KR20080011675A - 인슐린 저항성 개선제 - Google Patents

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KR20080011675A
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insulin resistance
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나오미 와카바야시
유키코 하라다
유타카 마스다
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아스비오파마 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 부작용과 약물 상호작용이 낮으며, 인슐린 저하성 개선을 위한 GLP-1 수용체 작용제의 새로운 투여 형태 및 상기 투여를 위한 인슐린 저항성 개선제를 제공하며, GLP-1 수용체 작용제를 지속적으로 작용시키는 것이 아니라, 적어도 음식물을 섭취하기 전에 투여하거나, 바람직하게는 비침습적으로 투여하는 것을 일정 기간동안 반복하여, 내인성 GLP-1 수용체 작용제가 매 식후에 일시적으로 분비되는 상황을 형성함으로써, 건강한 개체에서 내인성 GLP-1 수용체 작용제의 일주기성 변동을 모방 또는 강화한 혈장내 농도 추이를 수득하는 투여 방법 및 이러한 투여를 위한 GLP-1 수용체 작용제를 유효 성분으로 하는 의약 조성물을 제공한다.

Description

인슐린 저항성 개선제{AGENT FOR IMPROVEMENT OF INSULIN RESISTANCE}
본 발명은 인슐린 저항성 개선제 및 그의 사용 방법에 관한 것이다.
인슐린 저항성은 인슐린에 대한 근육, 간, 지방 등의 전신 조직의 감수성이 저하된 상태를 나타낸다. 인슐린 저항성이 발병한 상태에서는, 조직의 인슐린 감수성이 저하되어, 인슐린 의존적인 당 흡수(uptake) 능력이 저하된다. 그 결과, 인슐린에 의한 혈당 저하 효과가 감소된다. 이는, 대상성 고인슐린혈증(compensatory hyperinsulinemia)을 발병시키거나 또는 인슐린 분비 능력이 불충분한 경우에는 고혈당 증상을 일으킨다(비특허 문헌 1).
특히, 2형 당뇨병 환자에서는 인슐린 분비능 저하 및 인슐린 저항성으로 인해 상대적으로 인슐린이 부족한 상태가 되므로, 그것이 질병의 병태의 본질인 것으로 이해되고 있다. 그러므로, 2형 당뇨병의 약물 치료시에는 인슐린 저항성 개선제를 사용하여 조직의 인슐린 의존적인 당 흡수력을 높이는 것이 유용한 것으로 여겨지고 있으며, 실제 다수의 약제가 개발되어 임상에 이용되고 있다(비특허 문헌 2).
그러나, 현재 사용되는 인슐린 저항성 개선제 중에는 계속적인 치료를 어렵게 하는 심각한 부작용을 유발할 가능성이 있는 것도 적지 않다. 실제로, 간 기능 장해, 부종, 체중 증가, 지방조직 중량 증가 등의 부작용이 발생하여, 치료 중지나 판매 중지를 피할 수 없게 된 경우도 다수건 보고되어 있으며, 이러한 점은 인슐린 저항성 개선제의 응용 범위를 제한하는 하나의 요인이 되고 있다(비특허 문헌 2).
한편, 2형 당뇨병의 새로운 치료 전략으로서, GLP-1(Glucagon-Like Peptide-1) 수용체의 작용제인 GLP-1(7-36) 아미드의 작용을 이용하는 방법이 주목받고 있다(특허 문헌 1-7; 비특허 문헌 4, 5, 6). GLP-1(7-36) 아미드는 소장 하부에 존재하는 L-세포에서 분비되는 폴리펩티드 호르몬으로, 매 식후에 일시적으로 분비되어 직접 또는 간접적으로 췌장이나 그 외의 전신 조직에 작용한다. 또한, 혈당 수치에 의존적인 인슐린 분비 촉진 작용, 글루카곤 분비 억제 작용, 식욕 억제 작용, 소화관 운동 억제 작용이 있는 것으로 알려져 있으며(비특허 문헌 7), 생체 내에서 식이성 당 흡수와 혈당 조절 작용을 발휘하면서 동시에, 다음의 음식물 섭취를 준비하는 역할을 담당하고 있는 것으로 이해되어 있다(비특허 문헌 8).
또한, 2형 당뇨병 환자의 혈장내 GLP-1(7-36) 아미드 농도는 저하되어 있지만, 그 상태에서도 췌장 β 세포는 GLP-1(7-36) 아미드에 대한 감수성을 유지하고 있어(비특허 문헌 9), 저하된 내인성 GLP-1(7-36) 아미드를 외부로부터 보충함으로써 2형 당뇨병의 증상을 개선할 수 있을 것으로 생각되고 있다.
그러나, 펩티드인 GLP-1(7-36) 아미드를 외부에서 투여하면, 생체내에 존재하는 분해 효소인 디펩티딜 펩티다제 IV(dipeptidylpeptidase(DPP)-IV)에 의해, 신속하게 불활성 대사물(GLP-1(9-36) 아미드)로 분해된다(비특허 문헌 10). 또한, 펩티드의 화학적 특성으로 인해, 투여 방법이 주사 또는 이에 준하는 침습적 투여 방법으로 한정되어 있어, GLP-1(7-36) 아미드를 2형 당뇨병과 같은 만성 질환에 대한 치료제로 사용하는 것은 매우 어려운 실정이다.
이와 같은 이유로, GLP-1(7-36) 아미드의 생물 활성을 2형 당뇨병의 새로운 치료법으로서 이용하는 방법으로, 하기 방법이 선택되고 있다(비특허 문헌 4, 5, 6).
(1) DPP-IV에 내성이 있으며 GLP-1(7-36) 아미드와 동일한 작용을 가지고 있는, 장시간 작용하는 GLP-1 수용체 작용제를 주사 또는 이에 준한 침습적 투여 방법으로 투여한다.
(2) GLP-1(7-36) 아미드를 관류 펌프와 같은 특수 기구를 사용하여 지속적으로 정맥내 또는 피하 투여한다.
(3) GLP-1(7-36) 아미드를 분해하는 효소인 DPP-IV의 활성 저해제를 투여 하여, 식후에 분비되는 동안 내인성 GLP-1(7-36) 아미드가 불활성인 대사물(GLP-1(9-36) 아미드)로 대사되는 것을 억제하여, 혈장중 GLP-1(7-36) 아미드 농도를 확보함으로써 치료한다.
그러나, 상기 (1)의 장시간 작용하는 GLP-1 수용체 작용제를 사용한 치료(비특허 문헌 11, 12, 13), 및 상기 (2)의 GLP-1(7-36) 아미드의 지속적인 투여(특허 문헌 8, 9)에서는, 대체로 내인성 농도에 비해 매우 고농도로 GLP-1 수용체 작용제를 장시간 지속시켜 작용시키기 위해, 오히려 GLP-1(7-36) 아미드가 가지고 있는 다양한 생물 활성 일부를 희생시킬 수 있다. 즉, 이 때의 혈장내 GLP-1 수용체 작용제의 농도 변동 패턴은, 매 식후에 일시적으로 상승하는 내인성 GLP-1 수용체 작 용제의 농도 패턴과는 매우 상이하므로, 탈감작 등의 이유로 작용 감약이 일어나, GLP-1(7-36) 아미드가 가지고 있는 생물 활성을 충분히 활용할 수 없는 상태일 수 있음을 생각할 수 있다.
또한, 상기 (3)의 DPP-IV 저해제를 사용하는 치료(비특허 문헌 14, 15)에서는, DPP-IV의 선택성이 문제가 된다. DPP-IV는 GLP-1(7-36) 아미드 뿐만 아니라, GLP-2, GIP, GHRH, PYY 등의 많은 호르몬 대사에도 관여하고 있는 것이 알려져 있다(비특허 문헌 16). 따라서, DPP-IV 저해제를 당뇨병 환자나 당뇨병 모델 동물에 투여한 이후에 나타나는 약리 작용이 모두 반드시 GLP-1(7-36) 아미드의 분해 억제에 의하는 것으로 생각되진 않는다(특허 문헌 17, 18, 19). 또한, DPP-IV 저해제에 의해 해당 효소의 활성을 비선택적으로 장기간 억제함으로써, 동물실험에서는 예상하지 못하였던 부작용을 유발할 수 있다.
또한, DPP-IV는 CD26라고도 하는데, 면역 세포의 활성 제어와 깊게 관련되어 있으며, 특히 T 세포의 활성과 밀접한 관계가 있는 것으로 알려져 있어(비특허 문헌 20), DPP-IV 저해제의 투여에 의한 생체 면역 기능 저하 위험성이 지적되어 있다. 또한, DPP-IV 저해제를 반복적으로 투여하면, 생체내 DPP-IV 활성의 대상성 증가를 유도하여, 활성이 감소된다는 보고도 있다(비특허 문헌 18).
또한, 상기와 같은 종래의 치료 방법에서는, GLP-1 수용체 작용제가 직접적으로 환자의 인슐린 저항성을 개선시키는 작용을 가지는지 또는 인슐린 감수성을 증강시키는 작용을 가지는지에 대해서는 밝혀지지 않았다.
GLP-1 수용체 작용제를 당뇨병 모델 동물에 투여하여, 고혈당 상태를 개선시 킴으로써, 이차적으로 인슐린 저항성을 개선시키는 시험(비특허 문헌 21), 및 당뇨병 상태를 개선시키거나 또는 진행을 중지시킴으로써 혈관의 반응성을 개선시키거나 또는 악화를 억제하는 시험이 보고되어 있지만(비특허 문헌 22), 이들 시험 결과는, 모두 GLP-1 수용체 작용제의 생물 활성으로 종래에 알려져 있는 인슐린 분비 항진 작용이나 식욕 억제 작용 등에 기초한 이차적인 영향에 의하는 것으로 볼 수 있어, 혈장 중의 GLP-1 수용체 작용제의 농도를 장시간, 비교적 고농도로 유지하여 혈당 수치를 저하시킴으로써, 그에 따라 이차적으로 인슐린 저항성 또는 혈관의 반응성이 개선되는 것으로 고찰하고 있다. 따라서, GLP-1 수용체 작용제를 장시간, 고농도로 작용시킴으로써, 강하게 작용을 발휘할 수 있을 것으로 생각된다.
이상로부터, 현재의 당뇨병 치료에 있어, GLP-1 수용체 작용제, 특히 GLP-1(7-36) 아미드가 가지는 특성이 유용한 것으로 알려져 있지만, 실제로 해당 특성을 충분히 살린 임상 응용 방법이 반드시 확립되어 있다고 할 수 없는 실정이며, 치료법의 개발이 더욱 요구되고 있다.
특허 문헌1: 일본 특표평 1-502746호 공보
특허 문헌2: 미국 특허 제 5118666호
특허 문헌3: 미국 특허 제 5120712호
특허 문헌4: 미국 특허 제 5614492호
특허 문헌5: 일본 특표평 10-500114호 공보
특허 문헌6: 미국 특허 공개 2002-0119146
특허 문헌7: 미국 특허 공개 2002-0160008
특허 문헌8: 일본 특표평 7-2695호 공보
특허 문헌9: 미국 특허 공개2003-0050237
비특허 문헌1: Tonyobyogaku, 1st ed., p64-74, 2002 Apr.25, SHINDAN TO CHIRYO SHA K.K.
비특허 문헌2: Nippon Rinsho, Special Ed., (Shin Jidai No Tonyobyogaku 3), NIPPON RINSYO SHA K.K. 422-8, 2002 Sept.28)
비특허 문헌3: Saishin Igaku, 2005, 60:36-42
비특허 문헌4: Diabetes, 2004, 53: 2181-2189
비특허 문헌 5: Curr. Opin. Investig. Drugs, 2004, 5:402-410
비특허 문헌 6: Eur. J. Clin. Invest., 1997, 27:533-536
비특허 문헌 7: Diabetes Care, 2003, 26:2929-2940
비특허 문헌 8: J Physiol., 2004, 558:369-380
비특허 문헌 9: J Clin. Invest., 1993, 91:301-307
비특허 문헌 10: Endocrinology, 1995, 136:3585-3596
비특허 문헌 11: Diabetes, 2002, 51:424-429
비특허 문헌 12: Diabetes Care, 2004, 27:1335-1342
비특허 문헌 13: Diabetes Care, 2004, 27:2628-2635
비특허 문헌 14: Diabetes Care, 2002, 25:869-875
비특허 문헌 15: Diabetes Care, 2004, 27:2874-2880
비특허 문헌 16: Regul. Pept., 1999, 85:9-24
비특허 문헌 17: Diabetologia, 2005, 48:616-620
비특허 문헌 18: Diabetes, 2002, 51:2677-2682
비특허 문헌 19: Diabetes, 2002, 51:943-950
비특허 문헌 20: Proc. Natl. Acad. Sci., 2001, 98:12138-12143
비특허 문헌 21: Diabetes, 1999, 48:1026-1034
비특허 문헌 22: Pharmacology, 2005, 74:112-119
비특허 문헌 23: Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1980, 80:5458-5489
비특허 문헌 24: J. Clin. Invest., 1987, 79:616-619
비특허 문헌 25: New England Medicine, 1992, 326:1316-1322
비특허 문헌 26: Diabetes Care, 1992, 15:270-275
따라서, 본 발명의 과제는 부작용이 낮으며 약물 상호작용이 낮은, 인슐린 저항성 개선을 위한 GLP-1 수용체 작용제의 새로운 투여 형태, 및 해당 투여를 위한 인슐린 저항성 개선제를 제공하는 것이다.
보다 상세하게는, 본 발명은 기존의 인슐린 저항성 개선제 투여로 인한 문제점 및 기존의 GLP-1 수용체 작용제의 생물 활성을 이용한 당뇨병 치료로 인한 문제점이 발생되지 않는, 인슐린 저항성의 개선 및 인슐린 저항성으로 인한 질환, 예를 들면 고혈당증, 당뇨병 및 비만증 등의 예방 및 치료하는 방법과, 상기 방법에 사용되는 GLP-1 수용체 작용제를 유효 성분으로서 함유하는 인슐린 저항성 개선제를 제공하는 것을 과제로 한다.
과제를 해결하기 위한 수단
이러한 상황에서, 본 발명자들은 GLP-1 수용체 작용제, 즉, GLP-1, GLP-1 유도체 및 약리학적으로 허용되는 그의 염을 투여함으로써, 건강한 개체에서의 내인성 GLP-1 수용체 작용제의 일주기성 변동과 유사한 또는 강화된 상태를 형성할 수 있다면, 상기 작용제의 생물 활성을 보다 유효하게 이용할 수 있을 뿐만 아니라 당뇨병 치료에 관한 신규한 임상 적용을 발견할 수 있을 것이라 생각하여, 이를 검증하였다.
그 결과, GLP-1 수용체 작용제를 당뇨병 치료에 사용하는 가장 적절한 투여 방법은, GLP-1 수용체 작용제를 지속적으로 고농도로 형성시키는 것을 목적으로 하는 투여 방법이 아니라, GLP-1 수용체 작용제를 외부에서, 바람직하게는 비침습적으로 투여함으로써 내인성 GLP-1 수용체 작용제가 매 식후에 일시적으로 분비되는 것과 동일한 상황을, 창출하는 것이며, 해당 투여 방법에 따라 개체의 인슐린 저항성이 안전적이고 효율적으로 개선되는 것을 최초로 발견하였다.
따라서 본 발명은 하기 구현예에 관한 것이다:
(1) GLP-1 수용체 작용제 또는 약리학적으로 허용되는 그의 염을 유효 성분으로 함유하는 의약 조성물로서, 인슐린 저항성의 증상을 나타내는 개체에 1 투여 단위 당 0.5 - 5000 ㎍의 GLP-1 수용체 작용제 또는 약리학적으로 허용되는 그의 염을, 1일 1회이상 음식물 섭취 전에 투여하는 투여를 2주 이상의 연속 스케줄에 따라 수행하기 위한, 인슐린 저항성을 개선하거나, 또는 인슐린 저항성을 수반하는 질환을 예방 또는 치료하는 의약 조성물;
(2) 투여는 음식물 섭취 이후에도 수행되는, 상기 (1)에 기재된 의약 조성물;
(3) GLP-1 수용체 작용제는 GLP-1(7-36) 아미드인, 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 의약 조성물;
(4) 투여는 피하 투여, 경비 투여 또는 경폐 투여인, 상기 (1) - (3) 중 어느 하나에 기재된 의약 조성물;
(5) 인슐린 저항성을 수반하는 질환은 고인슐린 혈증, 당뇨병, 비만증, 고지혈증, 동맥경화증, 고혈압증 또는 순환기 질환인, 상기 (1) - (4) 중 어느 하나에 기재된 의약 조성물;
(6) 인슐린 저항성을 수반하는 질환은 당뇨병인, 상기 (5)에 기재된 의약 조성물;
(7) 음식물 섭취 이전에 경비 투여에 의해 GLP-1(7-36) 아미드를 투여하기 위한, 상기 (1)에 기재된 의약 조성물.
또한, 본 발명은 다른 구현예로 하기를 포함한다:
(8) 인슐린 저항성 증상을 보이는 개체에게, 1 투여 단위 당 0.5 - 5000 ㎍의 GLP-1 수용체 작용제 또는 약리학적으로 허용되는 그의 염을, 1일 1회 이상 음식물 섭취 이전에 투여하는 투여를 2주 이상의 연속 스케줄에 따라 수행하는, 인슐린 저항성을 개선시키거나 또는 인슐린 저항성을 수반하는 질환을 예방, 또는 치료하는 방법;
(9) 투여는 음식물 섭취 이후에도 수행되는, 상기 (8)에 기재된 방법;
(10) GLP-1 수용체 작용제는 GLP-1(7-36) 아미드인, 상기 (8) 또는 (9)에 기재된 방법;
(11) 투여는 피하 투여, 경비 투여 또는 경폐 투여인, 상기 (8) - (10) 중 어느 하나에 기재된 방법;
(12) 인슐린 저항성을 수반하는 질환은 고인슐린혈증, 당뇨병, 비만증, 고지혈증, 동맥경화증, 고혈압증 또는 순환기 질환인, 상기 (8) - (11) 중 어느 하나에 기재된 방법;
(13) 인슐린 저항성을 수반하는 질환은 당뇨병인, 상기 (12)에 기재된 방법;
(14) 음식물 섭취 이전에 경비 투여로 GLP-1(7-36) 아미드를 투여하는, 상기 (8)에 기재된 방법.
또한, 본 발명은 또다른 구현예로 하기를 포함한다:
(15) 인슐린 저항성 증상을 보이는 개체에게, 1 투여 단위 당 0.5 - 5000 ㎍의 GLP-1 수용체 작용제 또는 약리학적으로 허용되는 그의 염을, 1일 1회 이상 음식물 섭취 이전에 투여하는 투여를 2주 이상의 연속 스케줄에 따라 수행하는 인슐린 저항성 개선 또는 인슐린 저항성을 수반하는 질환 예방 또는 치료용 의약 조성물의 제조에 있어, GLP-1 수용체 작용제의 용도;
(16) 투여는 음식물 섭취 이후에도 수행되는, 상기 (15)에 기재된 용도;
(17) GLP-1 수용체 작용제는 GLP-1(7-36) 아미드인, 상기 (15) 또는(16)에 기재된 용도;
(18) 투여는 피하 투여, 경비 투여 또는 경폐 투여인, 상기 (15) - (17) 중 어느 하나에 기재된 용도;
(19) 인슐린 저항성을 수반하는 질환은 고인슐린혈증, 당뇨병, 비만증, 고지혈증, 동맥경화증, 고혈압증 또는 순환기 질환인, 상기 (15) - (18) 중 어느 하나에 기재된 용도;
(20) 인슐린 저항성을 수반하는 질환은 당뇨병인, 상기 (19)에 기재된 용도;
(21) 음식물 섭취 이전에 경비 투여로 GLP-1(7-36) 아미드를 투여하는, 상기 (15)에 기재된 용도.
전술한 본 발명은 GLP-1 수용체 작용제를 지속적으로 작용시키는 것이 아니라, 혈장 중 GLP-1 수용체 작용제의 농도를 일시적으로 상승시키는 것을 간헐적으로 반복함으로써, GLP-1 수용체의 내인성 작용제의 일주기성 변동을 모방하고, 그에 따라 직접적으로 인슐린 저항성을 개선시키는 것으로, 그 결과, 고혈당 증상, 당뇨병 및 비만증 등의 인슐린 저항성으로 인한 질환의 증상 개선 또는 치료에 유효함을 최초로 발견하였다. 이러한 사실은, 과식, 비만 및 고인슐린혈증을 수반하는 인슐린 저항성 모델 마우스 (KK-Ay/Ta마우스)에 GLP-1 수용체 작용제를 GLP-1 수용체 작용제의 혈장 농도로 일시적으로 상승시키는 것을 간헐적으로 반복함으로써, 처음으로 확인할 수 있었다.
체내 반감기가 짧아 GLP-1 수용체 작용제를 저용량으로 1회만 투여하여도 혈당은 거의 저하되지 않지만, 지속적으로 작용시키는 것이 아닌 GLP-1 수용체 작용제의 혈장 농도를 일시적으로 상승시키는 것을 간헐적으로 반복함으로써, 혈당 수치의 상승을 억제 또는 저하시킬 수 있다.
상기 투여로 인한 혈당 수치 저하에는, 인슐린의 분비량 증가가 반드시 요구되는 것은 아니며, 해당 작용은 인슐린의 감수성 증강, 즉 인슐린의 저항성 개선으로 인해 혈당 수치가 저하된 것임을, 외부에서 인슐린을 복강내 투여하였을 때의 혈당 수치 저하 작용과 비교함으로써, 확인할 수 있다. 해당 작용은, GLP-1 수용체 작용제를 투여한 후 충분한 시간이 경과하여 외인성 GLP-1 수용체 작용제가 체내에서 소실된 것으로 생각할 수 있는 조건에서 확인된 것이므로, 이는 종래 방법에서와 같이 지속적으로 작용시키지 않아도, 목적한 효과를 얻을 수 있음을 의미한다.
이상로부터, GLP-1 수용체 작용제를 지속적으로 작용시키는 것이 아니라, GLP-1 수용체 작용제의 혈장 농도를 일시적으로 상승시키는 것을 간헐적으로 반복적으로 투여하면 개체에 인슐린 저항성이 개선되는 것으로 나타났으며, 인슐린 저항성 개선을 통하여 고혈당 증상이 개선되는 것으로 나타났다.
또한, 최근 인슐린 저항성에 의해 혈중 인슐린 수치 및 혈당 수치가 높은 상태가 지속되면, 「대사 증후군」(metabolic syndrome) 상태에 빠져, 고혈압, 고지혈증 또는 심장 순환계 질환 등이 발생되는 것으로 판명되어(비특허 문헌 1), 인슐린 저항성 개선제는 2형 당뇨병 치료 뿐만 아니라, 고지혈증, 고혈압, 허혈성 심장 질환 등의 다양한 질환의 예방 및 치료에의 활용을 기대할 수 있다.
또한, 본 발명의 인슐린 저항성 개선 작용은 고혈당 증상의 개선 또는 인슐린의 분비 촉진에 수반되는 이차적인 작용은 아니며, 전신성 인슐린 작용 결핍을 겪고 있는 2형 당뇨병 환자 뿐만 아니라 국소적인 인슐린 감수성 저하와 관련된 질환의 치료에도 적용 가능하다.
발명의 효과
본 발명의 특징은 GLP-1 수용체 작용제를 일정기간 반복적으로 투여함으로써, 간혈적으로 반복적으로 혈장내 농도를 일시적으로 상승시켜, 인슐린 저항성을 개선시킨다는 것이다. 이러한 작용은 GLP-1을 투여한지 충분한 시간이 경과하여 혈중에 투여한 GLP-1이 더이상 검출되지 않는 상태가 된 후에도 소실하지 않는다. 따라서 본 작용은 이미 보고된 GLP-1 작용(인슐린 분비 촉진 작용, GLP-1 공존하에서의 인슐린의 혈당 저하 작용 증강, 인슐린 비의존적인 당 흡수 작용 등)과는 본질적으로 상이하다.
또한, GLP-1에는 기존의 인슐린 저항성 개선제에 대해 보고된 간 기능 장해, 부종, 체중 증가, 지방조직 중량 증가 등의 부작용이 없다. 따라서, 비만이나 심부전 발병 환자에게 투여할 수 있으며, 기존의 인슐린 저항성 개선제를 사용하는 치료법에 비해 유용할 수 있다.
이상의 각각의 측면으로, 본 발명은 하기 효과를 기대한다.
(1) 고혈당 증상의 당뇨병이 발병하기 전에, 인슐린 저항성 환자에게, 일정기간 반복적으로 투여하여, 간헐적이고 반복적으로 GLP-1 수용체 작용제의 혈장 농도를 일시적으로 증가시킴으로써, 당뇨병 발병을 예방한다.
(2) 인슐린 저항성이 있는 당뇨병 환자에게, 일정기간 반복적으로 투여하여, 간헐적이고 반복적으로 GLP-1 수용체 작용제의 혈장 농도를 일시적으로 증가시킴으로써, 인슐린 저항성을 개선시킨다.
(3) 인슐린 저항성이 있는 당뇨병 환자에게, 일정기간 반복적으로 투여하여, 간헐적이고 반복적으로 GLP-1 수용체 작용제의 혈장 농도를 일시적으로 증가시킴으로써, 인슐린 저항성을 개선시키고, 따라서 췌장의 피폐(pancreatic exhaustion)를 방지하고, 당뇨병의 진행을 억제한다.
(4) 혈당 수치 증가를 반드시 보이는 것은 아니지만 인슐린 저항성을 보이는 질병의 용태에, 일정기간 반복적으로 투여하여, 간헐적이고 반복적으로 GLP-1 수용체 작용제의 혈장 농도를 일시적으로 증가시킴으로써 인슐린 저항성을 개선시킨다.
본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 발명에 있어서, GLP-1 수용체 작용제는 GLP-1(비특허 문헌 23, 서열 번호 1) 및 GLP-1 수용체에 결합하여 인슐린 방출 촉진 활성을 가지고 있는 GLP-1의 유도체를 의미한다.
GLP-1은 프리프로글루카곤 유래의 37개의 아미노산 잔기로 이루어진 펩티드이며, 또한, 프리프로글루카곤이 프로세싱되어 GLP-1의 N-말단측 6개의 아미노산이 결손된 GLP-1(7-37), 또는 GLP-1(7-36)의 C-말단이 아미드로 변형된 GLP-1(7-36) 아미드가 생합성된다(비특허 문헌 24). 이들 펩티드 호르몬(즉, GLP-1 또는 GLP-1 유도체)은 췌장 베타 세포에 작용하여, 인슐린 분비를 촉진하는 작용 등을 가지고 있어, 최근 그 약리 작용으로 인해 당뇨병 치료제로의 가능성이 시사되고 있다(비특허 문헌 25, 26).
또한, GLP-1 유도체로서는 상기 GLP-1(7-37) 또는 GLP-1(7-36) 아미드 이외에도, GLP-1의 37개의 아미노산 잔기로 이루어진 펩티드에서 1개 또는 수 개의 아미노산 잔기가 치환, 부가, 결손된 인슐린 방출 촉진 활성을 갖는 펩티드 뿐만 아니라 상기 펩티드의 아미노산이 변형된 인슐린 방출 촉진 활성을 갖는 펩티드(예, 아미드 화합물) 및 이들 조합에 의해 수득되는 인슐린 방출 촉진 활성을 갖는 펩티드가 있다.
GLP-1 유도체의 구체적인 예로, 본 발명의 실시예에 기재한 것 이외에, 이하의 것을 예시할 수 있다.
(1) GLP-1(7-34), GLP-1(7-35), GLP-1(7-36), GLP-1(7-34) 아미드, GLP-1(7-35) 아미드, 및 GLP-1(7-37) 아미드;
(2) GLP-1(7-37)-Arg, GLP-1(7-37)-Arg-Arg, GLP-1(7-37)-Lys, GLP-1(7-37)-Lys-Lys, GLP-1(7-37)-Lys-Arg, 및 GLP-1(7-37)-Arg-Lys, 및 이들의 C-말단 아미드 화합물;
(3) GLP-1의 8번 위치의 아미노산 Ala이 Thr, Gly 또는 Ser로 치환된 GLP-1(7-37), 및 GLP-1(7-36) 아미드;
(4) GLP-1의 26번 위치의 아미노산 Lys이 Arg로 치환된 GLP-1(7-37), 및 GLP-1(7-36) 아미드;
(5) GLP-1의 34번 위치의 아미노산 Lys이 Arg로 치환된 GLP-1(7-37), 및 GLP-1(7-36) 아미드;
(6) GLP-1의 36번 위치의 아미노산 Arg이 Lys으로 치환된 GLP-1(7-37), 및 GLP-1(7-36) 아미드;
(7) GLP-1의 8번 위치의 아미노산 Ala이 Thr, Gly 또는 Ser으로 치환되고, 26번 위치의 아미노산 Lys이 Arg으로 치환된 GLP-1(7-37), 및 GLP-1(7-36) 아미드;
(8) GLP-1의 8번 위치의 아미노산 Ala이 Thr, Gly 또는 Ser으로 치환되고, 34번 위치의 아미노산 Lys이 Arg으로 치환된 GLP-1(7-37), 및 GLP-1(7-36) 아미드;
(9) GLP-1의 8번 위치의 아미노산 Ala이 Thr, Gly 또는 Ser으로 치환되고, 36번 위치의 아미노산 Arg이 Lys으로 치환된 GLP-1(7-37), 및 GLP-1(7-36) 아미드;
(10) GLP-1의 26번 위치의 아미노산 Lys이 Arg으로 치환되고, 34번 위치의 아미노산 Lys이 Arg으로 치환된 GLP-1(7-37), 및 GLP-1(7-36) 아미드;
(11) GLP-1의 26번 위치의 아미노산 Lys이 Arg으로 치환되고, 36번 위치의 아미노산 Arg이 Lys으로 치환된 GLP-1(7-37), 및 GLP-1(7-36) 아미드;
(12) GLP-1의 34번 위치의 아미노산 Lys이 Arg으로 치환되고, 36번 위치의 아미노산 Arg이 Lys으로 치환된 GLP-1(7-37), 및 GLP-1(7-36) 아미드;
(13) GLP-1의 8번 위치의 아미노산 Ala이 Thr, Gly 또는 Ser으로 치환되고, 26번 위치의 아미노산 Lys이 Arg으로 치환되고, 34번 위치의 아미노산 Lys이 Arg으로 치환된 GLP-1(7-37), 및 GLP-1(7-36) 아미드;
(14) GLP-1의 8번 위치의 아미노산 Ala이 Thr, Gly 또는 Ser으로 치환되고, 26번 위치의 아미노산 Lys이 Arg으로 치환되고, 36번 위치의 아미노산 Arg이 Lys으로 치환된 GLP-1(7-37), 및 GLP-1(7-36) 아미드;
(15) GLP-1의 8번 위치의 아미노산 Ala이 Thr, Gly 또는 Ser으로 치환되고, 34번 위치의 아미노산 Lys이 Arg으로 치환되고, 36번 위치의 아미노산 Arg이 Lys으로 치환된 GLP-1(7-37), 및 GLP-1(7-36) 아미드;
(16) GLP-1의 26번 위치의 아미노산 Lys이 Arg으로 치환되고, 34번 위치의 아미노산 Lys이 Arg으로 치환되고, 36번 위치의 아미노산 Arg이 Lys으로 치환된 GLP-1(7-37), 및 GLP-1(7-36) 아미드;
(17) GLP-1의 8번 위치의 아미노산 Ala이 Thr, Gly 또는 Ser으로 치환되고, 26번 위치의 아미노산 Lys이 Arg으로 치환되고, 34번 위치의 아미노산 Lys이 Arg으로 치환되고, 36번 위치의 아미노산 Arg이 Lys으로 치환된 GLP-1(7-37), 및 GLP-1(7-36) 아미드.
본 발명에 바람직한 GLP-1 수용체 작용제는 GLP-1(7-37)이나 GLP-1(7-36) 아미드 등의 GLP-1 유도체이며, 특히 GLP-1(7-36) 아미드가 바람직하다.
본 발명의 GLP-1 수용체 작용제는 공지의 방법, 예를 들면 화학 합성법이나 유전자 재조합, 또는 이들의 조합에 의해 얻을 수 있다.
본 발명에 사용가능한 GLP-1 수용체 작용제의 염은 약리학적으로 허용가능한 염이 바람직하고, 예를 들면 무기 염기와의 염, 유기 염기와의 염, 무기 산과의 염, 유기 산과의 염, 알칼리성 또는 산성 아미노산과의 염 등을 들 수 있다.
무기 염기와의 염의 바람직한 예는, 예를 들면 나트륨염, 칼륨염 등의 알칼리 금속염; 칼슘염, 마그네슘염 등의 알칼리 토금속염; 및 알루미늄 염, 암모늄염 등을 들 수 있다.
유기 염기와의 염의 바람직한 예는 예컨대 트리메틸아민, 트리에틸아민, 피리딘, 피콜린, 에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 디시클로헥실아민, N, N'-디벤질에틸렌디아민 등과의 염을 들 수 있다.
또한, 무기산과의 염의 바람직한 예는 예컨대 염산, 브롬화수소산, 초산, 황산, 인산 등과의 염을 들 수 있다.
유기산과의 염의 바람직한 예는 예컨대 포름산, 초산, 트리플루오르아세트사, 푸마르산, 옥살산, 주석산, 말레산, 시트르산, 숙신산, 말산, 메탄설폰산, 벤젠설폰산 또는 p-톨루엔설폰산 등과의 염을 들 수 있다.
알칼리성 아미노산과의 염의 바람직한 예로는 예컨대 아르기닌, 라이신, 오르니틴 등과의 염을 들 수 있으며, 산성 아미노산과의 염의 바람직한 예로는 예컨대 아스파라긴산, 글루타민산 등과의 염을 들 수 있다.
이들 염중에서, 특히 나트륨염, 칼륨염이 가장 바람직하다.
GLP-1 수용체 작용제 또는 약리학적으로 허용가능한 그의 염을 유효 성분으로 포함하는 본 발명의 의약제는, 약리학적으로 허용가능한 담체, 부형제, 증량제 등과 혼합하여 개체(예, 사람, 마우스, 랫, 토끼, 개, 고양이, 소, 말, 돼지, 원숭이 등)에 사용할 수 있다.
본 발명에서, GLP-1 수용체 작용제의 투여량은 특별히 한정되지 않으며, 본 발명의 의약제의 사용 목적이나 개체의 연령, 체중, 개체의 종류 등에 따라 적당히 선택가능하지만, 정상 상태의 개체가 섭식하였을 때에 유도되는 내인성 GLP-1 수용체 작용제의 농도 증가에 상응하도록 외부에서 개체에 GLP-1 수용체 작용제를 투여하여 재현할 수 있는 투여량이 바람직하다. 즉, 투여 대상인 개체에서의 혈장내 GLP-1 수용체 작용제(본 명세서에서는 활성형 GLP-1이라고도 칭함)의 농도가 일시적으로 20 pg/mL 이상이 되는 유효량이 바람직하다.
여기서, "일시적"으로는 GLP-1 수용체 작용제의 혈장 농도가 투여 직후부터 약 1 - 3시간동안 20 pg/mL 이상으로 농도가 상승되는 것을 의미한다.
GLP-1 수용체 작용제의 중량은 바람직하게는 0.5 ㎍ - 5000 ㎍, 더 바람직하게는 5.0 ㎍ - 5000 ㎍을 투여할 수 있도록 제제 중에 포함될 수 있다. 이것의 1일 1회이상 투여를 2주 이상의 연속 스케줄에 따라, 수행한다.
예를 들어, GLP-1 수용체 작용제로서 GLP-1(7-36) 아미드를 성인에게 경비투여하는 경우, 제제내 GLP-1(7-36) 아미드 함량은 300 ㎍ - 5000 ㎍이다. 이 용량은 실시예 1및 2에서, 마우스의 인슐린 저항성이 개선되었을 때의 혈장내 농도를 사람에게서 실현시키는데 필요한 것으로 추정되는 양이다. 즉, 300 ㎍의 용량은 마우스에 GLP-1(7-36) 아미드를 15 ㎍/kg의 용량으로 피하 투여하였을 때와 거의 동일한 수준으로 GLP-1 수용체 작용제의 혈장 농도를 상승시킬 것으로 예상되는 투여량이며, 5000 ㎍의 용량은 마우스에 GLP-1(7-36) 아미드를 500 ㎍/kg의 용량으로 피하 투여하였을 때와 거의 동일한 수준으로 GLP-1 수용체 작용제의 혈장 농도를 상승시킬 것으로 예상되는 투여량이다.
이는 1일 1회 이상, 음식물을 섭취하기 전에 투여되며, 이러한 투여는 2주 이상의 연속 스케줄에 따라 수행된다.
투여 시기는 음식물을 섭취하기 전 뿐만 아니라 음식물을 섭취한 이후일 수 있다. 특히, 사람의 경우에는, 매 식사 전후, 예를 들면 1일 3회의 투여로 수행하는 것이 바람직하다.
또한, 매회의 투여 간격은 GLP-1 수용체 작용제(활성형 GLP-1)의 혈장 농도가 20 pg/mL 이하인 상태로 1시간 이상 계속되도록 조절하는 것이 바람직하다.
또한, 실시예 3에서 사용된 GLP-1(7-36) 아미드의 분말 점비제와 동종의 제제를 2주간 반복 경비 투여하여, 시노몰거스 원숭이로 안전성을 평가하였으며, 3600 ㎍을 1일 6회 투여하더라도 독성 변화 및 코 점막의 자극성은 확인되지 않았다.
GLP-1 수용체 작용제 또는 약리학적으로 허용가능한 그의 염은 약학적으로 허용가능한 담체와 조합하여, 정제, 캡슐제, 과립제, 분말 등의 고형 제제; 또는 시럽제, 주사제 등의 액상 제제로서 경구 또는 비경구적으로 투여할 수 있다.
약학적으로 허용가능 담체는 제제 소재로서 통상적으로 사용되는 여러가지 유기 또는 무기 담체 물질일 수 있으며, 고형 제제의 경우에는 부형제, 활택제, 결합제, 붕해제; 액상 제제의 경우에는 용매, 용해 보조제, 현탁화제, 등장화제, 완충제, 무통화제 등을 함께 혼합할 수 있다.
또한, 필요에 따라, 방부제, 항산화제, 착색제, 감미제 등의 제제 첨가물을 사용할 수도 있다.
부형제의 바람직한 예로, 예를 들면 락토스, 수크로스, D-만니톨, 전분, 결정 셀룰로스, 경질무수 규산 등을 들 수 있다. 활택제의 바람직한 예는 마그네슘 스테아레이트, 칼슘 스테아레이트, 탈크, 콜로이드 실리카 등을 들 수 있다.
결합제의 바람직한 예로는 결정 셀룰로스, 수크로스, D-만니톨, 덱스트린, 하이드록시프로필셀룰로스, 하이드록시프로필메틸셀룰로스 및 폴리비닐피롤리돈 등이 있다.
붕해제의 바람직한 예로는 전분, 카르복시메틸셀룰로스, 카르복시메틸셀룰로스 칼슘, 크로스카르멜로스 소듐, 카복시메틸 스타치 소듐 등이 있다.
용매의 바람직한 예로는 주사 용수, 알코올, 프로필렌 글리콜, 마크로골, 참기름, 옥수수유 등이 있다.
용해 보조제의 바람직한 예로는 폴리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, D-만니톨, 벤질벤조에이트, 에탄올, 트리스아미노메탄, 콜레스테롤, 트리에탄올아민, 소듐 카보네이트 및 소듐 사이트레이트 등이 있다.
현탁화제의 바람직한 예로는 스테아릴 트리에탄올아민, 소듐 라우릴 설페이트, 라우릴아미노프로피온산, 렉시틴, 벤즈알코늄 클로라이드, 벤즈에토늄 클로라이드 및 글리세릴 모노스테아레이트 등의 계면활성제; 예컨대 폴리비닐 알코올, 폴리비닐피롤리돈, 카르복시메틸셀룰로스 소듐, 메틸셀룰로스, 하이드록시메틸셀룰로스, 하이드록시에틸셀룰로스 및 하이드록시프로필셀룰로스 등의 친수성 고분자 등이 있다.
등장화제의 바람직한 예로는 소듐 클로라이드, 글리세린 및 D-만니톨 등이 있다.
완충제의 바람직한 예로는 포스페이트 완충액, 아세테이트 완충액, 카보네이트 완충액 및 사이트레이트 완충액 등이 있다.
무통화제의 바람직한 예로는 벤질 알코올 등이 있다.
또한, 방부제의 바람직한 예로는 파라옥시벤조익산 에스테르, 클로로부탄올, 벤질 알코올, 펜에틸 알코올, 디하이드로아세트산 및 소르브산 등이 있다.
항산화제의 바람직한 예로는 아황산염, 아스코르빈산 등이 있다.
비경구 투여에 적절한 제형으로는, 예를 들면, 경비 투여, 경폐 투여, 정맥내 투여, 피내 투여, 피하 투여, 또는 근육내 투여 등을 위한 점비제, 주사제, 링거제, 좌제, 경피 흡수제, 경점막 흡수제 또는 흡입제 등이 있다. 경구 투여에 적절한 제형으로는, 예를 들면, 캡슐제, 정제, 시럽제 등이 있다. 그중에서도, 본 발명의 제형은 비경구 투여에 적절한 제형이 바람직하고, 예를 들면, 점비제, 주사제, 링거제, 경점막 흡수제 또는 흡입제 등의 제형이 바람직하다.
이들 제형은 당업자에게 여러가지 알려져 있으며, 당업자는 원하는 투여 경로에 적절한 제형를 적절히 선택하고, 필요에 따라 당업계에서 이용가능한 1 또는 2종 이상의 제제용 첨가물을 사용하여, 의약 조성물 형태의 제제를 제조할 수 있다.
예를 들면, 주사제 또는 링거제 형태의 의약제는 유효 성분인 GLP-1 수용체 작용제와 함께 등장화제, pH 조절제, 무통화제, 방부제 등의 1 또는 2종 이상의 제제용 첨가물을 주사용 증류수에 용해하고 멸균함으로써 조제할 수 있다. 또한, 주사제 또는 링거제 형태의 의약제는 동결건조 형태의 의약제로 제공할 수도 있다. 이와 같은 제제는, 사용시에 주사용 증류수나 생리 식염수 등을 첨가하여 용해함으로써, 주사제 또는 링거제로서 사용할 수 있다. 또한, 예를 들면 경점막 투여에는 점비제나 비강내 스프레이제 등의 비강내 투여제, 설하제 등의 구강내 투여제 또는 경폐투여용 흡입제 등도 매우 적합하다.
투여 방법은 특별히 한정되는 것은 아니나, 경비 투여, 경폐 투여, 정맥내 투여, 피내 투여, 피하 투여, 또는 근육내 투여용 등의 비경구적으로 투여하는 것이 바람직하고, 비침습적 투여인 것이 바람직하다. 비침습적 투여로는 경비 투여 또는 경폐 투여가 바람직하다.
도 1은 KK-Ay/Ta Jcl 마우스에 GLP-1(7-36) 아미드(500 ㎍/kg, s.c.) 또는 트로글리타존(30 mg/kg, i.p.)을 1일 1회 반복적으로 투여한 기간동안의 식후 혈당 수치 변화를 나타낸 것이다.
도 2는 KK-Ay/Ta Jcl 마우스에 GLP-1(7-36) 아미드(500 ㎍/kg, s.c.) 또는 트로글리타존(30 mg/kg, i.p.)을 1일 1회로 13일간 반복적으로 투여하였을때, 공복시 혈당 수치를 비교한 것이다.
도 3은 GLP-1(7-36) 아미드(500 ㎍/kg, s.c.) 또는 트로글리타존(30 mg/kg, i.p.)을 1일 1회로 14일간 반복적으로 투여한 KK-Ay/Ta Jcl 마우스에, 글루코스/3H-데옥시글루코스 혼합액을 경구 투여하였을 때의 혈청중 방사능(당 부하 30 분후에 측정)을 나타낸 것이다.
도 4는 GLP-1(7-36) 아미드(500 ㎍/kg, s.c.) 또는 트로글리타존(30 mg/kg, i.p.)을 1일 1회로 14일간 반복적으로 투여한 KK-Ay/Ta Jcl 마우스에, 글루코스/3H-데옥시글루코스 혼합액을 경구 투여하였을 때의 글루코스의 혈청 농도(당 부하 30 분후에 측정)를 나타낸 것이다.
도 5는 GLP-1(7-36) 아미드(500 ㎍/kg, s.c.) 또는 트로글리타존(30 mg/kg, i.p.)을 1일 1회로 14일간 반복적으로 투여한 KK-Ay/Ta Jcl 마우스에, 글루코스/3H-데옥시글루코스 혼합액을 경구 투여하였을 때의 방사능의 조직 이행율(당 부하 30 분후에 측정)을 나타낸 것이다.
도 6은 마우스에 GLP-1(7-36) 아미드 용액(비히클: 25% 덱스트란 70 용액, 500 ㎍/kg)를 피하 투여하였을 때, 혈장내 활성형 GLP-1의 농도 추이를 나타낸 것이다.
도 7은 GLP-1(7-36) 아미드(15, 50, 150 ㎍/kg)를 1일 3회로 반복적으로 피하 투여하였을 때의 기초 혈당 수치(9시)를 나타낸 것이다.
도 8은 GLP-1(7-36) 아미드(15, 50, 150 ㎍/kg)를 1일 3회로 반복적으로 피하 투여하였을 때의 기초 혈당 수치(17시)를 나타낸 것이다.
도 9는 GLP-1(7-36) 아미드(15, 50, 150 ㎍/kg)를 1일 3회 반복적으로 피하 투여하였을 때의 당화된 헤모글로빈(HbA1c, 9시) 농도의 변화를 나타낸 것이다.
도 10은 GLP-1(7-36) 아미드(15, 50, 150 ㎍/kg)를 1일 3회 반복적으로 피하 투여하였을 때의 혈장내 인슐린(9시)의 농도 변화를 나타낸 것이다.
도 11은 GLP-1(7-36) 아미드(15, 50, 150 ㎍/kg)를 1일 3회로 약 8주간 반복적으로 피하 투여한 KK-Ay/Ta Jcl 마우스에, 인슐린(0.75 U/kg)을 피하 투여하였을 때의 혈당 수치 저하 활성을 확인한 것이다.
도 12는 마우스에 GLP-1(7-36) 아미드 용액(비히클: 생리 식염수, 50 ㎍/kg)를 피하 투여하였을 때의 혈장내 활성형 GLP-1의 농도 추이를 나타낸 것이다.
도 13은 GLP-1(7-36) 아미드 30 ㎍ 또는 100 ㎍를 함유하는 30 mg의 약제 분말을 시노몰거스(cynomolgus) 원숭이에 경비 투여하였을 때의 혈장내 활성형 GLP-1의 농도 추이를 나타낸 것이다.
도 14a는 일반적인 식이 또는 고지방식을 섭취시킨 KK/Ta Jcl 마우스에 GLP-1(7- 36) 아미드를 1일 3회씩 15주간 반복적으로 피하 투여하였을 때, 투여 기간 동안의 체중 변화를 나타낸 것이다.
도 14b는 일반적인 식이 또는 고지방식을 섭취시킨 KK/Ta Jcl 마우스에 GLP-1(7-36) 아미드를 1일 3회씩 15주간 반복적으로 피하 투여하였을 때, 섭취량 변화를 나타낸 것이다.
도 14c는 일반적인 식이 또는 고지방식을 섭취시킨 KK/Ta Jcl 마우스에 GLP-1(7- 36) 아미드를 1일 3회씩 15주간 반복적으로 피하 투여하였을 때, 혈당 수치(9시에 투여하기 전에 측정)의 변화를 나타낸 것이다.
도 14d는 일반적인 식이 또는 고지방식을 섭취시킨 KK/Ta Jcl 마우스에 GLP-1(7-36) 아미드를 1일 3회씩 15주간 반복적으로 피하 투여하였을 때, 당화된 헤모글로빈(HbA1c)의 변화를 나타낸 것이다.
도 14e는 일반적인 식이 또는 고지방식을 섭취시킨 KK/Ta Jcl 마우스에 GLP-1(7-36) 아미드를 1일 3회씩 15주간 반복적으로 피하 투여하였을 때, 혈장내 인슐린 농도(9시에 투여하기 전에 측정) 변화를 나타낸 것이다.
도 14a - 14e에서, 그룹 1은 정상 식이군(비히클 투여), 그룹 2는 정상 식이군(GLP-1(7-36) 아미드 투여), 그룹 3은 고지방 식이군(비히클 투여), 및 그룹 4는 고지방 식이군(GLP-1(7-36) 아미드 투여)이며, 그룹 1 대 그룹 3: *p<0.05, **p<0.01; 그룹 3 대 그룹 4: #p<0.05, ##p<0.01이다.
도 15는 일반적인 식이 또는 고지방식을 섭취시킨 KK/Ta Jcl 마우스에 GLP-1(7-36) 아미드를 1일 3회씩 15주간 반복적으로 피하 투여하였을 때의 아세토아세트산 농도를 나타낸 것이다.
도 16a는 일반적인 식이 또는 고지방식을 섭취시킨 KK/Ta Jcl 마우스에 GLP-1(7-36) 아미드를 1일 3회씩 22 - 24주동안 반복적으로 투여한 후, 동물에서 취한 간 중량을 나타낸 것이다.
도 16b는 고지방식을 섭취시킨 KK/Ta Jcl 마우스에 GLP-1(7-36) 아미드를 1 일 3회씩 22 - 24주동안 반복적으로 투여한 후, 동물에서 취한 간장의 조직 표본 현미경 사진이다.
도 16a 및 16b에서, 그룹 1은 통상 식이군(비히클 투여), 그룹 2는 통상 식이군(GLP-1(7-36) 아미드 투여), 그룹 3은 고지방 식이군(비히클 투여), 및 그룹 4는 고지방 식이군(GLP-1(7-36) 아미드 투여)이며, 그룹 1 대 그룹 3, *p<0.05; 그룹 3 대 그룹 4: #p<0.05이다.
도 17a는 22 - 24주동안 반복적으로 투여한 후 고지방식(비히클 투여) 동물(그룹 3)에서 심장을 적출하여 란겐도르프 관류법으로 심장 기능을 평가한 결과이다.
도 17b는 22 - 24주동안 반복적으로 투여한 후 고지방식(GLP-1(7-36) 아미드 투여) 동물(그룹 4)에서 심장을 적출하여, 란겐도르프 관류법으로 에서 심장 기능 을 평가한 결과이다.
도 18은 ICR계 마우스에 GLP-1(7-36) 아미드를 1일 3회씩 15주간 반복적으로 투여한 후, 먹이를 변경하였을 때의 혈당 추이와 GLP-1 투여 휴지시의 혈당 추이를 관찰한 결과이다.
도 19는 CRj: CD1(ICR)계 마우스를 일반적인 식이 또는 고지방식으로 사육하였을 때 대조군 및 GLP-1(7-36) 아미드 투여군의 체중 추이를 나타낸 것이다.
도 2Oa는 CRj: CD1(ICR)계 마우스를 일반적인 식이 또는 고지방식으로 사육하였을 때 대조군 및 GLP-1 투여군의 섭취 중량(그룹 1을 하나의 케이지에서 사육하고, 소비한 먹이의 양을 동물 수로 나눈 평균 섭취량)의 변화를 나타낸 것이다.
도 2Ob는 CRj: CD1(ICR)계 마우스를 일반적인 식이 또는 고지방식으로 사육하였을 때 대조군 및 GLP-1(7-36) 아미드 투여군의 섭취 칼로리(섭취 중량에 먹이 중량 당 칼로리 수를 곱한 것)의 변화를 나타낸 것이다.
도 21은 CRj: CD1(ICR)계 마우스를 일반적인 식이 또는 고지방식으로 사육하였을 때 대조군 및 GLP-1(7-36) 아미드 투여군의 투여 기간동안의 혈당 수치 변화를 나타낸 것이다.
도 22a는 CRj: CD1(ICR)계 마우스에 비히클 또는 GLP-1(7-36) 아미드를 하루 1 또는 2회, 약 5주간 반복적으로 피하 투여하고, 최종 투여 후 하룻밤 절식시킨 후, 마우스에 1.5 g/kg의 용량으로 글루코스를 피하 투여한 다음, 투여한지 30 분에 혈장내 글루코스를 측정한 결과이다.
도 22b는 CRj: CD1(ICR)계 마우스에 비히클 또는 GLP-1(7-36) 아미드를 하루 1 또는 2회, 약 5주간 반복적으로 피하 투여하고, 최종 투여 후 하룻밤 절식시킨 마우스에 1.5 g/kg의 용량으로 글루코스를 피하 투여한 다음, 투여한지 30 분에 인슐린 농도를 측정한 결과이다.
이하, 본 발명을 실시예를 들어 보다 구체적으로 설명한다.
실시예1: 인슐린 저항성 모델 마우스(KK-AY/Ta Jcl 마우스)에 GLP-1(7-36) 아미드를 2주동안 반복적으로 피하 투여하였을 때의 활성 평가
GLP-1(7-36) 아미드를 25% 덱스트란 70 용액에 용해하여, 500 ㎍/kg/day의 투여량으로 웅성 KK-Ay/Ta Jcl 마우스에 1일 1회씩 14일간 반복적으로 피하 투여하였고, 투여하는 기간 동안에 혈당 수치 및 각 조직의 당 흡수 활성을 측정하였다. 이때, 명암 사이클은 12시간(명 주기 7시 - 19시)으로 하고, 급식은 일반적인 식이(고형(CRF-1), 오리엔탈 효모공업 주식회사)를 반복적으로 투여하는 기간동안 제공하였다.
(1) 그룹 구성
대조군은 약물 비투여군(N=4)으로 하였다. 피시험 물질 투여군(N=4)에는 GLP-1(7-36) 아미드의 500 ㎍/kg를 1일 1회 저녁(16시 무렵)에 피하 투여하였다. 양성 대조군(N=4)에는 기존의 인슐린 저항성 개선제인 트로글리타존 30 mg/kg을 1 일 1회 저녁( 16시 무렵)에 복강내 투여하였다.
(2) 평가 항목 및 결과
(a) 피시험 물질 또는 양성 대조 물질을 투여하기 전, 반복적으로 투여한 후 7일째 및 13일째에, 혈당 수치(약물 투여하기 전, 식후 혈당 수치)를 간이형 혈당 측정기(안토센스 II, Bayer-Sankyo)를 사용하여 측정하고, 그 결과를 도 1에 나타내었다.
대조군에 비해 GLP-1(7-36) 아미드 투여군에서는 투여 기간동안에 식후 혈당 값이 저하되었다. 이러한 작용은 트로글리타존 투여군 보다 우수하였다.
(b) 피시험 물질 또는 양성 대조 물질을 13일간 반복적으로 투여한 후, 약 20시간 절식시킨 다음 공복 혈당 수치를 간이형 혈당 측정기(안토센스 II, Bayer-Sankyo)로 측정하였고, 그 결과를 도 2에 나타내었다.
GLP-1(7-36) 아미드 투여군에서는 공복시 혈당 값이 저하되었다. 이러한 작용은 트로글리타존을 투여하였을 때와 거의 동일한 수준이었다.
(c) 피시험 물질 또는 양성 대조 물질을 14일간 반복적으로 투여하고, 최종 투여한지 30 분후에 0.15 g/mL 글루코스-0.123 ㎍/0.83 MBq/mL 3H-데옥시글루코스(10 mL/kg) 혼합액을 경구 투여하였다. 이후, 13일째에 투여한 후 약 20시간 절식시켰다. 당 부하 30 분후, 혈청내 방사능 농도를 액체 신틸레이션 카운터(TRICARB2200, Packard)로 측정하고, 혈청내 글루코스 농도를 무타제/GOD 기법으로 측정하였고, 그 결과를 각각 도 3및 도 4에 나타내었다.
또한, 간, 백색 지방 및 골격근 내 방사능 수치를 액체 신틸레이션 카운터(TRICARB2200, Packard)로 측정하였고, 그 결과를 도 5에 나타내었다.
대조군과 비교하여, GLP-1(7-36) 아미드 투여군에서는 혈청내 방사능 및 글 루코스 농도가 저하되었고, 간에서의 방사능 섭취 활성(KP치)이 증가하였다. 트로글리타존 투여군에서는 어느 항목도 대조군과 차이가 나타나지 않았다.
(d) GLP-1(7-36) 아미드를 25% 덱스트란 70 용액에 용해하여, 500 ㎍/kg의 용량으로 정상 마우스(C57BL 마우스)에 피하 투여하였을 때, 활성형 GLP-1의 혈장내 농도 추이를 확인하였다(도 6 참조).
활성형 GLP-1의 혈장내 농도는 투여 15 분후에 약 2 ng/mL까지 증가하였고, 투여 1시간 이후에는 0.4 ng/mL로 감소되었다.
(3) 결론
KK-Ay/Ta Jcl 마우스는 과식 및 인슐린 저항성에 의해 고인슐린혈증 및 고혈당 상태를 보이는 2형 당뇨병 모델 마우스이며, 혈당 저하제인 설포닐유레아제를 투여하여도 효과가 없는 것으로 알려져 있다.
KK-Ay/Ta Jcl 마우스에, GLP-1(7-36) 아미드 500 ㎍/kg을 1일 1회씩 13일간 반복적으로 피하 투여한 결과, 투여 기간동안 식후 및 공복시 혈당 수치가 감소되었다. 이러한 사실로부터, GLP-1(7-36) 아미드가 인슐린 저항성을 개선시키는 작용을 한다는 것이 시사되었다. 또한, 14일째에 투여하고 30 분 후에 글루코스/3H-데옥시글루코스 혼합액을 경구 투여하였을 때, 혈청내 글루코스 및 방사능 농도가 저하하였고, 간 및 근육으로의 방사능 이행성이 증가하였다.
본 실시예에서 확인된 말초 조직으로의 당 흡수 촉진 작용은 직전에 투여된 GLP-1(7-36) 아미드의 존재하에서 확인된 것이지만, GLP-1 수용체 작용제에 의해 인슐린 저항성이 개선된 것이라면 투여 직후 뿐만 아니라 투여한 후 충분한 시간이 경과하여 혈장내에 활성형 GLP-1이 거의 존재하지 않는 조건에서도, 말초 조직으로의 당 섭취 활성이 증강할 것으로 추정하여, 이하의 실험을 더욱 수행하였다.
실시예2: 인슐린 저항성 모델 마우스(KK-Ay/Ta Jcl 마우스)에 GLP-1(7-36) 아미드를 8주간 반복적으로 피하 투여하였을 때의 활성 평가
GLP-1(7-36) 아미드를 생리 식염수에 용해하여, 웅성 KK-Ay/Ta Jcl 마우스에 1일 3회씩 8주간 반복적으로 피하 투여하고, 기초 혈당 수치, 당화된 헤모글로빈(HbA1c) 및 혈장내 인슐린 농도에 대한 효과를 조사하였다. 또한, 최종 투여를 종료한 후, 동물에 인슐린 0.75 U/kg를 복강내 투여하여, 혈당 수치를 경시적으로 측정하였다. 이때, 명암 사이클은 12시간(명 주기: 8시 - 20시)으로 하고, 급식은 일반적인 식이(고형(CRF-1), 오리엔탈 효모공업 주식회사)을 반복적으로 투여하는 기간동안 제공하였다.
(1) 그룹 구성
대조군은 비히클(생리적 식염수) 투여군(N=10)으로 하였다. 피시험 물질 투여군에는 GLP-1(7-36) 아미드를 15, 50 및 150 ㎍/kg으로 1일 3회씩(9시 무렵, 13시 무렵 및 17시 무렵), 8주간 반복적으로 피하 투여하였다.
(2) 평가 항목 및 결과
(a) GLP-1(7-36) 아미드를 1일 3회(9시 무렵, 13시 무렵 및 17시 무렵)씩 8주간 반복적으로 피하 투여하였고, 투여 기간동안에 투여 전 혈당 수치(9시 및 17시), 당화된 헤모글로빈(HbA1c, 9시) 및 9시에 투여하기 전 혈장내 인슐린 농도(9시)를 측정하였다. 그 결과를 각각 도 7 - 10에 나타내었다.
투여 기간동안, 혈당 수치(9시) 및 HbA1c(9시)의 상승은 일부 억제되었다. 저녁 17시에 투여하기 전에 측정한 혈당 수치(9시)는 유의한 차이가 없었다. 투여 기간동안의 인슐린 농도(9시) 증가는 15 - 150 ㎍/kg의 투여량에서 억제되었다. 또한, 8주간 반복적으로 피하 투여한 후, 16시간 이상 절식한 이후의 혈당 수치(공복시 혈당 수치) 차이가 동물들간에 없음에도 불구하고, 인슐린(0.75 U/kg)의 복강내 투여로 인한 혈당 수치 저하 작용은 증가되었다. 그리고, 혈당 수치 및 혈장내 인슐린 농도를 측정한 9시에는, 전회 투여한지 약 16시간이 경과되었기에 투여한 GLP-1(7-36) 아미드는 이미 체내로부터 소실된 것으로 생각할 수 있다. 실험 기간동안, 각 그룹에서 체중 및 섭취량에는 유의한 차이가 관찰되지 않았다.
(b) KK-Ay/Ta Jcl 마우스에 GLP-1(7-36) 아미드를 1일 3회(9시 무렵, 13시 무렵 및 17시 경)로 약 8주간 반복적으로 피하 투여하고, 최종 투여(17시 경)한 다음 16시간 이상 절식시켰다. 그 후, 인슐린 0.75 U/kg을 복강내 투여하여, 혈당 수치를 경시적으로 측정하고, 그 결과를 도 11에 나타내었다.
6시간 이상 절식한 이후의 혈당 수치(공복시 혈당 수치)는 그룹간에 유의한 차이가 없었지만, GLP-1(7-36) 아미드 투여군에서는 대조군에 비해 인슐린의 혈당 수치 저하 작용이 증가하였다.
(c) GLP-1(7-36) 아미드를 생리 식염수에 용해하여, 50 ㎍/kg의 용량으로 정상 마우스(C57B L마우스)에 피하 투여하고, 혈장내 활성형 GLP-1의 농도 추이를 확인하였다. 혈장내 활성형 GLP-1의 농도는 투여한지 5분만에 1.14 ng/mL까지 증가하였고, 투여 후 30분 이내에 정량 한계 미만(0.1 ng/mL 미만)으로 저하되었다(도 12 참조).
(3) 결론
본 실험의 결과는, KK-Ay/Ta Jcl 마우스에 GLP-1(7-36) 아미드의 반복적인 피하 투여에 의한 일시적인 혈장내 활성형 GLP-1의 농도 상승은, 인슐린 저항성 악화를 억제하고, 인슐린 감수성을 증강시키는 것으로 생각되었다. 이러한 작용은, 15 - 150 ㎍/kg으로 1일 3회 피하 투여한 그룹에서 거의 동일한 수준으로 관찰되었는데, 이는 15 ㎍/kg의 투여량에서 작용이 포화된 것으로 생각할 수 있다. 또한, 투여 기간동안 동물의 체중, 섭취량 및 반복적으로 투여 종료 후의 공복 혈당은 그룹들 사이에서 차이가 없었으며, GLP-1(7-36) 아미드 투여시 식후 혈당 수치 증가에 대한 억제 작용이 적었으므로, 본 실험에서 관찰된 GLP-1(7-36) 아미드의 인슐린 감수성 증강은, 혈당 수치 저하 작용 또는 섭취 억제 작용의 이차적인 작용이 아니라, 직접적인 말초 조직의 인슐린 저항성 개선에 의한 것으로 생각할 수 있다.
실시예 3: 웅성 시노몰거스 원숭이에 GLP-1(7-36) 아미드 분말 점비제를 비강 투여하였을 때의 활성형 GLP-1의 혈장내 농도 추이 평가
GLP-1(7-36) 아미드의 분말 점비제 캡슐 하나를 전용 장치에 장착하여, 캡슐에 충전된 약제 분말을 장치 노즐을 통해 비강내에 분무 투여하고, 활성형 GLP-1의 혈장내 농도 추이를 확인하였다.
(1) 그룹 구성
GLP-1(7-36) 아미드 30 ㎍ 또는 100 ㎍를 함유한 30 mg의 약제 분말을 4마리의 웅성 시노몰거스 원숭이에 비강내 분무 투여하였다.
(2) 평가 항목 및 결과
GLP-1(7-36) 아미드의 분말 점비제를 투여하고, 활성형 GLP-1의 혈장내 농도를 시판중인 ELISA 키트로 측정하였다. 혈장내 활성형 GLP-1 농도는 투여한 직후 약 0.15에서 약 1.0 ng/mL로 상승하였으며, 투여한지 18O분(3시간) 후에는 거의 투여전 수치로 저하되었다(도 13 참조).
(3) 결론
시노몰거스 원숭이를 사용하여 GLP-1(7-36) 아미드 분말 점비제의 약물 동태를 검토하였다. 그 결과, 사람에게도 본 제제를 간헐적으로 일정기간 반복 경비 투여하면, 정상인에서의 내인성 GLP-1(7-36) 아미드 일주성 변동과 유사한 혈장내 농도 추이를 재현가능한 것으로 생각되었다. 이에, 사람에게 GLP-1 수용체 작용제를 비침습적으로 투여하는 방법을 확립하였다.
이상의 실시예로부터, GLP-1 수용체 작용제의 혈장내 농도를 일시적으로 상승시키는 것을 간헐적으로 반복함으로써, KK-Ay/Ta Jcl 마우스의 인슐린 저항성의 악화를 억제할 수 있으며, 고인슐린혈증과 인슐린 저항성과 관련된 상대적인 인슐린 부족으로 인한 고혈당 상태를 개선할 수 있는 것으로 확인하였다.
또한, GLP-1(7-36) 아미드의 분말 점비제를 시노몰거스 원숭이에 경비 투여함으로써, 일시적인 혈장내 활성형 GLP-1 농도 상승이 유도됨을 확인하였다. GLP-1(7-36) 아미드의 분말 점비제를 이용하면, 천연형의 GLP-1(7-36) 아미드를 비침습적으로 사람에 매 식이 시기에 반복적으로 투여할 수 있다.
실시예 4: 고지방식을 섭취한 KK/Ta Jcl 마우스에서의 GLP-1(7-36) 아미드의 반복적으로 피하 투여하였을 때의 활성 평가
GLP-1(7-36) 아미드를 생리 식염수에 용해하고, 웅성 KK/Ta Jcl 마우스(일본, Clea)에 1일 3회씩 15주간 반복적으로 피하 투여하고, 투여 기간동안 체중, 섭취량, 기초 혈당 수치, 당화된 헤모글로빈(HbA1c) 농도 및 혈장내 인슐린 농도에 대한 효과를 확인하였다. 15주간 투여를 종료한 후, 고지방식을 보통식으로 변경하고, 다시 고지방식으로 변경하여, 혈당 추이를 관찰하고, GLP-1(7-36) 아미드의 투약을 2주간 중지하였을 때의 혈당 추이를 관찰하였다. 모든 투여를 종료한 후(투여 개시 일로부터 22 - 24주째)에 동물에서 간 및 심장을 적출하고, 간 중량과 지방간 정도를 관찰하고 동시에 란겐도르프 관류법으로 심장 기능을 평가하였다. 그리고, 사육 기간동안의 명암 사이클은 12시간(명주기 8시 - 20시)으로 하고, 급식은 일반적인 식이(고형(CRF-1), 오리엔탈 효모공업 주식회사) 또는 고지방식(고형(Quick Fat), 일본 Clea)을 반복적으로 투여 기간동안 제공하였다.
(1) 그룹 구성
정상 식이군 및 고지방 식이군 둘다에 비히클(생리적 식염수) 투여 대조군과 피시험 물질 투여군을 설정하였다(N = 8 - 9). 피시험 물질 투여군에는 GLP-1(7-36) 아미드 150 ㎍/kg을 1일 3회(9시 무렵, 13시 무렵 및 17시 무렵)씩 22 - 24주동안(2주간의 휴지 기간 포함됨) 반복적으로 피하 투여하였다.
(2) 평가 항목 및 결과
(a) GLP-1(7-36) 아미드를 1일 3회씩 15주간 반복적으로 피하 투여하고, 투여 기간동안 체중, 섭취량, 수시 혈당 수치(9시 및 17시), 당화된 헤모글로 빈(HbA1c, 1일 및 73일, 9시) 및 혈장내 인슐린 농도(9시)를 측정하였다(도 14 참조). 고지방 식이군의 경우, GLP-1(7-36) 아미드 투여로 수시 혈당 수치(9시), HbA1c 및 혈장내 인슐린 농도( 9시) 증가가 유의하게 억제되었다. 정상 식이군의 경우에는, 비히클 투여와 GLP-1(7-36) 아미드 투여 간에 혈당 수치(9시 및 17시) 및 HbA1c 수치상 차이가 없었다. 정상 식이군 및 고지방 식이군 모두, 비히클 투여군과 GLP-1(7-36) 아미드 투여군 사이에 섭취량 차이는 없었지만, 체중 증가는 억제되었다.
(b) GLP-1(7-36) 아미드를 1일 3회씩 15주간 반복적으로 피하 투여하고, 아세토아세트산 농도(투여 85일째, 9시에 투여하기 전에 측정)를 측정하였다(도 15 참조). 정상 식이군과 비교하여, 고지방 식이군에서는 아세토아세트산 농도가 유의하게 증가하였으며, GLP-1(7-36) 아미드 투여에 의해, 이러한 상승은 억제되었다.
(c) 22 - 24주동안 반복적인 피하 투여를 종료한 다음 하룻밤 절식시킨 동물에서 간을 적출하였다. 정상 식이군과 비교하여, 고지방 식이군의 간 중량은 유의하게 증가하였고, 지방 침착이 확인되었다. 한편, 정상 식이군에서는 GLP-1(7-36) 아미드 투여에 의해 간 중량은 변동이 없었으며, 고지방 식이군에서는 GLP-1(7-36) 아미드 투여에 의해 간 중량 증가가 유의하게 억제되었고, 간의 지방 침착도 거의 관찰되지 않았다(도 16 참조).
(d) 22 - 24주동안 반복적으로 피하 투여를 종료한 다음, 고지방 식이군 동물에서 심장을 적출하여 란겐도르프 관류법으로 심장 기능을 평가하였다. 비히클 투여군과 비교하여, GLP-1(7-36) 아미드 투여군에서는 허혈 재관류후 심박출능의 빠른 회복이 관찰되었으며, 수축 능력의 지표가 되는 최대 및 최저 관류 압력 차이가 증가하였다(도 17 참조).
(e) 15주간 반복적인 투여를 종료한 다음, 고지방 식이군의 먹이를 보통식으로 변경하였을때, 고지방식에 의해 유도된 고혈당은 즉시 저하되었지만, 다시 고지방식으로 변경하였을때에는 혈당 수치는 바로 먹이 변경전과 동일한 수준으로 증가하였다. GLP-1(7-36) 아미드 투여군에서는 먹이의 종류에 따라 혈당 수치는 변화지 않았으며, GLP-1(7-36) 아미드 투여를 2주간 중지하였을 때도 급격한 혈창 수치 증가는 없었다(도 18 참조).
(3) 결론
본 실험의 결과, KK/Ta Jcl 마우스에 GLP-1(7-36) 아미드를 반복적으로 피하 투여하여 활성형 GLP-1의 혈장내 농도를 일시적으로 상승시키는 것을 간헐적으로 반복함으로써, 고지방식 부하에 의해 유도된 고혈당 및 고인슐린혈증이 개선되었다. 또한, 케톤체인 아세토아세트산의 생성 또는 지방간 발생도 억제되었다. 고혈당 및 고인슐린혈증은 GLP-1(7-36) 아미드 투여를 중지하고 다시 계속한 다음(도 18) 개선되었으며, 이는 GLP-1에 간에서 당지질 대사의 밸런스를 정돈함으로써 인슐린 저항성을 개선시키고 당뇨병 발병을 억제하는 작용이 있음을 나타낸다. 또한, 고지방식만 섭취한 그룹과 비교하여, GLP-1(7-36) 아미드 투여군에서는 허혈성 재관류 이후에 심장 기능이 개선되었다. GLP-1(7-36) 아미드 투여를 종료한지 12시간 이상 지났을때 수행되며, 관류액에 GLP-1이 함유되어 있지 않기 때문에, 이러 한 작용은 종래에 알려진 GLP-1 연속 투여시의 심장 보호 작용과는 다른 작용이며, 활성형 GLP-1의 혈장내 농도를 일시적으로 상승시키는 것을 간헐적으로 반복함으로써 심장 조직의 인슐린 저항성을 개선시키고, 그 결과 심근이 허혈성 스트레스에 대한 내성을 획득하는 것으로 추정된다.
실시예 5: 고지방식으로 사육한 마우스에 반복적으로 피하 투여하였을 때의 활성 평가
웅성 CRj: CD1(ICR)계 마우스(Charler River, 일본)에 비히클(생리 식염수) 또는, GLP-1(7-36) 아미드 150 ㎍/kg을 1일 2회(휴일은 1일 1회)씩, 약 5주간 반복적으로 피하 투여하고, 투여 기간동안 체중, 섭취량, 기초 혈당 수치, 당 부하 이후의 혈장내 글루코스 및 인슐린 농도에 대한 효과를 확인하였다. 이 때, 명암 사이클은 12시간(명주기 21시 - 9시)으로 하고, 급식은 일반적인 식이(고형(CRF-1), 오리엔탈 효모공업 주식회사) 또는 고지방식(고형(Quick Fat), 일본 쿠레아 주식회사)을 반복적으로 투여 기간동안 제공하였다.
(1) 그룹 구성
대조군은 일반적인 식이로 사육한 비히클 투여군(N = 6 - 7) 및 고지방식으로 사육한 비히클 투여군(N = 6 - 7)으로 하였다. 피시험 물질 투여군(N=6)에는 GLP-1(7-36) 아미드 150 ㎍/kg을 1일 2회(9시 무렵 및 17시 무렵, 휴일은 1일 1회)씩 약 5주간 반복적으로 피하 투여하였다.
(2) 평가 항목 및 결과
사육 기간동안 체중, 섭취량, 수시 혈당 수치(9시에 투여하기 전에 측정)를 측정하고, 최종 투여한 다음 하룻밤 절식한 후에 1.5 g/kg의 용량으로 글루코스를 피하 투여하여, 투여 후 30 분의 혈장내 글루코스 및 인슐린 농도를 측정하였다.
(a) 체중, 섭취 에너지 양
고지방 식이군의 체중은 사육 기간내내 정상 식이군에 보다 높았으며, GLP-1(7-36) 아미드 투여에 의해 체중 증가는 억제되었다(도 19 참조). 섭취량(각 군의 평균값)은 그룹간에 명확한 차이가 없었다. 섭취량을 섭취 에너지로 환산하면 고지방 식이군이 일반적인 식이군 보다 10 - 20% 높았다(도 20 참조).
(b) 혈당 수치
반복적인 투여 기간동안, 수시 혈당 수치는 그룹간에 명백한 차이가 없었다(도 21 참조). 최종 투여한 후 하룻밤 절식시켜 측정한 공복시 혈당 수치는 정상 식이군에 비해 고지방 식이군에서 유의하게 높게 나타났으며, 이는 GLP-1(7-36) 아미드 투여에 의해 억제되었다(도 21 참조). 1.5 g/kg의 글루코스를 피하 투여한지 30 분에 혈장내 글루코스 및 인슐린 농도는 정상 식이군에 비해 고지방 식이군에서 유의하게 상승하였다. 혈장내 인슐린 농도 증가는 GLP-1(7-36) 아미드 투여에 의해 억제되는 경향이 있었지만, 그룹간에 유의한 차이는 없었으며, 고지방 식이군에서의 혈장내 글루코스 농도 상승은 억제되지 않았다(도 22 참조).
(3) 결론
고지방식을 섭취한 마우스에 GLP-1(7-36) 아미드를 반복적으로 투여하면, 섭취량 변동은 없었지만 고지방식 섭취로 인한 체중 증가가 억제되었다. 또한, GLP-1(7-36) 아미드 투여에 의해, 장기간 고지방식 섭취로 인한 공복시 혈당 수치 상승 은 일반적인 식이 섭취군과 동일한 수준으로 억제되었고, 고지방식 섭취에 의한 혈장내 인슐린 고농도도 억제되었다. 이러한 결과는, KK/Ta Jcl 마우스에서의 결과와 부합되는 것으로, KK/Ta Jcl 마우스와 같이 유전적으로 당뇨병이 발생되기 쉬운 체질을 가지고 있지 않은 동물에서 장기간의 고지방식이 섭취로 인해 유도된 인슐린 저항성 및 비만을, 활성형 GLP-1의 혈장내 농도를 일시적으로 상승시키는 것을 간헐적으로 반복함으로써 개선시킬 수 있음을 실험적으로 확인할 수 있었다.
본 발명은, 부작용과 약물 상호작용이 낮은 GLP-1 수용체 작용제를 이용한 인슐린 저항성을 개선하기 위한 새로운 투여 방법 및 상기 투여를 위한 인슐린 저항성 개선제을 제공한다. 특히, 인슐린 저항성을 개선시키는 새로운 방법 및 인슐린 저항성에 기인하는 질환, 예를 들면 고혈당증, 당뇨병 및 비만증 등의 예방 및 치료하는 방법과, 상기 방법으로 사용되는 GLP-1 수용체 작용제를 유효 성분으로 포함하는 인슐린 저항성 개선제를 제공한다.
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Claims (21)

  1. GLP-1 수용체 작용제 또는 약리학적으로 허용되는 그의 염을 유효 성분으로 함유하는 의약 조성물로서,
    인슐린 저항성의 증상을 나타내는 개체에 1 투여 단위 당 0.5 - 5000 ㎍의 GLP-1 수용체 작용제 또는 약리학적으로 허용되는 그의 염을, 1일 1회이상 음식물 을 섭취하기 전에 투여하는 투여를 2주 이상의 연속 스케줄에 따라 수행하는, 인슐린 저항성을 개선하거나, 또는 인슐린 저항성을 수반하는 질환을 예방 또는 치료하는 것을 특징으로 하는 의약 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 투여는 음식물 섭취 이후에도 수행되는 것을 특징으로 하는 의약 조성물.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 GLP-1 수용체 작용제는 GLP-1(7-36) 아미드인 것을 특징으로 하는 의약 조성물.
  4. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한항에 있어서, 상기 투여는 피하 투여, 경비 투여 또는 경폐 투여인 것을 특징으로 하는 의약 조성물.
  5. 제 1항 내지 제 4항중 어느 한항에 있어서, 상기 인슐린 저항성을 수반하는 질환은 고인슐린 혈증, 당뇨병, 비만증, 고지혈증, 동맥경화증, 고혈압증 또는 순환기 질환인 것을 특징으로 하는 의약 조성물.
  6. 제 7항에 있어서, 상기 인슐린 저항성을 수반하는 질환은 당뇨병인 것을 특징으로 하는 의약 조성물.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 음식물을 섭취하기 전에 경비 투여에 의해 GLP-1(7-36) 아미드를 투여하기 위한 것을 특징으로 하는 의약 조성물.
  8. 인슐린 저항성 증상을 보이는 개체에게, 1 투여 단위 당 0.5 - 5000 ㎍의 GLP-1 수용체 작용제 또는 약리학적으로 허용되는 그의 염을, 1일 1회 이상 음식물을 섭취하기 전에 투여하는 투여를 2주 이상의 연속 스케줄에 따라 수행하는 단계를 포함하는, 인슐린 저항성을 개선시키거나 또는 인슐린 저항성을 수반하는 질환을 예방 또는 치료하는 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 투여는 음식물 섭취 이후에도 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 8항 또는 제 9항에 있어서, 상기 GLP-1 수용체 작용제는 GLP-1(7-36) 아미드인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 8항 내지 제 10항중 어느 한항에 있어서, 상기 투여는 피하 투여, 경비 투여 또는 경폐 투여인 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 8항 내지 제 11항중 어느 한항에 있어서, 상기 인슐린 저항성을 수반하는 질환은 고인슐린 혈증, 당뇨병, 비만증, 고지혈증, 동맥경화증, 고혈압증 또는 순환기 질환인 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 인슐린 저항성을 수반하는 질환은 당뇨병인 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 8항에 있어서, 상기 음식물을 섭취하기 전에 경비 투여에 의해 GLP-1(7-36) 아미드를 투여하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 인슐린 저항성 증상을 보이는 개체에게, 1 투여 단위 당 0.5 - 5000 ㎍의 GLP-1 수용체 작용제 또는 약리학적으로 허용되는 그의 염을, 1일 1회 이상 음식물을 섭취하기 전에 투여하는 투여를 2주 이상의 연속 스케줄에 따라 수행하는, 인슐린 저항성을 개선 또는 인슐린 저항성을 수반하는 질환 예방 또는 치료용 의약 조성물의 제조를 위한, GLP-1 수용체 작용제의 용도.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 투여는 음식물 섭취 이후에도 수행되는 것을 특징으로 하는 용도.
  17. 제 15항 또는 제 16항에 있어서, 상기 GLP-1 수용체 작용제는 GLP-1(7-36) 아미드인 것을 특징으로 하는 용도.
  18. 제 15항 내지 제 17항중 어느 한항에 있어서, 상기 투여는 피하 투여, 경비 투여 또는 경폐 투여인 것을 특징으로 하는 용도.
  19. 제 15항 내지 제 18항중 어느 한항에 있어서, 상기 인슐린 저항성을 수반하는 질환은 고인슐린 혈증, 당뇨병, 비만증, 고지혈증, 동맥경화증, 고혈압증 또는 순환기 질환인 것을 특징으로 하는 용도.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 인슐린 저항성을 수반하는 질환은 당뇨병인 것을 특징으로 하는 용도.
  21. 제 15항에 있어서, 상기 음식물을 섭취하기 전에 경비 투여에 의해 GLP-1(7-36) 아미드를 투여하는 것을 특징으로 하는 용도.
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