(57)【要約】本明細書では、個体のＧＩ管の細胞からの試験管内または生体内での代謝ホルモンの放出を調節する苦味受容体リガンド、関連する作用剤、組み合わせ、組成物、方法およびシステムを提供する。
2013528661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
個体に、ＰＴＵ、ＰＴＣ、安息香酸デナトニウム、グリチルリチン酸アンモニウム塩、没食子酸エピガロカテキン、ハイパーフォリン、塩化ベルベリン、塩化コプチシン、硫化アリルメチル、ロットレリン、クルクミン、エラグ酸、エンベリンおよび／またはそれらの誘導体から選択される１つ以上のＧＩ苦味受容体リガンドを、個体において１つ以上のＧＩ苦味受容体リガンドの１つ以上のＧＩ苦味受容体との結合を可能にする有効量で投与し、該結合が代謝ホルモンＧＬＰ−１、ＰＹＹおよび／またはＣＣＫの放出の調節をもたらすステップを含む、個体において代謝ホルモンの放出を調節する方法。
【請求項２】
前記１つ以上のＧＩ苦味受容体リガンドがＰＴＵ、ＰＴＣ、安息香酸デナトニウム、グリチルリチン酸アンモニウム塩、没食子酸エピガロカテキン、ハイパーフォリン、塩化ベルベリン、塩化コプチシン、硫化アリルメチル、ロットレリン、クルクミン、エラグ酸、およびエンベリンならびに／またはそれらのアゴニスト誘導体を含み、前記結合がＧＬＰ−１、ＰＹＹおよび／またはＣＣＫの放出の増加をもたらす、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記１つ以上のＧＩ苦味受容体リガンドが安息香酸デナトニウムまたはそのアゴニスト誘導体を含み、前記結合がＣＣＫの放出の増加をもたらす、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記１つ以上のＧＩ苦味受容体リガンドが、前記１つ以上のＧＩ苦味受容体リガンドの全身吸収および放出に干渉するように構成される補完分子と組み合わせて投与される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記１つ以上のＧＩ苦味受容体リガンドの少なくとも１つが前記補完分子と結合し、苦味物質受容体との結合に対して活性な部分を提供するように構成される苦味物質作用剤をもたらす、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記補完分子がセルロース、ＰＥＧ、単糖、オリゴ糖、アミノ酸、および／またはペプチドである、請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
前記１つ以上のＧＩ苦味受容体リガンドの前記投与が、前記１つ以上のＧＩ苦味受容体リガンドのＧＩ上皮にわたる全身吸収を最小化するように製剤される組成物で行われる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記投与が経腸投与により行われる、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
ＰＴＵ、ＰＴＣ、安息香酸デナトニウム、グリチルリチン酸アンモニウム塩、没食子酸エピガロカテキン、ハイパーフォリン、塩化ベルベリン、塩化コプチシン、硫化アリルメチル、ロットレリン、クルクミン、エラグ酸、エンベリンおよび／またはそれら誘導体から選択される１つ以上のＧＩ苦味受容体リガンドを適切な媒体とともに含む、個体において代謝ホルモンの放出を調節する組成物。
【請求項１０】
前記１つ以上のＧＩ苦味受容体リガンドが前記１つ以上の苦味受容体リガンドの全身吸収および放出に干渉するように構成される補完分子との組み合わせで含まれる、請求項９に記載の組成物。
【請求項１１】
前記１つ以上のＧＩ苦味受容体リガンドの少なくとも１つが前記補完分子と結合し、苦味物質受容体との結合に対して活性な部分を提供するように構成される苦味物質作用剤をもたらす、請求項１０に記載の組成物。
【請求項１２】
前記１つ以上ＧＩ苦味受容体リガンドが約１マイクロモル〜約１．２５マイクロモルの量で含まれる、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項１３】
前記組成物が医薬組成物であり、前記適切な媒体が医薬的に許容可能な媒体である、請求項９〜１２のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項１４】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法において同時に、組み合わせて、または連続して用いる１つ以上の標的ＧＩ苦味受容体を調節することができる少なくとも２つの苦味受容体リガンドを含む、個体において代謝ホルモンの放出を調節するシステム。
【請求項１５】
苦味受容体リガンドの全身吸収および放出に干渉するように構成される補完分子と結合した苦味受容体リガンドを含む、標的苦味物質受容体を調節する苦味物質作用剤において、
該苦味物質受容体リガンドは第１部分および第２部分を含み、該第１部分は該苦味受容体リガンドの該苦味受容体との結合に対して活性であり、該第２部分は該苦味受容体リガンドの該苦味受容体との結合に対して不活性であり、
該補完分子は該苦味受容体リガンドの該第２部分に付着し、該苦味受容体との結合のための該苦味受容体リガンドの該第１部分を提供するように構成される該苦味物質作用剤をもたらす、作用剤。
【請求項１６】
前記苦味受容体リガンドがＰＴＵ、ＰＴＣ、安息香酸デナトニウム、グリチルリチン酸アンモニウム塩、没食子酸エピガロカテキン、ハイパーフォリン、塩化ベルベリン、塩化コプチシン、硫化アリルメチル、ロットレリン、クルクミン、エラグ酸、エンベリンおよびそれらの誘導体から選択される、請求項１５に記載の苦味物質作用剤。
【請求項１７】
前記補完分子がセルロース、ＰＥＧ、単糖、オリゴ糖、アミノ酸、および／またはペプチドである、請求項１５または１６に記載の苦味物質作用剤。
【請求項１８】
補完分子と結合した苦味物質受容体リガンドを含む苦味物質作用剤であって、該補完分子が該苦味物質受容体リガンドの全身放出に干渉するように構成される、作用剤。
【請求項１９】
個体に有効量の請求項１８に記載の１つ以上の苦味物質作用剤を投与するステップを含む、個体において標的苦味受容体を活性化する方法。
【請求項２０】
請求項１８に記載の１つ以上の苦味物質作用剤および適切な媒体を含む、個体において標的苦味受容体を活性化する組成物。
【請求項２１】
１つ以上の苦味受容体リガンドおよび該１つ以上の苦味受容体リガンドの全身放出に干渉するように構成される少なくとも１つの補完分子を含む、苦味物質作用剤をもたらすシステムにおいて、
該１つ以上の苦味受容体リガンドは該少なくとも１つの補完分子と結合し、請求項１８に記載の苦味物質作用剤をもたらすことができる、システム。
【請求項２２】
個体に有効量の１つ以上の作用剤を投与し、個体において１つ以上の苦味受容体を活性化するステップを含む、個体において代謝ホルモンの放出およびその関連する生物学的プロセスを調節する方法。
【請求項２３】
細胞をＰＴＵ、ＰＴＣ、安息香酸デナトニウム、グリチルリチン酸アンモニウム塩、没食子酸エピガロカテキン、ハイパーフォリン、塩化ベルベリン、塩化コプチシン、硫化アリルメチル、ロットレリン、クルクミン、エラグ酸、エンベリンおよびそれらの誘導体から選択される１つ以上の苦味物質受容体リガンドと接触させ、該苦味物質受容体リガンドの苦味物質受容体との結合を可能にするステップ；ならびに
該接触後、細胞中の生物学的応答を検出するステップ
を含む、細胞中の苦味物質受容体の活性化に関連する生物学的応答を同定する方法。
【請求項２４】
検出される生物学的応答を対照生物学的応答と比較し、該生物学的応答を特徴づけるステップをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
ＧＩ系における標的細胞中に発現するＧＩ苦味受容体を同定するステップ；
該ＧＩ苦味物質受容体の構造を予測するステップ；
予測されるＧＩ苦味物質受容体構造に基づき該ＧＩ苦味物質受容体と結合する候補リガンドを同定するステップ；
同定される候補リガンドを苦味受容体活性化アッセイにおいて試験するステップ；および
ＧＩ系に関連する代謝ホルモンの少なくとも１つの調節に対する該候補リガンドの効果を試験するステップ
を含む、ＧＩ系に関連する代謝ホルモンの放出を調節することができるＧＩ苦味受容体リガンドを同定する方法。
【請求項２６】
前記候補リガンドが前記ＧＩ苦味受容体のモデリングによって同定される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記モデリングが相同性モデリングである、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記モデリングがヘリックス間水素結合の構造を予測するステップを含む、請求項２６または２７に記載の方法。
【請求項２９】
ＧＩ苦味受容体リガンドを結合させてＧＩ苦味物質受容体を特定配座に誘導するステップであって、該特定配座が該ＧＩ苦味物質受容体の複数の活性配座の少なくとも１つである、ステップ；
該誘導後、細胞からのホルモン放出の増加または減少を検出するステップ；および
該増加または減少を該ＧＩ苦味受容体リガンドの作用によって調節するステップ
を含む、細胞からのホルモン放出を調節する方法。
【請求項３０】
前記誘導ステップ前に、請求項２５に記載の方法による前記ＧＩ苦味受容体リガンドを同定するステップが行われる、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
個体に、ＰＴＵ、ＰＴＣ、安息香酸デナトニウム、グリチルリチン酸アンモニウム塩、没食子酸エピガロカテキン、ハイパーフォリン、塩化ベルベリン、塩化コプチシン、硫化アリルメチル、ロットレリン、クルクミン、エラグ酸、エンベリンおよびそれらの誘導体から選択される１つ以上のＧＩ苦味受容体リガンドを、代謝ホルモンＧＬＰ−１、ＰＹＹおよび／またはＣＣＫを調節する治療有効量で投与するステップを含む、個体において代謝ホルモンに関連する症状を治療または予防する方法。
【請求項３２】
前記１つ以上のＧＩ苦味受容体リガンドが、前記１つ以上のＧＩ苦味受容体リガンドの全身吸収および放出に干渉するように構成される補完分子と組み合わせて投与される、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記１つ以上のＧＩ苦味受容体リガンドの少なくとも１つが前記補完分子と結合し、前記苦味物質受容体との結合に対して活性な部分を提供するように構成される苦味物質作用剤をもたらす、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記補完分子がセルロース、ＰＥＧ、単糖、オリゴ糖、アミノ酸、および／またはペプチドである請求項３２または３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記１つ以上のＧＩ苦味受容体リガンドの前記投与が、前記１つ以上のＧＩ苦味受容体リガンドのＧＩ上皮による全身吸収を最小化するように製剤される組成物で行われる、請求項３１〜３４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３６】
前記投与が経腸投与により行われる、請求項３１〜３５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３７】
前記治療有効量が約１マイクロモル〜約１．２５ミリモルである、請求項３１〜３６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３８】
前記症状が肥満、糖尿病、肝臓疾患および／または心血管疾患である、請求項３１〜３７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３９】
請求項３１〜３８のいずれか１項に記載の方法において同時に、組み合わせて、または連続して用いるＰＴＵ、ＰＴＣ、安息香酸デナトニウム、グリチルリチン酸アンモニウム塩、没食子酸エピガロカテキン、ハイパーフォリン、塩化ベルベリン、塩化コプチシン、硫化アリルメチル、ロットレリン、クルクミン、エラグ酸、エンベリンおよびそれらの誘導体から選択される少なくとも２つの苦味受容体リガンドを含む、個体において代謝ホルモンに関連する症状を治療または予防するシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[関連出願の相互参照]
本出願は、その全開示を本明細書に参照により組み入れる、２０１０年６月１７日出願の米国仮出願第６１／３９７，９４０号「受容体、作用剤、疾患の治療および症状」に関する。
【０００２】
[政府権利の申告]
米国政府は、本発明において米国国立補完代替医療センター（ＮＣＣＡＭ）との間に契約番号（１  Ｐ０１  ＡＴ００３９６０）による権利を有する。
【０００３】
本開示は、ホルモン調節方法およびシステムならびに関連する方法、リガンド、作用剤および組成物に関する。
【背景技術】
【０００４】
ホルモンは、一般的には生物の一部分における細胞または腺より放出され、生物の他の部分に対して化学伝達物質として作用するメディエーターとして同定されることが多い化学物質である。
【０００５】
各種生物学的プロセス、とくに代謝プロセスは、生物におけるホルモンの放出に関連する。とくに各種代謝ホルモン（例えば、ペプチド系ホルモン）は個体における細胞および／または臓器の代謝ネットワークに影響を及ぼし、これを調節する。
【０００６】
しかしながら、ホルモン生成の制御、とくに個体における各種症状の治療に関するホルモン放出の調節は困難だった。
【発明の概要】
【０００７】
本明細書では、いくつかの実施形態において、代謝ホルモンの放出および関連する生物学的プロセスの調節、その調節を行い、その調節を制御することができるリガンドの同定を可能にする方法、システムおよび組成物を提供する。とくに本明細書では、代謝症状を治療するのに適した作用剤、組成物、方法およびシステムを含む、代謝ホルモンの放出を調節し、関連する生物学的プロセスを制御するための作用剤、組成物、方法およびシステムを提供する。
【０００８】
第１態様に従って、個体における代謝ホルモンの放出および関連する生物学的プロセスの調節方法、システムおよび組成物について説明する。方法は、個体に、ＰＴＵ、ＰＴＣ、安息香酸デナトニウム、グリチルリチン酸アンモニウム塩、没食子酸エピガロカテキン、ハイパーフォリン、塩化ベルベリン、塩化コプチシン、硫化アリル、ロットレリン、クルクミン、エラグ酸、エンベリン、および／またはこれらの誘導体から選択される１つ以上のＧＩ苦味受容体リガンドを、個体における１つ以上のＧＩ苦味受容体との結合を可能にする有効量で投与するステップを含み、該結合は代謝ホルモンの放出および関連する生物学的プロセスの調節をもたらし、該代謝ホルモンはＧＬＰ−１、ＰＹＹおよびＣＣＫからなる群から選択される。システムは、本明細書に記載するホルモン放出の調節方法において同時に、組み合わせて、または連続して用いる１つ以上のＧＩ苦味受容体リガンドの少なくとも２つを含む。組成物は、個体に適切な媒体とともに投与すると１つ以上の標的ＧＩ苦味受容体を結合することができる１つ以上のリガンドを含む。
【０００９】
第２態様によると、個体における標的苦味受容体、とくにＧＩ苦味受容体を調節するための苦味剤、ならびに関連する方法、システムおよび組成物について説明される。苦味剤は、苦味受容体リガンドならびに苦味受容体リガンドの全身吸収および放出に干渉するように構成される補完分子の組み合わせをベースとする。とくに、苦味剤は、補完分子と結合した苦味受容体リガンドを含むことができ、リガンドは第１部分および第２部分を有する。苦味剤において、苦味受容体リガンドの第１部分は苦味リガンドの苦味受容体との結合に対して活性であり、第２部分は苦味リガンドの苦味受容体との結合に対して不活性である。苦味剤において、補完分子はリガンドの第２部分においてリガンドに付着し、得られる苦味剤は苦味受容体との結合のための第１部分を提供するように構成される。方法は、有効量の苦味剤を個体に投与するステップを含む。組成物は、１つ以上の苦味受容体リガンドおよび少なくとも１つの補完分子を含む。システムは、苦味剤の提供においておよび／または本明細書に記載するホルモン放出の調節方法において同時に、組み合わせて、または連続して用いる１つ以上の苦味受容体リガンドおよび１つの補完分子を少なくとも２つ含む。
【００１０】
第３態様によると、細胞、とくにＧＩ管の細胞における苦味物質受容体の活性化に関連する生物学的応答を同定する方法およびシステムについて説明される。方法は、細胞をＰＴＵ、ＰＴＣ、安息香酸デナトニウム、グリチルリチン酸アンモニウム塩、没食子酸エピガロカテキン、ハイパーフォリン、塩化ベルベリン、塩化コプチシン、硫化アリル、ロットレリン、クルクミン、エラグ酸、エンベリン、および／またはそれらの誘導体から選択される苦味物質受容体リガンドと接触させ、リガンドの苦味受容体との結合を可能にするステップならびに接触後に細胞における生物学的応答を検出するステップを含む。いくつかの実施形態では、方法は、検出される生物学的応答を対照生物学的応答と比較し、生物学的応答を特徴づけるステップをさらに含む。システムは、本明細書に記載する生物学的応答を同定する方法において同時に、組み合わせて、または連続して用いる、１つ以上の苦味受容体リガンドおよび１つの細胞を少なくとも２つ含む。
【００１１】
第４態様によると、候補リガンドをスクリーニングし、ＧＩ系に関連する代謝ホルモンの放出を調節することができるＧＩ苦味受容体リガンドを同定する方法、システムおよび組成物について説明され、これは、いくつかの実施形態では、ＧＩ系における標的細胞の特定の位置および標的細胞により発現される特定の苦味受容体に基づいて行われる。方法は、ＧＩ系中の細胞において発現される苦味受容体を同定するステップ、ＧＩ苦味受容体の構造を予測するステップ、この受容体と結合する候補リガンドを予測構造に基づいて同定するステップ、次に苦味受容体活性化アッセイにおいてリガンドを試験するステップ、およびＧＩ系に関連する代謝ホルモンの少なくとも１つの調節に対するそのリガンドの効果を試験するステップを含む。
【００１２】
第５態様によると、ＧＩ苦味物質受容体リガンドの結合によってＧＩ苦味物質受容体の特定の配座を誘導するステップであって、特定の配座が苦味物質受容体の複数の活性配座の少なくとも１つであるステップ、誘導ステップ後の細胞からのホルモン放出の増加または減少を検出するステップ、およびＧＩ苦味受容体リガンドの作用によって増加または減少を調節するステップを含む、細胞からのホルモン放出の調節方法が説明される。いくつかの実施形態では、誘導ステップはＧＩ苦味受容体リガンドを同定するステップの後に行われる。
【００１３】
第６態様によると、苦味受容体リガンド、作用剤、ならびに個体において代謝ホルモンに関連する症状を治療または予防する方法およびシステムについて説明される。方法は、個体にＰＴＵ、ＰＴＣ、安息香酸デナトニウムまたはそれらの誘導体から選択される１つ以上のＧＩ苦味受容体リガンドを、代謝ホルモンＧＬＰ−１、ＰＹＹおよび／またはＣＣＫを調節する治療有効量で投与するステップを含む。システムは、個体において本明細書に記載する代謝ホルモンに関連する症状を治療または予防する方法において、同時に、組み合わせて、または連続して用いる、本明細書に記載する苦味受容体リガンドまたは作用剤の少なくとも２つを含む。
【００１４】
本明細書に記載する方法、システムおよび組成物は、いくつかの実施形態では、ＧＩ苦味受容体の活性の調節、代謝ホルモンの分泌および全身放出の調節、ならびに関連する代謝症状および、代謝疾患の治療を含む他の生物学的プロセスの調節を可能にする。
【００１５】
本明細書に記載する方法および組成物は、これらに限定されないが、医療用途、生物学的分析、食品加工、味／風味調節、栄養、栄養補助用途、およびこれに限定されないが、臨床用途を含む診断を含む、ＧＩおよび腸苦味受容体の活性の調節が望ましい用途に関して用いることができる。
【００１６】
本開示の１つ以上の実施形態の詳細を以下の添付の図面および説明に記載する。他の特徴、目的、および利点は、説明および図面から、ならびに特許請求の範囲から明らかとなるだろう。
【００１７】
本明細書の一部に組み込まれ、これを構成する添付の図面は、本開示の１つ以上の実施形態を示し、詳細な説明および実施例セクションとともに、本開示の原理および実施について説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ＴＡＳ２Ｒ３８苦味受容体変異体ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶ、ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＡＩ、ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＶＶ（テイスター）およびｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＶＩ（非テイスター）のβ１アドレナリン受容体（ｈβ１ＡＲ）に対する配列アラインメントを示す。
【図２】ＧＰＣＲバンドル中の７つのへリックスの配向を説明するのに用いられる座標系を示す。二重矢印はＢｉＨｅｌｉｘ法において単独でサンプリングされる最近接へリックス対をつなぐ。ＢｉＨｅｌｉｘ法はヘリックス１および２を用いて強調され、このヘリックス対の配座がサンプリングされる場合、他のへリックスは存在しないことを示す。
【図３】ＴＡＳ２Ｒ３８苦味受容体の脂質および水での分子動力学シュミレーションボックスを示す。ＥＣ領域は上部にある。
【図４】ＳｕｐｅｒＣｏｍＢｉＨｅｌｉｘからの苦味受容体ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶ（ａ）、ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＶＩ（ｂ）、ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＡＩ（ｃ）、ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＶＶ（ｄ）の予測３Ｄ構造を示す。（ここではヘリックス間Ｈ結合を形成する残基が強調される）
【図５】脂質および水での１０ｎｓのＭＤ後の苦味受容体ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶ（ａ）およびｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＶＩ（ｂ）の予測３Ｄ構造を示す。（ここではヘリックス間Ｈ結合を形成する残基が強調され、それらは１０ｎｓのＭＤ中に安定である）
【図６】完全な脂質および水を用いた１０ｎｓのＭＤにおける苦味受容体中の予測水素結合（ＨＢ）の安定性を示す。（ａ）ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶ中のＷ１０８−Ａ２６２、（ｂ）ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶ中Ｙ１９９−Ｗ１０８、（ｃ）ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＶＩ中のＹ１９９−Ａ２６６、（ｄ）ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＶＩ中のＷ１０８−Ａ２６１。
【図７】１０ｎｓのＭＤ中のｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶ（ａ）およびｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＶＩ（ｂ）の各へリックスのＲｍｓｄ発展を示す。（対照は最終フレームである）
【図８】苦味受容体中のアゴニストの予測結合部位を示す。（ａ）ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶ中のＰＴＣ、（ｂ）ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶ中のＰＴＵ、（ｃ）ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＶＩ中のＰＴＣ、（ｄ）ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＶＩ中のＰＴＵ。
【図９】脂質および水を用いた１０ｎｓのＭＤ後のｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶ（ａ）およびｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＶＩ（ｂ）中ＰＴＣの最終結合部位を示す。結合モードの必須要素が維持され、追加の好ましい相互作用がみられる。
【図１０】脂質および水を用いた分子動力学法を１０ｎｓ間実施する間に、ＰＴＣがｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶおよびｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＶＩに結合するＨ結合距離を示す。（ａ）ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶ中のＰＴＣ−Ａ２６２；（ｂ）ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶ中のＰＴＣ−Ｙ１９９；（ｃ）ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＶＩ中のＰＴＣ−Ｃ１９８；（ｄ）ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＶＩ中のＰＴＣ−水。特に、もとの予測結合部位に存在しない最後の３つの水素結合（ｂ、ｃおよびｄ）の形成に留意されたい。
【図１１】ＰＴＵ、本明細書に記載する実施形態による作用剤の化学式を示す。図１１の説明では、７つの炭素原子は１〜７の数で表す。硫黄、窒素および酸素原子はそれぞれＳ、Ｎ、およびＯで表す。
【図１２】補完分子（Ｒ）に付着したＰＴＵを示す。
【図１３】カルボン酸基またはアジドで官能基化し、セルロースまたはＰＥＧのような補完分子との結合を容易にしたＰＴＵを示す。
【図１４】ＰＴＵに付着することができるＲ群の例を示す：Ａ．セルロース；Ｂ．ＰＥＧ。
【図１５】代替記号を用い、窒素、硫黄、および酸素原子をそれぞれＮ、Ｓ、およびＯで表す実施形態による作用剤としてのＰＴＵの原子構造を示す。
【図１６】ＰＴＵ−セルロースの原子構造を示す。
【図１７】第１角度からのＰＴＵ−セルロースの原子構造の３次元図を示す。
【図１８】第２角度からのＰＴＵ−セルロースの原子構造の３次元図を示す。
【図１９】面上で脂質二重層の中央を通って横に位置づけられる各へリックスの親水中心を含むｈＴＡＳ２Ｒ４７のＴＭへリックス予測（左パネル）および予測構造（右パネル）を示す。
【図２０】ｈＴＡＳ２Ｒ４７と複合した安息香酸デナトニウム、ＤＤ２、４ＮＳ、および６ＮＳのリガンド結合部位を示す。
【図２１】ラットおよびヒトＴＡＳ２Ｒ３８味覚受容体のＴＭ領域を示す。
【図２２】新規ピリミジンアンタゴニストのヒトＤＰ受容体との予測結合モードを示す。
【図２３】すべて図２２に示す分子ａをベースとする修飾ピリミジン化合物を示す。
【図２４Ａ】各種濃度のＰＴＣにより誘導される内分泌ＳＴＣ−５細胞からのＧＬＰ−１放出を示す。Ｘ軸は細胞培養に用いられるＰＴＣの濃度をｍＭで示し；Ｙ軸はＧＬＰ−１放出の量をｐＭで示す。各横棒は反復から得られる平均値を表す。
【図２４Ｂ】各種濃度のＰＴＣによりトリガーされる内分泌ＳＴＣ−５細胞からのＧＬＰ−１放出を示す。Ｘ軸は細胞培養に用いられるＰＴＣの濃度をｍＭで示し；Ｙ軸はＧＬＰ−１放出の量をｐＭで示す。各横棒は反復から得られる平均値を表す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本明細書は、代謝ホルモンの放出、関連する代謝症状、および個体における代謝疾患の治療を含む、他の関連する生物学的プロセスの調節方法、システムおよび組成物について記載する。
【００２０】
本明細書において細胞膜受容体の活性および／またはホルモンの放出のような定量化できる生物学的事象に対して用いる「調節する」または「調節」の語は、活性または生物学的事象に干渉するプロセスを指す。干渉とは、例えば、活性および／または定量化できる事象の増加、減少または維持を含む。例えば、ＧＰＣＲのような細胞受容体の活性は、ＧＰＣＲの活性を増加することに調節することができる。ここで、ＧＰＣＲの活性は、例えばリガンドがＧＰＣＲと相互作用した後に、またはＧＰＣＲにおいて単一変異が生じた後であっても、ＧＰＣＲを活性配座の１つに変換することで、増加させることができる。同様に、活性の維持または減少はＧＰＣＲを不活性配位に維持または変換することによりそれぞれ行うことができ、これはリガンドの相互作用またはＧＰＣＲの各種変異によっても行うことができる。同様に、生物学的ホルモンの放出のような生物学的事象の増加、減少または維持は、ＧＰＣＲの活性化により得られる各種細胞間および／または細胞内経路の活性化または不活性化により行うことができ、これはＧＰＣＲ活性に作用することにより行うことができる。調節活性の検出は、例えば基礎活性および／または定量化できる基礎事象、例えば調節する活性および／または事象に関連する生物および／または化学指標における変化の検出によって行うことができる。当業者であれば、当業者に知られる、および／または本開示を読めば識別可能な技術および方法を用いる好ましい事象に関連する適切な生物および／または化学指標を識別することができる。
【００２１】
本明細書において用いる「ホルモン」の語は、一般的には生物の一部分において細胞または腺により放出され、生物の他の部分に対して化学伝達物質として作用するメディエーターとして同定されることが多い化学物質を指す。例となるホルモンは、血流中に直接放出される内分泌ホルモン、ならびに脈管中に、および脈管から直接分泌され、パラ分泌シグナル伝達として知られるプロセスでの分散により血流中に、または細胞から細胞へ流入する外分泌ホルモン（またはエクトホルモン）を含む。ホルモンは各種多細胞生物、とくに脊椎動物により生成される。とくに、脊椎ホルモンは、３つの化学クラス：ペプチドホルモン、脂質およびリン脂質誘導ホルモンならびにモノアミンに分類することができる。ペプチドホルモンはアミノ酸の連鎖で構成される。ペプチドホルモンの例としてはインシュリンおよび成長ホルモンが挙げられる。脂質およびリン脂質誘導ホルモンは、リノール酸およびアラキドン酸のような脂質ならびにリン脂質から誘導される。主なクラスは、コレステロールから誘導されるステロイドホルモンおよびエイコサノイドである。ステロイドホルモンの例はテストステロンおよびコルチゾールである。モノアミンは、芳香族アミノ酸デカルボキシラーゼ酵素の作用により、フェニルアラニン、チロシン、およびトリプトファンのような芳香族から誘導される。モノアミンの例はチロキシンおよびアドレナリンである。本出願の目的のため、ホルモンは、膵臓を含む消化管の内分泌細胞から放出されるペプチド、脂質およびリン脂質誘導ホルモンならびにモノアミンとする。
【００２２】
本明細書において用いる「代謝ホルモン」の語は、個体において細胞および臓器の代謝ネットワークを調節する内分泌系により放出されるホルモンを指す。とくに、代謝ホルモンは、個体において細胞および／または臓器の代謝ネットワークに影響を及ぼし、これを制御するペプチド系ホルモンとすることができる。例となる代謝ホルモンは、コレシストニキン（ＣＣＫ）、グルカゴン様ペプチド−１（ＧＬＰ−１）およびペプチドチロシンチロシン（ＰＹＹ）を含む。
【００２３】
実施形態では、個体における代謝ホルモンの放出の調節およびその関連する生物学的プロセスは、有効量の個体において１つ以上の標的ＧＩ苦味受容体の配座変化に影響を及ぼすことができる１つ以上のリガンドを個体に投与することにより行うことができる。
【００２４】
「苦味受容体」または「苦味物質受容体」の語は、苦味の感覚を検出し、他のＧＰＣＲに対していずれの相同性も共有しないＧタンパク質共役受容体（ＧＰＣＲ）の異なるサブファミリーを含む哺乳類味覚受容体のファミリーを指す。とくに、ヒト苦味受容体ファミリー（ＴＡＳ２Ｒ）は、〜２５の苦味受容体を含む。ＧＰＣＲとしては、これらの受容体は、１つ以上の細胞内経路の上方調節または下方調節のような、異なる生物学的応答にそれぞれ関連する複数の配座を示す。配座の同定は、本明細書の実施例１〜３に記載する方法ならびに当業者が識別可能な他の方法および技術のような方法および技術で行うことができる。活性または不活性配座のＴＡＳ２Ｒの検出は、インシリコ法および活性または不活性配座のいずれか１つに関連することが知られる生物学的応答の検出を含む、当業者が識別可能な方法で行うことができる。例えば、苦味物質受容体の活性化の検出は、ＴＡＳ２Ｒの活性配座への変換後のヘテロ三量体Ｇタンパク質から放出されるガストデューシン、および／またはトランスデューシンの測定により行うことができる［Ｗｏｎｇ、１９９５年］。
【００２５】
ＴＡＳ２Ｒの活性配座への変換または維持に関連する別の例となる生物学的応答は、Ｃａ２＋が検出される細胞における、一般的には活性配座のＴＡＳ２Ｒ受容体とともに見られる細胞内Ｃａ２＋濃度の増加によりもたらされる。ガストデューシン／トランスデューシンの検出は、細胞をガストデューシン／トランスデューシンの抗体で免疫染色することにより、またはこれに関連する生物学的プロセスのいずれかの検出により行うことができる。生物内Ｃａ２＋濃度の変化の検出は、ＧＰＣＲの標準アッセイおよび細胞内Ｃａ２＋測定により行うことができる［Ｔｓｉｅｎ、２００３年；Ｚａｃｈａｒｉａｓ、２０００年；Ｚｈａｎｇ、２００２年］。当業者であれば本開示を読めば理解するように、活性配座のＴＡＳ２Ｒに関連する追加の生物学的応答は：ｉ）ホスホジエステラーゼの活性化［Ｋｅｒａｖｉｓ、２０１０年］；ｉｉ）カリウムイオンチャネル活性の変更［Ｓｃａｎｚｉａｎｉ、２００９年；Ｓｃｈｕｌｔｚ、１９９８年］；ｉｉｉ）細胞の電気的変化［Ｓｃａｎｚｉａｎｉ、２００９年］；ｉｖ）ホルモンもしくは神経伝達物質放出、および／または追加の応答を含む。
【００２６】
本明細書において用いる「ＧＩ苦味受容体」または「ＧＩ苦味物質受容体」の語は、個体の消化管（ＧＩ管）にある苦味受容体を指す。消化管は、固体の消化管全体および別々のまたはいずれかの組み合わせの、胃、小腸、十二指腸、空腸、回腸、大腸のような、そのいずれかの部分を含むことができる。一般的には、ＧＩ苦味受容体は、ＧＩ管の上皮；および膵臓のランゲルハンス島にある内分泌細胞の管腔表面上にある。異なるサブセットの苦味受容体は異なるタイプのＧＩ細胞中にあることが予想される。苦味物質受容体を示すことが知られる、または予想される例となるＧＩ細胞のリストを実施例１３に示す。とくに、あるタイプのＧＩ細胞は、特定のタイプの細胞により決定される特定のＴＡＳ２Ｒの配座（例えば１つ以上の活性配座および不活性配座）に関連する生物学的応答をもたらすことが知られる、または予想される。
【００２７】
本明細書において用いる「リガンド」の語は、特定の受容体により認識され、受容体を１つ以上の結合部位で結合する分子である。リガンドの例としては、これらに限定されないが、細胞膜受容体のアゴニストおよびアンタゴニスト、毒素および毒液、ウィルスエピトープ、ホルモン、ホルモン受容体ペプチド、酵素、酵素基質、補因子、薬剤（例えばオピエート、ステロイド、等）、レクチン、糖、ポリヌクレオチド、核酸、オリゴ糖、タンパク質、およびモノクロナール抗体が挙げられる。本明細書において用いる「リガンド受容体対」の形成は、当業者に知られるさまざまなリガンド受容体結合アッセイにより検出することができる複合体を形成する、分子認識によるリガンドおよび受容体分子の組み合わせを示す［Ｌｅｆｋｏｗｉｔｚ、１９７０年；ｄｅ  Ｊｏｎｇ、２００５年］。一般的には、リガンドにおいて、２つの部分：リガンドの対応する受容体との結合に対して活性である第１部分ならびに前記結合および対応するリガンド受容体対の形成に対して不活性である第２部分を同定することができる。とくに、当業者であれば、結合に関与し、受容体の対応する結合部位と相互作用する、または相互作用を引き起こすリガンドの活性部分、およびあるいは関与せず、前記結合および対応するリガンド受容体対の形成には影響を及ぼさない不活性部分を理解し、同定することができるだろう。
【００２８】
本明細書に記載するいくつかの実施形態では、リガンド受容体対の形成は苦味受容体の配座に影響を及ぼし、とくに既存配座を維持、または既存配座を新規配座に変換する。例えば、それらの実施形態のいくつかでは、リガンドは受容体のアンタゴニストであり、リガンド受容体複合体の形成は不活性配座の維持をもたらす。他の実施形態では、リガンドは受容体のアゴニストであり、リガンド対受容体複合体の形成は受容体の不活性形態の１つ以上の活性形態への変換をもたらす。ＴＡＳ２Ｒ受容体形態は、ひいては少なくとも１つの細胞内経路の活性化または不活性化と関連し、１つ以上の検出可能な化学的または生物学的応答をもたらす。
【００２９】
いくつかの実施形態では、苦味物質受容体の活性配座の少なくとも１つは、標的受容体がある内分泌細胞による代謝ホルモンの放出の調節をもたらす。とくに、苦味受容体リガンド（ＢＴＲＬ）は、複数の細胞内経路のいずれかの活性化を引き起こす、またはホルモン放出の対応する調節をもたらすそれらの細胞内経路のいずれかの活性化を防止することができる。
【００３０】
対象の特定のホルモンまたは神経伝達物質の放出に対するその効果とともに、苦味ＧＰＣＲの調節の検出は、当業者により試験管内でまたは生体内で、対象のホルモンもしくは神経伝達物質のその細胞内部位から試験管内測定の場合細胞外部への、もしくは生体内測定の場合血液中への移動を測定することより、または本明細書に記載する別の生物学的応答の検出により、行うことができる。
【００３１】
特定のホルモンの放出の検出は、当業者が識別可能な技術を用いて細胞外環境および体液、とくに血液においてホルモンの放出を検出することにより行うこともできる。例えば、血液における検出は、個体のサンプル血液を血漿、血清および血液細胞画分に分離することにより行うことができる。標準的な放射免疫アッセイ（ＲＩＡ）または酵素結合免疫吸着アッセイ（ＥＬＩＳＡ）技術を用い、特定のホルモンは血清または血漿分画のいずれかにおいて測定される。一般的には、ＲＩＡおよびＥＬＩＳＡの両方は、測定する各ホルモンの特定の抗体を必要とする。各ホルモンに適した抗体は商業供給源および学術センターから入手できる。
【００３２】
いくつかの実施形態では、細胞内経路の活性化または不活性化は、当業者であれば理解するように、苦味感覚ととくに関連づけることができる。それらの実施形態では、苦味受容体の配座に影響を及ぼすことができるリガンドは一般的には１つ以上の苦味物質を含む。本明細書において用いる「苦味物質」の語は、苦味受容体により認識され、苦味の感覚を誘導する物質を指す。苦味の感覚はキノンのような対照化合物を用いて検出することができる。従って、キニンによる苦味の刺激についての閾値は平均０．０００００８Ｍである。他の苦味物質の味覚閾値はキニンに対して評価される。本開示による例となる苦味物質としては、これらに限定されないが、６−ｎ−プロピルチオウラシル（ＰＴＵ）、フェニルチオカルバミド（ＰＴＣ）、安息香酸デナトニウムおよびそれらのいくつかの誘導体が挙げられる。ＰＴＣおよびＰＴＵ（ＰＲＯＰとも称される）の化学構造を以下に示す。
【化１】
2013528661.tif 000003
【００３３】
他の実施形態では、リガンドおよびＴＡＳ２Ｒ受容体の関連する活性または不活性構造の結合は、苦味感覚に関連する１つ以上の細胞経路の活性化または不活性化に関与しない。
【００３４】
いくつかの実施形態では、リガンドは既存リガンドの誘導体とすることができる。本明細書において第１化合物（例えばＰＴＵ）に関して用いる「誘導体」の語は、第１化合物と構造的に関連し、第１化合物の機能的特性を保持しながら第１化合物中に存在しない特徴を導入する修飾により第１化合物から誘導可能な第２化合物を指す。従って、ＰＴＵの誘導体化合物は通常、もとの化合物中に存在しない追加機能に関連するかにかかわらず、化学式の修飾によりもとの化合物とは異なる。ＰＴＵの誘導体化合物は、しかしながら、ＰＴＵの苦味物質受容体と結合する能力に関連する化合物に関して本明細書に記載する１つ以上の機能活性を保持する。従って、ＰＴＵまたは他のＢＴＲＬの誘導体はいずれかの味物質の化学修飾形態を含むが、ただし、誘導体は対応する味覚受容体を１つ以上の活性配座に変換するＴＡＳ２Ｒ３８を結合する能力を保持する。ＰＴＵまたは他のＢＴＲＬの誘導体は、ＴＡＳ２Ｒ３８を結合する能力を保持するが、ＴＡＳ２Ｒ３８の不活性配座を修飾する能力を保持しない、いずれかの化学修飾形態も含む。誘導体が標的受容体の配座に影響を及ぼす能力を維持する実施形態では、化学修飾はリガンドの不活性部分において行うことができる。誘導体がＴＡＳ２Ｒ３８の不活性配座を修飾する能力を保持しない実施形態では、化学修飾はリガンドの活性および不活性部分について行うことができる。修飾してアンタゴニストを誘導する特定の残基は、特定の受容体をモデリングし、ＴＡＳ２Ｒ３８を結合することができるリガンドを同定することにより、同定することができる。リガンドの生物学的応答を試験し、リガンドがＴＡＳ２Ｒ３８受容体を活性化することができないことを識別し、ＴＡＳ２Ｒ３８のアンタゴニストを選択する。アンタゴニスト結合部位のキャビティ分析を行い、ＴＡＳ２Ｒ３８についてのアンタゴニスト活性に関連するＰＴＵ系誘導体結合残基を同定する。当業者であれば、ＰＴＵを修飾し、ＰＴＵ系誘導体アンタゴニストの同じ結合部位を保持することにより、ＰＴＵのさらなるアンタゴニスト誘導体を同定することができるだろう。化学修飾は、苦味受容体中の味物質結合部位のモデリングに基づいて決定される（例えば追加の相互作用を生成するリガンド上の官能基の置換）。ＴＡＳ２Ｒ３８の配座を活性化する能力に影響を及ぼさない本開示による味物質の例となる化学修飾はＰＴＵ（ＰＲＯＰ）分子中のプロピル鎖の修飾を含むが、これはこの基が予測結合部位に基づき苦味受容体と相互作用しないためである。従って、さまざまな場合において、味物質の予測結合部位に基づき、アゴニスト誘導体のコア構造は、苦味受容体と相互作用し、よって修飾すべきでない部分として定義することができる。これはそれぞれの異なるリガンドによって異なる。誘導体の性質および機能については後述する。
【００３５】
有効量は、受容体結合複合体の形成およびホルモン放出を可能にする細胞レベルでの濃度のリガンドをもたらす量である。いくつかの実施形態では、例えば、有効量は約１マイクロモル〜約１．２５ミリモルの濃度の活性剤を含む。本明細書に記載するＰＴＣ、ＰＴＵ、安息香酸デナトニウムおよび他のリガンドについて有効であると知られる、または予想される追加量は、約０．５μＭ〜約１μＭ、約１μＭ〜約２．５μＭ、約２．５μＭ〜約５μＭ、約５μＭ〜約１０μＭ、約１０μＭ〜約１００μＭ、約１００μＭ〜約５００μＭ、約５００μＭ〜約１０００μＭ、約１ｍＭ〜約１．２５ｍＭ、約１．２５ｍＭ〜約２．５ｍＭ、約２．５ｍＭ〜約５ｍＭ、約５ｍＭ〜約１０ｍＭを含む。有効であると知られる、または予想される追加の有効量は、約１〜２．５μＭ、約２．６μＭ〜約１０μＭ、約１１μＭ〜約１００μＭ；約１０１μＭ〜約１０００μＭ；約１．２５ｍＭ〜約１０ｍＭを含む。
【００３６】
とくに、いくつかの実施形態において、有効量は約２．５μＭであると知られる、または予想される。有効量は、単独のまたは組み合わせた、本明細書に記載する各種リガンド、とくにＰＴＣ、ＰＴＵ、安息香酸デナトニウム、塩化コプチシン、硫化アリル、ロットレリン、クルクミン、エラグ酸、エンベリン、および実施例に記載するすべての他のリガンドについて知られる、または予想される。
【００３７】
各種実施形態では、ＧＩ苦味受容体リガンド、とくに苦味物質、および関連する作用剤の投与は、望ましいＧＩ管へ確実に直接送達する投与のいずれかの経路によって、例えば経口投与経路または他の投与経路によって行うことができる。とくにいくつかの実施形態では、作用剤はＧＩ管の管腔に送達され、ＧＩ管の上皮にわたる管腔から作用剤の全部または一部が全身移動することを最小化し、血液に入るように構成される。それらの実施形態のいくつかでは、ＧＩ管の管腔からの全身移動の最小化は作用特異性をもたらし、悪影響を減少させる。
【００３８】
実施形態では、ＧＩ苦味受容体リガンド、関連する作用剤およびこれを含む組成物は、ＧＩまたは腸中に送達することができる。とくに、各種実施形態では、ＧＩとはＧＩ系全体を指す。本開示の意味でのＧＩ管は、口から肛門までのＧＩ系のすべての部分ならびに付随する膵臓および肝臓を含むことができる。ＧＩ系から放出されるホルモンの効果は、ひいては完全な有益な応答にとって望ましい膵臓および肝臓に対する二次効果を有する、またはそう予想されている。
【００３９】
とくに、いくつかの実施形態では、ＧＩ苦味受容体は胃の上流のＧＩ管部分にある。本明細書において用いる「上流」の語は口または食道の部分を指す。いくつかの実施形態では、苦味受容体は胃にある、すなわち、胃にあるいずれかのタイプの苦味受容体である。いくつかの実施形態では、苦味受容体は腸苦味受容体である、すなわち、腸（大腸および小腸）にあるいずれかのタイプの苦味受容体である。異なる苦味受容体のＧＩ系における分布が予想される。ＧＩ系におけるこれらの受容体の位置は、当業者であれば本開示を読めば理解するように、投与する作用剤の選択に影響を及ぼすだろう。とくに、ＴＡＳ２Ｒおよび標的となるＴＡＳ２Ｒを提供する細胞は、調節する特定のホルモンおよび望ましい調節効果に基づき選択することができる。選択される細胞のＧＩ管上の位置を同定することができる。選択される細胞において望ましい調節効果を得ることができるリガンドは、従って、選択される細胞があるＧＩ管に、選択される管における送達を確保する適切な量および形態で投与することができる。例えば、ＧＬＰ−１の増加は、小腸および大腸にある細胞中のＴＡＳ２Ｒ３８を活性化することにより行うことができる。Ｌ細胞中のＴＡＳ２Ｒ３８を活性化するのに適したリガンドはＰＴＵである。当業者であれば、有効量のＰＴＵは腸に直接送達し、Ｌ細胞から血液中へのＧＬＰ−１生成放出の望ましい増加を得ることができることを理解するだろう。当業者であれば、ＰＴＵの化学性質およびＧＩ上皮により全身吸収される関連する能力のため、ＰＴＵは望ましくは補完分子と結合し、吸収を最小化し、腸における半減期を最大化することができることも理解するだろう。
【００４０】
１つの実施形態では、ＧＩおよび腸苦味受容体は、ＴＡＳ２Ｒ３８およびＴＡＳ２Ｒ４７のような、ＧＩ管の管腔表面上にある内分泌細胞にある苦味受容体を含む。それらの実施形態のいくつかでは、ＧＩ苦味受容体の活性化は、前記内分泌細胞（ＧＩ管または腸内から活性化させ、ホルモンを血液中に放出することができる）からのまたはこれにより媒介される放出を含む、代謝ホルモンのホルモン放出細胞からの放出、およびその後の全身分布をもたらす。苦味物質受容体リガンド、組み合わせおよびその組成物のＧＩ管または腸への送達は、介在、補完、および代替ステップおよびプロセスによって、前記放出に影響を及ぼすことも予想される。
【００４１】
いくつかの実施形態では、方法は、個体に１つ以上のＧＩ苦味受容体リガンドおよび／または個体において１つ以上の標的ＧＩ苦味受容体を活性化することができる関連する作用剤を有効量で投与し、個体において１つ以上の代謝ホルモンの放出を調節するステップを含む。
【００４２】
１つの実施形態では、本明細書に記載するＧＩ苦味受容体リガンド、および作用剤は、ＧＩ管に送達し、ＣＣＫ含有Ｉ細胞ならびにＧＬＰ−１およびＰＹＹ含有Ｌ細胞のような、ＧＩ管の内分泌細胞からの代謝ホルモンの放出を調節することができる。別の実施形態では、本明細書に記載するリガンドおよび作用剤は、ＧＩ管の神経末端上に存在する苦味受容体に対して有効であり、神経応答を調節し、ひいてはＧＩ管における内分泌細胞からのホルモン放出を調節すると予想される。
【００４３】
１つの実施形態では、ＧＩ苦味受容体リガンド、関連する作用剤、組成物、方法および系は、ＧＬＰ−１を調節するのに適している。これらの実施形態のいくつかでは、リガンドはＰＴＣ、ＰＴＵ、グリチルリチン酸アンモニウム塩、没食子酸エピガロカテキン、ハイパーフォリン、塩化ベルベリン、塩化コプチシン、硫化アリルメチル、ロットレリン、クルクミン、エラグ酸、エンベリン、および／またはそれらのアゴニスト誘導体とすることができる。とくに、ＧＬＰ−１およびＰＹＹ含有Ｌ細胞を放出するホルモンの管腔表面に単独でまたは組み合わせて用いるＰＴＣおよびＰＴＵ、または他のリガンドのいずれかは、Ｌ細胞の管腔表面上のＴＡＳ２Ｒ３８受容体の活性化をもたらし、ホルモンＧＬＰ−１およびＰＹＹのホルモン含有細胞から血液中への放出をもたらす。とくに、苦味受容体リガンド、関連する作用剤およびそれらの組み合わせは、とくにＧＩ管におけるＧＬＰ−１およびＰＹＹ含有Ｌ細胞上のＴＡＳ２Ｒ３８受容体の位置の特定の部位への送達を可能にするシステムに関して、ＧＩ管の管腔表面に、約１μＭ〜約２．５μＭ、約２．６μＭ〜約１０μＭ、約１１μＭ〜約１００μＭ；約１０１μＭ〜約１０００μＭ；約１．２５ｍＭ〜約１０ｍＭの濃度範囲で用いることができる。とくにＧＩ管におけるＧＬＰ−１およびＰＹＹ含有Ｌ細胞上のＴＡＳ２Ｒ３８受容体の位置の特定の部位への送達を可能にするシステムに関して、ＧＩ管の管腔表面に、約１μＭ〜約２．５μＭ、約２．６μＭ〜約１０μＭ、約１１μＭ〜約１００μＭ；約１０１μＭ〜約１０００μＭ；約１．２５ｍＭ〜約１０ｍＭの濃度範囲で用いられるＴＡＳ２Ｒ３８受容体を活性化することができる他のリガンドも、ＧＬＰ−１およびＰＹＹのホルモン含有細胞から血液中への放出をもたらすと予想される。
【００４４】
１つの実施形態では、ＧＩ苦味受容体リガンド、関連する作用剤、組成物、方法およびシステムは、ＣＣＫの血液中への放出を調節するのに適している。これらの実施形態のいくつかでは、リガンドは安息香酸デナトニウムまたはそれらのアゴニスト誘導体である。ホルモン放出ＣＣＫ含有Ｉ細胞の管腔表面に単独でまたは組み合わせて用いられるこれらの作用剤は、ホルモンＣＣＫのホルモン含有細胞から血液中への放出をもたらすＩ細胞の管腔表面上にあるＴＡＳ２Ｒ４７受容体の活性化をもたらすだろう。とくに、いくつかの実施形態では、作動剤は、ＧＩ管におけるＣＣＫ含有Ｉ細胞上のＴＡＳ２Ｒ４７受容体の位置の特定の部位への送達を可能にするシステムにおいて、ＧＩ管の管腔表面に、約１〜２．５μＭ、約２．６μＭ〜約１０μＭ、約１１μＭ〜約１００μＭ；約１０１μＭ〜約１０００μＭ；約１．２５ｍＭ〜約１０ｍＭの濃度範囲で用いられる。とくにＧＩ管におけるＣＣＫ含有Ｉ細胞上のＴＡＳ２Ｒ４７受容体の位置の特定の部位への送達を可能にするシステムに関して、ＧＩ管の管腔表面に、約１μＭ〜約２．５μＭ、約２．６μＭ〜約１０μＭ、約１１μＭ〜約１００μＭ；約１０１μＭ〜約１０００μＭ；約１．２５ｍＭ〜約１０ｍＭの濃度で用いられるＴＡＳ２Ｒ４７受容体を活性化することができる他のリガンドも、ＣＣＫのホルモン含有細胞から血液中への放出をもたらすだろう。
【００４５】
１つの実施形態では、ＧＩ苦味受容体リガンド、組成物、方法およびシステムは、ＰＹＹを調節するのに適している。それらの実施形態のいくつかでは、ＰＹＹはＬ細胞により放出されると予想されるので、ＧＬＰ−１を調節することができる作用剤もＰＹＹを調節すると予想される、または知られる。
【００４６】
いくつかの実施形態では、１つ以上の標的ＧＩ苦味受容体はＴＡＳ２Ｒ３８を含み、１つ以上の代謝ホルモンはＧＬＰ−１およびＰＹＹを含む。他の実施形態では、１つ以上の標的ＧＩ苦味受容体はＴＡＳ２Ｒ４７を含み、１つ以上の代謝ホルモンはＣＣＫを含む。
【００４７】
いくつかの実施形態では、１つ以上の作用剤は苦味物質を含む。とくに、いくつかの実施形態では、苦味物質はＰＴＵ、ＰＴＣ、安息香酸デナトニウム、それらの誘導体およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。とくに、ＴＡＳ２Ｒ４７を活性化するリガンドおよび作用剤（例えばＤＢ）の両方ならびにＴＡＳ２Ｒ３８を活性化するリガンドおよび作用剤（例えばＰＴＵおよびＰＴＣ）は、単独でまたは組み合わせて、ＧＩ管の管腔表面に、約１μＭ〜約２．５μＭ、約２．６μＭ〜約１０μＭ、約１１μＭ〜約１００μＭ；約１０１μＭ〜約１０００μＭ；約１．２５ｍＭ〜約１０ｍＭの濃度で用いることができる。それぞれＴＡＳ２Ｒ４７受容体またはＴＡＳ２Ｒ３８の特定の部位への送達を可能にするシステムにおいて行われるそれらの実施形態のいくつかでは、投与はホルモンの血液中への放出をもたらすことが知られる、または予想される。いくつかの実施形態では、ＴＡＳ２Ｒ４７を活性化するリガンドおよび作用剤は、腸の上部にあるＩ細胞から血液中へのホルモンＣＣＫの放出をもたらすことが知られる、または予想される。１つの実施形態では、ＴＡＳ２Ｒ３８を活性化する作用剤またはリガンドは、腸の下部にあるＬ細胞から血液中へのホルモンＧＬＰ−１およびＰＹＹの放出をもたらすことが知られる、または予想される。
【００４８】
さらにとくに、いくつかの実施形態では、苦味物質は、ＰＴＵ、ＰＴＣ、それらの誘導体およびそれらの組み合わせからなる群から選択され、１つ以上の代謝ホルモンはＧＬＰ−１およびＰＹＹを含む。他の実施形態では、苦味物質は、安息香酸デナトニウム、その誘導体およびその組み合わせからなる群から選択され、１つ以上の代謝ホルモンはＣＣＫを含む。いくつかの実施形態では、組み合わせはとくに腸管腔を離れない形態で送達することができる。この場合、それぞれ腸における適当な位置に送達されるだろう。とくに、これらの実施形態のいくつかでは、組み合わせは食事の前およびその間に投与することができる。移動の動力学のため、Ｉ細胞のリガンドはＬ細胞のリガンドがＬ細胞に到達する前にＩ細胞に到達するだろう。従って、主に胃排出を遅らせるというＣＣＫの効果は初期に起こることが予想される。例えば、１つの場合、作用剤の投与後約３０分〜約２時間で、Ｌ細胞のリガンドは標的細胞に到達し、ＣＣＫのように胃排出に対して効果を有するＧＬＰ−１およびＰＹＹの放出を開始するが、飽満およびインシュリン放出も促進すると予想される。効果の組み合わせは、減量および糖尿病の両方ならびにこれらの障害の結果にとって有益であると予想される。いくつかの実施形態では、長い時間（例えば数か月間）の持続的効果は、すべての食事前およびそれとともに投与されるリガンドおよび／または作用剤の組み合わせで期待される。
【００４９】
いくつかの実施形態では、１つ以上の作用剤は苦味物質を含み、１つ以上の標的ＧＩ苦味受容体はＩ細胞上にあるＴＡＳ２Ｒ４７およびＬ細胞上にあるＴＡＳ２Ｒ３８を含み、１つ以上のホルモンはＣＣＫ、ＧＬＰ−１およびＰＹＹを含む。とくに、いくつかの実施形態では、１つ以上の作用剤が苦味物質を含む場合、１つ以上の標的ＧＩ苦味受容体はＬ細胞上にあるＴＡＳ２Ｒ３８を含み、１つ以上のホルモンはＬ細胞にあるＰＹＹおよびＧＬＰ−１を含む。他の実施形態では、１つ以上の作用剤が苦味物質を含む場合、１つ以上の標的ＧＩ苦味受容体はＩ細胞上にあるＴＡＳ２Ｒ４７を含み、１つ以上のホルモンはＩ細胞にあるＣＣＫを含む。さらにとくに、いくつかの実施形態では、苦味物質はＰＴＵ、ＰＴＣ、安息香酸デナトニウム、それらの誘導体およびそれらの組み合わせからなる群から選択され、１つ以上の標的ＧＩ苦味受容体はＬ細胞上にあるＴＡＳ２Ｒ３８を含み、１つ以上のホルモンはＰＹＹおよびＧＬＰ−１を含む。他の実施形態では、苦味物質はＰＴＵ、ＰＴＣ、安息香酸デナトニウム、それらの誘導体およびそれらの組み合わせからなる群から選択され、１つ以上の標的ＧＩ苦味受容体はＩ細胞上にあるＴＡＳ２Ｒ４７を含み、１つ以上のホルモンはＣＣＫを含む。
【００５０】
いくつかの実施形態では、１つ以上の作用剤は１つ以上の苦味物質を含む組成物である。とくに、いくつかの実施形態では、１つ以上の苦味物質はＰＴＵ、ＰＴＣ、それらの誘導体およびそれらの組み合わせからなる群から選択され、１つ以上の代謝ホルモンはＧＬＰ−１およびＰＹＹを含む。他の実施形態では、１つ以上の苦味物質は安息香酸デナトニウム、その誘導体およびその組み合わせからなる群から選択され、１つ以上の代謝ホルモンはＣＫＫを含む。
【００５１】
いくつかの実施形態では、１つ以上の作用剤は、１つ以上の苦味物質を含む組成物を含む。とくに、いくつかの実施形態では、１つ以上の苦味物質は、ＰＴＵ、ＰＴＣ、安息香酸デナトニウム、それらの誘導体およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。１つ以上の標的苦味受容体はＬ細胞上にあるＴＡＳ２Ｒ３８を含み、１つ以上のホルモンはＰＹＹおよびＧＬＰ−１を含む。他の実施形態では、１つ以上の苦味物質は、ＰＴＵ、ＰＴＣ、デナトニウム、それらの誘導体およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。１つ以上の標的苦味受容体はＬ細胞上にあるＴＡＳ２Ｒ４７を含み、１つ以上のホルモンはＣＫＫを含む。
【００５２】
いくつかの実施形態では、１つ以上の作用剤は苦味物質を含み、投与は１つ以上の作用剤を個体のＧＩ管中に経口投与することにより行われ、１つ以上の標的ＧＩ苦味受容体はＴＡＳ２Ｒ３８およびＴＡＳ２Ｒ４７を含み、１つ以上の代謝ホルモンはＰＹＹ、ＧＬＰ−１およびＣＣＫを含み、その苦味物質はＧＩ管への経口投与に適し、とくに、苦味物質もその代謝物質もＧＩ管にわたる吸収および全身分布を最小化するシステムにおいてもたらされる悪影響を引き起こさない。とくに、いくつかの実施形態では、１つ以上の標的ＧＩ苦味受容体はＴＡＳ２Ｒ３８を含み、１つ以上の代謝ホルモンはＰＹＹおよびＧＬＰ−１を含む。他の実施形態では、１つ以上の標的ＧＩ苦味受容体はＴＡＳ２Ｒ４７を含み、１つ以上の代謝ホルモンはＣＣＫを含む。
【００５３】
いくつかの実施形態では、作用剤は、経口または他の投与後、ＧＩ管または腸の一部もしくは全部へ、およびこれを通って伝達することができる苦味物質を含む。
【００５４】
投与が経口経路、直腸経路またはリガンドを腸の望ましい管に送達するのに適した他の経路により行われる実施形態では、リガンドまたはそれらの組み合わせは、リガンドが分解、付加反応、消化酵素もしくは他のプロセス、代謝もしくは細菌プロセスよって、またはそうでなければリガンドを送達することを意図する苦味受容体が属するＧＩ管または腸の部分への送達前または後に、その機能性を失わない製剤とすることができる。
【００５５】
いくつかの実施形態では、リガンドは、経口または他の投与経路後、ＧＩ管または腸の一部または全部におよびそれを通して送達することができる。他の実施形態では、リガンドは当然、ＧＩ管による最小限の吸収を有する、またはＧＩ管にわたる吸収を最小化するように修飾される。いくつかの実施形態では、腸におけるリガンドの半減期を延ばすため、リガンドは非分解性であり、少なくともいくつかの場合では消化酵素または他の化学物質ならびに胃および腸の作用による分解に抵抗するまたは鈍感であると予想される。テザーは、存在する場合、作用剤の作用剤の機能／結合に干渉しない／これを阻害しない方法および／または点で作用剤と結合すべきである。
【００５６】
いくつかの実施形態では、リガンドは、作用剤としてまたはそれに用いるために組み合わせて、またはそうでなければ修飾されて提供される組成物中に含むことができる。とくに、いくつかの実施形態では、リガンドは、ＧＩ管にわたるリガンドの吸収を最小化するように製剤される組成物中に含まれる。
【００５７】
いくつかの実施形態では、リガンド、作用剤またはそれらの組み合わせは、作用剤をとくに細胞の近くもしくは腸の一部に、または特定の細胞に直接送達する組成物中に含むことができる。とくに、いくつかの実施形態では送達はカプセル化（ミセルカプセル化を含む）により、他の実施形態では細胞または環境を標的とした後、当業者が識別可能な技術および方法により作用剤／リガンド「ペイロード」を放出または活性化する複数部ブロックコポリマーの鎖との結合により行うことができる。
【００５８】
いくつかの実施形態では、リガンドは、苦味物質の全身吸収に干渉するように構成される補完分子と組み合わせて投与することができる。
【００５９】
本明細書において用いる「補完分子」の語は、少なくとも１つのＢＴＲＬの分布を修正し、リガンドの対応するＴＡＳ２Ｒを結合する能力を実質的に変えることなく、ＧＩ管による吸収を最小化するように構成される分子を指す。本開示による補完分子の例となるタイプとしては、核酸、タンパク質、ＰＥＧ、単糖およびオリゴ糖（例えばセルロース）のようなポリマーが挙げられる。これらの分子は、ＧＩ系におけるＢＴＲＬの吸収を防止し、ホルモン放出に対するそれらの効果を延ばすと知られる、または予想される。例となる補完分子は、単糖、オリゴ糖、アミノ酸、ペプチド、およびセルロースまたはＰＥＧのようなポリマーが挙げられる。
【００６０】
本明細書において用いる「単糖」の語は、生物学的に重要な炭化水素のもっとも基本的な単位を指す。一般的には、単糖は化学式Ｃｘ（Ｈ２Ｏ）ｙを有し、式中、ｘは少なくとも３である。単糖は、それらが含有する炭素原子の数ｘによりに分類することができる：ジオース（２）、トリオース（３）、テトロース（４）、ペントース（５）、ヘキソース（６）、ヘプトース（７）、等。単糖は直鎖単糖、開鎖立体異性体、および環状異性体に分類することができる。単糖の例としては、グルコース（デキストロース）、フルクトース（レブロース）、ガラクトース、キシロースおよびリボースが挙げられる。単糖はスクロースのような二糖および多糖（例えばセルロースおよびデンプン）のビルディングブロックである。さらに、ヒドロキシル基を支持する各炭素原子（最初と最後以外）はキラルであり、すべて同じ化学式を有する多数の異性体形態をもたらす。例えば、ガラクトースおよびグルコースはともにアルドヘキソースであるが、異なる化学および物理特性を有する。
【００６１】
本明細書において用いる「オリゴ糖」の語は、単純な糖（単糖）としても知られる、小さな数（一般的には２〜１０）の構成糖を含有する糖ポリマーを指す。オリゴ糖は多くの機能を有することができる；例えば、それらは一般的には細胞間認識において役割を果たすことができる動物細胞の血漿膜上に見られる。一般に、それらはタンパク質中の適合アミノ酸側鎖または脂質部分（グリカン参照）にＯまたはＮ結合することが見出される。
【００６２】
本明細書において用いる「アミノ酸」、「アミノ酸モノマー」、または「アミノ酸残基」の語は、２０個の天然アミノ酸、非天然アミノ酸、および人工アミノ酸のいずれかを指し、ＤおよびＬ光学異性体の両方を含む。とくに、非天然アミノ酸としては天然アミノ酸のＤ立体異性体（酵素分解されにくいので有用なリガンドビルディングブロックを含むもの）が挙げられる。「人工アミノ酸」の語は、標準的なアミノ酸結合反応を用いて容易に結合することができるが、天然アミノ酸には似ていない分子構造を有する分子を指す。「アミノ酸類似体」の語は、１つ以上の個別原子が異なる原子、同位体、または異なる官能基で置き換えられたアミノ酸を指すが、そうでなければ類似体が誘導されるもとのアミノ酸と同じである。これらのアミノ酸のすべては、標準的なアミノ酸結合反応を用いてペプチドまたはポリペプチド中に合成的に組み入れることができる。本明細書において用いる「ポリペプチド」の語は、１つ以上のモノマーを含むポリマー、またはアミノ酸モノマー以外のビルディングブロックを含む。モノマー、サブユニット、またはビルディングブロックの語は、適当な条件下で同じまたは異なる化学的性質の別のモノマーと化学的に結合し、ポリマーを形成することができる化学化合物を指す。「ポリペプチド」の語は、アミドまたはペプチド結合以外の化学結合により１つ以上のビルディングブロックが別のブロックと共有結合しているポリマーを含むことをさらに意図している。
【００６３】
本明細書において用いるセルロースの語は、式（Ｃ６Ｈ１０Ｏ５）ｎを有する有機化合物、数百〜１万個以上のβ（１→４）結合Ｄ−グルコース単位の直鎖からなる多糖を指す。セルロースは地球上でもっとも一般的な有機化合物である。すべての植物物質の約３３％はセルロースである（綿のセルロース含有量は９０％であり、木のそれは４０〜５０％である）。組成物、とくに個体のための医薬組成物で投与するセルロースの合成および使用方法および技術は、当業者であれば識別可能である。
【００６４】
本明細書において用いる「ポリエチレングリコール」または「ＰＥＧ」の語はポリエーテル化合物を指す。例となるＰＥＧ分子は、酸化エチレンのオリゴマーまたはポリマーを指すＰＥＧ、ＰＥＯ、またはＰＯＥを含む。３つの名称は化学的に同義であるが、従来よりＰＥＧは２０，０００ｇ／ｍｏｌより小さい分子量を有するオリゴマーおよびポリマー、ＰＥＯは２０，０００ｇ／ｍｏｌより大きい分子量を有するポリマー、ならびにＰＯＥはいずれかの分子量のポリマーを指す傾向があった。ＰＥＧおよびＰＥＯは、それらの分子量に応じて、液体または低沸点固体である。ＰＥＧは酸化エチレンの重合により調製され、３００ｇ／ｍｏｌ〜１０，０００，０００ｇ／ｍｏｌの幅広い範囲の分子量で一般的に入手可能である。いくつかの実施形態では、補完分子として用いるのに適したＰＥＧはＰＥＧ１０，０００である［Ｋｅｒｃｋｈｏｆｆｓ、２０１０年］。
【００６５】
１つの実施形態では、リガンドは、ＧＩ系におけるリガンドの吸収を最小化するように構成される補完分子とともに組成物中に含むことができる。１つの実施形態では、組成物は２つ以上の作用剤および／またはリガンドならびに適切な媒体または添加剤を含むことができる。例となる組成物はＰＴＵ−セルロースまたはＰＴＵ−ＰＥＧを含む。当業者であれば、ＧＩ管にわたって吸収可能でなく、結合またはカプセル化し、基準を満たすのに適した補完分子を同定することができる。
【００６６】
いくつかの実施形態では、苦味物質受容体リガンドは補完分子と結合することができる。本明細書において用いる「結合する」または「結合」の語は、共有結合による少なくとも２つの分子の複合体への結合を指す。本明細書において用いる「共有結合」の語は、共有結合として知られる原子間の電子の対の共有により特徴づけられる化学結合の形成のプロセスを指す。共有結合は、原子がそれらの電子を共有する場合、原子間の引力および斥力の安定なバランスを示し、σ−結合、π−結合、金属間結合、アゴスティック相互作用、および三中心二電子結合を含む、多くの種類の相互作用を含む。いくつかの実施形態では、結合基は、ほとんどのタイプの補完分子の付着を促進する、図１３に示すカルボン酸およびアジドのような反応性基であると予想される。とくに、いくつかの実施形態では、結合は、苦味受容体リガンドの補完分子との直接付着により行うことができる。いくつかの実施形態では、補完分子は、苦味受容体リガンドが１つ以上の追加分子（例えばリガンドの補完分子との付着を可能にする、または促進する結合剤）によって補完分子に共有結合される、間接付着により結合することができる。とくに、結合は、補完分子と結合したリガンドを含む得られる作用剤中の苦味受容体リガンドが対応するＧＩ苦味受容体との結合のために提供されるように行われる。
【００６７】
本明細書において化合物または官能基に関して用いる「提供する」の語は、付着すると化合物または官能基の化学反応性を維持するように行われる付着を指す。従って、リガンド上に提供される官能基は、適当な条件下で、官能基を化学的に特徴づける１つ以上の化学反応を行うことができる。
【００６８】
本明細書において用いる「付着する」または「付着される」の語は２つ以上の成分をまとめるための接着、結合、力または接合による連結または合体を指し、直接または間接いずれかの付着を含み、例えば、第１分子が第２分子もしくは材料と直接結合される、または１つ以上の中間分子が第１分子と第２分子もしくは材料との間に配置される。
【００６９】
本明細書において用いる「官能基」の語は、その構造の特徴的な化学反応の原因となる分子構造内の原子の特定の基を指す。例となる官能基としては、すべて当業者であれば同定可能な、炭化水素、ハロゲンを含有する基、酸素を含有する基、窒素を含有する基ならびにリンおよび硫黄を含有する基が挙げられる。とくに、本開示の意味での官能基としては、カルボン酸、アミン、トリアリールホスフィン、アジド、アセチレン、スルホニルアジド、チオ酸およびアルデヒドが挙げられる。とくに、例えば、第１官能基および第２官能基は、以下の結合パートナー：カルボン酸基とアミン基、アジドとアセチレン基、アジドとトリアリールホスフィン基、スルホニルアジドとチオ酸、およびアルデヒドと第１級アミンを含むように選択することができる。追加の官能基は、本開示を読めば当業者であれば同定することができる。本明細書において用いる「対応する官能基」の語は、別の官能基と反応することができる官能基を指す。よって、互いに反応することができる官能基は、対応する官能基と称することができる。
【００７０】
いくつかの実施形態では、結合苦味物質または組成物はＰＴＵを含む。それらの実施形態のいくつかでは、ＰＴＵは補完分子と共有結合している。とくに、いくつかの実施形態では、図１１に示すようにＰＴＵの単一水素原子は、ＰＴＵおよび補完分子の両方により共有される、これと結合される、この中に組み入れられる、またはこれにより組み入れられるＯＨ官能基により置き換えられる。
【００７１】
とくに、いくつかの実施形態では、補完分子は核酸である。いくつかの実施形態では、補完分子はタンパク質である。いくつかの実施形態では、補完分子は単糖である。いくつかの実施形態では、補完分子はオリゴ糖である。
【００７２】
いくつかの実施形態では、組成物はＰＴＵおよび少なくとも２つの補完分子を含み、少なくとも１つの補完分子はＰＴＵと共有結合し、少なくとも１つの他の補完分子はリガンドと共有結合していない。
【００７３】
とくに、いくつかの実施形態では、少なくとも１つの補完分子とＰＴＵとの間の共有結合は、ＰＴＵおよび補完分子の両方により共有される、これと結合される、この中に組み入れられる、またはこれにより組み入れられる、カルボキシルまたはアジド官能基（図１３）による、図１１に示すようなＰＴＵの単一水素原子の置換による。
【００７４】
いくつかの実施形態では、ＰＴＵは、ＧＩ管もしくは腸への送達に用いるため、またはＧＩもしくは腸苦味受容体の調節のため、とくにＧＩもしくは腸苦味受容体ＴＡＳ２Ｒ３８または他のＧＩもしくは腸苦味受容体を活性化もしくは調節するため、修飾、配合、カプセル化、または製剤することができる。
【００７５】
１つの実施形態では、個体における標的苦味物質受容体の活性化について記載する。方法は、個体に、有効量のＰＴＵ、ＰＴＣ、デナトニウム、それらの誘導体およびそれらの組み合わせからなる群から選択される１つ以上の作用剤を投与するステップを含む。システムは同じ群から選択される少なくとも２つの作用剤を含む。組成物は同じ群から選択される１つ以上の作用剤を含む。
【００７６】
いくつかの実施形態では、結合苦味物質作用剤は、塩化ベルベリン、塩化シアニジン、塩化コプチシン、それらのいずれかの官能性誘導体およびそれらのいずれかの組み合わせからなる群から選択される１つ以上の化合物を含む。いくつかの実施形態では、内分泌細胞はＩ細胞である。他の実施形態では、内分泌細胞はＬ細胞である。いくつかの実施形態では、塩化ベルベリン、塩化シアニジン、塩化コプチシン、それらのいずれかの官能性誘導体およびそれらのいずれかの組み合わせは、本明細書に記載する方法、組成物およびシステムにおいて単純なリガンドとして提供することもできる。それらの実施形態のいくつかでは、リガンドおよび関連する作用剤は栄養補助用途に用いることができる。
【００７７】
１つの実施形態では、苦味物質受容体リガンドおよび関連する組成物の使用、ならびにＧＩおよび腸苦味受容体の調節は、これらに限定されないが、代謝疾患、関連疾患および症状、ならびに前述に関する生物学的プロセスを調節する代謝ホルモンを含む、ＧＬＰ−１、ＰＹＹ、ＣＣＫおよび他の代謝ホルモンの放出を調節することを目的とすることができる。ＧＬＰ−１、ＰＹＹ、ＣＣＫ、および他の代謝ホルモンは、ＧＩ管の管腔における消化器の構成要素により血液中に放出されることが知られ、胃排出、飽満、インシュリン分泌、脂質代謝、および他の代謝関連プロセスのような機能を調節することが知られる。
【００７８】
本明細書において用いる「症状」の語は、個体の完全な肉体的、精神的および社会的健康状態に関連する標準的な肉体的状態と一致しない、個体の身体の肉体的状態（全体としてまたはその部分の１つ以上として）を指す。本明細書に記載する症状としては、これらに限定されないが、障害および疾患が挙げられ、「障害」の語は身体のまたはその部分のいずれかの機能異常に関連する生きた個体の症状を指し、「疾患」の語は身体のまたはその部分のいずれかの正常機能を与え、一般的には兆候および症状により識別される、生きた個体の症状を指す。
【００７９】
本明細書において２つの項目について用いる「関連する」の語は、第１項目の発生が第２項目の発生により達成される、これらに限定されないが、因果関係および兆候／症状−疾患関係を含む、２つの項目の間の関係を指す。
【００８０】
従って、本明細書において用いる「代謝症状」、「代謝疾患」または「代謝関連症状」の語は、代謝ホルモンの放出の調節によって治療可能な症状または疾患を含む、１つ以上の代謝プロセスおよび／または機能障害に関する症状または疾患を指す。本開示による例となる代謝症状または疾患としては、これらに限定されないが、肥満、糖尿病、肝臓疾患および心血管疾患が挙げられる。肥満および糖尿病はいくつかの癌のリスク増加に関連するので、肥満および糖尿病の治療は、これらの癌および代謝症候群に対して有益な効果を有するだろう。
【００８１】
本明細書において上述した代謝症状または疾患に関連する生物学的プロセスの意味で用いる「生物学的プロセス」の語は、これらに限定されないが、胃排出、飽満、インシュリン分泌、脂質代謝を含む、上述した代謝症状または疾患に影響を及ぼす、および／またはこれを引き起こす生物学的プロセスを指す。
【００８２】
いくつかの実施形態によると、苦味受容体リガンド、ならびに関連する組成物、方法およびシステムは、本明細書では個体において代謝ホルモンに関連する症状を治療または予防すると説明される。
【００８３】
本明細書において用いる「治療」の語は、医療の一部であり、症状を医学的にまたは外科的に処置するいずれかの活動を指す。
【００８４】
本明細書において用いる「予防」の語は、個体における症状の死亡率または罹患率のリスクを低減する、いずれかの活動を指す。これは一次、二次および三次予防レベルで行われ、ａ）一次予防は疾患の進行を回避し、ｂ）二次予防は早期疾患治療を目的とし、これにより干渉の機会を増加し、疾患の進行および症状の発現を予防し、ｃ）三次予防は機能を復元し、疾患関連合併症を低減することにより、すでに発症した疾患の悪影響を低減する。
【００８５】
本明細書において作用剤を投与するという意味で用いる「個体」の語は、これらに限定されないが、動物、とくに高等動物、およびとくに哺乳類、とくに人間のような脊椎動物を含む、単一の生物学的生物を含む。
【００８６】
単独のまたは組み合わせた苦味受容体リガンドまたは作用剤の有効量、とくに治療有効量は、約１マイクロモル〜約１．２５ミリモルを含む。本明細書に記載するＰＴＣ、ＰＴＵ、安息香酸デナトニウムおよび他のリガンドについて有効であると知られる、または予想される追加量は、約０．５μＭ〜約１μＭ、約１μＭ〜約２．５μＭ、約２．５μＭ〜約５μＭ、約５μＭ〜約１０μＭ、約１０μＭ〜約１００μＭ、約１００μＭ〜約５００μＭ、約５００μＭ〜約１０００μＭ、約１ｍＭ〜約１．２５ｍＭ、約１．２５ｍＭ〜約２．５ｍＭ、約２．５ｍＭ〜約５ｍＭ、約５ｍＭ〜約１０ｍＭを含む。有効であると知られる、または予測される追加の有効量は、約１〜２．５μＭ、約２．６μＭ〜約１０μＭ、約１１μＭ〜約１００μＭ；約１０１μＭ〜約１０００μＭ；約１．２５ｍＭ〜約１０ｍＭを含む。
【００８７】
１つの実施形態では、ＧＬＰ−１、ＰＹＹ、ＣＣＫまたは他の代謝ホルモンの放出または放出の調節によって治療または予防することができる疾患および症状としては、これらに限定されないが、肥満；糖尿病；他の代謝症状および疾患；肝臓疾患ならびに心血管疾患が挙げられる。肥満および糖尿病はいくつかの癌のリスク増加に関連するので、肥満および糖尿病の治療は、これらの癌に対して有益な効果を有することが予想される。
【００８８】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載する苦味受容体リガンド、とくに苦味物質、および／または作用剤は、適切な媒体とともに組成物中に含むことができる。本明細書において用いる「媒体」の語は、通常は活性成分として組成物中に含まれる苦味受容体リガンドの溶媒、担体、結合剤または希釈剤として機能する各種媒体のいずれかを指す。例となる組成物は、ＰＴＵ、ＰＴＣ、安息香酸デナトニウム、グリチルリチン酸アンモニウム塩、没食子酸エピガロカテキン、ハイパーフォリン、塩化ベルベリン、塩化コプチシン、硫化アリルメチル、ロットレリン、クルクミン、エラグ酸、エンベリン、それらの誘導体およびそれらの誘導体を含む。いくつかの実施形態では、組成物は全身放出のために製剤される。
【００８９】
いくつかの実施形態では、リガンドまたは関連する作用剤、組み合わせまたは組成物は経腸投与により投与される。経腸投与は、物質が消化管によってもたらされる投与の全身経路であり、これらに限定されないが、経口投与、経胃栄養チューブによる投与、経十二指腸栄養チューブによる投与、胃瘻、経腸栄養、および直腸投与を含む。とくに、いくつかの実施形態では、これらの化合物に適した投与は、固体または液体製剤での経口投与である。
【００９０】
いくつかの実施形態では、組成物を個体に投与する場合、組成物は医薬組成物とすることができ、苦味受容体リガンドおよび医薬的に許容可能な媒体を含む。
【００９１】
いくつかの実施形態では、リガンドは、賦形剤または希釈剤とともに医薬組成物中に含むことができる。とくに、いくつかの実施形態では、リガンドを１つ以上の相溶可能および医薬的に許容可能な媒体、とくに医薬的に許容可能な希釈剤または賦形剤と組み合わせて含有する医薬組成物が開示される。
【００９２】
本明細書において用いる「賦形剤」の語は、薬剤の活性成分の担体として用いられる不活性物質を指す。本明細書に開示する医薬組成物の適切な賦形剤としては、個体の身体のリガンドを吸収する能力を向上させるいずれかの物質が挙げられる。適切な賦形剤としては、リガンドで製剤をかさ上げし、便利で正確な投与を可能にするのに用いることができるいずれかの物質も挙げられる。単一投与でのそれらの使用に加えて、賦形剤は製造プロセスにおいて用い、リガンドの取扱を補助することができる。投与の経路、および薬剤の形態に応じて、異なる賦形剤を用いてもよい。例となる賦形剤としては、これらに限定されないが、抗接着剤、結合剤、コーティング分解剤、充填剤、香味料（例えば甘味料）および着色料、滑剤、潤滑剤、防腐剤、吸着剤が挙げられる。
【００９３】
本明細書において用いる「希釈剤」の語は、組成物の活性成分を希釈する、または担持するのに用いられる希釈剤を指す。適切な希釈剤としては、医薬製剤の粘度を減少させることができる、いずれかの物質が挙げられる。
【００９４】
経腸投与の例となる組成物としては、これらに限定されないが、錠剤、カプセル剤、ドロップ剤および坐剤が挙げられる。
【００９５】
いくつかの実施形態では、リガンドは別のものとおよび／または他の分子と組み合わせて投与し、１つ以上のホルモンを調節することができる。有効であると予想されるいくつかのタイプの組み合わせがある。例えば、ＴＡＳ２Ｒ３８およびＴＡＳ２Ｒ４７の両方の調節をもたらす組み合わせは、当業者であれば本開示を読めば理解するように、ＣＣＫおよびＰＹＹ／ＧＬＰ−１の両方の放出をもたらすと予想される。いくつかの実施形態では、組み合わせは単一細胞への投与より大きな効果を有すると予想される。とくに、複数のリガンド、とくに苦味物質の組み合わせを用い、ホルモン、とくに代謝ホルモンに関連するいくつかの症状を処理することができることが予想される。例えば、ＤＢおよびＰＴＵ＋ＰＥＧは、それらの投与がそれぞれ飽満を処理するＣＣＫおよびＰＹＹの両方の放出をもたらすと予想されるので、肥満を治療するのに適していること予想される。これは、ＴＡＳ２Ｒ含有ホルモン分泌細胞上のＴＡＳ２Ｒ受容体を活性化するＴ２Ｒリガンドによる活性化に応じて、他のＧＩ粘膜細胞から放出される他のホルモンで起こると予想される。
【００９６】
１つの実施形態では、リガンドの組み合わせは、個別の内分泌細胞タイプで有益な追加効果をもたらすと予想される。例えば、細胞タイプは、Ｌ細胞のＴＡＳ２Ｒ３８またはＩ細胞のＴＡＳ２Ｒ４７に加えて、別のタイプの苦味ＧＰＣＲを含むことができる。他のタイプの味覚受容体の例は、塩化ベルベリン、塩化シアニジン、塩化コプチシンに応答する受容体を含むと予想される。
【００９７】
問題の方法に有効であると知られる、または予想される投与の適切なスケジュールは、当業者であれば本開示を読めば理解するように、食事の前およびその間の作用剤の送達を含む。
【００９８】
本開示の実施例セクションは、本明細書に記載する組成物および方法の例、ならびにリガンド／作用剤、それらの組みあわせおよび苦味受容体の機能的および物理的相互作用を調査するため出願者が行う研究を例示する。
【００９９】
本開示のさらなる利点および特徴は、実験セクションを参照しながら実施例において例示としてのみ提供する以下の詳細な開示から、以下でより明らかとなる。
【実施例】
【０１００】
本明細書に開示する活性剤、方法、システムおよび組成物について、例示として提供され、限定することを意図しない、以下の実施例においてさらに説明する。
【実施例１】
【０１０１】
＜ＢＴＲの３Ｄ構造の予測方法およびシステム＞
ＧＥｎＳｅＭＢＬＥおよびＧｅｎＤｏｃｋ法およびシステムを用い、苦味物質受容体の３Ｄ構造の予測を行った。
【０１０２】
アラインメントおよび相同化
ＴＡＳ２Ｒ３８受容体の配列に図１に示すシチメンチョウβ１アドレナリン受容体（ｔｈβ１ＡＲ）とのアラインメントを行った。次にｈβ１ＡＲの残基をＴＡＳ２Ｒ３８受容体のアラインメントを行った配列に変異させ、ＴＡＳ２Ｒ３８受容体の初期３Ｄ構造を生成した。
【０１０３】
へリックスの最適化
タンパク質の予測ＴＭドメインを抽出し、７つの単一へリックスを形成し、ｄｒｅｉｄｉｎｇ力場［Ｍａｙｏ、１９９０年］を用いて最小化した後、合わせてテンプレートと一致する７つのへリックスのバンドルを形成した。
【０１０４】
テンプレート構造の構成
７つのＴＭドメインのそれぞれを表す最適へリックスを、ｘ線テンプレートを用い、７へリックスバンドルに配置する。各実験テンプレートは４２の自由度：７つのＴＭへリックスそれぞれのｘ、ｙ、ｚ、θ、φおよびη値（合計６×７＝４２）を有する。疎水中心は脂質二重層の中心を通る面として定義されるｚ＝０の残基である。これはタンパク質の疎水プロファイルから、または相同性により計算される。最適化された自由度はヘリックスの傾斜角度θ、へリックスの掃引角度φ、およびヘリックスのヘリックス軸まわりの回転角度ηである。
【０１０５】
ＢｉＨｅｌｉｘ
へリックスの最小化後、構成されたすべての考えられる７ヘリックスバンドルを、７つのへリックスのそれぞれにそれらの軸のまわり１２方位（３０°間隔）を取らせることにより考慮し、ＧＰＣＲの７つのへリックスの１２７＝３５，０００，０００パッキングをもたらした。ＢｉＨｅｌｉｘ法［Ｇｏｄｄａｒｄ、２０１０年］は、１２セットの最近接二重へリックス相互作用、ＴＭ１−ＴＭ２、ＴＭ１−ＴＭ７、ＴＭ２−ＴＭ３、ＴＭ２−ＴＭ４、ＴＭ２−ＴＭ７、ＴＭ３−ＴＭ４、ＴＭ３−ＴＭ５、ＴＭ３−ＴＭ６、ＴＭ３−ＴＭ７、ＴＭ４−ＴＭ５、Ｔ５−ＴＭ６およびＴＭ６−ＴＭ７を考慮することにより構成される平均場を用い、これら３５００万パッキングのエネルギーを推定する。ここでＳＣＲＥＡＭを用い、各例について側鎖を最適化した［Ｋａｍ、２００８年］。
【０１０６】
ＣｏｍｂｉＨｅｌｉｘ
次に、７へリックスバンドルをＢｉＨｅｌｉｘからのもっとも良好な１０００個の結果の中に構築し、ＳＣＲＥＡＭを用いて側鎖を再度最適化した。各バンドルを非明示的な膜に浸漬させ、荷電残基を脂質に曝露するヘリックス回転に不利となり得る膜溶媒和効果を計算する。この膜溶媒和については［Ｇｏｄｄａｒｄ、２０１０年］に記載されている。
【０１０７】
ＳｕｐｅｒＢｉＨｅｌｉｘ
ステップＥからの回転角（η）の最適セットについて、ここで傾斜（θ、φ）の範囲をηと同時にサンプリングし、最適な７へリックスバンドルを得た。同様に、１２対の強く相互作用するヘリックスを考慮し、傾斜の効果を説明する。７へリックスバンドルを、図１に示すように、３つの四重へリックスバンドルに分割する。各四重へリックスについてもっとも低いエネルギーを有する２０００個の構造を、エネルギーを増加させることにより選択する。最後に、各個別ヘリックス配座リストから、各ヘリックスにとってもっとも良好な３６個の配座を用い、３６7≒８×１０10のバンドル全体のエネルギーを計算し、この方法からもっとも低いエネルギーを有すると推定される１０００個の組み合わせを得る。
【０１０８】
ＳｕｐｅｒＣｏｍＢｉＨｅｌｉｘ
ＳｕｐｅｒＢｉＨｅｌｉｘからのこれらの上位１０００個のヘリックスバンドルを７ヘリックスバンドル中に構築し、側鎖を再度最適化する。次に、構造を１０ステップ最小化する。この方法は、低位のバンドルのアンサンブルをもたらす。低位構造の試験はどのヘリックスが柔軟であるかを示し、活性化に対する洞察をもたらすことができる。
【０１０９】
細胞外（ＥＣ）および細胞内（ＩＣ）ループ構造の予測
苦味受容体のＭＤ解析に用いる３つのＥＣおよびＩＣループの初期構造を提供するため、苦味受容体のｔβ１ＡＲとのアラインメントを用い、これらのループを結晶構造に相同性スレッディングした。次に、最小化および動力学を、固定ヘリックスバンドル原子を用いたループで行った。これらのループはかなり柔軟であり、前ステップにおいて非明示的にのみ処理された溶媒により強く影響されると予想された。
【実施例２】
【０１１０】
＜ＢＴＲリガンド結合部位の同定方法およびシステム＞
以下の方法およびシステムを用い、ドッキングリガンドおよび予測タンパク質構造を同定した。
【０１１１】
同定されるもっとも大きな合計エネルギーを有する上位１０個のＢＴＲの構造をＳｕｐｅｒＢｉＨｅｌｉｘステップから選択し、それぞれアゴニストＰＴＣおよびＰＴＵをドッキングするのに用いた。
【０１１２】
ＰＴＣおよびＰＴＵの構造および荷電は量子力学（Ｂ３ＬＹＰと６−３１１Ｇ＊＊の基本セット）を用いて計算した。２つのＰＴＣ配座異性体および４つのＰＴＵ配座異性体をドッキングに用いた。ドッキングにはＧｅｎＤｏｃｋの一般的な方法を用いた。
【０１１３】
ＧｅｎＤｏｃｋ法を用い、リガンド結合配座を選択し、それらの結合エネルギーを計算した。タンパク質全体を３２領域（それぞれ１０Åの面を有する）に分割し、走査し、仮想結合領域（アラニン化（alanize）した６つの疎水性残基、Ｉ、Ｌ、Ｖ、Ｆ、ＹおよびＷを有する）を見出した。ＳｃａｎＢｉｎｄＳｉｔｅ法はＤＯＣＫ４．０［Ｋｕｎｔｚ、１９８２年］を用い、これらの仮想領域のそれぞれにおいて１０００個の配座を生成し、埋没（burial）スコアおよび結合エネルギーの組み合わせに基づいて最適領域を選択した。これらの最適領域を組み合わせ、ＤＯＣＫ４．０を用いて１０，０００個のポーズを生成し、ＤＲＥＩＤＩＮＧ  ２ＦＦ［Ｍａｙｏ、１９９０年］を用いてスコアを付けた。上位１０００個（エネルギーによる）を脱アラニン（de-alanize）し、ＳＣＲＥＡＭを行った後、ＤＲＥＩＤＩＮＧ  ３  ＦＦを用いて最小化した。次に、結合部位複合体のさらなる最小化のため、上位１％（１０個）を（１０個の結合ポーズのいずれかの４Å以内のすべての残基を含む統合結合部位を用いて）選択した。タンパク質およびリガンドを次に、プロトンを適当に塩橋に移動させ、露出した側鎖をプロトン化または脱プロトン化することにより中和した（これはより信頼できるエネルギー比較をもたらす）［Ｂｒａｙ、２００８年］。次に、もっとも良好な結合エネルギーを有する最終的な連結構造を選択した。
【０１１４】
分子動力学シミュレーション
ＢｉＨｅｌｉｘにおける脂質および水は脂質二重層の不十分な層で非明示的であるので、苦味受容体の予測構造の分子動力学（ＭＤ）シミュレーションは、リガンドの有無にかかわらず１０ｎｓ間、明示的な脂質二重層および水において行った。明示的な水および周期的に無限の脂質を含むＮＡＭＤ［Ｐｈｉｌｌｉｐｓ、２００５年］を用いるＭＤシミュレーションを行い、タンパク質の脂質および水との相互作用を測定した。予測タンパク質構造を脂質分子から取り出し、１−パルミトイル−２−オレオイル−ｓｎ−グリセロ−３−ホスファチジルコリン（ＰＯＰＣ）の周期構造に挿入した。このプロセスでは、脂質分子はタンパク質の５Å以内で除去した。次に、これを水分子のボックスに挿入し、水を脂質およびタンパク質の５Å以内で除去した。塩化物イオンを添加し、系の荷電を中和した。膜および水分子を固定化タンパク質で最小化した後、ＮＰＴシミュレーションにおいて５００ｐｓ間平衡化した。最後に、系全体を最小化した後、１０ｎｓのＮＰＴシミュレーションを行った。すべてのＮＰＴシミュレーションは、１ｐｓ−１の減衰係数および３１０Ｋの浴温でランジュバン動力学を用いて行った。圧力は、１ａｔｍの標的圧力ならびに２００ｆｓのバロスタット振動および減衰時間で、能勢・フーバー・ランジュバンのピストン圧力制御により一定に維持した。ステップサイズは、周期境界条件を適用して、１ｆｓだった。完全系（図３）は、周期的な細胞１個当たり合計４１５７０個の原子について、予測タンパク質、１０１個の脂質分子、７５２８個の水分子、および１９個の塩化物イオンを含有する。ボックスサイズは７５Å×７５Å×８５Åである。ＮＡＭＤプログラムを次に用い、３１０Ｋの浴温で１０ｎｓのＮＰＴＭＤを行った。
【実施例３】
【０１１５】
＜ヒトにおけるｈＴＡＳ２Ｒ３８苦味受容体の構造予測＞  
出願人は、ヒトＰＡＶおよびＡＶＩＴＡＳ２Ｒ３８受容体の構造予測を行った。図２１は、ヒトおよびラットにおけるこの受容体の経膜（ＴＭ）領域の予測結果を示す。出願人はこれらのＴＭ領域を用い、最適ヘリックスを生成した（ＴＭ５、６、および７はそれらのプロリンの近くに湾曲を示す）。
【０１１６】
ＰＡＶおよびＡＶＩヒトＴ２Ｒ３８タンパク質の構造を予測する際、出願人は、ＡＶＩのＴＭ７をＰＡＶのそれまで３０度回転させ、よりかさ高い残基、Ｉをタンパク質の外部へより方向付けることを見出した。すべての他のＴＭは同じ回転を示す。ＰＡＶタンパク質は４つのヘリックス間水素結合により安定させる：
ａ．ＴＭ１のＴ３２とＴＭ２のＨ６８（２．０１Ａｎｇ．）；ＴＭ２のＱ７７とＴＭ３のＱ１０４（１．８５Ａｎｇ．）；
ｂ．ＴＭ２のＱ７７とＴＭ３のＷ１０８（２．０１Ａｎｇ．）；ＴＭ３のＲ１３８とＴＭ４のＨ１２６（１．６４Ａｎｇ．）。
【０１１７】
ＡＶＩタンパク質は２つのヘリックス間水素結合により安定させる：
ａ．ＴＭ２のＱ７７とＴＭ３のＱ１０４（１．８６Ａｎｇ．）；ＴＭ２のＱ７７とＴＭ３のＷ１０８（２．０２Ａｎｇ．）。
【０１１８】
ＰＴＣのＰＡＶおよびＡＶＩの両方に対する予備的ドッキングシミュレーションは、〜１．６ｋｃａｌ／ｍｏｌによるＰＡＶとのより強いＰＴＣ結合をもたらす。ＰＴＣは、ＡＶＩではなくＰＡＶのＴＭ１中のＥ２５と１．８４Ａｎｇ水素結合を形成する。
【実施例４】
【０１１９】
＜ＴＡＳ２Ｒ３８苦味受容体の３Ｄ構造のモデリング、およびＴＡＳ２Ｒ３８苦味受容体の各種ポリモルフィズムの３Ｄ構造の比較＞
出願人は、相同性方法に基づいてテンプレートとしてシチメンチョウβ１アドレナリン受容体（ｔβ１ＡＲ）を用い、ＴＡＳ２Ｒ３８苦味受容体（４つのハプロタイプｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶ、ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＶＩ、ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＡＩおよびｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＶＶ）の構造モデルを作成した。
【０１２０】
出願人はｔβ１ＡＲ  ＴＭを短くまたは長くし、相同化技術により得られたＴＭ予測と一致させた。最小化後、ｔβ１ＡＲからの７つのＴＭセグメントを組み合わせる初期構造（ループおよび第８ヘリックスなし）を構築する。異なるヘリックス回転角度η、傾斜角度θおよび掃引角度φを有する数千個の配座のアンサンブルは、［Ｇｏｄｄａｒｄ、２０１０年］に記載されるＢｉｈｅｌｉｘおよびＳｕｐｅｒＢｉｈｅｌｉｘ技術に基づいて生成された。
【０１２１】
図１は、相同性モデリングにより３Ｄ構造を構築するのに用いられるｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶ、ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＶＩ、ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＡＩ、ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＶＶおよびｈβ１ＡＲ間の経膜（ＴＭ）配列アラインメントを示す。表１に示すように、ＢｉＨｅｌｉｘ結果は、４つの変異体のヘリックスがヘリックス６を除き同一の回転角を有することを示す。
［β１アドレナリン受容体テンプレートにおける苦味受容体のＣｏｍＢｉＨｅｌｉｘ結果］
【表１】
2013528661.tif 000004
【０１２２】
ｈＴＡＳ２Ｒ３８苦味受容体、クラスＣのＧＰＣＲは、クラスＡのＧＰＣＲに存在するよく保存されたモチーフのいくつかを欠いている。よって、ＴＡＳ２Ｒ３８苦味受容体はｈβ１ＡＲからの安定化ヘッリクス間水素結合の異なるセットを有し得ると予想することができる。ＴＡＳ２Ｒ３８苦味受容体の４つの変異体の予測３Ｄ構造を図４に示し、ヘリックス間Ｈ結合を形成する残基を強調表示する。
【０１２３】
出願人は、ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶタンパク質中のＹ１９９（５）とＷ１０８（３）との間、およびＹ１９９（５）とＡ２６２（６）との間にヘリックス間水素結合を見出す。Ｗ１０８（３）とＡ（Ｖ）２６２（６）との間のヘリックス間結合はｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＡＩおよびｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＶＶタンパク質の両方に存在する。これらのヘリックス間結合はｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＶＩタンパク質には存在しない。
【０１２４】
これらの４つの変異体の３Ｄ構造を処理するため、出願人は、ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶおよびｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＶＩタンパク質構造について１０ｎｓの分子動力学シミュレーションを行った。
【０１２５】
図５は、脂質および水を有する、１０ｎｓのＭＤ後のｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶおよびｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＶＩタンパク質の３Ｄ構造を示す。ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶタンパク質中の水素結合は破壊され、ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＡＩおよびｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＶＶタンパク質中のものと同じである２つの新規水素結合がＹ１９９（５）とＷ１０８（３）との間、およびＷ１０８（３）とＡ２６２（６）との間に形成される。我々は、ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＶＩタンパク質中のＷ１０８（３）とＡ２６１（６）との間、およびＹ１９９（５）とＡ２６６（６）との間の２つの新規ヘリックス間水素結合も見出す。図６はこれらの新規Ｈ結合が１０ｎｓのＭＤ中ですべて維持されることを示す。
【０１２６】
図７は、１０ｎｓのＭＤ中のヘリックスセグメントの二乗平均平方根偏差（ｒｍｓｄ）時間発展を示す。ここでｒｍｓｄは１０ｎｓの移動軌跡の最終フレームに関する。移動軌跡における初期から最終予測構造までの総ｒｍｓｄ範囲は、ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶ中で
2013528661.tif 000005
、およびｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＶＩ中で
2013528661.tif 000006
である。最後の２ｎｓに注目すると、これらの変動は、
2013528661.tif 000007
に達するｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶ中のＴＭ２を除き、
2013528661.tif 000008
の範囲内である。
【実施例５】
【０１２７】
＜アゴニストＰＴＣおよびＰＴＵのＴＡＳ２Ｒ３８苦味受容体の結合部位のモデリング＞
出願人はＧｅｎＤＯＣＫ技術を用い、ＴＡＳ２Ｒ３８苦味受容体の４つの予測（もっとも低エネルギーの）構造に対するアゴニストの結合部位を予測した。ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶおよびｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＶＩタンパク質中のアゴニストＰＴＣおよびＰＴＵの予測結合部位を図８に示す。ＰＴＣおよびＰＴＵはＴＭ３、５および６ヘリックスの間にあった。もっとも重要な残基（キャビティ分析）を以下に記載する（括弧内にリガンドとの相互作用エネルギーを含む）：
ａ．Ｘｘ  ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶとＰＴＣ：ＡＬＡ２６２（−５．３３６）、ＴＹＲ１９９（−５．２０９）、ＣＹＳ１１２（−２．６８）、ＴＲＰ１０８（−２．５７９）、ＬＥＵ１０９（−２．５６４）、ＩＬＥ２６５（−１．２３５）、ＰＲＯ２０４（−１．１０６）、ＳＥＲ２６６（−０．９７６）
ｂ．ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶとＰＴＵ：ＡＬＡ２６２（−４．０８５）、ＴＹＲ１９９（−２．９７５）、ＴＲＰ１０８（−２．１２７）、ＣＹＳ１１２（−１．７４６）、ＶＡＬ２０３（−１．６９９）、ＬＥＵ１０９（−１．６５５）、ＡＬＡ２６３（−１．１５５）、ＰＲＯ２０４（−１．０５６）
ｃ．−ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＶＩとＰＴＣ：ＡＬＡ１０５（−４．６３７）、ＴＲＰ１０８（−３．０３５）、ＣＹＳ１９８（−２．４１０）、ＩＬＥ２６５（−１．９８２）、ＬＥＵ１０９（−１．９３７）、ＶＡＬ２６２（−１．５２５）、ＳＥＲ２０２（−１．２８９）、ＳＥＲ２６６（−０．９９９）
ｄ．ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＶＩとＰＴＵ：ＳＥＲ２６６（−４．０４７）、ＧＬＮ１０４（−３．９９４）、ＣＹＳ１９８（−３．０７５）、ＴＲＰ１０８（−３．０７２）、ＩＬＥ２６５（−２．２４３）、ＶＡＬ２６２（−２．０３２）、ＬＥＵ１０９（−１．９６５）、ＡＬＡ１０５（−１．１４９）。
【０１２８】
図９に示すように、ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶ中のＰＴＣとＡＬＡ２６２との間に２つの強い水素結合、およびｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶ中のＰＴＣとＴＹＲ１９９との間にπ−π相互作用がある。ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶ中のＰＴＵとＡＬＡ２６２との間に水素結合がある。ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＶＩでは、ＰＴＣはＨ結合によりＡＬＡ１０５と相互作用するが、ＰＴＵはＨ結合によりＳＥＲ２６６およびＧＬＮ１０４と相互作用する。さらに、ＰＴＣおよびＰＴＵを他のテイスターｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＡＩおよびｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＶＶにドッキングした。これらの結果は、残基２６２が苦味を知覚するのに非常に重要であり、これが［Ｂｕｆｅ、２００５年］により報告される実験データと一致することを示す。
【０１２９】
予測ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶ／ＰＴＣおよびｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＶＩ／ＰＴＣ複合体を無限脂質膜中に挿入し、（セクション２．３に記載する方法を用いて）水で完全に溶媒和した後、出願人は１０ｎｓのＭＤを行った。図９ａは、１０ｎｓの分子動力学後のｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶ／ＰＴＣ複合体の構造を初期予測構造と比較する。もとの予測構造の水素結合は１０ｎｓの動力学中に安定したままであると見出された。しかしながら、１つの追加の水素結合がＰＴＣの−ＮＨ２基とｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶ中のＹ１９９（５）との間に形成される。図１０は、ＰＴＣとｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶとの間の水素結合距離の時間発展を示す。
ｉ．−ＮＨ−Ａ２６２（６）：水素結合距離は、初期１０ｐｓの間の４．９Åまでの一時的拡張を除き、ほとんど１．７〜３．０Åを維持する。
ｉｉ．−ＮＨ２−Ｙ１９９（５）：初期距離は６．６Åであるが、すぐに３．０Åまで縮まった後、ほとんど２．０Åと４．０Åとの間で変動し、最後は〜２．５Åまで戻る。
【０１３０】
このように、出願人は、ＰＴＣがｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶ構造中のＴＭ５およびＴＭ６の両方との強い相互作用を形成すると結論づける。ＴＭ５とＴＭ６との間のリガンドの結合は、ＴＭ３とＴＭ６との間およびＴＭ３とＴＭ５との間の強い結合を破壊する。
【０１３１】
図９ｂに示すように、１０ｎｓの分子動力学後のｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＶＩ／ＰＴＣ複合体の構造中のリガンドは、初期予測構造のそれと比べて上に移動する。よって、リガンドとＡ１０５との間の初期Ｈ結合は破壊され、水分子は結合部位へ移動し、リガンドとＨ結合を形成する。ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＶＩタンパク質におけるリガンドの挿入は、Ｙ１９９（５）とＡ２６６（６）との間のそれではなく、Ｗ１０８（３）とＡ２６１（６）との間のヘリックス間水素結合を破壊する。
【実施例６】
【０１３２】
＜ＴＡＳ２Ｒ３８苦味受容体の活性化＞
タンパク質構造予測およびＭＤシミュレーション結果は、Ｗ１０８（３）とＡ（またはＶ）２６２（６）との間のＨ結合がテイスターｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶ、ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＡＩおよびｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＶＶを安定させると予想され、Ｗ１０８（３）とＡ２６１（６）との間のＨ結合が非テイスターｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＶＩを安定させると予想されることを示す。出願人はさらに、ＰＴＣおよびＰＴＵの両方が水素結合によりテイスター（ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶ、ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＡＩおよびｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＶＶ）中のＡ（またはＶ）２６２と相互作用することができるが、リガンドと非テイスター（ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＶＩ）との間にはＨ結合がまったくないことを見出す。出願人はここで、アゴニスト結合テイスターとアゴニスト結合非テイスターとの間の違いを概説する。主な違いは苦味受容体中の位置２６２を含む。残基２６２はＴＭ３−ＴＭ６相互作用だけでなく、アゴニストの受容体との結合にも関与する。
【０１３３】
活性化中のロドプシンについての蛍光実験は、ＴＭ３−ＴＭ６相互作用がＧＰＣＲ活性化に関与することを示す［Ｆａｒｒｅｎｓ、１９９６年］。変異実験は、位置２６２がＴＡＳ２Ｒ３８苦味受容体について苦味を知覚するのに重要であることを示す［Ｂｕｆｅ、２００５年］。従って、結果は、テイスター中のＷ１０８（３）とＡ（またはＶ）２６２（６）との間およびアゴニストとＡ（またはＶ）２６２（６）との間のＨ結合がＧＰＣＲ活性化および苦味において重要な役割を果たし、これが実験データ［Ｂｕｆｅ、２００５年］と一致することを示す。
【０１３４】
表１に示すように、加えて、Ａ２６２ＶおよびＶ２９６Ｉの変異は、ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＶＩ中のＴＭ５より大きな回転角をもたらし、Ｙ１９９をＴＭ６により近づけ、Ｙ１９９とＡ２６６との間の水素結合の形成はＷ１０８とＶ２６２ではなくＡ２６１との間のＨ結合の形成をもたらすことができる。Ａ２６２Ｖの変異はｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＶＶに存在するが、ＴＭ５のより小さい回転角はＴＭ５−ＴＭ６水素結合相互作用の形成をもたらすことができない。よって、ＴＭ３とＴＭ６との間の水素結合相互作用はシグナルを細胞間に送り、受容体を活性化することができる。
【０１３５】
重要なことには、ＰＴＣおよびＰＴＵの両方は、非テイスター（ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＶＩ）のそれとではなく、テイスター（ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶ、ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＡＩおよびｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＶＶ）の残基２６２とのＨ結合を有する。ＭＤシミュレーション結果は、ＰＴＣはｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶ構造のＴＭ５中のＹ１９９およびＴＭ６中のＡ２６２との安定なＨ結合を形成するが、ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＶＩ中のＰＴＣはＶ２６２から離すのが好ましいことを示す。よって、ＰＴＣと苦味テイスター構造との間の相互作用に関与する残基２６２は、苦味化合物を知覚するのに非常に重要であり、これは文献［Ｂｕｆｅ、２００５年］と一致する。
【０１３６】
苦味受容体を理解するため、ＴＡＳ２Ｒ３８Ｇタンパク質共役受容体（ＧＰＣＲ）の４つのハプロタイプの３Ｄ構造を予測した。出願人はｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶ（テイスター）中のＷ１０８（３）とＡ２６２（６）との間およびｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＶＩ（非テイスター）中のＷ１０８（３）とＡ２６１（６）との間のＨ結合の形成がタンパク質構造を安定させることができることを見出す。これらの構造をさらに確認するため、出願人はＧｅｎＤｏｃｋ法を用い、それぞれｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶ、ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＶＩ、ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＡＩおよびｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＶＶと結合したＰＴＣおよびＰＴＵの結合部位および３Ｄ構造を予測した。予測結合部位は、ＰＴＣおよびＰＴＵをＴＭ３、ＴＭ５およびＴＭ６の間の領域にある。ＰＴＣおよびＰＴＵは、非テイスター（ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＶＩ）中のそれとではなく、テイスター（ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶ、ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＡＩおよびｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＶＶ）中の残基２６２とのＨ結合を形成することができる。ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶ中のＰＴＣとＡ２６２（６）との間およびＰＴＣとＹ１９９との間のＨ結合は安定である。しかしながら、ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＡＶＩ中のＰＴＣは１０ｎｓのＭＤの間にＶ２６２（６）から離れて上に移動する。それゆえ、結果は、ＴＭ３とＴＭ６との間の水素結合相互作用がシグナルを細胞間に送り、受容体を活性化することができ、アゴニストとテイスター中の残基２６２との間のＨ結合が苦味知覚に関与し、これが実験結果（Ｂｕｆｅ他、２００５年）と一致することを示す。
【実施例７】
【０１３７】
＜ヒトＴＡＳ２Ｒ４７（ｈＴＡＳ２Ｒ４７）苦味受容体のモデリング＞
出願人は、［Ｐｒｏｎｉｎ、２００４年］による研究において試験したリガンドのファミリーと複合させたｈＴＡＳ２Ｒ４７の予備３−Ｄ構造を得た。これらの結果を、方法の妥当性確認をもたらす別のＧＰＣＲ（ヒトプロスタグランジンＤＰ）の構造予想結果とともに、以下に示す。
【０１３８】
出願人は、Ｍｅｍｂｓｔｒｕｋを用いてｈＴＡＳ２Ｒ４７の３−Ｄ構造を得、ＭＳＣＤｏｃｋを用いて４つのリガンドのｈＴＡＳ２Ｒ４７との結合部位を予測した：デナトニウム（ＤＤ）、ＤＤ２（デナトニウム誘導体）、４−ニトロサッカリン（４ＮＳ）、および６−ニトロサッカリン（６ＮＳ）。これらのリガンドは［Ｐｒｏｎｉｎ、２００４年］によって用いられ、ｈＴＡＳ２Ｒ４７、４３、および４４の活性化が研究された。
【０１３９】
図１９は、４つのリガンドをドッキングするのに用いられる予測結合領域とともに、ｈＴＡＳ２Ｒ４７の予測ＴＭヘリックスドメインおよび予測ＴＭヘリックスバンドル構造を示す。ＴＭ７ヘリックス中の目に見える湾曲がＴＭ７配列中の真ん中のプロリンの位置で起こる。
【０１４０】
図２０は４つのリガンドの予測結合部位を示す。Ｐｒｏｎｉｎ他［Ｐｒｏｎｉｎ、２００４年］は、ｈＴＡＳ２Ｒ４７がデナトニウムによりもっとも強く活性化されたが、ＤＤ２および６ＮＳが受容体をより弱く活性化し、４ＮＳが非常に弱い逆アゴニストのように機能したことを観察した。出願人は、デナトニウムがもっとも大きな予測結合エネルギーをもたらすが、他のリガンド（ＤＤ２、４ＮＳ、６ＮＳ）がデナトニウムと比較して少なくとも２５％弱い結合エネルギーで結合することを見出す。これらの結果はＰｒｏｎｉｎ他［Ｐｒｏｎｉｎ、２００４年］のそれと一貫しており、実験の活性化速度と計算される結合エネルギーとの間に相関性があると考えられる。ＤＤのＡｓｐ１５０（ＴＭ４）との予測相互作用は変異原性研究と整合している。予測リガンド：ｈＴＡＳ２Ｒ４７複合体は、異なるリガンドの複数の結合部位および複数の結合モードを示す。
【実施例８】
【０１４１】
＜プロスタグランジンＤＰ受容体の構造およびアンタゴニスト結合部位＞
出願人は前世代のＭｅｍｂＳｔｒｕｋ方法を用い、ＤＰプロスタグランジン受容体の構造を予測した後、この予測構造をＨｉｅｒＤｏｃｋで用い、リガンドの４つのファミリーの結合部位を予測した。以下に要約するこの実験は、予測ＧＰＣＲ構造が薬剤開発に用いるのに十分に正確であることを示す。
【０１４２】
リード化合物の予測結合モードを図２２に示し、これはリガンドの受容体との重要な相互作用の説明を提供する：ｉ）ベンゼン環Ａ上のメトキシ基はＲ３１０（７）と相互作用する、ｉｉ）ベンゼン環Ａおよびピリミジン環はＬ２６（１）、Ｋ７６（２）、Ｆ１１５（３）、Ｓ３１６（７）、Ｌ３１２（７）、およびＩ３１５（７）を含む、疎水性キャビティにある、ｉｉｉ）保存されたシグネチャー残基Ｄ７２（２）はリガンドのＨＮ−ＣＨ２−Ｃ（ＣＨ３）２部分のプロトンとＨ結合を形成する、ｉｖ）ベンゼン環ＢはＴＭ１２７中にあり、Ｎ３４（１）、Ｌ６８（２）、Ｔ６２（２）、およびＤ３１９（７）と相互作用する、ｖ）ベンゼン環Ｂ上のＯ−メチルはＴ６２（２）とＨＢを形成する。
【０１４３】
予測結合モードに基づき、出願人は、多くの修飾化合物の結合エネルギーを予測した。図２３に示すこれらの例の８つを実験的に試験し、予測相対結合エネルギーと相対結合定数［Ｌｉ、２００７年］との間には完全な一致があった。
【０１４４】
化合物ｂは環Ｂ上に修飾を有し、出願人が予測した、Ｓ３１６（７）およびＤ３１９（７）とのより良好な相互作用をもたらす結合剤ＨＮ−ＣＨ２−Ｃ（ＣＨ３）２は、結合エネルギーを１．４ｋｃａｌ／ｍｏｌで増加させる。実際、Ｓａｎｏｆｉ−Ａｖｅｎｔｉｓ社は、ｂについてＩＣ５０＝１０４ｎＭ、８倍の増加を測定した。
【０１４５】
化合物ｃおよびｄは環Ｂ上に修飾を含む。化合物ｄは、反発ファンデールワールス接触のため、結合からＣＨ２を除去し、予測結合を１．７ｋｃａｌ／ｍｏｌだけ減少させる。これはＩＣ５０の１０７３ｎＭまでの増加とともに実験的に確認された。化合物ｃはベンゼンをチオフェンで置き換え、３ｋｃａｌ／ｍｏｌの予測増加および７８倍のＩＣ５０の測定増加をもたらす。
【０１４６】
化合物ｅ〜ｉは環Ａ上に修飾を有する。カルボン酸または他の同様の基での置換は、Ｒ３１０（７）との好ましい相互作用のため、結合に大幅な向上をもたらすと予測された。これらの化合物は、図２３に示すように、結合親和性（ＩＣ５０）が向上したことも実験的に見出された。実際に、理論からもっとも良好な化合物ｉは、ＩＣ５０＝０．８ｎＭで、出発化合物ａよりも１０００倍良好な、もっとも良好に観察された結合を有する。また、２番目に良好、３番目に良好、等であると予測される化合物は実験とまったく同じ配列である。
【実施例９】
【０１４７】
＜例となるＰＴＵ誘導体＞
ＧＩ系における苦味受容体の持続的活性化について、苦味受容体リガンド（例えば、ＰＴＵ誘導体）はＧＩ系に残り、吸収されないことが望ましい。これは吸収、分布、代謝、排泄および毒性のような薬物動力学特性を変えたリガンドを必要とする。
【０１４８】
ｈＴＡＳ２Ｒ３８ＰＡＶ中のＰＴＵ結合部位（図８）に基づき、プロピル基が露出し、受容体と相互作用しないことが観察された。これは、アミノ酸、ペプチド、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、または糖のような補完分子に付着させるのに、この官能基を可能性として用いることができることを示す。
【０１４９】
図１１にはＰＴＵの化学式（Ｃ７Ｈ１０Ｎ２ＯＳ）を示し、７つの炭素原子は１〜７の数字で表す。硫黄、窒素および酸素原子はそれぞれＳ、Ｎ、およびＯで表す。炭素原子１、２、および３は炭素原子４に付着する鎖を形成する。炭素原子２および３はそれぞれ２つの水素原子を有し、炭素原子１は３つの水素原子を有する。これらの３つの水素原子の１つはＯＨ官能基により置き換えることができ、プロピル基はカルボン酸またはアジド基で官能基化し、アミノ酸、ペプチド、ＰＥＧ、単糖、オリゴ糖または他の適切な補完分子との共有結合を形成することができる。
【０１５０】
図１２には任意のＲ官能基を長さｎのリンカーによって付着させたＰＴＵを示し、ｎは１〜２０の範囲内の値をとることができる。この付着は実際には、まずＰＴＵをカルボン酸およびアジドのような反応性基で官能基化することにより促進される（図１３）。これらの反応性基は、セルロースおよびＰＥＧのような大きな分子をＰＴＣと付着させ（図１４）、望ましい薬物動力学特性を有するＰＴＵ誘導体を生成することができる。
【０１５１】
ＰＥＧの腸透過性はそれらの分子量に大いに依存することが示されている［Ｋｅｒｃｋｈｏｆｆｓ、２０１０年］。これはＰＥＧの分子量について１０，０００の下限をもたらし、これは消化管における苦味受容体の長期活性化のため、ＧＩ系において例えばこのＰＥＧと結合したＰＴＵを維持し、ホルモン放出の持続性調節をもたらすだろう。
【実施例１０】
【０１５２】
＜補完分子と結合した活性剤：ＰＴＵ−セルロースの調製＞
適切な補完分子と結合した活性剤は、既知の方法を用いて調製することができる。以下の実施例における適切な補完分子との結合の例となる反応スキームは、ＰＴＵ−セルロースの化学合成を示す。
【化２】
2013528661.tif 000009
スキーム：ＰＴＵ−セルロース結合体の合成経路
【０１５３】
ＰＴＵの薬物動力学特性の１つ（分布）をセルロースとの結合によって修飾した。これおよび他の修飾はＰＴＵの完全な薬物動力学プロファイル（吸収、分布、代謝、排泄、および毒性）を修飾することができる。
【実施例１１】
【０１５４】
＜ＰＴＣ投与はＰＹＹの放出の増加をもたらす＞
出願人は、５ｍｌの食塩水または５ｍｌの食塩水中の５ｍＭのＰＴＣを、空腹で意識のあるオスのスプラーグ−ドーリーラット（重さ２５０〜３００ｇｍ）の胃の中に、標準的な経胃強制給餌により投与した。ラットを次に４５分後に安楽死させ、心臓内穿刺によって血液を取り出し、ＣＵＲＥ抗体９１５３を用いる最近修正された放射免疫アッセイ（カリフォルニア大学ロサンゼルス校、Ｊ  Ｒｅｅｖｅ氏より寄贈）により血液中のＰＹＹを測定した。結果は以下のようにＰＹＹレベルの倍化を示す：食塩水を強制給餌したラット（ｎ＝５）７１＋／−３５ｐＭ、ＰＴＣを強制給餌したラット（ｎ＝５）１５４＋／−４４ｐＭ。ラットの死亡時の興味深い観察は、ＰＴＣ処理ラットの胃に残った液体の体積は１〜２ｍｌの範囲内だったが、食塩水処理ラットの胃には０．５ｍｌ未満しかなかったことだった。この観察は、ＰＴＣがＴＡＳ２Ｒ３８との相互作用によって胃排出を調節することを示す。
【実施例１２】
【０１５５】
＜ＰＴＣ投与は内分泌細胞におけるＧＬＰ−１放出をもたらす＞
特定の苦味受容体のリガンドの選択性を調査するための細胞ベースのシステムの実現可能性を決定するため、出願人は、ＳＴＣ−５細胞を選択し、これらの細胞からＧＬＰ−１に対するＰＴＣの効果を測定した。出願人は、ＳＴＣ−５細胞がいくつかの他の苦味受容体の中でもＴＡＳ２Ｒ３８を有することを示した。
【０１５６】
ＧＬＰ−１放出実験では、各種考えられるリガンドにより誘導されるＧＬＰ−１の放出を試験するため、ＳＴＣ−５細胞またはＮＣＩ−Ｈ７１６細胞の選択される内分泌細胞系列を用いた。内分泌細胞を、特定の培養時間、媒体（０．０１％ＤＭＳＯ）および特定の濃度の候補リガンドを含有する無血清ＤＭＥ／Ｆ１２培地において培養した。培養後、培地における分泌活性ＧＬＰ−１をＧＬＰ−１  ＲＩＡキット（Ｌｉｎｃｏ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ（登録商標）、米国ミズーリ州）で測定した。
【０１５７】
とくに、ＳＴＣ−５細胞を３０分間、媒体（０．０１％ＤＭＳＯ）および指定濃度のＰＴＣを含有する無血清ＤＭＥ／Ｆ１２培地において培養した。培地における活性ＧＬＰ−１の分泌をＧＬＰ−１  ＲＩＡキット（Ｌｉｎｃｏ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ、米国ミズーリ州）で測定した。実験をすべての群について繰り返し行った。
【０１５８】
図２４Ａおよび２４Ｂに示す結果は、ＰＴＣはこれらの細胞からのＧＬＰ−１放出に対して大きな効果を有するが、媒体（負の制御またはＰＴＣ濃度０）はそうでないことを示す。これは、ＧＬＰ−１のような苦味リガンドをＧＬＰ−１の放出に効果的に用いることができることを示す。
【実施例１３】
【０１５９】
＜ＮＣＩ−Ｈ７１６細胞の内分泌細胞系列からのグルカゴン様ペプチド−１（ＧＬＰ−１）放出＞
考えられる各種リガンドにより誘導されるＧＬＰ−１の放出を試験するのにＮＣＩ−Ｈ７１６細胞の内分泌細胞系列を用いた。
【０１６０】
ＮＣＩ−Ｈ７１６細胞を、媒体（０．０１％ＤＭＳＯ）を指定濃度の候補リガンドとともに含有する無血清ＤＭＥ／Ｆ１２培地において培養した。培地における分泌活性ＧＬＰ−１をＧＬＰ−１  ＲＩＡキット（Ｌｉｎｃｏ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ、米国ミズーリ州）で測定した。結果を表２にまとめた。実験をすべての群について繰り返し行った。
［各種リガンドにより誘導されるＮＣＩ−Ｈ７１６細胞によるＧＬＰ−１放出］
【表２】
2013528661.tif 000010
【０１６１】
ＰＴＲＵ、エピガロカテキンおよび塩化ベルベリンは、苦味物質でもある例となる苦味物質受容体リガンドである。Ｈｏｐｓｔｅｉｎｅｒは苦味物質の組み合わせをもたらすリガンドの例となる組み合わせである。ニンジンは、多くの異なる成分を含む、苦味物質受容体リガンドの例となる組み合わせである。残ったリガンドは苦味物質ではない。表２に示す結果は、ＰＴＣ、酪酸塩、グリチルリチン酸、没食子酸エピガロカテキン、ハイパーフォリン、ベルベリン、コプチシン、硫化アリル、ホップ（Ｈｏｐｓｔｅｉｎｅｒ  ＢｅｔａＢｉｏ４５組成物）中のＢ酸、ロットレリン、エラグ酸およびエンベリンがそれぞれＮＣＩ−Ｈ７１６細胞、Ｌ細胞を表すモデル細胞系列からのＧＬＰ−１の放出を増加させることを示す。
【実施例１４】
【０１６２】
＜苦味物質受容体を提供する内分泌細胞および関連ホルモン＞
苦味物質受容体リガンドを提供することが予想される、または知られる例となる内分泌細胞を、それらの異なるＧＩ細胞のそれぞれに関連する特定の代謝ホルモンとともに、以下の表３に挙げる。
［腸内分泌細胞のタイプおよびそれらの分泌物］
【表３】
2013528661.tif 000011
略語：ＣＣＫ、コレシストキニン；ＧＩＰ、胃抑制ポリペプチド；ＧＬＰ、グルカゴン様ペプチド；ＰＹＹ、ペプチドＹＹ
Ｆｉｅｌｄ，  Ｂ．  Ｃ．  Ｔ．  ｅｔ  ａｌ．  Ｂｏｗｅｌｓ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｂｒａｉｎ：  ｇｕｔ  ｈｏｒｍｏｎｅｓ  ａｎｄ  ｏｂｅｓｉｔｙ  Ｎａｔ．Ｒｅｖ．Ｅｎｄｏｃｒｉｎａｌ，  ２０１０；  ６；  ４４４−４５３から。
【実施例１５】
【０１６３】
＜特定のリガンドのための補完分子の選択＞
所定のリガンドと結合する適当な補完分子を選択するため、リガンドは既存文献を参照して決められる最小分子量を有するサイズの分子と結合することができると予想される。当業者であれば、特定の分子量のＰＥＧは腸の管腔を離れる可能性が低いだろうことを知っている、または見出すことができるだろう。よって、それら特定の分子量のＰＥＧおよびより大きい分子量のＰＥＧは、ＧＩ苦味受容体に結合し、腸の管腔にわたって吸収されないことを目的としたリガンドと結合する補完分子に用いるものである。
【０１６４】
１つの態様では、当業者であれば、４００、１５００、４０００および１０，０００の分子量Ｍ（サブｒ）を試験し、特定の条件下で（小）研究対象集団の７〜３３％において分子量１０，０００のＰＥＧが腸から移動した（尿中に存在する）ことを示すＩＢＳ患者の（健康な患者と比較する）研究（Ｋｅｒｃｋｈｏｆｆｓ）を調べることができる。分子量１０，０００のＰＥＧが非ＩＢＳ患者において失われることは明らかではなく、その集合にとって低分子量が十分であり得ることを示すが、ＩＢＳおよび非ＩＢＳ群の両方にとって、より大きな分子量の補完ＰＥＧが好ましい可能性が高いだろう。
【０１６５】
従って、作用剤を腸に維持することを目的とした分子の分子量は、ここでは１０，０００以上の範囲であることが予想される。この場合、ＰＥＧか他のものかにかかわらず、結合分子、およびテザーは、ともに消化酵素または他の化学物質による分解ならびに胃および腸の作用に抵抗するものまたは耐えるものでなくてはならないと予想される。テザーは、作用剤の官能基化／結合に干渉しない／これを阻害しないように、作用剤と結合しなくてはならないだろう。セルロースまたはＰＥＧと付着することによる修飾はこの効果を達成すると予想される。
【０１６６】
要約すると、いくつかの実施形態では、個体のＧＩ管の細胞からの試験管内または生体内の代謝ホルモンの放出を調節するための苦味受容体リガンド、関連する作用剤、組み合わせ、組成物、方法およびシステムについて本明細書に記載する。
【０１６７】
上述した実施例は、当業者に、本開示の装置、デバイス、リガンド、作用剤、組成物、システムおよび方法の実施形態をどのように作成し、使用するかの完全な開示および説明を与えるために提供され、発明者らがそれらの開示とみなすものの範囲を限定することは意図しない。
【０１６８】
背景技術、概要、詳細な説明、および実施例に引用する各文献（特許、特許出願、雑誌記事、要約、実験室マニュアル、書籍、または他の開示を含む）の開示全体は、これにより本明細書に参照により組み入れる。本開示に引用するすべての参照文献は、各参照がその全開示を個別に参照により組み入れたように、参照により組み入れる。しかしながら、引用文献と本開示との間にいずれかの不一致が発生する場合、本開示を優先する。
【０１６９】
本明細書に用いる語および表現は、限定ではなく説明の語として用いられ、こうした語および表現の使用には、図示および説明される特徴のいずれの同等物またはその一部も除外するという意図はなく、請求される本開示の範囲内での各種変更が可能であることが認識される。よって、本開示は好適な実施形態、例となる実施形態および任意の特徴により具体的に開示したが、当業者は本明細書に開示した概念の変更および変形を行うことができ、こうした変更および変形は添付の特許請求の範囲により定義される本開示の範囲内であるとみなされることを理解すべきである。
【０１７０】
本明細書に用いる用語は、特定の実施形態を説明する目的のためのみのものであり、限定することを意図しないことも理解すべきである。本明細書および添付の特許請求の範囲に用いるように、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、内容に明らかな別の規定がない限り、複数指示物を含む。「複数」の語は、内容に明らかな別の規定がない限り、２つ以上の指示物を含む。別に定義されない限り、本明細書に用いるすべての技術的および科学的用語は、本開示の属する技術分野の通常の技術者の一人により一般的に理解されるものと同じ意味を有する。
【０１７１】
ここでマーカッシュ群または他の群化を用いる場合、群のすべての個別要素ならびに群のすべての組み合わせおよび考えられる部分組み合わせは、本開示に個別に含まれることを意図する。別の指示がない限り、本明細書において説明または例示される成分または材料のすべての組み合わせを用い、本開示を実施することができる。当業者であれば、過度の実験を行うことなく、本開示の実施に、具体的に例示したもの以外の方法、デバイス要素、および材料を用いることができることを理解するだろう。いずれかのこうした方法、デバイス要素、および材料のすべての周知の機能的同等物は本開示に含まれることを意図する。本明細書において範囲、例えば、温度範囲、周波数範囲、時間範囲、または組成範囲が与えられる場合、与えられる範囲に含まれるすべての中間範囲およびすべての部分範囲、ならびにすべての個別値は本開示に含まれることを意図する。本明細書に開示する範囲または群のいずれかの１つ以上の個別要素は、本開示の特許請求の範囲から除外することができる。本明細書に説明的に記載する本開示は適切には、本明細書に具体的に開示されていない、いずれの要素、限定もなしで実施することができる。
【０１７２】
本開示の多数の実施形態を記載した。本明細書に提供する特定の実施形態は本開示の有用な実施形態の例であり、本開示を本明細書に記載するデバイス、デバイス部品、方法ステップの多数の変形を用いて行うことができることは、当業者にとって明らかとなるだろう。当業者にとって明白となるように、方法および方法にとって有用なデバイスは、多数の任意の組成物ならびにプロセス要素およびステップを含むことができる。
【０１７３】
とくに、本開示の精神および範囲を逸脱することなく、各種変更を行うことができることが理解されるだろう。従って、他の実施形態は以下の特許請求の範囲内である。
【０１７４】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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