JP2000509964A - 成長ホルモン生物活性に対して増強作用を有する生物活性分子、特にペプチド - Google Patents
成長ホルモン生物活性に対して増強作用を有する生物活性分子、特にペプチドInfo
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Abstract
(57)【要約】
成長ホルモンGHの104位と113位との間の配列、もしくはそれと交叉反応性を有する相同性を持つ配列の全てもしくは一部を含むペプチド構造体が開示される。ペプチドフラグメントは、輸送体ペプチド及び/またはアジュバントに共有結合により結合されており、上記成長ホルモンの生物学的活性のインビボでの増強効果を有し得る。
Description
【発明の詳細な説明】
成長ホルモン生物活性に対して増強作用 を有する生物活性分子、特にペプチド
本発明は、ある種の輸送体ペプチド及び/又はある種のアジュバントに共有結
合によって結合されると、成長ホルモンGHの生物活性に対してインビボで増強
作用を誘起し得るペプチド型の生物活性分子に関する。
抗体によるGHの生物活性の増強、特に体細胞起源の活性の増強は、放射性サ
ルフェートの肋軟骨への取り込みの観測並びにスネル型の萎縮マウスにおけるG
Hによる体重増加に研究の基礎を置いたHolderほか(1980)によって初めて
観察された。
Holderほか(1985)及びAstonほか(1986及び1987)によってな
された同一パラメータに基づく3件の研究では、研究された抗体の内、大半がG
Hの生物活性に対して増強作用を有していたことが示された。Wallisほか(19
87)の研究によって抗GH抗体によるウシ成長ホルモンの体細胞起源の活性の
促進効果が確認された。これら後者の研究は、ウィスタ系統の下垂体切除ラット
の体重増加及びIGF−1(インシュリン様成長因子)の血漿レベルの測定に基
づくものであった。
特に、欧州特許出願第284406号(Coopers Animal Health Ltd.)は、成
長ホルモンの35位から53位まで並ぶ領域のアミノ酸残基の連続配列と一次構
造の相同性を有するペプチド又は交叉反応性ペプチドを開示しており、そのペプ
チドは脊椎動物の成長ホルモンの作用を増強させるために抗原組成物中に用いる
ことができる。Astonほかが開示した実験は、ヒツジより得られるときは血清の
形態か、あるいはモノクローナル抗体の形態の何れかでの抗体のインビボ投与か
らなり、そのホルモンで複合化された未変性の自然GHに対する、あるいはペプ
チドに対する抗体のこの受動投与が後者の生物活性を高める。成長ホルモンのペ
プチド35−53が能動免疫の枠組みにおいて用いることができることは実証さ
れていない。
増強抗体で行なわれた最近の研究は、GHだけで肝細胞に結合するならば、G
H−MAb複合体もしくは本発明に係るホルモンとモノクローナル増強抗体との
間で形成された複合体が類洞細胞(Kupffer細胞)に優先的に結合することを示
しているようである(Transほか(1994))。しかして、肝細胞におけるIGF−1
及びIGF BP3の合成(Massartほか(1993))は、類洞細胞における上記複合
体の作用によっても増強されるかもしれないことが推量される。
欧州特許出願第137234号(The Wellcome Foundation Limited)には、
成長ホルモンに対するある種の抗体が成長ホルモンの活性を増強し得ることが記
載されている一方、通常はかかる抗体はその作用を、少なくともインビボで、拮
抗させる傾向を有していることが知られている。また、このような抗体は、内因
性ホルモンの活性を増強し得るかもしれないある制限された特異性のポリクロー
ナル抗体がつくりだされるように、宿主動物を成長ホルモンの特異的フラグメン
トで「ワクチン接種」することによってインシトゥで産生され得る。
本発明にあっては、担体分子及び/又はアジュバントに連結した成長ホルモン
のある配列が脊椎動物における該ホルモンの活性を増強し得ることが知見された
。本発明のペプチドフラグメントの発見は、成長ホルモン、特にウシ成長ホルモ
ンに対する反応性が最も高いと思われるIgGクラスのモノクローナル抗体(M
Ab)の選択に最初は基づいた研究の結果である。上記MAbの精製後に4タイ
プが選択された。未成熟な下垂体切除ラットへのbGHの一回の注入によって誘
起された血漿IGF−1応答に対するこれら後者の効果がMassartほか(199
3)によって検定された。最後に、2H4と称される増強抗体によって認識され
るエピトープを同定することが可能で、該抗体は未変性成長ホルモンのαヘリッ
クスNo.3に位置するペプチド配列を特異的に認識し得る。
GHの一次、二次もしくは三次構造の詳細についてはScanes C.Gほか(199
5)に記述されているところに言及できる。
本発明の目的は、成長ホルモンGHを従来技術の方法よりも効果的でより永続
性のある方法で増強する手段を提供することにある。特に、本発明は、輸送体ペ
プチド及び/又はアジュバントに共有結合により結合させられると、成長ホルモ
ンの生物活性に対する増強効果をインビボで誘起し得るペプチドまたはハプテン
を提供する。
このような効果は、ワクチン接種型の能動免疫の結果であり、ハプテンの投与
が特異的な抗体のインビボでの産生を特に誘起する。
しかして、本発明は、成長ホルモンGHの103位から114位まで延びる配
列、あるいは該配列と免疫交叉反応を示すことを前提として該配列と相同性を有
するペプチドの一部もしくは全てを含んでなるペプチド構成体に関し、該ペプチ
ドフラグメントは輸送体ペプチド及び/又はアジュバントに共有結合によって結
合されており、上記成長ホルモンの生物学的活性に対してインビボでの増強効果
を誘起し得る。
このGH配列もしくは「GHペプチド」の正確な同定は、抗体−GH複合体の
投与への増強効果の要因であるある数の抗GHモノクローナル抗体を分析するこ
とによってなされる。このペプチドフラグメントは、GHから誘導されたそのペ
プチド配列はハプテン型の分子とも考えられるが、抗体2H4によって認識され
る。さらに、最も良好な増強効果を有する抗体のなかで、GHに対する2H4の
親和性は、他の抗体の親和性と比較して低いことが分かる。
本発明の好ましいペプチド構造によれば、成長ホルモンGHの上記配列が次の
配列:
GTSDRVYEKL
からなる。
さらに詳細には、GHの上記配列は、次の配列:
TSDRVYEKL
GTSDRVYEK
SDRVYEKL
TSDRVYEK
GTSDRVYE
から選択される。
これらの5種のペプチドは、Scanesほか(1995)において刊行された成長
ホルモンGHの領域105−113、104−112、106−113、105
−112、104−111にそれそれ対応し、標準的なペプチド合成法によって
得られる。
定義ではハプテンは非免疫原性であるので、本発明のペプチドは輸送体と共有
結合によって結合する。例を挙げると、そのような輸送体は、有利には、卵白ア
ルブミン、KLH(キーホールリンペットヘモシアニン:keyhole limpet hemocy
anin)もしくはアルブミンから由来するペプチド配列であり、より特定的には次
のペプチド:
卵白アルブミンの323−339;
Sinigagliaほかによって記載されているペプチドCS.T3の378−398、
379−398、378−397、378−396もしくは378−395;
呼吸器合胞体ウィルスのタンパク質1Aの45−60;
B型肝炎のゲノムRNAを包摂するタンパク質の120−140;
である。
これらの配列は、「GHペプチド」のカルボキシルもしくはアミノ末端に共有結
合によって結合している。
本発明のペプチドフラグメントは、上述の輸送体分子は別に、MDPのようなペ
プチドまたはその誘導体に結合したN−アセチル−ムラミル(MAP)型のアジ
ュバントに共有結合によって結合し得る。
本発明に係るペプチドフラグメントの好適な実施態様では、アジュバントは、
ムラミル−ジペプチド(MDP)または例えばMDP−リジン、Lys(NH2
)−D−isoGlu−L−Ala−NMc−Nurのようなその誘導体の一つ
である。
ついで、MDP誘導体は、欧州特許第89290号に記載されたものとほぼ同
様に、「GHペプチド」と輸送体からなるペプチドのカルボキシル末端に共有結合
によって結合させられる。
また、本発明に係るペプチドフラグメントは、MDPもしくはその誘導体を有
しあるいは有しないでT−依存性であることが知られもしくは推量される配列に
結合するか、あるいはリポソーム中に結合しもしくは含まれる。このフラグメン
トは、水性もしくは油性媒体中に含めて、経口によって、皮下、筋肉内もしくは
経粘膜間注射の形態で、「ペレット」(製品を含む生物分解性ポリマー)によって
、
そしてマイクロポンプによる分散システムの埋め込みによって、投与され得る。
PAO単独あるいはレシチンと組合せたPAO(欧州特許第445710号)、A
l(OH)3と組合せたHBW538(DRUGS.EXP.CLIN.RES
.17(9)1991,445−450)またはZn(OH)2のような他のア
ジュバントが輸送体GHペプチドと共有結合によってあるいはそれ以外で結合し
得る。
最後に、もちろん、増強効果に影響を与えないようにして、本発明に係る幾つ
かのペプチドフラグメントを同じ輸送体分子に結合させてもよい。
「GHペプチド」もしくは輸送体ペプチドに結合したGHペプチドは、例えば
メリフィールド法のような当業者に知られた方法によって、化学的に合成するこ
とができる。
能動免疫を意味するようなアプローチ法は、抗体の投与に比較して多くの利点
を有する手順である。実際、ワクチン接種のような能動免疫により永続性のある
効果が得られるのに対し、抗体の投与は一過性の効果を有するのみである;加え
て、ペプチドの生産は抗体もしくは未変性のGHの生産に比べて顕著に安価であ
る。
本発明の枠組みにまた含まれるものは、好ましくはペプチド輸送体に結合され
る、本発明に係る「GHペプチド」をコードするヌクレオチド配列を含む組換え
核酸である。このような組換え核酸は:
− 原核生物もしくは真核生物の細胞を形質移入し、それらに上記ペプチドをイ
ンビトロで産生させるためか、
− あるいは、GHを増強する医薬の活性成分として、用いることができ;つい
でペプチドが、Wang,Bほか(1993)に記載されているものと同様の機構に
よってインビボで産生される。
また、本発明は、上述のペプチドフラグメントもしくは組換え核酸を含む免疫
原性組成物に関する。
上述のペプチドに結合しようとしまいと、アジュバントをそのような組成物に
加えることができる。本発明に係る組成物は、有利には、動物、特に牛、羊、豚
及び他の脊椎動物(魚、有袋動物、人間…)の成長及び/又は泌乳を刺激するた
めに用いることができる。例えば食品添加物の形態での経口投与、または直腸、
皮下、筋肉内もしくは経粘膜間投与、もしくは「ペレット」及びマイクロポンプ
システムによるものを意図し得る;特に、リポソームを、輸送体及びアジュバン
トに結合しあるいは結合しないGHペプチドを含む組成物においてベクターとし
て用いることができる。
動物において成長もしくは泌乳の促進効果を得るには、組成物は、本発明のペ
プチドがkg当たり0.01μgないし10μgの濃度で投与がなされるように
処方される。
本発明のペプチド及び組成物は、ヒトの場合は、内因性成長ホルモンの欠乏か
ら生じるものであれ、該成長ホルモンの代謝妨害により生じるものであれ、成長
障害に対する医薬の製造に用いることができる。これらの組成物の処方は上述の
ものと同様である。
限定するものではないが、以下に示す実施例と図面は、特に他の成長促進物質
と比較して、本発明のペプチド構成体の特に有利な効果を示すものである。詳細な説明
1)「 GHペプチド」の配列の決定
予備段階では、bGHに対する異なったモノクローナル抗体のなかから、それ
に対するある種の親和性を示すものを選択することが必要であった。これらのも
のが、ホルモンの生物学的活性に正の形であれ負の形であれ最も干渉しそうであ
ると思われた。
これらの抗体を取得するために、Holmdahlほか(1985)及びMirzaほか(
1987)によって記述された特異的モノクローナル抗体の取得を可能にする迅
速免疫化法が用いられた。用いた抗原はbGHであった。
得られた抗体は、
− アイソタイプ
− ヨウ素125で標識されたbGHとのRIAでの反応性
− ELISAでの反応性(加算性滴定、捕獲)
− ウェスタンブロットにおける反応性
に関して特性化された。
ついで抗体はBruckほか(1982)によって記述された方法によって腹水か
ら精製され、精製が終了したところで、得られた抗体の溶液をSDSでの変性ゲ
ル(PHAST SYSTEM)でミニ電気泳動の対象とした。この操作の目的は免疫グロブ
リンの分離を調べることである。
溶液中においてbGHとの免疫複合体の高濃度を生成する精製MAbの容量は
、Massartによって特に記載された方法により決定された。この反応性は、PE
G(ポリエチレングリコール)の存在下での沈殿の条件でI125で標識したbGH
との複合体を形成する抗体の容量によって測定した。
これにより、所望の反応性を提供し、2H4と称される抗体が選択でき、bG
Hに対する親和性に関しての研究が可能になった。この抗体の物理化学的特性の
結果はS.Massartの論文及び以下の表1に示されている。
S: 培養上清
A: 腹水流体
(A): 培養上清ではなく希釈腹水流体から決定されたアイソタイプ
++: 中程度の沈殿
+++: 濃い沈殿
++++: 非常に濃い沈殿
反応性滴定: 腹水流体のMAbの滴定(0.200(1)から2,000(1
0)までの範囲で観測されたO.D.値を表す)
ELISA捕獲:プラスチックに吸着された抗体の助けでのビオチン化bGHの
捕獲(観測された最大O.D.を示す抗体の希釈数を表す)
b)抗体2H4によって認識されるエピトープのマッピング:
上述の手順により、BeattieとHolder(1994)によって特に実施されたエ
ピトープマッピングの研究によりMAb 2H4のエピトープの決定が可能にな
る。オクタペプチド群が合成され、モノクローナル抗体と反応させられた。抗体
に結合するペプチドは分光計によって同定された。抗体−ペプチド複合体の分子
量はペプチドだけの分子量より明らかに高い。
また、抗体の結合部位はGH構造のペプチド104−113であったことが証
明された。
この領域104−113はGHのαヘリックスNo.3に配置されており、G
Hのこの領域は、そのヘリックスのペプチドが弱いラジオレセプタ活性を示すと
いう事実からほとんど研究されていない(Scanesほか、1995年編)。しかし
ながら、この領域のペプチドが著しい成長促進活性を示し、αヘッリクスNo.
3がまたGH結合タンパク(GHBP)の第2の結合部位の領域であることが知
られている。実は、GHがその肝性レセプタと結合するには、Fuh(1992)
(Science,256,1677−1678)のモデルによる成長促進効果を誘発
するために、2つのGHBPとの二量体をそれが構成することが必要である。G
HもしくはGHBPのこの二量化がないと、拮抗作用がなく、よって成長促進効
果が得られない。したがって、増強抗体が結合部位でのこのGHBP結合を容易
にしあるいは変性させるものと思われ、これが「GHペプチド」の有利な効果の
説明になると思われる。実施例
本発明の範囲において実現されたインビボでの実験は、1バッチ当たり5ラッ
トを用い、ウィスタ系統の下垂体切除メスラットでの19バッチで行なった。こ
れらの動物は4週間の年齢で下垂体切除され、ついで1週間の間観察された。さ
らに1週間観察している間に、動物の体重を測定し、7週後に5グラムを越える
体重増加をみた動物は除去された。実は、これらの動物の下垂体切除は不完全で
あると思われた。したがって、これらの動物は本実験の枠組みにおいて使用する
には適切ではない。
選択した各々の動物は、T4甲状腺ホルモンとコルチゾンの置換治療を受ける
。これらのホルモンは、コルチゾンについては、体重100gにつき50μgの
割合で、T4については体重100gにつき1μgの割合で皮下経由で毎日投与
される。通常、これらのホルモンの注射後、僅かな体重増加が観察される。1週
間の間ホルモンの追加治療が行なわれ、その間毎日体重を測定する。しかして、
これらの動物は、欧州特許第284406号に記載されているGHペプチドの場
合における配列35−53もしくは配列104−113を持つ異なったペプチド
構造であるいはそれらなしでインキュベートされたbGHの体細胞起源の活性の
比較評価での使用に適する。
50日をかけて実施されたこの評価の過程で、体重増加とIGF−1のレベル
によって、GHのペプチド35−53と比較してペプチド104−113に対す
る抗体を備えた複合体の形態で投与されたブタGHのホルモン活性における向上
を測定する試みがなされた。
ペプチド104−113を、ペプチド由来の異なった担体分子に結合させて以
下に記載するペプチド構造を形成することによって免疫原性とし、それをついで
種々の由来のアジュバント、特にはMDPから誘導されたペプチド、鉱油、細菌
由来の生成物もしくは種々の水酸化物に結合され、あるいは結合させないで、個
体に注射した。この組成物は、kg(ラット重量)当たり組成物0.01μgな
いし10μgで上述のペプチド構成体を含んでなる形態で注射された。
併行して、同様に下垂体切除された対照ラットが、正常な免疫グロブリンの存
在下(否定の対照体)、もしくはGHのペプチド35−53に対する抗体の存在下
(仮想の正の対照体)でkg当たり0.01μgないし10μgの濃度でブタG
Hの注射を受けた。
2つの免疫原(35−53−OVA及び35−53−SRIF)が、下垂体切
除ウィスタラットにおけるGHの活性を増大させ得る抗体を産生するために有効
であるとして欧州特許出願第284406号に記載されている。本実験において
は、GHのペプチド35−53がペプチド104−113の場合と同じ結合タイ
プの共有結合によって免疫原性化された。
そして、免疫原104−113−OVA、104−113−LysMDP、1
04−113−SRIF、104−113−SRIF−LysMDPを、ペプチ
ド104−113をペプチド35−53によって置き換えた以外は同じ型の接合
体(輸送体分子もしくはアジュバント)を持つ免疫原と比較した。
OVAとSRIFの結合に用いられる方法は、欧州特許出願第284406号
に記載されているものであり得る。また、LysMDPへの結合は欧州特許第8
9290号においてCarelliほかによって記載された方法にしたがって行なわれ
得る。
欧州特許出願第284406号に記載された方法にしたがって、同様に抗ペプ
チド及び抗GH抗体の検出を行なった。
D−1、D−15、D−40の日に皮下注射を行なって、D−1、D−7、D
−21、D−45に血液を採取し、D−50に最終の血液採取を行なった。バッチの説明
:
バッチ1: PBS(否定対照体)
バッチ2: CFA(完全なフロイントアジュバント、第2の否定対照体)
バッチ3: IFA(不完全なフロイントアジュバント、第3の否定対照体)
バッチ4: PBS+OVAと結合した104−113
バッチ5: ACF+OVAと結合した104−113
バッチ6: PBS+OVAと結合した35−53
バッチ7: ACF+OVAと結合した35−53
バッチ8: PBS+SRIFと結合した104−113
バッチ9: ACF+SRIFと結合した104−113
バッチ10: PBS+SRIFと結合した35−53
バッチ11: ACF+SRIFと結合した35−53
バッチ12: PBS+MDPLysと結合した104−113
バッチ13: PBS+MDPLysと結合した35−53
バッチ14: PBS+SRIFと結合し
MDPLysと結合した104−113
バッチ15: PBS+SRIFと結合し
MDPLysと結合した35−53
バッチ16: IFA+MDPLysと結合した104−113
バッチ17: IFA+MDPLysと結合した35−53
バッチ18: IFA+SRIFと結合し
MDPLysと結合した104−113
バッチ19: IFA+SRIFと結合し
MDPLysと結合した35−53
− Massart(1989)の27及び34頁に記載された方法による増強抗体の
誘起、
− 抗ペプチド抗体の誘発並びに未変性GHを認識する抗ペプチド抗体の割合、
− 重さの変化
− 血漿IGF−1のレベル
に関して異なったバッチ間で比較を行なった。
全てのバッチで個体の重さを測定した後、処理の最後に、IGF−1レベルを
決定するために麻酔剤なしに斬頭によって動物を犠牲にし、異なる実験グループ
の体重変化とIGF−1応答を異なったバッチ間で比較した。
IGF−1レベルを決定するために、主血管からの血液をガラス管に収集した
。血液を凝結させた後(4℃で2時間)、試料を遠心分離し、血清を−20℃で貯
蔵した。
ついで、Renavilleほか(1993)の444頁に記載された方法にしたがっ
てIGF−1を抽出した。この方法によるIGF−1の回収割合は93%であり
;結合タンパク質の99%を超えるものが除去された。このようにして抽出され
たIGF−1はRab2抗血清を用いて(Renavilleほか(1993))放射免疫アッ
セイで検定された。
先ず、体重増加とIGF−1応答の間に緊密な相関関係が現実に存在するので
、2つのタイプの結果の間に存在する類似性に気づく。
実は、100μg/ラットの投与量で、bGHは60ng/mlの平均IGF
レベルを誘起する。この値は対照の下垂体切除動物におけるベースラインレベル
より8倍高い。
この実験の結果は、GHペプチドを持つペプチド構造体がホルモンの活性の増
強を誘起することを示している。この増強は、bGHのみが注射された動物のの
ものよりも高いIGF−1の取得濃度に反映されている。
また、この実験の結果は、未変性ホルモン(GH)を認識する循環抗体のレベ
ルと免疫化ラットの体重増加との間に相関関係が存在することを示している。特
に、OVAに結合されたか、CFAの存在下で注射されたペプチド並びにMDP
Lysに直接結合され、PBSで注射されたものを受けるバッチは他のバッチか
ら明らかに区別される。したがって、OVAは、SRIFbSMDPLysに結
合されるときでも、SRIFよりもより良好な輸送体である。
ペプチドのMDPLysへの直接結合は、IFAよりむしろPBSで投与され
るときに良好な結果を示す。また、ペプチド35−53を受け入れるバッチでは
、バッチ7がバッチ13と17よりも優れた結果を示すが、バッチ5と12ほど
は良くないことに留意すべきである。文献
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─────────────────────────────────────────────────────
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(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
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(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
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,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,
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Z,UG),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD
,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ
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E,HU,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR
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MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,P
L,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK
,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US,UZ,
VN
(72)発明者 ルナヴィル,ロベール
ベルギー国 B―5030 ジョンブルー,リ
ュ・ドゥ・モア,18
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1. 成長ホルモンGHの104位から113位までの配列、または免疫学的交 叉反応を示す該配列と相同性を有する配列の全てもしくは一部を含んでなり、輸 送体ペプチド及び/又はアジュバントに共有結合によって結合し、上記成長ホル モンの生物学的活性について増強効果を有するペプチド構造体。 2. アミノ酸配列が、次の配列: TSDRVYEKL GTSDRVYEK SDRVYEKL TSDRVYEK GTSDRVYE から選択されることを特徴とする請求項1記載のペプチド構造体。 3. 輸送体ペプチドが、次の配列: 卵白アルブミンの323−339; CS.T3ペプチドの378−398、379−398、378−397 、378−396もしくは378−395; 呼吸器合胞体ウィルスのA1タンパク質の45−60; B型肝炎のゲノムRNAを包摂するタンパク質の120−140 を持つペプチドから選択されることを特徴とする請求項1または2に記載のペプ チド構造体。 4. アジュバントが、フラグメントのカルボキシル末端に共有結合により結合 していてもよい、ムラミル−ジペプチド(MDP)またはMDP−リジン等のそ の誘導体の一つであることを特徴とする請求項1ないし3の何れか1項に記載の ペプチド構造体。 5. 請求項1ないし3の何れか1項に記載のペプチドをコードするヌクレオチ ド配列を含む組換え核酸。 6. 請求項1ないし4の何れか1項に記載のペプチド構造体を含む組成物。 7. 食品添加物の製造における請求項6記載の組成物の使用。 8. 組成物がリポソームの形態で処方されていることを特徴とする請求項7記 載の使用。 9. 食品添加物が、該食品添加物を消化する脊椎動物の成長及び泌乳の刺激を 可能にすることを特徴とする請求項7又は8記載の使用。 10. 脊椎動物の能動免疫を意図した組成物の製造への、請求項5記載の組換 え核酸の使用。
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