Bt脂肽作为用于肥胖和相关疾病的治疗剂的用图
【专利说明】
[0001]相关申请的夺叉引用
[0002] 本申请要求于2012年12月17日提交的美国临时申请No. 61/738, 166的权益，所 述美国临时申请全文以引用的方式并入。
技术领域
[0003] 本发明一般涉及生物技术领域，更具体而言，涉及脂肽家族治疗或预防肥胖和肥 胖相关疾病包括2型糖尿病的用途。
【背景技术】
[0004] 肥胖引起统称为代谢综合征的一组严重疾病。这些肥胖相关疾病包括胰岛素抗性 (2型糖尿病）、动脉粥样硬化血脂异常（导致心血管疾病）、高血压（带来中风、心脏病发作 和慢性肾功能衰竭的风险）和脂肪肝。在2型糖尿病和肥胖之间的强关联已帮助创造术语 "糖胖症"。肥胖是最关键且最普遍的健康问题之一，影响全世界超过400, 000, 000人。在发 展中国家中的肥胖比率在过去20年中已增至三倍，而美国肥胖比率是全世界最高的。64 % 的美国成人是超重或肥胖的，并且约三分之一的美国儿童和青少年是超重或肥胖的。肥胖 "治疗"，包括处方药和非处方药、重量减轻计划、饮食和锻炼方案并不缺乏。这些解决方案 中的一些起作用，但它们几乎明确无法满足医患双方的期望，不具有重量或总体健康的长 期改善。目前可用的少数处方药作用于集中压制食欲或阻断脂肪吸收（作为抗营养素）。 然而，这些疗法具有功效有限和/或多种不利效应的缺点。大多数患者对这些疗法反弹且 继续增加重量。
[0005] 肥胖不仅是不平衡的能量摄入超过消耗的结果。除宿主遗传学、饮食和锻炼之 外，肠道菌群已作为肥胖和代谢综合征（即在遗传肥胖的〇b/ob小鼠中）发展中的关键 环境因素出现，具有在两个占优势的细菌分类（拟杆菌门（Bacteroidetes)和厚壁菌门 (Firmicutes))的相对丰度中的肠道菌群变化（Ley等人，2005)以及从饮食中收获能量的 能力增加。肥胖性状还是可传递或感染性的：与由"消瘦菌群"定殖相比较，无菌小鼠由"肥 胖菌群"定殖导致总体脂显著更大的增加（Turnbaugh等人，2006)，而无菌小鼠对高脂肪诱 导的糖胖症是抗性的（Backhed等人，2004 ;Backhed等人，2007 ;Rabot等人，2010)。更重要 的是，由肠道菌群的革兰氏阴性菌产生的脂多糖（LPS)经由"代谢内毒素血症"在糖胖症中 起触发作用：高脂肪饮食不仅增加含LPS细菌的比例，还增加LPS的肠渗透性（Cani等人， 2007)。因此，对宿主动物赋予一般健康利益的已知菌群调节剂/肠道屏障增强剂，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)，已显示作为该特异性肥胖和代谢综合征治疗领域中的 新临床工具的希望，尽管诸如对人不期望的饮食变化（即饮食中>8%抗性淀粉益生元）的 问题可能限制这些方法的有用性。然而，与肠道免疫耐受的长期保持概念一致且破坏先前 理论（Vi jay-Kumar等人，2010)，（Ubeda等人，2012)近来已发现受病原体模式感测toll样 受体（TLR)控制的抗感染先天性免疫看起来不能克服该耐受，以靶向作为外源感染性病原 体的"肥胖菌群"中的致胖共生共栖微生物，并且诱导致瘦菌群以预防肥胖和代谢综合征， 从而剥夺用于推测抗感染先天性免疫调节剂的抗糖胖症用途的基础。
[0006]目前，唯一批准的有效肥胖治疗是胃旁路术。在正常消化中，食物经过胃且进入小 肠，在该处大多数营养素和卡路里被吸收；它随后传递到大肠（结肠），并且剩余废物最终 被排泄。在典型Roux-en-Y胃旁路术中，通过使用外科U形钉或塑料带在胃顶部创造小袋， 使胃变得更小；更小的胃直接连接至小肠的中间部分（空肠），绕过胃的剩余部分和小肠的 上部部分（十二指肠）。除可维持最高达10年的食欲压制和20至30kg的通常重量减轻之 外（Maggard等人，2005)，胃旁路术在手术后数天内并且在显著重量减轻之前良好使2型糖 尿病完全消退。然而，由于高手术费用、由于约1%并发症的显著死亡率、约15%的失败率、 不可逆性、胆石、吸收不良引起的消瘦体质丧失和需要营养补充剂，胃旁路术局限于非常想 要做的人（extremely obsessed)。胃旁路术的潜在抗糖胖症机制被认为是将未消化的营养 素转移至中和下GI道，以刺激通过营养素感测肠内分泌细胞的食欲压制抗糖胖症GI肽激 素的分泌，所述食欲压制抗糖胖症GI肽激素例如肽YY (PYY)、胰高血糖素样肽I (GLP-I)、胃 泌酸调节素和胆囊收缩素（CCK) (Geraedts等人，2009 ;Geraedts等人，2010 ;Laferrere等 人，2010 ;Peterli等人，2012)。使用这些抗糖胖症激素作为可注射的单一治疗剂来治疗肥 胖的尝试是不成功的，可能是由于需要同时施用超过一种激素（Field等人，2010)。有趣的 是，口腔味觉感受细胞展示与GI肠内分泌细胞的极大功能相似性（在受体表达和GI激素 生产中）（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)显示递送至DIO小鼠口腔的PYY诱导相当良好的食 物摄入和体重降低，可能经由与口腔粘膜中的传入味觉神经纤维上的特异性Y2受体的相 互作用（还参见US 13/145,660)。迄今为止，不存在能够刺激口腔味觉感受细胞中的多重 GI激素生产以赋予抗糖胖症效应的已知试剂或方法。
[0007]胃旁路术和（不利效应倾向）抗营养素策略具有在上调GI激素中的显著机制重 叠，因为抗营养素（例如地洛他派）抑制营养素吸收，以诱导GI激素的分泌（Wren等人， 2007)〇
[0008]胃旁路术和菌群调节/肠道屏障增强抗糖胖症治疗剂（益生元和益生菌）也具有 在GI激素上调中的显著机制重叠。抗糖胖症益生元，不可消化的抗性淀粉的结肠发酵释 放短链脂肪酸，以引起PYY和GLP-I为期一天的持续分泌（Keenan等人，2006 ;Zhou等人， 2008 ;Zhou等人，2009)。TLR激动剂例如TLR2激动剂脂蛋白/脂肽（Sturm等人，2005)、TLR5 激动剂鞭毛蛋白（Schlee等人，2007 ;Troge等人，2012)和TLR9激动剂CpG DNA(Lammers 等人，2003 ;Menard等人，2010 ;Zhong等人，2012)是益生菌的有益效应的重要贡献因子。 TLR激动剂还具有直接诱导GI激素的肠内分泌的非免疫调节功能（其没有增强针对病原 体攻击的抗感染先天性免疫的报道活性）。肠内分泌细胞例如STC-I细胞表达功能TLR，包 括TLR2 (Bogunovic等人，2007)。TLR4、TLR5或TLR9的活化（使用各自的激动剂LPS、鞭毛 蛋白或CpG寡聚DNA)诱导来自STC-I肠内分泌细胞以及在C57BL/6小鼠中的GI激素CCK 的分泌（Palazzo等人，2007)，从而提示TLR介导的关于益生菌的抗糖胖症肠内分泌机制。 另外，饱和脂肪酸是TLR4和TLR2两者的激动剂（Lee等人，2001 ;Lee等人，2004)，因此这 两种TLR可对于肠内分泌细胞中的大多数糖胖症相关营养素发挥直接营养素感测作用。然 而，在不存在新型不可吸收的非炎性TLR激动剂的情况下，该免疫不依赖性TLR-GI激素途 径的潜力仍有待开发，因为上述传统炎性TLR激动剂已排除用作抗糖胖症试剂，以预防潜 在有害的TLR介导的全身炎症应答（如上所述，LPS实际上可诱导代谢综合征）。因此，本 领域存在对用于肥胖和代谢综合征的新型治疗剂的需要。
[0009]德克萨斯侧抱短芽抱杆菌（Brevibacillus texasporus)(例如 ATCC PTA-5854) 是先前鉴定的土壤细菌，其表达非核糖体肽合成酶（NRPS，由在GenBank登录号AY953371 下的操纵子编码），以产生13个氨基酸残基的相关阳离子NRP变体的家族/混合物（"BT 肽"或"BT脂肽"，根据其新近分辨的N末端结构，并且两个术语在本公开内容中是可互换 的），其中BT1583是最丰富的变体（W0/2005/074626)。阳离子肽（作为从德克萨斯侧孢短 芽孢杆菌中分离的混合物或个别肽）在体外展示广谱抗菌活性（BT功能#1)。在PTA-5854 和侧孢短芽孢杆菌（Brevibacillus Iaterosporus)类型菌株之间的高度16S rDNA序列同 一性（98.5% )，将德克萨斯侧孢短芽孢杆菌分类为侧孢短芽孢杆菌的亚种，其中侧孢短芽 抱杆菌德克萨斯亚种（Brevibacillus laterosporus subsp. texasporus)定义为产生来自 BT NRPS (或BT肽）的非核糖体肽的侧孢短芽孢杆菌菌株。至少两个侧孢短芽孢杆菌菌株 (LMG 15441和GI-9)的基因组测序已验证该分类学。两个基因组（分别在GenBank登录 号AFRV00000000和EMBL登录号CAGDO1000001至CAGDO1000061下公开）均含有完整的BT N