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JP2008509153A - Combination therapy using transferrin fusion protein containing GLP-1 - Google Patents

Combination therapy using transferrin fusion protein containing GLP-1 Download PDF

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JP2008509153A JP2007525008A JP2007525008A JP2008509153A JP 2008509153 A JP2008509153 A JP 2008509153A JP 2007525008 A JP2007525008 A JP 2007525008A JP 2007525008 A JP2007525008 A JP 2007525008A JP 2008509153 A JP2008509153 A JP 2008509153A
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ホメイユーン サデギ,
クリストファー プライアー,
デイヴィッド, ジェー. バランス,
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バイオレクシス ファーマシューティカル コーポレイション
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Abstract

本発明は、トランスフェリン融合タンパク質とDPP−IV阻害剤及び/又は中性エンドペプチダーゼ(NEP)阻害剤とを含む併用療法を提供する。トランスフェリン融合タンパク質は、糖尿病などの疾患の治療において有用な治療用ポリペプチド又はペプチドを含む。
【選択図】 なし
The present invention provides a combination therapy comprising a transferrin fusion protein and a DPP-IV inhibitor and / or a neutral endopeptidase (NEP) inhibitor. Transferrin fusion proteins include therapeutic polypeptides or peptides useful in the treatment of diseases such as diabetes.
[Selection figure] None

Description

関連出願Related applications

[0001]本出願は、その全体が参照により本明細書に組み入れられる2004年8月3日に出願された米国特許仮出願第60/598,031号の利益を主張する。   [0001] This application claims the benefit of US Provisional Application No. 60 / 598,031, filed Aug. 3, 2004, which is incorporated herein by reference in its entirety.

[0002]本出願は、2003年3月4日に出願された米国特許出願第10/378,094号の一部継続出願である、2003年8月28日に出願されたPCT/US03/26818の一部継続出願に関係し、これらのいずれもその全体が参照により本明細書に組み入れられる。   [0002] This application is a continuation-in-part of US patent application Ser. No. 10 / 378,094 filed Mar. 4, 2003, PCT / US03 / 26818 filed Aug. 28, 2003. All of which are hereby incorporated by reference in their entirety.

発明の分野Field of Invention

[0003]本発明は、治療的なin vivo実効半減期が延長したインスリン分泌促進ペプチドを含むトランスフェリン融合タンパク質に関係する。本発明はまた、DPP−IV阻害剤及び/又は中性エンドペプチダーゼ阻害剤(NEP)とインスリン分泌促進ペプチドを用いた併用療法にも関する。   [0003] The present invention relates to a transferrin fusion protein comprising an insulin secretagogue peptide with an extended therapeutic in vivo effective half-life. The present invention also relates to a combination therapy using a DPP-IV inhibitor and / or a neutral endopeptidase inhibitor (NEP) and an insulin secretagogue peptide.

プロテアーゼ
[0004]タンパク質分解酵素は、タンパク質の代謝回転及びプロセシングを調節することによって、細胞の増殖、分化及びシグナル伝達プロセスなどの生理学的プロセスを調節する際に重要な役割を果たしている。タンパク質分解酵素は、タンパク分解を通じて、重要な構造タンパク質、酵素及び調節タンパク質のレベルを制御する。増大又は低減された、未制御なタンパク質分解酵素活性が、炎症、癌、動脈硬化症及び変性障害を含めて、様々な疾患状態に関連づけられている。
Protease
[0004] Proteolytic enzymes play an important role in regulating physiological processes such as cell proliferation, differentiation and signal transduction processes by regulating protein turnover and processing. Proteolytic enzymes control the levels of important structural proteins, enzymes and regulatory proteins through proteolysis. Increased or decreased, uncontrolled proteolytic enzyme activity has been linked to various disease states, including inflammation, cancer, arteriosclerosis and degenerative disorders.

[0005]国際生化学分子生物学連合(IUBMB)は、ペプチド結合加水分解酵素のサブセット(サブクラスE.C3.4.)に対して「ペプチダーゼ」という用語の使用を推奨した。広く使用されているプロテアーゼという用語は、ペプチダーゼと同義である。ペプチダーゼは、2つのグループの酵素、すなわちエンドペプチダーゼ及びエキソペプチダーゼを含み、これらはタンパク質内部の箇所でペプチド結合を切断し、かつそれぞれN末端又はC末端のいずれかから逐次的にアミノ酸配列を除去する。プロテイナーゼという用語は、エンドペプチダーゼと同義である。タンパク質分解酵素は、触媒作用の機序に従って分類される。4種の機構的なクラス、すなわちセリンプロテアーゼ、システインプロテアーゼ、アスパラギン酸プロテアーゼ及びメタロプロテアーゼがIUBMBによって認識されている。   [0005] The International Union of Biochemical Molecular Biology (IUBMB) recommended the use of the term "peptidase" for a subset of peptide bond hydrolases (subclass E.C3.4.). The widely used term protease is synonymous with peptidase. Peptidases comprise two groups of enzymes, endopeptidases and exopeptidases, which cleave peptide bonds at sites within the protein and sequentially remove amino acid sequences from either the N-terminus or C-terminus, respectively. . The term proteinase is synonymous with endopeptidase. Proteolytic enzymes are classified according to the mechanism of catalysis. Four mechanistic classes are recognized by IUBMB: serine protease, cysteine protease, aspartic protease and metalloprotease.

[0006]セリンプロテアーゼは、タンパク質切断のための活性触媒部位中にセリン残基を含む、タンパク質分解酵素の大きなファミリーである。これらは遍在し、ウイルス、細菌及び真核生物中で発見されている。セリンプロテアーゼは多様な基質特異性を有し、かつこれらの特異性に基づいてサブファミリーに細分され得る。セリンプロテアーゼには20を超えるサブファミリーがあり、6種の群(clan)(SA、SB、SC、SE、SF及びSG)に分類されている。   [0006] Serine proteases are a large family of proteolytic enzymes that contain serine residues in the active catalytic site for protein cleavage. These are ubiquitous and have been found in viruses, bacteria and eukaryotes. Serine proteases have diverse substrate specificities and can be subdivided into subfamilies based on these specificities. Serine proteases have more than 20 subfamilies and are classified into 6 groups (SA, SB, SC, SE, SF and SG).

[0007]プロリルオリゴペプチダーゼは、SC群に分類されたセリンプロテアーゼである。これは、プロリン含有ペプチドをプロリン残基のカルボキシル側で加水分解する。おそらくは、これは、ペプチドホルモン及びニューロペプチドの成熟及び分解に関与しているようである(Wilk他 1983年 Life Sci.33、2149〜2157頁)。プロリルオリゴペプチダーゼの例としては、ジペプチジルペプチダーゼIV(DPP−IV)、ジペプチジルペプチダーゼII(DPP−II)、線維芽細胞活性化タンパク質及びプロリルオリゴペプチダーゼが挙げられる。これらの酵素は、異なる特異性を示す。   [0007] Prolyl oligopeptidases are serine proteases classified into the SC group. This hydrolyzes the proline-containing peptide on the carboxyl side of the proline residue. Perhaps this is involved in the maturation and degradation of peptide hormones and neuropeptides (Wilk et al., 1983 Life Sci. 33, 2149-2157). Examples of prolyl oligopeptidases include dipeptidyl peptidase IV (DPP-IV), dipeptidyl peptidase II (DPP-II), fibroblast activation protein, and prolyl oligopeptidase. These enzymes show different specificities.

[0008]プロリンは、多数のペプチドホルモン中に存在する。これは、これらのペプチドの立体構造及び安定性などの、これらのペプチドの構造的特性を決定し、非特異的なプロテアーゼによる分解を防いでいる。プロリン結合を攻撃するいくつかのペプチダーゼが存在する。これらのペプチダーゼは、X−Pro又はPro−X結合の切断だけでなく、対応するアラニル結合の分解にも低い活性で関与している。プロリンを含む配列に対して著しく特異的な作用を有するペプチダーゼは、それらのうちのいくつかが天然ペプチド基質の生物活性の調節に関係があるとされているため、医薬品化学の魅力的な標的である。例えば、DPP−IVは、グルカゴン様ペプチド−1(GLP−1)レベルの調節を通じて糖尿病の治療に関係している。DPP−IV活性は、関節リウマチ、多発性硬化症、グレーブス病及び橋本甲状腺炎、サルコイドーシス、並びに癌などの様々な疾患において増大している。DPP−IV活性はまた、AIDS、ダウン症候群、食欲不振症/過食症、妊娠及び低ガンマグロブリン血症においても増大している。   [0008] Proline is present in many peptide hormones. This determines the structural properties of these peptides, such as their conformation and stability, and prevents degradation by non-specific proteases. There are several peptidases that attack proline binding. These peptidases are involved with low activity not only in the cleavage of X-Pro or Pro-X bonds, but also in the degradation of the corresponding alanyl bonds. Peptidases with remarkably specific effects on sequences containing proline are attractive targets for medicinal chemistry because some of them are implicated in the regulation of biological activity of natural peptide substrates. is there. For example, DPP-IV has been implicated in the treatment of diabetes through the regulation of glucagon-like peptide-1 (GLP-1) levels. DPP-IV activity is increased in various diseases such as rheumatoid arthritis, multiple sclerosis, Graves' disease and Hashimoto's thyroiditis, sarcoidosis, and cancer. DPP-IV activity is also increased in AIDS, Down's syndrome, anorexia / bulimia, pregnancy and hypogammaglobulinemia.

DPP−IVを含むジペプチジルペプチダーゼ
[0009]ジペプチジルアミノペプチダーゼ活性は、ペプチド、ポリペプチド及びタンパク質のN末端からのジペプチドの除去を触媒するペプチダーゼ活性である。一般に、ジペプチジルアミノペプチダーゼは、ペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質の置換されていないN末端アミノ基からジペプチドXY(式中、X及びYは任意のアミノ酸残基を表す)を切断することができる。ジペプチジルペプチダーゼ(DPP)の例としては、ジペプチジルペプチダーゼI(DPP−I)、ジペプチジルペプチダーゼII(DPP−II)、ジペプチジルペプチダーゼIII(DPP−III)及びジペプチジルペプチダーゼ(DPP−IV)が挙げられる。
Dipeptidyl peptidase containing DPP-IV
[0009] Dipeptidyl aminopeptidase activity is peptidase activity that catalyzes the removal of dipeptides from the N-terminus of peptides, polypeptides and proteins. In general, dipeptidyl aminopeptidases can cleave dipeptide XY (where X and Y represent any amino acid residue) from an unsubstituted N-terminal amino group of a peptide, polypeptide, or protein. Examples of dipeptidyl peptidase (DPP) include dipeptidyl peptidase I (DPP-I), dipeptidyl peptidase II (DPP-II), dipeptidyl peptidase III (DPP-III) and dipeptidyl peptidase (DPP-IV). Can be mentioned.

[0010]カテプシンCとしても知られているDPP−Iは、大半の組織で発現されるリソソームのシステインプロテアーゼである。DPP−Iは、活性化型細胞障害性リンパ球の顆粒中でもっぱら発現される中性セリンプロテアーゼであるグランザイムのプロセシングに関係があるとされている。DPP−IIは、リソソーム中に存在するセリンプロテアーゼである。DPP−IVと同様に、これはプロリンを含有するペプチド結合を切断する。実際に、DPP−IIはDPP−IVに類似した基質特異性を有するが、酸性pHでのみ活性である。ジペプチジルペプチダーゼIII(DPP−III)はメタロプロテアーゼである。   [0010] DPP-I, also known as cathepsin C, is a lysosomal cysteine protease that is expressed in most tissues. DPP-I has been implicated in the processing of granzyme, a neutral serine protease that is exclusively expressed in granules of activated cytotoxic lymphocytes. DPP-II is a serine protease present in lysosomes. Similar to DPP-IV, it cleaves peptide bonds containing proline. Indeed, DPP-II has a substrate specificity similar to DPP-IV, but is only active at acidic pH. Dipeptidyl peptidase III (DPP-III) is a metalloprotease.

[0011]DPP−IVは、セリンプロテアーゼモチーフGWSYGを含み、かつ広範な基質特異性を有するセリンプロテアーゼである。これは、アミノ末端から順にペプチドを加水分解して、アミノ酸を遊離させる。しかし、加水分解は、プロリンの手前のアミノ酸残基に到達すると終結する。結果として、X−Pro−Y−(X及びYは任意のアミノ酸である)の結合を有するペプチドは切断されて、X−Pro及びY−を生じる。DPP−IVはまた、末端から2番目の位置にアラニンを有するジペプチドも切断すると考えられるが、プロリンを有するジペプチドより効果は低い(Yaron他、1993年 Crit.Rev.Biochem.Mol.Biol.28:31〜81頁)。この酵素はまた、他の配列も切断すると考えられるが、効率はさらに低い。   [0011] DPP-IV is a serine protease that contains the serine protease motif GWSYG and has a wide range of substrate specificities. This hydrolyzes the peptide in order from the amino terminus to liberate amino acids. However, hydrolysis is terminated when the amino acid residue before proline is reached. As a result, peptides with X-Pro-Y- (X and Y are any amino acids) bonds are cleaved to yield X-Pro and Y-. DPP-IV is also thought to cleave a dipeptide having an alanine in the second position from the end, but is less effective than a dipeptide having a proline (Yaron et al., 1993 Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. 28: 31-81). This enzyme is also thought to cleave other sequences, but is less efficient.

[0012]DPP−IVは、ペプチド基質のN末端配列の末端から2番目の位置にプロリン又はアラニンを有する生物活性ペプチドのN末端からジペプチドを遊離させる際に極めて特異的であることが示された。DPP−IVに対する多数の潜在的なペプチド基質が同定された。DPP−IV基質には、ペプチドホルモン及びケモカインが含まれる。いくつかのペプチドホルモンの例は、エンドモルフィン−2、GLP−1、GLP−2、胃抑制ペプチド(GIP)、ニューロペプチドY、成長ホルモン放出ホルモン(GHRH)及びサブスタンスPであり、またいくつかのケモカインの例は、RANTES、GCP−2、SDF−1α、SDF−2β、MDC、MCP−1、MCP−2及びMCP−3である。DPP−IIは、DPP−IVとほぼ同一の基質特異性を有する。   [0012] DPP-IV has been shown to be very specific in releasing dipeptides from the N-terminus of bioactive peptides having a proline or alanine in the second position from the end of the N-terminal sequence of the peptide substrate. . A number of potential peptide substrates for DPP-IV have been identified. DPP-IV substrates include peptide hormones and chemokines. Examples of some peptide hormones are endomorphin-2, GLP-1, GLP-2, gastric inhibitory peptide (GIP), neuropeptide Y, growth hormone releasing hormone (GHRH) and substance P, and several Examples of chemokines are RANTES, GCP-2, SDF-1α, SDF-2β, MDC, MCP-1, MCP-2 and MCP-3. DPP-II has approximately the same substrate specificity as DPP-IV.

DPP−IV及び糖尿病
[0013]インスリン依存性糖尿病(IDDM又はI型糖尿病)は、現在、患者へのインスリン投与によって治療されている。非インスリン依存性糖尿病(NIDDM又はII型糖尿病)は、食事療法、インスリン分泌を促進するためのスルホニル尿素の投与によって、又はグルコース取込みを増加させるビグアナイドを用いて治療される。抵抗性の個体はインスリン療法を必要とすることがある。標準療法では、インスリンを毎日静脈注射する必要があり、これにより急性の症状が治療されると考えられるが、長期の療法は、血管疾患及び神経損傷をもたらす。移植などの現代的な方法は高価であり、かつ危険を伴う外科的介入を必要とする。したがって、極めて効果的で低コストの糖尿病治療の代替手段を開発することが必要とされている。
DPP-IV and diabetes
[0013] Insulin dependent diabetes (IDDM or type I diabetes) is currently being treated by administering insulin to patients. Non-insulin dependent diabetes mellitus (NIDDM or type II diabetes) is treated by diet, administration of sulfonylureas to promote insulin secretion, or with biguanides that increase glucose uptake. Resistant individuals may require insulin therapy. Standard therapy requires daily intravenous injection of insulin, which would treat acute symptoms, but long-term therapy results in vascular disease and nerve damage. Modern methods such as transplantation are expensive and require risky surgical intervention. Therefore, there is a need to develop alternatives for the treatment of diabetes that are extremely effective and low cost.

[0014]近年、血中グルコースレベルを低下させるための標的として、DPP−IVへの関心が高まってきた。対象の血中のDPP−IV酵素又はDPP−IV様酵素活性を妨害するために阻害剤を使用すると、GIP、GLP−1、又はその類似体などの内因性又は外因的に投与されたインスリン分泌促進ペプチドの分解が減少する。GIP及びGLP−1は、膵臓によるグルコース誘導性のインスリン分泌を促進するホルモンであり、DPP−IVの基質である。具体的には、DPP−IVは、GLP−1のアミノ末端のHis−Alaジペプチドを除去して、膵島からのグルコース依存性のインスリン分泌を誘発することができないGLP−1−(9−36)−アミドを生成させるため、このようなDPP−IV又はDPP−IV様酵素活性をin vivoで阻害すると、哺乳類生物の病理学的状態において望まれない酵素活性が効果的に抑制されるであろう。   [0014] In recent years, there has been increased interest in DPP-IV as a target for lowering blood glucose levels. Using an inhibitor to interfere with DPP-IV enzyme or DPP-IV-like enzyme activity in a subject's blood, endogenous or exogenously administered insulin secretion such as GIP, GLP-1, or analogs thereof The degradation of the facilitating peptide is reduced. GIP and GLP-1 are hormones that promote glucose-induced insulin secretion by the pancreas and are substrates for DPP-IV. Specifically, DPP-IV is unable to remove the amino-terminal His-Ala dipeptide of GLP-1 and induce glucose-dependent insulin secretion from islets GLP-1- (9-36) -In vivo inhibition of such DPP-IV or DPP-IV-like enzyme activity to produce amides will effectively suppress unwanted enzyme activity in the pathological state of mammalian organisms. .

[0015]PCT/DE97/00820では、DPP−IV又はDPP−IV様酵素活性の阻害剤としてアラニルピロリジド及びイソロイシルチアゾリジドを開示している。DD296075では、ピロリジド及びイソロイシルチアゾリジド塩酸塩を開示している。米国特許第6548481号では、アミノ酸とチアゾリジン又はピロリジン基とから形成されるジペプチド化合物並びにそれらの塩に類似した阻害剤を開示している。これらはDPP−IV活性の機能的阻害剤であるが、ある種の患者又は疾患のある種の形態においてこれらの阻害剤を使用することは、問題となる可能性がある。これは、この酵素が非常に多様な生物活性ペプチドの活性化又は不活性化を司っているため、すなわちDPP−IV阻害剤が所望の標的GIP及びGLP−1に対する特異性を欠くためである。   [0015] PCT / DE97 / 00820 discloses alanyl pyrrolidide and isoleucyl thiazolidide as inhibitors of DPP-IV or DPP-IV-like enzyme activity. DD296075 discloses pyrrolizide and isoleucyl thiazolidide hydrochloride. US Pat. No. 6,548,481 discloses dipeptide compounds formed from amino acids and thiazolidine or pyrrolidine groups and inhibitors similar to their salts. Although these are functional inhibitors of DPP-IV activity, the use of these inhibitors in certain patients or certain forms of disease can be problematic. This is because this enzyme is responsible for the activation or inactivation of a great variety of bioactive peptides, ie DPP-IV inhibitors lack specificity for the desired targets GIP and GLP-1. .

改変による治療用ペプチドの保護
[0016]GIPやGLP−1などの治療用タンパク質及びペプチドがタンパク質分解酵素によって切断されるのを防ぐ別の方法は、タンパク質分解酵素への曝露を阻止するためにそれらのタンパク質及びペプチド自体を改変することである。タンパク質改変は、治療用ポリペプチドの安定性、循環時間及び生物活性を増大させることが示されている。アミノ酸及びペプチドを改変するいくつかの一般的な方法は、参照により本明細書に組み入れられるChemistry and Biochemistry of Amino Acids,Peptides,and Proteins−A Survey of Recent Developments(Weinstein,B.編、Marcel Dekker,Inc.出版、ニューヨーク 1983年)において開示されている。また、参照により本明細書に組み入れられるFrancisの総説論文(1992年 Focus on Growth Factors 3;4〜10頁(Mediscript、ロンドン))では、タンパク質改変及び融合タンパク質を説明している。
Protection of therapeutic peptides by modification
[0016] Another way to prevent therapeutic proteins and peptides such as GIP and GLP-1 from being cleaved by proteolytic enzymes is to modify those proteins and peptides themselves to prevent exposure to proteolytic enzymes It is to be. Protein modification has been shown to increase the stability, circulation time and biological activity of therapeutic polypeptides. Some general methods for modifying amino acids and peptides are described in Chemistry and Biochemistry of Amino Acids, Peptides, and Proteins-A Survey of Recipient Developments, edited by WeinD, MD. Inc. Publishing, New York (1983). Also, the review article by Francis (1992 Focus on Growth Factors 3; 4-10 (Mediscript, London)), incorporated herein by reference, describes protein modifications and fusion proteins.

[0017]組換えDNA技術及び自動化技術の進歩に伴い、現在では、短い、中程度の又は長い改変タンパク質を大量に容易に調製することができる。自動化ペプチド合成機、固体樹脂技術又は組換え技術を用いて、多数の小型の改変ポリペプチドホルモンを合成することができる。例えば、ジペプチジルペプチダーゼの改変された基質、例えばGLP−1、GIP、ニューロペプチドY及びブラジキニンなどDPP−IVの基質を、自動化ペプチド合成機を用いて大量に作製することができる。   [0017] With the advance of recombinant DNA technology and automation technology, short, medium or long modified proteins can now be easily prepared in large quantities. Numerous small modified polypeptide hormones can be synthesized using automated peptide synthesizers, solid resin technology or recombinant technology. For example, modified substrates of dipeptidyl peptidases, such as DPP-IV substrates such as GLP-1, GIP, neuropeptide Y and bradykinin, can be made in large quantities using an automated peptide synthesizer.

発明の概要Summary of the Invention

[0018]本発明は、プロテアーゼ切断の影響を受けやすい治療用ペプチド又はタンパク質を含むトランスフェリン融合タンパク質を提供する。本発明はまた、プロテアーゼ切断に感受性、抵抗性、又は部分的に抵抗性である治療用ペプチド又はタンパク質を含むトランスフェリン融合タンパク質も提供する。プロテアーゼは、DPP−IV又は中性エンドペプチダーゼ(NEP)でよい。さらに、本発明は、トランスフェリン融合タンパク質と、それだけには限らないがDPP−IV及び/又はNEPの阻害剤など第2の作用物質とを含む組成物も提供する。さらに、これらの組成物は、様々な疾患の治療において使用される薬剤組成物であり得る。   [0018] The present invention provides a transferrin fusion protein comprising a therapeutic peptide or protein that is susceptible to protease cleavage. The invention also provides a transferrin fusion protein comprising a therapeutic peptide or protein that is sensitive, resistant, or partially resistant to protease cleavage. The protease may be DPP-IV or neutral endopeptidase (NEP). The present invention further provides a composition comprising a transferrin fusion protein and a second agent such as, but not limited to, an inhibitor of DPP-IV and / or NEP. Furthermore, these compositions can be pharmaceutical compositions used in the treatment of various diseases.

[0019]本発明は、様々な疾患の治療においてトランスフェリン融合タンパク質及び少なくとも1種の第2の作用物質を投与するステップを含む併用療法を提供する。トランスフェリン融合タンパク質は、1種又は複数種の第2の作用物質と同時に投与され得る。あるいは、トランスフェリン融合タンパク質は、第2の作用物質の投与の前又は後のいずれかに、逐次的に投与される。好ましくは、第2の作用物質は、DPP−IV又はNEPの阻害剤である。   [0019] The present invention provides a combination therapy comprising administering a transferrin fusion protein and at least one second agent in the treatment of various diseases. The transferrin fusion protein can be administered simultaneously with one or more second agents. Alternatively, the transferrin fusion protein is administered sequentially, either before or after administration of the second agent. Preferably, the second agent is an inhibitor of DPP-IV or NEP.

[0020]本発明のGLP−1ペプチド部分は、それらがDPP−IV切断などのプロテアーゼ切断に対して部分的又は完全に抵抗性となるように、1つ又は複数の変異を含むように改変され得る。GLP−1ペプチドは、GLP−1(7−37)(配列番号32)又はGLP−1(7−36)(配列番号2のアミノ酸1〜30)でよい。例えば、これらのペプチドは、A8からG及び/又はK34からAへの変異によって改変することができる。   [0020] The GLP-1 peptide portions of the present invention have been modified to include one or more mutations such that they are partially or fully resistant to protease cleavage, such as DPP-IV cleavage. obtain. The GLP-1 peptide may be GLP-1 (7-37) (SEQ ID NO: 32) or GLP-1 (7-36) (amino acids 1 to 30 of SEQ ID NO: 2). For example, these peptides can be modified by A8 to G and / or K34 to A mutations.

詳細な説明Detailed description

1.概要
[0029]本発明は、一部には、より効果的で低コストの糖尿病の治療のための代替手段を開発する必要に基づいている。GLP−1などのインスリン分泌促進ペプチドは、2型非インスリン依存性糖尿病、並びに糖尿病前症、代謝症候群及び肥満などの関連代謝障害を治療するための有望な治療用物質である。他の有用なインスリン分泌促進ペプチドとしては、エキセンディン3及びエキセンディン4が挙げられる。しかし、これらのインスリン分泌促進ペプチドは、急速な血清クリアランス及びタンパク質分解に主に起因して、in vivoでの血漿半減期が短い。GLP−1の分解を司る酵素であるDPP−IVを阻害するために、又はGLP−1を、その分解が減速され、同時に生物活性をなお維持するような方法で改変するために、多大な研究が行われた。これらの多大な努力にもかかわらず、長期に渡って活性を有するGLP−1は作製されなかった。したがって、in vivoでの作用のより長い持続期間を提供し、同時にそれらの低い毒性及び治療上の利点を維持するために、GLP−1、エキセンディン3、エキセンディン4、及び他のインスリン分泌促進ペプチドを改変する必要がある。
1. Overview
[0029] The present invention is based, in part, on the need to develop alternatives for the treatment of more effective and low cost diabetes. Insulin secretion-promoting peptides such as GLP-1 are promising therapeutic substances for treating type 2 non-insulin dependent diabetes and related metabolic disorders such as prediabetes, metabolic syndrome and obesity. Other useful insulin secretagogue peptides include exendin 3 and exendin 4. However, these insulin secretagogue peptides have a short plasma half-life in vivo, mainly due to rapid serum clearance and proteolysis. Much research has been done to inhibit DPP-IV, the enzyme responsible for degradation of GLP-1, or to modify GLP-1 in such a way that its degradation is slowed and at the same time still maintains biological activity. Was done. Despite these tremendous efforts, GLP-1 with long-term activity has not been produced. Therefore, GLP-1, Exendin 3, Exendin 4, and other insulin secretagogues to provide a longer duration of action in vivo while at the same time maintaining their low toxicity and therapeutic benefits The peptide needs to be modified.

2.定義
[0030]本明細書において使用される場合、「誘導体」という用語は、酵素を用いた又は用いない化学的手段による、例えばアルキル化、アシル化、エステル形成、又はアミド形成による、ペプチドの1つ又は複数のアミノ酸残基の改変を意味する。
2. Definition
[0030] As used herein, the term "derivative" refers to one of peptides by chemical means, with or without enzyme, for example, alkylation, acylation, ester formation, or amide formation. Or it means modification of a plurality of amino acid residues.

[0031]本明細書において使用される場合、「から誘導される(derived from)」という用語は、親分子から分子を得ること等の特定された供給源から分子を得ることを意味する。   [0031] As used herein, the term "derived from" means obtaining a molecule from a specified source, such as obtaining a molecule from a parent molecule.

[0032]本明細書において使用される場合、「ジペプチジルアミノペプチダーゼ活性」という用語は、ペプチド、ポリペプチド又はタンパク質配列のN末端からジペプチドを切断するペプチダーゼ活性を意味する。一般に、ジペプチジルアミノペプチダーゼは、ペプチド、ポリペプチド又はタンパク質の置換されていないN末端アミノ基からジペプチドXY(式中、X又はYは、Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr及びValからなる群から選択される任意のアミノ酸残基を表し得るが、少なくともAla、Arg、Asp及び/又はGlyである)を切断することができる。好ましくは、Yは、Pro又はAlaである。X及びYはすべて、異なるものでも同一のものでもよい。ジペプチジルアミノペプチダーゼの例としては、それだけには限らないが、DPP−I、DPP−II、DPP−III及びDPP−IVが挙げられる。   [0032] As used herein, the term "dipeptidyl aminopeptidase activity" means peptidase activity that cleaves a dipeptide from the N-terminus of a peptide, polypeptide or protein sequence. In general, dipeptidyl aminopeptidases are derived from an unsubstituted N-terminal amino group of a peptide, polypeptide or protein by dipeptide XY (where X or Y is Ala, Arg, Asn, Asp, Cys, Gln, Glu, Gly, , His, Ile, Leu, Lys, Met, Phe, Pro, Ser, Thr, Trp, Tyr and Val may represent any amino acid residue, but at least Ala, Arg, Asp and / or Gly) can be cut. Preferably Y is Pro or Ala. X and Y may all be different or the same. Examples of dipeptidyl aminopeptidases include, but are not limited to, DPP-I, DPP-II, DPP-III, and DPP-IV.

[0033]本明細書において使用される場合、「グルカゴン様ペプチド−1(GLP−1)」及び「GLP−1誘導体」という用語は、一般に高血糖の間にインスリン分泌を刺激し、グルカゴン分泌を抑制し、(プロ)インスリン生合成を促進し、かつ胃内容排出及び酸分泌を減速させる腸ホルモンを意味する。参照により本明細書に組み入れられる米国特許第5574008号において開示されているように、いくつかのGLP−1及びGLP−1誘導体は、細胞によるグルコース取込みを促進するが、インスリン発現は刺激しない。   [0033] As used herein, the terms "glucagon-like peptide-1 (GLP-1)" and "GLP-1 derivative" generally stimulate insulin secretion during hyperglycemia and regulate glucagon secretion. It refers to intestinal hormones that suppress, promote (pro) insulin biosynthesis, and slow gastric emptying and acid secretion. As disclosed in US Pat. No. 5,574,008, which is hereby incorporated by reference, some GLP-1 and GLP-1 derivatives promote glucose uptake by cells but do not stimulate insulin expression.

[0034]本明細書において使用される場合、「インスリン分泌促進ペプチド」という用語は、インスリン分泌促進活性を有するペプチドを意味する。インスリン分泌促進ペプチドは、インスリンホルモンの合成若しくは発現を促進する又はその促進を引き起こす。このようなペプチドとしては、グルカゴン様ペプチド1、エキセンディン3及びエキセンディン4などのペプチドの前駆体、類似体、断片、並びにインスリン分泌促進活性を有する他のペプチドが挙げられる。   [0034] As used herein, the term "insulin secretagogue peptide" means a peptide having insulin secretagogue activity. Insulin secretagogue peptides promote or cause insulin hormone synthesis or expression. Such peptides include precursors, analogs, fragments of peptides such as glucagon-like peptide 1, exendin 3 and exendin 4, and other peptides having insulin secretion promoting activity.

[0035]本明細書において使用される場合、「製薬上許容される」とは、ヒトに投与された場合に生理学的に許容され、かつ胃の不調、めまいなどのようなアレルギー性又は類似した有害反応を通常はもたらさない材料及び組成物を意味する。通常、本明細書において使用される場合、「製薬上許容される」という用語は、連邦若しくは州政府の規制機関によって承認されていること、又は、動物において、より具体的にはヒトにおいて使用するために、米国薬局方若しくは一般に認識されている他の薬局方に記載されていることを意味する。   [0035] As used herein, "pharmaceutically acceptable" is physiologically acceptable when administered to a human and is allergic or similar, such as stomach upset, dizziness, etc. By materials and compositions that do not normally cause adverse reactions. Generally, as used herein, the term “pharmaceutically acceptable” is approved by a federal or state government regulatory agency or used in animals, and more specifically in humans. Therefore, it is described in the United States Pharmacopeia or other generally recognized pharmacopoeias.

[0036]本明細書において使用される場合、「薬剤組成物」という用語は、必要に応じて、製薬上許容される担体又は希釈剤と共に作用物質を含む組成物を意味する。製薬上許容される担体及び添加剤は、薬剤化合物からの副作用が最小限に抑えられ、かつその化合物の能力が、治療が無効になる程度まで打ち消されることも阻害されることもないように、選択される。   [0036] As used herein, the term "pharmaceutical composition" means a composition comprising an agent, optionally with a pharmaceutically acceptable carrier or diluent. Pharmaceutically acceptable carriers and excipients are such that side effects from the drug compound are minimized and the ability of the compound is not counteracted or inhibited to the extent that treatment is ineffective. Selected.

[0037]本明細書において使用される場合、「生理学的に有効な量」とは、所望の対症的又は治療的効果を与えるために対象に送達される量である。この量は、各薬物及び最終的に承認された投薬量レベルに対して固有である。   [0037] As used herein, a "physiologically effective amount" is an amount that is delivered to a subject to provide a desired symptomatic or therapeutic effect. This amount is unique for each drug and the final approved dosage level.

[0038]本明細書において使用される場合、「治療有効量」とは、必要とする対象に投与された場合に、治療を実施するのに十分である改変された治療用ポリペプチド又はペプチドの量を意味する。「治療有効量」に相当する改変された治療用ポリペプチド又はペプチドの量は、使用される治療用タンパク質、病態又は疾患の重症度、並びに治療される対象の年齢及び体重に応じて変動するが、当業者なら、彼/彼女自身の知識及び本開示を考慮することにより、ごく普通に決定することができる。   [0038] As used herein, a "therapeutically effective amount" refers to a modified therapeutic polypeptide or peptide that is sufficient to effect treatment when administered to a subject in need. Means quantity. The amount of the modified therapeutic polypeptide or peptide corresponding to a “therapeutically effective amount” will vary depending on the therapeutic protein used, the severity of the condition or disease, and the age and weight of the subject being treated. A person of ordinary skill in the art can routinely determine by considering his / her own knowledge and the present disclosure.

[0039]本明細書において使用される場合、「治療用タンパク質」とは、1種又は複数種の治療活性及び/又は生物活性を有する、タンパク質、ポリペプチド、抗体、ペプチド断片又はその変異体を意味する。本発明に含まれる治療用タンパク質としては、それだけには限らないが、タンパク質、ポリペプチド、ペプチド、抗体及び生物製剤が挙げられる。ペプチド、タンパク質及びポリペプチドという用語は、本明細書において同義的に使用される。さらに、「治療用タンパク質」という用語は、治療用タンパク質の内因性又は天然に存在する相関物を意味してもよい。「治療活性」を示すポリペプチド若しくはペプチド、又は「治療的に活性を有する」タンパク質とは、本明細書において説明する、又はそうでなければ当技術分野において公知である治療用タンパク質のうちの1種又は複数種など、治療用タンパク質に関連した1種又は複数種の公知の生物活性及び/又は治療活性を有する、ポリペプチド、ペプチド又はタンパク質を意味する。非限定的な例として、「治療用タンパク質」は、疾患、病態又は障害を治療、予防又は改善するのに有用なタンパク質、ポリペプチド又はペプチドである。このような疾患、病態又は障害は、ヒトにおけるものでも、ヒト以外の動物におけるもの、例えば獣医学用途でもよい。   [0039] As used herein, "therapeutic protein" refers to a protein, polypeptide, antibody, peptide fragment or variant thereof having one or more therapeutic and / or biological activities. means. Therapeutic proteins included in the present invention include, but are not limited to, proteins, polypeptides, peptides, antibodies and biologics. The terms peptide, protein and polypeptide are used interchangeably herein. Further, the term “therapeutic protein” may mean an endogenous or naturally occurring correlator of the therapeutic protein. A polypeptide or peptide that exhibits “therapeutic activity” or a “therapeutically active” protein is one of the therapeutic proteins described herein or otherwise known in the art. It means a polypeptide, peptide or protein having one or more known biological and / or therapeutic activities associated with a therapeutic protein, such as species or species. By way of non-limiting example, a “therapeutic protein” is a protein, polypeptide or peptide useful for treating, preventing or ameliorating a disease, condition or disorder. Such diseases, conditions or disorders may be in humans or in non-human animals, for example veterinary applications.

[0040]本明細書において使用される場合、「治療」又は「治療すること」という用語は、本発明の化合物の任意の投与を意味し、以下のステップ、すなわち、(1)その疾患に罹患しやすい可能性があるが、その疾患の病状若しくは総体的症状をまだ経験も提示もしていない動物においてその疾患が発生するのを防止するステップ;(2)罹患した個体の病状若しくは総体的症状を経験若しくは提示している動物においてその疾患を抑制するステップ(すなわち、病状及び/若しくは総体的症状のさらなる発達を阻止するステップ);又は(3)罹患した個体の病状若しくは総体的症状を経験若しくは提示している動物においてその疾患を改善するステップ(すなわち、病状及び/若しくは総体的症状を逆戻りさせるステップ)を含む。   [0040] As used herein, the term "treatment" or "treating" means any administration of a compound of the invention and comprises the following steps: (1) suffering from the disease Preventing the occurrence of the disease in an animal that may be susceptible to the disease but has not yet experienced or presented with the disease state or symptom of the disease; (2) the disease state or symptom of the affected individual; Suppressing or preventing the disease in the experienced or presenting animal (ie, preventing further development of the condition and / or symptom); or (3) experiencing or presenting the condition or symptom of the affected individual. Ameliorating the disease in the living animal (ie, reversing the medical condition and / or overall symptoms).

[0041]本明細書において使用される場合、「生物活性」という用語は、生物学的機能を媒介する能力を意味する。「生物活性」には、機能的活性並びに構造的活性が含まれる。   [0041] As used herein, the term "biological activity" means the ability to mediate biological function. “Biological activity” includes functional activity as well as structural activity.

[0042]本明細書において使用される場合、「対症的」という用語は、治癒に影響を及ぼさずに、疾患又は障害の症状を緩和又は軽減する能力を意味する。例えば、病態又は疾患を治癒させずに疼痛を軽減する作用物質は、対症的物質である。   [0042] As used herein, the term "symptomatic" means the ability to alleviate or reduce the symptoms of a disease or disorder without affecting healing. For example, an agent that reduces pain without curing the condition or disease is a symptomatic substance.

[0043]本明細書において使用される場合、「予防の」という用語は、何か、特に疾患若しくは病態から防御し、又はそれらを予防する作用をすること等の防御効果を有することを意味する。   [0043] As used herein, the term "preventive" means having a protective effect, such as protecting against something, especially protecting against or preventing a disease or condition. .

[0044]本明細書において使用される場合、「精製された」タンパク質又は核酸とは、細胞成分から分離されたタンパク質又は核酸を意味する。「精製された」タンパク質又は核酸は、天然には存在しない純度レベルまで精製されている。   [0044] As used herein, "purified" protein or nucleic acid means a protein or nucleic acid that has been separated from cellular components. A “purified” protein or nucleic acid has been purified to a level of purity that does not occur in nature.

[0045]本明細書において使用される場合、「実質的に純粋な」タンパク質又は核酸という用語は、他のすべての細胞成分を欠いているタンパク質又は核酸調製物を意味する。   [0045] As used herein, the term "substantially pure" protein or nucleic acid means a protein or nucleic acid preparation that lacks all other cellular components.

[0046]本明細書において使用される場合、「治療的な(therapeutic)」という用語は、治癒的、回復推進的又は治療的効果を意味する。例えば、「治療用物質」又は「治療用組成物」は治癒的効果を有する。   [0046] As used herein, the term "therapeutic" means a curative, recovery-promoting or therapeutic effect. For example, a “therapeutic substance” or “therapeutic composition” has a curative effect.

3.特定の実施形態
ジペプチジルペプチダーゼ
[0047]ジペプチジルペプチダーゼは、ペプチド、ポリペプチド又はタンパク質の置換されていないN末端アミノ基からジペプチドを除去する加水分解酵素である。ジペプチジルペプチダーゼの例としては、それだけには限らないが、DPP−I、DPP−II、DPP−III、DPP−IV、アトラクチン及び線維芽細胞活性化タンパク質(FAP)が挙げられる。このファミリーの、又は同様の機能を有するが構造の異なる新しい酵素が出現しつつある。
3. Particular embodiments Dipeptidyl peptidase
[0047] A dipeptidyl peptidase is a hydrolase that removes a dipeptide from the unsubstituted N-terminal amino group of a peptide, polypeptide or protein. Examples of dipeptidyl peptidases include, but are not limited to, DPP-I, DPP-II, DPP-III, DPP-IV, attractin and fibroblast activation protein (FAP). New enzymes of this family or similar functions but different structures are emerging.

[0048]ジペプチジルペプチダーゼI(DPP−I)は、カテプシンCとしても知られており、パパインファミリーに属するリソソームのシステインプロテアーゼである。DPP−Iは、様々なペプチド及びタンパク質基質の遊離アミノ末端からジペプチドを逐次的に除去することができ、したがってエキソペプチダーゼ(具体的にはジペプチジルペプチダーゼ)の様式で作用する。断片化された結合がいずれかの側にプロリン残基を有する場合、又はN末端残基がリシン若しくはアルギニンである場合、切断は無効である。   [0048] Dipeptidyl peptidase I (DPP-I), also known as cathepsin C, is a lysosomal cysteine protease belonging to the papain family. DPP-I can sequentially remove dipeptides from the free amino terminus of various peptides and protein substrates and thus acts in the manner of an exopeptidase (specifically dipeptidyl peptidase). Cleavage is ineffective if the fragmented bond has a proline residue on either side, or if the N-terminal residue is lysine or arginine.

[0049]DPP−IIは、リソソーム中に存在するセリンプロテアーゼであり、機能は不明である。DPP−IVと同様に、これはプロリンを含有するペプチド結合を主に切断する。実際には、DPP−IIはDPP−IVと同様の基質特異性を有するが、酸性pHでのみ活性である。哺乳動物のDPP−II及びDPP−IVは、阻害剤ピューロマイシン及びバシトラシンを用いて区別することができる。すなわち、ピューロマイシンはDPP−IIのみを阻害すると考えられるのに対し、バシトラシンはDPP−IVのみを阻害する(1988年 J.Biol.Chem.263、6613〜6618頁)。ジペプチジルペプチダーゼIII(DPP−III)はメタロプロテアーゼである。DPP−Vは、N末端のX−Ala、His−Ser及びSer−Tyrジペプチドを遊離させる。   [0049] DPP-II is a serine protease present in lysosomes and its function is unknown. Like DPP-IV, it mainly cleaves peptide bonds containing proline. In fact, DPP-II has a substrate specificity similar to DPP-IV, but is only active at acidic pH. Mammalian DPP-II and DPP-IV can be distinguished using the inhibitors puromycin and bacitracin. That is, puromycin is thought to inhibit only DPP-II, whereas bacitracin inhibits only DPP-IV (1988 J. Biol. Chem. 263, 6613-6618). Dipeptidyl peptidase III (DPP-III) is a metalloprotease. DPP-V releases N-terminal X-Ala, His-Ser and Ser-Tyr dipeptides.

[0050]DPP−VIIは、静止細胞プロリンジペプチダーゼとしても知られており、プロリン特異的なジペプチダーゼである。DPP−VII及びDPP−IIは、ヒトDPP−VII及びラットDPP−IIの配列比較(78%一致)に基づいて、同一のプロテアーゼであることが示唆された(Araki他、2001年 J.Biochem.129、279〜288頁)。   [0050] DPP-VII, also known as quiescent cell proline dipeptidase, is a proline-specific dipeptidase. DPP-VII and DPP-II were suggested to be the same protease (Araki et al., 2001 J. Biochem. Based on sequence comparison (78% match) between human DPP-VII and rat DPP-II. 129, 279-288).

[0051]DPP−VIIIは、DPP−IV及びFAPに相同な、ヒト由来ポストプロリンジペプチジルアミノペプチダーゼである(Abbott,C.A.他、2000年 European Journal of Biochemistry 267、6140頁)。DPP−IVと同様、DPP−VIIIは、遍在している。完全長のDPP−VIII cDNAは、DPP−IV及びFAPに対して約27%の同一性及び51%の類似性を有する882アミノ酸のタンパク質をコードしているが、膜貫通ドメイン及びN結合型又はO結合型グリコシル化はコードしていない。精製された組換え型DPP−VIIIは、DPP−IV基質のAla−Pro、Arg−Pro及びGly−Proを加水分解した。したがって、組換え型DPP−VIIIは、DPP−IV及びFAPとポストプロリンジペプチジルアミノペプチダーゼ活性を共有している。DPP−VIII酵素活性は中性の最適pHを有し、これはそれが非リソソーム性であることと一致した。組織発現パターン及び基質におけるDPP−VIIIとDPP−IVの類似点により、DPP−IVに類似した、T細胞活性化及び免疫機能におけるDPP−VIIIの潜在的な役割が示唆される。   [0051] DPP-VIII is a human-derived post-proline dipeptidyl aminopeptidase homologous to DPP-IV and FAP (Abbott, CA, et al., 2000 European Journal of Biochemistry 267, 6140). Like DPP-IV, DPP-VIII is ubiquitous. The full length DPP-VIII cDNA encodes a 882 amino acid protein with about 27% identity and 51% similarity to DPP-IV and FAP, but with a transmembrane domain and N-linked or It does not encode O-linked glycosylation. The purified recombinant DPP-VIII hydrolyzed the DPP-IV substrates Ala-Pro, Arg-Pro and Gly-Pro. Thus, recombinant DPP-VIII shares postproline dipeptidyl aminopeptidase activity with DPP-IV and FAP. DPP-VIII enzyme activity had a neutral optimum pH, consistent with it being non-lysosomal. The similarities between DPP-VIII and DPP-IV in tissue expression patterns and substrates suggest a potential role for DPP-VIII in T cell activation and immune function, similar to DPP-IV.

[0052]Olsen C.他(2002年 Gene 299、185〜93頁)は、ジペプチジルペプチダーゼ様タンパク質DPP−IXと名付けられた、新規のDPP−IV様分子の同定及び特性決定を報告している。DPP−IVと同様に、DPP−IXは、セリンプロテアーゼモチーフGWSYG(配列番号110)を含む。このモチーフが存在すること、並びにDPP−IVにおいて触媒作用の3つ組を形成しているSer、Asp、及びHis残基の順序及び間隔が保存されていることから、DPP−IXはDPP−IV遺伝子ファミリーに配置される。   [0052] Olsen C.I. Et al. (2002 Gene 299, 185-93) report the identification and characterization of a novel DPP-IV-like molecule, termed dipeptidyl peptidase-like protein DPP-IX. Similar to DPP-IV, DPP-IX contains the serine protease motif GWSYG (SEQ ID NO: 110). Because of the presence of this motif and the conservation of the order and spacing of Ser, Asp, and His residues that form the catalytic triad in DPP-IV, DPP-IX is DPP-IV Placed in the gene family.

[0053]アトラクチン(DPPT−L)は、Gly−Proを加水分解することが報告されている175−kDaの可溶性糖タンパク質である。アトラクチンは、ケルチ反復ドメインを含み、かつDPP−IV又は他の任意のペプチダーゼとも、有意な配列相同性を共有していない。線維芽細胞活性化タンパク質(FAP)は、組織再構築の部位で発現されるプロリルオリゴペプチダーゼ遺伝子ファミリーの細胞表面結合型プロテアーゼである。   [0053] Attractin (DPPT-L) is a 175-kDa soluble glycoprotein that has been reported to hydrolyze Gly-Pro. Attractin contains a Kerch repeat domain and does not share significant sequence homology with DPP-IV or any other peptidase. Fibroblast activating protein (FAP) is a cell surface-bound protease of the prolyl oligopeptidase gene family that is expressed at the site of tissue remodeling.

[0054]プロリンオリゴペプチダーゼ(PO)とも呼ばれるプロリルエンドペプチダーゼ(PEP)は、ヒト子宮中のオキシトシン分解酵素としてWalter及び共同研究者らによって最初に発見された(Walter他、Science 173、827〜829頁(1971年))。この酵素は、配列X−Pro−Y(式中、Xは、ペプチド又はN末端で置換されたアミノ酸であり、かつYは、ペプチド、アミノ酸、アミド又はアルコールである)を含むペプチド中のプロリンのカルボキシ側でペプチド結合を切断する(Yoshimoto他、J.Biol.Chem.253、3708〜3716頁(1979年))。この酵素は、プロリンのイミノ側のペプチド結合のトランス配置に対して高い特異性を有する(Lin&Brandts、Biochemistry 22、4480〜4485頁(1983年))。   [0054] Prolyl endopeptidase (PEP), also called proline oligopeptidase (PO), was first discovered by Walter and co-workers as an oxytocin-degrading enzyme in the human uterus (Walter et al., Science 173, 827-829). Page (1971)). This enzyme contains the sequence X-Pro-Y, where X is a peptide or an amino acid substituted at the N-terminus, and Y is a peptide, amino acid, amide or alcohol. The peptide bond is cleaved at the carboxy side (Yoshimoto et al., J. Biol. Chem. 253, 3708-3716 (1979)). This enzyme has a high specificity for the trans configuration of the peptide bond on the imino side of proline (Lin & Brandts, Biochemistry 22, 4480-4485 (1983)).

[0055]プロリルオリゴペプチダーゼは、アンギオテンシンI及びアンギオテンシンIIを加水分解して、アンギオテンシン(1−7)の遊離をもたらす。アンギオテンシン(1−7)は、血管拡張活性を有し、かつ、特異的なPEP阻害剤と共にラットに注射することによって示されたように、記憶のプロセスに影響し得るバソプレシンの放出を調節する。この注射は、スコポラミン誘導性の健忘症を逆に戻す。この実験は、この酵素のあり得る生理的機能の証拠を提供する例であるだけでなく、さらに、PEPの阻害剤が記憶プロセスに影響し、かつ認知症を阻止し得るという仮説をもたらした(Yoshimoto他 1987年 J.Pharmacobio−Dyn.10、730〜735頁)。   [0055] Prolyl oligopeptidase hydrolyzes angiotensin I and angiotensin II resulting in the release of angiotensin (1-7). Angiotensin (1-7) has vasodilatory activity and modulates the release of vasopressin that can affect the memory process, as shown by injecting rats with specific PEP inhibitors. This injection reverses scopolamine-induced amnesia. This experiment is not only an example that provides evidence of the possible physiological function of this enzyme, but also led to the hypothesis that inhibitors of PEP can affect the memory process and prevent dementia ( Yoshimoto et al., 1987 J. Pharmacobio-Dyn. 10, 730-735).

ジペプチジルペプチダーゼ(DPP−IV)及び基質
[0056]DPP−IVは、いくつかのペプチド及びホルモンの分解に関係があるとされている、遍在的に発現される分子である。様々なタイプのDPP−IVが精製され、かつそれらの酵素学的諸特性が明らかにされた。例えば、DPP−IVは、ラット肝臓(Hopsu−Havu V.K.他、1966年 Histochem.、7:197〜201頁)、ブタ腎臓(Barth A.他、1974年 Biol.Med.Chem.、32:157〜174頁)、小腸(Svensson B.1978年 Eur.J.Biochem.、90:489〜498頁)、肝臓(Fukasawa K.M.他 1981年 Biochim.Biophys.Acta、657:179〜189頁)、ヒト顎下腺(Oya H.他、1972年 Biochim.Biophys.Acta、258:591〜599頁)、ヒツジ腎臓(Yoshimoto T.他、1977年 Biochim.Biophys.Acta、485:391〜401頁;Yoshimoto T.他、1978年 J.Biol.Chem.、253:3708〜3716頁)、又は微生物(Fukusawa K.M.1981年 Biochem.Biophys.、210:230〜237頁;Yoshimoto T.1982年 J.Biochem.、91:1899〜1906頁(1982年))から単離された。
Dipeptidyl peptidase (DPP-IV) and substrate
[0056] DPP-IV is a ubiquitously expressed molecule that has been implicated in the degradation of several peptides and hormones. Various types of DPP-IV have been purified and their enzymatic properties have been revealed. For example, DPP-IV can be used in rat liver (Hoppu-Havu V.K. et al., 1966 Histochem., 7: 197-201), porcine kidney (Barth A. et al., 1974 Biol. Med. Chem., 32 157-174), small intestine (Svensson B. 1978 Eur. J. Biochem., 90: 489-498), liver (Fukasawa KM et al. 1981 Biochim. Biophys. Acta, 657: 179-189). P.), Human submandibular gland (Oya H. et al., 1972 Biochim. Biophys. Acta, 258: 591-599), sheep kidney (Yoshimoto T. et al., 1977 Biochim. Biophys. Acta, 485: 391-401). Page; Yoshimo to T. et al., 1978 J. Biol. Chem., 253: 3708-3716), or microorganisms (Fukuzawa KM 1981 Biochem. Biophys., 210: 230-237; Yoshimoto T. 1982 J Biochem., 91: 1899-1906 (1982)).

[0057]ヒト免疫系において、DPP−IVは、活性化されたリンパ球(T細胞、B細胞及びナチュラルキラー細胞)によって発現されるT細胞表面抗原CD26と同一である。CD26/DPP−IVは、固有のジペプチジルペプチダーゼIV活性及びアデノシンデアミナーゼI型(ADA−1)に結合する能力を有するII型膜糖タンパク質である。これは、上皮細胞上で構成的に発現されているが、Tリンパ球上では厳密な細胞調節下で発現され、細胞が活性化されると発現が上方調節される。CA26/DPP−IVは、その細胞外ドメイン中にジペプチジルペプチダーゼIV活性を有することが示されており(Hegen他、1990年 J.Immunol 144:2908〜2914頁;Ulmer他、1990年 Scand.J.Immunol.31:429〜435頁)、また、その同時刺激活性は、この酵素活性にある程度依存しているようである(Tanaka他、1993年 Proc.Natl.Acad.Sci.USA90:4586〜4590頁)。DPP−IVは、ケモカイン機能の調節に関与しており、かつHIV感染において重要な役割を果たし得る。   [0057] In the human immune system, DPP-IV is identical to the T cell surface antigen CD26 expressed by activated lymphocytes (T cells, B cells and natural killer cells). CD26 / DPP-IV is a type II membrane glycoprotein that has intrinsic dipeptidyl peptidase IV activity and the ability to bind to adenosine deaminase type I (ADA-1). It is constitutively expressed on epithelial cells, but is expressed under strict cell regulation on T lymphocytes and expression is upregulated when cells are activated. CA26 / DPP-IV has been shown to have dipeptidyl peptidase IV activity in its extracellular domain (Hegen et al., 1990 J. Immunol 144: 2908-2914; Ulmer et al., 1990 Scand. J Immunol.31: 429-435), and its costimulatory activity appears to depend to some extent on this enzyme activity (Tanaka et al., 1993 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 4586-4590). page). DPP-IV is involved in the regulation of chemokine function and may play an important role in HIV infection.

[0058]米国特許第6265551号では、ヒト血清から単離された循環性の可溶型DPP−IV/CD26を開示している。血清型は、遍在する膜型に類似した酵素特性及び抗原性特性を共有している。しかし、いくつかの生化学的局面では、異なる差異が存在する。特に、循環血清型は、膜型の分子量が105kDaであるのと対照的に、175kDaの分子量を有し、かつADA−1に結合しない。それでもなお、循環型は機能的なジペプチジルペプチダーゼIV活性を発現し、かつリコール抗原へのTリンパ球応答を同時刺激する能力を保持している。   [0058] US Pat. No. 6,265,551 discloses circulating soluble DPP-IV / CD26 isolated from human serum. Serotypes share enzyme and antigenic properties similar to ubiquitous membrane types. However, in some biochemical aspects, there are different differences. In particular, the circulating serotype has a molecular weight of 175 kDa and does not bind to ADA-1 in contrast to the membrane type having a molecular weight of 105 kDa. Nevertheless, the circulating form expresses functional dipeptidyl peptidase IV activity and retains the ability to costimulate a T lymphocyte response to a recall antigen.

[0059]DPP−IVのタンパク質分解活性は、タンパク質のC末端に位置する約200アミノ酸のひと続きの配列中に存在する。触媒残基(Ser−629、Asp−708、His−740)は、キモトリプシンやサブチリシンなど古典的なセリンプロテアーゼとは異なる独特の順序で配列されている。プロリンに特異的なジペプチジルペプチダーゼ活性は、とりわけ、GLP−1、神経伝達物質サブスタンスP、ヒト成長ホルモン放出因子、エリスロポイエチン、インターロイキン2及びその他多くを含む、多数の生理活性タンパク質及びポリペプチドの生物活性を改変する。潜在的なDPP−IV基質を表1、2、及び3に記載する。DPP−IV切断に影響を及ぼすためにこれらのポリペプチドを調節することは、それだけには限らないが、糖尿病、炎症、血管疾患、自己免疫疾患、多発性硬化症、関節疾患、並びに良性及び悪性の細胞形質転換に関連した疾患を含めて、臨床状態の治療において有用となり得る。   [0059] The proteolytic activity of DPP-IV is present in a stretch of about 200 amino acids located at the C-terminus of the protein. The catalytic residues (Ser-629, Asp-708, His-740) are arranged in a unique order different from classical serine proteases such as chymotrypsin and subtilisin. Dipeptidyl peptidase activity specific for proline includes numerous bioactive proteins and polypeptides, including, inter alia, GLP-1, neurotransmitter substance P, human growth hormone releasing factor, erythropoietin, interleukin 2 and many others. Modify the biological activity of Potential DPP-IV substrates are listed in Tables 1, 2, and 3. Modulating these polypeptides to affect DPP-IV cleavage includes, but is not limited to, diabetes, inflammation, vascular disease, autoimmune disease, multiple sclerosis, joint disease, and benign and malignant It can be useful in the treatment of clinical conditions, including diseases associated with cell transformation.

Figure 2008509153
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[0060]本発明は、DPP活性から基質を保護するために基質のN末端に1つ又は複数の付加的なアミノ酸を含む、DPPの改変された基質を利用してよい。本発明に従う改変のために好ましい基質を表3に開示する。   [0060] The present invention may utilize a modified substrate of DPP that includes one or more additional amino acids at the N-terminus of the substrate to protect the substrate from DPP activity. Preferred substrates for modification according to the present invention are disclosed in Table 3.

[0061]

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[0062]改変用の基質は、アミノ末端にX−ProY、X−Ala−Y、X−Ser−Y又はX−Gly−Yを含む。好ましくは、改変用の基質はGLP−1である。   [0062] Substrates for modification include X-ProY, X-Ala-Y, X-Ser-Y or X-Gly-Y at the amino terminus. Preferably, the modifying substrate is GLP-1.

DPP活性から保護された改変ポリペプチド
[0063]本発明は、ポリペプチド基質をDPP活性から保護するためにN末端に1つ又は複数の付加的なアミノ酸を含む、DPPの改変ポリペプチド基質などの改変ポリペプチドを提供する。一実施形態では、これらの改変ポリペプチドは、野生型ポリペプチドと比べて、N末端に1つの付加的なアミノ酸を有する。別の実施形態では、これらの改変ポリペプチドは、N末端に5つの付加的なアミノ酸を有する。あるいは、これらの改変ポリペプチドは、N末端に1〜5つの付加的なアミノ酸を有する。20種のアミノ酸のうちのいずれか1つがポリペプチド基質のN末端に付加されてよく、又は非天然アミノ酸が付加されてもよい。
Modified polypeptides protected from DPP activity
[0063] The present invention provides modified polypeptides, such as modified polypeptide substrates for DPP, that contain one or more additional amino acids at the N-terminus to protect the polypeptide substrate from DPP activity. In one embodiment, these modified polypeptides have one additional amino acid at the N-terminus compared to the wild-type polypeptide. In another embodiment, these modified polypeptides have 5 additional amino acids at the N-terminus. Alternatively, these modified polypeptides have 1 to 5 additional amino acids at the N-terminus. Any one of the 20 amino acids may be added to the N-terminus of the polypeptide substrate, or an unnatural amino acid may be added.

[0064]投与後に循環中又はin vivoの任意の場所で切断されるであろうペプチド結合を有する任意の薬学的ポリペプチドは、本発明によって与えられるDPP切断からの保護が理由となって、本発明にかかる改変による利益を受けるであろうことが予想される。   [0064] Any pharmaceutical polypeptide having a peptide bond that will be cleaved in the circulation or anywhere in vivo after administration is not due to the protection from DPP cleavage provided by the present invention. It is anticipated that the invention will benefit from modifications.

[0065]本発明のこの態様によれば、ジペプチジルペプチダーゼ活性の少なくとも約30%、好ましくは少なくとも約50%、より好ましくは少なくとも約70%、さらにより好ましくは少なくとも約90%、最も好ましくは少なくとも約99%を消失させることが可能である。本発明の方法を用いて、ジペプチジルアミノペプチダーゼ活性を完全に消失させることもまた可能である。   [0065] According to this aspect of the invention, at least about 30%, preferably at least about 50%, more preferably at least about 70%, even more preferably at least about 90%, most preferably at least at least dipeptidyl peptidase activity. About 99% can be lost. It is also possible to completely abolish dipeptidyl aminopeptidase activity using the method of the present invention.

[0066]同様に、基質のジペプチジルペプチダーゼ感受性を、ジペプチジルペプチダーゼ感受性の少なくとも約30%、好ましくは少なくとも約50%、より好ましくは少なくとも約70%、さらにより好ましくは少なくとも約90%、最も好ましくは少なくとも約99%低減させることも可能である。本発明の方法を用いて、ジペプチジルアミノペプチダーゼ感受性を完全に消失させることもまた可能である。   [0066] Similarly, the dipeptidyl peptidase sensitivity of the substrate is at least about 30%, preferably at least about 50%, more preferably at least about 70%, even more preferably at least about 90%, most preferably dipeptidyl peptidase sensitivity. Can be reduced by at least about 99%. It is also possible to completely abolish dipeptidyl aminopeptidase sensitivity using the method of the present invention.

[0067]本発明の改変されたポリペプチド又はペプチド基質は、部分的又は実質的にDPP活性から保護されているが、改変ポリペプチド基質は、それらの機能的活性及び効力の少なくとも約10%、好ましくは少なくとも約30%、より好ましくは少なくとも約50%、より好ましくは少なくとも約70%、さらにより好ましくは少なくとも約90%、最も好ましくは少なくとも約99%保持していた。いくつかの場合では、機能的活性又は効力を低下させた改変されたポリペプチド又はペプチド基質が有用となる。例えば、改変されたポリペプチド又はペプチドがトランスフェリンなど別のポリペプチドに融合されて、血清安定性及びin vivo循環半減期の向上した融合タンパク質を形成する場合、機能的活性又は効力を低下させた改変ポリペプチド又はペプチド基質が有用となり得る。   [0067] Although the modified polypeptides or peptide substrates of the invention are partially or substantially protected from DPP activity, the modified polypeptide substrates are at least about 10% of their functional activity and potency, Preferably at least about 30%, more preferably at least about 50%, more preferably at least about 70%, even more preferably at least about 90%, and most preferably at least about 99%. In some cases, modified polypeptides or peptide substrates that have reduced functional activity or efficacy are useful. For example, when a modified polypeptide or peptide is fused to another polypeptide, such as transferrin, to form a fusion protein with improved serum stability and in vivo circulation half-life, a modification with reduced functional activity or efficacy Polypeptides or peptide substrates can be useful.

[0068]他の場合では、改変されたポリペプチド又はペプチドは、改変されていないポリペプチド又はペプチドと比べて高い効力を有し得る。   [0068] In other cases, a modified polypeptide or peptide may have a higher potency than an unmodified polypeptide or peptide.

[0069]本発明の改変ポリペプチド分子は、同じポリペプチドの非改変型と比べて、ジペプチジルペプチダーゼ切断から実質的に保護されている。この実質的な保護の能力は、非改変ポリペプチドに対して改変ポリペプチドを比較するのに使用されるアッセイによって変動し得る。しかし、実質的な保護を提示するために、改変ポリペプチドは、アッセイにおいてジペプチジルペプチダーゼ切断に対する検出可能レベルの抵抗性を提示する。このようなアッセイとしては、それだけには限らないが、Doyle他(2002年 Endocrinology 142、4462〜4468頁)、O’Harte他(1999年 Diabetes 48、758〜765頁)、及びSiegel他(1999年 Regulatory Peptides 79、93〜102頁)に開示されているものなどが挙げられる。   [0069] Modified polypeptide molecules of the present invention are substantially protected from dipeptidyl peptidase cleavage compared to unmodified forms of the same polypeptide. This substantial protection capability may vary depending on the assay used to compare the modified polypeptide to the unmodified polypeptide. However, in order to present substantial protection, the modified polypeptide presents a detectable level of resistance to dipeptidyl peptidase cleavage in the assay. Such assays include, but are not limited to, Doyle et al. (2002 Endocrinology 142, 4462-4468), O'Harte et al. (1999 Diabetes 48, 758-765), and Siegel et al. (1999 Regulatory). Peptides 79, pages 93 to 102).

[0070]DPPに対して安定化された本発明のポリペプチド基質はまた、in vivoでDPPの存在下において、安定化されていないポリペプチド基質よりも安定である。DPPに対して安定化された治療用ポリペプチド基質は、一般に、同一の配列からなる安定化されていないペプチドと比べて、長い活性半減期を有する。ペプチダーゼ安定性は、血清又は血液中の非改変ポリペプチド基質の半減期を、血清又は血液中の改変された対応する治療用ペプチドの半減期と比較することによって測定することができる。改変ペプチド及び非改変ペプチドの投与後に血清又は血液を試料採取し、かつペプチドの活性を測定することによって、半減期を測定することができる。活性の測定の他に、HPLC又は質量分析法によってポリペプチド基質の長さも測定することができる。   [0070] Polypeptide substrates of the invention stabilized against DPP are also more stable than unstabilized polypeptide substrates in the presence of DPP in vivo. Therapeutic polypeptide substrates stabilized against DPP generally have a longer active half-life compared to unstabilized peptides of the same sequence. Peptidase stability can be measured by comparing the half-life of the unmodified polypeptide substrate in serum or blood to the half-life of the modified corresponding therapeutic peptide in serum or blood. The half-life can be determined by sampling serum or blood after administration of modified and unmodified peptides and measuring the activity of the peptide. In addition to measuring activity, the length of the polypeptide substrate can also be measured by HPLC or mass spectrometry.

[0071]本発明はまた、DPP切断から保護するために本発明に従って変更したアミノ末端を有し、かつポリペプチドの機能的活性にも効力にも影響を及ぼさない内部及び/又はC末端のアミノ酸の変更を有する、改変されたポリペプチド又はペプチドも提供する。これらの改変ポリペプチドは、通常は保存的アミノ酸置換である軽微なアミノ酸変化を有すると思われるが、非保存的置換もまた企図される。   [0071] The present invention also includes amino and / or C-terminal amino acids that have an amino terminus modified in accordance with the present invention to protect against DPP cleavage and do not affect the functional activity or efficacy of the polypeptide. Also provided are modified polypeptides or peptides having the following changes: Although these modified polypeptides appear to have minor amino acid changes, usually conservative amino acid substitutions, non-conservative substitutions are also contemplated.

[0072]本発明の改変されたポリペプチド又はペプチドはまた、変更された機能的活性を有してもよい。例えば、機能的活性を増大させた改変されたポリペプチド又はペプチドが有用となり得る。あるいは、機能的活性を低減させた改変されたポリペプチド又はペプチドも使用され得る。したがって、本発明の改変されたポリペプチド又はペプチドはまた、機能的活性又は効力に影響を及ぼすアミノ酸変化も含む。例えば、機能的活性を変更されたGLP−1類似体は、DPP切断から保護するためにそのアミノ末端を改変され得る。   [0072] Modified polypeptides or peptides of the invention may also have altered functional activity. For example, modified polypeptides or peptides with increased functional activity can be useful. Alternatively, modified polypeptides or peptides with reduced functional activity can also be used. Thus, a modified polypeptide or peptide of the invention also includes amino acid changes that affect functional activity or efficacy. For example, a GLP-1 analog with altered functional activity can be modified at its amino terminus to protect it from DPP cleavage.

[0073]保存的アミノ酸置換の例は、塩基性アミノ酸(アルギニン、リシン、ヒスチジンなど)、酸性アミノ酸(グルタミン酸及びアスパラギン酸など)、極性アミノ酸(グルタミン及びアスパラギンなど)、疎水性アミノ酸(ロイシン、イソロイシン、バリンなど)、芳香族アミノ酸(フェニルアラニン、トリプトファン、チロシンなど)、並びに小型アミノ酸(グリシン、アラニン、セリン、トレオニン、メチオニンなど)のグループ内のものなど同じグループ内で行われる置換である。   [0073] Examples of conservative amino acid substitutions include basic amino acids (such as arginine, lysine, histidine), acidic amino acids (such as glutamic acid and aspartic acid), polar amino acids (such as glutamine and asparagine), hydrophobic amino acids (such as leucine, isoleucine, Valine, etc.), aromatic amino acids (phenylalanine, tryptophan, tyrosine, etc.), and small amino acids (glycine, alanine, serine, threonine, methionine, etc.) within the same group, such as substitutions.

[0074]非保存的置換は、1つのグループのアミノ酸を別のグループのアミノ酸で置換することを包含する。例えば、非保存的置換は、疎水性アミノ酸を極性アミノ酸で置換することを含むと思われる。ヌクレオチド置換の概要については、例えばFord他(1991年)、Prot.Exp.Pur.2:95〜107頁を参照されたい。   [0074] Non-conservative substitutions involve replacing one group of amino acids with another group of amino acids. For example, non-conservative substitutions may include replacing a hydrophobic amino acid with a polar amino acid. For an overview of nucleotide substitution, see, eg, Ford et al. (1991), Prot. Exp. Pur. 2: pp. 95-107.

[0075]本発明は、ポリペプチド又はペプチドの天然に存在する成熟型、ポリペプチドの対立形質/配列変異体、組換えによって誘導された天然に存在しないペプチドの変異体、並びにポリペプチド又はペプチドのオルソログ及びパラログなど、改変されたポリペプチド及びペプチドのアミノ酸配列の明らかな変異体を提供する。このような変異体は、組換え核酸技術及びタンパク質生化学の分野の当技術分野で公知の技術を用いて容易に作製することができる。このような変異体は、分子技術及び配列情報を用いて容易に同定/作製することができる。さらに、このような変異体は、本発明の改変されたポリペプチド又はペプチドに対する配列及び/又は構造の相同性に基づいて、他のペプチドから容易に区別することができる。   [0075] The present invention relates to naturally occurring mature forms of a polypeptide or peptide, allelic / sequence variants of a polypeptide, variants of a non-naturally occurring peptide derived recombinantly, and polypeptides or peptides Provided are variants of the amino acid sequence of modified polypeptides and peptides, such as orthologs and paralogs. Such variants can be readily generated using techniques known in the art in the fields of recombinant nucleic acid technology and protein biochemistry. Such variants can be easily identified / created using molecular techniques and sequence information. Furthermore, such variants can be readily distinguished from other peptides based on sequence and / or structural homology to the modified polypeptides or peptides of the invention.

[0076]好ましくは、本発明の改変ペプチドは、GLP−1、及びN末端に1つ又は複数の付加的なアミノ酸を含むその類似体である。   [0076] Preferably, the modified peptides of the present invention are GLP-1 and analogs thereof comprising one or more additional amino acids at the N-terminus.

[0077]いくつかの場合では、DPP−IVなどのDPPは、切断によってペプチドを不活性化する代わりに、ペプチドを活性化することがある。このような場合、ペプチドの改変は、ペプチド活性化を実質的に低減、遅延、又は防止し得るはずである。   [0077] In some cases, a DPP, such as DPP-IV, may activate a peptide instead of inactivating the peptide by cleavage. In such cases, peptide modification should be able to substantially reduce, retard, or prevent peptide activation.

改変ポリペプチドをコードする核酸
[0078]本発明は、DPP切断から部分的又は実質的に保護されており、かつ機能的活性及び効力を有する改変されたポリペプチド及びペプチドをコードする核酸分子を提供する。一実施形態では、本発明によって提供される核酸分子は、野生型の非改変ポリペプチドと比べて、少なくとも1つの付加的なアミノ酸をそのN末端に有する改変されたポリペプチド及びペプチドをコードする。別の実施形態では、これらの核酸分子は、N末端に5つの付加的なアミノ酸を有する改変されたポリペプチド及びペプチドをコードする。あるいは、これらの核酸分子は、N末端に1〜5つの付加的なアミノ酸を有する改変されたポリペプチド及びペプチドをコードする。好ましくは、改変GLP−1をコードする核酸分子は、そのN末端の1つ又は複数の付加的なアミノ酸をコードする配列を含む。
Nucleic acid encoding modified polypeptide
[0078] The present invention provides modified polypeptides and nucleic acid molecules encoding peptides that are partially or substantially protected from DPP cleavage and have functional activity and efficacy. In one embodiment, the nucleic acid molecules provided by the present invention encode modified polypeptides and peptides having at least one additional amino acid at its N-terminus compared to the wild-type unmodified polypeptide. In another embodiment, these nucleic acid molecules encode modified polypeptides and peptides having 5 additional amino acids at the N-terminus. Alternatively, these nucleic acid molecules encode modified polypeptides and peptides having 1 to 5 additional amino acids at the N-terminus. Preferably, the nucleic acid molecule encoding modified GLP-1 comprises a sequence encoding one or more additional amino acids at its N-terminus.

[0079]本発明の核酸分子は、デオキシリボ核酸(DNA)、1本鎖及び2本鎖のデオキシリボ核酸の双方を含む。しかし、それらはまた、リボ核酸(RNA)、並びにRNA:DNAハイブリッド2本鎖分子でもよい。企図される核酸分子には、ゲノムDNA、cDNA、mRNA、及びアンチセンス分子も含まれる。本発明の核酸分子には、改変ポリペプチドをコードする天然若しくは合成のRNA、DNA若しくはcDNA、又はその相補鎖も含まれる。   [0079] The nucleic acid molecules of the present invention include both deoxyribonucleic acid (DNA), single-stranded and double-stranded deoxyribonucleic acids. However, they can also be ribonucleic acid (RNA), as well as RNA: DNA hybrid duplex molecules. Contemplated nucleic acid molecules also include genomic DNA, cDNA, mRNA, and antisense molecules. The nucleic acid molecules of the present invention also include natural or synthetic RNA, DNA or cDNA encoding a modified polypeptide, or a complementary strand thereof.

[0080]野生型の非改変ポリペプチドと比べて、DPP活性から部分的又は実質的に保護されているが、機能的活性及び/又は効力を有している改変ポリペプチドを構築するために、野生型の非改変ポリペプチドをコードする核酸を開始点として使用し、かつ所望の改変ポリペプチドをコードするように改変することができる。配列を付加し、又はあるポリペプチドをコードする核酸配列を変異させ、かつこれらの改変された配列によってコードされるポリペプチドの機能を確認するための多数の方法が公知である。   [0080] To construct a modified polypeptide that is partially or substantially protected from DPP activity but has functional activity and / or efficacy as compared to a wild-type unmodified polypeptide. A nucleic acid encoding a wild-type unmodified polypeptide can be used as a starting point and modified to encode the desired modified polypeptide. Numerous methods are known for adding sequences or mutating nucleic acid sequences encoding certain polypeptides and confirming the function of the polypeptides encoded by these modified sequences.

[0081]本発明はまた、DPP切断から保護するために改変されたアミノ末端を有し、かつポリペプチドの機能的活性にも効力にも実質的に影響を及ぼさない内部及びC末端のアミノ酸の変更を有するポリペプチド及びペプチドをコードする核酸も提供する。これらの改変ポリペプチドは、通常は保存的アミノ酸置換である軽微なアミノ酸変化を有すると思われるが、非保存的置換もまた企図される。部位特異的変異誘発を達成するための技術を用いたヌクレオチド置換は、当技術分野において周知である。好ましくは、これらの核酸は、N末端に1つ又は複数の付加的なアミノ酸を有するGLP−1類似体をコードする。   [0081] The present invention also includes amino and C-terminal amino acids that have an amino terminus modified to protect against DPP cleavage and do not substantially affect the functional activity or efficacy of the polypeptide. Also provided are nucleic acids encoding polypeptides and peptides having alterations. Although these modified polypeptides appear to have minor amino acid changes, usually conservative amino acid substitutions, non-conservative substitutions are also contemplated. Nucleotide substitution using techniques to achieve site-directed mutagenesis is well known in the art. Preferably, these nucleic acids encode GLP-1 analogs having one or more additional amino acids at the N-terminus.

[0082]当技術分野において公知のように、2種のポリヌクレオチド又はポリペプチドの間の「類似性」は、一方のポリヌクレオチド又はポリペプチドのヌクレオチド又はアミノ酸配列及び保存されているヌクレオチド又はアミノ酸置換体を、第2のポリヌクレオチド又はポリペプチドの配列と比較とすることによって測定される。同様に、2種のポリペプチド又は2種のポリヌクレオチド配列の間の配列関連性の程度を意味する「同一性」も当技術分野において公知であり、これらの配列の2つの鎖を突き合わせた際の同一性によって測定される。同一性及び類似性の双方とも、容易に算出することができる(Computational Molecular Biology、Lesk,A.M.編、Oxford University Press、ニューヨーク、1988年;Biocomputing:Informatics and Genome Projects、Smith,D.W.編、Academic Press、ニューヨーク、1993年;Computer Analysis of Sequence Data,Part I、Griffin,A.M.及びGriffin,H.G.編、Humana Press、ニュージャージー、1994年;Sequence Analysis in Molecular Biology、von Heinje,G.、Academic Press、1987年;並びにSequence Analysis Primer、Gribskov,M.及びDevereux,J.編、M Stockton Press、ニューヨーク、1991年)。   [0082] As is known in the art, "similarity" between two polynucleotides or polypeptides is the nucleotide or amino acid sequence of one polynucleotide or polypeptide and the conserved nucleotide or amino acid substitutions. The body is measured by comparison with the sequence of the second polynucleotide or polypeptide. Similarly, “identity”, which refers to the degree of sequence relatedness between two polypeptides or two polynucleotide sequences, is also known in the art and when matching two strands of these sequences. Measured by identity. Both identity and similarity can be easily calculated (Computational Molecular Biology, Edited by Lesk, AM, Oxford University Press, New York, 1988; Biocomputing: Informatics and Genome Projects, Dm. Ed., Academic Press, New York, 1993; Computer Analysis of Sequence Data, Part I, Griffin, AM and Griffin, H. G. Ed., Humana Press, New Jersey, 1994; Heinj , G., Academic Press, 1987 years;.. And Sequence Analysis Primer, Gribskov, M and Devereux, J, eds., M Stockton Press, New York, 1991).

[0083]2種のポリヌクレオチド又はポリペプチドの配列間の同一性及び類似性を測定するためのいくつかの方法が存在するが、「同一性」及び「類似性」という用語は当業者には周知である(Sequence Analysis in Molecular Biology、von Heinje,G.、Academic Press、1987年;Sequence Analysis Primer、Gribskov,M.及びDevereux,J.編、M Stockton Press、ニューヨーク、1991年;並びにCarillo,H.及びLipman,D.,SIAM J.Applied Math.、48:1073頁(1988年))。2種の配列間の同一性又は類似性を測定するために一般に使用される方法としては、それだけに限らないが、Guide to Huge Computers、Martin J.Bishop編、Academic Press、サンディエゴ、1994年、並びにCarillo,H.及びLipman,D.、SIAM J.Applied Math.、48:1073頁(1988年)において開示されているものが挙げられる。   [0083] Although there are several methods for measuring identity and similarity between the sequences of two polynucleotides or polypeptides, the terms "identity" and "similarity" Well known (Sequence Analysis in Molecular Biology, von Heinje, G., Academic Press, 1987; Sequence Analysis Primer, Gribskov, M. and DevreMux, 19 And Lipman, D., SIAM J. Applied Math., 48: 1073 (1988)). Commonly used methods for measuring identity or similarity between two sequences include, but are not limited to, Guide to Huge Computers, Martin J. et al. Bishop, Academic Press, San Diego, 1994, and Carillo, H .; And Lipman, D .; SIAM J .; Applied Math. 48: 1073 (1988).

[0084]同一性を測定するための好ましい方法は、試験される2種の配列間に最大の一致を与えるように設計される。同一性及び類似性を測定するための方法は、コンピュータプログラムにおいて体系化されている。2種の配列間の同一性及び類似性を測定するための好ましいコンピュータプログラム方法としては、それだけには限らないが、GCGプログラムパッケージ(Devereux他、Nucleic Acids Research 12(1):387頁(1984年))、BLASTP、BLASTN、FASTA(Atschul他、J.Molec.Biol.215;403頁(1990年))が挙げられる。前述した類似性又は同一性の程度は、第1の配列の第2の配列からの派生を示す、2種の配列間の同一性の程度として測定される。2種の核酸配列間の同一性の程度は、GCGプログラムパッケージ中で提供されるGAP(Needleman及びWunsch(1970年)Journal of Molecular Biology 48:443〜453頁)など当技術分野において公知のコンピュータプログラムを用いて測定することができる。本発明のための2種の核酸配列間の同一性の程度を測定するために、以下の設定値でGAPを使用する:GAP生成ペナルティ5.0及びGAP伸長ペナルティ0.3。   [0084] Preferred methods for measuring identity are designed to give the greatest match between the two sequences tested. Methods for measuring identity and similarity are organized in computer programs. Preferred computer program methods for measuring identity and similarity between two sequences include, but are not limited to, the GCG program package (Devereux et al., Nucleic Acids Research 12 (1): 387 (1984). ), BLASTP, BLASTN, FASTA (Atschul et al., J. Molec. Biol. 215; 403 (1990)). The degree of similarity or identity described above is measured as the degree of identity between two sequences, indicating the derivation of the first sequence from the second sequence. The degree of identity between two nucleic acid sequences can be determined by computer programs known in the art such as GAP (Needleman and Wunsch (1970) Journal of Molecular Biology 48: 443-453) provided in the GCG program package. Can be measured. To measure the degree of identity between two nucleic acid sequences for the present invention, GAP is used with the following settings: GAP generation penalty of 5.0 and GAP extension penalty of 0.3.

コドン最適化
[0085]遺伝コードの縮重により、第1のDNA配列によってコードされるポリペプチドと同一のアミノ酸配列を含む改変ポリペプチドをなお産生する、ポリペプチドのヌクレオチド配列の変形が可能となる。(その全体が参照により本明細書に組み入れられる米国特許第5547871号において記載されている)「コドン最適化」として公知の手順により、そのような変更されたDNA配列を設計する手段が提供される。コドン最適化遺伝子の設計は、ある生物中でのコドン使用の頻度、最近接頻度、RNA安定性、2次構造形成の可能性、合成経路、及びその遺伝子の予定されるその後のDNA操作を含めて、様々な因子を考慮に入れるべきである。特に、利用可能な方法を用いて、酵母発現系が使用される場合には酵母によって最も容易に認識されるものを用いて所与の融合タンパク質をコードするコドンを変更することができる。
Codon optimization
[0085] The degeneracy of the genetic code allows for modification of the nucleotide sequence of the polypeptide that still produces a modified polypeptide comprising the same amino acid sequence as the polypeptide encoded by the first DNA sequence. A procedure known as “codon optimization” (described in US Pat. No. 5,547,871, which is incorporated herein by reference in its entirety) provides a means to design such altered DNA sequences. . Codon-optimized gene design includes frequency of codon usage in an organism, nearest neighbor frequency, RNA stability, possibility of secondary structure formation, synthetic pathway, and planned subsequent DNA manipulation of the gene Various factors should be taken into account. In particular, available methods can be used to alter the codon encoding a given fusion protein with the one that is most readily recognized by the yeast if a yeast expression system is used.

[0086]遺伝コードの縮重により、同じアミノ酸配列が、多くの異なる方法でコードされ、かつ翻訳されることが可能となる。例えば、ロイシン、セリン、及びアルギニンは、それぞれ6種の異なるコドンによってコードされ、バリン、プロリン、トレオニン、アラニン、及びグリシンはそれぞれ4種の異なるコドンによってコードされている。しかし、このような同義コドンの使用頻度は、真核生物及び原核生物の間で、ゲノムによって変動する。例えば、哺乳動物間の同義コドンの選択パターンは非常に類似しているが、酵母(サッカロミセス・セレビシエ(S.cerevisiae))、細菌(大腸菌など)、及び昆虫(キイロショウジョウバエ(D.melanogaster)など)など進化的に離れた生物は、明らかに異なるパターンのゲノムコドン使用頻度を示す(Grantham,R.他、Nucl.Acids Res.、8、49〜62頁(1980年);Grantham,R.他、Nucl.Acids Res.、9、43〜74頁(1981年);Maroyama,T.他、Nucl.Acids Res.、14、151〜197頁(1986年);Aota,S.他、Nucl.Acids Res.、16、315〜402頁(1988年);Wada,K.他、Nucl.Acids Res.、19 補遺、1981〜1985頁(1991年);Kurland,C.G.、FEBS Letters、285、165〜169頁(1991年))。コドン選択パターンのこれらの差異は、ペプチド伸長速度を調節することによって、個々の遺伝子の全般的な発現レベルに寄与しているようである(Kurland,C.G.、FEBS Letters、285、165〜169頁(1991年);Pedersen,S.、EMBO J.、3、2895〜2898頁(1984年);Sorensen,M.A.、J.Mol.Biol.、207、365〜377頁(1989年);Randall、L.L.他、Eur.J.Biochem.、107、375〜379頁(1980年);Curran,J.F.、及びYarus,M.、J.Mol.Biol.、209、65〜77頁(1989年);Varenne,S.他、J.Mol.Biol.、180、549〜576頁(1984年)、Varenne,S.他、J.Mol.Biol.、180、549〜576頁(1984年);Garesl,J.P.、J.Theor.Biol.、43、211〜225頁(1974年);Ikemura,T.、J.Mol.Biol.、146、1〜21頁(1981年);Ikemura,T.、J.Mol.Biol.、151、389〜409頁(1981年))。   [0086] The degeneracy of the genetic code allows the same amino acid sequence to be encoded and translated in many different ways. For example, leucine, serine, and arginine are each encoded by six different codons, and valine, proline, threonine, alanine, and glycine are each encoded by four different codons. However, the frequency of use of such synonymous codons varies from genome to genome between eukaryotes and prokaryotes. For example, the synonymous codon selection pattern between mammals is very similar, but yeast (S. cerevisiae), bacteria (such as E. coli), and insects (such as D. melanogaster) Evolutionary distant organisms, etc., clearly show different patterns of genomic codon usage (Grantham, R. et al., Nucl. Acids Res., 8, 49-62 (1980); Grantham, R. et al., Nucl. Acids Res., 9, 43-74 (1981); Maroyama, T. et al., Nucl.Acids Res., 151-197 (1986); Aota, S. et al., Nucl.Acids Res. 16, 315-402 (1988); Wa .. A, K other, Nucl. Acids Res, 19 Suppl, pp. 1981-1985 (1991); Kurland, C.G., FEBS Letters, pp 285,165~169 (1991)). These differences in codon selection patterns appear to contribute to the overall expression level of individual genes by regulating peptide elongation rates (Kurland, CG, FEBS Letters, 285, 165- 169 (1991); Pedersen, S., EMBO J., 3, 2895-2898 (1984); Sorensen, MA, J. Mol. Biol., 207, 365-377 (1989) Randall, LL et al., Eur. J. Biochem., 107, 375-379 (1980); Curran, J. F., and Yarus, M., J. Mol. Biol., 209, 65-77 (1989); Varenne, S. et al., J. Mol. Biol., 180, 549-5. 76 (1984), Varenne, S. et al., J. Mol. Biol., 180, 549-576 (1984); Garesl, JP, J. Theor. Biol., 43, 211-225. Ikeura, T., J. Mol. Biol., 146, 1-21 (1981); Ikemura, T., J. Mol. Biol., 151, 389-409 (1981) )).

[0087]合成遺伝子のための好ましいコドン使用頻度は、組換えタンパク質発現のために使用されることが意図される細胞/生物の正確な(又はできるだけ密接に関連した)ゲノム、特に酵母種のものから導かれる核遺伝子のコドン使用を反映すべきである。上述したように、好ましい一実施形態では、改変ポリペプチドは、酵母発現のために本明細書において説明するような改変の前又は後にコドン最適化される。   [0087] Preferred codon usage for synthetic genes is that of the exact (or as closely related as possible) genome of the cell / organism intended to be used for recombinant protein expression, particularly yeast species Should reflect the codon usage of the nuclear gene derived from. As mentioned above, in one preferred embodiment, the modified polypeptide is codon optimized before or after modification as described herein for yeast expression.

ベクター
[0088]本発明において使用するための発現ユニットは、一般に、5’側から3’側の向きに作動可能に連結された、以下の要素、すなわち、転写プロモーター、分泌シグナル配列、改変ポリペプチドをコードするDNA配列、及び転写ターミネーターを含む。上述したように、改変されたポリペプチド及びペプチドの任意の配置を本発明のベクターにおいて使用してよい。適切なプロモーター、シグナル配列、及びターミネーターの選択は、選択された宿主細胞によって決定されることになり、かつ当業者には明らかと考えられ、以下により具体的に考察する。
vector
[0088] An expression unit for use in the present invention generally comprises the following elements operatively linked in a 5 'to 3' orientation: a transcription promoter, a secretion signal sequence, a modified polypeptide. Contains the coding DNA sequence and transcription terminator. As noted above, any arrangement of modified polypeptides and peptides may be used in the vectors of the invention. The selection of the appropriate promoter, signal sequence, and terminator will be determined by the selected host cell and will be apparent to those skilled in the art and will be discussed more specifically below.

[0089]本発明で使用するのに適する酵母ベクターは、米国特許第6291212号において記載されており、YRp7(Struhl他、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 76:1035〜1039頁、1978年)、YEp13(Broach他、Gene8;121〜133頁、1979年)、pJDB249及びpJDB219(Beggs、Nature 275:104〜108頁、1978年)、pPPC0005、pSeCHSA、pScNHSA、pC4、並びにそれらの誘導体が含まれる。有用な酵母プラスミドベクターとしては、Stratagene Cloning Systems社(ラ・ホーヤ、CA92037、米国)から入手可能なpRS403−406、pRS413−416及びピキア(Pichia)ベクターも挙げられる。プラスミドpRS403、pRS404、pRS405及びpRS406は、酵母組込み型プラスミド(YIps)であり、酵母選択マーカーHIS3、TRP1、LEU2、及びURA3を組み入れている。プラスミドpRS413−416は、酵母セントロメアプラスミド(YCps)である。   [0089] Yeast vectors suitable for use in the present invention are described in US Pat. No. 6,291,212, YRp7 (Struhl et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 76: 1035-1039, 1978). YEp13 (Broach et al., Gene 8; 121-133, 1979), pJDB249 and pJDB219 (Beggs, Nature 275: 104-108, 1978), pPPC0005, pSeCHSA, pScNHSA, pC4, and derivatives thereof. . Useful yeast plasmid vectors also include pRS403-406, pRS413-416 and Pichia vectors available from Stratagene Cloning Systems (La Jolla, CA 92037, USA). Plasmids pRS403, pRS404, pRS405 and pRS406 are yeast integration plasmids (YIps) and incorporate yeast selection markers HIS3, TRP1, LEU2, and URA3. Plasmid pRS413-416 is a yeast centromere plasmid (YCps).

[0090]このようなベクターは一般に選択マーカーを含み、選択マーカーは、表現型アッセイが存在し、形質転換体の選択を可能にする、優性の表現型を示す多数の遺伝子のうちの1つでよい。好ましい選択マーカーは、宿主細胞の栄養要求性を補完し、抗生物質抵抗性を与え、又は細胞が特定の炭素供給源の利用を可能にさせるものであり、LEU2(Broach他、同書)、URA3(Botstein他、Gene8;17、1979年)、HIS3(Struhl他、同書)、又はPOT1(Kawasaki及びBell、EP171142)が挙げられる。他の適切な選択マーカーとしては、酵母細胞にクロラムフェニコール抵抗性を与えるCAT遺伝子が挙げられる。酵母において使用するのに好ましいプロモーターとしては、酵母解糖系遺伝子(Hitzeman他、J Biol.Chem.225:12073〜12080頁、1980年;Alber及びKawasaki、J.Mol.Appl.Genet.1;419〜434頁、1982年;Kawasaki、米国特許第4599311号)又はアルコールデヒドロゲナーゼ遺伝子(Young他、Genetic Engineering of Microorganisms for Chemicals、Hollaender他(編)、355頁、Plenum、N.Y.、1982年;Ammerer、Meth.Enzymol.101:192〜201頁、1983年)に由来するプロモーターが挙げられる。この点に関して、特に好ましいプロモーターは、TPI1プロモーター(Kawasaki、米国特許第4599311号)及びADH2−4(米国特許第6291212号を参照されたい)プロモーター(Russell他、Nature304:652〜654頁、1983年)である。発現ユニットは、転写ターミネーターも含んでよい。好ましい転写ターミネーターはTPI1ターミネーター(Alber及びKawasaki、同書)である。より好ましくは、プロモーターは、EP431880において開示されているPRB1プロモーターであり、かつターミネーターは、EP60057において開示されているADH1ターミネーターであり、これらの文献はその全体が参照により本明細書に組み入れられる。 [0090] Such vectors generally contain a selectable marker, which is one of a number of genes exhibiting a dominant phenotype that allows for the selection of transformants for which there is a phenotypic assay. Good. Preferred selectable markers are those that complement the auxotrophy of the host cell, confer antibiotic resistance, or allow the cell to utilize a specific carbon source, such as LEU2 (Broach et al., Ibid), URA3 ( Botstein et al., Gene 8; 17, 1979), HIS3 (Struhl et al., Ibid), or POT1 (Kawasaki and Bell, EP171142). Other suitable selectable markers include the CAT gene that confers chloramphenicol resistance to yeast cells. Preferred promoters for use in yeast include yeast glycolytic genes (Hitzeman et al., J Biol. Chem. 225: 12073-12080, 1980; Albert and Kawasaki, J. Mol. Appl. Genet. 1; 419 ˜434, 1982; Kawasaki, US Pat. No. 4,599,311) or alcohol dehydrogenase gene (Young et al., Genetic Engineering of Chemicals for Chemicals, Hollaender et al., Eds., Pp. 355, Plenum, N. 198; , Meth. Enzymol. 101: 192-201, 1983). In this regard, particularly preferred promoters are the TPI1 promoter (Kawasaki, US Pat. No. 4,599,311) and the ADH2-4 C (see US Pat. No. 6,291,212) promoter (Russell et al., Nature 304: 652-654, 1983). ). The expression unit may also include a transcription terminator. A preferred transcription terminator is the TPI1 terminator (Alber and Kawasaki, ibid.). More preferably, the promoter is the PRB1 promoter disclosed in EP431880 and the terminator is the ADH1 terminator disclosed in EP60057, which are hereby incorporated by reference in their entirety.

[0091]酵母の他に、本発明の改変されたポリペプチド及びペプチドは、糸状菌、例えばアスペルギルス(Aspergillus)属の種においても発現され得る。有用なプロモーターの例としては、ADH3プロモーター(McKnight他、EMBO J.4:2093〜2099頁、1985年)やtpiAプロモーターなどのアスペルギルス・ニダランス(Aspergillus nidulans)解糖系遺伝子に由来するものが挙げられる。適切なターミネーターの例はADH3ターミネーター(McKnight他、同書)である。このような構成要素を利用する発現ユニットは、例えばアスペルギルスの染色体DNA中に挿入することができるベクター中にクローニングすることができる。   [0091] In addition to yeast, the modified polypeptides and peptides of the present invention can also be expressed in filamentous fungi, for example, species of the genus Aspergillus. Examples of useful promoters include those derived from Aspergillus nidulans glycolytic genes such as the ADH3 promoter (McKnight et al., EMBO J. 4: 2093-2099, 1985) and the tpiA promoter. . An example of a suitable terminator is the ADH3 terminator (McKnight et al., Ibid). Expression units that utilize such components can be cloned into vectors that can be inserted into, for example, Aspergillus chromosomal DNA.

[0092]本発明を実施する際に使用するための哺乳動物発現ベクターは、改変されたポリペプチド及びペプチドの転写を指示することができるプロモーターを含む。好ましいプロモーターとしては、ウイルスプロモーター及び細胞プロモーターが挙げられる。好ましいウイルスプロモーターとしては、アデノウイルス2に由来する主要後期プロモーター(Kaufman及びSharp、Mol.Cell.Biol.2:1304〜13199頁、1982年)及びSV40プロモーター(Subramani他、Mol.Cell.Biol.1:854〜864頁、1981年)が挙げられる。好ましい細胞プロモーターとしては、マウスのメタロチオネイン−1プロモーター(Palmiter他、Science222;809〜814頁、1983年)及びマウスVκ(米国特許第6291212号を参照されたい)プロモーター(Grant他、Nuc.Acids Res.15:5496頁、1987年)が挙げられる。特に好ましいプロモーターは、マウスV(米国特許第6291212号を参照されたい)プロモーターである。このような発現ベクターはまた、プロモーターから下流、かつ改変されたポリペプチド又はペプチドをコードしているDNA配列から上流に位置する、1組のRNAスプライス部位も含み得る。好ましいRNAスプライス部位は、アデノウイルス及び/又は免疫グロブリン遺伝子から得ることができる。 [0092] Mammalian expression vectors for use in practicing the present invention include modified polypeptides and promoters that can direct transcription of the peptides. Preferred promoters include viral promoters and cellular promoters. Preferred viral promoters include the major late promoter derived from adenovirus 2 (Kaufman and Sharp, Mol. Cell. Biol. 2: 1304-13199, 1982) and the SV40 promoter (Subramani et al., Mol. Cell. Biol. 1). : Pp. 854-864, 1981). Preferred cellular promoters include the mouse metallothionein-1 promoter (Palmiter et al., Science 222; 809-814, 1983) and the mouse Vκ (see US Pat. No. 6,291,212) promoter (Grant et al., Nuc. Acids Res. 15: 5496, 1987). A particularly preferred promoter is the mouse V H (see US Pat. No. 6,291,212) promoter. Such expression vectors may also include a set of RNA splice sites located downstream from the promoter and upstream from the DNA sequence encoding the modified polypeptide or peptide. Preferred RNA splice sites can be obtained from adenovirus and / or immunoglobulin genes.

[0093]興味対象のコード配列の下流に位置するポリアデニル化シグナルもまた、発現ベクター中に含まれる。ポリアデニル化シグナルとしては、SV40に由来する初期又は後期のポリアデニル化シグナル(Kaufman及びSharp、同書)、アデノウイルス5E1B領域及びヒト成長ホルモン遺伝子ターミネーター(DeNoto他、Nuc.Acids Res.9:3719〜3730頁、1981年)に由来するポリアデニル化シグナルが挙げられる。特に好ましいポリアデニル化シグナルは、V(米国特許第6291212号を参照されたい)遺伝子ターミネーターである。発現ベクターは、プロモーターとRNAスプライス部位の間に位置した、アデノウイルス2の3分節リーダーなど非コード性のウイルスリーダー配列を含んでもよい。好ましいベクターは、SV40エンハンサーやマウスμ(米国特許第6291212号を参照されたい)エンハンサー(Gillies、Cell 33:717〜728頁、1983年)などのエンハンサー配列も含んでもよい。発現ベクターは、アデノウイルスVA RNAをコードする配列も含んでよい。 [0093] A polyadenylation signal located downstream of the coding sequence of interest is also included in the expression vector. Polyadenylation signals include early or late polyadenylation signals derived from SV40 (Kaufman and Sharp, ibid), adenovirus 5E1B region and human growth hormone gene terminator (DeNoto et al., Nuc. Acids Res. 9: 3719-3730. , 1981). A particularly preferred polyadenylation signal is the V H (see US Pat. No. 6,291,212) gene terminator. The expression vector may comprise a non-coding viral leader sequence, such as the adenovirus 2 triple segment leader, located between the promoter and the RNA splice site. Preferred vectors may also include enhancer sequences, such as the SV40 enhancer and the mouse μ (see US Pat. No. 6,291,212) enhancer (Gillies, Cell 33: 717-728, 1983). The expression vector may also include sequences encoding adenovirus VA RNA.

[0094]これらの発現ベクターはまた、後述するように、改変されたポリペプチド又はペプチドの半減期を向上させるために、第2のポリペプチド又はペプチド、例えばトランスフェリンに融合された本発明の改変されたポリペプチド又はペプチドを含む融合タンパク質を発現させるためにも使用される。同様に、改変されたポリペプチド又はペプチドは、その改変されたポリペプチド又はペプチドを発現及び遊離させるためにタグ及び/又は切断部位に融合してもよい。   [0094] These expression vectors may also be modified according to the present invention fused to a second polypeptide or peptide, such as transferrin, to improve the half-life of the modified polypeptide or peptide, as described below. It is also used to express a polypeptide or a fusion protein comprising a peptide. Similarly, a modified polypeptide or peptide may be fused to a tag and / or cleavage site to express and release the modified polypeptide or peptide.

形質転換
[0095]菌類を形質転換するための技術は文献において周知であり、例えばBeggs(同書)、Hinnen他(Proc.Natl.Acad.Sci.USA75:1929〜1933頁、1978年)、Yelton他、(Proc.Natl.Acad.Sci.USA81:1740〜1747頁、1984年)、及びRussell(Nature301:167〜169頁、1983年)によって説明されている。宿主細胞の遺伝子型は、一般に、発現ベクター上に存在する選択マーカーによって補完される遺伝的欠陥を含む。個々の宿主及び選択マーカーの選択は、十分に当業者のレベルの範囲内である。
Transformation
[0095] Techniques for transforming fungi are well known in the literature, for example, Beggs (Id.), Hinnen et al. (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 75: 1929-1933, 1978), Yelton et al., ( Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81: 1740-1747 (1984), and Russell (Nature 301: 167-169, 1983). The host cell genotype generally comprises a genetic defect that is complemented by a selectable marker present on the expression vector. The selection of individual hosts and selectable markers is well within the level of ordinary skill in the art.

[0096]本発明の改変されたポリペプチド及びペプチドを含むクローン化DNA配列は、例えばリン酸カルシウムによるトランスフェクション(Wigler他、Cell 14:725頁、1978年;Corsaro及びPearson、Somatic Cell Genetics 7:603頁、1981年;Graham及びVan der Eb、Virology 52:456頁、1973年)によって、哺乳動物培養細胞中へ導入することができる。エレクトロポレーション(Neumann他、EMBO J.1:841〜845頁、1982年)又はリポフェクションなど哺乳動物細胞中にクローン化DNA配列を導入するための他の技術も使用することができる。クローン化DNAを組み込んだ細胞を同定するために、選択マーカーが、興味対象の遺伝子又はcDNAと共にそれらの細胞中に一般に導入される。哺乳動物培養細胞において使用するのに好ましい選択マーカーとしては、ネオマイシン、ヒグロマイシン及びメトトレキサートなどの薬物に対する抵抗性を与える遺伝子が挙げられる。選択マーカーは、増幅可能な選択マーカーでもよい。好ましい増幅可能な選択マーカーは、DHFR遺伝子である。特に好ましい増幅可能なマーカーは、DHFR(米国特許第6291212号を参照されたい)cDNA(Simonsen及びLevinson、Proc.Natl.Acad.Sci、USA80:2495〜2499頁、1983年)である。選択マーカーは、Thillyによる総説があり(Mammalian Cell Technology、Butterworth Publishers、ストーナム(Stoneham)、マサチューセッツ州)、かつ選択マーカーの選択は、十分に当業者のレベルの範囲内である。 [0096] Cloned DNA sequences comprising the modified polypeptides and peptides of the invention can be obtained, for example, by transfection with calcium phosphate (Wigler et al., Cell 14: 725, 1978; Corsaro and Pearson, Somatic Cell Genetics 7: 603). 1981; Graham and Van der Eb, Virology 52: 456, 1973). Other techniques for introducing cloned DNA sequences into mammalian cells such as electroporation (Neumann et al., EMBO J. 1: 841-845, 1982) or lipofection can also be used. In order to identify cells that have incorporated the cloned DNA, a selectable marker is generally introduced into those cells along with the gene or cDNA of interest. Preferred selectable markers for use in cultured mammalian cells include genes that confer resistance to drugs such as neomycin, hygromycin and methotrexate. The selectable marker may be a selectable marker that can be amplified. A preferred amplifiable selectable marker is the DHFR gene. A particularly preferred amplifiable marker is DHFR r (see US Pat. No. 6,291,212) cDNA (Simonsen and Levinson, Proc. Natl. Acad. Sci, USA 80: 2495-2499, 1983). Selection markers are reviewed by Thilly (Mammalian Cell Technology, Butterworth Publishers, Stoneham, Mass.), And selection of selection markers is well within the level of one skilled in the art.

宿主細胞
[0097]本発明はまた、本発明の改変されたポリペプチド又はペプチドを発現するように形質転換された細胞、好ましくは酵母細胞も含む。形質転換された宿主細胞それら自体に加えて、本発明はまた、栄養培地中の、それらの細胞の培養物、好ましくはモノクローナル(クローン的に均一な)培養物、又はモノクローナル培養物に由来する培養物も含む。ポリペプチドが分泌される場合、培地は、細胞と共に、又はそれらがろ過若しくは遠心分離で除去される場合には細胞を伴わずに、ポリペプチドを含む。
Host cell
[0097] The present invention also includes cells, preferably yeast cells, that have been transformed to express a modified polypeptide or peptide of the invention. In addition to the transformed host cells themselves, the present invention also provides a culture of those cells, preferably a monoclonal (clonally uniform) culture, or a culture derived from a monoclonal culture, in nutrient medium. Including goods. If the polypeptide is secreted, the medium contains the polypeptide with the cells or without the cells if they are removed by filtration or centrifugation.

[0098]本発明を実施する際に使用するための宿主細胞としては、哺乳動物培養細胞、昆虫細胞、菌細胞、植物細胞、及び細菌細胞など、外因性DNAで形質転換又はトランスフェクトでき、培養状態で増殖させることができる真核細胞及びいくつかの場合では原核細胞が挙げられる。本発明の核酸配列を含むベクターは、ベクターが染色体構成要素として、又は自己複製する染色体外ベクターとして維持されるように、宿主細胞中へ導入される。核酸配列が細胞中で安定に維持されやすいため、組込みが有利であると一般にみなされる。宿主の染色体中へのベクターの組込みは、相同組換え又は非相同組換えによって起こり得る。   [0098] Host cells for use in practicing the present invention can be transformed or transfected with exogenous DNA, such as cultured mammalian cells, insect cells, fungal cells, plant cells, and bacterial cells, and cultured. Eukaryotic cells that can be grown in the state and in some cases prokaryotic cells. A vector containing a nucleic acid sequence of the invention is introduced into a host cell so that the vector is maintained as a chromosomal component or as an extrachromosomal vector that self-replicates. Integration is generally considered advantageous because the nucleic acid sequence tends to be stably maintained in the cell. Integration of the vector into the host chromosome can occur by homologous or non-homologous recombination.

[0099]宿主細胞の選択は、ポリペプチドをコードしている遺伝子及びその供給源に大きく依存すると考えられる。宿主細胞は、単細胞の微生物、例えば原核生物でも、又は非単細胞の微生物、例えば真核生物でもよい。原核生物又は真核生物のいずれかを使用することができる。原核宿主細胞としては、大腸菌(Escherichia coli)や枯草菌(Bacillus subtilis)など一般に使用される細胞を使用することができる。   [0099] The choice of host cell will depend largely on the gene encoding the polypeptide and its source. The host cell may be a unicellular microorganism, such as a prokaryotic organism, or a non-unicellular microorganism, such as a eukaryotic organism. Either prokaryotic or eukaryotic organisms can be used. As prokaryotic host cells, commonly used cells such as Escherichia coli and Bacillus subtilis can be used.

[00100]原核細胞が宿主細胞として使用される場合、宿主細胞中で複製可能なベクターが使用され得る。タンパク質合成を開始するために必要とされるプロモーター、SD配列(シャイン・ダルガルノ配列)、及び開始コドン(例えばATG)が、ベクター中で本発明の遺伝子の上流で提供されて、その遺伝子の発現を促進するような発現プラスミドが、好ましくは使用され得る。上記のベクターの例としては、pBR322、pBR325、pUC12、pUC13など大腸菌に由来する一般に使用されるプラスミドが挙げられる。しかし、適用可能なベクターはこれらの例に限定されず、様々な公知のベクターも使用することができる。大腸菌を用いた発現系において使用可能な市販のベクターの例としては、pGEX−4T(Amersham Pharmacia Biotech社)、pMAL−C2、pMAL−P2(New England Biolabs社)、pET21/lacq(Invitrogen社)、pBAD/His(Invitrogen社)などが挙げられる。   [00100] When prokaryotic cells are used as host cells, vectors that are replicable in the host cells may be used. A promoter, SD sequence (Shine-Dalgarno sequence), and initiation codon (eg, ATG) required to initiate protein synthesis are provided upstream of the gene of the present invention in the vector to control expression of that gene. An expression plasmid that facilitates may preferably be used. Examples of the vector include commonly used plasmids derived from E. coli such as pBR322, pBR325, pUC12, and pUC13. However, applicable vectors are not limited to these examples, and various known vectors can also be used. Examples of commercially available vectors that can be used in an expression system using E. coli include pGEX-4T (Amersham Pharmacia Biotech), pMAL-C2, pMAL-P2 (New England Biolabs), pET21 / lacq (Invitrogen), pBAD / His (Invitrogen) etc. are mentioned.

[00101]真核宿主細胞の例としては、酵母細胞などが挙げられる。好んで使用される有頭動物細胞の例としては、COS細胞(サル由来の細胞)(1981年 Cell、23、175頁)、チャイニーズハムスター卵巣細胞及びそれに由来するジヒドロ葉酸還元酵素欠損株(1980年 Proc.Natl.Acad.Sci.、USA.、77、4216頁)などが挙げられ、また、好んで使用される酵母細胞の例としては、サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)などが挙げられる。しかし、使用できる細胞はこれらの例に限定されない。好ましくは、酵母細胞が、改変されたポリペプチド又はペプチドを発現させるために使用される。   [00101] Examples of eukaryotic host cells include yeast cells and the like. Examples of cranial cells that are preferably used include COS cells (monkey-derived cells) (1981 Cell, pages 23, 175), Chinese hamster ovary cells, and dihydrofolate reductase-deficient strains derived therefrom (1980). Proc. Natl. Acad. Sci., USA., Pages 77, 4216), and examples of yeast cells that are preferably used include Saccharomyces cerevisiae. However, the cells that can be used are not limited to these examples. Preferably, yeast cells are used to express the modified polypeptide or peptide.

[00102]酵母の種(例えばサッカロマイセス種、分裂酵母(Schizosaccharomyces種)、ピキア(Pichia)種)を含めて、菌細胞が本発明内で宿主細胞として使用され得る。本発明の改変されたポリペプチド又はペプチドを発現させるための宿主として、本発明を実施する際に有用であることが予想される、酵母を含む菌類の例は、ピキア(以前はハンセヌラ(Hansenula)として分類されていた種を含む)、サッカロマイセス、クルイベロマイセス(Kluyveromyces)、アスペルギルス、カンジダ(Candida)、トルロプシス(Torulopsis)、トルラスポラ(Torulaspora)、分裂酵母、シテロマイセス(Citeromyces)、パチソレン(Pachysolen)、チゴサッカロマイセス(Zygosaccharomyces)、デバロマイセス(Debaromyces)、トリコデルマ(Trichoderma)、セファロスポリウム(Cephalosporium)、フミコーラ(Humicola)、ケカビ(Mucor)、アカパンカビ(Neurospora)、ヤロウィア(Yarrowia)、メツニコウィア(Metschnikowia)、ロドスポリジウム(Rhodosporidium)、ロイコスポリジウム(Leucosporidium)、ボトリオアスクス(Botryoascus)、スポリジオボラス(Sporidiobolus)、エンドミコプシス(Endomycopsis)などである。サッカロマイセス属菌の例は、S.セレビシエ、S.イタリクス(italicus)、及びS.ロウキシイ(rouxii)である。クルイベロマイセス属菌の例は、K.フラギリス(fragilis)、K.ラクティス(lactis)、及びK.マルキシアヌス(marxianus)である。適切なトルラスポラ属菌は、T.デルブリュッキー(delbrueckii)である。ピキア属菌の例は、P.アングスタ(angusta)(以前のH.ポリモルファ(polymorpha))、P.アノマラ(anomala)(以前のH.アノマラ)、及びP.パストリス(Pastoris)である。   [00102] Fungal cells, including yeast species (eg, Saccharomyces species, Schizosaccharomyces species, Pichia species) may be used as host cells within the present invention. Examples of fungi, including yeast, that are expected to be useful in practicing the present invention as hosts for expressing the modified polypeptides or peptides of the present invention include Pichia (formerly Hansenula) ), Saccharomyces, Kluyveromyces, Aspergillus, Candida, Toluropsis, Torulaspora, Fission yeast, Citeromyces (Citeromyces), Zygosaccharomyces, Debaromyces, Trichoderma, Cephalosporium (Cep) Alosporium, Humicola, Mucor, Neurospora, Yarrowia, Yarrowia, Metschnikowia, Rhodosporidium, Rhodosporidium, Rhodospodium ), Endomycosis and the like. Examples of Saccharomyces spp. Cerevisiae, S. et al. Italicus, and S. Rouxii. Examples of Kluyveromyces spp. Fragilis, K.M. Lactis, and K. et al. Marxianus. Suitable Torlaspola spp. Delbrueckii. Examples of Pichia spp. Angusta (formerly H. polymorpha), P.A. Anomala (formerly H. anomala), and P. a. Pastoris.

[00103]本発明の改変されたポリペプチド又はペプチドを作製するのに特に有用な宿主細胞は、メタノール資化性ピキア・パストリス(Steinlein他(1995年)Protein Express.Purif.6:619〜624頁)である。ピキア・パストリスは、そのアルコール酸化酵素プロモーターが単離かつクローン化されたため、異種タンパク質を作製するための優れた宿主となるように開発され、その形質転換は1985年に最初に報告された。P.パストリスは、グルコースが無い場合は炭素源としてメタノールを利用することができる。P.パストリス発現系では、メタノール代謝の第1段階を触媒する酵素であるアルコール酸化酵素の発現をコードする遺伝子を制御する、メタノール誘導性のアルコール酸化酵素(AOX1)プロモーターを使用することができる。このプロモーターは、特性を決定され、かつ一連のP.パストリス発現ベクター中に組み込まれた。P.パストリス中で産生されるタンパク質は、通常正確に折り畳まれ、かつ培地中に分泌されるため、遺伝子操作されたP.パストリスの発酵は、大腸菌発現系の優れた代替手段となる。   [00103] Host cells that are particularly useful for producing the modified polypeptides or peptides of the invention are methanol-utilizing Pichia pastoris (Steinlein et al. (1995) Protein Express. Purif. 6: 619-624. ). Pichia pastoris was developed to be an excellent host for producing heterologous proteins because its alcohol oxidase promoter was isolated and cloned, and its transformation was first reported in 1985. P. Pastoris can use methanol as a carbon source in the absence of glucose. P. In the Pastoris expression system, a methanol-inducible alcohol oxidase (AOX1) promoter that controls a gene encoding the expression of alcohol oxidase, which is an enzyme that catalyzes the first stage of methanol metabolism, can be used. This promoter has been characterized and a series of P. coli. It was incorporated into a Pastoris expression vector. P. Proteins produced in Pastoris are usually correctly folded and secreted into the medium, so that genetically engineered P. Pastoris fermentation is an excellent alternative to the E. coli expression system.

[00104]酵母サッカロマイセス・セレビシエの株は、別の好ましい宿主である。好ましい実施形態では、酵母細胞、又はより具体的には、糖タンパク質のアスパラギン結合型グリコシル化のために必要な遺伝子に遺伝的欠陥を含むサッカロマイセス・セレビシエ宿主細胞が使用される。多数の入手可能な酵母株が、グリコシル化又は過剰なマンノシル化を防止又は低減させるために改変されたが、このような欠陥を有するS.セレビシエ宿主細胞は、変異及び選択の標準技術を用いて調製することができる。   [00104] A strain of the yeast Saccharomyces cerevisiae is another preferred host. In a preferred embodiment, yeast cells, or more specifically, Saccharomyces cerevisiae host cells that contain a genetic defect in a gene required for asparagine-linked glycosylation of glycoproteins are used. A number of available yeast strains have been modified to prevent or reduce glycosylation or excessive mannosylation, but S. coli having such deficiencies. S. cerevisiae host cells can be prepared using standard techniques of mutation and selection.

[00105]異種性タンパク質の産生を最適化するためには、宿主株が、タンパク質分解活性の低減をもたらすS.セレビシエpep4変異(Jones、Genetics 85:23〜33頁、1977年)などの変異を有することも好ましい。アスパルチルプロテアーゼヤプシン1(YAP3)をコードしている遺伝子若しくはヤプシン2(MKC7)をコードしている遺伝子、又はその双方に変異を有し(Copley他 1998年 Biochem.J.330、1333〜1340頁)、その結果、塩基性残基を対象とするタンパク質分解活性が低減又は消失しているような宿主を使用することが特に有利である。他のプロテアーゼコード領域に変異を含む宿主株は、本発明の改変された治療用ポリペプチド又はペプチドを大量に作製するのに特に有用である。   [00105] In order to optimize the production of heterologous proteins, the host strain produces a reduction in proteolytic activity. It is also preferable to have a mutation such as a cerevisiae pep4 mutation (Jones, Genetics 85: 23-33, 1977). The gene encoding aspartyl protease yapsin 1 (YAP3) or gene encoding yapsin 2 (MKC7), or both have mutations (Copley et al. 1998 Biochem. J. 330, 1333-1340. As a result, it is particularly advantageous to use a host in which the proteolytic activity directed at basic residues is reduced or eliminated. Host strains containing mutations in other protease coding regions are particularly useful for making large quantities of the modified therapeutic polypeptides or peptides of the invention.

[00106]本発明のDNA構築体を含む宿主細胞は、適切な増殖培地中で増殖させられる。本明細書において使用される場合、「適切な増殖培地」という用語は、細胞の増殖に必要とされる栄養素を含む培地を意味する。細胞増殖に必要とされる栄養素としては、炭素源、窒素源、必須アミノ酸、ビタミン、無機物、及び増殖因子を挙げることができる。増殖培地では、一般に、例えば、薬物による選択、又はDNA構築体上の若しくはDNA構築体と共にトランスフェクトされた選択マーカーによって補完される必須栄養素の欠乏によって、DNA構築体を含む細胞を選択する。例えば酵母細胞は、好ましくは、非アミノ酸窒素源、無機塩類、ビタミン、及び必須アミノ酸補給物を含む、既知組成培地中で増殖する。培地のpHは、好ましくは、2より大きく8未満のpH、好ましくはpH5.5〜6.5で維持される。安定なpHを維持するための方法には、好ましくはアンモニア、水酸化アンモニウム又は水酸化ナトリウムの添加による緩衝化及び恒常的なpH制御が含まれる。好ましい緩衝剤としては、クエン酸、ホスファート、コハク酸及びBis−Tris(Sigma Chemical社、セントルイス(St.Louis)、ミズーリ州)が挙げられる。アスパラギン結合型グリコシル化に必要な遺伝子に欠陥を有する酵母細胞は、好ましくは、浸透圧安定剤を含む培地中で増殖する。好ましい浸透圧安定剤は、ソルビトールであり、0.1M〜1.5M、好ましくは0.5M又は1.0Mの濃度で培地中に追加される。   [00106] Host cells containing the DNA constructs of the invention are grown in a suitable growth medium. As used herein, the term “appropriate growth medium” means a medium containing nutrients required for cell growth. Nutrients required for cell growth can include carbon sources, nitrogen sources, essential amino acids, vitamins, minerals, and growth factors. In growth media, cells containing the DNA construct are generally selected, for example, by selection with drugs, or lack of essential nutrients supplemented by a selectable marker on or with the DNA construct. For example, yeast cells are preferably grown in a known composition medium containing a non-amino acid nitrogen source, inorganic salts, vitamins, and essential amino acid supplements. The pH of the medium is preferably maintained at a pH greater than 2 and less than 8, preferably pH 5.5-6.5. Methods for maintaining a stable pH preferably include buffering by addition of ammonia, ammonium hydroxide or sodium hydroxide and constant pH control. Preferred buffering agents include citric acid, phosphate, succinic acid and Bis-Tris (Sigma Chemical, St. Louis, MO). Yeast cells having a defect in a gene required for asparagine-linked glycosylation preferably grow in a medium containing an osmotic stabilizer. A preferred osmotic stabilizer is sorbitol, which is added to the medium at a concentration of 0.1M to 1.5M, preferably 0.5M or 1.0M.

[00107]哺乳動物培養細胞は一般に、市販の血清含有培地又は無血清培地中で増殖する。使用される個々の細胞系統に適した培地の選択は、当業者のレベルの範囲内である。トランスフェクトされた哺乳動物細胞を、一定期間、通常1〜2日間、増殖させて、興味対象のDNA配列の発現を開始させる。次いで、安定的に選択マーカーを発現している細胞の増殖を選択するために、薬物選択を適用する。増幅可能な選択マーカーでトランスフェクトした細胞の場合は、薬物濃度を段階的に上昇させ、コピー数の多いクローン化配列を選択し、それによって発現レベルを増大させてもよい。   [00107] Mammalian cultured cells generally grow in commercially available serum-containing or serum-free media. The selection of a suitable medium for the particular cell line used is within the level of ordinary skill in the art. Transfected mammalian cells are grown for a period of time, usually 1-2 days, to initiate expression of the DNA sequence of interest. Drug selection is then applied to select for the growth of cells that stably express the selectable marker. In the case of cells transfected with an amplifiable selectable marker, the drug concentration may be increased stepwise to select high copy number cloned sequences and thereby increase expression levels.

[00108]バキュロウイルス/昆虫細胞発現系も、本発明の改変された治療用ポリペプチド又はペプチドを作製するのに使用してよい。「BacPAK(商標)」バキュロウイルス発現系(BD Biosciences(Clontech社)は、昆虫宿主細胞において高レベルで組換えタンパク質を発現する。標的遺伝子をトランスファーベクター中に挿入し、これを、直鎖状にしたBacPAK6ウイルスDNAと共に昆虫宿主細胞中にトランスフェクトする。BacPAK6 DNAは、バキュロウイルスゲノムの不可欠な部分を欠いている。このDNAがベクターと再結合すると、その不可欠な要素が修復され、標的遺伝子がバキュロウイルスゲノムに移入される。組み換え後に、数個のウイルスプラークを採取かつ精製し、組換え表現型を確認する。次いで、新規に単離した組み換えウイルスを増幅させ、かつ昆虫細胞培養物に感染させるのに使用して所望のタンパク質を大量に産生させることができる。   [00108] Baculovirus / insect cell expression systems may also be used to make the modified therapeutic polypeptides or peptides of the invention. The “BacPAK ™” baculovirus expression system (BD Biosciences (Clontech)) expresses recombinant proteins at high levels in insect host cells by inserting the target gene into a transfer vector and linearizing it. The BacPAK6 DNA lacks an integral part of the baculovirus genome, and when this DNA recombines with the vector, its essential elements are repaired and the target gene is After recombination, several viral plaques are collected and purified to confirm the recombinant phenotype, then the newly isolated recombinant virus is amplified and infected with insect cell cultures Use to make desired tamper Can produce large quantities of soil.

分泌シグナル配列
[00109]「分泌シグナル配列」若しくは「シグナル配列」又は「分泌リーダー配列」という用語は同義的に使用され、かつ例えば、いずれもその全体が参照により本明細書に組み入れられる米国特許第6291212号及び米国特許第5547871号において説明されている。分泌シグナル配列若しくはシグナル配列又は分泌リーダー配列は、分泌ペプチドをコードしている。分泌ペプチドは、細胞からの成熟したポリペプチド又はタンパク質の分泌を指示する役割を果たすアミノ酸配列である。分泌ペプチドは一般に、疎水性アミノ酸のコアを特徴とし、かつ通常(それだけには限らないが)、新しく合成されたタンパク質のアミノ末端に存在する。分泌ペプチドは、分泌中に成熟タンパク質から切断されることが非常に多い。分泌ペプチドは、成熟タンパク質が分泌経路を通過するときに、シグナルペプチドがそれから切断され得るプロセシング部位を含んでいてもよい。プロセシング部位は、シグナルペプチド内部にコードされていてもよく、又は例えばin vitro変異誘発によってシグナルペプチドに付加されてもよい。
Secretory signal sequence
[00109] The terms "secretory signal sequence" or "signal sequence" or "secretory leader sequence" are used interchangeably and include, for example, US Pat. No. 6,291,212, both of which are hereby incorporated by reference in their entirety. U.S. Pat. No. 5,547,871. The secretory signal sequence or signal sequence or secretory leader sequence encodes a secretory peptide. A secretory peptide is an amino acid sequence that serves to direct secretion of a mature polypeptide or protein from a cell. Secreted peptides are generally characterized by a core of hydrophobic amino acids and are usually (but not limited to) the amino terminus of newly synthesized proteins. Very often, secreted peptides are cleaved from the mature protein during secretion. The secretory peptide may include a processing site from which the signal peptide can be cleaved as the mature protein passes through the secretory pathway. The processing site may be encoded within the signal peptide or may be added to the signal peptide, for example by in vitro mutagenesis.

[00110]分泌ペプチドは、本発明の改変されたポリペプチド及びペプチドの分泌を指示するために使用してもよい。他の分泌ペプチドと組み合わせて使用され得る1つのこのような分泌ペプチドは、酵母バリア(Barrier)タンパク質の第3ドメインである。分泌シグナル配列若しくはシグナル配列又は分泌リーダー配列は、タンパク質の分泌をもたらす複雑な一連の翻訳後プロセシング段階に必要である。完全なシグナル配列が存在している場合には、発現されるタンパク質は、粗面小胞体の管腔に入り、次いでゴルジ体を通って分泌小胞に輸送され、最終的に細胞外へ輸送される。一般に、シグナル配列は、開始コドンのすぐ後に続き、かつ分泌されるタンパク質のアミノ末端のシグナルペプチドをコードしている。たいていの場合は、シグナル配列は、シグナルペプチダーゼと呼ばれる特異的なプロテアーゼによって切り離される。好ましいシグナル配列により、ウイルス、哺乳動物、又は酵母の発現ベクターを用いた組換えタンパク質発現のプロセシング及び搬出効率が改善される。好ましいシグナル配列は、哺乳動物又はヒトのトランスフェリンシグナル配列である。いくつかの場合では、天然基質のシグナル配列が、本発明の改変されたポリペプチド又はペプチドを発現及び分泌させるために使用してもよい。シグナル配列の効率的な除去を確実にするために、いくつかの場合では、シグナル配列と成熟タンパク質の間に、そのC末端部分が酵母kex2pプロテアーゼなどのプロテアーゼに対する認識部位を含む短いプロペプチド配列を含むことが好ましいことがある。好ましくは、プロペプチド配列は、約2〜12アミノ酸の長さ、より好ましくは約4〜8アミノ酸の長さである。このようなプロペプチドの例は、Arg−Ser−Leu−Asp−Lys−Arg、Arg−Ser−Leu−Asp−Arg−Arg、Arg−Ser−Leu−Glu−Lys−Arg、及びArg−Ser−Leu−Glu−Arg−Arg(それぞれ配列番号111〜114)である。   [00110] Secretory peptides may be used to direct secretion of the modified polypeptides and peptides of the invention. One such secretory peptide that can be used in combination with other secretory peptides is the third domain of the yeast Barrier protein. Secretory signal sequences or signal sequences or secretory leader sequences are required for a complex series of post-translational processing steps that result in secretion of the protein. If the complete signal sequence is present, the expressed protein enters the lumen of the rough endoplasmic reticulum, then is transported through the Golgi apparatus to the secretory vesicle, and finally transported extracellularly. The In general, the signal sequence immediately follows the start codon and encodes the signal peptide at the amino terminus of the secreted protein. In most cases, the signal sequence is cleaved off by a specific protease called a signal peptidase. Preferred signal sequences improve the processing and export efficiency of recombinant protein expression using viral, mammalian, or yeast expression vectors. A preferred signal sequence is a mammalian or human transferrin signal sequence. In some cases, a natural substrate signal sequence may be used to express and secrete a modified polypeptide or peptide of the invention. In order to ensure efficient removal of the signal sequence, in some cases, a short propeptide sequence between the signal sequence and the mature protein, the C-terminal part of which contains a recognition site for a protease such as yeast kex2p protease. It may be preferable to include. Preferably, the propeptide sequence is about 2-12 amino acids in length, more preferably about 4-8 amino acids in length. Examples of such propeptides are Arg-Ser-Leu-Asp-Lys-Arg, Arg-Ser-Leu-Asp-Arg-Arg, Arg-Ser-Leu-Glu-Lys-Arg, and Arg-Ser- Leu-Glu-Arg-Arg (SEQ ID NO: 111-114, respectively).

DPP切断から保護された改変ポリペプチド基質の作製
[00111]DPP活性に対して部分的又は実質的に抵抗性である本発明の改変ポリペプチドは、標準的な合成方法、組換えDNA技術、又はペプチド及び融合タンパク質を調製する他の任意の方法によって調製してよい。
Generation of modified polypeptide substrates protected from DPP cleavage
[00111] The modified polypeptides of the invention that are partially or substantially resistant to DPP activity may be produced by standard synthetic methods, recombinant DNA techniques, or any other method of preparing peptides and fusion proteins. May be prepared by

[00112]固相ペプチド合成法は、以下の参考文献において一般に記載されている:Merrifield、J.Am.Chem.Soc.、888;2149頁、1963年;Barany及びMerrifield、the Peptides、E.Gross及びJ.Meinenhofer編、Academic Press、ニューヨーク、3:285頁(1980年);S.B.H.Kent.Annu.Rev.Biochem.、57:957頁(1988年)。固相ペプチド合成法により、固体樹脂粒子に共有結合している伸長中のペプチド鎖へのアミノ酸の段階的付加を介して、所望の長さ及び配列のペプチドを作製することができる。この方法において自動合成を使用してもよい。   [00112] Solid phase peptide synthesis methods are generally described in the following references: Merrifield, J. et al. Am. Chem. Soc. 888; 2149, 1963; Barany and Merrifield, the Peptides, E .; Gross and J.M. Meinenhofer, Academic Press, New York, 3: 285 (1980); B. H. Kent. Annu. Rev. Biochem. 57: 957 (1988). Solid phase peptide synthesis can produce peptides of the desired length and sequence through the stepwise addition of amino acids to the growing peptide chain that is covalently bound to solid resin particles. Automatic synthesis may be used in this method.

[00113]上述したように、本発明の改変ポリペプチドはまた、それらのポリペプチドをコードする核酸配列を使用して、分子生物学技術によって得ることもできる。これらの配列は、RNAでもDNAでもよく、また、制御配列に結合していても及び/又はベクター中に挿入されていてもよい。後者は次に宿主細胞、例えば細菌中にトランスフェクトされる。ベクターの調製及び宿主中でのそれらの産生又は発現は、従来の分子生物学及び遺伝子工学技術によって実施される。   [00113] As noted above, the modified polypeptides of the present invention can also be obtained by molecular biology techniques using nucleic acid sequences encoding those polypeptides. These sequences may be RNA or DNA and may be linked to regulatory sequences and / or inserted into a vector. The latter is then transfected into a host cell, such as a bacterium. Preparation of vectors and their production or expression in the host are performed by conventional molecular biology and genetic engineering techniques.

[00114]さらに、本発明の改変ポリペプチドは、市販の発現系において容易に合成されるDNA配列を用いた組換え技術によって作製することもできる。   [00114] Furthermore, the modified polypeptides of the invention can also be produced by recombinant techniques using DNA sequences that are readily synthesized in commercially available expression systems.

[00115]本発明の改変ポリペプチドは、(a)ポリペプチド産生の助けとなる条件下で宿主細胞を培養するステップ;及び(b)ポリペプチドを回収するステップを含む組換え手段によって得ることができる。これらの細胞は、当技術分野において公知の方法を用いて、ポリペプチドの産生に適した栄養培地中で培養される。例えば、適切な培地中、かつポリペプチドの発現及び/又は単離を可能にする条件下で実施される、実験室又は産業的な発酵槽における振とうフラスコ培養、小規模又は大規模の発酵(連続発酵、回分発酵、流加回分発酵、若しくは固層発酵を含む)によって、細胞を培養することができる。培養は、炭素及び窒素源並びに無機塩類を含む適切な栄養培地中で、当技術分野において公知の手順を用いて実施される(例えば、細菌及び酵母に関する参考文献;Bennett,J.W.及びLaSure,L.編集、More Gene Manipulations in Fungi、Academic Press、カリフォルニア、1991年を参照されたい)。適切な培地は、商業的供給業者から入手可能であり、又は(例えば米国微生物株保存機関(American Type Culture Collection)のカタログにおいて)公開されている組成に従って調製してもよい。改変ポリペプチドが栄養培地中に分泌される場合には、ポリペプチドを培地から直接回収することができる。改変ポリペプチドが分泌されない場合には、細胞可溶化液からそれを回収することができる。   [00115] The modified polypeptides of the present invention can be obtained by recombinant means comprising (a) culturing host cells under conditions that aid in polypeptide production; and (b) recovering the polypeptide. it can. These cells are cultured in a nutrient medium suitable for production of the polypeptide using methods known in the art. For example, shake flask culture, small scale or large scale fermentation (in laboratory or industrial fermenters) performed in a suitable medium and under conditions that allow the expression and / or isolation of the polypeptide. Cells can be cultured by continuous fermentation, batch fermentation, fed-batch fermentation, or solid phase fermentation). Culturing is carried out in a suitable nutrient medium containing carbon and nitrogen sources and inorganic salts using procedures known in the art (eg, references to bacteria and yeast; Bennett, JW and LaSure). , L. Edit, More Gene Manipulations in Fungi, Academic Press, California, 1991). Suitable media are available from commercial suppliers or may be prepared according to published compositions (eg, in the catalog of the American Type Culture Collection). If the modified polypeptide is secreted into the nutrient medium, the polypeptide can be recovered directly from the medium. If the modified polypeptide is not secreted, it can be recovered from the cell lysate.

[00116]例として、改変されたポリペプチド又はペプチド融合タンパク質を含む、本発明の改変されたポリペプチド又はペプチドは、その全体が参照により本明細書に組み入れられる国際公開第0044772号パンフレットにおいて開示されている発酵方法論によって作製することができる。   [00116] By way of example, modified polypeptides or peptides of the present invention, including modified polypeptides or peptide fusion proteins, are disclosed in WO 0044772, which is incorporated herein by reference in its entirety. Can be made by fermentation methodologies.

[00117]これらの改変ポリペプチドは、それらのポリペプチドに対して特異的な当技術分野において公知の方法を用いて検出することができる。これらの検出方法には、特定の受容体に結合する、特異的抗体の使用、酵素生成物の形成若しくは酵素基質の消失が含まれてよく、又は細胞ベースのアッセイにおける、特定の受容体の活性化の検出によることができる。例えば、酵素アッセイを使用して、改変ポリペプチドの活性を測定することができる。結果として生じる改変ポリペプチドは、当技術分野において公知の方法によって回収することができる。例えば、改変ポリペプチドは、それだけには限らないが、遠心分離、ろ過、抽出、噴霧乾燥、蒸発、又は沈降を含めて、従来の手順によって栄養培地から回収することができる。   [00117] These modified polypeptides can be detected using methods known in the art specific for those polypeptides. These detection methods may include the use of specific antibodies that bind to specific receptors, the formation of enzyme products or loss of enzyme substrates, or the activity of specific receptors in cell-based assays. Can be detected. For example, enzymatic assays can be used to measure the activity of the modified polypeptide. The resulting modified polypeptide can be recovered by methods known in the art. For example, the modified polypeptide can be recovered from the nutrient medium by conventional procedures including, but not limited to, centrifugation, filtration, extraction, spray drying, evaporation, or sedimentation.

[00118]本発明のポリペプチドは、それだけには限らないが、クロマトグラフィー(例えば、イオン交換、アフィニティ、疎水性、クロマトフォーカシング、及びサイズ排除)、電気泳動的手順(例えば分取用等電点電気泳動)、示差的な溶解性(例えば硫安沈殿)、SDS−PAGE又は抽出を含めて、様々な手順によって精製することができる(例えば、Protein Purification、J.−C.Janson及びLars Ryden編集、VCH Publishers、ニューヨーク、1989年を参照されたい)。   [00118] Polypeptides of the invention include, but are not limited to, chromatography (eg, ion exchange, affinity, hydrophobicity, chromatofocusing, and size exclusion), electrophoretic procedures (eg, preparative isoelectric focusing). Electrophoresis), differential solubility (eg, ammonium sulfate precipitation), SDS-PAGE or extraction can be purified by a variety of procedures (eg, Protein Purification, J.-C. Janson and Lars Ryden, VCH). Publishers, New York, 1989).

融合タンパク質及びタンパク質複合体
[00119]本発明は、組換え手段又は共有結合によって異種分子に結合された、改変されたポリペプチド又はペプチドを提供する。異種分子、例えば血漿タンパク質への結合により改変されたポリペプチド又はペプチドの活性は、数日間から数週間延長する。いくつかの場合では、このような改変された治療用ポリペプチド又はペプチドの投与の実施は、この期間の間に1回しか必要とされないことがある。活性化合物は主として大型分子に結合され、細胞内に取り込まれて他の生理学的プロセスを妨害する可能性が低いため、より高い特異性を実現させることができる。
Fusion proteins and protein complexes
[00119] The present invention provides modified polypeptides or peptides attached to heterologous molecules by recombinant means or covalent bonds. The activity of a polypeptide or peptide modified by binding to a heterologous molecule, such as a plasma protein, is extended from days to weeks. In some cases, the administration of such a modified therapeutic polypeptide or peptide may be required only once during this period. Higher specificity can be achieved because the active compound is primarily bound to large molecules and is less likely to be taken up into cells and interfere with other physiological processes.

[00120]別の実施形態では、組換え手段によって本発明の改変されたポリペプチド又はペプチドを異種配列に結合させ、キメラ又は融合タンパク質を形成させることができる。このようなキメラ又は融合タンパク質は、DPP切断から部分的又は実質的に保護され、改変されたポリペプチド又はペプチドに実質的に同種ではないアミノ酸配列を有する異種タンパク質に作動的に連結されている、改変されたポリペプチド又はペプチドを含む。「作動的に連結された」とは、改変されたポリペプチド又はペプチド及び異種タンパク質がインフレームで融合されていることを示す。異種タンパク質は、改変されたポリペプチド又はペプチドのN末端又はC末端に融合させることができる。   [00120] In another embodiment, a modified polypeptide or peptide of the invention can be linked to a heterologous sequence by recombinant means to form a chimeric or fusion protein. Such chimeric or fusion proteins are partially or substantially protected from DPP cleavage and operably linked to a heterologous protein having an amino acid sequence that is not substantially homologous to the modified polypeptide or peptide. Includes modified polypeptides or peptides. “Operatively linked” indicates that the modified polypeptide or peptide and the heterologous protein are fused in-frame. The heterologous protein can be fused to the N-terminus or C-terminus of the modified polypeptide or peptide.

[00121]一実施形態では、融合タンパク質は、本発明の改変ポリペプチドそれ自体の活性に影響を及ぼさない。例えば、融合タンパク質としては、それだけには限らないが、酵素学的な融合タンパク質、例えばβ−ガラクトシダーゼ融合物、酵母2ハイブリッドGAL融合物、ポリHis融合物、MYCタグ付き融合物、HIタグ付き融合物、及びIg融合物を挙げることができる。このような融合タンパク質、特にポリHis融合物は、組換え改変ポリペプチドの精製を容易にすることができる。さらなる実施例では、融合タンパク質は、本発明の改変ペプチドと他の部分の間にアミノ酸配列を含み、前記アミノ酸配列は、化学的又は酵素的切断後に本発明の改変ペプチドの遊離を可能にする認識配列を与える。ある種の宿主細胞(例えば哺乳動物宿主細胞)では、異種シグナル配列を用いることによって、タンパク質の発現及び/又は分泌を増大させることができる。別の実施形態では、改変されたポリペプチド又はペプチドは、血漿タンパク質などその血清安定性を高め又は血清半減期を延長すると考えられる分子に融合される。好ましくは、改変ポリペプチド又はタンパク質は、血清アルブミン、免疫グロブリン又はFcドメインなどその一部分に融合される。より好ましくは、改変されたポリペプチド又はペプチドは、トランスフェリン、ラクトトランスフェリン、メラノトランスフェリン又はそれらのハイブリッドに融合される。このような融合タンパク質を作製するための方法は、その全体が参照により本明細書に組み入れられる米国特許出願第10/231,494号及び第10/378,094号、並びに国際出願PCT/US03/26818によって提供される。   [00121] In one embodiment, the fusion protein does not affect the activity of the modified polypeptide of the invention itself. For example, fusion proteins include, but are not limited to, enzymatic fusion proteins such as β-galactosidase fusions, yeast two hybrid GAL fusions, poly-His fusions, MYC tagged fusions, HI tagged fusions. , And Ig fusions. Such fusion proteins, particularly poly-His fusions, can facilitate the purification of recombinant modified polypeptides. In a further embodiment, the fusion protein comprises an amino acid sequence between the modified peptide of the present invention and other moieties, said amino acid sequence being recognized to allow release of the modified peptide of the present invention after chemical or enzymatic cleavage. Gives an array. In certain host cells (eg, mammalian host cells), heterologous signal sequences can be used to increase protein expression and / or secretion. In another embodiment, the modified polypeptide or peptide is fused to a molecule that would increase its serum stability or prolong serum half-life, such as plasma proteins. Preferably, the modified polypeptide or protein is fused to a portion thereof such as serum albumin, immunoglobulin or Fc domain. More preferably, the modified polypeptide or peptide is fused to transferrin, lactotransferrin, melanotransferrin or a hybrid thereof. Methods for making such fusion proteins are described in US patent application Ser. Nos. 10 / 231,494 and 10 / 378,094, which are incorporated herein by reference in their entirety, and international application PCT / US03 /. Provided by 26818.

[00122]これらの特許出願で考察されているように、改変されたポリペプチド又はペプチドに結合されるトランスフェリンを改変してもよい。それにより、低減されたグリコシル化が示され得る。改変されたトランスフェリンポリペプチドは、単一のトランスフェリンNドメイン、単一のトランスフェリンCドメイン、トランスフェリンのN及びCドメイン、2つのトランスフェリンNドメイン、並びに2つのトランスフェリンCドメインからなる群から選択することができる。   [00122] The transferrin bound to the modified polypeptide or peptide may be modified as discussed in these patent applications. Thereby, reduced glycosylation may be shown. The modified transferrin polypeptide can be selected from the group consisting of a single transferrin N domain, a single transferrin C domain, the N and C domains of transferrin, two transferrin N domains, and two transferrin C domains. .

[00123]TfのCドメインが融合タンパク質の一部分である場合、2つのN結合型グリコシル化部位、すなわちN413及びN611(その全体が参照により本明細書に組み入れられるPCT/US03/26818の配列番号3)に対応するアミノ酸残基を、酵母系での発現用に変異して、グリコシル化又は過剰なマンノシル化を防止し、かつ融合タンパク質及び/又は治療用タンパク質の血清半減期を延長することができる(アシアロ−Tf又は場合によってはモノアシアロ−Tf若しくはジシアロ−Tfを生成させる)。N413及びN611に対応するTfアミノ酸の他に、グリコシル化を防止又は実質的に低減させるために、N−X−S/Tグリコシル化部位内の隣接残基に変異があってもよい。Funk他の米国特許第5986067号を参照されたい。ピキア・パストリスにおいて発現されたTfのNドメインは、S32で1つのヘキソースによってO結合型グリコシル化され、このようなグリコシル化を防止するためにも変異又は改変させ得ることもまた報告されている。   [00123] When the C domain of Tf is part of a fusion protein, two N-linked glycosylation sites, N413 and N611 (SEQ ID NO: 3 of PCT / US03 / 26818, which are incorporated herein by reference in their entirety) ) Can be mutated for expression in yeast systems to prevent glycosylation or excessive mannosylation and to increase the serum half-life of fusion and / or therapeutic proteins. (Asialo-Tf or optionally monoasialo-Tf or disialo-Tf is produced). In addition to the Tf amino acids corresponding to N413 and N611, there may be mutations in adjacent residues within the NXS / T glycosylation site to prevent or substantially reduce glycosylation. See U.S. Pat. No. 5,986,067 to Funk et al. It has also been reported that the N domain of Tf expressed in Pichia pastoris is O-linked glycosylated by a single hexose at S32 and can be mutated or modified to prevent such glycosylation.

[00124]したがって、本発明の一実施形態では、トランスフェリン融合タンパク質は、それだけには限らないがTfのアシアロ型、モノシアロ型及びジシアロ型を含めて、グリコシル化の低減を示す改変されたトランスフェリン分子を含む。別の実施形態では、トランスフェリン融合タンパク質のトランスフェリン部分は、グリコシル化を防止するように変異した組換えトランスフェリン変異体を含む。別の実施形態では、トランスフェリン融合タンパク質のトランスフェリン部分は、完全にグリコシル化される組換えトランスフェリン変異体を含む。別の実施形態では、トランスフェリン融合タンパク質のトランスフェリン部分は、Asn413及びAsn611のうちの少なくとも1つ(その全体が参照により本明細書に組み入れられるPCT/US03/26818の配列番号3)が、グリコシル化を生じないアミノ酸に変異している、グリコシル化を防止するように変異した組換えヒト血清トランスフェリン変異体を含む。別の実施形態では、トランスフェリン融合タンパク質のトランスフェリン部分は、グリコシル化を防止又は実質的に低減させるように変異した組換えヒト血清トランスフェリン変異体であって、N−X−S/Tグリコシル化部位内の隣接残基にそれらの変異があってもよい組換えヒト血清トランスフェリン変異体を含む。さらに、グリコシル化は、セリン又はトレオニン残基を変異することによって低減又は防止してもよい。さらに、Xをプロリンに変更することによりグリコシル化が阻害されることが公知である。   [00124] Thus, in one embodiment of the invention, transferrin fusion proteins comprise modified transferrin molecules that exhibit reduced glycosylation, including but not limited to Tf asialo, monosialo and disialo. . In another embodiment, the transferrin portion of the transferrin fusion protein comprises a recombinant transferrin variant mutated to prevent glycosylation. In another embodiment, the transferrin portion of the transferrin fusion protein comprises a recombinant transferrin variant that is fully glycosylated. In another embodiment, the transferrin portion of the transferrin fusion protein comprises at least one of Asn413 and Asn611 (SEQ ID NO: 3 of PCT / US03 / 26818, which is hereby incorporated by reference in its entirety) and is glycosylated. Includes recombinant human serum transferrin mutants mutated to prevent glycosylation that are mutated to non-occurring amino acids. In another embodiment, the transferrin portion of the transferrin fusion protein is a recombinant human serum transferrin variant mutated to prevent or substantially reduce glycosylation, wherein the transferrin portion is within the NXS / T glycosylation site. Including recombinant human serum transferrin variants that may have these mutations at adjacent residues. Furthermore, glycosylation may be reduced or prevented by mutating serine or threonine residues. Furthermore, it is known that glycosylation is inhibited by changing X to proline.

[00125]キメラ又は融合タンパク質は、標準的な組換えDNA技術によって作製することができる。例えば、異なるタンパク質配列をコードしているDNA断片は、従来の技術に従ってインフレームで相互に連結される。別の実施形態では、自動DNA合成機を含む従来の技術によって、融合遺伝子を合成することができる。あるいは、アンカープライマーを用いて2つの連続した遺伝子断片の間に相補的なオーバーハングを生じさせ、その後にアニール及び再増幅させてキメラ遺伝子配列を生成させる遺伝子断片のPCR増幅を実施することもできる(Ausubel他 1992年 Current Protocols in Molecular Biologyを参照されたい)。さらに、融合部分(例えばGSTタンパク質)を予めコードしている多くの発現ベクターが市販されている。融合部分が、改変されたポリペプチド又はペプチドにインフレームで連結されるように、改変されたポリペプチド又はペプチドをコードしている核酸をこのような発現ベクター中にクローニングすることができる。   [00125] Chimeric or fusion proteins can be made by standard recombinant DNA techniques. For example, DNA fragments encoding different protein sequences are ligated together in frame according to conventional techniques. In another embodiment, the fusion gene can be synthesized by conventional techniques including automated DNA synthesizers. Alternatively, an anchor primer can be used to generate a complementary overhang between two consecutive gene fragments, followed by PCR amplification of the gene fragment that is annealed and reamplified to produce a chimeric gene sequence. (See Ausubel et al., 1992 Current Protocols in Molecular Biology). In addition, many expression vectors are commercially available that pre-code a fusion moiety (eg, a GST protein). Nucleic acids encoding modified polypeptides or peptides can be cloned into such expression vectors such that the fusion moiety is linked in-frame to the modified polypeptide or peptide.

[00126]別の実施形態では、改変された治療用ポリペプチド又はペプチドは、その安定性及びDPP活性からの保護を増大させるために、異種分子への共有結合を介して結合する。   [00126] In another embodiment, the modified therapeutic polypeptide or peptide is conjugated via a covalent bond to a heterologous molecule to increase its stability and protection from DPP activity.

[00127]例として、改変されたポリペプチド又はペプチドは、連結基を伴って又は伴わずに、改変されたポリペプチド又はペプチドの反応性基と血液成分の間で形成される共有結合を介して血液成分に結合する。血液成分は、固定性でも可動性でもよい。固定性血液成分の例は、非可動性の血液成分であり、組織、膜受容体、間質タンパク質、フィブリンタンパク質、コラーゲン、血小板、内皮細胞、上皮細胞、並びにそれらに結合した膜及び膜性受容体、体細胞、骨格及び平滑筋細胞、ニューロン構成要素、骨細胞及び破骨細胞、並びにすべての身体組織、特に循環系及びリンパ系に関連したものが挙げられる。可動性の血液成分の例は、任意の長期間、通常は5分を超えない期間、より一般的には1分間、位置が固定されない血液成分である。これらの血液成分は、膜に結合しておらず、長期間、血液中に存在し、かつ少なくとも0.1μg/mlの最小濃度で存在している。可動性の血液成分としては、血清アルブミン、トランスフェリン、IgMやIgGなどの免疫グロブリン、αプロテアーゼ阻害因子、抗トロンビンIII及びα−抗プラスミンが挙げられる。可動性血液成分の半減期は、典型的には少なくとも約12時間である。 [00127] By way of example, the modified polypeptide or peptide is via a covalent bond formed between the reactive group of the modified polypeptide or peptide and a blood component, with or without a linking group. Binds to blood components. The blood component may be fixed or mobile. Examples of stationary blood components are immobile blood components such as tissues, membrane receptors, stromal proteins, fibrin proteins, collagen, platelets, endothelial cells, epithelial cells, and their associated membranes and membrane receptors. The body, somatic cells, skeletal and smooth muscle cells, neuronal components, bone cells and osteoclasts, and all body tissues, particularly those related to the circulatory and lymphatic systems. An example of a mobile blood component is a blood component that is not fixed in position for any long period of time, usually no more than 5 minutes, more typically 1 minute. These blood components are not bound to the membrane, are present in the blood for an extended period of time, and are present at a minimum concentration of at least 0.1 μg / ml. The mobile blood components include serum albumin, transferrin, immunoglobulins such as IgM and IgG, alpha 1 protease inhibitor, antithrombin III and alpha 2 - antiplasmin, and the like. The half-life of mobile blood components is typically at least about 12 hours.

[00128]血液成分と改変された治療用ポリペプチド又はペプチドの間の共有結合の形成は、in vivo又はex vivoで起こり得る。ex vivoでの共有結合形成の場合、血液、血清、又は血液成分、例えばヒト血清アルブミン若しくはIgGを含有する生理食塩水溶液に、改変されたポリペプチド又はペプチドを添加して、改変されたポリペプチド又はペプチドと血液成分の間の共有結合形成を可能にさせる。また、マレイミド又は同様に反応性の高い化学基で改変ポリペプチドペプチドを修飾し、かつ生理食塩水溶液中で血液成分と反応させてもよい。改変された治療用ポリペプチド又はペプチドを血液成分と反応させて、改変されたポリペプチド又はペプチドの結合物を形成させた後に、その結合物を患者に投与してよい。あるいは、改変された治療用ポリペプチド又はペプチドと血液成分の間でin vivoで共有結合が形成するように、改変された治療用ポリペプチド又はペプチドを患者に直接投与してもよい。また、同じ反応を組換えタンパク質、例えばアルブミンを用いて実施してもよい。   [00128] Formation of a covalent bond between the blood component and the modified therapeutic polypeptide or peptide can occur in vivo or ex vivo. For ex vivo covalent bond formation, the modified polypeptide or peptide is added to a physiological saline solution containing blood, serum, or blood components such as human serum albumin or IgG, and the modified polypeptide or Allows covalent bond formation between peptides and blood components. Alternatively, the modified polypeptide peptide may be modified with maleimide or a similarly highly reactive chemical group and reacted with a blood component in a physiological saline solution. After the modified therapeutic polypeptide or peptide is reacted with a blood component to form a conjugate of the modified polypeptide or peptide, the conjugate may be administered to the patient. Alternatively, the modified therapeutic polypeptide or peptide may be administered directly to the patient such that a covalent bond is formed in vivo between the modified therapeutic polypeptide or peptide and the blood component. The same reaction may also be performed using a recombinant protein such as albumin.

[00129]非特異的な改変された治療用ポリペプチド又はペプチドの化学的に反応性の基がin vivoで反応し得る様々な部位としては、細胞、特に赤血球細胞(赤血球)及び血小板、並びにIgG及びIgMを含む免疫グロブリン、血清アルブミン、フェリチン、ステロイド結合タンパク質、トランスフェリン、チロキシン結合タンパク質、α−2−マクログロブリンなどのタンパク質が挙げられる。   [00129] Various sites where chemically reactive groups of non-specific modified therapeutic polypeptides or peptides can react in vivo include cells, particularly red blood cells (erythrocytes) and platelets, and IgG And immunoglobulins including IgM, serum albumin, ferritin, steroid binding protein, transferrin, thyroxine binding protein, α-2-macroglobulin and the like.

[00130]改変されたポリペプチド又はペプチドは、チオールに結合する反応性基を含んでもよく、又は含むように化学的に改変してもよい。本発明の一実施形態では、改変されたポリペプチド又はペプチドは、ポリエチレングリコールに結合してもよい。あるいは、改変されたポリペプチド又はペプチドは、ポリエチレングリコールで修飾された糖脂質又はポリエチレングリコールで修飾された脂肪酸に結合してもよい。   [00130] The modified polypeptide or peptide may contain, or may be chemically modified to contain, a reactive group that binds to a thiol. In one embodiment of the invention, the modified polypeptide or peptide may be conjugated to polyethylene glycol. Alternatively, the modified polypeptide or peptide may bind to a glycolipid modified with polyethylene glycol or a fatty acid modified with polyethylene glycol.

[00131]一態様では、改変されたポリペプチド又はペプチドは、その安定性を改善するために脂肪酸又は脂肪酸誘導体に結合してもよい。脂肪酸の例としては、それだけには限らないが、ラウリン酸、パルミチン酸、オレイン酸、及びステアリン酸が挙げられる。脂肪酸誘導体の例としては、エチルエステル、プロピルエステル、コレステリルエステル、補酵素Aエステル、ニトロフェニルエステル、ナフチルエステル、モノグリセリド、ジグリセリド、及びトリグリセリド、脂肪アルコール、脂肪アルコールアセタートなどが挙げられる。   [00131] In one aspect, the modified polypeptide or peptide may be conjugated to a fatty acid or fatty acid derivative to improve its stability. Examples of fatty acids include, but are not limited to, lauric acid, palmitic acid, oleic acid, and stearic acid. Examples of fatty acid derivatives include ethyl ester, propyl ester, cholesteryl ester, coenzyme A ester, nitrophenyl ester, naphthyl ester, monoglyceride, diglyceride, triglyceride, fatty alcohol, fatty alcohol acetate and the like.

[00132]別の態様では、改変されたポリペプチド又はペプチドは、薬物親和性複合体(DAC(商標))に作り変えてもよい。薬物親和性複合体は3つの部分を有する:すなわち、生物活性を担う薬物成分;その薬物成分を反応性化学基に結合させる連結部;及び、体内の特定の標的タンパク質への構築物の持続的結合を担う、連結部と反対の末端側にある反応性化学基である。例えば、Kim他(2003年、Diabetes 52(3):751頁)では、GLP−1−アルブミン薬物親和性複合体を開示している。Kim他は、アルブミンを結合したDAC:GLP−1がGLP−1受容体(GLP−1R)に結合し、その受容体を発現している異種性の線維芽細胞においてcAMP形成を活性化したことを示している。これらの結果は、アルブミンを結合したDAC:GLP−1が天然のGLP−1を擬態していることを示唆する。Kim他は、GLP−1Rシグナル伝達をより長い時間活性化するための新しい手法を提供している。   [00132] In another embodiment, the modified polypeptide or peptide may be reshaped into a drug affinity complex (DAC ™). A drug affinity complex has three parts: a drug component responsible for biological activity; a linkage that binds the drug component to a reactive chemical group; and a persistent binding of the construct to a specific target protein in the body. It is a reactive chemical group on the terminal side opposite to the connecting portion. For example, Kim et al. (2003, Diabetes 52 (3): 751) disclose a GLP-1-albumin drug affinity complex. Kim et al. Showed that albumin-bound DAC: GLP-1 bound to the GLP-1 receptor (GLP-1R) and activated cAMP formation in heterologous fibroblasts expressing that receptor. Is shown. These results suggest that albumin-bound DAC: GLP-1 mimics natural GLP-1. Kim et al. Provide a new approach to activate GLP-1R signaling for a longer time.

[00133]改変されたポリペプチド又はペプチドの薬物親和性複合体は、皮下注射によって投与されるように設計され、その後、in vivoで迅速かつ選択的にアルブミンに結合する。形成されたバイオコンジュゲートは、内因性のポリペプチド又はペプチドと同じ治療活性及び同様の効力を有するが、動物において、アルブミンのものにより近い薬物動態プロファイルを有する。   [00133] The modified polypeptide or drug affinity complex of a peptide is designed to be administered by subcutaneous injection and then rapidly and selectively binds to albumin in vivo. The formed bioconjugate has the same therapeutic activity and similar efficacy as the endogenous polypeptide or peptide, but has a pharmacokinetic profile in animals that is closer to that of albumin.

薬剤組成物
[00134]本発明は、DPP切断から部分的又は実質的に保護されているが機能的活性及び効力は実質的に保持している、改変された治療用ポリペプチド及びペプチドを含む薬剤組成物を提供する。このような薬剤組成物は、経口的に、血管内(IV)、動脈内(IA)、筋肉内(IM)、皮下(SC)、腹腔内、経皮など非経口的に投与することができる。適切な場合には、輸注によって投与してもよい。いくつかの場合では、投与は経口、経鼻、直腸、経皮、又はエアロゾルでよく、その際、改変ポリペプチドは血管系に移行される。例えば、本発明の改変ポリペプチドをトランスフェリン部分に融合又は結合させると、その全体が参照により本明細書に組み入れられる国際出願PCT/US03/26778において記載されているように、トランスフェリン受容体への結合を介して、その改変ポリペプチドの血管系への輸送又は血液脳関門を通過しての輸送が可能になる。通常、1回の注射が使用されるが、望ましいならば複数回の注射を用いてもよい。改変された治療用ポリペプチド又はペプチドは、注射器、トロカール、カテーテルなど任意の好都合な手段によって投与してよい。個々の投与様式は、単回ボーラス投与であるか持続投与であるかなど、投与される量に応じて変動すると考えられる。好ましくは血管内に投与され、この際、導入部位は本発明にとって重要ではないが、好ましくは血流が速い部位、例えば静脈内、末梢静脈、若しくは中心静脈である。より好ましくは、これらの薬剤組成物は、皮下投与される。投与が徐放技術又は保護マトリックスと一緒に行われる他の経路も使用してよい。目的は、改変された治療用ペプチド又はポリペプチドが、血液成分又は組織成分と反応することができるように、例えば血液中に効果的に分布されることである。
Pharmaceutical composition
[00134] The present invention relates to pharmaceutical compositions comprising modified therapeutic polypeptides and peptides that are partially or substantially protected from DPP cleavage but substantially retain functional activity and efficacy. provide. Such a pharmaceutical composition can be administered orally, parenterally, such as intravascular (IV), intraarterial (IA), intramuscular (IM), subcutaneous (SC), intraperitoneal, transdermal, etc. . Where appropriate, it may be administered by infusion. In some cases, administration may be oral, nasal, rectal, transdermal, or aerosol, with the modified polypeptide being transferred to the vasculature. For example, when a modified polypeptide of the invention is fused or conjugated to a transferrin moiety, binding to a transferrin receptor as described in International Application PCT / US03 / 26778, which is incorporated herein by reference in its entirety. Via this, the modified polypeptide can be transported to the vasculature or across the blood brain barrier. Usually a single injection is used, but multiple injections may be used if desired. The modified therapeutic polypeptide or peptide may be administered by any convenient means such as a syringe, trocar, catheter or the like. The particular mode of administration will vary depending on the amount administered, such as single bolus administration or continuous administration. Preferably, it is administered intravascularly, where the site of introduction is not critical to the invention, but is preferably a site with fast blood flow, such as intravenous, peripheral or central veins. More preferably, these pharmaceutical compositions are administered subcutaneously. Other routes where administration is in conjunction with sustained release techniques or a protective matrix may also be used. The purpose is that the modified therapeutic peptide or polypeptide is effectively distributed, for example in the blood, so that it can react with blood or tissue components.

[00135]一般に、本発明は、有効量の本発明の改変された治療用ポリペプチド又はペプチドを、製薬上許容される希釈剤、保存剤、可溶化剤、乳化剤、補助剤及び/又は担体と共に含む薬剤組成物を包含する。このような組成物は、様々な緩衝液内容物(例えばTris−HCl、酢酸塩、リン酸塩)、pH及びイオン強度の希釈剤;界面活性剤や可溶化剤(例えばポリソルベート80)、抗酸化剤(例えばアスコルビン酸、メタ重亜硫酸ナトリウム)、保存剤(例えば、チメルソール(Thimersol)、ベンジルアルコール)、及び増量物質(例えばラクトース、マンニトール)などの添加剤;ポリ乳酸、ポリグリコール酸などのポリマー化合物の粒子状調製物又はリポソーム中への材料の組込みを含んでよい。ヒアルロン酸も使用してよく、これは、血液循環中での持続期間の延長を促進する効果を有し得る。このような組成物は、本発明のタンパク質及び誘導体の物理的状態、安定性、in vivoでの放出速度、及びin vivoでのクリアランス速度に影響し得る。例えば、参照により本明細書に組み入れられるRemington’s Pharmaceutical Sciences、第18版(1990年、Mack Publishing Co.、イーストン、ペンシルバニア州、18042)1435〜1712頁を参照されたい。   [00135] In general, the present invention provides an effective amount of a modified therapeutic polypeptide or peptide of the present invention together with a pharmaceutically acceptable diluent, preservative, solubilizer, emulsifier, adjuvant and / or carrier. A pharmaceutical composition comprising. Such compositions include various buffer contents (eg Tris-HCl, acetate, phosphate), pH and ionic strength diluents; surfactants and solubilizers (eg polysorbate 80), antioxidants Additives such as agents (eg, ascorbic acid, sodium metabisulfite), preservatives (eg, Thimersol, benzyl alcohol), and bulking substances (eg, lactose, mannitol); polymer compounds such as polylactic acid, polyglycolic acid Incorporation of the material into a particulate preparation or liposome. Hyaluronic acid may also be used, which may have the effect of promoting prolonged duration in the blood circulation. Such compositions can affect the physical state, stability, in vivo release rate, and in vivo clearance rate of the proteins and derivatives of the invention. See, for example, Remington's Pharmaceutical Sciences, 18th Edition (1990, Mack Publishing Co., Easton, PA, 18042), pages 1435-1712, incorporated herein by reference.

[00136]例えば、改変された治療用ポリペプチド又はペプチドは、例えば脱イオン水、リン酸緩衝化生理食塩水(PBS)、生理食塩水、水性エタノール又は他のアルコール、血漿、タンパク質性の溶液、マンニトール、グルコース水溶液、アルコール、植物油など生理学的に許容される媒体中で投与され得る。含まれ得る他の添加剤としては、一般に約5〜10の範囲のpHに媒体を緩衝化し、一般に濃度が約50〜250mMの範囲である緩衝剤、一般に濃度が約5〜500mMの範囲である塩、生理学的に許容される安定化剤などが挙げられる。特に注射用の生理学的緩衝液の例としては、ハンクス溶液及びリンガー溶液が挙げられる。経皮製剤は、胆汁酸塩やフシダートなどの浸透剤を含んでもよい。   [00136] For example, the modified therapeutic polypeptide or peptide is, for example, deionized water, phosphate buffered saline (PBS), saline, aqueous ethanol or other alcohol, plasma, proteinaceous solutions, It can be administered in a physiologically acceptable medium such as mannitol, aqueous glucose solution, alcohol, vegetable oil. Other additives that may be included generally buffer the medium to a pH in the range of about 5-10 and generally have a concentration in the range of about 50-250 mM, typically in the range of about 5-500 mM. Salts, physiologically acceptable stabilizers and the like. Examples of physiological buffers, particularly for injection, include Hank's solution and Ringer's solution. The transdermal formulation may include penetrants such as bile salts and fusidate.

[00137]薬剤組成物は、錠剤若しくは糖衣錠、舌下錠、サシェ、パケット(paquet)、軟ゼラチンカプセル剤、坐剤、クリーム剤、軟膏、皮膚用ゲル剤、経皮デバイス、エアロゾル、飲用可能なアンプル及び注射用アンプルとして調製してもよい。これらの組成物は、液状形態で調製してもよく、又は保管及び輸送に便利な凍結乾燥形態など乾燥させた粉末でもよい。埋め込み可能な徐放製剤もまた、企図される。   [00137] The pharmaceutical composition is a tablet or dragee, sublingual tablet, sachet, packet, soft gelatin capsule, suppository, cream, ointment, skin gel, transdermal device, aerosol, drinkable Ampules and ampoules for injection may be prepared. These compositions may be prepared in a liquid form or may be a dried powder, such as a lyophilized form convenient for storage and transport. Implantable sustained release formulations are also contemplated.

経口剤形
[00138]一実施形態では、本発明は、参照により本明細書に組み入れられるRemington’s Pharmaceutical Sciences(1990年)、第18版、(Mack Publishing Co.、イーストン、ペンシルバニア州、18042)で一般的に記載されている経口固形剤形中に、改変された治療用ポリペプチド又はペプチドを含む薬剤組成物を提供する。固形剤形としては、錠剤、カプセル剤、丸剤、トローチ若しくはロゼンジ、カシェ剤、又はペレット剤が挙げられる。また、リポソーム又はプロテイノイドによるカプセル化を使用して、(例えば米国特許第4925673号において報告されているプロテイノイドマイクロスフェアとして)本発明の組成物を調製してもよい。リポソームによるカプセル化も使用することができ、かつ様々なポリマーでこれらのリポソームを誘導体化してもよい(例えば米国特許第5013556号)。治療用物質のために考え得る固形剤形は、参照により本明細書に組み入れられる、G.S.Banker及びC.T.Rhodesによって編集されたMarshall,K.、Modern Pharmaceutics(1979年)の10章で説明されている。一般に、製剤は、改変された治療用ポリペプチド又はペプチド、並びに胃環境からの保護及び腸中での生物活性のある材料の放出を可能にさせる不活性成分を含む。
Oral dosage form
[00138] In one embodiment, the present invention is generalized in Remington's Pharmaceutical Sciences (1990), 18th edition, (Mack Publishing Co., Easton, PA, 18042), incorporated herein by reference. A pharmaceutical composition comprising a modified therapeutic polypeptide or peptide in an oral solid dosage form as described in. Solid dosage forms include tablets, capsules, pills, troches or lozenges, cachets, or pellets. Encapsulation with liposomes or proteinoids may also be used to prepare the compositions of the invention (eg, as proteinoid microspheres reported in US Pat. No. 4,925,673). Encapsulation with liposomes can also be used and these liposomes may be derivatized with various polymers (eg, US Pat. No. 5,013,556). Possible solid dosage forms for therapeutic substances are described in G.C., which is incorporated herein by reference. S. Banker and C.I. T.A. Marshall, K., edited by Rhodes. , Modern Pharmaceuticals (1979). In general, the formulation comprises a modified therapeutic polypeptide or peptide and inert ingredients that allow protection from the gastric environment and release of the bioactive material in the intestine.

[00139]必要であれば、経口送達が有効になるように、改変された治療用ポリペプチド又はペプチドを化学的に改変してもよい。一般に、企図される化学的改変は、改変された治療用ポリペプチド又はペプチドそれ自体への少なくとも1つの部分の付加であり、前記部分により、胃又は腸から血流中への取込みが可能になる。また、その化合物の全般的な安定性の上昇及び身体中での循環時間の増大も望まれる。本発明において共有結合的に付加されたビヒクルとして有用な部分も、この目的のために使用してよい。このような部分の例としては、PEG、エチレングリコール及びプロピレングリコールのコポリマー、カルボキシメチルセルロース、デキストラン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、並びにポリプロリンが挙げられる。例えば、Abuchowski及びDavis、Soluble Polymer−Enzyme Adducts,Enzymes as Drugs(1981年)、Hocenberg及びRoberts編、Wiley−Interscience、ニューヨーク、ニューヨーク州、367〜83頁;Newmark他(1982年)、J.Appl.Biochem.4:185〜9頁を参照されたい。使用され得る他のポリマーは、ポリ−1,3−ジオキソラン及びポリ−1,3,6−チオキソカン(tioxocane)である。先に示したように、薬学的使用に好ましいのはPEG部分である。   [00139] If necessary, the modified therapeutic polypeptide or peptide may be chemically modified so that oral delivery is efficacious. In general, a contemplated chemical modification is the addition of at least one moiety to the modified therapeutic polypeptide or peptide itself, which allows uptake from the stomach or intestine into the bloodstream . It is also desirable to increase the overall stability of the compound and increase circulation time in the body. A moiety useful as a covalently attached vehicle in the present invention may also be used for this purpose. Examples of such moieties include PEG, copolymers of ethylene glycol and propylene glycol, carboxymethyl cellulose, dextran, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, and polyproline. See, for example, Abuchowski and Davis, Soluble Polymer-Enzyme Products, Enzymes as Drugs (1981), Hocenberg and Roberts, Ed. Wiley-Interscience, New York, New York, pp. 367-83; Appl. Biochem. 4: 185-9. Other polymers that can be used are poly-1,3-dioxolane and poly-1,3,6-thioxocane. As indicated above, preferred for pharmaceutical use is the PEG moiety.

[00140]同様に、その全般的な安定性を上昇させ、又は経口送達を改善させるために、改変された治療用ポリペプチド又はペプチドを組換えによって別のポリペプチドに融合してもよい。例えば、改変された治療用ポリペプチド又はペプチドを、トランスフェリン、メラノトランスフェリン又はラクトフェリンに融合してよい。このような融合タンパク質を作製するための方法は、その全体が参照により本明細書に組み入れられる米国特許出願第10/378,094号に記載されている。   [00140] Similarly, a modified therapeutic polypeptide or peptide may be recombinantly fused to another polypeptide to increase its overall stability or improve oral delivery. For example, a modified therapeutic polypeptide or peptide may be fused to transferrin, melanotransferrin or lactoferrin. Methods for making such fusion proteins are described in US patent application Ser. No. 10 / 378,094, which is incorporated herein by reference in its entirety.

[00141]経口送達剤形の場合、本発明の治療用化合物の吸収を促進するための担体として、N−(8−[2−ヒドロキシベンゾイル]アミノ)カプリル酸ナトリウム(SNAC)など改変された脂肪アミノ酸の塩を使用することも可能である。SNACを用いたヘパリン製剤の臨床的有効性は、Emisphere Technologies社によって実施された第2相臨床試験において実証された。その全体が参照により本明細書に組み入れられる米国特許第5792451号「経口薬物送達組成物及び方法(Oral drug delivery composition and methods)」を参照されたい。   [00141] In the case of oral delivery dosage forms, modified fats such as sodium N- (8- [2-hydroxybenzoyl] amino) caprylate (SNAC) as carriers to facilitate absorption of the therapeutic compounds of the invention It is also possible to use amino acid salts. The clinical efficacy of heparin formulations using SNAC was demonstrated in a phase 2 clinical trial conducted by Emisphere Technologies. See US Pat. No. 5,792,451 “Oral drug delivery composition and methods”, which is incorporated herein by reference in its entirety.

[00142]本発明の改変された治療用ポリペプチド又はペプチドは、粒径約1mmの顆粒又はペレットの形態の微細な多粒子として製剤中に含めることができる。カプセル剤投与用の材料の製剤は、散剤、軽く圧縮された詰め物として、又はさらに錠剤としてでもよい。治療用物質は、圧縮によって調製され得る。   [00142] The modified therapeutic polypeptides or peptides of the invention can be included in the formulation as fine multiparticulates in the form of granules or pellets having a particle size of about 1 mm. The formulation of the material for capsule administration may be a powder, a lightly compressed filling, or even a tablet. The therapeutic substance can be prepared by compression.

[00143]着色剤及び矯味剤もすべて含まれ得る。例えば、改変された治療用ポリペプチド又はペプチドは、(リポソーム若しくはマイクロスフェアによるカプセル化などによって)配合してよく、次いで、着色剤及び矯味剤を含有する冷蔵飲料など食用の製品内にさらに含めてよい。   [00143] Colorants and flavoring agents can all be included. For example, a modified therapeutic polypeptide or peptide may be formulated (such as by encapsulation with liposomes or microspheres) and then further included in an edible product such as a refrigerated beverage containing colorants and flavoring agents. Good.

[00144]不活性な材料を用いて本発明の薬剤組成物を希釈しても、又はその体積を増加させてもよい。これらの希釈剤としては、炭水化物、特にマンニトール、cc−ラクトース、無水ラクトース、セルロース、スクロース、改変デキストラン及びスターチを挙げることができる。3リン酸カルシウム、炭酸マグネシウム及び塩化ナトリウムを含めて、いくつかの無機塩類も増量剤として使用してよい。いくつかの市販の希釈剤は、Fast−Flo、Emdex、STA−Rx1500、Emcompress及びAvicellである。   [00144] An inert material may be used to dilute or increase the volume of the pharmaceutical composition of the invention. These diluents can include carbohydrates, particularly mannitol, cc-lactose, anhydrous lactose, cellulose, sucrose, modified dextran and starch. Several inorganic salts may also be used as bulking agents, including tricalcium phosphate, magnesium carbonate and sodium chloride. Some commercially available diluents are Fast-Flo, Emdex, STA-Rx1500, Emcompress and Avicell.

[00145]治療用物質を固形剤形中に配合する際に、崩壊剤を含めてもよい。崩壊剤として使用される材料としては、それだけには限らないが、デンプンをベースとする市販の崩壊剤であるエクスプロタブ(Explotab)を含めて、デンプンが挙げられる。グリコール酸デンプンナトリウム、アンバーライト(Amberlite)、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ウルトラミロペクチン(ultramylopectin)、アルギン酸ナトリウム、ゼラチン、橙皮、酸性カルボキシメチルセルロース、天然のスポンジ及びベントナイトもすべて使用してよい。崩壊剤の別の形態は、不溶性陽イオン交換樹脂である。粉末状ゴムを崩壊剤及び結合剤として使用してよく、これらとしては、寒天、カラヤ又はトラガントなどの粉末状ゴムを挙げることができる。アルギン酸及びそのナトリウム塩も、崩壊剤として有用である。   [00145] A disintegrant may be included when the therapeutic agent is incorporated into the solid dosage form. Materials used as disintegrants include, but are not limited to, starch, including Explotab, a commercially available disintegrant based on starch. Sodium starch glycolate, Amberlite, sodium carboxymethylcellulose, ultramylopectin, sodium alginate, gelatin, orange peel, acidic carboxymethylcellulose, natural sponges and bentonite may all be used. Another form of disintegrant is an insoluble cation exchange resin. Powdered rubbers may be used as disintegrants and binders, which can include powdered rubbers such as agar, karaya or tragacanth. Alginic acid and its sodium salt are also useful as disintegrants.

[00146]改変された治療用ポリペプチド又はペプチドを一緒にまとめて硬い錠剤を形成させるために、結合剤を使用してよく、アラビアゴム、トラガントゴム、デンプン及びゼラチンなど天然産物に由来する材料が挙げられる。他には、メチルセルロース(MC)、エチルセルロース(EC)及びカルボキシメチルセルロース(MC)が挙げられる。ポリビニルピロリドン(PVP)及びヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)の双方とも、治療用物質を顆粒化するためにアルコール液剤中で使用することができる。   [00146] Binders may be used to group modified therapeutic polypeptides or peptides together to form hard tablets, including materials derived from natural products such as gum arabic, tragacanth gum, starch and gelatin. It is done. Others include methylcellulose (MC), ethylcellulose (EC) and carboxymethylcellulose (MC). Both polyvinylpyrrolidone (PVP) and hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) can be used in alcoholic solutions to granulate the therapeutic substance.

[00147]製剤工程の進行中の粘着を防止するために、本発明の薬剤組成物の調剤中に潤滑剤を含めてもよい。改変された治療用ポリペプチド又はペプチドと金型壁の間の層として滑沢剤を使用してよく、これらとしては、それだけには限らないが、そのマグネシウム塩及びカルシウム塩を含むステアリン酸、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、液体パラフィン、植物油、並びにワックスを挙げることができる。ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸マグネシウム、様々な分子量のポリエチレングリコール、カーボワックス(Carbowax)4000及び6000など可溶性の滑沢剤も使用してよい。   [00147] A lubricant may be included in the formulation of the pharmaceutical composition of the present invention to prevent sticking during the formulation process. Lubricants may be used as a layer between the modified therapeutic polypeptide or peptide and the mold wall, including, but not limited to, stearic acid, polytetra Mention may be made of fluoroethylene (PTFE), liquid paraffin, vegetable oils and waxes. Soluble lubricants such as sodium lauryl sulfate, magnesium lauryl sulfate, polyethylene glycols of various molecular weights, Carbowax 4000 and 6000 may also be used.

[00148]調剤中の改変された治療用ポリペプチド又はペプチドの流動性を改善し得、かつ圧縮中の再配列を助けるための流動促進剤を添加してもよい。これらの流動促進剤としては、デンプン、タルク、発熱性シリカ及び含水シリコアルミナートを挙げることができる。   [00148] Glidants may be added to improve the fluidity of the modified therapeutic polypeptide or peptide in the formulation and to aid rearrangement during compression. These glidants can include starch, talc, pyrogenic silica and hydrous silicoaluminate.

[00149]本発明の改変された治療用ポリペプチド又はペプチドの水性環境中への溶解を促進するために、湿潤剤として表面活性剤を添加してもよい。表面活性剤としては、ラウリル硫酸ナトリウム、スルホコハク酸ジオクチルナトリウム及びスルホン酸ジオクチルナトリウムなどの陰イオン性界面活性剤を挙げることができる。陽イオン性界面活性剤を使用してもよく、これらとしては塩化ベンザルコニウム又は塩化ベンゼトニウムを挙げることができる。表面活性剤として製剤中に含めることができる有望な非イオン性界面活性剤のリストは、ラウロマクロゴール400、ステアリン酸ポリオキシル40、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油10、50及び60、モノステアリン酸グリセロール、ポリソルベート40、60、65及び80、スクロースの脂肪酸エステル、メチルセルロース、並びにカルボキシメチルセルロースである。これらの表面活性剤は、単独で又は異なる比率での混合物として、タンパク質又は誘導体の製剤中に存在することができる。   [00149] A surfactant may be added as a wetting agent to facilitate dissolution of the modified therapeutic polypeptide or peptide of the invention in an aqueous environment. Examples of the surfactant include anionic surfactants such as sodium lauryl sulfate, dioctyl sodium sulfosuccinate and dioctyl sodium sulfonate. Cationic surfactants may be used and include benzalkonium chloride or benzethonium chloride. A list of promising nonionic surfactants that can be included in the formulation as surfactants is Lauromacrogol 400, polyoxyl 40 stearate, polyoxyethylene hydrogenated castor oil 10, 50 and 60, glycerol monostearate, Polysorbates 40, 60, 65 and 80, fatty acid esters of sucrose, methylcellulose, and carboxymethylcellulose. These surfactants can be present in the protein or derivative formulation alone or as a mixture in different ratios.

[00150]改変された治療用ポリペプチド及びペプチドの取込みを向上させるための添加剤も製剤中に含めてよい。この特性を潜在的に有する添加剤は、例えば脂肪酸のオレイン酸、リノール酸及びリノレン酸である。   [00150] Modified therapeutic polypeptides and additives to improve uptake of peptides may also be included in the formulation. Additives potentially having this property are, for example, the fatty acids oleic acid, linoleic acid and linolenic acid.

[00151]制御放出製剤もまた、望ましいことがある。本発明の改変された治療用ポリペプチド又はペプチドは、拡散又は浸出機序のいずれかによる放出を可能にする不活性なマトリックス、例えばゴム中に混和させることができる。緩徐に変質するマトリックス、例えばアルギナート、多糖も、製剤中に混和させてよい。本発明の化合物の制御放出の別の形態は、オロス(Oros)治療系(AlzaCorp.社)、すなわち水が浸入し、浸透圧作用によって単一の小さな孔から薬物を押し出すことを可能にする半透膜中に薬物が封入されている系に基づく方法による。一部の腸溶コーティングもまた、放出遅延効果を有している。   [00151] Controlled release formulations may also be desirable. The modified therapeutic polypeptide or peptide of the present invention can be incorporated into an inert matrix, such as rubber, that allows release by either diffusion or leaching mechanisms. Slowly degrading matrices such as alginate and polysaccharides may also be incorporated into the formulation. Another form of controlled release of the compounds of the present invention is the Oros treatment system (Alza Corp.), a semi-water that allows water to enter and push the drug out of a single small pore by osmotic action. By a method based on a system in which a drug is encapsulated in a permeable membrane. Some enteric coatings also have a delayed release effect.

[00152]他のコーティング剤を製剤用に使用してもよい。これらには、コーティングパン中で適用することができる様々な糖が含まれる。改変された治療用ポリペプチド又はペプチドは、フィルムコーティング錠中で与えることもでき、この場合に使用される材料は、2つのグループに分けられる。1つめは、非腸溶性の材料であり、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルヒドロキシ−エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピル−メチルセルロース、カルボキシ−メチルセルロースナトリウム、プロビドン、及びポリエチレングリコールが挙げられる。2つめのグループは、一般にフタル酸のエステルである腸溶性材料からなる。   [00152] Other coating agents may be used for the formulation. These include various sugars that can be applied in the coating pan. Modified therapeutic polypeptides or peptides can also be given in film-coated tablets, in which case the materials used are divided into two groups. The first is a non-enteric material that includes methylcellulose, ethylcellulose, hydroxyethylcellulose, methylhydroxy-ethylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxypropyl-methylcellulose, sodium carboxy-methylcellulose, providone, and polyethylene glycol. The second group consists of enteric materials that are generally esters of phthalic acid.

[00153]最適なフィルムコーティングを提供するために材料の混合物を使用してもよい。フィルムコーティングは、パンコーティング装置若しくは流動層中で、又は圧縮コーティングによって実施することができる。   [00153] Mixtures of materials may be used to provide optimal film coating. Film coating can be performed in a pan coating apparatus or fluidized bed, or by compression coating.

肺送達形態
[00154]別の実施形態では、本発明は、肺送達用の改変された治療用ポリペプチド又はペプチドを含む薬剤組成物も提供する。この薬剤組成物は、吸息の間に哺乳動物の肺に送達され、かつ肺の上皮層を通過して血流に入る。
Pulmonary delivery form
[00154] In another embodiment, the invention also provides a pharmaceutical composition comprising a modified therapeutic polypeptide or peptide for pulmonary delivery. This pharmaceutical composition is delivered to the lungs of a mammal during inhalation and passes through the epithelial layer of the lungs into the bloodstream.

[00155]本発明は、それだけには限らないが、すべて当業者には良く知られているネブライザー、計量吸入器及び粉末吸入器を含めて、治療用製品を肺に送達するために設計された多様な機械器具の使用を提供する。本発明の実施に適した市販の器具のいくつかの具体的な例は、Mallinckrodt,Inc.社(セントルイス、ミズーリ州)製のウルトラベント(Ultravent)ネブライザー;Marquest Medical Products社(エングルウッド、コロラド州)製のアコーン(Acorn)IIネブライザー;Glaxo,Inc.社(Research Triangle Park、ノースカロライナ州)製のベントリン(Ventolin)計量吸入器;及びFisons Corp.社(ベッドフォード、マサチューセッツ州)製のスピンバラー(Spinbaler)粉末吸入器である。   [00155] The present invention is a variety designed to deliver therapeutic products to the lung, including but not limited to nebulizers, metered dose inhalers and powder inhalers, all well known to those skilled in the art. Provide the use of special machinery. Some specific examples of commercially available instruments suitable for practicing the present invention are described in Mallinckrodt, Inc. Ultravent nebulizer from St. Louis, MO; Acorn II nebulizer from Marquest Medical Products, Englewood, Colorado; Glaxo, Inc. Ventolin metered dose inhaler manufactured by Research Triangle Park, NC; and Fisons Corp. Spinbaler powder inhaler manufactured by the company (Bedford, Massachusetts).

[00156]このような器具はすべて、改変された治療用ポリペプチド及びペプチドの投薬に適した製剤の使用を必要とする。典型的には、各製剤は、使用される器具のタイプに特異的であり、治療法に有用な希釈剤、補助剤及び/又は担体に加えて、適切な噴霧物質の使用を伴い得る。   [00156] All such devices require the use of modified therapeutic polypeptides and formulations suitable for the administration of peptides. Typically, each formulation is specific to the type of device used and may involve the use of a suitable spray material in addition to diluents, adjuvants and / or carriers useful for therapy.

[00157]改変された治療用ポリペプチド又はペプチドは、最も有利には、遠位の肺への最も効果的な送達のために、平均粒径が10μm未満、最も好ましくは0.5〜5μmの微粒子形態で調製されるべきである。   [00157] The modified therapeutic polypeptide or peptide most advantageously has an average particle size of less than 10 μm, most preferably 0.5-5 μm, for the most effective delivery to the distal lung Should be prepared in particulate form.

[00158]製薬上許容される担体としては、トレハロース、マンニトール、キシリトール、スクロース、ラクトース、及びソルビトールなどの炭水化物が挙げられる。製剤中で使用するための他の成分としては、DPPC、DOPE、DSPC及びDOPCを挙げることができる。天然又は合成の表面活性剤を使用してよい。PEGも(タンパク質又は類似体の誘導体化におけるその使用は別としてさらに)使用してよい。シクロデキストランなどのデキストランも使用してよい。胆汁酸塩及び他の関連した促進物質も使用してよい。セルロース及びセルロース誘導体も使用してよい。緩衝製剤における使用などアミノ酸も使用してよい。   [00158] Pharmaceutically acceptable carriers include carbohydrates such as trehalose, mannitol, xylitol, sucrose, lactose, and sorbitol. Other ingredients for use in the formulation can include DPPC, DOPE, DSPC and DOPC. Natural or synthetic surfactants may be used. PEG may also be used (further apart from its use in derivatizing proteins or analogs). Dextrans such as cyclodextran may also be used. Bile salts and other related accelerators may also be used. Cellulose and cellulose derivatives may also be used. Amino acids may also be used, such as use in buffer formulations.

[00159]また、リポソーム、マイクロカプセル若しくはマイクロスフェア、包接錯体又は他のタイプの担体の使用も企図される。   [00159] The use of liposomes, microcapsules or microspheres, inclusion complexes or other types of carriers is also contemplated.

[00160]ジェット式又は超音波式のネブライザーを用いて使用するのに適した製剤は、典型的には、溶液1mL当たり生物活性のあるタンパク質が約0.1〜25mg含まれる濃度で水中に溶解された本発明の化合物を含む。この製剤はまた、(例えばタンパク質安定化及び浸透圧調節のために)緩衝剤及び単糖も含んでよい。ネブライザー製剤はまた、エアロゾルを形成する際の溶液の噴霧化によって引き起こされる、表面で誘発されるタンパク質の凝集を低減又は防止するために、表面活性剤も含んでよい。   [00160] Formulations suitable for use with jet or ultrasonic nebulizers typically dissolve in water at a concentration of about 0.1 to 25 mg of bioactive protein per mL of solution. Containing a compound of the present invention. The formulation may also include a buffer and a monosaccharide (eg, for protein stabilization and osmotic adjustment). The nebulizer formulation may also include a surfactant to reduce or prevent surface-induced protein aggregation caused by atomization of the solution in forming the aerosol.

[00161]計量吸入器を用いた使用のための製剤は、一般に、表面活性剤の助けにより噴霧剤中に懸濁された本発明の化合物を含む、微粉砕された粉末を含む。噴霧剤は、トリクロロフルオルメタン、ジクロロジフルオロメタン、ジクロロテトラフルオロエタノール及び1,1,1,2−テトラフルオロエタン、又はそれらの組合せを含めて、クロロフルオロカーボン、ヒドロクロロフルオロカーボン、ヒドロフルオロカーボン又は炭化水素などこの目的用に使用される任意の従来の材料でよい。適切な表面活性剤としては、トリオレイン酸ソルビタン及び大豆レシチンが挙げられる。オレイン酸もまた、表面活性剤として有用となり得る。   [00161] Formulations for use with metered dose inhalers generally comprise a finely divided powder comprising a compound of the invention suspended in a propellant with the aid of a surfactant. Propellants include chlorofluorocarbons, hydrochlorofluorocarbons, hydrofluorocarbons or hydrocarbons, including trichlorofluoromethane, dichlorodifluoromethane, dichlorotetrafluoroethanol and 1,1,1,2-tetrafluoroethane, or combinations thereof Any conventional material used for this purpose may be used. Suitable surfactants include sorbitan trioleate and soy lecithin. Oleic acid can also be useful as a surfactant.

[00162]粉末吸入器から投薬するための製剤は、本発明の化合物を含む微粉砕された乾燥粉末を含み、かつラクトース、ソルビトール、スクロース、マンニトール、トレハロース又はキシリトールなどの増量剤を、器具からの粉末の分散を促進する量、例えば製剤の約50〜90重量%の量で含んでもよい。   [00162] A formulation for dispensing from a powder inhaler comprises a finely divided dry powder comprising a compound of the invention, and a bulking agent such as lactose, sorbitol, sucrose, mannitol, trehalose or xylitol from the device. An amount that promotes dispersion of the powder may be included, for example, in an amount of about 50-90% by weight of the formulation.

経鼻送達形態
[00163]本発明の改変されたポリペプチド又はペプチドの薬剤組成物の経鼻送達も企図される。経鼻送達は、改変された治療用ポリペプチド又はペプチドを鼻に投与した後にそのタンパク質が直接血流に移動することを可能にし、肺に製品を沈着させる必要が無い。経鼻送達用の製剤としては、デキストラン又はシクロデキストランを含むものが挙げられる。他の粘膜を通過する輸送を介した送達も開示される。
Nasal delivery form
[00163] Nasal delivery of a modified polypeptide or peptide pharmaceutical composition of the invention is also contemplated. Nasal delivery allows the protein to move directly into the bloodstream after the modified therapeutic polypeptide or peptide is administered to the nose, without the need to deposit the product in the lungs. Formulations for nasal delivery include those containing dextran or cyclodextran. Delivery via transport across other mucous membranes is also disclosed.

投薬量
[00164]前述した状態の治療のための方法において使用される投与計画は、薬物の作用を変化させる様々な要因、例えば患者の年齢、状態、体重、性別及び食生活、感染症があればその重症度、投与時間、並びに他の臨床的要因を考慮して、主治医によって決定される。一般に、毎日の投薬量は、体重1キログラム当たり本発明の化合物0.01〜1000マイクログラム、好ましくは1キログラム当たり0.1〜150マイクログラムの範囲であるべきである。
Dosage
[00164] The dosing regimen used in the method for treatment of the aforementioned conditions may include various factors that alter the action of the drug, such as the patient's age, condition, weight, sex and diet, and any infections. Determined by the attending physician, taking into account severity, time of administration, and other clinical factors. In general, the daily dosage should be in the range of 0.01 to 1000 micrograms of a compound of the invention per kilogram of body weight, preferably 0.1 to 150 micrograms per kilogram.

改変された治療用タンパク質を用いた疾患の治療
[00165]本発明は、様々な疾患の治療において使用することができる様々なトランスフェリン融合タンパク質を提供する。例えば、本発明の融合ポリペプチド又はペプチドを含む薬剤組成物は、それだけには限らないが、インスリン抵抗性、高血糖症、高インスリン血症、又は遊離脂肪酸若しくはグリセロールの高い血中レベル、高脂血症、肥満、X症候群、代謝異常症候群、炎症、糖尿病合併症、糖恒常性障害、耐糖能障害、II型糖尿病、糖尿病前症、高トリグリセリド血症、アテローム性動脈硬化症、神経系障害、うっ血性心不全、消化不良及び過敏性腸症候群などの疾患を治療するのに使用することができる。改変されたポリペプチド及びペプチドは、CNSを活性化するため、又は手術後治療のためにCNSに対する抗不安効果を誘導するのにも使用することができる。
Treatment of diseases using modified therapeutic proteins
[00165] The present invention provides various transferrin fusion proteins that can be used in the treatment of various diseases. For example, a pharmaceutical composition comprising a fusion polypeptide or peptide of the present invention includes, but is not limited to, insulin resistance, hyperglycemia, hyperinsulinemia, or high blood levels of free fatty acids or glycerol, hyperlipidemia Disease, obesity, syndrome X, metabolic syndrome, inflammation, diabetic complications, glucose homeostasis, impaired glucose tolerance, type II diabetes, prediabetes, hypertriglyceridemia, atherosclerosis, nervous system disorder, congestion Can be used to treat diseases such as congenital heart failure, dyspepsia and irritable bowel syndrome. Modified polypeptides and peptides can also be used to activate the CNS or to induce an anxiolytic effect on the CNS for post-surgical treatment.

[00166]本発明の改変された治療用ポリペプチド及びペプチドは、トランスフェリン若しくは改変トランスフェリンに融合されており、又はDPP活性から部分的若しくは実質的に保護されているため、未改変の治療用ポリペプチド及びペプチドよりもin vivoでより安定である。したがって、効果的な治療のために、より少量の分子を投与してよい。低投薬量では、場合によっては副作用が軽減され得る。   [00166] The modified therapeutic polypeptides and peptides of the present invention are fused to transferrin or modified transferrin, or are partially or substantially protected from DPP activity, so that unmodified therapeutic polypeptides And more stable in vivo than peptides. Thus, smaller amounts of molecules may be administered for effective treatment. At low dosages, side effects can be reduced in some cases.

[00167]一実施形態では、本発明の改変された治療用ポリペプチド及びペプチドを鎮静薬として使用してよい。したがって、本発明は、本発明の改変されたポリペプチド又はペプチドを用いた、中枢又は末梢の神経系の活動化増大をもたらす、異常を有する哺乳動物対象を鎮静させる方法を提供する。この方法は、対象に鎮静効果又は抗不安効果をもたらすのに十分な量の改変された治療用ポリペプチド又はペプチドを対象に投与するステップを含む。改変された治療用ポリペプチド又はペプチドは、脳室内に、経口的に、皮下に、筋肉内に又は静脈内に投与してよい。このような方法は、不安、運動障害、精神病、攻撃性、発作、パニック発作、ヒステリー及び睡眠障害などの神経系の状態を治療又は寛解させるのに有用である。   [00167] In one embodiment, the modified therapeutic polypeptides and peptides of the present invention may be used as sedatives. Accordingly, the present invention provides a method of sedating a mammalian subject having an abnormality that results in increased central or peripheral nervous system activation using a modified polypeptide or peptide of the present invention. The method includes administering to the subject an amount of a modified therapeutic polypeptide or peptide sufficient to provide a sedative or anxiolytic effect to the subject. The modified therapeutic polypeptide or peptide may be administered intraventricularly, orally, subcutaneously, intramuscularly or intravenously. Such methods are useful for treating or ameliorating nervous system conditions such as anxiety, movement disorders, psychosis, aggression, seizures, panic attacks, hysteria and sleep disorders.

[00168]さらに、本発明は、対象に活動化効果をもたらすのに十分な量の改変された治療用ポリペプチド又はペプチドを対象に投与するステップを含む、哺乳動物対象の活動性を高める方法も包含する。この対象は、中枢又は末梢の神経系の活動化の低下をもたらす状態を有している。改変された治療用ポリペプチド又はペプチドは、中枢神経系の覚醒が有利となり得るいくつかの状態を挙げてみると、うつ病、分裂情動性障害、睡眠時無呼吸、集中力の乏しい注意欠陥障害、記憶力減退、健忘症及びナルコレプシーの治療又は改善に有用である。   [00168] Furthermore, the present invention also provides a method for increasing the activity of a mammalian subject comprising administering to the subject an amount of a modified therapeutic polypeptide or peptide sufficient to produce an activating effect on the subject. Include. The subject has a condition that results in reduced activation of the central or peripheral nervous system. Modified therapeutic polypeptides or peptides may include depression, schizophrenia, sleep apnea, poor concentration of attention deficit disorder to name a few situations where central nervous system arousal can be beneficial It is useful for treating or improving memory loss, amnesia and narcolepsy.

[00169]また、特定のタイプの手術、待期的腹部手術の後に起こるインスリン抵抗性は術後1日目に最も甚だしく、少なくとも5日間続き、かつ正常にするのに最長3週間を要することがある。したがって、術後の患者は、手術の外傷に続く一定期間、本発明の改変されたインスリン分泌促進ペプチドの投与を必要とし得る。したがって、本発明の改変された治療用ポリペプチド又はペプチドは、手術後の治療のために利用することができる。患者は、手術が患者に実施される前の約1〜16時間、患者の手術中、及び患者の手術後約5日以下の期間、本発明の改変されたインスリン分泌促進ペプチドを必要としている。   [00169] Insulin resistance that occurs after certain types of surgery, palliative abdominal surgery, is most severe on the first day after surgery, lasts at least 5 days, and can take up to 3 weeks to normalize is there. Thus, post-operative patients may require administration of the modified insulin secretagogue peptide of the invention for a period of time following surgical trauma. Accordingly, the modified therapeutic polypeptides or peptides of the present invention can be utilized for post-surgical treatment. Patients need the modified insulin secretagogue peptides of the present invention for about 1 to 16 hours before surgery is performed on the patient, during the patient's surgery, and for a period of about 5 days or less after the patient's surgery.

[00170]さらに、インスリン分泌促進ペプチドなど本発明の改変された治療用ポリペプチド及びペプチドは、手術後治療における使用とは別に、インスリン抵抗性を治療するのに利用してもよい。インスリン抵抗性は、細胞表面受容体へのインスリンの結合の減少、又は細胞内代謝の変化に起因し得る。インスリン感受性の低下として特徴付けられる第1のタイプは、通常、インスリン濃度の上昇によって克服することができる。インスリン応答性の低下として特徴付けられる第2のタイプは、多量のインスリンによって克服することはできない。外傷に続いて起こるインスリン抵抗性は、インスリン抵抗性の程度に比例した用量のインスリンによって克服することができ、したがって、インスリン感受性の低下によって引き起こされるようである。   [00170] In addition, the modified therapeutic polypeptides and peptides of the present invention, such as insulin secretagogue peptides, may be utilized to treat insulin resistance separately from use in post-surgical treatment. Insulin resistance can be due to decreased binding of insulin to cell surface receptors or changes in intracellular metabolism. The first type, characterized as a decrease in insulin sensitivity, can usually be overcome by an increase in insulin concentration. The second type, characterized as reduced insulin responsiveness, cannot be overcome by large amounts of insulin. The insulin resistance that occurs following trauma can be overcome by doses of insulin proportional to the degree of insulin resistance and thus appears to be caused by a decrease in insulin sensitivity.

[00171]好ましくは、本発明は、グルコース依存性、インスリン依存性、及びインスリン非依存性の機序を介して高血糖症を正常化するための改変されたインスリン分泌促進ペプチドを提供する。したがって、改変されたインスリン分泌促進ペプチドは、糖尿病、特にII型糖尿病の治療用の主要作用物質として有用である。本発明は、ペプチドの作用が血液のグルコース濃度に依存しており、したがって血糖降下の副作用のリスクが、現在の治療方法を用いた際のリスクより大幅に低減されているという点で、I型及びII型双方の糖尿病の患者の治療に特に適している。   [00171] Preferably, the present invention provides modified insulin secretagogue peptides for normalizing hyperglycemia through glucose-dependent, insulin-dependent, and insulin-independent mechanisms. Thus, the modified insulin secretagogue peptide is useful as a primary agent for the treatment of diabetes, particularly type II diabetes. The present invention relates to type I in that the action of the peptide is dependent on blood glucose concentration and thus the risk of side effects of hypoglycemia is greatly reduced than the risk of using current treatment methods. Particularly suitable for the treatment of patients with both type II and type II diabetes.

[00172]患者の血中グルコースレベルを正常化するのに効果的な改変されたインスリン分泌促進ペプチドの用量は、いくつかの要因に依存すると考えられ、例としては、それだけには限らないが、患者の性別、体重、及び年齢、血中グルコース調節不能の重症度、血中グルコース調節不能を引き起こしている原因、グルコース又は別の炭水化物供給源が同時に投与されるかどうか、投与経路及び生物学的利用能、体内での持続性、処方、並びに効力が挙げられる。   [00172] The dose of a modified insulin secretagogue peptide effective to normalize a patient's blood glucose level may depend on several factors, including, but not limited to, the patient Gender, weight, and age, severity of blood glucose dysregulation, causes causing blood glucose dysregulation, whether glucose or another carbohydrate source is administered simultaneously, route of administration and biological use Performance, persistence in the body, formulation, and efficacy.

[00173]好ましくは、インスリン分泌促進ペプチドなど本発明の改変された治療用ペプチドは、耐糖能障害、糖尿、高脂血症、代謝性酸性血症(acidoses)、糖尿病、糖尿病性神経障害及び腎障害の治療用に使用される。より好ましくは、改変ペプチドは、II型糖尿病の治療用の改変GLP−1及びその類似体である。   [00173] Preferably, the modified therapeutic peptide of the present invention, such as an insulin secretagogue peptide, is impaired glucose tolerance, diabetes, hyperlipidemia, metabolic acidosis, diabetes, diabetic neuropathy and kidney Used for the treatment of disorders. More preferably, the modified peptide is modified GLP-1 and analogs thereof for the treatment of type II diabetes.

改変された治療用ポリペプチド及びペプチドの存在のモニタリング
[00174]改変された治療用ポリペプチド及びペプチドは、機能的活性を測定するためのアッセイ、HPLC−MS又はポリペプチド若しくはペプチドを標的とする抗体を用いて、モニターすることができる。例えば、改変された治療用ポリペプチド若しくはペプチドの活性及び/又は改変された治療用ポリペプチド若しくはペプチドの存在について、哺乳動物宿主の血液をモニターすることができる。様々な時点で宿主の血液の一部分又は試料を採取することによって、改変された治療用ポリペプチド又はペプチドが、治療活性を有するのに十分な量で寿命の長い血液成分に結合されたかどうか、また、その後の血中の改変された治療用ポリペプチド又はペプチドのレベルを測定することができる。望ましいならば、改変されたインスリン分泌促進ペプチドなど改変された治療用ポリペプチド又はペプチドがどの血液成分に結合しているかも測定することができる。
Monitoring the presence of modified therapeutic polypeptides and peptides
[00174] Modified therapeutic polypeptides and peptides can be monitored using assays to measure functional activity, HPLC-MS, or antibodies that target polypeptides or peptides. For example, the blood of a mammalian host can be monitored for the activity of the modified therapeutic polypeptide or peptide and / or the presence of the modified therapeutic polypeptide or peptide. Whether the modified therapeutic polypeptide or peptide has been bound to a long-lived blood component in an amount sufficient to have therapeutic activity by taking portions or samples of the host's blood at various time points, and The subsequent level of the modified therapeutic polypeptide or peptide in the blood can then be measured. If desired, it can also be determined to which blood component the modified therapeutic polypeptide or peptide, such as a modified insulin secretagogue peptide, is bound.

[00175]例として、インスリン分泌促進活性に関するアッセイを、本発明の改変されたインスリン分泌促進ペプチドをモニターするのに使用してよい。本発明の改変されたインスリン分泌促進ペプチドは、未改変のインスリン分泌促進ペプチドのインスリン分泌促進活性に少なくとも等しいインスリン分泌促進活性を有する。改変されたインスリン分泌促進ペプチドのインスリン分泌促進特性は、改変ペプチドを動物細胞に与え、又はそのペプチドを動物に注射し、培地又はその動物の循環系中への免疫反応性インスリンの放出をそれぞれモニターすることによって測定することができる。免疫反応性インスリンの存在は、インスリンを特異的に検出することができるラジオイムノアッセイの使用によって検出される。IRIの存在を検出できる任意のラジオイムノアッセイを使用してよいが、その全体が参照により本明細書に組み入れられるAlbano,J.D.M.他、(1972年 Acta Endocrinol.70:487〜509頁)のアッセイ法の改良法を用いることが好ましい。   [00175] As an example, assays for insulin secretagogue activity may be used to monitor the modified insulin secretagogue peptides of the invention. The modified insulin secretagogue peptide of the present invention has an insulin secretagogue activity that is at least equal to the insulin secretagogue activity of the unmodified insulin secretagogue peptide. The insulin secretion-promoting properties of the modified insulin secretagogue peptide are determined by providing the modified peptide to animal cells or injecting the peptide into the animal and monitoring the release of immunoreactive insulin into the culture medium or the animal's circulatory system, respectively. Can be measured. The presence of immunoreactive insulin is detected by use of a radioimmunoassay that can specifically detect insulin. Any radioimmunoassay capable of detecting the presence of IRI may be used, although Albano, J. et al., Which is incorporated herein by reference in its entirety. D. M.M. In addition, it is preferable to use a modified method of the assay method of (1972 Acta Endocrinol. 70: 487-509).

[00176]改変された治療用ポリペプチド又はペプチドのインスリン分泌促進特性はまた、膵臓灌流(infusion)によって測定することもできる(参照により本明細書に組み入れられるPenhos,J.C.他 1969年 Diabetes 18:733〜738頁)。灌流を実施、改良、及び分析する様式は、参照により本明細書に組み入れられるWeir,G.C.他、(J.Clin.Investigat.54:1403〜1412頁(1974年)の方法に従う。   [00176] The insulinotropic properties of a modified therapeutic polypeptide or peptide can also be measured by pancreatic infusion (Penhos, JC et al. 1969 Diabetes, incorporated herein by reference). 18: 733-738). The manner in which perfusion is performed, improved, and analyzed is described in Weir, G. et al., Incorporated herein by reference. C. Et al. (J. Clin. Investigat. 54: 1403-1412 (1974)).

[00177]当業者には周知であるように、質量分析法(MS)と連結されたHPLCを利用して、改変された治療用ポリペプチド及びペプチドの存在を解析することもできる。典型的には、0.1%TFA/水や0.1%TFA/アセトニトリルなど2種の移動相が使用される。カラム温度、並びに勾配条件も変更することができる。   [00177] As is well known to those skilled in the art, HPLC coupled with mass spectrometry (MS) can also be used to analyze the presence of modified therapeutic polypeptides and peptides. Typically, two mobile phases are used, such as 0.1% TFA / water and 0.1% TFA / acetonitrile. The column temperature as well as the gradient conditions can also be changed.

[00178]改変された治療用ポリペプチド及びペプチドの存在をモニターするための別の方法は、それらの改変された治療用ポリペプチド及びペプチドに特異的な抗体を使用するものである。特定の改変された治療用ポリペプチド又はペプチドに対する特異性を有する、モノクローナル又はポリクローナルの抗体の使用は、このような問題を解決する助けとなり得る。抗体は、特定の改変された治療用ポリペプチド若しくはペプチドで、又はその作用物質の免疫原性断片若しくはその作用物質の抗原決定基に対応する合成免疫原で免疫された宿主から作製又は誘導することができる。好ましい抗体は、改変された治療用ポリペプチド又はペプチドに対して高い特異性及び親和性を有すると考えられる。このような抗体は、酵素、蛍光色素、又は放射標識物質で標識することもできる。   [00178] Another method for monitoring the presence of modified therapeutic polypeptides and peptides is to use antibodies specific for those modified therapeutic polypeptides and peptides. The use of monoclonal or polyclonal antibodies with specificity for a particular modified therapeutic polypeptide or peptide can help solve such problems. An antibody is made or derived from a host immunized with a specific modified therapeutic polypeptide or peptide, or with a synthetic immunogen corresponding to an immunogenic fragment of the agent or an antigenic determinant of the agent Can do. Preferred antibodies will have high specificity and affinity for the modified therapeutic polypeptide or peptide. Such antibodies can also be labeled with enzymes, fluorescent dyes, or radiolabels.

[00179]これらの抗体は、血流中の改変された治療用ポリペプチド及びペプチドの存在をモニターするために使用してもよい。血液及び/又は血清試料は、SDS−PAGE及びウェスタンブロット法によって解析してもよい。このような技術により、血液又は血清の解析をして、改変された治療用ポリペプチド又はペプチドの血液成分への結合を測定することが可能になる。   [00179] These antibodies may be used to monitor the presence of modified therapeutic polypeptides and peptides in the bloodstream. Blood and / or serum samples may be analyzed by SDS-PAGE and Western blotting. Such techniques allow blood or serum analysis to measure the binding of the modified therapeutic polypeptide or peptide to blood components.

グルカゴン様ペプチド−1(GLP−1)
[00180]組換えDNA技術を使用して、安定性及び生物活性の増大した新しい分子を作り出した。これらの分子は、免疫グロブリンのFc部分、アルブミン、及びトランスフェリンなど天然に長い半減期を有する安定化タンパク質に融合された生物活性のあるタンパク質及びペプチドの組合せである。これらの融合分子は、融合されていない天然のタンパク質又はペプチド対応物よりはるかに長い薬物動態を有する活性部分の生物活性を保持している。薬物動態の上昇はまた、生物活性を改善し、望まれない副作用を低減させ、かつ患者に対する利便性を改善する。インターフェロン−アルブミン、インターフェロン−Fc、BNP−アルブミン、GLP−1−アルブミン、GLP−1−トランスフェリンのようなこのような融合タンパク質の多くの例がある。
Glucagon-like peptide-1 (GLP-1)
[00180] Recombinant DNA technology was used to create new molecules with increased stability and biological activity. These molecules are a combination of biologically active proteins and peptides fused to stabilizing proteins with naturally long half-lives such as the Fc portion of immunoglobulins, albumin, and transferrin. These fusion molecules retain the biological activity of the active moiety with much longer pharmacokinetics than the unfused natural protein or peptide counterpart. Increased pharmacokinetics also improve biological activity, reduce unwanted side effects, and improve patient convenience. There are many examples of such fusion proteins such as interferon-albumin, interferon-Fc, BNP-albumin, GLP-1-albumin, GLP-1-transferrin.

[00181]融合タンパク質は安定かつ分解に対して抵抗性であるが、活性部分を分解する潜在的なプロテアーゼ機序が、分子の緩徐な不活性化をもたらし得る。具体的には、GLP−1、ダイノルフィン(Berman YL、Juliano L、Devi LA J Biol Chem.1995年10月6日;270:23845〜50頁)、エンケファリン(Gu ZF、Menozzi D、Okamoto A、Maton PN、Bunnett NW Exp Physiol.1993年1月;78:35〜48頁)、BNP、ANP、アンギオテンシン、ブラジキニン、及びPYYなどの多くのペプチドは、ジペプチジルペプチダーゼIV、中性エンドペプチダーゼなどのプロテアーゼに対して非常に感受性が高い。これらのプロテアーゼは、個別に又は組み合わせて、循環中のペプチドの急速な不活性化を引き起こす。アルブミン、Fc、及びトランスフェリンなどの大型タンパク質へのペプチドの融合は、プロテアーゼに対する著しい抵抗性を与える。しかし、プロテアーゼによる不活性化の影響を完全に排除することはできない。したがって、融合タンパク質及びプロテアーゼ阻害剤の組合せは、融合タンパク質単独よりも優れたPK及びPDを有し得る。   [00181] Although fusion proteins are stable and resistant to degradation, potential protease mechanisms that degrade the active moiety can result in slow inactivation of the molecule. Specifically, GLP-1, dynorphin (Berman YL, Juliano L, Devi LA J Biol Chem. Oct. 6, 1995; 270: 23845-50), enkephalin (Gu ZF, Menozzi D, Okamoto A, Maton PN, Bunnett NW Exp Physiol, January 1993; 78: 35-48), many peptides such as BNP, ANP, angiotensin, bradykinin, and PYY are proteases such as dipeptidyl peptidase IV and neutral endopeptidase. Very sensitive to These proteases, either individually or in combination, cause rapid inactivation of circulating peptides. The fusion of peptides to large proteins such as albumin, Fc, and transferrin provides significant resistance to proteases. However, the inactivation effect by protease cannot be completely excluded. Thus, the fusion protein and protease inhibitor combination may have a superior PK and PD over the fusion protein alone.

[00182]本発明は、プロテアーゼに抵抗性である治療用ペプチドを含むトランスフェリン融合タンパク質を提供する。好ましくは、本発明の改変された治療用ペプチドは、DPP活性から部分的又は実質的に保護された、改変されたインスリン分泌促進ペプチドである。より好ましくは、改変されたインスリン分泌促進ペプチドは、改変GLP−1ペプチド並びにその類似体及び断片である。改変GLP−1ペプチド並びにその類似体及び断片は、糖尿病、具体的にはII型糖尿病を治療するのに有用である。野生型GLP−1のN末端配列は、His−Ala−Gluである。本発明の改変GLP−1ポリペプチドは、His−His−Ala−Glu(配列番号115)、Gly−His−Ala−Glu(配列番号116)、His−Gly−Glu、His−Ser−Glu、His−Ala−Glu、His−Gly−Glu、His−Ser−Glu、His−His−Ala−Glu(配列番号82)、His−His−Gly−Glu(配列番号83)、His−His−Ser−Glu(配列番号84)、Gly−His−Ala−Glu(配列番号85)、Gly−His−Gly−Glu(配列番号86)、Gly−His−Ser−Glu(配列番号;87)、His−X−Ala−Glu、His−X−Gly−Glu、及びHis−X−Ser−Glu(式中、Xは任意のアミノ酸である)からなる群から選択されるN末端配列を含み得る。後述するように、プロテアーゼ分解を低減及び防止するために他の改変を行ってもよく、これらの分子を本発明の方法及び組成物において使用してもよい。さらに、任意のGLP−1部分又はGLP−1類似体、誘導体、若しくは模倣体を(融合タンパク質として)本発明の方法及び組成物において使用してもよい。   [00182] The present invention provides a transferrin fusion protein comprising a therapeutic peptide that is resistant to proteases. Preferably, the modified therapeutic peptide of the present invention is a modified insulin secretagogue peptide that is partially or substantially protected from DPP activity. More preferably, the modified insulin secretagogue peptide is a modified GLP-1 peptide and analogs and fragments thereof. Modified GLP-1 peptides and analogs and fragments thereof are useful for treating diabetes, specifically type II diabetes. The N-terminal sequence of wild type GLP-1 is His-Ala-Glu. The modified GLP-1 polypeptides of the present invention are His-His-Ala-Glu (SEQ ID NO: 115), Gly-His-Ala-Glu (SEQ ID NO: 116), His-Gly-Glu, His-Ser-Glu, His. -Ala-Glu, His-Gly-Glu, His-Ser-Glu, His-His-Ala-Glu (SEQ ID NO: 82), His-His-Gly-Glu (SEQ ID NO: 83), His-His-Ser-Glu (SEQ ID NO: 84), Gly-His-Ala-Glu (SEQ ID NO: 85), Gly-His-Gly-Glu (SEQ ID NO: 86), Gly-His-Ser-Glu (SEQ ID NO: 87), His-X- Ala-Glu, His-X-Gly-Glu, and His-X-Ser-Glu (where X is any amino acid) It may include an N-terminal sequence selected from the group consisting of. As described below, other modifications may be made to reduce and prevent protease degradation, and these molecules may be used in the methods and compositions of the invention. Furthermore, any GLP-1 moiety or GLP-1 analog, derivative or mimetic (as a fusion protein) may be used in the methods and compositions of the invention.

[00183]GLP−1のN末端に1つのアミノ酸を付加することにより、立体的な妨害が寄与して、ジペプチジルペプチダーゼがGLP−1の2番目のアミノ酸を切断するのを防止することができる。したがって、GLP−1は機能的に活性なままであると考えられる。20種のアミノ酸又は非天然アミノ酸のうちいずれか1つをGLP−1のN末端に付加してよい。ヒスチジンも、好ましいアミノ酸である。いくつかの場合では、非荷電又は正荷電アミノ酸を使用してよく、好ましくはグリシンなどより小型のアミノ酸が付加される。次いで、余分なアミノ酸を有する改変GLP−1をトランスフェリンに融合させて、融合タンパク質を作製することができる。一実施形態では、GLP−1ペプチドは、そのアミノ末端に少なくとも1つの付加的なアミノ酸を含むように改変される。別の実施形態では、GLP−1ペプチドは、そのアミノ末端に少なくとも5つの付加的なアミノ酸を含むように改変される。あるいは、GLP−1ペプチドは、そのアミノ末端に1〜5つの付加的なアミノ酸を含むように改変される。   [00183] By adding one amino acid to the N-terminus of GLP-1, steric hindrance can contribute to prevent dipeptidyl peptidase from cleaving the second amino acid of GLP-1. . Therefore, GLP-1 is believed to remain functionally active. Any one of 20 amino acids or unnatural amino acids may be added to the N-terminus of GLP-1. Histidine is also a preferred amino acid. In some cases, uncharged or positively charged amino acids may be used, preferably with smaller amino acids such as glycine added. The modified GLP-1 with extra amino acids can then be fused to transferrin to make a fusion protein. In one embodiment, the GLP-1 peptide is modified to include at least one additional amino acid at its amino terminus. In another embodiment, the GLP-1 peptide is modified to include at least 5 additional amino acids at its amino terminus. Alternatively, the GLP-1 peptide is modified to contain 1 to 5 additional amino acids at its amino terminus.

[00184]グルカゴン様ペプチド−1(GLP−1)は、いわゆる腸膵系(enteroinsular axis)に属する、インスリン分泌を調節する胃腸管ホルモンである。腸膵系は、インスリンの早期かつ増強された放出を促進する、腸における栄養素の存在及び吸収に応答して胃腸管粘膜から放出されるホルモンの1群を指す。インスリン分泌に対する促進効果であるインクレチン効果は、正常な耐糖能のためにおそらく不可欠である。GLP−1は、インクレチン効果を担っているため、生理的に重要なインスリン分泌促進ホルモンである。   [00184] Glucagon-like peptide-1 (GLP-1) is a gastrointestinal hormone that regulates insulin secretion, belonging to the so-called enteropancreatic system. The intestinal pancreatic system refers to a group of hormones that are released from the gastrointestinal mucosa in response to the presence and absorption of nutrients in the intestine that promote early and enhanced release of insulin. The incretin effect, which is a stimulatory effect on insulin secretion, is probably essential for normal glucose tolerance. Since GLP-1 is responsible for the incretin effect, it is a physiologically important insulin secretion-promoting hormone.

[00185]GLP−1は、プログルカゴン遺伝子(Bell他、Nature、1983年、304;368〜371頁)の産生物である。これは、2種の最も主要な分子形態、すなわちGLP−1(7−36)アミド及びGLP−1(7−37)として、腸の内分泌細胞において合成される。このペプチドは、1980年代初期に、プログルカゴンのcDNA及び遺伝子のクローニングに続いて最初に同定された。   [00185] GLP-1 is the product of the proglucagon gene (Bell et al., Nature, 1983, 304; 368-371). It is synthesized in the intestinal endocrine cells as the two major molecular forms, GLP-1 (7-36) amide and GLP-1 (7-37). This peptide was first identified in the early 1980's following cloning of proglucagon cDNA and genes.

[00186]完全長ペプチドGLP−1(1−37及び1−36アミド)に対して実施され初期の研究により、大型のGLP−1分子は生物活性を欠いていることが結論づけられた。1987年に、3つの別個の研究グループが、最初の6つのアミノ酸を除去すると、生物活性の向上したGLP−1分子が生じることを実証した。 [00186] Early studies performed on the full-length peptide GLP-1 (1-37 and 1-36 amide ) concluded that the large GLP-1 molecule lacks biological activity. In 1987, three separate research groups demonstrated that removal of the first six amino acids resulted in GLP-1 molecules with improved biological activity.

[00187]GLP−1のアミノ酸配列は、Schmidt他(1985年 Diabetologia 28 704〜707頁)によって開示されている。ヒトGLP−1は、回腸遠位部中のL細胞、膵臓中及び脳中において合成されるプレプログルカゴンに由来する37アミノ酸残基のペプチドである。プレプログルカゴンのGLP−1(7−36)アミド、GLP−1(7−37)及びGLP−2へのプロセシングは、主にL細胞において起こる。GLP−1(7−37)のアミノ酸配列は、配列番号32(X=Gly)、すなわち、
His−Ala−Glu−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Val−Ser−Ser−Tyr−Leu−Glu−Gly−Gln−Ala−Ala−Lys−Glu−Phe−Ile−Ala−Trp−Leu−Val−Lys−Gly−Arg−Glyである。
GLP−1(7−36)アミドでは、末端のGlyがNHに置き換えられている。
[00187] The amino acid sequence of GLP-1 is disclosed by Schmidt et al. (1985 Diabetologia 28 704-707). Human GLP-1 is a 37 amino acid residue peptide derived from preproglucagon synthesized in L cells in the distal ileum, in the pancreas and in the brain. Processing of preproglucagon into GLP-1 (7-36) amide, GLP-1 (7-37) and GLP-2 occurs mainly in L cells. The amino acid sequence of GLP-1 (7-37) is SEQ ID NO: 32 (X = Gly), ie
His-Ala-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Gly-Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp- Leu-Val-Lys-Gly-Arg-Gly.
In GLP-1 (7-36) amide, the terminal Gly is replaced by NH 2 .

[00188]GLP−1様分子は、II型(非インスリン依存性糖尿病(NIDDM))、かついくつかの場合にはさらにI型糖尿病に罹患しているヒト対象において抗糖尿病活性を有する。GLP−1を用いた治療は、高いグルコースレベルでのみ、インスリン分泌及び生合成の増大、グルカゴン分泌の低減、胃内容排出の遅延などの活性を導き出し、したがって、インスリン又はスルホニル尿素より潜在的にはるかに安全な療法を提供する。患者の食後グルコースレベルは、適切なGLP−1療法を用いて正常レベルに近づけることができる。GLP−1様分子がII型患者の膵臓β細胞機能を保護し、かつさらには修復する能力を有することを示唆する報告もある。   [00188] GLP-1-like molecules have anti-diabetic activity in human subjects suffering from type II (non-insulin dependent diabetes mellitus (NIDDM)) and in some cases also type I diabetes. Treatment with GLP-1 only leads to activities such as increased insulin secretion and biosynthesis, reduced glucagon secretion, delayed gastric emptying, etc., only at high glucose levels, and therefore potentially far more than insulin or sulfonylureas. Provide safe therapy. The patient's postprandial glucose levels can be brought close to normal levels using appropriate GLP-1 therapy. There are also reports suggesting that GLP-1-like molecules have the ability to protect and even repair pancreatic β-cell function in type II patients.

[00189]GLP−1(7−34)、GLP−1(7−35)、GLP−1(7−36)及びGLP−1(7−37)を含めて、そのアミノ末端に1つ又は複数のアミノ酸を付加することによって、任意のGLP−1配列を改変することができる。GLP−1はまた、胃腸管に対して強力な作用を有する。生理的な量で注入されると、GLP−1は、ペンタガストリンに誘導された胃酸分泌並びに食事に誘導された胃酸分泌を強力に阻害する(Schjoldager他、Dig.Dis.Sci.1989年、35:703〜708頁;Wettergren他、DigDis Sci 1993年;38:665〜673頁)。これはまた、胃内容排出速度及び膵臓酵素分泌を抑制する(Wettergren他、Dig Dis Sci 1993年;38:665〜673頁)。炭水化物また脂質を含む溶液で回腸を灌流すると、胃及び膵臓の分泌及び運動性に対する同様の抑制効果をヒトにおいて誘導することができる(Layer他、Dig Dis Sci 1995年、40:1074〜1082頁;Layer他、Digestion 1993年、54:385〜38頁)。付随して、GLP−1分泌が大いに刺激され、GLP−1がこのいわゆる「回腸ブレーキ(ileal−brake)」に少なくともある程度関与している可能性があることが推測された(Layer他、Digestion 1993年、54:385〜38頁)。実際に、最近の研究では、生理学的に、GLP−1の回腸ブレーキ効果は、膵島に対するその効果よりずっと重要である可能性があることが示唆されている。したがって、用量反応研究では、GLP−1は、膵島分泌に影響するのに必要とされる速度と少なくとも同じくらい遅い注入速度で胃内容排出速度に影響を与える(Nauck他、Gut 1995年;37(補遺2):A124頁)。   [00189] One or more at its amino terminus, including GLP-1 (7-34), GLP-1 (7-35), GLP-1 (7-36) and GLP-1 (7-37) Any GLP-1 sequence can be modified by adding GLP-1 also has a strong action on the gastrointestinal tract. When infused in physiological amounts, GLP-1 potently inhibits pentagastrin-induced gastric acid secretion as well as diet-induced gastric acid secretion (Schjordager et al., Dig. Dis. Sci. 1989, 35 : 703-708; Wettergren et al., DigDis Sci 1993; 38: 665-673). It also suppresses gastric emptying rate and pancreatic enzyme secretion (Wettergren et al., Dig Dis Sci 1993; 38: 665-673). Perfusion of the ileum with solutions containing carbohydrates or lipids can induce similar inhibitory effects on gastric and pancreatic secretion and motility in humans (Layer et al., Dig Dis Sci 1995, 40: 1074-1082; Layer et al., Digestion 1993, 54: 385-38). Concomitantly, it was speculated that GLP-1 secretion was greatly stimulated and that GLP-1 may be involved, at least in part, in this so-called “ileal-brake” (Layer et al., Digestion 1993). Year 54: 385-38). Indeed, recent studies suggest that physiologically, the ileal braking effect of GLP-1 may be much more important than its effect on islets. Thus, in a dose-response study, GLP-1 affects gastric emptying rates at an infusion rate that is at least as slow as that required to affect islet secretion (Nuck et al., Gut 1995; 37 ( Addendum 2): A page 124).

[00190]GLP−1は、食品摂取に対する影響を有するようである。GLP−1の脳室内投与は、ラットにおいて食品摂取を著しく抑制する(Schick他、Ditschuneit他編、Obesity in Europe、John Libbey&Company ltd、1994年;363〜367頁;Turton他、Nature 1996年、379:69〜72頁)。この効果は極めて特異的であるようである。したがって、N末端を伸長されたGLP−1(1−36アミド)は不活性であり、適切な用量のGLP−1アンタゴニストであるエキセンディン9−39は、GLP−1の効果を無効にする(Tang−Christensen他、Am.J.Physiol.、1996年、271(4Pt2):R848〜56)。GLP−1の急速な(Acute)末梢投与はラットにおいて急速に(acutely)食品摂取を抑制しない(Tang−Christensen他、Am.J.Physiol.、1996年、271(4Pt2):R848〜56;Turton他、Nature 1996年、379:69〜72頁)。しかし、腸のL細胞から分泌されるGLP−1が満腹シグナルとしても作用し得る可能性も依然としてある。 [00190] GLP-1 appears to have an impact on food intake. Intracerebroventricular administration of GLP-1 significantly suppresses food intake in rats (Schick et al., Ditschuneit et al., Obesity in Europe, John Libey & Company Ltd, 1994; 363-367; Turton et al., Nature 1996, 379: 69-72). This effect appears to be very specific. Thus, NLP-extended GLP-1 (1-36 amide ) is inactive, and an appropriate dose of GLP-1 antagonist exendin 9-39 abolishes the effects of GLP-1 ( Tang-Christensen et al., Am. J. Physiol., 1996, 271 (4Pt2): R848-56). Acute peripheral administration of GLP-1 does not inhibit food intake in rats (Tang-Christensen et al., Am. J. Physiol., 1996, 271 (4Pt2): R848-56; Turton Et al., Nature 1996, 379: 69-72). However, there is still the possibility that GLP-1 secreted from intestinal L cells can also act as a satiety signal.

[00191]糖尿病患者において、GLP−1のインスリン分泌促進効果及び胃腸管に対するGLP−1の影響は維持されており(Willms他、Diabetelogia 1994年;37、補遺1:A118)、これは、食事に誘導されたグルコース量の逸脱を縮小するのに寄与し得るが、より重要なことには、食品摂取にも影響を及ぼし得る。GLP−1を4ng/kg/分で1週間継続的に静脈内投与すると、顕著な副作用を伴わずに、NIDDM患者における血糖コントロールを劇的に改善することが実証された(Larsen他、Diabetes 1996年;45、補遺2:233A)。   [00191] In diabetic patients, the effect of GLP-1 on promoting insulin secretion and the effect of GLP-1 on the gastrointestinal tract has been maintained (Willms et al., Diabetelogia 1994; 37, Addendum 1: A118), While it can contribute to reducing the induced glucose level deviation, more importantly it can also affect food intake. Continuous intravenous administration of GLP-1 at 4 ng / kg / min for 1 week has been shown to dramatically improve glycemic control in NIDDM patients without significant side effects (Larsen et al., Diabetes 1996). Year; 45, Addendum 2: 233A).

[00192]DPP活性から部分的又は実質的に保護された改変GLP−1及び改変GLP−1類似体は、1型及び2型糖尿病並びに肥満の治療において有用である。   [00192] Modified GLP-1 and modified GLP-1 analogs that are partially or substantially protected from DPP activity are useful in the treatment of type 1 and type 2 diabetes and obesity.

[00193]本明細書において使用される場合、「GLP−1分子」という用語は、GLP−1、GLP−1類似体、又はGLP−1誘導体を意味する。   [00193] As used herein, the term "GLP-1 molecule" means GLP-1, a GLP-1 analog, or a GLP-1 derivative.

[00194]本明細書において使用される場合、「GLP−1類似体」という用語は、GLP−1と比べて1つ又は複数のアミノ酸の置換、欠失、逆位、又は付加を有する分子として定義される。多くのGLP−1類似体が当技術分野において公知であり、例えば、GLP−1(7−34)、GLP−1(7−35)、GLP−1(7−36)、Val−GLP−1(7−37)、Gln−GLP1(7−37)、D−Gln−GLP−1(7−37)、Thr16-Lys18−GLP−1(7−37)、及びLys18−GLP−1(7−37)(配列番号72)が挙げられる。米国特許第5118666号では、GLP−1(7−34)やGLP−1(7−35)などGLP−1類似体の例を開示している。 [00194] As used herein, the term "GLP-1 analog" is used as a molecule having one or more amino acid substitutions, deletions, inversions, or additions relative to GLP-1. Defined. Many GLP-1 analogs are known in the art, such as GLP-1 (7-34), GLP-1 (7-35), GLP-1 (7-36), Val 8 -GLP- 1 (7-37), Gln 9 -GLP1 (7-37), D-Gln 9 -GLP-1 (7-37), Thr 16 -Lys 18 -GLP-1 (7-37), and Lys 18 - GLP-1 (7-37) (SEQ ID NO: 72) can be mentioned. US Pat. No. 5,118,666 discloses examples of GLP-1 analogs such as GLP-1 (7-34) and GLP-1 (7-35).

[00195]「GLP−1誘導体」という用語は、GLP−1又はGLP−1類似体のアミノ酸配列を有するが、そのアミノ酸側鎖、α−炭素原子、末端アミノ基又は末端カルボン酸基の1つ又は複数の化学的改変をさらに有する分子として定義される。化学的改変としては、それだけには限らないが、化学的部分の付加、新しい結合の作製及び化学的部分の除去が挙げられる。   [00195] The term "GLP-1 derivative" has the amino acid sequence of GLP-1 or a GLP-1 analog, but is one of its amino acid side chains, alpha-carbon atoms, terminal amino groups or terminal carboxylic acid groups. Alternatively, it is defined as a molecule further having a plurality of chemical modifications. Chemical modifications include, but are not limited to, adding chemical moieties, creating new bonds, and removing chemical moieties.

[00196]本明細書において使用される場合、「GLP−1に関連した化合物」という用語は、GLP−1、GLP−1類似体又はGLP−1誘導体の定義の範囲に入る任意の化合物を意味する。   [00196] As used herein, the term "compound related to GLP-1" means any compound that falls within the definition of GLP-1, GLP-1 analogs or GLP-1 derivatives. To do.

[00197]国際公開第91/11457号パンフレットでは、GLP−1部分としても有用となり得る、活性なGLP−1ペプチド7−34、7−35、7−36及び7−37の類似体を開示している。   [00197] WO 91/11457 discloses analogs of active GLP-1 peptides 7-34, 7-35, 7-36 and 7-37 that may also be useful as GLP-1 moieties. ing.

[00198]EP0708179−A2(Eli Lilly&Co.)では、N末端のイミダゾール基及び場合によっては34位のリシン残基に結合された非分枝状C〜C10アシル基を含む、GLP−1類似体及び誘導体を開示している。 [00198] In EP 0708179-A2 (Eli Lilly & Co.), a GLP-1 analog comprising an N-terminal imidazole group and optionally an unbranched C 6 -C 10 acyl group attached to a lysine residue at position 34 Bodies and derivatives are disclosed.

[00199]EP0699686−A2(Eli Lilly&Co.)では、生物活性を有することが報告されている、いくつかのGLP−1のN末端切断型断片を開示している。   [00199] EP 0699686-A2 (Eli Lilly & Co.) discloses several N-terminal truncated fragments of GLP-1 that have been reported to have biological activity.

[00200]米国特許第5545618号では、以下からなる群から選択される少なくとも1つの改変を有する、本質的にGLP−1(7−34)、GLP−1(7−35)、GLP−1(7−36)、若しくはGLP−1(7−37)からなるGLP−1分子、又はそのアミド型、及び薬剤として許容されるその塩を開示している:(a)26位及び/若しくは34位のリシンをグリシン、セリン、システイン、トレオニン、アスパラギン、グルタミン、チロシン、アラニン、バリン、イソロイシン、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、アルギニン、若しくはD−リシンで置換;又は36位のアルギニンをグリシン、セリン、システイン、トレオニン、アスパラギン、グルタミン、チロシン、アラニン、バリン、イソロイシン、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、リシン、若しくはD−アルギニンで置換(配列番号73);(b)31位のトリプトファンを酸化抵抗性のアミノ酸で置換(配列番号74);(c)16位のバリンをチロシンで置換;18位のセリンをリシンで置換;21位のグルタミン酸をアスパラギン酸で置換;22位のグリシンをセリンで置換;23位のグルタミンをアルギニンで置換;24位のアラニンをアルギニンで置換;及び26位のリシンをグルタミンで置換、のうちの少なくとも1つの置換(配列番号75);並びに(d)8位のアラニンをグリシン、セリン、若しくはシステインで置換;9位のグルタミン酸をアスパラギン酸、グリシン、セリン、システイン、トレオニン、アスパラギン、グルタミン、チロシン、アラニン、バリン、イソロイシン、ロイシン、メチオニン、若しくはフェニルアラニンで置換;10位のグリシンをセリン、システイン、トレオニン、アスパラギン、グルタミン、チロシン、アラニン、バリン、イソロイシン、ロイシン、メチオニン、若しくはフェニルアラニンで置換;並びに15位のアスパラギン酸をグルタミン酸で置換、のうちの少なくとも1つの置換(配列番号76);並びに(e)7位のヒスチジンをグリシン、セリン、システイン、トレオニン、アスパラギン、グルタミン、チロシン、アラニン、バリン、イソロイシン、ロイシン、メチオニン、若しくはフェニルアラニン、あるいはヒスチジンのD−若しくはN−アシル化型又はアルキル化型で置換(配列番号77);この際、(a)、(b)、(d)、及び(e)の置換において、置換されるアミノ酸は場合によってはD型でよく、かつ7位で置換されるアミノ酸は場合によってはNアシル化型又はNアルキル化型でよい。   [00200] In US Pat. No. 5,545,618, essentially GLP-1 (7-34), GLP-1 (7-35), GLP-1 () having at least one modification selected from the group consisting of: 7-36), or a GLP-1 molecule consisting of GLP-1 (7-37), or an amide form thereof, and a pharmaceutically acceptable salt thereof: (a) positions 26 and / or 34 Glycine, serine, cysteine, threonine, asparagine, glutamine, tyrosine, alanine, valine, isoleucine, leucine, methionine, phenylalanine, arginine, or D-lysine; or arginine at position 36 is glycine, serine, cysteine, Threonine, asparagine, glutamine, tyrosine, alanine, valine, isoleucine, leucine, Substitution with methionine, phenylalanine, lysine or D-arginine (SEQ ID NO: 73); (b) substitution of tryptophan at position 31 with an oxidation resistant amino acid (SEQ ID NO: 74); (c) substitution of valine at position 16 with tyrosine Replacing serine at position 18 with lysine; replacing glutamic acid at position 21 with aspartic acid; replacing glycine at position 22 with serine; replacing glutamine at position 23 with arginine; replacing alanine at position 24 with arginine; and position 26 And (d) alanine at position 8 is replaced with glycine, serine, or cysteine; glutamic acid at position 9 is aspartic acid, glycine, serine, Cysteine, threonine, asparagine, glutamine, tyrosine, alanine, valine, a Replacing leucine, leucine, methionine, or phenylalanine; replacing glycine at position 10 with serine, cysteine, threonine, asparagine, glutamine, tyrosine, alanine, valine, isoleucine, leucine, methionine, or phenylalanine; and aspartic acid at position 15 Substitution with glutamic acid (SEQ ID NO: 76); and (e) histidine at position 7 is glycine, serine, cysteine, threonine, asparagine, glutamine, tyrosine, alanine, valine, isoleucine, leucine, methionine, Or substituted with phenylalanine, or a D- or N-acylated or alkylated form of histidine (SEQ ID NO: 77); wherein (a), (b), (d), and (e) Well D type sometimes amino acids conversion is and the amino acid to be substituted in position 7 may be a N-acylated-type or N-alkylated form in some cases.

[00201]米国特許第5118666号では、インスリン分泌促進活性を有するGLP−1分子を開示している。このような分子は、アミノ酸配列His−Ala−Glu−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Val−Ser−Ser−Tyr−Leu−Glu−Gly−Gln−Ala−Ala−Lys−Glu−Phe−Ile−Ala−Trp−Leu−Val−Lys(GLP−1、7−34、配列番号32を参照されたい)又はHis−Ala−Glu−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Val−Ser−Ser−Tyr−Leu−Glu−Gly−Gln−Ala−Ala−Lys−Glu−Phe−Ile−Ala−Trp−Leu−Val−Lys−Gly(GLP−1、7−35、配列番号32を参照されたい)を有するペプチド、及び前記ペプチドの誘導体からなる群から選択され、ここで、前記ペプチドは、前記ペプチドの薬剤として許容される酸付加塩;前記ペプチドの薬剤として許容されるカルボン酸塩;前記ペプチドの薬剤として許容される低級アルキルエステル;並びにアミド、低級アルキルアミド及び低級ジアルキルアミドからなる群から選択される、前記ペプチドの薬剤として許容されるアミドからなる群から選択される。   [00201] US Pat. No. 5,118,666 discloses GLP-1 molecules having insulin secretagogue activity. Such a molecule has the amino acid sequence His-Ala-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Gly-Gln-Ala-Ala-Lys-Glu- Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-Lys (GLP-1, 7-34, see SEQ ID NO: 32) or His-Ala-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val -Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Gly-Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-Lys-Gly (GLP-1, 7-35, SEQ ID NO: 32 Selected from the group consisting of peptides having derivatives thereof, and derivatives of said peptides, wherein The peptide comprises a pharmaceutically acceptable acid addition salt of the peptide; a pharmaceutically acceptable carboxylate of the peptide; a pharmaceutically acceptable lower alkyl ester of the peptide; and an amide, a lower alkyl amide, and a lower dialkyl amide. Selected from the group consisting of pharmaceutically acceptable amides of the peptide.

[00202]米国特許第6277819号では、GLP−1、GLP−1類似体、及びGLP−1誘導体を患者に投与するステップを含む、心筋梗塞後の死亡率及び罹患率を減少させる方法を教示している。以下の構造式(配列番号**):R−X−Glu−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Val−Ser−Ser−Tyr−Leu−X−Gly−Gln−A1a−A1a−Lys−X−Phe−Ile−Ala−Trp−Leu−Val−Lys−Gly−Arg−R(配列番号78)[式中、RはL−ヒスチジン、D−ヒスチジン、デスアミノ−ヒスチジン、2−アミノ−ヒスチジン、β−ヒドロキシ−ヒスチジン、ホモヒスチジン、α−フルオロメチル−ヒスチジン及びα−メチル−ヒスチジンからなる群から選択され;XはAla、Gly、Val、Thr、Ile、及びα−メチル−Alaからなる群から選択され;XはGlu、Gln、Ala、Thr、Ser及びGlyからなる群から選択され;XはGlu、Gln、Ala、Thr、Ser及びGlyからなる群から選択され;RはNH及びGly−OHからなる群から選択される。ただし、GLP−1類似体は、約6.0〜約9.0の範囲に等電点を有し、さらに、RがHisであり、XがAlaであり、XがGluであり、XがGluである場合、RはNHでなければならない。]で表されるGLP−1類似体及び薬剤として許容されるその塩。 [00202] US Pat. No. 6,277,819 teaches a method of reducing mortality and morbidity after myocardial infarction comprising administering to a patient GLP-1, a GLP-1 analog, and a GLP-1 derivative. ing. Following structural formula (SEQ ID **): R 1 -X 1 -Glu -Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-X 2 -Gly-Gln-A1a- A1a-Lys-X 3 -Phe- Ile-Ala-Trp-Leu-Val-Lys-Gly-Arg-R 2 ( SEQ ID NO: 78) wherein, R 1 is L- histidine, D- histidine, desamino - histidine , 2-amino-histidine, β-hydroxy-histidine, homohistidine, α-fluoromethyl-histidine and α-methyl-histidine; X 1 is Ala, Gly, Val, Thr, Ile, and α - it is selected from the group consisting of methyl -Ala; X 2 is Glu, Gln, Ala, Thr, from the group consisting of Ser and Gly Is-option; X 3 is Glu, Gln, Ala, Thr, selected from the group consisting of Ser and Gly; R 2 is selected from the group consisting of NH 2 and Gly-OH. However, the GLP-1 analog has an isoelectric point in the range of about 6.0 to about 9.0, R 1 is His, X 1 is Ala, and X 2 is Glu. , X 3 is Glu, R 2 must be NH 2 . And a pharmaceutically acceptable salt thereof.

[00203]Ritzel他(Journal of Endocrinology、1998年、159:93〜102頁)は、N末端から2番目のアラニンがセリンに置き換えられているGLP−1類似体の[Ser]GLP−1を開示している。この改変によってペプチドのインスリン分泌促進作用は弱まらなかったが、GLP−1と比べて高い血漿安定性を有する類似体が生成された。 [00203] Ritzel et al. (Journal of Endocrinology, 1998, 159: 93-102), [Ser 8 ] GLP-1 is a GLP-1 analog in which the second alanine from the N-terminus is replaced by serine. Disclosure. This modification did not reduce the insulin secretagogue of the peptide, but produced an analog with higher plasma stability compared to GLP-1.

[00204]米国特許第6429197号では、急性脳卒中又は出血後のGLP−1治療、好ましくは静脈内投与が、インスリン分泌を最適化し、脳の同化作用を増大させ、グルカゴンを抑制することによってインスリン有効性を高め、かつ重度の低血糖のリスクも他の有害な副作用も伴わずに正常血糖又は軽度の低血糖を維持するための手段を実現するため、理想的な治療となり得ることを教示している。本発明は、急性脳卒中又は出血後に、インスリン分泌を最適化し、グルカゴン拮抗作用を抑制することによってインスリン有効性を高め、かつ重度の低血糖のリスクを伴わずに正常血糖又は軽度の低血糖を維持するために、GLP−1又は生物活性を有するその類似体で虚血性又は再灌流された脳を治療する方法を提供する。   [00204] In US Pat. No. 6,429,197, GLP-1 treatment after acute stroke or bleeding, preferably intravenous administration, optimizes insulin secretion, increases brain anabolism, and suppresses glucagon Teaching that it can be an ideal treatment to increase the sexiness and realize the means to maintain normoglycemia or mild hypoglycemia without the risk of severe hypoglycemia and other harmful side effects Yes. The present invention optimizes insulin secretion and suppresses glucagon antagonism after acute stroke or bleeding to increase insulin efficacy and maintain normoglycemia or mild hypoglycemia without the risk of severe hypoglycemia To do so, a method for treating ischemic or reperfused brain with GLP-1 or an analog thereof having biological activity is provided.

[00205]米国特許第6277819号では、GLP−1、GLP−1類似体、GLP−1誘導体及び薬剤として許容されるその塩からなる群から選択される化合物を、血中グルコースを正常化するのに効果的な用量で、必要とする患者に投与するステップを含む、心筋梗塞後の死亡率及び罹患率を減少させる方法を提供している。   [00205] In US Pat. No. 6,277,819, a compound selected from the group consisting of GLP-1, GLP-1 analogs, GLP-1 derivatives and pharmaceutically acceptable salts thereof is used to normalize blood glucose. A method is provided for reducing mortality and morbidity after myocardial infarction comprising administering to a patient in need thereof at a dose that is effective.

[00206]米国特許第6191102号では、少なくとも4週間である、重量減少をもたらすのに効果的な期間、グルカゴン様ペプチド(GLP−1)、グルカゴン様ペプチド類似体(GLP−1類似体)、グルカゴン様ペプチド誘導体(GLP−1誘導体)又は薬剤として許容されるその塩を含む組成物を、体重の減少を引き起こすのに十分な用量で体重減少を必要とする対象に投与することによって、その対象の体重を減少させる方法を開示している。   [00206] In US Pat. No. 6,191,102, a period of at least 4 weeks effective to effect weight loss, glucagon-like peptide (GLP-1), glucagon-like peptide analog (GLP-1 analog), glucagon Administering a composition comprising a peptide-like peptide derivative (GLP-1 derivative) or a pharmaceutically acceptable salt thereof to a subject in need of weight loss at a dose sufficient to cause weight loss. A method of reducing weight is disclosed.

[00207]GLP−1は、皮下投与後は十分に活性を有するが(Ritzel他、Diabetologia 1995年;38:720〜725頁)、ジペプチジルペプチダーゼIV様酵素による分解が主な原因で急速に分解される(Deacon他、J Clin Endocrinol Metab 1995年、80;952〜957頁;Deacon他、1995年、Diabetes 44:1126〜1131頁)。したがって、残念ながら、GLP−1及びその類似体の多くのヒトにおける血漿半減期は短い(Orskov他、Diabetes 1993年;42;658〜661頁)。したがって、GLP−1(7−37)に比べて長い作用プロファイルを有する、改変GLP−1又はその類似体を提供することが本発明の目的である。GLP−1(7−37)より低いクリアランスを有するGLP−1及びその類似体の誘導体を提供することが本発明のさらなる目的である。さらに、改善された安定性を有する、改変されたGLP−1又はGLP−1類似体を含む薬剤組成物を提供することも本発明の目的である。さらに、本発明は、それだけには限らないが、前述したものなどGLP−1に関連した疾患を治療するための、改変されたGLP−1又はGLP−1類似体の使用も含む。   [00207] GLP-1 is sufficiently active after subcutaneous administration (Ritzel et al., Diabetologia 1995; 38: 720-725), but is rapidly degraded primarily due to degradation by dipeptidyl peptidase IV-like enzymes (Deacon et al., J Clin Endocrinol Metab 1995, 80; 952-957; Deacon et al., 1995, Diabetes 44: 1126-1131). Thus, unfortunately, the plasma half-life in many humans of GLP-1 and its analogs is short (Orskov et al., Diabetes 1993; 42; 658-661). Accordingly, it is an object of the present invention to provide a modified GLP-1 or analog thereof having a longer action profile than GLP-1 (7-37). It is a further object of the present invention to provide derivatives of GLP-1 and its analogs that have a lower clearance than GLP-1 (7-37). Furthermore, it is also an object of the present invention to provide a pharmaceutical composition comprising a modified GLP-1 or GLP-1 analog with improved stability. Furthermore, the present invention includes the use of modified GLP-1 or GLP-1 analogs to treat diseases associated with GLP-1, such as, but not limited to, those described above.

[00208]本発明の一態様では、改変されたGLP−1及びGLP−1類似体を含む薬剤組成物は、例えばRemington’s Pharmaceutical Sciences、1985年で記載されているような薬剤組成物を調製する確立された方法のうちのいずれかによって調製され得る。組成物は、全身的な注射又は輸注に適した形態でよく、したがって、滅菌水や等張性の生理食塩水若しくはグルコース溶液など適切な液体ビヒクルと共に調製してよい。これらの組成物は、当技術分野において周知の従来の滅菌技術によって滅菌してよい。結果として得られる水性液剤は使用するために容器に入れても、又は無菌条件下でろ過し、かつ凍結乾燥してもよく、凍結乾燥された調製物は投与の前に無菌の水溶液と混合される。組成物は、生理的条件に近づけるために、緩衝剤、等張化剤、例えば酢酸ナトリウム、乳酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウムなどのような製薬上許容される補助物質を必要に応じて含んでよい。   [00208] In one aspect of the invention, pharmaceutical compositions comprising modified GLP-1 and GLP-1 analogs are prepared, for example, as described in Remington's Pharmaceutical Sciences, 1985. Can be prepared by any of the established methods. The composition may be in a form suitable for systemic injection or infusion and may therefore be prepared with a suitable liquid vehicle such as sterile water, isotonic saline or glucose solution. These compositions may be sterilized by conventional sterilization techniques well known in the art. The resulting aqueous solution may be placed in a container for use or filtered under aseptic conditions and lyophilized, the lyophilized preparation being mixed with a sterile aqueous solution prior to administration. The The composition may optionally contain pharmaceutically acceptable auxiliary substances such as buffers, isotonic agents, eg sodium acetate, sodium lactate, sodium chloride, potassium chloride, calcium chloride, etc., in order to approximate physiological conditions. May be included.

[00209]本発明の改変されたGLP−1及びGLP−1類似体は、経鼻、経皮、経肺又は直腸投与用に適合させてもよい。組成物中で使用される製薬上許容される担体又は希釈剤は、任意の従来の固形担体でよい。固形担体の例は、ラクトース、白土、スクロース、タルク、ゼラチン、寒天、ペクチン、アラビアゴム、ステアリン酸マグネシウム及びステアリン酸である。同様に、担体又は希釈剤は、単独又はワックスと混合したモノステアリン酸グリセリル又はジステアリン酸グリセリルなど、当技術分野において公知の任意の徐放物質を含んでもよい。   [00209] The modified GLP-1 and GLP-1 analogs of the present invention may be adapted for nasal, transdermal, pulmonary or rectal administration. The pharmaceutically acceptable carrier or diluent used in the composition may be any conventional solid carrier. Examples of solid carriers are lactose, clay, sucrose, talc, gelatin, agar, pectin, gum arabic, magnesium stearate and stearic acid. Similarly, the carrier or diluent may include any sustained release material known in the art, such as glyceryl monostearate or glyceryl distearate, alone or mixed with a wax.

[00210]徐放製剤の形態で本発明の組成物を提供することは、特に有利となり得る。したがって、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、若しくは乳酸/グリコール酸コポリマーなど製薬上許容される適切な生分解性ポリマーによってカプセル化された、又はそれらに分散された、改変されたGLP−1又はGLP−1類似体を含むマイクロカプセル又は微粒子として組成物を調製してもよい。   [00210] It may be particularly advantageous to provide the compositions of the invention in the form of sustained release formulations. Thus, modified GLP-1 or GLP-1 encapsulated by or dispersed in a suitable pharmaceutically acceptable biodegradable polymer such as polylactic acid, polyglycolic acid, or lactic acid / glycolic acid copolymer The composition may be prepared as microcapsules or microparticles containing the analog.

[00211]経鼻投与の場合、調製物は、エアロゾル適用のための液状担体、特に水性担体中に溶解又は懸濁された、改変されたGLP−1又はGLP−1類似体を含んでよい。担体は、可溶化剤、例えばプロピレングリコール、表面活性剤、レシチン(ホスファチジルコリン)やシクロデキストリンなどの吸収促進物質又はパラベンなどの保存剤などの添加剤を含んでよい。   [00211] For nasal administration, the preparation may comprise a modified GLP-1 or GLP-1 analog dissolved or suspended in a liquid carrier, particularly an aqueous carrier, for aerosol application. The carrier may contain additives such as solubilizers such as propylene glycol, surfactants, absorption enhancers such as lecithin (phosphatidylcholine) and cyclodextrins or preservatives such as parabens.

[00212]一般に、本発明の改変されたポリペプチド又はペプチドは、単位投薬量当たりの製薬上許容される担体と共に、単位剤形で投薬される。   [00212] Generally, a modified polypeptide or peptide of the invention is dosed in unit dosage form with a pharmaceutically acceptable carrier per unit dosage.

[00213]さらに、本発明は、それだけには限らないが前述したもののような高いグルコースレベルを伴う疾患(代謝疾患)の治療において使用することができる医薬製品の製造のための、改変されたGLP−1及びGLP−1類似体の使用も企図する。具体的には、本発明は、II型糖尿病を含む糖尿病、肥満、重度の熱傷、並びにうっ血性心不全を含む心不全及び急性冠症候群の治療のための、改変されたGLP−1及びGLP−1類似体の使用を企図する。   [00213] Furthermore, the present invention provides a modified GLP- for the manufacture of a pharmaceutical product that can be used in the treatment of diseases with high glucose levels (metabolic diseases) such as, but not limited to, those described above. The use of 1 and GLP-1 analogs is also contemplated. Specifically, the present invention relates to modified GLP-1 and GLP-1 analogs for the treatment of diabetes, including type II diabetes, obesity, severe burns, and heart failure, including congestive heart failure, and acute coronary syndromes. Contemplate use of the body.

[00214]本発明はまた、DPP活性から部分的及び実質的に保護された、改変されたエキセンディン−3及びエキセンディン−4ペプチドも提供する。エキセンディン−3及びエキセンディン−4は、39個のアミノ酸(2番目及び3番目の残基が異なる)を含むインスリン分泌促進ペプチドであり、GLP−1に対して約53%の相同性を有する。エキセンディン−3配列は、HSDGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS(配列番号79)であり、エキセンディン−4配列は、HGEGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS(配列番号80)である。本発明はまた、エキセンディン−4(1−31)HGEGTFTSDLSKQMEEAVRLFIEWLKNGGPY(配列番号81)などのアミノ酸配列を含む、改変されたエキセンディン−4断片も包含する。さらに、本発明は、エキセンディン−3及びエキセンディン−4ペプチドの改変類似体も含む。   [00214] The present invention also provides modified exendin-3 and exendin-4 peptides that are partially and substantially protected from DPP activity. Exendin-3 and exendin-4 are insulin secretion-promoting peptides containing 39 amino acids (the second and third residues are different) and have about 53% homology to GLP-1. . The exendin-3 sequence is HSDGFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS (SEQ ID NO: 79) and the exendin-4 sequence is HGEGFTSDLSKSKMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS (SEQ ID NO: 80). The invention also encompasses a modified exendin-4 fragment comprising an amino acid sequence such as exendin-4 (1-31) HGEGFTSDDLSKQMEEAVRLFIEWLKNGGPY (SEQ ID NO: 81). Furthermore, the present invention includes modified analogs of exendin-3 and exendin-4 peptides.

糖尿病、糖尿病前症、又は肥満を治療するための改変GLP−1融合タンパク質又はコンジュゲート
[00215]改変GLP−1は、in vivoでの全般的な安定性を上昇させるために異種分子に融合してよい。改変GLP−1は、組換え手段によって異種分子に融合させ、又は当技術分野において周知の方法によって異種分子に共有結合させることができる。改変GLP−1は、例えば、血清アルブミンやトランスフェリンなどの血漿タンパク質、免疫グロブリン又はFcドメインなどその一部分に、融合又は共有結合させることができる。より好ましくは、改変されたポリペプチド又はペプチドは、トランスフェリン、ラクトトランスフェリン又はメラノトランスフェリンに融合される。このような融合タンパク質を作製するための方法は、その全体が参照により本明細書に組み入れられる米国特許出願第10/378,094号によって提供される。
Modified GLP-1 fusion protein or conjugate for treating diabetes, prediabetes, or obesity
[00215] The modified GLP-1 may be fused to a heterologous molecule to increase the overall stability in vivo. The modified GLP-1 can be fused to the heterologous molecule by recombinant means or covalently linked to the heterologous molecule by methods well known in the art. The modified GLP-1 can be fused or covalently bound to, for example, a plasma protein such as serum albumin or transferrin, a portion thereof such as an immunoglobulin or Fc domain. More preferably, the modified polypeptide or peptide is fused to transferrin, lactotransferrin or melanotransferrin. A method for making such fusion proteins is provided by US patent application Ser. No. 10 / 378,094, which is incorporated herein by reference in its entirety.

[00216]より大きな物理的距離を提供し、かつそれらの融合タンパク質間により大きな空間的可動性を与え、それによって、例えばその同族受容体に結合するための治療用タンパク質の接近容易性を最大化するために、変動可能な長さのリンカーを介してGLP−1分子を異種タンパク質に結合させてよい。リンカーペプチドは、可撓性又はより硬いアミノ酸からなり得る。例えば、ポリグリシンストレッチのようなリンカーを使用してよい。リンカーは、約50個、40個、30個、20個、10個又は5個未満のアミノ酸残基でよい。リンカーは、異種タンパク質及びGLP−1に、かつその間に共有結合的に連結され得る。好ましくは、リンカーは、1つのSer残基、2つのSer残基、ペプチドSer−Ser−Gly、ペプチドPEAPTD、ペプチド(PEAPTD)、IgGヒンジリンカーと組み合わせたペプチドPEAPTT、及びIgGヒンジリンカーと組み合わせたペプチド(PEAPTD)でよい。これらのリンカーを使用して、GLP−1をトランスフェリンに連結してよい。 [00216] Provides greater physical distance and gives greater spatial mobility between their fusion proteins, thereby maximizing the accessibility of therapeutic proteins, for example to bind to their cognate receptors To do so, the GLP-1 molecule may be attached to the heterologous protein via a linker of variable length. The linker peptide can consist of flexible or harder amino acids. For example, a linker such as polyglycine stretch may be used. The linker may be less than about 50, 40, 30, 20, 10, 10 or 5 amino acid residues. The linker can be covalently linked to and between the heterologous protein and GLP-1. Preferably, the linker is combined with 1 Ser residue, 2 Ser residues, peptide Ser-Ser-Gly, peptide PEAPTD, peptide (PEAPTD) 2 , peptide PEAPTT in combination with IgG hinge linker, and IgG hinge linker Peptide (PEAPTD) 2 may be sufficient. These linkers may be used to link GLP-1 to transferrin.

[00217]改変されたポリペプチド又はペプチドに結合されるトランスフェリンを改変してもよい。これは、グリコシル化の低減を示し得る。改変されたトランスフェリンポリペプチドは、単一のトランスフェリンNドメイン、単一のトランスフェリンCドメイン、トランスフェリンのN及びCドメイン、2つのトランスフェリンNドメイン、並びに2つのトランスフェリンCドメインからなる群から選択することができる。   [00217] The transferrin bound to the modified polypeptide or peptide may be modified. This may indicate a reduction in glycosylation. The modified transferrin polypeptide can be selected from the group consisting of a single transferrin N domain, a single transferrin C domain, the N and C domains of transferrin, two transferrin N domains, and two transferrin C domains. .

[00218]前述したように、GLP−1は、体内の重要な内分泌ホルモン系を活性化及び調節し、かつグルコースの代謝において極めて重要な管理的役割を果たしている。市場に出ている他のすべての糖尿病治療とは異なり、GLP−1は、β細胞の増殖因子として作用してそれによって膵臓のインスリン分泌能力を改善することにより回復を推進する潜在能力、及び、感受性を改善してグルコースレベルをより安定にさせることによってより効率的に既存のインスリンレベルが作用するようにさせる潜在能力も有する。これにより、グルコースレベルを毎日モニターする負担が軽減され、かつ糖尿病に起因する血中グルコースの変動によって引き起こされる重篤な長期の副作用が潜在的に遅延される。さらに、GLP−1は、食欲を減退させ、かつ体重を減少させることができる。肥満は、グルコース代謝の不十分な制御に特有の転帰であり、これは糖尿病の病態を悪化させる働きをするに過ぎない。   [00218] As noted above, GLP-1 activates and regulates important endocrine hormone systems in the body and plays a vital administrative role in glucose metabolism. Unlike all other diabetes treatments on the market, GLP-1 has the potential to drive recovery by acting as a beta cell growth factor and thereby improving the ability of the pancreas to secrete insulin, and It also has the potential to make existing insulin levels work more efficiently by improving sensitivity and making glucose levels more stable. This alleviates the burden of daily monitoring of glucose levels and potentially delays serious long-term side effects caused by blood glucose fluctuations due to diabetes. Furthermore, GLP-1 can reduce appetite and reduce weight. Obesity is a unique outcome of inadequate control of glucose metabolism, which only serves to exacerbate the pathology of diabetes.

[00219]、天然GLP−1は血液循環中で急速に分解されるため(半減期は数分である)、その臨床応用は限られている。血液循環中で治療的レベルを維持するには、ポンプ又は貼付器具を用いて高用量を恒常的に投与することを要し、これは治療コストを増加させる。これは、特に、糖尿病を治療し、かつグルコースレベルをモニターするための他のすべての薬物療法と併用した長期連用には不都合である。改変GLP−1融合タンパク質は、GLP−1の活性を保持しているが、トランスフェリンの長い半減期(14〜17日)、溶解性及び体内分布特性を有している。これらの諸特性により、低コスト、小体積、月1回のs.c.(皮下)注射が実現され得、このタイプの製品は、長期連用のために間違いなく必要とされている。   [00219] Since natural GLP-1 is rapidly degraded in the blood circulation (half-life is a few minutes), its clinical application is limited. Maintaining therapeutic levels in the blood circulation requires constant administration of high doses using pumps or application devices, which increases treatment costs. This is particularly inconvenient for long-term continuous use in combination with all other medications to treat diabetes and monitor glucose levels. The modified GLP-1 fusion protein retains GLP-1 activity, but has the long half-life (14-17 days), solubility and biodistribution properties of transferrin. Due to these characteristics, low cost, small volume, monthly s. c. (Subcutaneous) injection can be realized and this type of product is definitely needed for long-term continuous use.

[00220]改変GLP−1は、その安定性を高めるために、血液成分に共有結合されてもよい。例えば、改変GLP−1は、血清アルブミン、トランスフェリン、免疫グロブリン又は免疫グロブリンのFc部分に共有結合させることができる。一実施形態では、改変GLP−1は、脂肪酸又は脂肪酸誘導体に結合され得る。別の実施形態では、改変GLP−1は、薬物親和性複合体(DAC)に作り変えられ得る。先に考察したように、Kim他(2003年、Diabetes52(3):751頁)は、GLP−1−アルブミン薬物親和性複合体を開示している。Kim他は、アルブミンを結合されたDAC:GLP−1が天然のGLP−1を擬態すること示している。Kim他は、GLP−1Rシグナル伝達をより長い時間活性化するための新しい手法を提供している。   [00220] The modified GLP-1 may be covalently bound to a blood component to increase its stability. For example, the modified GLP-1 can be covalently linked to serum albumin, transferrin, immunoglobulin or the Fc portion of an immunoglobulin. In one embodiment, the modified GLP-1 can be conjugated to a fatty acid or fatty acid derivative. In another embodiment, the modified GLP-1 can be reshaped into a drug affinity complex (DAC). As discussed above, Kim et al. (2003, Diabetes 52 (3): 751) disclose a GLP-1-albumin drug affinity complex. Kim et al. Show that albumin-bound DAC: GLP-1 mimics native GLP-1. Kim et al. Provide a new approach to activate GLP-1R signaling for a longer time.

[00221]皮下投与すると、DAC:改変GLP−1は、in vivoでアルブミンに急速かつ選択的に結合する。形成されたバイオコンジュゲートは、内因性のGLP−1と同じ治療活性及び同様の効力を有するが、アルブミンにより近い薬物動態プロファイルを有する。   [00221] Upon subcutaneous administration, DAC: modified GLP-1 binds rapidly and selectively to albumin in vivo. The formed bioconjugate has the same therapeutic activity and similar potency as endogenous GLP-1, but has a pharmacokinetic profile that is closer to albumin.

他の治療用物質と組み合わせた、改変GLP−1及びその融合タンパク質
[00222]本発明の一態様では、本発明の改変GLP−1ペプチド及びその融合タンパク質、例えばGLP−1−Tf融合タンパク質は、II型糖尿病、肥満及び異常なグルコースレベルを伴う他の疾患又は状態を治療するために、「Glucophage(登録商標)」(塩酸メトホルミン錠剤)や「Glucophage(登録商標)XR」(塩酸メトホルミン徐放錠剤)など少なくとも1種の第2の治療用分子と組み合わせて使用される。
Modified GLP-1 and fusion proteins thereof in combination with other therapeutic substances
[00222] In one aspect of the present invention, the modified GLP-1 peptide of the present invention and fusion proteins thereof, such as GLP-1-Tf fusion protein, may be type II diabetes, obesity and other diseases or conditions with abnormal glucose levels. Used in combination with at least one second therapeutic molecule such as “Glucophage®” (metformin hydrochloride tablets) and “Glucophage® XR” (metformin hydrochloride sustained release tablets). The

[00223]「Glucophage(登録商標)」及び「Glucophage(登録商標)XR」は、II型糖尿病の処置用の経口抗高血糖薬である。「Glucophage(登録商標)XR」は、Glucophageの徐放製剤である。したがって、「Glucophage(登録商標)XR」は、剤形から薬物が緩徐に放出されるため、1日1回服用してよい。「Glucophage(登録商標)」は、身体による肝臓からのグルコース産生量を減らすのに寄与する。したがって、「Glucophage(登録商標)」は、患者の血糖値レベルを制御するのに有効である。「Glucophage(登録商標)」は、身体によるより多くのインスリン産生を引き起こさないため、低血中グルコース(低血糖)を引き起こすことはめったにない。   [00223] "Glucophage®" and "Glucophage® XR" are oral antihyperglycemic agents for the treatment of type II diabetes. “Glucophage® XR” is a sustained release formulation of Glucophage. Therefore, “Glucophage® XR” may be taken once a day because the drug is slowly released from the dosage form. “Glucophage®” contributes to reducing glucose production from the liver by the body. Thus, “Glucophage®” is effective in controlling a patient's blood glucose level. “Glucophage®” rarely causes low blood glucose (hypoglycemia) because it does not cause more insulin production by the body.

[00224]「Glucophage(登録商標)」はまた、II型糖尿病に罹患している人々においてしばしば高い、脂肪性の血液成分であるトリグリセリド及びコレステロールを低下させるのにも寄与する。メトホルミンは、食欲を減退させ、人々がその医薬品を摂取し始めた場合には、数ポンドの減量に寄与することが示された。   [00224] “Glucophage®” also contributes to lowering triglycerides and cholesterol, fatty blood components that are often high in people with type II diabetes. Metformin has been shown to contribute to weight loss of a few pounds if it reduces appetite and people begin to take the drug.

[00225]メトホルミンは、スルホニル尿素との併用治療、若しくはインスリンとの併用治療、又は単独療法としての(それだけによる)治療用に承認された。メトホルミンは、インスリン抵抗性患者の高血圧(国際公開第9112003号パンフレット−Upjohn社)、(t−PA−誘導体と組み合わせて)凝血塊を溶解するため(国際公開第9108763号パンフレット、国際公開第9108766号パンフレット、国際公開第9108767号パンフレット、及び国際公開第9108765号パンフレット−Boehringer Mannheim社)、虚血及び組織無酸素(EP283369−Lipha社)、アテローム性動脈硬化症(DE1936274−Brunnengraber&Co.社、DE2357875−Hurka、及び米国特許第4205087号−ICI社)など様々な心血管疾患を治療する際に使用することが提案された。さらに、冠血管拡張薬として、かつ血圧を低下させるために、プロスタグランジンに類似したシクロペンタン誘導体と組み合わせてメトホルミンを使用することも提案された(米国特許第4182772号−Hoechst社)。メトホルミンはまた、2−ヒドロキシ−3,3,3−トリフルオロプロピオン酸誘導体(米国特許第4107329号−ICI社)、1,2−ジアリールエチレン誘導体(米国特許第4061772号−Hoechst社)、置換されたアリールオキシ−3,3,3-トリフルオロ−2−プロピオン酸、エステル及び塩(米国特許第4055595号−ICI社)、置換されたヒドロキシフェニル−ピペリドン(米国特許第4024267号−Hoechst社)、並びに部分水素化1H−インデノ−[1,2B]−ピリジン誘導体(米国特許第3980656号−Hoechst社)と組み合わせて使用してコレステロールを低下させるのに使用することも提案された。   [00225] Metformin has been approved for combination therapy with sulfonylurea, or combination therapy with insulin, or as a monotherapy (by itself). Metformin is used to dissolve blood clots (in combination with t-PA-derivatives) (International Publication No. 9108763, International Publication No. 9108766), hypertension in patients with insulin resistance (International Publication No. 9112003-Upjohn). Brochure, WO 9108767, and WO 9108765-Boehringer Mannheim), ischemia and tissue anoxia (EP283369-Lipha), atherosclerosis (DE 1936274-Brunnenglaber & Co., DE 2357875-Hurka). And U.S. Pat. No. 4,050,087-ICI) for use in treating various cardiovascular diseases. In addition, it has also been proposed to use metformin as a coronary vasodilator and in combination with cyclopentane derivatives similar to prostaglandins to reduce blood pressure (US Pat. No. 4,182,772—Hoechst). Metformin is also substituted with a 2-hydroxy-3,3,3-trifluoropropionic acid derivative (US Pat. No. 4,107,329-ICI), a 1,2-diarylethylene derivative (US Pat. No. 4,067,172-Hoechst), Aryloxy-3,3,3-trifluoro-2-propionic acid, esters and salts (US Pat. No. 4,055,595-ICI), substituted hydroxyphenyl-piperidones (US Pat. No. 4,024,267—Hoechst), It has also been proposed to be used in combination with partially hydrogenated 1H-indeno- [1,2B] -pyridine derivatives (US Pat. No. 3,980,656—Hoechst) to lower cholesterol.

[00226]Montanari他(Pharmacological Research、第25巻、第1号1992年)は、500mgの量のメトホルミンを1日2回(b.i.d.)使用すると、メトホルミン850mgを1日3回(t.i.d.)に類似した様式で虚血後の血流量を増加させたことを開示している。Sirtori他(J.Cardiovas.Pharm.、6:914〜923頁、1984年)は、850mgの量のメトホルミンを1日3回(t.i.d.)使用すると、末梢血管疾患を有する患者の動脈流量を増加させたことを開示している。   [00226] Montanari et al. (Pharmacological Research, Vol. 25, No. 1, 1992) used metformin in an amount of 500 mg twice a day (bid) and metformin 850 mg three times a day ( the increase in post-ischemic blood flow in a manner similar to ti.d.). Sirtori et al. (J. Cardiovas. Pharm., 6: 914-923, 1984) used metformin in an amount of 850 mg three times a day (tid) for patients with peripheral vascular disease. Disclosed increased arterial flow.

[00227]本発明は、本発明の改変GLP−1又はその融合タンパク質をメトホルミンなど1種又は複数種の治療用物質と組み合わせて含む、様々な疾患の治療を提供する。一実施形態では、メトホルミンと組み合わせた改変GLP−1又はその融合タンパク質は、糖尿病など異常な血中グルコースレベルを伴う疾患及び状態を治療するのに使用される。好ましくは、メトホルミンと組み合わせたGLP−1/mTf融合タンパク質は、II型糖尿病又は肥満を治療するのに使用される。   [00227] The present invention provides for the treatment of various diseases comprising the modified GLP-1 of the present invention or a fusion protein thereof in combination with one or more therapeutic substances such as metformin. In one embodiment, the modified GLP-1 or fusion protein thereof in combination with metformin is used to treat diseases and conditions with abnormal blood glucose levels such as diabetes. Preferably, the GLP-1 / mTf fusion protein in combination with metformin is used to treat type II diabetes or obesity.

[00228]本発明の改変GLP−1及びその融合タンパク質と組み合わせて使用することができる他の治療用物質としては、それだけには限らないが、スルホニル尿素及びスルホニル尿素様の物質、チアゾリジンジオン、ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体(PPAR)γ調節物質、PPARα調節物質、プロテインチロシンホスファターゼ−1B阻害剤、インスリン受容体チロシンキナーゼ活性化因子、11β−ヒドロキシステロイドデヒドロゲナーゼ阻害剤、グリコーゲンホスホリラーゼ阻害剤、グルコキナーゼ活性化因子、β−3アドレナリン作動薬、及びグルカゴン受容体アゴニストが挙げられる。   [00228] Other therapeutic substances that can be used in combination with the modified GLP-1 and fusion proteins thereof of the present invention include, but are not limited to, sulfonylureas and sulfonylurea-like substances, thiazolidinediones, peroxisome proliferation Factor activated receptor (PPAR) gamma modulator, PPARα modulator, protein tyrosine phosphatase-1B inhibitor, insulin receptor tyrosine kinase activator, 11β-hydroxysteroid dehydrogenase inhibitor, glycogen phosphorylase inhibitor, glucokinase activation Factors, beta-3 adrenergic agonists, and glucagon receptor agonists.

DPP−IV阻害剤
[00229]DPP−IVの阻害剤は、DPP−IVによって媒介される様々な状態を処置する際に有望であることが示された。例えば、DPP−IVの阻害剤は、耐糖能異常の治療において、かつII型糖尿病や肥満など高血糖を伴う疾患において非常に有望なアプローチである。さらに、DPP−IVは、移植拒絶反応などの免疫応答においてある役割を果たしていることが示された(Transplantation 1997年、63(10):1495〜1500頁)。したがって、DPP−IVは、移植拒絶反応を予防するのにも有用となり得る。また、DPP−IVの阻害剤は、肺の内皮DPP−IVが癌性細胞のフィブロネクチンに結合することによりそれらの細胞の転移が促進されるため、癌の治療及び癌転移の防止においても有用となり得る(J.Biol.Chem.1998年、273(37):24207〜24215頁)。DPP−IVは、同様に、歯周炎の病因において重要な役割を果たし(Infect.Immun.2000年、68(2)、716〜724頁)、かつGLP−2、すなわち広範囲切除後の腸の復元を促進する因子の不活性化を司っていると考えられている。したがって、DPP−IV阻害剤は、腸の復元においても有用な可能性がある。
DPP-IV inhibitor
[00229] Inhibitors of DPP-IV have been shown to be promising in treating various conditions mediated by DPP-IV. For example, inhibitors of DPP-IV are a very promising approach in the treatment of impaired glucose tolerance and in diseases associated with hyperglycemia such as type II diabetes and obesity. Furthermore, DPP-IV has been shown to play a role in immune responses such as transplant rejection (Transplantation 1997, 63 (10): 1495-1500). Thus, DPP-IV can also be useful in preventing transplant rejection. In addition, inhibitors of DPP-IV are useful in the treatment of cancer and the prevention of cancer metastasis because pulmonary endothelial DPP-IV binds to fibronectin in cancerous cells to promote metastasis of those cells. (J. Biol. Chem. 1998, 273 (37): 24207-24215). DPP-IV also plays an important role in the pathogenesis of periodontitis (Infect.Immun.2000, 68 (2), 716-724), and GLP-2, an intestine after extensive resection It is thought to govern the inactivation of factors that promote restoration. Therefore, DPP-IV inhibitors may be useful in intestinal restoration.

[00230]国際公開第95/15309号パンフレットでは、DPP−IVの阻害剤であり、したがっていくつかのDPP−IVに媒介されたプロセスを処置するのに有用であるいくつかのペプチド誘導体を開示している。国際公開第95/13069号パンフレットでは、天然又は内因性の成長ホルモンの放出を刺激するのに有用であるいくつかの環状アミン化合物を開示している。欧州特許第555824号では、トロンビン時間を延長し、かつトロンビン及びセリンに関連したプロテアーゼを阻害するいくつかのベンゾイミダゾリル化合物を開示している。Archives of Biochemistry and Biophysics、第323巻、第1号、148〜154頁(1995年)では、DPP−IV阻害剤として有用であるいくつかのアミノアシルピロリジン−2−ニトリルを開示している。Journal of Neurochemistry、第66巻、2105〜2112頁(1996年)では、プロリルオリゴペプチダーゼを阻害するのに有用であるいくつかのFmoc−アミノアシルピロリジン−2−ニトリルを開示している。Bulletin of the Chemical Society of Japan、第50巻、第7号、1827〜1830頁(1977年)では、アミノヘキサペプチド、すなわちZ−Val−Val−lmPro−Gly−Phe−Phe−OMe、及びそれに関連したアミノペプチドの合成を開示している。さらに、前記化合物の抗菌特性を検査した。国際公開第90/12005号パンフレットでは、プロリルエンドペプチダーゼ活性を阻害し、したがって認知症又は健忘症を治療するのに有用であるいくつかのアミノ酸化合物を開示している。Derwent Abstract 95:302548頁では、コリンエステラーゼ活性の低下に起因する状態を処置するのに有用な高い末梢選択性を有するコリンエステラーゼ活性化因子である、いくつかのN−(アリール(アルキル)カルボニル)置換された複素環系化合物を開示している。Chemical Abstracts 84:177689頁では、アンギオテンシン変換酵素(ACE)阻害活性を示すプロリン化合物の中間体として有用であるいくつかの1−アシル−ピロリジン−2−カルボニトリル化合物を開示している。Chemical Abstracts 96:116353頁では、様々な癌腫又は骨髄性白血病を治療するのに有用なRasファルネシル−トランスフェラーゼ阻害剤であるいくつかの3−アミノ−2メルカプト−プロピル−プロリン化合物を開示している。国際公開第95/34538号パンフレットでは、DPP−IVを阻害し、したがって、DPP−IV阻害によって寛解される状態を処置するのに有用である、いくつかのピロリジド、ホスホナート、アゼチジン、ペプチド及びアザプロリンを開示している。国際公開第95/29190号パンフレットでは、酵素DPP−IVに対する複数の提示を可能にし、かつそれに対する親和性を有するペプチドマトリックスによって支持された複数のKPR型の繰り返しパターンを特徴とするいくつかの化合物を開示しており、これらの化合物は細胞中へのHIVの侵入を阻害する能力を示す。国際公開第91/16339号パンフレットでは、IL−2抑制によって媒介される自己免疫性の疾患及び状態を治療するのに有用なDPP−IV阻害剤であるいくつかのテトラペプチドボロン酸を開示している。国際公開第93/08259号パンフレットでは、IL−2抑制によって媒介される自己免疫性の疾患及び状態を治療するのに有用なDPP−IV阻害剤であるいくつかのポリペプチドボロン酸を開示している。国際公開第95/11689号パンフレットでは、HIVの細胞侵入を阻止するのに有用なDPP−IV阻害剤であるいくつかのテトラペプチドボロン酸を開示している。東ドイツ特許第158109号では、特にDPP−IV阻害剤として有用である、いくつかのN−保護されたペプチジル−ヒドロキサム酸及びニトロベンゾイルオキサミドを開示している。国際公開第95/29691号パンフレットでは、免疫系障害の治療において有用なDPP−IV阻害剤であるいくつかのジペプチドプロリンホスホナートを特に開示している。ドイツ特許DD296075では、DPP−IVを阻害するいくつかのアミノ酸アミドを開示している。Biochimica et Biophysica Acta、1293巻、147〜153頁では、側鎖の改変がDPP−IV及びPEPに触媒された加水分解に与える影響を研究するために、いくつかのジ及びトリペプチドp−ニトロアニリドの調製を開示している。Bioorganic and Medicinal Chemistry Letters、第6巻、第10号、1163〜1166頁(1996年)では、DPP−IV阻害剤であるいくつかの2−シアノピロリジンを開示している。J.Med.Chem.、第39巻、2087〜2094頁(1996年)では、DPP−IVの阻害剤であるいくつかのプロリンボロン酸含有ジペプチドを開示している。Diabetes、第44巻、1126〜1131頁(1996年9月)は、糖尿病及び非糖尿病の対象に皮下又は静脈内の経路によって投与された場合にGLP−Iアミドが急速に分解されることを実証する研究を対象としている。   [00230] WO 95/15309 discloses several peptide derivatives that are inhibitors of DPP-IV and are therefore useful for treating several DPP-IV mediated processes. ing. WO 95/13069 discloses several cyclic amine compounds that are useful for stimulating the release of natural or endogenous growth hormone. EP 555824 discloses several benzimidazolyl compounds that prolong thrombin time and inhibit thrombin and serine related proteases. Archives of Biochemistry and Biophysics, 323, 1, 148-154 (1995) discloses several aminoacylpyrrolidine-2-nitriles that are useful as DPP-IV inhibitors. Journal of Neurochemistry, 66, 2105-2112 (1996) discloses several Fmoc-aminoacylpyrrolidine-2-nitriles that are useful for inhibiting prolyl oligopeptidases. Bulletin of the Chemical Society of Japan, Vol. 50, No. 7, pp. 1827-1830 (1977), aminohexapeptide, Z-Val-Val-lmPro-Gly-Phe-Phe-OMe, and related The synthesis of aminopeptides is disclosed. In addition, the antibacterial properties of the compounds were examined. WO 90/12005 discloses several amino acid compounds that inhibit prolyl endopeptidase activity and are therefore useful for treating dementia or amnesia. In Derwent Abstract 95: 302548, several N- (aryl (alkyl) carbonyl) substituted, high cholinesterase activators with high peripheral selectivity useful for treating conditions resulting from reduced cholinesterase activity. Heterocyclic compounds are disclosed. Chemical Abstracts 84: 177689 discloses some 1-acyl-pyrrolidine-2-carbonitrile compounds that are useful as intermediates for proline compounds exhibiting angiotensin converting enzyme (ACE) inhibitory activity. Chemical Abstracts 96: 116353 discloses several 3-amino-2 mercapto-propyl-proline compounds that are Ras farnesyl-transferase inhibitors useful for treating various carcinomas or myeloid leukemias. WO 95/34538 describes a number of pyrrolizides, phosphonates, azetidines, peptides and azaprolines that inhibit DPP-IV and are therefore useful in treating conditions ameliorated by DPP-IV inhibition. Disclosure. In WO 95/29190 several compounds characterized by a multiple KPR-type repeating pattern supported by a peptide matrix that allows multiple presentations to the enzyme DPP-IV and has affinity for it And these compounds show the ability to inhibit the entry of HIV into cells. WO 91/16339 discloses several tetrapeptide boronic acids that are DPP-IV inhibitors useful for treating autoimmune diseases and conditions mediated by IL-2 suppression. Yes. WO 93/08259 discloses several polypeptide boronic acids that are DPP-IV inhibitors useful for treating autoimmune diseases and conditions mediated by IL-2 suppression. Yes. WO 95/11689 discloses several tetrapeptide boronic acids that are DPP-IV inhibitors useful for blocking HIV cell entry. East German Patent No. 158109 discloses several N-protected peptidyl-hydroxamic acids and nitrobenzoyloxamides that are particularly useful as DPP-IV inhibitors. WO 95/29691 specifically discloses some dipeptide proline phosphonates that are DPP-IV inhibitors useful in the treatment of immune system disorders. German patent DD296075 discloses several amino acid amides that inhibit DPP-IV. In Biochimica et Biophysica Acta, 1293, pp. 147-153, several di- and tripeptide p-nitroanilides are studied to study the effect of side chain modification on DPP-IV and PEP catalyzed hydrolysis. The preparation of is disclosed. Bioorganic and Medicinal Chemistry Letters, Vol. 10, No. 10, 1163-1166 (1996) discloses several 2-cyanopyrrolidines that are DPP-IV inhibitors. J. et al. Med. Chem. 39, 2087-2094 (1996) disclose several proline boronic acid-containing dipeptides that are inhibitors of DPP-IV. Diabetes 44, 1126-1131 (September 1996) demonstrates that GLP-I amide is rapidly degraded when administered by subcutaneous or intravenous routes to diabetic and non-diabetic subjects. It is intended for research.

[00231]米国特許第6727261号では、糖尿病、特に非インスリン依存性糖尿病、及び耐糖能障害などDPP−IVに関連付けられている疾患の治療及び/又は予防のために有用な新規のDPP−IV阻害剤としてピリド[2,1−a]イソキノリン誘導体を提供する。これらの化合物はまた、腸(Bowl)疾患、潰瘍性大腸炎、クローン病(MorbusCrohn)、肥満及び/又は代謝症候群の治療及び/又は予防にも有用である。   [00231] In US Pat. No. 6,727,261, novel DPP-IV inhibition useful for the treatment and / or prevention of diseases associated with DPP-IV, such as diabetes, especially non-insulin dependent diabetes, and impaired glucose tolerance Pyrido [2,1-a] isoquinoline derivatives are provided as agents. These compounds are also useful for the treatment and / or prevention of bowel disease, ulcerative colitis, Crohn's disease (Morbus Crohn), obesity and / or metabolic syndrome.

[00232]米国特許第6716843号では、DPP−IVの阻害剤として有用なα−アミノ酸スルホニル化合物を提供する。   [00232] US Pat. No. 6,716,843 provides α-amino acid sulfonyl compounds useful as inhibitors of DPP-IV.

[00233]米国特許第6645995号では、複素環中の窒素原子がアミド結合又はペプチド結合を介してアミノ酸又はアミノ酸誘導体に結合されている、2位置換の不飽和複素環系化合物を開示している。これらの化合物はDPP−IVの強力かつ選択的な阻害剤であり、DPP−IVの阻害によって調節又は正常化され得る状態を治療する際に有効である。   [00233] US Pat. No. 6,645,995 discloses 2-substituted unsaturated heterocyclic compounds in which the nitrogen atom in the heterocycle is attached to an amino acid or amino acid derivative via an amide bond or a peptide bond. . These compounds are potent and selective inhibitors of DPP-IV and are effective in treating conditions that can be modulated or normalized by inhibition of DPP-IV.

[00234]米国特許第6617340号では、N−(置換グリシル)ピロリジン、及びジペプチジルペプチダーゼ−IVの阻害における前記化合物の使用を開示している。米国特許第6124305号では、DPP−IVを阻害するN−(置換グリシル)−2−シアノピロリジンを開示している。これらの化合物は、DPP−IVによって媒介される状態を処置する際に効果的である。   [00234] US Pat. No. 6,617,340 discloses the use of N- (substituted glycyl) pyrrolidine, and said compounds in the inhibition of dipeptidyl peptidase-IV. US Pat. No. 6,124,305 discloses N- (substituted glycyl) -2-cyanopyrrolidines that inhibit DPP-IV. These compounds are effective in treating conditions mediated by DPP-IV.

[00235]ノバルティス(Novartis)製の化合物1−[[[2−[(5−シアノピリジン−2−イル)アミノ]エチル]アミノ]アセチル]−2−シアノ−(S)−ピロリジン(NVP DPP728)を4週間に渡って2型糖尿病患者93名(HbA1c平均値7.4%)に投与すると、4週間の研究期間に渡って血漿グルコース、インスリン及びHbA1cのレベルが低下した(Diabetes Care 2002年、25(5):869〜875頁を参照されたい)。 [00235] Compound 1-[[[[2-[(5-Cyanopyridin-2-yl) amino] ethyl] amino] acetyl] -2-cyano- (S) -pyrrolidine (NVP DPP728) from Novartis Was administered to 93 type 2 diabetic patients (HbA 1c mean 7.4%) over 4 weeks, and plasma glucose, insulin and HbA 1c levels decreased over the 4-week study period (Diabetes Care 2002) Year 25 (5): 869-875).

DPP−IVの阻害剤を用いた併用療法
[00236]一態様では、本発明は、様々な状態の処置のために1種又は複数種のDPP−IV阻害剤と組み合わせた、治療用タンパク質、ポリペプチド又はペプチドを含むトランスフェリン融合タンパク質の使用を提供する。本発明は、トランスフェリン融合タンパク質及び1種又は複数種のDPP−IV阻害剤を含む薬剤組成物を提供する。その全体が参照により本明細書に組み入れられる米国特許出願第10/378,094号で開示されているように、治療用タンパク質、ポリペプチド又はペプチドに結合されるトランスフェリンは改変されてもよい。これは、グリコシル化の低減を示し得る。改変されたトランスフェリンポリペプチドは、単一のトランスフェリンNドメイン、単一のトランスフェリンCドメイン、トランスフェリンのN及びCドメイン、2つのトランスフェリンNドメイン、並びに2つのトランスフェリンCドメインからなる群から選択することができる。トランスフェリンに結合される治療用タンパク質又はペプチドは、天然型でも改変型でもよい。好ましくは、トランスフェリン融合タンパク質は、米国特許出願第10/378,094号で説明されているように、改変トランスフェリン分子に連結された、治療用ペプチドとしてのGLP−1を含む。さらに、本発明の併用療法は、GLP−1/mTf融合タンパク質、1種又は複数種のDPP−IV阻害剤、及び別の治療用分子を含む。このような分子は「Glucophage(登録商標)」又は「Glucophage(登録商標)XR」である。
Combination therapy using inhibitors of DPP-IV
[00236] In one aspect, the invention involves the use of a transferrin fusion protein comprising a therapeutic protein, polypeptide or peptide in combination with one or more DPP-IV inhibitors for the treatment of various conditions. provide. The present invention provides a pharmaceutical composition comprising a transferrin fusion protein and one or more DPP-IV inhibitors. Transferrin conjugated to a therapeutic protein, polypeptide or peptide may be modified as disclosed in US patent application Ser. No. 10 / 378,094, which is incorporated herein by reference in its entirety. This may indicate a reduction in glycosylation. The modified transferrin polypeptide can be selected from the group consisting of a single transferrin N domain, a single transferrin C domain, the N and C domains of transferrin, two transferrin N domains, and two transferrin C domains. . The therapeutic protein or peptide bound to transferrin may be natural or modified. Preferably, the transferrin fusion protein comprises GLP-1 as a therapeutic peptide linked to a modified transferrin molecule as described in US patent application Ser. No. 10 / 378,094. In addition, the combination therapy of the present invention comprises a GLP-1 / mTf fusion protein, one or more DPP-IV inhibitors, and another therapeutic molecule. Such molecules are “Glucophage®” or “Glucophage® XR”.

[00237]別の態様では、本発明は、1種又は複数種のDPP−IV阻害剤と組み合わせた、ジペプチジルプロテアーゼ切断に抵抗性である改変されたタンパク質若しくはペプチド又はその融合タンパク質の使用を提供する。本発明は、改変されたタンパク質若しくはペプチド又はその融合タンパク質を、1種又は複数種のDPP−IV阻害剤と組み合わせて含む薬剤組成物を開示する。好ましくは、改変ペプチドは改変GLP−1であり、融合タンパク質は、改変GLP−1/mTfタンパク質である。さらに、本発明の併用療法は、改変GLP−1又は改変GLP−1/mTf融合タンパク質、1種又は複数種のDPP−IV阻害剤、及び「Glucophage(登録商標)」や「Glucophage(登録商標)XR」など別の治療用分子も含む。   [00237] In another aspect, the invention provides the use of a modified protein or peptide or fusion protein thereof that is resistant to dipeptidyl protease cleavage in combination with one or more DPP-IV inhibitors. To do. The present invention discloses a pharmaceutical composition comprising a modified protein or peptide or fusion protein thereof in combination with one or more DPP-IV inhibitors. Preferably, the modified peptide is modified GLP-1 and the fusion protein is a modified GLP-1 / mTf protein. Further, the combination therapy of the present invention comprises a modified GLP-1 or modified GLP-1 / mTf fusion protein, one or more DPP-IV inhibitors, and “Glucophage®” or “Glucophage®”. Also includes other therapeutic molecules such as "XR".

[00238]DPP−IV阻害剤は、任意の関連疾患を治療するための本発明の方法において使用することができる。例えば、本明細書において説明するGLP−1−トランスフェリン融合タンパク質は、糖尿病前症、糖尿病、肥満又は糖尿病症状を治療するための1−[[[2−[(5−シアノピリジン−2−イル)アミノ]エチル]アミノ]アセチル]−2−シアノ−(S)−ピロリジン(NVP DPP728)などのDPP−IV阻害剤と併用することができる。これらの治療用物質は逐次的に又は同時に投与してよい。   [00238] DPP-IV inhibitors can be used in the methods of the invention for treating any related disease. For example, the GLP-1-transferrin fusion proteins described herein are 1-[[[2-[(5-cyanopyridin-2-yl) for treating pre-diabetes, diabetes, obesity or diabetic conditions. It can be used in combination with a DPP-IV inhibitor such as amino] ethyl] amino] acetyl] -2-cyano- (S) -pyrrolidine (NVP DPP728). These therapeutic substances may be administered sequentially or simultaneously.

[00239]トランスフェリン融合タンパク質は、GLP−1(7−37)ペプチド(配列番号32)又はGLP−1(7−36)ペプチド(配列番号32のアミノ酸1〜30)を含み得る。より好ましくは、GLP−1(7−37)ペプチド又はGLP−1(7−36)ペプチドは、A8からG及びK34からAへの変異を含む。トランスフェリンタンパク質はまた、GLP−1(7−37)ペプチド又はGLP−1(7−36)ペプチドとトランスフェリン分子の間にリンカーを含んでもよい。好ましくは、リンカーは(PEAPTD)ペプチドである。 [00239] The transferrin fusion protein may comprise a GLP-1 (7-37) peptide (SEQ ID NO: 32) or a GLP-1 (7-36) peptide (amino acids 1-30 of SEQ ID NO: 32). More preferably, the GLP-1 (7-37) peptide or GLP-1 (7-36) peptide comprises an A8 to G and K34 to A mutation. The transferrin protein may also include a linker between the GLP-1 (7-37) peptide or GLP-1 (7-36) peptide and the transferrin molecule. Preferably, the linker is (PEAPTD) 2 peptide.

エンドペプチダーゼ阻害剤を用いた併用療法による、融合タンパク質の薬物動態及び薬力の向上
[00240]本発明はまた、中性エンドペプチダーゼ(NBP)阻害剤及びトランスフェリン融合タンパク質を用いた併用療法も提供する。さらに、本発明はまた、NBP阻害剤及びDPP−IV阻害剤並びにトランスフェリン融合タンパク質を用いた併用療法も含む。NEP阻害剤及びDPP−IV阻害剤は、同時に又は逐次的に投与してよい。さらに、これらの阻害剤及びトランスフェリン融合タンパク質も、同時に又は逐次的に投与してよい。これらの阻害剤は、トランスフェリン融合タンパク質を投与する前又は後に投与してよい。
Improvement of pharmacokinetics and pharmacodynamics of fusion proteins by combination therapy with endopeptidase inhibitors
[00240] The invention also provides a combination therapy using a neutral endopeptidase (NBP) inhibitor and a transferrin fusion protein. Furthermore, the present invention also includes combination therapy using NBP inhibitors and DPP-IV inhibitors and transferrin fusion proteins. The NEP inhibitor and DPP-IV inhibitor may be administered simultaneously or sequentially. In addition, these inhibitors and transferrin fusion proteins may also be administered simultaneously or sequentially. These inhibitors may be administered before or after the transferrin fusion protein is administered.

[00241]トランスフェリン融合タンパク質は、GLP−1(7−37)ペプチド(配列番号32)又はGLP−1(7−36)ペプチド(配列番号32のアミノ酸1〜30)を含む。より好ましくは、GLP−1(7−37)ペプチド又はGLP−1(7−36)ペプチドは、A8からG及びK34からAへの変異を含む。トランスフェリンタンパク質はまた、GLP−1(7−37)ペプチド又はGLP−1(7−36)ペプチドとトランスフェリン分子の間にリンカーを含んでもよい。好ましくは、リンカーは(PEAPTD)ペプチドである。 [00241] The transferrin fusion protein comprises a GLP-1 (7-37) peptide (SEQ ID NO: 32) or a GLP-1 (7-36) peptide (amino acids 1-30 of SEQ ID NO: 32). More preferably, the GLP-1 (7-37) peptide or GLP-1 (7-36) peptide comprises an A8 to G and K34 to A mutation. The transferrin protein may also include a linker between the GLP-1 (7-37) peptide or GLP-1 (7-36) peptide and the transferrin molecule. Preferably, the linker is (PEAPTD) 2 peptide.

[00242]エンケファリナーゼ、ネプリライシン及びアトリオペプチダーゼとしても公知の中性エンドペプチダーゼ(NEP)は、脳、腎臓、肺、胃腸管、心臓及び末梢血管系を含めて多くの組織中に存在する膜結合型亜鉛メタロエンドペプチダーゼである。NEPは、循環しているナトリウム利尿ペプチドを分解し、それにより血管拡張、血圧及び血液量に対するそれらの影響を防ぐことによって、ナトリウム利尿ペプチドのクリアランスにおいて重要な役割を果たしている。NEPは、ナトリウム利尿ペプチドを分解及び不活性化することによって、高血圧、心不全及び腎不全に関連している。   [00242] Neutral endopeptidase (NEP), also known as enkephalinase, neprilysin and atriopeptidase, is a membrane-bound membrane present in many tissues including the brain, kidney, lung, gastrointestinal tract, heart and peripheral vasculature Type zinc metalloendopeptidase. NEP plays an important role in natriuretic peptide clearance by degrading circulating natriuretic peptides, thereby preventing their effects on vasodilation, blood pressure and blood volume. NEP is associated with hypertension, heart failure and renal failure by degrading and inactivating the natriuretic peptide.

[00243]循環しているナトリウム利尿ペプチドを分解することに加えて、NEPは、循環しているブラジキニン;アドレノメデュリン、腎臓の血管拡張性かつナトリウム排泄増加性の利尿ペプチド;及び/又はウロジラチン、すなわちANPの腎臓型を含めて、他の血管拡張性物質も分解する。   [00243] In addition to degrading the circulating natriuretic peptide, NEP is a circulating bradykinin; adrenomedullin, renal vasodilatory and natriuretic peptide; and / or urodilatin, ANP. It also degrades other vasodilatory substances, including the kidney type.

[00244]NEPは、血管収縮薬であるエンドセリンアイソフォームET1の分解にも関与しており、かつET−1の形成にも関与している可能性がある(Brunner−La Rocca他、Cardiovascular Research 51(2001年)510〜520頁)。NEPはまた、強力な血管収縮薬であるアンギオテンシンII、エンドモルフィン、並びにブラジキニン、GLP−1(Hupe−Sodmann,K.、McGregor,G P.、Bridenbaugh,R他 Regulatory Peptides 1995年;58:149〜56頁、Hupe−Sodmann,K、Goeke,R.、Goeke,B他 Peptides 1997年;18:625〜32頁)、PYY(Medeiros MD、Turner AJ.、Endocrinology.1994年5月;134(5):2088〜94頁)、及びグルカゴン(Trebbien R他 Am J Physiol Endocrinol Metab.2004年9月;287(3):E431〜8)など代謝に関与しているいくつかのペプチドも分解する。   [00244] NEP is also involved in the degradation of the vasoconstrictor endothelin isoform ET1, and may also be involved in the formation of ET-1 (Brunner-La Rocca et al., Cardiovascular Research 51 (2001) 510-520). NEP is also a potent vasoconstrictor, angiotensin II, endomorphin, and bradykinin, GLP-1 (Hupe-Sodmann, K., McGregor, GP, Bridenbaugh, R et al. Regulatory Peptides 1995; 58: 149- 56, Hupe-Sodmann, K, Goeke, R., Goeke, B et al. Peptides 1997; 18: 625-32), PYY (Mediiros MD, Turner AJ., Endocrinology. May 1994); : 2088-94), and glucagon (Trebien R et al. Am J Physiol Endocrinol Metab. September 2004; 287 (3): E431-8) Some peptides involved in the degradation are also degraded.

[00245]ホスホラミドンやNEP/ACE阻害剤などいくつかのNEP阻害剤(米国特許第5508272号で開示されているオマパトリラト、米国特許第5552397号で開示されているゲムパトリラト(gempatrilat)、米国特許第5430145号で開示されているサムパトリラト及びMDL100240を含む)が、例えば高血圧及び心不全の単独治療処置用に有用であるとして文献で報告された。Nathisuwan他、「A Review of Vasopeptidase Inhibitors:A New Modality in the Treatment of Hypertension and Chronic Heart Failure」、Pharmacotherapy、第22巻(1)、27〜42頁(2002年)。カンドキサトリル及びエカドトリルは、心不全の将来の薬物として臨床試験が現在実施されている、2種の極めて特異的なNEP阻害剤である。どちらの化合物も、体内で代謝されて同種の活性を持つものになるプロドラッグである。カンドキサトリルは肝臓中で活性化されてカンドキサトリラトになるのに対し、エカドトリルはその同種の活性を持つS−チオルファンに変換される。   [00245] Some NEP inhibitors, such as phosphoramidon and NEP / ACE inhibitors (omapatrilat disclosed in US Pat. No. 5,508,272, gempatrilato disclosed in US Pat. No. 5,552,297, US Pat. No. 5,430,145 Have been reported in the literature as being useful for monotherapeutic treatment of hypertension and heart failure, for example. Natsuiwan et al., “A Review of Vasepeptidase Inhibitors: A New Modality in the Treatment of Hypertension and Chronic Failure,” page 42, Pharm. Candoxatril and ecadotril are two highly specific NEP inhibitors currently in clinical trials as future drugs for heart failure. Both compounds are prodrugs that are metabolized in the body and have the same type of activity. Candoxatril is activated in the liver to become candoxatrilat, whereas ecadotolyl is converted to S-thiorphan with its similar activity.

[00246]ACE/NEP阻害剤の一部の例が、米国特許第5508272号、第5362727号、第5366973号、第5225401号、第4722810号、第5223516号、第5552397号、第4749688号、第5504080号、第5612359号、及び第5525723号、並びに欧州特許出願第0481,522号、第0534363 A2号、第534,396号、及び第534,492号で開示されている。   [00246] Some examples of ACE / NEP inhibitors are described in U.S. Patent Nos. 5,508,272, 5,362,727, 5,366,973, 5,225,401, 4,722,810, 5,223,516, 5,552,597, 4,749,688, Nos. 5,504,080, 5,612,359, and 5,525,723, and European Patent Applications Nos. 0481,522, 0534363 A2, 534,396, and 534,492.

[00247]本発明は、様々な疾患又は状態を治療するための、トランスフェリン融合タンパク質並びにDPP−IV阻害剤及び又はACE/NEP阻害剤を含む併用療法を提供する。このような疾患又は状態としては、それだけには限らないが、糖尿病、好ましくはII型糖尿病、うっ血性心不全、肥満、高血圧及び過敏性腸症候群が挙げられる。   [00247] The present invention provides combination therapies comprising transferrin fusion proteins and DPP-IV inhibitors and / or ACE / NEP inhibitors for the treatment of various diseases or conditions. Such diseases or conditions include, but are not limited to, diabetes, preferably type II diabetes, congestive heart failure, obesity, hypertension and irritable bowel syndrome.

トランスジェニック動物
[00248]DPP活性から保護されている改変されたポリペプチド又はペプチドを発現するトランスジェニック非ヒト動物の作製が、本発明の一実施形態において企図される。いくつかの実施形態では、高い安定性を有する改変されたポリペプチド又はペプチドを含む融合タンパク質を発現するトランスジェニック非ヒト動物が企図される。
Transgenic animals
[00248] The generation of transgenic non-human animals that express a modified polypeptide or peptide that is protected from DPP activity is contemplated in one embodiment of the invention. In some embodiments, transgenic non-human animals that express a fusion protein comprising a modified polypeptide or peptide with high stability are contemplated.

[00249]例えば、その内容の全体が参照により本明細書に組み入れられる米国特許第6291740号(2001年9月18日発行);米国特許第6281408号(2001年8月28日発行);及び米国特許第6271436号(2001年8月7日発行)などいくつかの特許及び刊行物において、成功裡なトランスジェニック非ヒト動物作製が説明された。   [00249] For example, US Pat. No. 6,291,740 (issued September 18, 2001); US Pat. No. 6,281,408 (issued August 28, 2001), which is incorporated herein by reference in its entirety; and US In several patents and publications such as patent 6271436 (issued August 7, 2001), successful transgenic non-human animal production has been described.

[00250]乳牛、ブタ、ヤギ、ウマ、ウシ及びヒツジを含む家畜化された哺乳動物などの動物の遺伝的性質を改変することができると、いくつかの商業的応用が可能となる。これらの応用には、大量の外因タンパク質を容易に回収される形態で発現する(すなわち、乳汁又は血液中への発現)動物の作製、体重増加、飼料効率、枝肉組成、乳汁産生又は産生量、耐病性及び特定の微生物による感染に対する抵抗性の増大した動物の作製、並びに向上した成長速度又は生殖能力を有する動物の作製が含まれる。ゲノム中に外因性DNA配列を含む動物は、トランスジェニック動物と呼ばれる。   [00250] The ability to modify the genetic properties of animals such as domesticated mammals, including dairy cows, pigs, goats, horses, cows and sheep, allows for several commercial applications. For these applications, production of animals that express large amounts of exogenous protein in an easily recovered form (ie, expression in milk or blood), weight gain, feed efficiency, carcass composition, milk production or yield, Includes the production of animals with increased disease resistance and resistance to infection by certain microorganisms, as well as the production of animals with improved growth rate or fertility. Animals that contain exogenous DNA sequences in their genome are called transgenic animals.

[00251]トランスジェニック動物作製のために最も広く使用されている方法は、受精胚の前核中へのDNAのマイクロインジェクションである(Wall他、J.Cell.Biochem.49:113頁[1992年])。トランスジェニック動物作製のための他の方法としては、レトロウイルス又はレトロウイルスベクターによる胚の感染が挙げられる。野生型又は組換型のレトロウイルスによる着床前及び着床後の双方のマウス胚の感染が報告された(Janenich、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 73:1260頁[1976年];Janenich他、Cell 24:519頁[1981年];Stuhlmann他、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 81:7151頁[1984年];Jahner他、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 82:6927頁[1985年];Van der Putten他、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 82:6148〜6152頁[1985年];Stewart他、EMBO J.6:383〜388頁[1987年])。   [00251] The most widely used method for producing transgenic animals is microinjection of DNA into the pronucleus of fertilized embryos (Wall et al., J. Cell. Biochem. 49: 113 [1992]. ]). Other methods for producing transgenic animals include infection of embryos with retroviruses or retroviral vectors. Infection of both pre- and post-implantation mouse embryos with wild-type or recombinant retroviruses has been reported (Janenich, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 73: 1260 [1976]; Janenich; Cell 24: 519 [1981]; Stuhlmann et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81: 7151 [1984]; Jahner et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82: 6927 [ 1985]; Van der Putten et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82: 6148-6152 [1985]; Stewart et al., EMBO J. 6: 383-388 [1987]).

[00252]胚をレトロウイルスに感染させるための代替手段は、マウス胚の卵割腔中へのウイルス又はウイルス産生細胞の注入である(Jahner,D.他、Nature 298:623頁[1982年])。妊娠中期のマウス胚の子宮内レトロウイルス感染を用いたマウスの生殖系列への導入遺伝子の導入が報告された(Jahner他、前掲[1982年])。トランスジェニック動物を作製するための、レトロウイルス又はレトロウイルスベクターによるウシ胚及びヒツジ胚の感染が報告された。これらのプロトコールは、レトロウイルス粒子、又は受精卵若しくは初期胚の囲卵腔中にレトロウイルス粒子を落とす、増殖を抑制された(すなわちマイトマイシンC処理された)細胞のマイクロインジェクションを含む(PCT国際出願国際公開第90/08832号パンフレット[1990年];並びにHaskell及びBowen、Mol.Reprod.Dev.、40:386頁[1995年])。PCT国際出願国際公開第90/08832号パンフレットでは、2〜8細胞期のヒツジ胚の囲卵腔中への野生型ネコ白血病ウイルスBの注入を記載している。注入を受けた胚に由来する胎児は、複数の組込み部分を含むことが示された。   [00252] An alternative means of infecting embryos with retroviruses is the injection of virus or virus-producing cells into the cleavage space of mouse embryos (Jahner, D. et al., Nature 298: 623 [1982]). ). The introduction of transgenes into the germline of mice using intrauterine retroviral infection of mid-gestation mouse embryos has been reported (Jahner et al., Supra [1982]). Infection of bovine and sheep embryos with retroviruses or retroviral vectors to produce transgenic animals has been reported. These protocols involve microinjection of retroviral particles, or cells that have been proliferated (ie, treated with mitomycin C) that drop the retroviral particles into the follicular cavity of a fertilized or early embryo (PCT International Application) WO 90/08832 [1990]; and Haskell and Bowen, Mol. Reprod. Dev., 40: 386 [1995]). PCT International Application No. WO 90/08832 describes the injection of wild-type feline leukemia virus B into the follicular cavity of 2-8 cell stage sheep embryos. Fetuses derived from injected embryos have been shown to contain multiple integration parts.

[00253]米国特許第6291740号(2001年9月18日発行)では、分裂中の細胞に形質導入するレトロウイルスベクター(例えばマウス白血病ウイルス[MLV]に由来するベクター)を用いた、成熟前の卵母細胞及び成熟した未受精卵母細胞(すなわち受精前卵母細胞)中に外因性DNAを導入することによる、トランスジェニック動物の作製を記載している。この特許は、様々な組換えタンパク質のサイトメガロウイルスプロモーター駆動による発現、並びにマウス乳癌LTRによる発現のための方法及び組成物も記載している。   [00253] In US Pat. No. 6,291,740 (issued September 18, 2001), premature maturation using retroviral vectors (eg, vectors derived from murine leukemia virus [MLV]) that transduce dividing cells. The production of transgenic animals is described by introducing exogenous DNA into oocytes and mature unfertilized oocytes (ie, pre-fertilized oocytes). This patent also describes methods and compositions for cytomegalovirus promoter driven expression of various recombinant proteins, as well as expression by mouse breast cancer LTR.

[00254]米国特許第6281408号(2001年8月28日発行)では、胚性幹細胞を用いてトランスジェニック動物を作製するための方法を記載している。手短に言えば、胚性幹細胞は、トランスジェニック動物を作製するために、桑実胚と混合された細胞共培養において使用される。外来遺伝物質が、例えばエレクトロポレーション、マイクロインジェクション又はレトロウイルス送達によって、共培養の前に胚性幹細胞中に導入される。この様式でトランスフェクトされたES細胞は、ネオマイシンなどの選択マーカーによって遺伝子の組込みのために選択される。   [00254] US Pat. No. 6,281,408 (issued Aug. 28, 2001) describes a method for producing transgenic animals using embryonic stem cells. Briefly, embryonic stem cells are used in cell co-cultures mixed with morulae to produce transgenic animals. Exogenous genetic material is introduced into embryonic stem cells prior to co-culture, for example, by electroporation, microinjection or retroviral delivery. ES cells transfected in this manner are selected for gene integration by a selectable marker such as neomycin.

[00255]米国特許第6271436号(2001年8月7日発行)では、始原生殖細胞を単離するステップ、これらの細胞を培養して始原生殖細胞に由来する細胞系統を作製するステップ、始原生殖細胞及び培養細胞系統の双方を形質転換するステップ、並びにこれらの形質転換された細胞及び細胞系統を用いてトランスジェニック動物を発生させるステップを含む方法を用いた、トランスジェニック動物の作製を記載している。トランスジェニック動物が生じる効率は大きく上昇し、それによって、トランスジェニック非げっ歯動物種を作製する際に相同組換えを使用することが可能になる。   [00255] US Pat. No. 6,271,436 (issued August 7, 2001), isolating primordial germ cells, culturing these cells to produce a cell line derived from primordial germ cells, Describes the production of transgenic animals using a method comprising transforming both cells and cultured cell lines, and generating transgenic animals using these transformed cells and cell lines. Yes. The efficiency with which transgenic animals occur is greatly increased, which allows the use of homologous recombination in creating transgenic non-rodent species.

遺伝子療法
[00256]遺伝子療法のために本発明の改変されたポリペプチド又はペプチド構築物を使用することが、本発明の一実施形態において企図される。ポリペプチド又はペプチドは、N末端に1つ又は複数の付加的なアミノ酸を付加することによってDPP活性から保護されるように改変された。例えば、N末端に付加的なHis残基を含むGLP−1をコードしている核酸構築物が、遺伝子療法のために提供される。また、改変GLP−1/トランスフェリン融合タンパク質をコードしている核酸構築物が、遺伝子療法のために提供される。本発明の改変GLP−1構築物は、DPP活性から保護されており、より安定であり、したがって、遺伝子療法の治療に理想的に適している。
Gene therapy
[00256] It is contemplated in one embodiment of the invention to use a modified polypeptide or peptide construct of the invention for gene therapy. The polypeptide or peptide was modified to be protected from DPP activity by adding one or more additional amino acids at the N-terminus. For example, a nucleic acid construct encoding GLP-1 containing an additional His residue at the N-terminus is provided for gene therapy. Nucleic acid constructs encoding modified GLP-1 / transferrin fusion proteins are also provided for gene therapy. The modified GLP-1 constructs of the present invention are protected from DPP activity, are more stable and are therefore ideally suited for gene therapy treatments.

[00257]手短に言えば、細胞障害性リンパ球抗原4(CTLA4)及びヒト免疫グロブリンG1のFc部分からなる可溶性融合タンパク質をコードしている遺伝子を含むアデノウイルスベクターの注射による遺伝子療法が、Ijima他(2001年6月10日)Human Gene Therapy(米国)12/9:1063〜77頁において最近示された。遺伝子療法のこの応用では、II型コラーゲンに誘発される関節炎のマウスモデルが、ベクターの関節内注射によって首尾良く治療された。   [00257] Briefly, gene therapy by injection of an adenoviral vector comprising a gene encoding a soluble fusion protein consisting of the cytotoxic lymphocyte antigen 4 (CTLA4) and the Fc portion of human immunoglobulin G1 is disclosed in Ijima (June 10, 2001) Human Gene Therapy (USA) 12/9: 1063-77 recently. In this application of gene therapy, a mouse model of type II collagen-induced arthritis has been successfully treated by intra-articular injection of the vector.

[00258]遺伝子療法は、米国特許第6225290号(2001年5月1日発行);米国特許第6187305号(2001年2月13日発行);及び米国特許第6140111号(2000年10月31日発行)を含めて、いくつかの米国特許においても記載されている。   [00258] Gene therapy is described in US Pat. No. 6,225,290 (issued May 1, 2001); US Pat. No. 6,187,305 (issued February 13, 2001); and US Pat. No. 6,140,111 (Oct. 31, 2000). And is also described in several US patents.

[00259]米国特許第6225290号では、哺乳動物対象の腸上皮細胞を、所望の治療効果を有するタンパク質を発現する遺伝子を作動的に組み込むように遺伝子改変する方法及び構築物を提供する。腸細胞の形質転換は、主として裸DNAから構成される調製物の投与によって達成され、このDNAは経口投与され得る。経口又は他の胃腸管内の投与経路により、簡単な投与方法が実現し、同時に、裸核酸を使用することにより、遺伝子療法を遂行するためのウイルスベクター使用に関連する合併症が回避される。発現されたタンパク質は、胃腸管及び/又は血流中に直接分泌されて、治療効果のあるタンパク質血中レベルをもたらし、それによってそのタンパク質を必要とする患者を治療する。形質転換された腸上皮細胞は、特定のタンパク質の欠乏に関連した、又はタンパク質の過剰発現による治療が適用できる疾患に対する、短期又は長期の治療的回復を実現する。   [00259] US Pat. No. 6,225,290 provides methods and constructs for genetically modifying intestinal epithelial cells of a mammalian subject to operably incorporate a gene that expresses a protein having a desired therapeutic effect. Intestinal cell transformation is accomplished by administration of a preparation composed primarily of naked DNA, which can be administered orally. Oral or other routes of administration within the gastrointestinal tract provide a simple method of administration, while simultaneously using naked nucleic acids avoids complications associated with the use of viral vectors to perform gene therapy. The expressed protein is secreted directly into the gastrointestinal tract and / or blood stream, resulting in a therapeutic blood level of the protein, thereby treating patients in need of the protein. Transformed intestinal epithelial cells provide short-term or long-term therapeutic recovery for diseases associated with a deficiency of a specific protein or to which treatment by overexpression of the protein is applicable.

[00260]米国特許第6187305号では、脊椎動物、特に哺乳動物起源の細胞における遺伝子又はDNAターゲティングの方法を提供する。手短に言えば、DNAは、相同組換え、又は初代細胞若しくは2次細胞のゲノムDNA中の予め選択された部位に導入されるDNAのターゲティングによって、脊椎動物起源の初代細胞又は2次細胞中に導入される。   [00260] US Pat. No. 6,187,305 provides a method for gene or DNA targeting in cells of vertebrate, particularly mammalian origin. Briefly, DNA is transferred into primary or secondary cells of vertebrate origin by homologous recombination or by targeting DNA introduced into preselected sites in the genomic DNA of primary or secondary cells. be introduced.

[00261]米国特許第6140111号(2000年10月31日発行)では、レトロウイルスの遺伝子療法ベクターを記載している。開示されているレトロウイルスベクターは、興味対象の遺伝子のための挿入部位を含み、かつ多種多様のトランスフェクトされた細胞型において興味対象の遺伝子に由来するタンパク質を高レベルで発現することができる。また、選択マーカーを欠き、したがって抗生物質などマーカー産物の同時発現を伴わない、様々な病態の治療におけるヒト遺伝子療法に適したレトロウイルスベクターも開示されている。これらのレトロウイルスベクターは、ある種のパッケージング細胞系統において使用するのに特に適している。レトロウイルスベクターは、哺乳動物細胞のゲノム中への挿入が可能であるため、ヒト及び動物の遺伝病の遺伝子療法において使用するための特に有望な候補となっている。遺伝子療法は、典型的には、(1)新しい遺伝物質を患者細胞にin vivoで添加すること、又は(2)身体から患者細胞を取り出し、それらの細胞に新しい遺伝物質を添加し、かつ身体中にそれらを再導入すること、すなわちin vitro遺伝子療法を含む。レトロウイルスベクターを用いて様々な細胞において遺伝子療法を実施する方法の考察は、例えば、1989年9月19日に発行された米国特許第4868116号、及び1990年12月25日に発行された第4980286号(上皮細胞)、1989年8月10日に公開された国際公開第89/07136号パンフレット(肝細胞)、1990年7月25日に公開されたEP378576(線維芽細胞)、並びに1989年6月15日に公開された国際公開第89/05345号パンフレット及び1990年6月28日に公開された国際公開第90/06997号パンフレット(内皮細胞)において確認することができ、これらの開示内容は参照により本明細書に組み入れられる。   [00261] US Pat. No. 6,140,111 (issued Oct. 31, 2000) describes a retroviral gene therapy vector. The disclosed retroviral vectors contain an insertion site for the gene of interest and are capable of expressing high levels of proteins derived from the gene of interest in a wide variety of transfected cell types. Also disclosed are retroviral vectors suitable for human gene therapy in the treatment of various disease states that lack a selectable marker and thus do not involve co-expression of marker products such as antibiotics. These retroviral vectors are particularly suitable for use in certain packaging cell lines. Retroviral vectors are particularly promising candidates for use in gene therapy of human and animal genetic diseases because they can be inserted into the genome of mammalian cells. Gene therapy typically involves (1) adding new genetic material to patient cells in vivo, or (2) removing patient cells from the body, adding new genetic material to those cells, and the body Including reintroducing them, ie in vitro gene therapy. A discussion of how to perform gene therapy in a variety of cells using retroviral vectors can be found, for example, in US Pat. No. 4,868,116 issued September 19, 1989 and No. 25,1998 issued December 25, 1990. No. 4980286 (epithelial cells), WO 89/07136 published on August 10, 1989 (hepatocytes), EP 378576 (fibroblasts) published on July 25, 1990, and 1989. It can be confirmed in International Publication No. 89/05345 pamphlet published on June 15 and International Publication No. 90/0697 pamphlet (endothelial cells) published on June 28, 1990. Are incorporated herein by reference.

[00262]さらなる説明をせずとも、当業者なら、前述の説明及び以下の例示的な実施例を用いて、特許請求される本発明を実施及び利用することができると考えられる。したがって、以下の実施例は、本発明の好ましい実施形態を具体的に示すが、開示の残りの部分を何らかの方法で限定するものとして解釈されるべきではない。本出願の全体を通して言及されるすべての論文、刊行物、特許、及び文書は、その全体が参照により本明細書に組み入れられる。   [00262] Without further explanation, one of ordinary skill in the art will be able to implement and utilize the claimed invention using the foregoing description and the following illustrative examples. Accordingly, the following examples illustrate preferred embodiments of the present invention, but should not be construed as limiting the remainder of the disclosure in any way. All articles, publications, patents, and documents mentioned throughout this application are hereby incorporated by reference in their entirety.

実施例1:ジペプチジル−ペプチダーゼIV保護を有する改変GLP−1
[00263]本実施例では、DPP−IV活性から保護された改変GLP−1ペプチドを説明する。標準的な固相Fmoc化学反応を用いて以下のペプチドを合成し、C18カラムを用いた逆相HPLCによって精製し、かつ220nmの吸光度により定量した。精製したペプチドを質量分析法(MALDI−TOF)によって解析した:

Figure 2008509153
Example 1: Modified GLP-1 with dipeptidyl-peptidase IV protection
[00263] This example illustrates a modified GLP-1 peptide protected from DPP-IV activity. The following peptides were synthesized using standard solid phase Fmoc chemistry, purified by reverse phase HPLC using a C18 column and quantified by absorbance at 220 nm. The purified peptide was analyzed by mass spectrometry (MALDI-TOF):
Figure 2008509153

ジペプチジルペプチダーゼIV処理
[00264]等モル濃度の各ペプチド(6μM)を、25mM Tris−Cl(pH8.0)中の組換えヒトDPP−IV(1μg/μL、R&D Systems社、ミネアポリス、ミネソタ州)2μgで処理した。DPP−IVを除いた対照反応を各ペプチドについて同時に設定した。これらの消化物を室温で2時間インキュベートし、2時間目にそれらの反応物を1mM 3−イソブチル−1−メチルキサンチン(IBMX、Calbiochem社、サンディエゴ、カリフォルニア州)を添加したクレブスリンガー緩衝液(Biosource International社、カマリロ、カリフォルニア州)中で10倍に希釈した。次いで、後述するように、残存するGLP−1受容体活性化活性を測定するためにこれらのペプチドを解析した。
Dipeptidyl peptidase IV treatment
[00264] Equimolar concentrations of each peptide (6 μM) were treated with 2 μg of recombinant human DPP-IV (1 μg / μL, R & D Systems, Minneapolis, Minn.) In 25 mM Tris-Cl (pH 8.0). A control reaction with the exception of DPP-IV was set up for each peptide simultaneously. These digests were incubated at room temperature for 2 hours and at 2 hours the reactions were added to Krebs Ringer buffer (Biosource) supplemented with 1 mM 3-isobutyl-1-methylxanthine (IBMX, Calbiochem, San Diego, Calif.). International Inc., Camarillo, Calif.). These peptides were then analyzed to measure the remaining GLP-1 receptor activation activity, as described below.

環状AMP刺激アッセイ
[00265]処理をする1日前に、CHO−GLP1R細胞(Montrose−Rafizadeh他、1997年 J.Biol.Chem.272、21201〜21206頁)をRPMI/10%FBS培地中に2×10細胞/ウェルの密度で4枚の96ウェル組織培養プレートに播種した。翌日、細胞は概算の集密度60〜80%で均一に分布しているようであった。培養プレートへの播種後1日目に、細胞をクレブスリンガー緩衝液(KRB)で2回洗浄し、続いてKRB中で37℃、1時間インキュベートしてcAMPの細胞内レベルを低下させた。これに続いて、KRB/IBMX中で10分間インキュベートして、cAMPを破壊する細胞内酵素を阻害した。各試験化合物の希釈物をKRB/IBMX中で調製し、かつCHO−GLP1R細胞の3つのウェルを、ウェル当たり試験化合物50μlで37℃、厳密に20分間処理した。これらの培養物を氷冷したリン酸緩衝化生理食塩水で2回洗浄することによってこの処理を停止した。室温で10分間、溶解緩衝液1B(Amersham Biosciences社 cAMP Biotrak EIAキット)0.1mlを添加することによって溶解産物を調製した。次いで、cAMP Biotrak Enzyme Immunoassay System(Amersham Biosciences Corporation社、ピスカタウェイ、ニュージャージー州、製品コードRPN225)をキットの取扱い説明書に従って用いて、各細胞抽出物の全体積を解析してcAMP濃度を測定した。本発明のペプチドの方が、未改変の形態よりもDPP−IVに対して抵抗性が高いことが判明した。
Cyclic AMP stimulation assay
[00265] One day prior to treatment, CHO-GLP1R cells (Montrose-Rafizadeh et al., 1997 J. Biol. Chem. 272, 21201-21206) were placed in RPMI / 10% FBS medium at 2 × 10 4 cells / Four 96-well tissue culture plates were seeded at a well density. The next day, the cells appeared to be uniformly distributed with an estimated confluence of 60-80%. One day after seeding on the culture plate, the cells were washed twice with Krebs Ringer buffer (KRB) and subsequently incubated in KRB at 37 ° C. for 1 hour to reduce the intracellular level of cAMP. This was followed by incubation in KRB / IBMX for 10 minutes to inhibit intracellular enzymes that disrupt cAMP. Dilutions of each test compound were prepared in KRB / IBMX and three wells of CHO-GLP1R cells were treated with 50 μl of test compound per well at 37 ° C. for exactly 20 minutes. The treatment was stopped by washing these cultures twice with ice-cold phosphate buffered saline. Lysates were prepared by adding 0.1 ml of lysis buffer 1B (Amersham Biosciences cAMP Biotrak EIA kit) for 10 minutes at room temperature. The total volume of each cell extract was then analyzed to determine the cAMP concentration using cAMP Biotrak Enzyme Immunoassay System (Amersham Biosciences Corporation, Piscataway, NJ, product code RPN225) according to the kit instructions. It was found that the peptides of the present invention are more resistant to DPP-IV than the unmodified form.

活性型GLP−1に特異的なELISA
[00266]あるいは、完全な活性型GLP−1に特異的であり、かつDPP−IVの作用が原因でN末端の2つのアミノ酸が除去されているGLP−1、すなわちGLP−1(9−36又は9−37)を認識しないELISA系(グルカゴン様ペプチド−1[活性]ELISAキット[Linco Research,Inc.社、セントチャールズ、ミズーリ州])を用いて、本発明のGLP−1及びGLP−1誘導体のDPP−IV分解を解析した。等モル濃度のGLP−1及びH−GLP−1(1200pM)を、25mM Tris−Cl(pH8.0)中の組換えヒトDPP−IV(200ng/μL、R&D Systems社、ミネアポリス、ミネソタ州)で処理し、かつ、プロテアーゼ阻害剤を含む、キットと共に支給されるアッセイ緩衝液中に希釈することによって反応を停止させた。
ELISA specific for active GLP-1
[00266] Alternatively, GLP-1, which is specific for fully active GLP-1 and has the two N-terminal amino acids removed due to the action of DPP-IV, ie GLP-1 (9-36 Or GLP-1 and GLP-1 of the present invention using an ELISA system (glucagon-like peptide-1 [activity] ELISA kit [Linco Research, Inc., St. Charles, MO]) that does not recognize 9-37) DPP-IV degradation of the derivatives was analyzed. Equimolar concentrations of GLP-1 and H-GLP-1 (1200 pM) were used with recombinant human DPP-IV (200 ng / μL, R & D Systems, Minneapolis, MN) in 25 mM Tris-Cl (pH 8.0). The reaction was stopped by treatment and dilution in assay buffer supplied with the kit containing protease inhibitors.

[00267]このキットは、抗GLP−1モノクローナル抗体で被覆された96ウェルのマイクロタイタープレートを含む。このプレートを洗浄し(プレート洗浄機、ThermoLabsystems Ultrawash Plus、25mMホウ酸緩衝生理食塩水で4回)、次いでペプチド試料(300pM及びプレートの下方への10倍段階希釈)と共に室温で3時間インキュベートした。前述したように洗浄した後、(キットのすぐ使用できる構成要素として供給されている)アルカリ性ホスファターゼを結合させた抗GLP抗体と共に室温で2時間、プレートをインキュベートした。洗浄後、4−メチルウンベリフェリルホスファート(MUP)基質(50mMホウ酸(Borate)pH9.5中の1:200希釈物)をすべてのウェルに添加し、室温、暗所で30分間インキュベートした。このプレートをSpectraMax Gemini EM蛍光プレートリーダー上で、励起波長355nm及び発光波長460nmで読み取りした。H−GLP−1は、GLP−1それ自体よりもモノクローナル抗体に結合しにくかったため、DPP−IV処理後に残存している活性H−GLP−1の濃度は、H−GLP−1検量線を用いて決定した。図8は、H−GLP−1の方が、DPP−IVの作用に対してGLP−1より実質的に抵抗性が高いことを示す。   [00267] The kit includes a 96 well microtiter plate coated with anti-GLP-1 monoclonal antibody. The plates were washed (4 times with plate washer, ThermoLabsystems Ultrawash Plus, 25 mM borate buffered saline) and then incubated with peptide samples (300 pM and 10-fold serial dilutions down the plate) for 3 hours at room temperature. After washing as described above, the plates were incubated for 2 hours at room temperature with anti-GLP antibody conjugated with alkaline phosphatase (provided as a ready-to-use component of the kit). After washing, 4-methylumbelliferyl phosphate (MUP) substrate (1: 200 dilution in 50 mM Borate pH 9.5) was added to all wells and incubated at room temperature in the dark for 30 minutes. . The plate was read on a SpectraMax Gemini EM fluorescent plate reader with an excitation wavelength of 355 nm and an emission wavelength of 460 nm. Since H-GLP-1 was less likely to bind to the monoclonal antibody than GLP-1 itself, the concentration of active H-GLP-1 remaining after DPP-IV treatment was determined using the H-GLP-1 standard curve. Decided. FIG. 8 shows that H-GLP-1 is substantially more resistant than GLP-1 to the action of DPP-IV.

実施例2:改変GLP−1融合タンパク質
[00268]本実施例では、改変トランスフェリン分子に融合された、DPP−VI活性から保護された改変GLP−1を含む、融合タンパク質を説明する。
Example 2: Modified GLP-1 fusion protein
[00268] This example describes a fusion protein comprising a modified GLP-1 protected from DPP-VI activity fused to a modified transferrin molecule.

[00269]トランスフェリン分泌リーダーに続いてGLP−1及びトランスフェリンのN末端部分をコードする配列を構築するために、以下の重複するプライマーを設計した。

Figure 2008509153

これらのプライマーの位置を以下に示す。
Figure 2008509153

プライマー(8μL、濃度20pmol)を混合し、5分間65℃まで加熱し、次いでアニーリング反応を起こさせ、室温までゆっくり放冷させた。 [00269] The following overlapping primers were designed to construct sequences encoding the N-terminal portion of GLP-1 and transferrin following the transferrin secretion leader.
Figure 2008509153

The positions of these primers are shown below.
Figure 2008509153

Primers (8 μL, concentration 20 pmol) were mixed, heated to 65 ° C. for 5 minutes, then allowed to undergo an annealing reaction and allowed to cool slowly to room temperature.

[00270]アニーリング反応物にT4 DNAリガーゼを添加し、室温でさらに2時間インキュベートした後、反応物1μLを取り出し、PCR反応で使用して、アウタープライマーP0236及びP0251を用いて完成された挿入物を増幅させた。PCR条件は以下のとおりであった。
94℃で5分
94℃で30秒、50℃で30秒、72℃で1分を25サイクル
72℃で7分
4℃で維持
[00270] After adding T4 DNA ligase to the annealing reaction and incubating for an additional 2 hours at room temperature, 1 μL of the reaction was removed and used in a PCR reaction to complete the insert using outer primers P0236 and P0251. Amplified. PCR conditions were as follows.
94 ° C for 5 minutes 94 ° C for 30 seconds, 50 ° C for 30 seconds, 72 ° C for 1 minute 25 cycles 72 ° C for 7 minutes maintained at 4 ° C

[00271]得られるPCR生成物をAflII及びKpnIで消化し、予めAflII及びKpnIで消化されたpREX0094(図1)中に連結した。ライゲーションを用いて大腸菌を形質転換した。結果として生じるクローンに由来するDNAの配列を決定し、AflII/KpnI挿入物の長さが正確なクローンを選択し、pREX0198と命名した(図2)。次に、pREX0198をNotI及びPvuIで消化し、pSAC35(図3)中に挿入して、pREX0240(図4)を作製した。   [00271] The resulting PCR product was digested with AflII and KpnI and ligated into pREX0094 (FIG. 1) previously digested with AflII and KpnI. Ligation was used to transform E. coli. The resulting DNA from the clone was sequenced and a clone with the correct length of the AflII / KpnI insert was selected and named pREX0198 (FIG. 2). Next, pREX0198 was digested with NotI and PvuI and inserted into pSAC35 (FIG. 3) to create pREX0240 (FIG. 4).

[00272]天然のトランスフェリン分泌リーダーとそれに続く改変トランスフェリン(mTf)に融合されたH−GLP−1(7−36)をコードするプラスミドを作製するため、pREX0198によってコードされた配列に余分なN末端ヒスチジンを付加するように、重複プライマーP0424及びP0425を設計した。

Figure 2008509153
[00272] To generate a plasmid encoding H-GLP-1 (7-36) fused to a natural transferrin secretion leader followed by a modified transferrin (mTf), an extra N-terminus to the sequence encoded by pREX0198 Overlapping primers P0424 and P0425 were designed to add histidine.
Figure 2008509153

[00273]これら2種の変異誘発性の重複プライマー及び2種のアウタープライマー、すなわちP0424とP0012及びP0425とP0025を別々の反応で用いる、最初のPCR反応用の鋳型としてpREX0198を使用した。次いで、これらの反応の生成物を、それらを結合させるために、アウタープライマーのみ、すなわちP0012及びP0025を用いる2ラウンド目のPCRにおける鋳型として使用した。いずれのラウンドのPCR反応条件も、94℃で1分間を1回、94℃で30秒間、50℃で30秒間、72℃で1分間を20回、及び終結させるために72℃で7分間を1回であった。   [00273] pREX0198 was used as a template for the first PCR reaction using these two mutagenic overlapping primers and two outer primers, P0424 and P0012 and P0425 and P0025, in separate reactions. The products of these reactions were then used as templates in the second round of PCR using only the outer primers, P0012 and P0025, to bind them. Both rounds of PCR reaction conditions consisted of 94 ° C for 1 minute once, 94 ° C for 30 seconds, 50 ° C for 30 seconds, 72 ° C for 1 minute 20 times, and 72 ° C for 7 minutes to complete. 1 time.

[00274]最終反応物から得たPCR生成物をAflII及びKpnIで消化し、AflII/KpnIで消化されたpREX0052(図5)中に連結してpREX0367(図6)を作製した。余分なヒスチジンのためのコドンの挿入を確認するために、構築物のDNA配列を決定した。   [00274] The PCR product obtained from the final reaction was digested with AflII and KpnI and ligated into pREX0052 (FIG. 5) digested with AflII / KpnI to create pREX0367 (FIG. 6). To confirm the insertion of the codon for extra histidine, the DNA sequence of the construct was determined.

[00275]次いで、pREX0367をNotI及びPvuI(後者はアンピシリン耐性遺伝子を破壊するため)で消化し、予めNotIで消化されたpSAC35中に連結してpREX0368(図7)を作製した。   [00275] pREX0367 was then digested with NotI and PvuI (the latter to destroy the ampicillin resistance gene) and ligated into pSAC35 previously digested with NotI to create pREX0368 (FIG. 7).

[00276]エレクトロポレーションによって、pREX0368を宿主のサッカロミセス・セレビシエ株中に形質転換させ、かつ、緩衝化した最小培地プレート上でロイシン原栄養性に基づいて、形質転換されたコロニーを選択した。単独のコロニーを選択した後、酵母形質転換体を40%トレハロース中に入れ、−70℃で保存した。pH6.5に緩衝化した液状最小培地中での増殖、並びにSDS−PAGE、ウェスタンブロット及びELISAによる上清の解析によって、発現を測定した。   [00276] pREX0368 was transformed into the host Saccharomyces cerevisiae strain by electroporation, and transformed colonies were selected based on leucine prototrophy on buffered minimal media plates. After selecting a single colony, the yeast transformant was placed in 40% trehalose and stored at -70 ° C. Expression was measured by growth in liquid minimal medium buffered to pH 6.5 and analysis of the supernatant by SDS-PAGE, Western blot and ELISA.

[00277]その全体が参照により本明細書に組み入れられる、2003年3月4日に出願された米国特許出願第10/378,094号で記載されているようにして、GLP−1/mTfをコードしているプラスミド(pREX0100)及びH−GLP−1/mTfをコードしているプラスミドを構築した。GLP−1/mTf融合タンパク質を作製するために、GLP−1(7−36)及びGLP−1(7−37)のアミノ酸配列を使用することができる。

Figure 2008509153
[00277] GLP-1 / mTf as described in US patent application Ser. No. 10 / 378,094 filed Mar. 4, 2003, which is incorporated herein by reference in its entirety. An encoding plasmid (pREX0100) and a plasmid encoding H-GLP-1 / mTf were constructed. The amino acid sequences of GLP-1 (7-36) and GLP-1 (7-37) can be used to make GLP-1 / mTf fusion proteins.
Figure 2008509153

[00278]例えば、GLP−1(7−36)のペプチド配列を、酵母用に最適化されたDNA及びコドンに逆翻訳することができる。

Figure 2008509153
[00278] For example, the peptide sequence of GLP-1 (7-36) can be back-translated into DNA and codons optimized for yeast.
Figure 2008509153

[00279]これらのプライマーは、アニーリング後に5’XbaI及び3’KpnIの付着末端を形成するように、かつXbaI/KpnIで切断されたpREX0052中への、リーダー配列の末端のちょうど5’側及びmTfのN末端での直接的なライゲーションが可能となるように特異的に設計した。あるいは、他のベクター中にライゲーションするために他の付着末端を人工的に作製してもよい。

Figure 2008509153
[00279] These primers form 5'XbaI and 3'KpnI cohesive ends after annealing and into pREX0052 cleaved with XbaI / KpnI, just 5 'to the end of the leader sequence and mTf. It was specifically designed to allow direct ligation at the N-terminus. Alternatively, other sticky ends may be artificially created for ligation into other vectors.
Figure 2008509153

[00280]アニーリング及びライゲーション後、クローンを配列決定して正確な挿入を確認した。このベクターをpREX0094と呼んだ。NotIを用いてpREX0094からカセットを切り取り、NotIで切断した酵母ベクターpSAC35中にサブクローニングして、pREX0010を作製した。   [00280] After annealing and ligation, clones were sequenced to confirm correct insertion. This vector was called pREX0094. The cassette was excised from pREX0094 using NotI and subcloned into the yeast vector pSAC35 cut with NotI to produce pREX0010.

[00281]次いで、このプラスミドを宿主のサッカロミセス酵母株中にエレクトロポレーションし、かつ最小培地プレート上でのロイシン原栄養性に基づいて形質転換体を選択した。液状最小培地中での増殖、並びにSDS−PAGE、ウェスタンブロット、及びELISAによる上清の解析によって発現を測定した。   [00281] This plasmid was then electroporated into the host Saccharomyces yeast strain, and transformants were selected based on leucine prototrophy on minimal media plates. Expression was measured by growth in liquid minimal medium and analysis of the supernatant by SDS-PAGE, Western blot, and ELISA.

[00282]GLP−1/mTf及びH−GLP−1/mTfを発現させ、かつ陽イオン交換及び陰イオン交換クロマトグラフィーによって、標準条件下で増殖させた発酵培養物から精製した。   [00282] GLP-1 / mTf and H-GLP-1 / mTf were expressed and purified from fermentation cultures grown under standard conditions by cation exchange and anion exchange chromatography.

ジペプチジルペプチダーゼIV処理
[00283]等モル濃度のGLP−1/mTf及びH−GLP−1/mTF(2μM)を、25mM Tris−Cl溶液(pH8.0)中の組換えヒトDPP−IV(1μg/μL、R&D Systems社)で処理した。DPP−IVを除いた対照反応を各融合タンパク質について同時に設定した。これらの消化物を室温で2時間インキュベートし、2時間目にそれらの反応物を1mM IBMX(Calbiochem社)を添加したクレブスリンガー緩衝液(Biosource International社)中で20倍に希釈した。
Dipeptidyl peptidase IV treatment
[00283] Equimolar concentrations of GLP-1 / mTf and H-GLP-1 / mTF (2 μM) were added to recombinant human DPP-IV (1 μg / μL, R & D Systems) in 25 mM Tris-Cl solution (pH 8.0). Company). A control reaction with the exception of DPP-IV was set up simultaneously for each fusion protein. These digests were incubated at room temperature for 2 hours, and the reaction was diluted 20-fold in Krebs Ringer buffer (Biosource International) supplemented with 1 mM IBMX (Calbiochem) at 2 hours.

環状AMP刺激アッセイ
[00284]処理をする1日前にRPMI/10%FBS培地中に1×10細胞/ウェルの密度で、CHO−GLP1R細胞を組織培養プレート(24ウェル)に播種した。翌日、細胞は概算の集密度60〜80%で均一に分布しているようであった。培養プレートへの播種後1日目に、細胞をクレブスリンガー緩衝液(KRB)で2回洗浄し、続いてKRB中で37℃、1時間インキュベートしてcAMPの細胞内レベルを低下させた。これに続いて、KRB/IBMX中で10分間インキュベートして、cAMPを破壊する細胞内酵素を阻害した。各試験化合物の希釈物をKRB/IBMX中で調製し、かつCHO−GLP1R細胞の3つのウェルをウェル当たり試験化合物0.15mlで37℃、厳密に50分間処理した。これらの培養物を氷冷したリン酸緩衝化生理食塩水で2回洗浄することによってこの処理を停止した。室温で10分間、溶解緩衝液1B(Amersham Biosciences社 cAMP Biotrak EIAキット)0.2mlを添加することによって溶解産物を調製し、次いで、cAMP Biotrak Enzyme Immunoassay System(Amersham Biosciences社)をキットの取扱い説明書に従って用いて、各細胞抽出物の100μlを解析してcAMP濃度を測定した。
Cyclic AMP stimulation assay
[00284] One day before treatment, CHO-GLP1R cells were seeded in tissue culture plates (24 wells) at a density of 1 x 10 5 cells / well in RPMI / 10% FBS medium. The next day, the cells appeared to be uniformly distributed with an estimated confluence of 60-80%. One day after seeding on the culture plate, the cells were washed twice with Krebs Ringer buffer (KRB) and subsequently incubated in KRB at 37 ° C. for 1 hour to reduce the intracellular level of cAMP. This was followed by incubation in KRB / IBMX for 10 minutes to inhibit intracellular enzymes that disrupt cAMP. Dilutions of each test compound were prepared in KRB / IBMX and three wells of CHO-GLP1R cells were treated with 0.15 ml of test compound per well at 37 ° C. for exactly 50 minutes. The treatment was stopped by washing these cultures twice with ice-cold phosphate buffered saline. Lysates were prepared by adding 0.2 ml of lysis buffer 1B (Amersham Biosciences cAMP Biotrak EIA kit) for 10 minutes at room temperature, then cAMP Biotrak Enzyme Immunoassay System (Amersham Biosciences Bios Handbook). Were used to analyze 100 μl of each cell extract to determine cAMP concentration.

[00285]H−GLP−1/mTfの方が、GLP−1/mTfよりもDPP−IVに対して抵抗性が高いことが判明した。   [00285] H-GLP-1 / mTf was found to be more resistant to DPP-IV than GLP-1 / mTf.

実施例3:糖尿病治療用の改変GLP−1/mTf
[00286]本実施例において、本発明の改変GLP−1/mTfは、糖尿病を治療するための治療用物質として使用される。II型糖尿病の標準的な動物モデルであるズッカー(Zucker)ラットに改変GLP−1/mTfを投与する。ズッカーラットは、異常に高い血中グルコースレベルを有する。GLP−1でこれらの動物を処置するとインスリン分泌が誘導され、血中グルコースが低下することが示された。
Example 3: Modified GLP-1 / mTf for the treatment of diabetes
[00286] In this example, the modified GLP-1 / mTf of the present invention is used as a therapeutic substance to treat diabetes. Modified GLP-1 / mTf is administered to Zucker rats, a standard animal model of type II diabetes. Zucker rats have abnormally high blood glucose levels. Treatment of these animals with GLP-1 has been shown to induce insulin secretion and lower blood glucose.

[00287]ズッカーラットを一晩絶食させ、次いでH−GLP−1又はトランスフェリンに融合させたH−GLP−1(H−GLP−1/mTf)で処置する。H−GLP−1又はH−GLP−1/mTfの皮下注射後30分に、これらの動物をグルコース負荷試験(GTT)に供する。この試験のために、絶食させた動物にグルコース溶液(1.5mg/g体重)を与え、かつ適切な時間間隔で血中グルコースを測定する。グルコース投与後すぐに、未処置の動物の血中グルコースレベルは上昇し、かつベースラインに向かってゆっくりと低下するのに対し、H−GLP−1又はH−GLP−1/mTfを注射された動物は、GLP−1のインスリン分泌促進効果の寄与により、血中グルコースレベルのより速い正常化を示す。   [00287] Zucker rats are fasted overnight and then treated with H-GLP-1 or H-GLP-1 fused to transferrin (H-GLP-1 / mTf). Thirty minutes after subcutaneous injection of H-GLP-1 or H-GLP-1 / mTf, these animals are subjected to a glucose tolerance test (GTT). For this test, fasted animals are given a glucose solution (1.5 mg / g body weight) and blood glucose is measured at appropriate time intervals. Immediately after glucose administration, blood glucose levels in untreated animals rose and slowly declined towards baseline, whereas H-GLP-1 or H-GLP-1 / mTf was injected. Animals show faster normalization of blood glucose levels due to the contribution of GLP-1 to the insulinotropic effect.

[00288]別の実験では、グルコース投与をせずに、改変されたH−GLP−1又はH−GLP−1/mTfを使用して、ズッカーラットの高い空腹時血糖を正常化する。未処置の動物では血中グルコースレベルが高いままであるのに対し、H−GLP−1又は改変H−GLP−1/mTfで処置した動物では有意な低下が認められる。   [00288] In another experiment, modified H-GLP-1 or H-GLP-1 / mTf is used to normalize high fasting blood glucose in Zucker rats without glucose administration. Blood glucose levels remain high in untreated animals, whereas a significant reduction is observed in animals treated with H-GLP-1 or modified H-GLP-1 / mTf.

実施例4:ジペプチジル−ペプチダーゼIVからの保護を有する改変グルカゴン
[00289]本実施例では、DPP−IV活性から保護された改変グルカゴン分子を説明する。
Example 4: Modified glucagon with protection from dipeptidyl-peptidase IV
[00289] This example describes a modified glucagon molecule protected from DPP-IV activity.

[00290]標準的な固相Fmoc化学反応を用いて以下のペプチドを合成し、C18カラムを用いた逆相HPLCによって精製し、かつ220nmの吸光度により定量した。精製したペプチドを質量分析法(MALDI−TOF)によって解析した:

Figure 2008509153
[00290] The following peptides were synthesized using standard solid phase Fmoc chemistry, purified by reverse phase HPLC using a C18 column and quantified by absorbance at 220 nm. The purified peptide was analyzed by mass spectrometry (MALDI-TOF):
Figure 2008509153

[00291]前述したようにしてこれらのペプチドをDPP−IVで前処理し、次いでクローン化されたグルカゴン受容体を発現する組換え細胞系統を用いて、グルカゴン受容体を活性化する能力について解析した。   [00291] These peptides were pretreated with DPP-IV as described above and then analyzed for the ability to activate the glucagon receptor using a recombinant cell line expressing the cloned glucagon receptor. .

実施例5:ジペプチジル−ペプチダーゼIVからの保護を有する改変GIP
[00292]本実施例では、DPP−IV活性から保護された改変GIP分子を提供する。
Example 5: Modified GIP with protection from dipeptidyl-peptidase IV
[00292] This example provides a modified GIP molecule protected from DPP-IV activity.

[00293]標準的な固相Fmoc化学反応を用いて以下のペプチドを合成し、C18カラムを用いた逆相HPLCによって精製し、かつ220nmの吸光度により定量した。精製したペプチドを質量分析法(MALDI−TOF)によって解析した:

Figure 2008509153
[00293] The following peptides were synthesized using standard solid phase Fmoc chemistry, purified by reverse phase HPLC using a C18 column and quantified by absorbance at 220 nm. The purified peptide was analyzed by mass spectrometry (MALDI-TOF):
Figure 2008509153

[00294]前述したようにしてこれらのペプチドをDPP−IVで前処理し、次いでクローン化されたGIP受容体を発現する組換え細胞系統を用いて、GIP受容体を活性化する能力について解析した。   [00294] These peptides were pretreated with DPP-IV as described above and then analyzed for the ability to activate the GIP receptor using recombinant cell lines expressing the cloned GIP receptor. .

[00295]前述の考察及び実施例は特定の好ましい実施形態の詳細な説明を提示するに過ぎないことが理解されるべきである。したがって、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく様々な修正を行い、均等物を作製できることが当業者には明らかなはずである。本特許出願中で特定されるすべての学術論文、他の参考文献、特許、及び特許出願は、その全体が参照により組み入れられる。   [00295] It is to be understood that the foregoing discussion and examples only present a detailed description of certain preferred embodiments. Accordingly, it should be apparent to those skilled in the art that various modifications can be made and equivalents can be made without departing from the spirit and scope of the invention. All journal articles, other references, patents, and patent applications identified in this patent application are incorporated by reference in their entirety.

pREX0094の制限酵素地図を示す図である。It is a figure which shows the restriction enzyme map of pREX0094. プラスミドpREX0198の制限酵素地図を示す図である。It is a figure which shows the restriction enzyme map of plasmid pREX0198. pSAC35の制限酵素地図を示す図である。It is a figure which shows the restriction enzyme map of pSAC35. プラスミドpREX0240の制限酵素地図を示す図である。It is a figure which shows the restriction enzyme map of plasmid pREX0240. pREX0052の制限酵素地図を示す図である。It is a figure which shows the restriction enzyme map of pREX0052. pREX0367の制限酵素地図を示す図である。It is a figure which shows the restriction enzyme map of pREX0367. pREX0368の制限酵素地図を示す図である。It is a figure which shows the restriction enzyme map of pREX0368. GLP−1及びH−GLP−1とDPP−IVとのインキュベーションの経時変化を示すグラフである。グラフは、活性GLP−1に特異的なELISAによって測定した、残存する活性型完全長ペプチドの量を示す。It is a graph which shows a time-dependent change of incubation with GLP-1 and H-GLP-1 and DPP-IV. The graph shows the amount of remaining active full-length peptide as determined by ELISA specific for active GLP-1.

Claims (52)

有効量のトランスフェリン(Tf)融合タンパク質及び少なくとも1種の第2の作用物質を投与するステップを含む、患者の疾患又は状態を治療する方法。   A method of treating a disease or condition in a patient comprising administering an effective amount of a transferrin (Tf) fusion protein and at least one second agent. 前記第2の作用物質が、DPP−IV阻害剤及び中性エンドペプチダーゼ(NEP)阻害剤からなる群から選択される、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the second agent is selected from the group consisting of a DPP-IV inhibitor and a neutral endopeptidase (NEP) inhibitor. 前記Tf融合タンパク質がDPP−IVクリアランスの影響を受けやすい、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the Tf fusion protein is susceptible to DPP-IV clearance. 前記Tf融合タンパク質が、DPP−IVクリアランスに感受性、抵抗性又は部分的に抵抗性である、請求項1に記載の方法。   2. The method of claim 1, wherein the Tf fusion protein is sensitive, resistant or partially resistant to DPP-IV clearance. 前記Tf融合タンパク質が、Tf分子に融合された1種又は複数種のGLP−1ペプチドを含む、請求項1に記載の方法。   2. The method of claim 1, wherein the Tf fusion protein comprises one or more GLP-1 peptides fused to a Tf molecule. 前記Tf融合タンパク質が、リンカーをさらに含む、請求項5に記載の方法。   6. The method of claim 5, wherein the Tf fusion protein further comprises a linker. 前記リンカーが、PEAPTD又は(PEAPTD)である、請求項6に記載の方法。 The method of claim 6, wherein the linker is PEAPTD or (PEAPTD) 2 . 前記GLP−1ペプチドが前記融合タンパク質のN末端にある、請求項5に記載の方法。   6. The method of claim 5, wherein the GLP-1 peptide is at the N-terminus of the fusion protein. 前記GLP−1ペプチドが、配列番号32を有するGLP−1(7−37)又はGLP−1(7−36)(配列番号32のアミノ酸1〜30)である、請求項5に記載の方法。   6. The method of claim 5, wherein the GLP-1 peptide is GLP-1 (7-37) or GLP-1 (7-36) having SEQ ID NO: 32 (amino acids 1-30 of SEQ ID NO: 32). 前記GLP−1ペプチドが、A8からGへの変異によって改変された、請求項9に記載の方法。   10. The method of claim 9, wherein the GLP-1 peptide has been modified by an A8 to G mutation. 前記GLP−1ペプチドが、K34からAへの変異によって改変された、請求項9に記載の方法。   10. The method of claim 9, wherein the GLP-1 peptide has been modified by a K34 to A mutation. 前記GLP−1ペプチドが、A8からG及びK34からAへの変異によって改変された、請求項9に記載の方法。   10. The method of claim 9, wherein the GLP-1 peptide has been modified by A8 to G and K34 to A mutations. 前記GLP−1ペプチドが、リンカー(PEAPTD)を介して前記Tf分子に連結されている、請求項12に記載の方法。 13. The method of claim 12, wherein the GLP-1 peptide is linked to the Tf molecule via a linker (PEAPTD) 2 . 前記Tf分子が、完全にグリコシル化されたTf分子と比べて少ないグリコシル化を示すように改変された、請求項5に記載の方法。   6. The method of claim 5, wherein the Tf molecule has been modified to exhibit less glycosylation as compared to a fully glycosylated Tf molecule. 前記Tf分子が、グリコシル化を示さないように改変された、請求項5に記載の方法。   6. The method of claim 5, wherein the Tf molecule has been modified so as not to exhibit glycosylation. 前記Tf分子が、グリコシル化を防止する少なくとも1つの変異を含むように改変された、請求項5に記載の方法。   6. The method of claim 5, wherein the Tf molecule has been modified to include at least one mutation that prevents glycosylation. 前記Tf分子が、野生型Tf分子と比べてトランスフェリン受容体(TfR)に対して低い親和性を示すように改変された、請求項5に記載の方法。   6. The method of claim 5, wherein the Tf molecule has been modified to exhibit a lower affinity for the transferrin receptor (TfR) compared to a wild type Tf molecule. 前記Tf分子が、TfRに結合しないように改変された、請求項5に記載の方法。   6. The method of claim 5, wherein the Tf molecule has been modified so that it does not bind to TfR. 前記Tf分子が、野生型Tf分子と比べて鉄に対して低い親和性を示すように改変された、請求項5に記載の方法。   6. The method of claim 5, wherein the Tf molecule has been modified to exhibit a lower affinity for iron compared to a wild type Tf molecule. 前記Tf分子が、鉄に結合しないように改変された、請求項5に記載の方法。   6. The method of claim 5, wherein the Tf molecule has been modified so that it does not bind to iron. 前記Tf分子が、ラクトフェリン又はメラノトランスフェリンである、請求項5に記載の方法。   6. The method of claim 5, wherein the Tf molecule is lactoferrin or melanotransferrin. 前記疾患が代謝疾患である、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the disease is a metabolic disease. 前記代謝疾患が糖尿病前症、糖尿病又は肥満である、請求項22に記載の方法。   23. The method of claim 22, wherein the metabolic disease is prediabetes, diabetes or obesity. 前記糖尿病がII型糖尿病である、請求項23に記載の方法。   24. The method of claim 23, wherein the diabetes is type II diabetes. 前記疾患がうっ血性心不全である、請求項1に記載の方法。   2. The method of claim 1, wherein the disease is congestive heart failure. 前記疾患が過敏性腸症候群又は消化不良である、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the disease is irritable bowel syndrome or dyspepsia. 2種の第2の作用物質がある、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein there are two second agents. 前記2種の第2の作用物質がDPP−IV阻害剤及びNEP阻害剤である、請求項27に記載の方法。   28. The method of claim 27, wherein the two second agents are a DPP-IV inhibitor and a NEP inhibitor. 前記2種の第2の作用物質が同時に投与される、請求項29に記載の方法。   30. The method of claim 29, wherein the two second agents are administered simultaneously. 前記トランスフェリン融合タンパク質及び前記1種又は複数種の第2の作用物質が逐次的に投与される、請求項1又は29に記載の方法。   30. The method of claim 1 or 29, wherein the transferrin fusion protein and the one or more second agents are administered sequentially. 前記トランスフェリン融合タンパク質及び前記1種又は複数種の第2の作用物質が同時に投与される、請求項1又は29に記載の方法。   30. The method of claim 1 or 29, wherein the transferrin fusion protein and the one or more second agents are administered simultaneously. トランスフェリン(Tf)融合タンパク質及び少なくとも1種の第2の作用物質を含む組成物。   A composition comprising a transferrin (Tf) fusion protein and at least one second agent. 前記第2の作用物質が、DPP−IV阻害剤及び中性エンドペプチダーゼ(NEP)阻害剤からなる群から選択される、請求項32に記載の組成物。   35. The composition of claim 32, wherein the second agent is selected from the group consisting of a DPP-IV inhibitor and a neutral endopeptidase (NEP) inhibitor. 前記Tf融合タンパク質がDPP−IVクリアランスの影響を受けやすい、請求項32に記載の組成物。   33. The composition of claim 32, wherein the Tf fusion protein is susceptible to DPP-IV clearance. 前記Tf融合タンパク質が、DPP−IVクリアランスに感受性、抵抗性又は部分的に抵抗性である、請求項32に記載の組成物。   35. The composition of claim 32, wherein the Tf fusion protein is sensitive, resistant or partially resistant to DPP-IV clearance. Tf融合タンパク質が、Tf分子に融合された1種又は複数種のGLP−1ペプチドを含む、請求項32に記載の組成物。   33. The composition of claim 32, wherein the Tf fusion protein comprises one or more GLP-1 peptides fused to a Tf molecule. 前記Tf融合タンパク質がリンカーをさらに含む、請求項36に記載の組成物。   40. The composition of claim 36, wherein the Tf fusion protein further comprises a linker. 前記リンカーが、PEAPTD又は(PEAPTD)である、請求項37に記載の組成物。 38. The composition of claim 37, wherein the linker is PEAPTD or (PEAPTD) 2 . 前記GLP−1ペプチドが前記融合タンパク質のN末端にある、請求項36に記載の組成物。   37. The composition of claim 36, wherein the GLP-1 peptide is at the N-terminus of the fusion protein. 前記GLP−1ペプチドが、配列番号32を有するGLP−1(7−37)又はGLP−1(7−36)(配列番号32のアミノ酸1〜30)である、請求項36に記載の組成物。   37. The composition of claim 36, wherein the GLP-1 peptide is GLP-1 (7-37) or GLP-1 (7-36) having SEQ ID NO: 32 (amino acids 1-30 of SEQ ID NO: 32). . 前記GLP−1ペプチドが、A8からGへの変異によって改変された、請求項40に記載の組成物。   41. The composition of claim 40, wherein the GLP-1 peptide has been modified by an A8 to G mutation. 前記GLP−1ペプチドが、K34からAへの変異によって改変された、請求項40に記載の組成物。   41. The composition of claim 40, wherein the GLP-1 peptide is modified by a K34 to A mutation. 前記GLP−1ペプチドが、A8からG及びK34からAへの変異によって改変された、請求項40に記載の組成物。   41. The composition of claim 40, wherein the GLP-1 peptide is modified by A8 to G and K34 to A mutations. 前記GLP−1ペプチドが、リンカー(PEAPTD)を介して前記Tf分子に連結されている、請求項43に記載の組成物。 44. The composition of claim 43, wherein the GLP-1 peptide is linked to the Tf molecule via a linker (PEAPTD) 2 . 前記Tf分子が、完全にグリコシル化されたTf分子と比べて少ないグリコシル化を示すように改変された、請求項32に記載の組成物。   35. The composition of claim 32, wherein the Tf molecule has been modified to exhibit less glycosylation as compared to a fully glycosylated Tf molecule. 前記Tf分子が、グリコシル化を示さないように改変された、請求項32に記載の組成物。   35. The composition of claim 32, wherein the Tf molecule has been modified so as not to exhibit glycosylation. 前記Tf分子が、グリコシル化を防止する少なくとも1つの変異を含むように改変された、請求項32に記載の組成物。   33. The composition of claim 32, wherein the Tf molecule has been modified to include at least one mutation that prevents glycosylation. 前記Tf分子が、野生型Tf分子と比べてトランスフェリン受容体(TfR)に対して低い親和性を示すように改変された、請求項32に記載の組成物。   33. The composition of claim 32, wherein the Tf molecule has been modified to exhibit a lower affinity for the transferrin receptor (TfR) compared to a wild type Tf molecule. 前記Tf分子が、TfRに結合しないように改変された、請求項32に記載の組成物。   33. The composition of claim 32, wherein the Tf molecule has been modified so that it does not bind to TfR. 前記Tf分子が、野生型Tf分子と比べて鉄に対して低い親和性を示すように改変された、請求項32に記載の組成物。   33. The composition of claim 32, wherein the Tf molecule has been modified to exhibit a lower affinity for iron compared to a wild type Tf molecule. 前記Tf分子が、鉄に結合しないように改変された、請求項32に記載の組成物。   33. The composition of claim 32, wherein the Tf molecule has been modified so that it does not bind to iron. 前記Tf分子が、ラクトフェリン又はメラノトランスフェリンである、請求項32に記載の組成物。   33. The composition of claim 32, wherein the Tf molecule is lactoferrin or melanotransferrin.
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