one selected from the group consisting of IgG, IgA, IgD, IgE and IgM. 제7항에 있어서, 상기 면역글로불린 Fc 영역은 IgG로부터 유래되는 것을 특징으로 하는, 조성물.The composition of claim 7, wherein the immunoglobulin Fc region is derived from IgG. 삭제delete
KR1020170177675A 2017-12-22 2017-12-22 An oral anti-obesity composition comprising GLP-1 and a gene carrier KR102208542B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170177675A KR102208542B1 (en) 2017-12-22 2017-12-22 An oral anti-obesity composition comprising GLP-1 and a gene carrier
PCT/KR2018/016312 WO2019125003A1 (en) 2017-12-22 2018-12-20 Oral gene carrier and use thereof
US16/956,779 US11491235B2 (en) 2017-12-22 2018-12-20 Oral gene carrier and use thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170177675A KR102208542B1 (en) 2017-12-22 2017-12-22 An oral anti-obesity composition comprising GLP-1 and a gene carrier

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190076128A KR20190076128A (en) 2019-07-02
KR102208542B1 true KR102208542B1 (en) 2021-01-28

Family

ID=67257995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170177675A KR102208542B1 (en) 2017-12-22 2017-12-22 An oral anti-obesity composition comprising GLP-1 and a gene carrier

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102208542B1 (en)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101035364B1 (en) * 2008-05-21 2011-05-20 한양대학교 산학협력단 Intracellular reducible polyoligo-arginine for nucleic acid delivery

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Advanced Drug Delivery Reviews, 2013, 65권, 페이지 1357~1369*
Gene Therapy (2007) 14, 981~988*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190076128A (en) 2019-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6749235B2 (en) Antibodies that specifically bind to GLP-1R and fusion proteins with GLP-1
CN104768969B (en) Fibronectin based scaffold domain proteins that bind to myostatin
RU2428431C2 (en) Fused drug constructs and conjugates
IL268702A (en) Use of a long acting glp-1/glucagon receptor dual agonist for the treatment of non-alcoholic fatty liver disease
CA2631981A1 (en) Methods and compositions for needleless delivery of binding partners
CN109836503B (en) Multiple active protein for treating metabolic diseases
CN110121355B (en) Pharmaceutical composition comprising fusion protein for preventing or treating hepatitis, liver fibrosis and liver cirrhosis
US20230324389A1 (en) Compositions and methods related to activatable therapeutic agents
JP2022544882A (en) Compositions and particles for payload delivery
KR102208542B1 (en) An oral anti-obesity composition comprising GLP-1 and a gene carrier
CN109963576A (en) For treating the method and composition of Lafora disease
KR102211297B1 (en) An oral antidiabetic composition comprising GLP-1 and a gene carrier
US11359007B2 (en) Anti-SARS-CoV-2 neutralizing antibodies
KR102215150B1 (en) Oral Gene Delivery and Uses Thereof
US11491235B2 (en) Oral gene carrier and use thereof
EP4119571A1 (en) Novel bispecific protein and use thereof
KR20130033273A (en) A fusion monoclonal antibody comprising igf-r1 antibody and il-2, and pharmaceutical composition comprising the same
EP4212543A1 (en) Fusion protein comprising coronavirus-derived receptor binding domain and nucleocapsid protein, and use thereof
WO2022143516A1 (en) Human glp-1 polypeptide variant and use thereof
WO2023153876A1 (en) Stefin a protein variants specifically binding to cd40l, and uses thereof
WO2023083243A1 (en) Anti-il-17/vegf bifunctional fusion protein and use thereof
TW202321459A (en) Compositions and methods related to activatable therapeutic agents
CN115996740A (en) New pharmaceutical composition for the treatment of metabolic syndrome and diseases related thereto
TW202031681A (en) Engineered fc
NZ742400B2 (en) A conjugate comprising oxyntomodulin and an immunoglobulin fragment, and use thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant