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POLYPEPTIDES HAVING NEUREGULIN 1α-LIKE ACTIVITY AND PHARMACEUTICAL COMPOSITIONS FOR TREATING DIABETES

Patent code P180015279
Posted date Sep 21, 2018
Application number P2017-026742
Publication number P2018-131413A
Date of filing Feb 16, 2017
Date of publication of application Aug 23, 2018
Inventor
  • (In Japanese)合田 亘人
  • (In Japanese)新井 理智
  • (In Japanese)大野 友美絵
Applicant
  • (In Japanese)学校法人早稲田大学
Title POLYPEPTIDES HAVING NEUREGULIN 1α-LIKE ACTIVITY AND PHARMACEUTICAL COMPOSITIONS FOR TREATING DIABETES
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide agents for preventing or treating diabetes with a completely new action mechanism through a study of genes activated by ingestion of high fat high sugar diet and the role of proteins expressed by the genes in onset and pathological conditions of diabetes.
MEANS FOR SOLVING THE PROBLEM: The inventors have studied the genes activated by ingestion of high fat, high sugar diet to find that type I neuregulin 1α is associated with onset and pathological conditions of diabetes and clarified the physiological activity of neuregulin 1α. The inventors have also prepared expression vectors for neuregulin 1α or recombinant polypeptides having a neuregulin 1α-like activity to find that they exhibit in vivo glucose tolerance-improving effect in diabetes model animals, hepatic sugar metabolism-improving effect, further proliferation-stimulating effect for β cells in the Langerhans island that leads to enhanced insulin secretion from β cells. Thus, the invention provides pharmaceutical compositions comprising them as an effective ingredient for preventing or treating diabetes.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

糖尿病は高血糖を主徴とする疾患であり、我が国をはじめとし、世界中で罹患者の非常に多い疾患として知られている。国際糖尿病連合(IDF)によると糖尿病罹患者は、2015年において4億1500万人に上り、今後も増加し2040年には6億4000万人以上になることが予想されている。血糖を下げるホルモンであるインスリンは膵臓のランゲルハンス島内にあるβ細胞から分泌され血糖を正常に保つ役割を有する。しかし、糖尿病患者ではインスリンの作用不足により高血糖を呈する。この高血糖状態が持続すると、神経障害、網膜症、慢性腎不全などの合併症を引き起こすことや癌罹患率の上昇などにより健康寿命が著しく低下することが知られている(非特許文献1)。

糖尿病は大きく1型と2型に分類される。前者は自己免疫疾患であり、膵島のβ細胞が免疫細胞により破壊されることでインスリン分泌不全に陥り、糖尿病を発症する。後者は生活習慣病の1つとして位置づけられ、インスリン抵抗性とインスリン分泌不足によって引き起こされる疾患である。

現在の治療法は1型糖尿病ではインスリン投与を基本として、食事療法や運動療法、2型糖尿病では、食事療法や運動療法、薬物療法がある。2型糖尿病に対する薬物療法の第一選択薬はAMPK(AMP-activated protein kinase A)を活性化することで肝臓の糖新生の抑制や筋肉における糖取り込みを促進するメトホルミンである(非特許文献2、3)。また、PPARγのアゴニストであるチアゾリジン薬は脂肪細胞の分化を促進することでインスリン抵抗性を改善し、脂肪細胞における糖取り込みを促進する(非特許文献4)。また、SU(sulfonylurea)薬はカリウムチャネルに働きかけ膵β細胞の脱分極を促進することでインスリン分泌を増強する(非特許文献5)。この他にも近年、小腸から分泌されるインクレチンを標的とした薬剤も存在する。インクレチンは膵β細胞のcAMP(cyclic-AMP)、Epac2経路を活性化させることでインスリン分泌を促進する。インクレチンは血中における半減期が非常に短いため、その分解酵素であるDPP4(Dipeptidyl Peptidase-4)の阻害薬やインクレチンの半減期を長期化したタンパク質製剤であるGLP1(Glucagon like peptide 1) 受容体作動薬が存在する(非特許文献6、7)。また、腎臓において糖は一旦排出された後に近位尿細管に存在するSGLT2(sodium glucose transporter 2)を介して血中に再吸収される。SGLT2阻害薬は尿からの糖の再吸収を阻害することで、尿中への糖排出を促進する薬剤である(非特許文献8、9)。しかしながら、このように、糖尿病の薬剤は複数存在するものの、根本的な治療には至っていない。

一方、ニューレグリン1(Nrg1)はヒト、マウス共に8番染色体に位置する遺伝子である。Nrg1ファミリーは生理活性を有するEGF様ドメインが共通に存在する一方、そのN末には6つの異なるエクソン(開始コドン)からコードされる領域を有するスプライシングバリアントが多数報告されている。EGF様ドメインは少なくともEGF様α(EGF-like α)とEGF様β(EGF-like β)の2種類が存在することが知られている(非特許文献10)。また、EGF様ドメインの直後には切断酵素によって認識される配列を含むエクソンが存在し、膜貫通ドメイン、細胞内ドメインと続く(図1)。このように、ヒトNrg1には少なくとも12以上のスプライシングバリアントが存在し、臓器特異性があることが知られている。Uniprot (http://www.uniprot.org/) によると、I型Nrg1αは乳房、卵巣、精巣、前立腺、心臓、骨格筋、肝臓、腎臓、小腸、脳に発現しており、I型Nrg1βは主に脳や神経、脊髄に発現している。また、II型Nrg1βは骨格筋、脳、心臓、肺、肝臓、腎臓において発現が認められる。III型Nrg1βは神経系特異的であること、またIV型Nrg1は脳特異的なアイソフォームであることが知られている。この情報と一致して、アフリカツメガエルにおいても、脳ではIg-Nrg1β(I型Nrg1βまたII型Nrg1β)やIII型Nrg1βの発現が、肝臓や小腸においてはIg-Nrg1αの発現が報告されている。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、ニューレグリン1α様活性を有するポリペプチド、該ポリペプチドを発現するベクター、これらを活性成分とする糖尿病の予防又は治療のための医薬組成物に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
ニューレグリン1αのEGFドメイン及びαドメインを有するニューレグリン1αEGF様ドメインを含むことを特徴とする組換えポリペプチド。

【請求項2】
 
前記組換えポリペプチドが、
(i) 配列番号1~4に示されるアミノ酸配列を有するポリペプチド;
(ii) 配列番号1~4に示されるアミノ酸配列のいずれか1つ又は複数個のアミノ酸を置換、欠失若しくは付加したアミノ酸配列を有し、かつ、ニューレグリン1α様活性を有するタンパク質;又は、
(iii) 配列番号1~4に示されるアミノ酸配列のいずれか1つと80%以上の同一性を有するアミノ酸配列を有し、かつ、ニューレグリン1α様活性を有するポリペプチド;
であることを特徴とする請求項1に記載の組換えポリペプチド。

【請求項3】
 
前記ニューレグリン1α様活性が、EGF様活性、Mpc1遺伝子発現抑制活性、Mpc2遺伝子発現抑制活性、ERBB3のリン酸化促進活性、PEPCKタンパク質発現抑制活性、G6Paseタンパク質発現抑制活性、転写因子FOXO1の核内発現量抑制活性、肝臓におけるAktリン酸化促進活性、肝糖新生抑制活性、ランゲルハンス氏島におけるβ細胞に対する増殖活性とそれに伴うβ細胞からのインスリン分泌増強活性、耐糖能改善活性、インスリン抵抗性改善活性、又は、糖代謝改善作用の少なくとも1つから選択されることを特徴とする、請求項1又は2に記載の組換えポリペプチド。

【請求項4】
 
請求項1~3のいずれか1項に記載の組換えポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含むことを特徴とする発現ベクター。

【請求項5】
 
前記ポリヌクレオチドが、
(i) 配列番号5~8で表される核酸配列を有する、
(ii) 配列番号5~8に示される核酸配列のいずれか1つ又は複数個のアミノ酸を置換、欠失若しくは付加した核酸配列を有する核酸配列を有し、かつ、該核酸配列が翻訳されたポリペプチドがニューレグリン1α様活性を有する;又は、
(iii) 配列番号5~8に示される核酸配列のいずれか1つと80%以上の同一性を有する核酸配列を有し、かつ、該核酸配列が翻訳されたポリペプチドがニューレグリン1α様活性を有する;
ことを特徴とする、請求項4に記載の発現ベクター。

【請求項6】
 
請求項4又は5に記載の発現ベクターを有することを特徴とする宿主細胞。

【請求項7】
 
請求項1~3の組換えポリペプチド又は請求項5~6の発現ベクターを含有することを特徴とする、糖尿病の予防又は治療のための医薬組成物。

【請求項8】
 
前記糖尿病が、糖尿病前症、1型糖尿病、2型糖尿病、インスリン抵抗性糖尿病又はグルコース不耐性糖尿病から選択されることを特徴とする請求項7に記載の医薬組成物。

【請求項9】
 
請求項1~3に記載のポリペプチド又は請求項4~5に記載の発現ベクターと、他の1つ以上の糖尿病治療薬とを組み合わせることを特徴とする、糖尿病の予防又は治療のための組合せ医薬組成物。

【請求項10】
 
前記糖尿病治療薬が、メトホルミン、フェンホルミン、スルホニル尿素、グリニド、DPP-IV阻害剤、グリタゾン、シタグリプチンリン酸塩、ビルダグリプチン、サキサグリプチン、アログリプチン安息香酸塩、リナグリプチン、テネリグリプチン、ジェミグリプチン、エクセナチド及びリラグルチド、グリクラジド、カルブタミド、グリベンクラミド、インスリン又はインスリン類似体からなる群から選択される少なくとも1つであることを特徴とする請求項9に記載の組合せ医薬組成物。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2017026742thum.jpg
State of application right Published
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