KR20190020693A

KR20190020693A - 당뇨병, 비만, 및 이의 관련 질환 및 합병증들을 위한 치료제로서의 mentsh 유사체

Info

Publication number: KR20190020693A
Application number: KR1020187037597A
Authority: KR
Inventors: 핀커스 코헨; 켈빈 옌
Original assignee: 유니버시티 오브 써던 캘리포니아
Priority date: 2016-06-24
Filing date: 2017-06-23
Publication date: 2019-03-04
Also published as: CN109414472A; US20240018199A1; MX2018015869A; MX2023006420A; US20210371479A1; US20190194275A1; US11124551B2; US11760783B2; EP3474877A1; AU2017280348A1; WO2017223533A1; CA3026458A1; JP2019524666A; EP3474877A4

Abstract

본 출원은 미토콘드리아 인코딩되는, 새로운 오픈 리딩 프레임을 기재하며, 이는 새로운 미토콘드리아 펩타이드의 생성을 가져온다. ND-2개 소단위 내부에 위치하는, 특이적인 작은 뉴클레오타이드 다형성은 이러한 미토콘드리아 펩타이드의 발현에 지장을 주며, 이는, 특히, 특정 민족 모집단에서 비만 및 당뇨병의 증가와 상관관계가 있다. 펩타이드의 시험관내 투여는 근육 세포에서 인슐린 분비를 증가시키고, 지방 축적을 감소시키고 포도당 흡수를 개선시킨다. 이러한 펩타이드에 대하여 생성된 항체들은 SNP 탐지 이외에도, 펩타이드 결핍 탐지를 위하여 사용되어 진단 방법을 보조할 수 있다. 생체내 연구결과는 펩타이드의 투여가 포도당 내성을 개선시켜, 새로운 당뇨병 치료요법에 대한 새로운 치료 활로를 제공하며, 체중을 감소시켜 새로운 비만 치료요법으로 기능함을 또한 나타내었다. 합성 유사체들의 생성은 자연 펩타이드에 비해 활성을 추가로 향상 또는 제거한다.

Description

당뇨병, 비만, 및 이의 관련 질환 및 합병증들을 위한 치료제로서의 MENTSH 유사체

발명의 분야

본 출원은 대사 관련 질환, 가령, 당뇨병, 비만, 및 이상지질혈증 치료에 사용하기 위한 미토콘드리아 펩타이드에 관련된 조성물 및 방법들을 기재한다.

배경

진성 당뇨병은 연속적이고 병리학적으로 상승된 혈당 농도와 관련된다. 미국 당뇨병 학회에 따르면, 상기 질환은 매년 수천명의 사망 및 연간 $200억이 넘는 비용을 유발한다. 당뇨병 환자의 수는 2030년까지 4억4천명까지 증가할 것으로 예상되며, 이러한 환자를 위한 치료 방안들은 제한되어 있고 종종 불충분하다.

당뇨병을 치료하는데 사용되는 투약은 혈당 수준을 저하시킴에 의하여 이루어진다. 수많은 상이한 분류의 항-당뇨병 약제들이 존재한다. 인슐린, 설포닐우레아, 및 글루카곤-유사 펩타이드-1 (GLP-1) 수용체 작용제들은 미국에서 오늘날까지 처방되고 있는 중요한 분류의 당뇨병 약제들이다. 인슐린은 제1형 및 제2형 당뇨병 모두에 처방되는 반면, 설포닐우레아 및 GLP-1 작용제들은 통상적으로 제2형 당뇨병에 처방된다. 설포닐우레아 및 GLP-1 작용제는 자연 인슐린 분비를 자극하고 인슐린 내성을 감소시킬 수 있는 반면, 이들 화합물들은 대사에 있어서 인슐린의 기능을 대체하지 못한다. 많은 항-당뇨병 제제들은 또한 체중을 증가시키는 바람직하지 못한 부작용을 가진다. 진성 당뇨병 환자의 체중 증가는 대사 및 내분비 조절장애의 항진으로 인해 유해한 효과를 가져온다. 이는 사실상 당뇨병의 점진적인 악화 위험 요인이 될 수 있다. 당뇨병에 대하여 해당 분야에서 지속적인 효과를 가지며 바람직하지 않은 부작용이 없는 치료적 개입의 필요성이 크게 존재한다.

미토콘드리아 펩타이드는 인간 질환들의 치료를 위한 새로운 분류의 분자들이다. 미토콘드리아는 에너지 생성 및 세포 사멸 조절에 있어서 중요한 작용인자임이 현재 잘 알려져 있다. 미토콘드리아는 역행 신호를 통해 세포와 다시 소통하는데, 이러한 역행 신호는 핵 유전체에서 인코딩되거나, 또는 미토콘드리아 대사의 2차 생성물이다. 보다 최근에는, 미토콘드리아 유전체에 의해 인코딩되는 미토콘드리아-유래 펩타이드들은 이들 조절 과정에서 중요한 작용인자로서 확인된 바 있다. 미토콘드리아-유래 역행 신호 펩타이드는 인간 질환들을 치료하기 위한 치료제 및 진단제와 함께 유전자 및 펩타이드를 확인하는데 도움이 될 것임이 널리 알려져있다.

본 출원은 새로운 미토콘드리아 펩타이드를 사용하는 치료 방법 및 조성물을 기재한다. 새로운 미토콘드리아 펩타이드와 연관된 SNP 돌연변이는 비만 및 당뇨병과 연관되어 있음이 유전체 전체 스캐닝 (genome wide scanning)을 통하여 확인되었다. 펩타이드 투여는, 인슐린 분비를 증가시키고, 지방 축적을 감소시키고, 근육 세포에서 당 흡수를 개선시킨다. 중요한 것은, 미토콘드리아 펩타이드 투여는 고-지방/"서양식" 식이를 공급받은 생쥐의 포도당 내성을 개선시키므로, 새로운 당뇨병 치료법으로서 기능하고, 고-지방 식이를 공급받은 생쥐의 체중을 감소시키므로, 새로운 비만 치료법으로서 기능한다.

발명의 요약

본 출원은 미토콘드리아 펩타이드를 포함하는 조성물을 기재한다. 다양한 구체예들에서, 미토콘드리아 펩타이드는 아미노산 서열 [서열 번호: 97]을 포함한다. 다양한 구체예들에서, 미토콘드리아 펩타이드는 [서열 번호: 97]에 약25%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85% 또는 그 이상의 백분율 동일성을 가지는 아미노산 서열을 포함한다. 다양한 구체예들에서, 미토콘드리아 펩타이드는 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 또는 24개 아미노산 길이이다. 다양한 구체예들에서, 미토콘드리아 펩타이드는 번역-후 또는 인공 변형을 보유한다. 다양한 구체예들에서, 인공 변형은 페길화, 지방-산 접합, 폴리펩타이드 확장, IgG-Fc, CPT, HSA, ELP, 트랜스페린, 또는 알부민 변형을 포함한다.

본 출원은 또한 치료를 필요로 하는 대상체를 선택하는 단계 및 일정량의 미토콘드리아 펩타이드를 치료를 필요로 하는 대상체에게 투여하는 단계를 포함하는, 질환 및/또는 병태의 치료 방법을 기재하며, 이 때 미토콘드리아 펩타이드는 질환 및/또는 병태를 치료할 수 있다. 다양한 구체예들에서, 미토콘드리아 펩타이드는 아미노산 서열 [서열 번호: 97]을 포함한다. 다양한 구체예들에서, 미토콘드리아 펩타이드는 [서열 번호: 97]에 약25%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85% 또는 그 이상의 백분율 동일성을 가지는 아미노산 서열을 포함한다. 다양한 구체예들에서, 미토콘드리아 펩타이드는 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 또는 24개 아미노산 길이이다. 다양한 구체예들에서, 상기 질환 및/또는 병태는 혈중 인슐린 수준의 감소 및/또는 이자의 베타섬세포의 수 또는 기능 감소로 특징되는 질환 및/또는 병태를 포함한다. 다양한 구체예들에서, 상기 질환 및/또는 병태는 제1형 및 제2형 당뇨병, 임신성 당뇨병, 당뇨병 전단계, 인슐린 내성, 대사 증후군, 내당능 장애 및 이상지질혈증을 포함한다.

다양한 구체예들에서, 질환 및/또는 병태는 망막병증, 신경병증, 신장 질환들을 추가로 포함한다. 다양한 구체예들에서, 질환 및/또는 병태는 비만 또는 과체중을 포함한다. 다양한 구체예들에서, 대상체는 히스패닉계이다. 다양한 구체예들에서, 대상체는 SNP Rs28357981의 운반자이다. 다양한 구체예들에서, 대상체는 당뇨병 및/또는 비만이 없는 건강한 정상 대상체와 비교하여 생물학적 샘플들에서 측정시 적은 양의 [서열 번호: 97]을 발현시킨다.

또한 본 출원은, 대상체를 선택하여 하나 이상의 바이오마커의 존재, 부재 또는 발현 수준을 탐지하는 단계; 및 하나 이상의 바이오마커의 존재, 부재 또는 발현 수준에 기초하여 질환 및/또는 병태에 대해 대상체를 진단하는 단계를 포함하는, 개체의 질환 및/또는 병태 진단 방법을 기재한다. 다양한 구체예들에서, 하나 이상의 바이오마커는 [서열 번호: 97]의 서열의 펩타이드를 포함한다. 다양한 구체예들에서, 존재, 부재 또는 발현 수준을 탐지하는 단계는 면역분석을 포함한다. 다양한 구체예들에서, 하나 이상의 바이오마커는 SNP Rs28357981을 포함한다.

도면의 간단한 설명
예시적인 구체예들이 참고 도면들에 설명되어 있다. 본 출원에 개시된 구체예 및 도면들은 제한을 위한 것이 아닌 설명을 위한 것으로 간주되어야 한다.
도 1. 미토콘드리아 변이체들과 당화 헤모글로빈 사이의 관계를 조사하기 위한 9,825명의 HRS 참가자들에 대한 GWAS. GWAS는 >0.01의 소수 대립유전자 빈도수를 가진 68개 미토콘드리아 SNP에 대해 실시되었다. 모델들은 연령 및 모집단 층상구조(처음 4개의 고유값)로 조정되었다. 하나의 SNP (MitoT4978C)는 다중-검사를 위해 조정한 후 HbA1c와 유의하게 연관된 것으로 나타났다 (P=4.9E-04, 본페로니 P=.03). 결과는 SNP가 당뇨병 위험의 38% 증가와 연관되어 있음을 보여주었다. SNP는 히스패닉계이라 자칭하는 참가자들에게서 훨씬 더 흔하다 (MAF히스패닉계=18.65 대. MAF비-히스패닉계=0.27).
도 2. MitoT4978C와 BMI 범주 사이의 상호작용. BMI에 의한 MitoT4978C와 Hb1ac 사이의 관련성은 유의한 SNP X BMI 상호작용을 발견하였다. 결과는 BMI가 증가함에 따라 Hba1c에 대한 SNP의 효과가 증가함을 보여주었다.
도 3. MENTSH 결핍증은 비만과 상승작용하여 당뇨병을 유발한다.
도 4. MENTSH 핵산 서열 및 아미노산 펩타이드 서열. SNP Rs28357981은 ND2 유전자 내부에서 MDP- 미토콘드리아 유래 펩타이드를 인코딩하는 오픈 리딩 프레임 (open reading frame) 내부에 존재한다. “”돌연변이를 가지는 이러한 SNP의 존재는 ND2 발현에 영향을 주지 않지만, 미토콘드리아 전사체 가공의 폴리시스트론 구조에 기초하여 MENTSH 펩타이드의 개시 코돈에 지장을 준다. 미토콘드리아에서, 뉴클레오타이드 ATT는 개시 코돈을 시작시킬 수 있다. 이러한 SNP는 ATT를 ACT로 변화시키며, 이는 더 이상 개시 코돈으로 작용하지 않아, 단백질이 생성되지 않도록 한다.
도 5. MENTSH는 ins-1 세포들에서 인슐린 분비를 증가시킨다. 쥐 이자 ins-1 세포들에 대한 MENTSH 펩타이드 투여는 비처리 세포들에 비해 인슐린 분비를 통계학적으로 유의한 방식으로 증가시킬 수 있으며 포도당 부가 존재시 인슐린 분비를 추가로 증가시킬 수 있다.
도 6. MENTSH는 3T3 지방세포들에서 시험관내 지방 축적을 감소시킨다.
도 7. MENTSH는 세포-특이적 방식으로 신호 전달을 신속하게 활성화시킨다. MENTSH에 대하여 관찰된 이러한 효과들은 부분적으로 세포-특이적 방식의 Akt 신호전달에 의한 것으로 보인다. 구체적으로, 인산화된 Akt는 분화된 3T3 지방세포들에서 증가함이 관찰되었으나, 분화된 L6 근육세포에서는 관찰되지 않았다.
도 8. MENTSH는 고-지방 식이 (HFD)를 제공받은 생쥐에서만 체중 증가를 감소시킨다. MENTSH는 고 지방 식이를 공급받은 생쥐에서 체중 증가를 가장 두드러지게 감소시킴으로써, 항-비만 효과와 관련되는 것으로 관찰되었다.
도 9. MENTSH는 고-지방 식이 또는 일반 식이에서 식품 섭취를 변화시키지 않는다.
도 10. MENTSH는 정상 일반식이에서 생쥐의 체중 및 식품 섭취를 변화시키지 않는다.
도 11. MENTSH는 HFD에서 생쥐의 인슐린 민감성 및 인슐린 수준을 개선시킨다.
도 12. MENTSH는 HFD에서 생쥐의 글루카곤 수준을 감소시킨다.
도 13. MENTSH는 HFD에서 포도당 반응을 개선시킨다.
도 14. 혈장의 대사체학 연구는 증가된 지방 이용을 제안한다. 지질 이용에 있어서 이용되는 대사산물들의 순환 수준 감소는 세포들 내부에서 증가된 지질 이용 수준을 제안한다.
도 15. MENTSH는 3T3/전구-지방세포들에서 생활성을 증가시킨다.
도 16. 3T3/전구-지방세포들에서 시험관내 유사체 선별. 표 1에 열거된 MENTSH 유사체 기준. 볼 수 있는 바와 같이, 변형은 MENTSH 활성을 두드러지게 향상, 그리고 또한 무력화시킬 수도 있다.
도 17. MENTSH는 HEK293 세포들에서 생활성을 감소시킨다.
도 18. 시험관내 유사체 선별.
도 19. 생쥐에서 MENTSH mRNA 및 펩타이드의 탐지 그리고 주사된 펩타이드의 약동학. 노던 블랏 혼성화로 미토콘드리아 mRNA에서 MENTSH 전사체의 존재를 확인하였다. 발명자가 MENTSH를 탐지하기 위해 전개한 ELISA 분석은 비교적 짧은 지속성 (예컨대, ~1 시간)의 MENTSH를 나타내었다.
도 20. 3T3/전구-지방세포들에서 시험관내 유사체 선별.
도 21. HEK293 세포들에서 시험관내 유사체 선별.
도 22. HepG2 세포들에서 콜레스테롤 수준. 인간의 간 세포주에서, MENTSH 처리는 처리 48 시간 (10μM) 이내에 총 세포 콜레스테롤 수준을 감소시켰다.
도 23. 비만 생쥐에서 콜레스테롤 수준. 콜레스테롤 수준은 식이-유도된 비만 생쥐에서 MENTSH 처리 (2.5mg/kg 하루 2회) 72 시간 이내에 감소되었다.
도 24. 쥐과 지방세포 세포주에서 시험관내 유사체 선별. 쥐과 지방세포 세포주에 MENTSH 유사체를 처리하여 지방세포들에 대하여 500%가 넘는 효능을 가진 많은 개선된 유사체, 뿐만 아니라 반대의 효과를 유발하였던 몇 가지 새로운 MENTSH 길항제를 발견하였다.

발명의 상세한 설명

본 출원에서 인용된 모든 문헌들은 전문이 제시된 것처럼 그 전문이 참고로 포함된다.　 달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 기술 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 해당 분야의 기술자에 의해 일반적으로 이해되는 바와 같은 동일한 의미를 가진다.　 Allen 외, Remington: The Science and Practice of Pharmacy 22 ^nd ed., Pharmaceutical Press (September 15, 2012); Hornyak 외, Introduction to Nanoscience and Nanotechnology, CRC Press (2008); Singleton and Sainsbury, Dictionary of Microbiology and Molecular Biology 3 ^rd ed., revised ed., J. Wiley & Sons (New York, NY 2006); Smith, March's Advanced Organic Chemistry Re작용들, Mechanisms and Structure 7 ^th ed., J. Wiley & Sons (New York, NY 2013); Singleton, Dictionary of DNA and Genome Technology 3 ^rd ed., Wiley-Blackwell (November 28, 2012); 및 Green and Sambrook, Molecular Cloning: A Laboratory Manual 4th ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press (Cold Spring Harbor, NY 2012)의 문헌들은 본 출원에서 사용되는 많은 용어들에 대한 일반적인 지침을 해당 분야의 숙련된 기술자에게 제공한다.　 항체를 준비하는 방법에 관한 참고문헌으로, Greenfield, Antibodies A Laboratory Manual 2 ^nd ed., Cold Spring Harbor Press (Cold Spring Harbor NY, 2013); Kohler and Milstein, Derivation of specific antibody-producing tissue culture and tumor lines by cell fusion, Eur. J. Immunol. 1976 Jul, 6(7):511-9; Queen and Selick, Humanized immunoglobulins, U. S. Patent No. 5,585,089 (1996 Dec); 및 Riechmann 외, Reshaping human antibodies for therapy, Nature 1988 Mar 24, 332(6162):323-7을 참고하라.

숙련된 기술자는 본 명세서에서 설명된 것들에 유사한 또는 대등한 많은 방법 및 재료를 알고 있을 것이며, 이는 본 발명의 실시에 이용될 수 있다. 실제로, 본 발명은 본 출원에 기재된 방법들에 결코 제한되지 않는다. 본 발명의 목적을 위하여, 다음과 같은 용어들이 하기와 같이 정의된다.

본 출원에서 사용되는 “투여” 및/또는 “투여하다”는 환자에게 제약학적 조성물을 전달하는 임의의 경로를 지칭한다. 전달 경로들은 비-침습적 경구 (구강을 통해), 국소 (피부), 경점막 (비강, 볼점막/설하, 질, 안구 및 직장) 및 흡입 경로, 뿐만 아니라 비경구 경로, 및 해당 분야에 공지된 다른 방법들을 포함할 수 있다. 비경구는 일반적으로 주사와 연관된 전달 경로를 지칭하며, 안와내, 주입, 동맥내, 경동맥내, 관절낭내, 심장내, 진피내, 근육내, 복강내, 폐내, 척수내, 흉골내, 척수강내, 자궁내, 정맥내, 지주막하, 피막하, 피하, 경점막, 또는 경기관을 포함한다. 비경구 경로를 통해, 상기 조성물은 주입 또는 주사용 용액 또는 현탁액의 형태로 또는 동결건조된 분말 형태로 존재할 수 있다.

본 출원에서 사용되는 “조절” 또는 “조절하다” 또는 “조절하는 것”은 반응의 상향조절 (즉, 활성화 또는 자극), 하향조절 (즉, 저해 또는 억제) 또는 조합 또는 별도로 이 둘 모두를 지칭한다.

본 출원에서 사용되는 “제약학적으로 허용가능한 담체”는 본 발명에서 유용한 종래의 제약학적으로 허용가능한 담체를 지칭한다.

본 출원에서 사용되는 “촉진하다” 및/또는 “촉진시키는 것”은 세포 또는 유기체의 특정 행동에 있어서의 증대를 지칭한다.

본 출원에서 사용되는 “대상체”는 반려 동물, 가축 및 동물원 동물을 비롯한 포유동물 및 다른 동물들을 포함하는 모든 동물들을 포함하나 이에 제한되는 것은 아니다. 용어 “동물”은 예를 들어, 포유동물, 새, 유인원, 개, 고양이, 말, 소, 설치류 등을 포함하는 범주의 임의의 살아있는 다세포 척추동물 유기체를 포함할 수 있다. 유사하게, 용어 “포유동물”은 인간 및 비-인간 포유동물들 모두를 포함한다.

본 출원에서 사용되는 “치료적 유효량”은 치료되는 대상체에서 원하는 효과를 달성하기에 충분한 특정 조성물, 또는 조성물 내 활성 제제의 양을 지칭한다. 치료적 유효량은 대상체의 생리학적 조건 (연령, 성별, 질환 유형 및 병기, 일반적인 신체적 조건, 제공된 용량에 대한 반응성, 원하는 임상 효과를 포함) 및 투여 경로를 포함한 다양한 요인들에 따라 달라질 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 임상 및 약물학 분야의 숙련된 기술자들은 통상의 실험을 통해 치료적 유효량을 결정할 수 있을 것이다.

본 출원에서 사용되는 “치료하다”, “치료하는 것” 및 “치료”는 치료적 치료 및 예방성 또는 방지성의 측정 모두를 지칭하며, 이 때 목적은 비록 해당 처리가 궁극적으로 성공적이지 않다 하더라도 목적으로 한 병태, 질환 또는 장애 (종합적으로 "병")를 방지 또는 그 진행을 늦추는 것 (줄이는 것)이다. 치료를 필요로하는 사람들은 이미 병을 가지고 있는 사람들, 뿐만 아니라 병에 걸리기 쉬운 사람들 또는 병이 예방되어야 하는 사람들을 포함할 수 있다.

설명한 바와 같이, 미토콘드리아는 세포 활동들 중에서도 에너지 생성, 예정된 세포 사멸 (세포자멸사)의 조절 및 생합성 전구물질 생성을 비롯한 중요한 세포 활동들을 담당한다. 최근까지, 미토콘드리아가 숙주 세포에 정보를 전달하는 방법에 대해 거의 알려진 바가 없었다. 이러한 과정들을 해명하여, 세포 과정들 및 세포의 운명을 조절하기 위해 미토콘드리아에 의해 전달되는 새로운 분류의 소통이 설명된 바 있다. 이제 이러한 미토콘드리아가 더 이상 단순한 '최종-기능' 소기관이 아니라, 세포 조절 과정들에서 중추적인 역할을 함이 잘 알려져 있다. 구체적으로, 미토콘드리아는 역행 신호를 통해 세포와 다시 소통하는데, 이러한 역행 신호는 핵 유전체에서 인코딩되거나, 미토콘드리아 대사의 2차 생성물이거나, 또는, 보다 최근에 발견된 바와 같이, 미토콘드리아 유전체에 의해 인코딩된다. 후자의 한 예로, 미토콘드리아-유래 펩타이드로 추정되는 세트인 최초의 소형 펩타이드인 휴매닌(humanin)은, 다양한 스트레스 및 질환 모델들에 대한 강력한 세포보호 작용들을 나타내는 것으로 보고된 바 있다. 이러한 새로운 분류의 분자들의 특징 및 능력을 연구하여 새로운 진단 및 치료 방안을 찾을 수 있다.

본 출원은 MENTSH (Mitochondrial-derived peptide Encoded in the ND-Two Subunit of Humans, ND-2개 소단위로 인코딩되는 인간의 미토콘드리아-유래 펩타이드)로 불리는 새로운 폴리펩타이드를 생성하게 되는, 미토콘드리아 인코딩되는 새로운 오픈 리딩 프레임을 기재한다. MENTSH 및 이의 유도체는 당뇨병과 비만을 비롯한 인간 질환을 치료함에 있어서 치료 및 진단 가능성을 가진 유전자 및 펩타이드의 확인에 도움을 주게 되는 새로운 분류의 미토콘드리아-유래 펩타이드를 나타낸다. 미토콘드리아에서 인코딩되는 NADH 탈수소효소 2는 인간에서 미토콘드리아 유전자 MT-ND2 유전자에 의해 인코딩되는 단백질이다. ND2 단백질은 NADH 탈수소효소 (유비퀴논)의 소단위이며, 미토콘드리아 내부 막에 위치하고 있다. 5가지 전자 전달계 복합체들 중 가장 크기 때문에, MT-ND2의 변이체들로 인한 미토콘드리아 기능이상은 성인에서 체질량 지수 (BMI)와 연계하여 비만, 당뇨병 및 고혈압을 비롯한 대사 장애와 연관되어 왔다.

미토콘드리아-유래 펩타이드 (MDPs). 이러한 펩타이드는 역행 미토콘드리아 신호전달 뿐만 아니라 미토콘드리아 유전자 발현에 있어서 중요한 요인이다. 인간 핵 유전체와 비교하여, 미토콘드리아는 ~16,570 bp의 중간 크기의 원형 유전체를 가지며, 이는 표면상으로 단 13개의 단백질 코딩 유전자들을 포함하는데, 이 유전자들은 모두 전자 전달계의 구조적 성분들이다.

미토콘드리아 DNA (mtDNA) 복제 및 전사 개시는 핵-인코딩된 단백질들에 의해 조절되며, 이는 단일 폴리시스트론 전구물질로 전사되는 것으로 생각되는데, 이러한 전구물질은 전략적으로 위치한 22개 tRNAs를 절제함으로써 개개 유전자들로 가공되어 (tRNA 단속 모델, tRNA punctuation model), 2개의 rRNAs 및 13개 mRNA를 생성한다.

인간 미토콘드리아는 무거운(heavy) 가닥 (주 및 부)에서 근접하게 위치한 2개의 프로모터를 가지며, 하나는 가벼운(light) 가닥에 존재하고, 이로써 3개의 상이한 단일 폴리시스트론 전사체를 생성한다. 무거운 주 프로모터는 모든 미토콘드리아 RNA (mtRNA) 전사체들의 80%에 해당한다. 전체 유전자는 단일 전사체로 전사되는 것으로 여겨지지만, 개개 rRNA, tRNA, 및 mRNA 전사체들의 풍부함(abundance)은 많이 다르며, rRNA가 가장 풍부하다. 이러한 가공 구조는 미토콘드리아에서 연구되지 않은 종류의 전사후 가공을 나타낸다.

미토콘드리아로부터 확인된 많은 mRNA 종들은 별개의 보다 작은 길이이며, 종래의 미토콘드리아 단백질을 인코딩하는 유전자들로 안내하지 않는다는 것이 중요하다. 예를 들어, 다수의 이러한 mRNA들은 16S rRNA로부터 관찰된다. RNA 단부들의 벙렬 분석 (PARE)은 예상된 그리고 예상치못한 과다한 절단 부위들이 미토콘드리아에 대해 발견되었음을 나타낸다. tRNAs 및 mRNA의 대다수는 5′말단에서 뚜렷한 우세 절단 부위를 가지지만, 유전자내 절단 부위들은 rRNAs에 특히 풍부하다. 특히, 폴리시스트론 mRNA의 소형 오픈 리딩 프레임 (sORFs)에 의해 인코딩되는, 11-32개 아미노산 길이의 생물학적 활성 펩타이드를 보여주는 소형 펩타이드들이 나타나는 영역으로부터 유력한 증거가 존재한다.

미토콘드리아는 핵 미토콘드리아 DNA-전달 또는 미토콘드리아에서 유래한 핵 삽입 (NUMTs) 과정을 통해, 염색체 “도플갱어”를 이탈시키는 숙주 핵으로 그 유전체를 전달하였던 것으로 생각된다. NUMTS는 원래 서열들과 다양한 정도의 상동성을 가지는 모든 mtDNA 부분들로부터 다양한 크기로 제공된다. 전체 mtDNA는 대부분의 사례들에서 실질적인 서열 축퇴성을 가짐에도 불구하고, 핵 유전체에서 발견될 수 있다. 대부분의 NUMTs는 <500 bp의 작은 삽입부들이며 12.85%만이 >1500 bp이다. 백분율 동일성은 크기와 반비례 관계이며 NUMTs와 mtDNA 사이의 평균 백분율은 63.5% 내지 100% 동일성 범위에서 79.2%이다.

진성 당뇨병. 당뇨병은 연속적이고 병리학적으로 상승된 혈당 농도와 관련된다. 당뇨병은 2개의 주요 하위-분류로 나뉘어진다: 제1형 (I형, 소아 당뇨병, 또는 인슐린-의존성 진성 당뇨병으로도 공지됨 (IDDM)) 및 제2형 (II형, 성인 발현 당뇨병, 또는 비-인슐린-의존성 진성 당뇨병 (NIDDM)으로도 공지됨).

정상적인 건강한 대상체들에서, 인간 혈류중의 포도당 농도는 비교적 엄격한 범위 내에서 (혈액 1 데시리터 당 60-120 밀리그램) 제어된다. 과잉 혈당, 또는 고혈당증은, 세포들, 조직, 및 장기들에서 과다한 포도당의 존재 및 단백질들에 대한 축적된 부착으로 인해 궁극적으로 조직 손상을 유발할 수 있다. 이러한 손상은 실명, 신장 부전, 발기부전, 죽상경화증, 및 감염에 대한 취약성 증가의 당뇨 합병증들을 유발하는 것으로 여겨진다.

당뇨병은 통상적으로 과다 배뇨 또는 과다 갈증의 발병 후 진단되며, 종종 체중 감소를 수반한다. 일반적으로, 당뇨병-전단계 개체는 110 mg/dl 초과 126 mg/dl 미만의 공복 혈당 수준 또는 140 mg/dl 초과 200 mg/dl 미만의 2 시간 PG 판독값을 가진 성인을 지칭한다. 당뇨병 개체는 126 mg/dl 초과의 공복 혈당 수준 또는 200 mg/dl 초과의 2-시간 PG 판독값을 보유할 것이다. 내당능 장애는 당뇨병 진단에 필요한 혈당 수준 미만의 공복 혈당 수준을 가지지만, 정상과 당뇨병 사이의 경구 포도당 내성 테스트 (OGTT) 동안 혈장 포도당 반응을 가지는 개체들에서 진단된다. 내당능 장애는 당뇨병 전단계 병태로 간주되며, 내당능 장애는 II형 진성 당뇨병의 발달에 관한 강력한 예측인자이다.

당뇨병 발달 위험이 있는 개체들에서의 초기 개입은 병리학적 고혈당증 또는 내당능 장애를 감소시켜 당뇨병 그리고 관련 합병증들로의 진행을 방지 또는 지연시키는 것에 초점을 둔다. 인슐린, 설포닐우레아, 글루카곤-유사 펩타이드-1 (GLP-1) 수용체 작용제는 미국에서 오늘날 처방되는 주요 당뇨병 약물 분류들이다. 인슐린은 제1형 및 제2형 당뇨병 모두에 처방되는 반면, 설포닐우레아 및 GLP-1 작용제들은 통상적으로 제2형 당뇨병에 처방된다. 설포닐우레아 및 GLP-1 작용제는 자연 인슐린 분비를 자극하고 인슐린 내성을 감소시킬 수 있는 반면, 이들 화합물들은 대사에 있어서 인슐린의 기능을 대체하지 못한다. 결국, 설포닐우레아를 제공받은 상당수의 환자들이 이에 대해 내성이 생기게 된다. 일부 II형 당뇨병은 설포닐우레아 요법에 반응하지 않는다. 설포닐우레아 초기 치료에 반응한 환자들 중에서, 5-10%는 약 10년 후 설포닐우레아 효능의 손실을 경험하기 쉽다.

또한, 많은 항-당뇨제, 예를 들어, 설포닐우레아 및 싸이아졸리딘다이온은, 체중을 증가시키는 바람직하지 않은 부작용을 가진다. 당뇨병전단계 병태 또는 II형 진성 당뇨병을 진단받은 환자들에서의 체중 증가는 대사 및 내분비 조절장애의 항진으로 인해 유해 효과를 유발할 수 있다. 비만은 그 자체로 II형 진성 당뇨병의 발달 및 진행성 악화 위험이 상당하다. 이자에서의 증식 효과로 인해 GLP-1 작용제의 안전성 프로파일에 대한 일부 우려가 존재한다. 그러므로 체중을 유지 또는 저하시키고, 효능을 유지하고, 정상적인 항상성 과정에 최소한의 부작용을 주는 항-당뇨병 제제를 보유하는 것이 바람직하다.

본 출원에 기재된 바와 같이, 발명자들은 본 출원은 MENTSH (Mitochondrial-derived peptide Encoded in the ND-Two Subunit of Humans, ND-2개 소단위로 인코딩되는 인간의 미토콘드리아-유래 펩타이드)로 불리는 새로운 폴리펩타이드를 생성하게 되는, 미토콘드리아 인코딩되는 새로운 오픈 리딩 프레임을 발견하였다.

미토콘드리아 유전체-전체 연관 연구를 사용하여, 발명자들은 MENTSH 유전자에 지장을 주는 특이적 소형 뉴클레오타이드 다형성을 비만 및 당뇨병의 증가와 상관시켰다. 흥미롭게도, 이러한 다형성은 멕시코계 미국인들에서 매우 우세하며 비만 존재시 모집단의 당뇨병 증가 가능성을 설명할 수 있다. 흥미롭게도, “”돌연변이는 ND2 유전자에 대해서 동의 (침묵)이지만, 미토콘드리아 전사체 가공의 폴리시스트론성으로 인하여, MENTSH 펩타이드의 개시 코돈에 지장을 준다. 미토콘드리아에서, 뉴클레오타이드 ATT는 개시 코돈을 시작시킬 수 있다. 이러한 SNP는 ATT를 ACT로 변화시키며, 이는 더 이상 개시 코돈으로 작용하지 않아, 단백질이 생성되지 않도록 한다. 그러므로 인간 대상체들에서 “”돌연변이는 MENTSH 녹아웃 효과를 가지며, 이는 관찰된 연관관계를 최소한 부분적으로 설명하여 준다.

추가로, 발명자들은 MENTSH의 시험관내 투여가 근육 세포에서 인슐린 분비를 증가시키고, 지방 축적을 감소시키고 포도당 섭취를 개선시킴을 발견하였다. 이러한 효과들은 특정 세포 유형들에서 AKT 활성화에 의해 매개될 수 있다. MENTSH-처리된 생쥐에서의 고유한 대사체학 연구 특성들은 MENTSH 치료요법에 대한 약력학 마커로 기능할 수 있다. 항체들은 MENTSH에 대해 생성되었으며 발명자들은 MENTSH에 대한 ELISA 분석결과를 생성하였는데, 이 결과는 MENTSH 결핍을 평가하고 MENTSH 치료요법을 모니터하는데 사용될 수 있다.

생체내 연구결과는 MENTSH의 투여가 고-지방/"서양식" 식이를 공급받은 생쥐들의 포도당 내성을 개선시켜, 새로운 당뇨병 치료요법으로 기능하고, 고-지방 식이를 공급받은 생쥐의 체중을 감소시켜, 새로운 비만 치료요법으로 기능함을 또한 나타내었다.

MENTSH 유사체들을 생성함으로써, 발명자들은 자연 펩타이드와 비교하여 활성을 추가로 향상 또는 제거할 수 있었다.

본 출원은 미토콘드리아 펩타이드를 기재한다. 한 구체예에서, 미토콘드리아 펩타이드는 아미노산 서열 MKPNPATQNLSMLLNYPH [서열 번호: 97]를 가지는 펩타이드, 이의 유사체 또는 유도체를 포함한다.

한 구체예에서, 미토콘드리아 펩타이드는 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 또는 24개 아미노산 길이이다. 한 특정 구체예에서, 미토콘드리아 펩타이드는 18개 아미노산 길이이다. 한 구체예에서, 미토콘드리아 펩타이드는 합성 아미노산을 포함한다. 한 구체예에서, 미토콘드리아 펩타이드는 MKPNPATQNLSMLLNYPH [서열 번호: 97]에 약 25%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85% 또는 그 이상보다 미만의 백분율 동일성을 보유한다. 해당 분야의 숙련된 기술자는 해당 분야에 공지된 방법들에 따라 백분율 동일성을 결정할 수 있으며, 이는 백분율 동일성 정도를 결정하기 위하여 기준 아미노산 서열과 제 2 아미노산 서열 간의 비교 윈도우를 설정하는 것을 포함한다. 예들을 표 1에 나타낸다.

다른 구체예들에서, 미토콘드리아 펩타이드는 번역 후 변형 또는 인공 변형과 같은 다른 유형의 변형을 보유한다. 다양한 구체예들에서, 이는 그 중에서도, 예를 들어, 페길화, 지방-산 접합 지질화, 반복 폴리펩타이드 확장, IgG-Fc, CPT, HSA, ELP, 트랜스페린, 또는 알부민 변형을 포함한다. 예를 들어, 변형들은 서열 번호: 97의 메티오닌 위치 1에서 포르밀화, 트레오닌 위치 7에서 인산화, 세린 위치 11에서 인산화, 위치 16에서 티로신의 인산화, 또는 위치 2의 리신의 아세틸화, 또는 표 1에 나타낸 서열 번호: 1 내지 서열 번호: 96의 서열들에 의해 예시되는 유사체 또는 이의 유도체에서 상응하는 위치들에서의 변형들을 포함할 수 있다.

한 구체예에서, 미토콘드리아 펩타이드는 인슐린 분비를 증가시킨다. 한 구체예에서, 미토콘드리아 펩타이드는 글루카곤 수준을 감소시킨다. 한 구체예에서, 미토콘드리아 펩타이드는 포도당 반응을 개선한다. 한 구체예에서, 미토콘드리아 펩타이드는 지방 축적을 감소시킨다. 한 구체예에서, 미토콘드리아 펩타이드는 세포들, 예를 들어, 근육 세포들을 포함한 세포들에서 포도당 섭취를 개선한다. 한 구체예에서, 미토콘드리아 펩타이드는 포도당 내성을 개선한다.

본 출원은 펩타이드를 기재한다. 다양한 구체예들에서, 펩타이드는 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 또는 24개 아미노산 길이이다. 다양한 구체예들에서, 위치 1의 펩타이드 (즉, 첫번째 N-말단 아미노산)는 X1, 위치 2는 (X2), 기타 등등 (X3, X4, 5, X6, 등)이며, 이 때 X1, X2, X3, X4, X5, X6, 등은 자연 또는 합성 아미노산으로 구성된 그룹에서 선택된다. 다양한 구체예들에서, 펩타이드는 서열 번호: 1 내지 서열 번호: 35 중 하나이다. 다양한 구체예들에서, 펩타이드는 서열 번호: 36 내지 서열 번호: 42 중 하나이다. 다양한 구체예들에서, 펩타이드는 서열 번호: 43 내지 서열 번호: 96 중 하나이다. 다른 구체예들에서, 미토콘드리아 펩타이드는 번역-후 변형 또는 다른 유형의 변형, 가령, 인공 변형을 보유한다. 다양한 구체예들에서, 이는 그 중에서도, 예를 들어, 페길화, 지방-산 접합 지질화, 반복 폴리펩타이드 확장, IgG-Fc, CPT, HSA, ELP, 트랜스페린, 또는 알부민 변형을 포함한다. 예를 들어, 변형들은 서열 번호: 97의 메티오닌 X1에서 포르밀화, 트레오닌 X7에서 인산화, 세린 X11에서 인산화, X16에서 티로신의 인산화, 또는 X2의 리신의 아세틸화, 또는 표 1에 나타낸 서열 번호: 1 내지 서열 번호: 96의 서열들에 의해 예시되는 유사체 또는 이의 유도체에서 상응하는 X1,X2, X3, X4, X5, X6, 등의 위치들에서의 변형들을 포함할 수 있다. 다양한 구체예들에서, 펩타이드는 MKPNPATQNLSMLLNYPH [서열 번호: 97]에 약 25%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85% 또는 그 이상보다 미만의 백분율 동일성을 보유한다.

본 출원은 치료를 필요로 하는 대상체를 선택하는 단계, 및 치료를 필요로 하는 대상체에게 일정량의 미토콘드리아 펩타이드를 투여하는 단계를 포함하는, 미토콘드리아 펩타이드를 사용하여 질환 및/또는 병태를 치료하는 방법을 기재한다. 한 구체예에서, 미토콘드리아 펩타이드는 MKPNPATQNLSMLLNYPH [서열 번호: 97], 이의 유사체 또는 유도체이다. 상기 펩타이드는 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 또는 24개 아미노산 길이이다. 한 구체예에서, 미토콘드리아 펩타이드는 18개 아미노산 길이이다.

한 구체예에서, 투여되는 미토콘드리아 펩타이드의 양은 미토콘드리아 펩타이드의 치료적 유효량이다. 한 구체예에서, 대상체는 포유동물이다. 한 구체예에서, 대상체는 인간이다.

표 1. MENTSH 유사체의 예시

다양한 구체예들에서, 기재된 미토콘드리아 펩타이드 또는 유사체 조성물로 치료하기에 적합한 질환 및/또는 병태 는 혈중 인슐린 수준 감소, 또는 이자 베타섬 세포들의 수 또는 기능 감소로 특징되는 장애들을 포함한다. 다양한 구체예들에서, 질환 및/또는 병태는 제1형 및 제2형 당뇨병, 임신성 당뇨병, 당뇨병 전단계, 인슐린 내성, 대사 증후군, 및 내당능 장애를 포함한다. 본 발명의 조성물은, 예컨대, 당뇨병의 유전적 소인을 가진 개체들을 위해, 예방적으로 사용될 수 있다. 다양한 구체예들에서, 기재된 미토콘드리아 펩타이드 또는 유사체 조성물로 치료하기에 적합한 질환 및/또는 병태 는 비만을 포함한다. 다른 구체예들에서, 질환 및/또는 병태는 당뇨 합병증, 가령, 망막병증, 신경병증, 신장 질환들을 포함한다. 다른 구체예들에서, 질환 및/또는 병태는 이상지질혈증을 포함한다.

다양한 구체예들에서, 대상체는 당뇨병전단계이다. 다양한 구체예들에서, 대상체는 당뇨병이다. 다양한 구체예들에서, 대상체는 비만 또는 과체중이다. 다양한 구체예들에서, 대상체는 자신을 히스패닉계라 하는 개체들을 포함한 히스패닉계이다. 다양한 구체예들에서, 대상체는 자신을 북미 원주민이라 하는 개체들을 포함한 북미 원주민이다. 다양한 구체예들에서, 대상체는 자신을 남미인이라 하는 개체들을 포함한 남미인이다. 다양한 구체예들에서, 대상체는 자신을 중미인이라 하는 개체들을 포함한 중미인이다. 다양한 구체예들에서, 대상체는 SNP Rs28357981의 운반자이다. 이는, 예를 들어, MKPNPATQNLSMLLNYPH [서열 번호: 97]을 인코딩하는 오픈 리딩 프레임의 발현을 제거하는 “G”또는 "C" 대립 돌연변이를 포함한다. 다양한 구체예들에서, 대상체는 펩타이드 MKPNPATQNLSMLLNYPH [서열 번호: 97]을 발현시키지 않는다. 다양한 구체예들에서, 대상체는 당뇨병 및/또는 비만 없는 건강한 정상 대상체에 비해 적은 양의 MKPNPATQNLSMLLNYPH [서열 번호: 97]을 발현한다. 다른 구체예들에서, 대상체는 낮은 MENTSH 활성의 대사 특성을 보유한다. 다른 구체예들에서, 대상체는 높은 MENTSH 활성의 대사 특성을 보유한다. 다양한 구체예들에서, 대상체는, 예를 들어, 표 1에 열거된 서열 번호: 36 내지 서열 번호: 42 중 하나를 포함한, MENTSH의 우성 음성 유사체 및/또는 유도체를 투여받는다. 다른 구체예들에서, 질환 및/또는 병태는 암, 알쯔하이머병, 및/또는 죽상경화증이다.

본 출원은 질환 및/또는 병태에 관해 개체를 진단하는 방법을 기재한다. 다양한 구체예들에서, 상기 방법은 대상체를 선택하는 단계, 하나 이상의 바이오마커의 존재, 부재 또는 발현 수준을 탐지하는 단계, 및 하나 이상의 바이오마커의 존재, 부재 또는 발현 수준에 근거하여 질환 및/또는 병태에 대해 대상체를 진단하는 단계를 포함한다. 다양한 구체예들에서, 바이오마커는 미토콘드리아 펩타이드를 포함한다. 다양한 구체예들에서, 바이오마커는 MKPNPATQNLSMLLNYPH [서열 번호: 97]을 포함한다. 예를 들어, 대상체는 당뇨병 및/또는 비만이 없는 건강한 정상 대상체에 비해 적은 양의 MKPNPATQNLSMLLNYPH [서열 번호: 97]를 발현하는 경우 당뇨병 전단계, 당뇨병, 및/또는 비만을 진단받을 수 있다. 다양한 구체예들에서, 바이오마커의 존재, 부재 또는 발현 수준의 탐지는 하나 이상의 바이오마커의 항체 탐지를 포함하며, 이는 예를 들어, 단클론 항체, 다클론 항체, 안티세라, 다른 면역원 탐지, 및 질량 분광분석법 탐지법 사용을 포함한다.

또 다른 구체예에서, 바이오마커는 단일 뉴클레오타이드 다형성 (SNP)을 포함한다. 다양한 구체예들에서, SNP는 Rs28357981이다. 이는, 예를 들어, MKPNPATQNLSMLLNYPH [서열 번호: 97]을 인코딩하는 오픈 리딩 프레임의 발현을 제거하는 “G/C”대립 돌연변이를 포함하며, 여기서 MKPNPATQNLSMLLNYPH [서열 번호: 97] 가 없으면 대상체를 당뇨병 전단계, 당뇨병, 및/또는 비만 아형으로 진단한다. 해당 분야의 숙련된 기술자는 SNP 탐지를 할 수 있는 방법들을 알고 있다.

다양한 구체예들에서, 질환 및/또는 병태는 혈중 인슐린 수준 감소 또는 증가, 또는 이자 베타 섬 세포들의 수 또는 기능 감소로 특징되는 것들을 포함한다. 다양한 구체예들에서, 질환 및/또는 병태는 제1형 및 제2형 당뇨병, 임신성 당뇨병, 당뇨병 전단계, 인슐린 내성, 대사 증후군, 및 내당능 장애를 포함한다. 다양한 구체예들에서, 질환 및/또는 병태는 비만을 포함한다. 다른 구체예들에서, 질환 및/또는 병태는 당뇨 합병증, 가령, 망막병증, 신경병증, 신장 질환들을 포함한다. 다른 구체예들에서, 질환 및/또는 병태는 이상지질혈증을 포함한다.

다양한 구체예들에서, 대상체는 당뇨병전단계이다. 다양한 구체예들에서, 대상체는 당뇨병이다. 다양한 구체예들에서, 대상체는 비만 또는 과체중이다. 다양한 구체예들에서, 대상체는 자신을 히스패닉계라 하는 개체들을 포함한 히스패닉계이다. 다양한 구체예들에서, 대상체는 자신을 북미 원주민이라 하는 개체들을 포함한 북미 원주민이다. 다양한 구체예들에서, 대상체는 자신을 남미인이라 하는 개체들을 포함한 남미인이다. 다양한 구체예들에서, 대상체는 자신을 중미인이라 하는 개체들을 포함한 중미인이다.

본 발명은 또한 필요로 하는 대상체를 선택하는 단계, 및 질환 및/또는 병태 치료를 받는 대상체에게 일정양의 미토콘드리아 펩타이드를 투여하는 단계를 포함하는, 미토콘드리아 펩타이드를 사용하여 질환 및/또는 병태의 치료 효능을 향상시키는 방법을 제공하며, 여기서 미토콘드리아 펩타이드는 질환 및/또는 병태의 효능을 향상시킴으로써, 치료 효능을 향상시킨다. 한 구체예에서, 미토콘드리아 펩타이드는 염증성 질환 및/또는 병태를 치료할 수 있는 조성물과 동시에 투여된다. 한 구체예에서, 미토콘드리아 펩타이드는 질환 및/또는 병태를 치료할 수 있는 조성물의 투여 전 또는 후에 순차적으로 투여된다. 한 구체예에서, 대상체는 인간이다. 예를 들어, 본 발명의 미토콘드리아 펩타이드 및 유사체 조성물은 당뇨병 치료를 위한 다른 치료 제제들과 함께 공-투여될 수 있다. 공-투여는 동시에, 예컨대, 단일 제약학적 조성물로 또는 별도의 조성물로 이루어질 수 있다. 본 발명의 조성물은 또한 다른 치료 제제(들)과 별도로, 예컨대, 독립적인 투약 일정으로 투여될 수 있다.

다양한 구체예들에서, 본 발명은 제약학적 조성물을 추가로 제공한다. 한 구체예에서, 제약학적 조성물은 미토콘드리아 펩타이드 및 제약학적으로 허용가능한 담체를 포함한다. 한 구체예에서, 미토콘드리아 펩타이드는 MKPNPATQNLSMLLNYPH [서열 번호: 97]이다. 일부 구체예들에서, 생활성 미토콘드리아 펩타이드는 6-9개 아미노산만큼 작으며, 뿐만 아니라 일부는 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 또는 24개 아미노산 길이이다. 한 구체예에서, 미토콘드리아 펩타이드는 18개 아미노산 길이이다. 한 구체예에서, 제약학적 조성물 내 미토콘드리아 펩타이드는 치료적 유효량의 미토콘드리아 펩타이드를 포함한다. 한 구체예에서, 제약학적 조성물은 하나 이상의 미토콘드리아 펩타이드 및 제약학적으로 허용가능한 담체를 포함한다.

다양한 구체예들에서, 본 발명은 미토콘드리아 펩타이드의 제조 방법을 추가로 제공한다. 한 구체예에서, 이러한 제조 방법은 미토콘드리아 펩타이드를 인코딩하는 하나 이상의 폴리뉴클레오타이드를 제공하는 단계, 하나 이상의 폴리뉴클레오타이드를 숙주 세포에서 발현시키는 단계, 및 숙주 세포로부터 미토콘드리아 펩타이드를 추출하는 단계를 포함한다. 한 구체예에서, 이러한 제조 방법은 하나 이상의 폴리뉴클레오타이드를 숙주 세포에서 발현시키는 단계, 및 숙주 세포로부터 미토콘드리아 펩타이드를 추출하는 단계를 포함한다. 한 구체예에서, 하나 이상의 폴리뉴클레오타이드는 MKPNPATQNLSMLLNYPH [서열 번호: 97]을 인코딩하는 서열, 또는 MKPNPATQNLSMLLNYPH [서열 번호: 97]에 약 25%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85% 또는 그 이상보다 미만의 백분율 동일성을 가지는 미토콘드리아 펩타이드이다. 다양한 구체예들에서, 폴리뉴클레오타이드는 attaaaccaaacccagctacgcaaaatcttagcatactcctcaattacccacatagg [서열 번호: 98]에 약 25%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85% 또는 그 이상보다 미만의 백분율 동일성을 가진다.

또 다른 구체예에서, 상기 제조 방법은 액체-상 합성 또는 고체-상 합성을 사용한 펩타이드 합성 단계들을 포함한다. 한 구체예에서, 고체-상 합성은 Fmoc 또는 BOC 합성이다.

실시예 1

발견

발명자들은 미토콘드리아 변이체들과 당화 헤모글로빈 HbA1c 간의 연관성을 조사하기 위해 9,825명의 건강 및 은퇴 연구 (Health and Retirement Study, HRS) 참가자들에 대한 전유전체 연관성 연구 (GWAS)를 실시하였다. GWAS는 >0.01의 소수 대립유전자 빈도수를 가진 68개 미토콘드리아 SNP에 대해 실시되었다. 모델들은 연령 및 모집단 층상구조(처음 4개의 고유값)로 조정되었다. 하나의 SNP (MitoT4978C, Rs28357981로도 공지됨)는 다중-검사를 위해 조정한 후 HbA1c와 유의하게 연관된 것으로 나타났다 (P=4.9E-04, 본페로니 P=.03) (도 1).

다음으로, 이러한 SNP와 당뇨병 진단 간의 연관성을 조사한 결과 SNP가 당뇨병 위험의 38% 증가와 연관성이 있으나, 심장 질환 또는 고혈압과는 연관성이 없는 것으로 나타났다.

실시예 2

민족성 효과

흥미롭게도, SNP는 히스패닉계라 자칭하는 참가자들에서 훨씬 더 흔하다 (MAF히스패닉계=18.65 대 MAF비-히스패닉계=0.27). MitoT4978C와 HbA1c 사이의 연관성을 히스패닉성(Hispanicity)으로 조사하였을 때, 결과들이 유의성을 유지하였다.

실시예 3

비만

MitoT4978C와 Hb1ac 사이의 연관성을 체질량 지수 (BMI)로 조사하였을 때, 발명자들은 유의한 SNP X BMI 상호작용을 발견하였다 (도 2). 특히, 결과들은 BMI가 증가함에 따라 Hba1c에 대한 SNP의 효과가 증가함을 보여주었다. 연령, 성별, 인종, 및 BMI에 관하여 조정한 이후에도, 당뇨병에 걸릴 위험은 G/C 대립유전자 그룹에서 거의 2-배 더 높다 (OR: 1.90, p<.0001) (도 3).

표 2. 정상 체중, 과체중 및 비만 대상체들에서 대립유전자 분포

실시예 4

MitoT4978C (rs28357981)에 대한 HbA1c 및 당뇨병 결과

모든 분석연구들을 연령, 성별, 모집단 층상구조 (PC14), 교육, BMI, 및 흡연에 관하여 조정하였다. 결과들은 소수 대립유전자 (A) 보유가 0.12 더 높게 HbA1c와 연관됨을 보여주며 이는 당뇨병 위험의 15% 증가를 제안하는 것이다. 인종/민족성으로 이들의 관계를 조사하였을 때, 비-히스패닉계 백인들에게서 어떠한 유의한 연관성도 발견되지 않았으나, 비-히스패닉계 흑인들에서 A 대립유전자는 0.56 더 높게 HbA1c와 연관되며 이는 82%의 당뇨병 증가에 해당하고, 히스패닉계에서는 0.12 더 높게 HbA1c와 연관되며 이는 18%의 당뇨병 증가에 해당한다 (제안적). 결과들은 또한 HbA1c가 당뇨병을 진단받지 않은 사람들과 이를 진단받은 사람들 중에서 보다 높음을 보여준다 (제안적 유의성). SNP Rs28357981은 미토콘드리아 ND2유전자에 위치한다.

표 3. MitoT4978C (rs28357981)에 대한 HbA1c 및 당뇨병 결과

표 4. 당뇨병 상태에 따른 MitoT4978C (rs28357981)에 대한 HbA1c 결과

표 5. MitoT4978C (rs28357981)에 대한 당뇨병 결과

실시예 5

MENTSH - 인간의 ND-2개 소단위로 인코딩된 MDP

SNP Rs28357981에 초점을 두어 MDP- 미토콘드리아 유래 (그리고 미토콘드리아에서 번역되는) 펩타이드를 인코딩하는 오픈 리딩 프레임을 밝혀내었다 (도 4). 연령, 성별, 인종, 및 BMI에 대해 조절하였을 때 당뇨병에서 MENTSH 돌연변이 빈도수의 2x 발현 증가가 존재하며, 이는 히스패닉계의 18.5%에서 그리고 비-히스패닉계의 0.3%에서 우세하다. 흥미롭게도, “C”돌연변이는 ND2 유전자에 대해서 동의 (침묵)이지만, 미토콘드리아 전사체 프로세싱의 폴리시스트론 성질의 결과로, MENTSH 펩타이드의 개시 코돈에 지장을 준다. 그러므로 인간 대상체들에서 “G”돌연변이는 MENTSH 녹아웃 효과를 가지며, 이는 관찰된 연관관계를 최소한 부분적으로 설명하여 준다.

추가 연구 결과 mRNA는 GREBP (115-aa)로 명명된 이론적 유전자- 이는 염색체-1에서의 NUMT로부터 인코딩됨-의 일부로부터 원위에 있으나 부분적으로 이에 상동성임을 나타내었다. 그러나, 이 유전자는 18개 아미노산 길이의 작은 MENTSH 펩타이드를 인코딩하지 않는다.

실시예 6

MENTSH는 ins-1 세포들에서 인슐린 분비를 증가시킨다

시험관내에서, 쥐 이자 ins-1 세포들에 대한 MENTSH 펩타이드의 추가는 포도당 추가와 비교하여 인슐린 분비를 용량 의존 방식으로 그리고 통계학적으로 유의한 방식으로 증가시킬 수 있었음이 관찰되었다 (도 5).

실시예 7

MENTSH는 3T3 지방세포들에서 시험관내 지방 축적을 감소시킨다

시험관내, MENTSH 펩타이드의 추가는 3T3 지방세포들에서 지방 축적을 감소시킬 수 있었다 (도 6).

실시예 8

MENTSH는 세포-특이적 방식으로 신호 전달을 신속하게 활성화시킨다.

MENTSH에 대하여 관찰된 이러한 효과들은 부분적으로 세포-특이적 방식의 Akt 신호전달에 의한 것으로 보인다. 구체적으로, 인산화된 Akt는 분화된 3T3 지방세포들에서 증가함이 관찰되었으나, 분화된 L6 근육세포에서는 관찰되지 않았다 (도 7).

실시예 9

MENTSH는 고-지방 식이 (HFD)를 제공받은 생쥐에서만 체중 증가를 감소시킨다.

생체내 연구는 생쥐에서 MENTSH 투여의 2주 연구로 실시되었다. 일일 2회 2.5-mg/kg 복강내 주사 처리한 생쥐를 고 지방 식이 (HFD) (60% 지방) 또는 정상 식이에 두었다. 사전에, MENTSH가 고 지방 식이를 공급받은 생쥐에서 체중 증가를 가장 두드러지게 감소시킴으로써, 항-비만 효과에 관계함이 관찰되었다 (도 8).

중요한 것은, MENTSH가 식품 섭취를 변화시키지 않으므로, 이러한 효과들은 식품 섭취의 변화로 인한 것이 아니었다는 것이다 (도 9). 더욱이, MENTSH는 정상 일반식이에서 생쥐의 체중 및 식품 섭취를 변화시키지 않는다 (도 10, 또한 도 8 및 9).

실시예 10

MENTSH는 HFD에서 생쥐의 인슐린 민감성 및 인슐린 수준을 개선하고, 글루카곤을 감소시키고, 포도당 반응을 개선시킨다

중요한 것은, HFD의 동물에서 MENTSH 투여는 대조군에 비해 인슐린 수준을 감소시켰으므로 인슐린 민감성을 증가시켰음이 관찰되었다는 것이다 (도 11). 더욱이, MENTSH는 HFD 생쥐의 글루카곤 수준을 감소시키고 포도당 반응을 개선시킨다 (도 12, 도 13).

실시예 11

혈장의 대사체학 연구는 증가된 지방 이용을 제안한다.

혈장의 대사체학 연구는 증가된 지방 이용을 제안한다. 치료 생쥐에서 MENTSH 투여는 지방산 대사산물의 감소와 연관관계가 있었으므로, 이는 세포들 내부에서 증가된 지방 이용을 제안하는 것이다 (도 14). MTT 분석을 통해, MENTSH가 3T3/전구-지방세포들에서 생활성을 증가시키는 반면, MENTSH가 HEK293 세포들에서 생활성을 감소시킴을 관찰하였다 (도 15, 도 17).

실시예 12

시험관내 유사체 선별

미토콘드리아 MENTSH 펩타이드는 향상된 또는 제거된 생물학적 활성을 보유하는 유사체들을 생성하도록 변형될 수 있다. 예시적인 유사체들을 표 1에 나타내며 이러한 유사체들을 시험하여 MENTSH에 비해 다수 배의 활성 향상을 가지는 여러 유력한 후보자들을 이미 확인하였다. 흥미롭게도 최소한 일부 생물학적 효과들은 세포-특이적이다. 다른 예들에서, 유사체들은 제거된 활성을 가질 수 있다 (도 16, 도 18, 도 20 및 도 21).

실시예 13

생쥐에서 MENTSH mRNA 및 펩타이드의 탐지 그리고 주사된 펩타이드의 약동학

노던 블랏 혼성화로 미토콘드리아 mRNA에서 MENTSH 전사체의 존재를 확인하였다 (도 19). 또한, 발명자들은 MENTSH의 탐지를 위해 ELISA 분석법을 실시하였다. 약동학은 MENTSH의 비교적 짧은 지속성 (예컨대, ~1 시간)을 나타내었다 (도 19). 유사체들, 또는 기타 인공 변형에 의한 MENTSH의 지속적인 생체이용률 증가는 치료 용도에 관한 생물학적 효과를 추가로 개선시킬 수 있다.

실시예 14

콜레스테롤, 이상지질혈증

발명자들은 세포 배양 모델인 MENTSH 처리된 인간 HepG2 간 세포들에서 MENTSH 처리가, 콜레스테롤의 감소를 또한 보여줌을 추가로 발견하였다 (도 22).

이러한 결과는 동물 연구에서 확인되었으며, 이 때 MENTSH 처리된 비만 생쥐는 72 시간 이내에 콜레스테롤 수준의 감소를 경험하는데, 이는 MENTSH가 고콜레스테롤혈증 및 관련 질환들에 대한 치료제가 될 수 있음을 제시하는 것이다 (도 23).

실시예 15

유사체 선별

발명자들은 표 1의 서열 번호: 1 내지 서열 번호: 96을 구성하는 96개의 상이한 MENTSH 유사체의 생활성에 대한 선별을 완료하였다. 발명자들은 몇 가지가 MENTSH 보다 500% 이상 효과적임을 발견하였다 (도 24).

상기 기재된 다양한 방법들 및 기술들은 본 발명을 실시하기 위한 수많은 방법들을 제공한다. 물론, 기재된 모든 목적 또는 이점들이 본 출원에 기재된 임의의 특정 구체예들에 의해 반드시 구현될 수 있어야 하는 것은 아님을 이해하여야 한다. 그러므로, 예를 들어, 해당 분야의 숙련된 기술자는, 상기 방법들이 본 출원에서 개시되거나 제시될 수 있는 다른 목적 또는 이점들을 반드시 구현하지 않고도 본 출원에 개시된 하나의 이점 또는 일 그룹의 이점들을 구현 또는 최적화하는 방식으로 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 다양한 이로운 그리고 불리한 대안들이 본 출원에서 언급된다. 일부 바람직한 구체예들은 구체적으로 하나의, 또 다른, 또는 여러 이로운 특징들을 포함할 수 있는 반면, 다른 구체예들은 구체적으로 하나의, 또 다른, 또는 여러 불리한 특징들을 배제하고, 또한 또 다른 구체예들은 구체적으로 하나의, 또 다른, 또는 여러 이로운 특징들을 포함시킴으로써 본 출원의 불리한 특징을 경감시킴을 이해하여야 한다.

더욱이, 숙련된 기술자들은 상이한 구체예들에서의 다양한 특징들의 적용가능성을 알고 있을 것이다. 유사하게, 상기 논의된 다양한 요소들, 특징들 및 단계들, 뿐만 아니라 이러한 요소, 특징 또는 단계 각각에 대하여 공지된 다른 균등구성들은, 본 출원에 기재된 원리에 따라 방법들을 실시하기 위해 해당 분야의 통상의 기술자에 의해 혼합되고 매칭될 수 있다. 다양한 요소들, 특징들, 및 단계들 중에서도, 일부는 구체적으로 포함되고 다른 것들은 다양한 구체예들에서 배제될 것이다.

본 발명은 특정 구체예들 및 실시예들과 관련하여 개시되었으나, 해당 분야의 숙련된 기술자는 본 발명의 구체예들이 구체적으로 개시된 구체예들에서 벗어나 다른 대안적 구체예 및/또는 용도 및 이의 변형 및 균등예에까지 미침을 이해할 것이다.

많은 변화 및 대안적 요소들이 본 발명의 구체예들에 개시되어 있다. 또 다른 변화 및 대안적 요소들은 해당 분야의 숙련된 기술자에게 자명할 것이다. 이러한 변화들 중에는, 제한없이, 본 발명의 개시내용과 관련된 미토콘드리아 펩타이드 및 상기 펩타이드의 제조 및/또는 단리 방법, 질환 및/또는 병태들의 치료에 있어서 상기 펩타이드의 용도, 여기서 사용되는 기술들 및 조성물 그리고 용액들의 사용, 그리고 본 발명의 개시내용에 의해 생성된 생성물의 특정 용도 또한 포함된다. 본 발명의 다양한 구체예들은 이러한 임의의 변화들 또는 요소들을 구체적으로 포함 또는 배제시킬 수 있다.

일부 구체예들에서, 본 발명의 특정 구체예들을 설명하고 청구하기 위하여 사용되는 성분들, 성질들, 가령, 농도, 반응 조건 등의 양을 표현하는 수는 일부 예에서 용어 "약"으로 변형되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 일부 구체예들에서, 기재된 상세한 설명 및 첨부된 청구범위에 제시된 수치 변수들은 근사치로서, 특정 구체예에 의해 얻고자 하는 원하는 성질들에 따라 달라질 수 있다. 일부 구체예들에서, 수치 변수는 기록된 유효 자리수의 수를 고려하여 그리고 통상의 올림법을 적용하여 해석되어야 한다. 본 발명의 광범위한 일부 구체예들을 설명하는 수치 범위 및 변수가 근사치임에도 불구하고, 특정 예시들에 제시된 수치값들은 될 수 있는 한 간결하게 기록된다. 본 발명의 일부 구체예들에서 제시되는 수치 값들은 각각의 테스트 측정치들에서 발견되는 표준 편차로부터 필연적으로 생기는 특정 오차를 포함한다.

일부 구체예들에서, 본 발명의 특정 구체예를 설명하는 내용에서 (특히 하기 특정 청구항들에 관한 내용에서)사용되는 용어 “하나(a, an)”및 “그것” 그리고 이와 유사한 지칭들은 단수 및 복수형 모두를 포함하는 것으로 해석될 수 있다. 본 출원에서 수치 범위의 언급은 해당 범위에 속하는 각각의 별도 수치를 개별적으로 언급하는 간단한 기재 방법으로 제공하고자 하는 것에 불과하다. 본 출원에 달리 언급이 없는 한, 각각의 개개의 값은 마치 본 출원에서 개별적으로 언급된 것처럼 명세서에 포함된다. 본 출원에 달리 언급이 없는 한 또는 내용상 달리 명확하게 반대의 언급이 없는 한, 본 출원에 기재된 모든 방법들은 임의의 적합한 순서로 실시될 수 있다. 본 출원의 특정 구체예들과 관련하여 제공되는 임의의 그리고 모든 예시들, 그리고 예시적인 언어 (예컨대, “가령”)의 사용은 본 발명을 보다 잘 설명하기 위한 것이며 청구범위에 기재된 발명의 범위를 달리 제한하고자 하는 것이 아니다. 명세서의 어떠한 언어도 본 발명의 실시에 필수적인 비-청구범위 기재 요소를 나타내는 것으로 해석되어서는 안된다.

본 출원에 개시된 발명의 대안적 요소들 또는 구체예들의 그룹들은 제한으로 해석되어서는 안된다. 각 그룹 구성원은 본 출원에서 발견되는 해당 그룹의 다른 구성원들 또는 다른 요소들과 임의의 조합하여 또는 개별적으로 언급되고 청구될 수 있다. 한 그룹의 하나 이상의 구성원들은 편의성 및/또는 특허성을 이유로 한 그룹에 포함되거나 한 그룹에서 삭제될 수 있다. 이러한 임의의 포함 또는 삭제가 발생할 경우, 명세서는 본 출원에 변형된 그룹을 포함하고 첨부된 청구범위에서 사용되는 모든 마쿠쉬 그룹들에 관한 기재 내용을 실시하는 것을 포함하는 것으로 한다.

본 발명을 실시하기 위하여 발명자들에게 알려진 가장 우수한 방식을 비롯한 본 발명의 특정 구체예들을 본 명세서에 기재하였다. 이러한 바람직한 구체예들에 대한 변형은 전술한 설명을 읽으면 해당 분야의 숙련된 기술자들에게 자명해질 것이다. 숙련된 기술자들은 이러한 변형들을 적절히 이용할 수 있으며 본 발명은 본 출원에 구체적으로 기재되지 않은 다른 방식으로 실시될 수 있는 것으로 간주된다. 따라서, 본 발명의 많은 구체예들은 적용되는 법에서 허용되는 한 첨부된 청구범위에서 언급된 발명 사상의 모든 변형 및 균등예를 포함한다. 더욱이, 상기 설명한 구성들의 모든 가능한 변형들에 속하는 이 구성들의 임의의 조합은 본 출원에서 달리 언급하지 않는 한 또는 달리 명확하게 본 내용에 대조되는 것으로 언급되지 않는 한 본 발명에 포함된다.

또한, 본 출원 전반에 걸쳐 특허 문헌 및 인쇄된 간행물들을 많이 참고하였다. 상기 인용된 문헌들 그리고 인쇄된 간행물들 각각은 본 출원에 그 전문이 참고문헌으로 개별적으로 포함된다.

끝으로, 본 출원에 개시된 본 발명의 구체예들은 본 발명의 원리를 설명하는 것으로 이해되어야 한다. 이용될 수 있는 다른 변형들이 본 발명의 범위에 속할 수 있다. 그러므로, 제한이 아닌 예로서, 본 발명의 대안적 구성들이 본 출원에 개시된 내용에 따라 이용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 구체예들은 도시되고 설명된 바와 같이 그리 간단하게 제한되는 것이 아니다.

SEQUENCE LISTING <110> UNIVERSITY OF SOUTHERN CALIFORNIA COHEN, Pinchas YEN, Kelvin <120> MENTSH ANALOGS AS THERAPEUTICS FOR DIABETES, OBESITY, AND THEIR ASSOCIATED DISEASES AND COMPLICATIONS <130> 065715-000078WO00 <150> 62/354,573 <151> 2016-06-24 <160> 98 <170> PatentIn version 3.5 <210> 1 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 1 Ala Lys Pro Asn Pro Ala Thr Gln Asn Leu Ser Met Leu Leu Asn Tyr 1 5 10 15 Pro His <210> 2 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 2 Met Ala Pro Asn Pro Ala Thr Gln Asn Leu Ser Met Leu Leu Asn Tyr 1 5 10 15 Pro His <210> 3 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 3 Met Lys Ala Asn Pro Ala Thr Gln Asn Leu Ser Met Leu Leu Asn Tyr 1 5 10 15 Pro His <210> 4 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 4 Met Lys Pro Ala Pro Ala Thr Gln Asn Leu Ser Met Leu Leu Asn Tyr 1 5 10 15 Pro His <210> 5 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> 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Thr Asn Gln 1 5 10 15 Pro His <210> 55 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 55 Met Lys Pro Asn Pro Ser Thr Gln Asn Leu Ser Met Thr Leu Asn Gln 1 5 10 15 Pro His <210> 56 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 56 Met Lys Pro Asn Pro Ser Thr Gln Asn Leu Ser Met Thr Thr Asn Tyr 1 5 10 15 Pro His <210> 57 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 57 Met Lys Pro Asn Pro Ala Thr Gln Asn Thr Ser Met Thr Leu Asn Gln 1 5 10 15 Pro His <210> 58 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 58 Met Lys Pro Asn Pro Ser Thr Gln Asn Thr Ser Met Leu Thr Asn Tyr 1 5 10 15 Pro His <210> 59 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 59 Met Lys Pro Asn Pro Ser Thr Gln Asn Thr Ser Met Leu Leu Asn Tyr 1 5 10 15 Pro His <210> 60 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 60 Met Lys Pro Asn Pro Ser Thr Gln Asn Leu Ser Met Thr Leu Asn Tyr 1 5 10 15 Pro His <210> 61 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 61 Met Lys Pro Asn Pro Ser Thr Gln Asn Leu Ser Met Leu Thr Asn Tyr 1 5 10 15 Pro His <210> 62 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 62 Met Lys Pro Asn Pro Ser Thr Gln Asn Leu Ser Met Leu Leu Asn Gln 1 5 10 15 Pro His <210> 63 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 63 Met Lys Pro Asn Pro Leu Thr Gln Asn Thr Ser Met Thr Leu Asn Tyr 1 5 10 15 Pro His <210> 64 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 64 Met Lys Pro Asn Pro Leu Thr Gln Asn Thr Ser Met Leu Thr Asn Tyr 1 5 10 15 Pro His <210> 65 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 65 Met Lys Pro Asn Pro Ala Thr Gln Asn Thr Ser Met Leu Leu Asn Gln 1 5 10 15 Pro His <210> 66 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 66 Met Lys Pro Asn Pro Leu Thr Gln Asn Leu Ser Met Thr Thr Asn Tyr 1 5 10 15 Pro His <210> 67 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 67 Met Lys Pro Asn Pro Leu Thr Gln Asn Leu Ser Met Thr Leu Asn Gln 1 5 10 15 Pro His <210> 68 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 68 Met Lys Pro Asn Pro Ala Thr Gln Asn Leu Ser Met Leu Thr Asn Gln 1 5 10 15 Pro His <210> 69 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 69 Met Lys Pro Asn Pro Ser Thr Gln Asn Leu Ser Met Leu Leu Asn Tyr 1 5 10 15 Pro His <210> 70 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 70 Met Lys Pro Asn Pro Ala Thr Gln Asn Thr Ser Met Leu Leu Asn Tyr 1 5 10 15 Pro His <210> 71 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 71 Met Lys Pro Asn Pro Ala Thr Gln Asn Leu Ser Met Thr Leu Asn Tyr 1 5 10 15 Pro His <210> 72 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 72 Met Lys Pro Asn Pro Ala Thr Gln Asn Leu Ser Met Leu Thr Asn Tyr 1 5 10 15 Pro His <210> 73 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 73 Met Lys Pro Asn Pro Ala Thr Gln Asn Leu Ser Met Leu Leu Asn Gln 1 5 10 15 Pro His <210> 74 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 74 Ala Lys Pro Asn Pro Ala Thr Ala Asn Leu Ser Met Leu Leu Asn Tyr 1 5 10 15 Pro Ala <210> 75 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 75 Met Ala Pro Asn Pro Ala Thr Gln Asn Ala Ser Met Leu Leu Asn Tyr 1 5 10 15 Ala His <210> 76 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 76 Met Lys Pro Ala Pro Ala Thr Ala Asn Leu Ser Met Leu Leu Asn Tyr 1 5 10 15 Ala His <210> 77 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 77 Met Lys Pro Ala Pro Ala Thr Gln Ala Leu Ser Met Leu Leu Ala Tyr 1 5 10 15 Pro His <210> 78 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 78 Met Lys Pro Asn Ala Ala Thr Gln Ala Leu Ser Met Leu Ala Asn Tyr 1 5 10 15 Pro His <210> 79 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 79 Met Ala Pro Asn Pro Ala Ala Gln Asn Leu Ser Ala Leu Leu Asn Tyr 1 5 10 15 Pro His <210> 80 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 80 Met Lys Pro Asn Pro Ala Thr Gln Asn Leu Ser Met Ala Leu Ala Tyr 1 5 10 15 Ala His <210> 81 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 81 Ala Lys Pro Ala Pro Ala Ala Gln Asn Leu Ser Met Leu Leu Asn Tyr 1 5 10 15 Pro His <210> 82 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 82 Met Lys Pro Asn Pro Ala Thr Gln Asn Leu Ser Met Ala Leu Ala Tyr 1 5 10 15 Pro Ala <210> 83 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 83 Met Lys Pro Asn Ala Ala Thr Ala Asn Leu Ala Met Leu Leu Asn Tyr 1 5 10 15 Pro His <210> 84 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 84 Met Lys Pro Asn Pro Ala Thr Gln Ala Leu Ser Met Ala Leu Asn Ala 1 5 10 15 Pro His <210> 85 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 85 Met Ala Pro Asn Ala Ala Thr Gln Asn Ala Ser Met Leu Leu Asn Tyr 1 5 10 15 Pro His <210> 86 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 86 Ala Lys Ala Asn Pro Ala Thr Gln Asn Leu Ser Met Leu Leu Asn Tyr 1 5 10 15 Pro His <210> 87 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 87 Met Ala Pro Ala Pro Ala Thr Gln Asn Leu Ser Met Leu Leu Asn Tyr 1 5 10 15 Pro His <210> 88 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 88 Met Lys Pro Ala Pro Ala Ala Gln Asn Leu Ser Met Leu Leu Asn Tyr 1 5 10 15 Pro His <210> 89 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 89 Met Lys Pro Asn Ala Ala Ala Gln Asn Leu Ser Met Leu Leu Asn Tyr 1 5 10 15 Pro His <210> 90 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 90 Met Lys Pro Asn Pro Ala Thr Ala Asn Ala Ser Met Leu Leu Asn Tyr 1 5 10 15 Pro His <210> 91 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 91 Met Lys Pro Asn Pro Ala Thr Gln Ala Leu Ala Met Leu Leu Asn Tyr 1 5 10 15 Pro His <210> 92 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 92 Met Lys Pro Asn Pro Ala Thr Gln Asn Ala Ser Ala Leu Leu Asn Tyr 1 5 10 15 Pro His <210> 93 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 93 Met Lys Pro Asn Pro Ala Thr Gln Asn Leu Ala Met Ala Leu Asn Tyr 1 5 10 15 Pro His <210> 94 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 94 Met Lys Pro Asn Pro Ala Thr Gln Asn Leu Ser Ala Leu Ala Asn Tyr 1 5 10 15 Pro His <210> 95 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 95 Met Lys Pro Asn Pro Ala Thr Gln Asn Leu Ser Met Ala Leu Ala Tyr 1 5 10 15 Pro His <210> 96 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 96 Met Lys Pro Asn Pro Ala Thr Gln Asn Leu Ser Met Leu Ala Asn Ala 1 5 10 15 Pro His <210> 97 <211> 18 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 97 Met Lys Pro Asn Pro Ala Thr Gln Asn Leu Ser Met Leu Leu Asn Tyr 1 5 10 15 Pro His <210> 98 <211> 57 <212> DNA <213> Homo sapiens <400> 98 attaaaccaa acccagctac gcaaaatctt agcatactcc tcaattaccc acatagg 57

Claims

다음을 포함하는 조성물:
미토콘드리아 펩타이드.
청구항 1에 있어서, 미토콘드리아 펩타이드는 아미노산 서열 [서열 번호: 97]을 포함하는 조성물.
청구항 1에 있어서, 미토콘드리아 펩타이드는 [서열 번호: 97]에 약 25%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85% 또는 그 이상의 백분율 동일성을 가지는 아미노산 서열을 포함하는 조성물.
청구항 1에 있어서, 미토콘드리아 펩타이드는 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 또는 24개 아미노산 길이인 조성물.
청구항 1에 있어서, 미토콘드리아 펩타이드는 번역-후 또는 인공 변형을 보유하는 조성물.
청구항 5에 있어서, 인공 변형은 페길화, 지방-산 접합, 폴리펩타이드 확장, IgG-Fc, CPT, HSA, ELP, 트랜스페린, 또는 알부민 변형을 포함하는 조성물.
다음을 포함하는 질환 및/또는 병태의 치료 방법:
치료를 필요로 하는 대상체를 선택하는 단계; 및
치료를 필요로 하는 대상체에 일정양의 미토콘드리아 펩타이드를 투여하는 단계, 여기서 미토콘드리아 펩타이드는 질환 및/또는 병태를 치료할 수 있음.
청구항 7에 있어서, 미토콘드리아 펩타이드는 아미노산 서열 [서열 번호: 97]을 포함하는 방법.
청구항 7에 있어서, 미토콘드리아 펩타이드는 [서열 번호: 97]에 약 25%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85% 또는 그 이상의 백분율 동일성을 가지는 아미노산 서열을 포함하는 방법.
청구항 7에 있어서, 미토콘드리아 펩타이드는 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 또는 24개 아미노산 길이인 방법.
청구항 7에 있어서, 상기 질환 및/또는 병태는 혈중 인슐린 수준의 감소 및/또는 이자의 베타섬세포의 수 또는 기능 감소로 특징되는 질환 및/또는 병태를 포함하는 방법.
청구항 11에 있어서, 상기 질환 및/또는 병태는 제1형 및 제2형 당뇨병, 임신성 당뇨병, 당뇨병 전단계, 인슐린 내성, 대사 증후군, 내당능 장애 및 이상지질혈증을 포함하는 방법.
청구항 12에 있어서, 상기 질환 및/또는 병태는 망막병증, 신경병증, 신장 질환들을 추가로 포함하는 방법.
청구항 7에 있어서, 상기 질환 및/또는 병태는 비만 또는 과체중을 포함하는 방법.
청구항 7, 11-15 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대상체는 히스패닉계인 방법.
청구항 7, 11-15 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대상체는 SNP Rs28357981의 운반체인 방법.
청구항 7에 있어서, 대상체는 당뇨병 및/또는 비만이 없는 건강한 정상 대상체와 비교하여 생물학적 샘플들에서 측정시 적은 양의 [서열 번호: 97]을 발현시키는 방법.
다음 단계를 포함하는, 개체의 질환 및/또는 병태 진단 방법:
대상체를 선택하는 단계; 및
하나 이상의 바이오마커의 존재, 부재 또는 발현 수준을 탐지하는 단계; 및 하나 이상의 바이오마커의 존재, 부재 또는 발현 수준에 근거하여 질환 및/또는 병태에 대해 대상체를 진단하는 단계.
청구항 18에 있어서, 하나 이상의 바이오마커는 서열 [서열 번호: 97]의 펩타이드를 포함하는 방법.
청구항 19에 있어서, 존재, 부재 또는 발현 수준을 탐지하는 단계는 면역분석을 포함하는 방법.
청구항 18에 있어서, 하나 이상의 바이오마커는 SNP Rs28357981을 포함하는 방법.