KR20210006734A - Lgi3 유래 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 당뇨병의 예방, 치료, 또는 개선용 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LGI3 유래 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 당뇨병의 예방, 치료, 또는 개선용 조성물 등에 관한 것이다. 본 발명의 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 포함하는 LGI3 유래 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 조성물은 당뇨병과 당뇨병 관련 대사 이상으로 나타나는 체중 증가, 혈당 증가, 췌장 및 간 손상, 혈중 지질 증가, 인슐린 저항성 지수의 증가에 대한 억제 효과를 가지므로, 당뇨병과 당뇨병 관련 대사 이상의 예방, 치료, 또는 개선이 가능하다.

Description

LGI3 유래 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 당뇨병의 예방, 치료, 또는 개선용 조성물{Composition for preventing, treating, or improving diabetes comprising the peptides derived from LGI3 as active ingredients}

본 발명은 LGI3 유래 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 당뇨병의 예방, 치료, 또는 개선용 조성물 등에 관한 것이다.

당뇨병은 췌장의 인슐린 분비 능력의 저하나(제 1형 당뇨병), 조직의 인슐린 저항성(제 2형 당뇨병)이 그 원인으로, 90% 이상의 당뇨병은 과잉의 에너지원이 지방세포에 축적되어 염증반응을 증가시켜 유발된 인슐린 저항성이 원인이 된다. 세계보건기구(WHO)에 따르면, 전 세계적으로 성인 당뇨병 유병률은 약 9%에 이르며, 매년 증가추세에 있다. 당뇨병은 조기 사망 위험도를 약 2배 증가시키며, 당뇨병으로 유발되는 다양한 합병증들의 중요성에 비하여, 효과적이며 부작용이 적은 당뇨병 치료제 개발은 미충족 수요가 큰 분야이다. 전 세계적으로 새로운 기전의 차세대 당뇨병 치료제 개발 및 글로벌 시장 진출 경쟁이 활발하다.

현재 FDA의 승인 하에 처방되는 당뇨병 치료제는 주사나 펌프로 투여되는 인슐린이 30% 가량의 점유를 가지는 대표적인 치료제이며, 그 외 metformin과 thiazolidinediones 등의 인슐린 감작제(sensitizer), sulfonylurea 등의 인슐린 분비촉진제(secretagogues), glucagon-like peptide-1(GLP-1) 유도체와 dipeptidyl peptidase-4 억제제 등의 펩타이드 유도체, sodium/glucose cotransporter 2(SGLT2) 억제제 등의 glucose 신장 재흡수 억제제, α-glucosidase 억제제 등이 있다. 인슐린은 췌장의 인슐린 분비가 감소된 제 1형 당뇨병 환자와 일부의 제 2형 당뇨병 환자에 제한적으로 효과가 있으며, 인슐린 감작제는 신부전이나 급성기의 심혈관 질환환자에서는 사용이 제한적이다. 인슐린 분비촉진제는 임신성 당뇨나 제 1형 당뇨병 환자에서는 사용이 제한되며, 체중 증가의 문제가 있다. GLP-1 같은 펩타이드 유도체는 비교적 부작용이 적으나, 갑상선암과 췌장염의 위험성이 제기되고 있다.

상기로부터, 다양한 부작용과 한계를 가지는 당뇨병 치료제의 미충족 수요(unmet needs)는 신개념의 차세대 당뇨병 치료제 개발을 요구한다. 기존 경구용 당뇨병 치료제들은 장기 복용 시 저혈당 유발, 체중 증가, 젖산 혈증, 소화관 장애, 심장 독성, 간 독성과 같은 다양한 부작용을 일으키며, 췌장의 손상과 인슐린 저항성의 심화를 막지 못한다. 따라서, 장기 복용 시 저혈당 유발이 없이 혈당을 효과적으로 조절함과 동시에, 췌장 보호기능과 체중 감소 및 인슐린 저항성 개선 효능을 가지는 신약의 개발이 절실히 요구되고 있다. 최근 사용이 증가되고 있는 GLP-1 유도체의 예와 같이, 펩타이드 계열 당뇨병 치료제의 임상적 유효성과 잠재력이 크기 때문에, 향후 새로운 약물표적 및 기전 발굴, 펩타이드 기반 약물 개발과 전달 최적화 기술 개발이 매우 중요하다.

LGI3(leucine rich repeat LGI family member 3 또는 leucine rich glioma inactivated 3) 유전자는 사람 염색체 8p21.3에 위치하며, NCBI Gene ID:203190이고, 액손(exon)의 개수는 8개이며, 548개 아미노산(NCBI Reference Sequence: NP_644807, 서열번호 4)으로 구성된다. 또한, 마우스(Mus musculus)의 뇌 cDNA library로부터 클로닝된 LGI3 cDNA는 2931개 뉴클레오티드로 구성되며, 마우스 역시 인간과 마찬가지로 548개 아미노산(NCBI Reference Sequence:NP_660254.1, 서열번호 3)으로 구성된다. LGI3은 548개의 아미노산을 가지는 약 60 kDa 분자량의 단백질로서 이를 그대로 인체에 적용시키는 것에는 어려움이 있다.

LGI3에 대해 현재까지 연구된 바에 따르면, LGI3의 활성 제어에 의한 당뇨병의 치료효과에 대해서는 전혀 알려진 바가 없다.

이를 근거로, 본 발명자들은 당뇨병의 치료에 LGI3의 제어를 사용하기 위하여, 인체에 적용하기에 바람직한 LGI3 유래 펩타이드를 발굴하였고, LGI3 유래 펩타이드가 동물모델에서 당뇨병 치료 및 개선 효과가 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.

대한민국 공개특허 제10-2014-0138090호

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기존의 당뇨병 치료제가 갖는 부작용과 한계를 극복하는 새로운 치료용 조성물을 제공하고, 동시에 당뇨병과 이로부터 유발되는 합병증을 치료, 개선하는 조성물을 제공하는 것으로서, 상기 조성물은 아디포카인 LGI3의 생리활성을 제어함으로써 당뇨병의 치료 및 개선 효과를 나타낼 수 있는 LGI3 유래 합성 펩타이드를 포함하여 완성될 수 있음을 확인하였다.

이에, 본 발명의 목적은 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 포함하는 LGI3(leucine-rich repeat LGI family member 3) 유래 펩타이드를 유효성분으로 포함하는, 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 포함하는 LGI3 유래 펩타이드를 유효성분으로 포함하는, 당뇨병의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 포함하는 LGI3 유래 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 당뇨병 관련 대사 이상의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 포함하는 LGI3 유래 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 당뇨병 관련 대사 이상의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공하는 것이다.

그러나 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 LGI3 유래 펩타이드를 유효성분으로 포함하는, 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 포함하는 LGI3 유래 펩타이드를 유효성분으로 포함하는, 당뇨병의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 포함하는 LGI3 유래 펩타이드를 개체에 투여하여 당뇨병을 예방 또는 치료하는 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 당뇨병의 예방 또는 치료를 위한 약제를 제조하기 위한 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 포함하는 LGI3 유래 펩타이드의 용도를 제공한다.

본 발명의 다른 구현예로서, 상기 당뇨병은 제1형 당뇨병, 제2형 당뇨병 및 임신성 당뇨병으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.

본 발명의 또 다른 구현예로서, 상기 조성물은 인슐린 저항성을 개선하는 것일 수 있다.

또한, 본 발명은 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 포함하는 LGI3 유래 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 당뇨병 관련 대사 이상의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 포함하는 LGI3 유래 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 당뇨병 관련 대사 이상의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 포함하는 LGI3 유래 펩타이드를 개체에 투여하여 당뇨병 관련 대사 이상을 예방 또는 치료하는 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 당뇨병 관련 대사 이상의 예방 또는 치료를 위한 약제를 제조하기 위한 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 포함하는 LGI3 유래 펩타이드의 용도를 제공한다.

본 발명의 일 구현예로서, 상기 당뇨병 관련 대사 이상은 고혈당, 간 손상, 췌장 손상, 및 혈중 지질 이상으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 현상일 수 있다.

본 발명의 LGI3 유래 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 조성물은 당뇨병과 당뇨병 관련 대사 이상의 중요한 원인인 체중과 혈당의 감소를 촉진하고, 췌장의 손상을 감소시키고, 혈중 지질 조성과 간 기능 지표를 개선시키며, 혈중 인슐린과 인슐린 저항성을 개선시켜 당뇨병으로 유발되는 각종 대사 이상과 합병증의 예방, 치료, 또는 개선이 가능하다.

또한, 본 발명의 조성물은 식욕의 억제 작용 없이 혈당과 인슐린 저항성의 개선을 유도하는 것으로서, 기존의 당뇨병 치료제들이 나타내는 부작용이 없거나 적은 장점이 있다. 이에, 본 발명의 LGI3 유래 펩타이드와 이를 선도물질로 사용되어 개발될 수 있는 물질들은 당뇨병 및 관련 대사 이상의 예방과 치료를 위한 의약용, 의약 외용, 식품 첨가물용, 향장소재용 조성물 등 다양한 방면으로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

도 1은 P25 또는 P34를 투여한 db/db 마우스에서 부형제 투여군과 비교하여 체중의 감소를 확인한 그래프이다.
도 2는 P25 또는 P34를 투여한 db/db 마우스에서 부형제 투여군과 비교하여 사료 섭취량의 변화가 나타나지 않음을 확인한 그래프이다.
도 3은 P25 또는 P34를 투여한 db/db 마우스에서 부형제 투여군과 비교하여 혈당수치가 감소함을 확인한 그래프이다.
도 4a는 P25 또는 P34를 투여한 db/db 마우스에서 부형제 투여군과 비교하여 췌장 무게가 증가함을 확인한 그래프이다.
도 4b는 P25 또는 P34를 투여한 db/db 마우스에서 부형제 투여군과 비교하여 췌장의 체중대비 % 무게가 증가함을 확인한 그래프이다.
도 5a는 P25 또는 P34를 투여한 db/db 마우스에서 부형제 투여군과 비교하여 췌장섬(pancreatic islets)의 변화가 나타나지 않았으며, 췌장의 외분비선(exocrine glands)이 확대됨을 확인한 췌장 조직 절편의 현미경 사진이다.
도 5b는 P25 또는 P34를 투여한 db/db 마우스에서 부형제 투여군과 비교하여 췌장의 소화효소 전구체 과립(zymogen granules)이 증가된 결과를 확인한 그래프이다.
도 6a는 P25 또는 P34를 투여한 db/db 마우스에서 부형제 투여군과 비교하여 당화혈색소(HbA1c)와 총콜레스테롤(TCHOL), 중성지방(TG), 저밀도 지질단백질(LDL), 고밀도 지질단백질(HDL), aspartate aminotransferase(AST), alanine aminotransferase(ALT)의 변화를 확인한 그래프이다.
도 6b는 P25 또는 P34를 투여한 db/db 마우스에서 부형제 투여군과 비교하여 중성지방/고밀도 지질단백질 비(TG/HDL) 및 저밀도 지질단백질/고밀도 지질단백질 비(LDL/HDL)가 감소, 개선됨을 확인한 그래프이다.
도 7a는 P25 또는 P34를 투여한 db/db 마우스에서 부형제 투여군과 비교하여 혈중 인슐린이 감소, 개선됨을 확인한 그래프이다.
도 7b는 P25 또는 P34를 투여한 db/db 마우스에서 부형제 투여군과 비교하여 인슐린 저항성 지수(HOMA-IR, Homeostatic model assessment for insulin resistance)가 감소, 개선됨을 확인한 그래프이다.
도 8은 사람과 마우스 LGI3의 아미노산 서열의 비교를 표시한 도면이다. 두 종에서 동일한 아미노산은 회색으로 표시하였으며, P25와 P34 펩타이드의 서열에 해당하는 마우스 LGI3 서열은 테두리선으로 표시하였다.

본 발명자들은 기존의 당뇨병 치료제가 가지는 부작용과 한계를 극복하기 위하여 당뇨병의 새로운 치료 표적을 연구하였다. 이에 LGI3 유래 합성 펩타이드를 탐색, 발굴하여, 동물실험을 통해 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 포함하는 LGI3 유래 펩타이드가 당뇨병과 당뇨병 관련 대사 이상에 대한 치료 및 개선 효과가 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.

이에 본 발명은 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 포함하는 LGI3 유래 펩타이드를 유효성분으로 하는, 당뇨병 또는 당뇨병 관련 대사이상의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하고,

서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 포함하는 LGI3 유래 펩타이드를 유효성분으로 하는 당뇨병 또는 당뇨병 관련 대사이상의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.

본 명세서에서 LGI3는 사람을 포함한 척추동물에만 존재하는 아디포카인으로서, 서열번호 3 또는 서열번호 4의 아미노산 서열을 포함할 수 있다. 이때 서열번호 3의 아미노산 서열은 마우스로부터 획득된 LGI3 단백질의 아미노산 서열이고, 서열번호 4의 아미노산 서열은 인간으로부터 획득된 LGI3 단백질의 아미노산 서열이다. 마우스의 LGI3 아미노산 서열과 인간의 아미노산 서열은 97% 상동성을 가지며, 각각의 LGI3 유래 펩타이드는 두 종에서 동일한 기능을 수행할 수 있음이 자명하다.

본 명세서에서 “LGI3 유래 펩타이드”는 서열번호 3 또는 서열번호 4의 아미노산 서열을 포함하는 LGI3 단백질로부터 특정 영역의 아미노산 서열을 갖는 펩타이드를 선별한 것으로, 본 명세서에서 “펩타이드”는 펩타이드 결합에 의해 아미노산 잔기들이 서로 결합되어 형성된 선형의 분자를 의미한다. 상기 LGI3 유래 펩타이드는 LGI3 단백질을 조각내어 획득할 수 있으며, 당업계에 공지된 화학적 합성 방법, 특히 고상 합성 기술(solid-phase synthesis techniques) 또는 액상 합성 기술에 따라 제조될 수 있다.

본 발명의 LGI3 유래 펩타이드는 당뇨병의 예방, 치료 및 개선 효과를 나타내는 범위 내에서 하나 이상의 아미노산 변경을 포함할 수 있다.

본 발명의 LGI3 유래 펩타이드는 아미노산 서열의 일부 부위를 선정하고 그 활성을 증가시키기 위해 아미노 말단 또는 카르복시 말단의 변형을 유도할 수 있다. 이러한 변형을 통해 본 발명의 펩타이드는 생체 내 투여 시에 증가된 반감기를 가질 수 있다.

본 발명의 LGI3 유래 펩타이드의 아미노 말단은 아세틸기, 플루오레닐 메톡시 카르보닐기, 포르밀기, 팔미토일기, 미리스틸기, 스테아릴기 및 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 등의 보호기가 결합될 수 있으며, 펩타이드의 카르복시 말단은 히드록시기(-OH), 아미노기(-NH₂), 아자이드(-NHNH₂)등으로 변형될 수 있다. 또한 본 발명의 펩타이드의 말단 또는 아미노산의 R-잔기(R-group)에 지방산(fatty acids), 당쇄(oligosaccharides chains), 모든 나노입자(골드입자, 리포솜, 헤파린, 하이드로젤 등), 아미노산, 담체 단백질(carrier proteins) 등을 결합할 수 있다. 상술한 아미노산의 변형은 본 발명의 펩타이드의 역가(potency)와 안정성을 개선하는 작용을 한다. 본 명세서에서 용어 “안정성”은 생체 내(in vivo) 안정성 뿐만 아니라, 저장 안정성(상온, 냉장, 냉동 보관 시 저장 안정성 포함)도 의미한다.

본 발명의 LGI3 유래 펩타이드는 서열번호 3 또는 서열번호 4로 표시되는 아미노산 서열로 구성된 LGI3 단백질 서열 중 361번째 아미노산 내지 375번째 아미노산 영역, 또는 496번째 아미노산 내지 510번째 아미노산 영역에서 임의의 아미노산을 기준으로 연속된 아미노산 서열을 포함하는 것이라면 그 길이에 제한되는 것은 아니나, 바람직하게는 3 내지 30 mer, 더욱 바람직하게는 5 내지 15 mer의 아미노산을 포함할 수 있다. 펩타이드의 길이가 너무 길면 그 적용에 어려움이 있고, 너무 짧으면 그 기능을 수행하지 못할 수 있다. 본 발명의 LGI3 유래 펩타이드는 예를 들어, 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 포함하거나, 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열로 이루어진 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

당뇨병에서는 췌장섬의 인슐린 분비 베타 세포가 자가면역으로 파괴되거나, 내장지방 지방세포의 과도한 세포비대(hypertrophy)와 산소 부족 스트레스로 인해 세포사멸과 조직 손상이 나타나, 세포사멸 잔유물로 인해 국소적 염증이 전신적 염증으로 확대되어 다양한 조직의 인슐린 저항성을 야기하여 혈당 조절 장애와 각종 합병증을 유발시킨다. 대부분의 당뇨병의 원인이 되는 지방조직에서 분비가 증가되는 염증 아디포카인은 TNF-α, IL-1, IL-6, MCP-1 등으로 다양하며, 분비가 감소되는 항 염증 아디포카인은 아디포넥틴(adiponectin)이다. 이들 아디포카인에 의해 유발되는 당뇨병 환자의 전신성 만성 염증은 대사성 염증(metabolic inflammation)이라고도 하며, 인슐린의 조직 민감성을 감소시켜 당뇨병을 일으킬 뿐만 아니라 대사 항상성을 교란하여 이상지질혈증(dyslipidemia)과 각종 심혈관계 질환을 유발한다.

이에 본 발명자들은, 서열번호 3의 아미노산 서열을 가지는 LGI3 유래 펩타이드 집합 중 LGI3의 활성을 제어하는 펩타이드들의 당뇨병에 대한 효과를 탐색하고자 하였다.

본 발명의 구체적인 실시예에서는, 서열번호 3의 아미노산 서열을 갖는 LGI3 단백질 유래의 펩타이드 집합을 합성하였으며, 그 중 P25(서열번호 1)와 P34(서열번호 2) 펩타이드를 선정하여, LGI3 유래 펩타이드의 약리적 효과를 확인하고자 하였다. 이에 당뇨병 동물모델인 db/db 마우스에 상기 P25 또는 P34를 투여하여 매주 체중을 측정하였다. 그 결과, P34 투여군에서 부형제 투여군 대비 약 7%의 체중 감소효과를 보였으며, P25 투여군에서는 부형제 투여군 대비 뚜렷한 체중 변화가 없음을 확인하였다(실시예 1-2 및 도 1 참조).

반면, 사료섭취량은 P25 또는 P34 펩타이드 투여군에서 부형제 투여군과 비교하여 차이를 확인할 수 없었는 바, 상기 두 펩타이드가 뇌 식욕중추에는 영향을 주지 않는 것을 알 수 있었다(실시예 1-2 및 도 2 참조).

또한, 본 발명의 구체적인 실시예에서, 본 발명자들은 db/db 마우스에 P25 또는 P34 펩타이드를 6주간 투여하며 혈당을 측정한 결과, P25 투여군에서는 약 6~9%, P34 투여군에서는 약 6~11%의 혈당 감소효과가 나타남을 확인하였다. 두 펩타이드 모두 혈당 감소효과가 뚜렷이 나타났다(실시예 1-3 및 도 3 참조).

또한, 본 발명의 구체적인 실시예에서, db/db 마우스에 P25 또는 P34 펩타이드를 6주 투여 후 췌장에 대한 영향을 조사하였다. 그 결과, P25 투여군 및 P34 투여군 모두에서 췌장의 무게가 부형제 투여군보다 증가됨을 확인할 수 있었는 바, P25 또는 P34의 투여에 의해 췌장의 절대 무게는 약 9% 증가하였고, 체중의 % 무게는 P25 투여군에서는 약 10%, P34의 투여군에서는 약 17% 증가함을 확인하였다(실시예 2-1 및 도 4a, 4b 참조).

또한, 본 발명의 구체적인 실시예에서, 췌장의 조직병리학적 검사를 위하여 Hematoxylin-eosin 염색(H & E stain)을 실시한 결과, 외분비부 단위 면적당 효소원 과립이 차지하는 비율(zymogen granules %/mm² of exocrine)의 뚜렷한 증가를 관찰하였다(실시예 2-1 및 도 5a 및 5b 참조).

또한, 본 발명의 구체적인 실시예에서, db/db마우스에 P25 또는 P34 펩타이드를 6주 투여 후 각종 혈액 생화학 지표들을 조사하였다. P25 투여군 및 P34 투여군에서 부형제 투여군과 비교하여 중성지방(TG), 저밀도 지질단백질(LDL), AST, ALT는 감소하였고, 고밀도 지질단백질(HDL)에서 증가된 개선 효과를 확인하였다(실시예 2-2 및 도 6a 참조). 또한, P25 투여군 및 P34 투여군에서 부형제 투여군과 비교하여 혈중 지질의 지표인 중성지방/고밀도 지질단백질 비(TG/HDL)와 저밀도 지질단백질/고밀도 지질단백질 비(LDL/HDL)가 뚜렷이 감소, 개선됨을 확인할 수 있었다(실시예 2-2 및 도 6b 참조).

또한, 본 발명의 구체적인 실시예에서, db/db 마우스에 P25 또는 P34 펩타이드를 6주 투여 후 혈중 인슐린과 인슐린 저항성 지수(HOMA-IR)를 조사한 결과, P25 투여군 및 P34 투여군에서 부형제 투여군과 비교하여 혈중 인슐린과 인슐린 저항성 지수(HOMA-IR)가 감소, 개선되는 효과를 확인하였다(실시예 2-3 및 도 7a, 7b 참조).

상기로부터, 본 발명자들은 LGI3 유래 펩타이드 P25와 P34가 혈당을 감소시키고 인슐린 저항성 지표를 개선시켜 당뇨병의 예방 또는 치료 효과를 보일 수 있음을 확인하였고, 췌장 손상, 혈중 지질 이상, 간 손상 등의 당뇨병 관련 대사 이상에 대한 개선 효과가 있음을 확인하였다.

한편, P25와 P34 펩타이드 모두 인체에 적용하기에 적절한 크기를 가지며, 높은 수용성(P25, 10mg/ml; P34, 1mg/ml)을 나타내어 제제화와 투여가 용이하다.

본 발명의 LGI3 유래 펩타이드를 포함하는 조성물은 기존의 당뇨병 치료제들과 달리, 지방조직에서 분비되는 아디포카인 LGI3의 활성을 제어하여 당뇨병과 당뇨병 관련 대사 이상의 지표들을 개선할 수 있는 효과를 보이므로, 기존의 약물들이 보이는 부작용과 한계를 극복한 LGI3 기반 신규(First-in-class) 당뇨병 치료제로 이용되거나 치료제 개발의 선도물질로 사용될 수 있으며, 대사질환을 유발하는 식생활이 만연한 현대인을 위한 건강기능식품에 이용될 수 있다.

또한, LGI3 유래 펩타이드를 투여하여 체중의 감소 및 당뇨병의 지표들에 대한 개선 효과를 확인하였는 바, LGI3의 지방세포 분화 억제 작용과 대사성 염증 조절 기능을 제어하여 지방세포의 분화와 인슐린 민감성이 증가하고 혈중 포도당의 흡수와 지방 저장능의 증가를 통하여 피하지방의 기능 향상과 내장 및 간 지방의 감소로써 당뇨병에서의 대사 이상을 개선할 것이라는 기전이 추정된다. 즉, 본 발명에서 LGI3 유래 펩타이드를 포함하는 조성물은 당뇨병 환자에서 일반적으로 과도한 지방조직의 축적과 결핍된 지방세포 분화 능력과 증가된 대사성 염증의 회복을 통하여 당뇨병을 치료하는 것으로서, 기존의 당뇨병 치료 물질과 차별화되어 있다.

상기 결과를 종합하여, 본 발명의 LGI3 유래 펩타이드는 당뇨병의 예방 또는 치료를 위한 약학적 조성물에 이용될 수 있으며, 당뇨병의 치료제 개발의 선도물질로 이용될 수 있다. 또한, 본 발명의 LGI3 유래 펩타이드는, 당뇨병과 함께, 당뇨병으로 유도되는 췌장 및 간 손상, 혈중 지질 이상 등의 예방 또는 개선을 위한 식품 조성물에 이용될 수 있다.

본 발명의 LGI3 유래 펩타이드는 당뇨병과 당뇨병 관련 대사 이상의 예방, 치료, 또는 개선을 위한 조성물에 1 pg 내지 30g w/v%로 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

또한, 본 발명은 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 포함하는 LGI3 유래 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는 당뇨병 또는 당뇨병 관련 대사 이상의 예방, 치료, 또는 개선 방법을 제공할 수 있다.

본 발명에서 용어, "투여"는 어떠한 적절한 방법으로 환자에게 본 발명의 약학적 조성물을 도입하는 것을 의미하며, 본 발명의 조성물의 투여 경로는 목적 조직에 도달할 수 있는 한 경구 또는 비경구의 다양한 경로를 통하여 투여될 수 있다.

본 발명에서 용어, "개체(individual)"란 본 발명의 LGI3 유래 펩타이드, 또는 그를 포함하는 약학적 조성물이 투여될 수 있는 대상을 말하며, 그 대상에는 제한이 없다. 본 발명의 개체는 바람직하게는 인간을 포함하는 포유동물일 수 있으며, 예를 들어, 인간, 마우스, 랫, 원숭이, 고양이, 개, 소, 돼지 등의 포유동물일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서 "예방"이란 본 발명에 따른 조성물의 투여에 의해 지방조직의 비대 또는 그에 따른 대사 이상을 지연시키는 모든 행위를 의미하고, "치료"란 본 발명에 따른 약학적 조성물의 투여에 의해 당뇨병과 그에 따른 대사 이상 증세가 호전되거나 이롭게 변경되는 모든 행위를 의미하며, “개선"이란 본 발명에 따른 조성물의 투여에 의해 당뇨병 또는 고지방식이에 의해 유도되는 대사 이상과 관련된 파라미터, 예를 들면 증상의 정도를 감소시키는 모든 행위를 의미한다.

본 발명에서 “당뇨병”이란 췌장의 베타 세포에서 생성되는 인슐린 호르몬 부족 또는 인슐린 저항성의 이상과 나아가 이러한 두 가지 모두의 결함으로 발생하는 고혈당을 특징으로 하는 대사장애증후군이다. 이러한 당뇨병은 인슐린 의존형 당뇨병(IDDM, Type 1)과 인슐린 저항 및 인슐린 분비 손상에 의해 발생하는 인슐린 비의존형 당뇨병(NIDDM, Type 2)으로 나눌 수 있다. 제1형과 제2형 당뇨병 모두에서 심장 질환, 장 질환, 안과 질환, 신경 질환, 뇌졸중 등과 같은 다양한 합병증이 발생하게 되는데, 이는 장시간 동안 혈당과 인슐린 수준이 상승하여 만성신경질환과 심혈관질환이 발생하게 되고 단시간의 저혈당과 고혈당 반응으로 급성 합병증을 야기 시키게 되는 것이다. 당뇨병은 고혈당이 만성으로 지속되면서 당질 대사뿐만 아니라 지질 및 단백질 대사 장애도 함께 일으킨다. 그 병태는 다양하며 직접 고혈당에 기인하는 것으로 망막, 신장, 신경, 심혈관계 등에서 당뇨병성 말초신경장해, 당뇨병성 망막증, 당뇨병성 신증, 당뇨병성 백내장, 각막증, 당뇨병성 동맥 경화증 등이 있다.

본 발명에서 “당뇨병 관련 대사 이상(diabetes-associated metabolic disorders)”은 당뇨병으로부터 유래, 기인, 파생 또는 동반되는 고혈당 및 지방, 단백질 등의 대사 이상에서 기원하는 증상을 말하고, 주로 포도당과 지방대사의 이상으로 유발되는 고혈당, 췌장 및 간 손상 등을 통칭한다. 보다 구체적으로 ‘췌장 및 간 손상’이란 췌장이나 간이 외인적 또는 내인적 요인에 의해 그 기능을 다하지 못하는 것을 의미하며, ‘혈중 지질 이상’이란 정상 상태보다 혈중 총 콜레스테롤, 저밀도 지질단백질-콜레스테롤, 또는 중성지방이 증가하거나 고밀도 지질단백질-콜레스테롤이 감소하는 것을 의미한다. 즉, 본 발명의 당뇨병 관련 대사 이상은 이에 제한되는 것은 아니나, 고혈당, 간 손상, 췌장 손상, 및 혈중 지질 이상으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 현상일 수 있고, 상기 췌장 손상은 췌장 외분비 저하증을 포함할 수 있다.

본 발명에서 약학적 조성물(pharmaceutical composition)은 약학적 조성물의 제조에 통상적으로 사용되는 적절한 담체, 부형제, 및 희석제를 더 포함할 수 있다.

본 발명에서 "담체(carrier)"란 비이클(vehicle)이라고도 불리며, 세포 또는 조직 내로의 단백질 또는 펩타이드의 부가를 용이하게 하는 화합물을 의미하는 것으로서, 예를 들어 디메틸술폭사이드(DMSO)는 생물체의 세포 또는 조직 내로의 많은 유기물의 투입을 용이하게 하는 통상 사용되는 담체이다.

본 발명에서 "희석제(diluent)"란 대상 단백질 또는 펩타이드의 생물학적 활성 형태를 안정화시킬 뿐만 아니라, 단백질 또는 펩타이드를 용해시키게 되는 물에서 희석되는 화합물로 정의된다. 버퍼 용액에 용해되어 있는 염은 당해 분야에서 희석제로 사용된다. 통상 사용되는 버퍼 용액은 포스페이트 버퍼 식염수이며, 이는 인간 체액의 염 상태를 모방하고 있기 때문이다. 버퍼 염은 낮은 농도에서 용액의 pH를 제어할 수 있기 때문에, 버퍼 희석제가 화합물의 생물학적 활성을 변형하는 일은 드물다. 여기에 사용된 아젤라산을 함유하는 화합물들은 인간 환자에게 그 자체로서, 또는 결합 요법에서와 같이 다른 성분들과 함께 또는 적당한 담체나 부형제와 함께 혼합된 약학적 조성물로서, 투여될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 LGI3 유래 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물은, 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 외용제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있으며, 상기 조성물에 포함될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제로는 락토즈, 덱스트로즈, 수크로스, 올리고당, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 미정질 셀룰로스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 분해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 상기 화합물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트(calcium carbonate), 수크로스(sucrose) 또는 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스티레이트 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구를 위한 액상제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 프로필렌글리콜(propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로제라틴 등이 사용될 수 있다.

본 발명의 약학적 조성물은 경구 또는 비경구, 바람직하게는 비경구로 투여할 수 있고, 비경구 투여인 경우에는 근육 주입, 정맥내 주입, 피하 주입, 복강 주입, 국소 투여, 경피 투여 등으로 투여할 수 있다.

본 발명의 약학적 조성물의 적합한 투여량은 제제화 방법, 투여 방식, 환자의 연령, 체중, 성, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하게 처방될 수 있다.

본 발명의 약학적 조성물은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 방법에 따라, 약학적으로 허용되는 담체 및/또는 부형제를 이용하여 제제화함으로써 단위 용량 형태로 제조되거나 또는 대용량 용기 내에 내입시켜 제조될 수 있다. 이때 제형은 오일 또는 수성 매질중의 용액, 현탁액 또는 유화액 형태이거나 엑스제, 분말제, 과립제, 정제 또는 캅셀제 형태일 수도 있으며, 분산제 또는 안정화제를 추가적으로 포함할 수 있다.

아울러, 본 발명은 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 포함하는 LGI3 유래 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 식품 조성물을 제공한다. 또한, 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 포함하는 LGI3 유래 펩타이드는 당뇨병 또는 당뇨병 관련 대사 이상 증상의 개선을 목적으로 식품에 첨가될 수 있다. 본 발명에 있어서 식품은 기능성 식품 및 건강기능성 식품을 비롯한 모든 기능성 식품을 포함한다. 본 발명의 LGI3 유래 펩타이드를 식품 첨가물로 사용할 경우, 상기 LGI3 유래 펩타이드를 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용할 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용할 수 있다. 유효성분의 혼합양은 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 식품 또는 음료의 제조 시 본 발명의 LGI3 유래 펩타이드는 원료에 대하여 15 중량% 이하, 바람직하게는 10 중량% 이하의 양으로 첨가된다. 그러나 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우 상기 양은 상기 범위 이하일 수 있으며, 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 유효성분은 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있다.

상기 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 상기 물질을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 건강기능식품을 모두 포함한다.

본 발명에 따른 건강음료 조성물은 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물은 포도당 및 과당과 같은 모노사카라이드, 말토오스 및 수크로오스와 같은 디사카라이드, 덱스트린 및 시클로덱스트린과 같은 폴리사카라이드, 및 자일리톨, 소르비톨 및 에리트리톨 등의 당알콜이다. 감미제로서는 타우마틴, 스테비아 추출물과 같은 천연 감미제나, 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 감미제 등을 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100 mL당 일반적으로 약 0.01-0.20g, 바람직하게는 약 0.04-0.10g이다.

상기 외에 본 발명의 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그 밖에 본 발명의 조성물은 천연 과일쥬스, 과일쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 크게 중요하진 않지만 본 발명의 조성물 100 중량부 당 0.01-0.20 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.

또한, 본 발명은 당뇨병의 예방 또는 치료를 위한 약제를 제조하기 위한 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 포함하는 LGI3 유래 펩타이드의 용도를 제공한다.

또한, 본 발명은 당뇨병 관련 대사 이상의 예방 또는 치료를 위한 약제를 제조하기 위한 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 포함하는 LGI3 유래 펩타이드의 용도를 제공한다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.

[ 실시예 ]

실시예1 . 당뇨병 동물모델에서 LGI3 유래 펩타이드의 체중, 사료섭취량 및 혈당에 대한 효과 확인

실시예1 -1. 당뇨병 유도 동물모델의 사육과 시험물질 투여

실험동물은 특정병원체 부재(SPF) db/db 마우스(C57BLKS/J-db/dbC57BL/6i, 수컷, 중앙실험동물, 한국)를 사용하였다. 동물은 온도 23±3℃, 상대습도 55±15%, 환기횟수 10-20 회/hr, 조명시간 12 시간 및 조도 150-300 Lux로 유지되는 조건에서 사육하였다. 사료는 설치류용 고형사료(Teklad certified irradiated global 18% protein rodent diet; 2918C, ENVIGO, UK)를 자유섭취 하도록 하였다.

실험동물의 군 분리는 동물의 체중을 특정하여 순위화한 다음, 순위화한 체중에 따라 각 군의 평균체중이 최대한 균일하게 분포하도록 무작위법으로 다음과 같이 분배하였다. 대조군으로서 부형제(vehicle) 투여군(부형제는 phosphate buffered saline, Welgene, 한국), P25(서열번호 1) 투여군, P34(서열번호 2) 투여군으로 하였으며, 군당 개체 수는 8마리로 하였다. LGI3 유래 펩타이드의 투여 경로는 복강투여, 투여횟수 및 기간은 1 회/일, 2 회/주, 6 주간 총 12회로 하였다. 투여 용량은 10 mg/kg, 투여액량은 10 ml/kg/day로 하였다.

LGI3 유래 펩타이드를 투여 후 일반증상의 종류 및 증상의 정도를 1 일 1 회 관찰하였고, 시험기간 동안 일반증상 관찰 결과, 모든 군에서 이상 증상 및 사망 동물은 관찰되지 않았다. 체중은 입수 시, 군 분리 시, 투여개시 및 부검 시에 측정하고 그 외에는 주 1 회 측정하였다. 사료섭취량은 투여기간 동안 주 1 회 측정하였다. 혈당측정은 측정 전에 약 6 시간 절식(물은 제공)하였다. 측정일에 혈당측정기(지닥터, 녹십자)를 이용하여 혈당을 측정하였으며, 주 1 회 측정하였다.

실시예1 -2. LGI3 유래 펩타이드 투여가 체중 및 식욕에 미치는 영향 확인

상기 실시예 1-1에서 db/db 마우스에 투여한 P25 또는 P34의 체중 및 식욕에 대한 효과를 확인하기 위하여, 주별 체중과 사료 섭취량을 확인하였다.

그 결과, 도 1에 나타낸 바와 같이, P34 투여군에서 체중 감소효과를 확인할 수 있었다. 보다 구체적으로, P34 투여군에서는 5~7주에서 약 6~7%의 체중감소를 확인할 수 있었다.

한편, 도 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, P25 및 P34 투여군은 부형제 투여군과 비교하여 사료섭취량의 차이가 없었다. 상기 결과는, P25 또는 P34가 개체에 투여되어 개체의 식욕에 영향을 미치지 않으면서도 P34 투여군에서는 체중 증가를 억제하는 효과가 있음을 의미한다.

실시예1 -3. LGI3 유래 펩타이드 투여에 따른 혈당에 대한 효과 확인

상기 실시예 1-1에서 db/db 마우스에 투여한 P25 또는 P34의 혈당에 대한 효과를 확인하기 위하여, 상기 실시예 1-1의 방법으로 혈당을 측정하였다.

그 결과, 도 3에 나타낸 바와 같이, P25 투여군에서는 1~5주에서 약 6~9%의 혈당 감소효과를 나타내었고, P34 투여군에서는 1~5주에서 약 7~11%의 혈당 감소효과를 확인할 수 있었다.

실시예 2. 당뇨병 동물모델에서 LGI3 유래 펩타이드의 췌장, 혈중지수, 인슐린 저항성에 대한 효과 확인

실시예 2-1. LGI3 유래 펩타이드 투여에 따른 췌장 무게와 조직병리학적 변화 확인

상기 실시예 1-1에서 db/db 마우스에 투여한 P25 또는 P34의 췌장에 대한 효과를 확인하기 위하여 부검을 실시하였다. 부검 전에 약 16 시간 동안 절식(물은 제공)하였다. 부검 시에 동물은 isoflurane으로 흡입마취 후 개복하여 후대정맥에서 채혈을 실시하였다. 채혈이 끝난 동물은 복대동맥 및 후대정맥을 절단하여 방혈치사한 동물의 췌장을 적출하여 무게를 재고 10 % 중성 완충 포르말린용액에 고정하였다. 고정한 췌장은 H&E stain을 실시하였고, 췌장섬 수(pancreatic islet numbers, 췌장 조직의 islets/cm²) 및 췌장섬 직경(diameters, μm), 외분비부 단위 면적당 효소원 과립이 차지하는 비율(zymogen granule %/mm² of exocrine pancreas)을 분석하였고, Image 분석은 Image analysis 프로그램(iSolution EL ver 9.1, IMT i-solution Inc., Quebec, Canada)을 사용하였다.

그 결과, 도 4a에 나타난 바와 같이, P25와 P34 투여군에서 부형제 투여군과 비교하여 약 9%의 췌장 무게증가를 확인할 수 있었다.

도 4b에 나타난 바와 같이, 체중대비 췌장의 %무게는 P25와 P34 투여군에서 각각 약 10%와 17%의 증가를 확인할 수 있었다.

조직병리학적 검사 결과, 도 5a 및 5b에 나타낸 바와 같이, 부형제 투여군 대비 P25 투여군 및 P34 투여군의 췌장섬 수(islets/cm²)와 직경(μm)의 변화는 관찰되지 않았으나, P25와 P34 투여군에서 외분비부 단위 면적당 효소원 과립이 차지하는 비율(zymogen granules %/mm² of exocrine)의 뚜렷한 증가가 관찰되었다.

이는 P25와 P34가 당뇨병에서 나타나는 췌장 외분비 저하증(pancreatic exocrine insufficiency)에 대한 치료 및 개선효과가 있음을 나타낸다.

실시예 2-2. LGI3 유래 펩타이드 투여에 따른 혈중 지수에 대한 효과 확인

상기 실시예 1-1에서 db/db 마우스에 투여한 P25 또는 P34의 혈중 지수에 대한 효과를 확인하기 위하여, 당화혈색소(HbA1c), 총콜레스테롤(TCHOL: Total cholesterol), 중성지방(TG: triglyceride), 저밀도 지질단백질(LDL: Low-density lipoprotein), 고밀도 지질단백질(HDL: High-density lipoprotein), 혈중 간 기능 지표효소인 AST(aspartate transaminase)와 ALT(alanine transaminase)를 측정하고, 중성지방/고밀도 지질단백질 비(TG/HDL), 저밀도 지질단백질/고밀도 지질단백질 비(LDL/HDL)를 계산하였다.

그 결과, 도 6a에 나타낸 바와 같이, P25 투여군 및 P34 투여군 모두에서 혈중 TG, LDL, AST, ALT가 부형제 투여군보다 감소됨을 확인할 수 있었는 바, P25 또는 P34의 투여에 의해 혈중 지질 개선 효과와 간 기능 보호 효과를 얻을 수 있음을 알 수 있었다.

또한, 도 6b에 나타낸 바와 같이, P25 투여군 및 P34 투여군 모두 중성지방/고밀도 지질단백질 비(TG/HDL)와 저밀도 지질단백질/고밀도 지질단백질 비(LDL/HDL)가 감소됨을 확인할 수 있었는 바, P25 또는 P34의 투여에 의해 혈중 지질의 개선 효과를 확인할 수 있었다.

실시예 2-3. LGI3 유래 펩타이드 투여에 따른 인슐린 저항성 지수에 대한 효과 확인

상기 실시예 1-1에서 db/db 마우스에 투여한 P25 또는 P34의 인슐린 저항성 지수에 대한 효과를 확인하기 위하여, 혈청에서 인슐린을 측정용 ELISA kit(Shibayagi, AKRIN-011T)를 이용하여 정량 분석하였다. 정량 분석한 인슐린 농도와 혈당 측정값으로 인슐린 저항성 지수(HOMA-IR=[fasting insulin (μIU/mL) x fasting blood glucose (mmol/L)]/22.5) 값을 산출하였다.

그 결과, 도 7a에 나타낸 바와 같이, P25 투여군 및 P34 투여군 모두 부형제 투여군보다 혈중 인슐린이 감소, 개선되었으며, 도 7b에 나타낸 바와 같이, P25 투여군과 P34 투여군에서 인슐린 저항성 지수(HOMA-IR)가 대조군보다 감소, 개선됨을 확인할 수 있었다.

이상의 실시예를 종합하여, 본 발명자들은 LGI3 유래 펩타이드 P25 (QNGFYSHQALHAWHR, 서열번호 1)와 P34 (DEGRQKFVRFQELAV, 서열번호 2)가 db/db 마우스에서 당뇨병의 치료 및 개선 효과가 있음을 확인하였다. 특히, P34 펩타이드는 체중 감소 효과가 있었고, P25와 P34 펩타이드는 혈당과 인슐린 저항성 지수 개선 효과 뿐 아니라 당뇨병 관련 증상인, 췌장 손상과 혈중 지질(중성지방, 저밀도 지질단백질, 고밀도 지질단백질) 및 간 기능(AST, ALT) 이상에 대한 치료 및 개선 효과를 보였는 바, LGI3의 활성을 제어하는 LGI3 유래 펩타이드인 P24와 P34는 당뇨병과 당뇨병 관련 대사 이상의 예방, 치료, 또는 개선을 위한 약제 및 건강기능식품과 이들의 개발을 위한 선도물질에 이용될 수 있음을 알 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가지는 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

<110> Chung-Ang University Industry-Academy Cooperation Foundation <120> Composition for preventing, treating, or improving diabetes comprising the peptides derived from LGI3 as active ingredients <130> MP19-151 <160> 4 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 15 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> LGI3 derived peptide 25 <400> 1 Gln Asn Gly Phe Tyr Ser His Gln Ala Leu His Ala Trp His Arg 1 5 10 15 <210> 2 <211> 15 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> LGI3 derived peptide 34 <400> 2 Asp Glu Gly Arg Gln Lys Phe Val Arg Phe Gln Glu Leu Ala Val 1 5 10 15 <210> 3 <211> 548 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> leucine-rich repeat LGI family member 3 precursor [Mus musculus] NP_660254.1 <400> 3 Met Ala Gly Leu Arg Ala Arg Arg Gly Pro Gly Arg Arg Leu Leu Val 1 5 10 15 Leu Ser Thr Leu Gly Phe Cys Leu Met Leu Gln Val Ser Ala Lys Arg 20 25 30 Pro Pro Lys Thr Pro Pro Cys Pro Pro Ser Cys Ser Cys Thr Arg Asp 35 40 45 Thr Ala Phe Cys Val Asp Ser Lys Ser Val Pro Lys Asn Leu Pro Ser 50 55 60 Glu Val Ile Ser Leu Thr Leu Val Asn Ala Ala Phe Ser Glu Ile Gln 65 70 75 80 Asp Gly Ala Phe Ser His Leu Pro Leu Leu Gln Phe Leu Leu Leu Asn 85 90 95 Ser Asn Lys Phe Thr Leu Ile Gly Asp Asn Ala Phe Ile Gly Leu Ser 100 105 110 His Leu Gln Tyr Leu Phe Ile Glu Asn Asn Asp Ile Trp Ala Leu Ser 115 120 125 Lys Phe Thr Phe Arg Gly Leu Lys Ser Leu Thr His Leu Ser Leu Ala 130 135 140 Asn Asn Asn Leu Gln Thr Leu Pro Arg Asp Ile Phe Arg Pro Leu Asp 145 150 155 160 Ile Leu Ser Asp Leu Asp Leu Arg Gly Asn Ala Leu Asn Cys Asp Cys 165 170 175 Lys Val Lys Trp Leu Val Glu Trp Leu Ala His Thr Asn Thr Thr Val 180 185 190 Ala Pro Ile Tyr Cys Ala Ser Pro Pro Arg Phe Gln Glu His Lys Val 195 200 205 Gln Asp Leu Pro Leu Arg Glu Phe Asp Cys Ile Thr Thr Asp Phe Val 210 215 220 Leu Tyr Gln Thr Leu Ser Phe Pro Ala Val Ser Ala Glu Pro Phe Leu 225 230 235 240 Tyr Ser Ser Asp Leu Tyr Leu Ala Leu Ala Gln Pro Gly Ala Ser Ala 245 250 255 Cys Thr Ile Leu Lys Trp Asp Tyr Val Glu Arg Gln Leu Arg Asp Tyr 260 265 270 Asp Arg Ile Pro Ala Pro Ser Ala Val His Cys Lys Pro Met Val Val 275 280 285 Asp Gly Gln Leu Tyr Val Val Val Ala Gln Leu Phe Gly Gly Ser Tyr 290 295 300 Ile Tyr His Trp Asp Pro Asn Thr Thr Arg Phe Thr Lys Leu Gln Asp 305 310 315 320 Ile Asp Pro Gln Arg Val Arg Lys Pro Asn Asp Leu Glu Ala Phe Arg 325 330 335 Ile Asp Gly Asp Trp Phe Phe Ala Val Ala Asp Ser Ser Lys Ala Gly 340 345 350 Ala Thr Ser Leu Tyr Arg Trp His Gln Asn Gly Phe Tyr Ser His Gln 355 360 365 Ala Leu His Ala Trp His Arg Asp Thr Asp Leu Glu Phe Val Asp Gly 370 375 380 Glu Gly Lys Pro Arg Leu Ile Val Ser Ser Ser Ser Gln Ala Pro Val 385 390 395 400 Ile Tyr Gln Trp Ser Arg Ser Gln Lys Gln Phe Val Ala Gln Gly Glu 405 410 415 Val Thr Gln Val Pro Asp Ala Gln Ala Val Lys His Phe Arg Ala Gly 420 425 430 Arg Asp Ser Tyr Leu Cys Leu Ser Arg Tyr Ile Gly Asp Ser Lys Ile 435 440 445 Leu Arg Trp Glu Gly Thr Arg Phe Ser Glu Val Gln Ala Leu Pro Ser 450 455 460 Arg Gly Ser Leu Ala Leu Gln Pro Phe Leu Val Gly Gly His Arg Tyr 465 470 475 480 Leu Ala Leu Gly Ser Asp Phe Ser Phe Thr Gln Ile Tyr Gln Trp Asp 485 490 495 Glu Gly Arg Gln Lys Phe Val Arg Phe Gln Glu Leu Ala Val Gln Ala 500 505 510 Pro Arg Ala Phe Cys Tyr Met Pro Ala Gly Asp Ala Gln Leu Leu Leu 515 520 525 Ala Pro Ser Phe Lys Gly Gln Thr Leu Val Tyr Arg His Val Val Val 530 535 540 Asp Leu Ser Ala 545 <210> 4 <211> 548 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> leucine-rich repeat LGI family member 3 precursor [Homo sapiens] NP_644807.1 <400> 4 Met Ala Gly Leu Arg Ala Arg Gly Gly Pro Gly Pro Gly Leu Leu Ala 1 5 10 15 Leu Ser Ala Leu Gly Phe Cys Leu Met Leu Gln Val Ser Ala Lys Arg 20 25 30 Pro Pro Lys Thr Pro Pro Cys Pro Pro Ser Cys Ser Cys Thr Arg Asp 35 40 45 Thr Ala Phe Cys Val Asp Ser Lys Ala Val Pro Arg Asn Leu Pro Ser 50 55 60 Glu Val Ile Ser Leu Thr Leu Val Asn Ala Ala Phe Ser Glu Ile Gln 65 70 75 80 Asp Gly Ala Phe Ser His Leu Pro Leu Leu Gln Phe Leu Leu Leu Asn 85 90 95 Ser Asn Lys Phe Thr Leu Ile Gly Asp Asn Ala Phe Thr Gly Leu Ser 100 105 110 His Leu Gln Tyr Leu Phe Ile Glu Asn Asn Asp Ile Trp Ala Leu Ser 115 120 125 Lys Phe Thr Phe Arg Gly Leu Lys Ser Leu Thr His Leu Ser Leu Ala 130 135 140 Asn Asn Asn Leu Gln Thr Leu Pro Arg Asp Ile Phe Arg Pro Leu Asp 145 150 155 160 Ile Leu Asn Asp Leu Asp Leu Arg Gly Asn Ser Leu Asn Cys Asp Cys 165 170 175 Lys Val Lys Trp Leu Val Glu Trp Leu Ala His Thr Asn Thr Thr Val 180 185 190 Ala Pro Ile Tyr Cys Ala Ser Pro Pro Arg Phe Gln Glu His Lys Val 195 200 205 Gln Asp Leu Pro Leu Arg Glu Phe Asp Cys Ile Thr Thr Asp Phe Val 210 215 220 Leu Tyr Gln Thr Leu Ala Phe Pro Ala Val Ser Ala Glu Pro Phe Leu 225 230 235 240 Tyr Ser Ser Asp Leu Tyr Leu Ala Leu Ala Gln Pro Gly Val Ser Ala 245 250 255 Cys Thr Ile Leu Lys Trp Asp Tyr Val Glu Arg Gln Leu Arg Asp Tyr 260 265 270 Asp Arg Ile Pro Ala Pro Ser Ala Val His Cys Lys Pro Met Val Val 275 280 285 Asp Ser Gln Leu Tyr Val Val Val Ala Gln Leu Phe Gly Gly Ser Tyr 290 295 300 Ile Tyr His Trp Asp Pro Asn Thr Thr Arg Phe Thr Arg Leu Gln Asp 305 310 315 320 Ile Asp Pro Gln Arg Val Arg Lys Pro Asn Asp Leu Glu Ala Phe Arg 325 330 335 Ile Asp Gly Asp Trp Tyr Phe Ala Val Ala Asp Ser Ser Lys Ala Gly 340 345 350 Ala Thr Ser Leu Tyr Arg Trp His Gln Asn Gly Phe Tyr Ser His Gln 355 360 365 Ala Leu His Pro Trp His Arg Asp Thr Asp Leu Glu Phe Val Asp Gly 370 375 380 Glu Gly Lys Pro Arg Leu Ile Val Ser Ser Ser Ser Gln Ala Pro Val 385 390 395 400 Ile Tyr Gln Trp Ser Arg Thr Gln Lys Gln Phe Val Ala Gln Gly Glu 405 410 415 Val Thr Gln Val Pro Asp Ala Gln Ala Val Lys His Phe Arg Ala Gly 420 425 430 Arg Asp Ser Tyr Leu Cys Leu Ser Arg Tyr Ile Gly Asp Ser Lys Ile 435 440 445 Leu Arg Trp Glu Gly Thr Arg Phe Ser Glu Val Gln Ala Leu Pro Ser 450 455 460 Arg Gly Ser Leu Ala Leu Gln Pro Phe Leu Val Gly Gly Arg Arg Tyr 465 470 475 480 Leu Ala Leu Gly Ser Asp Phe Ser Phe Thr Gln Ile Tyr Gln Trp Asp 485 490 495 Glu Gly Arg Gln Lys Phe Val Arg Phe Gln Glu Leu Ala Val Gln Ala 500 505 510 Pro Arg Ala Phe Cys Tyr Met Pro Ala Gly Asp Ala Gln Leu Leu Leu 515 520 525 Ala Pro Ser Phe Lys Gly Gln Thr Leu Val Tyr Arg His Ile Val Val 530 535 540 Asp Leu Ser Ala 545

Claims (10)

1. 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 포함하는 LGI3(leucine-rich repeat LGI family member 3) 유래 펩타이드를 유효성분으로 포함하는, 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 당뇨병은 제1형 당뇨병, 제2형 당뇨병 및 임신성 당뇨병으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 조성물은 인슐린 저항성을 개선하는 것을 특징으로 하는, 약학적 조성물
   
4. 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 포함하는 LGI3 유래 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 당뇨병 관련 대사 이상의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 당뇨병 관련 대사 이상은 고혈당, 간 손상, 췌장 손상, 및 혈중 지질 이상으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 당뇨병 관련 대사 이상의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
   
6. 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 포함하는 LGI3 유래 펩타이드를 유효성분으로 포함하는, 당뇨병의 예방 또는 개선용 식품 조성물.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 당뇨병은 제1형 당뇨병, 제2형 당뇨병 및 임신성 당뇨병으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 당뇨병의 예방 또는 개선용 식품 조성물.
   
8. 제6항에 있어서,
   상기 조성물은 인슐린 저항성을 개선하는 것을 특징으로 하는, 식품 조성물.
   
9. 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 포함하는 LGI3 유래 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 당뇨병 관련 대사 이상의 예방 또는 개선용 식품 조성물.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 당뇨병 관련 대사 이상은 고혈당, 간 손상, 췌장 손상, 및 혈중 지질 이상으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 당뇨병 관련 대사 이상의 예방 또는 개선용 식품 조성물.

Images