Bt脂肽作為用于肥胖和相關(guān)疾病的治療劑的用圖
【專利說明】
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的奪叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求于2012年12月17日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No. 61/738, 166的權(quán)益，所 述美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)全文以引用的方式并入。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明一般涉及生物技術(shù)領(lǐng)域，更具體而言，涉及脂肽家族治療或預(yù)防肥胖和肥 胖相關(guān)疾病包括2型糖尿病的用途。
【背景技術(shù)】
[0004] 肥胖引起統(tǒng)稱為代謝綜合征的一組嚴(yán)重疾病。這些肥胖相關(guān)疾病包括胰島素抗性 (2型糖尿?。?、動(dòng)脈粥樣硬化血脂異常（導(dǎo)致心血管疾?。?、高血壓（帶來中風(fēng)、心臟病發(fā)作 和慢性腎功能衰竭的風(fēng)險(xiǎn)）和脂肪肝。在2型糖尿病和肥胖之間的強(qiáng)關(guān)聯(lián)已幫助創(chuàng)造術(shù)語(yǔ) "糖胖癥"。肥胖是最關(guān)鍵且最普遍的健康問題之一，影響全世界超過400, 000, 000人。在發(fā) 展中國(guó)家中的肥胖比率在過去20年中已增至三倍，而美國(guó)肥胖比率是全世界最高的。64 % 的美國(guó)成人是超重或肥胖的，并且約三分之一的美國(guó)兒童和青少年是超重或肥胖的。肥胖 "治療"，包括處方藥和非處方藥、重量減輕計(jì)劃、飲食和鍛煉方案并不缺乏。這些解決方案 中的一些起作用，但它們幾乎明確無法滿足醫(yī)患雙方的期望，不具有重量或總體健康的長(zhǎng) 期改善。目前可用的少數(shù)處方藥作用于集中壓制食欲或阻斷脂肪吸收（作為抗?fàn)I養(yǎng)素）。 然而，這些療法具有功效有限和/或多種不利效應(yīng)的缺點(diǎn)。大多數(shù)患者對(duì)這些療法反彈且 繼續(xù)增加重量。
[0005] 肥胖不僅是不平衡的能量攝入超過消耗的結(jié)果。除宿主遺傳學(xué)、飲食和鍛煉之 外，腸道菌群已作為肥胖和代謝綜合征（即在遺傳肥胖的〇b/ob小鼠中）發(fā)展中的關(guān)鍵 環(huán)境因素出現(xiàn)，具有在兩個(gè)占優(yōu)勢(shì)的細(xì)菌分類（擬桿菌門（Bacteroidetes)和厚壁菌門 (Firmicutes))的相對(duì)豐度中的腸道菌群變化（Ley等人，2005)以及從飲食中收獲能量的 能力增加。肥胖性狀還是可傳遞或感染性的：與由"消瘦菌群"定殖相比較，無菌小鼠由"肥 胖菌群"定殖導(dǎo)致總體脂顯著更大的增加（Turnbaugh等人，2006)，而無菌小鼠對(duì)高脂肪誘 導(dǎo)的糖胖癥是抗性的（Backhed等人，2004 ;Backhed等人，2007 ;Rabot等人，2010)。更重要 的是，由腸道菌群的革蘭氏陰性菌產(chǎn)生的脂多糖（LPS)經(jīng)由"代謝內(nèi)毒素血癥"在糖胖癥中 起觸發(fā)作用：高脂肪飲食不僅增加含LPS細(xì)菌的比例，還增加LPS的腸滲透性（Cani等人， 2007)。因此，對(duì)宿主動(dòng)物賦予一般健康利益的已知菌群調(diào)節(jié)劑/腸道屏障增強(qiáng)劑，例如益 生菌（Lee 等人，2006 ;Ma 等人，2008 ;Aronsson 等人，2010 ;Kadooka 等人，2010 ;Kang 等人， 2010 ;Kondo 等人，2010 ;Chen 等人，2011 ;Delzenne 等人，2011 ;Mozaffarian 等人，2011 ; Fak 和 Backhed, 2012 ;Ji 等人，2012 ;Teixeira 等人，2012)和益生元（Keenan 等人，2006 ; Zhou等人，2008 ;Zhou等人，2009)，已顯示作為該特異性肥胖和代謝綜合征治療領(lǐng)域中的 新臨床工具的希望，盡管諸如對(duì)人不期望的飲食變化（即飲食中>8%抗性淀粉益生元）的 問題可能限制這些方法的有用性。然而，與腸道免疫耐受的長(zhǎng)期保持概念一致且破壞先前 理論（Vi jay-Kumar等人，2010)，（Ubeda等人，2012)近來已發(fā)現(xiàn)受病原體模式感測(cè)toll樣 受體（TLR)控制的抗感染先天性免疫看起來不能克服該耐受，以靶向作為外源感染性病原 體的"肥胖菌群"中的致胖共生共棲微生物，并且誘導(dǎo)致瘦菌群以預(yù)防肥胖和代謝綜合征， 從而剝奪用于推測(cè)抗感染先天性免疫調(diào)節(jié)劑的抗糖胖癥用途的基礎(chǔ)。
[0006]目前，唯一批準(zhǔn)的有效肥胖治療是胃旁路術(shù)。在正常消化中，食物經(jīng)過胃且進(jìn)入小 腸，在該處大多數(shù)營(yíng)養(yǎng)素和卡路里被吸收；它隨后傳遞到大腸（結(jié)腸），并且剩余廢物最終 被排泄。在典型Roux-en-Y胃旁路術(shù)中，通過使用外科U形釘或塑料帶在胃頂部創(chuàng)造小袋， 使胃變得更小；更小的胃直接連接至小腸的中間部分（空腸），繞過胃的剩余部分和小腸的 上部部分（十二指腸）。除可維持最高達(dá)10年的食欲壓制和20至30kg的通常重量減輕之 外（Maggard等人，2005)，胃旁路術(shù)在手術(shù)后數(shù)天內(nèi)并且在顯著重量減輕之前良好使2型糖 尿病完全消退。然而，由于高手術(shù)費(fèi)用、由于約1%并發(fā)癥的顯著死亡率、約15%的失敗率、 不可逆性、膽石、吸收不良引起的消瘦體質(zhì)喪失和需要營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑，胃旁路術(shù)局限于非常想 要做的人（extremely obsessed)。胃旁路術(shù)的潛在抗糖胖癥機(jī)制被認(rèn)為是將未消化的營(yíng)養(yǎng) 素轉(zhuǎn)移至中和下GI道，以刺激通過營(yíng)養(yǎng)素感測(cè)腸內(nèi)分泌細(xì)胞的食欲壓制抗糖胖癥GI肽激 素的分泌，所述食欲壓制抗糖胖癥GI肽激素例如肽YY (PYY)、胰高血糖素樣肽I (GLP-I)、胃 泌酸調(diào)節(jié)素和膽囊收縮素（CCK) (Geraedts等人，2009 ;Geraedts等人，2010 ;Laferrere等 人，2010 ;Peterli等人，2012)。使用這些抗糖胖癥激素作為可注射的單一治療劑來治療肥 胖的嘗試是不成功的，可能是由于需要同時(shí)施用超過一種激素（Field等人，2010)。有趣的 是，口腔味覺感受細(xì)胞展示與GI腸內(nèi)分泌細(xì)胞的極大功能相似性（在受體表達(dá)和GI激素 生產(chǎn)中）（Wu 等人，2002 ;Dyer 等人，2005 ;Bogunovic 等人，2007 ;Palazzo 等人，2007 ;Wang 等人，2009)，并且（Acosta等人，2011)顯示遞送至DIO小鼠口腔的PYY誘導(dǎo)相當(dāng)良好的食 物攝入和體重降低，可能經(jīng)由與口腔粘膜中的傳入味覺神經(jīng)纖維上的特異性Y2受體的相 互作用（還參見US 13/145,660)。迄今為止，不存在能夠刺激口腔味覺感受細(xì)胞中的多重 GI激素生產(chǎn)以賦予抗糖胖癥效應(yīng)的已知試劑或方法。
[0007]胃旁路術(shù)和（不利效應(yīng)傾向）抗?fàn)I養(yǎng)素策略具有在上調(diào)GI激素中的顯著機(jī)制重 疊，因?yàn)榭範(fàn)I養(yǎng)素（例如地洛他派）抑制營(yíng)養(yǎng)素吸收，以誘導(dǎo)GI激素的分泌（Wren等人， 2007)〇
[0008]胃旁路術(shù)和菌群調(diào)節(jié)/腸道屏障增強(qiáng)抗糖胖癥治療劑（益生元和益生菌）也具有 在GI激素上調(diào)中的顯著機(jī)制重疊。抗糖胖癥益生元，不可消化的抗性淀粉的結(jié)腸發(fā)酵釋 放短鏈脂肪酸，以引起PYY和GLP-I為期一天的持續(xù)分泌（Keenan等人，2006 ;Zhou等人， 2008 ;Zhou等人，2009)。TLR激動(dòng)劑例如TLR2激動(dòng)劑脂蛋白/脂肽（Sturm等人，2005)、TLR5 激動(dòng)劑鞭毛蛋白（Schlee等人，2007 ;Troge等人，2012)和TLR9激動(dòng)劑CpG DNA(Lammers 等人，2003 ;Menard等人，2010 ;Zhong等人，2012)是益生菌的有益效應(yīng)的重要貢獻(xiàn)因子。 TLR激動(dòng)劑還具有直接誘導(dǎo)GI激素的腸內(nèi)分泌的非免疫調(diào)節(jié)功能（其沒有增強(qiáng)針對(duì)病原 體攻擊的抗感染先天性免疫的報(bào)道活性）。腸內(nèi)分泌細(xì)胞例如STC-I細(xì)胞表達(dá)功能TLR，包 括TLR2 (Bogunovic等人，2007)。TLR4、TLR5或TLR9的活化（使用各自的激動(dòng)劑LPS、鞭毛 蛋白或CpG寡聚DNA)誘導(dǎo)來自STC-I腸內(nèi)分泌細(xì)胞以及在C57BL/6小鼠中的GI激素CCK 的分泌（Palazzo等人，2007)，從而提示TLR介導(dǎo)的關(guān)于益生菌的抗糖胖癥腸內(nèi)分泌機(jī)制。 另外，飽和脂肪酸是TLR4和TLR2兩者的激動(dòng)劑（Lee等人，2001 ;Lee等人，2004)，因此這 兩種TLR可對(duì)于腸內(nèi)分泌細(xì)胞中的大多數(shù)糖胖癥相關(guān)營(yíng)養(yǎng)素發(fā)揮直接營(yíng)養(yǎng)素感測(cè)作用。然 而，在不存在新型不可吸收的非炎性TLR激動(dòng)劑的情況下，該免疫不依賴性TLR-GI激素途 徑的潛力仍有待開發(fā)，因?yàn)樯鲜鰝鹘y(tǒng)炎性TLR激動(dòng)劑已排除用作抗糖胖癥試劑，以預(yù)防潛 在有害的TLR介導(dǎo)的全身炎癥應(yīng)答（如上所述，LPS實(shí)際上可誘導(dǎo)代謝綜合征）。因此，本 領(lǐng)域存在對(duì)用于肥胖和代謝綜合征的新型治療劑的需要。
[0009]德克薩斯側(cè)抱短芽抱桿菌（Brevibacillus texasporus)(例如 ATCC PTA-5854) 是先前鑒定的土壤細(xì)菌，其表達(dá)非核糖體肽合成酶（NRPS，由在GenBank登錄號(hào)AY953371 下的操縱子編碼），以產(chǎn)生13個(gè)氨基酸殘基的相關(guān)陽(yáng)離子NRP變體的家族/混合物（"BT 肽"或"BT脂肽"，根據(jù)其新近分辨的N末端結(jié)構(gòu)，并且兩個(gè)術(shù)語(yǔ)在本公開內(nèi)容中是可互換 的），其中BT1583是最豐富的變體（W0/2005/074626)。陽(yáng)離子肽（作為從德克薩斯側(cè)孢短 芽孢桿菌中分離的混合物或個(gè)別肽）在體外展示廣譜抗菌活性（BT功能#1)。在PTA-5854 和側(cè)孢短芽孢桿菌（Brevibacillus Iaterosporus)類型菌株之間的高度16S rDNA序列同 一性（98.5% )，將德克薩斯側(cè)孢短芽孢桿菌分類為側(cè)孢短芽孢桿菌的亞種，其中側(cè)孢短芽 抱桿菌德克薩斯亞種（Brevibacillus laterosporus subsp. texasporus)定義為產(chǎn)生來自 BT NRPS (或BT肽）的非核糖體肽的側(cè)孢短芽孢桿菌菌株。至少兩個(gè)側(cè)孢短芽孢桿菌菌株 (LMG 15441和GI-9)的基因組測(cè)序已驗(yàn)證該分類學(xué)。兩個(gè)基因組（分別在GenBank登錄 號(hào)AFRV00000000和EMBL登錄號(hào)CAGDO1000001至CAGDO1000061下公開）均含有完整的BT N