KR20010013414A

KR20010013414A - 당뇨병의 치료를 위한 렙틴 길항제의 용도

Info

Publication number: KR20010013414A
Application number: KR19997011415A
Authority: KR
Inventors: 마이클 안토니 커턴; 발러 에밀슨; 영-링 류
Original assignee: 피터 기딩스; 스미스클라인비이참피이엘시이
Priority date: 1997-06-06
Filing date: 1997-06-06
Publication date: 2001-02-26
Also published as: EP0986397A1; AU2951797A; JP2002504102A; WO1998055139A1; HUP0003428A2; IL133136A0; CA2293504A1; TR199902980T2; HUP0003428A3

Abstract

인슐린 분비 결핍으로 생기는 질병, 과혈당증 및 인슐린 내성의 치료용 의약의 제조를 위한 렙틴 길항제의 용도.

Description

당뇨병의 치료를 위한 렙틴 길항제의 용도 {Use of Leptin Antagonists for the Treatment of Diabetes}

본 발명은 신규한 용도, 특히 당뇨병 및 그의 합병증 치료를 위한 용도에 관한 것이다.

비인슐린 의존성 당뇨병 (NIDDM)은 인슐린 내성 (특히, 골격 근육, 지방 조직 및 간에서) 및 췌장에서 랑게르한스섬의 베타 세포로부터의 부적절한 인슐비 분비에 의해 일어나는 것으로 알려져 있다. 따라서, 과인슐린증에도 불구하고, 인슐린 내성을 보상하고 바람직한 범위에서 혈당을 유지하기 위한 인슐린이 불충분하다.

펠리마운터 (Pelleymounter) 등 (Science, 1995, 269, 540-543)은 ob 폴리펩티드 또는 "렙틴"이 유전적으로 살찐 ob/ob 마우스에서 혈장 인슐린 및 글루코스 농도를 저하시키는 것으로 보고하였다.

영국 특허 출원 공고 제2292382호는 특히 폴리펩티드, OB 폴리펩티드 및 그의 길항제 및 체중 조절을 위한 그의 용도에 관한 것이다. 영국 제2292382호의 개시는 참고로 본 명세서에 혼입된다.

본 발명자들은 현재 재조합 렙틴이 ob/ob 마우스의 단리된 섬 및 관류 췌장으로부터 인슐린 방출을 직접 억제한다는 것을 밝혀냈다. 따라서, 렙틴의 길항제는 인슐린 분비를 증가시켜 혈당 농도의 조절을 보조하는데 중요한 것으로 나타났다. 또한, 본 발명자들은 렙틴이 ob/ob 마우스의 단리된 마우스에서 기재 및 인슐린 자극된 글리코겐 합성을 억제한다는 것을 밝혀냈다. 따라서, 렙틴의 길항제는 또한 글루코스 이용 및 글리코스 이용을 증가시키기 위한 인슐린의 작용을 증가시키는데 중요한 것으로 나타났다. 따라서, 길항제는 인슐린 분비 및 작용의 결핍으로 생기는 질병 및 과혈당증, 예를 들어 비인슐린 의존성 당뇨병의 치료에서 직접적으로 사용되는 것으로 나타났다. 더욱이, 과혈당증은 장기간의 수많은 당뇨병 합병증을 야기하는 것으로 믿어지기 때문에, 인슐린 분비를 증가시키고 혈당 조절을 보조하는 길항제는 당뇨병 합병증, 예를 들어 망막증, 신장병증 및 혈관증의 치료에 유용할 수 있다.

따라서, 본 발명은 인슐린 분비의 결핍으로 생기는 질병 및 과혈당증, 예를 들어 비인슐린 의존성 당뇨병 (NIDDM)의 치료를 위한 렙틴의 길항제의 용도를 제공한다.

다른 일면은 인슐린 분비의 결핍으로 생기는 당뇨병 및 과혈당증, 예를 들어 비인슐린 의존성 당뇨병 (NIDDM)의 치료용 의약의 제조를 위한 렙틴의 길항제의 용도를 제공한다.

적절한 렙틴의 길항제는 영국 특허 제2292382호에 개시되어 있고 여기에 개시된 방법에 따라 제조될 수 있다.

특별한 길항제로는 단백질 길항제가 포함된다.

특별한 길항제로는 비단백질 길항제, 특히 유기 소분자 길항제가 포함된다.

또한, 본 발명은, 제약적으로 허용가능한 비독성 유효량의 렙틴 길항제를 인슐린 분비의 결핍으로 생기는 질병 및 과혈당증, 예를 들어 비인슐린 의존성 당뇨병 (NIDDM)의 치료가 필요한 인간 또는 비인간 포유동물에게 투여하는 것을 포함하는, 인간 또는 비인간 포유동물에서의 인슐린 분비의 결핍으로 생기는 질병 및 과혈당증, 예를 들어 비인슐린 의존성 당뇨병 (NIDDM)의 치료 방법에 관한 것이다.

본 발명은 또한 렙틴의 길항제 또는 그의 제약적으로 허용가능한 유도체 및 제약적으로 허용가능한 담체를 포함하는 제약 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 특별한 조성물은 인슐린 분비의 결핍으로 생기는 질병 및 과혈당증, 예를 들어 비인슐린 의존성 당뇨병 (NIDDM)의 치료를 위해 사용되는 것이다.

적절한 제약적으로 허용가능한 담체는 영국 특허 제2292382호 및 국제 특허 출원 공개 제WO94/01420호에 개시된 것과 같은 통상적인 실시에 의해 지시된 바와 같다.

본 발명의 조성물은 상기 특허 출원에서 기재된 바와 같이 통상적인 방법에 따라 제조된다.

길항제의 투여량은 상기 언급된 특허 출원에서 기재된 바와 같이 통상적인 방법에 따라 결정될 수 있다.

하기에 본원의 도면 (도 1 내지 5 및 표 1)에 대해 간단히 기재된다.

도 1 및 표 1은 ob 마우스의 관류 췌장으로부터의 기재 인슐린 분비에 대한 렙틴 (100 nM)의 효과를 보여준다.

도 2는 ob/ob 섬으로부터의 글루코스 자극된 (16.7 mmol/ℓ) 인슐린 분비에 대한 렙틴 (100 mmol/ℓ)의 효과를 보여준다.

도 3은 ob/ob 마우스의 단리된 췌장 섬으로부터의 글루코스 자극된 (16.7 mmol/ℓ) 인슐린 분비에 대한 재조합 렙틴의 억제 효과의 투여량 의존성을 보여준다.

도 4는 ob/ob 마우스의 단리된 가자미근에서의 글리코겐 합성에 대한 렙틴의 효과를 보여준다.

도 5는 ob/ob 마우스의 단리된 가자미근에서의 글리코겐 합성에 대한 렙틴의 효과를 보여준다.

문헌 (Lee et al, Nature, 1995, 379, 632-635)에서는 렙틴 수용체의 형태가 많이 있음을 보여준다. 섬 수용체(들)이 본래 상태 또는 다른 조직에서의 수용체에 대한 비율이 상이한 경우, 특히 유용한 길항제는 섬 및(또는) 골격 근육 수용체에서 렙틴의 작용을 길항하지만 다른 렙틴 수용체 (예를 들어 시상하부에서)를 길항하지 않으므로써 인슐린 내성을 저하시키는 것이다.

마우스의 ob 유전자 (J. Hered. 41, 317-318 (1950)) 및 db 유전자 (Science 153, 1127-1128 (1966))에서의 돌연변이는 비만 및 비인슐린 의존성 당뇨병을 일으킨다. ob 유전자 생성물인 렙틴은 지방 조직에서 배타적으로 발현되고 (Nature (Lond.) 372, 425-432 (1994)), 재조합 렙틴을 매일 주사한 경우 음식 섭취를 억제하고 ob/ob 마우스에서 체중 및 지방량을 감소시키는 것으로 입증되었다 (Science 269, 543-546 (1995); Science 269, 540-543 (1995); Science 269, 546-549 (1995)). 이러한 치료법은 또한 과인슐린증을 감소시킨다 (Science 269, 540-543 (1995)). 최근에, ob-유전자에 대한 수용체를 코딩하는 유전자가 확인되었다 (Cell 83, 1263-1271 (1995)). 렙틴 수용체는 몇몇 대체적으로 슬라이싱된 변형체를 갖는다. 이들 슬라이싱된 변형체 중 하나는 시상하부에서 높은 수준으로 발현되고, 에너지 균형의 조절에서 기능적 수용체인 것으로 믿어진다. 이것은 C57B1/KSJ db/db 마우스에서 비정상적으로 슬라이싱되어 (Nature (Lond.) 379, 622-635 (1996); Cell 84, 491-495 (1996); Science 271, 994-996 (1996)), 세포질 영역이 빠져 결함있는 신호 변환을 일으킨다. 이제, 본 발명자들은 시상하부 이외에도, ob/ob 마우스에 있어서 예측된 기능적 렙틴 수용체 ob-Rb가 췌장 섬을 포함하는 몇몇 조직에서 발현된다는 것을 밝혀냈다. 더욱이, 재조합 렙틴은 ob/ob 마우스에서 단리된 섬 및 관류 췌장으로부터의 인슐린 방출을 직접 억제하고, ob/ob 마우스의 단리된 가자미근에서의 기재 및 인슐린 자극된 글리코겐 합성을 억제하며, 이것은 렙틴이 중추 및 주변 작용을 갖는다는 것을 입증한다.

마우스에 있어서 당뇨병 (db) 유전자 생성물은 렙틴을 위한 수용체로서 확인되었다. 렙틴 메시지의 적어도 6개의 대체적으로 슬라이싱된 형태가 확인되었다 (Nature (Lond.) 379, 622-635 (1996)). 이들 중, Ob-Rb는 JAK 단백질 키나제의 결합에 요구되고 기능적 수용체를 코딩하는 것으로 믿어지는 박스 2 서열 모티프를 함유하는 광범위한 세포내 영역을 갖는다. 짧은 안티센스 올리고데옥시뉴클레오티드 프로브 (Trayhurn et al., Biochem. Soc. Trans. Vol. 23 page 4945, 1995) 30-34 mers은 마우스의 렙틴 수용체 mRNA 서열에서 상이한 도메인으로 혼성화하도록 고안되고 렙틴 수용체의 모든 전사의 발현을 검출하거나 렙틴 수용체 장쇄 형태, Ob-Rb를 단독으로 검출하는데 사용되었다. 각각의 올리고뉴클레오티드 프로브 서열은 렙틴 수용체에 대해 유일하고 모든 다른 공지된 서열에 대해 유의한 상동성을 갖지 않았다.

전체 렙틴 수용체 mRNA의 야윈 +/+ 마우스에서의 발현은 시상하부, 신장, 폐, 간, 전체 췌장, 뇌, 가자미근 및 비장에서 검출되지만, 백색 지방 조직, 뇌하수체 및 심장에서는 검출되지 않았다. 폴리(A)mRNA 수준으로 표준화된 전체 렙틴 수용체 mRNA는 야윈 한배 새끼에 비해 ob/ob 마우스에서 과발현되었다. 그러나, 과발현에서 조직의 특별한 차이점은 없었다. 따라서, 야윈 마우스에서 매우 높은 수준의 발현을 나타내는 시상하부는 ob/ob 마우스에서 단지 2배 과발현되었다. 신장에서, 전체 렙틴 mRNA는 4배 과발현되었지만, 야윈 마우스에서 전체 렙틴 mRNA의 발현이 낮은 일부 경우에서는 전체 렙틴 mRNA는 ob/ob 마우스에서 10배 이하로 과발현되었다.

장쇄 형태의 렙틴 수용체 Ob-Rb에서만 나타나는 세포내 루프의 일부인 염기 3329-3363에 상응하는 34-mer로 프로브된 시상하부의 노던 블롯 분석은 단일 사프한 밴드를 제공한다. 이것은, 블롯이 렙틴 수용체의 공지된 모든 슬라이스 변형체에 대해 통상적인 서열인 염기 1877-1910에 상응하는 33-mer로 프로브될 때 다중 밴드와 대조를 이루었다. 분자량 마커는, 34-mer이 추정된 기능적 렙틴 수용체와 일치하는 약 3400 b.p.의 mRNA 단편으로 혼성화된다는 것을 나타낸다. 이것은 시상하부에서 높은 수준으로 발현되는 것으로 밝혀졌으며 문헌 (Lee et al, Nature (Lond) 379, 622-635 (1996))의 최근 연구와 일치한다. 더욱이, ob/ob 마우스로부터의 시상하부는 +/+ 마우스에 비해 2배 과발현되는 것으로 나타났다. 또한, Ob-Rb 렙틴 수용체는 간, 신장 및 폐에서 존재하여 야윈 +/+ 마우스에 비해 과발현되지만, 전체 뇌, 심장, 가자미근 또는 뇌하수체에는 존재하지 않는다. 야윈 +/+ 마우스에 비해 ob/ob 마우스에서의 Ob-Rb 렙틴의 상대적 과발현에 대한 발견은, 재조합 렙틴이 ob/ob 마우스에서 음식 섭취량 및 체중을 감소시키는데 보다 유효하다는 몇몇 연구자의 발견 (Science 269, 540-543 (1995); Proc. Natl. Acad. Sci., USA 93, 1726-1730 (1996))과 일치한다. 또한, 이것은 렙틴이 그의 수용체의 발현을 조절하는 가능성을 증가시킨다. 이것은 렙틴 내성 상태를 야기할 수 있고, 음식물에 의한 비만에서 재조합 렙틴의 활성의 상대적인 결핍을 설명할 수 있다 (Science 269, 540-543 (1995)).

슬롯-블롯법을 사용했을 때 장쇄 형태의 렙틴 수용체의 발현은 야윈 +/+ 또는 ob/ob 마우스로부터의 전체 췌장에서 검출되지 않았다. 그러나, ob/ob 마우스의 췌장 섬으로부터의 mRNA를 사용하여 강한 신호가 얻어졌다.

선행 연구들은, 28일 동안의 재조합 렙틴의 복강내 주사로 ob/ob 마우스에서는 혈청 인슐린 및 혈당의 투여량 의존성 감소가 상당히 일어나지만, 야윈 마우스에서는 일어나지 않는다는 것을 입증하였다(Science 269, 540-543 (1995)). ob/ob 마우스로부터의 췌장 섬에서 추정적인 기능적 수용체인 장쇄 형태의 렙틴 수용체의 높은 발현을 제공으로 본 발명자들은 ob/ob 마우스 관류 췌장을 사용하여 인슐린 분비에 대한 기능적인 반응을 조사할 것을 결정하였다 (도 1, 표 1).

렙틴 (100 nM)은 단리된 췌장으로부터 인슐린 방출을 즉시 감소시켰다.

관류 췌장 제제에서 렙틴은 섬에 대해 또는 맥관구조로부터의 다른 매개자의 방출을 통해 작용할 수 있다. 이점을 분명히 하기 위해, ob/ob 마우스에서 단리된 췌장 섬으로부터의 인슐린 방출에 대한 렙틴의 효과를 측정하였다. 렙틴 (100 nM)은 밤새 금식시킨 마우스로부터 단리된 섬에서 인슐린 방출에 대한 16.7 mM 글루코스의 자극 효과를 완전히 억제하였다 (도 2). 렙틴의 억제 효과는 1 내지 100 nM 범위에 걸쳐 투여량에 관련되었다 (도 3). 또한, 렙틴 (10 nM)은 야생 타입 마우스로부터의 섬에 의한 글루코스 자극된 인슐린 분비를 억제하지만, 렙틴 (100 nM)은 ob/ob 마우스로부터의 섬에 의한 인슐린 분비에 대해 효과가 없었다.

렙틴이 글루코스 흡수 및 인슐린 작용을 직접 억제할 수 있는 가능성을 평가하기 위해, 글리코겐으로의 [¹⁴C]-글루코스 혼입을 문헌 (Challiss et al, Biochemical Pharmacology, 1988, 37, 947-950)의 방법을 사용하여 무게가 4 내지 6 mg인, ob/ob 마우스로부터의 단리된 손상되지 않은 가자미근에서 측정하였다. 100 nM의 설치류의 재조합 렙틴은, 기재에서 35 % 억제율 (P＜0.01), 인슐린 저농도 (각각 10, 50 및 100 uU/㎖, P＜0.05)에서 28 %, 30 % 및 45 % 억제율로 가자미근에서의 글리코겐 합성을 억제하였다 (도 4). 인슐린에 대한 최대 반응 (10,000 uU/㎖)은 렙틴에 의해 유의하게 영향을 받지 않았다. 렙틴의 저농도 (1 및 10 nM)의 효과를 인슐의 부재하 및 100 uU/㎖ 인슐린의 존재하에서 조사하였다. 10 nM의 렙틴은 기재 및 인슐린 자극된 글리코겐 합성을 유의하게 억제한 (각각 32 % 및 35 %, p＜0.05) 반면, 1 nM의 렙틴은 유의한 효과를 갖지 못하였다 (도 5).

비만은 서구 사회 및 많은 선진국에서 가장 통상적인 영양성 질병이다. 이것은 비인슐린 의존성 당뇨병과 매우 관련된다. 이 관련성의 기초는 진행되는 지방과다증으로 일어나는 인슐린 내성의 증가와 관련되는 것으로 추정되었다. 인슐린 내성은 글루코스 비내성을 일으키는 것으로 예상되지만, 통상적으로 비인슐린 의존성 당뇨병의 진행으로 췌장 장애가 추가로 독립적으로 진행되는 것이 요구되는 것으로 믿어진다.

ob/ob 마우스 및 야윈 한배 새끼에게 재조합 렙틴을 주입한 초기 연구는, 렙틴의 주요 작용이 중추 NPY 방출의 억제를 통하여 가능하게는 식욕을 조절하는 것으로 제안하였다 (Nature (Lond) 337, 530-532 (1995)). 그러나, 렙틴을 마우스에 주입했을 때 동일량의 음식물을 소비하는 ob/ob 마우스의 군을 포함한 보다 최근 연구는, 렙틴이 유의한 대사 작용을 갖는다는 것을 입증하였다 (Proc. Natl. Acad. Sci., USA 93, 1726-1730 (1996)). ob/ob 마우스에 렙틴을 주입하면 페어 공급된 동물에 비해 체중 및 지방 패드 중량을 상당히 저하시킨다. 그러나, 렙틴을 주입한 마우스와 대합 공급된 (paired-fed) 동물 사이에서의 가장 중요한 차이는 혈정 인슐린 농도에 있다. 대합 공급은 인슐린 농도를 30.6±6.2 mg/㎖에서 14.2±4.2 mg/㎖로 감소시켰다. 렙틴을 주입한 마우스에서는 인슐린 농도 0.09±0.08 mg/㎖는 야윈 동물로부터 유의하게 상이하지 않았다 (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93, 1726-1730) (1996)). 본 발명의 연구는, 기능적 수용체를 코딩하는 렙틴 수용체 슬라이싱된 변형체가 ob/ob 마우스의 췌장 섬에 존재하고, 렙틴은 ob/ob 마우스의 단리된 섬에 의한 글루코스 자극된 인슐린 방출 및 관류 췌장에서의 기재 인슐린 분비를 직접 억제한다는 것을 입증한다. 이들 데이타는 또한 비만과 관련된 렙틴 과생성이 비만에서 인슐린 내성을 유도하는데 책임이 있는 많은 인자들 중 하나일 수 있다는 것을 제안한다.

따라서, 본 발명의 다른 특별한 일면은 인슐린 내성, 특히 비만과 관련된 인슐린 내성의 치료를 위한 렙틴의 길항제의 용도를 제공한다.

또한, 본 발명은 인슐린 내성, 특히 비만과 관련된 인슐린 내성의 치료용 의약 제조를 위한 렙틴 길항제의 용도를 제공한다.

또한, 제약적으로 허용가능한 비독성 유효량의 렙틴 길항제를 인슐린 내성, 특히 비만과 관련된 인슐린 내성의 치료가 필요한 인간 또는 비인간 포유동물에게 투여하는 것을 포함하는, 인간 또는 비인간 포유동물에서의 인슐린 내성, 특히 비만과 관련된 인슐린 내성의 치료 방법을 제공한다.

따라서, 본 발명의 다른 특별한 제약 조성물은 인슐린 내성, 특히 비만과 관련된 인슐린 내성의 치료에 유용한 제약 조성물이다.

췌장 섬 이외에, 본 발명자들은 또한 간, 신장 및 폐에서의 장쇄 형태의 렙틴 수용체를 검출하였다. 이들 조직에서의 렙틴의 기능적 효과는 현재 알려져 있지 않다. 그러나, 문헌 (Levin et al, Proc. Natl. Acad. Sci., USA 93, 1726-1730 (1996))은 간의 간 글리코겐 함량이 렙틴 주입 ob/ob 마우스에서 상당히 감소하지만 보통 대합 공급된 동물에서는 감소되지 않는 것으로 보고하고 있다. 현재 데이타와 함께 이들 발견은 렙틴이 간 글리코겐 대사에 직접 영향을 주는 것으로 제안하고 있다.

요약하면, 본 발명은 음식 섭취에 대한 광범위한 주변 대사 활성 뿐만 아니라 중심 작용을 갖는 렙틴에 대한 분자생물학 및 기능적 증명을 나타낸다.

영국 특허 출원 제2292382호 및 국제 특허 공개 제WO94/01420호를 포함한 상기 언급된 문헌의 개시는 참고로 본 명세서에 혼입된다.

하기 도면 및 표는 본 발명을 설명하는 것이지 임의 방법으로 제한하는 것은 아니다.

	대조	렙틴
AUC 0 내지 15분	0.208±0.022 (4)	0.190±0.028 (5)
AUC 16 내지 30분	0.196±0.019 (4)	0.128±0.019 (5)^*
% 변화율	96.5±11.3 (4)	69.2±0.45 (5)^*
0 내지 15분: 안정화 기간16 내지 30분: 처리된 기간 (PBS 또는 렙틴)AUC: 곡선하의 면적% 변화율: 16 내지 30분의 평균 대 0 내지 15분의 평균결과는 평균±SEM (n=4.5). p^*＜0.05 (언페어드 (unpaired) 시험).

Claims

인슐린 분비의 결핍으로 생기는 질병 및 과혈당증의 치료용 의약의 제조를 위한 렙틴 길항제의 용도.
제1항에 있어서, 비인슐린 의존성 당뇨병 (NIDDM)의 치료를 위한 용도.
인슐린 내성의 치료용 의약의 제조를 위한 렙틴 길항제의 용도.
제3항에 있어서, 비만과 관련된 인슐린 내성의 치료를 위한 용도.
제약적으로 허용가능한 비독성 유효량의 렙틴 길항제를 인슐린 분비의 결핍으로 생기는 질병 및 과혈당증의 치료가 필요한 인간 또는 비인간 포유동물에게 투여하는 것을 포함하는, 인간 또는 비인간 포유동물에서의 인슐린 분비의 결핍으로 생기는 질병 및 과혈당증의 치료 방법.
제약적으로 허용가능한 비독성 유효량의 렙틴 길항제를 인슐린 내성의 치료가 필요한 인간 또는 비인간 포유동물에게 투여하는 것을 포함하는, 인간 또는 비인간 포유동물에서의 인슐린 내성의 치료 방법.
렙틴 길항제 또는 그의 제약적으로 허용가능한 유도체 및 제약적으로 허용가능한 담체를 포함하는 인슐린 분비의 결핍으로 생기는 질병 및 과혈당증의 치료용 제약 조성물.
렙틴 길항제 또는 그의 제약적으로 허용가능한 유도체 및 제약적으로 허용가능한 담체를 포함하는 인슐린 내성의 치료용 제약 조성물.
렙틴 길항제가 유기 소분자 길항제인 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 용도.