(57)【要約】  本発明は、特定のグループの患者における糖尿病、神経心理学的障害および神経学的障害を処置するための組成物および方法に関する。更に詳しくは、本発明は、欠陥のあるカリウムチャネルを有する患者における糖尿病、神経心理学的障害および神経学的障害を処置する方法に関する。本発明は、ヒト被検体、特に成人または子供に使用することができ、そして種々の神経学的障害を処置するのに適切である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
欠陥のある突然変異したＳＵＲ１ポリペプチドを有する被検体において糖尿病および／または神経心理学的障害、筋肉障害および神経学的障害を処置するための医薬組成物の製造のためのＡＴＰ感受性カリウムチャネルリガンドの使用。
【請求項２】
突然変異したＳＵＲ１ポリペプチドが、下記のアミノ酸突然変異：Ｌ２１３Ｒ、Ｉ１４２４Ｖ、Ｃ４３５Ｒ、Ｌ５８２Ｖ、Ｈ１０２３Ｙ、Ｒ１１８２ＱおよびＲ１３７９Ｃの少なくとも１つを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ＡＴＰ感受性カリウムチャネルリガンドが、スルファミドおよびグリニドまたはその任意の組み合わせから選ばれる、請求項１〜２のいずれかに記載の使用。
【請求項４】
前記化合物が、単独または組み合わせにおける、カルブタミド（グルシドラル）；グリベンクラミド；グリブリド；グリボルヌリド（グルトリル）；グリカザイド（ダイアミクロン）；グリメピリド（アマリール）；グリピザイド（グリベネス、ミニディアブ、オジディア）；レパグリニド（ノボノルム）から選ばれる、請求項３に記載の使用。
【請求項５】
被検体が子供または成人である、請求項１〜４のいずれかに記載の使用。
【請求項６】
ＳＵＲ１突然変異したポリペプチドを有する子供または成人において糖尿病および／または神経心理学的障害、筋肉障害および神経学的障害を処置するための医薬組成物の製造のためのスルファミドまたはグリニド化合物の使用。
【請求項７】
被検体における神経心理学的障害および／または筋肉障害および／または神経学的障害を処置するための医薬組成物の製造のためのＡＴＰ感受性カリウムチャネルリガンドの使用。
【請求項８】
被検体がＳＵＲ１および／またはＫｉｒ６．２突然変異したポリペプチドを有する、請求項７に記載の使用。
【請求項９】
突然変異したＳＵＲ１ポリペプチドが、下記のアミノ酸突然変異：Ｌ２１３Ｒ、Ｉ１４２４Ｖ、Ｃ４３５Ｒ、Ｌ５８２Ｖ、Ｈ１０２３Ｙ、Ｒ１１８２ＱおよびＲ１３７９Ｃの少なくとも１つを有し、および／または、Ｋｉｒ６．２突然変異したポリペプチドが、下記のアミノ酸突然変異：Ｆ３５Ｖ、Ｆ３５Ｌ、Ｈ４６Ｙ、Ｒ５０Ｑ、Ｑ５２Ｒ、Ｇ５３Ｎ、Ｇ５３Ｒ、Ｇ５３Ｓ、Ｖ５９Ｇ、Ｖ５９Ｍ、Ｌ１６４Ｐ、Ｋ１７０Ｔ、Ｉ１８２Ｖ、Ｒ２０１Ｃ、Ｒ２０１Ｈ、Ｒ２０１Ｌ、Ｉ２９６Ｌ、Ｅ３２２Ｋ、Ｙ３３０Ｃ、Ｙ３３０ＳおよびＦ３３３Ｉの少なくとも１つを有する、請求項８に記載の使用。
【請求項１０】
カリウムチャネルリガンドが、スルファミドおよびグリニドまたはその任意の組み合わせから選ばれ、好ましくは、単独または組み合わせにおける、カルブタミド（グルシドラル）；グリベンクラミド；グリブリド；グリボルヌリド（グルトリル）；グリカザイド（ダイアミクロン）；グリメピリド（アマリール）；グリピザイド（グリベネス、ミニディアブ、オジディア）；レパグリニド（ノボノルム）から選ばれる、請求項７〜９のいずれかに記載の使用。
【請求項１１】
神経心理学的障害および／または筋肉障害および／または神経学的障害が、てんかん、発達遅延、筋肉脆弱、統合運動障害、失読症、筋緊張異常、言語障害、および脈絡膜と網膜の障害を含む眼の障害から選ばれる、請求項１〜１０のいずれかに記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定のグループの患者において糖尿病、神経心理学的障害、筋肉障害および神経学的障害を処置するための組成物および方法に関する。更に詳しくは、本発明は、欠陥のあるカリウムチャネルを有する患者において糖尿病、神経心理学的障害、筋肉障害および神経学的障害を処置する方法に関する。本発明は、ヒト被検体、特に成人または子供において使用することができ、そして種々の神経学的障害を処置するのに適切である。
【０００２】
緒言
ＡＴＰ感受性カリウムチャネル（ＫＡＴＰ）は膜を横切るカリウムの運動を調節することにより細胞代謝を電気的活性に結び付ける。これらのチャネルは、２つの種類のサブユニット：４個の細孔形成性内向き整流性カリウムチャネルを取り巻く４つの調節性スルホニル尿素レセプター（ＳＵＲ）、を有するオクタマー複合体である。各タイプのサブユニットについていくつかのアイソフォームが存在する：ＳＵＲ１は膵臓β細胞およびニューロンにおいて見いだされるが、ＳＵＲ２Ａは心臓細胞中にあり、そしてＳＵＲ２Ｂは平滑筋中にあり；Ｋｉｒ６．２は膵臓β細胞、脳、心臓および骨格筋などの多数の組織内にあり；そしてＫｉｒ６．１は、血管平滑筋およびアストロサイトに見出されうる。ＫＡＴＰチャネルは、特にそれがＡＴＰ濃度の増加に応答してインスリン分泌を調節するβ細胞において、グルコース代謝調節における多重の生理学的役割を演じる。それらは、低血糖症もしくは高血糖症、低酸素症、虚血などの代謝ストレスに対する保護における重要な代謝センサでもあると思われる。
【０００３】
幼児の永続性高インスリン血症性低脂血症（ＨＩ）は、組織学的病変に基づいて２つの形態（拡散性および巣性）に分けられうる不均一障害である。異なる不活性化突然変異が、両方の形態において示唆された：ＫＡＴＰチャネルの恒久的不活性化は、低ＡＴＰにもかかわらず、不適切なインスリン分泌を誘発する。ある種のＨＩにおいて有効に使用されるジアゾキシド(diazoxide)は、ＫＡＴＰチャネルを開き、したがってインスリン分泌に対する突然変異効果を超える(overpass)。反対に、いくつかの研究は、永続性新生児糖尿病を有する患者においてＫｉｒ６．２をコードするＫＣＮＪ１１の配列決定を報告しており、そして症例の３０〜５０％について異なる突然変異を見出した。約２８のヘテロ接合活性化突然変異(heterozygous activating mutations)が今回同定され、最も頻度の高い突然変異はアミノ酸Ｒ２０１にある。これらの突然変異は、野生型と比較してＫＡＴＰチャネルの減少したＡＴＰ感受性をもたらし、そしてチャネルブロックのレベルは、異なる臨床的特徴の原因となりうる：「軽度」の形態は、孤立的な永続性新生児糖尿病(isolated permanent neonatal diabetes)を与えるが、これに対して重篤な形態は、糖尿病を神経学的症候、例えばてんかん、発達遅延、筋肉脆弱および軽度の二形態特徴(mild dimorphic features)を合併する。スルホニル尿素は、ＳＵＲに対する高いアフィニティーで結合することによりＫＡＴＰチャネルを閉じる。
【０００４】
発明の要約
ここに、本発明者等は、欠陥のある突然変異したカリウムチャネル、特にＡＴＰ感受性カリウムチャネルを有する被検体のグループにおいてスルホニル尿素治療を使用することができことを初めて示した。更に詳しくは、本発明は、スルホニル尿素治療は、突然変異したＳＵＲ１ポリペプチドを有する被検体を処置するのに使用することができ、そしてこれらの糖尿病患者においてインスリンに取って代わることができることを示した。
【０００５】
驚くべきことに、本発明者等は、神経心理学的障害、筋肉障害および神経学的障害（眼の障害を含む）を処置するためにこのようなグループの患者にスルホニル尿素治療を使用することができることも示した。更に詳しくは、本発明者等は、ＫＣＮＪ１１突然変異によるインスリン処理された糖尿病を有する子供をインスリンからスルホニル尿素に移行させ、そして評価するプロトコールをデザインした。本発明者等の結果は、インスリン注射から経口グリベンクラミド治療への移行は、大抵の患者に高度に有効であり、そして安全であることを示す。
【０００６】
更に、本発明者等は、７３人のＮＤ患者の症例シリーズにおける未知の起源の永続性または一過性の新生児糖尿病（ＮＤ）を有すると診断された３４人の患者においてＡＢＣＣ８の３９エキソンを最近スクリーニングした。本発明者等は、９人の患者における７つのミスセンス突然変異を同定した。４つの突然変異は、家族性であり、そして新生児糖尿病および成人発症糖尿病との垂直伝達を示し；残りの突然変異はｄｅ  ｎｏｖｏであった。スルホニル尿素のレセプターであるにもかかわらず、本発明者等の結果は、意外にも、突然変異したＳＵＲ１を有する患者におけるスルホニル尿素による処置が正常血糖を達成することを示す。
【０００７】
これは、ある単一遺伝子形の糖尿病の分子的理解がいかに子供における処置の意外な変化をもたらしうるかを説明する。これは、ファーマコゲノミックアプローチがすばらしく本発明者等の若年患者の生活の質を改善する目覚ましい例である。
【０００８】
本発明の目的は、欠陥のある突然変異したカリウムチャネル（ＡＴＰ感受性Ｋ＋チャネル）サブユニットを有する被検体において糖尿病または／および神経心理学的障害、筋肉障害および神経学的障害を処置するための医薬組成物の製造のためのカリウムチャネルリガンドの使用に関する。
【０００９】
本発明の特定の局面において、本発明は、欠陥のある突然変異したカリウムチャネルＳＵＲ１サブユニットを有する被検体において糖尿病または／および神経心理学的障害、筋肉障害および神経学的障害を処置するための医薬組成物の製造のためのカリウムチャネルリガンドの使用に関する。
【００１０】
本発明の更なる目的は、欠陥のある突然変異したカリウムチャネルＳＵＲ１サブユニットを有する被検体において糖尿病または／および神経心理学的障害、筋肉障害および神経学的障害を処置する方法であって、被検体に有効量のカリウムチャネルリガンドを投与することを含む方法である。好ましくは、有効量は、好ましくは膜脱分極を誘導または回復するのに十分な時間の期間、チャネル開口を減少させるかまたはチャネルを閉じる量である。
【００１１】
本発明の更なる目的は、被検体が欠陥のある突然変異したカリウムチャネルＳＵＲ１サブユニットを有するかどうかを決定する工程を含み、このような突然変異したサブユニットの存在はカリウムチャネルリガンドによる処置から被検体が利益を得ることができること示す、被検体における糖尿病または／および神経心理学的障害、筋肉障害および神経学的障害を処置する方法である。
【００１２】
本発明の更なる目的は、糖尿病または／および神経心理学的障害、筋肉障害および神経学的障害に罹患している患者がカリウムチャネルリガンドで処置されうるかどうかを決定する方法であって、被検体が欠陥のある突然変異したカリウムチャネルＳＵＲ１サブユニットを有するかどうかを決定することを含む方法である。
【００１３】
好ましくは、ＳＵＲ１サブユニットは、チャネル開口の確率を増加させ、それにより脱分極を阻止し、そしてインスリン分泌を限定する、活性化突然変異を与える。好ましい態様においては、突然変異したＳＵＲ１ポリペプチドは、下記のアミノ酸突然変異：Ｌ２１３Ｒ、Ｉ１４２４Ｖ、Ｃ４３５Ｒ、Ｌ５８２Ｖ、Ｈ１０２３Ｙ、Ｒ１１８２ＱおよびＲ１３７９Ｃ、の少なくとも１つを示す。場合により、カリウムチャネルは、突然変異したＫｉｒ６．２ポリペプチドを与えることもできる。好ましくは、カリウムチャネルは、突然変異したＫｉｒ６．２ポリペプチドを与えない。
【００１４】
本発明の他の特定の局面においては、本発明は、被検体における神経心理学的障害、筋肉障害および／または神経学的障害を処置するための医薬組成物を製造するためのカリウムチャネルリガンドの使用に関する。好ましくは、被検体は、欠陥のある突然変異したカリウムチャネルサブユニットを有する。好ましくは、欠陥のある突然変異したカリウムチャネルサブユニットは、チャネル開口の確率を増加させ、それにより脱分極を阻止し、そしてインスリン分泌を制限する活性化突然変異を与える。特定の態様においては、被検体は、糖尿病にも罹患している。他の態様においては、被検体は糖尿病に罹患していない。
【００１５】
第１の態様においては、被検体は、突然変異したＳＵＲ１ポリペプチドを有し、好ましくは下記のアミノ酸突然変異：Ｌ２１３Ｒ、Ｉ１４２４Ｖ、Ｃ４３５Ｒ、Ｌ５８２Ｖ、Ｈ１０２３Ｙ、Ｒ１１８２ＱおよびＲ１３７９Ｃの少なくとも１つを示す。
【００１６】
第２の態様においては、被検体は、突然変異したＫｉｒ６．２ポリペプチドを有し、好ましくは、下記のアミノ酸突然変異：Ｆ３５Ｖ、Ｆ３５Ｌ、Ｈ４６Ｙ、Ｒ５０Ｑ、Ｑ５２Ｒ、Ｇ５３Ｎ、Ｇ５３Ｒ、Ｇ５３Ｓ、Ｖ５９Ｇ、Ｖ５９Ｍ、Ｌ１６４Ｐ、Ｋ１７０Ｔ、Ｉ１８２Ｖ、Ｒ２０１Ｃ、Ｒ２０１Ｈ、Ｒ２０１Ｌ、Ｉ２９６Ｌ、Ｅ３２２Ｋ、Ｙ３３０Ｃ、Ｙ３３０ＳおよびＦ３３３Ｉの少なくとも１つを示す。好ましくは、突然変異したＫｉｒ６．２ポリペプチドは、下記のアミノ酸突然変異：Ｆ３５Ｖ、Ｆ３５Ｌ、Ｈ４６Ｙ、Ｒ５０Ｑ、Ｇ５３Ｎ、Ｇ５３Ｒ、Ｇ５３Ｓ、Ｖ５９Ｇ、Ｖ５９Ｍ、Ｋ１７０Ｔ、Ｉ１８２Ｖ、Ｒ２０１Ｃ、Ｒ２０１Ｈ、Ｒ２０１Ｌ、Ｅ３２２Ｋ、Ｙ３３０Ｃ、Ｙ３３０ＳおよびＦ３３３Ｉの少なくとも１つを示す。
【００１７】
本発明の更なる目的は、好ましくは、欠陥のある突然変異したカリウムチャネルサブユニットを有する被検体における神経心理学的障害、筋肉障害および／または神経学的障害を処置する方法であって、有効量のカリウムチャネルリガンドを被検体に投与することを含む方法である。好ましくは、有効量は、好ましくは膜脱分極を誘導または回復させるのに十分な時間の期間、チャネル開口を減少させるかまたはチャネルを閉じる量である。
【００１８】
本発明の更なる目的は、好ましくは、欠陥のある突然変異したカリウムチャネルサブユニットを有する被検体における神経心理学的障害、筋肉障害および／または神経学的障害を処置する方法であって、被検体が欠陥のある突然変異したカリウムチャネルサブユニットを有するかどうかを決定する工程を含み、このような突然変異したサブユニットの存在はカリウムチャネルリガンドによる処理から被検体が利益を得ることができること示す、方法である。特定の態様においては、被検体が欠陥のある突然変異したカリウムチャネルサブユニットを有するかどうかを決定する工程は、突然変異したＫｉｒ６．２ポリペプチドおよび／または突然変異したＳＵＲ１ポリペプチドの存在を決定する工程を含む。場合により、被検体が欠陥のある突然変異したカリウムチャネルサブユニットを有するかどうかを決定する工程は、突然変異したＫｉｒ６．２ポリペプチドの存在を決定する工程および、突然変異したＫｉｒ６．２ポリペプチドが存在しない場合には、突然変異したＳＵＲ１ポリペプチドの存在を決定する工程を含む。
【００１９】
本発明の更なる目的は、神経心理学的障害、筋肉障害および／または神経学的障害に罹患している患者をカリウムチャネルリガンドで処置することができるかどうかを決定する方法であって、被検体が欠陥のある突然変異したカリウムチャネルサブユニットを有するかどうかを決定することを含む方法である。特定の態様においては、被検体が欠陥のある突然変異したカリウムチャネルサブユニットを有するかどうかを決定する工程は、突然変異したＫｉｒ６．２ポリペプチドおよび／または突然変異したＳＵＲ１ポリペプチドの存在を決定する工程を含む。場合により、被検体が欠陥のある突然変異したカリウムチャネルサブユニットを有するかどうかを決定する工程は、突然変異したＫｉｒ６．２ポリペプチドの存在を決定する工程および、突然変異したＫｉｒ６．２ポリペプチドが存在しない場合には、突然変異したＳＵＲ１ポリペプチドの存在を決定する工程を含む。
【００２０】
本発明の更なる目的は、神経心理学的障害、筋肉障害および／または神経学的障害を処置するための医薬組成物の製造のためのカリウムチャネルリガンドの使用に関する。
【００２１】
好ましくは、神経心理学的障害、筋肉障害および／または神経学的障害は、てんかん、発達遅延、筋肉脆弱、統合運動障害、失読症、筋緊張異常、言語障害、および脈絡膜と網膜の障害を含む眼の障害から選ばれる。例えば、脈絡膜と網膜の障害は、脈絡膜と網膜の新血管形成、網膜浮腫、透過性障害および／または眼の変性性障害であることができる。脈絡膜と網膜の障害については、リガンドを経口経路または眼内経路により被検体に投与することができる。特に、視覚運動統合運動障害(visiomotor dyspraxia)はカリウムチャネルリガンドにより改善されうる。筋肉障害は、神経筋肉性障害、筋障害、ハンチントン病、筋萎縮性側索硬化症、脊髄性筋萎縮（ＳＭＡ）、原発性側索硬化症（ＰＬＳ）、遺伝性運動失調、進行性筋萎縮症、ポリオ後症候群および筋ジストロフィー等を含む。
【００２２】
特に、リガンドは、ＡＴＰ感受性カリウムチャネルリガンドである。カリウムチャネルリガンドは、単独または任意の組み合わせにおける、例えばスルファミドおよびグリニドから選ばれうる。特に、リガンドは、下記の薬物タイプ：血糖降下薬スルファミド（例えば、カルブタミド、（グルシドラル(Glucidoral)）、グリベンクラミドまたはグリブリド（ＵＳＡ）（ダオニール、ダオニールフェイブル、オイグルカン、ヘミダオニール、ミグルカン(Miglucan)）、グリボルヌリド（グルトリル）、グリカザイド(Glicazide)（ダイアミクロン）、グリメピリド（アマリール）およびグリピザイド（グリベネス、ミニディアブ、オジディア(Ozidia)）、グリニド（例えばレパグリニド（ノボノルム）；および併用（例えば、メトフォルミン＋グリベンクラミド（グルコバンス）の中から選ぶことができる。このようなリガンドはスルホニル尿素を含む。好ましい用量は、約０．０５〜約１．５mg/kg/日である。更に好ましくは、用量は約０．２５〜約１．２mg/kg/日、なお更に好ましくは０．３０〜０．８または１mg/kg/日である。これらの用量は、成人における二型糖尿病を処置するためのＦｏｏｄ  ａｎｄ  Ｄｒｕｇ  Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎにより推奨された用量の高い端部にあるかまたはそれを超えている。更に、投薬量は、インスリンの中止後に減少させることができる。日量は、好ましくは、２、３または４回で投与される。好ましい態様においては、リガンドは経口投与される。
【００２３】
被検体は、任意の哺乳動物、好ましくはヒト被検体、例えば成人または子供であることができる。特定の態様においては、被検体は子供である。好ましい態様においては、被検体は、検出可能な抗島抗体(anti-islet antibodies)を持たず、そして超音波検査法は膵臓の異常を示さなかった。本発明は、動物にも適用することができ、そして例えば眼の病理および／または筋肉病理のための獣医薬に使用されうる。従って、被検体は、動物、好ましくは哺乳動物であることができる。被検体は、犬、猫または馬などのペット動物または牛、豚、羊および山羊などの家畜であることができる。
【００２４】
本発明の特定の目的は、ＳＵＲ１突然変異ポリペプチドを有する被検体、好ましくは子供において糖尿病または／および神経心理学的障害および／または筋肉障害および／または神経学的障害（眼の障害を含む）を処置するための医薬組成物の製造のためのスルファミドまたはグリニド化合物の使用に関する。
【００２５】
本発明は、ＳＵＲ１突然変異ポリペプチドを有する被検体、好ましくは子供において糖尿病または／および神経心理学的障害および／または筋肉障害および／または神経学的障害（眼の障害を含む）を処置するための方法であって、該子供に有効量のスルファミドまたはグリニドを投与することを含む方法にも関する。
【００２６】
ＳＵＲ１タンパク質は、遺伝子ＡＢＣＣ８（UniGene Hs.54470; Genbank NP_000343およびNM_000352）によりコードするスルホニル尿素レセプターである。したがって、突然変異が結合を変化させる可能性およびスルホニル尿素結合が患者に存在しえない可能性が考慮された。しかしながら、かつこの理論的可能性にもかかわらず、それらの突然変異の同定に従って、グリベンクラミド（グリブリド）治療を開始し、そして意外にもヒトＰＮＤ（永続性新生児糖尿病）患者において成功することが見出された：それぞれ、患者ＰＮＤ１２および１６において２日および１５日後にインスリンを中断した。グリベンクラミド（グリブリド）の最近の用量は、それぞれ患者ＰＮＤ１２およびＰＮＤ１６において０．５９および０．２２mg/kg/日である。これらの結果は予想外であり、そしてヒト被検体において本発明の有効性を証明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】異なるＫＡＴＰチャネル形態および代謝調節。ＫｉｒおよびＳＵＲサブユニットのいくつかのアイソフォームが異なる器官において見出され、そしてそれらの特異性を該チャネルに与えるが、すべてグルコース代謝を妨害する。チャネルＫｉｒ６．２／ＳＵＲ１はニューロンおよび膵臓において見出され、これに対してＫｉｒ６．２／ＳＵＲ２は、心筋および骨格筋において見出される。
【図２】ＫＡＴＰチャネルは、細胞代謝を膵臓β細胞における電気的活性に結び付ける。低グルコースおよび低ＡＴＰ／ＡＤＰ比の存在下にＫＡＴＰチャネルは開かれ、そして細胞膜は過分極される。グルコース濃度、したがってＡＴＰ／ＡＤＰ比が増加するとき、ＫＡＴＰチャネルは閉じ、膜脱分極、電位開口型Ｃａ２＋チャネルの開口およびインスリンエキソサイトーシスを誘発する。
【図３】ＫＣＮＪ１１活性化突然変異による異常なインスリン分泌。活性化突然変異は、チャネルの減少したＡＴＰ感受性の原因となり得、したがって、チャネルの永続的開口はグルコースが増加するときのインスリンの放出を阻害する。
【図４】最初にインスリン下に、次いでグリベンクラミド下にＲ２０１Ｈ突然変異を有する３７歳齢の患者の３日間の糖血症の連続的監視。グリベンクラミドへの移行後の血糖レベルの変動性の減少参照。
【００２８】
発明の詳細な説明
緒言
ＡＴＰ感受性カリウムチャネル（ＫＡＴＰ）は、細胞膜を横切るカリウム運動を調節することにより、細胞代謝を電気的活性に結び付ける遍在性チャネルである。これらのチャネルの多数の生理学的研究は、多くの器官、特にグルコース代謝においてそれらの必須の役割を理解することを可能とした。これらのチャネルは、２つの型のサブユニット：調節性サブユニットＳＵＲにより取り巻かれた細孔形成性サブユニットＫｉｒ、からなる。これらのチャネルのいくつかのアイソフォームが異なる細胞型において存在する。膵臓β細胞でのインスリン分泌におけるそれらの役割の理解は、持続性インスリン過剰症または新生児糖尿病の原因となる多数の突然変異を同定することを可能とし、したがって、これらの患者の治療成果を変えることを可能とした。
【００２９】
カリウムチャネルの生理学
ＡＴＰ感受性カリウムチャネル（ＫＡＴＰ）は、膜を横切るカリウム運動を調節することにより細胞代謝を電気的活性に結びつける。これらのチャネルは、２つの種類のサブユニット：４つの細孔形成性の内向き整流性カリウムチャネル（Ｋｉｒ）を取り巻く４つの調節性スルホニル尿素レセプター（ＳＵＲ）を有するオクタマー複合体である［１，２］。１：１ＳＵＲ１：ＫＩＲ６．２化学量論性は、活性ＫＡＴＰチャネルのアセンブリーのために必要かつ十分である［３，４］。ＡＢＣトランスポーターファミリーのメンバーであるＳＵＲは、２つの別々の遺伝子を起源とし、したがっていくつかのスプライシングされたアイソフォームにおいて存在する。ＳＵＲ１は膵臓β細胞およびニューロンにおいて見出され［５］、これに対してＳＵＲ２Ａは心臓細胞にあり、そしてＳＵＲ２Ｂは平滑筋にある［６］。Ｋｉｒ６．２サブユニットは、膵臓β細胞、脳、心臓および骨格筋などの大多数の組織においてチャネル細孔を形成するが［３］、Ｋｉｒ６．１は、血管平滑筋およびアストロサイトにおいて見いだされうる。これらの異なるチャネル形態は、異なる細孔特性およびアデニンヌクレオチド感受性を有する［３］（図１）。Ｋｉｒ６．２をコードするＫＣＮＪ１１遺伝子およびＳＵＲ１をコードするＡＢＣＣ８遺伝子は、大きなＩＤＤＭ２連鎖ピークに近い、１１ｐ１５に位置している［７］。
【００３０】
ＫＡＴＰチャネルは、グルコース代謝調節における多数の生理学的役割：膵臓β細胞によるインスリン分泌、膵臓α細胞によるグルカゴン放出［８］、Ｄ細胞からのソマトスタチン分泌［９］、およびＬ細胞からのＧＬＰ１分泌［１０］、を果たす。ＫＡＴＰチャネルは閉じると、カリウム流出がブロックされるので不活性化されると言われる（しかし、逆説的にこの閉鎖は膜脱分極を可能とし、したがって代謝効果を可能とする）。反対に、このチャネルは、開かれると、カリウム流出が有効であるので活性化される。スルホニル尿素サブユニットはＡＴＰおよびＡＤＰ濃度の変化を感知し、それによりＫＡＴＰチャネル活性に影響を与える［１１〜１３］。これらのヌクレオチドは、チャネル活性に対する反対の効果を有し：ＡＴＰはチャネルブロッカーとして作用し、そしてＭｇＡＤＰはチャネル開口体として作用する。膵臓β細胞において、低グルコース濃度において、開口したＫＡＴＰチャネル（活性化された）を通るカリウム流出は、膜過分極（電位約−７０mVを有する）をセットアップする。グルコース代謝に応答してＡＴＰ濃度の増加（ＭｇＡＤの付随する減少）はＫＡＴＰチャネルを閉じ、そして膜脱分極の原因となる。この脱分極は、電位開口型Ｃａ２＋チャネルの開口を引き起こし、インスリン含有顆粒のエキソサイトーシスをトリガーするＣａ２＋エントリーを可能とする［１４］（図２）。更に、ＫＡＴＰチャネルは膵臓インスリン細胞生存のために重要であり、そしてＫｉｒ６．２についてノックアウトされたマウスにおける膵島細胞の分化を調節する［１５、１６］。
【００３１】
心筋、平滑筋および骨格筋、脳ニューロン組織において、ＫＡＴＰチャネルは、普通は代謝ストレスに応答して閉じられそして開かれ、それにより電気的活性の阻害をもたらす［１７］。更に、Ｋｉｒ６．１またはＫｉｒ６．２ヌルマウスにおける研究は、ＫＡＴＰチャネルは、高血糖症もしくは低血糖症、虚血または低酸素症などの代謝ストレスに対する保護における重要な代謝センサであることを示す［１８］。Ｋｉｒ６．２ｍＲＮＡを発現する細胞は、脳全体にわたり分布しているが［１９］、ＫＡＴＰチャネルの最も高い発現は、全汎性てんかん発作(generalized seizures)の伝播を抑制するのに重要な役割を果たす黒質網様部にある［２０、２１］。ＫＡＴＰチャネルの開口は、過分極された方向に膜電位をシフトさせることにより低酸素症期間中ニューロン活性に対する強い抑制効果を及ぼす［２２］。Ｋｉｒ６．２を欠いているマウスは、短い低酸素症後の全汎性てんかん発作に極めて感受性であり、したがって、ＫＡＴＰチャネルは、プレコンディショニング誘導されるニューロン保護機構に関与することがある［２０、２１］。神経低糖症は、拮抗調節ホルモンの分泌、中でも自律性ニューロンの活性化を介した膵臓α細胞によるグルカゴン分泌を刺激する。ＫＡＴＰチャネルは、腹側正中視床下部ニューロン(ventromedial hypothalamus neurons)におけるグルコース感知について主要な役割を有し、そして顕著に減少したグルカゴン分泌をもたらすＫｉｒ６．２ヌルマウスにおいては損なわれている［２３］。そのほか、挙動試験において、Ｋｉｒ６．２ノックアウトマウスは、より少なく活動性であり、特に新しい状況において、野生型に比較して損なわれた共調および異なる情動的反応性を有する［２４］。
【００３２】
心筋および骨格筋において、Ｋｉｒ６．２と共発現されるＳＵＲ２Ａアイソフォームは、ＡＴＰに対してより少なく感受性である［５］。ＫＡＴＰチャネルは、筋肉線維のエネルギー状態を細胞膜の電気的活性に結びつける：それらは疲労期間中静止張力の発生を阻止し、そして疲労後の力の回復を改良する［２５］。心筋繊維鞘(cardiac sarcolemma)において高い密度で発現されて、ＫＡＴＰチャネルは、脳におけると同じく、心臓保護機構虚血関連プレコンディショニングと多分関連している［２６〜２９］。カテコールアミンサージ下に、適当なＫＡＴＰチャネル活性は、正常な膜依存性細胞機能、例えばカリウムの細胞損失および適当なカルシウムハンドリングのために必要である［２６、２７、２９、３０］。Ｋｉｒ６．２ヌルマウスにおけるＫＡＴＰチャネル機能の欠損は、交感神経刺激下に不整脈のリスク因子として［２６、３１］および基礎的条件下に虚血に対するより高い感受性のリスク因子として［３２］認識される。しかしながら、マウスの速い心拍数は、ヒトと比較してＫＡＴＰチャネルの相対的重要性を倍増することができる。それにもかかわらず、心臓スルホニル尿素レセプターにおける突然変異が、心筋症および心室不整脈を有する患者において同定された［３３］。血管平滑筋において、ＫＡＴＰチャネルは、心音に関与している［３４、３５］。２種類の突然変異が、Ｋｉｒ６．２またはＳＵＲ１サブユニットにおいて記載されている。第１に、不活性化突然変異（インスリン過剰症におけるように）は、ＫＡＴＰチャネルの永続的閉鎖、したがってコントロールされていないインスリンエキソサイトーシスの原因となる。反対に、活性化突然変異（新生児糖尿病におけるように）は、該チャネルの永続的開口を引き起こし、したがって膜過分極を引き起こし、そしてインスリンエキソサイトーシスを引き起こさない。
【００３３】
カリウムチャネルおよびインスリン過剰症
小児の持続性インスリン過剰症低血糖症（ＨＩ）は組織病理学的病巣に基づいて２つの形態（拡散した(diffuse)および巣状(focal)）に分けることができるが、臨床的には区別できない不均一障害(heterogeneous disorder)である。拡散形態は、全膵臓の調節されていないインスリン分泌により特徴付けられるが、これに対して巣状形態はソマチック島細胞過形成(somatic islet-cell hyperplasia)に相当する［３６−３８］。巣状ＨＩは散在性であり、そしてＳＵＲ１またはＫｉｒ６．２の父系遺伝した不活性化突然変異のヘミ接合性またはホモ接合性ならびに過形成島における母系アレルの損失と関連している［３９，４０］。拡散ＨＩは、インスリン分泌の調節における種々の欠陥：不活性化Ｋｉｒ６．２またはＳＵＲ１突然変異、グルコキナーゼの突然変異［４２］、グルタメートデヒドロゲナーゼの突然変異［４３，４４］、短鎖Ｌ−３−ヒドロキシアシル−ＣｏＡデヒドロゲナーゼの突然変異［４５］およびインスリンレセプターにおける修飾(modification) ［４６］により引き起こされうる不均一障害である［４１］。劣性ホモ接合性または二重ヘテロ接合性ＳＵＲ１またはＫｉｒ６．２突然変異［４７−５１］は、医学的処置に抵抗性の、そしてしばしば大半の膵切除を必要とする拡散性かつ重篤な新生児ＨＩの大多数の症例（８０％）の原因となりうる。優性ＳＵＲ１およびＫｉｒ６．２突然変異は、ＫＡＴＰチャネル活性の５０％を減少させる原因となり得、そして人生の最初の年に起こりそしてジアゾキシドに感受性の重篤さのより少ないＨＩを引き起こす ［５２］。
【００３４】
カリウムチャネル遺伝子またはポリペプチドにおける突然変異を検出すること
当技術分野で知られている種々の技術を、カリウムチャネル遺伝子（ＫＣＮＪ１１またはＡＢＣＣ８）またはポリペプチド（Ｋｉｒ６．２またはＳＵＲ１）における特定の突然変異の存在を検出するのに使用することができる。特に、このような技術は、典型的には、血液サンプルなどの被検体に由来する生物学的サンプルに関してｉｎ−ｖｉｔｒｏまたはｅｘ  ｖｉｖｏで行われる。
【００３５】
遺伝子型を決定するのに使用することができる当業者にそれ自体知られている技術の例は、配列決定、増幅（例えばＰＣＲ）、特異的プライマー、特異的プローブ、マイグレーション等を使用する任意の方法、典型的には定量的ＲＴ−ＰＣＲ、ＬＣＲ（リガーゼ連鎖反応）、ＴＭＡ（転写媒介増幅）、ＰＣＥ（酵素増幅イムノアッセイ）、ＤＨＰＬＣ（改変高速液体クロマトグラフィー）、ＭＬＰＡ（多重ライゲーション依存性プローブ増幅）およびｂＤＮＡ（分岐ＤＮＡシグナル増幅）アッセイを含む。
【００３６】
特定の態様においては、ポリペプチドの任意の位置のアミノ酸残基を決定することは、該アミノ酸残基をコードするヌクレオチドを含むチャネル遺伝子またはＲＮＡまたはその一部を配列決定する工程を含む。
【００３７】
他の特定の態様においては、アミノ酸残基を決定することは、該アミノ酸残基をコードするヌクレオチドを含む遺伝子またはＲＮＡまたはその一部を増幅する工程を含む。増幅は、例えば慣用の方法およびプライマーを使用して、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）、例えば単純ＰＣＲ、ＲＴ−ＰＣＲまたはネストＰＣＲにより行うことができる。
【００３８】
他の特定の態様においては、アミノ酸残基を決定することは、アレル特異的制限酵素消化の工程を含む。これは、特定のアレルのコード配列を開裂し、そして他のアレルを開裂しない制限酵素を使用することにより行うことができる。
【００３９】
更なる特定の態様においては、アミノ酸残基を決定することは、該アミノ酸残基をコードするヌクレオチドを含む遺伝子またはＲＮＡまたはその一部を、遺伝子型に対して特異的な核酸プローブとハイブリダイゼーションさせ、そしてハイブリッドの存在または不存在を決定する工程を含む。
【００４０】
カリウムチャネルのＫｉｒ６．２サブユニットおよび糖尿病
インスリン分泌におけるＫＡＴＰチャネルの基本的役割および小児のインスリン過剰症に関与するＫｉｒ６．２突然変異を知って、ＫＡＴＰチャネル過剰活性がインスリン分泌を阻害することにより糖尿病を引き起こすことがありうると仮定して、ＫＣＮＪ１１によりコードされたＫｉｒ６．２における突然変異を一型糖尿病および二型糖尿病について調査した［５３］［図３］。実際に、Ｋｉｒ６．２における普通のＥ２３Ｋ多形は、二型糖尿病らに強く関連していることが見出され［５４、５５］、グルコース負荷試験においてインスリン分泌が減少しており［５６］、そして高血糖症に応答してグルカゴン分泌の抑制が減少している［５７］。糖尿病の小児の大きな集団に基づくコホートは、６か月齢以前に定まる早期発症永続性糖尿病が、一型糖尿病のための高頻度の「保護的」ＨＬＡ遺伝子型、低頻度の自己免疫および小出生時体重(small-for-date birth weight)により後期発症症例とは異なることを示唆する［５８］。
【００４１】
かくして、いくつかの研究は、知られている病因（グルコキナーゼ、インスリン−プロモーター因子１、ＰＴＦ１ａ、ＦＯＸＰ３、およびＥＩＦ２ＡＫ３における突然変異［５９−６３］）なしに永続性新生児糖尿病を有する患者におけるＫｉｒ６．２をコードするＫＣＮＪ１１の配列決定を報告し、そして症例の３０〜５０％について異なる突然変異を見出した［１４、６４、６５］（表２参照）。新生児糖尿病の研究のためのフランスネットワークからの患者の本発明者等の研究において、本発明者等は、糖尿病の診断において６４日中央値年齢(median age)（範囲１〜２６０）を有する１７人の妊娠期限の終わりに生まれた赤ん坊(at-term babies)についてＫＣＮＪ１１遺伝子をスクリーニングした。本発明者等は、９人の患者において７つのヘテロ接合性突然変異：既に述べた３つ（Ｖ５９Ｍ、Ｒ２０１Ｈ、Ｒ２０１Ｃ）および４つの新規な突然変異（Ｆ３５Ｌ、Ｇ５３Ｎ、Ｅ３２２Ｋ、Ｙ３３０Ｃ）を同定した。最も多くの患者は、多分子宮インスリン分泌不全により、小さな出生時体重を有していた［６４］。ＫＣＮＪ１１における突然変異も同定されたが、一過性新生児糖尿病症例においてはより少ない頻度で同定された［６６］。記載された突然変異の大部分（約８０％［１４］）はｄｅ  ｎｏｖｏであるが、１つの症例は証明された生殖細胞モザイクを有することが報告されており、これは、再発のリスクをカウンセリングするときこの可能性が考慮されるべきであることを示唆している［６７］。これらの突然変異は野生型と比較してＫＡＴＰチャネルの減少したＡＴＰ感受性をもたらし、そしてチャネルブロックのレベルは異なる臨床的特徴の原因となりうる：「軽度の」形態は孤立した永続性新生児糖尿病を与え、これに対して重篤な形態は、糖尿病と神経学的症候、例えばてんかん、発達遅延、筋肉脆弱および軽度の異形性特徴を合併する［１４、６４、６５、６８］。最も高頻度の突然変異は、ホットスポット突然変異であるＣｐＧジヌクレオチドの存在によりＲ２０１に位置している（Ｃ末端に位置している）。他の正に帯電した残基によるこのアミノ酸の置換はＡＴＰ感受性に対する僅かな効果しか持たないが、中性または負に帯電したアミノ酸による置換は、チャネル機能の大きな損傷を引き起こす［１４、６９〜７１］。しかしながら、Ｒ２０１突然変異によるＡＴＰ感受性の減少は小さく、したがって孤立した新生児糖尿病の原因となりうるが、これに対してＶ５９Ｍ、Ｖ５９Ｇ、Ｑ５２Ｒのような大きな減少を引き起こす突然変異は、重篤な疾患と関連している［１４、６４、６５、６８］。一過性新生児糖尿病において同定された４つの突然変異［６６、７２］（Ｒ２０１Ｈ、Ｇ５３Ｓ、Ｇ５３ＲおよびＩ１８２Ｖ）は、ＡＴＰ感受性のより軽度の減少をもたらすが、関連した表現型は可変である。何故ならば、発端者の母が永続性新生児糖尿病または４人のうち３人について５歳齢後に現れた糖尿病を有していたからである。観察された筋肉脆弱は、筋肉および神経学的起源の両方からであることができる。何故ならば、Ｋｉｒ６．２は両細胞において発現されるからである。発達遅延およびてんかんは、前記したとおり中枢神経系に存在するＫＡＴＰチャネルから生じる。反対に、心臓機能またはＥＣＧに対する顕著な効果は記載されておらず、そしてこれは、Ｋｉｒ６．２／ＳＵＲ１のＡＴＰ阻害よりも大きい突然変異体Ｋｉｒ６．２／ＳＵＲ２ＡのＡＴＰ阻害により説明されうる［６８、７３、７４］。
【００４２】
ＫＣＮＪ１１突然変異を有する成人および子供におけるスルホニル尿素の使用
膵臓β細胞に対するスルホニル尿素の効果は、チフス熱について処置された患者が重篤な低血糖症を有していたので、Ｊａｎｂｏｎにより１９４２年に発見された。その後、スルホニル尿素ファミリーは急速に発展し、そして１９５６年以来インスリンを必要としない糖尿病の処置として使用された［７５］。スルホニル尿素はＳＵＲに高いアフィニティーで結合することによりＫＡＴＰチャネルを閉じる［７４、７６、７７］。加えられたヌクレオチドの不存在下では、スルホニル尿素によるＫＡＴＰ電流の高アフィニティー阻害は、６０〜８０％にしか達しない［１７］。
【００４３】
ＳＵＲ１は、グリベンクラミドに対する２つの結合部位を有し、これに対してトルブタミドは、１つにのみ結合する［２、７４、７５］。この二重の結合は、グリベンクラミドの長い洗い出し時間を説明することができる［７８］。膵臓ＫＡＴＰチャネルに結合することに加えて、グリベンクラミドは、心臓筋および骨格筋または平滑筋型チャネルの活性を阻害するが［７８］、ＳＵＲ２に結合することによりミトコンドリアチャネルも阻害する。なお、ＳＵＲ２に対するグリベンクラミドのこのアフィニティーは、ＳＵＲ１に対するよりは３００〜５００倍低い。それにもかかわらず、高用量のグリベンクラミドで虚血心臓疾患を有する患者を処置するとき注意しなければならないことがある［７８］。何故ならば、ＫＡＴＰチャネルは、上記した心臓保護機構虚血関連プレコンディショニングに介入するからである。しかしながら、二型糖尿病処置において報告されたこの型の副作用の不存在は、余分の膵臓チャネル阻害の効果が鋭敏になりうることを示唆する。
【００４４】
膵臓ＫＡＴＰチャネルに対するスルホニル尿素の高いアフィニティーは、これらの薬物がこれらの患者においてインスリンに取って代わるのに使用されうることを示唆した。トルブタミドの静脈内注射は、ＫＣＮＪ１１突然変異を有する患者において、彼等が静脈内グルコースに応答しないときでさえ、インスリン分泌を刺激することができた［１４］。その後６人の患者が、インスリ皮下注射から経口スルホニル尿素治療に首尾よく切り替えられた［１４、７９−８１］。必要なグリベンクラミドの用量は、二型糖尿病処置に使用される用量よりもはるかに高い用量である０．８mg/kg/日までであった。インスリンを中止するのに必要な遅延は、現在２年近くの追跡調査で３日〜８週である。これらの結果は、同じＫＣＮＪ１１突然変異に関してすら、患者間の大きな不均一性を示す。本発明者等自身の実験は、７人のうち５人の患者でインスリンから経口グリベンクラミドへの首尾よい移行を示し、移行できなかった最後の２人の少女は、まだ理解されていない他の病理に多分関係した神経学的特徴を有する双子であり、そして彼女らにとってそれに従うのは多分最善ではなかった。
【００４５】
本発明者等のヨーロッパ人の共同研究は、ＫＣＮＪ１１のヘテロ接合性突然変異による永続性新生児糖尿病を有する４０家族からの総計４９人の年齢順の患者(consecutive patients)（３か月齢から３６歳齢まで）を報告するであろう［８２］。適当な用量のスルホニル尿素（０．８mg/kg/日当量グリベンクラミド）で処置されたこれらの４９人の患者の内、４４人（９０％）は、インスリン処置を中止することができた。最初に必要なグリベンクラミドの中央値用量は、０．４５mg/kg/日（０．０５〜１．５mg/kg/日）であった。血糖コントロールは、試験されたすべての３８人の患者において改善され、平均糖化ヘモグロビンレベルは、低血糖症の頻度を高めることなく、スルホニル尿素前の８．１％からインスリンの中止後の１２週における６．４％になった。インスリンを中止することができない患者の８０％（５人のうち４人）が、成功したグループにおいて１４％（４４人のうち６人）にすぎないのと対照的に、神経学的特徴を有していた。５人の患者は、一過性の下痢をしたが、他の副作用は報告されなかった。ある研究は、スルホニル尿素によるＫＡＴＰチャネルの閉鎖はヒト島においてβ細胞アポトーシスを誘導することができ、したがって、二型糖尿病患者におけるβ細胞量の減少を突然引き起こすことがあるが、この信頼性はまだ確認されなければならないことを示した［８３、８４］。しかしながら、ＫＣＮＪ１１突然変異を有する患者に関しては、グリベンクラミド有効性が数年間一過性であるとしても、それは毎日の皮下注射なしの年々およびその後の生活の質の改善を意味する（Diabetes UK Careline Journal,2006における経口治療への成功した切り替え後の若い少年の個人的証言参照）。したがって、本発明者等は、ＫＣＮＪ１１突然変異によるインスリン処置される糖尿病を有する子供をインスリンからスルホニル尿素に移行させ、そして評価するためのプロトコールをデサインした。本発明者等は、これまでに同定された子供を含めるために（ｎ＝１２）、我々の病院（ＡＰ−ＨＰ、Ｐａｒｉｓ  Ｆｒａｎｃｅ）の臨床的研究方針の承認を得、そしてフランス保険局(French Authorities for Health Care)（ＡＦＳＳＡＰＳ）からの同意を得た。
【００４６】
インスリンからグリベンクラミドへの移行：症例研究
本発明者等は、２か月齢で発見された永続性新生児糖尿病を有する３７歳齢の患者の症例、彼女が両側耳炎で入院した時の系統的グルコース監視期間中の症例、をここに報告する。代謝コントロールは、彼女がインスリン治療を開始した５歳齢まで適切な食事下に順調であった。しかしながら、数日間注射を何回も中止したにもかかわらず、彼女は決してケトアシドーシスにならなかった。彼女は２人の子供を持ち、最初の子供は生まれた最初の日に永続性新生児糖尿病を示し、そしてインスリン注射により直ちに処置された小女であった。母と娘の両方にＫｉｒ６．２突然変異Ｒ２０１Ｈが２００４年に見出され、そして本発明者等は、２００５年１月にグリベンクラミド治療を開始した［８２］。移行は大きな成功であった。何故ならば摂取した最初の錠剤が０．１mg／kg／日以下のグリベンクラミドの必要量で両者へのインスリン注射を恒久的に中止するのに十分であったからである（母３６歳、娘１５歳）。現在１８か月の追跡調査で、彼女らは両方とも彼女らの血糖コントロールを改善し、そして彼女らのＨｂＡ１ｃを改善し（母で７．４％から６％に、娘で９．５％から７．９％に）、そして副作用、特に反復低血糖はなかった。図４に示されたとおり、血糖値はインスリン治療下よりもグリベンクラミド下にはるかに安定であった。
【００４７】
ＳＵＲ１、糖尿病および神経心理学的特徴
極めて最近、本発明者等は、新生児糖尿病を有する３４人の患者のうち９人において７つのヘテロ接合性ＡＢＣＣ８突然変異を観察した：ＰＮＤを有する２人におけるＬ２１３ＲおよびＩ１４２４Ｖ、ならびにＴＮＤ（一過性新生児糖尿病）を有するヒトにおけるＣ４３５Ｒ、Ｌ５８２Ｖ、Ｈ１０２３Ｙ、Ｒ１１８２ＱまたはＲ１３７９Ｃ。影響を受けたアミノ酸は、ラット、マウス、ニワトリおよび日本フグにおいて保存され、それらはチャネルの機能にとって重要であることを示唆する。本発明者等は、１８０人の糖尿病被検体およびフランス起源の１４０人の無関係の非糖尿病の白人個体の関連したエキソンを配列決定して、これらの突然変異を観察しなかった。更に、本発明者等は、既知の若年発症型糖尿病（ＭＯＤＹ）関連突然変異なしのファミリーからの若年発症型糖尿病と診断された２４人の発端者を含む、１１０人の糖尿病被検体のサブセットにおける突然変異により影響を受けないＡＢＣＣ８エキソンにおいて追加の非同義変化を検出しなかった。
【００４８】
突然変異を有するファミリーの部分的系図を達成した。Ｌ２１３Ｒ、Ｌ５８２Ｖ（ＴＮＤ３６）、Ｈ１０２３Ｙ、Ｉ１４２４ＶおよびＲ１３７９Ｃ（ＴＮＤ１９）突然変異はｄｅ  ｎｏｖｏ突然変異である（Ｌ５８２Ｖ、ＴＮＤ１６、およびＲ１３７９Ｃ、ＴＮＤ１７突然変異もまた遺伝した）。Ｃ４３５Ｒ、Ｌ５８２Ｖ（ＴＮＤ１６）、Ｒ１１８２ＱおよびＲ１３７９Ｃ（ＴＮＤ１７）ファミリーにおいて、父はヘテロ接合体であり、そして突然変異体アレルは糖尿病と共分離された(co-segregated)。ＴＮＤ１３（Ｃ４３５Ｒ）の父は１３歳で糖尿病と診断され；彼の突然変異の同定後、彼はグリベンクラミド（１０mg/日）に対する成功した応答時にインスリンを中止した（処置の２４年後）。経口グルコース負荷試験（ＯＧＴＴ）は、ＴＮＤ３４（Ｒ１１８２Ｑ）の父が糖尿病を有することを示し；彼は最近は食事のみで処置されている。ＴＮＤ１６ファミリーにおいて、個体ＩＩ−３およびＩＩ−４は、ＯＧＴＴにより３０齢後に糖尿病と診断され、そして最近は食事のみで処置されている。３２齢で、ＴＮＤ１７（Ｒ１３７９Ｃ）の父は糖尿病を発生し、そしてグリベンクラミドで処置される。Ｒ１３７９Ｃアレルは、以前に妊娠期間中の糖尿病と診断されそして最近は食事で処置されている祖母、および４４齢で糖尿病と診断されそして最近はスルホニル尿素で処置されている大おばにおいても同定された。
【００４９】
したがって、本発明者等は、遺伝的欠陥が以前に同定されていない本発明者等の症例シリーズにおいて３４ＮＤ症例の９つにおいてＡＢＣＣ８突然変異を見出した。これらの９人の患者は、この研究に含まれた７３ＮＤ症例の１２％の割合を占める。この研究の２９ＰＮＤ患者のうち、１２のＫＣＮＪ１１症例は４１％の割合を占め、２つのＡＢＣＣ８症例は７％の割合を占め、５２％近くが解明されていない。４４ＴＮＤ症例の殆ど５７％は、染色体６ｑ異常に帰することができ（ｎ＝２５）、２％はＫＣＮＪ１１突然変異に帰することができ（ｎ＝１）、そして〜１５％はＡＢＣＣ８突然変異に帰することができる（ｎ＝７）。１１ＴＮＤ症例の病因は決定されていない。
【００５０】
糖尿病
表１は、突然変異体ＳＵＲ１を有する患者の臨床的特徴の要約を与える。糖尿病は、３２日の中央値齢（範囲３〜１２５日）で、５症例で多尿および多飲をもたらし、そして２症例でケトアシドーシスをもたらす高血糖症と診断された。ＴＮＤ１７および３４は、低出生時体重および高血糖症を有していた。抗島抗体は検出できず、そして超音波検査法は、膵臓の異常を示さなかった。初期のインスリン処置が、それぞれ、発端者ＴＮＤ１６、３４、１７、１９、１３、３６および２８において１、２．５、３、４、４、８．５および１０か月間必要であった。最後の実証されたインスリンの用量は、０．１２から１．２U/kg/日まで変わり、平均は０．６７U/kg/日であった。
【００５１】
ＳＵＲ１タンパク質はスルホニル尿素レセプターである。したがって、突然変異が結合を変える可能性および患者においてスルホニル尿素結合が存在し得ない可能性が考えられた。しかしながら、そしてこの理論的可能性にもかかわらず、それらの突然変異の同定に続いて、グリベンクラミド（グリブリド）治療が開始され、そしてＰＮＤ患者において成功することが見出された：インスリンはそれぞれ患者ＰＮＤ１２および１６において２日および１５日後に中止された。グリベンクラミド（グリブリド）の最近の用量はそれぞれ患者ＰＮＤ１２および１６において０．５９および０．２２mg/kg/日である。ＴＮＤを有する人の２人は人生において後に再びインスリンを必要とした。ＴＮＤ２８は１６歳で再び高血糖症になり、インスリンで処置され、次いでグリピジド（０．１６mg/kg/日）に移行した。ＴＮＤ１９は１１歳でインスリンを必要とし、そして１６歳でグリベンクラミド（０．２８mg/kg/日）に切り替えられた。これらの用量は、成人における二型糖尿病を処置するための合衆国ＦＤＡにより最近推奨されたグリピジドおよびグリベンクラミドの用量の高い方の端にあるか、またはこの用量を超えている。
【００５２】
【表１】
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【００５３】
神経学的特長、筋肉的特徴および神経心理学的特徴
患者ＰＮＤ１２は、発達遅延を示したが、ＫＣＮＪ１１突然変異を有するいくらかの個体と対照的に、てんかん発作または筋肉脆弱を持たなかった。彼の両親は運動遅延および発達遅延を報告しており、これらは統合運動障害を含むことがその後実証された。ＴＮＤ１７は少しのジストニーを示した。ＴＮＤ１６は遅い思考を示し、そしてＴＮＤ１３は少しの視空間統合運動障害(visual-spatial dyspraxia)を示した。誰もいくらかのＫＣＮＪ１１突然変異と関連した表面的特徴を持たなかった。他のインデックス症例のどれも異常な認知機能または発達を示さなかった。
ＡＢＣＣ８／ＳＵＲ１は、脳において発現され、したがって、この遺伝子の突然変異は患者のいくらかにおいて観察された神経学的特徴の直接原因となりうる。
【００５４】
代謝試験
患者ＰＮＤ１２および１６におけるＣペプチドのベースライン空腹時レベルは低かったが（０．２４および０．６３nM）、経口グリベンクラミドによる処置の２時間後それぞれ、１．１および１．４nMに３５８％および２２２％増加した。β細胞機能不全と合致して、グルカゴンによる刺激は、ベースラインレベルより７９％（０．１９nM）および１０６％（０．６７nM）の増分で悪化した（正常な応答は少なくとも１５０％の増分である）。
【００５５】
遺伝的病因に従うＮＤの臨床的特徴
染色体６の異常に連鎖したＴＮＤ症例の出生時体重（ＴＮＤ−６ｑ；ｎ＝２５）は、突然変異体ＳＵＲ１（表１、補遺）により引き起こされたＴＮＤを有するヒトの出生時体重と比較して、低く、しばしば母集団の最も低い３％内にあった（２０／２５対２／７、ｐ＝０．０１４）。巨舌症は、２５人のＴＮＤ−６ｑ２４発端者のうち４人には存在したが、ＴＮＤ−ＳＵＲ１患者には存在しなかつた。糖尿病は、ＴＮＤ−ＳＵＲ１患者に比較してＴＮＤ−６ｑ２４においてより早期に診断され（２９．９日に対して４日の平均、ｐ＜０．０５）、これは少なくとも部分的に、ＴＮＤ−６ｑ２４患者のより低い出生時体重を多分反映しており（それぞれ２０症例対２症例、ｐ＝０．０１９）、系統的グルコース監視のより大きな可能性を与える。発達遅延、糖尿病の再発の頻度および時間を含む他の臨床的特徴は異ならなかった。染色体６の異常はＰＮＤと関連していなかった。
【００５６】
【表２】
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【００５７】
突然変異体Ｋｉｒ６．２により引き起こされたＮＤを有する人（ｎ＝１３）と、突然変異体ＳＵＲ１により引き起こされたＮＤを有する人（ｎ＝９）の比較は、低い出生時体重の分布、診断の年齢または症状出現時のグルコースレベルに有意な差を示さなかった。ケトアシドーシスは、突然変異体ＳＵＲ１により引き起こされた糖尿病よりも高い頻度で突然変異体ＫＩＲ６．２により引き起こされた糖尿病と関連していたが（９／１３対２／９、この差（ｐ＝０．０９）は多分小さいサンプルサイズの故に、統計的に有意ではなかった。発達遅延の有病率は異ならず（３／１３対１／９）、てんかんは１／１３ＮＤ−ＫＩＲ６．２症例において診断されたが、ＮＤ−ＳＵＲ１症例のどれもその診断をされなかった。統合運動障害はＮＤ−ＫＩＲ６．２の２つの症例およびＮＤ−ＳＵＲ１の１つの症例において観察された。本発明者等の症例シリーズにおいて、ＫＣＮＪ１１突然変異は、主としてＰＮＤと関連しており（１２／１３）、これに対して大部分のＡＢＣＣ８突然変異（７／９）はＴＮＤに連鎖している。
【００５８】
本発明者等の結果は、β細胞に見出されるＡＴＰ感受性Ｋ＋チャネルのＳＵＲ１調節サブユニットをコードするＡＢＣＣ８におけるヘテロ接合性活性化突然変異は、永続性新生児糖尿病および一過性新生児糖尿病の両方を引き起こすということを示す。ＮＤ−ＳＵＲ１対ＮＤ−ＫＩＲ６．２患者の比較は、低い出生時体重の有病率、診断の年齢または高血糖症もしくは同伴するケトアシドーシスの重篤さにおいて有意な差を示さなかった。ＫＣＮＪ１１突然変異は、ＰＮＤと典型的に関連しているが、ＡＢＣＣ８突然変異の大多数はＴＮＤと関連しており、これは多分より重篤さが低い形態の糖尿病を反映する。
【００５９】
以前のレポートは、ＳＵＲ１／ＫＩＲ６．２神経内分泌チャネルおよび筋線維鞘ＳＵＲ２Ａ／ＫＩＲ６．２チャネルの両方によるＫＩＲ６．２細孔の共有を反映することができる突然変異体ＫＩＲ６．２により引き起こされるＮＤと関連した症候の不均一性を強調していた。ＮＤ−ＳＵＲ１を有する幾人かの人の神経学的特徴は、ＳＵＲ１含有ＫＡＴＰチャネルが、ニューロン細胞、例えば抑制性運動ニューロン(inhibitory motor neurons)の膜電位をコントロールすることができることを暗示する。
【００６０】
ＡＢＣＣ８突然変異を有する父祖における糖尿病の診断は成人発症二型糖尿病または軽度の形態のＴＮＤと合致している。フランスの新生児における系統的血液スクリーニングは、後者をありそうもなくし、そして本発明者等は、ＡＢＣＣ８突然変異が可変性の発現および発症の年齢を有する新規な単一遺伝子形態の二型糖尿病を生じさせることができることを提唱する。家族性早期発症二型糖尿病への過剰活性ＡＢＣＣ８突然変異の潜在的寄与は評価されるべきであるが、本報告は、稀な小児科学的形態の糖尿病の分子的理解がより普通の形態の疾患をいかに説明することができるかを強調する。
【００６１】
臨床的実施において、染色体６ｑ２４における異常に対してＡＢＣＣ８またはＫＣＮＪ１１突然変異を有する患者を識別する方法はない。遺伝子配列決定は必要であり、そして有用なストラテジーは、空腹時高血糖症（この場合にはＧＣＫが解析される）を有する両親が存在しない限り、染色体６および短いイントロンのないＫＣＮＪ１１を最初にスクリーニングすることである。突然変異が同定されないならば、ＡＢＣＣ８を解析する。遺伝的試験は、カウンセリングに対する深い示唆およびＮＤを有する患者のための治療を明らかに与える。実際に、スルホニル尿素は、意外にもそれらのレセプターにおける突然変異の存在下に、若年患者および成人患者におけるインスリン処置を停止するのに有効であることが証明された。
【００６２】
神経心理学的特徴、Ｋｉｒ６．２、ＳＵＲ１およびスルホニル尿素処置
カリウムチャネルに結合する分子（スルホニル尿素のような）が、Ｋｉｒ６．２サブユニットにおける突然変異を有する子供の神経発達面に対して正の影響を与えることができるという下記の追加の結果
【００６３】
５か月齢の少女は、幼児痙攣症、発達遅延、早期発症糖尿病を有することが分かった。彼女はＫｉｒ６．２にヘテロ接合性活性化突然変異を有していた。脳波記録法におけるヒプスアリスミアを伴う幼児痙攣症は重篤であり、そしてステロイドに治療抵抗性であった。経口スルホニル尿素の添加は、てんかんの部分的および一過性コントロールを可能とした。
【００６４】
プライベートＫＣＮＪ１１突然変異を有する１つの被検体は、永続性糖尿病と関連した軽い発達困難を発生した。スルホニル尿素処置に続いて、インスリンを中止させることができ、そして神経心理学的一里塚が改良されうる。濃縮能力、微細運動能力は改善されることが両親により報告された。
【００６５】
更に、患者の残り（ＡＢＣＣ８（Ｓｕｒ１）またはＫＣＮＪ１１（Ｋｉｒ６．２）のいずれかを有する１０人）は、スルホニル尿素への移行の結果として神経心理学的機能の改善を示した。明らかなことは、筋肉緊張および全体的挙動特徴が改善されたということであった。
【００６６】
これらの２つの症例およびこれらの観察に基づいて、Ｋｉｒ６．２およびＳＵＲ１突然変異を有する患者において、カリウムチャネルに突然変異を有するこれらの子供の神経心理学的発達に対するスルホニル尿素の有利な効果を更に実証するための、有望な臨床試験が進行中である。この薬物は、血液脳関門を横切ることが示された。
【００６７】
臨床試験
本発明者等は、Ｋｉｒ６．２活性化突然変異またはＳＵＲ１突然変異による永続性新生児糖尿病を有する子供を皮下インスリンから経口グリベンクラミド治療に切り替えるための臨床試験を開始した。
この試験は１０人の患者を含んでいた。この試験の目的は、患者を皮下インスリンから経口グリベンクラミド治療に切り替えることによりまず治療し、そして患者の神経学的および発達状態のグリベンクラミド治療下の潜在的改善を評価することにより認知することである。１人の患者は試験から排除された。この患者は、最初の日の０．３mg/kg/日から０．８mg/kg/日まで増加する量のグリベンクラミドを受け取り、またはインスリン処置を停止し、そして正しい血糖を得ることを可能とする用量を受け取った。この用量は食事習慣に依存して２、３または４回で投与される。
【００６８】
神経学的状態および発達状態は、切り替えのすぐ前およびグリベンクラミド処置の開始の２、６、１２および１８か月後に確立される。各患者は、特に子供における神経精神運動発達を定量的に評価するスケールに従って（www.ecpa.fr/default site. asp?id=33）、微細神経発達評価に供された。更に詳しくは、神経精神運動試験は、トーヌス、側性化(lateralization)、運動協調（静的および動的）、行動(praxies)および認識、注意能力、空間能力（試験のバッテリー：ＮＰ−ＭＯＴ、ＥＣＰＡ−Ｅｌｓｅｖｉｅｒ  Ｅｄｉｔｏｒ，Ｖａｉｖｒｅ−Ｄｏｕｒｅｔ，  ２００６  ａｎｄ  ＥＭＧ  ｔｅｓｔ、ＥＣＰＡ  ｅｄｉｔｏｒ、Ｖａｉｖｒｅ−Ｄｏｕｒｅｔ，１９９７）の研究を含んでいた。幼児（０〜４歳齢）では、運動発達のスケール（ＤＦ−ＭＯＴ，ＥＣＰＡ  ｅｄｉｔｏｒ，Ｖａｉｖｒｅ−Ｄｏｕｒｅｔ，１９９９）ならびに運動発達の齢を与えることを可能とする全体および微細運動能力を使用した。神経心理学的試験は、最初に動眼能力、次いで書字（ＢＨＫ  ｔｅｓｔ、ＥＣＰＡ）、時間についての熟練(skills for time)(Stambak)、異なる記憶能力(differents memories skills)、視覚能力（ｄｅ  Ｒｅｙ  ｔｅｓｔ）、視覚運動協調（Beery test)、視空間認知能力(visuo-spatial skills)（Khos test,Rey image)、実行能力（ポルテウスの迷路（Porteus labyrinthe）および／またはＮＥＰＳＹのロンドン塔試験（LONDON tower test of the NEPSY）)、視空間注意能力、書字速度および言語能力を含んでいた。
眼科学的評価のために、いくつかの基準が決定される。６歳未満の子供では、暗順応および明順応網膜電位図（ＥＲＧ）および視覚誘発電位（ＰＥＶ）が決定される。６歳より多くの子供においては、錐状体ＥＲＧ（ｃｏｎｅ  ＥＲＧ）、シングルフラッシュＥＲＧ、ＰＥＶおよび感覚眼球電図(sensorial electro-oculography)が行われる。
筋緊張低下は、Ｋｉｒ６．２突然変異を有する患者においてのみ述べられている。
９人の患者のうち８人は糖尿病の切り替え処置に成功した。
９人の患者のうち３人は切り替え処置後に評価され、そしてそれらのすべては明らかな眼科学的改善または神経心理学的改善を示した。
特に、１５か月齢であり、そしてＫｉｒ６．２突然変異を有する少年は、長くなったＶＥＰ（視覚誘発電位）（＞１５０ms）を示した。処置を切り替えて６か月後、彼は２０msのＶＥＰの明らかな改善を示した。
５か月齢であり、そしてＫｉｒ６．２突然変異を有する他の少年は、軸（ａｘｉｓ）の筋緊張低下および１か月の有意な発達遅延を示した。処置を切り替えて６カ月後、彼は軸のより多くの筋緊張低下を示さず、そしてより多くの発達遅延を示さなかった。したがって、この患者はトーヌスおよび発達の改善の証明を可能とする。
最後に、Ｌ２１３Ｒ ＳＵＲ１突然変異を有しそして７歳齢である少年は、切り替えられた処置の１８か月後に、より良好な計画、注意障害の改善、言語改善および激しい苦痛の減少を示した。
【００６９】
一般的結論
結論として、ＫＡＴＰチャネルは、多くの器官、特に膵臓β細胞における代謝変化に対する細胞応答において中心的役割を有する。これらのチャネル、特にＫｉｒ６．２およびＳＵＲ１サブユニットの生理学的機能の理解の進歩は、永続性及び反復性新生児糖尿病またはＫＣＮＪ１１およびＡＢＣＣ８突然変異による遅い発症の糖尿病を有する患者のための主要な臨床的適用を見出した。インスリン注射から経口グリベンクラミド治療への移行は、最も多くの患者に対して高度に有効であり、そして安全である。
【００７０】
これは、いくらかの単一遺伝子の形態の糖尿病の分子的理解がいかに子供における治療の意外な変化をもたらしうるかを説明する。これは目覚ましい例であり、それによりファーマコゲノミックアプローチが多数の方法で本発明者等の若い患者の生活の質を改善する。
【００７１】
【表３】
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【００７２】
表３
フランスで入手可能なカリウムチャネルリガンド（スルホニル尿素を含む）のリスト（Ｓｏｕｒｃｅ  Ｖｉｄａｌ）
血糖低下薬スルファミド
カルブタミド＝グルシドラル
グリベンクラミド（グリブリド  ＵＳＡ）＝ダオニールおよびダオニールフェイブル、オイグルカン、ヘミダオニール、ミグルカン
グリボルヌリド＝グルトリル
グリカザイド(Glicazide)＝ダイアミクロン
グリメピリド＝アマリール
グリピザイド＝グリベネス、ミニディアブ、オジディア(Ozidia)
グリニド（カリウムチャネルに結合する）
レパグリニド＝ノボノルム
関連
メトホルミン＋グリベンクラミド＝グルコバンス
【００７３】
【表４】
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【図４】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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