CN101489539A

CN101489539A - 包括glp-1肽的球形或非球形微囊剂、它们的制备和应用

Info

Publication number: CN101489539A
Application number: CNA2007800260098A
Authority: CN
Inventors: 彼得·盖格莱; 克里斯蒂娜·瓦尔坎普; 埃里克·特内斯; 弗兰克·蒂尔默
Original assignee: Biocompatibles UK Ltd
Current assignee: Biocompatibles UK Ltd
Priority date: 2006-05-10
Filing date: 2007-04-27
Publication date: 2009-07-22
Also published as: JP2009536166A; WO2007128443A2; DK2015736T3; EP1854455B1; AU2007247511A1; US20140105991A1; DE602007013385D1; EP1854455A1; ATE444741T1; CA2649902A1; JP5209608B2; PL2015736T3; EP2174655A1; EP2015736A2; PT2015736E; ATE502628T1; US20100068289A1; DE602006009631D1; EP2015736B1; WO2007128443A3

Abstract

本发明提供了包括至少一个表面涂层和核心的球形微囊剂，其中所述至少一个表面涂层包含交联聚合物，而其中所述核心包含交联聚合物和细胞，该细胞能够表达和分泌GLP－1肽、其片段或变体或包含GLP－1或其片段或变体的融合肽。本申请进一步涉及用于制备这些球形微囊剂的方法以及这些微囊剂，例如在治疗II型糖尿病、与其有关的体重异常和疾病或病症，神经变性障碍和与其有关的疾病或病症，或用于治疗与凋亡有关的障碍和疾病或病症中的应用。

Description

包括GLP-1肽的球形或非球形微囊剂、它们的制备和应用

本申请涉及包括至少一个表面涂层和核心的球形微囊剂(球形微囊，spherical microcapsule)，其中所述至少一个表面涂层包含交联聚合物，而其中所述核心包含交联聚合物和细胞，该细胞能够表达和分泌GLP-1肽、其片段或变体或融合肽，该融合肽包括GLP-1或其片段或变体。本申请进一步涉及用于生产这些球形微囊剂的方法以及这些微囊剂，例如，在治疗II型糖尿病、与其有关的体重异常(体重失调，weight disorder)和疾病或病症，神经变性障碍和与其有关的疾病或病症，或用于治疗与凋亡(细胞凋亡，apoptosis)有关的障碍和疾病或病症中的应用。

胰高血糖素基因得到很好研究，参见例如，White，J.W.et al.，1986 Nucleic Acid Res.14(12)4719-4730。作为高分子量前体分子的胰高血糖素前原分子(preproglucagon molecule)是在胰腺α细胞和在空肠和结肠L细胞中合成的。胰高血糖素前原(preproglucagon)是180个氨基酸长的激素原并且其序列包含(除胰高血糖素之外)相关结构的两个序列：胰高血糖素样多肽-1(GLP-1)和胰高血糖素样多肽-2(GLP-2)。在胰高血糖素前原分子中，在GLP-1和GLP-2之间是17个氨基酸肽序列(确切地说，15个氨基酸序列加上C端RR切割位点)，间插肽2(IP2)。IP2序列(位于前体分子中的GLP-1和GLP-2之间)通常在GLP-1的aa37以后被蛋白水解剪切(切割，cleave)。因此，胰高血糖素前原分子被剪切成各种肽，这取决于细胞、以及环境，包括GLP-1(1-37)，一种以其未加工形式的37个氨基酸肽。通常，这种加工发生在胰和肠中。GLP-1(1-37)序列可以被进一步蛋白水解加工成活性GLP-1(7-37)，31个氨基酸加工形式，或GLP-1(7-36)酰胺。因此，符号GLP-1(7-37)是指，当从母体肽(亲本肽，parent peptide)，GLP-1，的N端开始计数时，上述片段包括从(以及包括)数目7至(以及包括)数目37的氨基酸残基。在式I(SEQ ID NO：25)中给出了GLP-1(7-36)酰胺和GLP-1(7-37)的氨基酸序列：

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-Gly-Arg-X(I)

其示出GLP-1(7-36)酰胺，其时X为NH₂，以及GLP-1(7-37)，其时X为Gly-OH。

GLP-1是一种胃肠激素并且是一种最有效的内源性促胰岛剂，其具有的作用包括刺激β细胞中的腺苷酸环化酶和蛋白激酶活性。生理上，连同来自上部肠道(upper gut)的肠抑胃肽(gastric inhibitorypolypeptide)，它用作降低血糖水平的肠降血糖素激素(incretinhormone)。因此，响应于食物摄取而分泌的GLP-1例如对胃、肝、胰以及脑具有多种效应(多效性)，其共同起作用以调节血糖。因此，胰高血糖素样多肽GLP-1(7-36)酰胺、以及其非酰胺化类似物GLP-1(7-37)已引起相当的关注，这是由于它们对碳水化合物代谢有效的作用以及其潜在地可用于治疗糖尿病，包括II型糖尿病。II型糖尿病的特征在于胰岛素抗性(胰岛素抵抗，insulin resistance)，因为当存在胰岛素时，细胞并没有适当地响应。这是比I型糖尿病更复杂的问题。在诊断以前，在患者中II型糖尿病可以未被注意数年，因为症状通常是更轻微的(没有酮酸中毒)并且可以是散发性的。然而，严重的并发症可以由未被注意的II型糖尿病，包括肾衰竭和冠心病引起。这导致增加的发病率和死亡率。

然而，GLP-1(7-36)酰胺或GLP-1(7-37)在血清中是短命的。该肽在残基8和9之间被二肽基肽酶IV(DPP-IV)剪切，导致无活性肽(失活肽)。因此，外源给予的GLP-1在经治疗的患者中是非常短命的，因此在治疗应用中并不施加(发挥)其生理效应。

已进行了各种尝试来合成天然存在的GLP-1(GLP-1(7-37))的稳定的(相对于DPP-IV)类似物。尤其是，第8残基(其体内是Ala)被另一种残基替代，例如，Gly、Ser或Thr(Burcelin，R.et al.(1999)Metabolism 48，252-258)。已广泛地试验了Gly8或G8类似物，两者均作为合成分子，并通过细胞系产生，其中细胞系被基因设计(改造)成分泌突变多肽(Burcelin，R.，et al(1999)Annals of theNew York Academy of Sciences 875：277-285)。已将各种其它修饰引入到GLP-1(7-37)中以增强其体内稳定性而没有损害其生物活性。然而，由于涉及显著的问题，因此所有这些方式(方法)并没有达到任何治疗价值(治疗意义)。

此外，这些方式均不能长期体内提供GLP-1。这是由于如上所述的蛋白水解降解，由于GLP-1的代谢以及正常蛋白降解(通常发生在体内)。因此，需要GLP-1的患者在长时期内的短间隔中、或甚至更坏，在一生中，或无论如何，只要他患有待治疗的疾病，就必须接受一个或甚至多个剂量的GLP-1或其类似物或变体。因此，必须通过医生或通过患者本人给予GLP-1的剂量。为了避免该问题，可以通过将包含编码和表达GLP-1的核酸的细胞提供给患者来给予GLP-1。这样的细胞的植入将确保体内更长时间提供GLP-1，并且由于从移植细胞分泌GLP-1而直接在感兴趣的部位提供GLP-1。

例如，WO 99/53064披露了一种策略(strategy)，用于产生多聚体GLP-1表达盒(expression cassette)，该表达盒可以被结合到各种细胞类型(其是公开可获得的无限增殖化细胞系(永生化细胞系))中，并区分(分离)原代细胞培养物。实例包括EGF-应答神经球(responsive neurosphere)、bFGF-应答神经始祖干细胞(来自哺乳动物的CNS)，而工作实例使用幼仓鼠肾(BHK)细胞。据说，植入的转染细胞已用来成功地治疗糖尿病小鼠，使葡萄糖控制基本上相当于非糖尿病控制。然而，这种类型的植入技术并不遵照用于常规治疗例如糖尿病患者的要求。

此外，例如，在本领域已知，免疫系统通常识别外源细胞并触发免疫应答以便保护生物体免受外部物质，如外源细胞。能够表达GLP-1或任何变体或衍生物的细胞的植入因此可以导致生物体中的免疫应答。在治疗过程中这样的防卫反应(防御反应)可以引起相当大的和不希望的副作用并可以导致经治疗生物体的严重并发症或甚至死亡。

总之，目前本领域中并不能获得有效的II型糖尿病疗法，其便于基于GLP-1，长期降低血糖水平。换言之，现有技术没有提供这样的疗法，其反映全部范围的已知GLP-1的有益效应，例如，在肥胖受治疗者中其强有力地减少营养物进入循环的活性，或其胰岛素刺激活性，而无需重复给予GLP-1肽和/或相对于例如植入的表达GLP-1的同种异基因细胞(异基因细胞，allogenic cell)的不希望的免疫应答的危险。

因此，本发明的一个目的在于提供基于GLP-1的肽分子，其在体内在长时间内是生物活性的，而不需要重复给予GLP-1肽或诱发不希望的免疫应答的危险。

作为本发明基础的目的是通过提供球形微囊剂来解决的，该球形微囊剂包括至少一个表面涂层和(球形)核心，其中所述至少一个表面涂层包括交联聚合物或由交联聚合物构成，以及其中所述(球形)核心包括交联聚合物和细胞或由交联聚合物和细胞构成，其中细胞能够表达和分泌GLP-1、其片段或变体、或包括GLP-1或其片段或变体的融合肽。

本发明的球形微囊剂的(球形)核心通常包括交联聚合物和细胞或由交联聚合物和细胞构成，其中细胞能够表达和分泌GLP-1、其片段或变体，或包括GLP-1或其片段或变体的融合肽。

在本发明的范围内，(球形)核心的交联聚合物，即核心可以是球形或不是球形，形成支架结构(scaffold structure)，其将细胞包埋在其空腔中。可以单独地，或通常作为聚集体，例如，作为约10至约10,000个细胞，例如，约10至约500个、约10至约1000个或约10至约10000个细胞的聚集细胞(库)而将细胞包埋在支架结构中。优选地，(球形)核心包括均匀分布的交联聚合物和包埋的细胞，该细胞能够表达和分泌GLP-1、其片段或变体，或包括GLP-1或其片段或变体的融合肽。优选地，核心(其包括如上所定义的支架结构和包埋的细胞)是按照如下文披露的方法制备的。

细胞可以以0.5×10⁷个细胞/ml交联支架聚合物至5×10⁸个细胞/ml交联支架聚合物的浓度，更优选以1×10⁷个细胞/ml交联支架聚合物至5×10⁷个细胞/ml交联支架聚合物的浓度以及最优选以2×10⁷个细胞/ml交联支架聚合物至4×10⁷个细胞/ml交联支架聚合物的浓度存在于本发明的球形微囊剂的核心中。

有利地，本发明的球形微囊剂的核心的直径可以显著地随具体处理而变化。通常，本发明的球形微囊剂的核心的直径为约20至约4000μm，优选约20至约3000μm以及最优选约20至约2000μm。

当制备本发明的球形微囊剂时，非常重要的是，将胶囊化(同种异体)细胞完全包埋在聚合物基质中。术语“球形”应在其最广的意义上加以理解。球形颗粒是指具有球样形状，从而该形状可以是对称的或不对称的。例如，球形微囊剂可以具有椭球形。在一种较少优选的实施方式中，本发明的微囊剂可以不是上述意义中的球形，而可以是任意形状，并在微囊剂的表面上具有例如突出或侵入部分(segment)。在本公开内容中提及“球形”微囊剂的任何地方，也可以提供、制备或使用“非球形”微囊剂。

位于核心外周的(同种异体)细胞或突出支架结构的细胞可以诱发免疫问题，因为免疫系统将这些微囊剂识别为外源成分，因而这些微囊剂将受到免疫系统的攻击。虽然通过降低在最初溶液中的细胞浓度可以避免这种效应，但通过增加核心的细胞数目，本发明便于改善微囊剂的效能。胶囊化细胞的浓度越高，则所得的待移植的微囊剂的总容积则越小。当在核心中使用高浓度细胞时，为了避免免疫问题，本发明提供了至少一个表面涂层，其施加在本发明的球形微囊剂的(球形)核心上。这种表面涂层并不允许发生免疫应答，即使细胞的位置非常靠近核心外周，因为这些细胞不能进入宿主的免疫系统，这起因于作为屏障的表面涂层。这种表面涂层通常由如上述所定义的交联聚合物构成而不包含任何细胞。根据一种特定实施方式，在前定义的(球形)核心涂布有至少一个或多于一个的表面涂层，例如，1、2、3、4、5、5-10或更多个表面涂层。通常，每个表面涂层包括围绕核心的均匀厚度。本发明的微囊剂的表面涂层的厚度可以几乎任意地变化并且通常在约10至约4000μm的范围内，优选在约10至约3000μm的范围内以及甚至更优选在约10至约2000μm的范围内。

本领域已知的适合于胶囊化的任何(可交联)聚合物可以用于形成本发明的球形微囊剂的(球形)核心和表面涂层。优选地，使用这样的聚合物，一方面，其在它们的交联状态是可渗透的，用于供给氧和营养物，以及，另一方面，使由核心细胞表达和分泌的肽从微囊剂扩散到患者的组织或体液中。此外，交联聚合物可防止身体的免疫系统的成分通过基质侵入。例如，可以使用这样的聚合物，如合成的、半合成的以及天然水溶性(生物)聚合物，例如，来自天然聚合物如所选择的蛋白质或基于蛋白质的聚合物(例如，胶原蛋白、白蛋白等)，聚氨基酸(例如，多聚-L-赖氨酸、多聚-L-谷氨酸等)，多糖以及它们的衍生物(例如，羧甲基纤维素、硫酸纤维素、琼脂糖、藻酸盐，包括褐藻(例如，物种海带目(Laminarales)、水云目(ectocarpales)、岩藻目(墨角藻目，fucales)的褐藻)的藻酸盐，角叉藻聚糖，透明质酸，肝素以及相关的糖胺硫酸盐(glycosaminosulfate)，葡聚糖以及其衍生物，壳聚糖以及其衍生物)。还可以使用合成聚合物，例如脂族聚酯(例如，聚乳酸、聚羟基乙酸、聚羟基丁酯等)，聚酰胺，聚酐，聚原酸酯，聚磷腈，热塑性聚氨酯，聚乙烯醇，聚甲基丙烯酸羟乙酯，聚甲基丙烯酸甲酯以及聚四氟乙烯等。此外，本文因此可以使用嵌段聚合物，即，通过组合两种或更多种上述聚合物而获得的聚合物。普通技术人员可以选择这样的嵌段聚合物，这取决于所期望的性能，例如，孔径大小、交联状态、毒性、处理(handling)、生物相容性等。在本发明的范围内，任何上述聚合物被定义为“化学上不同的聚合物”，即每种这些聚合物通常并不呈现与任何其它上述聚合物相同的摩尔质量和结构。相反，“化学上相同的聚合物”是指聚合物呈现相同的摩尔质量和结构。最后，本文还包括上述聚合物的混合物，其中普通技术人员可以选择包含在这样的混合物中的聚合物的量，这取决于所期望的性能，例如，如上述的性能。在这点上，如果所得到的聚合物混合物的总摩尔质量和混合物的单一聚合物的相应的摩尔百分率相同于其它聚合物混合物，则聚合物的混合物可以看作是化学上相同于另一种聚合物混合物(“化学上相同的聚合物”)。

优选地，根据本发明，藻酸盐被用作这样的聚合物，其用于形成(球形)核心和/或表面涂层，这是起因于它们的生物相容性和它们的交联性能。从化学角度考虑，藻酸盐是阴离子型多糖，其衍生自β-D-甘露糖醛酸和α-L-古洛糖醛酸的均聚物基团(homopolymericgroup)，并通过两种酸的杂聚物区(heteropolymeric region)加以分开。藻酸盐是水溶性的并在有单价阳离子如钠或钾存在的情况下形成高粘度溶液。在单个藻酸盐链与二价、三价或多价阳离子(如钙、钡或多熔素)相互作用以后，形成交联水不溶性水凝胶。优选地，纯化的藻酸盐(例如，按照DE 198 36 960，将其披露内容以引用方式结合于本文)用于胶囊化，更优选在生理盐水溶液中的藻酸钾或藻酸钠。这样的藻酸盐通常呈现出约20kDa至约10,000kDa的平均摩尔质量，更优选约100kDa至约1,200kDa的摩尔质量。用于形成本发明的微囊剂的核心和/或表面涂层的藻酸盐优选可以被提供为溶液，更优选为水溶液。例如，待使用的藻酸盐的0.1％(w/v)藻酸盐水溶液的粘度可以在约3至约100mPas的范围内，更优选在约10至约60mPas的范围内。

如果根据本发明使用藻酸盐，则富含β-D-甘露糖醛酸(例如，如在Biomaterials，Vol.8，1997，pp.707 to 713中所披露的)的藻酸盐是优选的。适合于制备本发明的球形微囊剂的藻酸盐可通过提取某些藻类物种而获得，其中藻类物种包括但不限于褐藻，例如，Laminarales、褐藻植物纲、岩藻目等，以及包含藻酸盐的藻类的其它物种。按照普通技术人员已知的用于制备藻酸盐的任何方法，藻酸盐可以分离自新鲜藻类物质或干燥物质。优选地，这里应用了按照EP 1109837的方法，将其披露内容以引用方式结合于本文。简单地说，按照EP 1109837的方法包括以下步骤：在有络合剂存在的情况下，首先提取初始藻类物质，在合适的情况下在苏打溶液中。接着，通过加入颗粒(granulate)，以及如果需要的话，通过加入离子交换剂(如Amberlite)，来促使在溶液中存在的任何细胞成分和颗粒沉降。然后过滤溶液。过滤步骤可以包括多次过滤，其中孔径大小随每一步骤而减小，例如，从20μm至0.2μm。借助于适宜的沉淀剂，从过滤溶液沉淀藻酸盐。优选借助于醇(例如，乙醇)进行沉淀。可替换地，一种酸或另一种适宜的沉淀剂可以用于沉淀。在沉淀溶液中的醇浓度通常在10％(v/v)至50％(v/v)之间的范围内，优选在30％(v/v)至大约50％(v/v)之间的范围内。在该浓度范围内，起因于免疫活性多糖如岩藻聚糖(岩藻多糖)的杂质保留在溶液中，因此可以与藻酸盐分开。在沉淀过程中，推进剂(例如，空气)优选流过溶液。借助于注入的空气迫使沉淀的藻酸盐向上，并可以通过适当的装置(例如，网、筛或类似装置)容易地与溶液表面分开。然后可以用压滤器来干燥收集的藻酸盐。前述方法步骤可以如上面所讨论的，或，另外地，通过重复一个或多个步骤，一次或多于一次(在适当的情况下)来实施。此外，可以以部分改进形式重复上述方法步骤，这取决于应用。在最后操作(final run)以后，在乙醇中、以及另外在水中(如果合适的话)洗涤高度纯化的藻酸盐，然后在室温下风干。取决于初始物质，纯化的藻酸盐具有的甘露糖醛酸和古洛糖醛酸的单体比率在0.1～9(相当于1％至90％甘露糖醛酸)的范围内以及平均分子量在大约10kD到大于1,000kD之间。这种类型的纯化的藻酸盐植入在自身免疫糖尿病BB/OK大鼠中并没有触发任何免疫应答，或在植入后3周仅有非常弱的反应。

用于制备本发明的球形微囊剂的(球形)核心和至少一个表面涂层的上述定义的交联聚合物可以是相同的或不同的。根据第一实施方式，用于制备核心和至少一个表面涂层的交联聚合物可以包含相同或不同浓度的化学上相同的聚合物。优选地，利用非交联聚合物溶液(选自任何如上述所定义的聚合物)来制备存在于核心和至少一个表面涂层中的聚合物。在该聚合物溶液中，非交联聚合物通常以约0.1％(w/v)至约8％(w/v)的非交联聚合物的浓度，更优选以约0.1％(w/v)至约4％(w/v)的浓度，甚至更优选以约0.5％(w/v)至约2.5％(w/v)的浓度以及最优选以约1％(w/v)至约2％(w/v)的浓度存在。如果如上所述的藻酸盐被用作聚合物，则用于制备本发明的微囊剂的(球形)核心和至少一个表面涂层的聚合物溶液的浓度另外可以选自0.1至4％(w/v)，优选0.4至2％(w/v)。不同的藻酸盐浓度可以用于制备本发明的微囊剂的(球形)核心和至少一个表面涂层。优选地，用于制备核心和/或至少一个表面涂层的非交联聚合物包括化学上相同的聚合物，更优选具有相同的浓度，例如，具有如上述所规定的浓度以及如上述所定义的聚合物。在本文中，术语“％(w/v)”是指，非交联聚合物的浓度通常是基于干燥形式的一定量的聚合物与聚合物溶液的总容积来确定的，例如，在适当的溶剂中增溶非交联聚合物以后(在交联以前)。然而，上述浓度还可以表示为相应的“％v/v”浓度(如果合适的话)，例如，如果使用聚合物，其在标准条件(室温、常压等)下以流体聚集状态存在。

根据第二实施方式，用于制备核心和/或至少一个表面涂层的交联聚合物可以包括相同或不同浓度的化学上不同的聚合物。从而，可以如上述所规定的来选择浓度。此外，聚合物可以选自如上述所定义的聚合物，包括例如天然聚合物、合成聚合物、以及聚合物的组合，即嵌段聚合物。

另外，在每个表面涂层中的聚合物可以是相同的或不同的，即，每个表面涂层的交联聚合物可以包括相同或不同浓度的化学上相同或不同的聚合物。例如，本发明的球形微囊剂可以包括至少一个表面涂层(如上述所定义的)，其由任何如上述所定义的聚合物组成，以及另外的外表面涂层，其由聚阳离子组成，例如，如上述所定义的聚氨基酸，例如多聚-L-赖氨酸、多聚-L-谷氨酸等。所用聚合物的特性差异可以进一步起因于所用聚合物的不同分子量和/或起因于相同聚合物的不同交联，等等。

如上所述，本发明的球形微囊剂的核心进一步包括表达和分泌GLP-1肽的细胞。这些表达和分泌GLP-1肽的细胞可以选自任何类型的能够表达和分泌GLP-1的细胞。通常通过用核酸，确切地说包含核酸的载体稳定地转染细胞来获得这样的细胞，其中核酸编码GLP-1、其片段或变体、或包括GLP-1或其片段或变体的融合肽，如下文所定义的。

适宜的细胞可以选自(非分化的)干细胞，包括全能、多能干细胞。在本发明的上下文中使用的干细胞优选包括胚胎干细胞或衍生自外胚层(ektoderm)、中胚层或内胚层的干细胞，或成人干细胞如(人)间充质干细胞(MSC、hMSC)((例如，衍生自人骨髓或衍生自脂肪组织)，造血干细胞，表皮干细胞，神经干细胞以及未成熟成纤维细胞，包括来自皮肤的成纤维细胞(肌成纤维细胞)等。这些(未分化的)干细胞通常能够对称干细胞分裂，即，导致相同拷贝的细胞分裂。干细胞保持转化成任何细胞类型的能力。此外，干细胞能够不对称地分裂，这导致干细胞的拷贝和另一个不同于干细胞拷贝的细胞，例如分化细胞。

本发明的球形微囊剂可以可替换地包含这样的细胞，其选自(分化)细胞，例如，可获自上述干细胞，例如，结缔组织家族的细胞，例如，(成熟)成纤维细胞，软骨细胞，骨细胞(成骨细胞/骨细胞、破骨细胞)，脂肪细胞，或平滑肌细胞，或血细胞，其包括淋巴祖细胞或从其衍生的细胞，例如，NK细胞，T细胞，B细胞或树突状细胞(树突细胞)，或常见髓样祖细胞或从其衍生的细胞，例如，树突状细胞，单核细胞，巨噬细胞，破骨细胞，嗜中性粒细胞(中性白细胞)，嗜伊红粒细胞，嗜碱细胞，血小板，巨核细胞或红细胞，或巨噬细胞，神经元细胞，其包括星形细胞，少突胶质细胞等，或上皮细胞，或表皮细胞。这些分化细胞通常能够对称细胞分裂，即导致分化亲代细胞(亲本细胞，parent cell)的相同拷贝的细胞分裂。此外，在某些情况下，这些分化细胞能够不对称地分裂，这导致亲代细胞的一个相同拷贝和另一个不同于亲代细胞的细胞，即，比亲代细胞进一步分化的细胞。可替换地，在某些情况下，如上述定义的分化细胞能够进一步分化而无需细胞分裂，例如，通过加入选择性分化因子。

此外，包埋在本发明的球形微囊剂中的细胞可以是获自待治疗患者本身的细胞(自体细胞)或可以获自同种异基因细胞(例如，获自体外培养的已建立的细胞系，例如，HEK293细胞、hTERT-MSC细胞等)。由于表面涂层包埋在本发明的球形微囊剂中的核心，所以本发明允许使用同种异基因细胞而不会由待治疗的患者诱发任何不希望的免疫应答。

细胞类型的组合可以存在于本发明的球形微囊剂的核心中。例如，如本文所定义的本发明的球形微囊剂的核心可以包含人间充质干细胞，其中这些细胞的一部分可以体外分化或体外分化成如上述所定义的细胞类型，例如，脂肪细胞(适合于移植到脂肪组织中)，等等。因此，各种细胞类型(衍生自例如特定的干细胞类型)可以定位(分配)在核心中，例如，共享共有谱系(common lineage)。

总之，根据本发明用于制备本发明的球形微囊剂的核心的细胞可以选自非分化或分化细胞。根据一种实施方式，如上述所定义的非分化细胞可以是优选的。这样的非分化细胞可以提供有利的性能，例如，本发明的球形微囊剂的延长效应，例如，表达和分泌GLP-1肽的延长的能力，例如，由于这样的非分化细胞的更长的寿命。在一种可替换的实施方式中，如上述所定义的分化细胞可以优选用于制备本发明的球形微囊剂的核心，因为它们通常不再增殖，因此不会在本发明的球形微囊剂的核心内导致细胞的任何不希望的增殖。按照本领域已知的方法、通过将所选择的分化因子加入前体细胞，普通技术人员可以体外实施特定的细胞分化。优选地，以这样的方式分化细胞，使得包埋在本发明的球形微囊剂的核心中的大多数细胞(或至少90％，更优选至少95％以及最优选至少99％)属于相同细胞类型。尤其是，如上所述的间充质干细胞可以体外分化成例如成骨细胞，软骨细胞，脂肪细胞如脂肪细胞，神经元样细胞如脑细胞等，并因此用于本文。关于是非分化细胞还是分化细胞用于制备本发明的球形微囊剂的核心可以取决于待治疗疾病的具体要求，例如，痛苦部位、给予方式、选择用于移植的组织等。通过评价这些准则，普通技术人员可以选择适当的细胞。

此外，用于制备本发明的球形微囊剂的核心的细胞可以是无限增殖化(永生化)或非无限增殖化细胞，优选无限增殖化细胞。如果使用无限增殖化细胞，则这些细胞优选保留如上所讨论的它们的对称和/或非对称细胞分裂的能力。根据本发明，当细胞超过正常细胞(即，非无限增殖化细胞)的双倍寿命时，则细胞被定义为永生的(无限增殖的)。正常二倍体细胞体外的最大寿命随细胞类型(例如，胎儿与成人细胞)和培养条件而变化。因此，体外培养的正常细胞的最大寿命大约为60-80群体倍增。例如，角质细胞可以分裂大约80次，成纤维细胞大于50次，以及淋巴细胞大约20次。正常骨髓基质细胞可以呈现30-40群体倍增的最大寿命。优选地，用于制备本发明的球形微囊剂的核心的细胞系可以连续生长超过350个群体倍增并且可以仍然保持幼细胞的正常生长速率特性。

用于无限增殖化细胞的方法在本领域是众所周知的，因此本文可以使用(参见例如，WO 03/010305或WO 98/66827，将其以引用方式结合于本文)。一种示例性方法(按照WO 03/010305)包括例如以下步骤：

a)按照普通技术人员已知的标准常规细胞培养方法，培养细胞，例如，干细胞，尤其是衍生自人骨髓的干细胞(例如，(人)间充质干细胞(MSC、hMSC))；

b)用逆转录病毒载体转导所述细胞培养物(cell culture)，其中逆转录病毒载体包括至少人端粒重复亚单位(亚单元，亚基)(hTRT)基因的片段或其变体，上述转导是通过

b1)培养包装细胞系(例如，PA317细胞、PG13细胞、Phenix等)，其中包装细胞系是其中产生逆转录病毒载体的细胞，

b2)构建逆转录病毒载体(例如，衍生自莫洛尼鼠白血病病毒等)，其中逆转录病毒载体包括至少人端粒重复亚单位(hTRT)基因的催化亚基(催化亚单位)的片段或其变体，更优选hTERT cDNA片段，例如，来自pGRN145的3452个碱基对EcoRI片段(Geron Corporation)，

b3)用所述逆转录病毒载体转染所述包装细胞系，

b4)用所述转染细胞转导所述包装细胞系，优选通过用逆转录病毒载体离心细胞

b5)按照上述步骤a)并用步骤b4)的包装细胞来转导培养的细胞，所述细胞包含所述逆转录病毒载体。

c)获得无限增殖化细胞系，其中，与步骤a)的细胞相比，所述无限增殖化细胞系具有基本上相同的特性和性能。因此，衍生自人端粒重复亚单位(hTRT)基因的插入的多核苷酸序列可以被转录和翻译以产生功能端粒酶。技术人员将明了，由于密码子简并，一些多核苷酸序列将编码相同端粒酶。此外，包括端粒酶变体，其具有基本上相同于野生型端粒酶序列的序列并且保留野生型端粒酶多肽的功能(例如，来自野生型端粒酶多肽中氨基酸的保守置换)。

由包含在本发明的球形微囊剂中的细胞表达和分泌的GLP-1肽可以选自任何已知的GLP-1肽序列。由于这个原因，包埋在本发明的球形微囊剂的核心中的细胞通常在制备核心以前用核酸序列加以转染，其中核酸序列编码这样的GLP-1肽使得这些细胞表达和分泌GLP-1肽。优选地，由包含在本发明的球形微囊剂中的细胞表达和分泌的GLP-1肽可以选自由包含GLP-1的aa7-35的肽，以及显示出与该肽具有至少80％、90％、95％或甚至99％的同源性的肽组成的组。更优选地，肽GLP-1可以选自由下列组成的组：包含GLP-1的aa1-37的肽；包含GLP-1的aa7-35、36或37、GLP-1(7-36)酰胺的肽；以及显示出与任何这些肽(包括修饰肽)具有至少80％、90％、95％或甚至99％的同源性的肽。由于这个原因，“修饰的GLP-1肽”用于指任何GLP-1变体或GLP-1片段，包括组合，例如，变体的片段。变体和片段被归类为未修饰序列的修饰，例如，GLP-1(7-35、36或37)。在本发明的意义中，任何变体或片段必须是功能性的，例如，必须施加与未修饰(GLP-1)肽相同或类似的生物活性。术语“活性”是指生物活性(例如，包括受体结合、激活受体、显示促胰岛活性的生物活性中的一种或多种，即，促进胰岛素分泌的能力、降低胰高血糖素分泌的能力、影响体重减轻的能力等)，其在相同条件下可以相比于如本文所定义的天然存在的GLP-1肽以及其任何片段或变体。优选地，如本文所定义的GLP-1肽的变体或片段施加GLP-1(7-35、36或37)的至少25％活性，更优选至少50％(生物)活性，甚至更优选GLP-1(7-35、36或37)的60％、70％、80％或90％(生物)活性以及最优选至少95％或99％(生物)活性。

根据一种可替换的实施方式，由包埋在本发明的球形微囊剂的核心中的细胞表达和分泌的GLP-1肽可以选自GLP-1融合肽或其变体或片段。如本文所定义的GLP-1融合肽具有至少两种成分(组分，component)，例如，成分(I)和(II)、成分(I)和(III)或成分(I)、(II)以及(III)，呈现GLP-1的生物活性，以及同时通过C端延伸使GLP-1融合肽的成分(I)具有稳定性。如本文所定义的GLP-1融合肽的成分(I)包含与SEQ ID NO：1具有至少80％、更优选至少85％以及甚至更优选至少90％的序列同源性的序列。SEQ ID NO：1表示GLP-1(7-37)的天然氨基酸序列(长度为31个氨基酸)，其在哺乳动物中是严格保守的。

由包埋在本发明的球形微囊剂的核心中的细胞表达和分泌的GLP-1融合肽(或更一般地任何包括融合肽的片段或变体的GLP-1肽)的成分(II)通常包含具有至少9个氨基酸的肽序列。此外，GLP-1融合肽的成分(II)可以在其序列中包含至少一个脯氨酸残基。脯氨酸残基是β-转角(β-turn，β-回转)内常见的形成四聚体氨基酸序列的氨基酸。因此，GLP-1融合肽的成分(II)可以形成β-转角样结构。β-转角结构是蛋白质或肽的典型的二级结构元件。它通常由四个氨基酸形成，其逆转肽或蛋白质的主链方向。如果存在的话，脯氨酸残基通常位于存在于GLP-1融合肽的成分(II)中的四聚体β-转角序列的位置2或3，优选位于位置2。

包埋在本发明的球形微囊剂的核心中的细胞通常在制备核心以前用核酸序列加以转染，其中核酸序列编码这样的GLP-1融合肽使得这些细胞表达和分泌GLP-1融合肽。由于这个原因，特别优选的是如本文所定义的GLP-1融合肽，其中成分(II)是这样的肽序列，其包含按照SEQ ID NO：22(RRDFPEEVAI)(以单字母代码给出所有肽序列)的序列或与SEQ ID NO：22具有至少80％序列同源性的序列。SEQ ID NO：22是全长IP-2(间插肽2)序列的部分序列，其包含15个氨基酸全长IP-2序列的10个N端氨基酸。如本文所使用的，IP-2是成分(II)的优选实例。因此，包含在成分(II)中的其它更强的优选序列是IP-2的更长的部分氨基酸序列，如存在于人类中的14个N端氨基酸序列(SEQ ID NO：23(RRDFPEEVAIVEEL)或其鼠配对物(SEQ ID NO：24(RRDFPEEVAIAEEL)或与SEQ ID NO：23或24具有至少80％序列同源性的序列。作为包含在融合肽的成分(II)中的元件(element)，最优选的是具有天然存在的IP-2序列(SEQ ID NO：2(RRDFPEEVAIVEELG)，人，或SEQIDNO：3(RRDFPEEVAIAEELG)，鼠)的所有15个氨基酸的全长IP-2序列，或与SEQ ID NO：2或3具有至少80％序列同源性的序列。IP2的所有哺乳动物同种型(在哺乳动物中IP2的天然变体)也在本发明的范围内。可以提供包括在成分(II)中的多于一个的序列拷贝，例如，IP2或IP2的片段或变体的2个、3个或甚至更多个拷贝。

因此，由包埋在本发明的球形微囊剂的核心中的细胞表达和分泌的GLP-1融合肽优选包含按照SEQ ID NO：8(HAEGTFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGRGRRDFPEEVAIAEELG)的序列，即，没有任何连接序列而是借助于其C端连接到鼠IP2的GLP-1(7-37)，或按照SEQ ID NO：12(HAEGTFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGRGRRDFPEEVAIVEELG)的序列，即，没有任何连接序列而是借助于其C端连接到人IP2的GLP-1(7-37)。本文也可以使用与SEQ ID NO：8和12或其片段或变体具有至少80％的序列同源性的变体或其片段。由于这个原因，优选的GLP1-融合肽可以进一步包括按照SEQ ID NO：13、14、19以及20的序列。

不受任何理论约束，本发明的发明人的结论是，如果由包埋在植入的本发明的球形微囊剂的核心中的细胞体内分泌到患者周围组织中，则GLP-1(7-35、36或37)的不稳定性起因于其未保护的三维结构。蛋白酶可以切割GLP-1(7-35、36或37)肽并体内快速消除其生理活性。通过将肽序列连接于GLP-1(7-35、36或37)的C端，其结构获得相对于酶降解的稳定性。如果另外的C端肽序列(包含在根据本发明的融合肽的成分(II)中)折回，则可以增强这样的稳定性的获得，例如，由于存在β-转角结构元件，其是由它的一级结构形成并向成分(II)提供刚性。发现如上所定义的GLP-1肽，借助于其C端肽延伸(优选包含β-转角结构元件)，可以改善对DPP-IV失活的抗性。C端肽在靶细胞中作用于其受体以前不是剪切自GLP-1(7-35、36或37)序列，或它可以被酶促剪切以体内形成GLP-1(7-35、36或37)。与结合在GLP-1受体部位的GLP-1肽的精确形式无关，如上所定义的GLP-1肽作为活性促胰岛化合物施加其功能。

通过适当的例如光谱法，例如圆二色性，或普通技术人员已知的其它方法，可以容易地确定GLP-1肽序列，其被认为适合于包含在如上所定义的GLP-1融合肽的成分(II)中，这是由于一级结构形成β-转角元件。

由包埋在本发明的球形微囊剂的核心中的细胞表达和分泌的GLP-1融合肽的成分(II)和成分(I)可以直接连接或借助于连接序列加以连接。优选地，两种成分彼此直接连接。在它们借助于接头(或隔离物)进行连接的情况下，接头优选是肽接头。肽接头通常具有1至10个氨基酸的长度，优选1至5个，甚至更优选1至3个氨基酸，在某些情况下连接序列可以甚至更长，包括11至50个氨基酸。肽接头可以由各种(天然存在的)氨基酸序列构成。优选地，肽接头将在待连接成分之间引入某些结构柔性。例如通过使肽接头包含各种甘氨酸或脯氨酸残基来实现结构柔性，在连接序列内优选至少30％、更优选至少40％以及甚至更优选至少60％的脯氨酸和甘氨酸残基。与特定序列无关，肽接头可以优选是免疫无活性的。

由包埋在本发明的球形微囊剂的核心中的细胞表达和分泌的GLP-1融合蛋白可以另外包含成分(III)。通常，成分(III)包含至少四个氨基酸残基，优选至少10个另外的氨基酸残基，更优选至少20个，或至少30个。就功能而论，成分(III)用来进一步增强GLP-1肽的稳定性。成分(III)预期不会干扰GLP-1融合肽的生物功能，其中GLP-1融合肽基本上可与GLP-1(7-37)的生物活性相比。一般说来，如本文所定义的成分(I)的任何C端延伸，不管是成分(II)、成分(III)还是如本文所定义的成分(II)和(III)的组合，可增强成分(I)的稳定性，即，如本文所定义的GLP-1(7-37)或其片段或变体。

优选地，由转染到细胞(其根据本发明用于制备本发明的球形微囊剂的核心)中的核酸编码的GLP-1融合肽的成分(III)包含任何哺乳动物生物体的GLP-2的同种型的N端序列(哺乳动物中的GLP-2的其它天然存在的变体)的至少4个、优选至少10个、更优选至少20个另外的氨基酸残基，例如，如在SEQ ID NO：4和5中所示的鼠或人同种型。GLP-2存在于胰高血糖素原(pro-glucagon)中并且还与碳水化合物代谢有关。在本发明的范围内，术语“GLP-2肽”优选指GLP-2(1-33、34、或35)，而“修饰的GLP-2肽”用于指任何GLP-2片段或变体、或GLP-2(1-33、34或35)的片段或变体。变体或片段被归类为未修饰序列的修饰，例如GLP-2(1-33、34或35)。如同包括在成分(I)(GLP-1肽)中的生物活性序列一样，成分(III)还可以包含天然存在形式的GLP-2的变体或片段。可替换地，成分(III)还可以包含GLP-1(7-37)的N端序列的至少4个、优选至少10个、更优选至少20个另外的氨基酸残基，相应地包括所有哺乳动物同种型，或如本文所披露的，所有其功能片段或变体。一般说来，成分(III)可以包含任何形式的GLP-1肽或修饰的GLP-1肽，其在本文中被披露为适合于GLP-1融合肽的成分(I)。在另外的备选方案中，成分(III)还可以包含GLP-1(7-37)和GLP-2的嵌合形式。通过彼此耦联GLP-1(7-37)和GLP-2(或片段或变体)以及通过随后将这种嵌合形式作为成分(III)引入到GLP-1融合肽中，可以产生嵌合形式。优选地，嵌合形式由GLP-1(7-37)的部分序列和GLP-2的部分序列连接在一起而构成。例如，嵌合形式可以包括GLP-1的N端5至30个氨基酸和GLP-2的C端5至30个氨基酸，或反之亦然，例如，GLP-1(7-37)的氨基酸7或8至22、23、24、25、26、27、或28，和从位置15、16、17、18、19、20、21、22、23或24至例如GLP-2的C端的氨基酸序列。

如果天然存在形式的GLP-2或GLP-1(7-37)的修饰分别被包含作为成分(III)，则成分(III)优选分别包含SEQ ID NO：4或5或SEQID NO：1的序列，或与SEQ ID NO：4或5或SEQ ID NO：1具有至少80％序列同源性的序列。

在另一种实施方式中，由包埋在本发明的球形微囊剂的核心中的细胞由表达和分泌的GLP-1融合肽的成分(III)可以包含如上所述的多个序列。例如，成分(III)可以包含GLP-1(7-37)和/或GLP-2的至少两个、优选2个、3个、或4个拷贝，或与SEQ ID NO：1、4或5具有至少80％序列同源性的序列的至少两个拷贝。并且，如上面所讨论的，成分(III)可以包含GLP-1(7-37)或GLP-2的嵌合变体(chimeric version)的多于一个的拷贝，例如，最后形成连同GLP-1(7-37)和/或GLP-2或其具有至少80％序列同源性的修饰的嵌合变体的组合。由转染到细胞(根据本发明用于制备本发明的球形微囊剂的核心)中的核酸编码的GLP-1融合肽还可以包含两种以上，优选两种，成分(III)，其可以例如(1)通过其N端连接至成分(I)或(II)的C端，以及(2)通过其C端并借助于接头或直接地连接至成分(I)的N端。如果提供两种成分(III)，则这些成分可以是相同的或不同的。

根据一种优选的实施方式，细胞(包埋在本发明的球形微囊剂的核心中)是优选的，其用编码包含三种成分(I)、(II)以及(III)的GLP-1融合肽的核酸加以转染。包含所有这些成分的四种具体实施方式选自由以下组成的组：SEQ ID NO：6(N-GLP-1(7-37)-IP2(鼠)-RR-GLP-1(7-37)-C，本文中还表示为鼠CM1)，SEQ ID NO：7(N-GLP-1(7-37)-IP2(鼠)-RR-GLP2-C，本文中还表示为鼠CM2)，SEQ ID NO：10(N-GLP-1(7-37)-IP2(人)-RR-GLP-1(7-37)-C，还表示为人CM1)，以及SEQ ID NO：11(N-GLP-1(7-37)-IP2(人)-RR-GLP-2-C)，本文中还表示为人CM2)，或与SEQ ID NO：6、7、10、或11具有至少80％序列同源性的序列或其片段或变体。根据SEQ ID NO：6、7、10以及11的所有序列包含在IP2(成分(II))的C端的RR-接头(两个精氨酸残基)，其可以可替换地被除去。在按照SEQ ID NO：6、7、10或11的每个实施方式中的成分(I)是GLP-1(7-37)，而成分(III)(在每种这些实施方式中连接于成分(II)的C端)是GLP-1(7-37)或GLP-2。由于这个原因，优选的GLP1-融合肽可以进一步包括按照SEQ ID NO：15、16、17、18以及26的序列。

在本发明的另一种优选的实施方式中，由包埋在本发明的球形微囊剂的核心中的细胞表达和分泌的GLP-1融合肽包含除了成分(I)以外的成分(III)(没有如上所定义的任何成分(II))，该成分(III)连接于成分(I)的C端和/或连接于成分(I)的N端。优选地，成分(III)位于成分(I)的C端。与成分(III)连接于成分(I)的N端(通过其C端)或连接于成分(I)的C端(通过其N端)无关，偶联可以是直接的或间接的(借助于连接序列)。关于连接序列，可以参照上面针对连接成分(I)和成分(II)的接头的公开内容。

在本发明的一种可替换的优选实施方式中，由包埋在本发明的球形微囊剂的核心中的细胞表达和分泌的GLP-1融合肽包含除了成分(I)和(II)之外的成分(III)，该成分(III)连接于成分(II)的C端和/或连接于成分(I)的N端。优选地，成分(III)位于成分(II)的C端。与成分(III)连接于成分(I)的N端(通过其C端)或连接于成分(II)的C端(通过其N端)无关，偶联可以是直接或间接的(借助于连接序列)。关于连接序列，再次参照上面针对连接成分(I)和成分(II)的接头的公开内容。

最后，包埋在本发明的球形微囊剂的核心中的GLP-1融合蛋白可以包含除了任何上述融合蛋白的成分的组合(即，成分(I)和(II)、成分(I)和(III)或成分(I)、(II)以及(III))之外的载体蛋白，尤其是转铁蛋白或白蛋白，作为成分(IV)。直接地或利用如上所定义的接头，这样的成分(IV)可以连接至融合蛋白的成分的任何上述组合的N端和/或C端，即，成分(I)和(II)，成分(I)和(III)，或成分(I)、(II)以及(III)。

如上所定义的由转染到细胞(其根据本发明用于制备本发明的球形微囊剂的核心)中的核酸编码的GLP-1肽可以以各种修饰形式存在。在下文披露并更详细地描述了这些修饰形式。

由如包埋在本发明的球形微囊剂中的细胞表达和分泌的GLP-1肽的“片段”是指上面讨论的GLP-1肽的任何亚型(subset)，其包括GLP-1融合肽，即，一种更短的保留所期望的生物活性的肽。通过从分子的任一端除去氨基酸并试验产物的作为肠降血糖素的性能，就可以容易地制备片段。用于从多肽的N端和/或C端一次除去一个氨基酸的蛋白酶是已知的，所以确定保留所期望的生物学活性的片段仅涉及常规试验。确实，片段可以起因于在肽末端处氨基酸的缺失和/或定位在肽序列内的氨基酸的缺失。

另外，如本文所定义的、具有抗II型糖尿病活性的GLP-1肽(融合肽本身、其功能变体和/或片段)还可以包含旁侧GLP-1肽的另外的氨基酸残基。只要获得的分子保留其相对于蛋白酶的抗性或稳定性以及其作为肠降血糖素的能力，则可以通过常规试验来确定任何这样的旁侧残基是否影响核心肽的基本特性，例如，通过其对胰细胞的影响。当涉及指定序列时，术语“基本上由...组成”是指可以存在另外的旁侧残基，其并不影响指定的GLP-1肽的基本特性。该术语并不包括指定序列内的取代、缺失或添加。

由如包埋在本发明的球形微囊剂中的细胞表达和分泌的GLP-1肽的“变体”是指基本上类似于上面所定义的整个GLP-1肽或其片段的分子。利用本领域众所周知的方法可以方便地制备变体肽。当然，GLP-1肽的这样的变体将具有与相应的天然存在的GLP-1肽类似的抗糖尿病，例如，胰岛素刺激活性。例如，通过DNA序列(其编码合成的变体)中的突变，可以制备上面所定义的GLP-1肽的氨基酸序列变体。这样的变体包括，例如，在氨基酸序列内缺失残基、或插入残基或取代残基。缺失、插入、以及取代的任何组合还可以包含在由如包埋在本发明的球形微囊剂中的细胞表达和分泌的GLP-1肽中，只要最终构造物(构建物，construct)具有所期望的活性。显然，将在编码变体肽的DNA中进行的突变决不能改变阅读框架(读框)并且优选地将不会产生互补区，该互补区可能会产生二级mRNA结构。

可以包含在由包埋在本发明的球形微囊剂中的细胞表达和分泌的GLP-1肽中的取代类型可以基于不同物种的同源蛋白质/肽之间的氨基酸变化的频率分析。基于这样的分析，在本文中保守置换可以被定义为在以下五组之一内的交换：

I.较小的脂族、非极性或稍微极性残基：Ala、Ser、Thr、Pro、Gly；II.极性、带负电荷残基以及它们的酰胺：Asp、Asn、Glu、Gln；III.极性、带正电荷残基：His、Arg、Lys；IV.较大的脂族非极性残基：Met、Leu、Ile、Val、Cys；V.较大的芳族残基：Phe、Try、Trp。

在上述组内，以下取代被认为是“高度保守的”：Asp/Glu；His/Arg/Lys；Phe/Tyr/Trp；Met/Leu/Ile/Val。半保守置换被定义为上述组(I)-(IV)中的两个组之间的交换，其限于大组(A)，包括上述(I)、(II)、以及(III)，或限于大组(B)，包括上述(IV)和(V)。取代并不限于基因编码的或甚至天然存在的氨基酸。

通常，上面定义的GLP-1肽(以及GLP-1融合肽)的变体还可以包含氨基酸取代，例如，用于改善溶解度(用亲水性氨基酸替换疏水性氨基酸)。

在一种实施方式中，如由如包埋在本发明的球形微囊剂中的细胞表达和分泌的(修饰)GLP-1肽，其包括如上所定义的GLP-1融合肽(存在于GLP-1融合肽的成分(I)和/或(III)中)，的特征在于：在GLP-1肽的位置7、8、11、12、16、22、23、24、25、27、30、33、34、35、36、或37处的一个或多个取代。作为以下术语的实例，[Arg34-GLP-1(7-37)]表示一种GLP-1类似物，其中在位置34处的天然存在的赖氨酸已被精氨酸取代。

具体地说，如本文所定义的GLP-1肽或GLP-1融合肽的成分(I)和/或(III)可以对应于GLP-1(7-35、36、37或38)的变体，其包括，例如，Gln9-GLP-1(7-37)、D-Gln9-GLP-1(7-37)、乙酰(基)-Lys9-GLP-1(7-37)、Thr16-Lys18-GLP-1(7-37)、以及Lys18-GLP-1(7-37)、Arg34-GLP-1(7-37)、Lys38-Arg26-GLP-1(7-38)-OH、Lys36-Arg26-GLP-1(7-36)、Arg26，34-Lys38-GLP-1(7-38)、Arg26，34-Lys38-GLP-1(7-38)、Arg26，34-Lys38-GLP-1(7-38)、Arg26，34-Lys38-GLP-1(7-38)、Arg26，34-Lys38-GLP-1(7-38)、Arg26-Lys38-GLP-1(7-38)、Arg26-Lys38-GLP-1(7-38)、Arg26-Lys38-GLP-1(7-38)、Arg34-Lys38-GLP-1(7-38)、Ala37-Lys38-GLP-1(7-38)、以及Lys37-GLP-1(7-37)。

在本发明的一种特定优选的实施方式中，如由如包埋在本发明的球形微囊剂中的细胞表达和分泌的GLP-1肽，其包括如上所定义的GLP-1融合肽(关于成分(I)或(III))，是/包含(修饰的)GLP-1肽，其选自GLP-1(7-35)、GLP-1(7-36)、GLP-1(7-36)-酰胺、GLP-1(7-37)或其片段或变体。

优选地，由包埋在本发明的球形微囊剂中的细胞表达和分泌的GLP-1肽的变体(包括GLP-1融合肽的变体(关于成分(I)或(III))将具有核心序列，其相同于“天然”序列的核心序列，例如，GLP-1(7-37)或GLP-2或其生物活性片段或任何IP2同种型，其具有这样的氨基酸序列，该氨基酸序列与天然氨基酸序列具有至少70％同一性并且保留其生物活性。更优选地，这样的序列呈现与天然序列的至少80％同一性、至少90％同一性、或最优选至少95％同一性。

如本文中所定义的，术语“序列同一性”是指可以如下比较序列。为了确定两个氨基酸序列的百分比同一性(同一性百分数，percent identity)，可以排列序列用于最佳比较目的(例如，可以将缺口(gap)引入到第一氨基酸序列的序列中)。然后，可以比较在相应氨基酸位置的氨基酸。当在第一序列中的位置被与在第二序列中相应位置相同的氨基酸占据时，那么该分子在所述位置是相同的。两个序列之间的百分比同一性是由序列共有的相同位置数目的函数。例如，在特定肽被说成与规定长度的参比多肽具有特定百分比同一性的情况下，百分比同一性是相对于参比肽。因此，50％相同于参比多肽(其长度为100个氨基酸)的肽可以是50个氨基酸多肽，其完全相同于参比多肽的50个氨基酸长度的部分。它也可以是长度为100个氨基酸的多肽，其在它的整个长度中50％相同于参比多肽。当然，其它多肽将满足相同的标准。这样的两个序列的百分比同一性的确定可以利用数学算法来完成。用于比较两个序列的数学算法的优选的非限制性实例是Karlin等人(1993)，PNAS USA，90：5873-5877的算法。这样的算法被结合到NBLAST程序中，该NBLAST程序可以用来鉴定与本发明的氨基酸序列具有所期望的同一性的序列。为了获得用于比较目的的带缺口的序列对比(alignment)，如在Altschul et al.(1997)，Nucleic Acids Res，25：3389-3402中所描述的，可以采用Gapped BLAST。当采用BLAST和Gapped BLAST程序时，可以使用相应程序(例如，NBLAST)的默认参数。可以利用Genetic Computing Group的GAP(总体序列对比程序)的版本9进一步对序列进行对比，其中利用默认(BLOSUM62)矩阵(数值-4至+11)，其具有-12的缺口开口罚分(gapopen penalty)(用于缺口的第一空值)和-4的缺口延伸罚分(对于缺口中的每个另外的连续空值)。在序列对比以后，通过将配对数目表示为在要求保护的序列中氨基酸数目的百分率来计算同一性百分率。所描述的确定两个氨基酸序列的百分比同一性的方法可以相应地用于核酸序列。

由包埋在本发明的球形微囊剂中的细胞分泌的GLP-1肽，尤其是GLP-1融合肽，可以被保护以免蛋白水解剪切(如上所述)。它们可以优选被保护以免二肽氨基肽酶(dipeptidylaminopeptidase)-IV(DPP-IV)。如本文所定义的GLP-1肽以及它们的片段和变体，尤其是GLP-1融合肽，可以包含耐血浆肽酶(DPP-IV)的GLP-1的序列，例如，GLP-1(7-35、36或37)(在GLP-1融合肽作为成分(I)和/或(III)的一部分的情况下)。

肽对通过二肽氨基肽酶IV的降解的抗性例如通过以下降解测定加以确定：在37℃下，用经纯化的二肽氨基肽酶IV的等分试样(aliquot)，并在适当的pH7-8的缓冲液(缓冲液不是白蛋白)中，温育肽的等分试样4-22小时。通过加入三氟乙酸来终止酶促反应，并利用HPLC或LC-MS分析来分离和量化肽降解产物。用于进行这种分析的一种方法是：将混合物施加到Zorbax300SB-C18(30nm孔，5μm颗粒)150×2.1mm柱上，然后借助于在0.1％三氟乙酸中的乙腈的线性梯度(0％-100％乙腈，经30分钟)、在0.5ml/min的流速下进行洗脱。通过在214nm(肽键)或280nm(芳族氨基酸)处的吸收可以监测肽和它们的降解产物，并通过积分它们的峰面积来量化它们。通过利用LC-MS可以确定降解模式，其中可以确定分离峰的MS谱。在给定时间的完整/降解化合物的百分率用于估计肽DPP-IV稳定性。

当如本文所定义的以及如从包埋在本发明的球形微囊剂中的细胞分泌的GLP-1(融合)肽比GLP-1(7-37)的非修饰肽序列10倍更稳定时(基于在给定时间的完整化合物百分率)，该GLP-1(融合)肽被定义为DPP-IV稳定的。因此，DPP-IV稳定的GLP-1肽比例如GLP-1(7-37)优选至少10倍，更优选至少20倍更稳定。可以通过普通技术人员已知的任何方法来估计稳定性，例如，通过将DPP-IV加入到待试验的肽溶液中以及通过确定肽的降解(参见上文)，例如，经一段时间，通过例如光谱法、蛋白质印迹分析、抗体筛选等。平行地，如上所定义的GLP-1肽(例如，片段和/或变体或GLP-1融合肽)被定义为一种化合物，其通过例如结合于其天然受体(GLP-1受体)而施加GLP-1(7-37)的效应。优选地，如上所定义的GLP-1(融合)肽具有与GLP-1受体的结合亲和力，其相当于至少10％、优选至少50％的天然存在的GLP-1肽的结合亲和力。可以通过任何合适的方法来确定结合亲和力，例如，表面等离子共振等。此外，优选的是，如果如上所定义的GLP-1(融合)肽通过其结合于它的胞外受体而诱发细胞内cAMP的形成，，其将信号传输到细胞内。

为了体外对照，如本文所定义的GLP-1(融合)肽可以分离自它从其表达的细胞，例如利用常规分离技术。因此，细胞可以在适当的条件(例如包括载体和营养物)下体外生长，并从胞外培养基回收分泌的蛋白质，即，如上所定义的GLP-1肽。因此设计进入细胞的序列优选包括便于分泌如上所定义的GLP-1肽(参见下文)的信号(肽)序列(参见下文)。这些细胞优选天然内源性地或在通过基因工程方法引入细胞而转染以后表达蛋白酶，其能够剪切信号序列。在一种备选方案中，编码GLP-1肽的工程基因序列并不包括这样的信号肽序列，从而细胞内表达的GLP-1肽将通常不会被分泌并通过涉及细胞溶胞的过程回收自细胞。在这样的方法中，编码序列可以包括便于从培养基有效的提取产物肽的纯化标记(purification tag)；可以切去标记以释放分离的GLP-1肽。然而，这种备选方案通常与本发明的微囊剂的细胞无关，其中本发明的微囊剂的细胞被植入患者中并需要将GLP-1肽递送到周围组织中。

在如上所定义的细胞中产生如上所定义的GLP-1肽，即表达和分泌在包埋在本发明的球形微囊剂的核心中的细胞中。为此，如上所定义的GLP-1肽或其片段或变体由包含在这些细胞中的核酸序列加以编码。这些核酸序列可以天然存在于细胞中或可以在制备本发明的球形微囊剂以前通过细胞转染技术而引入到细胞中。根据本发明，可以使用编码如上所定义的GLP-1肽的任何合适的核酸序列。由于遗传密码的简并，多个核酸序列可以编码这样的GLP-1肽。根据本发明的一种优选的实施方式，用于转染如本文所定义的细胞的核酸序列可以包括编码如上所定义的GLP-1肽的核酸序列和另外的(功能)核苷酸序列。本发明优选提供了一种适合于转染如本文所定义的细胞的核酸序列，其可以编码(a)整个GLP-1aa序列(GLP-1(1-37)或功能GLP-1(7-35、36或37)(变体)序列或任何其它GLP-1肽，包括如上所定义的GLP-1融合肽，(b)可选地在按照(a)的GLP-1序列的N端的蛋白酶切割序列，以及可选地，来自(b)的信号肽序列上游。优选地，信号(肽)序列选自如下所定义的序列。

如上所定义的核酸序列可以包含在载体中。该载体可以用来转染如本文所定义的适合于制备本发明的球形微囊剂的细胞。通常，这样的载体，尤其是表达载体，包含至少一个如上所定义的核酸序列。在本发明的范围内，“载体”有利地包括至少一个编码如上所定义的GLP-1肽的核酸序列，以及如果有必要的话，适合于引导编码的GLP-1肽序列的表达的另外的元件。如本文中所使用的一类载体采用DNA元件，该DNA元件提供衍生自动物病毒(例如，牛乳头瘤病毒、多瘤病毒、腺病毒、或SV40等)的自主复制染色体外质粒。如本文中所使用的第二类本发明的载体依赖于将所期望的基因序列整合到宿主细胞染色体中。

如上所定义的载体通常通过将至少一种编码核酸序列的GLP-1肽插入到适合的载体中而制备。这样的适合载体是普通技术人员已知的并且可以参见例如“Cloning Vectors”(Eds.Pouwels P.H.et al.Elsevier，Amsterdam-New York-Oxford，1985，ISBN 0 444 904018)。适合的载体还旨在包括普通技术人员已知的任何载体，如质粒，噬菌体，病毒如SV40、CMV、杆状病毒、腺病毒、辛德比斯病毒，转座子，IS-元件，噬粒，噬菌粒，黏粒，线性(线状)DNA或环状DNA。为了整合在哺乳动物细胞中，通常使用线性DNA。优选地，用于本发明的载体类型对应于具体的宿主细胞要求。适宜的商业上可获得的表达载体(本发明的核酸可以被插入其中)包括pSPORT、pBluescriptIISK、杆状病毒表达载体pBlueBac、以及原核生物表达载体pcDNAII，所有这些载体可以获自Invitrogen Corp.，San Diego，CA。

如本文所定义的适合于转染细胞(其可以用作本发明的球形微囊剂的组分)的载体通常结合编码核酸序列的GLP-1与其它调节元件，其例如控制编码的(本发明的)氨基酸序列的表达。这样的调节元件是例如：1)对于身体的组织或区域是特异性的；2)构成的(基本的，constitutive)；3)葡萄糖响应的；和/或4)可诱导的/可调控的。本文中的调节元件优选选自调节序列和复制起点(如果载体被自主复制)。在本发明的范围内，调节序列是普通技术人员已知的、对编码核酸序列的GLP-1的表达、转录和/或翻译具有影响的任何元件。除了启动子序列以外，调节序列还包括所谓的增强子序列，由于RNA聚合酶和DNA之间增强的相互作用，其可以导致增加的表达。本发明的载体的另外的调节序列是转录调节以及翻译的起始信号，所谓的“终止序列”等，或其部分序列。

通常，任何天然存在的启动子可以包含在适合于转染细胞的表达载体中，其中细胞可以用于制备本发明的球形微囊剂。这样的启动子可以选自任何真核生物启动子、原核生物启动子、病毒启动子、细菌启动子、植物启动子、人启动子或动物启动子，例如哺乳动物启动子。适宜的启动子包括，例如，巨细胞病毒启动子，lacZ启动子，gal10启动子以及AcMNPV多角启动子，启动子如cos-、tac-、trp-、tet-、trp-tet-、lpp-、lac-、lpp-lac-、laclq-、T7-、T5-、T3-、gal-、trc-、ara-、SV40-、SP6、I-PR-或I-PL-启动子，其有利地存在于革兰氏阴性菌中。另外，启动子可以获自革兰氏阳性启动子如amy和SPO2，酵母启动子如ADC1、MFa、AC、P-60、CYC1、GAPDH，或哺乳动物启动子如巨细胞病毒(CMV)启动子，肌肉特异启动子，包括哺乳动物肌肉肌酸激酶(MCK)启动子，哺乳动物结蛋白启动子，哺乳动物肌钙蛋白I(TNNI2)启动子，或哺乳动物骨骼α-肌动蛋白(ASKA)启动子，或肝型丙酮酸激酶启动子，尤其是那些片段，其延伸(-183至+12)或(-96至+12)(Thompson，et al.J Biol Chem，(1991).266：8679-82.；Cuif，et al.，Mol Cell Biol，(1992).12：4852-61)；spot14启动子(S14，-290至+18)(Jump，et al.，J.Biol Chem，(1990).265：3474-8)；乙酰辅酶A羧化酶(O′Callaghan，et al.，J.Biol Chem，(2001).276：16033-9)；脂肪酸合酶(-600至+65)(Rufo，et al.，J BiolChem，(2001).28：28)；以及葡糖-6-磷酸酶(大鼠和人)(Schmoll，et al.，FEBS Left，(1996).383：63-6；Argaud，et al.，Diabetes，(1996).45：1563-71)，或来自下述的启动子：CaM-Kinasell、巢蛋白(Nestin)、L7、BDNF、NF、MBP、NSE、β-珠蛋白、GFAP、GAP43、酪氨酸羟化酶、Kainat-受体-亚基1、谷氨酸-受体-亚基B，或人遍在蛋白启动子B(ubiB human)，人铁蛋白H启动子(FerH)等。特别优选的启动子具有人或哺乳动物起源。最后，可以有利地使用合成启动子。如包含在本发明的载体中的启动子序列还可以是可诱导的，用于体外对照，以便于调节表达(例如，通过在生长培养基中存在或缺少营养物或其它诱导物)。一个实例是获自噬菌体λplac5的lac操纵子，其可以由IPTG加以诱导。最后，如上所定义的启动子可以与编码核酸序列的GLP-1连接，使得启动子位于编码核酸序列的GLP-1的5’“上游”。优选地，使用人启动子，例如，人遍在蛋白启动子B(ubiB human)或人铁蛋白H启动子(FerH)。

用于正调节编码核酸序列的GLP-1的表达的增强子序列优选为如上所定义的载体的另一种组分。这样的增强子序列通常位于载体的非编码3′区。如在如上所定义的载体中使用的增强子序列可以获自任何真核生物宿主、原核生物宿主、病毒宿主、细菌宿主、植物宿主、人宿主或动物宿主，例如，哺乳动物宿主，优选与如上所定义的相应启动子结合。在本发明中最有用的增强子元件是那些增强子元件，其是葡萄糖响应的、胰岛素响应的和/或肝特异的。增强子元件可以包括CMV增强子(例如，连接于遍在蛋白启动子(Cubi))；一种或多种葡萄糖响应元件，包括肝丙酮酸激酶(L-PK)启动子(-172至-142)的葡萄糖响应元件(G1RE)；以及具有增强应答性的修饰变体(modified version)(Cuif et al.，上文；Lou，et al.，J.BiolChem，(1999).274：28385-94)；具有辅助L3框(-172至-126)的L-PK的G1RE(Diaz Guerra，et al.，Mol Cell Biol，(1993).13：7725-33)；具有增强应答性并具有辅助L3框的G1RE的修饰变体；S14(-1448至-1422)的糖类应答元件(ChoRE)，以及在更低葡萄糖浓度下激活的修饰(Shih and Towle，J Biol Chem，(1994).269：9380-7；Shih，et al.，JBiol Chem，(1995).270：21991-7；以及Kaytor，et al.，J Biol Chem，(1997).272：7525-31)；具有S14(-1467至-1422)的相邻辅助因子部位的ChoRE[et al.，上文]；醛缩酶(+1916至+2329)(Gregori et al.，JBiol Chem，(1998).273：25237-43；Sabourin，et al.，J.Biol Chem，(1996).271：3469-73)；以及脂肪酸合酶(-7382至-6970)(Rufo，et al.，上文)，更优选胰岛素应答元件如葡糖-6-磷酸酶胰岛素应答元件(-780至-722)[Ayala et al.，Diabetes，(1999).48：1885-9；以及肝特异增强子元件，如凝血酶原(940至-860)[Chow et al.，J Biol Chem，(1991)266：18927-33]；以及α-1-微球蛋白(-2945至-2539)[Rouet et al.，Biochem J，(1998).334：577-84]，肌肉特异增强子如哺乳动物MCK增强子，哺乳动物DES增强子，以及脊椎动物肌钙蛋白I IRE(TNIIRE，本文后面称作FIRE)增强子。最后，还可以包括SV40增强子序列。

可以进一步与如上所定义的启动子一起使用增强子元件。例如，这样的启动子/增强子组合包括例如巨细胞病毒(CMV)启动子和CMV增强子，连接至遍在蛋白启动子(Cubi)的CMV增强子，肝特异增强子元件的组，包括人血清白蛋白[HSA]增强子，人凝血酶原[HPrT]增强子，α-1微球蛋白[A1MB]增强子，以及与它们的相应启动子结合使用的基因内醛缩酶增强子，或与选自由CMV启动子或HSA启动子组成的组的启动子结合使用的HSA增强子，与CMV启动子结合使用的增强子元件(选自由人凝血酶原[HPrT]和α-1微球蛋白[A1MB]组成的组)，与α-1-抗胰蛋白酶启动子结合使用的增强子元件(选自由人凝血酶原[HPrT]和α-1微球蛋白[A1MB]组成的组)，等等。

此外，如上所定义的适合于转染细胞(其可以用作本发明的球形微囊剂的组分)的载体可以包含转录和/或翻译信号，优选由适当宿主识别的转录和/或翻译信号，如转录调节以及翻译起始信号。转录和/或翻译信号可以获自任何真核生物宿主、原核生物宿主、病毒宿主、细菌宿主、植物宿主、优选人或动物宿主，例如哺乳动物宿主，优选与如上所定义的相应启动子结合。因此，可以采用各种各样的转录和翻译调节序列，这取决于宿主的特性。就宿主细胞识别与编码核酸序列的GLP-1有关的转录调节和翻译起始信号来说，相邻于天然存在的编码核酸序列的GLP-1的5′区可以被保留并用于在本发明的载体中的转录和翻译调节。该区通常将包括那些与转录和翻译的起始有关的序列，如TATA框、加帽序列、CAAT序列等。通常，该区的长度将是至少约150个碱基对，更通常是约200bp，并且很少超过约1至2kb。

可以选择转录起始调节信号，以便于控制阻抑或激活，使得可以调节(调制)基因的表达。一种这样的可控调节技术(调制技术)是使用调节信号，该调节信号是温度敏感的以便通过改变温度来阻抑或起始表达。另一种可控调节技术是使用对某些化学试剂敏感的调节信号。转录和/或翻译信号还包括转录终止调节序列，如停止信号和聚腺苷酰化区。优选地，转录终止调节序列位于如上所定义的载体(包含编码核酸序列的GLP-1)的非编码3′区。适宜的终止序列包括，例如，牛生长激素、SV40、lacZ、EF1α以及AcMNPV多角多腺苷酸化信号。

适合于转染细胞(其可以用于制备本发明的球形微囊剂)的表达载体还可以包括其它序列，用于最佳表达如本文所定义的GLP-1肽。这样的序列包括编码信号(肽)序列的序列，即，其编码位于N端的肽序列，其提供分泌的蛋白质进入或通过膜的通道；提供表达产物的稳定性的序列；以及限制酶识别序列，其提供限制性内切核酸酶的切割部位(位点)。所有这些物质在本领域均是已知的并且可商业上获得(参见，例如，Okayama(1983)，Mol.Cell.Biol.，3：280)。

如本文中所定义的，“信号序列”是这样的信号(肽)序列，其通常包含位于表达的GLP-1(融合)肽的N端的约15至30个氨基酸并使得可以分泌GLP-1肽，即穿过细胞膜。这样的信号序列可以包括通常与野生型GLP-1前体蛋白有关的信号序列(即，全长胰高血糖素原前体分子的信号序列)，以及通常与其无关的信号(肽)序列，即，异源于野生型GLP-1前体蛋白(即，全长胰高血糖素原前体分子的信号序列。如本文中所定义的“信号序列”可以是，例如，信号肽序列或前导序列(例如，分泌信号(和前导)序列)。此外，如本文中所定义的信号(肽)序列优选保证通过蛋白酶切割(GLP-1)前体肽，例如，信号序列蛋白酶。在通过蛋白酶从(GLP-1)前体肽切割信号序列以后，产生如上所定义的生物活性GLP-1肽。这样的信号序列通常包含编码由用于切割的蛋白酶识别的切割位点的区域。可替换地，编码由用于切割的蛋白酶识别的切割位点的区域可以被引入到信号序列中。此外，编码由用于切割的蛋白酶识别的切割位点的另外的(一个以上)序列可以被加入到信号序列中。

可以由如上面所定义的载体编码的信号序列的实例包括衍生自分泌的蛋白质的信号序列，如GLP-1或不同于GLP-1，如细胞因子、凝固因子、免疫球蛋白、分泌酶或激素(包括垂体腺苷酸环化酶激活多肽(PACAP)/胰高血糖素超家族)以及血清蛋白。例如，如上所定义的信号序列可以衍生自分泌的基质金属蛋白酶(MMP)，例如，基质溶素前导序列，衍生自分泌的人碱性磷酸酶(SEAP)，醋酸艾塞那肽原(pro-exendin)，例如醋酸艾塞那肽原-4(proexendin-4)前导序列，pro-helodermin，葡萄糖原(pro-glucose)依赖性促胰岛多肽(GIP)，胰岛素原样生长因子(IGF1)，胰高血糖素前原，α-1抗胰蛋白酶，胰岛素样生长因子1，人因子IX，人淋巴毒素A(基因库编号BAA00064)，或人簇蛋白(clusterin)(基因库编号AAP88927)。如本文中所定义的信号序列的特定实例是这样的序列，其包括信号的编码区，用于通过信号肽酶、弗林蛋白酶或其它激素原转化酶(例如，PC3)的前体切割。例如，由弗林蛋白酶(还称作PACE，参见美国专利第5,460,950号)剪切的信号、其它枯草杆菌蛋白酶(包括PC2、PC1/PC3、PACE4、PC4、PC5/PC6、LPC/PC7IPC8/SPC7以及SKI-1；Nakayama，Biochem.J.，327：625-635(1997))、肠激酶(参见美国专利第5,270,181号)或胰凝乳蛋白酶可以被引入到如本文所定义的信号序列中。上述每个文献的公开内容均以引用方式结合于本文。弗林蛋白酶是一种遍在表达的蛋白酶，其存在于高尔基体外侧并在蛋白质前体分泌前对它们进行加工。弗林蛋白酶在其共有识别序列的COOH-末端切割Arg-X-Lys-Arg或Arg-X-Arg-Arg、(Lys/Arg)-Arg-X-(Lys/Arg)-Arg以及Arg-X-X-Arg，如Arg-Gln-Lys-Arg。这些氨基酸序列是一种信号，用于通过蛋白酶弗林蛋白酶的前体切割。因此，异源信号序列还可以合成上衍生自共有序列，其编译自信号序列(例如，编译自被信号肽酶剪切的分泌的蛋白质的共有序列)。

除了如上所定义的调节序列外，如上所定义的自主复制载体通常包含复制起点。适宜的复制起点包括但不限于，例如，ColE1、pSC101、SV40、pMPI(ori pMPI)以及M13复制起点等。

优选地，如上所定义的载体可以另外包含自杀基因。在本发明的范围内，通过杀伤自杀基因，“自杀基因”优选能够终止用本发明的球形微囊剂进行的治疗，其中自杀基因在给予特定物质以后保护(harboring)包含在本发明的微囊剂的核心中的细胞。例如，适合于本发明的自杀基因可以通过给予外源性激活子(激活剂)来加以激活，其中外源性激活子通常并不存在于人体或动物体中。在这种情况下，通常自杀基因起始(引发)一种级联，其引起细胞经受凋亡事件。可替换地，适合于本发明的自杀基因可以代谢给予的外源性非毒性药物前体，该药物前体通常并不存在于人体或动物体中。外源性非毒性药物前体的代谢优选使药物前体变成细胞毒素。自杀基因可以被包含在编码如上所定义的GLP-1肽的相同载体上或可替换地被包含在第二载体上。此外，可以通过任何种类的控制和调节元件，例如，诸如启动子、增强子等的控制和调节元件，如本文提及的作为表达载体的组分，或通过它们的天然存在的控制和调节元件，来调节自杀基因。优选地，根据本发明选择自杀基因，其便于任何上述控制机制，例如，选自下述的自杀基因：胞嘧啶脱氨酶(CD)、尿嘧啶磷酸核糖基转移酶(UPRTase)、HSV胸苷激酶(HSV-Tk)、可以通过加入四环素如细菌Tet阻抑蛋白(TetR)来加以诱导的自杀基因，等等。作为特定实例，可以使用胞嘧啶脱氨酶(CD)。胞嘧啶脱氨酶(CD)通常存在于各种各样的生物体中并能将5-氟胞嘧啶(5-FC)转化成5-氟尿嘧啶(5-FU)，其代表常见的化疗制剂。5-氟尿嘧啶(5-FU)对于生物体是高度毒性的，而其药物前体5-氟胞嘧啶(5-FC)对于细胞是无毒的。5-氟尿嘧啶(5-FU)随后被细胞激酶磷酸化并且能够取消细胞RNA合成。因此，药物前体5-氟胞嘧啶(5-FC)是一种极好的用于诱导特定细胞的自杀的工具。此外，5-氟-dUMP作为抗叶酸剂并抑制酶胸苷酸合酶，其在脱氧核糖核苷酸的从头合成途径中催化dUMP甲基化成dTMP。从而，可以抑制在细胞中DNA合成的抑制。同样优选地，可以使用HSV-1胸苷激酶(ATP：胸苷-5-磷酸转移酶)以及其相应的药物前体9[1，3-二羟-2-丙氧甲基]鸟嘌呤(ganciclovir)(GCV)。鸟苷类似物GCV被特定地磷酸化并抑制DNA合成的延伸，因而导致细胞自杀。

可以通过技术人员已知的任何方法(参见例如，Maniatis et al.(2001)Molecular Cloning：A laboratory manual，Cold Spring HarborLaboratory Press，Cold Spring Habor，NY)来将如上所定义的载体，或可替换地，编码核酸的裸GLP-1肽转染到适宜的用于制备本发明的微囊剂的细胞中。如果载体被转染到如上所定义的适宜细胞中，则载体优选以质粒DNA的形式存在，其携带编码核酸的GLP-1肽。质粒DNA优选为环状质粒DNA。适宜的转染方法包括但不限于，例如，包括改进的电穿孔技术(例如核转染)的电穿孔技术，磷酸钙技术，例如，磷酸钙共沉淀方法，DEAE-葡聚糖方法，脂质转染方法，例如，转移介导脂质转染方法等。优选地，借助于携带如上所定义的载体的质粒DNA并利用改进的电穿孔技术(例如核转染)来进行转染。

在本发明的一种可替换的实施方式中，如本文中所定义的和如分泌自包埋在本发明的球形微囊剂中的细胞的GLP-1(融合)肽包含作为成分(I)和/或(III)的修饰GLP-1肽，其包括以下式II的氨基酸序列：

Xaa7-Xaa8-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Xaa16-Ser-Xaa18-Xaa19-Xaa20-Glu-Xaa22-Xaa23-Ala-Xaa25-Xaa26-Xaa27-Phe-Ile-Xaa30-Trp-Leu-Xaa33-Xaa34-Xaa35-Xaa36-Xaa37，

其中Xaa7是L-组氨酸、D-组氨酸、脱氨-组氨酸、2-氨基-组氨酸、3-羟基-组氨酸、高组氨酸、N-乙酰-组氨酸、a-氟甲基-组氨酸、a-甲基-组氨酸、3-吡啶基丙氨酸、2-吡啶基丙氨酸或4-吡啶基丙氨酸；Xaa8是Ala、Gly、Val、Leu、Ile、Lys、Aib、(1-氨基环丙基)羧酸、(1-氨基环丁基)羧酸、(1-氨基环戊基)羧酸、(1-氨基环己基)羧酸、(1-氨基环庚基)羧酸、或(1-氨基环辛基)羧酸，从而Gly是特别优选的；Xaa16是Val或Leu；Xaa18是Ser、Lys或Arg；Xaa19是Tyr或Gln；Xaa20是Leu或Met；Xaa22是Gly、Glu或Aib；Xaa23是Gln、Glu、Lys或Arg；Xaa25是Ala或Val；Xaa26是Lys、Glu或Arg；Xaa27是Glu或Leu；Xaa30是Ala、Glu或Arg；Xaa33是Val或Lys；Xaa34是Lys、Glu、Asn或Arg；Xaa35是Gly或Aib；Xaa36是Arg、Gly或Lys或酰胺或不存在；Xaa37是Gly、Ala、Glu、Pro、Lys、酰胺或是不存在。

在本发明的又一种实施方式中，如用于本发明的微囊剂的GLP-1(融合)肽的成分(I)和/或(III)包含修饰的GLP-1肽，其包含以下式III的氨基酸序列：

Xaa7-Xaa8-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Xaa18-Tyr-Leu-Glu-Xaa22-Xaa23-Ala-Ala-Xaa26-Glu-Phe-lle-Xaa30-Trp-Leu-Val-Xaa34-Xaa35-Xaa36-Xaa37，

其中Xaa7是L-组氨酸、D-组氨酸、脱氨-组氨酸、2-氨基-组氨酸、3-羟基-组氨酸、高组氨酸、N-乙酰-组氨酸、a-氟甲基-组氨酸、a-甲基-组氨酸、3-吡啶基丙氨酸、2-吡啶基丙氨酸或4-吡啶基丙氨酸；Xaa8是Ala、Gly、Val、Leu、Ile、Lys、Aib、(1-氨基环丙基)羧酸、(1-氨基环丁基)羧酸、(1-氨基环戊基)羧酸、(1-氨基环己基)羧酸、(1-氨基环庚基)羧酸、或(1-氨基环辛基)羧酸；Xaa18是Ser、Lys或Arg；Xaa22是Gly、Glu或Aib；Xaa23是Gln、Glu、Lys或Arg；Xaa26是Lys、Glu或Arg；Xaa30是Ala、Glu或Arg；Xaa34是Lys、Glu或Arg；Xaa35是Gly或Aib；Xaa36是Arg或Lys、酰胺或是不存在；Xaa37是Gly、Ala、Glu或Lys、酰胺或是不存在。

在一种特定优选的实施方式中，本发明的球形微囊剂包含GLP-1(融合)肽，其成分(I)和/或(III)包含(修饰的)GLP-1肽，其选自GLP-1(7-35)，GLP-1(7-36)，GLP-1(7-36)-酰胺，GLP-1(7-37)或它们的变体、类似物或衍生物。同样优选的是GLP-1(融合)肽，该(融合)肽在它们的成分(I)和/或(III)中包含修饰的GLP-1肽，该修饰的GLP-1肽在所述GLP-1肽的位置8具有Aib残基或在位置7具有氨基酸残基，其选自由D-组氨酸、脱氨-组氨酸、2-氨基-组氨酸、羟基-组氨酸、高组氨酸、N-乙酰-组氨酸、a-氟甲基-组氨酸、a-甲基-组氨酸、3-吡啶基丙氨酸、2-吡啶基丙氨酸以及4-吡啶基丙氨酸组成的组。

如上述由式II和III定义的和可用于本发明的GLP-1(融合)肽的成分(I)和/或(III)的两种实施方式可以与上述针对GLP-1(融合)肽给出的公开内容结合。换言之，通式II和III可以与例如上述针对成分(II)、接头、制备过程等给出的公开内容结合。

此外，由包埋在本发明的微囊剂的核心中的细胞表达和分泌的GLP-1(融合)肽可以优选包含至少一种合成聚合物或天然聚合物，例如，聚氨基酸。至少一种聚合物组分通常共价偶合于融合肽亚单元()。在本发明的意义上，“共轭的”用于指“化学偶合的”。“化学偶合的”用于指借助于共价或非共价结合而偶合的。虽然共价结合是优选的，但聚合物组分也可以借助于络合作用而无需共价键来连接于融合肽，例如借助于氢键合或静电、疏水等相互作用。包含融合肽和聚合物的整个复合物(络合物)在下文被称作“GLP-1共轭复合物”或“GLP-1共轭分子”。

因此，GLP-1共轭分子甚至进一步被保护以免体内蛋白水解降解，其主要起因于蛋白水解内肽酶IV活性。具有或包含至少两种成分(I)和(II)的GLP-1(融合)肽和合成聚合物的共轭复合物呈现GLP-1的生物活性，并且同时通过C端延伸使作为其成分(I)的GLP-1具有稳定性。因此，通过使融合肽共轭于聚合物，它的体内稳定性会显著增加。

本文中使用的聚合物可以是生理上可接受的聚合物(生理用聚合物)，其包括可溶于水溶液或悬浮液并且在给予药物有效量的融合肽以后对哺乳动物没有负面影响(如副作用)的聚合物。对于根据本发明使用的生理上可接受的聚合物并没有特别限制。聚合物可以具有合成特性或可以是天然存在的聚合物(天然聚合物，例如，蛋白质)。

一种、两种或三种聚合物组分可以共价地附着于融合肽亚单元，其中一种聚合物组分是优选的，以形成GLP-1共轭分子。然而，在具体实施方式中，可以为每融合肽亚单元提供多于三种的聚合物组分。这些组分均可以共价地偶合于融合肽的成分(I)或成分(II)或两者。优选的是，将聚合物组分中的至少一种偶合于成分(II)。如果一种或多种聚合物组分偶合于成分(I)，则其优选偶合于丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸或精氨酸残基的N端或侧链。优选地，成分(I)的残基Thr 11、Thr 13、Asp 15、Ser 17、Ser 18、Tyr 19、Glu 21、Lys 26、Glu 27、Lys 34、Arg 36中的一个或多个的侧链用于偶联目的。如果IP2的天然存在的序列被用作成分(II)，则其Arg、Glu以及Asp残基中的一个或多个将在它们的侧链处由聚合物组分加以修饰。

聚合物，尤其是PEG的N端结合可以有利于共轭分子的纯化。还认为，与结合于任何其它残基，例如，任何其它赖氨酸残基的无规聚合物相比，聚合物的N端结合可以更好地保护生物活性。因此，在一种优选的实施方式中，至少一种聚合物组分位于融合肽的N端。如果使用聚乙二醇化，则存在于本发明的肽中的赖氨酸的未端或侧链羧基基团或ε-氨基基团的聚乙二醇化可以赋予对氧化的抗性并且也在本发明的范围内。

更一般地说，如用在本发明的球形微囊剂的核心中的GLP-1(融合)肽的合成聚合物优选选自烷撑二醇，如聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)，乙二醇和丙二醇的共聚物，聚氧乙烯化多元醇，聚烯烃醇，聚乙烯吡咯烷酮，聚羟基烷基甲基丙烯酰胺，聚羟基烷基甲基丙烯酸酯，如聚羟基乙烯甲基丙烯酸酯，聚丙烯酸酯，多糖，聚([α]-羟基酸)，聚乙烯醇，聚磷腈，聚噁唑啉，聚(N-丙烯酰吗啉)，聚乙烯基乙醚，聚乙酸乙烯酯，聚乳酸-羟基乙酸(polylactic glycolicacid)，聚乳酸，脂质聚合物，甲壳质，透明质酸，聚氨酯，聚唾液酸三乙酸纤维素，硝酸纤维素以及任何上述的组合。优选地，天然聚合物是经由侧链或经由末端基团(氨基和/或羧基)连接于GLP-1(融合)肽的肽或蛋白质，优选白蛋白和转铁蛋白。

如上所定义的本发明的球形微囊剂优选按照两个或多种方法步骤加以制备。按照方法步骤1)如上述所披露的，制备核心。按照方法步骤2)通过表面涂层将如按照方法步骤1)制备的核心包住。另外可选的步骤包括另外的表面涂层的制备。优选地，对于每个另外的表面涂层，进行相同于方法步骤2)的步骤。进一步可选的步骤可以包括洗涤步骤。

通常，按照用于制备本发明的球形微囊剂的方法步骤1)制备如上文所披露的核心。这样的核心由交联聚合物以及表达和分泌GLP-1的细胞构成，其中细胞已按照如上文所披露的方法加以转染。按照方法步骤1)，通常制备可溶形式的聚合物，例如，可溶形式的藻酸盐(例如，在生理盐水溶液中的藻酸钙或藻酸钠)，以及表达和分泌GLP-1-肽的细胞的混合物(悬浮液)，优选浓度为高达5*10⁷个细胞/ml聚合物溶液。

通常经由空气喷射喷嘴来压缩(挤压，press)同基因细胞/聚合物悬浮液(例如，细胞/藻酸盐悬浮液)，其中空气喷射喷嘴由三个通道组成，其同心设置成围绕公共中心的三个同心环：内通道、中间通道以及外通道(空气环)。优选地，空心针用于具有50μm至2,000μm的内径的内通道。中间通道通常具有60μm至4,000μm的内径，以及外通道(空气环)优选具有100μm至5,000μm的内径。在用于制备本发明的微囊剂的核心的方法步骤1)中仅仅使用内通道和外通道(空气环)。因此，仅由两个通道(内通道和外通道)组成的喷嘴也可以用于方法步骤1)。通常，如果使用具有三个通道的空气喷射喷嘴，则没有物质流过中间通道。通常用10μl/min至5ml/min的速率将细胞/聚合物溶液的悬浮液压缩通过内通道，这导致在通道出口产生液滴，由于由外通道(空气环)提供的气流(通常具有0.51/min至10l/min的速率)，液滴会跑掉。包含细胞和非交联聚合物溶液的液滴降落到包含交联剂的溶液(沉淀浴)中，其通常位于空气喷射喷嘴的出口下方约4cm至约60cm的距离处。液滴优选在下降过程中变圆，从而得到基本上球形的几何形式。交联剂影响聚合物的离子交联，并且最初形成本发明的球形(水不溶性)微囊剂的核心，其具有约20μm至约4,000μm的直径。本发明的球形微囊剂的核心的直径取决于在方法步骤1)中所选用通道的尺寸和几何形状。如果使用藻酸盐作为聚合物，则包含交联剂的溶液(沉淀浴)优选由二价阳离子，例如，钙或钡离子(5-100mM)或其它二价或多价阳离子组成。此外，沉淀浴优选包含缓冲物质(例如，1mM-10mM组氨酸)和氯化钠(例如，290mOsmol±50mOsmol)。如果使用不同于藻酸盐的其它聚合物，则本文可以使用本领域已知的其它适宜的交联剂和缓冲液。

方法步骤1)提供本发明的由交联聚合物和细胞构成的微囊剂的核心。在方法步骤1)以后，可选的方法步骤可以包括洗涤步骤。例如，用生理盐水溶液或任何其它适宜洗涤溶液洗涤本发明的球形微囊剂的核心，并且，如果合适的话，在硫酸钠溶液中、优选在按照US 6,592,886(将其公开内容以引用方式并入本文)的硫酸钠溶液中温育核心。通常利用离心或任何其它适宜的方法从沉淀浴和/或洗涤浴中分离本发明的球形微囊剂的核心。

按照方法步骤2)，用基本上是交联聚合物的表面涂层涂布通过方法步骤1)制备的本发明的球形微囊剂的核心。因此，将通过步骤1)制备的本发明的球形微囊剂的核心加入到包含非交联聚合物的聚合物溶液(如上所披露的，不包含细胞)中。优选地，以如上所定义的浓度并以它们的非交联形式提供聚合物。通常，这种包含聚合物溶液和本发明的球形微囊剂的核心的混合物被压缩通过上述空气喷射喷嘴的内通道，例如，以15μl/min至2ml/min，优选10μl/min至5ml/min的速率。同时，没有细胞的纯非交联聚合物溶液，优选包含约0.1％至约4％(w/v)聚合物的溶液，例如，没有任何细胞的藻酸盐溶液，以通常15μl/min至2ml/min，优选10μl/min至5ml/min的速率被压缩通过中间通道。从而，在中间通道的末端形成液滴，其包含核心和非聚合聚合物的表面。由于经由外通道(空气环)提供的气流(速率通常为0.5l/min至10l/min)，这些液滴会跑掉。聚合物溶液(本发明的微囊剂的核心被加入其中)中，本发明的球形微囊剂的核心的聚合物浓度，以及表面涂层的聚合物浓度可以不同(参见上文)。包含本发明的球形微囊剂的核心(按照方法步骤2)加以制备)的液滴落入包含如上所定义的交联剂的溶液(沉淀浴)。在下降过程中，液滴优选变圆至大致球形几何形式。类似于方法步骤1)，交联剂实现聚合物的离子交联。因此，形成水不溶性球形微囊剂，其具有60μm至4,000μm的直径。可通过方法步骤2)获得的本发明的球形微囊剂的直径取决于所选通道的尺寸和几何形状(如本文中所使用的)。为了制备具有多于一个的表面涂层的本发明的微囊剂，即包含如上所定义的核心和2个、3个、4个、5个、5-10个或更多个表面涂层的本发明的球形微囊剂，可以根据每次需要重复方法步骤2)。

如上所述，在方法步骤2)以后，可以接着是一个或多个可选的洗涤步骤。

根据本发明的另一个方面，提供了一种通过给予本发明的球形微囊剂来治疗动物、优选人的方法。本发明包括这样的本发明的球形微囊剂在用于制备产品，例如，用于制备药物组合物或试剂盒中的应用。优选地，本发明的球形微囊剂(用于制备药物组合物)用于治疗或预防与葡萄糖代谢有关的疾病或病症。葡萄糖障碍的非限制性实例包括例如I型糖尿病或II型糖尿病(NIDDM)，或胰岛素抗性，体重异常以及与其有关的疾病或病症，其中上述体重异常或有关的病症包括肥胖症、超重相关病症、饱感反常(satietyderegulation)、降低的血浆胰岛素水平、增加的血糖水平、或降低的胰腺β细胞质量(细胞生物量)。优选地，以此披露了本发明的球形微囊剂(用于制备药物组合物)在用于治疗II型糖尿病(NIDDM)中的应用。因此，本发明涉及本发明的球形微囊剂(用于制备药物组合物)例如在用于降低受治疗者的体重、用于降低受治疗者的饱感、用于餐后增加受治疗者的血浆胰岛素水平、用于降低受治疗者的空腹(禁食)血糖水平、用于增加受治疗者的胰腺β细胞质量或用于治疗受治疗者的I型或II型糖尿病中的应用。

用本发明的球形微囊剂还可以治疗患有其它疾病或障碍的患者。本发明的球形微囊剂可以(用于制备药物组合物)用于治疗神经变性障碍以及与其有关的疾病或病症，以及(用于制备药物组合物)用于治疗与凋亡有关的障碍和疾病或病症。本发明的具有包埋在其核心中、表达和分泌GLP-1的细胞的球形微囊剂(用于制备药物组合物)在用于治疗这些障碍中的应用起因于以下：偶合于环AMP第二信使途径的GLP-1受体表达在啮齿动物和人类的整个脑中。在脑中受体分布的化学结构并不是仅与GLP-1在调节食物摄取和应答厌恶应激的主要作用(central role)有关。还表明，在培养的神经元细胞中，结合在其GLP-1受体处的GLP-1施加神经营养性能，并提供保护以免受谷氨酸诱导的凋亡和氧化损伤。此外，表明，GLP-1可以在细胞培养物中改善淀粉状蛋白β-蛋白质前体的加工并在体内脑中剂量依赖性地降低淀粉状蛋白β-肽水平。因此，GLP-1还称为中枢神经系统的调节剂。模拟生理活性GLP-1的生物活性的GLP-1肽与下述的治疗具有治疗相关性：例如，阿尔茨海默氏病(AD)和其它中枢和周围神经变性病症例如肌萎缩侧索硬化(ALS)，亚历山大病，阿尔珀斯病，共济失调毛细血管扩张症(Ataxiatelangiectasia)，卡纳万病(Canavan disease)，科凯恩综合症(Cockayne syndrome)，克雅病，多发性硬化，山德霍夫病(山霍夫病)，皮克氏病，脊髓小脑性共济失调，希尔德病和帕金森病，以及卒中(中风)，脑内出血(ICH)，蛛网膜下出血，肾上腺脑白质营养不良(腺脑白质营养不良)(x-ALD)或其它脑白质营养不良等。

此外，表明，生理活性GLP-1对各种细胞施加抗凋亡作用，例如，GLP-1有利于保存新鲜分离的人胰岛或其它细胞类型的质量和功能。在这个范围内，本发明的球形微囊剂(表达和分泌生物活性GLP-1肽)可以用来治疗由细胞或组织凋亡引起的障碍。

本发明的另一个方面是包含本发明的球形微囊剂的药物组合物，其可以外源地给予。可以将这样的药物组合物施用于患有上述障碍的患者。

包含本发明的球形微囊剂作为“活性组分”的药物组合物的制备在本领域通常是众所周知的，如例如由美国专利4,608,251；4,601,903；4,599,231；4,599,230；4,596,792以及4,578,770所说明的，将所有上述专利以引用方式并入本文。

本发明的药物组合物(或本发明的球形微囊剂)可以外源地给予患者。典型的给药形式(给予形式)包括但不限于，肠外给药，例如通过注射，例如，在痛苦部位的皮下注射、皮内注射、皮肤下注射、肌内注射、或经由静脉内注射、皮肤注射或皮下注射。可以适合于治疗任何上述疾病或障碍的其它给药方式包括移植本发明的药物组合物或本发明的球形微囊剂(优选配制成适宜形式，例如，通过加入适宜的药物载体，例如，具有凝胶剂、胶囊剂、片剂等的形式)。用于肠外给药的本发明的药物组合物可以，例如，如在WO03/002136中所描述的加以制备，将其公开内容以引用方式并入本文。

适合于本发明的给药部位包括待治疗患者的组织，例如，脂肪组织、脑、肝、肌肉等，以及体液，例如，血液、淋巴液、脑液等。适合于给予本发明的药物组合物的装置包括适合于所选给药方式的任何装置并且可以由本领域技术人员加以选择。不限于此，本发明的药物组合物可以例如借助于注射、通过使用适当的注射针如尺寸为12至26G的注射针，更优选18至22G，或例如通过移植本发明的药物组合物(优选配制成适宜的形式)而加以给予，其中利用外科手术装置，如解剖刀、如上所述的注射针等。根据一个特定实施例，其不应视为限于本实施方式，需要其的、患有II型糖尿病或与其有关的或本文披露的任何疾病的患者可以接受皮下注射或植入本发明的药物组合物(包含本发明的球形微囊剂)他进入其脂肪组织等中。这样的包含本发明的球形微囊剂的本发明的药物组合物可以包含如上所定义的细胞，例如，选自体内或体外分化成脂肪细胞的人间充质干细胞。此外，患有如本文所定义的神经变性疾病的患者可以接受本发明的药物组合物植入其脑组织，例如植入脑主质等。

通常，药物组合物被制备成可注射物(injectables)，其作为液体溶液或悬浮液，优选包含水(含水剂型)，或可以被乳化。术语“含水剂型”被定义为包含至少50％w/w水的剂型。同样，术语“水溶液”被定义为包含至少50％w/w水的溶液，以及术语“含水悬浮液”被定义为包含至少50％w/w水的悬浮液。

对于静脉内注射、皮肤注射或皮下注射，或在痛苦部位的注射，本发明的药物组合物将具有肠外用水溶液的形式，其中肠外用水溶液是无热原的并具有适宜的pH、等渗性和稳定性。液体药物组合物通常包括液体载体如水。优选地，液体载体将包括生理盐水溶液、右旋糖乙醇或其它糖溶液或二元醇如乙二醇、丙二醇或聚乙二醇，或可以包括它们的组合。进一步的实例包括其它等渗载体如生理盐溶液，例如林格氏溶液或乳酸盐林格溶液。

如果本发明的药物组合物包含本发明的球形微囊剂和例如缓冲剂的水溶液，则所述本发明的球形微囊剂通常以0.1mg/ml以上的浓度存在于药物组合物中，并且所述药物组合物通常具有约2.0至约10.0、优选约7.0至约8.5的pH。

在本发明的药物组合物中可以存在其它组分。这样的另外的组分可以包括湿润剂、乳化剂、抗氧化剂、填充剂、pH缓冲剂(例如，磷酸盐或柠檬酸盐或马来酸盐缓冲剂)、防腐剂、表面活性剂、稳定剂、渗透性调节剂(紧张调节剂，tonicity modifier)、螯合剂(cheating agent)、金属离子、油质载体、蛋白质(例如，人血清白蛋白、明胶或蛋白质)和/或两性离子(例如，氨基酸如甜菜碱、牛磺酸、精氨酸、甘氨酸、赖氨酸以及组氨酸)。这样的组分可以由普通技术人员按照包埋在本发明的球形微囊剂的核心中的细胞的具体要求加以选择，即，这些组分均不是细胞毒性的并且确保细胞的生存力。此外，这样的组分可以稳定已由包埋在本发明的球形微囊剂的核心中的细胞表达和分泌的GLP-1肽。

关于缓冲剂，它们优选选自由乙酸钠、碳酸钠、柠檬酸盐、甘氨酰甘氨酸(双甘氨肽)、组氨酸、甘氨酸、赖氨酸、精氨酸、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钠、以及三(羟甲基)-氨基甲烷、4-羟乙基哌嗪乙磺酸(4-(2-羟乙基)-1-哌嗪乙磺酸)(hepes)、N-二(羟乙基)甘氨酸、曲辛(tricine)、苹果酸、琥珀酸盐、马来酸、富马酸、酒石酸、天冬氨酸或它们的混合物组成的组。这些特定缓冲剂的每一种均构成本发明的可替换实施方式。

在包含本发明的球形微囊剂的药物组合物中的所有上述添加剂的使用是普通技术人员熟知的，尤其是关于其浓度范围。为方便起见，参考Remington：The Science and Practice of Pharmacy，19^thedition，1995。

优选以与剂型相容的方式、以及以这样的治疗有效量，给予包含本发明的球形微囊剂的本发明的药物组合物。与本发明的药物组合物一起给予的本发明的球形微囊剂(或，如果需要的话，单独)的量取决于受治疗者和待治疗的疾病，包括，例如，患者疾病的严重性。适宜的剂量范围取决于在预定期间(周期)内由本发明的球形微囊剂(如包含在本发明的药物组合物中)分泌的生物活性GLP-1肽的量，并且通常在约1至几百微克/天的范围。通常，如包含在本发明的药物组合物中的本发明的球形微囊剂分泌约0.5μgGLP-1/天/ml本发明的球形微囊剂。因此，剂量范围可以在例如约0.01μg至20mg的分泌的生物活性GLP-1肽/天的范围内(即使还设想在1-100mg范围内的更高量)，如在约0.01μg至10mg/天的范围内，优选在0.01μg至5mg/天的范围内，甚至更优选在约0.01μg至1mg/天的范围内，以及最优选在约0.01μg至500μg/天的范围内。

附图说明

图1示出了示例性构造物a-m的非限制性概述(还参见实施例1)，其中上述构造物可以包含在用于制备本发明的球形微囊剂的细胞中。

图2示出了在hTERT-MSC和HEK293细胞中不同GLP-1构造物的瞬时表达结果以及在瞬时转染以后活性GLP-1的瞬时表达结果(还参见实施例2)。在单体GLP-1构造物#103和#317(只具有GLP-1(7-37)的一个拷贝)中仅可以发现边缘活性GLP-1水平。在二聚体GLP-1构造物#217(具有GLP-1(7-37)作为成分(I)和作为成分(III))(两者均在hTERT-MSC和HEK293细胞中)中观测到巨大的表达增量(gain)。

图3示出了来自分泌GLP-1的细胞的细胞培养上清液的蛋白质印迹分析(还参见实施例3)。泳道(lane)1：溶解在模拟转染hTERT-MSC细胞的上清液中的100ng合成GLP-1(7-37)；泳道2：从构造物#217分泌二聚体GLP-1的hTERT-MSC细胞(克隆79TM217/13)的上清液；泳道3：从构造物#217分泌二聚体GLP-1的AtT20细胞(克隆81-A-217/3)的上清液；泳道M：预染色蛋白质标志[kDa]。结果表明，如本文所定义的包含GLP-1(7-37)和C端附件(图3中的2和3)的肽分泌自转染细胞系并可以利用抗GLP-1抗体加以检测，其中抗GLP-1抗体结合于GLP-1(7-37)的中分子表位(mid-molecular epitope)。

图4、图5示出了用如根据本发明使用的GLP-1肽进行的血浆稳定性试验(体外)。因此，HEK293和hTERT-MSC细胞被构造物GLP-1(7-37)(1)、GLP-1(7-37)-IP2-延伸有11AA(2)以及GLP1(7-37)-IP2-GLP1(7-37)(3)瞬时转染。结果示于图4(HEK293细胞)和图5(hTERT-MSC细胞)中。HEK293和hTERT-MSC细胞均是基因构造物的有效宿主(还参见实施例4)。

图6示出了下面所示肽的蛋白质印迹。给出以下值：SEQ ID NO：1(ID1syn(ID1_合成))相当于(对应于)GLP-1(7-37)，31aa，3.3kD；SEQ ID NO：8(ID8syn，CM3)相当于GLP-1(7-37)-IP2，46aa，5.1kD；SEQ ID NO：7(ID7rec(ID7_重组)，CM2)相当于GLP-1(7-37)-IP2-RR-GLP2，83aa，9.4kD；SEQ ID NO：6(ID6syn，CM1)相当于GLP-1(7-37)-IP2-RR-GLP1(7-37)，79aa，8.7kD(还参见实施例5)。

图7说明了GLP-1肽的体外血浆稳定性试验。与天然GLP-1_(7-37)(SEQ ID NO：1)相反，C端延长的GLP-1肽SEQ ID NO：6、SEQ ID NO：7、以及SEQ ID NO：8在体外人血浆中是显著稳定的。作为对照(在右手侧)，示出了通过添加DPP-IV抑制剂进行实验所获得的结果。在这些对照试验中GLP-1活性被完全保持(还参见实施例6)。

图8示出了环AMP(cAMP)生产的体外生物测定的结果：如从图8可以看到的，100％cAMP生产相当于在没有GLP-1存在条件下的基本生产。GLP-1结合于G蛋白-偶合受体并刺激cAMP生产。所有试验的GLP-1分子(ID1syn、ID6syn、ID6rec、ID7rec、ID8syn)均增加细胞cAMP生产(还参见实施例7)。

图9说明了用如本文所定义的GLP-1构造物以及用11周龄II型糖尿病小鼠(C57BL/Ks-Lepr^db/db，Harlan)进行的体内生物活性试验的结果。所有试验的GLP-1肽(SEQ ID NO：6(合成的或重组的)和SEQ ID NO：7(合成的或重组的))均具有抗高血糖效应。用重组SEQ ID NO：6(CM1)和合成SEQ ID NO：8(CM3)获得最好的结果(还参见实施例8)。

图10示出了用于瞬时和稳定基因表达的示例性载体。该载体由两个分开的转录单位构成，一个用于感兴趣的基因(GOI)而另一个用于自杀基因HSV胸苷激酶和抗性基因杀稻瘟素的融合。对于第一转录单位，使用人遍在蛋白B启动子，而对于第二转录单位使用人铁蛋白启动子(还参见实施例9)。

图11、12示出了用于本发明的球形微囊剂的细胞(在预先对细胞进行无限增殖化以后)的表征。如从图11中可以看到的，无限增殖化细胞仍然能够分化成脂肪细胞、骨细胞以及软骨细胞，作为它们的非无限增殖化配对物(参见图11)。无限增殖化细胞具有成纤维样形态并且就尺寸和粒度而言比致死MSC更均匀，如通过流式细胞术所示，例如利用CD44和CD166表位标记，其是此处所使用的原代细胞所特有的。无限增殖化细胞表达与它们的非无限增殖化配对物相同的CD标记(参见图12)。

图13、14、15示出了不同细胞类型(hTERT-MSC细胞：图13；AtT20细胞：图14；或HEK293细胞：图15)的GLP-1分泌物的蛋白质印迹分析和克隆数目(clone number)。结果表明，GLP-1/C端肽的构造物分泌自转染细胞系，即，蛋白质具有预期的分子量。另外，它结合于抗GLP-1抗体，该抗GLP-1抗体结合于GLP-1(7-37)的N端。

图13A：从hTERT-MSC细胞系分泌GLP-1(1：溶解在模拟转染hTERT-MSC细胞的上清液中的100ng合成的GLP1_7-37，2：分泌GLP^CM1的hTERT-MSC细胞(克隆79TM217/13)的上清液，M：预染色蛋白质标志[kDa])

图13B：从hTERT-MSC细胞系分泌GLP-1(M：预染色蛋白质标志[kDa]，1：溶解在hTERT-MSC培养基中的100ng合成的GLP1_7-37，2：分泌类似物GLP^CM1(G8)的hTERT-MSC细胞(克隆78TM216/2)的上清液，3：分泌GLP^CM1的hTERT-MSC细胞(克隆79TM217/13)的上清液)

图14：分泌自AtT20细胞系的GLP1(1：分泌类似物GLP^CM1(G8)的AtT20细胞(克隆80-A-216/1)的上清液，2：分泌野生型GLP^CM1的AtT20细胞(克隆81-A-217/3)的上清液)

图15：分泌自瞬时转染的HEK293细胞的GLP1(1：用基质溶素-GLP1_7-37构造物(#103)瞬时转染的HEK293细胞的上清液，2：用基质溶素-GLP1_7-37-IP2-延伸有11AA构造物(#317)瞬时转染的HEK293细胞的上清液，3：用基质溶素-GLP1^CM1构造物(#217)瞬时转染的HEK293细胞的上清液，4：用基质溶素-GLP1_7-37-IP2(4x)构造物(#159)瞬时转染的HEK293细胞的上清液)

图16示出了GLP1^CM肽的免疫沉淀。通过利用抗GLP1捕捉抗体HYB 147-12或HYB 147-12(Antibodyshop)从细胞培养上清液免疫沉淀GLP^CM1肽会导致产生GLP^CM1肽的蓄积和交叉感染蛋白的消除。1：分泌GLP^CM1的hTERT-MSC细胞(克隆79TM217/13)的上清液，2：用G蛋白但没有GLP1抗体进行的免疫沉淀，3：用G蛋白和GLP1抗体sc-7782(Santa Cruz)进行的免疫沉淀，4：用G蛋白和GLP1抗体sc-26637(Santa Cruz)进行的免疫沉淀，5：用G蛋白和GLP1抗体HYB147-12(Antibodyshop)进行的免疫沉淀，6：用G蛋白和GLP1抗体HYB147-08(Antibodyshop)进行的免疫沉淀，7：10ng合成的GLP1^7-37，8：31ng合成的GLP1_7-37，9：100ng合成的GLP1_7-37，用GLP1、抗体HYB147-08以及HYB147-12进行的免疫沉淀导致GLP^CM1肽的蓄积，从而在上清液中消除交叉感染蛋白(参见泳道1考马斯染色)。

图17说明了在db/db小鼠中用本发明的球形微囊剂(CellBeads)进行的动物试验。使用的小鼠模型是II型糖尿病小鼠C57/Ks-RJdb/db(在致轻素受体中的隐性突变)，其中具有植入的分泌鼠GLP/CM1(SEQ ID NO：6)的CellBeads。分泌GLP的细胞系是AtT20。在植入本发明的球形微囊剂(CellBeads)以后的第2天和第22天，利用GLP-1(活性)ELISA(#EGLP-35K，Biotrend)测量在糖尿病小鼠血清中的活性GLP：柱表示：

动物7-10：db/db小鼠，用分泌GLP1^CM1的CellBead植入物加以治疗，

动物13、15：db/db小鼠，用CellBead植入物(没有GLP1分泌物)加以治疗，

动物db/-：非糖尿病对照小鼠，未治疗；

图18示出了在糖尿病C57/Ks-RJ db/db小鼠(db/db n＝3)、非糖尿病杂合同窝仔(db/-n＝1)以及用分泌GLPCMI(G8)(SEQ ID NO：6但具有第二残基G)(n＝3)或GLPCM1(SEQ ID NO：6)(n＝3)的本发明的球形微囊剂(GLP-1 CellBeads)治疗的糖尿病C57/Ks-RJdb/db小鼠中的空腹血糖水平，其是在植入后的第2、9以及22天测得的。

图19示出了在糖尿病C57/Ks-RJ db/db小鼠(db/db n＝3)、非糖尿病杂合同窝仔(db/-n＝1)以及用分泌GLP^CM1(G8)的本发明的球形微囊剂(CellBeads)(植入到颈脂肪垫(n＝2)或肌肉(n＝2)中)治疗的糖尿病C57/Ks-RJ db/db小鼠中的空腹血糖水平，其是在植入后的第2、9以及22天测得的。

图20示出了IPGTT(i.p葡萄糖耐量试验)。过夜空腹小鼠接受i.p注射20％葡萄糖溶液(1mg葡萄糖/g体重)。在注射前和注射后的两小时内进行血糖的测量。图20示出了14周龄糖尿病C57/Ks-RJ db/db小鼠(db/db n＝3)、非糖尿病杂合同窝仔(db/-n＝1)以及用分泌GLP^CM1(G8)的本发明的球形微囊剂(CellBeads)(在试验前的第9天植入到颈脂肪垫(n＝2)或肌肉(n＝2)中)治疗的糖尿病C57/Ks-RJ db/db小鼠的IPGTT。

下面在附随的实施例中进一步说明本发明。然而，它并不用于将本发明的范围限于如下所述的实施例的内容。

实施例

实施例1

基因构造物的形成

用包括如图1a所示的Hincll和EcoRl位点的序列，合成GLP-1(7-37)cDNA的编码序列。分别合成图1b所示的cDNA，包括用于GLP-1(7-37)、IP2的编码序列以及用于Sfol、EcoRl以及Xbal的限制位点，如图1b所示。为了将GLP-1引导至分泌途径，使用了基质溶素3(Acc.No.NM_005940)的异源信号序列。因此，编码基质溶素信号和前导序列的cDNA是反转录酶PCR，其扩增自人RNA，并与图1a或图1b的构造物一起使用以分别形成图1c和图1d所示的构造物。

将图1a构造物的Hincll/EcoRI片段克隆到图1d序列的SfoI位点，以形成图1e的构造物。类似地，将图1d的EcoRl片段克隆到真核生物表达质粒的EcoRl位点，以产生图1f所示的构造物。为了形成图1g所示的构造物，将图1b所示构造物的HincII/XbaI片段重复地克隆到图1d所示构造物的SfoI/XbaI位点。图1h示出了合成的、密码子最优化序列，其编码由缩短的内源性内含子序列所间断的基质溶素前导序列和信号序列，被融合于编码人GLP-1(7-37)、IP2以及GLP-2(1-35)的序列。图1h构造物的DNA序列是SEQ ID NO：16，而SEQ ID NO：15还示出翻译肽的序列。

还合成了图li和图1j中的序列。然后，这些序列，通过将图1j的Nael/BssHII片段克隆到图1h的Nael/BssHII线性化序列中，用来形成图1k中的构造物。图1k的构造物的DNA序列是SEQ IDNO：14，而SEQ ID NO：13还示出翻译肽的序列。通过图1h序列的BssHll消化和再连接来形成图11的构造物。图11构造物的DNA序列是SEQ ID NO：18，而SEQ ID NO：17还示出翻译肽的序列。通过将图1i的序列的Afel/BssHII片段克隆到图1h的Afel/BssHII线性化序列中来形成图1m的构造物。图1m构造物的DNA序列是SEQ ID NO：20，而SEQ ID NO：19还示出翻译肽的序列。

利用常规技术，本领域技术人员可以制备上述构造物。

实施例2

哺乳动物细胞的转染、克隆选择和GLP-1表达

细胞来源：HEK293(人胚肾细胞系，#ACC 305，DSMZ CellCulture Collection，德国)，AtT20(小鼠LAF1垂体腺肿瘤细胞系，#87021902，European Cell Culture Collection，UK)，hTERT-MSC细胞由丹麦University Hospital of Odense的Kassem教授制备。

为了转染10⁶个细胞，使用了具有不同GLP-1构造物的0.5-2μg质粒DNA。如实施例1中所述，制备了构造物。通过如在CurrentProtocols in Molecular Biology(Ausubel et al.1994ff Harvard MedicalSchool Vol2.，Unit9.1)中所描述的标准磷酸钙共沉淀方法转染HEK293细胞。如在current Protocols in Molecular Biology(Ausubelet.al.1994ff，Harvard Medical School Vol 2.，Unit 9.4)中所描述的，利用FuGene(Roche)转染AtT20细胞。利用转染核酸转染(nucleofector)技术(Amaxa)(一种非病毒方法，其基于电参数和细胞类型特异溶液的组合)进行hTERT-MSC细胞的转染。利用核酸转染装置(程序C17)和核酸转染溶液VPE-1001，已达到>60％的转染率。在转染后48小时，通过将选择剂杀稻瘟素(2μg/ml)加入培养基中来选择DNA稳定整合到染色体中的细胞克隆。12-15天以后，可以分离和扩增稳定转染的细胞克隆，用于表征。

在hTERT-MSC和HEK293细胞中测量了不同GLP-1构造物的瞬时表达。在hTERT-MSC和HEK293细胞中，在单体GLP-1构造物#103和#317(只有GLP-1(7-37)的一个拷贝)中可以发现仅边缘活性GLP-1水平，而在二聚体GLP-1构造物#217(具有GLP-1(7-37)作为成分(I)和作为成分(III))中可以发现表达的巨大增量。结果总结在图2中。构造物延伸到GLP-1构造物#159(具有四个IP2拷贝作为成分(II))导致没有进一步的显著增加(未示出)。在用不同构造物转染hTERT-MSC细胞以后，选择稳定表达GLP-1的克隆。表达水平示于表1中。

表1

构造物	细胞克隆	活性GLP/10⁶个细胞和小时[pmol]
构造物	细胞克隆	活性GLP/10⁶个细胞和小时[pmol]	#103GLP1_(7-37)	49TM113/13	0.4
#317GLP1_(7-37)-IP2-11aa	71TM169/1	0.6	#103GLP1_(7-37)	49TM113/13	0.4
#317GLP1_(7-37)-IP2-11aa	71TM169/1	0.6	#217GLP1_(7-37)-IP2-GLP1_(7-37)	79TM217/13	2.7

实施例3

分泌自哺乳动物细胞的GLP-1肽的蛋白质印迹分析

用10％-20％梯度SDS PAGE(120V，90分钟)从分泌GLP-1的细胞分离细胞培养上清液并通过半干印迹(2.0mA/cm²，60分钟)转移至PVDF膜(Immobilon-P Membrane 0.45μm Millipore IPVH00010)。在甲醇固定和封闭(在TBS中的3％(w：v)BSA、0.1％(v：v)吐温-20)以后，在4℃o/n下，用1μg/ml抗GLP-1抗体(HYB147-12，Antibodyshop)对膜进行免疫印迹。在室温下用0.02μg/ml检测抗体(抗小鼠IgG，HRP共轭的，Perkin Elmer PC 2855-1197)洗涤和温育4小时以后，化学发光检测显示蛋白质的位置。

蛋白质印迹分析示于图3中(1：溶解在模拟转染hTERT-MSC细胞的上清液中的100ng合成的GLP-1(7-37)，2：从构造物#217分泌二聚体GLP-1的hTERT-MSC细胞(克隆79TM217/13)的上清液，3：从构造物#217分泌二聚体GLP-1的AtT20细胞(克隆81-A-217/3)的上清液，M：预染色蛋白质标志[kDa])。结果表明，包含GLP-1(7-37)和C端附件(图3中的2和3)的肽分泌自转染细胞系并可以利用抗GLP-1抗体加以检测，其中抗GLP-1抗体结合于GLP-1(7-37)的中分子表位。

实施例4

分泌自人细胞的GLP-1肽的体外血浆稳定性

用编码异源基质溶素信号序列的构造物瞬时转染HEK293和hTERT-MSC细胞，其中构造物连接于编码以下肽的GLP-1变体：

1：GLP-1(7-37)

2：GLP-1(7-37)-IP2-延伸有11AA

3：GLP1(7-37)-IP2-GLP1(7-37)

在37℃和5％CO₂下，用富含人淋巴细胞的血浆(包含二肽基肽酶活性)温育细胞培养上清液3或4小时，其中细胞培养上清液包含分泌自细胞的GLP-1肽或合成的GLP-1(7-37)(Bachem)。来自模拟转染细胞的上清液中的合成的GLP-1(7-37)被用作DPP-1V活性的阳性对照，其表明通过加入DPP-1V抑制剂(#DPP4，Biotrend)而受到抑制。利用GLP-1(活性)EL1SA(#EGLP-35K，Biotrend)、利用结合于GLP-1(7-37)(其区分DPP-1V降解的、无活性GLP-1(9-37)肽)的N端表位的抗体来测量活性GLP。

结果示于图4(HEK293细胞)和图5(hTERT-MSC细胞)中。HEK293和hTERT-MSC细胞均是基因构造物的有效宿主。用于1至3型的转染细胞的结果编号如同实施例3一样(1：溶解在模拟转染hTERT-MSC细胞的上清液中的100ng合成的GLP-1(7-37)，2：从构造物#217分泌二聚体GLP-1的hTERT-MSC细胞(克隆79TM217/13)的上清液，3：从构造物#217分泌二聚体GLP-1的AtT20细胞(克隆81-A-217/3)的上清液)。虽然构造物1产生野生型GLP-1(其以与合成的GLP-1类似的方式被DPP-1V灭活)，但C端延长的GLP-1形式(图4中的2和3，图5中的3)更耐降解并保持至少40％活性。C端延伸的GLP-1肽在体外人血浆中是显著稳定的。相对于体外DPP-IV降解，具有二聚体GLP-1序列(3)的肽几乎是完全稳定的。

实施例5

GLP-1肽的蛋白质印迹分析

通过固相(syn)或利用大肠杆菌的重组(rec)合成制备了各种GLP-1肽。用10％-20％梯度SDS PAGE(120V，90分钟)分离了GLP-1肽(31ng的SEQ ID NO：1和10ng的各SEQ ID NO：6、SEQID NO：7、SEQ ID NO：8)并通过半干印迹(2.0mA/cm²，60分钟)转移至PVDF膜(Immobilon-P Membran 0.45 μm Millipore IPVH00010)。在甲醇固定和封闭(在TBS中的3％(w：v)BSA、0.1％(v：v)吐温-20)以后，在4℃o/n下，用1μg/ml抗GLP-1抗体(HYB147-12，Antibodyshop)对膜进行免疫印迹。在室温下用0.02μg/ml检测抗体(抗小鼠IgG，HRP共轭的，Perkin Elmer PC 2855-1197)洗涤和温育4小时以后，化学发光检测显示蛋白质的位置。图6示出了所指肽的蛋白质印迹。可以给出以下值：SEQ ID NO：1(ID1syn)相当于GLP-1(7-37)，31aa，3.3kD；SEQ ID NO：8(ID8syn，CM3)相当于GLP-1(7-37)-IP2，46aa，5.1kD；SEQ ID NO：7(ID7rec，CM2)相当于GLP-1(7-37)-IP2-RR-GLP2，83aa，9.4kD；SEQ ID NO：6(ID6syn，CM1)相当于GLP-1(7-37)-IP2-RR-GLP1(7-37)，79aa，8.7kD。

实施例6

GLP-1^CM肽的体外人血浆稳定性

在37℃和5％ CO₂下，用人血浆以20ng/ml的浓度温育合成的GLP-1肽(SEQ ID NO：1_syn、SEQ ID NO：6_syn、SEQ ID NO：7_rec、SEQID NO：8_syn)3小时。通过DPP-IV抑制剂(#DPP4，Biotrend)来抑制血浆的二肽基肽酶活性。利用GLP-1(活性)ELISA(#EGLP-35K，Biotrend)来测量活性GLP。

与天然GLP-1_(7-37)(SEQ ID NO：1)相反，C端延长的GLP-1肽SEQ ID NO：6、SEQ ID NO：7、以及SEQ ID NO：8在体外人血浆中是显著稳定的(图7)。作为对照(在右手侧)，示出了在加入DPP-IV抑制剂的情况下进行试验所获得的结果。在这些对照试验中，GLP-1活性被完全保持。

实施例7

体外生物测定

环AMP生产

在24孔板中生长RIN-5F细胞(大鼠胰岛细胞肿瘤；ECACC No.95090402)4天，达到70％汇合。在加入0.5ml DMEM(E15-009，PAA)(其补充有1％HSA(Aventis)、0.2mM IBMX(858455，Sigma)以及试验肽)以前，用DMEM(E15-009，PAA)洗涤细胞两次。在25℃下温育20分钟以后，用冰冷的PBS洗涤细胞两次。通过加入包含0.5％Triton X-100的0.1N HCl来提取细胞cAMP。利用cAMP(低pH)EIA(Cat.DE0355，R&D)来量化环AMP。为了刺激，已使用了3*10^-8M SEQ ID NO：1、SEQ ID NO：6_syn、SEQ ID NO：6_rec、SEQ ID NO：7_rec、SEQ ID NO：8_syn。

结果示于图8中。100％cAMP生产相当于在没有GLP-1的情况下的基本生产。GLP-1结合于G蛋白-偶合受体并刺激cAMP生产。所有试验的分子均增加细胞cAMP生产。

实施例8

体内生物活性

通过一天皮下注射两次(在上午9点和下午5点)(n＝5，每组)用5μg肽来治疗11周龄II型糖尿病小鼠(C57BL/Ks-Lepr^db/db，Harlan)。在用GLP^CM肽治疗以前(第0天)和以后(第2、4、7、10天)、在过夜空腹期以后的上午10点测量血糖。相对于在第0天测得的血糖水平来提供数据。

所有试验的GLP-1肽(SEQ ID NO：6(合成的或重组的)和SEQID NO：7(合成的或重组的))均具有抗高血糖效应。用重组SEQ IDNO：6(CM1)和合成SEQ ID NO：8(CM3)获得了最好结果。在图9(y轴)中，示出了治疗的相对效应。在第0天的血糖被设定为1。未治疗动物随时间经受血糖水平的连续增加，而用如本文所定义的GLP-1肽治疗的动物则总体来讲(grosso modo)随时间呈现血糖水平的连续下降。

实施例9

质粒产生

用于瞬时和稳定基因表达的载体由两个分开的转录单位构成，一个用于感兴趣的基因(GOI)而另一个用于自杀基因HSV胸苷激酶和抗性基因杀稻瘟素的融合。对于第一转录单位，使用了人遍在蛋白B启动子；而对于第二转录单位，使用了人铁蛋白启动子。该质粒是基于具有7,919个碱基对的质粒pCM4，示意性地示于图10中。

如图10所示，转录单位1包含以下成分：

CMVenh：立即早期增强子人巨细胞病毒

人ubiB：遍在蛋白启动子B

Stro-GLP：融合基因，编码基质溶素和GLP1构造物的信号肽和前导序列

ori pMB1：大肠杆菌最小复制起点。

Hygro：潮霉素B抗性基因。

转录单位2，

SV 40enh：SV40增强子。

FerH：与鼠EFI基因的5′UTR结合的人铁蛋白H启动子。

Tk-bla：融合基因，编码单纯疱疹病毒I型胸苷激酶和杀稻瘟素抗性基因。

为了瞬时表达，使用了环状质粒。为了选择稳定表达细胞克隆，线性化质粒并消除细菌序列(pMB1起点和潮霉素基因)。

实施例10

间充质干细胞系的生产。

间充质干细胞系是由丹麦University Hospital of Odense的Kassem教授(published in Simonsen et al.，2002，NatureBiotechnology 20m，592-596)按照以下准则加以制备的：

起源

生产细胞系由间充质干细胞(MSC)构成，其中间充质干细胞分离自健康雄性供者(年龄33)的骨髓抽吸物(aspirate)。

无限增殖化

通过引入端粒酶反转录酶的编码序列而使细胞无限增殖化。通过包装GCsam逆转录病毒载体来进行反转录病毒转导，其中由PG13中的莫洛尼小鼠白血病病毒长末端重复来驱动转基因表达。在培养的第9天(PDL12)进行转导。到目前为止已培养细胞系直到260群体倍增水平(PDL)。

通过荧光原位杂交和DNA印迹试验了插入基因座。在第5号染色体(5q23-31)上仅存在亲嗜性(生态，ecotopic)hTERT的一个插入基因座。在PDL 186处进行分析。吉姆萨带和比较基因组杂交显示，hMSC-TERT并没有在PDL 96处发展(develop)任何数值或结构染色体异常并且保持正常二倍体雄性染色体组型。在免疫缺陷小鼠中在皮下植入6个月以后试验了致瘤性并且发现对于PDL80是阴性的。

流式细胞术(FACS)分析

在标准生长培养基中培养细胞至80％汇合。胰蛋白酶消化细胞并通过FACScan流式细胞仪(Becton-Dickinson)测定尺寸和粒度。为了表面标志研究，在冰上，用直接共轭于荧光染料的抗体(FITC-共轭的小鼠抗人CD44单克隆抗体，#CBL154F，CymbusBiotechnology；藻红蛋白-共轭的小鼠抗人CD166单克隆抗体，#559263，BD Pharmingen)染色经胰蛋白酶消化的细胞30分钟。洗涤样品并用1％的多聚甲醛固定，直到用FACScan(Becton-Dickinson)进行分析。

表征

无限增殖化细胞仍然能够分化成脂肪细胞、骨细胞以及软骨细胞，作为它们的非无限增殖化配对物(参见图11)。无限增殖化细胞具有成纤维样形态并且就尺寸和粒度而言比致死MSC更均匀，如通过流式细胞术所示，例如，利用CD44和CD166表位标记，其为本文使用的原代细胞所特有的。无限增殖化细胞表达与它们的非无限增殖化配对物相同的CD标志(参见图12)。

培养

包含血清的培养基：7％Earles MEM

10％FCS

2mM L-谷氨酰胺

1mM丙酮酸钠

100U/ml青霉素

0.1mg/ml链霉素

群体倍增是在26到30小时之间。

转染和克隆选择

为了转染10⁶个细胞，使用了0.5-2μg具有不同GLP1构造物的质粒DNA。通过标准磷酸钙共沉淀方法转染HEK293细胞。利用FuGene(Roche)转染AtT20细胞。

利用核酸转染技术(amaxa)实施hTERT-MSC细胞的转染，其中核酸转染技术是一种非病毒方法，其基于电参数和细胞类型特异溶液的组合。利用核酸转染装置(程序C17)和核酸转染溶液VPE-1001，已达到>60％的转染率。

在转染后48小时，通过将选择剂杀稻瘟素(2μg/ml)加入到培养基中来选择DNA稳定整合到染色体中的细胞克隆。12-15天以后，可以分离和扩增稳定的转染细胞克隆，用于表征。

表达

在hTERT-MSC和HEK293细胞中测量不同GLP构造物的瞬时表达。在hTERT-MSC和HEK293细胞中，在单体GLP1构造物#103(Stro-GLP1_(7-37))和#317(Stro-GLP1_(7-37)-IP2-延伸有11aa)中可以发现活性GLP1水平、以及在二聚体GLP1构造物#217(Stro-GLP1_(7-37)-IP2-GLP1_(7-37))中可以发现表达的巨大增量。构造物#317延伸到四聚体GLP1构造物#159(Stro-GLP1_(7-37)-IP2(4x)-11aa)导致类似活性(还参见上述图2)。在用不同构造物转染hTERT-MSC细胞以后，选择稳定表达GLP1的克隆(参见上述图4和图5、实施例4)。

实施例11

胶囊化

用PBS(PAA，奥地利)洗涤待胶囊化的培养细胞并利用胰蛋白酶/EDTA(PAA，奥地利)加以分离。利用培养基(取决于细胞类型，例如RPMI，PAA，奥地利)快速终止反应并离心分离掉(在1,200rpm下8分钟)细胞悬液。将沉淀物(pellet)再悬浮在PBS中并确定细胞计数。再次离心分离掉(在1,200rpm下8分钟)所期望量的1.4×10⁷个细胞。然后通过抽吸完全除去PBS并将60μl沉淀物再悬浮(没有气泡)在80μl PBS中。将该细胞悬液溶解于560μl的0.8％(w/v)藻酸钾溶液(使用了在室温下粘度为约40mPa.s的藻酸盐的0.1％(w/v)水溶液)。

为了混合再悬浮细胞和藻酸盐溶液，将该溶液抽到具有套管的1ml注射器中并通过重复的缓慢抽入(drawing up)和排出来均匀地与细胞混合。获得2×10⁷个细胞/ml的细胞浓度。由此可以获得2×10⁷个细胞/ml的量。

为了制备直径约400μm的微囊剂，内径为400μm的套管在充气三通道喷嘴中用作内通道。将套管固定在内径为700μm的外喷嘴中。将具有1.5mm孔口的空气环拧紧到两个内套管上。该装置是在WO 00/09566中所描述装置的修改型式。使均匀的细胞/藻酸盐溶液混合物滴下通过所描述的喷嘴。为此，借助于螺旋接头(流尔接头，luer connector)，将包含混合物的1ml注射器放置在内通道上。以300μl/min的速率，将细胞/藻酸盐溶液混合物压缩通过内通道。以2.5l/min的速率，将气流输送通过外空气环。所得到的微囊剂沉淀进入含钡的沉淀浴(20mM BaCl、5mM L-组氨酸、124mMNaCI、pH7.0±0.1、290mOsmol±3)中，该沉淀浴构造在喷嘴下文大约10cm处。在含钡的沉淀浴中停留5分钟以后，在每种情况下用20ml PBS洗涤微囊剂5次。

然后将500μl的单层微囊剂溶解在500μl的0.8％(w/v)藻酸盐溶液(与上述用于核心的藻酸盐溶液相同)中并均匀混合。将该悬浮液装载在1ml注射器中并借助于螺旋接头连接于喷嘴的内通道(内径：400μm)，然后以50μl/min的速率从其压缩通过。借助于螺旋接头，将含有0.8％藻酸盐溶液的5ml注射器连接于第二内通道(内径：700μm)并以250μl/min的速率从其压缩通过。以2.9l/min的速率，将气流输送通过外空气环。所得到的微囊剂沉淀进入含钡的沉淀浴(20mM BaCl、5mM L-组氨酸、124mM NaCI、pH7.0I0.1、290mOsmol±3)中，该沉淀浴构造在喷嘴下方大约10cm处。在含钡的沉淀浴中停留5分钟以后，在每种情况下用20ml PBS洗涤微囊剂四次，并用培养基洗涤一次。通过该方法制备总直径为约600μm±100μm(包括藻酸盐层)的双层微囊剂，其中内部的、含细胞核心的直径为380μm±20μm。核心中的细胞浓度为约2-3×10⁷个细胞/ml藻酸盐。这导致本发明的球形微囊剂(CellBeads)具有0.065-0.180μl的珠容积(bead volume)，其包含大约1000个细胞/珠。带有分泌GLP-1的细胞的CellBead可产生平均5fmol活性GLP/小时。

在胶囊化以后，可以在按照GMP指南制备的无胎牛血清(FCS)的培养基(含有10％ Lipumin的LP02)中培养本发明的球形微囊剂(CellBeads)至少6天而没有任何生存力的降低。

为了植入到脂肪组织中，将胶囊化的hTERT-MSC细胞分化成脂肪细胞(参见实施例12)。

实施例12

分化成脂肪细胞(珠)

Gimble等人(1995，J.Cell Biochem.58，393-402)和Simonsen等人(同前)已描述了通过基于MEM的培养基将间充质干细胞分化成脂肪细胞，其中基于MEM的培养基包括胰岛素、地塞米松以及异丁基黄嘌呤。在这些试验中，在没有动物成分(animalcomponent)的培养基中进行分化成脂肪细胞的过程。分化过程需要两周并产生>90％的脂肪细胞。通常用于没有动物成分的培养基的成分如下：DMEM/HAM′s F12、4-羟乙基哌嗪乙磺酸(HEPES)、氢化可的松、胰岛素、三碘甲腺原氨酸(Triidothyronine)、生物素、DL-泛酸钙、曲格列酮、辛酸(CA)、地塞米松、没有动物成分的脂质混合物、异丁基甲基黄嘌呤。

通过染料AdipoRed，其是亲水性染色剂尼罗红的溶液(GreenspanP，Mayer EP，Fowler SD.Nile red：a selective fluorescentstain for intracellular lipid droplets.J Cell Biol.1985 Mar，100(3)：965-73)，可以监测细胞内甘油三酯的蓄积，其中甘油三酯是脂肪细胞分化的标志(Greenberger JS.Corticosteroid-dependentdifferentiation of human marrow preadipocytes in vitro.In vitro.1979Oct，15(10)：823-8)。该监测是按照指导手册AdipoRed Assay Reagent(#PT-7009，Cambrex)进行的。

甘油-3-磷酸脱氢酶(GPDH)高度表达在成熟脂肪细胞中(SottileV，Seuwen K.A high-capacity screenfor adipogenic differentiation.Anal.Biochem.2001 Jun 1；293(1)：124-8)。按照指导手册甘油-3-磷酸脱氢酶(GPDH)活性测定试剂盒(#MK426，Takara)，测量该酶的活性以估计细胞的脂肪发生分化。

FABP4/aP2是一种细胞内脂质结合蛋白，其特异性地表达在成熟脂肪细胞中(Graves RA，Tontonoz P，Platt KA，Ross SR，Spiegelman BM.ldentification of a fat cell enhancer：analysis ofrequirements for adipose tissue-specific gene expression.J CellBiochem.1992 Jul，49(3)：219-24)。因此FABP4阳性细胞可以分类为成熟脂肪细胞。在甲醇固定和封闭以后，用兔抗FABP4多克隆抗体(#10004944，IBL Hamburg)和Cy-3-共轭的抗兔IgG(#111-166-006Dianova)进行免疫染色。分化的脂肪细胞的生存力类似于未分化的细胞。然而，在未分化的本发明的球形微囊剂(CellBeads)培养中观测到的增殖并没有发生在分化的本发明的球形微囊剂(CellBeads)培养中。

实施例13

GLP-1的蛋白质印迹分析

在培养基中生长胶囊化的分化的转染脂肪细胞或其它细胞类型(参见上文)。用10％-20％梯度的SDS PAGE(120V，90分钟)分离细胞培养上清液并通过半干印迹(2.0mA/cm²，60分钟)转移至PVDF膜(Immobilon-P Membran 0.45μm Millipore IPVH00010)。在甲醇固定和封闭(在TBS中的3％(w/v)BSA，0.1％(v/v)吐温-20)以后，在4℃o/n下，用1pg/ml抗GLPI抗体(HYB147-12，Antibodyshop)对膜进行免疫印迹。在室温下用0.02μg/ml检测抗体(抗小鼠IgG，HRP共轭的，Perkin Elmer PC 2855-1197)洗涤和温育4小时以后，化学发光检测显示蛋白质的位置。结果示于图13、14以及15中，其显示细胞类型(hTERT-MSC、AtT20或HEK293细胞)和克隆数目。结果表明，GLP-1/C端肽的构造物分泌自转染细胞系，即，该蛋白质具有预期的分子量。另外，它结合于抗GLP-1抗体，该GLP-1抗体结合于GLP-1(7-37)的N端。

实施例14

肽的免疫沉淀

为了免疫沉淀GLP1^CM肽，在4℃o/n下用蛋白质-G-琼脂糖(20μl琼脂糖/ml上清液)预温育培养上清液。借助于通过0.2μm滤膜(filter)的过滤，消除非特异结合蛋白。在4℃下用1μg/ml抗GLP1捕捉抗体(HYB 147-12，Antibodyshop)温育12小时以后，在室温下在2小时内加入1μl/ml蛋白质-G琼脂糖。通过离心作用接着通过用PBS的重复的洗涤步骤来完成沉淀。在

Loading缓冲液中煮沸免疫沉淀物，用10％-20％ SDS PAGE凝胶进行分离，然后免疫印迹，如所描述的。

可以通过利用抗GLP1捕捉抗体HYB 147-12或HYB 147-12(Antibodyshop)从细胞培养上清液中免疫沉淀GLP^CM1肽，这导致GLP^CM1肽的蓄积和交叉感染蛋白的消除。结果示于图16A和图16B中。

实施例15

动物试验：在dbldb小鼠中试验本发明的球形微囊剂(CellBeads)

本文使用的小鼠模型是II型糖尿病小鼠C57/Ks-RJ db/db(在致轻素受体中的隐性突变)。对于动物试验鼠，将分泌GLP/CM1(SEQ ID NO：6)的本发明的球形微囊剂(CellBeads)植入到12周龄C57/KS-RJ db小鼠中。分泌GLP的细胞系是AtT20、鼠垂体腺肿瘤细胞系(如上述转染的)。通过19G针，注射本发明的球形微囊剂(CellBeads)。已试验了不同的植入部位(肌肉、脂肪)和植入容积(10μl、100μl)。利用GLP-1(活性)ELISA(#EGLP-35K，Biotrend)，在植入本发明的球形微囊剂(CellBeads)以后的第2天和第22天，测量糖尿病小鼠的血清中的活性GLP。作为效能的读出数据，测量了空腹动物的血糖水平并进行IPGTT(i.p.葡萄糖耐量试验：在过夜空腹小鼠中i.p.注射葡萄糖，接着在随后的2小时内测量血糖)。在移植动物的血清中发现活性GLP-1，在植入分泌野生型GLP1CM1的本发明的球形微囊剂(CellBeads)以后的第2天平均浓度为15pM而在第22天平均浓度为14pM(n＝4)(参见图17)。

通过在肌肉(后腿)和脂肪(颈脂肪垫)中植入本发明的球形微囊剂(CellBeads)，其分泌野生型GLP1CM1(SEQ ID NO：6)或类似物GLP1CM1(G8)(SEQ ID NO：6，但具有由G取代的第二残基)，可以实现糖尿病小鼠中空腹葡萄糖水平的显著归一化(图18和19)。此外，IPGTT结果(图20)证实在葡萄糖代谢中的效能，因为在注射点(t＝0)的葡萄糖水平大约相同于正常小鼠(与糖尿病小鼠的高水平相反)。此外，与正常小鼠相比，虽然在经治疗的小鼠中水平升高更多，但这种水平会相对快速地回到正常水平。

序列表

<110>生物相容英国有限公司(Biocompatibles UK Limited)

<120>包括GLP-1肽的球形或非球形微囊剂、它们的制备和应用

<130>P22799BGSJ

<140>PCT/EP2007/003775

<141>2007-04-27

<160>26

<170>PatentIn version 3.3

<210>1

<211>31

<212>PRT

<213>人工

<220>

<223>序列的描述：对应于GLP-1(7-37)的合成肽

<400>1

<210>2

<211>15

<212>PRT

<213>人工

<220>

<223>序列的描述：具有天然存在的IP-2序列的所有15个氨基酸的全长IP-2序列，人；

<400>2

<210>3

<211>15

<212>PRT

<213>人工

<220>

<223>序列的描述：具有天然存在的IP-2序列的所有15个氨基酸的全长IP-2序列，鼠；

<400>3

<210>4

<211>35

<212>PRT

<213>人工

<220>

<223>序列的描述：GLP2的鼠同种型

<400>4

<210>5

<211>35

<212>PRT

<213>人工

<220>

<223>序列的描述：GLP-2的人同种型

<400>5

<210>6

<211>79

<212>PRT

<213>人工

<220>

<223>序列的描述：SEQ ID No：6(ID6syn，CM1)相当于GLP-1(7-37)-IP2-RR-GLP1(7-37)，79aa，8.7kD

<400>6

<210>7

<211>83

<212>PRT

<213>人工

<220>

<223>序列的描述：SEQ ID No：7(ID7rec，CM2)相当于GLP-1(7-37)-IP2-RR-GLP2，83aa，9.4kD

<400>7

<210>8

<211>46

<212>PRT

<213>人工

<220>

<223>序列的描述：SEQ ID No：8(ID8syn，CM3)相当于GLP-1(7-37)-IP2，46aa，5.1kD<400>8

<210>9

<211>97

<212>PRT

<213>人工

<220>

<223>序列的描述：人工的

<400>9

<210>10

<211>79

<212>PRT

<213>人工

<220>

<223>序列的描述：SEQ ID No：10

(N-GLP-1(7-37)-IP2(人)-RR-GLP-1(7-37)-C，还指人CM1)

<400>10

<210>11

<211>83

<212>PRT

<213>人工

<220>

<223>序列的描述：SEQ ID No：11

(N-GLP-1(7-37)-IP2(人)-RR-GLP-2-C)，本文中还指人CM2)

<400>11

<210>12

<211>46

<212>PRT

<213>人工

<220>

<223>序列的描述：没有任何连接序列借助于其C端连接到人IP2的SEQ ID No：12，GLP-1(7-37)

<400>12

<210>13

<211>815

<212>DNA

<213>人工

<220>

<223>序列的描述：(SEQ ID No：13)表示按照图1k的构造物的翻译肽序列(SEQ ID No：14)

<220>

<221>CDS

<222>(11)..(118)

<220>

<221>CDS

<222>(387)..(809)

<400>13

<210>14

<211>815

<212>DNA

<213>人工

<220>

<223>序列的描述：按照图1k的构造物的DNA序列

<400>14

<210>15

<211>834

<212>DNA

<213>人工

<220>

<223>序列的描述：按照图1h的构造物的DNA序列和翻译肽的序列

<220>

<221>CDS

<222>(11)..(118)

<220>

<221>CDS

<222>(387)..(821)

<400>15

<210>16

<211>834

<212>DNA

<213>人工

<220>

<223>序列的描述：按照图1h的构造物的DNA序列

<400>16

<210>17

<211>780

<212>DNA

<213>人工

<220>

<223>序列的描述：按照图11的构造物的DNA序列和翻译肽序列

<220>

<221>CDS

<222>(11)..(118)

<220>

<221>CDS

<222>(387)..(776)

<400>17

<210>18

<211>720

<212>DNA

<213>人工

<220>

<223>序列的描述：按照图11的构造物的DNA序列

<400>18

<210>19

<211>716

<212>DNA

<213>人工

<220>

<223>序列的描述：按照图1m的DNA序列和翻译肽的序列

<220>

<221>CDS

<222>(11)..(118)

<220>

<221>CDS

<222>(387)..(710)

<400>19

<210>20

<211>716

<212>DNA

<213>人工

<220>

<223>序列的描述：按照图1m的构造物的DNA序列

<400>20

<210>21

<211>31

<212>PRT

<213>人工

<220>

<223>序列的描述：人工的

<400>21

<210>22

<211>10

<212>PRT

<213>人工

<220>

<223>序列的描述：人工的

<400>22

<210>23

<211>14

<212>PRT

<213>人工

<220>

<223>序列的描述：人工的

<400>23

<210>24

<211>14

<212>PRT

<213>人工

<220>

<223>序列的描述：人工的

<400>24

<210>25

<211>31

<212>PRT

<213>人工

<223>序列的描述：按照式(I)的序列

<220>

<221>misc_feature

<222><31)..<31)

<223>Xaa＝NH2，当序列为GLP-1(7-36)酰胺时，或Xaa＝Gly-OH，

当序列为GLP-1(7-37)酰胺时，

<400>25

<210>26

<211>584

<212>DNA

<213>人工

<220>

<223>序列的描述：对应于图1e的GLP-1融合肽#217

<220>

<221>CDS

<222>(31)..(561)

<400>26

Claims

1.一种包括至少一个表面涂层和核心的球形或非球形微囊剂，其中，所述至少一个表面涂层包含交联聚合物，并且其中，所述核心包含交联聚合物和细胞，所述细胞能够表达和分泌GLP-1肽、其片段或变体、或包含GLP-1或其片段或变体的融合肽。

2.根据权利要求1所述的球形或非球形微囊剂，其中，所述核心和/或所述至少一个表面涂层的所述交联聚合物包括生物聚合物。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的球形或非球形微囊剂，其中，所述核心和/或所述至少一个表面涂层的所述交联聚合物包括藻酸盐。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的球形或非球形微囊剂，其中，所述核心和/或所述至少一个表面涂层的所述交联聚合物包括相同或不同浓度的化学上相同的聚合物，其中所述聚合物进一步可以具有不同分子量和/或可以是不同交联的。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的球形或非球形微囊剂，其中，所述核心具有约20至约2000μm的直径，并且其中所述至少一个表面涂层具有约10至约2000μm的厚度。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的球形或非球形微囊剂，其中，所述微囊剂包含1个、2个、3个、4个、5个、5-10个或更多个表面涂层。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的球形或非球形微囊剂，其中，所述微囊剂包含由聚阳离子组成的另外的外表面涂层。

8.根据权利要求7所述的球形或非球形微囊剂，其中，所述另外的外表面涂层由多聚-L-赖氨酸组成。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的球形或非球形微囊剂，其中，所述GLP-1肽选自由包含GLP-1的aa7-35的肽以及与该肽呈现至少80％的同源性的肽组成的组。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的球形或非球形微囊剂，其中，所述GLP-1肽选自由下列组成的组：包含GLP-1的aa1-37的肽，包含GLP-1的aa7-37的肽，包含GLP-1的aa7-36、GLP-1(7-36)酰胺的肽，包含按照式II的序列的肽：

其中Xaa7是L-组氨酸、D-组氨酸、脱氨-组氨酸、2-氨基-组氨酸、3-羟基-组氨酸、高组氨酸、N-乙酰-组氨酸、a-氟甲基-组氨酸、a-甲基-组氨酸、3-吡啶基丙氨酸、2-吡啶基丙氨酸或4-吡啶基丙氨酸；Xaa8是Ala、Gly、Val、Leu、Ile、Lys、Aib、(1-氨基环丙基)羧酸、(1-氨基环丁基)羧酸、(1-氨基环戊基)羧酸、(1-氨基环己基)羧酸、(1-氨基环庚基)羧酸、或(1-氨基环辛基)羧酸，从而Gly是特别优选的；Xaa16是Val或Leu；Xaa18是Ser、Lys或Arg；Xaa19是Tyr或Gln；Xaa20是Leu或Met；Xaa22是Gly、Glu或Aib；Xaa23是Gln、Glu、Lys或Arg；Xaa25是Ala或Val；Xaa26是Lys、Glu或Arg；Xaa27是Glu或Leu；Xaa30是Ala、Glu或Arg；Xaa33是Val或Lys；Xaa34是Lys、Glu、Asn或Arg；Xaa35是Gly或Aib；Xaa36是Arg、Gly或Lys或酰胺或不存在；Xaa37是Gly、Ala、Glu、Pro、Lys、酰胺或是不存在，

包含按照式III的肽的肽：

其中Xaa7是L-组氨酸、D-组氨酸、脱氨-组氨酸、2-氨基-组氨酸、3-羟基-组氨酸、高组氨酸、N-乙酰-组氨酸、a-氟甲基-组氨酸、a-甲基-组氨酸、3-吡啶基丙氨酸、2-吡啶基丙氨酸或4-吡啶基丙氨酸；Xaa8是Ala、Gly、Val、Leu、Ile、Lys、Aib、(1-氨基环丙基)羧酸、(1-氨基环丁基)羧酸、(1-氨基环戊基)羧酸、(1-氨基环己基)羧酸、(1-氨基环庚基)羧酸、或(1-氨基环辛基)羧酸；Xaa18是Ser、Lys或Arg；Xaa22是Gly、Glu或Aib；Xaa23是Gln、Glu、Lys或Arg；Xaa26是Lys、Glu或Arg；Xaa30是Ala、Glu或Arg；Xaa34是Lys、Glu或Arg；Xaa35是Gly或Aib；Xaa36是Arg或Lys、酰胺或是不存在；Xaa37是Gly、Ala、Glu或Lys、酰胺或是不存在，

以及与任何上述肽呈现至少80％的同源性的肽。

11.根据权利要求1至8中任一项所述的球形或非球形微囊剂，其中，包含GLP-1或其片段或变体的所述融合肽选自由下述融合肽组成的组，所述融合肽包含：

作为成分(I)的N端GLP-1(7-35、7-36或7-37)序列，包含按照式II的序列的肽：

Xaa7-Xaa8-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Xaa16-Ser-Xaal8-Xaa19-Xaa20-Glu-Xaa22-Xaa23-Ala-Xaa25-Xaa26-Xaa27-Phe-Ile-Xaa30-Trp-Leu-Xaa33-Xaa34-Xaa35-Xaa36-Xaa37，

以及包含按照式III的序列的肽：

其中Xaa7是L-组氨酸、D-组氨酸、脱氨-组氨酸、2-氨基-组氨酸、3-羟基-组氨酸、高组氨酸、N-乙酰-组氨酸、a-氟甲基-组氨酸、a-甲基-组氨酸、3-吡啶基丙氨酸、2-吡啶基丙氨酸或4-吡啶基丙氨酸；Xaa8是Ala、Gly、Val、Leu、Ile、Lys、Aib、(1-氨基环丙基)羧酸、(1-氨基环丁基)羧酸、(1-氨基环戊基)羧酸、(1-氨基环己基)羧酸、(1-氨基环庚基)羧酸、或(1-氨基环辛基)羧酸；Xaa18是Ser、Lys或Arg；Xaa22是Gly、Glu或Aib；Xaa23是Gln、Glu、Lys或Arg；Xaa26是Lys、Glu或Arg；Xaa30是Ala、Glu或Arg；Xaa34是Lys、Glu或Arg；Xaa35是Gly或Aib；Xaa36是Arg或Lys、酰胺或是不存在；Xaa37是Gly、Ala、Glu或Lys、酰胺或是不存在；

以及作为成分(II)的至少9个氨基酸或其功能片段或变体的C端肽序列。

12.根据权利要求11所述的球形或非球形微囊剂，其中，所述融合肽的成分(I)包含与SEQ ID NO：1具有至少80％序列同源性的序列。

13.根据权利要求11至12中任一项所述的球形或非球形微囊剂，其中，成分(II)是包含按照SEQ ID NO：22(RRDFPEEVAI)的序列或与SEQ ID NO：22具有至少80％序列同源性的序列的肽序列。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的球形或非球形微囊剂，其中，成分(II)是包含按照SEQ ID NO：23(RRDFPEEVAIVEEL)或SEQ ID NO：24(RRDFPEEVAIAEEL)的序列或与SEQ ID NO：23或24具有至少80％序列同源性的序列的肽序列。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的球形或非球形微囊剂，其中，成分(II)是包含按照SEQ ID NO：2(RRDFPEEVAIVEELG)或SEQ ID NO：3(RRDFPEEVAIAEELG)的序列或与SEQ ID NO：2或3具有至少80％序列同源性的序列的肽序列。

16.根据权利要求11至15中任一项所述的球形或非球形微囊剂，其中，成分(I)和成分(II)直接连接或借助于连接序列而连接。

17.根据权利要求16所述的球形或非球形微囊剂，其中，所述连接序列具有1至10个氨基酸的长度。

18.根据权利要求11至17中任一项所述的球形或非球形微囊剂，其中，所述融合肽包含按照SEQ ID NO：8(HAEGTFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGRGRRDFPEEVAIAEELG)或SEQ ID NO：12(HAEGTFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGRGRRDFPEEVAIVEELG)的序列或与SEQ ID NO：8或12具有至少80％序列同源性的序列。

19.根据权利要求11至18中任一项所述的球形或非球形微囊剂，其中，所述融合肽可替换地包含或除成分(II)之外还包含成分(III)，其中如果成分(I)和(III)均存在于融合蛋白中，则成分(III)可以连接于成分(I)的C端和/或连接于成分(I)的N端，或其中如果成分(I)、(II)以及(III)均存在于融合蛋白中，则成分(III)可以连接于成分(II)的C端和/或连接于成分(I)的N端。

20.根据权利要求19所述的球形或非球形微囊剂，其中，成分(III)包含至少四个氨基酸残基，优选至少10个另外的氨基酸残基，更优选至少20个、或至少30个。

21.根据权利要求11至20中任一项所述的球形或非球形微囊剂，其中，成分(III)包含如在胰高血糖素原中的GLP-2，GLP-1(5-37、6-37、或7-37)的N端序列的至少4个、优选至少10个、更优选至少20个另外的氨基酸残基，包含按照式 II的序列的肽：

或包含按照式III的序列的肽：

22.根据权利要求19至21中任一项所述的球形或非球形微囊剂，其中，成分(III)包含SEQ ID NO：4或5的序列或与SEQ ID NO：4或5具有至少80％序列同源性的序列。

23.根据权利要求19至22中任一项所述的球形或非球形微囊剂，其中，所述融合肽包含选自由SEQ ID NO：6、SEQ ID NO：7、SEQ ID NO：10、SEQ ID NO：11以及SEQ ID NO：26、或与SEQID NO：6、7、10、11或26具有至少80％序列同源性的序列组成的组的肽序列。

24.根据权利要求11至23中任一项所述的球形或非球形微囊剂，其中，所述融合肽包含载体蛋白，尤其是转铁蛋白或白蛋白，作为成分(IV)。

25.根据权利要求1至24中任一项所述的球形或非球形微囊剂，其中，包含在所述球形微囊剂的所述核心中的细胞选自人间充质干细胞，衍生自人间充质干细胞的分化细胞，包括成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞，或包括脑细胞的神经元样细胞。

26.根据权利要求25所述的球形或非球形微囊剂，其中，包含在所述球形微囊剂的所述核心中的细胞选自(体外)人间充质干细胞，其中所述细胞体外或体内分化成适合于植入脂肪组织的脂肪细胞。

27.包含根据权利要求1至26中任一项所述的球形或非球形微囊剂以及可选的药用载体的药物组合物。

28.用于制备包含至少一个表面涂层和核心的球形或非球形微囊剂的方法，其中所述至少一个表面涂层包含交联聚合物，并且其中所述核心包含交联聚合物和生物细胞，所述生物细胞能够表达和分泌GLP-1、其片段或变体、或包含GLP-1或其片段或变体的融合肽，所述方法包括以下步骤：

(a)制备包含交联聚合物和生物细胞的核心，其中所述生物细胞能够表达和分泌GLP-1、其片段或变体、或包含GLP-1或其片段或变体的融合肽；

(b)制备包含交联聚合物的至少一个表面涂层。

29.根据权利要求28所述的方法，用于制备根据权利要求1至26中任一项所述的球形或非球形微囊剂。

30.根据权利要求1至26中任一项所述的球形或非球形微囊剂在用于制备用于治疗I型或II型糖尿病、胰岛素抗性、体重异常以及与其有关的疾病或病症的药物组合物中的应用。

31.根据权利要求30所述的应用，其中，所述体重异常或有关的病症包括肥胖症、超重相关病症、饱感反常、降低的血浆胰岛素水平、增加的血糖水平、或降低的胰腺β细胞质量。

32.根据权利要求1至26中任一项所述的球形或非球形微囊剂在用于制备用于治疗神经变性障碍和与其有关的疾病或病症的药物组合物中的应用。

33.根据权利要求32所述的应用，其中，所述神经变性障碍和与其有关的疾病或病症选自由阿尔茨海默氏病(AD)以及其它中枢和周围神经变性病症组成的组，其中所述中枢和周围神经变性病症选自肌萎缩侧索硬化(ALS)、亚历山大病、阿尔珀斯病、共济失调毛细血管扩张症、卡纳万病、科凯恩综合症、克雅病、多发性硬化、山德霍夫病、皮克氏病、脊髓小脑性共济失调、希尔德病和帕金森病、或卒中、脑内出血(ICH)、蛛网膜下出血、肾上腺脑白质营养不良(x-ALD)或其它脑白质营养不良。

34.根据权利要求1至26中任一项所述的球形或非球形微囊剂在用于制备用于治疗与凋亡有关的障碍和疾病或病症的药物组合物中的应用。