배경 및 목적: 글루카곤 유사펩타이드-1 (glucagon like peptide, GLP-1)은 영양분의 섭취에 반응하여 장내 내분비세포로부터 분비되는 인크레틴으로서 췌장에서는 혈당농도에 의존적으로 인슐린의 합성과 분비를 증가시키고 인슐린 감수성을 증가시킨다. 이러한 효과로 GLP-1는 이상적인 당뇨병 치료제로서의 역할이 기대되고 있다. 그러나 GLP-1는 ...
배경 및 목적: 글루카곤 유사펩타이드-1 (glucagon like peptide, GLP-1)은 영양분의 섭취에 반응하여 장내 내분비세포로부터 분비되는 인크레틴으로서 췌장에서는 혈당농도에 의존적으로 인슐린의 합성과 분비를 증가시키고 인슐린 감수성을 증가시킨다. 이러한 효과로 GLP-1는 이상적인 당뇨병 치료제로서의 역할이 기대되고 있다. 그러나 GLP-1는 생체 내에서 dipeptidyl peptidase-IV (DPP-IV)라는 분해효소에 의해서 빠르게 분해되므로 반감기가 매우 짧다는 치료적 제한점이 있어 GLP-1 과 관련 펩타이드의 융합 및 변형을 통하여 약효와 안정성이 증가된 새로운 GLP-1 작용제를 합성하여 향후 당뇨병치료에 유용하게 사용할 수 있는 치료 약물을 개발하는 것이 이 연구의 목적이다. 대상 및 방법: GLP-1 수용체의 활성도는 GLP-1 수용체와 수용체 활성 측정 표지유전자인 CRE-루시퍼레이즈 유전자를 HEK 293T 세포에 유전자 이입을 통하여 발현시킨 후 각 GLP-1 작용제를 처리하여 루시퍼레이즈의 활성도를 측정하였다. GLP-1 작용제의 안정성은 GLP-1 리간드를 DPP-IV 가 함유된 것으로 알려진 소태아혈청을 첨가한 배지에 일정시간 처리한 후 루시퍼레이즈 활성도를 측정하여 분해되지 않고 남아있는 작용제를 유추하는 간접방법을 사용하였다. 결과: 각각의 GLP-1 작용제의 용량 반응 곡선을 그려본 결과 xGLP-E4 융합 펩타이드가 GLP-1보다 활성도가 높은 결과를 보여주었다. (log EC50; xGLP-E4, -9.95 ± 0.30 VS GLP-1, -9.36 ± 0.17, Emax; 14.93± 1.31 VS 15.99 ± 0.86, mean ± SEM). GLP-1과 GIP 의 융합 작용제의 활성도를 비교한 실험에서는 GIP 는 GLP-1 수용체에 거의 작용하지 않았으나 GIP-GLP 융합 작용제는 GLP 수용체와 GIP 수용체를 모두 활성화시킬 수 있었다. GLP-1 리간드에 소태아혈청을 첨가한 배지에 일정시간 처리한 경우에는 활성도가 시간에 따라 감소하였으나, DPP-IV 작용억제제인 diprotin A를 첨가한 경우 활성도가 유지되었다. Exendin-4 와 xGLP-E4는 diprotin A의 첨가여부와 관계없이 활성도를 유지하였다. 결론: Xenopus GLP-1의 DPP-IV의 작용부위인 N-말단의 알라닌을 다른 아미노산으로 치환하고 exendin-4의 C-말단을 첨가한 xGLP-E4 융합 작용제는 기존의 GLP-1 보다 활성도와 안정성이 증가된 것을 확인할 수 있었다. GIP 와 GLP-1의 융합작용제는 GIP 수용체와 GLP-1 수용체를 모두 활성화 시킬 수 있었다. 향후 추가적인 동물실험을 통하여 새로 개발된 융합작용제의 실제 당뇨병 치료제로서의 가능성에 대한 실제적인 연구가 추가되어야 하겠다.
배경 및 목적: 글루카곤 유사펩타이드-1 (glucagon like peptide, GLP-1)은 영양분의 섭취에 반응하여 장내 내분비세포로부터 분비되는 인크레틴으로서 췌장에서는 혈당농도에 의존적으로 인슐린의 합성과 분비를 증가시키고 인슐린 감수성을 증가시킨다. 이러한 효과로 GLP-1는 이상적인 당뇨병 치료제로서의 역할이 기대되고 있다. 그러나 GLP-1는 생체 내에서 dipeptidyl peptidase-IV (DPP-IV)라는 분해효소에 의해서 빠르게 분해되므로 반감기가 매우 짧다는 치료적 제한점이 있어 GLP-1 과 관련 펩타이드의 융합 및 변형을 통하여 약효와 안정성이 증가된 새로운 GLP-1 작용제를 합성하여 향후 당뇨병치료에 유용하게 사용할 수 있는 치료 약물을 개발하는 것이 이 연구의 목적이다. 대상 및 방법: GLP-1 수용체의 활성도는 GLP-1 수용체와 수용체 활성 측정 표지유전자인 CRE-루시퍼레이즈 유전자를 HEK 293T 세포에 유전자 이입을 통하여 발현시킨 후 각 GLP-1 작용제를 처리하여 루시퍼레이즈의 활성도를 측정하였다. GLP-1 작용제의 안정성은 GLP-1 리간드를 DPP-IV 가 함유된 것으로 알려진 소태아혈청을 첨가한 배지에 일정시간 처리한 후 루시퍼레이즈 활성도를 측정하여 분해되지 않고 남아있는 작용제를 유추하는 간접방법을 사용하였다. 결과: 각각의 GLP-1 작용제의 용량 반응 곡선을 그려본 결과 xGLP-E4 융합 펩타이드가 GLP-1보다 활성도가 높은 결과를 보여주었다. (log EC50; xGLP-E4, -9.95 ± 0.30 VS GLP-1, -9.36 ± 0.17, Emax; 14.93± 1.31 VS 15.99 ± 0.86, mean ± SEM). GLP-1과 GIP 의 융합 작용제의 활성도를 비교한 실험에서는 GIP 는 GLP-1 수용체에 거의 작용하지 않았으나 GIP-GLP 융합 작용제는 GLP 수용체와 GIP 수용체를 모두 활성화시킬 수 있었다. GLP-1 리간드에 소태아혈청을 첨가한 배지에 일정시간 처리한 경우에는 활성도가 시간에 따라 감소하였으나, DPP-IV 작용억제제인 diprotin A를 첨가한 경우 활성도가 유지되었다. Exendin-4 와 xGLP-E4는 diprotin A의 첨가여부와 관계없이 활성도를 유지하였다. 결론: Xenopus GLP-1의 DPP-IV의 작용부위인 N-말단의 알라닌을 다른 아미노산으로 치환하고 exendin-4의 C-말단을 첨가한 xGLP-E4 융합 작용제는 기존의 GLP-1 보다 활성도와 안정성이 증가된 것을 확인할 수 있었다. GIP 와 GLP-1의 융합작용제는 GIP 수용체와 GLP-1 수용체를 모두 활성화 시킬 수 있었다. 향후 추가적인 동물실험을 통하여 새로 개발된 융합작용제의 실제 당뇨병 치료제로서의 가능성에 대한 실제적인 연구가 추가되어야 하겠다.
Background and Purpose: Glucagon like peptide-1 (GLP-1) is an incretin hormone derived from the proglucagon gene at the intestinal L-cells. In the pancreas, GLP-1 stimulates meal-induced insulin secretion, promotes insulin biosynthesis, and improves insulin sensitivity. Because of its insulinotropic...
Background and Purpose: Glucagon like peptide-1 (GLP-1) is an incretin hormone derived from the proglucagon gene at the intestinal L-cells. In the pancreas, GLP-1 stimulates meal-induced insulin secretion, promotes insulin biosynthesis, and improves insulin sensitivity. Because of its insulinotropic activity, GLP-1 has been considered as a good candidate drug for the treatment of diabetes mellitus. However, the clinical use of GLP-1 has been limited by its short half life due to rapid degradation by dipeptidyl peptidase-IV (DPP-IV). The purpose of this study is to evaluate the potency and stability of newly designed GLP-1 analogues based on the amino acid sequence of Xenopus GLP-1, exendin-4, and human glucose-dependent insulinotropic polypeptide (GIP). Methods: The receptor cDNA was co-transfected into HEK293 with cAMP-dependent protein kinase A (PKA)-specific reporter (CRE-luciferase; abbreviated as CRE-luc). Various concentrations of chimeric GLP-1 agonists were treated to the transfected cells for 6 hours and luciferase activities were determined. The stability of agonists was evaluated by determining the activity of the agonists that were preincubated in the presence of fetal bovine serum (FBS) which naturally contains DPP-IV activities. Results: GLP-1 was able to induce CRE-luc activities. A chimeric GLP-1 analog with the sequence of Xenopus GLP-1 and exendin-4 (termed xGLP-E4) was as effective as exendin-4 (EC50; 0.17 nM, 0.11 nM, and 0.44 nM for xGLP-E4, exendin-4, GLP-1, respectively). When GLP-1 was incubated with FBS for 72 hours, the potency was rapidly decreased by 15% of initial activity, but the activity of xGLP-E4 was maintained up to 85% of initial activity. The chimeric peptides with GLP-1 and GIP activated both the GLP-1 receptor and GIP receptors. Conclusions: The new peptide produced by addition of C-terminal ten amino acid sequences from exendin-4 to Xenopus GLP-1 may improve the potency to activate the GLP-1 receptor. Substitution of serine for alanine at the second position of the GLP-1 improved the stability of the peptide against the action of DPP-IV. Combination of GIP and GLP-1 sequences activated both GLP-1 and GIP receptors.
Background and Purpose: Glucagon like peptide-1 (GLP-1) is an incretin hormone derived from the proglucagon gene at the intestinal L-cells. In the pancreas, GLP-1 stimulates meal-induced insulin secretion, promotes insulin biosynthesis, and improves insulin sensitivity. Because of its insulinotropic activity, GLP-1 has been considered as a good candidate drug for the treatment of diabetes mellitus. However, the clinical use of GLP-1 has been limited by its short half life due to rapid degradation by dipeptidyl peptidase-IV (DPP-IV). The purpose of this study is to evaluate the potency and stability of newly designed GLP-1 analogues based on the amino acid sequence of Xenopus GLP-1, exendin-4, and human glucose-dependent insulinotropic polypeptide (GIP). Methods: The receptor cDNA was co-transfected into HEK293 with cAMP-dependent protein kinase A (PKA)-specific reporter (CRE-luciferase; abbreviated as CRE-luc). Various concentrations of chimeric GLP-1 agonists were treated to the transfected cells for 6 hours and luciferase activities were determined. The stability of agonists was evaluated by determining the activity of the agonists that were preincubated in the presence of fetal bovine serum (FBS) which naturally contains DPP-IV activities. Results: GLP-1 was able to induce CRE-luc activities. A chimeric GLP-1 analog with the sequence of Xenopus GLP-1 and exendin-4 (termed xGLP-E4) was as effective as exendin-4 (EC50; 0.17 nM, 0.11 nM, and 0.44 nM for xGLP-E4, exendin-4, GLP-1, respectively). When GLP-1 was incubated with FBS for 72 hours, the potency was rapidly decreased by 15% of initial activity, but the activity of xGLP-E4 was maintained up to 85% of initial activity. The chimeric peptides with GLP-1 and GIP activated both the GLP-1 receptor and GIP receptors. Conclusions: The new peptide produced by addition of C-terminal ten amino acid sequences from exendin-4 to Xenopus GLP-1 may improve the potency to activate the GLP-1 receptor. Substitution of serine for alanine at the second position of the GLP-1 improved the stability of the peptide against the action of DPP-IV. Combination of GIP and GLP-1 sequences activated both GLP-1 and GIP receptors.
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