JP2001233773A - 抗ウイルス剤 - Google Patents

抗ウイルス剤

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Takashi Terabayashi
隆志 寺林
Minoru Morita
稔 森田
Masaki Ueno
正樹 上野
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Toko Yakuhin Kogyo KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウイルスの抗原決定基の変異による治療の困
難性、副作用、投与量、又は耐性株の出現等の、従来の
抗ウイルス剤に関する問題点を解決する優れた抗ウイル
ス剤を提供する。 【解決手段】 ウイルス受容体の被認識部位を含む糖鎖
を持つスフィンゴ糖脂質を有効成分とする抗ウイルス
剤。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、抗ウイルス剤に関
し、詳しくはスフィンゴ糖脂質を有効成分とする抗イン
フルエンザウイルス剤及び抗エイズウイルス剤に関す
る。
【0002】
【従来の技術】ウイルス性疾患に対する抗ウイルス剤の
研究開発は、ウイルスの細胞への吸着、侵入、脱殻(特
にレトロ・ウイルスでは逆転写、組み込み)、核酸の転
写、複製、タンパク質合成と修復、粒子形成、放出とい
ったウイルスの増殖サイクルのいずれかのステップを阻
害することを基本として行われている。
【0003】インフルエンザウイルスは増殖メカニズム
の解明が進んだウイルスの1つである。インフルエンザ
ウイルスの外套膜には2種類のスパイク糖タンパク質
(ヘマグルチニン、シアリダーゼ)が存在する。ヘマグ
ルチニン(以下、HAと称する)は宿主細胞膜の受容体
(シアル酸を含む糖タンパク質や糖脂質)に結合する上
で必須である。シアリダーゼ(以下、NAと称する)は
受容体破壊酵素であり、宿主受容体からシアル酸を遊離
し、受容体を破壊する。このようにHA,NAはウイル
スの感染、及びウイルスの宿主細胞からの出芽に重要な
役割を果たしている。一方で、これらのタンパク質はイ
ンフルエンザウイルスの抗原性を支配し、それぞれのタ
ンパク質で容易に起こる抗原決定基(エピトープ)の変
異が免疫に基づくインフルエンザの感染予防及び治療を
困難なものにしている。
【0004】HAは宿主細胞の受容体上のシアル酸を含
む糖鎖(シアリル糖鎖)を認識し結合する。Suzukiら
は、Virology,189,121-131(1992)でA型インフルエン
ザウイルスのHAのシアリル糖鎖に対する認識性の強さ
は、シアリルラクト系I型およびII型糖鎖>シアリルガ
ングリオシド系糖鎖>ヘマトシド系糖鎖であることを示
した。ガングリオシドはシアル酸を含有するスフィンゴ
糖脂質の総称であり、インフルエンザウイルスの受容体
である可能性がある。ガングリオシドを外部から培養細
胞に添加すると、溶液内でミセルの状態で存在していた
ガングリオシドは、セラミドを介して細胞膜、その後エ
ンドサイトーシスにより細胞内に取り込まれる。取り込
まれたガングリオシドは一部は代謝されるが、残りはエ
クソサイトーシスによりそのままの形で細胞膜に戻され
る。
【0005】抗インフルエンザウイルス剤であるアマン
タジンは、インフルエンザウイルスの脱殻を阻止する薬
剤である。しかし、A型インフルエンザウイルスのみに
有効で、発熱期間を1〜2日短縮する程度の効果しかな
い。また、不眠や妄想などの副作用が出ることもあり、
使用量に制限があり、また、耐性株が出現しやすいとい
う問題点もある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ウイルスの
抗原決定基の変異による治療の困難性、副作用、投与量
の制限、又は耐性株の出現等の、従来の抗ウイルス剤に
関する問題点を解決する優れた抗ウイルス剤を提供する
ことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、ウイルス受容
体の被認識部位を含む糖鎖を持つスフィンゴ糖脂質を有
効成分とする抗ウイルス剤である。また、本発明は、ガ
ングリオシドGM4、ガングリオシドGM3、ガングリ
オシドGD1a、シアリルパラグロボンドを含む群から
選択されたガングリオシドを有効成分とする抗インフル
エンザウイルス剤。さらに、ガングリオシドGM4、ガ
ングリオシドGM3、ガングリオシドGD3、シアリル
パラグロボンド、スルファチドを含む群から選択された
スフィンゴ糖脂質を有効成分とする抗HIV−1(エイ
ズ)ウイルス剤である。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明では、抗ウイルス剤には、
ウイルス受容体の被認識部位を含む糖鎖を持つスフィン
ゴ糖脂質が有効成分として含有されている。抗インフル
エンザウイルス剤としては、インフルエンザウイルスH
Aが認識する糖鎖を持つスフィンゴ糖脂質が用いられ
る。糖脂質としては、例えば、ガングリオシドGM4
(I3NeuAc-GalCer、以下GM4とする)、ガングリオ
シドGM3(II3NeuAc-LacCer、以下GM3とする)、
ガングリオシドGD1a(IV3NeuAc,II3NeuAcα-Gg4Ce
r、以下GD1aとする)、シアリルパラグロドンド(I
V3NeuAc-nLc4Cer、以下SPGとする)等のガングリオ
シドが挙げられる。好ましくは、糖鎖の非還元末端側に
シアリルラクトサミン(NeuAcα2-3Galβ1-4GlcNAc)構
造を持つSPGが用いられる。ここにおいて、使用され
ているガングリオシドの略号はSvennerholm(J.Neuroc
hem.,10(1963)613−623)及びIUPAC−IUB
Lipids,12(1963)613−623)の命名法に従ったもの
である。
【0009】本発明のガングリオシドを有効成分とする
抗インフルエンザウイルス剤は、ウイルス被感染細胞
に、ウイルス感染前、感染と同時及び感染後のいずれに
投与しても効果を示すが、感染操作後に投与した時によ
り強い抗ウイルス活性を示す。これは、ガングリオシド
がウイルスの結合を競争的に阻害していることと、エン
ドサイトーシスによりウイルス感染細胞内に取り込ま
れ、細胞内のウイルスに対して抗ウイルス効果を示すこ
とのためである。
【0010】SPGをラクトン化(NeuAcl→2Galラク
トン結合形成)したSPGラクトンもSPGとほぼ同じ
抗インフルエンザウイルス活性を示した。
【0011】SPGはアマンタジンの抗ウイルス活性を
高めることもでき、例えば、アマンタジンが100μMで
示す抗ウイルス活性を1μMのSPGを添加するだけで
約1000倍に増強させた。
【0012】SPGと同じ非還元末端にシアリルラクト
サミン構造の糖鎖を含む分子量がSPGの約50倍の約4
8,400であるフェチュインはウシ胎仔血清由来の糖タン
パク質で、感染操作時に添加すると良好な抗ウイルス活
性を示す。フェチュインは、細胞外部でウイルスと結合
し、ウイルスが細胞に感染することを阻害するものであ
る。
【0013】ガングリオシドの水溶液中の臨界ミセル濃
度は約10-8Mであるので、0.1〜1000μMの濃度で使用
する場合、ガングリオシドはミセルを形成している。ウ
イルス感染と同時にガングリシドを添加した場合に、感
染後にガングリシドを添加した場合と比べて弱い抗ウイ
ルス活性を示すが、これは形成されたガングリオシドの
ミセル表面に現れたシアリル糖鎖にウイルスが結合した
結果、ガングリオシドのミセルがフェチュイン同様な機
能を持ちウイルスの細胞感染を防ぐことを示唆してい
る。
【0014】本発明で、抗HIV−1(エイズ)ウイル
ス剤として用いられる糖脂質としては、例えば、GM
4,GM3,SPG,ガングリオシドGD3(II3(NeuA
c)2-LacCer、以下GD3とする)、スルファチド(I3S
O3-GalCer、以下Sulとする)等のガングリオシドが
挙げられる。好ましくは、Sulが用いられる。Sul
はマクロファージ指向性IIIb株及びT細胞指向性SF1
62株のいずれにも強い抑制効果を示した。IIIb株を感
染させたグリオーマ細胞NR2において、100μMのS
ulは蛍光抗体法によりHIV−1抗原陽性細胞数をコ
ントロールに比較して約1/15に減少させることが示さ
れた。
【0015】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。しかし、これらの実施例は本発明の実施態様を具体
的に説明するものであり、本発明の範囲を限定するもの
ではない。
【0016】実施例1 ガングリオシドGM4,GM3,GD3,及びGD1
a、並びに、Sulはミンククジラ脳から抽出した総脂
質画分を陰イオン交換樹脂Q−セファロースとシリカゲ
ルを担体として用いたカラムクロマトグラフィーの組み
合わせにより単離し、精製した。SPGは、ヒト赤血球
膜から抽出した総脂質画分を陰イオン交換樹脂Q−セフ
ァロースとシリカゲルを担体として用いたカラムクロマ
トグラフィーの組み合わせにより単離し、精製した。
【0017】実施例2 マイクロプレート上で37℃、5%CO2の条件下で培養
したMDCK細胞(イヌ腎上皮細胞)モノレーヤーに、
10倍希釈法で調整したインフルエンザウイルスA/PR
/8/34(H11)株を加え1時間インキュベートして
感染させた。実施例1で精製されたスフィンゴ糖脂質の
うちGM4,GM3,GD3,GD1a及びSPGのガ
ングリオシドを、0.1〜100μMの範囲で加えた。ガング
リオシドは感染操作前、感染操作時、及び感染操作後に
添加した。標準試料としてシグマ・アルドリッチから購
入したアマンダジンクロライド(AMD)を使用した。
ウイルス感染の有無は、細胞変性効果(CPE)で確認
した。その結果を表1に示す。抗ウイルス活性の強さは
SPG>GD1a>GM4≧AMD≧GM3であった。
SPGは0.1μM以上で抗インフルエンザウイルス活性
を示し、100μMではAMDの1000倍の活性を示した。
【0018】
【表1】
【0019】実施例3 ガングリオシドとして実施例1で精製されたSPGを用
い、添加を感染操作後のみに限定した以外は、実施例2
と同じ条件で抗ウイルス活性をCPEを調べたところ、
SPG濃度が100μMの場合には、10-3.5TCID50/ml
を示した。
【0020】実施例4 実施例1で精製された1μMのSPGと100μMのAM
Dを同時に用い、その他の条件は、実施例2と同じ条件
で抗ウイルス活性を調べたところ、10-1.0 以下TCID
50/mlであった。
【0021】実施例5 実施例1で精製されたSPGを氷酢酸中で、37℃、48時
間インキュベートして、シリカゲルカラムで単離したS
PGラクトンを実施例2と同じ条件で添加して、抗ウイ
ルス活性を調べたところ、同じ濃度のSPGを添加した
時と同じウイルス抑制を示した。
【0022】実施例6 ガングリオシドの代わりに100μM(シアル酸量とし
て)フェチュイン(シグマ・アルドリッチから購入)を
用い、その他は実施例2と同じ条件で抗ウイルス活性を
調べた結果、フェチュインを加えなかったときの10-6.5
TCID50/mlから10-1.0 以下TCID50/mlになった。
しかし、添加を感染後に限定したものは10-5.5TCID
50/mlであった。
【0023】実施例7 グリオーマ細胞NR2にCD4を発現させ、さらにケモ
カインレセプターCXCR4を発現させた細胞(NR2
/CD4/CXCR4)に、HIV−1株であるIIIb
株を感染させた後に、実施例1で精製されたSulを10
0μM添加した。蛍光抗体法でHIV−1抗原陽性細胞
数を観察したところ、抗原陽性細胞の割合は、Sulを
添加しない42.0%から2.8%となった。
【0024】実施例8 グリオーマ細胞NR2にCD4を発現させ、さらにケモ
カインレセプターCCR5を発現させた細胞(NR2/
CD4/CCR5)に、HIV−1株であるSF162を
感染させた後に、実施例1で精製されたSulを100μ
M添加した。蛍光抗体法でHIV−1抗原陽性細胞数を
観察したところ、抗原陽性細胞の割合は、Sulを添加
しない12.7%から9.6%となった。
【0025】
【発明の効果】インフルエンザウイルスのHAの糖鎖認
識部位のアミノ酸配列はよく保存されており、糖鎖認識
性に大きな変化はないことから、本発明のガングリオシ
ドを含む抗インフルエンザウイルス剤は、どのような亜
型ウイルスに対しても感染阻止効果のある薬剤となる可
能性がある。また、既存の抗インフルエンザウイルス剤
と併用することにより、相乗効果により抗ウイルス効果
を高め、薬剤使用量の少量化を可能にし、薬剤の副作用
の軽減と耐性株の対処に有効である。特にSPGはどの
ような亜型ウイルスに対しても阻止効果のある薬剤とな
ることが期待できる。
【0026】本発明のウイルス受容体の被認識部位を細
胞内に取り込ませるという抗ウイルス剤は、インフルエ
ンザだけでなくエイズを初めとする多くのウイルス感染
症に広く応用できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上野 正樹 神奈川県相模原市北里1丁目15番1号 北 里大学内 Fターム(参考) 4C084 AA16 NA01 ZB332 4C086 AA01 AA02 DA42 MA01 NA01 ZB33

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ウイルス受容体の被認識部位を含む糖鎖
    を持つスフィンゴ糖脂質を有効成分とする抗ウイルス
    剤。
  2. 【請求項2】 ウイルスがA型インフルエンザウイルス
    であり、スフィンゴ糖脂質がガングリオシドGM4、ガ
    ングリオシドGM3、ガングリオシドGD1a、シアリ
    ルパラグロボンドを含む群から選択されたガングリオシ
    ドである請求項1記載の抗ウイルス剤。
  3. 【請求項3】 ガングリオシドがラクトン化されたもの
    である請求項2記載の抗ウイルス剤。
  4. 【請求項4】 アマンタジンと、ガングリオシドGM
    4、ガングリオシドGM3、ガングリオシドGD1a、
    シアリルパラグロボンドを含む群から選択されたガング
    リオシドとを含む抗インフルエンザウイルス剤。
  5. 【請求項5】 フェチュインと、ガングリオシドGM
    4、ガングリオシドGM3、ガングリオシドGD1a、
    シアリルパラグロボンドを含む群から選択されたガング
    リオシドとを含む抗インフルエンザウイルス剤。
  6. 【請求項6】 ウイルスがHIV−1ウイルスであり、
    スフィンゴ糖脂質がガングリオシドGM4、ガングリオ
    シドGM3、ガングリオシドGD3、シアリルパラグロ
    ボンド、スルファチドを含む群から選択されたものであ
    る請求項1記載の抗ウイルス剤。
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