マウスレプチンのパシル化は、血漿半減期の拡大につながり、in vivoの有効性が向上しました

レプチンは、エネルギーの恒常性と食欲の制御において中心的な役割を果たしているため、体内の非常に短い循環のために、その限られた薬理学的活動にもかかわらず、治療アプローチに注目を集めています。薬物送達を改善し、血漿半減期を延長するために、マウスレプチンを最大600残基のPRO/ALA/SER（PAS）ポリペプチドと融合しました。ポリエチレングリコール（PEG）と同様の方法で。変更されていないレプチンと比較して、サイズの除外クロマトグラフィーと動的光散乱により、見かけのサイズが約21倍増加し、PAS（600） - レプチンの約18 nmの分子径がはるかに大きいことが明らかになりました。すべてのパシル化レプチンバージョンの高い受容体結合活性は、バイオコア測定と細胞ベースのデュアルルシフェラーゼアッセイで確認されました。マウスの薬物動態研究により、IP注射後のプラズマ半減期が非常に長く、未修飾レプチンの26分からPAS（600）融合の19.6時間までが明らかになりました。各レプチンバージョンの等モル用量の単一のIP注射後、in vivo活性が調査されました。PAS（600） - レプチンについては、視床下部STAT3の視床下部STAT3のリン酸化が大幅に増加し、長期にわたって検出されました。また、毎日の食物摂取量の減少が最大60％減少し、5日以上続く体重が10％以上の減少が観察されましたが、修正されていないレプチンは1日間単に有効でした。特に、パシル化されたスーパーアクティブマウスレプチン拮抗薬（SMLA）の適用により、反対の効果が発生しました。したがって、パシル化レプチンは、in vivoでの生理学的役割を研究するための有望な試薬を提供するだけでなく、臨床療法の優れた薬物候補を提供する可能性もあります。

Leptin plays a central role in the control of energy homeostasis and appetite and, thus, has attracted attention for therapeutic approaches in spite of its limited pharmacological activity owing to the very short circulation in the body. To improve drug delivery and prolong plasma half-life, we have fused murine leptin with Pro/Ala/Ser (PAS) polypeptides of up to 600 residues, which adopt random coil conformation with expanded hydrodynamic volume in solution and, consequently, retard kidney filtration in a similar manner as polyethylene glycol (PEG). Relative to unmodified leptin, size exclusion chromatography and dynamic light scattering revealed an approximately 21-fold increase in apparent size and a much larger molecular diameter of around 18 nm for PAS(600)-leptin. High receptor-binding activity for all PASylated leptin versions was confirmed in BIAcore measurements and cell-based dual-luciferase assays. Pharmacokinetic studies in mice revealed a much extended plasma half-life after ip injection, from 26 min for the unmodified leptin to 19.6 h for the PAS(600) fusion. In vivo activity was investigated after single ip injection of equimolar doses of each leptin version. Strongly increased and prolonged hypothalamic STAT3 phosphorylation was detected for PAS(600)-leptin. Also, a reduction in daily food intake by up to 60% as well as loss in body weight of >10% lasting for >5 days was observed, whereas unmodified leptin was merely effective for 1 day. Notably, application of a PASylated superactive mouse leptin antagonist (SMLA) led to the opposite effects. Thus, PASylated leptin not only provides a promising reagent to study its physiological role in vivo but also may offer a superior drug candidate for clinical therapy.