JP2005047873A

JP2005047873A - 肥満、糖尿病及び脂質代謝異常の新規な予防又は治療剤及びそのための使用

Info

Publication number: JP2005047873A
Application number: JP2003283276A
Authority: JP
Inventors: Masaki Tsunoda; 雅樹角田; Koji Murakami; 浩二村上
Original assignee: Kyorin Pharmaceutical Co Ltd
Current assignee: Kyorin Pharmaceutical Co Ltd
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2003-07-31
Publication date: 2005-02-24
Anticipated expiration: 2023-07-31
Also published as: JP4585186B2

Abstract

【課題】骨格筋の脂肪酸酸化を亢進させ、肥満、糖尿病および脂質代謝異常に対してより効果的な予防又は治療剤及びその使用方法を提供する。
【解決手段】レプチンとAMPKを活性化するメトホルミンやAICARなどの薬剤およびフィブラート系薬剤などのPPARα活性化剤とを併用又は配合させることにより、骨格筋の脂肪酸酸化を亢進させ、肥満、糖尿病および脂質代謝異常の予防又は治療剤並びにその使用方法を提供する。
【選択図】なし

Description

本発明は、アデノシン一燐酸活性型タンパクキナーゼ[AMP-activated protein kinase]活性化剤(以下、「AMPK活性化剤」と略称する)又はペルオキシゾーム増殖薬活性化受容体α［Peroxisome proliferator activated receptor α］活性化剤（以下、「PPARα活性化剤」と略称する）とレプチンとの併用により骨格筋の脂肪酸酸化を増強させ、肥満、糖尿病および脂質代謝異常を抑制する新規な予防又は治療剤及びその使用方法に関する。

肥満をともなう２型糖尿病や脂質代謝異常では骨格筋の脂肪酸酸化能が低下していることが知られている。肥満、糖尿病および脂質代謝異常の病態はいずれも運動療法により部分的に改善するが、その際に骨格筋の脂肪酸酸化能は増加することが知られている。アセチル−CoA カルボキシラーゼ［Acetyl-CoA carboxylase］（ACC）は、脂肪酸酸化の負の制御因子であるマロニル−CoA［Malonyl-CoA］を生成する酵素で、骨格筋に選択的に発現するII型ACCを欠損させたマウスでは高脂肪食負荷時に骨格筋の脂肪酸酸化能が低下せずに、肥満や糖尿病の発症が抑制されるとういう報告がある（非特許文献１）。また熱産生に関わる脱共役蛋白（Uncoupling protein: UCP）を骨格筋に過剰発現したマウスでは、骨格筋における酸素消費量が亢進されるとともに肥満や糖尿病の発症が抑制されるという報告もある（非特許文献２）。これらの知見は、何らかの手法で骨格筋の脂肪酸酸化を亢進させることができれば、肥満を基盤として発症する糖尿病や脂質代謝異常を抑制できることを示唆する。

これまで骨格筋の脂肪酸酸化能を亢進させる物質としては以下のものが知られている。AMPK活性化剤である5-アミノイミダゾール-4-カルボキサミド1-β-d-リボヌルレオシド（AICAR）は肥満ラットに投与するとインスリン抵抗性を抑制する（非特許文献３）。抗糖尿病薬として知られるメトホルミンはAMPKの活性化を介して骨格筋の脂肪酸酸化を亢進させる（非特許文献４）。WY-14,643やフィブラート系薬剤などのPPARα活性化剤はPPARα制御下にある脂肪酸酸化系遺伝子の発現増加を介して骨格筋の脂肪酸酸化を亢進させる事が知られている（非特許文献５）。

一方、レプチンは摘出骨格筋を用いたin vitro実験及びラットにレプチンを投与した実験により、骨格筋の脂肪酸酸化を亢進させることが明らかにされている（非特許文献６）。レプチンの骨格筋における脂肪酸酸化亢進作用にAMPK活性化の関与も示唆されているが（非特許文献７）、今なおメカニズムの詳細については不明な点が多い。しかしながら、今日ではこれらの薬理学的な知見を踏まえて、肥満や糖尿病の新しい治療戦略としてレプチンが注目されている。レプチン及びその類縁体や誘導体はヒトを含む哺乳動物の体重及び肥満抑制の調節剤としての使用について詳細に開示されている（特許文献１）。

また、肥満や糖尿病予防のための併用療法として、レプチンとβ３アドレナリンレセプター作動薬によるもの（特許文献２、３）、レプチンとニコチンアナログによるもの（特許文献４）が開示されている。これらの併用療法は主にエネルギー代謝を促進したり、食欲減退効果を促進を期待したものである。

今日まで、レプチンにおける骨格筋の脂肪酸酸化亢進作用に着目することにより脂肪酸酸化能を亢進させる物質との併用効果に関する知見は見出されていない。

WO09/05309パンフレット WO97/16189パンフレット WO98/18481パンフレット WO98/03175パンフレット Science 2001 Mar 30;291(5513):2613-6． Nat．Med. 2000 Oct;6(10):1115-20. Diabetes 2001 May;50(5):1076-82． J．Clin．Invest．，2001 Oct;108(8):1167-74． J．Lipid Res. 1996 May;37(5):907-25． J．Biol．Chem．，2002 Aug 16;277(33):29424-30． Nature 2002 Jan 17;415(6869):339-43．

本発明者らはレプチンの骨格筋における脂肪酸酸化亢進作用に着目し、脂肪酸酸化能を有する化合物と組み合わせることによって、骨格筋の脂肪酸酸化を相加相乗的に増加させ、肥満、糖尿病および脂質代謝異常に対してより効果的な予防又は治療剤の開発を図ろうとするものである。

本発明者らはレプチンの骨格筋の脂肪酸酸化に対する慢性効果を検討するうち、レプチンが骨格筋細胞の脂肪酸酸化を増加させ、その効果は脂肪酸酸化能を亢進させる物質、すなわちAMPK活性化剤やPPARαアゴニストと併用することで一層増強することを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明は、AMPKを活性化するメトホルミンやAICARなどの薬剤およびフィブラート系薬剤などのPPARα活性化剤とレプチンとを併用することによって、骨格筋の脂肪酸酸化を亢進させ、肥満、糖尿病および脂質代謝異常に対する新規な予防又は治療剤、及びその使用方法を見出したものである。

すなわち、本発明は、
１）レプチンおよび脂肪酸酸化能を亢進させる物質とを組み合わせてなることを特徴とする肥満、糖尿病及び脂質代謝異常の予防又は治療剤、
２）有効成分としてレプチンを製剤化した第１の医薬品および有効成分として脂肪酸酸化能を亢進させる物質を製剤化した第２の医薬品を組み合わせてなることを特徴とする肥満、糖尿病及び脂質代謝異常の予防又は治療剤、
３）レプチンおよび脂肪酸酸化能を亢進させる物質を必須成分として含有することを特徴とする肥満、糖尿病及び脂質代謝異常の予防又は治療剤、
４）前記脂肪酸酸化能を亢進させる物質がAMPK活性化剤又はPPARα活性化剤である１）ないし３）のいずれか１項に記載の予防又は治療剤、
５）前記AMPK活性化剤がメトホルミン又は5-アミノイミダゾール-4-カルボキサミド-1-β-d-リボヌクレオシド(AICAR)である４）に記載の予防又は治療剤、
６）前記PPARα活性化剤がフィブラート又はWY-14,643である４）に記載の予防又は治療剤、
７）レプチンおよび脂肪酸酸化能を亢進させる物質とを組み合わせて使用することを特徴とする肥満、糖尿病及び脂質代謝異常の予防又は治療のための使用、
８）レプチンおよび脂肪酸酸化能を亢進させる物質を同時または継続して使用することを特徴とする請求項７に記載の予防又は治療のための使用、
９）前記脂肪酸酸化能を亢進させる物質がAMPK活性化剤又はPPARα活性化剤である７）または８）に記載の予防又は治療のための使用、
１０）前記AMPK活性化剤がメトホルミン又は5-アミノイミダゾール-4-カルボキサミド-1-β-d-リボヌクレオシド(AICAR)である９）に記載の予防又は治療のための使用、
に関するものであり、肥満、糖尿病および脂質代謝異常を抑制する新規な予防及び治療剤、並びにその予防又は治療法のための使用を提供するものである。

本発明は、レプチンとAMPKを活性化するメトホルミンやAICARなどの薬剤およびフィブラート系薬剤などのPPARα活性化剤とを併用することで骨格筋の脂肪酸酸化を増強することができ、肥満、糖尿病及び脂質代謝異常をきたす患者にとって、新たな予防及び治療剤、並びにその予防及び治療方法を提供する。

本発明はレプチンと脂肪酸酸化能を亢進させる物質とを組み合わせてなる肥満、糖尿病及び脂質代謝異常の予防又は治療剤、及びその使用方法に関するものである。

本発明に用いられるレプチンは、ヒト及び哺乳動物の天然型レプチン、組換えレプチン、人工レプチンあるいはレプチンアナログ体並びにレプチン誘導体であって、試薬として購入し用いることができる。ヒトの肥満、糖尿病及び脂質代謝異常の予防又は治療剤、及びその使用方法に関するものである場合にはヒト型レプチンを用いることが望ましい。

脂肪酸酸化能を亢進させる物質とは、AMPK活性化剤又はPPARα活性化剤である。AMPK活性化剤として、好ましくはメトホルミン、5-アミノイミダゾール-4-カルボキサミド-1-β-d-リボヌクレオシド(AICAR)が挙げられる。PPARα活性化剤としてはフィブラート系薬物やWY-14,643が挙げられるが、中でもフェノフィブラートやWY-14,643が好ましい。必要に応じ、これらのAMPK活性化剤とPPARα活性化剤の混合物あるいはこれらを組み合わせたものでも良い。

レプチンと脂肪酸酸化能を亢進させる物質とを組み合わせてなる肥満、糖尿病及び脂質代謝異常の予防又は治療剤は、これらの有効成分を、別々にあるいは同時に、生理学的に許容されうる担体、賦形剤、結合剤、希釈剤などと混合し、顆粒剤、粉剤、錠剤、カプセル剤、シロップ剤、座薬、懸濁剤、溶液剤などとして、経口的に、又は非経口的に、噴霧吸入又は直腸内に投与することができる。有効成分を別々に製剤化した場合、それぞれを使用時に混合して投与するか、それぞれを同時に、あるいは時間差をおいて継続的に同一の患者に投与することができる。

本発明の肥満、糖尿病及び脂質代謝異常の予防又は治療剤は通常の方法によって製剤化することができる。

組み合わせに使用するそれぞれの活性成分の投与量は含有する活性成分、投与方法、治療対象の状態によって変化しえる。通常レプチン又はそのアナログ体は約0.01mg/kgから約100mg/kgの一日量で、好ましくは単回投与、一日２〜３回の分割投与又は持続性放出形態で投与される。これに組み合わされるAMPK活性化剤またはPPARα活性化剤は好ましくは単回投与、一日２〜３回の分割投与又は持続性放出形態で投与される。好ましくはAMPK活性化剤としてメトホルミン約250mg/body〜約750mg/body、PPARα活性化剤としてはフェノフィブラート約100mg/body〜約300mg/bodyの一日量と組み合わせるのが良い。

次に本発明を具体例によって説明するが、これらの例によって本発明が限定されるわけではない。

（PPARα活性化剤による併用効果）
１．材料と方法
マウスC2C12筋芽細胞(A.T.C.C. CRL-1772)は大日本製薬から購入し、10％仔ウシ血清を含むダルベッコ改良高グルコース培地(DMEMH)で37℃、5％CO₂で培養した。細胞を25cm²フラスコで70-80％コンフルエンスになるまで増殖させた後、2％ウマ血清を含むDMEMHで5-7日間培養して筋芽細胞から筋管細胞に分化誘導させた。無血清DMEMHで24時間培養した後、レプチンおよびWY-14,643を22時間処理した。レプチン（R＆D Systems社製）はリン酸緩衝液(PBS)に溶解して細胞に添加した。 WY-14,643(Calbiochem社製)はジメチルスルホキシドに溶解して細胞に添加した。脂肪酸酸化反応は[¹⁴C]パルミチン酸からの[¹⁴C]炭酸ガス産生量を指標にした。 [¹⁴C]パルミチン酸(0.1μCi/ml)、0.25mMパルミチン酸、0.5％(W/V)ウシ血清アルブミンを含むDMEMHで脂肪酸酸化反応を行った。フラスコをあらかじめソルエン350を湿らせた25mmガラスフィルターを入れた液体シンチレーションカウンター用20mlガラスバイアルをアメゴムで接続して95％O₂,5％CO₂ガスを封入した。37℃で2時間、脂肪酸酸化反応を行った。8％過塩素酸で反応を停止させ、ガラスフィルターに捕集された[¹⁴C]炭酸ガス量を液体シンチレーションカウンターで測定した。この結果を図１に示した。すなわち、図１に示した結果は、分化したC2C12筋芽細胞においてWY-14,643(10^-4M)存在下または非存在下でレプチン10および30nMを24時間処理し、0.25mM[¹⁴C]パルミチン酸を添加した後２時間の[¹⁴C]炭酸ガス産生量を測定したグラフである。値は独立した実験を３回行ったときの平均値±標準偏差を示す。

（メトホルミンの併用効果）
実施例１に従い、WY-14,643の替わりにメトホルミン(Sigma社製)をジメチルスルホキシドに溶解して、同様に試験した。その結果を図２に示す。すなわち、図２に示した結果は、分化したC2C12筋芽細胞においてメトホルミン（2mM）存在下または非存在下でレプチン10および30nMを24時間処理し、0.25mM[¹⁴C]パルミチン酸を添加した後２時間の[¹⁴C]炭酸ガス産生量を測定したグラフである。値は独立した実験を３回行ったときの平均値±標準偏差を示す。

（AICARの併用効果）
実施例１に従い、WY-14,643の替わりにAICAR(Toronto Research Chemicals社製)を精製水に溶解して、同様に試験した。その結果を図３に示す。すなわち、図３に示した結果は、分化したC2C12筋芽細胞においてAICAR（2mM）存在下または非存在下でレプチン10および30nMを24時間処理し、0.25mM[¹⁴C]パルミチン酸を添加した後２時間の[¹⁴C]炭酸ガス産生量を測定したグラフである。値は独立した実験を３回行ったときの平均値±標準偏差を示す。

以上の結果から、図１〜図３で明らかなようにメトホルミン、AICARおよびWY-14,643は骨格筋細胞において脂肪酸酸化能を増加させたが、レプチンはそれらの作用を相乗的に増加させる事が明らかとなった。

レプチンとPPARα活性化剤であるWY-14,643 あるいはAMPK活性化剤であるメトホルミン又はAICARとの併用、組み合わせにより、骨格筋の脂肪酸酸化が一段と亢進され、優れた肥満、糖尿病および脂質代謝異常に対する予防や治療方法となり得ることが示唆された。

上記のようにAMPKを活性化剤であるメトホルミン、AICAR又はPPARα活性化剤であるWY-14,643は骨格筋細胞において脂肪酸酸化能を増加させるが、レプチンと併用することにより脂肪酸酸化作用が相乗的に増加する事が明らかとなった。

レプチンとAMPKを活性化するメトホルミンやAICARなどの薬剤およびフィブラート系薬剤などのPPARα活性化剤とを組み合わせる事により、骨格筋細胞における脂肪酸酸化が一段と増強、促進され、優れた肥満、糖尿病および脂質代謝異常の予防又は治療剤、あるいはその使用方法を提供するものである。

C2C12骨格筋細胞におけるレプチンによる脂肪酸酸化亢進に対するPPARα活性化剤との併用効果を示す測定結果。 C2C12骨格筋細胞におけるレプチンによる脂肪酸酸化亢進に対するメトホルミンとの併用効果を示す測定結果。 C2C12骨格筋細胞におけるレプチンによる脂肪酸酸化亢進に対するAICARとの併用効果を示す測定結果。

Claims

レプチンおよび脂肪酸酸化能を亢進させる物質とを組み合わせてなることを特徴とする肥満、糖尿病及び脂質代謝異常の予防又は治療剤。
有効成分としてレプチンを製剤化した第１の医薬品および有効成分として脂肪酸酸化能を亢進させる物質を製剤化した第２の医薬品を組み合わせてなることを特徴とする肥満、糖尿病及び脂質代謝異常の予防又は治療剤。
レプチンおよび脂肪酸酸化能を亢進させる物質を必須成分として含有することを特徴とする肥満、糖尿病及び脂質代謝異常の予防又は治療剤。
前記脂肪酸酸化能を亢進させる物質がアデノシン一燐酸活性型タンパクキナーゼ活性化剤又はペルオキシゾーム増殖薬活性化受容体α活性化剤である請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の予防又は治療剤。
前記アデノシン一燐酸活性型タンパクキナーゼ活性化剤がメトホルミン又は5-アミノイミダゾール-4-カルボキサミド-1-β-d-リボヌクレオシド(AICAR)である請求項４記載の予防又は治療剤。
前記ペルオキシゾーム増殖薬活性化受容体α活性化剤がフィブラート又はWY-14,643である請求項４記載の予防又は治療剤。
レプチンおよび脂肪酸酸化能を亢進させる物質とを組み合わせて使用することを特徴とする肥満、糖尿病及び脂質代謝異常の予防又は治療のための使用。
レプチンおよび脂肪酸酸化能を亢進させる物質を同時または継続して使用することを特徴とする請求項７に記載の予防又は治療のための使用。
前記脂肪酸酸化能を亢進させる物質がアデノシン一燐酸活性型タンパクキナーゼ活性化剤又はペルオキシゾーム増殖薬活性化受容体α活性化剤である請求項７または請求項８に記載の予防又は治療のための使用。
前記アデノシン一燐酸活性型タンパクキナーゼ活性化剤活性化剤がメトホルミン又は5-アミノイミダゾール-4-カルボキサミド-1-β-d-リボヌクレオシド (AICAR)である請求項９記載の予防又は治療のための使用。