KR20020032616A - 글루코즈 내성에 영향을 미치는 약 조제에 대한 사이클릭에테르의 활용 - Google Patents

Abstract

본 발명은 글루코즈 내성 장애에 영향을 미치는 약으로써 사이클릭 에테르의 활용에 관한 것이다.

Description

글루코즈 내성에 영향을 미치는 약 조제에 대한 사이클릭 에테르의 활용{Use of a cyclic ether for the preparation of medicaments affecting glucose tolerance}

당뇨병은 영국에서만 백만명 이상의 사람들에게 영향을 미치는 주요한 건강문제이다. 당뇨병과 그 후유증은 총 국민 건강 서비스 지출의 5∼6% 정도를 차지하는 것으로 추정된다.

타입-2 당뇨병의 발생은 인슐린을 충분한 양으로 분비하는 췌장의 쇠약에 기인한다. 타입-2 당뇨병은 종종 인슐린 내성 기간에 우선한다. 인슐린 내성은 글루코즈 대사를 적당히 조절하는 인슐린 능력의 손상에 기인한다.

글리코겐은 간과 근육에서 탄소와 에너지 저장을 위한 글루코즈와 글리세미아(glycemia)(즉, 글루코즈) 향상성을 유지하기 위한 다이나믹 풀(dynamic pool)과 같은 탄수화물의 주요한 폴리머이다. 글루코즈 합성과 분해는 효소와 호르몬 레벨에서 엄격한 조절하에 있는 것으로 알려지며, 수많은 질병이 당뇨병을 포함한 글리코겐 대사의 장애에 관련된 것으로 알려진다(Larner, 1990).

글리코겐의 파괴는 다수의 대사 방법에 의해 진행될 수 있다. 글리코겐은 자유 글루코즈 분자를 발생시키는 α-글루코시다제에 의해 파괴될 수 있다. 글리코겐은 또한 글루코즈-1-포스페이트를 만드는 글리코겐 포스포릴라제에 의해 분해될 수 있으며, 포스파타제에 의해 자유 글루코즈로 전환될 수 있다(Larner, 1990).

글리코겐은 또한 무수과당 경로(Anhydrofructose Pathway)를 통해 파괴될 수 있으며 여기서 글리코겐은 α-1,4-글루칸 라이아제에 의해 1,5-안하이드로-D-프럭토즈("1,5AnFru")로 전환되며(Yu et al., 1999), 그런 후 더욱 대사된다. 이러한 대사 경로의 산물 중 하나는 1,5-안하이드로-D-글루시톨(1,5AnGlc-ol)이다. 1,5AnGlc-ol은 인간 뇌척수액(cerebrospinal fluid)과 플라즈마에서 발견되며 소변으로 분비될 수 있다. 1,5AnGlc-ol 레벨은 보통 사람에게서 약 20∼40 ㎍ ml^-1플라즈마이지만 당뇨병 환자는 약 0∼10 ㎍ ml^-1플라즈마의 감소된 레벨에서 발견된다(Yamanouchi et al., 1989; Stickle and Turk, 1997).

이러한 대체 글리코겐 분해 경로는 대장균, 진균류와 조류에서 증명되었으며(Yu et al., 1999 참고) 쥐의 간에서도 증명되었다(Kametani et al., 1996). 1,5AnFru는 예를 들면 약 0.4 ㎍ g^-1의 신선한 쥐 간 조직과 적조류 그라실라리옵시스 레아메이포미스(Gracilariopsis leameiformis)의 약 1.9 ㎎ g^-1이상의 신선한 조직의 자유 상태에서 발생한다(Broberg et al., 1999).

당뇨병의 분자 기초를 이해하고 글루코즈 내성의 완화에 대한 치료를 준비하는 데 상당한 노력이 기울여졌다.

(발명의 요약)

놀랍게도 사이클릭 에테르 - 특히 1,5-안하이드로-D-프럭토즈(1,5AnFru) 또는 1,5AnFru에 기초하거나 1,5AnFru로부터 얻어진 유도체 - 가 포유동물의 글루코즈 대사의 조절, 특히 글루코즈 내성의 증가에 유용함이 이제 밝혀졌다.

본 발명에 따라서, 우리는 사이클릭 에테르를 포함하는 약을 이용하여 글루코즈 대사가 조절될 수 있음을 알아냈다. 바람직하게는, 상기 사이클릭 에테르는 1,5AnFru이거나 1,5AnFru로부터 얻어질 수 있거나 1,5AnFru에 기초한 것이다. 더욱 상세하게는, 사이클릭 에테르는 글루카곤-라이크 펩타이드 1(GLP-1) 또는 인슐린과 같은 글루코즈 대사에 포함된 특정 단백질을 조절할 수 있다.

따라서, 본 발명의 한 면은 약제(다르게는 약으로 불리는)에서 사용되는 조성 또는 약제에 관한 것이며, 상기 조성은 글루코즈 대사를 조절하는 사이클릭 에테르를 포함한다. 바람직하게는, 상기 사이클릭 에테르는 글루코즈 대사에 포함된 단백질에 의해 작용한다.

참조의 용이함을 위해, 본 발명의 이러한 면과 다른 면은 이제 적당한 섹션 헤딩 하에서 토론된다. 그러나, 각 섹션의 내용이 각 특별한 섹션에 반드시 제한되는 것은 아니다.

본 발명은 당뇨병과 같은 글루코즈 내성 장애의 조절에 관한 것이다.

한 면에 따라서, 본 발명은 글루코즈 대사의 조절에 대한 약제를 제공한다.

더욱 상세하게는, 본 발명은 글루코즈 내성 장애를 치료하고/또는 GLP-1을 조절하는 약 조제에서 사이클릭 에테르의 활용을 제공한다.

또다른 면에 따라서, 본 발명은 약으로써 사이클릭 에테르의 활용을 제공한다.

또한, 본 발명은 글루코즈 대사의 조절에 대한 약 조제에 대한 사이클릭 에테르의 활용을 제공한다.

따라서 본 발명은 글루코즈 내성 장애를 치료하고/또는 GLP-1을 조절하는 약 조제에서 사이클릭 에테르 또는 그의 약제학적으로 수용 가능한 형태(예를 들면, 염)의 활용을 제공한다.

본 발명은 또한 약에서 사용되는 조성을 제공하는데, 상기 조성은 활성 성분으로 사이클릭 에테르 ; 및 약제학적으로 수용 가능한 담체, 희석제 또는 부형제를 선택적으로 포함하며, 상기 사이클릭 에테르는 글루코즈 내성에 영향을 미치고/또는 GLP-1을 조절할 수 있다.

본 발명은 또한 치료 방법을 제공하는데, 상기 방법은 본 발명에 따른 조성을 글루코즈 내성 장애에 영향을 미치고/또는 GLP-1을 조절할 수 있는 양으로 약제에 투여함을 포함한다.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 조성을 제조하는 방법을 제공하는데, 상기 방법은 본 발명에 따른 사이클릭 에테르를 제공 ; 및 상기 사이클릭 에테르를 약제학적으로 수용 가능한 담체, 희석제 또는 부형제와 혼합하는 단계를 포함한다.

본 발명은 또한 글루코즈 내성 장애에 영향을 미치고/또는 GLP-1을 조절하는 약 조제에서 1,5AnFru의 활용을 제공한다.

바람직한 면

바람직하게는 사이클릭 에테르는 당이다.

바람직하게는 사이클릭 에테르는 헥소즈 링을 지닌다.

바람직하게는 사이클릭 에테르는 하나 또는 그 이상의 1,5AnFru, 1,5AnFru의 활성 모조품, 1,5AnFru에 기초한 사이클릭 에테르, 호변체(tautomer) 또는 그의 수화물과 같은 1,5AnFru로부터 유도된 사이클릭 에테르, 또는 1,5AnFru의 탈수물, 또는 호변체 또는 그의 수화물, 또는 그의 유도체로부터 선택된다.

더욱 바람직하게는, 사이클릭 에테르는 1,5AnFru이다.

바람직하게는, 약 또는 조성은 당뇨병을 치료하는 데 사용된다.

이점

본 발명은 글루코즈 내성 장애를 치료하고/또는 GLP-1을 조절할 수 있는 화합물을 제공하므로 유리하다.

본 발명의 고도로 바람직한 면에 따라, 우리는 인크레틴 글루카곤-라이크 펩타이드 1(GLP-1)과 1,5AnFru의 구강 투여 후 혈액의 인슐린 레벨을 증가시킴으로써 1,5AnFru와 그 이성질체와 유도체가 글루코즈 내성을 증가시킬 수 있음을 나타내는 결과를 제시한다.

따라서, 본 발명은 글루코즈 대사를 조절할 수 있는 화합물을 제공한다.

글리코겐/글루코즈 대사

글리코겐은 간과 근육에서 탄소와 에너지를 저장하고 글리세미아(glycemia) 향상성을 유지하기 위한 다이나믹 풀로써 탄수화물의 주된 폴리머이다. 합성과 분해는 효소와 호르몬 레벨의 엄격한 조절하에서 되는 것으로 알려져 있으며 많은 질병들이 글리코겐의 대사 장애에 관련된 것으로 알려져 있다(Mathews and van Holde, 1990).

글리코겐의 파괴는 α-글루코시다제에 의해 자유 글루코즈로 촉매되며 글리코겐 포스포릴라제에 의해 글루코즈-1-포스페이트로 촉매되며, 포스파타제에 의해 자유 글루코즈로 전환될 수 있다(Larner, 1990). 글리코제닌(Alonso et al., 1995)과 PTG(protein targeting to glycogen ; Printen et al., 1997)와 같은 신규한 단백질은 또한 이러한 과정에 관여되는 것으로 여겨진다.

상기 지적한 대로, 글리코겐 분해 경로는 무수과당 경로(Anhydrofructose Pathway)이다(Yu et al., 1999). 이 경로에서, 글리코겐은 먼저 α-1,4-글루칸 라이아제에 의해 1,5-안하이드로-D-프럭토즈(1,5AnFru)로 전환되며(Yu et al., 1999) ; 형성된 1,5AnFru는 NADPH-의존 1,5AnFru 특정 환원제에 의해 1,5-안하이드로-D-글루시톨(1,5AnGlc-ol)로 환원되며, 이는 또한 키나제에 의해 1,5AnGlc-ol 6-포스페이트로 포스포릴레이트될 수 있다(Shiga et al., 1999, Yu et al., 1999).

이 대체 글리코겐 분해 경로의 생리적 기능은 진균류, 조류와 E. coli에서 밝혀졌다. 예를 들면, 이 경로의 대사 산물은 E. coli에서 글루코즈 업테이크, 글리코겐 합성 및 분해를 조절한다(Shiga et al., 1999). 그러나, 대조적으로 포유동물에서는 이 대체 글리코겐 분해 경로의 생리적 중요성과 일반적인 글리코겐과 탄소 대사의 향상성에서 그 영향력에 대하여 알려지지 않았다.

지금의 연구는 쥐의 글루코즈 향상성과 인슐린 분비에서 1,5AnFru의 효과를조사한다. 얻어진 결과는 구강 투여된 1,5AnFru가 글루코즈 내성과 정맥 글루코즈 내성이 아닌 구강 글루코즈 내성에 따르는 인슐린 분비를 증가시킴을 나타낸다.

GLP-1이 이스렛(islet) 호르몬 분비를 조절하는 주된 구트(gut) 호르몬이므로, 우리는 1,5AnFru가 구강 글루코즈에 따르는 글루카곤-라이크 펩타이드 1(GLP-1)의 플라즈마 레벨에 영향을 주는지 조사하였다(Ahren, 1998).

글루코즈 대사의 조절

본 발명은 글루코즈 대사를 조절할 수 있는 화합물을 제공한다는 점에서 유리하다.

글루코즈 대사의 조절은 글루코즈의 격리(sequestration)를 증가시키거나 감소키는 글루코즈 대사, 예를 들면 글리코겐 또는 스타치 또는 긴-체인 당 또는 글루코즈의 다른 중합 형태로 또는 그로부터 글루코즈의 중합 또는 반중합에서 효과를 나타낸다. 글루코즈 대사의 조절은 또한 시트르산 사이클 또는 다른 분해 경로를 통해 글루코즈의 이화작용을 나타낼 수 있다. 글루코즈 대사의 조절은 또한 인슐린, 또는 GLP-1, 또는 글루코즈 대사와 관련된 어떤 방법에서 다른 폴리펩티드와 같은 관련된 신호의 감소를 나타낼 수 있다.

인슐린

본 발명의 사이클릭 에테르는 인슐린 작용에 영향을 준다(직접 또는 간접적으로).

용어 "인슐린 작용"은 인슐린 그 자체의 작용 또는 인슐린의 작용에 영향을 줄 수 있는 엔티티(entity)를 포함한다.

용어 "인슐린 작용에 영향을 준다"는 여기서 인슐린 작용이 향상되고, 증가되고, 증대되고, 억제되고, 역전되고, 다운-조절되거나 어떤 방법에서 조절됨을 의미하는데 사용된다.

용어 "영향을 준다"는 또한 인슐린의 효과를 흉내내고, 인슐린의 내생적 효과를 변경하거나 인슐린의 하나 또는 그 이상의 효과를 조절함을 포함한다. 이러한 인슐린의 효과는 당뇨병 또는 글루코즈 내성에 의해 영향을 받는 유기체로부터 유도된 세포 또는 조직에서 발견될 수 있거나, 당뇨병 또는 글루코즈 내성에 의해 영향을 받지 않는 유기체로부터 유도된 세포 또는 조직에서 발견될 수 있다.

인슐린 관련 조직은 알려져 있거나 어떤 방법에서 인슐린과 관련된 것으로 추측되는 조직이다. 이 관련은 인슐린을 생산하거나 인슐린 생산을 조절하거나영향을 주는 조직과 같이 직접적일 수 있다. 인슐린 관련 조직은 어떤 방법에서 예를 들면 인슐린의 존재 또는 부재에 반응하여 그 대사를 변경함으로써 인슐린에 반응하는 것, 또는 인슐린의 작용 또는 인슐린의 존재 또는 부재에 대한 저항성을 보이는 것일 수 있다.

"인슐린 타겟 조직"은 인슐린이 효과를 지닌 조직이다. 이 용어는 인슐린이 정상적으로 효과를 지니지만 인슐린의 작용에 저항성을 보일 수 있는 조직을 포함한다. 이 용어는 또한 인슐린이 정상적으로 효과를 지니지 않지만 인슐린의 작용에 민감도를 보일 수 있는 조직을 포함한다. 그러한 조직은 근육, 지방 또는 간을 포함한다.

사이클릭 에테르가 인슐린에 영향을 주거나 흉내를 내는지의 결정은 사이클릭 에테르의 존재와 부재시 인슐린의 하나 또는 그 이상의 효과의 평가를 참고하며, 사이클릭 에테르가 하나 또는 그 이상의 이러한 특징 또는 효과에 영향을 주었는지 결정한다. 사이클릭 에테르가 인슐린에 영향을 주거나 흉내를 내는지 여부를 결정하기 위해 모니터 될 수 있는 인슐린 효과의 예는 인슐린 신호화 또는 글루코즈 대사에 관련되는 것으로 믿어지는 하나 또는 그 이상의 분자의 발현 레벨을 측정함을 포함할 수 있다. 모니터 될 수 있는 다른 효과는 제한되는 것은 아니지만 하나 또는 그 이상의 글루코즈 대사 및/또는 인슐린-관련 신호화 경로의 자극 측정, 글리코겐 합성 또는 분해의 레벨 모니터링, 또는 글리코겐 신타제와 같은 효소의 활성도 평가를 포함한다. 이러한 특징 또는 효과의 어느 것이 하나 또는 그 이상의 사이클릭 에테르의 존재 또는 부재시 다르거나, 인슐린 또는 GLP-1 또는 다른 그러한 분자의 레벨이 변경되면, 상기 사이클릭 에테르는 인슐린 작용에 영향을 주거나 흉내를 내는 것으로 여겨진다.

현재 인슐린 작용의 연구에 사용되는 고정된 근육 세포 라인, 예를 들면 로덴트(rodent)(예를 들면, L6과 C2C12)로부터 유도된 것들이 존재한다. 따라서 그러한 선행 기술 로덴트 세포 라인은 글루코즈 대사와 글루코즈 내성의 연구 면에서 가치있는 것이다.

당뇨병

바람직한 면에서, 본 발명은 당뇨병의 치료에 관한 것이다.

다수의 유전자 산물은 당뇨병, 예를 들면 아래 나타낸 질병 유전자의 사이토지네틱 맵 로케이션(cytogenetic map location)을 나타내는 OMIM Morbid Map (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Omim/searchmorbid.html)으로부터 뽑아낸 것들과 같은 글루코즈 대사 장애와 연결된다.

병	심볼	로케이션
요붕증, 신원발성	AVPR2, DIR, DI1, ADHR	Xq28
요붕증, 신원발성, 상염색체 우성	AQP2	12q13
요붕증, 신원발성, 상염색체 열성	AQP2	12q13
요붕증, 신경하수체	AVP, AVRP, VP	20p13
진성당뇨병, 인슐린-의존, 신생아	PBCA	Chr.6
진성당뇨병, 인슐린-저항, 흑색극세포증	INSR	19p13.2
진성당뇨병, 드문 형태	INS	11p15.5
진성당뇨병, 타입 Ⅱ	GCGR	17q25
진성당뇨병, 타입 Ⅱ	NEUROD1, NIDDM	2q32

여기 기술된 사이클릭 에테르를 포함하는 약 조성물은 상기 표에 나타낸 것들 중 어느 것 또는 GLP-1 또는 인슐린(여기서 더욱 상세히 토론됨), 또는 글루코즈 대사에 관련된 어느 다른 폴리펩티드와 같은 당뇨병 관련 폴리펩티드 조절에 작용할 수 있다.

글루카곤-라이크 펩타이드 1(GLP-1)

한가지 면에서, 본 발명은 GLP-1의 조절에 관한 것이다.

이 점에서, GLP-1은 인크레틴 호르몬처럼 식후 인슐린 분비의 구트 조절에 관련된 것으로 알려져 있다. 또한 GLP-1은 증가된 인슐린 분비, 감소된 글루카곤 분비 및 억제된 위 엠프팅(emptying)에 의한 항당뇨유전자 작용을 하는 것으로 알려져 있다(Nauck et al., 1997; Holst et al., 1998; Nauck 1998; Ahren 1998).

그러나, 당뇨병 치료에 있어서 GLP-1의 개발에 대해, 외생적 GLP-1 투여는 인간에게 1.5분 이하인 그 짧은 반감기에 기인한(Deacon et al., 1995) 중요한 제한과 빠른 위장 분해에 기인한 비경구적으로 펩타이드를 투여할 필요를 지닌다. 이러한 제한을 피하기 위한 시도는 볼쪽(buccal)(Gutniak et al., 1997), GLP-1 분해 효소, 디펩티딜 펩티다제 Ⅳ(DDP-Ⅳ; Holst and Deacon, 1998)의 결합된 억제, 및 DPPⅣ-저항 아날로그의 활용과 같은 투여의 대체 경로를 포함한다. 본 발명은 이러한 문제점의 일부 또는 전체를 해결한다.

GLP-1에 있어서 배경기술은 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Omim에서 Victor A. McKusick et al에 의하여 제시되었다. 참고의 편리함을 위해, 다음 정보가 소스로부터 발췌되었다.

글루카곤-라이크 펩타이드-1(GLP1)은 프리프로글루카곤 분자(138030)로부터 유도된 호르몬이며 장의 L 세포에 의해 분비된다. 이는 글루코즈-유도된 인슐린 분비의 가장 효능 있는 자극제이며 또한 위선에 의한 산 분비를 생체 내(in vivo) 억제한다. COS 세포에서 쥐 췌장 이스렛 cDNA 라이브러리의 일시적 발현에 의해, Thorens(1992)는 GLP1 리셉터(GLP1R)에 대한 cDNA를 분리하였다. COS 세포로 감염되어, 리셉터는 높은 친화력으로 GLP1에 결합하며 아데닐레이트 사이클라제의 활성화와 커플된다. 글루카곤(GCG; 138030), 위 억제 폴리펩티드(GIP; 137240), 혈관에 작용하는 장 펩티드(VIP; 192320), 또는 세크레틴(SCT; 182099)과 같은 관련된 구조와 동일한 기능의 펩타이드와 결합하지 않는다. 리셉터는 463개의 아미노산 길이이며 7개의 트랜스멤브레인 도메인을 포함한다. 서열 상동성은 G-커플된 리셉터의 새로이 특성화된 패밀리를 함께 형성하는 세크레틴(SCTR; 182098), 칼시토닌(CALCR; 114131), 및 파라티로이드 호르몬(PTHR; 168468)에 대한 리셉터에서만 발견되었다. Dillon et al.(1993)은 또한 GLP1R 유전자에 대응하는 cDNA를 클론하였다. Stoffel et al.(1993)은 형광 인 시투(in situ) 하이브리다이제이션에 의해 GLP1R 유전자를 6p21로 배치하였다. Kershaw et al.(1995)은 인접 염색체 17에서 주된 상호교류성 영역에 대한 쥐 Glp1r 센트로메릭(centromeric)의 유전자 매핑을 보고하였다.

사이클릭 에테르

본 발명은 약으로써 사이클릭 에테르의 활용에 관한 것이다.

사이클릭 에테르는 식 Ⅰ을 지닌다 :

식 Ⅰ

여기서 R¹과 R²는 H, -OH, =O 로부터 독립적으로 선택되거나, 사이클릭 에테르의 링에서 인접 원자와의 결합을 나타내며;

R³은 -OH 그룹을 포함하는 치환체이며; 그리고

R⁴와 R⁵는 H, -OH, =O 로부터 독립적으로 선택되거나, 사이클릭 에테르의 링에서 인접 원자와의 결합을 나타낸다;

단, 화합물은 링에서 적어도 3개의 탄소 원자를 포함한다.

바람직하게는 사이클릭 에테르는 당이다.

당 - 어느 적절한 당이 될 수 있는 - 은 자연적으로 발생할 수 있거나 합성된 것일 수 있거나, 그의 결합이 될 수 있다.

용어 "당"은 폴리하이드록시 알데하이드 또는 폴리하이드록시 케톤을 의미한다. 폴리하이드록시 알데하이드 또는 폴리하이드록시 케톤은 광학적으로 활성일 수 있다.

당은 단당류 또는 올리고당류가 될 수 있다. 바람직하게는 당은 단당류이다.

당은 펜토즈 또는 헥소즈가 될 수 있다. 바람직하게는 당은 헥소즈이다.

사이클릭 에테르 - 1,5AnFru에 기초하거나 그의 유도체가 될 수 있는 - 는 적어도 3개의 탄소 원자를 포함하고, 수소와 산소 원자를 독립적인 다양한 비율로 더욱 포함하는 헤테로사이클릭 분자가 될 수 있다. 1,5AnFru에 기초하거나 그로부터 유도된 분자의 예.

전형적으로, 사이클릭 에테르는 헤테로사이클릭 하이드로카바일 링을 포함할 것이다. 여기서, 용어 "하이드로카바일 그룹"은 적어도 탄소와 수소를 포함하는 그룹을 의미하며 선택적으로 하나 또는 그 이상의 다른 적당한 치환기를 포함할 수 있다. 그러한 치환기의 예는 할로-, 하이드록시, 알콕시-, 니트로-, 알킬 그룹, 사이클릭 그룹, 그들의 결합 등을 포함할 수 있다. 사이클릭 그룹이 되는 치환기의 가능성 외에도, 치환기의 결합은 사이클릭 그룹을 형성할 수 있다. 하이드로카바일 그룹이 하나 이상의 탄소를 포함한다면 그 탄소들은 반드시 서로 연결될 필요는 없다. 예를 들면, 적어도 2개의 탄소는 적당한 원소 또는 그룹을 통해 연결될 수 있다. 하이드로카바일 그룹은 헤테로 원자를 포함한다. 적당한 헤테로 원자는 이 분야의 당업자에게 명백할 것이며 예를 들면, 황, 질소 및 산소를 포함한다.

바람직하게는 사이클릭 에테르는 식 Ⅱ를 지닌다 :

식 Ⅱ

여기서 R¹, R², R³, R⁴와 R⁵는 상기 정의된 대로이다.

더욱 바람직하게는 사이클릭 에테르는 식 Ⅲ을 지닌다 :

식 Ⅲ

여기서 R¹, R², R³, R⁴와 R⁵는 상기 정의된 대로이다.

바람직하게는 R³은 -CH₂OH 그룹이거나 -CH₂OH 그룹을 포함한다.

바람직하게는 R¹과 R²는 -OH, =O 로부터 독립적으로 선택된다.

바람직하게는 R⁴와 R⁵중 적어도 하나는 H이다.

바람직하게는 사이클릭 에테르는 5개 또는 6개 멤버의 링을 포함한다.

더욱 바람직하게는 사이클릭 에테르는 하나 또는 그 이상의 1,5AnFru, 1,5AnFru의 활성 모조품, 1,5AnFru에 기초한 사이클릭 에테르, 호변체(tautomer) 또는 그의 수화물과 같은 1,5AnFru로부터 유도된 사이클릭 에테르, 또는 1,5AnFru의 탈수물, 또는 호변체 또는 그의 수화물, 또는 그의 유도체로부터 선택된다.

사이클릭 에테르는 낮은 칼로리 값을 가질 수 있고/또는 칼로리가 없을 수 있으며, 독성이 없다.

1,5-안하이드로-D-프럭토즈(1,5AnFru)

나타낸 대로, 바람직한 면에서, 사이클릭 에테르는 하나 또는 그 이상의 1,5AnFru, 1,5AnFru의 활성 모조품, 1,5AnFru에 기초한 사이클릭 에테르,호변체(tautomer) 또는 그의 수화물과 같은 1,5AnFru로부터 유도된 사이클릭 에테르, 또는 1,5AnFru의 탈수물, 또는 호변체 또는 그의 수화물, 또는 그의 유도체로부터 선택된다.

1,5-안하이드로-D-프럭토즈(1,5AnFru)는 비교적 비싸지 않고, 무독성이며, 낮은 칼로리의 당이다. 1,5AnFru는 놀랍게도 글루코즈 내성을 증가시키는 것으로 발견된다. 이 효과는 1,5AnFru에 의해 글루카곤-라이크 펩타이드(GLP-1)와 인슐린의 레벨 증가가 일어나는 것으로 나타난다. 따라서 1,5AnFru 그 자체 또는 다른 성분과의 결합은 GLP-1 및/또는 인슐린-관련 질병의 치료에 대한 약의 성분으로 유용하다.

1,5AnFru의 생산

1,5AnFru는 글리코겐 및 말토즈, 말토사카라이드와 같은 관련된 기질에서 α-1,4-글루칸 라이아제의 작용에 의해 형성될 수 있다. 대안으로, 1,5AnFru는 스타치를 기질로 이용하여 글루칸 라이아제에 의해 생산될 수 있다(Yu et al., 1999).

1,5AnFru에 기초한 유도체와 분자

1,5AnFru의 적당한 유도체는 Ahmad(1995), Broberg et al.(1998), Andersen(1999)에 의해 화학적으로 기술되고 Yu et al.(1999), Andersen et al.(1999)에 의해 기능적으로 기술된 1,5AnFru의 이성질체를 포함할 수 있다.

1,5AnFru의 적당한 유도체는 또한 4-데옥시-글리세로-헥소-2,3-딜루오-퓨라노즈(Broberg et al., 1998), 1,5-안하이드로-D-글루시톨(1,5AnGlc-ol), 1,5AnGlc-ol 6-포스페이트(Sakuma et al., 1998; Yu et al. 1999) 및 다른 것들은 물론 1,5AnFru의 이성질체, 수화물(예를 들면 스킴 1 참고)과 탈수물 및 그의 수화물(예를 들면 스킴 2 참고)을 포함할 수 있다.

스킴 1. 1,5AnFru 유도체의 예 : 호변체와 수화물

스킴 1A. 여기서 토론된 당의 구조. 1,5-무수과당은 수용액에서 1,5-무수과당 수화물로 존재함을 주목.

스킴 2. 1,5AnFru 유도체의 예 : 탈수물과 그의 호변체와 수화물

모조품(Mimics)

한가지 면에서, 사이클릭 에테르는 1,5AnFru 구조의 모조품이 될 수 있다.

여기서 사용된 용어 "모조품"은 동일하거나 다른 구조를 지녔지만 동일한 기능적 효과를 지님을 의미한다. 다른 말로는, 다른 화학적 그룹 또는 잔기가 1,5AnFru 또는 그 활성 부분에 대해 동일한 스테아릭 형태를 포함할 수 있다.

약제학적 형태

본 발명의 사이클릭 에테르는 사이클릭 에테르의 약제학적으로 수용 가능한 형태가 될 수 있다. 사이클릭 에테르는 식 Ⅰ의 사이클릭 에테르의 약제학적으로 수용 가능한 형태가 될 수 있다.

식 Ⅰ

여기서 R¹과 R²는 H, -OH, =O 로부터 독립적으로 선택되거나, 사이클릭 에테르의 링에서 인접 원자와의 결합을 나타내며;

R³은 -OH 그룹을 포함하는 치환체이며; 그리고

R⁴와 R⁵는 H, -OH, =O 로부터 독립적으로 선택되거나, 사이클릭 에테르의 링에서 인접 원자와의 결합을 나타낸다;

단, 화합물은 링에서 적어도 3개의 탄소 원자를 포함한다.

약제학적으로 수용 가능한 형태는 식 Ⅰ의 유도체로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 식 Ⅰ의 하나 또는 그 이상의 하이드록시 그룹이 유도체화될 수 있다. 하나 또는 그 이상의 유도체화된 하이드록시 그룹은 에스테르 그룹이 될 수 있다.

에스테르 그룹은 아실 에스테르가 될 수 있다. 에스테르 그룹은 아세틸 에스테르가 될 수 있다. 에스테르 그룹은 에스테르화된 지방산이 될 수 있다.

본 발명의 화합물이 1,5AnFru일 때, 에스테르화된 유도체는 아래 나타낸 6-Ο-아실-1,5-안하이드로-D-프럭토즈가 될 수 있다.

본 발명에 따른 에스테르화된 유도체는 1999년 3월 19일에 출원된 영국 특허출원 제9906458.6호에 개시된 하나 또는 그 이상의 유도체가 될 수 있다.

본 발명의 사이클릭 에테르는 약제학적으로 수용 가능한 염의 형태로 투여될 수 있다.

약제학적으로 수용 가능한 염은 이 분야의 당업자에게 잘 알려져 있으며, 예를 들면 Berge et al, in J. Pharm. Sci., 66, 1-19 (1977)에서 언급된 것들을 포함한다. 적당한 산 첨가 염은 무독성 염을 형성하는 산으로부터 형성되며 하이드로클로라이드, 하이드로브로마이드, 하이드로아이오다이드, 나이트레이트, 설페이트, 바이설페이트, 포스페이트, 하이드로겐포스페이트, 아세테이트, 트리플루오로아세테이트, 글루코네이트, 락테이트, 살리실레이트, 시트레이트, 타르트레이트, 아스코르베이트, 숙시네이트, 말레에이트, 퓨마레이트, 글루코네이트, 포메이트, 벤조에이트, 메탄술포네이트, 에탄술포네이트, 벤젠술포네이트 및 p-톨루엔술포네이트 염을 포함한다.

하나 또는 그 이상의 산성 사이클릭 에테르가 존재할 때, 적당한 약제학적으로 수용 가능한 염기 첨가 염은 무독성 염을 형성하는 염기로부터 형성될 수 있으며 알루미늄, 칼슘, 리튬, 마그네슘, 포타시움, 소디움, 징크 및 디에탄올아민과 같은 약제학적으로 활성인 아민 염을 포함한다.

본 발명은 또한 본 발명의 사이클릭 에테르의 쌍성이온(zwitterionic) 형태의 활용을 포함한다.

청구항에 사용된 용어는 이러한 형태를 포함한다.

입체 및 기하학적 이성질체

어떤 사이클릭 에테르는 입체 이성질체 및/또는 기하학적 이성질체로 존재할 수 있다 - 예를 들면 그것들은 하나 또는 그 이상의 비대칭 및/또는 기하학적 중심을 가질 수 있어서 둘 또는 그 이상의 입체 이성질체 및/또는 기하학적 형태로 존재할 수 있다. 본 발명은 억제제의 모든 개별적 입체 이성질체와 기하학적 이성질체, 및 그의 혼합물의 활용을 심사숙고한다. 청구항에 사용된 용어는 이러한 형태를 포함한다.

용매 화합물

본 발명은 또한 본 발명의 사이클릭 에테르의 용매 화합물 형태의 활용을 포함한다. 청구항에 사용된 용어는 이러한 형태를 포함한다.

프로-드러그(Pro-Drug)

본 발명은 또한 본 발명의 사이클릭 에테르의 프로-드러그 형태의 활용을 포함한다. 청구항에 사용된 용어는 이러한 형태를 포함한다.

다른 활성 성분

본 발명의 조성은 또한 사이클릭 에테르 외에도 다른 치료 물질을 포함할 수 있다.

치료

본 발명의 사이클릭 에테르는 - 예를 들면 치료 적용에서 - 치료제로 사용될 수 있다.

용어 "치료"는 치료 효과, 완화 효과와 예방 효과를 포함한다.

치료는 인간 또는 동물에서 될 수 있다.

치료는 글루코즈 대사 장애, 당뇨병 또는 관련된 고통의 치료를 포함할 수 있다.

치료는 변경된 글루코즈 대사, 당뇨병 또는 만성적 질병에 관련된 조건을 치료하는 것일 수 있다.

약제학적 조성

한가지 면에서, 본 발명은 본 발명에 따른 조성과 선택적으로 약제학적으로 수용 가능한 담체, 희석제 또는 부형제(그의 조합을 포함하는)를 포함하는 약제학적 조성을 제공한다.

약제학적 조성은 인간과 수의학적 약에서 인간 또는 동물에 대해 사용될 수 있으며 전형적으로 어느 하나 또는 그 이상의 약제학적으로 수용 가능한 희석제, 담체 또는 부형제를 포함할 것이다. 약제학적 사용에 대한 수용 가능한 담체 또는 희석제는 약제학적 기술에서 잘 알려져 있으며, 예를 들면 Remington's Pharmaceutical Sciences, Mack Publishing Co. (A. R. Gennaro edit. 1985)에 기술된다. 약제학적 담체, 부형제 또는 희석제의 선택은 투여와 표준 약제학적 실행의 의도된 경로에 관해 선택될 수 있다. 약제학적 조성은 담체, 부형제 또는 희석제로 - 또는 외에도 - 어느 적당한 바인더, 윤활제, 현탁제, 코팅제, 용해제를 포함할 수 있다.

방부제, 안정제, 염료 및 조미료도 약제학적 조성으로 제공될 수 있다. 방부제의 예는 소디움 벤조에이트, 소르브산 및 p-하이드록시벤조익산의 에스테르를 포함한다. 항산화제와 현탁제 또한 사용될 수 있다.

다른 전달 시스템에 따라 다른 조성/포뮬레이션 요구가 있을 수 있다. 예로써, 본 발명의 약제학적 조성은 미니-펌프를 사용하거나 점막 경로에 의해, 예를 들면, 흡입 또는 섭취 가능한 용액으로 코 스프레이 또는 에어로졸로써, 또는 비경구적으로 전달되도록 포뮬레이트 될 수 있는데, 조성은 전달되기 위해 주사 가능한 형태, 예를 들면, 정맥 내, 근육 내 또는 피하 경로에 의해 포뮬레이트 된다. 대안으로, 포뮬레이션은 양쪽 경로에 의해 전달되도록 디자인될 수 있다.

작용제가 위장 점막을 통해 점막으로 전달되는 경우에, 위장관을 통해 통과하는 동안 안정하게 남을 수 있다; 예를 들면, 단백질 가수분해에 저항적이고, 산 pH에서 안정하며 담즙의 세정 효과에 저항적으로 된다.

적당한 경우에, 약제학적 조성은 흡입에 의해, 좌약 또는 페서리의 형태로, 국부적으로 로션, 용액, 크림, 연고 또는 더스팅 파우더의 형태로, 피부 패치의 사용으로, 경구적으로 스타치 또는 락토즈 또는 초크와 같은 부형제를 포함하는 정제의 형태로, 또는 캡슐 또는 난자(ovule) 단독 또는 부형제와 혼합물로, 또는 엘릭시르(elixir), 용액 또는 조미료 또는 착색제를 포함하는 현탁액으로 투여될 수 있거나, 비경구적으로, 예를 들면 정맥 내로, 근육 내로 또는 피하 경로로 주입될 수 있다. 비경구적 투여에 대해, 조성은 다른 물질, 예를 들면 피와 등장인 용액을 만들기에 충분한 염 또는 단당류를 포함할 수 있는 살균 수용액의 형태로 가장 잘 사용될 수 있다. 구강 또는 혀 밑 투여에 대해, 조성은 종래의 방법으로 포뮬레이트 될 수 있는 정제 또는 마름모꼴 정제의 형태로 투여될 수 있다.

당뇨병 치료에서, 본 발명의 화합물은 저혈당 술포닐우레아, 메글리티나이드 아날로그, 이미다졸리딘, 및 구아니딘 유도체와 같은 다른 인슐린 향상제 또는 GLP-1과 그 유도체와 결합하여 사용될 수 있다. 다른 인슐린 향상제는 W. J. Malaisse, 1999, Insulinotropic action of monosaccharide esters: therapeutic perspectives. Diabetologia, 42: 286-291에 개시된다.

투여

전형적으로, 의사는 개인에게 가장 적당한 실제 투여량을 결정하게 되고, 그것은 특별한 환자의 나이, 몸무게와 반응과 통증에 따라 변하게 된다. 아래 투여량은 평균 경우의 예가 된다. 물론 더 높거나 낮은 투여량 범위가 이로운 개인의 경우도 있을 수 있다.

본 발명의 조성(또는 그의 성분 부분)은 경구적으로 투여될 수 있다. 첨가하거나 대안으로 본 발명의 조성(또는 그의 성분 부분)은 직접 주사로 투여될 수 있다. 첨가하거나 대안으로 본 발명의 조성(또는 그의 성분 부분)은 국부적으로 투여될 수 있다. 첨가하거나 대안으로 본 발명의 조성(또는 그의 성분 부분)은 흡입에 의해 투여될 수 있다. 첨가하거나 대안으로 본 발명의 조성(또는 그의 성분 부분)은 또한 하나 또는 그 이상의 비경구적, 점막, 근육 내, 정맥 내, 피하, 눈 내 또는 피부 투여 방법으로 투여될 수 있으며, 그러한 투여를 위해 포뮬레이트 된다.

필요에 따라, 작용제는 0.01 내지 100 mg/kg, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 1 mg/kg 몸무게와 같이 0.0001 내지 3000 mg/kg 몸무게의 투여량으로 투여될 수 있다.

또 다른 예로써, 본 발명의 작용제는 하루에 한번 또는 두번과 같이 하루에 1 내지 10배의 섭생에 따라 투여될 수 있다. 어느 특별한 환자에 대한 투여량의 특정 투여 레벨과 빈도는 변화될 수 있으며 사용된 특정 화합물의 활성도, 그 화합물 작용의 대사 안정도와 길이, 나이, 몸무게, 일반적 건강, 성, 다이어트, 투여 모드와 시간, 배설률, 약 조합, 특정 조건의 괴로움 및 호스트 언더고잉(undergoing) 치료를 포함하는 다양한 요인에 의존하게 된다.

용어 "투여된"은 또한 예를 들면 흡입에 대한 코 스프레이 또는 에어로졸로써 또는 섭취 가능한 용액으로 점막 경로에 의한 전달에 제한되는 것은 아니지만; 예를 들면 정맥 내, 근육 내 또는 피하 경로와 같은 주사 가능한 형태로 전달되는 비경구적 경로를 포함한다.

따라서, 본 발명의 사이클릭 에테르는 하나 또는 그 이상의 다음 경로에 의해 투여될 수 있다 : 경구 투여, 주사(직접 주사와 같은), 국부, 흡입, 비경구 투여, 점막 투여, 근육 내 투여, 정맥 내 투여, 피하 경로 투여, 눈 내 투여 또는 피부 투여.

어떤 적용에 대해, 바람직하게는 작용제는 경구로 투여된다.

여기서, 사이클릭 에테르(또는 그 유도체)는 액체 또는 고체 형태 또는 다른 적당한 성분과 결합되어 주어진다. 그것은 소프트 드링크에 용해되거나 선택된 음식에 첨가될 수 있다.

따라서, 바람직하게는, 본 발명의 조성은 글루코즈 대사 장애의 치료를 위해 경구로 투여된다.

1,5AnFru와 당 대사

진균류와 조류에서, 1,5AnFru는 스트레스 조건하에서 항생물질로 전환될 수 있고(Baute et al., 1988)(Baute et al., 1998; Broberg et al., 1999), 포유동물과 E. coli에서 1,5AnFru는 NADPH-의존 환원제에 의해 1,5-안하이드로글루시톨로 환원된다(Sakuma et al., 1998; Yu et al., 1999). 이 폴리올은 관모양 재흡수에대해 글루코즈와 경쟁하는 프리유린(preurine)으로 직접 포스포릴레이트되거나 필터될 수 있다(Yamanouchi et al., 1992). 1,5-안하이드로 글루시톨의 낮은 플라즈마 레벨은 당뇨병에서 당뇨(glucosuria)에 관련하도록 나타내어졌으며, 플라즈마 1,5-안하이드로 글루시톨은 당뇨병에서 글리세믹(glycemic) 조절에 대한 마커가 되도록 제안되었다(Yamanouchi et al., 1989; Stickle and Turk, 1997). 플라즈마 1,5-안하이드로 글루시톨의 주된 부분은 음식물 섭취로부터 얻어지며 작은 부분만이 1,5-안하이드로 프럭토즈의 생체 내 환원으로부터 얻어진다(Yamanouchi et al., 1992).

그것은 글리코겐의 대체 분해 경로를 나타내므로, 우리는 쥐에서 인슐린 분비와 글루코즈 처리에 대한 그의 영향을 조사하였다. 우리는 생체 내에서 정맥 내 글루코즈 내성 테스트 동안 그리고 분리된 이스렛이 시험관 내에서 배양될 때 배양 배지에서 글루코즈 레벨을 올린 후 적절한 투여 레벨에서 1,5AnFru가 글루코즈-자극된 인슐린 분비를 억제함을 발견하였다.

이스렛으로부터 인슐린 분비의 억제는 본 발명에 따라 1,5AnFru(또는 그의 유도체)에 의해 글루코키나제와 헥소키나제의 억제에 기인될 수 있다.

1,5AnFru의 위 투여는 위 글루코즈 내성 테스트 동안 인슐린 분비와 글루코즈 내성을 증가시킴이 여기에 나타난다.

위 글루코즈 후 쥐에서 인슐린 분비를 증가시키는 인크레틴 호르몬으로써 장 글루코즈에 의해 방출되는 구트 호르몬인 GLP-1의 플라즈마 레벨이 조사되었다(Ahren, 1998). 1,5AnFru는 위 글루코즈에 대해 GLP-1 반응을 현저하게 증가시킴이 발견되었다. 따라서 위 1,5AnFru에 의해 증가된 인슐린 반응이 GLP-1의 증가된 레벨에 의해 매개됨이 가능하다. 따라서 1,5AnFru(또는 그의 유도체)는 장 L-세포로부터 GLP-1 분비를 자극할 수 있다.

글루코즈는 루미날(luminal) 사이드로부터의 흡수를 통해 장 L 세포로부터 GLP-1 분비를 활성화할 수 있다(Sugiyama et al., 1994). 1,5AnFru는 경구 수크로즈 후 장 α-글루코시다제를 억제하여 GLP-1 분비를 증가시키는 슈도테트라사카라이드, 아카보즈(acarbose)와 유사하게 더 많은 글루코즈가 L-세포에 도달하도록 구트에서 글루코즈의 흡수를 지연하여, 더 높은 L-세포 밀도를 지닌 구트의 더욱 말단 부분에 대한 글루코즈의 구트 흡수를 연기할 수 있다(Seifarth et al., 1998). 1,5AnFru(또는 그의 유도체)는 장 L-세포로부터 GLP-1 분비를 직접 자극할 수 있다.

L-세포로부터 GLP-1 분비는 소디움-글루코즈 코-트랜스포터 메카니즘에 의해 지배되며, 이 메카니즘을 활성화하는 글루코즈, 갈락토즈, 메틸-α-글루코사이드와 3-Ο-메틸 글루코즈와 같은 탄수화물은 GLP-1 분비를 자극하는 반면에, 루미날 소디움/글루코즈 트랜스포트에 대한 기질이 아닌 2-데옥시-글루코즈와 N-아세틸-글루코사민과 같은 탄수화물은 GLP-1 분비를 자극하지 않는다(Ritzel et al., 1997). 게다가, 프럭토즈가 소디움으로부터 독립적으로 GLP-1 분비를 자극하므로 소디움-독립된 GLP-1 분비가 또한 발견되었다(Ritzel et al., 1997).

따라서 1,5AnFru(또는 그의 유도체)는 소디움/글루코즈 트랜스포트 메카니즘에 대한 기질이 될 수 있으며 이 경로를 통해 GLP-1 분비를 활성화할 수 있거나 프럭토즈처럼 소디움-독립된 메카니즘을 통해 그렇게 할 수 있다.

본 발명의 사이클릭 에테르는 내생적 GLP-1 분비를 증가시키기 위해 유리하게 사용될 수 있다. 이는 식사 후 인슐린 분비를 증가시킨다(Nauck et al., 1997). 이는 당뇨병에서 자주 나타나는 식사 후 GLP-1 분비의 감소에 비추어 특별히 중요하다(Toft-Nielsen et al., 1999). 따라서 본 발명은 본 발명에 따른 조성의 투여에 의해 글루코즈의 위 투여 후 내생적 GLP-1 분비를 증가시키고 글루코즈 내성을 향상시키는 방법을 제공한다.

넓은 범위의 탄수화물이 GLP-1의 분비를 자극할 수 있으며 가능한 메카니즘이 이러한 탄수화물과 GLP-1을 생산하기 위해 L-세포를 트리거(trigger)하는 특성화되지 않은 당-센서와의 상호작용이 될 수 있으며, 인슐린을 생산하는 세포에서 GLP-1 수용체와 번갈아 상호작용함이 알려져 있다(Shima et al., 1990; Ritzel etal., 1997).

장에서의 엄격한 화학적이고 생물학적인 조건 때문에, 우리는 1,5AnFru가 다른 이성질체와 유도체로 전환될 수 있음을 믿는다(이론에 의한 바램 없이)(스킴 1 및 2). 우리는 적어도 그것들 대부분이 헥소즈 링을 필요로 하는 제안된 모델(Shima et al., 1990; Ritzel et al., 1997)에 따라 당-센서와 상호작용을 할 수 있다고 믿는다.

요약

1,5AnFru(또는 그의 유도체)의 사용은 GLP-1과 인슐린을 증가시켜 글루코즈 내성을 유리하게 증가시킨다.

따라서, 본 발명에 따라, 사이클릭 에테르와 그의 유도체는 글루카곤-라이크 펩타이드 1(GLP-1)과 인슐린을 증가시켜 글루코즈 내성을 증가시키는 데 유리하게 사용될 수 있으며, 따라서 글루코즈 내성 또는 GLP-1 또는 인슐린에 관련된 병으로 고통받는 환자의 조건을 향상시키기 위한 약으로 유용하다.

본 발명은 이제 실시예에 의하여 기술될 것이며, 덧붙여진 도면으로 참조된다.

도 1은 그래프

도 2는 그래프

도 3은 그래프

도 4는 그래프

더욱 상세하게 :

도 1. 마취된 쥐에서 0.2 또는 1 g/kg의 1,5AnFru 첨가 또는 첨가없이 글루코즈(1 g/kg)의 iv 주사 전과 주사 후 1, 5, 10, 20, 30 및 50분에서 플라즈마 인슐린과 글루코즈 레벨. Means ±SEM이 나타난다. n은 각 그룹에서 쥐의 수를 나타낸다.

도 2. 다른 농도의 글루코즈 또는 1,5AnFru(3.3 또는 11.1 mmol/l 글루코즈) 존재시 60분 배양 동안 오버나이트 배양된 분리된 쥐 이스렛으로부터 인슐린 분비. 값은 mean ±SEM이다. 각 점에서 24번의 측정이 있었다.

도 3. 마취된 쥐에서 1,5AnFru(150 mg/쥐) 첨가 또는 첨가없이 위관 영양법을 통해 글루코즈(150 mg/쥐)의 투여 전과 투여 후 15, 30, 60, 90 및 120분에서 플라즈마 인슐린과 글루코즈. Means ±SEM이 나타난다. n은 각 그룹에서 쥐의 수를 나타낸다.

도 4. 마취된 쥐에서 1,5AnFru(150 mg/쥐) 첨가 또는 첨가없이 위관 영양법을 통해 글루코즈(150 mg/쥐)의 투여 전과 투여 후 15, 30 및 60분에서 플라즈마 GLP-1. Means ±SEM이 나타난다. n은 각 그룹에서 쥐의 수를 나타낸다.

일반적인 방법

동물

20∼25 g의 넌-패스티드(non-fasted) NMRI 쥐(Bomholdtgaard Breeding and Research Center, Ry, Denmark)가 연구를 통해 사용된다. 동물은 스탠다드 펠렛 다이어트와 탭 워터 애드 리비튬(libitum)으로 먹여진다.

정맥 내 글루코즈 내성 테스트

쥐는 midazolam(Dormicum^R, Hoffman-La-Roche, Basel, Switzerland, 0.4 mg/쥐) 및 플루애니손(0.9 mg/쥐)과 펜타닐(0.02 mg/쥐; Hypnorm^R, Janssen, Beerse, Belgium) 조합의 복강주사로 마취된다. 그 후에, 혈액 샘플이 헤파린화된 튜브에서 레트로불바(retrobulbar), 인트라오비탈(intraorbital), 모세관종으로부터 얻어진 후, D-글루코즈(British Drug Houses, Poole, UK; 1 g/kg)가 단독 또는 1,5AnFru(Danisco Ltd, Copenhagen, Denmark; 0.2 또는 1 g/kg)와 함께 빠르게 정맥 내로 주사된다; 한 시리즈의 실험에서, 1,5AnFru는 단독으로 주어진다(1 g/kg). 로드 부피는 10 ㎕/g 몸무게이다. 새로운 혈액 샘플은 1, 5, 10, 20, 30 및 50분 후 얻어진다. 다른 세트의 실험에서, 1,5AnFru는 상기와 같이 글루코즈의 정맥 내 주사 전 즉시 얻어진 제로 혈액 샘플 전 5분에 위관 영양법(0.2 g/kg)에 의해 주어진다. 혈액 샘플은 상기와 같이 얻어진다. 그 다음에 4℃에서 즉시 원심분리하고, 플라즈마는 분리되어 -20℃ 또는 분석까지 저장된다.

위 글루코즈 내성 테스트

쥐는 상기와 같이 오버나이트 패스트되고 마취된다. 마취 유도 후, D-글루코즈(0.5 ml에서 150 mg/쥐)는 위에 위치한 위관 영양법 튜브(외부 직경 1.2 mm)를 통해 단독 또는 1,5AnFru(150 mg/쥐)와 함께 투여된다. 혈액 샘플은 15, 30, 45, 60, 90 및 120분 후 얻어지며 상기와 같이 처리된다.

시험관 내 인슐린 분비

췌장 이스렛은 콜라게나제 분리 기술로 4마리 쥐로부터 분리된다. 간단히, 췌장은 췌장관을 통해 3 ml의 Hank's Balanced Salt Solution(Sigma)으로 역행하도록 채워지고, 0.3 mg/ml의 Collagenase P(활성도 1.86 U/mg; Boehringer Mannheim Gmbh, Mannheim, Germany)로 보충된다. 이어서 췌장은 제거되고 동일한 용액에서 37℃에서 20분 동안 배양된다. 씻어낸 후, 이스렛은 입체현미경 아래 손으로 집어져 37℃에서 5% CO₂로 평형을 이룬 습기 있는 공기에서 10% 페탈 카프 세럼, 2.05 mmol/l L-글루타민, 2.5 ㎍/ml 암포테리신 B(GIBCO BRL, Paisley, Scotland), 100 IU/ml 페니실린 및 100 ㎍/ml 스트렙토마이신(Biol Ind, Beit Haem다, Israel)으로 보충된 RPMI 1640 배지에서 오버나이트 배양된다. 오버나이트 배양 다음에, 이스렛은 3번 세척되고 0.1% 인간 세럼 알부민(Sigma) 및 3.3 mmol/l 글루코즈로 보충된 Hepes 배지(pH 7.36)에서 37℃에서 60분 동안 전배양된다. 배지는 125 NaCl, 5.9 KCl, 1.2 MgCl₂, 1.28 CaCl₂(모두 Sigma) 및 25 Hepes(Boehringer Mannheim)(in mmol/l)로 구성된다. 전배양 후, 3개의 이스렛 그룹은 다양한 농도의 글루코즈와 1,5AnFru로 보충된 200 ㎕의 배지를 포함하는 분리된 챔버로 옮겨진다. 37℃에서 60분 동안 배양한 후, 25 ㎕의 배지는 각 챔버로부터 수집되어 분석까지 -20℃에서 저장된다.

분석

플라즈마 인슐린은 트레이서로 기니아 피그 안티-래트 인슐린 항체, 125I-라벨된 포르신 인슐린을 사용하고 스탠다드(Linco Research, St Charles, Mo, USA)로 래트 인슐린을 사용하여 라디오임뮤노화학적으로 결정된다. 프리 및 바운드 라디오활성도는 안티-IgG(goat anti-guinea pig) 항체(Linco)를 사용하여 분리된다. 에세이의 감도는 12 pmol/l이며 편차의 계수는 낮은 레벨과 높은 레벨 양쪽에서 3% 이하이다. 플라즈마 글루코즈는 글루코즈 옥시다제 방법으로 결정된다. 플라즈마 GLP-1은 에탄올로 플라즈마 샘플 추출 후 라디오임뮤노에세이로 측정된다. 6% 알부민과 0.1 mol/l NaCl을 포함하는 pH 7.5, 400 ㎕의 0.05 mol/l 소디움 포스페이트 버퍼가 얼음 및 혼합된 웰에서 100 ㎕의 쥐 플라즈마에 첨가된다. 혼합물은 70% 에탄올(vol/vol, 최종 희석)로 추출되며, 진공 원심분리 후 잔류물은 에세이 버퍼에서 재구성되며 이전에 기술된 대로 에세이된다(Orskov et al., 1994). 안티세럼(code no. 89390)은 C-터미널 장 GLP-1에 대해 고도로 특정하며, 쥐 GLP-1을 인지한다. 이 방법을 이용한 감도는 5 pmol/l이며, 편차의 인트라-에세이 계수는 10%이다. 쥐 플라즈마에 첨가된 GLP-1의 회수는 기대값의 ±20% 이내이다.

통계적 분석

Means ±SEM이 나타난다. 플라즈마 인슐린 레벨 커브 아래 면적(AUC_insulin)은 사다리꼴 법칙으로 계산된다. 통계적 분석은 윈도우 시스템에 대해 SPSS로 수행된다. 그룹들간의 통계적 비교는 Students t-테스트로 수행된다.

정맥 내 글루코즈 내성 테스트

도 1은 당이 단독으로 주어졌을 때(1 g/kg) 인슐린 또는 글루코즈의 기본 플라즈마 레벨이 1,5AnFru에 의해 영향을 받지 않음을 보여준다. 그러나, 글루코즈와 함께 주어지면(1 g/kg), 1,5AnFru는 1 g/kg에서 주어질 때 글루코즈-자극된 인슐린 분비를 억제한다. 따라서, 글루코즈 단독으로 주어진 콘트롤에서 14.4 ±2.1 nmol/l ×50분이고, 0.2 g/kg에서 글루코즈와 1,5AnFru가 주어진 쥐에서 14.6 ±1.9 nmol/l ×50분인, 인슐린 커브 아래 면적, AUC_insulin은 50분 연구 기간동안 1 g/kg에서 글루코즈와 1,5AnFru가 주어진 쥐에서 8.6 ±1.9로 감소한다(P=0.021). 대조적으로, 정맥 내 글루코즈 투여 후 글루코즈 제거는 1,5AnFru에 의해 영향을 받지 않는다.

시험관 내 인슐린 분비

도 2는 1,5AnFru가 11.1 mmol/l 또는 그 이하의 투여 레벨에서 분리된 쥐 이스렛에 첨가되면 1,5AnFru는 글루코즈-자극된 인슐린 분비에 영향을 주지 않음을 보여준다. 그러나, 16.7 mmol/l의 1,5AnFru 높은 투여 레벨이 11.1 mmol/l의 글루코즈와 함께 첨가되면, 인슐린 분비의 억제가 관찰된다.

위 글루코즈 내성 테스트

1,5AnFru가 글루코즈와 함께 위관 영양법을 통해 주어지면, 플라즈마 인슐린 레벨은 글루코즈 단독으로 주어질 때와 비교하여 증가된다(도 3). 따라서, 투여 후 첫 60분 동안 AUC_insulin은 콘트롤에서 60분에 20.3 ±2.3 nmol/l로부터 글루코즈와 1,5AnFru(P=0.018)가 주어진 쥐에서 60분에 32.9 ±2.6 nmol/l로 1,5AnFru에 의해 증가된다. 이는 1,5AnFru(15.5 ±1.6 mmol/l; P=0.021)와 함께 글루코즈가 주어진 쥐에서보다 콘트롤 그룹(22.1 ±2.8 mmol/l)에서 더 높은 60분 글루코즈 값으로 명백하듯이, 증가된 글루코즈 제거에 의해 따른 것이다.

위관 영양법 후 플라즈마 GLP-1

위관 영양법을 통한 글루코즈의 투여는 GLP-1의 플라즈마 레벨을 증가시킨다. GLP-1 레벨의 증가는 1,5AnFru와 글루코즈의 조합된 투여에 의해 증가된다(도 4). 따라서, 30분(30.8 ±6.1 versus 78.2 ±8.6 pmol/l) 및 60분(8.2 ±5.9 versus 28.8 ±3.8 pmol/l) 값은 글루코즈 단독 투여 후보다 1,5AnFru와 함께 글루코즈의 투여 후 더 높다(양쪽에 대해 P<0.05).

생체 내 및 시험관 내 글루코즈-자극된 인슐린 분비에서 1,5AnFru의 영향이 검사된다.

생체 내에서, 인슐린 분비와 글루코즈 내성에서의 당의 영향은 정맥 내 글루코즈 내성 테스트 동안과 마취된 쥐에서 위관 영양법을 통해 글루코즈와 함께 1,5AnFru가 주어졌을 때 결정된다.

1 g/kg에서 정맥 내로 투여될 때, 1,5AnFru는 50분 연구 기간동안 글루코즈 제거에 영향을 주지 않고 iv 글루코즈(1 g/kg)에 대한 인슐린 반응을 억제함이 발견된다.

분리된 이스렛과 함께 배양될 때, 16.7 mmol/l에서 1,5AnFru는 글루코즈(11.1 mM)-자극된 인슐린 분비를 억제한다. 게다가, 글루코즈(150 mg/쥐)와 함께 위관 영양법(150 mg/쥐)을 통해 주어질 때, 감소된 60분 플라즈마 글루코즈 레벨(15.5 ±1.6 mmol/l versus 22.1 ±2.8 mmol/l in 콘트롤; P=0.021)로 명백하듯이 1,5AnFru는 글루코즈 내성을 증가시킨다. 동시에, 인슐린 분비는 1,5AnFru에 의해 증가된다(60분 동안 AUC_insulin은 32.9 ±2.6 versus 20.3 ±2.3 nmol/l in 콘트롤, P=0.018).

게다가, 위관 영양법을 통해 주어질 때 1,5AnFru는 구트 호르몬, 글루카곤-라이크 펩타이드-1(GLP-1)의 플라즈마 레벨에서 증가를 가능하게 한다. 우리는주어진 1,5AnFru가 GLP-1의 증가된 플라즈마 레벨에 기인한 인슐린 분비를 증가시킴으로써 쥐에서 글루코즈 내성을 증가시킴을 여기 개시한다.

상기 명세서 내에 언급된 모든 간행물들은 참고문헌에 의해 여기에 포함된다. 본 발명의 기술된 방법과 시스템의 다양한 변경과 변형은 발명의 범위와 정신으로부터 벗어남이 없이 이 분야의 당업자에게는 명확할 것이다. 발명이 특정 바람직한 실시태양에 관련하여 기술되었을 지라도, 청구된 발명은 그러한 특정 실시태양을 부당하게 한정하는 것은 아니다. 실제로, 화학, 생화학, 바이오테크놀로지 또는 관련된 분야의 당업자가 명백하게 발명을 수행하기 위한 기술된 방법의 다양한 변형은 다음의 청구항 범위 내에 있을 것이다.

Claims (18)

1. 글루코즈 내성 장애를 치료하기 위한 약 조제에서 사이클릭 에테르, 또는 그의 약제학적으로 수용 가능한 형태의 활용에 있어서, 사이클릭 에테르는 식 Ⅰ

   식 Ⅰ

   여기서 R¹과 R²는 H, -OH, =O 로부터 독립적으로 선택되거나, 사이클릭 에테르의 링에서 인접 원자와의 결합을 나타내며;

   R³은 -OH 그룹을 포함하는 치환체이며; 그리고

   R⁴와 R⁵는 H, -OH, =O 로부터 독립적으로 선택되거나, 사이클릭 에테르의 링에서 인접 원자와의 결합을 나타낸다;

   단, 화합물은 링에서 적어도 3개의 탄소 원자를 포함함을 특징으로 하는 사이클릭 에테르, 또는 그의 약제학적으로 수용 가능한 형태의 활용
2. 제 1항에 있어서, 사이클릭 에테르는 당임을 특징으로 하는 활용
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 사이클릭 에테르는 식 Ⅱ

   식 Ⅱ

   여기서 R¹, R², R³, R⁴와 R⁵는 제 1항에서 정의된 것임을 특징으로 하는 활용
4. 상기 청구항의 어느 하나에 있어서, 사이클릭 에테르는 식 Ⅲ

   식 Ⅲ

   여기서 R¹, R², R³, R⁴와 R⁵는 제 1항에서 정의된 것임을 특징으로 하는 활용
5. 제 2항 내지 제 4항의 어느 하나에 있어서, R³은 -CH₂OH 그룹이거나 -CH₂OH 그룹을 포함함을 특징으로 하는 활용
6. 제 2항 내지 제 5항의 어느 하나에 있어서, R¹과 R²는 -OH, 또는 =O 로부터 독립적으로 선택됨을 특징으로 하는 활용
7. 제 2항 내지 제 6항의 어느 하나에 있어서, R⁴와 R⁵중 적어도 하나는 H임을 특징으로 하는 활용
8. 상기 청구항의 어느 하나에 있어서, 사이클릭 에테르는 5개 또는 6개 멤버의 링을 포함함을 특징으로 하는 활용
9. 상기 청구항의 어느 하나에 있어서, 상기 사이클릭 에테르는 하나 또는 그 이상의 1,5 무수과당("1,5AnFru"), 또는 1,5AnFru의 활성 모조품, 1,5AnFru에 기초한 사이클릭 에테르, 호변체(tautomer) 또는 그의 수화물과 같은 1,5AnFru로부터 유도된 사이클릭 에테르, 또는 1,5AnFru의 탈수물, 또는 호변체 또는 그의 수화물, 또는 그의 유도체로부터 선택됨을 특징으로 하는 활용
10. 상기 어느 청구항에 있어서, 상기 사이클릭 에테르는 1,5AnFru임을 특징으로 하는 활용
11. 상기 어느 청구항에 있어서, 상기 약은 당뇨병을 치료하는 것임을 특징으로 하는 활용
12. 약에서 사용되는 조성에 있어서, 상기 조성은

    ⅰ) 활성 성분으로써 사이클릭 에테르, 상기 사이클릭 에테르는 제 1항 내지 제 11항의 어느 하나에서 정의된 것; 및 선택적으로

    ⅱ) 약제학적으로 수용 가능한 담체, 희석제 또는 부형제를 포함하며,

    상기 사이클릭 에테르는 글루코즈 내성에 영향을 미칠 수 있음을 특징으로 하는 약에서 사용되는 조성
13. 제 12항에 있어서, 상기 조성은 GLP-1을 조절하고/또는 당뇨병과 같은 글루코즈 내성 장애를 치료하기 위한 것임을 특징으로 하는 조성
14. 치료 방법에 있어서, 상기 방법은 환자에게 제 12항 내지 제 13항의 어느 하나에서 정의된 조성을 글루코즈 내성 장애에 영향을 미칠 수 있는 양으로 투여하는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법
15. 제 14항에 있어서, 상기 글루코즈 내성 장애는 당뇨병임을 특징으로 하는 방법
16. 제 12항 내지 제 13항의 어느 하나에서 정의된 조성을 제조하는 방법에 있어서, 상기 방법은

    ⅰ) 제 1항 내지 제 11항의 어느 하나에서 정의된 사이클릭 에테르를 제공함; 및

    ⅱ) 상기 사이클릭 에테르를 약제학적으로 수용 가능한 담체, 희석제 또는 부형제와 혼합하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법
17. 제 16항에 있어서, 상기 조성은 글루코즈 내성 장애에 영향을 미치고/또는 GLP-1을 조절하기 위해 사용됨을 특징으로 하는 방법
18. 글루코즈 내성 장애에 영향을 미치는 약 조제에서 1,5AnFru의 활용