JP2015020969A - Prevention/improvement agent for fatty liver - Google Patents
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Abstract
【課題】脂肪酸結合タンパク質1(FABP1)の発現又は作用を抑制し、脂肪肝の予防又は改善剤として有用な医薬、医薬外部品又は食品の提供。【解決手段】FABP1の発現又は作用を抑制する化合物として、(a)〜(d)からなる群より選択される化合物及びその化合物を含む脂肪肝の予防又は改善薬として有用な医薬、医薬外部品又は食品。(a)FABP1遺伝子を標的とするsiRNA、(b)FABP1遺伝子を標的とするsiRNAを細胞内で生成する核酸コンストラクト、(c)FABP1遺伝子の転写産物を標的とするアンチセンス核酸、(d)FABP1遺伝子の転写産物を標的とするリボザイム【選択図】なし[Problem] To provide a pharmaceutical, a non-pharmaceutical part or a food useful as an agent for preventing or improving fatty liver by suppressing the expression or action of fatty acid binding protein 1 (FABP1). As a compound that suppresses the expression or action of FABP1, a compound selected from the group consisting of (a) to (d), and a medicament useful as a prophylactic or ameliorating agent for fatty liver comprising the compound Or food. (A) siRNA targeting the FABP1 gene, (b) a nucleic acid construct for generating siRNA targeting the FABP1 gene in the cell, (c) an antisense nucleic acid targeting the transcription product of the FABP1 gene, (d) FABP1 Ribozymes targeting gene transcripts [selection] None
Description
本発明は脂肪肝の予防又は改善に関する。詳しくは、脂肪肝の予防又は改善に有効な薬剤、並びに脂肪肝の予防・改善剤のスクリーニング方法に関する。 The present invention relates to prevention or improvement of fatty liver. Specifically, the present invention relates to a drug effective for the prevention or improvement of fatty liver and a screening method for an agent for preventing / ameliorating fatty liver.
近年、メタボリックシンドロームの増加とともに、肝臓に中性脂肪が蓄積する脂肪肝も増加してきている。脂肪肝は進行すると肝硬変、肝臓がんへと進行することや、近年ではメタボリックシンドロームの増悪化に関与することが明らかとなり、治療のターゲットとすべき病態となっている。非アルコール性の脂肪肝は重篤な病変に進行しないと従来は考えられてきた。しかし、近年、非アルコール性の脂肪肝はNASHという病態を経て、肝硬変や肝癌へと進行することが明らかとなり、対策が望まれている。 In recent years, along with an increase in metabolic syndrome, fatty liver in which neutral fat accumulates in the liver has also increased. Fatty liver progresses to cirrhosis and liver cancer as it progresses, and in recent years, it has become clear that it is involved in the exacerbation of metabolic syndrome and has become a pathological condition that should be the target of treatment. It has traditionally been thought that non-alcoholic fatty liver does not progress to a serious lesion. However, in recent years, it has become clear that non-alcoholic fatty liver progresses to cirrhosis and liver cancer through a pathological condition called NASH, and countermeasures are desired.
全国の人間ドックの集計でも脂肪肝は受診者の約30%に認められ。20年前の3倍近くにまで増加している。今後、診断法の確立により、罹患者はさらに増加すると考えられる。 Fatty liver is also found in about 30% of the patients in the nationwide medical docks. It has increased to nearly three times that of 20 years ago. In the future, with the establishment of diagnostic methods, the number of affected people is expected to increase further.
現在、脂肪肝そのものを改善する薬は存在せず、改善方法としては、食事療法や運動療法が基本となっている。また、病状に応じて抗酸化剤、糖尿病治療薬、脂質異常症治療薬などが併用されている。 Currently, there are no drugs that improve fatty liver itself, and dietary therapy and exercise therapy are the basic methods of improvement. In addition, antioxidants, antidiabetic agents, dyslipidemic agents and the like are used in combination depending on the medical condition.
尚、脂肪肝を標的とした新たな薬剤が提案ないし報告されている(例えば特許文献1、2)。 In addition, new drugs targeting fatty liver have been proposed or reported (for example, Patent Documents 1 and 2).
脂肪肝に対する現在の治療法には、治療の成否が患者の意思に依存すること、病院施設によって治療指針が異なり、徹底することが難しいこと、治療効果が表れるまでに時間がかかること、仕事や環境などの関係で長期にわたって実施しにくい場合があること等、解決すべき点が多く、新たな治療法へのニーズは高い。そこで本発明は、脂肪肝の予防又は改善に有効な手段を提供することを主たる課題とする。 Current therapies for fatty livers depend on the patient's will for success or failure, treatment guidelines vary depending on hospital facilities, are difficult to enforce, take time to achieve therapeutic effects, There are many points to be solved, such as the fact that it may be difficult to carry out over a long period of time due to the environment, and the need for new treatment methods is high. Then, this invention makes it a main subject to provide a means effective in prevention or improvement of fatty liver.
本発明者らは上記課題に鑑み検討を進める中で骨格筋型の脂肪酸結合蛋白質(FABP)であるFABP3をマウス肝臓で発現させると脂肪肝になるということを発見し、FABPが肝臓の脂肪蓄積に重要な役割を演じているのではないかとの着想を得た。FABPは14〜15KDaの小型の細胞内タンパク質であり、脂質の輸送に重要な役割を果たしている。ヒトでは組織特異的に9種類のFABPがある。 The present inventors have discovered that FABP3, which is a skeletal muscle type fatty acid binding protein (FABP), is expressed in the liver of the mouse in the course of studying in view of the above-mentioned problems, and FABP becomes fatty liver in the liver. I got the idea that it might play an important role. FABP is a small intracellular protein of 14 to 15 KDa and plays an important role in lipid transport. In humans, there are nine types of FABPs that are tissue-specific.
上記着想に基づき、FABPの脂肪肝への関与を詳細に調べることにした。まず、肝臓特異的な発現を示すFABP1をマウス肝臓で強制発現させたところ、脂肪肝が誘導され、肝臓重量及び中性脂肪量の増加が認められた。この結果を受け、肝臓でのFABP1の発現又は機能を制限すれば脂肪肝を改善できると期待された。即ち、FABP1の発現又は機能の抑制が脂肪肝の予防ないし改善に有効であるとの着想を得た。FABP1の発現又は機能の抑制という戦略の有効性を検証するため、RNAiを利用した動物実験を行った。その結果、FABP1の機能抑制によって脂肪肝が著しく改善し、肝臓重量及び中性脂肪の低下をもたらすという、期待を超える効果が認められ、上記戦略が有効であることが確認された。FABP1の発現又は機能の抑制による脂肪肝の予防又は改善には、(i)従来技術のように治療法が患者の意思・生活に左右されないこと、(ii)従来技術と比較して、強力な脂肪肝治療効果が期待できること、(iii)従来技術では数カ月を要するのに対して、短期間での効果が期待されること、(iv)FABPは組織特異的な発現を示すため、FABP1に特異的な阻害剤は他臓器に与える影響が少ないと考えられること、(v)FABPは分子的に最下層にあるため、機能抑制による副作用が少ないと考えられること、等の利点がある。
以下に示す発明は、主として以上の成果ないし知見に基づく。
[1]脂肪酸結合タンパク質1(FABP1)の発現又は作用を抑制する化合物を有効成分とする脂肪肝の予防・改善剤。
[2]前記化合物が以下の(a)〜(d)からなる群より選択される化合物である、[1]に記載の予防・改善剤:
(a)FABP1遺伝子を標的とするsiRNA;
(b)FABP1遺伝子を標的とするsiRNAを細胞内で生成する核酸コンストラクト;
(c)FABP1遺伝子の転写産物を標的とするアンチセンス核酸;
(d)FABP1遺伝子の転写産物を標的とするリボザイム。
[3]siRNAが配列番号3又は4の配列を有する、[2]に記載の予防・改善剤。
[4][1]〜[3]のいずれかの予防・改善剤を含む、医薬、医薬部外品又は食品。
[5]FABP1の発現又は作用を抑制する作用を被験物質が示すか否かを調べることを特徴とする、脂肪肝の予防・改善剤のスクリーニング方法。
[6]以下のステップ(1)〜(3)を含む、[5]に記載のスクリーニング方法:
(1)FABP1に対して、被験物質の存在下、FABP1の脂肪酸結合ポケットに結合するプローブを接触させるステップ;
(2)FABP1に対する前記プローブの結合を検出するステップ;及び
(3)検出結果に基づき被験物質の有効性を判定するステップであって、FABP1と前記プローブの結合の低下が有効性の指標となるステップ。
[7]被験物質非存在下であること以外はステップ(1)と同一の条件下で操作したもの(コントロール群)を用意し、該コントロール群における検出結果と比較してステップ(3)における有効性の判定を行う、[6]に記載のスクリーニング方法。
[8]以下のステップ(i)〜(iii)を含む、[5]に記載のスクリーニング方法:
(i)FABP1と、FABP1の脂肪酸結合ポケットに結合するプローブとの複合体に対して被験物質を接触させるステップ;
(ii)FABP1に対する前記プローブの結合を検出するステップ;及び
(iii)検出結果に基づき被験物質の有効性を判定するステップであって、FABP1と前記プローブの結合の低下が有効性の指標となるステップ。
[9]被験物質非存在下であること以外はステップ(i)と同一の条件下で操作したもの(コントロール群)を用意し、該コントロール群における検出結果と比較してステップ(iii)における有効性の判定を行う、[8]に記載のスクリーニング方法。
[10]以下のステップ(I)〜(III)を含む、[5]に記載のスクリーニング方法:
(I)FABP1遺伝子のプロモーター領域と該プロモーター領域の制御下にあるレポーター遺伝子を含む核酸コンストラクトが導入された細胞に被験物質を接触させるステップ;
(II)レポーター遺伝子の発現を検出するステップ;及び
(III)検出結果に基づき被験物質の有効性を判定するステップであって、レポーター遺伝子の発現の低下が有効性の指標となるステップ。
[11]被験物質非存在下であること以外はステップ(I)と同一の条件下で操作したもの(コントロール群)を用意し、該コントロール群における検出結果と比較してステップ(III)における有効性の判定を行う、[10]に記載のスクリーニング方法。
[12]以下のステップ(A)〜(C)を含む、[5]に記載のスクリーニング方法:
(A)FABP1が発現している細胞を被験物質の存在下で培養するステップ;
(B)前記細胞におけるFABP1の発現レベルを検出するステップ;及び
(C)検出結果に基づき被験物質の有効性を判定するステップであって、FABP1の発現レベルの低下が有効性の指標となるステップ。
[13]被験物質非存在下であること以外はステップ(A)と同一の条件下で操作したもの(コントロール群)を用意し、該コントロール群における検出結果と比較してステップ(C)における有効性の判定を行う、[12]に記載のスクリーニング方法。
Based on the above idea, we decided to investigate in detail the involvement of FABP in fatty liver. First, when FABP1 showing liver-specific expression was forcibly expressed in the mouse liver, fatty liver was induced, and an increase in liver weight and neutral fat amount was observed. Based on this result, it was expected that fatty liver could be improved by limiting the expression or function of FABP1 in the liver. That is, the idea that suppression of FABP1 expression or function is effective for the prevention or improvement of fatty liver. In order to verify the effectiveness of the strategy of suppressing the expression or function of FABP1, an animal experiment using RNAi was conducted. As a result, the fatty liver was remarkably improved by suppressing the function of FABP1, and the effects exceeding the expectation that the liver weight and neutral fat were reduced were confirmed, and it was confirmed that the above strategy was effective. For prevention or improvement of fatty liver by suppressing the expression or function of FABP1, (i) the treatment method is not affected by the patient's intention and life as in the prior art, and (ii) it is more powerful than the conventional technique. Expected to be effective for treatment of fatty liver, (iii) Expected to be effective in a short period of time, while the conventional technology takes several months, (iv) FABP shows tissue-specific expression and is specific to FABP1 There is an advantage that a typical inhibitor is considered to have little influence on other organs, and (v) FABP is considered to have few side effects due to functional suppression because it is molecularly at the lowest layer.
The invention shown below is mainly based on the above results or knowledge.
[1] A prophylactic / ameliorating agent for fatty liver comprising as an active ingredient a compound that suppresses the expression or action of fatty acid binding protein 1 (FABP1).
[2] The preventive / ameliorating agent according to [1], wherein the compound is a compound selected from the group consisting of the following (a) to (d):
(a) siRNA targeting the FABP1 gene;
(b) a nucleic acid construct that generates siRNA targeting the FABP1 gene in a cell;
(c) an antisense nucleic acid that targets the transcript of the FABP1 gene;
(d) A ribozyme that targets the transcript of the FABP1 gene.
[3] The preventive / ameliorating agent according to [2], wherein the siRNA has the sequence of SEQ ID NO: 3 or 4.
[4] A medicine, quasi-drug or food comprising the preventive / ameliorating agent according to any one of [1] to [3].
[5] A screening method for a prophylactic / ameliorating agent for fatty liver, comprising examining whether or not a test substance exhibits an action of suppressing the expression or action of FABP1.
[6] The screening method according to [5], comprising the following steps (1) to (3):
(1) contacting FABP1 with a probe that binds to a fatty acid binding pocket of FABP1 in the presence of a test substance;
(2) a step of detecting the binding of the probe to FABP1; and (3) a step of determining the effectiveness of the test substance based on the detection result, wherein a decrease in the binding of FABP1 and the probe is an index of effectiveness. Step.
[7] Prepare a sample (control group) operated under the same conditions as in step (1) except in the absence of the test substance, and compare it with the detection results in the control group. The screening method according to [6], wherein sex is determined.
[8] The screening method according to [5], comprising the following steps (i) to (iii):
(I) contacting the test substance with a complex of FABP1 and a probe that binds to the fatty acid binding pocket of FABP1;
(Ii) detecting the binding of the probe to FABP1; and (iii) determining the effectiveness of the test substance based on the detection result, wherein a decrease in the binding of FABP1 and the probe is an index of effectiveness Step.
[9] Prepare a sample (control group) operated under the same conditions as in step (i) except in the absence of the test substance, and compare the detection results in the control group with the effectiveness in step (iii) The screening method according to [8], wherein sex is determined.
[10] The screening method according to [5], comprising the following steps (I) to (III):
(I) a step of bringing a test substance into contact with a cell into which a nucleic acid construct containing a promoter region of the FABP1 gene and a reporter gene under the control of the promoter region has been introduced;
(II) detecting the expression of the reporter gene; and (III) determining the effectiveness of the test substance based on the detection result, wherein the decrease in the expression of the reporter gene is an indicator of effectiveness.
[11] Prepare a sample (control group) operated under the same conditions as in step (I) except in the absence of the test substance, and compare the detection results in the control group with the effectiveness in step (III) The screening method according to [10], wherein sex is determined.
[12] The screening method according to [5], comprising the following steps (A) to (C):
(A) culturing cells expressing FABP1 in the presence of a test substance;
(B) detecting the expression level of FABP1 in the cell; and (C) determining the effectiveness of the test substance based on the detection result, wherein the decrease in the expression level of FABP1 is an index of effectiveness. .
[13] Prepare a sample (control group) operated under the same conditions as in step (A) except in the absence of the test substance, and compare the detection results in the control group with the effectiveness in step (C). The screening method according to [12], wherein sex is determined.
本発明の第1の局面は脂肪肝の予防・改善剤に関する。「脂肪肝」とは、肝臓に脂肪が過剰に蓄積した病態である。「脂肪肝」は、アルコールの摂取に起因又は伴うもの(アルコール性脂肪肝)であっても、そうでないもの(非アルコール性脂肪肝)でもよい。脂肪肝の予防・改善とは、脂肪肝を予防又は改善(部分的な治癒や症状の緩和なども含む)することを意味する。 The first aspect of the present invention relates to a preventive / ameliorating agent for fatty liver. “Fatty liver” is a condition in which fat accumulates excessively in the liver. “Fatty liver” may be caused by or associated with alcohol consumption (alcoholic fatty liver) or not (nonalcoholic fatty liver). Prevention and improvement of fatty liver means prevention or improvement of fatty liver (including partial healing and symptom relief).
本発明の予防・改善剤(以下、「本発明の薬剤」ともいう)は、脂肪酸結合タンパク質1(FABP1)の発現又は作用を抑制する化合物を有効成分とする。尚、二つの用語「抑制」と「阻害」は、その意味するところが重複し、しばしば置換可能に用いられる。そこで本明細書では、前後の文脈から区別が特に必要な場合を除き、統一して用語「抑制」を使用する。 The preventive / ameliorating agent of the present invention (hereinafter also referred to as “the drug of the present invention”) comprises a compound that suppresses the expression or action of fatty acid binding protein 1 (FABP1) as an active ingredient. It should be noted that the two terms “suppression” and “inhibition” have overlapping meanings and are often used interchangeably. Therefore, in this specification, the term “suppression” is used in a unified manner unless it is particularly necessary to distinguish between contexts.
FABP1はFABPファミリー分子の一つである。上記の通り、FABPは脂質の輸送に重要な役割を果たしており、ヒトでは組織特異的に9種類のFABPがある。FABP1は肝臓特異的な発現を示す。FABP1のアミノ酸配列及びそれをコードする遺伝子配列をそれぞれ配列番号1(NCBI, ACCESSION: NP_001434, DEFINITION: fatty acid-binding protein, liver [Homo sapiens].)及び配列番号2(NCBI, ACCESSION: NM_001443, DEFINITION: Homo sapiens fatty acid binding protein 1, liver (FABP1), mRNA.)に示す。 FABP1 is one of the FABP family molecules. As described above, FABP plays an important role in lipid transport, and in humans there are nine types of FABPs that are tissue-specific. FABP1 shows liver-specific expression. The amino acid sequence of FABP1 and the gene sequence encoding it are represented by SEQ ID NO: 1 (NCBI, ACCESSION: NP_001434, DEFINITION: fatty acid-binding protein, liver [Homo sapiens].) And SEQ ID NO: 2 (NCBI, ACCESSION: NM_001443, DEFINITION : Homo sapiens fatty acid binding protein 1, liver (FABP1), mRNA.)
本発明の有効成分となる、FABP1の発現又は作用を抑制する化合物とは、FABP1遺伝子の発現過程(転写、転写後調節、翻訳、翻訳後調節を含む)を抑制する化合物である。当該化合物の例は次の通りである。尚、本発明における「発現の抑制」は一過的抑制及び恒常的抑制のいずれでもよいが、FABP1の生理機能を考慮すれば一過的抑制が好ましい。
(a)FABP1遺伝子を標的とするsiRNA
(b)FABP1遺伝子を標的とするsiRNAを細胞内で生成する核酸コンストラクト
(c)FABP1遺伝子の転写産物を標的とするアンチセンス核酸
(d)FABP1遺伝子の転写産物を標的とするリボザイム
The compound that suppresses the expression or action of FABP1, which is an active ingredient of the present invention, is a compound that suppresses the FABP1 gene expression process (including transcription, post-transcriptional regulation, translation, and post-translational regulation). Examples of the compound are as follows. In the present invention, “suppression of expression” may be either transient suppression or permanent suppression, but transient suppression is preferable in view of the physiological function of FABP1.
(a) siRNA targeting the FABP1 gene
(b) Nucleic acid construct that generates siRNA targeting the FABP1 gene in cells
(c) Antisense nucleic acid targeting the transcript of the FABP1 gene
(d) Ribozymes targeting the transcripts of the FABP1 gene
上記(a)及び(b)は、いわゆるRNAi(RNA interference;RNA干渉)による発現抑制に利用される化合物である。換言すれば、上記(a)又は(b)の化合物を有効成分とする本発明の薬剤によればRNAiによりFABP1の発現を抑制することができる。RNAiは真核細胞内で引き起こすことが可能な、配列特異的な転写後遺伝子抑制のプロセスである。哺乳動物細胞に対するRNAiでは、標的mRNAの配列に対応する配列の短い二本鎖RNA(siRNA)が使用される。通常、siRNAは21〜23塩基対である。哺乳動物細胞は二本鎖RNA(dsRNA)の影響を受ける2つの経路(配列特異的経路及び配列非特異的経路)を有することが知られている。配列特異的経路においては、比較的長いdsRNAが短い干渉性のRNA(即ちsiRNA)に分割される。他方、配列非特異的経路は、所定の長さ以上であれば配列に関係なく、任意のdsRNAによって惹起されると考えられている。この経路ではdsRNAが二つの酵素、即ち活性型となり翻訳開始因子eIF2をリン酸化することでタンパク質合成のすべてを停止させるPKRと、RNAase L活性化分子の合成に関与する2',5'オリゴアデニル酸シンターゼが活性化される。この非特異的経路の進行を最小限に留めるためには約30塩基対より短い二本鎖RNA(siRNA)を使用することが好ましい(Hunter et al. (1975) J Biol Chem 250: 409-17; Manche et al. (1992) Mol Cell Biol 12: 5239-48; Minks et al. (1979) J Biol Chem 254: 10180-3; 及び Elbashir et al. (2001) Nature 411: 494-8を参照されたい)。 The above (a) and (b) are compounds used for expression suppression by so-called RNAi (RNA interference). In other words, according to the agent of the present invention containing the compound (a) or (b) as an active ingredient, the expression of FABP1 can be suppressed by RNAi. RNAi is a sequence-specific post-transcriptional gene repression process that can occur in eukaryotic cells. In RNAi for mammalian cells, a short double-stranded RNA (siRNA) having a sequence corresponding to the sequence of the target mRNA is used. Usually, siRNA is 21-23 base pairs. Mammalian cells are known to have two pathways (sequence specific pathway and sequence non-specific pathway) that are affected by double-stranded RNA (dsRNA). In sequence-specific pathways, relatively long dsRNAs are split into short interfering RNAs (ie siRNAs). On the other hand, a sequence non-specific pathway is considered to be caused by an arbitrary dsRNA regardless of the sequence as long as it has a predetermined length or more. In this pathway, dsRNA becomes an active form, namely PKR, which stops all protein synthesis by phosphorylating the translation initiation factor eIF2 and 2 ', 5' oligoadenyl, which is involved in the synthesis of RNAase L activation molecules. Acid synthase is activated. To minimize the progression of this non-specific pathway, it is preferable to use double stranded RNA (siRNA) shorter than about 30 base pairs (Hunter et al. (1975) J Biol Chem 250: 409-17 Manche et al. (1992) Mol Cell Biol 12: 5239-48; Minks et al. (1979) J Biol Chem 254: 10180-3; and Elbashir et al. (2001) Nature 411: 494-8. Wanna)
標的特異的なRNAiを生じさせるためには標的遺伝子のmRNA配列の一部と相同なセンスRNA及びこれに相補的なアンチセンスRNAからなるsiRNAを細胞内に導入するか、又は細胞内で発現させればよい。上記(a)は前者の方法に対応する化合物であり、同様に上記(b)は後者の方法に対応する化合物である。 In order to generate target-specific RNAi, a siRNA composed of a sense RNA homologous to a part of the mRNA sequence of the target gene and an antisense RNA complementary thereto is introduced into the cell or expressed in the cell. Just do it. The above (a) is a compound corresponding to the former method, and similarly the above (b) is a compound corresponding to the latter method.
標的遺伝子(本発明の場合はFABP1遺伝子)を標的とするsiRNAは、通常、当該遺伝子のmRNAの配列における連続する領域と相同な配列からなるセンスRNAとその相補配列からなるアンチセンスRNAがハイブリダイズした二本鎖RNAである。ここでの「連続する領域」の長さは通常15〜30塩基、好ましくは18〜23塩基、より好ましくは19〜21塩基である。 The siRNA targeting the target gene (FABP1 gene in the present invention) usually hybridizes with a sense RNA consisting of a sequence homologous to a continuous region in the mRNA sequence of the gene and an antisense RNA consisting of its complementary sequence. Double stranded RNA. The length of the “continuous region” here is usually 15 to 30 bases, preferably 18 to 23 bases, more preferably 19 to 21 bases.
末端に数塩基のオーバーハングを有する二本鎖RNAが高いRNAi効果を発揮することが知られている。そこで本発明においても、そのような構造のsiRNAを採用することが好ましい。オーバーハングを形成する塩基の長さは特に限定されないが、好ましくは2塩基(例えばTT、UU)である。 It is known that double-stranded RNA having an overhang of several bases at the end exhibits a high RNAi effect. Therefore, in the present invention, it is preferable to employ siRNA having such a structure. The length of the base forming the overhang is not particularly limited, but is preferably 2 bases (for example, TT, UU).
修飾したRNAからなるsiRNAを用いることにしてもよい。ここでの修飾の例としてホスホロチオエート化、修飾塩基(例えば蛍光標識塩基)の使用が挙げられる。 You may decide to use siRNA which consists of modified RNA. Examples of modifications herein include phosphorothioation and the use of modified bases (eg, fluorescently labeled bases).
siRNAの設計及び調製は常法で行うことができる。siRNAの設計には通常、標的配列に固有の配列(連続配列)が利用される。尚、適当な標的配列を選択するためのプログラム及びアルゴリズムが開発されている。 siRNA can be designed and prepared by conventional methods. In designing siRNA, a sequence unique to a target sequence (continuous sequence) is usually used. Note that programs and algorithms for selecting an appropriate target sequence have been developed.
FABP1遺伝子を標的としたsiRNAの配列の例を以下に列挙する。
5'-CUUGAGUUACCUCUGUGUUAG-3'(配列番号3。後述の実施例で使用した配列)
5'-CCUCUGUGUUAGUGGUUAUGG-3'(配列番号4。後述の実施例で使用した配列)
Examples of siRNA sequences targeting the FABP1 gene are listed below.
5'-CUUGAGUUACCUCUGUGUUAG-3 '(SEQ ID NO: 3. Sequence used in Examples described later)
5'-CCUCUGUGUUAGUGGUUAUGG-3 '(SEQ ID NO: 4. Sequence used in Examples described later)
上記(b)の「siRNAを細胞内で生成する核酸コンストラクト」とは、それを細胞に導入すると細胞内でのプロセスによって所望のsiRNA(標的遺伝子に対するRNAiを引き起こすsiRNA)が生ずる核酸性分子をいう。当該核酸コンストラクトの一つの例はshRNA(short hairpin RNA)である。shRNAは、センスRNAとアンチセンスRNAがループ構造部を介して連結された構造(ヘアピン構造)を有し、細胞内でループ構造部が切断されて二本鎖siRNAとなり、RNAi効果をもたらす。ループ構造部の長さは特に限定されないが、通常は3〜23塩基である。 The “nucleic acid construct that generates siRNA in a cell” in (b) above refers to a nucleic acid molecule that, when introduced into a cell, produces a desired siRNA (siRNA that causes RNAi against a target gene) by a process in the cell. . One example of the nucleic acid construct is shRNA (short hairpin RNA). shRNA has a structure (hairpin structure) in which a sense RNA and an antisense RNA are linked via a loop structure part, and the loop structure part is cleaved in a cell to form a double-stranded siRNA, resulting in an RNAi effect. The length of the loop structure is not particularly limited, but is usually 3 to 23 bases.
核酸コンストラクトの別の例は、所望のsiRNAを発現し得るベクターである。このようなベクターとしては、後のプロセスによってsiRNAに変換されるshRNAを発現する(shRNAをコードする配列がインサートされた)ベクター(ステムループタイプ又はショートヘアピンタイプと呼ばれる)、センスRNAとアンチセンスRNAを別々に発現するベクター(タンデムタイプと呼ばれる)が挙げられる。これらのベクターは当業者であれば常法に従い作製することができる(Brummelkamp TR et al.(2002) Science 296:550-553; Lee NS et al.(2001) Nature Biotechnology 19:500-505; Miyagishi M & Taira K (2002) Nature Biotechnology 19:497-500; Paddison PJ et al.(2002) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99:1443-1448; Paul CP et al.(2002) Nature Biotechnology 19 :505-508; Sui G et al.(2002) Proc Natl Acad Sci USA 99(8):5515-5520; Paddison PJ et al.(2002) Genes Dev. 16:948-958等が参考になる)。現在、種々のRNAi用ベクターが利用可能である。このような公知のベクターを利用して本発明のベクターを構築することにしてもよい。この場合、所望のRNA(例えばshRNA)をコードするインサートDNAを用意した後、ベクターのクローニングサイトに挿入し、RNAi発現ベクターとする。 Another example of a nucleic acid construct is a vector that can express a desired siRNA. Such vectors include those that express shRNA that is converted to siRNA by a later process (inserted with a sequence encoding shRNA) (referred to as stem loop type or short hairpin type), sense RNA and antisense RNA. Are vectors that are expressed separately (referred to as tandem type). Those skilled in the art can prepare these vectors according to conventional methods (Brummelkamp TR et al. (2002) Science 296: 550-553; Lee NS et al. (2001) Nature Biotechnology 19: 500-505; Miyagishi M & Taira K (2002) Nature Biotechnology 19: 497-500; Paddison PJ et al. (2002) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99: 1443-1448; Paul CP et al. (2002) Nature Biotechnology 19: 505-508; Sui G et al. (2002) Proc Natl Acad Sci USA 99 (8): 5515-5520; Paddison PJ et al. (2002) Genes Dev. 16: 948-958 etc.). Currently, various RNAi vectors are available. You may decide to construct | assemble the vector of this invention using such a well-known vector. In this case, after preparing an insert DNA encoding a desired RNA (for example, shRNA), it is inserted into a cloning site of the vector to obtain an RNAi expression vector.
尚、標的遺伝子に対するRNAi作用を発揮するsiRNAを細胞内で生じさせるという機能を有する限り、ベクターの由来や構造は限定されるものではない。従って、各種ウイルスベクター(アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、レトロウイルスベクター、レンチウイルスベクター、ヘルペスウイルスベクター、センダイウイルスベクター等)、非ウイルスベクター(リポソーム、正電荷型リポソーム等)等を用いることができる。ベクターに利用可能なプロモーターの例を示すと、U6プロモーター、H1プロモーター、tRNAプロモーターである。これらのプロモーターはRNAポリメラーゼIII系のプロモーターであり、高い発現効率を期待できる。 The origin and structure of the vector are not limited as long as it has a function of generating siRNA that exerts RNAi action on the target gene in the cell. Accordingly, various viral vectors (adenovirus vectors, adeno-associated virus vectors, retrovirus vectors, lentivirus vectors, herpes virus vectors, Sendai virus vectors, etc.), non-viral vectors (liposomes, positively charged liposomes, etc.) and the like can be used. it can. Examples of promoters that can be used in the vector are U6 promoter, H1 promoter, and tRNA promoter. These promoters are RNA polymerase III type promoters, and high expression efficiency can be expected.
上記(c)はアンチセンス法による発現抑制に利用される化合物である。換言すれば、上記(c)の化合物を有効成分とする本発明の薬剤によれば、アンチセンス法によりFABP1の発現を抑制することができる。アンチセンス法による発現阻害を行う場合には例えば、標的細胞内で転写されたときに、FABP1をコードするmRNAの固有の部分に相補的なRNAを生成するアンチセンス・コンストラクトが使用される。このようなアンチセンス・コンストラクトは例えば、発現プラスミドの形態で標的細胞に導入される。一方、アンチセンス・コンストラクトとして、標的細胞内に導入されたときに、FABP1をコードするmRNA/又はゲノムDNA配列とハイブリダイズしてその発現を阻害するオリゴヌクレオチド・プローブを採用することもできる。このようなオリゴヌクレオチド・プローブとしては、好ましくは、エキソヌクレアーゼ及び/又はエンドヌクレアーゼなどの内因性ヌクレアーゼに対して抵抗性であるものが用いられる。 The above (c) is a compound used for expression suppression by an antisense method. In other words, according to the agent of the present invention containing the compound (c) as an active ingredient, the expression of FABP1 can be suppressed by the antisense method. In the case of inhibiting expression by an antisense method, for example, an antisense construct that generates RNA complementary to a unique portion of mRNA encoding FABP1 when transcribed in a target cell is used. Such an antisense construct is introduced into a target cell, for example, in the form of an expression plasmid. On the other hand, as an antisense construct, an oligonucleotide probe that hybridizes with an mRNA / or genomic DNA sequence encoding FABP1 and inhibits its expression when introduced into a target cell can also be employed. As such an oligonucleotide probe, one that is resistant to endogenous nucleases such as exonuclease and / or endonuclease is preferably used.
アンチセンス核酸としてDNA分子を使用する場合、FABP1をコードするmRNAの翻訳開始部位(例えば-10〜+10の領域)を含む領域に由来するオリゴデオキシリボヌクレオチドが好ましい。 When a DNA molecule is used as the antisense nucleic acid, oligodeoxyribonucleotide derived from a region containing a translation initiation site (for example, a region of −10 to +10) of mRNA encoding FABP1 is preferable.
アンチセンス核酸と、標的核酸との間の相補性は厳密であることが好ましいが、多少のミスマッチが存在していてもよい。標的核酸に対するアンチセンス核酸のハイブリダイズ能は一般に両核酸の相補性の程度及び長さの両方に依存する。通常、使用するアンチセンス核酸が長いほど、ミスマッチの数が多くても、標的核酸との間に安定な二重鎖(又は三重鎖)を形成することができる。当業者であれば、標準的な手法を用いて、許容可能なミスマッチの程度を確認することができる。 The complementarity between the antisense nucleic acid and the target nucleic acid is preferably strict, but there may be some mismatch. The ability of an antisense nucleic acid to hybridize to a target nucleic acid generally depends on both the degree of complementarity and the length of both nucleic acids. Usually, the longer the antisense nucleic acid used, the more stable duplexes (or triplexes) can be formed with the target nucleic acid, even if the number of mismatches is large. One skilled in the art can ascertain the degree of acceptable mismatch using standard techniques.
アンチセンス核酸はDNA、RNA、若しくはこれらのキメラ混合物、又はこれらの誘導体や改変型であってもよい。また、一本鎖でも二本鎖でもよい。塩基部分、糖部分、又はリン酸骨格部分を修飾することで、アンチセンス核酸の安定性、ハイブリダイゼーション能等を向上させることなどができる。また、アンチセンス核酸に、細胞膜輸送を促す物質(例えば Letsinger et al., 1989, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 86:6553-6556; Lemaitre et al., 1987, Proc. Natl. Acad. Sci. 84:648-652; PCT Publication No. W088/09810, published December 15, 1988を参照されたい)や、特定の細胞に対する親和性を高める物質などを付加してもよい。 The antisense nucleic acid may be DNA, RNA, or a chimeric mixture thereof, or a derivative or modified form thereof. Moreover, it may be single-stranded or double-stranded. By modifying the base moiety, sugar moiety, or phosphate skeleton moiety, the stability, hybridization ability, etc. of the antisense nucleic acid can be improved. In addition, antisense nucleic acids can be used to promote cell membrane transport (eg, Letsinger et al., 1989, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86: 6553-6556; Lemaitre et al., 1987, Proc. Natl. Acad. Sci. 84: 648-652; PCT Publication No. W088 / 09810, published December 15, 1988) or substances that enhance affinity for specific cells may be added.
アンチセンス核酸は例えば市販の自動DNA合成装置(例えばアプライド・バイオシステムズ社等)を使用するなど、常法で合成することができる。核酸修飾体や誘導体の作製には例えば、Stein et al.(1988), Nucl. Acids Res. 16:3209やSarin et al., (1988), Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 85:7448-7451等を参照することができる。 The antisense nucleic acid can be synthesized by a conventional method, for example, using a commercially available automatic DNA synthesizer (for example, Applied Biosystems). For example, Stein et al. (1988), Nucl. Acids Res. 16: 3209 and Sarin et al., (1988), Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85: 7448- 7451 etc. can be referred to.
標的細胞内におけるアンチセンス核酸の作用を高めるために、pol IIやpol IIIといった強力なプロモーターを利用することができる。即ち、このようなプロモーターの制御下に配置されたアンチセンス核酸を含むコンストラクトを標的細胞に導入すれば、当該プロモーターの作用によって十分な量のアンチセンス核酸の転写を確保できる。 Strong promoters such as pol II and pol III can be used to enhance the action of antisense nucleic acids in target cells. That is, when a construct containing an antisense nucleic acid arranged under the control of such a promoter is introduced into a target cell, a sufficient amount of the antisense nucleic acid can be transcribed by the action of the promoter.
アンチセンス核酸の発現は、哺乳動物細胞(好ましくはヒト細胞)で機能することが知られている任意のプロモーター(誘導性プロモーター又は構成的プロモーター)によって行うことができる。例えば、SV40初期プロモーター領域 (Bernoist and Chambon, 1981, Nature 290:304-310)、ラウス肉腫ウィルスの3'末端領域由来のプロモーター(Yamamoto et al., 1980, Cell 22:787-797)、疱疹チミジン・キナーゼ・プロモーター(Wagner et al., 1981, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 78:1441-1445)等のプロモーターを使用することができる。 Expression of the antisense nucleic acid can be performed by any promoter (inducible promoter or constitutive promoter) known to function in mammalian cells (preferably human cells). For example, the SV40 early promoter region (Bernoist and Chambon, 1981, Nature 290: 304-310), the promoter from the 3 ′ end region of Rous sarcoma virus (Yamamoto et al., 1980, Cell 22: 787-797), herpes zoster thymidine A promoter such as a kinase promoter (Wagner et al., 1981, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78: 1441-1445) can be used.
本発明の一態様では、リボザイムによる発現抑制を利用する(上記(d)の化合物の場合)。部位特異的認識配列でmRNAを開裂させるリボザイムを用いて標的mRNAを破壊することもできるが、好ましくはハンマーヘッド・リボザイムを使用する。ハンマーヘッド・リボザイムの構築方法については例えばHaseloff and Gerlach, 1988, Nature, 334:585-591を参考にすることができる。 In one embodiment of the present invention, expression suppression by a ribozyme is used (in the case of the compound (d) above). The target mRNA can be destroyed using a ribozyme that cleaves the mRNA with a site-specific recognition sequence, but preferably a hammerhead ribozyme is used. For the construction method of the hammerhead ribozyme, for example, Haseloff and Gerlach, 1988, Nature, 334: 585-591 can be referred to.
アンチセンス法を利用する場合と同様に、例えば安定性やターゲット能を向上させることを目的として、修飾されたオリゴヌクレオチドを用いてリボザイムを構築してもよい。効果的な量のリボザイムを標的細胞内で生成させるために、例えば、強力なプロモーター(例えばpol IIやpol III)の制御下に、当該リボザイムをコードするDNAを配置した核酸コンストラクトを使用することが好ましい。 As in the case of using the antisense method, for example, for the purpose of improving stability and target ability, a ribozyme may be constructed using a modified oligonucleotide. In order to generate an effective amount of a ribozyme in a target cell, for example, a nucleic acid construct in which DNA encoding the ribozyme is placed under the control of a strong promoter (for example, pol II or pol III) can be used. preferable.
本発明の一態様では、FABP1の作用を抑制する化合物を有効成分とする。該当する化合物の例は、FABP1とそのリガンドである脂肪酸との結合を阻害するものである。具体的には、FABP1の脂肪酸結合ポケット又はその周囲に結合する抗体や、脂肪酸と競合的にFABP1に結合する化合物などを有効成分として採用し得る。ここでの抗体の種類や形態は特に問わない。ポリクローナル抗体、オリゴクローナル抗体及びモノクローナル抗体のいずれでもよい。また、キメラ抗体(例えばヒトとマウスのキメラ)、ヒト化抗体、ヒト抗体等を用いることもできる。更には、Fab、Fab'、F(ab')2、scFv、dsFvなどの抗体断片を用いることもできる。有効成分としての抗体は免疫学的手法、ファージディスプレイ法、リボソームディスプレイ法などによって調製することができる。尚、抗体自体を有効成分とするのではなく、細胞内で所望の抗体を発現可能なベクターを有効成分としてもよい。抗体以外の化合物についても同様である。 In one embodiment of the present invention, a compound that suppresses the action of FABP1 is used as an active ingredient. Examples of such compounds are those that inhibit the binding of FABP1 to its ligand fatty acid. Specifically, antibodies that bind to or around the fatty acid binding pocket of FABP1, compounds that bind to FABP1 competitively with fatty acids, and the like can be employed as active ingredients. The type and form of the antibody here are not particularly limited. Any of a polyclonal antibody, an oligoclonal antibody and a monoclonal antibody may be used. Chimeric antibodies (eg, human and mouse chimeras), humanized antibodies, human antibodies, and the like can also be used. Furthermore, antibody fragments such as Fab, Fab ′, F (ab ′) 2 , scFv and dsFv can also be used. Antibodies as active ingredients can be prepared by immunological techniques, phage display methods, ribosome display methods and the like. The antibody itself may not be used as an active ingredient, but a vector capable of expressing a desired antibody in cells may be used as an active ingredient. The same applies to compounds other than antibodies.
本発明の薬剤の製剤化は常法に従って行うことができる。製剤化する場合には、製剤上許容される他の成分(例えば、担体、賦形剤、崩壊剤、緩衝剤、乳化剤、懸濁剤、無痛化剤、安定剤、保存剤、防腐剤、生理食塩水など)を含有させることができる。賦形剤としては乳糖、デンプン、ソルビトール、D-マンニトール、白糖等を用いることができる。崩壊剤としてはデンプン、カルボキシメチルセルロース、炭酸カルシウム等を用いることができる。緩衝剤としてはリン酸塩、クエン酸塩、酢酸塩等を用いることができる。乳化剤としてはアラビアゴム、アルギン酸ナトリウム、トラガント等を用いることができる。懸濁剤としてはモノステアリン酸グリセリン、モノステアリン酸アルミニウム、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ラウリル硫酸ナトリウム等を用いることができる。無痛化剤としてはベンジルアルコール、クロロブタノール、ソルビトール等を用いることができる。安定剤としてはプロピレングリコール、ジエチリン亜硫酸塩、アスコルビン酸等を用いることができる。保存剤としてはフェノール、塩化ベンザルコニウム、ベンジルアルコール、クロロブタノール、メチルパラベン等を用いることができる。防腐剤としては塩化ベンザルコニウム、パラオキシ安息香酸、クロロブタノール等と用いることができる。 The pharmaceutical preparation of the present invention can be formulated according to a conventional method. In the case of formulating, other pharmaceutically acceptable ingredients (for example, carriers, excipients, disintegrants, buffers, emulsifiers, suspending agents, soothing agents, stabilizers, preservatives, preservatives, physiological Saline solution and the like). As the excipient, lactose, starch, sorbitol, D-mannitol, sucrose and the like can be used. As the disintegrant, starch, carboxymethylcellulose, calcium carbonate and the like can be used. Phosphate, citrate, acetate, etc. can be used as the buffer. As the emulsifier, gum arabic, sodium alginate, tragacanth and the like can be used. As the suspending agent, glyceryl monostearate, aluminum monostearate, methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, sodium lauryl sulfate and the like can be used. As the soothing agent, benzyl alcohol, chlorobutanol, sorbitol and the like can be used. As the stabilizer, propylene glycol, diethylin sulfite, ascorbic acid or the like can be used. As preservatives, phenol, benzalkonium chloride, benzyl alcohol, chlorobutanol, methylparaben, and the like can be used. As preservatives, benzalkonium chloride, paraoxybenzoic acid, chlorobutanol and the like can be used.
製剤化する場合の剤型も特に限定されない。剤型の例は錠剤、散剤、細粒剤、顆粒剤、カプセル剤、シロップ剤、注射剤、外用剤、及び座剤である。本発明の薬剤には、期待される効果を得るために必要な量(即ち治療上有効量)の有効成分が含有される。本発明の薬剤中の有効成分量は一般に剤型によって異なるが、所望の投与量を達成できるように有効成分量を例えば約0.1重量%〜約95重量%の範囲内で設定する。 The dosage form for formulation is not particularly limited. Examples of dosage forms are tablets, powders, fine granules, granules, capsules, syrups, injections, external preparations, and suppositories. The drug of the present invention contains an active ingredient in an amount necessary for obtaining the expected effect (that is, a therapeutically effective amount). The amount of the active ingredient in the drug of the present invention generally varies depending on the dosage form, but the amount of the active ingredient is set, for example, within the range of about 0.1% by weight to about 95% by weight so as to achieve a desired dose.
本発明の薬剤はその剤型に応じて経口投与又は非経口投与(静脈内、動脈内、皮下、皮内、筋肉内又は腹腔内注射、経皮、経鼻、経粘膜など)によって対象に適用される。これらの投与経路は互いに排他的なものではなく、任意に選択される二つ以上を併用することもできる(例えば、経口投与と同時に又は所定時間経過後に静脈注射等を行う等)。核酸コンストラクトを有効成分とした場合(例えばRNAiを利用する態様)、in vivo投与に限らず、ex vivo投与を採用することもできる。 The drug of the present invention is applied to a subject by oral administration or parenteral administration (intravenous, intraarterial, subcutaneous, intradermal, intramuscular or intraperitoneal injection, transdermal, nasal, transmucosal, etc.) according to the dosage form. Is done. These administration routes are not mutually exclusive, and two or more arbitrarily selected can be used in combination (for example, intravenous injection or the like is performed simultaneously with oral administration or after a predetermined time has elapsed). When a nucleic acid construct is used as an active ingredient (for example, an embodiment using RNAi), not only in vivo administration but also ex vivo administration can be employed.
本発明の薬剤を投与する「対象」は特に限定されず、ヒト及びヒト以外の哺乳動物(ペット動物、家畜、実験動物を含む。具体的には例えばマウス、ラット、モルモット、ハムスター、サル、ウシ、ブタ、ヤギ、ヒツジ、イヌ、ネコ、ニワトリ、ウズラ等である)を含む。好ましい一態様では本発明の医薬はヒトに対して適用される。投与量は患者の症状、年齢、性別、及び体重などによって異なるが、当業者であれば適宜適当な投与量を設定することが可能である。投与スケジュールの設定においては、患者の症状や薬剤の効果持続時間などを考慮することができる。 The “subject” to which the agent of the present invention is administered is not particularly limited, and includes humans and non-human mammals (pet animals, domestic animals, laboratory animals. Specifically, for example, mice, rats, guinea pigs, hamsters, monkeys, cows) Pigs, goats, sheep, dogs, cats, chickens, quails, etc.). In a preferred embodiment, the medicament of the present invention is applied to humans. Although the dosage varies depending on the patient's symptoms, age, sex, weight, etc., those skilled in the art can appropriately set an appropriate dosage. In setting the administration schedule, it is possible to consider patient symptoms and duration of drug effect.
本発明の薬剤は、例えば、医薬、医薬部外品又は食品の形態で提供される。即ち、本発明は好ましい態様として、本発明の薬剤を含む医薬、医薬部外品及び食品を提供する。本発明での「食品」の例として一般食品(穀類、野菜、食肉、各種加工食品、菓子類、牛乳、清涼飲料水、アルコール飲料等)、栄養補助食品(サプリメント、栄養ドリンク等)、食品添加物、愛玩動物用食品、愛玩動物用栄養補助食品を挙げることができる。栄養補助食品又は食品添加物の場合、粉末、顆粒末、タブレット、ペースト、液体等の形状で提供することができる。食品の形態で提供することによって、本発明の有効成分を日常的に摂取したり、継続的に摂取したりすることが容易となる。 The medicament of the present invention is provided in the form of, for example, a medicine, a quasi drug or a food. That is, this invention provides the pharmaceutical, quasi-drug, and foodstuff containing the chemical | medical agent of this invention as a preferable aspect. Examples of “food” in the present invention include general foods (cereals, vegetables, meat, various processed foods, confectionery, milk, soft drinks, alcoholic beverages, etc.), dietary supplements (supplements, nutritional drinks, etc.), food additives Products, foods for pet animals, and nutritional supplements for pet animals. In the case of a dietary supplement or food additive, it can be provided in the form of powder, granule powder, tablet, paste, liquid or the like. By providing it in the form of food, it becomes easy to ingest the active ingredient of the present invention on a daily basis or continuously.
尚、以上の記述から明らかな通り本出願は、脂肪肝の患者又は潜在的患者(将来罹患するおそれのある者)に対して本発明の薬剤を治療上有効量投与することを特徴とする、脂肪肝の治療法や予防法も提供する。 As is apparent from the above description, the present application is characterized by administering a therapeutically effective amount of the agent of the present invention to a patient with fatty liver or a potential patient (a person who may be affected in the future). Also provides treatment and prevention of fatty liver.
本発明の第2の局面は脂肪肝の予防・改善剤のスクリーニング方法に関する。本発明のスクリーニング方法では、FABP1の抑制が脂肪肝の予防・改善に有効であるとの知見に基づき、FABP1の発現又は作用を抑制する作用を被験物質が示すか否かを調べることを特徴とする。以下、本発明のスクリーニング方法の具体的な態様1〜4を説明する。本発明のスクリーニング方法は、その説明から明らかな通り、in vitroで実施される。 The second aspect of the present invention relates to a screening method for a prophylactic / ameliorating agent for fatty liver. The screening method of the present invention is characterized by examining whether or not a test substance exhibits an action of suppressing the expression or action of FABP1, based on the knowledge that the inhibition of FABP1 is effective for the prevention and improvement of fatty liver. To do. Hereinafter, specific embodiments 1 to 4 of the screening method of the present invention will be described. The screening method of the present invention is performed in vitro as is apparent from the description.
1.FABP1と脂肪酸との結合に対する阻害能に基づくスクリーニング1
この態様ではFABP1とそのリガンド(脂肪酸)との結合に注目し、FABP1の脂肪酸結合ポケットに結合するプローブ(以下、「結合プローブ」とも呼ぶ)を利用する。具体的には以下のステップ(1)〜(3)を行う。
(1)FABP1に対して、被験物質の存在下、FABP1の脂肪酸結合ポケットに結合するプローブを接触させるステップ
(2)FABP1に対する前記プローブの結合を検出するステップ
(3)検出結果に基づき被験物質の有効性を判定するステップであって、FABP1と前記プローブの結合の低下が有効性の指標となるステップ
1. Screening based on the ability of FABP1 to bind to fatty acids 1
In this embodiment, focusing on the binding between FABP1 and its ligand (fatty acid), a probe that binds to the fatty acid binding pocket of FABP1 (hereinafter also referred to as “binding probe”) is used. Specifically, the following steps (1) to (3) are performed.
(1) contacting FABP1 with a probe that binds to the fatty acid binding pocket of FABP1 in the presence of the test substance (2) detecting the binding of the probe to FABP1 (3) based on the detection result A step of determining effectiveness, wherein a decrease in the binding between FABP1 and the probe is an indicator of effectiveness
ステップ(1)では、FABP1を用意し、被験物質の存在下、結合プローブを接触させる。例えば、培養皿、マイクロウェルプレート(例えば、96ウェルプレート、384ウェルプレート)等、適当な容器内で、FABP1、被験物質、結合プローブが共存する状態を形成させる。当該3要素が共存する状態が形成される限り、添加順序は特に問わない。例えば、FABP1の溶液ないし懸濁液を用意し、被験物質を添加した後、結合プローブを添加する。溶媒には緩衝液、生理食塩水、培地等を使用することができる。温度条件としては、4℃〜37℃を採用することができる。接触させる時間は例えば3分〜2時間、好ましくは5分〜30分である。尚、最適な接触条件は予備実験によって決定することができる。 In step (1), FABP1 is prepared, and a bound probe is brought into contact with the test substance. For example, a state in which FABP1, a test substance, and a binding probe coexist is formed in an appropriate container such as a culture dish or a microwell plate (for example, a 96-well plate or a 384-well plate). The order of addition is not particularly limited as long as the state in which the three elements coexist is formed. For example, a solution or suspension of FABP1 is prepared, a test substance is added, and then a binding probe is added. As the solvent, a buffer solution, physiological saline, a medium, or the like can be used. As the temperature condition, 4 ° C. to 37 ° C. can be adopted. The contact time is, for example, 3 minutes to 2 hours, preferably 5 minutes to 30 minutes. The optimum contact condition can be determined by a preliminary experiment.
FABP1は天然由来であっても、組換え体であってもよい。FABP1遺伝子を発現可能なベクターで形質転換した大腸菌を利用した発現系によってFABP1を調製することができる。また、FABP1は市販もされており、市販品のFABP1を用いることにしてもよい。 FABP1 may be naturally derived or recombinant. FABP1 can be prepared by an expression system using E. coli transformed with a vector capable of expressing the FABP1 gene. FABP1 is also commercially available, and commercially available FABP1 may be used.
被験物質としては様々な分子サイズの有機化合物又は無機化合物を用いることができる。有機化合物の例として、核酸、ペプチド、タンパク質、脂質(単純脂質、複合脂質(ホスホグリセリド、スフィンゴ脂質、グリコシルグリセリド、セレブロシド等)、プロスタグランジン、イソプレノイド、テルペン、ステロイド、ポリフェノール、カテキン、ビタミン(B1、B2、B3、B5、B6、B7、B9、B12、C、A、D、E等)を例示できる。医薬や栄養食品等の既存成分或いは候補成分も好ましい被験物質の一つである。植物抽出液、細胞抽出液、培養上清などを被験物質として用いてもよい。2種類以上の被験物質を同時に添加することにより、被験物質間の相互作用、相乗作用などを調べることにしてもよい。被験物質は天然物由来であっても、或いは合成によるものであってもよい。後者の場合には例えばコンビナトリアル合成の手法を利用して効率的なスクリーニング系を構築することができる。 As a test substance, organic compounds or inorganic compounds having various molecular sizes can be used. Examples of organic compounds include nucleic acids, peptides, proteins, lipids (simple lipids, complex lipids (phosphoglycerides, sphingolipids, glycosylglycerides, cerebrosides, etc.), prostaglandins, isoprenoids, terpenes, steroids, polyphenols, catechins, vitamins (B1 B2, B3, B5, B6, B7, B9, B12, C, A, D, E, etc.) Existing components or candidate components such as pharmaceuticals and nutritional foods are also preferable test substances. Extracts, cell extracts, culture supernatants, etc. may be used as test substances, etc. By adding two or more kinds of test substances at the same time, interactions between test substances, synergistic effects, etc. may be examined. The test substance may be derived from natural products or may be synthetic, in which case, for example, a combinatorial synthesis technique is used. It is possible to build an efficient screening system.
結合プローブとしては、1-anilinonaphthalene-8-sulfonic acid (1,8-ANS)、12-(9-anthroyloxy)oleic acid(12-AO)等の蛍光プローブ、脂肪酸誘導体、コレステロール誘導体等を利用することができる。 As binding probes, use fluorescent probes such as 1-anilinonaphthalene-8-sulfonic acid (1,8-ANS), 12- (9-anthroyloxy) oleic acid (12-AO), fatty acid derivatives, cholesterol derivatives, etc. Can do.
ステップ(2)ではFABP1に対する結合プローブの結合を検出する。使用する結合プローブに応じて適切な検出法を採用すればよい。例えば、蛍光プローブを利用した場合には蛍光の検出により、FABP1と結合プローブの結合を検出・評価できる。容易な検出を可能にするため、脂肪酸誘導体やコレステロール誘導体等をプローブとして利用する場合には、検出可能な標識物質で標識化されたものを用いることが好ましい。標識物質としては例えば、フルオレセイン、ローダミン、テキサスレッド、オレゴングリーン等の蛍光色素、ホースラディッシュペルオキシダーゼ、マイクロペルオキシダーゼ、アルカリ性ホスファターゼ、β−D−ガラクトシダーゼ等の酵素、ルミノール、アクリジン色素等の化学又は生物発光化合物、3H、13C、32P、131I、 125I等の放射性同位体、及びビオチンを挙げることができる。 In step (2), binding of the binding probe to FABP1 is detected. An appropriate detection method may be employed depending on the binding probe to be used. For example, when a fluorescent probe is used, the binding between FABP1 and the binding probe can be detected and evaluated by detecting fluorescence. In order to enable easy detection, when a fatty acid derivative, a cholesterol derivative or the like is used as a probe, it is preferable to use one labeled with a detectable labeling substance. Examples of the labeling substance include fluorescent dyes such as fluorescein, rhodamine, Texas red, oregon green, enzymes such as horseradish peroxidase, microperoxidase, alkaline phosphatase, β-D-galactosidase, chemical or bioluminescent compounds such as luminol, acridine dye, etc. , 3 H, 13 C, 32 P, 131 I, 125 I, and the like, and biotin.
ステップ(3)では、検出結果に基づき被験物質の有効性を判定する。本発明では、FABP1と結合プローブの結合の低下を有効性の指標とする。即ち、FABP1と結合プローブの結合の低下を認めた場合に被験物質は有効であると判定し、FABP1と結合プローブの結合の低下を認めない場合に被験物質は有効でないと判定する。複数の被験物質を用いた場合には、結合の低下の程度に基づき、各被験物質の有効性を比較評価することができる。 In step (3), the effectiveness of the test substance is determined based on the detection result. In the present invention, a decrease in the binding between FABP1 and the binding probe is used as an index of effectiveness. That is, the test substance is determined to be effective when a decrease in binding between FABP1 and the binding probe is observed, and the test substance is determined to be ineffective when no decrease in binding between FABP1 and the binding probe is observed. When a plurality of test substances are used, the effectiveness of each test substance can be compared and evaluated based on the degree of decrease in binding.
ステップ(3)での判定結果に基づき有効な被験物質が選抜される。通常は、比較対象として、被験物質非存在下(その他の条件はステップ(1)と同一とする)で操作したもの(以下、「コントロール群」と呼ぶ)を用意し、それについても、FABP1に対する結合プローブの結合を検出する。そして、当該コントロール群の検出結果と試験群の検出結果を比較することによって、被験物質の有効性を判定する。このようにコントロール群との比較によって被験物質の有効性を判定すれば、より信頼性の高い判定結果が得られる。 An effective test substance is selected based on the determination result in step (3). Usually, as a comparison target, prepared in the absence of the test substance (other conditions are the same as in step (1)) (hereinafter referred to as “control group”), which is also for FABP1 Detect binding of bound probe. Then, the effectiveness of the test substance is determined by comparing the detection result of the control group with the detection result of the test group. Thus, if the effectiveness of a test substance is determined by comparison with a control group, a more reliable determination result can be obtained.
本発明のスクリーニング方法によって選択された物質が十分な薬効を有する場合には、当該物質をそのまま脂肪肝の予防・改善剤の有効成分として使用することができる。一方で十分な薬効を有しない場合には化学的修飾などの改変を施してその薬効を高めた上で、脂肪肝の予防・改善剤の有効成分として使用することができる。勿論、十分な薬効を有する場合であっても、更なる薬効の増大を目的として同様の改変を施してもよい。 When the substance selected by the screening method of the present invention has a sufficient medicinal effect, the substance can be used as it is as an active ingredient of a preventive / ameliorating agent for fatty liver. On the other hand, when it does not have a sufficient medicinal effect, it can be used as an active ingredient of a fatty liver prevention / amelioration agent after improving its medicinal effect by altering such as chemical modification. Of course, even if it has a sufficient medicinal effect, the same modification may be applied for the purpose of further increasing the medicinal effect.
2.FABP1と脂肪酸との結合に対する阻害能に基づくスクリーニング2
この態様では、FABP1と結合プローブの複合体に対する被験物質の作用を調べ、被験物質の有効性を判定する。具体的には以下のステップを行う。尚、特に言及しない事項については上記態様と同様であるため、重複する説明を省略し、対応する説明を援用する。
(i)FABP1と、FABP1の脂肪酸結合ポケットに結合するプローブとの複合体に対して被験物質を接触させるステップ
(ii)FABP1に対する前記プローブの結合を検出するステップ
(iii)検出結果に基づき被験物質の有効性を判定するステップであって、FABP1と前記プローブの結合の低下が有効性の指標となるステップ
2. Screening based on the ability to inhibit the binding of FABP1 to
In this embodiment, the effect of the test substance on the complex of FABP1 and the binding probe is examined to determine the effectiveness of the test substance. Specifically, the following steps are performed. In addition, since it is the same as that of the said aspect about the matter which is not mentioned especially, the overlapping description is abbreviate | omitted and corresponding description is used.
(I) a step of bringing a test substance into contact with a complex of FABP1 and a probe that binds to the fatty acid binding pocket of FABP1 (ii) a step of detecting binding of the probe to FABP1 (iii) a test substance based on the detection result A step of determining the effectiveness of the step, wherein a decrease in the binding between FABP1 and the probe is an indicator of effectiveness
この態様の接触ステップ(i)では、FABP1と結合プローブの複合体(結合プローブが結合したFABP1)を用意しておき、当該複合体に対して被験物質を接触させる。この場合の条件(容器、溶媒、温度、時間など)は上記の態様に準ずる。また、ステップ(ii)の操作は上記態様のステップ(2)と同様である。 In the contact step (i) of this embodiment, a complex of FABP1 and a binding probe (FABP1 to which a binding probe is bound) is prepared, and a test substance is brought into contact with the complex. The conditions in this case (container, solvent, temperature, time, etc.) are in accordance with the above embodiment. The operation of step (ii) is the same as step (2) of the above aspect.
この態様においても「FABP1と結合プローブの結合の低下」を指標として被験物質の有効性を判定する(ステップ(iii))。FABP1と結合プローブの結合の低下をもたらす被験物質は、即ち、結合を阻害して、FABP1から結合プローブの解離を促すものであり、有効な化合物として選択される。この態様においても、コントロール群の検出結果との比較に基づき被験物質の有効性を判定することが好ましい。 Also in this embodiment, the effectiveness of the test substance is determined using “decrease in binding between FABP1 and the binding probe” as an index (step (iii)). A test substance that causes a decrease in the binding between FABP1 and the binding probe, that is, a substance that inhibits binding and promotes dissociation of the binding probe from FABP1, is selected as an effective compound. Also in this aspect, it is preferable to determine the effectiveness of the test substance based on the comparison with the detection result of the control group.
3.レポーターアッセイを利用したスクリーニング
この態様では、いわゆるレポーターアッセイを利用する。具体的には以下のステップを行う。尚、特に言及しない事項については上記態様と同様であるため、重複する説明を省略し、対応する説明を援用する。
(I)FABP1遺伝子のプロモーター領域と該プロモーター領域の制御下にあるレポーター遺伝子を含む核酸コンストラクトが導入された細胞に被験物質を接触させるステップ;
(II)レポーター遺伝子の発現を検出するステップ
(III)検出結果に基づき被験物質の有効性を判定するステップであって、レポーター遺伝子の発現の低下が有効性の指標となるステップ
3. Screening using a reporter assay In this embodiment, a so-called reporter assay is used. Specifically, the following steps are performed. In addition, since it is the same as that of the said aspect about the matter which is not mentioned especially, the overlapping description is abbreviate | omitted and corresponding description is used.
(I) a step of bringing a test substance into contact with a cell into which a nucleic acid construct containing a promoter region of the FABP1 gene and a reporter gene under the control of the promoter region has been introduced;
(II) a step of detecting the expression of the reporter gene (III) a step of determining the effectiveness of the test substance based on the detection result, wherein the decrease in the expression of the reporter gene is an indicator of the effectiveness
ステップ(I)では、FABP1遺伝子のプロモーター領域と該プロモーター領域の制御下にあるレポーター遺伝子を含む核酸コンストラクトが導入された細胞を用意する。「プロモーター」とは、その制御下にある遺伝子の転写の開始を調節する機能領域のことをいう。「制御下」とは「支配下」と同義であり、プロモーターとレポーター遺伝子が機能的に連結していることを意味する。プロモーターの制御下にレポーター遺伝子が配置されることによって、レポーター遺伝子の転写がプロモーターの制御(調節)を受ける。典型的にはプロモーターにレポーター遺伝子が直接連結されるが、レポーター遺伝子がプロモーターに転写制御される限りにおいて、プロモーターとレポーター遺伝子の間に他の配列が介在していてもよい。FABP1遺伝子のプロモーター領域の例を配列番号7に示す。プロモーター活性を示す限り、ここで示したプロモーター領域の一部を用いることにしてもよい。レポーター遺伝子としては、β−ガラクトシダーゼ遺伝子(lacZ)、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ遺伝子(CAT)、ホタル由来ルシフェラーゼ遺伝子(Luc)等を用いることができる。 In step (I), a cell into which a nucleic acid construct containing a promoter region of the FABP1 gene and a reporter gene under the control of the promoter region is prepared is prepared. “Promoter” refers to a functional region that regulates the initiation of transcription of a gene under its control. “Under control” is synonymous with “under control” and means that the promoter and the reporter gene are functionally linked. By placing the reporter gene under the control of the promoter, transcription of the reporter gene is controlled (regulated) by the promoter. Typically, the reporter gene is directly linked to the promoter, but other sequences may be interposed between the promoter and the reporter gene as long as the reporter gene is transcriptionally controlled by the promoter. An example of the promoter region of the FABP1 gene is shown in SEQ ID NO: 7. As long as the promoter activity is shown, a part of the promoter region shown here may be used. As the reporter gene, β-galactosidase gene (lacZ), chloramphenicol acetyltransferase gene (CAT), firefly-derived luciferase gene (Luc) and the like can be used.
核酸コンストラクトを適当な細胞にトランスフェクトすることにより、ステップ(I)に必要な細胞(スクリーニング用細胞)を得ることができる。核酸コンストラクトが導入される細胞としては各種動物細胞(ヒト細胞、非ヒト哺乳動物細胞など)を利用することができる。 By transfecting an appropriate cell with the nucleic acid construct, cells necessary for step (I) (cells for screening) can be obtained. Various animal cells (human cells, non-human mammalian cells, etc.) can be used as the cells into which the nucleic acid construct is introduced.
用意したスクリーニング用細胞に対して、被験物質を接触させる。例えば、スクリーニング用細胞の培養液中に被験物質を添加する。或いは、スクリーニング用細胞の培養液を、被験物質を含有するものに交換する。培養方法は常法に従えばよく、スクリーニング用細胞の種類に応じて決定できる。被験物質との接触時間は予備実験を通して設定すればよいが、例えば30分〜48時間である。 A test substance is brought into contact with the prepared screening cells. For example, a test substance is added to a culture solution for screening cells. Alternatively, the screening cell culture medium is replaced with one containing a test substance. The culture method may be in accordance with a conventional method, and can be determined according to the type of cell for screening. The contact time with the test substance may be set through a preliminary experiment, and is, for example, 30 minutes to 48 hours.
ステップ(I)に続くステップ(II)では、レポーター遺伝子の発現を検出する。検出は常法に従えばよい。本発明で用いることが可能な汎用的なレポーター遺伝子に関しては、基本的な検出法が確立されており、成書や過去の論文等を参考にして、適切な方法や条件を容易に選択ないし設定することが可能である。 In step (II) following step (I), the expression of the reporter gene is detected. The detection may be performed according to a conventional method. For general-purpose reporter genes that can be used in the present invention, basic detection methods have been established, and appropriate methods and conditions can be easily selected or set with reference to books and past papers. Is possible.
ステップ(III)では、検出結果に基づき被験物質の有効性を判定する。本発明では、レポーター遺伝子の発現の低下を有効性の指標とする。即ち、レポーター遺伝子の発現の低下を認めた場合に被験物質は有効であると判定し、レポーター遺伝子の発現の低下を認めない場合に被験物質は有効でないと判定する。複数の被験物質を用いた場合には、結合の低下の程度に基づき、各被験物質の有効性を比較評価することができる。尚、この態様においても、コントロール群の検出結果との比較に基づき被験物質の有効性を判定することが好ましい。 In step (III), the effectiveness of the test substance is determined based on the detection result. In the present invention, decrease in reporter gene expression is used as an index of effectiveness. That is, it is determined that the test substance is effective when a decrease in the expression of the reporter gene is observed, and it is determined that the test substance is not effective when the decrease in the expression of the reporter gene is not recognized. When a plurality of test substances are used, the effectiveness of each test substance can be compared and evaluated based on the degree of decrease in binding. In this embodiment as well, it is preferable to determine the effectiveness of the test substance based on the comparison with the detection result of the control group.
4.FABP1発現細胞を利用したスクリーニング
この態様では、FABP1が発現している細胞を利用してスクリーニングを行う。具体的には以下のステップを行う。尚、特に言及しない事項については上記態様と同様であるため、重複する説明を省略し、対応する説明を援用する。
(A)FABP1が発現している細胞を被験物質の存在下で培養するステップ
(B)前記細胞におけるFABP1の発現レベルを検出するステップ
(C)検出結果に基づき被験物質の有効性を判定するステップであって、FABP1の発現レベルの低下が有効性の指標となるステップ
4). Screening using cells expressing FABP1 In this embodiment, screening is performed using cells expressing FABP1. Specifically, the following steps are performed. In addition, since it is the same as that of the said aspect about the matter which is not mentioned especially, the overlapping description is abbreviate | omitted and corresponding description is used.
(A) A step of culturing cells expressing FABP1 in the presence of a test substance (B) A step of detecting the expression level of FABP1 in the cells (C) A step of determining the effectiveness of the test substance based on the detection result A step in which a decrease in the expression level of FABP1 is an indicator of effectiveness
ステップ(A)ではFABP1が発現している細胞(以下、「FABP1発現細胞」と呼ぶ)を用意し、これを被験物質の存在下で培養する。当該細胞としては、肝臓細胞、HepG2細胞株、HepaRG細胞株、ヒトiPSC由来肝細胞等を用いることができる。生体から新たに調製した細胞又はその継代細胞を用いても、或いは市販の細胞株などを用いてもよい。FABP1を強制発現するように操作した細胞(遺伝子組換え細胞)を使用することもできる。細胞の生物種は特に限定されない。生物種の例を挙げると、ヒト、マウス、ラット、ハムスター、サルである。 In step (A), cells in which FABP1 is expressed (hereinafter referred to as “FABP1-expressing cells”) are prepared and cultured in the presence of a test substance. As the cells, liver cells, HepG2 cell lines, HepaRG cell lines, human iPSC-derived hepatocytes and the like can be used. A cell newly prepared from a living body or a passage cell thereof may be used, or a commercially available cell line may be used. Cells (genetically modified cells) that have been engineered to forcefully express FABP1 can also be used. The cell species is not particularly limited. Examples of species include humans, mice, rats, hamsters and monkeys.
FABP1発現細胞を被験物質存在下で培養するためには、例えば、FABP1発現細胞を適当な容器(培養皿やマイクロウェルプレートなど)に播種して所定時間(例えば30分〜1週間)経過した後、被験物質を培養液に添加するか或いは被験物質を添加した培養液に交換すればよい。播種後、直ちに被験物質の添加或いは被験物質を添加した培養液への交換を実施することにしてもよい。また、被験物質を予め添加した培養液を用いることにし、播種と同時に「被験物質が培養液中に存在した状態」が形成されるようにしてもよい。 In order to culture FABP1-expressing cells in the presence of a test substance, for example, after seeding FABP1-expressing cells in an appropriate container (such as a culture dish or a microwell plate), a predetermined time (for example, 30 minutes to 1 week) has elapsed. The test substance may be added to the culture solution or replaced with a culture solution to which the test substance has been added. Immediately after seeding, the test substance may be added or replaced with a culture solution containing the test substance. In addition, a culture solution to which a test substance is added in advance may be used, and a “state in which the test substance is present in the culture solution” may be formed simultaneously with sowing.
被験物質存在下での培養時間は特に限定されないが、例えば30分〜48時間、好ましくは30分〜16時間とする。尚、最適な培養時間は予備実験によって決定することができる。 The culture time in the presence of the test substance is not particularly limited, but for example, 30 minutes to 48 hours, preferably 30 minutes to 16 hours. The optimal culture time can be determined by preliminary experiments.
本明細書で言及しない事項(培地、培養温度など)については、使用する細胞の培養に一般的な培養条件に従えばよい。培養条件は、過去の報告や成書を参考にして、或いは予備実験を通じて決定すればよい。尚、培養温度は通常37℃とする。 Matters that are not mentioned in the present specification (medium, culture temperature, etc.) may be in accordance with general culture conditions for culturing the cells to be used. The culture conditions may be determined with reference to past reports and books or through preliminary experiments. The culture temperature is usually 37 ° C.
ステップ(B)では、ステップ(A)を経たFABP1発現細胞、即ち被験物質存在下で所定時間培養したFABP1発現細胞のFABP1発現レベルを検出する。FABP1発現レベルの検出法は特に限定されない。例えば、FABP1遺伝子のmRNA量をRT-PCRで定量することや、FABP1タンパク質の量を免疫学的に測定すること(例えばELISA法、ウエスタンブロット法による)によって検出可能である。 In step (B), the FABP1 expression level of the FABP1-expressing cell that has undergone step (A), that is, the FABP1-expressing cell cultured in the presence of the test substance for a predetermined time is detected. The method for detecting the FABP1 expression level is not particularly limited. For example, it can be detected by quantifying the amount of mRNA of the FABP1 gene by RT-PCR or by measuring the amount of FABP1 protein immunologically (for example, by ELISA or Western blotting).
ステップ(C)ではステップ(B)の検出結果に基づき被験物質の有効性を判定する。本発明では、FABP1の発現レベルの低下を有効性の指標とする。即ち、FABP1の発現レベルの低下を認めた場合に被験物質は有効であると判定し、FABP1の発現レベルの低下を認めない場合に被験物質は有効でないと判定する。複数の被験物質を用いた場合には、発現レベルの低下の程度に基づき、各被験物質の有効性を比較評価することができる。尚、この態様においても、コントロール群の検出結果との比較に基づき被験物質の有効性を判定することが好ましい。 In step (C), the effectiveness of the test substance is determined based on the detection result in step (B). In the present invention, a decrease in the expression level of FABP1 is used as an index of effectiveness. That is, the test substance is determined to be effective when a decrease in the expression level of FABP1 is observed, and is determined to be ineffective when the decrease in the expression level of FABP1 is not observed. When a plurality of test substances are used, the effectiveness of each test substance can be compared and evaluated based on the degree of decrease in the expression level. In this embodiment as well, it is preferable to determine the effectiveness of the test substance based on the comparison with the detection result of the control group.
骨格筋型のFABPであるFABP3をマウス肝臓で発現させると脂肪肝になるということを発見し(図1)、FABPが肝臓の脂肪蓄積に重要な役割を演じているのではないかとの着想を得た。この着想の下、FABPの脂肪肝への関与を詳細に調べることにした。 The discovery that FABP3, a skeletal muscle type FABP, is expressed in the liver of a mouse becomes fatty liver (Figure 1), and the idea that FABP may play an important role in liver fat accumulation. Obtained. Based on this idea, we decided to investigate in detail the involvement of FABP in fatty liver.
1.FABP1の肝臓で強制発現
(1)方法
以下の方法によって、肝臓特異的な発現を示すFABP1をマウス肝臓で強制発現させた。ヒトFABP1遺伝子をコードするcDNAをアデノウイルスシャトルベクターであるpENTR-1Aベクター(life technologies社)にクローニングした。作製したpENTR-FABP1とアデノウイルスベクターであるpAd/CMV/V5-DESTベクター(life technologies社)をLR clonaseを用いて相同組換えしpAd-FABP1を作製した。pAd-FABP1を制限酵素PacIで消化しlinealizeした後、Lipofectamine 2000を用いて293A細胞にトランスフェクションし、FABP1発現アデノウイルスを産生させた。得られたウイルス粒子を293A細胞にさらに数回再感染させて増幅した後、塩化セシウム密度勾配超遠心法にてウイルス粒子を精製した。アデノウイルスベクターは尾静脈より注入した場合には殆ど全てが肝臓にてトラップされるため効率的に肝臓にて遺伝子を発現させることができる。マウスを麻酔後、作製したFABP1発現アデノウイルスを尾静脈に注入し肝臓にてFABP1を発現させた。ウイルス投与一週間後にマウスを解剖した。
1. FABP1 Forced Expression in Liver (1) Method FABP1 showing liver-specific expression was forcedly expressed in mouse liver by the following method. The cDNA encoding the human FABP1 gene was cloned into the pENTR-1A vector (life technologies), which is an adenovirus shuttle vector. The prepared pENTR-FABP1 and the adenovirus vector pAd / CMV / V5-DEST vector (life technologies) were homologously recombined using LR clonase to prepare pAd-FABP1. pAd-FABP1 was digested with the restriction enzyme PacI and linearized, and then transfected into 293A cells using Lipofectamine 2000 to produce FABP1-expressing adenovirus. The resulting virus particles were amplified by reinfection several more times with 293A cells, and then the virus particles were purified by cesium chloride density gradient ultracentrifugation. When adenoviral vectors are injected from the tail vein, almost all are trapped in the liver, so that genes can be efficiently expressed in the liver. After anesthetizing the mouse, the prepared FABP1-expressing adenovirus was injected into the tail vein to express FABP1 in the liver. Mice were dissected one week after virus administration.
(2)結果
図2に示す通り、コントロール(左)に比べFABP1を発現させた肝臓(右)では脂肪蓄積(原図では赤い部分が脂肪)が増加し脂肪肝が誘発された。即ち、FABP3だけでなく、FABP1でも脂肪肝が誘発されることが示された。試験後のマウスから肝臓を摘出し、肝臓重量と中性脂肪量を調べたところ、FABP1発現によって肝臓重量及び中性脂肪量が増加していた(図3)。つまり、FABP1の発現が肝肥大(脂肪蓄積と肝臓の負担増加)を促進した。即ち、肝臓でFABPの発現を上げると肝臓中の脂肪が減少し、脂肪肝になることが示された。以上の結果より、FABP1が肝臓の脂肪蓄積を制御する働きを持つことが示唆された。このことから、逆に肝臓でのFABP1発現を減少させると肝臓中の脂肪が減少し、脂肪肝が改善することが期待された。
(2) Results As shown in FIG. 2, in the liver (right) in which FABP1 was expressed as compared to the control (left), fat accumulation (red portion in the original figure is fat) increased and fatty liver was induced. That is, it was shown that fatty liver is induced not only by FABP3 but also by FABP1. When the liver was removed from the mouse after the test and the liver weight and the amount of triglyceride were examined, the liver weight and triglyceride amount were increased by the expression of FABP1 (FIG. 3). In other words, FABP1 expression promoted liver hypertrophy (fat accumulation and increased liver burden). That is, it was shown that when the expression of FABP in the liver was increased, fat in the liver decreased, resulting in fatty liver. These results suggest that FABP1 has a function to control liver fat accumulation. From this, conversely, decreasing FABP1 expression in the liver was expected to reduce fat in the liver and improve fatty liver.
2.FABP1の抑制による効果
FABP1の抑制が脂肪肝の改善に有効であるか否かを検討することにした。具体的にはアンチセンス薬剤によりFABP1を抑制した場合の効果・影響を調べた。
(1)方法
2種類のアンチセンス核酸(siFABP1-A: CUUGAGUUACCUCUGUGUUAG(配列番号3)、siFABP1-B: CCUCUGUGUUAGUGGUUAUGG(配列番号4))を設計した(図4)。これらのsiRNAを発現させるshDNA(配列番号5、6)を作製した。作製したshDNAをアデノウイルスシャトルベクターであるpENTR-U6ベクター(life technologies社)に連結しpENTR-siFABP-A,Bを作製した。FABP1効果を検討するために、本ベクターをFABP1と共にGFPを発現するpIRES2-FABP-GFPをHeLa細胞にコトランスフェクションした。高いFABP1発現抑制効果の見られたpENTR-siFABP-AとアデノウイルスベクターであるpAd/BLOCK-iT/DESTベクターをLR clonaseを用いて相同組換えし、pAd-siFABP1を作製した。これを制限酵素PacIで消化しlinealizeした後、Lipofectamine 2000を用いて293A細胞にトランスフェクションし、FABP1抑制アデノウイルスを産生させた。得られたウイルス粒子を293A細胞にさらに数回再感染させて増幅した後、塩化セシウム密度勾配超遠心法にてウイルス粒子を精製した。マウスを麻酔後、FABP1抑制アデノウイルスを尾静脈に注入しsiFABP1を肝臓にて発現させた。アデノウイルス投与一週間後にマウスを解剖した。
2. Effect of suppressing FABP1
We decided to investigate whether inhibition of FABP1 is effective in improving fatty liver. Specifically, the effect and influence when FABP1 was suppressed with an antisense drug were investigated.
(1) Method
Two types of antisense nucleic acids (siFABP1-A: CUUGAGUUACCUCUGUGUUAUA (SEQ ID NO: 3), siFABP1-B: CCUCUGUGUUAGUGGUUAUGG (SEQ ID NO: 4)) were designed (FIG. 4). ShDNAs (SEQ ID NOs: 5 and 6) for expressing these siRNAs were prepared. The prepared shDNA was ligated to pENTR-U6 vector (life technologies), which is an adenovirus shuttle vector, to prepare pENTR-siFABP-A, B. In order to examine the FABP1 effect, this vector was co-transfected into HeLa cells with pIRES2-FABP-GFP expressing GFP together with FABP1. The pENTR-siFABP-A, which showed a high FABP1 expression inhibitory effect, and the adenovirus vector pAd / BLOCK-iT / DEST vector were homologously recombined using LR clonase to prepare pAd-siFABP1. This was digested with the restriction enzyme PacI and linealized, and then transfected into 293A cells using Lipofectamine 2000 to produce FABP1-suppressed adenovirus. The resulting virus particles were amplified by reinfection several more times with 293A cells, and then the virus particles were purified by cesium chloride density gradient ultracentrifugation. After anesthesia of the mouse, FABP1-suppressing adenovirus was injected into the tail vein to express siFABP1 in the liver. Mice were dissected one week after adenovirus administration.
(2)結果
図5に示す通り、siFABP1-Aの使用によって蛍光の大幅な低下(高いFABP1抑制効果)が認められた。そこで、アデノウイルスを用いてsiFABP1-Aを高脂肪食摂食により肥満を呈した肥満マウス(C57 black/6J)の肝臓へ投与した。投与1週間後の結果を図6に示す。コントロール(左)が脂肪肝を呈しているのに対して、siFABP1-A投与マウス(右)では脂肪肝が劇的に改善した。試験後のマウスから肝臓を摘出し、肝臓重量と中性脂肪量を調べたところ、siFABP1-A投与マウスでは、肝臓重量の低位化(肝臓肥大の改善)と肝臓中中性脂肪量の減少が見られた(図7)。即ち、FABP1の発現を抑制する核酸(siFABP1-A)によって脂肪肝が改善することが実証された。
(2) Results As shown in FIG. 5, the use of siFABP1-A resulted in a significant decrease in fluorescence (high FABP1 inhibitory effect). Therefore, siFABP1-A was administered to the liver of obese mice (C57 black / 6J) who became obese by eating a high fat diet using adenovirus. The results one week after administration are shown in FIG. The control (left) exhibited fatty liver, whereas the siFABP1-A-treated mouse (right) dramatically improved fatty liver. When the liver was removed from the mouse after the test and the liver weight and triglyceride were examined, the siFABP1-A-treated mice showed a decrease in liver weight (improvement of liver enlargement) and a decrease in triglyceride in the liver. It was seen (Figure 7). That is, it was demonstrated that the fatty liver is improved by a nucleic acid (siFABP1-A) that suppresses the expression of FABP1.
3.まとめ
以上の通り、FABP1を抑制するという戦略が脂肪肝の改善に有効であることが判明した。この戦略には、(i)従来技術のように治療法が患者の意思・生活に左右されないこと、(ii)従来技術と比較して強力な脂肪肝治療効果が期待できること、(iii)従来技術では数カ月を要するのに対して、短期間での効果が期待されること、(iv)FABPは組織特異的な発現を示すため、FABP1に特異的な阻害剤は他臓器に与える影響が少ないと考えられること、(v)FABPは分子的に最下層にあるため、機能抑制による副作用が少ないと考えられること、等の利点があり、臨床応用が大いに期待される。
3. Summary As described above, it was found that the strategy of suppressing FABP1 is effective in improving fatty liver. This strategy includes (i) that the treatment method is not affected by the patient's will and life as in the prior art, (ii) that it can be expected to have a powerful fatty liver treatment effect compared to the prior art, and (iii) the prior art In contrast, it takes several months, but a short-term effect is expected. (Iv) FABP shows tissue-specific expression, so an inhibitor specific to FABP1 has little effect on other organs. (V) Since FABP is molecularly at the lowest layer, it has advantages such as being considered to have few side effects due to function suppression, and clinical application is greatly expected.
本発明によれば、肝臓内において脂溶性物質の輸送を担う脂肪酸結合タンパク質の発現又は機能の制限により、脂肪肝を予防又は改善できる。即ち、脂肪肝を標的とした新たな治療法が提供される。 According to the present invention, fatty liver can be prevented or improved by limiting the expression or function of a fatty acid binding protein responsible for transporting a fat-soluble substance in the liver. That is, a new treatment method targeting fatty liver is provided.
この発明は、上記発明の実施の形態及び実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。本明細書の中で明示した論文、公開特許公報、及び特許公報などの内容は、その全ての内容を援用によって引用することとする。 The present invention is not limited to the description of the embodiments and examples of the invention described above. Various modifications may be included in the present invention as long as those skilled in the art can easily conceive without departing from the description of the scope of claims. The contents of papers, published patent gazettes, patent gazettes, and the like specified in this specification are incorporated by reference in their entirety.
配列番号3:人工配列の説明:siFABP1-A
配列番号4:人工配列の説明:siFABP1-B
配列番号5:人工配列の説明:FABP1-shDNA-A
配列番号6:人工配列の説明:FABP1-shDNA-B
Sequence number 3: Description of artificial sequence: siFABP1-A
SEQ ID NO: 4: Description of artificial sequence: siFABP1-B
SEQ ID NO: 5: Description of artificial sequence: FABP1-shDNA-A
SEQ ID NO: 6: Description of artificial sequence: FABP1-shDNA-B
Claims (13)
(a)FABP1遺伝子を標的とするsiRNA;
(b)FABP1遺伝子を標的とするsiRNAを細胞内で生成する核酸コンストラクト;
(c)FABP1遺伝子の転写産物を標的とするアンチセンス核酸;
(d)FABP1遺伝子の転写産物を標的とするリボザイム。 The preventive / ameliorating agent according to claim 1, wherein the compound is a compound selected from the group consisting of the following (a) to (d):
(a) siRNA targeting the FABP1 gene;
(b) a nucleic acid construct that generates siRNA targeting the FABP1 gene in a cell;
(c) an antisense nucleic acid that targets the transcript of the FABP1 gene;
(d) A ribozyme that targets the transcript of the FABP1 gene.
(1)FABP1に対して、被験物質の存在下、FABP1の脂肪酸結合ポケットに結合するプローブを接触させるステップ;
(2)FABP1に対する前記プローブの結合を検出するステップ;及び
(3)検出結果に基づき被験物質の有効性を判定するステップであって、FABP1と前記プローブの結合の低下が有効性の指標となるステップ。 The screening method according to claim 5, comprising the following steps (1) to (3):
(1) contacting FABP1 with a probe that binds to a fatty acid binding pocket of FABP1 in the presence of a test substance;
(2) a step of detecting the binding of the probe to FABP1; and (3) a step of determining the effectiveness of the test substance based on the detection result, wherein a decrease in the binding of FABP1 and the probe is an index of effectiveness. Step.
(i)FABP1と、FABP1の脂肪酸結合ポケットに結合するプローブとの複合体に対して被験物質を接触させるステップ;
(ii)FABP1に対する前記プローブの結合を検出するステップ;及び
(iii)検出結果に基づき被験物質の有効性を判定するステップであって、FABP1と前記プローブの結合の低下が有効性の指標となるステップ。 The screening method according to claim 5, comprising the following steps (i) to (iii):
(I) contacting the test substance with a complex of FABP1 and a probe that binds to the fatty acid binding pocket of FABP1;
(Ii) detecting the binding of the probe to FABP1; and (iii) determining the effectiveness of the test substance based on the detection result, wherein a decrease in the binding of FABP1 and the probe is an index of effectiveness Step.
(I)FABP1遺伝子のプロモーター領域と該プロモーター領域の制御下にあるレポーター遺伝子を含む核酸コンストラクトが導入された細胞に被験物質を接触させるステップ;
(II)レポーター遺伝子の発現を検出するステップ;及び
(III)検出結果に基づき被験物質の有効性を判定するステップであって、レポーター遺伝子の発現の低下が有効性の指標となるステップ。 The screening method according to claim 5, comprising the following steps (I) to (III):
(I) a step of bringing a test substance into contact with a cell into which a nucleic acid construct containing a promoter region of the FABP1 gene and a reporter gene under the control of the promoter region has been introduced;
(II) detecting the expression of the reporter gene; and (III) determining the effectiveness of the test substance based on the detection result, wherein the decrease in the expression of the reporter gene is an indicator of effectiveness.
(A)FABP1が発現している細胞を被験物質の存在下で培養するステップ;
(B)前記細胞におけるFABP1の発現レベルを検出するステップ;及び
(C)検出結果に基づき被験物質の有効性を判定するステップであって、FABP1の発現レベルの低下が有効性の指標となるステップ。 The screening method according to claim 5, comprising the following steps (A) to (C):
(A) culturing cells expressing FABP1 in the presence of a test substance;
(B) detecting the expression level of FABP1 in the cell; and (C) determining the effectiveness of the test substance based on the detection result, wherein the decrease in the expression level of FABP1 is an index of effectiveness. .
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| WO2016194825A1 (en) * | 2015-05-29 | 2016-12-08 | シスメックス株式会社 | Method and reagent kit for measuring cholesterol uptake capacity of lipoproteins |
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