KR20010053331A - Method for Detecting of a Compound that Mimics, Potentiates or Inhibits the Physiological Effect of Leptin - Google Patents

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KR20010053331A KR1020007015081A KR20007015081A KR20010053331A KR 20010053331 A KR20010053331 A KR 20010053331A KR 1020007015081 A KR1020007015081 A KR 1020007015081A KR 20007015081 A KR20007015081 A KR 20007015081A KR 20010053331 A KR20010053331 A KR 20010053331A
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Abstract

(a) 렙틴의 생리 효과를 모방하는 화합물의 경우, 리포터 유전자와 연결된 렙틴 활성화된 신호 변환기 및 전사 활성화제 (STAT) DNA 반응 요소에 대한 화합물의 효과를 평가하거나, 또는(a) evaluating the effect of a compound on a leptin activated signal transducer and a transcriptional activator (STAT) DNA response element linked to a reporter gene in the case of a compound mimicking the physiological effect of leptin, or

(b) 렙틴의 생리 효과를 증강시키거나 저해하는 화합물의 경우, 리포터 유전자와 연결된 렙틴 활성화된 STAT DNA 반응 요소에 대한 렙틴에 의해 제공되는 반응에 대한 화합물의 효과를 평가하며,(b) for compounds that enhance or inhibit the physiological effect of leptin, evaluate the effect of the compound on the response provided by leptin on the leptin activated STAT DNA response element linked to the reporter gene,

반응 요소 및 리포터는 백인의 결장 상피 세포주(CACO-2)에서 발현되거나, 또는The response element and reporter are expressed in the white colon epithelial cell line (CACO-2), or

반응 요소 및 리포터는 세포주(처리된 세포주)가 렙틴 활성화된 STAT DNA 반응 요소의 렙틴에 의해 자극을 매개하거나 향상시킬 수 있고 적절한 STAT 단백질을 함유하는 폴리펩타이드가 또한 형질이입되어 있는 CACO-2 세포에서 발현되는 것을 포함함을 특징으로 하는 렙틴의 생리 효과를 모방, 증강 또는 저해하는 화합물의 검출 방법이 개시되어 있다.The response element and reporter can be used to determine whether the cell line (treated cell line) can mediate or enhance the stimulation by leptin in the leptin activated STAT DNA response element and that a polypeptide containing the appropriate STAT protein is also expressed in the transfected CACO-2 cells A method for detecting a compound that mimics, enhances, or inhibits the physiological effect of leptin.

Description

렙틴의 생리 효과를 모방, 증강 또는 저해하는 화합물의 검출 방법{Method for Detecting of a Compound that Mimics, Potentiates or Inhibits the Physiological Effect of Leptin}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for detecting a compound that mimics, enhances, or inhibits the physiological effect of leptin,

본 발명은 신규한 방법, 더 특별하게는 렙틴의 생리 효과를 모방하거나, 증강시키거나 또는 저해하는 화합물의 검출 방법에 관한 것이다. 이러한 벙법들은 렙틴 및 렙틴 모방물, 증강제, 저해제의 제제의 기능적 활성을 측정하는데에도 사용될 수 있다.The present invention relates to a novel method, more particularly to a method for detecting a compound that mimics, enhances or inhibits the physiological effects of leptin. These methods can also be used to measure the functional activity of leptin and leptin mimics, enhancers, and inhibitors.

비만증은 에너지의 섭취와 소비의 불균형의 결과이다. 점점 유행하는 이 증상은 전형적으로 인슐린, 글루코스, 트리글리세라이드 및 지방단백질의 부적절하게 상승된 혈장 수준을 특징으로 하는 인슐린 비의존성 당뇨병(NIDDM), 심혈관계 질병, 고혈압 및 인슐린 내성을 포함하는 다수의 병리학적 증상과 연관되어 있다. 이 증상에서는 식사의 구성 성분으로부터의 에너지의 저장과 이용을 조정하는 항상성 메카니즘이 교란되어, 지방 조직이 과도하게 축적된다. 그 결과, 시상하부에 작용하여 음식물 섭취를 억제하고 에너지 소비를 증가시키는 것으로 최근에 발견된 인자인 지방 조직 호르몬 렙틴의 합성과 분비가 같은 정도로 증가하게 된다(1). 에너지 균형을 조절하는데 있어서 렙틴의 중요성은 기능성 렙틴이 결핍된 유전자 균주인 비만증(ob/ob) 마우스가 나타내는 심각한 초기 발병 비만증, 과인슐린증 및 인슐린 내성에 의해 강조된다(1). 이러한 마우스에게 재조합 호르몬을 투여하면(그들의 야윈 한배 새끼에는 더 적은 양을 투여), 현저한 체중 감소 그리고 혈장 인슐린 및 글루코스 농도의 저하가 나타난다(2, 3). 표현형적으로 비슷한 균주인 당뇨병(db/db) 마우스는 렙틴 수용체가 결함이 있고, 다수의 생체내 및 시험관내 실험에서 렙틴에 둔감한 것으로 나타났다(4-8). 비록 표면상으로는 드물어 보이지만, 인간에서의 렙틴 결핍의 예는 이 호르몬이 인간에게도 설치류에서 하는 것과 같은 비슷한 역할을 함을 알 수 있다(9). 렙틴의 추가적인 역할은 조혈 및 생식 기능이다(10).Obesity is the result of an imbalance in energy consumption and consumption. This increasingly prevalent symptom is typically associated with a number of pathologies, including non-insulin dependent diabetes mellitus (NIDDM), cardiovascular disease, hypertension and insulin resistance, characterized by inappropriately elevated plasma levels of insulin, glucose, triglyceride and fat protein Related symptoms. In this symptom, the homeostatic mechanism that regulates the storage and utilization of energy from the constituents of the diet is disturbed, resulting in excessive accumulation of adipose tissue. As a result, it acts on the hypothalamus to suppress food intake and increase energy consumption, and the synthesis and secretion of leptin, a recently discovered factor, is increased to the same extent (1). The importance of leptin in regulating energy balance is stressed by severe early-onset obesity, insulin resistance, and insulin resistance, which are manifested by obesity (ob / ob) mice, a gene strain deficient in functional leptin (1). Administration of recombinant hormones to these mice (with lesser doses in their lean babies) results in significant weight loss and reduced plasma insulin and glucose levels (2, 3). Diabetic (db / db) mice, which are phenotypically similar strains, are deficient in leptin receptors and appear to be insensitive to leptin in many in vivo and in vitro experiments (4-8). Although seemingly rare on the surface, examples of leptin deficiency in humans show that this hormone plays a similar role to humans in rodents (9). The additional role of leptin is hematopoietic and reproductive function (10).

위-위-아래-아래 형태의 다발을 형성하는 네 개의 α-나선으로 이루어진 코어를 함유하는 단백질 분자는 시토킨 및 성장 인자들의 집합으로 이루어진다. 이 집합의 단백질은 유전자 전사를 일으키는 키나아제 계단식 정보 전달(cascade)을 활성화시키는 것으로 알려진 막 수용체의 호모- 및 헤테로올리고머화를 일으킨다. 올리고머화에 의해 활성화되는 이 집합의 수용체는 다음의 두 개의 큰 부류로 나뉘어진다: 세포내 영역(domain)에 인테그랄(integral) 티로신 키나아제 활성을 갖는 상피의 성장 인자 수용체와 같은 수용체(11), 그리고 이러한 활성이 결핍되어 있고 관련 단백질 티로신 키나아제를 통해 그들의 반응을 매개하는 IL4 및 적혈구조성인자 수용체와 같은 수용체(12). 두 수용체 아형들은 시토킨에 의해 활성화되지만, 4-나선 다발 단백질은 단지 비-인테그랄(non-integral) 티로신 키나아제 아형만을 활성화시킨다. 비-인테그랄 단백질 티로신 키나아제 수용체는 일반적으로, 적어도 부분적으로, 야누스 키나아제(JAK) 및 그의 관련 신호 변환기 및 전사 활성화제(STAT) 단백질이 수반되는 경로를 통해 작용한다. 활성화된 STAT 단백질은 DNA 반응 요소에 결합하여 유전자 전사를 조절한다. 일반 서열 TT(N)nAA의 DNA 조절 요소를 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열은 STAT 반응 요소로 동정되었다(13). 이 요소는 시토킨과 같은 신호 분자에 반응하여 STAT 단백질과 결합한다.Protein molecules containing four alpha-helical cores forming a bundle of up-top-bottom-bottom morphology consist of a set of cytokines and growth factors. This set of proteins results in homo- and hetero-oligomerization of membrane receptors known to activate the kinase cascade that causes gene transcription. This set of receptors activated by oligomerization is divided into two major classes: receptors such as epithelial growth factor receptors (11) with integral tyrosine kinase activity in the intracellular domain, and Receptors such as IL4 and erythropoietic factor receptors that lack this activity and mediate their response through related protein tyrosine kinases (12). Both receptor subtypes are activated by cytokines, but the 4-helical bundle proteins activate only non-integral tyrosine kinase subtypes. Non-integrative protein tyrosine kinase receptors generally act, at least in part, through a pathway involving Janus kinase (JAK) and its associated signal transducer and transcription activator (STAT) protein. The activated STAT protein binds to the DNA response element and regulates gene transcription. The oligonucleotide sequence containing the DNA regulatory element of the generic sequence TT (N) nAA has been identified as a STAT response element (13). This element binds STAT proteins in response to signal molecules such as cytokines.

렙틴 수용체(OB-R)(14)는 잠재성의 시토솔 STAT 단백질을 활성화시키는 것으로 알려진, IL-6과 관련된 시토킨을 위한 공통 신호 변환 성분인 gp 130을 포함하는 분류 Ⅰ시토킨 수용체와 관련되어 있다(15). 다수의 OB-R 이소형이 존재하며, 그 중 적어도 두 개, 즉 OB-Ra 및 OB-Rb가 교호의 스플라이싱에 의해 생성된다(4,5,7). 짧은 이소형, OB-Ra, OB-Rc 및 OB-Rd는 각각 34, 32 및 40의 아미노산 시토솔 C 말단을 함유한다. 하나의 가용성 이소형인 OB-Re가 존재하며, 이는 경막 영역이 부재한다. OB-Rb 이소형은 야누스 키나아제/신호 변환기 및 전사 활성화제(JAK/STAT) 신호 경로의 활성화에 요구되는 결합 모티브를 포함하는 302 아미노산의 완전한 길이의 시토솔 영역을 함유한다. 마우스의 당뇨병(db) 유전자에서의 점 돌연변이(G→T)는 새로운 스플라이스 제공 부위와 미성숙 번역 종결을 초래한다(4, 5).The leptin receptor (OB-R) (14) is associated with class I cytokine receptors, including gp 130, a common signal transduction component for cytokines associated with IL-6, known to activate potential cytosolic STAT proteins (15). There are multiple OB-R isoforms, at least two of which, OB-Ra and OB-Rb, are generated by alternate splicing (4,5,7). Short isoforms, OB-Ra, OB-Rc and OB-Rd contain amino acid cytosolic C-termini of 34, 32 and 40, respectively. There is one soluble isoform, OB-Re, which lacks the epidermal region. The OB-Rb isoform contains a full length cytosolic region of 302 amino acids, including the binding motif required for activation of the Janus kinase / signal transducer and the transcription activator (JAK / STAT) signaling pathway. Point mutations in the diabetes (db) gene of mice (G → T) lead to new splice donor sites and immature translation termination (4, 5).

끝을 자른 OB-R(db)는 JAK 및 STAT과의 상호작용에 필요한 서열 모티브가 결핍되어 있으며, db/db 마우스 모델로부터의 증거는 OB-Rb가 JAK/STAT 활성화와 음식물 섭취와 세포 증식에 대한 렙틴 매개 효과를 매개할 수 있는 유일한 수용체라는 것을 제시한다.End-truncated OB-R (db) lacks the sequence motif required for interaction with JAK and STAT, and evidence from the db / db mouse model suggests that OB-Rb is involved in JAK / STAT activation and food intake and cell proliferation Suggesting that it is the only receptor capable of mediating the leptin mediated effect.

국제 특허 출원, 공보 번호 WO 96/34885호는 렙틴이 4 개의 나선 다발 3 차 구조로 특징지어 진다고 기술한다. 본 발명자들의 예상대로, 렙틴이 그 중 하나(QB-Rb)가 JAK-STAT 키나아제 계단식 정보 전달을 활성화시키는 막결합 수용체들과 상호작용한다는 것이 이제 밝혀졌다(17). 이 상호작용은 렙틴의 생리 효과를 모방하거나, 증강시키거나 저해하는 화합물을 검출하는 분석 시스템의 기초를 형성한다. 그러한 분석은 체중, 에너지 균형, 조혈, 수정률 및 렙틴에 의해 조정되는 질환의 치료를 위한 화합물을 선별하는데 유용하다. 이 분석은 비만증, 거식증, 악액질 및 당뇨병과 관련된 질환의 치료를 위한 화합물을 선별하는데 특히 유용하다.International patent application publication number WO 96/34885 describes that leptin is characterized by a four-stranded, three-stranded structure. As expected by the present inventors, it now has been found that leptin is one (QB-R b) to interact with the membrane bound receptor that activates a JAK-STAT kinase cascade communication of which (17). This interaction forms the basis of an analytical system that detects compounds that mimic, enhance or inhibit the physiological effects of leptin. Such assays are useful for screening compounds for the treatment of diseases controlled by weight, energy balance, hematopoiesis, fertility and leptin. This assay is particularly useful for screening for compounds for the treatment of obesity, anorexia, cachexia and diseases associated with diabetes.

국제 특허 출원, 공보 번호 WO 96/38586호는 JAK/STAT 기술을 사용하는 새로운 검출법에 괸한 것이다. 공동 계류중인 국제 특허 출원 번호 PCT GB97/02988호는 유사한 기술에 관한 것이다.International patent application, publication number WO 96/38586, refers to a new detection method using JAK / STAT technology. Co-pending International Patent Application No. PCT GB97 / 02988 relates to a similar technique.

본 발명자들은 JAK-STAT 기술과 함께 사용하여 렙틴 수용체 및 그의 신호 변환 경로와 상호작용하는 화합물을 포함하는 렙틴 모방물, 증강제, 길항제를 동정하는 데에 있어서 특히 유리한 세포주를 이제 동정하였다. 본 발명자들은 영양소 흡수 및 지질 섭취와 관련된 마우스의 소화관의 분리된 부분과 인간 모델의 소장의 상피, CACO-2 세포에서 OB-Rb의 발현을 이제 발견하였다. 렙틴의 투여는 +/+ 및 ob/ob 공장(空腸)에서 핵 STAT5 DNA 결합 활성을 빠르게 유도하였으나, OB-Rb 결핍 db/db 마우스에서는 효과가 없었다. 렙틴 투여는 지방 투여 90분 후, 아포지방단백질 AIV(APO-AIV) 전사 수준의 2배 감소를 초래한다. 따라서, 렙틴은 OB-Rb 및 STAT5 메카니즘을 통해 음성 피드백 신호를 원발성 지질 조정의 부위에 매개할 수 있다. 렙틴의 결핍이나 이 부위에서의 직접적인 렙틴 작용의 저항은 비만증 및 그의 관련된 증후군에서 관찰되는 상승된 트리글리세라이드 및 지방단백질 수준에 기여할 수 있다.The present inventors have now identified cell lines that are particularly advantageous in identifying leptin mimetics, enhancers, and antagonists comprising compounds that interact with the leptin receptor and its signal transduction pathway in conjunction with JAK-STAT technology. The present inventors have now found the expression of OB-Rb in CAPC-2 cells, an epithelial in the small intestine of the human model, and a separate part of the gastrointestinal tract of the mouse involved in nutrient uptake and lipid uptake. Leptin administration rapidly induced nuclear STAT5 DNA binding activity in the + / + and ob / ob sites (jejunum), but not in OB-Rb deficient db / db mice. Leptin administration results in a 2-fold decrease in the level of apo fat protein AIV (APO-AIV) transcription after 90 minutes of fat administration. Thus, leptin can mediate the region of primary lipid regulation through the negative feedback signal through the OB-Rb and STAT5 mechanisms. The deficiency of leptin or its direct resistance to leptin action at this site may contribute to elevated triglyceride and lipoprotein levels observed in obesity and its related syndromes.

따라서, 본 발명은Therefore,

(a) 렙틴의 생리 효과를 모방하는 화합물의 경우, 리포터 유전자와 연결된 렙틴 활성화된 신호 변환기 및 전사 활성화제 (STAT) DNA 반응 요소에 대한 화합물의 효과를 평가하거나, 또는(a) evaluating the effect of a compound on a leptin activated signal transducer and a transcriptional activator (STAT) DNA response element linked to a reporter gene in the case of a compound mimicking the physiological effect of leptin, or

(b) 렙틴의 생리 효과를 증강시키거나 저해하는 화합물의 경우, 리포터 유전자와 연결된 렙틴 활성화된 STAT DNA 반응 요소에 대한 렙틴에 의해 제공되는 반응에 대한 화합물의 효과를 평가하며,(b) for compounds that enhance or inhibit the physiological effect of leptin, evaluate the effect of the compound on the response provided by leptin on the leptin activated STAT DNA response element linked to the reporter gene,

반응 요소 및 리포터는 백인의 결장 상피 세포주(CACO-2)에서 발현되거나, 또는The response element and reporter are expressed in the white colon epithelial cell line (CACO-2), or

반응 요소 및 리포터는 세포주(처리된 세포주)가 렙틴 활성화된 STAT DNA 반응 요소의 렙틴에 의해 자극을 매개하거나 향상시킬 수 있고 적절한 STAT 단백질을 함유하는 폴리펩타이드가 또한 형질이입되어 있는 CACO-2 세포에서 발현되는 것을 포함함을 특징으로 하는 렙틴의 생리 효과를 모방하거나, 증강시키거나 저해하는 화합물의 검출 방법을 제공한다.The response element and reporter can be used to determine whether the cell line (treated cell line) can mediate or enhance the stimulation by leptin in the leptin activated STAT DNA response element and that a polypeptide containing the appropriate STAT protein is also expressed in the transfected CACO-2 cells The present invention provides a method for detecting a compound that mimics, enhances or inhibits physiological effects of leptin.

렙틴 활성화된 STAT DNA 반응 요소의 렙틴에 의해 자극을 매개할 수 있는 적합한 폴리펩타이드는, 예를 들어 문헌 (Tartaglia 등, Cell, 1995, 83, 1263)에서 동정된 ob-유전자 수용체의 기능적 이소형이다. 활성화된 STAT DNA 반응 요소의 렙틴에 의해 자극을 향상시킬 수 있는 적합한 폴리펩타이드는 JAK 키나아제, 특히 JAK-2, 또는 STAT, 특히 STAT 3 또는 5이다.Suitable polypeptides capable of mediating stimulation by leptin in the leptin activated STAT DNA response element are functional isoforms of the ob-gene receptor identified, for example, in the literature (Tartaglia et al., Cell, 1995, 83, 1263) . A suitable polypeptide capable of enhancing stimulation by leptin in the activated STAT DNA response element is JAK kinase, particularly JAK-2, or STAT, particularly STAT 3 or 5.

적합하게는, 반응 요소는 프로모터 유전자, 바람직하게는 최소 프로모터와 연결된다.Suitably, the response element is associated with a promoter gene, preferably a minimal promoter.

적합한 반응 요소는 N이 임의의 뉴클레오티드이고 n은 4, 5 또는 6인 식 TT(N)nAA의 뉴클레오티드이다.Suitable reaction elements are nucleotides of the formula TT (N) n AA wherein N is any nucleotide and n is 4, 5 or 6.

선호되는 반응 요소는 그의 수용체와 상호작용하는 렙틴에 의해 매개되는 세포내 사건에 의해 선택적으로 활성화된다. 그러한 선택적 반응 요소는 렙틴 대 다른 시토킨에 의해 ob-반응성 세포주내로 형질이입되었을 때의 반응 요소-리포터 유전자의 구성 범위의 상대적인 활성화를 조사함으로써 결정될 수 있다.The preferred response element is selectively activated by an intracellular event that is mediated by leptin, which interacts with its receptor. Such an selective response element can be determined by examining the relative activation of the constitutive region of the response element-reporter gene when leptin versus other cytokines were transfected into the ob-responsive cell line.

선호되는 반응 요소는 N이 임의의 뉴클레오티드이고 n은 4 또는 5인 식 TT(N)nAA의 뉴클레오티드이다.The preferred response element is a nucleotide of the formula TT (N) n AA where N is any nucleotide and n is 4 or 5.

또다른 적합한 반응 요소는 TTCCCGGAA이다.Another suitable response element is TTCCCGGAA.

또다른 적합한 반응 요소는 STAT 상호작용에 요구되는 렙틴에 의해 조절되는 유전자의 프로모터의 부분이다. 이 유전자는 분석에 의해서 선택될 화합물의 특별한 치료학적 용도에 따라 좌우될 것이다.Another suitable response element is the part of the promoter of the gene regulated by leptin required for STAT interaction. This gene will depend on the particular therapeutic use of the compound to be selected by analysis.

적합한 리포터 유전자는 개똥벌레 루시페라아제 또는 클로람페니콜 아세틸트랜스퍼라아제 효소이다.A suitable reporter gene is firefly luciferase or chloramphenicol acetyltransferase enzyme.

적합한 프로모터는 단순 포진 바이러스 티미딘 키나아제 또는 SV40 프로모터와 같은 최소 프로모터이다.Suitable promoters are minimal promoters such as the herpes simplex virus thymidine kinase or the SV40 promoter.

도면의 간단한 설명은 다음과 같다.A brief description of the drawing is as follows.

도 1은 위장관으로부터의 조직 및 인간의 CACO-2 세포에서의 렙틴 수용체 (OB-R) mRNA 이소형의 발현을 나타내는 도면이다.Brief Description of the Drawings Figure 1 is a diagram showing the expression of leptin receptor (OB-R) mRNA isoforms in tissues from the gastrointestinal tract and human CACO-2 cells.

A. 실험 과정에서 기술한, 여윈(+/+) 및 비만증(ob/ob) 마우스의 관의 분리된 부분 내의 다수의 OB-R 이소형의 RT-PCR 검출; OB-Re(1), OB-Rd(2), OB-Rc(3), OB-Rb(4), OB-Ra(5) 및 마지막으로 100bp DNA 사다리.A. RT-PCR detection of multiple OB-R isoforms in separate sections of ducts of lean (+ / +) and obesity (ob / ob) mice as described in the experimental procedure; OB-Rd (2), OB-Rc (3), OB-Rb (4), OB-Ra (5) and finally a 100 bp DNA ladder.

B. 왼쪽 패널에서 지방으로부터의 오염과 사생 전사를 배제하기 위해 렙틴 특이적 프라이머가 사용되었다. 양성 대조군으로, OB-R의 세포외 영역으로부터의 공통 서열이 같은 샘플로부터 증폭되었다. 오른쪽 패널은 인간의 CACO-2 세포주에서의 기능적 렙틴 수용체 OB-Rb의 RT-PCR 검출을 보여준다.B. In the left panel, leptin specific primers were used to exclude contamination from fat and transcription. As a positive control, a common sequence from the extracellular domain of OB-R was amplified from the same sample. The right panel shows RT-PCR detection of the functional leptin receptor OB-Rb in human CACO-2 cell line.

도 2는 위장관 및 CACO-2 세포에서의 OB-R 수용체의 웨스턴 블롯팅 분석을 나타내는 도면이다. A. 짧은 이소형의 카르복시 말단에 대한 항체를 사용하여 +/+ 및 ob/ob 마우스의 관의 다른 구획들에서 검출된 OB-Ra. B. 모든 OB-R 이소형에 공통인 아미노 말단에 대한 항체를 사용하여 인간의 CACO-2 세포에서 검출된 OB-Ra. 화살표는 120kDa 띠의 대략적인 크기를 가리킨다.Figure 2 is a Western blot analysis of OB-R receptors in the gastrointestinal tract and CACO-2 cells. A. OB-Ra detected in different compartments of the tubes of the + / + and ob / ob mice using antibodies against the carboxy terminal of the short isotype. B. OB-Ra detected in human CACO-2 cells using an antibody to the amino terminus common to all OB-R isoforms. The arrow indicates the approximate size of the 120 kDa band.

도 3은 위장관의 다른 구획에서의 전체 OB-R 전사의 상대적인 발현 수준을 나타내는 도면이다. 상위 패널은 앞서 기술되었듯이 다른 양의 cDNA를 사용하여 +/+ 마우스의 위장관의 다양한 구획에서의 공통된 OB-R 세포외 영역의 PCR 증폭의 대표적인 겔을 보여준다(18). 각 샘플의 cDNA의 양은 β-액틴 수준과 연관되고 희석 수행 전에 조정되었다. 하위 패널은 +/+ 및 ob/ob 마우스에서의 PCR의 최적 선형 부분으로부터의 β-액틴 mRNA를 기준으로 표준화시킨 OB-R mRNA의 정량화를 보여준다.Figure 3 shows the relative expression levels of total OB-R transcripts in different compartments of the gastrointestinal tract. The top panel shows a representative gel of PCR amplification of the common OB-R extracellular domain in the various compartments of the gastrointestinal tract of the + / + mouse using different amounts of cDNA as previously described (18). The amount of cDNA in each sample was associated with the beta -actin level and adjusted prior to dilution. The lower panel shows the quantification of OB-R mRNA normalized based on beta -actin mRNA from the optimal linear portion of the PCR in + / + and ob / ob mice.

도 4는 마우스의 소화관 및 인간의 CACO-2 세포에서의 렙틴 반응성 STAT 단백질의 발현을 나타내는 도면이다.4 is a graph showing the expression of leptin reactive STAT protein in the gastrointestinal tract of a mouse and human CACO-2 cells.

A. +/+ 및 ob/ob 마우스로부터의 공장의 단백질 용해질 25μg에서의 STAT1, 3 및 5의 웨스턴 블롯팅 분석.A. Western blotting analysis of STAT1, 3 and 5 at 25 [mu] g of factory protein solubilis from + / + and ob / ob mice.

B. CACO-2 세포에서의 STAT1, 3 및 5의 웨스턴 블롯팅 분석. 양성 대조군은 각각 STAT1, 3 및 5를 위한 인간 섬유아세포, A431 및 인간 내피 세포 용해질이다. STAT2 및 6 또한 검출되었다(데이터는 도시되지 않음).B. Western blotting analysis of STAT1, 3 and 5 in CACO-2 cells. Positive controls are human fibroblast, A431 and human endothelial lysates for STAT1, 3 and 5, respectively. STAT2 and 6 were also detected (data not shown).

도 5는 렙틴에 반응하는 STAT DNA의 생체내 결합의 겔 이동성 이동 분석을 나타내는 도면이다. STAT5 DNA의 β카제인 프로모터 STAT5 교감 요소에의 결합 활성이 유도됨. 핵 추출물은 준비되고32P 말단 표지된 프로브와 함께 인큐베이션되고 4%의 본래의 PAGE 겔 상에서 분별된다. 렙틴 투여(5mg/kg)에 반응하여 30분 후에 +/+ 및 ob/ob 공장 핵 추출물에서 유도가 관찰됨. 항 STAT5 항체를 사용한 예비인큐베이션은 STAT5a로 구성된 주요 복합체를 밝혀냈다. db/db 마우스 또는 대조군 +/+ 및 ob/ob 마우스로부터의 공장의 핵 추출물에서는 어떠한 유도도 관찰되지 않았다.5 is a graph showing the gel mobility shift analysis of in vivo binding of STAT DNA in response to leptin. The binding activity of the STAT5 DNA to the beta casein promoter STAT5 sympathetic element was induced. Nuclear extracts are prepared and incubated with 32 P end labeled probes and separated on 4% native PAGE gels. Induction was observed in nuclear extracts of + / + and ob / ob plants after 30 min in response to leptin (5 mg / kg). Preliminary incubation with anti-STAT5 antibody revealed a major complex composed of STAT5a. No induction was observed in plant nuclear extracts from db / db mice or control + / + and ob / ob mice.

도 6은 렙틴에 반응하는 CACO-2 세포에서의 STAT DNA 결합의 겔 이동성 이동 분석을 나타내는 도면이다. 렙틴에 반응하는(20-200nM, 15분) STAT3 및 STAT5 DNA 결합 활성의 유도가 도시된다. 투약 반응 관계는 c-fos 프로모터로부터의 STAT1/3 선택적 높은 친화력의 m67-SIE 교감 요소에 의해 평가시 STAT3 활성화에서의 CACO-2 핵 추출물에서 렙틴 처리 후 관찰된다. 이 복합체는 항 STAT3 및 항 STAT1 항체를 사용한 예비인큐베이션에 의해 동정되었다. β카제인 프로브에 결합하는 STAT5 DNA는 또한 CACO-2 세포의 핵 추출물에서 렙틴 처리 후 관찰되었다. 주요 단백질 복합체는 항 STAT5b 특이 항체를 사용한 예비인큐베이션에 의해 동정되었다.6 is a graph showing gel migration mobility analysis of STAT DNA binding in CACO-2 cells responsive to leptin. Induction of STAT3 and STAT5 DNA binding activity in response to leptin (20-200 nM, 15 min) is shown. The dosing response relationship is observed after leptin treatment in CACO-2 nuclear extracts at STAT3 activation when assessed by the m67-SIE sympathetic component of the STAT1 / 3 selective high affinity from the c-fos promoter. This complex was identified by preliminary incubation with anti-STAT3 and anti-STAT1 antibodies. STAT5 DNA binding to the beta casein probe was also observed after leptin treatment in the nuclear extract of CACO-2 cells. The major protein complexes were identified by preliminary incubation with anti-STAT5b specific antibodies.

도 7은 마우스의 공장 및 인간의 CACO-2 세포에서의 즉시형 유전자 전사의 렙틴 유도를 나타내는 도면이다.FIG. 7 is a graph showing leptin induction of immediate-type gene transcription in the mouse's plant and human CACO-2 cells. FIG.

A. 트리스 대조군 및 렙틴 정맥내 주사(5mg/kg) 처리된 동물로부터의 ob/ob 공장으로부터의 전체 RNA의 노턴 블롯팅. 렙틴 투여 후 30분 뒤 c-fos mRNA 수준이 5 배인 유도가 명백하다.A. Northen blotting of total RNA from ob / ob plants from animals treated with A. tris control and intravenous injection of leptin (5 mg / kg). Induction of c-fos mRNA levels 5-fold after 30 minutes of leptin administration is evident.

B. (18)에서 기술되었듯이 렙틴(200nM)으로 30분 간 처리된 CACO-2 세포 단층으로부터의 전체 RNA에 대한 정량적인 PCR이 수행되었다. PCR의 최적 선형 부분을 얻기 위해 대조군 및 렙틴 처리된 세포로부터의 cDNA의 연속적인 희석물을 사용하였다.B. Quantitative PCR for total RNA from CACO-2 cell monolayers treated with leptin (200 nM) for 30 min as described in (18) was performed. Controls and serial dilutions of cDNA from leptin treated cells were used to obtain the optimal linear portion of PCR.

도 8은 렙틴 투여가 고지방 투여 후의 APO-AIV mRNA 수준을 감소시키는 것을 나타내는 도면이다. 렙틴(5mg/kg) 처리는 ob/ob 마우스의 공장에서의 APO-AIV mRNA 수준의 상당한 2 배 감소를 초래하였다. 마우스는 5 시간 동안 굶겨졌고 지방 하중(0.75ml 식물성 기름)의 투여 15분 전에 정맥 주사로 렙틴이 주어졌다. 90분 후 마우스는 희생되어 RNA 추출을 위해 공장이 제거되었다. APO-AIV mRNA의 발현은 28S rRNA에 대해 표준화되었고 결과는 평균±SEM(n=3 및 *p<0.05)로 발현되었다.Figure 8 is a graph showing that leptin administration decreases APO-AIV mRNA levels following high fat administration. Leptin (5 mg / kg) treatment resulted in a significant 2-fold reduction of APO-AIV mRNA levels in the plant of ob / ob mice. The mice were starved for 5 hours and received leptin intravenously 15 minutes prior to the administration of fat loading (0.75 ml vegetable oil). After 90 minutes the mice were sacrificed and the plant was removed for RNA extraction. Expression of APO-AIV mRNA was normalized to 28S rRNA and the results were expressed as mean ± SEM (n = 3 and * p <0.05).

CaCo-2 세포주가 렙틴 반응성 세포주로 동정된 방법론을 하기에 기술한다. 렙틴 반응성 세포주의 동정을 위한 일반적인 방법론은 공지되어 있으며 예를 들어 하기의 것을 포함한다.The methodology in which the CaCo-2 cell line is identified as a leptin reactive cell line is described below. General methodology for the identification of leptin reactive cell lines is well known and includes, for example, the following.

1. 마이크로피지오미터(Microphysiometer): 이 방법은 세포에서의 생화학적 변화로부터 발생한 작은 pH 변화를 검출한다. 자극을 받은 Ob-단백질 반응성 세포는 실리콘 마이크로피지오미터에 의해 검출될 수 있는 세포외 산성화도의 작은 변화를 일으키는 생화학적 변화를 받을 수 있다. 마이크로피지오미터 바이오센서 방법론은 문헌(McConnell, Science, 1992, 257, 1906)에서 검토되었다.1. Microphysiometer: This method detects small pH changes resulting from biochemical changes in cells. Ob-protein-responsive cells that are stimulated may undergo biochemical changes that cause small changes in extracellular acidity, which can be detected by a silicon microphysiometer. The microphysiometer biosensor methodology has been reviewed in the literature (McConnell, Science, 1992, 257, 1906).

2. 전기영동 이동성 이동 분석(EMSA): ob-단백질 처리 후의 세포로부터의 핵 추출물이 무차별적 또는 특이적 STAT 반응 요소 DNA 서열을 함유한 방사선표지된 올리고뉴클레오티드와 섞인다. ob-단백질에 반응하는 세포로부터의 추출물은 올리고뉴클레오티드의 STAT 반응 요소에 대한 겔 이동을 일으킬 수 있다.2. Electrophoretic mobility shift assay (EMSA): nuclear extracts from cells after ob-protein treatment are mixed with radiolabeled oligonucleotides containing indiscriminate or specific STAT response element DNA sequences. Extracts from cells that respond to the ob-protein can cause gel migration to the STAT response element of the oligonucleotide.

참고: 문헌 ("Recombinant DNA", 2nd Edition, Watson 등, 1992, Page 158, ;Lamb 등, Blood, 1994, 83, 2063)(Recombinant DNA, 2nd Edition, Watson et al., 1992, Lamb et al., Blood, 1994, 83, 2063)

3. 단백질 부인산반응 측정 분석: 수용체 활성화와 마지막 반응과의 세포내 단백질의 티로신 부인산반응을 통한 커플링은 부인산반응된 티로신을 인식하는 항체를 사용하여 분석될 수 있다. 더 구체적으로는, 렙틴 수용체는 JAK/STAT 경로의 티로신 부인산반응을 자극할 수 있기 때문에 이 방법은 렙틴 반응 세포주를 검출하는 방법을 제공한다. 특이적 JAK/STAT 항체는 티로신 부인산반응을 위한 항체와 함께 렙틴 반응성 세포주에서의 렙틴 활성화를 검출하기 위해 쓰일 수 있다. 단백질 부인산반응의 자극 뿐만 아니라 억제도 일어날 수 있다. 특별히, 인슐린 수용체 및 인슐린 수용체 기질-1의 인슐린 자극 부인산반응의 ob-단백질에 의한 억제는 래트-1 섬유아세포에서의 인슐린 수용체 발현에 대하여 보여진다(Kroder 등, 1996, Exp. Clin. Endocrinol. Diabetes, 104, suppl 2, p66).3. Protein Sphincter Acid Reaction Assay: Coupling through receptor tyrosine phosphorylation of the intracellular protein of receptor activation and final response can be analyzed using antibodies recognizing the sphingosine-reacted tyrosine. More specifically, since leptin receptors can stimulate the tyrosine dibasic acid response of the JAK / STAT pathway, this method provides a method for detecting leptin responsive cell lines. Specific JAK / STAT antibodies can be used to detect leptin activation in leptin reactive cell lines with antibodies to the tyrosine-sulphonic acid response. Stimulation as well as inhibition of the protein sphingase response can occur. In particular, inhibition by the ob-protein of insulin receptor and insulin-stimulating subunit of acid response of insulin receptor substrate-1 is shown for insulin receptor expression in rat-1 fibroblast (Kroder et al., 1996, Exp. Clin. Endocrinol. Diabetes, 104, suppl 2, p66).

4. 치환 결합: 세포주를 방사선표지된 렙틴, 예를 들어 [125I]-렙틴을 사용하여 인큐베이션한 후 렙틴의 비특이 결합 대 특이 결합은 표지를 안 한 렙틴의 첨가에 의해 연구될 수 있다. 높은 특이 대 비특이 결합비는 세포주가 렙틴 수용체를 함유할 수 있다는 것을 제시한다.4. Substitution bonds: Nonspecific binding versus specific binding of leptin after incubation of the cell line with radiolabeled leptin, eg, [ 125 I] -leptin, can be studied by the addition of unlabeled leptin. High specific vs. non-specific binding ratios suggest that the cell line may contain leptin receptors.

5. 기능적 형태, 바람직하게는 기능적 긴 형태의 ob-수용체를 위한 단백질의 선택적 항체 사용에 의한 검출.5. Detection by selective antibody use of proteins for functional, preferably functional, long forms of ob-receptors.

6. 기능적 형태, 바람직하게는 기능적 긴 형태의 ob-수용체를 위한 mRNA의 노턴, RT-PCR 또는 "슬롯 블롯팅" 분석법에 의한 검출.6. Detection by Norton, RT-PCR or " Slot Blotting " assays of mRNA for functional, preferably functional, long forms of ob-receptors.

7. 렙틴 처리 후 증가된 c-fos mRNA의 검출. c-fos mRNA는 노턴, RT-PCR 또는 "슬롯 블롯팅" 분석법에 의해 검출될 수 있다.7. Detection of increased c-fos mRNA after leptin treatment. c-fos mRNA can be detected by Norton, RT-PCR or "slot blotting" assays.

반응 요소, 리포터 및 바람직하게는 프로모터는 ob-반응성 세포주를 형질이입할 수 있는 벡터내로 적합하게 혼입된다.The response elements, reporters and preferably the promoter are suitably incorporated into a vector capable of transfecting an ob-responsive cell line.

적합한 벡터는 pGL2-염기성 루시페라아제 벡터(Promega)와 같은 상업적으로 이용가능한 벡터이다.A suitable vector is a commercially available vector such as the pGL2-basic luciferase vector (Promega).

벡터의 적합한 구성은 프로모터 및 리포터 유전자의 윗 쪽의 STAT DNA 반응 요소이다. 벡터의 더 적합한 구성은 티미딘 키나아제 프로모터 및 루시페라아제 리포터 유전자 윗 쪽의 다수 직렬반복(2-10)되는 STAT DNA 반응 요소이다.A suitable constitution of the vector is the STAT DNA response element upstream of the promoter and reporter gene. A more suitable configuration of the vector is the STAT DNA response element, which is a multiple tandem repeat (2-10) above the thymidine kinase promoter and luciferase reporter gene.

벡터는 예를 들어 단순 포진 바이러스 티미딘 키나아제 또는 SV40 프로모터와 같은 최소 프로모터에 결합된 예를 들어 개똥벌레 루시페라아제 또는 클로람페니콜 아세틸트랜스퍼아라제 효소와 같은 리포터 유전자를 함유하여 구성된다. STAT 반응 요소에 대한 DNA 단편은 최소 프로모터의 윗 쪽의 적절한 제한 효소 부위를 사용하여 벡터내로 삽입된다.The vector is constructed containing reporter genes such as, for example, firefly luciferase or chloramphenicol acetyl transferase enzyme conjugated to a minimal promoter such as, for example, herpes simplex virus thymidine kinase or SV40 promoter. The DNA fragment for the STAT response element is inserted into the vector using the appropriate restriction enzyme site at the top of the minimal promoter.

반응 요소, 리포터 및 프로모터는 필요한 경우 통상의 발현 기술을 사용하여 벡터내로 혼입될 수 있으며, 예를 들어 반응 요소에 대한 DNA 단편이 최소 프로모터 윗 쪽의 적절한 제한 효소 부위를 사용하여 벡터 내로 삽입될 수 있다.Reaction elements, reporters and promoters can be incorporated into the vector using conventional expression techniques, if necessary, for example, a DNA fragment for the reaction element can be inserted into the vector using the appropriate restriction enzyme site upstream of the minimal promoter have.

STAT 반응 요소-루시페라아제 효소 리포터 시스템은 문헌(Lamb 등, Blood, 1994, 8, 2063 및 Seidel 등, Proc. Nat. Acad. Sci. 미국, 1995, 92, 3041)에 기술되었듯이 구성될 수 있다.STAT response element-Luciferase enzyme reporter system can be constructed as described in the literature (Lamb et al., Blood, 1994, 8, 2063 and Seidel et al., Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 1995, 92, 3041).

렙틴 반응성 세포는 예를 들어 인산칼슘 방법과 같은 표준 방법을 사용하여 STAT 반응 요소-최소 프로모터-루시페라아제 리포터 구성물이 형질이입될 수 있다(Graham and Van Der Eb, Virology, 1973, 52, 456). 형질이입 효율의 차이를 보정하기 위해 이 세포는 β-갈락토시다아제 활성 발현의 대조 플라스미드가 공형질이입될 수 있다. 형질이입 주기(12-24시간) 이 후 이 세포는 변화하는 농도의 화합물로 처리되고 그 뒤 하비스트되고 용해된다. 용해질은 루시페라아제의 활성 및 적절한 경우 β-갈락토시다아제 활성을 위해 분석된다. 증강 또는 길항제 활성은 렙틴 단독에 비해 루시페라아제 반응의 증강 또는 감소의 평가 및 측정 하에 적절한 농도의 렙틴을 화합물에 전(前) 또는 동시(同時) 첨가함으로써 분석될 수 있다. 예를 들어 여러 상업적 키트 뿐만 아니라 문헌(Ow 등, Science, 1986, 234, 856 및 de Wet 등, Mol. Cell Biol., 1987, 7, 725)의 루시페라아제 효소 활성 분석을 위한 표준 방법이 있다.Leptin-reactive cells can be transfected with the STAT response element-minimal promoter-luciferase reporter construct using standard methods such as, for example, the calcium phosphate method (Graham and Van Der Eb, Virology, 1973, 52, 456). To correct for differences in transfection efficiency, these cells may be co-transfected with a control plasmid expressing? -Galactosidase activity. After the transfection cycle (12-24 h), these cells are treated with varying concentrations of compound, then harvested and lysed. The lysates are assayed for activity of luciferase and, if appropriate, for beta -galactosidase activity. Enhancing or antagonist activity can be assayed by pre- or simultaneous (simultaneous) addition of an appropriate concentration of leptin to the compound under evaluation and measurement of the enhancement or reduction of the luciferase response relative to leptin alone. There are standard methods for the analysis of luciferase enzyme activity in various commercial kits as well as in literature (Ow et al., Science, 1986, 234, 856 and de Wet et al., Mol. Cell Biol., 1987, 7, 725).

안정한 세포주는 렙틴 반응성 세포주를 리포터 구조물 및 선택성 마커로 형질이입함으로써 생성될 수 있다. 선택성 마커는 문헌(Recombinant DNA, 2nd edition, J. D. Watson 등, 1992, 페이지 216)에 기술되었듯이 안정한 세포주 생성을 위해 일상적으로 사용된다. 이 안정하게 형질이입된 세포주는 렙틴의 생리 효과를 모방, 증강 또는 차단하는 화합물에 대한 높은 처리량 분석을 생성하기 위해 사용될 수 있다.A stable cell line can be generated by transfecting a leptin reactive cell line with a reporter construct and a selectable marker. Selectivity markers are routinely used for stable cell line generation as described in the literature (Recombinant DNA, 2nd edition, J. D. Watson et al., 1992, page 216). This stably transformed cell line can be used to generate high throughput assays for compounds that mimic, enhance or block the physiological effects of leptin.

본 발명은 본 명세서에 개시된 방법에 의해 동정될 때, 렙틴의 생리 효과를 모방, 증강 또는 저해하는 화합물에까지 또한 확장된다.The invention also extends to compounds that mimic, enhance or inhibit the physiological effects of leptin when identified by the methods disclosed herein.

본 발명은 또한 본 명세서에 개시된 방법에서 사용하도록 개조된 부분의 키트까지 확장된다.The invention also extends to a kit of parts adapted for use in the methods disclosed herein.

본 발명은 또한 본래의 또는 처리된 CACO-2 세포를 사용하여 그러한 세포에서 렙틴이 도출하는 다른 반응을 측정함으로써 렙틴의 생리 효과를 모방, 증강 또는 저해하는 화합물을 검출하는 것으로 확장된다.The present invention also extends to detecting compounds that mimic, enhance or inhibit the physiological effects of leptin by measuring other responses to leptin from such cells using native or treated CACO-2 cells.

본 발명은 또한 본래의 또는 처리된 CACO-2 세포를 사용하여 렙틴 모방물, 증강제 또는 저해제 제제의 기능적 활성을 측정하는 것으로 확장된다.The present invention also extends to measuring the functional activity of leptin mimetics, enhancers or inhibitor formulations using native or treated CACO-2 cells.

본 명세서에서 사용되는 렙틴의 생리 효과를 모방하는 화합물은 렙틴 부재시에 렙틴 수용체를 자극하여 ob-단백질과 실질적으로 같은 생리 효과를 제공하거나 이 수용체의 후속 단계(후수용체)의 반응을 활성화시킬 수 있는 화합물을 언급한다.As used herein, a compound that mimics the physiological effect of leptin is a compound that stimulates the leptin receptor in the absence of leptin to provide substantially the same physiological effect as the ob-protein or can activate the response of the subsequent step (post-receptor) &Lt; / RTI &gt;

본 명세서에서 사용되는 렙틴의 생리 효과를 증강시키는 화합물은 렙틴의 효능 및(또는) 최대 생리 효과를 향상시키는 화합물을 언급한다.As used herein, the compound that enhances the physiological effect of leptin refers to a compound that enhances the efficacy and / or maximum physiological effect of leptin.

본 명세서에서 사용되는 렙틴의 생리 효과를 저해하는 화합물이란 렙틴의 생리 효과를 감소시키거나 실질적으로 차단하는 화합물을 말한다.As used herein, a compound that inhibits the physiological effect of leptin refers to a compound that reduces or substantially blocks the physiological effect of leptin.

폴리펩티드의 기능적 형태를 코딩하는 cDNA는 구성 프로모터, (예: 바이러스 프로모터) 또는 조절가능한 프로모터의 조절하에 형질이입되어 필요에 따라 작동제 또는 길항제의 동정을 위해 폴리펩타이드의 발현을 최적화시킬 수 있다. 또한, 반응 요소 및 리포터는 구성 또는 조절가능한 프로모터가 렙틴 수용체를 위한 염색체적으로 코딩된 유전자의 윗 쪽 위치에 상동 재조합 방법에 의해 개조되어 들어가는 세포주에서 발현된다. 그러한 방법은 문헌(Waldman, Critical Reviews in Oncology/Hematology, 1992, 12, 49)에 의해 검토되었고 특별한 예시가 문헌(Riele 등, Proceedings of the National Academy of Sciences, 1992, 89, 5128)에 주어졌다.The cDNA encoding the functional form of the polypeptide can be transfected under the control of a constitutive promoter (e.g., a viral promoter) or a regulatable promoter to optimize the expression of the polypeptide for identification of an agonist or antagonist, as needed. In addition, the response elements and reporters are expressed in cell lines in which the constitutive or regulatable promoter is modified by homologous recombination at the site above the chromosomally encoded gene for the leptin receptor. Such methods have been reviewed by Waldman (Critical Reviews in Oncology / Hematology, 1992, 12, 49) and specific examples are given in the literature (Riele et al., Proceedings of the National Academy of Sciences, 1992, 89, 5128).

하기의 예들은 본 발명의 예시를 제공할 뿐 본 발명의 범위를 어떤 식으로든 제한하려는 것은 결코 아니다.The following examples are provided to illustrate but not to limit the scope of the invention in any way.

일반 과정:General courses:

CaCo-2 세포는 단순 포진 티미딘 키나아제 및 루시페라아제 유전자 리포터 구조물과 같은 최소 프로모터의 윗 쪽에 예를 들어 인산 칼슘 방법과 같은 표준 방법을 사용하여 다수의 직렬 카피로 STAT 반응 요소를 함유하는 리포터 플라스미드가 형질이입된다(Graham and Van Der Eb, Virology, 1973, 52, 456). 형질이입 효율의 차이를 보정하기 위해, 이 세포는 β-갈락토시다아제 활성 발현의 대조 플라스미드가 공형질이입될 수 있다. 형질이입 주기(12-24시간) 이 후 이 세포는 변화하는 농도의 화합물로 처리되고 그 뒤 하비스트되고 용해된다. 용해질은 루시페라아제의 활성 및 적절한 경우 β-갈락토시다아제의 활성을 위해 분석된다. 길항제 활성은 렙틴 단독에 비해 루시페라아제 반응의 감소의 평가 및 측정 하에 적절한 농도의 렙틴을 화합물에 전 또는 동시 첨가함으로써 분석될 수 있다. 예를 들어 여러 상업적 키트 뿐만 아니라 문헌(Ow 등, Science, 1986, 234, 856 및 de Wet 등, 1987, 7, 725)의 루시페라아제 효소 활성 분석을 위한 표준 방법이 있다.CaCo-2 cells were transfected with a reporter plasmid containing the STAT response element in a plurality of tandem copies using standard methods such as the calcium phosphate method, for example, above the minimal promoter, such as the herpes simplex thymidine kinase and the luciferase gene reporter construct (Graham and Van Der Eb, Virology, 1973, 52, 456). To correct for differences in transfection efficiency, the cells may be co-transfected with a control plasmid expressing? -Galactosidase activity. After the transfection cycle (12-24 h), these cells are treated with varying concentrations of compound, then harvested and lysed. The lysates are assayed for the activity of luciferase and, if appropriate, for the activity of beta -galactosidase. Antagonist activity can be assayed by pre- or simultaneous addition of leptin to the compound at an appropriate concentration under the evaluation and measurement of a decrease in luciferase response compared to leptin alone. For example, there are standard methods for the analysis of luciferase enzyme activity in various commercial kits as well as in literature (Ow et al., Science, 1986, 234, 856 and de Wet et al., 1987, 7, 725).

실험 구획 요약Experimental compartment summary

지방세포 호르몬인 렙틴은 증가하는 포만 및 증가하는 에너지 소비를 매개하며 시상하부에서 STAT3을 활성화시킨다. 지금까지, 생체내 STAT 경로의 렙틴 매개 활성화는 시상하부 이외의 조직 내에서 정립되지 않았다. 본 발명자들은 이제 지질 조정과 관련된 마우스의 소화관의 분리된 부분에서의 생체내 신호 발생 및 렙틴 수용체의 발현을 기술한다. 기능적 이소형, OB-Rb의 발현은 공장에 제한된다. 렙틴의 정맥내 주사는 +/+ 및 비만증(ob/ob) 마우스의 공장에서 핵 STAT5 DNA 결합 활성을 빠르게 유도하지만, OB-Rb 이소형이 결핍된 당뇨병 (db/db) 마우스에서는 아무 효과가 없었다. 또한, 즉시형 유전자 c-fos의 유도가 생체내 관찰되었다. 소장 상피 CACO-2 세포의 인간 모델에서의 STAT3 및 STAT5의 활성화 및 다수의 즉시형 유전자의 렙틴 매개 유도가 이 효과를 확증한다. 더욱이, 렙틴의 정맥내 투여는 지방 투여 90분 후 공장에서의 APO-AIV 전사 수준의 상당한 2배 감소를 일으켰다. 본 발명자들의 실험 결과는 공장이 렙틴 작용의 직접적인 표적이며 이 활성은 OB-Rb의 존재에 의존한다는 것을 제시한다. 이 부위에서의 렙틴 작용에 대한 저항이나 렙틴 결핍은 지질 조정에 직접적으로 영향을 미침으로써 비만증 및 그의 관련된 증후군에 기여할 수 있다.Leptin, an adipocyte hormone, mediates increased satiety and increased energy expenditure and activates STAT3 in the hypothalamus. To date, leptin mediated activation of the STAT pathway in vivo has not been established in tissues other than the hypothalamus. We now describe in vivo signaling and expression of leptin receptors in separate parts of the gastrointestinal tract of the mouse involved in lipid regulation. Expression of functional isoforms, OB-Rb, is limited to the plant. Intravenous injection of leptin rapidly induces nuclear STAT5 DNA binding activity in the plant of + / + and obesity (ob / ob) mice, but has no effect in diabetic (db / db) mice deficient in OB-Rb isoform . In addition, the induction of the immediate type gene c-fos was observed in vivo. Activation of STAT3 and STAT5 in human models of small epithelial CACO-2 cells and leptin-mediated induction of multiple immediate-type genes confirm this effect. Moreover, intravenous administration of leptin resulted in a significant 2-fold reduction in the APO-AIV transcription level in the plant after 90 minutes of fat administration. Our experimental results suggest that the plant is a direct target of leptin action and that this activity is dependent on the presence of OB-Rb. Resistance to leptin action at this site, or leptin deficiency, can directly contribute to lipid regulation, thereby contributing to obesity and its associated syndromes.

본 명세서에서 쓰인 약어는 다음과 같다: NIDDM, 비인슐린 의존형 당뇨병; OB-R, 렙틴 수용체; RT-PCR, 역전사 폴리머라아제 연쇄반응; JAK, 야누스 키나아제; STAT, 신호 변환기 및 전사 활성화제; CACO-2, 인간 결장 상피 세포주; APO-AIV, 아포지방단백질 AIV; EMEM, 얼스 최소 필수 배지.Abbreviations used herein are: NIDDM, non-insulin dependent diabetes mellitus; OB-R, leptin receptor; RT-PCR, reverse transcription polymerase chain reaction; JAK, Janus kinase; STAT, signal transducer and transcription activator; CACO-2, human colon epithelial cell line; APO-AIV, apo fat protein AIV; EMEM, Earls minimum essential badge.

<실험 과정><Procedure>

동물과 세포- 아스톤(Aston) 균주의 생 후 6주의 암컷 야생형 및 ob/ob 마우스를 실내에서 기르고 물 및 표준 실험실 먹이 접근이 이루어지는 상태에서 12시간 일광:12시간 어둠 주기에 놓아 두었다(Beekay rat and mouse toxicology diet, Bantin and Kingman, Hull, UK). 렙틴(5mg/kg)의 생체내 효과는 대조군에게 10mM 트리스 비히클 또는 꼬리 정맥 주사에 의해 투여된 10mM 트리스에 용해된 재조합 렙틴(Peprotech, Rockyville, 미국)을 사용하여 분석하였다. 지정된 시간 후, 마우스를 경부 탈구시켜 희생시키고 조직을 절개하고, 세정하고 얼음 냉각된 생리 식염수로 세척하였다. 조직은 하기에 기술되었듯이 핵 단백질의 추출을 위해 신선하게 하비스트하거나 액체 질소 중에서 재빨리 동결하고 -80°C에서 저장하였다. 백인 결장 상피 세포, CACO-2(European animal cell culture, 포르톤 다운(Porton Down), 영국)는 1% 불필수 아미노산(NEAA), 2mM L-글루타민, 10% 송아지 태아 혈청, 100μ/ml 페니실린, 100㎍/ml 스트렙토마이신(모두 Gibco/BRL(영국)으로부터 입수)을 포함하는 얼스 최소 필수 배지(EMEM)에서 37°C의 가습된 5% 이산화탄소/공기 소실에서 실험 전 3-4일 동안 융합된 상태로 배양하여 얻었다. 세포는 0.1%의 BSA를 포함하는 무혈청 보충된 EMEM에서 24시간 동안 예비인큐베이션하였다. 세포는 그 후 주어진 농도의 렙틴 또는 트리스 대조군 비히클와 함께 또는 없이 0.1%의 BSA를 포함하는 기저 EMEM에서 인큐베이션되었다.Animals and Cells-Six-week-old female wild-type and ob / ob mice were housed in the Aston strain and placed in a 12-hour daylight-12 hour dark cycle with water and standard laboratory food access (Beekay rat and mouse toxicology diet, Bantin and Kingman, Hull, UK). The in vivo efficacy of leptin (5 mg / kg) was analyzed using a 10 mM Tris-dissolved recombinant leptin (Peprotech, Rockyville, USA) administered by a 10 mM Tris-vehicle or a tail vein injection into the control. After the designated time, the mice were sacrificed by neck dislocation, the tissue was incised, rinsed and washed with ice-cold physiological saline. Tissues were harvested freshly for extraction of nuclear proteins or frozen quickly in liquid nitrogen and stored at -80 ° C, as described below. Caucasian colonic epithelial cells, CACO-2 (European animal cell culture, Porton Down, UK) were cultured in RPMI medium supplemented with 1% essential amino acid (NEAA), 2 mM L- glutamine, 10% fetal bovine serum, In a minimum essential medium (EMEM) containing 100 μg / ml streptomycin (all from Gibco / BRL (UK)), the cells were fused at 37 ° C humidified 5% carbon dioxide / Lt; / RTI &gt; Cells were preincubated for 24 hours in serum-free supplemented EMEM containing 0.1% BSA. The cells were then incubated in basal EMEM containing 0.1% BSA with or without a given concentration of leptin or Tris control vehicle.

렙틴 수용체 mRNA 발현- 전체 RNA는 RNaid plus kit(BIO 101, Inc. USA)을 사용하여 조직 및 세포로부터 단리하고 DNase Ⅰ(Gibco/BRL, 영국)으로 즉시 처리하였다. 대략 RNA(4㎍)를 사용하여 제 1 가닥 cDNA 비드(Pharmacia, Biotech) 및 올리고(dT)12-18(Invitrogen)를 포함하는 cDNA를 얻었다. RNA의 완전성 및 로딩은 아가로스 겔 중에서 리보솜 rRNA 띠(28S 및 18S)의 검출 주사에 의해 연구하였다. 지방으로부터의 잠재적인 오염은 렙틴 특이 프라이머(표 Ⅰ)를 RT-PCR 증폭으로 사용함으로써 연구하였다. CACO-2 세포에서 OB-Rb 전사 뿐만 아니라 마우스의 소화관에서의 OB-R 전사 이소형의 RT-PCR 검출은 표 Ⅰ에 기재된 올리고뉴클레오티드를 사용하여 행하였다. 모든 PCR 증폭은 프로젠 써멀 사이클러(Progene thermal cycler(Techne/Cambridge))에서 AmpliTaq(PerkinElmer)를 사용하여 95°C에서 45초 동안 변성, 57°C에서 45초 동안 어닐링, 72°C에서 45초 동안 확장(단, 긴 OB-Rb 이소형 확장을 위해서는 1분 동안 행함)을 2 번 행하였다. PCR 생성물은 그 후 pCR-TRAP 클로닝 시스템(GeneHunter Corp., USA)으로 직접 클론되며 PCR 생성물의 동질성은 키트(ThermoSequenase terminator cycle sequencing kit(American Life Science, 영국))를 사용한 서열화에 의해 확인하였다. 정략적 PCR을 위해서, +/+ 및 ob/ob 마우스로부터의 cDNA 샘플을 연속적으로 희석하고 PCR은 정해진 숫자의 주기(OB-R의 경우 37 그리고 β-액틴의 경우 30)로 앞서 기술한 바와 같이 행하였다(18).Expression of leptin receptor mRNA - Total RNA was isolated from tissues and cells using RNaid plus kit (BIO 101, Inc. USA) and immediately treated with DNase I (Gibco / BRL, UK). CDNA containing first strand cDNA beads (Pharmacia, Biotech) and oligo (dT) 12-18 (Invitrogen) was obtained using approximately RNA (4 쨉 g). RNA integrity and loading were studied by detection of ribosomal rRNA strips (28S and 18S) in agarose gels. Potential contamination from fat was studied by using leptin specific primers (Table I) as RT-PCR amplification. RT-PCR detection of OB-R transcript isoforms in the gastrointestinal tract of mice as well as OB-Rb transcription in CACO-2 cells was performed using the oligonucleotides described in Table I. [ All PCR amplifications were performed using AmpliTaq (PerkinElmer) in a Progene thermal cycler (Techne / Cambridge) for 45 sec at 95 ° C, annealing at 57 ° C for 45 sec, annealing at 72 ° C for 45 sec (But for 1 min to extend the long OB-Rb isoform). The PCR products were then cloned directly into the pCR-TRAP cloning system (GeneHunter Corp., USA) and the homology of the PCR products was confirmed by sequencing using a kit (ThermoSequenase terminator cycle sequencing kit (American Life Science, UK)). For the sequential PCR, the cDNA samples from the + / + and ob / ob mice are serially diluted and the PCR is carried out as described above with a predetermined number of cycles (37 for OB-R and 30 for beta -actin) Respectively.

조직과 세포의 이뮤노블롯팅 분석- 신선한 조직을 프로테아제 저해제 칵테일(Boehringer Mannheim, 독일)을 함유한 얼음 냉각된 RIPA 완충액(1X PBS, 1% IGEPAL, 0.5% 소듐데옥시콜레이트) 중에서 균질화시키고 단백질 용해질은 단백질 분석(Sigma Diagnostics, UK) 및 표준 웨스턴 분석에 사용하였다. 대략 20㎍ 단백질을 겔 로딩 완충액(4% SDS, 100mM 트리스, pH 6.8, 100mM β-머캅토에탄올)과 혼합하고 10% SDS-PAGE 상에서 분해하였다. CACO-2 세포의 단층을 위해, 겔 로딩 완충액을 플라스크에 첨가함으로써 단백질을 추출하였다. 단백질은 PVDF(Millipore, UK) 막으로 전기이동시키고 2% BSA, 10mM 트리스 pH 7.4, 100mM 염화나트륨, 0.1% 트윈(Tween) 20 중에서 블록킹함으로써 이뮤노블롯팅을 수행하였고 OB-R은 M-18 또는 N-20 항체(Santa Cruz Biothechnology, Inc., 미국)를 사용하여 검출하였으며, STAT 단백질은 STAT5 (C-17) (Santa Cruz Biothechnology, Inc., 미국) 및 STAT1, -2, -3, 및 -6(Transduction Laboratories, 미국) 항체를 사용하여 검출하였다. 띠는 ECL 키트를 사용법에 따라 사용함으로써 시각화되었다(Amersham, 영국).Fresh tissue was homogenized in ice-cold RIPA buffer (1X PBS, 1% IGEPAL, 0.5% sodium deoxycholate) containing a protease inhibitor cocktail (Boehringer Mannheim, Germany) and the protein lysate Protein analysis (Sigma Diagnostics, UK) and standard Western analysis. Approximately 20 μg of protein was mixed with gel loading buffer (4% SDS, 100 mM Tris, pH 6.8, 100 mM β-mercaptoethanol) and resolved on 10% SDS-PAGE. For monolayers of CACO-2 cells, proteins were extracted by adding gel loading buffer to the flask. Immunoblotting was performed by electrophoresis of the protein on PVDF (Millipore, UK) membrane and blocking in 2% BSA, 10 mM Tris pH 7.4, 100 mM sodium chloride, 0.1% Tween 20 and OB- STAT-2, -3, and -6 were detected using STAT-2 (Santa Cruz Biothechnology, Inc., USA) (Transduction Laboratories, USA) antibody. The band was visualized by using the ECL kit according to usage (Amersham, UK).

핵 추출물- CACO-2 세포는 처리 후 즉시 얼음위에 놓았으며 배지는 제거하였다. 세포는 얼음 냉각된 PBS로 재빨리 세척하였고 그 뒤 5mM NaF, 10mM NaMoO4및 1mM 활성화된 NaVO3를 포함하는 PBS로 세척하였다. 세포는 10mM HEPES, pH 7.9, 10mM NaMoO4, 1mM NaVO3, 1mM EDTA, 1mM EGTA, 1mM NaF, 0.125 μM 오카다산, 1mM DTT, 2㎍/ml 루펩틴, 2 ㎍/ml 아프로티닌, 50 ㎍/ml AEBSF 및 0.2% IGEPAL CA-630 세정제(Sigma, 영국)를 함유한 저장성 완충액(400㎕/25㎠)으로 세포 찰과 및 부드러운 분쇄에 의해 용해시켰다. 이 용해질은 얼음 위에서 5분 동안 인큐베이션하였고 핵은 14000rpm에서 20초 동안의 미크로원심분리에 의해 펠릿화시켰다. 상층액은 폐기하고 핵은 고염완충액(저장성 완충액 더하기 200mM 염화나트륨, 20% 글리세롤) 100㎕ 중에서 부드럽게 재현탁시켰다. 핵 단백질은 4°C에서 30분 간 관을 회전시킴으로써 추출하였고 잔해는 14000rpm에서 20분 동안의 미크로원심분리에 의해 펠릿화시켰다. 핵 추출물은 분취한 후 겔 이동성 이동 분석 전 액체 질소 중에서 급냉되었다(하기 참조). 조직은 절개하고, 얼음 냉각 생리 식염수에서 세척하고, 잘게 썰은 후 1:10 w/v 저장성 용해 완충액 중에서 균질화시키고, 핵 추출물은 기본적으로 CACO-2 세포에 대해 기술한 것과 같이 획득하였다.Nuclear extract-CACO-2 cells were placed on ice immediately after treatment and the medium was removed. Cells were washed with PBS containing Then 5mM NaF, 10mM NaMoO 4 and 1mM activated NaVO 3 were quickly washed with ice cold PBS. Cells were cultured in RPMI 1640 medium supplemented with 10 mM HEPES, pH 7.9, 10 mM NaMO 4 , 1 mM NaVO 3 , 1 mM EDTA, 1 mM EGTA, 1 mM NaF, 0.125 μM okadaic acid, 1 mM DTT, 2 μg / ml rupeptin, ml &lt; / RTI &gt; AEBSF and 0.2% IGEPAL CA-630 detergent (Sigma, UK). The lysate was incubated on ice for 5 minutes and the nuclei were pelleted by microcentrifugation at 14000 rpm for 20 seconds. The supernatant was discarded and the nuclei gently resuspended in 100 μl of high salt buffer (storage buffer plus 200 mM sodium chloride, 20% glycerol). The nucleoprotein was extracted by rotating the tube at 4 ° C for 30 minutes and the debris was pelleted by microcentrifugation at 14000 rpm for 20 minutes. Nuclear extracts were aliquoted and then quenched in liquid nitrogen prior to analysis of gel mobility shifts (see below). Tissues were dissected, washed in ice-cold physiological saline, chopped and homogenized in a 1:10 w / v shelf-lysis buffer, and the nuclear extract was basically obtained as described for CACO-2 cells.

겔 이동성 이동 분석- 5㎕ 핵 추출물을 사용하여 100ng/반응32Pγ-ATP 말단 표지된 프로브를 사용하여 1㎍/ml 폴리데옥시 이노신/시티딘(Pharmacia, 스웨덴)을 포함하는 DNA 결합 완충액(트리스 10mM, pH 7.5, 150mM 염화나트륨, 1mM DTT) 중에서 DNA 결합 연구를 하여 비특이 결합을 차단하였다. 결합 반응은 실온에서 20분 동안 인큐베이션한 후 4%의 본래의 PAGE 겔 상에서 용해시켰다. 과도이동 실험은 적절한 항체를 사용한 추가의 15분 인큐베이션을 포함하였다. 올리고뉴클레오티드 프로브는 돌연변이된 높은 친화력의 인간 혈청의 유도 가능한 요소(m67 SIE), c-fos 프로모터로부터의 5'-cat ttc ccg taa atc at -3' 및 래트의 β-카제인 프로모터 요소 서열, 5'-gga ctt ctt gga att aag gga-3'이었다. 상보성 올리고뉴클레오티드 가닥(Research Genetics, 미국)은 트리스 10mM, pH 8.0, 1mM EDTA, 50mM 염화나트륨 중에서 최종 농도 200ng/㎕까지, 혼합물을 90°C까지 10분 동안 가열한 후 실온까지 천천히 냉각시킴으로써 어닐링하였다. 프로브는 3U/㎕ T4 폴리뉴클레오티드 키나아제(Amersham, USB, 영국)를 사용하여 1㎕32Pγ-ATP(6000Ci/mmol Amersham, 영국)로 37°C에서 한 시간 동안 표지하였다.Gel mobility shift analysis - DNA ligating buffer (Tris (R)) containing 1 μg / ml polydeoxyinosine / cytidine (Pharmacia, Sweden) using 100 ng / Re 32 Pγ-ATP end labeled probe using 5 μl nuclear extract 10 mM, pH 7.5, 150 mM sodium chloride, 1 mM DTT) to block non-specific binding. Binding reactions were incubated at room temperature for 20 minutes and then lysed on 4% original PAGE gel. The transient migration experiments included an additional 15 min incubation with the appropriate antibody. Oligonucleotide probes are composed of the inducible element (m67 SIE) of mutated high affinity human serum, 5'-cat ttc ccg taa atc at -3 'from the c-fos promoter and the β-casein promoter element sequence of rat, -gga ctt ctt gga att aag gga-3 '. The complementary oligonucleotide strand (Research Genetics, USA) was annealed in Tris 10 mM, pH 8.0, 1 mM EDTA, 50 mM sodium chloride to a final concentration of 200 ng / microlitre by heating the mixture to 90 ° C for 10 minutes and then slowly cooling to room temperature. The probe was labeled with 1 [mu] l of 32P [gamma] -ATP (6000 Ci / mmol Amersham, UK) using 3 U / ul T4 polynucleotide kinase (Amersham, USB, UK) for one hour at 37 ° C.

APO-AIV 및 즉시형 유전자 mRNA 종의 발현- 렙틴을 사용하거나 또는 사용하지 않고 30분 간 처리된 CACO-2 세포 및 조직은 액체 질소 중에서 즉시 급냉시키고 RNA는 위에서 기술한 바와 같이 추출하였다. 디곡시제닌 표지된 cDNA 프로브를 사용하여 표준 노턴 블롯팅 혼성화를 수행하여 생체내 c-fos 및 APO-AIV mRNA 수준을 측정하였다. 결합된 프로브는 화학발광 기질 CDP-Star(Tropix, 미국)를 사용하여 알칼리성 포스파타아제(Boehringer Mannheim, 독일)에 대한 폴리클론 항체 컨주게이트를 사용하는 항-디곡시제닌 검출 시스템에 의해 검출하였으며, 마지막으로 띠는 주사 레이저 농도계에 의해 정량하였다. 렙틴에 반응하는 즉시형 유전자 c-fos, c-jun, junB 및 junD의 발현은 표 1에 개재된 프라이머를 사용하여 정량 PCR에 의해 수립하였다.Expression of APO-AIV and immediate genomic mRNA species CACO-2 cells and tissues treated for 30 min with or without leptin were immediately quenched in liquid nitrogen and RNA was extracted as described above. Standard norton blotting hybridization was performed using a digoxigenin labeled cDNA probe to measure levels of c-fos and APO-AIV mRNA in vivo. The coupled probe was detected by an anti-digoxigenin detection system using a polyclonal antibody conjugate to alkaline phosphatase (Boehringer Mannheim, Germany) using a chemiluminescent substrate CDP-Star (Tropix, USA) Finally, the band was quantified by scanning laser densitometer. Expression of the immediate-type genes c-fos, c-jun, junB, and junD in response to leptin was established by quantitative PCR using the primers shown in Table 1.

실험결과Experiment result

다수의 OB-R mRNA 이소형은 위장관의 분리된 구획에서 RT-PCR을 사용하여 검출하였다(도 1A 참조). 상이한 짧은 이소형, OB-Ra, OB-Rc, OB-Rd 및 OB-Re가 소화관에 걸쳐 발현되었다. 반대로, 기능성의 긴 OB-Rb mRNA는 공장에서 우세하게 발현되는 것으로 판명되었다(도 1A). 렙틴 특이적 프라이머를 사용하여, +/+ 및 ob/ob 마우스의 공장으로부터의 cDNA 샘플의 RT-PCR 증폭은 음성 검출를 나타냈지만, 반면 같은 샘플의 OB-R의 공통의 세포외 영역의 PCR 증폭은 쉽사리 획득되었다(도 1B). 이것은 도 1A에 나타난 OB-R mRNA가 지방 조직으로부터의 오염이나 사생 전사의 결과물이 아니라는 것을 제시한다. 기능성 렙틴 수용체 OB-Rb mRNA의 발현은 인간 모델의 소장 상피 CACO-2에서 RT-PCR을 사용하여 쉽사리 검출되었다(도 1B). 많은 조직에서 우세한 이소형인 짧은 이소형 OB-Ra의 카르복시 말단 서열에 대한 항체를 사용하여 조 단백질 용해질 20㎍을 웨스턴 블롯팅 분석한 결과, +/+ 및 ob/ob 마우스 모두의 소장에서 우세하게 발현되는 대략 120kDa의 예상된 크기의 단백질의 띠가 나타났다(도 2A). RT-PCR 또는 웨스턴 분석법을 사용하여 OB-R의 발현을 검출함으로써 얻어진 결과들 간의 불일치는, 이 두 방법의 검출 한계의 차이를 반영한다. 따라서, 웨스턴 분석법은 소화관의 상이한 구획에서의 OB-R의 풍부함의 차이를 나타낸다(도 2A 참조). 일반의 인간 OB-R 수용체의 아미노 말단에 대한 항체는 아마도 우세한 짧은 OB-R 이소형을 설명하는 ~120 kDa 크기의 단백질을 CACO-2 세포에서 검출하였다(도 2B).Multiple OB-R mRNA isoforms were detected using RT-PCR in separate compartments of the gastrointestinal tract (see Figure 1A). Different short isoforms, OB-Ra, OB-Rc, OB-Rd and OB-Re were expressed across the digestive tract. Conversely, long functional OB-Rb mRNA was found to be predominantly expressed in plants (FIG. 1A). Using leptin specific primers, RT-PCR amplification of cDNA samples from the factory of + / + and ob / ob mice showed negative detection, whereas PCR amplification of the common extracellular domain of OB-R of the same sample (Fig. 1B). This suggests that the OB-R mRNA shown in Fig. IA is not the result of contamination from fat tissue or the transfer of antigens. Expression of the functional leptin receptor OB-Rb mRNA was readily detected using RT-PCR in the small intestinal epithelium CACO-2 of the human model (Fig. 1B). Western blotting analysis of 20 μg crude protein lysate using an antibody against the carboxy terminal sequence of the short isoform OB-Ra, which is predominantly isoform in many tissues, resulted in predominant expression in the small intestine of both the + / + and ob / ob mice A band of the expected size of approximately 120 kDa appeared (Figure 2A). Inconsistencies between the results obtained by detecting the expression of OB-R using RT-PCR or Western analysis reflect the differences in detection limits of these two methods. Thus, Western analysis shows the difference in the abundance of OB-R in different compartments of the digestive tract (see FIG. 2A). The antibody to the amino terminus of the human OB-R receptor in general detected a ~ 120 kDa protein in CACO-2 cells, possibly explaining the dominant short OB-R isoform (Figure 2B).

내생적으로 발현된 β-액틴에 표준화된 전체 OB-R 전사의 상대적 발현 수준은 그 후 수용체의 아미노 말단을 코딩하는 모든 이소형에 공통된 서열을 인식하는 프라이머를 사용하여, 앞서 기술된 정량적 PCR 분석법으로 위장관의 분리된 구획에서 측정하였다(22). 여기서, 같은 부피의 cDNA로부터 생성된, PCR 조건의 최적의 선형 부분으로부터의 OB-R 및 β-액틴 PCR 생성물의 비율을 비교하였다(도 3A). +/+ 및 ob/ob 마우스 조직들 사이에 OB-R mRNA 수준에 있어서 아무런 차이가 검출되지 않았지만, OB-R 전사는 위 및 횡결장보다 소장에서 2-3 배 더 많이 일어났다(도 3B). 이러한 결과는 위에 보여진 것과 같은 OB-Ra 분포의 웨스턴 분석법의 사용시 관찰된 결과와 잘 일치한다(도 2A 참조).The relative level of expression of the entire OB-R transcript normalized to endogenously expressed beta -actin is then quantified using the primer described in the quantitative PCR assay described above, using primers that recognize sequences common to all isoforms encoding the amino terminal end of the receptor In a separate compartment of the gastrointestinal tract (22). Here, the ratios of OB-R and beta -actin PCR products from the optimal linear portion of PCR conditions generated from the same volume of cDNA were compared (Figure 3A). No difference in OB-R mRNA levels was detected between the + / + and ob / ob mouse tissues, but OB-R transcription occurred 2-3 times more in the small intestine than in the gastric and transverse colon (Fig. 3B). These results are in good agreement with the results observed with the Western analysis of the OB-Ra distribution as shown above (see Figure 2A).

OB-Rb를 발현하는 소장 부분의 렙틴-신호 메카니즘을 다루기 위해, 렙틴 신호를 전달하는 것으로 알려진 STAT 단백질의 존재를 찾았다. +/+ 및 ob/ob 공장의 웨스턴 블롯팅 분석은 STAT5를 쉽사리 검출하지만, STAT1 및 STAT3는 더 약하게 검출한다(도 4A). 더욱이 STAT5는 결장 및 십이지장에서 또한 잘 발현되었다(도 4A). CACO-2 세포는 또한 렙틴 반응성 STAT 이소형을 발현하였다(도 4B). 밤새 굶긴 +/+ 및 ob/ob 마우스에 5mg/kg의 재조합 쥐 렙틴을 꼬리 정맥 주사로 투여하였다. 주입 30분 후에 마우스는 희생시키고 핵 추출물의 준비를 위해 공장을 제거하였다. 본 발명자들은 EMSA 분석에 의해 STAT 활성화를 평가하기 위해 2 개의 선택적 프로브를 사용하였다. c-fos 프로모터로부터의 m67-SIE 돌연변이된 높은 친화력의 STAT 교감 결합 요소는 STAT1 및 STAT3과 우선적으로 결합하지만, STAT5와는 낮은 친화력으로 결합한다. 이 프로브는 마우스의 소화관에서 생체내 렙틴 처리에 반응하는 STAT DNA 결합 활성의 도출을 밝히지는 않았다(자료 제시 안 됨). 래트의 β-카제인 프로모터 STAT DNA 결합 교감 요소는 생체내 STAT5 활성을 위한 선택적 프로브로 사용하였다. 여기서, 5mg/kg 렙틴 처리는 +/+ 및 ob/ob 마우스 에서의 DNA 결합 활성의 현저한 활성화를 도출하였고 트리스만으로 처리된 동물 대조군에서는 그것이 관찰되지 않았다(도 5A). 대조적으로, OB-Rb 이소형이 결핍된 db/db 마우스내로 주입된 같은 양의 렙틴은 공장의 핵 추출물에서 아무런 STAT5 DNA 결합의 활성화를 일으키지 않았다(도 5A). +/+ 및 ob/ob 공장에서 도출된 STAT5 DNA 결합 활성은 특정의 항 STAT5a 항체를 사용한 예비인큐베이션에 의해 폐지되었고 항 STATb 항체를 사용하는 경우 덜 현저하게 폐지되었다(도 5B에서의 ob/ob 공장으로부터의 결과 참조). 이러한 결과는 공장이 렙틴 작용의 직접적인 표적이며, 이 활성이 OB-Rb 및 STAT5 메카니즘을 통해 매개된다는 것을 제시한다.To address the leptin-signaling mechanism of the small intestine expressing OB-Rb, the presence of a STAT protein known to transmit the leptin signal was sought. Western blotting analysis of the + / + and ob / ob plants readily detects STAT5 but STAT1 and STAT3 are weaker (FIG. 4A). Furthermore STAT5 was also well expressed in the colon and duodenum (Fig. 4A). CACO-2 cells also expressed leptin-reactive STAT isoforms (Fig. 4B). Overnight fasted + / + and ob / ob mice were treated with 5mg / kg recombinant mouse leptin by intravenous injection. After 30 minutes of injection, the mice were sacrificed and the plant was removed to prepare the nuclear extract. The present inventors used two selective probes to evaluate STAT activation by EMSA analysis. The STAT sympathetic element with high affinity of the m67-SIE mutant from the c-fos promoter preferentially binds STAT1 and STAT3 but binds with low affinity to STAT5. This probe did not reveal the STAT DNA binding activity in response to in vivo leptin treatment in the gastrointestinal tract of mice (data not shown). The rat beta-casein promoter STAT DNA binding vaginal element was used as an optional probe for in vivo STAT5 activity. Here, treatment with 5 mg / kg leptin resulted in significant activation of DNA binding activity in + / + and ob / ob mice, which was not observed in animal controls treated with Tris alone (Fig. 5A). In contrast, the same amount of leptin injected into db / db mice deficient in OB-Rb isoform did not cause any activation of STAT5 DNA binding in the nuclear extract of the plant (Fig. 5A). The STAT5 DNA binding activity derived from the + / + and ob / ob plants was abolished by preincubation with certain anti-STAT5a antibodies and less abruptly with anti-STATb antibodies (ob / ob plant in Figure 5B See results from. These results suggest that the plant is a direct target of leptin action and that this activity is mediated through the OB-Rb and STAT5 mechanisms.

15분의 렙틴 노출은 혈청이 없는 CACO-2 세포에서 STAT DNA의 m67-SIE 프로브에 대한 결합의 투여량-의존성 활성화를 초래하였다. 이 활성은 항 STAT1 항체는 아무런 효과가 없는 반면 항 STAT3 항체에 의해 폐지되었다(도 6). 또한, 렙틴 처리된 CACO-2 세포는 STAT5의 β-카제인 프로브로의 DNA 결합 활성의 활성화를 보였고, 과도이동 연구는 STAT5b를 그 복합체의 주요 인자로 동정하였다(도 6). 따라서, 렙틴은 마우스의 공장 및 CACO-2 세포 모두에서 핵 STAT5 DNA 결합 활성을 유도하였으나, 이 두 개의 시스템에서 상이한 STAT5의 이소형이 단백질-DNA 복합체를 형성하는 것으로 보인다.15 min of leptin exposure resulted in dose-dependent activation of STAT DNA binding to m67-SIE probe in serum-free CACO-2 cells. This activity was abolished by the anti-STAT3 antibody while the anti-STAT1 antibody had no effect (Fig. 6). In addition, leptin-treated CACO-2 cells showed activation of DNA binding activity of STAT5 to the? -Casein probe, and transient migration study identified STAT5b as a major factor of the complex (Fig. 6). Thus, leptin induced nuclear STAT5 DNA-binding activity in both mouse plant and CACO-2 cells, but the isoforms of STAT5 that differ in these two systems appear to form protein-DNA complexes.

렙틴 투여는 또한 ob/ob 마우스의 공장에서 30분 후 즉시형 유전자 c-fos의 도출을 생성하였다(도 7A). 5mg/kg 렙틴의 정맥내 주사는 노턴 블롯팅 분석에 의해 검출시 c-fos mRNA 수준의 5배 증가를 초래하였다. 비슷하게, 30분 동안의 렙틴 처리는 정량적 PCR에 의해 측정시 혈청이 없는 CACO-2 세포에서 즉시형 유전자, c-fos, c-jun, junB 및 junD의 발현의 극적인 증가를 초래하였1다(도 7B). STAT5의 활성화는 보통 c-fos 유도와 관련되어 있지 않기 때문에, 이러한 결과는 생체내 STAT5 경로에 더하여 다른 경로가 활성화되고 있다는 것을 나타낼 수 있다.Leptin administration also resulted in the elongation of the genotype c-fos immediately after 30 minutes in the plant of ob / ob mice (Fig. 7A). Intravenous injection of 5 mg / kg leptin resulted in a 5-fold increase in c-fos mRNA levels upon detection by Norton blotting analysis. Similarly, leptin treatment for 30 min resulted in a dramatic increase in the expression of the immediate type genes c-fos, c-jun, junB and junD in serum-free CACO-2 cells as measured by quantitative PCR 7B). Since activation of STAT5 is not normally associated with c-fos induction, these results may indicate that in addition to the STAT5 pathway in vivo, other pathways are active.

본 발명자들은 이어서 렙틴이 공장의 주요 기능 중의 하나인, 지질 조정에 연관된 유전자의 전사를 매개할 수 있는지에 대해 APO-AIV mRNA 수준에 대한 렙틴의 효과를 측정함으로써 연구하였다. 고지방 음식물을 먹인 ob/ob 마우스에 대한 5mg/kg 렙틴 주사는 APO-AIV mRNA 수준의 상당한 2배 감소를 초래하였다; APO-AIV mRNA/β-액틴 mRNA 평균±SEM: 대조군 비히클=2.23±0.16 및 렙틴 처리=1.04±0.16(p<0.05, n=3) 고지방 투여 후 90분(도 8). 이러한 결과는 렙틴이 식이 트리글리세라이드의 혈장내로의 운반을 감소시킴으로써 지방 축적의 즉시적인 브레이크로 작용할 수 있다는 것을 제시한다.We then investigated the effect of leptin on APO-AIV mRNA levels on whether leptin could mediate transcription of genes involved in lipid regulation, one of the plant's major functions. A 5 mg / kg leptin injection in ob / ob mice fed high fat diets resulted in a significant 2-fold reduction in APO-AIV mRNA levels; APO-AIV mRNA /? -Actin mRNA mean ± SEM: control vehicle = 2.23 ± 0.16 and leptin treatment = 1.04 ± 0.16 (p <0.05, n = 3) 90 minutes after high fat administration (FIG. These results suggest that leptin can act as an immediate break in fat accumulation by reducing the transport of dietary triglycerides into plasma.

실험의 토의Discussion of experiments

지방세포 호르몬인 렙틴은 시상하부에 신호하여 음식물 섭취를 억제하고 에너지 소비를 증가시킨다(1). 렙틴은 또한 주변 조직 생태에서 역할을 하는 것으로 보고되왔다(8, 20, 23, 24). +/+ 및 ob/ob 마우스의 렙틴 처리는 음식물 섭취의 억제만으로부터 초래되는 감소를 초과하여 체중 및 지방의 감소를 초래한다(25). 이것은 렙틴이 음식물 섭취 조절과 부분적으로 관계가 없는 에너지 항상성, 지방 축적 및 대사에 영향을 미칠 수 있다는 것을 제시할 것이다. 본 발명자들은 이제 지질 섭취와 관련된 소장의 독특한 부분에서의 완전한 길이의 렙틴 수용체 OB-Rb의 존재를 증명한다. 렙틴 투여는 30분 후 +/+ 및 ob/ob 마우스의 공장에서의 STAT5 신호 경로의 활성화를 초래하였지만, OB-Rb가 결핍된 db/db 마우스에서는 그렇지 않았다. 렙틴은 또한 고지방 투여 90분 후에 APO-AIV mRNA의 감소를 초래하였다. 렙틴의 공장 지질 조정에 대한 즉각적이고 직접적인 영향은 지방 축적에 대한 최전선 메카니즘을 나타낼 수 있다.Leptin, an adipocyte hormone, signals to the hypothalamus to inhibit food intake and increase energy consumption (1). Leptin has also been reported to play a role in the surrounding tissue ecosystems (8, 20, 23, 24). Leptin treatment in + / + and ob / ob mice results in a reduction in body weight and fat in excess of the reduction resulting from suppression of food intake (25). This suggests that leptin may affect energy homeostasis, fat accumulation and metabolism, which are partially independent of food intake control. The present inventors now demonstrate the presence of the full-length leptin receptor OB-Rb in a unique portion of the small intestine associated with lipid ingestion. Leptin administration resulted in the activation of the STAT5 signaling pathway in the plant of + / + and ob / ob mice after 30 min, but not in db / db mice deficient in OB-Rb. Leptin also caused a decrease in APO-AIV mRNA after 90 minutes of high fat dosing. Immediate and direct effects of leptin on plant lipid regulation may represent a frontline mechanism for fat accumulation.

긴 OB-Rb 이소형은 조직 분포에 있어서 더 한정되어있는 반면에 짧은 OB-R 이소형은 조직에 광범위하게 발현된다(7). OB-Rb는 상대적으로 시상하부,특히 체중 항상성의 조절에 관련된 부분에서 잘 발현된다(26). 그러나, 본 발명자들과 다른 이들은 이자섬, 림프절 및 조혈간세포와 같은 주변 조직에서의 OB-Rb의 발현을 동정하였다(7, 8, 24). 현재의 관점은 OB-Rb 수용체 이소형만이 JAK/STAT 계단식 정보 전달을 활성화시켜 렙틴의 생리 효과를 매개할 수 있다고 여긴다. 이것은 OB-Rb가 음식물 섭취, 인슐린 분비에 영향을 미치거나 세포 증식을 자극하는데 요구된다는 것을 보여주는 수많은 생체내 및 시험관내 실험에 기초한다(8, 16, 19). 이 연구에서 대부분의 조직에서 우세한 짧은 수용체 이소형은 렙틴에 대한 그러한 반응을 매개할 수 없고, 지금까지 어떠한 생리적 기능도 이 이소형에 지정되지 않았다. 더 짧은 OB-R 이소형이 시토졸 영역의 동종이량체화와 그에 이은 응집 동안에 OB-Rb의 활성을 변경시킬 수 있다고 제시되어 왔다(7). 그러나, OB-Rb의 신호 능력이 더 짧은 수용체 이소형에 의한 억제에 상당한 저항성이 있다고 증명한 화이트(White) 등의 최근의 자료에 따르면, 더 짧은 이소형의 이 효과는 약해보인다(27). 본 연구에서, 본 발명자들은 기능성 OB-Rb가 지질 조정에 관련된 두 개의 주요 부위인 공장에서는 우세하게 회장에서 좀 더 약하게 발현된 반면 여러 짧은 이소형은 위장관의 도처에서 발현된다는 것을 입증한다. 더욱이, 웨스턴 블롯팅 및 정량적 PCR 분석 모두는 OB-R이 위 또는 결장에서보다 소장에서 더 풍부함을 보여준다. 사실 렙틴의 위 비움에 대한 영향에 대한 최근의 연구는 렙틴이 유미즙의 소장으로의 전달 속도를 조절하지 않는다는 것을 암시한다(27). 이는 최근의 연구에서의 이 부위에서의 OB-Rb 발현의 결핍과 일치한다. OB-R 발현에 대한 결과는 소장, 특히 공장이 렙틴 작용의 중요한 표적임을 본 발명자들에게 제시하였다.Long OB-Rb isoforms are more limited in tissue distribution, whereas short OB-R isoforms are widely expressed in tissues (7). OB-Rb is relatively well expressed in the hypothalamus, particularly in parts involved in the regulation of weight homeostasis (26). However, the present inventors and others have identified the expression of OB-Rb in peripheral tissues such as islets, lymph nodes and hematopoietic stem cells (7, 8, 24). The current view is that only the OB-Rb receptor isoform activates JAK / STAT cascade information transfer and mediates the physiological effects of leptin. This is based on a number of in vivo and in vitro experiments demonstrating that OB-Rb is required for food intake, insulin secretion, or stimulation of cell proliferation (8, 16, 19). In this study, predominantly short receptor isoforms in most tissues are unable to mediate such responses to leptin, and so far no physiological function has been assigned to this isotype. It has been suggested that shorter OB-R isoforms can alter the activity of OB-Rb during homodimerization of the cytosolic domain followed by aggregation (7). However, according to recent data from White et al., Which demonstrated that the signaling ability of OB-Rb is significantly resistant to inhibition by shorter receptor isoforms, this effect of shorter isoforms seems weak (27). In the present study, we demonstrate that functional OB-Rb is predominantly expressed weaker in the ileum than in the two major regions involved in lipid regulation, while several short isoforms are expressed throughout the gastrointestinal tract. Moreover, both Western blotting and quantitative PCR analysis show that OB-R is more abundant in the small intestine than in stomach or colon. In fact, recent studies on the effects of leptin on gastric emptation suggest that leptin does not regulate the delivery rate of juice to the small intestine (27). This is consistent with the lack of OB-Rb expression at this site in recent studies. The results for OB-R expression are presented to the present inventors that the small intestine, in particular the plant, is an important target for leptin action.

상기 생체내 연구는 렙틴의 정맥내 주사가 ob/ob 마우스의 시상하부에서는 STAT3 DNA 결합 활성을 유도했지만 db/db 마우스의 시상하부에서는 그렇지 않았다는 것을 보여주었다(19). 시상하부 및 여러 주변 조직으로부터의 핵 추출물은 STAT5-특이 β-카제인 프로모터 요소 이동에 실패하였다. 본 발명자들은 렙틴의 정맥내 주사가 +/+ 및 ob/ob 마우스의 공장에서는 STAT5 DNA 결합 활성을 유도했지만, db/db 마우스에서는 그렇지 않았다는 것을 보였다. 여기서, 본 발명자들은 STAT 활성화에 대한 상기 생체내 보고에 기초하여 하위-최대 렙틴 농도(5mg/kg) 및 최적의 시간 체제인 30분을 선택하였다(19). 본 발명자들은 그러므로 공장에서 이 시간 체제에 상당히 겹치지 않는 다른 렙틴 메카니즘의 활성화를 배제하지 않는다. 5mg/kg 투여량은 렙틴의 생리 농도보다 다소 높지만, 상이한 공급원으로부터의 재조합 렙틴의 활성은 상당히 다양하다. 그러므로 문헌 보고는 0.1 mg/kg과 5 mg/kg 사이의 렙틴의 투여량은 음식물 섭취의 50% 감소를 초래한다고 보여준다. 이것은 재조합 렙틴이 내생의 렙틴보다 상당히 효능이 적을 수 있다는 것을 제시한다.In vivo studies have shown that intravenous injection of leptin induces STAT3 DNA binding activity in the hypothalamus of ob / ob mice, but not in the hypothalamus of db / db mice (19). Nuclear extracts from the hypothalamus and various surrounding tissues failed to shift STAT5-specific? -Casein promoter elements. We showed that intravenous injection of leptin induced STAT5 DNA binding activity in the + / + and ob / ob mouse plants, but not in db / db mice. Here, we chose the sub-maximal leptin concentration (5 mg / kg) and the optimal time regimen for 30 minutes based on the in vivo reports on STAT activation (19). The inventors therefore do not exclude the activation of other leptin mechanisms that do not significantly overlap this time regime in factories. The 5 mg / kg dose is somewhat higher than the physiological concentration of leptin, but the activity of recombinant leptin from different sources varies considerably. Thus, the literature report suggests that a dose of leptin between 0.1 mg / kg and 5 mg / kg results in a 50% reduction in food intake. This suggests that recombinant leptin may be significantly less potent than endogenous leptin.

즉시형 유전자 전사 및 STAT5 DNA 결합의 빠른 활성화는 소화관에 대한 렙틴의 직접적인 영향과 일치된다. 본 발명자들의 생체내 결과는 렙틴의 공장에서의 영향은 긴 OB-Rb 이소형의 존재를 요구한다는 것을 보여준다. 또한, 인간 모델의 소장 상피인 CACO-2 세포에서 렙틴에 반응하는 STAT5 활성화 및 즉시형 유전자 유도는 렙틴의 장세포에 대한 직접 영향의 확증으로 해석될 수 있다. STAT3 및 STAT5의 연관된 활성화가 1차 소화관 조직에서보다 이 세포주에서 더 넓게 나타나는 것은 또한 시험관내 시스템의 인식된 현상이다(7). 렙틴 처리 전 및 도중에 혈청의 세포를 제거하고 CACO-2 세포에서의 STAT DNA 결합의 입증된 활성화를 위해 고농도의 렙틴을 사용하는데 필요한 요건은 다른 세포주에서 이미 관찰되어 왔다(29). 렙틴의 체중 항상성에 대한 영향을 매개하는데 있어서 STAT5의 중요성은 OB-R의 세포외 영역에서 미스센스 돌연변이(Gln→Pro)를 함유하는, 비만증(fa/fa) 주커(Zucker) 래트로부터의 시험관내 증거에 의해 더욱 지지된다(30). STAT5의 활성화는 완전히 폐지되는 반면에, OB-R(fa)는 STAT1 및 STAT3의 렙틴 비의존성(구조적) 활성화를 매개한다(31). 이 동물 모델은, 렙틴 부족(ob/ob) 및 OB-Rb 부족(db/db) 마우스와 함께, 모두 조기 발병 비만증을 발전시키며 본 발명자들은 이 동물 모델의 소장에서 렙틴 영향의 결핍이 비만증 표현형에 부분적으로 기여할 수 있다고 믿는다.Rapid activation of immediate gene transcription and STAT5 DNA binding is consistent with the direct effect of leptin on the digestive tract. Our in vivo results show that the plant effect of leptin requires the presence of long OB-Rb isoforms. In addition, STAT5 activation and immediate gene induction in response to leptin in CACO-2 cells, the small epithelium of the human model, can be interpreted as confirmation of the direct effect of leptin on enterocytes. It is also a recognized phenomenon of the in vitro system that the associated activation of STAT3 and STAT5 is more widespread in this cell line than in the primary gastrointestinal tract (7). Requirements for the removal of serum cells before and during leptin treatment and the use of high concentrations of leptin for the proven activation of STAT DNA binding in CACO-2 cells have already been observed in other cell lines (29). The significance of STAT5 in mediating the effect of leptin on weight homeostasis is evidenced by the fact that in vitro from obesity (fa / fa) Zucker rats containing a mismatch mutation (Gln → Pro) in the extracellular region of OB- It is further supported by evidence (30). OB-R (fa) mediates leptin-independent (structural) activation of STAT1 and STAT3, whereas activation of STAT5 is completely abolished (31). This animal model, together with leptin deficiency (ob / ob) and OB-Rb deficient (db / db) mice all develop early-onset obesity, and the inventors believe that a deficiency of leptin effect in the small intestine of this animal model, I believe we can make a partial contribution.

소장은 섭취된 영양소와 유기체의 조심스럽게 조절된 내부 환경 사이의 1차 접점을 형성한다. 비만 증상 동안에는, 내생의 장의 트리글리세라이드 생성이 상승된 혈장 트리글리세라이드 수준에 기여하며 증가한다(32). 본 발명자들의 결과는 렙틴이 지방질의 식사 후 90분 뒤에 APO-AIV 전사 수준의 감소와 관련된 공장에서의 STAT5의 빠른 활성화를 초래할 수 있다는 것을 처음으로 보여주었다. 이것은 렙틴이 이 부위에서 생체내 지질 조정에 있어서 생리적인 역할을 할 수 있다는 것을 제시한다. APO-AIV 시스템은 순환에서 유미립자로서의 트리글리세라이드의 운반 및 다양한 조직에서 수용체막으로의 전달을 위한 도관의 역할을 한다. 이 기능의 폐지는 비만증과 지방단백질의 상승된 수준에 이르게 하는 메카니즘의 일부일 수 있다. 더욱이, 과트리글리세라이드혈증 및 과지방단백질혈증은 심혈계 질병 및 아테롬성 동맥경화증의 위험 인자이다(33). 그러나, 생리적인 증상에서는, 혈장 렙틴의 식후 상승은(34), APO-AIV를 감소시킴으로써 유미립자 트리글리세라이드 수준을 감소시키기 위한 완충 시스템으로서 작용할 수 있다. 렙틴이 분비된 트리글리세라이드의 수준을 감소시키기 위해 APO-AIV 시스템에 대한 억제 강화 메카니즘으로서의 역할을 할 수 있다는 것이 또한 가능하다. 렙틴이 지방산 산화의 효소를 유도할 수 있으며(35), 따라서 연료 대사의 스위치를 지방산의 β-산화로 진행시킨다는 것이 알려진다(36). 따라서 본 발명자들은 OB-Rb 수용체 및 STAT5 메카니즘을 통해 매개되는 생체내 렙틴의 공장 기능에 대한 새로운 주변 영향을 증명하였다. 이것은 렙틴의 항 비만증 효과에 기여하는 지방-장내 루프인, 지방 저장에서부터 지질 조정의 1차 부위에 이르는 음성 피드백 신호를 나타낼 수 있다.The small intestine forms the primary contact between the ingested nutrients and the carefully controlled internal environment of the organism. During obesity symptoms, endogenous intestinal triglyceride production is increased and contributes to elevated plasma triglyceride levels (32). Our results have shown for the first time that leptin may result in rapid activation of STAT5 in the plant associated with a decrease in APO-AIV transcription levels 90 minutes after a meal of fat. This suggests that leptin may play a physiological role in lipid regulation in vivo at this site. The APO-AIV system serves as a conduit for the transport of triglycerides as a particulate in circulation and for delivery to the receptor membrane in various tissues. Abolition of this function can be part of the mechanism leading to elevated levels of obesity and fat protein. Moreover, hyperglycemia and hyperlipoproteinemia are risk factors for cardiovascular disease and atherosclerosis (33). However, in physiological conditions, postprandial elevation of plasma leptin (34) may serve as a buffering system to reduce the level of colloidal triglyceride by reducing APO-AIV. It is also possible that leptin can serve as an inhibitory enhancing mechanism for the APO-AIV system to reduce the level of secreted triglyceride. It is known that leptin can induce enzymes of fatty acid oxidation (35), thus switching the fuel metabolism to β-oxidation of fatty acids (36). Therefore, the present inventors have demonstrated a novel peripheral effect on the plant function of in vivo leptin mediated through the OB-Rb receptor and the STAT5 mechanism. This may represent a negative feedback signal from fat storage to the primary site of lipid regulation, a fat-intestinal loop that contributes to the anti-obesity effect of leptin.

참고 문헌references

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Claims (11)

(a) 렙틴의 생리 효과를 모방하는 화합물의 경우, 리포터 유전자와 연결된 렙틴 활성화된 신호 변환기 및 전사 활성화제 (STAT) DNA 반응 요소에 대한 화합물의 효과를 평가하거나, 또는(a) evaluating the effect of a compound on a leptin activated signal transducer and a transcriptional activator (STAT) DNA response element linked to a reporter gene in the case of a compound mimicking the physiological effect of leptin, or (b) 렙틴의 생리 효과를 증강시키거나 저해하는 화합물의 경우, 리포터 유전자와 연결된 렙틴 활성화된 STAT DNA 반응 요소에 대한 렙틴에 의해 제공되는 반응에 대한 화합물의 효과를 평가하며,(b) for compounds that enhance or inhibit the physiological effect of leptin, evaluate the effect of the compound on the response provided by leptin on the leptin activated STAT DNA response element linked to the reporter gene, 반응 요소 및 리포터는 백인의 결장 상피 세포주(CACO-2)에서 발현되거나, 또는The response element and reporter are expressed in the white colon epithelial cell line (CACO-2), or 반응 요소 및 리포터는 세포주(처리된 세포주)가 렙틴 활성화된 STAT DNA 반응 요소의 렙틴에 의해 자극을 매개하거나 향상시킬 수 있고 적절한 STAT 단백질을 함유하는 폴리펩타이드가 또한 형질이입되어 있는 CACO-2 세포에서 발현되는 것을 포함함을 특징으로 하는 렙틴의 생리 효과를 모방, 증강 또는 저해하는 화합물의 검출 방법.The response element and reporter can be used to determine whether the cell line (treated cell line) can mediate or enhance the stimulation by leptin in the leptin activated STAT DNA response element and that a polypeptide containing the appropriate STAT protein is also expressed in the transfected CACO-2 cells Wherein the method comprises the steps of: (a) detecting a compound that mimics, enhances or inhibits the physiological effect of leptin. 제 1항에 있어서, 반응 요소가 프로모터 유전자, 바람직하게는 최소 프로모터에 연결되는 방법.2. The method of claim 1, wherein the response element is linked to a promoter gene, preferably a minimal promoter. 제 2항에 있어서, 반응 요소가 식 TT(N)nAA(여기서, N은 임의의 뉴클레오티드이며 n은 4, 5 또는 6, 바람직하게는 5임)의 뉴클레오티드인 방법.3. The method of claim 2, wherein the reaction element is a nucleotide of the formula TT (N) n AA wherein N is any nucleotide and n is 4, 5 or 6, preferably 5. 제 2항에 있어서, 반응 요소가 식 TTCCCGGAA의 뉴클레오티드인 방법.3. The method of claim 2, wherein the reaction element is a nucleotide of the formula TTCCCGGAA. 제 1항에 있어서, 리포터 유전자가 개똥벌레 루시페라아제 또는 클로람페니콜 아세틸트랜스퍼라아제 효소인 방법.The method according to claim 1, wherein the reporter gene is firefly luciferase or chloramphenicol acetyltransferase enzyme. 제 1항에 있어서, 프로모터가 단순 포진 바이러스 티미딘 키나아제 또는 SV40 프로모터인 방법.2. The method of claim 1, wherein the promoter is a herpes simplex virus thymidine kinase or SV40 promoter. 제 1항에 있어서, ob-반응성 세포주가 간 또는 간종양 유도된 세포주인 방법.2. The method of claim 1, wherein the ob-responsive cell line is a liver or liver tumor derived cell line. 제 1항에 있어서, 반응 요소, 리포터 및 프로모터가 ob-반응성 세포주를 형질이입할 수 있는 벡터내로 혼입되는 방법.2. The method of claim 1, wherein the response element, reporter, and promoter are incorporated into a vector capable of transfecting an ob-responsive cell line. 제 8항에 있어서, 벡터가 pGL2-염기성 루시페라아제 벡터(Promega)인 방법.9. The method of claim 8, wherein the vector is a pGL2-basic luciferase vector (Promega). 제 8항 또는 9항에 있어서, STAT DNA 반응 요소가 프로모터 및 리포터 유전자의 윗 쪽에 존재하도록 벡터가 구성되는 방법.9. The method according to claim 8 or 9, wherein the vector is constructed so that the STAT DNA response element is located above the promoter and reporter gene. (a) 렙틴의 생리 효과를 모방하는 화합물의 경우, 리포터 유전자와 연결된 렙틴 활성화된 신호 변환기 및 전사 활성화제 (STAT) DNA 반응 요소에 대한 화합물의 효과를 평가하거나, 또는(a) evaluating the effect of a compound on a leptin activated signal transducer and a transcriptional activator (STAT) DNA response element linked to a reporter gene in the case of a compound mimicking the physiological effect of leptin, or (b) 렙틴의 생리 효과를 증강시키거나 저해하는 화합물의 경우, 리포터 유전자와 연결된 렙틴 활성화된 STAT DNA 반응 요소에 대한 렙틴에 의해 제공되는 반응에 대한 화합물의 효과를 평가하며,(b) for compounds that enhance or inhibit the physiological effect of leptin, evaluate the effect of the compound on the response provided by leptin on the leptin activated STAT DNA response element linked to the reporter gene, 반응 요소 및 리포터는 백인의 결장 상피 세포주(CACO-2)에서 발현되거나, 또는The response element and reporter are expressed in the white colon epithelial cell line (CACO-2), or 반응 요소 및 리포터는 세포주(처리된 세포주)가 렙틴 활성화된 STAT DNA 반응 요소의 렙틴에 의해 자극을 매개하거나 향상시킬 수 있고 적절한 STAT 단백질을 함유하는 폴리펩타이드가 또한 형질이입되어 있는 CACO-2 세포에서 발현되는 것을 포함함을 특징으로 하는 렙틴의 생리 효과를 모방, 증강 또는 저해하는 화합물의 검출 방법에 사용하기 위해 개조된 부분들의 키트.The response element and reporter can be used to determine whether the cell line (treated cell line) can mediate or enhance the stimulation by leptin in the leptin activated STAT DNA response element and that a polypeptide containing the appropriate STAT protein is also expressed in the transfected CACO-2 cells Wherein the kit is adapted for use in a method of detecting a compound mimicking, enhancing or inhibiting the physiological effect of leptin.
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