JP2002508770A - Ucp−2の調節を変化させることが可能な薬剤の使用および肥満に対抗する可能性のある薬剤のスクリーニング方法 - Google Patents
Ucp−2の調節を変化させることが可能な薬剤の使用および肥満に対抗する可能性のある薬剤のスクリーニング方法Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、UCP−2の調節を変化させることが可能な薬剤を投与することによって、肥満症、代謝性症候群、および/またはインスリン非依存型糖尿病を治療する方法、肥満症、代謝性症候群、および/またはインスリン非依存型糖尿病の治療用薬剤を製造するためのUCP−2の調節を変化させることが可能な薬剤の使用、および医薬品として有効な量でこのような薬剤を含む医薬品組成物に関する。また本発明は、肥満症、代謝性症候群、および/またはインスリン非依存型糖尿病に対して可能性のある薬剤をスクリーニングする方法と、肥満症、代謝性症候群、および/またはインスリン非依存型糖尿病に対して可能性のある薬剤のためにUCP−2のアップレギュレーシンを決定するcDNAプローブの使用に関する。
Description
【発明の詳細な説明】UCP−2の調節を変化させることが可能な薬剤の使用および肥満に対抗する可 能性のある薬剤のスクリーニング方法
序要
本発明は、UCP−2の調節を変化させることが可能な薬剤を投与することに
よって、肥満症、代謝性症候群、および/またはインスリン非依存型糖尿病を治
療する方法と、肥満症、代謝性症候群、および/またはインスリン非依存型糖尿
病を治療する薬剤を製造するためのUCP−2の調節を変化させることが町能な
薬剤の使用に関する。
また本発明は、生化学的、化学的、または物理的方法によるUCP−2活性の
測定を含む、肥満症、代謝性症候群、および/またはインスリン非依存型糖尿病
に対して可能性のある薬剤のスクリーニング方法に関する。
背景
肥満症は、有病数が非常に増加している病気であり、先進世界で蔓延している
。この病気は、本質的にエネルギーの摂取と消費がアンバランスであるという特
徴があり、干渉しないと脂
肪組織質量および体重がさらに増加する原因になる。
食欲およびエネルギー摂取は、抹消神経系ならびに中枢神経系で作用するいく
つかのホルモンエフェクタと神経伝達物質の影響を受ける。食欲が増進し、それ
に付随して体重が増加するように作用する神経伝達物質の例には、神経ペプチド
Y、メラニン濃縮ホルモン、ガラニン、ならびにグルココルチコイドホルモンが
ある。食物摂取を妨げ、脂肪質量の減少を促すホルモンまたは神経伝達物質の例
には、メラノコルチン、副腎皮質刺激ホルモン放出因子、ならびに最近記述され
たペプチドホルモンレプチンがある。
褐色脂肪組織(BAT)は、人も含めて生まれたばかりの哺乳動物で十分に発
達した、十分に特徴付けらた組織である。BATの1つの重要な仕事は、新生児
、ならびにげっ歯動物などの小動物に熱を発生させ、体温ホメオスタシスを維持
することである。
脱共役タンパク質、UCP−1はミトコンドリア内に生じ、BAT内に熱を発
生させるための最も重要なタンパク質であると思われる。これは、燃料の酸化中
にBAT内のミトコンドリア内膜全体にわたるプロトンの電気化学的勾配を散逸
させる経
路を使用して、カロリーを燃やすことによって行われる。燃料酸化プロセスは、
ADPからATPへの酸化的リン酸化から切り離されており、したがって、循環
によってBATから体の残りの部分に分散される熱が発生する。BAT内の脱共
役活性に対する生理学的な外部刺激とは、低温である。これは、交感神経系の活
性と、褐色脂肪細胞の表面に存在するベータ3アドレナリン受容体に刺激をもた
らすカテコールアミンの放出とを増加させる。
最近、UCP−2で表される新しいタンパク質が発見され、これはBAT内に
発現するだけではなく、白色脂肪組織(WAT)、骨格筋、肺、心臓、胎盤などに
も発現する(Fleury C他(1997)「Uncoupling prote
in−2:a novel gene linked to obesity
and hyperinsulinema」NatGenet 15(3)、2
69〜272;Gimeno、RE.、他、(1997)「Cloning a
nd characterization of an uncoupling
protein homolog:a potential molecul
ar mediator of human
thermogenesis」Diabetes 46(5)、900〜906)
。UCP−2タンパク質は、その59%がUCP−1と同一であり、給餌に応じ
てマウスのWAT内にアップレギュレートされる。これは、マウスの場合に冷気
によって生理学的にアップレギュレートされるUCP−1とは異なっている。
WO9616031、The Upjohn Company は、インスリ
ン非依存型糖尿病を治療するためのカルボン酸アミノグアニジン、例えば[1−
(ヒドラジノイミノメチル)ヒドラジノ]酢酸を開示している。新規な請求され
ている化合物は、異常に上昇した血液のグルコース濃度を減少させ、グルコース
耐性が高められている。
本発明
本発明者等は、UCP−2mRNAの薬剤誘導によるアップレギュレーション
が可能であることを見出した。さらに本発明者等は、この結果としてUCP−2
タンパク質の濃度が増加し、ミトコンドリアの活性および熱の流れが増加するこ
とを見出した。これは、脂肪組織内でUCP−2を遺伝的にまたは転写によりア
ップレギュレーションすることによって、薬剤誘導によ
る代謝効率が増加し、エネルギー消費量が増加し、熱発生が増加することに関す
る本発明の、基礎としての役割をする。エネルギー消費量を増加させる薬剤は、
肥満症、インスリン非依存型糖尿病、ならびに代謝性症候群の治療に有用である
。肥満症は、非インスリン依存型肥満、トリグリセリドの増加、炭水化物結合エ
ネルギーの増加、低エネルギー消費量などの、様々な理由で生じる可能性がある
。
エネルギー消費量の増加には、エネルギーおよび/または熱生成用の燃料とし
て、遊離しあるいはグリコーゲンまたは脂質として蓄えられる、循環グルコース
およびトリグリセリドと細胞内グルコースおよびトリグリセリドの利用が高まる
ことが含まれる。
本発明は、UCP−2mRNAの調節を変化させることが可能な薬剤を投与す
ることによって、肥満症、代謝性症候群、および/またはインスリン非依存型糖
尿病を治療する方法に関し、したがって、脂肪組織内でUCP−2を遺伝的にま
たは転写によりアップレギュレーションすることによって、代謝効率が増加し、
エネルギー消費量が増加し、熱発生が増加する。また本発明は、肥満症、代謝性
症候群、および/またはインスリン非
依存型糖尿病を治療する薬剤を製造するために、UCP−2mRNAの調節を変
化させることが可能な薬剤の使用と、医薬品として有効な量でこのような薬剤を
含む医薬品の組成に関する。
また本発明は、請求の範囲に記載の肥満症、代謝性症候群、および/またはイ
ンスリン非依存型糖尿病に対して可能性のある薬剤のスクリーニング方法と、や
はり請求の範囲に記載されているその他の態様に関する。
UCP−2転写/mRNAのアップレギュレーションの際のUCP−2活性の
測定は、当業者によく知られている生化学的、化学的、または物理的方法で行う
ことができる。
薬理学的または生化学的方法によるスクリーニングは、例えば候補の薬剤をマ
ウスに使用することによって、または任意選択で脂肪細胞状の細胞と区別するこ
とが可能な3T3−L1や3T3−F442Aなどの細胞系で行うことができる
。
UCP−2活性の測定には、UCP−2用の遺伝子、およびレポータ遺伝子(
例えば大腸菌β−ガラクトシダーゼ、クロラムフェニコールアセチルトランスフ
ェラーゼ、アルカリホスファターゼ、またはホタルの発光酵素)も使用すること
ができる。
本発明は、UCP−2の調節を変化させることが可能な物質
としてアミノグアニジンカルボン酸、[1−(ヒドラジノイミノメチル)ヒドラ
ジノ]酢酸、(AG)を使用する、4つの実施例によって例示する。しかしこれ
は、本発明をその最も広範な態様に限定するものではない。
図面
第1図の上方パネルは、32Pで標識されたヒトの脱共役タンパク質2cDNA
プローブにハイブリダイズされた、RNAブロッティングフィルタを示す図であ
り、下部パネルは、32Pで標識されたヒトのβ−アクチンcDNAプローブにハ
イブリダイズされた、RNAブロッティングフィルタを示す図である。
第2図は、AGによる白色脂肪および骨格筋組織内のUCP−2レベルの調節
を示す図である。
第3図は、神経芽腫細胞内のミトコンドリア活性に対するAGの影響を示す図
である。
第3図は、神経芽腫細胞内の反応性酸素種に対するAGの影響を示す図である
。
第5図は、神経芽腫細胞に対するAGの影響を示す図である。
第6図は、神経芽腫細胞内のUCP−タンパク質レベルに対するAGの影響を
示す図である。
定義
C5BL/6Job/obマウス OB遺伝子内の点変異に関しホモ接合性を
有する肥満のマウス
SSPE 塩化ナトリウム(0.15M)、リン酸ナトリウム(10mM)、
EDTA(1mM)、pH7.4 SDS ドデシル硫酸ナトリウム
AG[1−(ヒドラジノイミノメチル)ヒドラジノ]酢酸
実施例1.UCP−2のアップレギュレーション
6匹のC57BL/6Job/obマウス(Bomholt
は生理食塩水(各グロープで3匹のマウス)を腹腔注射して処理した。20時間
後にマウスを殺し、各マウスから、腹部内脂肪、および骨格筋試料を取り出した
。Sambrook他による(1989)「Molecular clonin
g:a laboratory manual」、Cold Spring H
arbor Laboratory Press、(第2版)に本質的に記載さ
れているチオシアン酸グアニジニウム法を使用して、これらの試料から全RNA
を抽出した。
組織を6mlのGTC(4M チオシアン酸グアニジニウム、
25mM クエン酸ナトリウム、8.06mM 2−メルカプトエタノール、最
終的にpH7.0に調整した)とともに、Polytronホモジナイザ(Br
inkmann)を用いて高速で1〜2分間ホモジナイズした。10%ラウリル
サルコシン酸ナトリウム300mlを添加して最終濃度を0.5%にし、次いで
完全に混合した。これを5000gで10分間、室温で速心分離した。
上清を50mlのFalcon管に移し、22ゲージの針で6回引き出した。
組織/GTC溶液を、5.7Mの塩化セシウム溶液(8mM 酢酸ナトリウムで
緩衝させ、滅菌濾過した)上に層状に置き、スイングアウト式SW41ロータを
使用して、3200rpmで17時間、室温で遠心分離した。
ペレットを、2×200mlのジエチルピロカーボネート(DEPC)で処理
した水に溶解し、ミクロ遠心管に移した。次いで10分の1の体積の3M酢酸ナ
トリウムと、2倍の体積の95%エタノールを添加して、その後、−20℃で3
0分より長い時間をかけてRNAを沈澱させた。RNAを、15000gで15
分間、4℃で遠心分離することによって集めた。ペレットを70%エタノールで
洗浄し、15000gで5分間遠心
分離した。上清を除去し、ペレットを5分間真空乾燥した。RNAを、100m
lのDEPCで処理した水に再懸濁し、氷の上に保持した。
RNAの完全性を、1%MPアガロース(Boehringer Mannh
eim)ゲル上に分離することによって確認した。次いでRNAを、GeneS
creen Plus(DuPont NEN Reserch Produc
ts)膜上に毛細管でブロッティングした。RNAの転写および検出に使用する
プロトコルは、米国マサチューセッツ州ボストン、Albany St.549
の、DuPont、NEN Reserch Productsによる技術マニ
ュアル「GeneScreen and GeneScreen Plus;H
ybidization Transfer Membranes;Trans
fer and Detection Protocols」に見出される。
UCP−2検出用のcDNAプローブは、I.M.A.G.協会のクローンN
o.440295から得られ、2つのプライマ5’−CCAGTCACGACG
TTGTAAA−3’および5’−CACAGGAAACAGCTATGAC−
3’を使
用したPCRによって、pT7T3D−Pacベクタ(Pharmacia&U
pjohn)から増幅させた。プローブを低融解アガロースゲルから精製し、そ
の後、32Pで標識したが、これはRedPrime DNA標識化キットキット
(Amersham)を用いて行った。
RNAブロッティングフィルタを、42℃の50%ホルムアミド溶液中、標識
したプローブを用いて一晩ハイブリダイズし、引き続き、2×SSPEを使用し
た室温での15分間の非常に強力な洗浄を4回行い、その後、2×SSPE、2
%SDSを使用した65℃での45分間の洗浄を2回行い、最後に、0.1×S
SPEを使用した室温での15分の洗浄を2回行った。最終の洗浄の後、フィル
タに結合した放射能を検出し、PhosporImager(Molecula
r Dynamics.,Inc.)を使用して定量した。結果を第1図に示す(
上部パネル)。フィルタに結合した放射能を除去するための洗浄を行った後、R
NAブロッティングフィルタも、ヒトβ−アクチンcDNAをベースとする32P
標識したプローブにハイブリダイズし、各レーンのmRNA含有量に関する対照
としての役目をした。結果を第1図に示す(下部パネル)。
生理食塩水およびAGで処理したマウスの試料間のUCP−2mRNAの相対
的発現レベルを、UCP−2mRNAに対応するバンド内に検出されるPhos
phorlmager放射能カウントを使用して計算し、アクチンに対応するバ
ンド内の放射能カウントに対して標準化した。後者では、生理食塩水およびAG
で処理した試料間で著しい変化がない。データ(第2図に示す)は、AGによる
処理の後では、白色脂肪組織でのUCP−2mRNAの誘導は3.6倍になり、
骨格筋での誘導は1.3倍になることを示している。
図面の説明
第1図上部パネル:32P標識したヒト脱共役タンパク質−2cDNAプローブ
にハイブリダイズされたRNAブロッティングフィルタ。レーン1は、生理食塩
水で処理したマウスからの白色脂肪組織;レーン2は、AGで処理したマウスか
らの白色脂肪組織;レーン4は、生理食塩水で処理したマウスからの骨格筋;レ
ーン4は、AGで処理したマウスからの骨格筋。
下部パネル:32P標識したヒトβ−アクチンcDNAプローブにハイブリダイ
ズされたRNAブロッティングフィルタ。レーン1は、生理食塩水で処理したマ
ウスからの白色脂肪組織;
レーン2は、AGで処理したマウスからの白色脂肪組織;レーン4は、生理食塩
水で処理したマウスからの骨格筋;レーン4は、AGで処理したマウスからの骨
格筋。
第2図。AGによる、白色脂肪および骨格筋の組織内のUCP−2mRNAレ
ベルの調節。白色の棒は生理食塩水で処理した対照組織を示し、点刻された棒は
AGで処理した組織を示す。UCP−2mRNAレベルをPhoshorlma
ger(Molecular Dynamics)により決定し、アクチンmR
NAレベルに対して標準化した。
これらの図から、UCP−2mRNAは、プラシーボ(生理食塩水)による処
理に比べ、白色脂肪組織内ではAGによって強力にアップグレードされたことが
明らかにわかる。これは、UCP−2mRNAレベルにわずかな変化のみが見ら
れる骨格筋とは異なっている。
実施例2.ミトコンドリア活性の増加
別の実験では、2日間処理したヒト神経芽腫細胞内で、アミノグアニジンカル
ボン酸(AG)がミトコンドリア活性を増加させ(第3図)、反応性酸素種(RO
S)(第4図)を増加させることを示した。
実施例3.微量熱量測定
SH−SY5Y細胞ならびにL6(ラットのミオサイト)細胞では、AGは、
微量熱量測定によって産熱性であることが示された。AGによって開始した熱生
成の増加は、確立するまでに数時間のインキュベーションを必要とした(第5図
)。
実施例4.細胞計
L6細胞およびSH−SY5Y細胞は、mRNAレベル上ならびにタンパク質
レベルでUCP2を発現することが示された。レーザスキャナ細胞計を使用する
ことにより、AGで処理した後、SH−SY5Y細胞中の抗体標識したUCP2
タンパク質のピーク蛍光のシフトを示すことが可能であった。AGで処理した後
、標準のフローサイトメトリーによって、SH−SY5Y中のUCP2のタンパ
ク質レベルの増加を検出することが可能であった(第6図)。
結論
これらのデータは、薬剤で誘導されたUCP−2mRNAのアップレギュレー
ションの第1の実施例を示す。さらに本発明者等は、この結果として、UCP−
2タンパク質のレベルが増加し、ミトコンドリア活性および熱流が増加すること
を見出し
た。
これは、脂肪組織内でのUCP−2の遺伝子または転写によるアップレギュレ
ーションによる、薬剤で誘導された代謝効率の増加、エネルギー消費量の増加、
熱発生の増加に関する発明の基礎としての役目をする。エネルギー消費量を増加
させる薬剤は、肥満、インスリン非依存型糖尿病、ならびに代謝性症候群の治療
で有用である。
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フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
C12N 15/09 G01N 33/15 Z
C12Q 1/68 33/50 Z
G01N 33/15 C12N 15/00 A
33/50 5/00 B
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY,
DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I
T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ
,CF,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,
NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,KE,L
S,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ
,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL
,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,
BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,DK,E
E,ES,FI,GB,GE,GH,GM,GW,HU
,ID,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR,
KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,M
D,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL
,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK,
SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US,U
Z,VN,YU,ZW
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.UCP−2の調節を変化させることが可能な薬剤を投与することによって、 肥満症、代謝性症候群、および/またはインスリン非依存型糖尿病を治療する方 法。 2.薬剤が、UCP−2mRNAの細胞レベルの調節を変化させることが可能な 請求の範囲第1項に記載の方法。 3.薬剤が、UCP−2をコードする遺伝子の転写活性を変化させることが可能 な請求の範囲第1項に記載の方法。 4.肥満症、代謝性症候群、および/またはインスリン非依存型糖尿病を治療す る薬剤を製造するためのUCP−2の調節を変化させることが可能な薬剤の使用 。 5.UCP−2の調節を変化させることが可能な薬品を医薬品として有効な量含 む医薬品組成物。 6.生化学的、化学的、または物理的方法によるUCP−2活性の測定を含む、 肥満症、代謝性症候群、および/またはインスリン非依存型糖尿病に対して可能 性のある薬剤をスクリーニングする方法。 7.UCP−2遺伝子転写および/またはmRNAレベルのア ップレギュレーションが測定される請求の範囲第6項に記載の方法。 8.UCP−2転写/mRNAを調節することが可能な薬品のスクリーニング方 法であって、 動物/または細胞系に、可能性のある薬品を接触させる段階と、 UCP−2転写/mRNAのレベルを測定する段階と、 対照に比べ、UCP−2転写/mRNAのレベルを増加させる薬品を選択する 段階とを含む方法。 9.動物/または細胞系に、可能性のある薬品を接触させる段階と、 脂肪とその他の細胞の間のUCP−2転写/mRNAレベルの差を測定する段 階と、 骨格筋の内部よりも脂肪中でのUCP−2mRNAの転写レベルを高め、UC P−2mRNAの調節を変化させることができる薬品を選択する段階と を含む請求の範囲第8項に記載のスクリーニング方法。 10.動物/または細胞系が脂肪組織から得られる請求の範囲第8項または第9 項に記載の方法。 11.肥満症、代謝性症候群、および/またはインスリン非依存型糖尿病に対し て可能性のある薬剤のために、UCP−2のアップレギュレーションを決定する ためのcDNAプローブの使用。 12.脂肪組織が使用される請求の範囲第11項に記載の使用。
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