【発明の詳細な説明】
インビボで血管形成を調節することができるプラスミノーゲンのクリングルドメ
イン1−5発明の分野
本発明は、新規の内皮細胞増殖インヒビターに関する。このインヒビターは、
血管形成関連疾患の阻害および血管形成プロ七スの調節において極めて強力であ
る。さらに本発明は、本発明のインヒビターを血管形成性疾患を有するヒトまた
は動物に投与することにより、これらを治療する方法に関する。背景
本明細書において用語「血管形成」は、組織または臓器への新しい血管の形成
を意味し、内皮細胞増殖が関与する。正常な生理学的条件下では、ヒトまたは動
物は非常に特異的な限定された状況でのみ血管形成をする。例えば血管形成は通
常、創傷治癒、胎児および胚成長、黄体、子宮内膜、および胎盤の形成で観察さ
れる。用語「内皮細胞」は、漿液腔、リンパ管、および血管の内側をおおう平面
的な上皮細胞の薄い層を意味する。
制御された血管形成と制御されていない血管形成の両方も、同様の方法で進行
すると考えられている。基底膜に囲まれた内皮細胞と周皮細胞は、毛細血管を形
成する。血管形成は、内皮細胞および白血球から放出される酵素による基底膜の
侵食で始まる。血管の内腔をおおう内皮細胞は次に、基底膜から隆起する。血管
形成刺激物質は、侵食された基底膜中を移動するように内皮細胞を誘導する。移
動する細胞は、親血管から「芽」を出し、ここで内皮細胞は細胞分裂し増殖する
。内皮細胞芽は互いに融合して毛細血管係蹄を形成し、新しい血管を作り出す。
種々の病状、癌転移、および内皮細胞による異常増殖で、持続性の無秩序な血
管形成が起き、これらの症状でみられる病的傷害を維持する。無秩序な血管形成
が存在する多様な病状は、血管形成依存性または血管形成関連疾患として分類さ
れている。
腫瘍の増殖が血管形成依存性であるという仮説は、1971年に初めて提唱さ
れた(ジェイ・フォークマン(Folkman J.),腫瘍血管形成:治療的
意味(Tumor angiogenesis:Therapeutic im
plications)、N.Engl.J.Med.285:1182−11
86、1971)。最も単純に以下のように記載されている:「いったん腫瘍の
「生着」が起きると、腫瘍細胞集団が増加するには、腫瘍の上に集合する新しい
毛細管が毎回増加しなければならない。」。腫瘍の「生着」は現在、腫瘍増殖の
血管前の段階であって、数立方ミリメートルの容量を占めるが数百万を超えない
腫瘍細胞の集団が、既存の宿主微小血管上で生存できる段階であると、理解され
ている。この段階を超える腫瘍の容量の拡大には、新しい毛細血管の誘導が必要
である。例えばマウスの初期血管前段階の肺微小転移巣は、組織学的切片につい
ての高分解能顕微鏡によってしか検出できないであろう。
この考え方を支持する間接的な証拠の例としては以下のものがある:
(1)マウスの皮下透明室に移植された腫瘍の増殖速度は、血管新生前は遅く
直線的であり、血管新生後には速く指数的である(ジー・エィチ・アルギレ(A
lgire GH)ら、インビボでの正常および悪性腫瘍の血管反応I.創傷な
らびに正常および新生物移植に対するマウスの血管反応:J Natl.Can
cer Inst.6:73−85,1945)。
(2)血管が増殖せず単離され潅流された臓器中で増殖した腫瘍は1〜2mm3
に制限されるが、マウスに移植して血管新生がおきると急速に拡大し、この10
00倍以上になる(ジェイ・フォークマン(Folkman J)ら、単離され
潅流された臓器中での腫瘍の挙動:ウサギ甲状腺およびイヌ小腸切片での生検材
料のインビトロの増殖と転移。Annals of Surgery 164:
491−502,1966)。
(3)無血管角膜中の腫瘍の増殖は徐々にかつ直線的に進行するが、血管新生
後は指数的増殖に変化する(エム・エー・ギンブロン(Gimbrone,M.
A.)ら、腫瘍増殖と血管新生:ウサギ角膜を用いる指数モデル。J.Natl
.Cancer Institute 52:41−427,1974)。
(4)ウサギの眼の前眼房の眼水中に懸濁された腫瘍は生存し、無血管であり
、1mm3未満のサイズに制限される。これらはいったん紅彩血管床に移植される
と、
血管が新生し急速に増殖し、2週間以内に元の容量の16,000倍に達する(
エム・エー・ギンブロン(Gimbrone,MA)ら、血管新生の妨害による
インビボでの腫瘍の休眠、J.Exp.Med.136:261−276)。
(5)腫瘍は、ヒヨコ胚の漿尿膜に移植されると72時間未満の無血管段階中
は徐々に増殖するが、平均直径0.93+0.29mmを超えない。血管新生の開
始24時間後に急速な腫瘍拡大が起き、7日目までにこれらの血管形成腫瘍は平
均直径8.0+2.5mmに達する(ディー・クナイトン(Knighton D
)、ヒヨコ胚の無血管段階と血管段階、British J.Cancer,3
5:347−356,1977)。
(6)ウサギ肝臓の転移の血管の特徴は転移のサイズに不均一性を示すが、血
管新生が存在するサイズについては比較的均一なカットオフ点を示す。腫瘍は直
径0mmまでは一般的に無血管性であるが、この直径を超えると血管新生が起きる
(ダブリュー・リエン(Lien W.)ら、実験的肝転移の血管供給.II.潅
流シリコーンゴムを用いる肝臓の正常なおよび腫瘍血管の微小循環試験、Sur
gery 68:334−340,1970)。
(7)膵島のベータ細胞で癌が発生するトランスジェニックマウスにおいて、
血管形成前過形成小島はサイズが11mm3未満に制限される。6〜7週令で、小島
の4〜10%は血管が新生し、これらの小島から血管新生前小島の容量より10
00倍以上大きな血管新生腫瘍が発生する(ジェイ・フォークマン(Folkm
an J.)ら、過形成から新生物への移行の間の血管形成の誘導、Natur
e 339:58−61,1989)。
(8)VEGF(血管内皮増殖因子)に対する特異抗体は微小血管密度を減少
させ、血管形成(ヌードマウスの)の唯一のメディエーターとしてVEGFに依
存する3っのヒト腫瘍の増殖を「有意にまたは劇的に」阻害する。この抗体は、
インビトロで腫瘍細胞の増殖を阻害しない(ケー・ジェイ・キム(Kim KJ
)ら、血管内皮増殖因子誘導性の血管形成の阻害はインビボの腫瘍増殖を抑制す
る、Nature 362:841−844,1993)。
(9)抗bFGFモノクローナル抗体は、血管形成の唯一のメディエーターと
してbFGFの分泌に依存するマウス腫瘍の増殖の70%阻害を引き起こす。こ
の抗体は、インビトロで腫瘍細胞の増殖を阻害しない(エー・ホリ(Hori
A)ら、ヒト塩基性繊維芽細胞増殖因子に対する免疫中和性モノクローナル抗体
による固形腫瘍増殖の抑制、Cancer Research,51:6180
−6184,1991)。
(10)bFGFの腹腔内注入は、腫瘍中の毛細管内皮細胞の増殖を刺激する
ことにより原発性腫瘍の増殖とその転移を増強する。腫瘍細胞自体はbFGFの
受容体が欠如し、bFGFはインビトロで腫瘍細胞の分裂促進因子ではない(ジ
ェイ・エル・グロス(Gross JL)ら、bFGFGによるインビボでの固
形腫瘍増殖の調節、Proc.Amer.Assoc.Canc.Res.31
:79,1990)。
(11)特異的血管形成インヒビター(AGM−1470)は、インビボで腫
瘍増殖と転移を阻害するが、インビトロでは腫瘍細胞増殖の阻害はあまり活発で
はない。これは、腫瘍細胞増殖を阻害する濃度より4対数低い濃度で血管性内皮
細胞増殖を最大の半分阻害する(ディー・イングバー(Ingber,D)ら、
アナイオインヒビン(Anaioinhibins):血管形成を阻害し腫瘍増
殖を抑制するフマギリン(fumagillin)の合成類似体、Nature
48:555−557,1990)。また、腫瘍増殖は血管形成依存性である
という間接的な臨床的証拠がある。
(12)硝子体に対して転移性であるヒトの網膜芽細胞腫は、生存活性があり3
H−チミジンを取り込むという事実にもかかわらず1mm3未満に制限される無血
管性スフェロイドになる(摘出された目から取り出しインビトロで分析した時)
。
(13)卵巣癌は小さい無血管性白色の種子(1〜3mm3)として腹膜に転移
する。これらの移植物は、その1つまたはそれ以上が血管新生されるまでめった
に増殖しない。
(14)乳癌の血管新生の強度(エヌ・ウェイドナー(Weidner N)
ら、腫瘍血管形成は侵襲性乳癌の転移と相関する、N.Engl.J.Med.
324:1−8,1991、およびエヌ・ウェイドナー(Weidner N)
ら、腫瘍血管形成:初期乳癌における新しい有意なかつ独立の予知指標、J
Natl.Cancer Inst.84:1875−1887,1992)と
、前立腺癌(エヌ・ウェイドナー(Weidner N)、ピー・アール・キャ
ロル(Carroll PR)、ジェイ・フラックス(Flax J)、ダブリ
ュー・ブルメンフェルト(Blumenfeld W)、ジェイ・フォークマン
(Folkman J.)、腫瘍血管形成は侵襲性前立腺癌の転移と相関する、
American Journal of Pathology,143(2)
:401−409,1993)は、将来の転移のハイリスクと高度に相関する。
(10)ヒト皮膚黒色腫の転移は、血管新生前はまれである。血管新生の開始
により、病変の厚さが増し転移のリスクが上昇する(エー・スリヴァスタヴァ(
Srivastava A)ら、中間の厚さ(0.76〜4.0mmの厚さ)の皮
膚黒色腫の腫瘍血管の予知的意味、Amer.J.Pathol.133:41
9−423,1988)。
(16)膀胱癌では、血管形成ペプチド(bFGF)の尿レベルは、細胞学よ
り高感度の疾患の状態と程度の指標である(エム・グエン(Nguyen M)
ら、膀胱癌患者の尿中の血管形成ペプチドである塩基性繊維芽細胞増殖因子のレ
ベルの上昇.J.Natl.Cancer Inst.85:241−242,
1993)。
すなわち血管形成は、癌の転移において主要な役割を果たすことは明らかであ
る。この血管形成活性が抑制もしくは排除されればまたは制御および調節されれ
ば、腫瘍は存在しても増殖しないであろう。病気の時は血管形成を防止すること
により、新しい微小血管系の侵襲により引き起こされる傷害を避けることができ
るであろう。血管形成プロセスの制御を目的とする治療は、これらの疾患の排除
または緩和を引き起こすであろう。
従って本発明の分野において、内皮細胞増殖(例えば、特に腫瘍への血管の好
ましくない増殖)を阻害する組成物および方法に対する強いニーズがある。また
そのような組成物を検出し、測定し、かつ局在化するための方法に対する強いニ
ーズがある。そのような組成物は、転移前腫瘍における内因性増殖因子の活性を
克服し、腫瘍における毛細血管の形成を防止し、こうして腫瘍の増殖を阻害する
ことができるであろう。さらにこの組成物、組成物の断片および組成物に対する
特異抗体は、他の血管形成プロセス(例えば、創傷治癒および生殖)における毛
細血管の形成を調節することができるであろう。当然ながら血管形成を阻害する
ための組成物と方法は、好ましくは非毒性であり、ほとんど副作用を引き起こさ
ない。また組成物の結合部位または組成物の生合成の部位を検出し、測定しかつ
局在化するための方法が必要とされる。この組成物および組成物の断片は、放射
性および非放射性標識のために、他の分子に結合することができる。先行技術
上記目的のための組成物としてプラスミノーゲン(アンギオスタチンとも呼ぶ
)の最初の4つのクリングル領域(nos.1−4)を使用することが示唆され
ている。しかし内皮細胞増殖に対するアンギオスタチンの阻害作用は小さすぎて
満足できない。ヒト患者の薬剤として使用される時、アンギオスタチンが有効で
あるためにはキログラム単位で投与しなければならず、これはもちろん実用的に
は使用の大きな制限となる。もう1つの欠点は、その作用が小さいことによる製
造の必要量であり、これは製品を非常に高価なものにする。すなわちアンギオス
タチンの発見にもかかわらず、上記目的を満足する組成物に対する大きなニーズ
がある。発明の要約
本発明の目的は、上記ニーズを満足することである。これは本発明により達成
され、本発明は、インビトロで内皮細胞増殖をそしてインビボ測定法で血管形成
を調節または制御(例えば阻害)することができるタンパク質に関する。本発明
はまた、そのようなタンパク質をコードする任意の核酸に関する。本発明の種々
のさらなる面を、図面を参照してさらに詳細に説明する。図面の簡単な説明
図1は、模式的にかつゲルで精製したタンパク質分解性ヒトクリングル1−5
(K1−5)断片を示す。
図2A−Bは、K1−5の抗内皮細胞増殖活性を示し、2C−Dは、毛細血管
内皮細胞増殖の阻害を示す。
図3は、K1−5処理した内皮細胞の形態を示す。
図4は、アンギオスタチンとK5による内皮細胞増殖の相乗的抑制を示す。
図5は、ヒヨコ胚の漿尿膜(CAM)に及ぼす本発明のK1−5の抗血管形成
作用を示す。
図6は、本発明のK1−5による原発性腫瘍増殖の抑制を、K1−5で処理し
たマウスを食塩水で処理したマウスと比較して示す。
図7は、抗vWF抗体を用いる腫瘍組織切片の免疫組織学的染色による微小血
管転移の検出を示す。発明の詳細な説明
第1の面において本発明は、請求の範囲第1項で定義されるタンパク質に関す
る。一般に本発明のタンパク質は、配列番号1に開示されるヒトクリングル1−
5と配列番号2に開示されるマウスクリングル1−5が共通に有するアミノ酸配
列の少なくとも約50%からなる。より具体的な実施態様において本発明のタン
パク質は、配列番号1と2が共通に有するアミノ酸配列の約60〜70%、およ
びより具体的にはその配列の基本的にすべてを含んでなる。1つの具体的な実施
態様において本発明のタンパク質は、ヒトアミノ酸配列の必須部分からなり、別
の実施態様において本発明のタンパク質は、基本的にすべてのマウスアミノ酸配
列からなる。本発明のタンパク質のすべての実施態様において、類似体およびそ
の機能的断片が包含されることを理解されたい。
1つの実施態様において本発明のタンパク質は、非還元ボリアクリルアミドゲ
ル電気泳動で測定する時、約50〜約65キロダルトンの分子量を有する。分子
量は特に、分子がグリコシル化されているかどうかに依存し、グリコシル化はま
たどのように産生されたかに依存する。本発明の分子は、プラスミノーゲン分子
のLys78〜Arg530からなるプラスミノーゲン断片と実質的に同じアミ
ノ酸配列を示す。文献では、プラスミノーゲンが開始し終了するアミノ酸の本体
について議論されている。しかし本発明において本発明の分子の最も重要な特徴
は、これが本明細書に記載の有利な血管形成性を有することである。すなわち本
発明の分子が似ている配列はLys77またはLys78で開始し、対応してA
rg529またはArg530で終わる。本発明の好適な実施態様は分子であり
、これはより具体的には、約50〜約60キロダルトン、好ましくは約53〜約
5
7キロダルトン、および最も好ましくは約55キロダルトンの分子量を有する。
上記の広い定義によるプラスミノーゲン断片(すなわちアミノ酸配列Lys78
〜Arg530からなる)は、プラスミノーゲンの最初の5つのクリングルドメ
インを含むため、K1−5とも呼ばれる。第5のドメインが存在することはすで
に知られていたが、この分野の専門家の一般的な意見では、クリングルno.5
はアンギオスタチンの血管形成性に寄与または共有していないというものである
。すなわちプラスミノーゲンの領域1〜5のすべてからなる断片は、以前は内皮
細胞の増殖阻害に関して全体として試験されていない。本発明者は、そのような
新しい断片、またはそのような断片と実質的に同じ配列を示す分子についての非
常に有望な結果を開示することができ、これは従来のアンギオスタチン組成物と
比較すると、きわめて驚くべきことに本発明において非常に優れている。上記利
点に加えて、本発明の分子はまた先行技術の分子より大きいため、より好ましい
。その結果本発明の分子は、より安定であり、従って薬剤および薬剤組成物とし
て使用するのにより好ましい。
本発明は、プラスミノーゲン断片は、ヒトプラスミノーゲン、マウスプラスミ
ノーゲン、ウシプラスミノーゲン、アカゲサルプラスミノーゲンおよびブタプラ
スミノーゲンよりなる群から選択される断片と類似である、上記で定義した分子
に関する。本発明の分子またはタンパク質は、インビトロ測定法で内皮細胞増殖
を阻害することができる。
本発明のタンパク質の好適な実施態様において、このタンパク質は、配列番号
1の基本的にすべての配列、またはその任意の機能性断片もしくは類似体を含む
。別の実施態様において本タンパク質は、配列番号2の基本的にすべての配列、
またはその任意の機能性断片もしくは類似体を含む。この機能は、本発明によっ
てプラスミノーゲンのK1−5と関連するとされている、有利な内皮細胞増殖制
御性に関する。
本発明の別の目的は、K1−5のような本発明の分子の薬剤としての使用であ
る。さらに本発明はまた、内皮細胞増殖を調節(例えば阻害)するために、例え
ば血管形成関連症状または疾患、例えば腫瘍増殖(例えば癌)、糖尿病などの治
療用薬剤の製造のために上記分子を使用することに関する。
従って本発明はまた、本発明の分子ならびに1つまたはそれ以上の薬剤学的に
許容される担体および/または賦形剤を含む、薬剤組成物または獣医薬剤組成物
に関する。この組成物は、予防および/または治療のための投与方法(例えば、
非経口、局所的、経口または表面的投与)に応じて、種々の単位投与型で投与さ
れる。例えば経口投与に適した単位投与型には、散剤、錠剤、丸剤、カプセル剤
およびトローチ剤がある。水性担体(例えば、緩衝化食塩水)のような多くの担
体が使用できる。これらの溶液は、好ましくない物質は混入していない。この組
成物はまた、生理学的条件に近づけるのに必要な薬剤学的に許容される補助物質
(例えば、pH調整剤および緩衝化剤、毒性調整剤など、例えば酢酸ナトリウム
、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウムなど)を含有してもよい。非
経口投与される組成物については、例えばレミントンの薬剤科学(Reming
ton’s Pharmaceutical Sciences)、第15版、
マックパブリシングカンパニー(Mack Publishing Compa
ny)、イーストン(Easton)、ペンシルバニア州(1980)を参照さ
れたい。本発明の組成物または調製物は、はるかに低い用量で投与してもよく、
従ってその使用は既知のアンギオスタチン組成物より優れている。従ってアンギ
オスタチンの使用と比較する時、K1−5を含む薬剤調製物の使用は、必要量が
少ないため投与が容易であり、この少用量のために薬剤が安価になる。本発明の
ある実施態様において、組成物は、癌転移を阻害することができる分子またはタ
ンパク質を含む。内皮細胞増殖の阻害のための本発明の分子の半最大濃度(EC
50)は約50pMであり、これと比較してアンギオスタチンのEC50は130
nMである。すなわち本発明の組成物の作用とアンギオスタチンの作用の間には5
00〜1000倍の差があり、これは顕著であり、かつ驚くべきことである。プ
ラスミノーゲン、アンギオスタチンの最初の4つのクリングルドメインの阻害作
用を個別におよび組合せて評価すると、最も強力な内皮細胞増殖阻害は、クリン
グル領域4をアンギオスタチンから除去した時に得られた(The Journ
al of Biological Chemistry,1996,vol2
71,No 46:「ヒトアンギオスタチンのクリングルドメイン」、カオ(C
ao)らを参照されたい)。すなわち
この分野の一般的意見では、このタンパク質からクリングルno4を除去すると
、より強力な断片が得られるであろうというものである。しかし驚くべきことに
本発明者らは、以前は不活性であると考えられていたプラスミノーゲンのクリン
グル5が作用を示すのみでなく、新しい分子は他のアンギオスタチン断片の作用
を低下させることが知られているクリングル4を含有することを証明した。前述
のように本発明の分子は、おそらく存在するプロテアーゼや他の酵素に対するよ
り強い耐性のために、先行技術の化合物よりヒトまたは動物の体内でより安定で
ある。すなわちこれは半減期がより長く、これが投与頻度を低減させ投与用量を
低減することができるため有利である。すなわち本発明のK1−5調製物は、こ
れで治療される患者にとってより便利であり、また先行技術のアンギオスタチン
またはK5化合物より安価である。
本発明の別の目的は、本発明の分子をコードする核酸、例えばDNAまたはR
NAである。そのような配列に相補的なcDNA配列も包含される。すなわち本
発明のさらなる目的は、厳密性条件下で上記で定義した核酸の1つに特異的にハ
イブリダイズする核酸である。本発明に関連して用語「特異的にハイブリダイズ
する」とは、その配列がDNAまたはRNAの複合体中で存在する時、厳密性条
件下での特定のヌクレオチド配列のみへの分子の結合、2本鎖形成またはハイブ
リダイゼーションを意味する。本発明に関連して用語「厳密性時条件」とは、プ
ローブが標的配列にハイブリダイズするが他の配列にはハイブリダイズしない条
件を意味する。厳密性条件は配列依存性であり、異なる状況により異なるであろ
う。当業者は、本発明に関連して適切な条件を容易に選択することができるであ
ろう。一般的に厳密性条件は、規定のイオン強度とpHで、特定の配列について
の熱融点(Tm)より約5℃低くなるように選択される。典型的には厳密性条件
は、ヌクレオチドの長さに依存して、塩濃度が約1.0Mナトリウムイオン未満
(例えば約0.01〜1.0M)であり、pHが約7.0〜8.3であり、温度
が約30℃〜60℃である条件である。厳密性条件はまた、不安定化物質(例え
ば、ホルムアミド)を加えることにより達成される。本発明のそのようなヌクレ
オチドは、上記定義に従い任意の長さである。
本発明の核酸は、インビトロ法(例えば、ポリメラーゼチェイン反応(PC
R)、リガーゼ鎖反応(LCR)、転写ベースの増幅系(TAS)など)により
クローン化または増幅することができる。広範なクローニングおよびインビトロ
増幅法が当業者に公知であり、例えばバーガーとキンメル(Berger an
d Kimmer)、分子クローニング法の指針(Guide to Mole
cular Cloning Techniques)、Methods in
Enzymology 152 アカデミックプレス社(Academic
Press Inc.)、サンジエゴ、カリホルニア州(バーガー(Berge
r);サムブルーク(Sambrook)ら(1989)、モレキュラークロー
ニング−実験室マニュアル(Molecular Cloning−A Lab
oratory Manual)、第1〜3版、コールドスプリングハーバーラ
ボラトリー(Cold Spring Harbor Laboratory)
、コールドスプリングハーバープレス(Cold Spring Harbor
Press)、ニューヨーク州;分子生物学の現代のプロトコール(Curr
ent Protocols in Molecular Biology)、
エフ・エム・アウスベル(F.M.Ausubel)ら、現代のプロトコール(
Current Protocols);カシオン(Cashion)ら、米国
特許第5017478号;およびカー(Car)、ヨーロッパ特許第02468
64号を参照されたい。
別の面において本発明は、本発明の核酸によりコードされるペプチド、ポリペ
プチドまたはタンパク質に関する。そのような分子の一般的な調製法は、使用に
関する後記セクションでさらに開示される。
本発明の別の面は、本発明のタンパク質、ポリペプチドまたはタンパク質に対
して作成した抗体である。ポリクローナル抗体の産生法は当業者に公知である。
簡単に説明すると、免疫原(抗原)好ましくは精製したポリペプチド、適当な担
体(例えば、GST、キーホールリンペットヘモシアニンなど)に結合したポリ
ペプチド、または免疫化ベクター(例えば組換えワクシニアウイルス(米国特許
第4722848号を参照されたい))に取り込まれたポリペプチドを、アジュ
バントと混合し、この混合物で動物を免疫する。免疫原調製物に対する動物の免
疫応答を、試験血液を採取し目的のポリペプチドに対する反応性の力価を測定す
ることにより追跡する。免疫原に対する抗体の適当に高い力価が得られたら、動
物から血液を採取し血清を調製する。必要な場合は、ポリペプチドに対して反応
性の抗体をさらに濃縮するために抗血清のさらなる分画を行う(例えば、コリガ
ン(Coligan)(1991)免疫学の現代のプロトコール(Currre
ntProtocols in Immunology)、ワイリー/グリーン
(Wiley/Greene)、ニューヨーク州;およびハーローとレーン(H
arlow and Lane)(1989)抗体;実験室マニュアル(Ant
ibodies:A Laboratory manual)、コールド・スプ
リング・ハーバー・プレス(Cold Spring Harbor Pres
s)、ニューヨーク州を参照されたい)。ある場合には、種々の哺乳動物宿主(
例えば、マウス、齧歯類、霊長類、ヒトなど)からモノクローナル抗体を調製す
ることが好ましい。そのようなモノクローナル抗体を調製するための方法の説明
は、例えばスタイテス(Stites)ら(編)基礎および臨床免疫学(Bas
ic and Clinical Immunology)(第4版)、ランゲ
メディカルパブリケーションズ(Lange Medlcal Publica
tions)、ロスアルトス(Los Altos)、カリホルニア州、および
これらの中で引用されている文献を参照されたい;ハーローとレーン(Harl
ow and Lane)、前述;ゴーディング(Goding)(1986)
、モノクローナル抗体:原理と実際(Monoclonal Antibodi
es:Principles and Practice)(第2版)、アカデ
ミックプレス(Academic Press)、ニューヨーク、ニューヨーク
州;およびコーラーとミルシュタイン(Kohler and Milstei
n)(1975)Nature 256:495−497を参照されたい。
さらなる目的は、遺伝子治療ならびにそのような遺伝子治療法における上記で
定義した分子の使用である。本発明の方法は、哺乳動物の細胞を本発明のポリペ
プチドまたは抗体を発現するベクターでトランスフェクションすることが関与し
てもよい。このトランスフェクションはインビボまたはエクスビボであってもよ
い。エクスビボトランスフェクションは、細胞を生物に再注入することにより行
うことが適している。他の方法は、哺乳動物(例えばヒト)に、本発明のポリペ
プチドと薬剤学的に許容される賦形剤および/または担体とを含む組成物の治療
上有効量を投与することを含む。
遺伝子治療法の総説については、アンダーソン(Anderson)、Sci
ence(1992)256:808−813;ナーベルとフェルグナー(Na
bel and Felgner)(1993)TIBTECH 11:211
−217;ミタニとカスキー(Mitani and Caskey)(199
3)TIBTECH 11:162−166;ムリガン(Mulligan)(
1993)Science 926−932;ディロン(Dillon)(19
93)TIBTECH 11:167−175;ミラー(Miller)(19
92)Nature 357:455−460;バンブルント(Van Bru
nt)(1988)Biotechnology 6(10):1149−11
54;ビグネ(Vigne)(1995)Restorative Neuro
logy and Neuroscience 8:35−36;クレマーとペ
リコデット(Kremer and Perricaudet)(1995)B
ritish Medical Bulletin 51(1)31−44;ハ
ッダダ(Haddada)ら(1995)微生物学と免疫学の現代のトピック(
Current Topics in Microbiology and I
mmunology)、ドエーファーとベーム(Doerfler and B
oehm)(編)スプリンガー−フェアラーク(Springer−Verla
g)、ハイデルベルグ、ドイツ;およびユー(Yu)ら、Gene Thera
phy(1994)1:13−26を参照されたい。
本発明のさらなる目的は、内皮細胞増殖、特に血管形成により仲介される疾患
とプロセスの治療法を提供することである。治療されるそのような疾患の1つは
癌である。従い本発明は、血管形成性疾患を有するヒトまたは動物の治療法であ
って、非還元性ポリアクリルアミドゲル電気泳動により測定する時約50〜65
キロダルトンの分子量を有し、プラスミノーゲン分子のLys78〜Arg53
0からなるプラスミノーゲン断片のアミノ酸配列と実質的に同じアミノ酸配列を
有する分子またはタンパク質を、該ヒトまたは動物に投与することを特徴とする
上記方法に関する。好適な実施態様において本タンパク質は、約50〜65キロ
ダルトン、好ましくは約53〜57キロダルトン、最も好ましくは約55キロダ
ルトンの分子量を有する。
本発明の方法は、ヒトプラスミノーゲン、マウスプラスミノーゲン、ウシプラ
スミノーゲン、アカゲサルプラスミノーゲンおよびブタプラスミノーゲンよりな
る群から選択されるプラスミノーゲン断片と実質的に同じ分子を使用してもよい
。
すなわち本発明は、プラスミノーゲンのクリングル1−5のタンパク質分子類
似体ならびにその使用法を包含する。従って以前は既知のアンギオスタチン分子
に加えられた新しい部分は、プラスミノーゲンのクリングルno5であり、これ
は別に後述する。従来の試験では、プラスミノーゲンのクリングルno5はある
阻害作用のみを有することを示した(本出願人により1996年12月12日に
出願された米国特許出願第08/763528号を参照されたい。これは本特許
の出願時には秘密であり、従って本明細書に参照される)。しかしK5単独の作
用は、本発明の分子の作用より数百倍弱い。さらに本発明の分子の内皮細胞増殖
阻害作用は、K1−4とK−5の作用を単に加えたものよりはるかに優れている
。
本発明はまた、体液中の阻害性ペプチドの有無を検出するための、および内皮
細胞増殖を制御するためにそのような化合物の治療上有効量が必要な患者に、ペ
プチドまたはそのペプチドに特異的に結合する抗体を投与するための、診断法お
よび治療法を包含する。さらに阻害性ペプチドは、ペプチドの阻害作用を軽減す
る化合物について試験するために、すなわち内皮細胞増殖の阻害を克服または反
転することができる増殖因子または他の化合物についてスクリーニングするため
に、インビトロで増殖している内皮細胞培養物とともに使用してもよい。すなわ
ち本発明の別の面は、本発明の核酸、タンパク質、ペプチドまたはポリペプチド
が使用されるスクリーニング測定法である。一般的な免疫測定法の総説は、例え
ばMethods in Cell Biology、第37巻;細胞生物学に
おける抗体(Antibodies in Cell Biology)、アサ
イ(Asai)編、アカデミックプレス社(Academic Press
Inc)、ニューヨーク(1993);基礎および臨床免疫学(Basic a
nd Clinical Immunology)(第7版)、スタイテスとタ
ー(Stites and Terr)ら(編)(1991)を参照されたい。
免疫測定法は競合的または非競合的でもよい。すなわち本発明はまた、同じ機能
を示すが分子量が小さいためより好ましい、K1−5の代替物として有用な分子
の検出を目的としたスクリーニング測定法を包含する。すなわち本発明の方法は
、K1−5と同じ標的に結合し、従って同等の治療作用を示すペプチドまたはポ
リペプチドまたはさらにはタンパク質の検出を目的とする。本発明の方法により
検出されるペプチドまたはポリペプチドまたはさらにはタンパク質もまた、本発
明の範囲内にあり、従って本発明のさらなる面は、本発明好ましくは配列番号1
と配列番号2により規定されるK1−5と同じ受容体に結合するペプチド、ポリ
ペプチド、またはタンパク質である。
本発明のさらに別の目的は、生物学的液体試料(例えば体液または組織)中の
インヒビターの存在および/または量を検出するための、診断法または予防法ま
たは測定法、およびキットを提供することである。さらに本発明はまた、本明細
書で規定されるインヒビターの局在化のための組織学的キットに関する。
本発明の別の目的は、インヒビターの生合成と分解を追跡するための分子プロ
ーブ、本発明のインヒビターに特異的な抗体、該インヒビターのウイルスに対す
るペプチドアゴニストとアンタゴニストの開発、抗インヒビター受容体特異抗体
アゴニストとアンタゴニスト、およびインヒビターに結合した細胞障害性物質を
提供することである。
本発明のさらに別の目的は、特に限定されないが、血管腫、固形腫瘍、白血病
、転移、毛細血管拡張症、乾癬、強皮症、血管拡張性肉芽腫、心筋血管形成、プ
ラーク血管新生、冠状側枝、脳側枝、動静脈形成異常、虚血性四肢血管形成、角
膜疾患、皮膚潮紅、血管新生緑内障、糖尿病性網膜症、後水晶体線維形成症、関
節炎、糖尿病血管新生、黄斑変性、創傷治癒、消化性潰瘍、ヘリコバクター(H
elicobacter)関連疾患、骨折、ケロイド、脈管形成、造血、排卵、
月経、胎盤形成、および猫ひっかき熱を含む血管形成により仲介される疾患およ
びプロセスを治療するための方法と組成物を提供することである。
本発明の別の目的は、癌の増殖を治療または抑制するための組成物を提供する
ことである。
本発明の目的は、インビボまたはインビトロで本発明のインヒビターを産生す
る酵素の産生または活性を調節または模倣する化合物を提供することである。
本発明のさらなる目的は、そのような治療を必要とするヒトまたは動物にイン
ヒビターDNAを直接注入することにより、インヒビターまたは抗インヒビター
抗体を提供することである。
本発明の目的は、体液中のインヒビターに特異抗体の存在を検出および定量す
るための方法を提供することである。
本発明の別の目的は、癌の検出または予防のための方法を提供することである
。
本発明の別の目的は、インビボおよびインビトロでインヒビター結合部位を視
覚化または定量するための組成物を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、インヒビター生合成の検出と定量で使用するため
の組成物を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、副作用の小さい癌の治療法、例えば上記で定義し
た分子を利用する遺伝子治療法を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、本発明の内皮細胞増殖インヒビターまたは細胞障
害性物質に結合したインヒビターペプチド断片を含む組成物を提供することであ
る。
本発明の別の目的は、インヒビター関連組成物の特定の位置への標的化供給法
を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、内皮細胞増殖の調節、例えば血管形成プロセスの
遺伝子治療法に有用な組成物および方法を提供することである。
本発明のこれらおよび他の目的、特徴および利点は、開示された実施態様およ
び添付の請求の範囲の以下の詳細な説明を検討すれば明らかになるであろう。図面の詳細な説明
図1 タンパク質分解性ヒトK1−5断片
(A)Glu1プラスミノーゲンをウロキナーゼ活性化プラスミンで消化して
、ヒトプラスミノーゲンのK1−5断片を得た。プラスミンの切断部位は、N−
末
端の2つの陽性に荷電したLys76(77)とLys77(78)、およびC
−末端のArg529(530)とLys530(531)である。Lys77
〜Arg529の間の領域を含有するK1−5断片をリジン−セファロースクロ
マトグラフィーにより精製し、次にセファデックスG−75カラムにより精製し
た。(B)精製したK1−5を10〜15%SDS勾配ポリアクリルアミドゲル
で分析した。分子量標準物質をキロダルトンで左に示す。
図2 抗内皮細胞増殖活性と毛細血管内皮細胞増殖の阻害
ヒトプラスミノーゲンのプラスミン消化から精製したK1−5を、既に記載さ
れている(カオ(Cao)ら、J.Biol.Chem.271:29461−
29467,1996;カオ(Cao)ら、J.Biol.Chem.272、
印刷中、1997)ように、72時間増殖測定法で1ng/mlのbFGFの存在下
でウシ毛細血管内皮(BCE)細胞について測定した。BSE細胞に対するK1
−5の阻害活性を低濃度(0.2〜10nM)および(B)高濃度(20nM〜32
0nM)で試験した。(C)BCE細胞に対するK1−5の半最大阻害は、約50
pMで観察された。(D)阻害作用は可逆的である。調整培地からK1−5を除去
した後、内皮細胞は1ng/mlのbFGFを含有する新鮮なDMEM培地中で増殖
することができる。
図3 K1−5処理した内皮細胞の形態
種々の濃度のK1−5の存在下で、対照細胞(A)と比較してBCE細胞の増
殖を停止させた(B−D)。これらのデータは、高濃度のK1−5は内皮細胞に
対して毒性ではないことを示唆する。
図4 アンギオスタチンとK5による内皮細胞増殖の相乗的抑制
純粋なヒトアンギオスタチン(K1−4)とクリングル5(K5)をタンパク質
分解性断片として得た。これら2つの内皮細胞インヒビターを、1ng/mlの塩基
性繊維芽細胞増殖因子(bFGF)で刺激したウシ毛細血管内皮(BCE)細胞
に、別々にまたは一緒に加えた。1nMの濃度でアンギオスタチンは内皮細胞阻害
を示さなかった。クリングル5は内皮細胞増殖を約50%阻害した。アンギオス
タチンとK5を一緒にBCE細胞に加えると、細胞増殖の約95%の抑制が検出
され、両方の断片が相乗的に内皮細胞増殖を阻害することを示していた。
図5 ヒヨコ胚の漿尿膜(CAM)に及ぼすK1−5の血管形成作用
既に記載されている(カオ(Cao)ら、J.Exp.Med.182,20
69−2077,1995)ように、種々の用量のK1−5を含有するメチルセ
ルロースディスクを6日令の胚のCAMに移植した。CAMの総数に対する無血
管性ゾーンを有するCAMの数を、パーセントとして示す。リン酸緩衝化生理食
塩水を陰性対照として使用した。
図6 K1−5による原発性腫瘍増殖の抑制
約1×106マウスT241線維肉腫細胞を、6週間令のC57B16/Jマ
ウスのそれぞれの皮下に移植した。マウスを、100μlのPBSまたは100
μlのPBS中の2.5mg/kg/日のK1−5で毎日一回全身的に処理した。
(A)K1−5処理マウスと対照マウスを処理の20日目に写真を撮った。
(B)腫瘍の容量をデジタルカリパーで測定し、幅×長さ×0.52の一般的式
に従って計算した。データは平均値(±SEM)を示す。
図7 抗vWF抗体を用いる腫瘍組織切片の免疫組織学的染色による微小血管
密度の検出
(A)PBSで処理した対照腫瘍切片。(B)と(C)K1−5処理腫瘍切片
。(D)高視野での腫瘍組織切片の微小血管の定量。本発明の有利な使用
本発明において、内皮細胞増殖の阻害、血管形成の調節、および不要な血管形
成(特に腫瘍増殖に関連する血管形成)の阻害に有効な組成物と方法が提供され
る。本発明は、クリングル1−5としてヒトプラスミノーゲンから得られる約4
52アミノ酸配列として性状解析されるタンパク質内皮細胞増殖インヒビターを
含む。インヒビターのアミノ酸配列は、種間で少し異なる。
活性インヒビター分子中のアミノ酸の数は変動し、内皮細胞阻害活性を有する
すべての密接な相同的なアミノ酸配列は本発明に包含されると考えられることを
理解されたい。
本発明は、インビトロ測定法で内皮細胞増殖を阻害することができるヒトプラ
スミノーゲンの約クリングル1−5を含む組成物を、好ましくない内皮細胞増殖
を有するヒトまたは動物に投与することにより、好ましくないかつ制御できない
内皮細胞増殖により仲介される疾患およびプロセス(例えば血管形成)を治療す
るための方法と組成物を提供する。好ましくは単離されたタンパク質は少なくと
も純度約80%であり、さらに好ましくは少なくとも純度約90%であり、さら
に好ましくは少なくとも純度約90%である。本発明は、腫瘍の治療またはその
増殖の抑制に特に有用である。血管新生前の転移腫瘍を有するヒトまたは動物へ
のインヒビターの投与は、腫瘍の増殖または拡大を防止するのに有用である。
本発明はまた、内皮細胞増殖インヒビターをコードするDNA配列、内皮細胞
増殖インヒビターをコードするDNA配列を含有する発現ベクター、および該イ
ンヒビターをコードするDNA配列を含有する1つまたはそれ以上の発現ベクタ
ーを含有する細胞を包含する。
本発明はまた、内皮細胞増殖インヒビターをコードするDNA配列を患者に導
入してインビボのインヒビターレベルを修飾する、遺伝子治療法を包含する。
本発明はまた、生物学的流体および組織中の内皮細胞増殖インヒビターの検出
と測定のための、および組織と細胞中のインヒビターの局在化のための、診断法
とキットを包含する。この診断法とキットは、当業者に公知の任意の構成でよい
。本発明はまた、内皮細胞増殖インヒビターに特異的な抗体およびその部分、か
つ内皮細胞増殖インヒビターに特異的な抗体の結合を阻害する抗体とを包含する
。これらの抗体はポリクローナル抗体でもモノクローナル抗体でもよい。内皮細
胞増殖インヒビターに特異的な抗体は、血管形成により仲介される癌または他の
疾患の発生または再発の診断または予知的である、インヒビターの存在と量を検
出するための診断キットで使用することができる。内皮細胞増殖インヒビターに
特異的な抗体はまたヒトまたは動物に投与して、インヒビターに対してヒトまた
は動物を受動的に免疫し、こうして血管形成阻害を低減することができる。
本発明はまた、体液中の内皮細胞増殖インヒビターに結合する抗体の存在と量
を検出するための、診断法とキットを包含する。この診断法とキットは、当業者
に公知の任意の構成でよい。
本発明はまた、インヒビターの受容体に結合し、適切なシグナルを細胞に伝達
し、かつアゴニストまたはアンタゴニストとして作用する、抗インヒビター受容
体特異抗体を包含する。
本発明はまた、特に限定されないが、陽電子放射断層撮影法、オートラジオグ
ラフィー、フローサイトメトリー、放射受容体結合測定法、および免疫組織学を
含む方法を用いて、インヒビター結合部位の検出と視覚化で使用される他の分子
またはタンパク質でアイソトープで標識することができるインヒビターペプチド
断片および類似体を包含する。
これらのインヒビターペプチドおよび類似体はまた、インヒビター受容体でア
ゴニストおよびアンタゴニストとして作用し、こうして内皮細胞増殖インヒビタ
ーの生物活性を増強または阻止する。このようなペプチドは、インヒビターに特
異的に結合することができる受容体分子の単離で使用される。
本発明はまた、治療および研究応用のために細胞障害性物質に結合した、内皮
細胞増殖インヒビター、インヒビター断片、インヒビターに特異的な抗血清、お
よびインヒビター受容体アゴニストおよび受容体アンタゴニストを包含する。
さらに、インヒビター、その断片、これに特異的な抗血清、インヒビター受容
体アゴニストおよびインヒビター受容体アンタゴニストは、薬剤学的に許容され
る賦形剤と組合わされ、かつ除放性化合物または組成物(例えば生体分解性ポリ
マーおよびマトリックス)と随時組合わされて、治療用組成物を形成する。
本発明は、内皮細胞増殖インヒビターの転写と翻訳に関与するリボ核酸および
デオキシリボ核酸の分子プローブを包含する。これらの分子プローブは、組織お
よび細胞中のインヒビター生合成を検出および測定するのに有用である。
インヒビターは、プラスミノーゲン(例えばヒトプラスミノーゲン)から単離
されるか、または化学的方法もしくは生物学的方法により合成される(例えば、
細胞培養、組換え遺伝子発現、ペプチド合成およびプラスミノーゲンまたはプラ
スミンのインビトロ酵素的触媒により活性インヒビターを産生する)。組換え法
は、ポリメラーゼチェイン反応(PCR)を使用するDNA供給源からの遺伝子
増幅、逆転写酵素/PCRを使用するRNA供給源からの遺伝子増幅を含む。
本発明はまた、内皮細胞増殖インヒビターをコードするDNA配列を含有する
ベクターを含む組成物(ここでベクターは細胞中に存在する時インヒビターを発
現することができる)、ベクターを含有する細胞を含む組成物(ここでベクター
は、インヒビター断片またはその類似体をコードするDNA配列を含有し、ベク
ターは細胞中に存在する時インヒビターを発現することができる)、およびヒト
またはヒトでない動物にベクターを含有する細胞を移植することを含む方法(こ
こでベクターは、インヒビターをコードするDNA配列を含有し、ベクターは細
胞中に存在する時インヒビターを発現することができる)を包含する。
本明細書においてインヒビターアミノ酸および核酸配列について使用される時
、用語「実質的に類似」または「実質的に相同的」とは、内皮細胞増殖阻害活性
と約55kDaの分子量とを有するアミノ酸配列を意味し、これはまた、本明細書
に開示の特異的なN−末端アミノ酸配列または分子量約55kDaを有する内皮細
胞増殖インヒビターをコードする核酸配列を有するタンパク質と高度の配列相同
性を有し、本明細書に開示の特異的なN−末端アミノ酸配列を有するタンパク質
と高度の相同性を有する。
高度の相同性とは、少なくとも約80%のアミノ酸の相同性、好ましくは少な
くとも約90%のアミノ酸の相同性、およびより好ましくは少なくとも約95%
のアミノ酸の相同性を意味する。本明細書で使用される用語「内皮細胞阻害活性
」とは、一般的に血管形成を阻害する分子の能力を意味し、例えば繊維芽細胞増
殖因子の存在下で培養中のウシ毛細血管内皮細胞の増殖を阻害する能力を意味す
る。
本発明はまた、癌のような疾患の診断または予防を目的とした体液および組織
中のインヒビターの検出を含む。本発明はまた、細胞および組織中のインヒビタ
ー結合部位および受容体の検出を含む。本発明はまた、インヒビターの産生を刺
激し、および/または単離したインヒビターまたは好ましい精製インヒビター、
またはインヒビターアゴニストもしくはアンタゴニスト、および/またはインヒ
ビター特異的抗血清もしくはインヒビター特異的抗血清に対する抗血清を、患者
に投与することにより、特に限定されないが関節炎および腫瘍を含む血管形成性
疾患およびプロセスを治療または防止する方法を含む。さらなる治療法は、細胞
障害性物質に結合した、インヒビター、その生物活性断片、インヒビター類似体
、インヒビター特異的抗血清、またはインヒビター受容体アゴニストおよびアン
タゴニストの投与を含む。
従ってインヒビターに特異的に結合する抗体を使用する受動抗体療法を使用し
て、血管形成依存性プロセス(例えば生殖、発生、および創傷治癒と組織修復)
を調節することができる。さらにインヒビター特異抗体のFab領域に対する抗血
清を投与して、内因性インヒビター特異的抗血清がインヒビターに結合する能力
を阻止することができる。
本発明はまた、インヒビターをコードする遺伝子が患者中で制御される遺伝子
治療を包含する。遺伝子産物タンパク質の発現のために細胞にDNAを移動また
は供給する種々の方法(遺伝子治療とも呼ばれる)は、インビボでの哺乳動物体
細胞への遺伝子輸送、エヌ・ヤング(N.Yang)、Crit.Rev.Bi
otechn.12(4):335−356(1992)(これは参照すること
により本明細書の一部とする)に開示されている。遺伝子治療法は、エクスビボ
またはインビボ治療法で使用するための体細胞または生殖細胞へのDNA配列の
取り込みを包含する。遺伝子治療は、遺伝子を置換し、正常なまたは異常な遺伝
子機能を増強し、かつ感染症および他の病状と戦うのに機能する。
遺伝子治療を用いてこれらの医学的問題を治療する方策は、治療的方策(例え
ば、欠陥遺伝子を同定し、次に機能性遺伝子を加えて欠陥遺伝子の機能を置換す
るかまたはわずかに機能性の遺伝子を増強する)、または予防的方策(例えば、
遺伝子を産物タンパク質に加えて、これは症状を治療するかまたは組織または臓
器が治療法をより受け入れやすくする)を含む。予防的方策の例として、インヒ
ビターをコードする核酸配列を患者に入れ、こうして血管形成の発生を防止する
か;または、腫瘍細胞を放射性に対してより感受性にする遺伝子を挿入し、次に
腫瘍の放射線照射により、腫瘍細胞の死滅を増やす。
インヒビターDNAまたはインヒビター制御配列の輸送のための多くのプロト
コールが本発明で企図される。インヒビターに特異的に結合して通常見いだされ
るもの以外のプロモーター配列、またはインヒビタータンパク質の産生を増加さ
せる他の配列のトランスフェクションもまた、遺伝子治療法として企図される。
この技術の例はトランスカリオティック・セラピーズ・インク(Transka
ryotic Therapies,Inc)(ケンブリッジ、マサチューセッ
ツ州)中に見いだされ、相同的組換えを使用して、細胞中のエリスロポエチン遺
伝子のスイッチを入れる「遺伝子スイッチ」を挿入する。
Genetic Engineering News、1994年4月15日を
参照されたい。そのような「遺伝子スイッチ」は、通常はインヒビター(または
インヒビター受容体)を発現しない細胞中でインヒビター(またはインヒビター
受容体)を活性化するのに使用することができるであろう。
遺伝子治療のための遺伝子輸送法は3つの広い範疇に分類される−物理的(す
なわち、電気穿孔法、直接遺伝子輸送法、および粒子衝撃法)、化学的(脂質ベ
ースの担体、または他の非ウイルス性ベクター)、および生物学的(ウイルス由
来ベクター、および受容体取り込み)。例えばDNAで被覆されたリポソームを
含む非ウイルスベクターが使用される。そのようなリポソーム/DNA複合体は
、患者に直接静脈注射してもよい。リポソーム/DNA複合体は肝臓中で濃縮さ
れ、そこでマクロファージおよびクプファー細胞にDNAを供給する。これらの
細胞は寿命が長く、従って供給されたDNAの長期発現を提供する。さらにベク
ターまたは遺伝子の「裸の」DNAを、治療用DNAの標的供給のために、所望
の臓器、組織または腫瘍に直接注入してもよい。
遺伝子治療法はまた、供給部位により説明することができる。遺伝子を供給す
るための基礎的な方法には、エクスビボ遺伝子輸送法、インビボ遺伝子輸送法、
およびインビトロ遺伝子輸送法がある。エクスビボ遺伝子輸送法では、患者から
細胞を取り、細胞培養で増殖させる。DNAを細胞にトランスフェクションし、
トランスフェクションした細胞の数を拡張し、次に患者に再移植する。インビト
ロ遺伝子輸送法では、形質転換した細胞は培養して増殖している細胞(例えば組
織培養細胞)であり、特定の患者からの特定の細胞ではない。これらの「実験室
」細胞をトランスフェクションし、トランスフェクションした細胞を選択し、患
者への移植のためにまたは他の用途のために拡張する。
インビボ遺伝子輸送法では、細胞が患者中にある時に患者の細胞にDNAを導
入する。この方法では、非感染性ウイルスを使用して、患者の部位に患者の遺伝
子を供給するかまたは裸のDNAを注入し、遺伝子産物タンパク質が発現される
細胞のパーセントによりDNAを取り上げる。さらに本明細書に記載の他の方法
(例えば「遺伝子銃」の使用)が、内皮細胞増殖インヒビターDNAまたはイン
ヒビター制御配列のインビトロ挿入のために使用される。
遺伝子治療の化学的方法では、脂質ベースの化合物(必ずしもリポソームでは
ない)を使用して、細胞膜を超えてDNAを運ぶ。リポフェクチンまたはサイト
フェクチン、陰性に荷電したDNAに結合する脂質ベースの陽性イオンは、複合
体を形成し、これは細胞膜を横断し、細胞の内側にDNAを提供する。別の化学
的方法では、受容体ベースのエンドサイトーシスを使用し、これは特異的リガン
ドを細胞表面受容体に結合させ、これを成長させ、細胞膜を横断して運搬する。
リガンドはDNAに結合し、全複合体は細胞内に運搬される。リガンド遺伝子複
合体は血流中に注入され、次に受容体を有する標的細胞はリガンドに特異的に結
合し、リガンド−DNA複合体を細胞内に運搬する。
多くの遺伝子治療法が、ウイルスベクターを使用して遺伝子を細胞に挿入する
。例えばエクスビボ法では改変レトロウイルスベクターを使用して、遺伝子を末
梢血および腫瘍浸潤性リンパ球、肝細胞、上皮細胞、筋細胞、または他の体細胞
中に導入する。これらの改変細胞は次に患者に導入されて、挿入されたDNAか
ら遺伝子産物を提供する。インビボプロトコール使用して細胞内に遺伝子を挿入
するのに、ウイルスベクターがまた使用されている。組織特異的であることが公
知の、外来遺伝子、cis作用性制御要素またはプロモーターの直接の組織特異
的発現を使用することができる。あるいはこれは、インビボで特定の解剖的構造
部位へのDNAまたはウイルスベクターのin situ送達を使用して行われ
る。例えばインビボの血管への遺伝子輸送は、選択された部位または動脈壁にイ
ンビトロで形質導入した内皮細胞を移植することにより行った。ウイルスは、遺
伝子産物を発現した周りの細胞も感染させた。ウイルスベクターは例えばカテー
テルによりインビボ部位に直接送達することができ、従ってある領域のみがウイ
ルスに感染されることを可能にし、長期の部位特異的遺伝子発現を提供する。レ
トロウイルスベクターを使用するインビボの遺伝子輸送はまた、改変ウイルスを
臓器につながる血管へ注入することにより、哺乳動物組織および肝臓組織中で証
明されている。
遺伝子治療プロトコールで使用されているウイルスベクターは、特に限定され
ないが、レトロウイルス、または他のRNAウイルス(例えばポリオウイルスま
たはシンドビスウイルス)、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス、ヘルペスウ
イルス、SV40、ワクシニア、および他のDNAウイルスを含む。複製欠陥マ
ウスレトロウイルスベクターは、最も広く使用されている遺伝子輸送ベクターで
ある。マウス白血病レトロウイルスは、核コアタンパク質およびポリメラーゼ(
pol)酵素と複合体を形成し、タンパク質コア(gag)に入ったかつ宿主の
範囲を決定する糖タンパク質エンベロープ(env)に囲まれた1本鎖RNAか
らなる。レトロウイルスのゲノム構造は、5’および3’長い末端反復配列(L
TR)により囲まれたgag、polおよびenv遺伝子を含む。レトロウイル
スベクター系は、5’と3’LTRとパッケージングシグナルを含有する最小ベ
クターは、ベクターのパッケージング、感染および標的細胞への組み込みに充分
であり、ウイルス構造タンパク質はパッケージング細胞株中でtransで供給
されるという事実を利用する。遺伝子輸送のためのレトロウイルスベクターの基
本的な利点は、ほとんどのタイプの細胞での効率的な感染と遺伝子発現であり、
標的細胞染色体DNAへの単一のコピーベクター、およびレトロウイルスゲノム
の操作の容易さである。
アデノウイルスは、コアタンパク質と複合体を形成しキャプシドタンパク質に
より囲まれた線状の2本鎖DNAからなる。分子ウイルス学の進歩により、標的
細胞にインビボで新規遺伝子配列を形質導入することができるベクターを作成す
るためにこれらの生物の生物学を利用できるようになった。アデノウイルスベー
スのベクターは、高レベルで遺伝子産物ペプチドを発現する。アデノウイルスベ
クターは低力価のウイルスであっても高い感染効率を有する。さらにこのウイル
スは無細胞ウイルス粒子として非常に感染性が高く、産生細胞株の注入は必要で
はない。アデノウイルスベクターの他の可能性のある利点は、インビボで異種遺
伝子の長期発現ができることである。
DNA供給の機械的方法には、フソゲニック(fusogenic)脂質液胞
(例えばリポソームまたは膜融合のための他の液胞)、リポフェクチンのような
陽イオン性脂質を取り込んでいるDNAの脂質粒子、DNAのポリリジン介在移
動、DNAの直接注入(例えば、胚細胞または体細胞へのDNAの微量注入法)
、空気で送達されるDNA被覆粒子(例えば、「遺伝子銃」で使用される金粒子
)、および無機化学的アプローチ(例えば、リン酸カルシウムトランスフェクシ
ョ
ン)を含む。他の方法、リガンド介在遺伝子治療は、DNAと特異的リガンドと
複合体形成させて、リガンド−DNA結合体を形成させ、特定の細胞または組織
にDNAを向かわせる。
筋肉細胞にプラスミドDNAを注入することにより、トランスフェクションさ
れ、マーカー遺伝子の持続性発現をする細胞が高率で得られることが見いだされ
ている。プラスミドのDNAは、細胞のゲノム中に組み込まれても組み込まれな
くてもよい。トランスフェクションされたDNAが組み込まれないことは、最終
分化した非増殖組織中で長期間、細胞またはミトコンドリアのゲノム中の突然変
異性挿入、欠失、または変化を引き起こす恐れがなく、遺伝子産物タンパク質の
トランスフェクションと発現を可能にするであろう。特異的細胞への長期の(し
かし必ずしも永久性ではない)治療遺伝子の輸送は、遺伝子疾患の治療または予
防的使用を提供するであろう。受容体細胞のゲノムで突然変異が起きることなく
、DNAは、遺伝子産物レベルを維持するために周期的に再注入される。外来性
のDNAが組み込まれないことは、種々の遺伝子産物を発現する作製体のすべて
とともに、1つの細胞内でいくつかの異なる外来性DNA作製体の存在を可能に
するかも知れない。
植物組織を形質転換するのに、粒子介在遺伝子輸送法が最初に使用された。粒
子衝撃装置または「遺伝子銃」を用いて機動力を発生させて、標的臓器、組織ま
たは細胞の貫通を可能にする高速まで、DNA被覆高密度粒子(例えば金または
タングステン)を加速する。粒子衝撃法は、インビトロ系、またはエクスビボも
しくはインビボ法で使用して、DNAを細胞、組織または臓器に導入することが
できる。
遺伝子輸送のための電子穿孔法は、電流を使用して細胞または組織を電子穿孔
法介在遺伝子輸送に対して感受性にする。一定の電界強度を有する短い電気パル
スを使用して、DNA分子が細胞中に貫通できるように膜の透過性を上昇させる
。この方法はインビトロ系、またはエクスビボもしくはインビボ法で使用して細
胞、組織、または臓器中にDNAを導入することができる。
担体介在遺伝子輸送をインビボで使用して、細胞に外来DNAをトランスフェ
クションすることができる。担体−DNA複合体は、体液または血流中に導入し
て、次に部位特異的に体の標的臓器または組織に向かわせることが便利である。
リポソームとポリ陽イオン(例えば、ポリリジン、リポフェクチンまたはサイト
フェクチン)の両方を使用することができる。細胞特異的または臓器特異的リポ
ソームを開発することができ、こうしてリポソームが運搬する外来DNAが標的
細胞により摂取される。ある細胞上の特定の受容体を標的とする免疫リポソーム
の注入は、受容体を有する細胞へのDNAの挿入の便利な方法として使用するこ
とができる。使用されている別の担体系は、インビボの遺伝子輸送のために肝細
胞にDNAを運搬するアシアロ糖タンパク質/ポリリジン結合体系である。
トランスフェクションされるDNAは、他の種類の担体と複合体を形成し、そ
の結果DNAは受容体細胞に運搬され、次に細胞質または核質中にとどまる。特
異的に操作した液胞複合体中でDNAを担体核タンパク質と結合させて、直接核
に運搬することができる。
本発明のインヒビターの遺伝子制御は、インヒビターの遺伝子、遺伝子に結合
した制御領域、またはその対応するRNA転写体に結合する化合物を投与して、
転写または翻訳の速度を修飾することにより行われる。さらにインヒビターをコ
ードするDNA配列でトランスフェクションした細胞を患者に投与して、インヒ
ビターのインビボ供給源を提供する。例えば細胞を、インヒビターをコードする
核酸配列を含有するベクターでトランスフェクションしてもよい。
本明細書において用語「ベクター」とは、特定の核酸配列を含有するかまたは
これと結合する担体を意味し、これは特定の核酸配列を細胞に運搬するのに機能
する。ベクターの例には、プラスミドおよび感染性微生物(例えば、ウイルス)
、または非ウイルス性ベクター(例えば、リガンド−DNA結合体、リポソーム
、脂質−DNA複合体)がある。内皮細胞増殖インヒビターDNA配列を含む組
換えDNA分子は、発現列配列に機能的に結合して、インヒビターを発現するこ
とができる発現ベクターを形成することが好ましい。トランスフェクションされ
る細胞は、患者の正常な組織または患者の疾患組織由来でも、または患者以外の
細胞でもよい。
例えば患者から採取した腫瘍細胞を、本発明のインヒビタータンパク質を発現
することができるベクターでトランスフェクションし、患者に再導入することが
できる。トランスフェクションした腫瘍細胞は患者中で、腫瘍の増殖を阻害する
レベルのインヒビターを産生する。患者はヒトでもまたはヒトでない動物でもよ
い。さらに担体の助けを借りることなく、インヒビターDNAを患者直接注入し
てもよい。特にインヒビターDNAは、皮膚、筋肉または血液中に注入される。
インヒビター発現が長時間続くか、またはインヒビターDNAを周期的に投与
して、細胞、組織もしくは臓器または生物学的流体中のインヒビタータンパク質
の所望のレベルを維持してもよい。
以下の仮説に拘束される意図はないが、腫瘍が血管形成性になるとき、1つま
たはそれ以上の血管形成性ペプチド(例えば、aFGF、bFGF、VEGF、
IL−8、GM−CSFなど)を放出し、これは局所的に作用し、細胞外の方向
から原発性腫瘍の近辺の内皮細胞を標的とし、循環しない(または短い半減期で
循環する)と考えられる。これらの血管形成性ペプチドは、原発性腫瘍がその集
団を拡張し続けるために、内皮細胞インヒビター(血管形成のインヒビター)の
作用を克服するのに充分な量で産生される必要がある。原発性腫瘍がいったん順
調に増殖すると、これは循環流中に内皮細胞インヒビターを放出し続ける。この
仮説に従うと、これらのインヒビターは原発性腫瘍からは遠いところで作用し、
血管内の方向から転移の毛細血管内皮細胞を標的とし、循環し続ける。すなわち
ちょうど遠くの転移が血管形成を開始する時、近辺の毛細血管内皮細胞は入って
くるインヒビターにより阻害される。
本発明の適切な内皮細胞増殖インヒビターの産生は、(1)本明細書に記載さ
れ図で例示されるインヒビターを同定し精製する工程、(2)精製したインヒビ
ターのN−末端アミノ酸配列を決定する工程、(3)インヒビター配列の5’お
よび3’DNAオリゴヌクレオチドプライマーを合成で作成する工程、(4)ポ
リメラーゼを使用してインヒビター遺伝子配列を増幅する工程、(5)増幅した
配列を適当なベクター(例えば発現ベクター)中に挿入する工程、(6)インヒ
ビター遺伝子を発現することができる微生物または他の発現系に、ベクターを含
有する遺伝子を挿入する工程、および(7)組換え法で産生したインヒビターを
単離する工程、を含む組換えDNA法を使用して行われる。適切なベクターには
、ウイルス、細菌および真核生物(例えば酵母)発現ベクターがある。上記方法
は、
「モレキュラークローニング:実験室マニュアル(Molecular Clo
ning:A Laboratory Manual)」、第2版、サムブルー
ク(Sambrook)ら、コールドスプリングハーバープレス(Cold S
pring Harbor Press)、1989(これは参照することによ
り本明細書の一部とする)のような実験室マニュアルに記載されている。
インヒビターまたはその生物活性断片を産生するためのさらに別の方法は、ペ
プチド合成である。インヒビターのアミノ酸配列は、例えば自動ペプチド配列決
定法により決定することができる。あるいは、例えば上記方法によりインヒビタ
ーをコードする遺伝子またはDNA配列がいったん単離されると、当該分野で公
知の用手的または自動化配列法を使用してDNA配列を決定することができる。
次に核酸配列は、アミノ酸配列に関する情報を与える。
いったんペプチドのアミノ酸配列がわかると、「固相ペプチド合成:実用的ア
プローチ(Solid Phase Peptide Synthesis:A
Practical Approach)」、イー.アサートンとアール・シ
ー・シェパード(E.Atherton and R.C.Sherppard
)、アイアールエルプレス(IRL Press)、オックスフォード、イング
ランド、に例示されるような当該分野で公知の方法により、ペプチド断片を合成
することができる。複数の断片を合成して、次にこれらを互いに結合させてより
大きい断片を形成することができる。これらの合成ペプチド断片はまた、インビ
トロおよびインビボのアゴニストおよびアンタゴニスト活性について試験するた
めに、特定の位置のアミノ酸置換を用いて作成することができる。組織に対して
高親和性結合をするペプチド断片を使用して、親和性カラム上のインヒビターに
結合する受容体を単離することができる。
本インヒビターは、内皮細胞増殖により仲介されるかまたはこれが関与する疾
患またはプロセス(例えば血管形成)の治療に有効である。本発明は、有効量の
インヒビター、またはその生物活性のある断片、またはまとめて抗血管形成活性
を有するインヒビター断片もしくはインヒビターアゴニストおよびアンタゴニス
トの組合せによる、血管形成介在疾患の治療法を含む。血管形成介在疾患は、特
に限定されないが、固形腫瘍;白血病のような血液由来腫瘍;腫瘍転移;良性腫
瘍、例えば血管腫、聴神経腫、神経線維腫、トラコーマ、および化膿性肉芽腫;
リウマチ様関節炎;乾癬;眼血管形成性疾患、例えば糖尿病網膜症、末熟児網膜
症、黄斑変性、角膜移植拒絶、血管新生緑内障、後水晶体線維形成症、皮膚潮紅
;オスラー-ウェーバー症候群;心筋血管形成;プラーク血管形成;毛細血管拡
張症;血友病性関節;血管線維腫;および創傷顆粒形成がある。
インヒビターは、内皮細胞の過剰または異常刺激の疾患の治療に有用である。
これらの疾患には、特に限定されないが、腸管癒着症、動脈硬化症、強皮症、お
よび肥厚性瘢痕(すなわち、ケロイド)がある。インヒビターは、胚の着床に必
要な血管新生を防ぐことにより避妊薬として使用することができる。インヒビタ
ーは、病的結果として血管形成を有する疾患、例えば、猫ひっかき病(ロシェレ
マナリアクイントーサ(Rochele minalia quintosa)
)および潰瘍(ヘリコバクター・ピローリ(Helicobacter pyl
ori))の治療に有用である。
インヒビターの合成ペプチド断片は多くの用途がある。高特異性とアヴィディ
ティでインヒビターに結合することができる受容体に結合するペプチドは放射能
標識し、オートラジオグラフィーと膜結合法を用いて結合部位の視覚化と定量に
利用される。
さらに短命アイソトープでインヒビターまたはそのペプチド断片を標識すると
、陽電子放射断層撮影法、またはインヒビター結合部位を用いて腫瘍を局在化す
るための他の現代的放射線法を使用して、インビボで受容体結合部位の視覚化が
可能になる。
細胞障害物質(例えばリシン)はインヒビターおよびその高親和性ペプチド断
片に結合され、こうしてインヒビターに結合する細胞の破壊のための手段を提供
する。これらの細胞は多くの位置(特に限定されないが、微小転移巣および原発
性腫瘍)で見つかる。細胞障害物質に結合したペプチドは、所望の位置への送達
を最大にするように設計される。例えば標的部位に供給する血管中にカニューレ
を介してまたは直接標的に供給してもよい。そのような物質はまた、注入カニュ
ーレに結合した浸透圧ポンプにより制御された方法で供給される。インヒビター
アンタゴニストの組合せを血管形成の刺激物質と同時に加えて、組織の血管形成
を上昇させてもよい。この治療法は、転移性癌を破壊するための有効な手段を提
供する。
インヒビターは、疾患の治療のために他の組成物および方法と組合せ使用され
る。例えば腫瘍は、インヒビターと組合せて従来のように手術、放射線照射また
は化学療法により治療し、次に患者にインヒビターを投与して微小転移巣の休止
状態を延長させ、残存する原発性腫瘍の増殖を阻害する。さらにインヒビター、
その断片、インヒビター特異的抗血清、インヒビター受容体アゴニストおよびア
ンタゴニスト、またはこれらの組合せを、薬剤学的に許容される賦形剤とともに
かつ随時除放性マトリックス(例えば、生体分解性ポリマー)と組合せて、治療
用組成物を形成させる。
本明細書において除放性マトリックスとは、酵素的または酸/塩基加水分解ま
たは溶解により分解される物質(通常ポリマー)から作成されたマトリックスで
ある。いったん体内に挿入されると、このマトリックスは酵素や体液の作用を受
ける。除放性マトリックスは好ましくは、リポソーム、ポリラクチド(ポリ乳酸
)、ポリグリコリド(グリコール酸のポリマー)、ポリラクチドco−グリコリ
ド(乳酸とグリコール酸の共重合体)、ポリ無水物、ポリ(オルト)エステル、
ポリペプチド、ヒアルロン酸、コラーゲン、コンドロイチン硫酸、カルボン酸、
脂肪酸、リン脂質、多糖、核酸、ポリアミノ酸、アミノ酸(例えばフェニルアラ
ニン、チロシン、イソロイシン)、ポリヌクレオチド、ポリビニルプロピレン、
ポリビニルピロリドンおよびシリコーンのような生体適合性材料から選択される
。好適な生体分解性マトリックスは、ポリラクチド、ポリグリコリド、またはポ
リラクチドco−グリコリド(乳酸とグリコール酸の共重合体)のいずれか1つ
のマトリックスである。
本発明の血管形成調節性治療用組成物は、固体、液体、またはエアゾルでもよ
く、任意の既知の投与経路により投与される。固体の治療用組成物の例には、丸
剤、クリーム剤、および移植可能な投与単位を含む。丸剤は、経口的に投与され
、治療用クリーム剤は局所的に投与される。移植可能な投与単位は局所的(例え
ば、腫瘍部位)に投与されるか、または治療用血管形成調節組成物の全身性放出
のた
めに、例えば皮下に移植される。液体組成物の例には、皮下、静脈内、動脈内注
入に適した製剤、および局所的および眼内投与用の製剤がある。エアゾル製剤の
例には、肺への投与のための吸入製剤がある。
本発明のインヒビタータンパク質はまた、インヒビターとその受容体に特異的
な抗体を作成するために使用することができる。この抗体はポリクローナル抗体
でもモノクローナル抗体でもよい。インヒビターまたはインヒビター受容体に特
異的に結合するこれらの抗体は、体液または組織中のインヒビターレベルまたは
インヒビター受容体レベルを検出または定量することが当業者に公知の診断法お
よびキットで使用することができる。これらの試験の結果を使用して、癌および
他の血管形成介在疾患の発症または再発を診断または予測することができる。
インヒビターはまた、インヒビターに結合することができる抗体を検出および
定量するための診断法およびキットの開発に使用することができる。これらのキ
ットは、循環性のインヒビター特異抗体の検出を可能にする。そのような循環性
抗インヒビター抗体を有する患者は、複数の腫瘍および癌によりかかりやすく、
治療後または緩解期間後により癌が再発しやすい。これらの抗体のFab断片を抗
原として使用して、抗インヒビター抗体を中和するために使用することができる
抗インヒビター特異的Fab断片抗血清を作成することができる。このような方法
は、抗インヒビター抗体により循環性インヒビターの除去を低減させ、こうして
循環性インヒビターレベルを有効に上昇させる。
本発明の別の面は、過剰の内因性インヒビターの作用を阻止する方法である。
これは、系の好ましくないインヒビターに特異的な抗体を用いて、ヒトまたは動
物を受動免疫することにより行われる。この治療は、異常排卵、月経および胎盤
形成、および脈管形成を治療するのに重要である。これは、転移プロセスに及ぼ
すインヒビター除去の作用を調べるための有用な手段を提供する。インヒビター
特異抗体のFab断片は、インヒビターの結合部位を含有する。この断片は、当業
者に公知の方法を使用してインヒビター特異抗体から単離される。インヒビター
特異的抗血清のFab断片は、抗Fab断片血清を作成するための抗原として使用さ
れる。インヒビターに特異的なFab断片に対するこの抗血清の注入は、インヒビ
ターがインヒビター抗体に結合するのを防止する。Fab断片または抗インヒビタ
ーへのインヒビターの結合をブロックすることにより、内因性抗インヒビター抗
体が和され治療的利点が得られる。この治療の真の作用は、内因性循環インヒビ
ターが標的細胞に到達する能力を促進し、こうして転移の拡散を低減させること
である。
本発明は、内皮細胞増殖インヒビター活性を有するインヒビターの任意の誘導
体を含むことを企図することを理解されたい。本発明は、全インヒビタータンパ
ク質、インヒビタータンパク質の誘導体、およびインヒビタータンパク質の生物
活性のある断片を含む。これらは、アミノ酸置換またはアミノ酸官能基に結合し
た糖もしくは他の分子を有する、インヒビター活性を有するタンパク質を含む。
本発明はまた、インヒビターおよびインヒビター受容体をコードする遺伝子、な
らびにこれらの遺伝子により発現されるタンパク質を含む。
上記のインヒビター活性を有するタンパク質およびタンパク質断片は、単離し
たおよび実質的に精製したタンパク質およびタンパク質断片として、薬剤学的に
許容される製剤中で、当業者に公知の調製法を使用して提供される。これらの製
剤は標準的な経路により投与することができる。一般的に組合せ物は、局所的、
経皮的、腹腔内、頭蓋内、脳室内、脳内、膣内、子宮内、経口、直腸内、または
非経口(例えば、静脈内、脊髄内、皮下または筋肉内)経路により投与される。
さらにインヒビターは、化合物の持続性放出を可能にする生体分解性ポリマー中
に取り込まれ、ポリマーは薬剤送達が好ましい部位(例えば、腫瘍部位)の近傍
に移植されるか、またはインヒビターがゆっくり全身性に放出されるように移植
される。カニューレを介して目的の分子に高濃度のインヒビターを制御送達する
ために(例えば、転移増殖巣中に直接、または腫瘍への血管供給中に)浸透圧ミ
ニポンプを使用してもよい。生体分解性ポリマーおよびその使用は、例えばブレ
ム(Brem)ら、J.Neurosurg.74:441−446(1991
)(これはその全体を参照することにより本明細書の一部とする)中に詳述され
ている。
本発明のインヒビターの投与量は、治療すべき症状または状態に依存し、ヒト
または動物の体重や健康状態のような他の臨床的症状、および化合物の投与経路
に依存する。ヒトまたは動物を治療するためには、約5mg/kg/日を毎日一回投与
すると、腫瘍増殖が50%以上抑制される。同じ投与量では、アンギオスタチン
は何の作用もない。特定の動物またはヒトでのインヒビターの半減期に依存して
、インヒビターは1日に数回〜週に一回で投与することができる。本発明はヒト
および獣医目的の使用も有することを理解されたい。本発明の方法は、同時にま
たは長期間にわたって、単回ならびに複数回投与を企図する。
本インヒビター製剤は、経口、直腸、眼(硝子体内または眼房内を含む)、鼻
内、局所的(頬内および舌下を含む)、子宮内、膣内、または非経口(皮下、腹
腔内、筋肉内、静脈内、皮内、頭蓋内、気管内、および硬膜外)投与に適したも
のを含む。インヒビター製剤は、単位投与型で提供することが便利であり、従来
の薬剤学的方法により調製される。そのような方法は、活性成分と薬剤担体また
は賦形剤を一緒にする工程を含む。一般に製剤は、活性成分と液体担体または微
細固体担体またはその両方とを均一および密接に一緒にし、次に必要であれば、
生成物を成形して調製される。
非経口投与に適した製剤は、抗酸化剤、緩衝剤、静菌剤を含有してもよい水性
および非水性無菌注射溶液、および製剤を目的の受容体の血液と等張にする溶質
;および懸濁剤や濃化剤を含有してもよい水性および非水性無菌懸濁剤がある。
製剤は単位投与容器または複数回投与容器(例えば、密封したアンプルおよびバ
イアル)で提供してもよく、凍結乾燥状態で保存され、使用直前に無菌液体担体
(例えば注射水)を添加するのみでよい。即時注射溶液および懸濁液は、前記し
た種類の無菌散剤、顆粒剤および錠剤から調製してもよい。好適な単位投与製剤
は、投与される成分の1日の用量または単位、1日の分割用量、またはその適当
な割合を含有するものである。上記した成分以外に本発明の製剤は、目的のタイ
プの製剤に関して当該分野で常用される他の物質を含有してもよいことを理解さ
れたい。場合により細胞障害物質を取り込むか、またはインヒビタータンパク質
またはその機能性ペプチド断片と組合せて、患者に2重治療法を提供してもよい
。
本発明の血管形成阻害性ペプチドは、標準的微小化学設備で合成することがで
き、純度をHPLCと質量スペクトル法によりチェックすることができる。ペプ
チド合成法、HPLC精製法および質量スペクトル法は、当業者に公知である。
インヒビターペプチドおよびインヒビター受容体ペプチドはまた、組換え大腸菌
(E.coli)または酵母発現系で産生され、カラムクロマトグラフィーで精
製される。
無傷のインヒビター分子の異なるペプチド断片は、特に限定されないが以下を
含むいくつかの応用で使用するために合成することができる:特異的抗血清の開
発のための抗原として、インヒビター結合部位で活性なアゴニストおよびアンタ
ゴニストとして、インヒビターに結合する細胞の標的死滅のための細胞障害物質
に結合したかまたはこれと組合わされるペプチドとして。これらのペプチドを構
成するアミノ酸配列は、分子の外部領域上のその位置に基づき選択され、抗血清
への結合に利用できる。インヒビターのアミノ末端およびカルボキシ末端ならび
に分子の中間領域は、合成される断片の間で別々に示される。
ジーンバンク(GenBank)、ブルークハーベンプロテイン(Brook
haven Protein)、スイス−プロット(SWISS−PROT)、
およびピーアイアール(PIR)のようなタンパク質配列データベースを使用し
て、これらのペプチド配列を既知の配列と比較して、配列相同性の可能性を調べ
る。この情報は、他の分子と高度の配列相同性を示す配列の排除を促進し、こう
してインヒビターに対する抗血清、アゴニストおよびアンタゴニストの開発にお
いて高い特異性に対する可能性を上昇させる。
インヒビターおよびインヒビター由来ペプチドは、標準的方法を使用して他の
分子に結合させることができる。インヒビターのアミノ末端とカルボキシ末端の
両方は、チロシンとリジン残基を含有し、多くの方法を用いてアイソトープでお
よび非アイソトープで、例えば常法(チロシン残基−クロラミンT、ヨードゲン
、ラクトペルオキシダーゼ;リジン残基−ボルトンハンター試薬)を用いて標識
することができる。これらの結合法は当業者に公知である。あるいはチロシンま
たはリジンを、これらの残基を持たない断片に加えて、ペプチド上の各アミノ基
およびヒドロキシル基の標識を促進する。結合法は、アミノ酸上の利用できる官
能基(特に限定されないが、アミノ、スルフヒドリル、カルボキシル、アミド、
フェノール、およびイミダゾール基を含む)に基づいて選択される。これらの結
合をさせるのに使用される種々の試薬には特に、グルタルアルデヒド、ジアゾ化
ベンジジン、カルボジイミド、およびp−ベンゾキノンがある。インヒビターペ
プ
チドは種々の応用のために、アイソトープ、酵素、担体タンパク質、細胞障害物
質、蛍光分子、発光性、生物発光性化合物、および他の化合物に化学的に結合さ
れる。結合反応の効率は、特異的反応に適した異なる技術を使用して決定される
。例えば125Iを用いるインヒビターペプチドの放射能標識は、クロロミンTと
高比活性のNa125Iを使用して行われる。反応はメタ重亜硫酸ナトリウムを用
いて停止させ、混合物をディスポのカラムで脱塩する。標識ペプチドをカラムか
ら溶出し、画分を集める。各画分からアリコートを取り、ガンマカウンターで放
射能を測定する。こうして未反応のNa125Iが標識インヒビターペプチドから
分離される。最も高い比放射活性を有するペプチド断片を、以後の使用(例えば
インヒビター抗血清に結合する能力の分析)のために保存する。
ペプチド結合の他の応用は、ポリクローナル抗血清の産生である。例えばリジ
ン残基を含有するインヒビターペプチドは、グルタルアルデヒドを使用して、精
製したウシ血清アルブミンに結合される。反応の効率は、放射能標識ペプチドの
取り込みを測定することにより決定される。未反応グルタルアルデヒドとペプチ
ドを透析により分離する。結合体を以後の使用のために保存する。
インヒビターに特異的な抗血清、インヒビター類似体、インヒビターのペプチ
ド断片およびインヒビター受容体を作成することができる。ペプチド合成と精製
後、当業者に公知の確立された技術を使用してモノクローナルとポリクローナル
抗血清の両方を作成する。例えばポリクローナル抗血清は、ウサギ、ヒツジ、ヤ
ギまたは他の動物で作成してもよい。担体分子(例えばウシ血清アルブミン)に
結合したインヒビターペプチドまたはインヒビター自体はアジュバント混合物と
組合せ、乳化させ、背中、首、横腹、および時に足蹠上の複数の部位の皮下に注
入する。追加注入を定期的な間隔で行う(例えば、2〜4週間毎)。注入の約7
〜10日後に例えば膨張後耳の端の静脈から静脈穿刺により血液試料を得る。血
液試料を4℃で一晩凝固させ、約2400gで4℃で約30分間遠心分離する。
血清を採取し、アリコートを取り、4℃で保存してすぐ使用するかまたは後の分
析に使用する。
ポリクローナル抗血清の作成からのすべての血清試料またはモノクローナル抗
血清の産生からの培地試料を、抗体力価について分析する。いくつかの手段(例
えば、ドットブロットおよび密度分析、およびプロテインA、第2抗血清、冷エ
タノールまたは活性炭−デキストランを使用する放射能標識ペプチド−抗体複合
体の沈殿、次にガンマカウンターで活性の測定)により力価を確立する。最も高
力価の抗血清はまた、市販の親和性カラムで精製する。インヒビターペプチドを
親和性カラム中のゲルに結合させる。抗血清試料をカラムに通すと、抗インヒビ
ター抗体はカラムに結合して残る。次にこれらの抗体を溶出し、集め、力価と特
異性について測定評価する。
最も高力価のインヒビター特異的抗血清を試験して以下を確立する:a)最も
高い抗原の特異的結合と最も低い非特異結合が得られるような最適の抗血清希釈
、b)標準的排除曲線で上昇する量のインヒビターペプチドに結合する能力、c
)関連種の関連ペプチドおよびタンパク質との交差反応性の可能性、d)血漿、
尿、組織および細胞培養培地の抽出物中のインヒビターペプチドを検出する能力
。
インヒビターの測定のためのキットおよびインヒビター受容体もまた、本発明
の一部として企図される。最も高い力価と特異性を有し血漿、尿、組織および細
胞培養培地の抽出物中のインヒビターペプチドを検出することができる抗血清を
さらに調べて、インヒビターの迅速で信頼性のある高感度かつ特異性の高い測定
と局在化のための使いやすいキットを確立する。これらの測定キットは、特に限
定されないが、以下の技術を含む:競合的および非競合的測定法、ラジオイムノ
アッセイ、生物発光および化学発光測定法、蛍光測定法、サンドイッチ測定法、
免疫放射測定法、ドットブロット法、酵素結合測定法(ELISAを含む)、マ
イクロタイタープレート法、尿または血液の迅速モニタリングのための抗体被覆
ストリップ法またはディップスティック法、および免疫組織化学的方法。各キッ
トについて測定法の範囲、感度、正確度、信頼性、特異性および再現性を確立す
る。排除または活性の標準曲線上の20%、50%、および80%の点の測定内
および測定間変動を確立する。
研究および診療所で一般的に使用される測定キットの1つの例は、ラジオイム
ノアッセイ(RIA)キットである。インヒビターRIAを以下に例示する。放
射ヨード化がうまくいきインヒビターまたはインヒビターペプチドを精製した後
に、最も高い力価を有する抗血清をいくつかの希釈で、適当な緩衝系中で比較的
一定量の放射能(例えば10,000cpm)を有するチューブに加える。非特異
結合を定量するために、他のチューブは緩衝液または免疫前血清を含有する。4
℃で24時間インキュベーション後、プロテインAを加え、チューブをボルテッ
クス混合し、室温で90分間インキュベートし、約2000〜2500gで4℃
で遠心分離して、標識抗原に結合した抗体の複合体を沈殿させる。吸引して上清
を除去し、ペレット中の放射能をガンマカウンターで計測する。非特異結合を引
いた後に標識ペプチドの約10%〜40%に結合する抗血清希釈をさらに解析す
る。
次に、放射能標識ペプチドと抗血清を含有するチューブに、既知量のペプチド
を加えて、抗血清の開発に使用したインヒビターペプチドの希釈範囲(約0.1
pg〜10ng)を評価する。さらにインキュベーション(例えば24〜48時間)
後、プロテインAを加え、チューブを遠心分離し、上清を除去し、ペレット中の
放射能を計測する。非標識インヒビターペプチド(標準物質)による放射能標識
インヒビターペプチドの排除が、標準曲線を与える。いくつかの濃度の他のイン
ヒビターペプチド断片、異なる種からのインヒビター、および同族のペプチドを
測定チューブに加え、インヒビター抗血清の特異性を解析する。
種々の組織の抽出物(特に限定されないが、原発性および続発性腫瘍、ルイス
肺癌、インヒビター産生細胞の培養物、胎盤、子宮、および脳、肝増殖、および
小腸のような他の組織)を調製する。組織抽出物の凍結乾燥またはスピードバッ
ク(Speed Vac)後、測定緩衝液を加え、異なるアリコートをRIAチ
ューブに入れる。インヒビター産生細胞の抽出物は、標準曲線に平行の排除曲線
を与え、インヒビターを産生しない組織の抽出物はインヒビターから放射能標識
インヒビターを排除しない。さらに、ルイス肺癌を有する動物からの尿、血漿お
よび髄液を、増加する量で測定チューブに加える。平行の排除曲線は、組織およ
び体液中のインヒビターを測定するためのインヒビター測定法の有用性を示して
いる。
インヒビターを含有する組織抽出物は、アリコートを逆相HPLCに付すこと
によりさらに特性を解析できる。溶出液画分を集め、スピードバック(Spee
d Vac)で乾燥し、RIA緩衝液で復元し、インヒビターRIA
で分析する。インヒビター免疫反応性の最大量は、インヒビターの溶出位置に対
応する画分中に存在する。
測定キットは、説明書、抗血清、インヒビターまたはインヒビターペプチド、
およびおそらく放射能標識インヒビター、および/または結合したインヒビター
−インヒビター抗体複合体の沈殿のための試薬を提供する。キットは腫瘍がある
かまたは無い動物およびヒト生物学的流体および組織抽出物中のインヒビターの
測定に有用である。
組織および細胞中のインヒビターの局在化に、別のキットが使用される。この
インヒビター免疫組織化学キットは、説明書、インヒビター抗血清、およびおそ
らく阻止血清とフルオレセインイソチオシアネートのような蛍光分子または1次
抗血清を視覚化するのに使用される他の試薬に結合した2次抗血清を提供する。
免疫組織化学技術は、当業者に公知である。このインヒビター免疫組織化学キッ
トは、光学顕微鏡および電子顕微鏡の両方を使用して組織切片および培養細胞中
のインヒビターの局在化を可能にする。これは研究および臨床目的に使用される
。例えば腫瘍を生検するかまたは集めて、組織切片をミクロトームで切断してイ
ンヒビター産生部位を調べる。この情報は癌の検出と治療において診断およびお
そらく治療目的に有用である。インヒビター生合成の部位を視覚化する別の方法
では、インヒビターメッセンジャーRNAを探索するためのin situハイ
ブリダイゼーションで使用される核酸を放射能標識する。同様にインヒビター受
容体は免疫組織化学法により局在化、視覚化、および定量される。
本発明をさらに以下の例により例示するが、これらは決して本発明の範囲を限
定するものと理解してはならない。それより本明細書の説明を読んだ後は、その
種々の他の実施態様、修飾および同等の例が当業者には明らかであると理解すべ
きである。
例1 方法 1.ヒトプラスミノーゲンからのクリングル1−5(K1−5)の調製
既に記載されている(カオ(Cao)ら、1996、JBC,271,294
61−29467)ようにリジン−セファロースクロマトグラフィーにより、プ
ールしたヒト血漿からヒトプラスミノーゲンを調製した。精製したヒトプラスミ
ノーゲンをアルカリ性溶液中でインキュベートした。消化した混合物をリジン−
セファロースカラムにのせ、K1−5を0.25ε−アミノカプロン酸勾配によ
り溶出した。K1−5画分をセファクリル−S200カラム(2.5×70)で
さらに精製して微量のプラスミノーゲン混入を除去した。SDSゲル電気泳動に
より分子量は55,000ダルトンであることを証明した。微量配列決定により
、K1−5はプラスミノーゲンLys77〜Arg529に対応する断片からな
ることが明らかになった。2.内皮細胞増殖測定法
ウシの毛細血管内皮細胞を、10%熱不活性化BCSと3ng/ml組換えヒトb
FGFを有するDMEM中で維持した。細胞をPBSで洗浄し、トリプシンの0
.05%溶液中に分散した。DMEM、10%BCS、1%抗生物質で細胞懸濁
液を作成し、血球計算器で計測した後、濃度を25,000細胞/mlに調整した
。細胞を、ゼラチン化した24ウェル培養プレート(0.5ml/ウェル)に蒔き
、14時間インキュベートした(37℃、10%二酸化炭素中)。培地を0.2
5mlのDMEM、5%BCSで交換し、異なる濃度の試料を適用した。20分間
のインキュベーション後、培地とbFGFを各ウェルに加えて、最終容量0.5
mlのDMEM、5%BCS、1%抗生物質および1ng/ml bFGFを得た。7
2時間インキュベーション後、細胞をトリプシンに分散し、ヘマタール(Hem
atall)中に再懸濁し、コールターカウンターで計測した。例2 1.ヒトプラスミノーゲンからのK1−5の調製:
既に記載されている(カオ(Cao)ら、1996、JBC,271,294
61−29467)ようにリジン−セファロースクロマトグラフィーにより、プ
ールしたヒト血漿からヒトプラスミノーゲンを調製した。4mlのグリシン緩衝液
(pH10.5)中の約40mgのプラスミノーゲンを、固定化ウロキナーゼ活性
化プラスミン(10モルのプラスミノーゲン/1モルのプラスミン)で25℃で
24時間インキュベートした。消化した混合物をリジン−セファロースカラム(
1.0×30cm)にのせ、K1−5を0.25E−アミノカプロン酸勾配によ
り溶出した。K1−5画分をセファデックスG−75カラム(2.5×90)で
さらに精製した。SDSゲル電気泳動により分子量は55,000ダルトンであ
ることを証明した。微量配列決定により、K1−5はプラスミノーゲンLys7
7(78)〜Arg529(530)に対応する断片からなることが明らかにな
った。2.内皮細胞増殖測定法:
ウシの毛細血管内皮細胞を、10%熱不活性化BCS、抗生物質および3ng/m
l組換えヒトbFGFを有するDMEM中で維持した。細胞をPBSで洗浄し、
トリプシンの0.05%溶液中に分散した。DMEM、10%BCS、1%抗生
物質で細胞懸濁液を作成し、血球計算器で計測した後、濃度を25,000細胞
/mlに調整した。細胞を、ゼラチン化した24ウェル培養プレート(0.5ml/
ウェル)に蒔き、14時間インキュベートした(37℃、10%二酸化炭素中)
。培地を0.25mlのDMEM、5%BCSで交換し、異なる濃度の試料を適用
した。20分間のインキュベーション後、培地とbFGFを各ウェルに加えて、
最終容量0.5mlのDMEM、5%BCS、1%抗生物質および1ng/mlbFG
Fを得た。72時間インキュベーション後、細胞をトリプシンに分散し、ヘマタ
ール(Hematall)中に再懸濁し、コールターカウンターで計測した。3.ヒヨコ胚の漿尿膜測定法(CAM):
3日令の白色レッグホーンの受精卵を割り、無傷の黄味を有するヒヨコ胚を1
00×20mmプラスチックシャーレに広げた。3%二酸化炭素中で37℃で3日
間インキュベーション後、10μgのK1−5を含有するメチルセルロースのデ
ィスクを、各胚のCAMの上に置いた。48時間インキュベーション後、胚とC
AMを実体鏡により無血管ゾーンの形成について分析した。4.マウスの腫瘍試験:
雄の6週令のC57B16/Jマウスを腫瘍試験に使用した。対数期で増殖し
ているマウスT241線維肉腫細胞(1×106)を採取し、PBS中に再懸濁
し、100μlの容量で各動物の背側正中線の皮下に移植した。各処理群と対照
群で3匹のマウスを使用した。100μlのPBSまたは100μlのK1−5
の皮下注射を腫瘍細胞の注射の少し後に開始し、1日一回で合計20日間続けた
。24時間後腫瘍が見えて存在した。24時間後原発性腫瘍が存在した。所定の
日に原発性腫瘍をデジタルカリパーでブラインドで測定した。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Plasminogen clingdomeme can regulate angiogenesis in vivo
Inn 1-5Field of the invention
The present invention relates to novel endothelial cell proliferation inhibitors. This inhibitor is
Extremely potent in inhibiting angiogenesis-related diseases and regulating angiogenesis
You. Furthermore, the present invention relates to the use of the inhibitor of the present invention in humans having an angiogenic disease.
Relates to methods of treating these by administering them to animals.background
As used herein, the term "angiogenesis" refers to the formation of new blood vessels in a tissue or organ.
Means endothelial cell proliferation is involved. Under normal physiological conditions, humans or animals
Objects form angiogenesis only in very specific and limited situations. For example, angiogenesis is
Normal, observed in wound healing, fetal and embryonic development, corpus luteum, endometrium, and placenta formation
It is. The term "endothelial cells" refers to the plane lining the serous cavities, lymph vessels, and blood vessels
Means a thin layer of typical epithelial cells.
Both controlled and uncontrolled angiogenesis proceed in a similar manner
It is believed that. Endothelial cells and pericytes surrounded by basement membrane form capillaries
To achieve. Angiogenesis is caused by enzymes released from endothelial cells and leukocytes,
Begin with erosion. Endothelial cells that line the lumen of the blood vessel then protrude from the basement membrane. Blood vessels
Formation stimulants induce endothelial cells to migrate through the eroded basement membrane. Transfer
Moving cells produce "buds" from the parent vessel, where endothelial cells divide and proliferate
. Endothelial sprouts fuse with each other to form capillary loops, creating new blood vessels.
Persistent, disordered blood with various pathologies, cancer metastases, and abnormal proliferation by endothelial cells
Tube formation occurs and maintains the pathological injuries seen in these conditions. Chaotic angiogenesis
A variety of medical conditions in which a disease exists are classified as angiogenesis-dependent or angiogenesis-related
Have been.
The hypothesis that tumor growth is dependent on angiogenesis was first proposed in 1971.
(Folkman J.), Tumor Angiogenesis: Therapeutic
Meaning (Tumor angiogenesis: Therapeutic im
applications), N.M. Engl. J. Med. 285: 1182-11
86, 1971). The simplest description is: "Once the tumor
When “engraftment” occurs, the tumor cell population needs to grow before new
Capillaries must be increased each time. ". Tumor “engraftment” is currently
Prevascular stage, occupying a volume of a few cubic millimeters but not exceeding millions
It is understood that the population of tumor cells is at a stage where it can survive on existing host microvessels.
ing. Expansion of tumor volume beyond this stage requires induction of new capillaries
It is. For example, lung micrometastases in the early prevascular stage of mice can be found on histological sections.
It will only be detectable by all high-resolution microscopes.
Examples of indirect evidence supporting this idea include:
(1) The growth rate of the tumor implanted in the subcutaneous clear room of the mouse is slow before neovascularization.
It is linear and fast and exponential after angiogenesis (G.E.
lgire GH) et al., Vascular response of normal and malignant tumors in vivo. Wounded
Murine Vascular Response to Normal and Neoplastic Transplants: J Natl. Can
cer Inst. 6: 73-85, 1945).
(2) Tumors that grew in isolated and perfused organs without growing blood vessels were 1-2 mmThree
However, when blood vessels are transplanted into mice and angiogenesis occurs, they rapidly expand.
(Folkman J, et al., Isolated
Tumor behavior in perfused organs: biopsy specimens from rabbit thyroid and dog small intestine sections
In vitro growth and transfer of material. Annals of Surgery 164:
491-502, 1966).
(3) The growth of the tumor in the avascular cornea progresses slowly and linearly,
It then changes to exponential growth (Gimbrone, M .;
A. ) Et al., Tumor growth and angiogenesis: Exponential model using rabbit cornea. J. Natl
. Cancer Institute 52: 41-427, 1974).
(4) The tumor suspended in the aqueous humor of the anterior chamber of the rabbit eye is alive and avascular
1mmThreeLimited to a size less than. These are once implanted in the iris vascular bed
When,
The blood vessels grow and grow rapidly, reaching 16,000 times their original volume within two weeks (
Gimbrone, MA, et al., By blocking angiogenesis
Tumor dormancy in vivo. Exp. Med. 136: 261-276).
(5) When the tumor is implanted in the chorioallantoic membrane of the chick embryo,
Grows slowly but does not exceed an average diameter of 0.93 + 0.29 mm. Opening angiogenesis
Rapid tumor expansion occurred 24 hours after the start, and by day 7 these angiogenic tumors had become flat.
Reach an average diameter of 8.0 + 2.5 mm (Knighton D
), Avascular and Vascular Stages of Chick Embryos, British J. et al. Cancer, 3
5: 347-356, 1977).
(6) The characteristics of the blood vessels of the metastasis of the rabbit liver show heterogeneity in the size of the metastases,
It shows a relatively uniform cut-off point for sizes where vascularization is present. Tumor is straight
It is generally avascular up to 0 mm in diameter, but angiogenesis occurs above this diameter
(Lien W., et al., Vascular Supply of Experimental Liver Metastases. II. Irrigation
Liver Normal and Tumor Vascular Microcirculation Test Using Flow Silicone Rubber, Sur
gery 68: 334-340, 1970).
(7) In a transgenic mouse in which cancer develops in beta cells of islets,
Hyperplastic islets before blood vessel formation are 11mm in sizeThreeLimited to 6-7 weeks old, Kojima
4-10% of blood vessels are neovascularized, and from these islets 10% of the volume of pre-angiogenic islets
An angiogenic tumor more than 00 times larger occurs (J. Folkman (Folkm)
an J. ) Et al., Induction of angiogenesis during transition from hyperplasia to neoplasm, Natur
e 339: 58-61, 1989).
(8) Specific antibody against VEGF (vascular endothelial growth factor) reduces microvessel density
And rely on VEGF as the sole mediator of angiogenesis (in nude mice).
"Significantly or dramatically" inhibit the growth of three existing human tumors. This antibody is
Does not inhibit the growth of tumor cells in vitro (Kim KJ
) Et al., Inhibition of vascular endothelial growth factor-induced angiogenesis suppresses tumor growth in vivo
Nature 362: 841-844, 1993).
(9) Anti-bFGF monoclonal antibody is the only mediator of angiogenesis
Causes a 70% inhibition of the growth of mouse tumors, which is dependent on the secretion of bFGF. This
Does not inhibit the growth of tumor cells in vitro (Hori
A) et al., Immunoneutralizing monoclonal antibodies against human basic fibroblast growth factor
Inhibition of solid tumor growth by Cancer Research, 51: 6180
-6184, 1991).
(10) Intraperitoneal injection of bFGF stimulates proliferation of capillary endothelial cells in tumor
This enhances the growth of the primary tumor and its metastasis. The tumor cells themselves are bFGF
Lacking the receptor, bFGF is not a mitogen for tumor cells in vitro (di
Gross JL et al., In vivo fixation with bFGFG.
Regulation of Tumor Growth, Proc. Amer. Assoc. Canc. Res. 31
: 79, 1990).
(11) Specific Angiogenesis Inhibitor (AGM-1470)
Inhibits tumor growth and metastasis, but inhibits tumor cell growth very poorly in vitro
There is no. This is because vascular endothelium is at a concentration 4 log lower than the concentration that inhibits tumor cell growth.
Inhibits cell growth by half-maximum (Ingber, D) et al.
Anaioinhibins: inhibits angiogenesis and increases tumor growth
Nature, a synthetic analog of fumagillin that inhibits growth
48: 555-557, 1990). Tumor growth is also angiogenesis dependent
There is indirect clinical evidence.
(12) Human retinoblastoma metastatic to the vitreous has viable activityThree
1mm despite the fact that it incorporates H-thymidineThreeBloodless restricted to less than
Becomes tubular spheroids (when removed from enucleated eyes and analyzed in vitro)
.
(13) Ovarian cancer is a small avascular white seed (1-3 mmThreeMetastasis to the peritoneum as)
I do. These implants were rare until one or more of them were vascularized
Does not proliferate.
(14) Intensity of angiogenesis in breast cancer (Weidner N)
Et al., Tumor angiogenesis correlates with metastasis of invasive breast cancer. Engl. J. Med.
324: 1-8, 1991, and Weidner N
Et al., Tumor angiogenesis: a new significant and independent predictive index in early breast cancer, J
Natl. Cancer Inst. 84: 1875-1887, 1992)
, Prostate cancer (Weidner N), P.R.
Roll (Carroll PR), Jay Flux (Flux J), Dublin
Blumenfeld W, Jay Folkman
(Folkman J.), Tumor angiogenesis correlates with metastasis of invasive prostate cancer,
American Journal of Pathology, 143 (2)
: 401-409, 1993) are highly correlated with the high risk of future metastases.
(10) Metastasis of human cutaneous melanoma is rare before neovascularization. Initiation of angiogenesis
Increases the thickness of the lesion and increases the risk of metastasis (A. Srivastava (
Srivastava A) et al., Intermediate thickness (0.76-4.0 mm thickness) skin
Prognostic significance of tumor blood vessels in skin melanoma, Amer. J. Pathol. 133: 41
9-423, 1988).
(16) In bladder cancer, urinary levels of angiogenic peptide (bFGF) are
Is a highly sensitive indicator of disease state and extent (Nguyen M)
Et al. Reported that basic fibroblast growth factor, an angiogenic peptide in urine of bladder cancer patients.
Bell rise. J. Natl. Cancer Inst. 85: 241-242,
1993).
Thus, it is clear that angiogenesis plays a major role in cancer metastasis.
You. If this angiogenic activity is suppressed or eliminated or controlled and regulated
If present, the tumor will not grow if present. Prevent angiogenesis when sick
Avoids injuries caused by invasion of new microvasculature
Will be. Treatment aimed at controlling the angiogenic process will eliminate these diseases
Or will cause relaxation.
Thus, in the field of the present invention, endothelial cell proliferation (eg, the enhancement of blood vessels, particularly to tumors).
There is a strong need for compositions and methods that inhibit unwanted growth). Also
Strong need for methods to detect, measure, and localize such compositions
There is a Such compositions may be used to increase the activity of endogenous growth factors in pre-metastatic tumors.
Overcome and prevent capillary formation in tumors, thus inhibiting tumor growth
Will be able to. Further to the composition, composition fragments and compositions
Specific antibodies are useful for hair growth in other angiogenic processes such as wound healing and reproduction.
The formation of small blood vessels could be regulated. Naturally inhibits angiogenesis
The compositions and methods for are preferably non-toxic and cause few side effects
Absent. Detecting and measuring the binding site of the composition or the site of biosynthesis of the composition;
A method for localization is needed. The composition and fragments of the composition are radiated
It can bind to other molecules for both sexual and non-radioactive labels.Prior art
Plasminogen (also called angiostatin) as a composition for the above purpose
) Are suggested to use the first four kringle regions (nos. 1-4).
ing. However, the inhibitory effect of angiostatin on endothelial cell proliferation is too small
I'm not satisfied. Angiostatin is effective when used as a drug in human patients
In order to be able to do so, they have to be given in kilograms, which is of course practical
Is a major limitation on use. Another disadvantage is that the effect is small.
Manufacturing cost, which makes the product very expensive. Ie Angios
Despite the discovery of Tatin, a great need for a composition that meets the above objectives
There is.Summary of the Invention
An object of the present invention is to satisfy the above needs. This is achieved by the present invention
The present invention is directed to endothelial cell proliferation in vitro and angiogenesis in in vivo assays.
Related to proteins that can regulate or regulate (eg, inhibit). The present invention
Also relates to any nucleic acid encoding such a protein. Various aspects of the present invention
Further aspects of are described in more detail with reference to the drawings.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
FIG. 1 shows schematically and gel purified proteolytic human kringle 1-5.
(K1-5) shows a fragment.
2A-B show the anti-endothelial cell proliferation activity of K1-5, 2C-D show capillary
4 shows inhibition of endothelial cell proliferation.
FIG. 3 shows the morphology of endothelial cells treated with K1-5.
FIG. 4 shows the synergistic inhibition of endothelial cell proliferation by angiostatin and K5.
FIG. 5 shows anti-angiogenic effect of K1-5 of the present invention on chorioallantoic membrane (CAM) of chick embryo.
Show action.
FIG. 6 shows that the suppression of primary tumor growth by K1-5 of the present invention was treated with K1-5.
Mice compared to mice treated with saline.
FIG. 7 shows microblood obtained by immunohistological staining of a tumor tissue section using an anti-vWF antibody.
4 shows detection of duct metastasis.Detailed description of the invention
In a first aspect, the invention relates to a protein as defined in claim 1.
You. Generally, the protein of the present invention comprises the human kringle 1-
5 and the amino acid sequence shared by mouse kringle 1-5 disclosed in SEQ ID NO: 2
Consist of at least about 50% of the rows. In a more specific embodiment, the tan
The protein is about 60-70% of the amino acid sequence shared by SEQ ID NOS: 1 and 2, and
And more specifically, essentially all of the sequence. One specific implementation
In one embodiment, the protein of the invention consists of an essential part of the human amino acid sequence,
In one embodiment, the protein of the invention comprises essentially all mouse amino acid sequences.
Consists of columns. In all embodiments of the protein of the present invention, the analog and its
It is to be understood that functional fragments of
In one embodiment, the protein of the invention is a non-reduced polyacrylamide gel.
Has a molecular weight of about 50 to about 65 kilodaltons as measured by electrophoresis. molecule
The amount depends in particular on whether or not the molecule is glycosylated,
Depends on how it was produced. The molecule of the present invention is a plasminogen molecule
Substantially the same as the plasminogen fragment consisting of Lys78 to Arg530
3 shows the acid sequence. In the literature, the body of amino acids where plasminogen starts and ends
Has been discussed. However, in the present invention, the most important feature of the molecule of the present invention
Is that it has the advantageous angiogenic properties described herein. Ie book
Sequences to which the molecules of the invention resemble begin with Lys77 or Lys78 and correspond to A
Ends with rg529 or Arg530. A preferred embodiment of the present invention is a molecule.
More specifically, from about 50 to about 60 kilodaltons, preferably from about 53 to about
5
It has a molecular weight of 7 kilodaltons, and most preferably about 55 kilodaltons.
Plasminogen fragments according to the broad definition above (ie the amino acid sequence Lys78)
~ Arg530) are the first five clinging dome of plasminogen.
It is also called K1-5 because it contains in. The fifth domain already exists
But in the general opinion of experts in this field, Kringle no. 5
Does not contribute or share angiostatin angiogenesis
. That is, a fragment consisting of all of regions 1 to 5 of plasminogen was
Not entirely tested for cell growth inhibition. The inventor believes that such
New fragments or molecules that exhibit substantially the same sequence as such fragments
We can always disclose promising results, which are comparable to traditional angiostatin compositions
By comparison, it is very surprising that the present invention is very excellent. Above
In addition to the points, the molecules of the present invention are also preferred because they are larger than the prior art molecules.
. As a result, the molecules of the present invention are more stable and thus can be used as drugs and drug compositions.
It is more preferable to use.
According to the present invention, the plasminogen fragment comprises human plasminogen and mouse plasminogen.
Nogen, bovine plasminogen, rhesus monkey plasminogen and porcine plastic
A molecule as defined above, which is similar to a fragment selected from the group consisting of suminogen
About. The molecule or protein of the present invention may be used for endothelial cell proliferation in an in vitro assay.
Can be inhibited.
In a preferred embodiment of the protein of the present invention, the protein comprises SEQ ID NO:
Including one essentially all sequences, or any functional fragment or analog thereof
. In another embodiment, the protein comprises essentially all of the sequence of SEQ ID NO: 2,
Or any functional fragment or analog thereof. This feature is provided by the present invention.
Beneficial endothelial cell proliferation, which has been linked to K1-5 of plasminogen
About the nobility.
Another object of the invention is the use of a molecule of the invention, such as K1-5, as a medicament.
You. In addition, the present invention also provides a method for modulating (eg, inhibiting) endothelial cell proliferation, eg,
Treatment of angiogenesis-related symptoms or diseases such as tumor growth (eg, cancer), diabetes, etc.
It relates to the use of said molecules for the manufacture of a medicament.
Accordingly, the present invention also relates to molecules of the present invention as well as one or more pharmaceutically
Pharmaceutical or veterinary composition comprising an acceptable carrier and / or excipient
About. The composition may be administered in a prophylactic and / or therapeutic manner (eg,
Parenteral, topical, oral or topical administration).
It is. For example, unit dosage forms suitable for oral administration include powders, tablets, pills, and capsules.
And lozenges. Many carriers such as aqueous carriers (eg, buffered saline)
The body can be used. These solutions are free of undesirable substances. This group
The product is also a pharmaceutically acceptable auxiliary substance required to approximate physiological conditions
(Eg, pH and buffering agents, toxicity modifiers, such as sodium acetate
, Sodium chloride, potassium chloride, calcium chloride, etc.). Non
For orally administered compositions, see, eg, Remington's Pharmaceutical Sciences (Reming
ton's Pharmaceutical Sciences), 15th edition,
Mac Publishing Company
ny), Easton, PA (1980).
I want to be. The composition or preparation of the present invention may be administered at much lower doses,
Thus, its use is superior to known angiostatin compositions. Therefore Angi
When compared to the use of ostatin, the use of drug preparations containing K1-5 requires less
The low dose makes administration easy, and the low dose makes the drug less expensive. Of the present invention
In some embodiments, the composition comprises a molecule or tag capable of inhibiting cancer metastasis.
Contains protein. Half-maximal concentration of the molecule of the invention for inhibition of endothelial cell proliferation (EC
50) is about 50 pM, compared to an angiostatin with an EC50 of 130
nM. That is, 5 times between the action of the composition of the present invention and the action of angiostatin.
There is a 1000-1000 fold difference, which is significant and surprising. Step
Inhibition of the first four kringle domains of rasminogen and angiostatin
When evaluated individually and in combination, the most potent endothelial cell growth
Glu region 4 from angiostatinRemoval(The Journal
al of Biological Chemistry, 1996, vol2
71, No. 46: "Kringle domain of human angiostatin", Khao (C
ao) et al.). Ie
The general opinion in this field is that removing kringle no4 from this protein
, A stronger fragment would be obtained. But surprisingly
We believe that the plasminogen clin, previously thought to be inactive,
Not only does Glu5 show an effect, but the new molecule also acts as an angiostatin fragment.
Containing kringle 4, which is known to reduce the Above
The molecules of the present invention, like
More stable in the human or animal body than prior art compounds due to their greater resistance
is there. That is, it has a longer half-life, which reduces the frequency of administration and
This is advantageous because it can be reduced. That is, the K1-5 preparation of the present invention
Angiostatin is more convenient for patients treated with
Or it is cheaper than the K5 compound.
Another object of the present invention is to provide a nucleic acid encoding a molecule of the invention, such as DNA or R
NA. CDNA sequences complementary to such sequences are also included. Ie book
It is a further object of the invention to specifically treat one of the above defined nucleic acids under stringent conditions.
It is a nucleic acid that hybridizes. The term “specifically hybridizes” in the context of the present invention
"Does" means that the sequence is present in a complex of DNA or RNA,
Of a molecule to a specific nucleotide sequence only under the condition, duplex formation or hive
Means redidation. In the context of the present invention, the term "stringent time conditions"
A condition in which the lobes hybridize to the target sequence but not to other sequences
Means. Stringency conditions are sequence-dependent and may be different in different circumstances.
U. Those skilled in the art can easily select appropriate conditions in connection with the present invention.
Would. In general, stringency conditions are defined for a particular sequence at a defined ionic strength and pH.
Is selected to be about 5 ° C. lower than the thermal melting point (Tm) of Typically stringent conditions
Is less than about 1.0 M sodium ion, depending on the length of the nucleotide
(For example, about 0.01 to 1.0 M), the pH is about 7.0 to 8.3, and the temperature is
Is about 30 ° C. to 60 ° C. Stringency conditions may also affect destabilizing substances (eg,
For example, formamide). Such a nucleus of the present invention
Otides are of any length as defined above.
The nucleic acid of the present invention can be prepared by an in vitro method (for example, polymerase chain reaction (PC
R), ligase chain reaction (LCR), transcription-based amplification system (TAS), etc.)
Can be cloned or amplified. Extensive cloning and in vitro
Amplification methods are known to those skilled in the art, for example, Berger and Kimmel (Berger and
d Kimmer), Guide to Molecular Cloning (Guide to Mole)
color Cloning Technologies), Methods in
Enzymology 152 Academic Press (Academic)
Press Inc. ), San Diego, California (Berger
r); Sambrook et al. (1989), molecular claw.
-Labing Manual (Molecular Cloning-A Lab)
operative manual), 1st to 3rd edition, Cold Spring Harvara
Volatile (Cold Spring Harbor Laboratory)
, Cold Spring Harbor Press
Press), New York; modern protocols for molecular biology (Curr)
ent Protocols in Molecular Biology),
FM Ausubel et al., A modern protocol (
Current Protocols; Cashion et al., USA
No. 5,017,478; and Car, EP 02468.
See No. 64.
In another aspect, the invention relates to peptides, polypeptides, and polypeptides encoded by the nucleic acids of the invention.
Related to peptides or proteins. The general preparation of such molecules is
This is further disclosed in the following section.
Another aspect of the invention relates to a protein, polypeptide or protein of the invention.
This is an antibody created by: Methods for producing polyclonal antibodies are known to those skilled in the art.
Briefly, an immunogen (antigen), preferably a purified polypeptide,
Poly (eg, GST, keyhole limpet hemocyanin)
Peptides, or immunization vectors (eg, recombinant vaccinia virus (US Pat.
No. 4,722,848)).
Mix with bunt and immunize animals with this mixture. Animal immunity to immunogen preparations
The epidemic response is determined by collecting test blood and titrating the reactivity to the polypeptide of interest.
Track by doing. Once a suitably high titer of antibody to the immunogen is obtained,
Blood is collected from the product and serum is prepared. If necessary, react with the polypeptide
Further fractionation of the antiserum is performed to further enrich for neutralizing antibodies (eg, Coliga
(Coligan) (1991) A modern protocol for immunology (Currre).
ntProtocols in Immunology, Wiley / Green
(Wiley / Greene), New York; and Harlow and Lane (H
arrow and Lane) (1989) Antibody; Laboratory Manual (Ant)
ibodies: A Laboratory manual), Cold Sp
Cold Spring Harbor Pres
s), New York). In some cases, various mammalian hosts (
For example, prepare monoclonal antibodies from mice, rodents, primates, humans, etc.
Preferably. Description of methods for preparing such monoclonal antibodies
Are described in, for example, Stites et al. (Eds.) Basic and Clinical Immunology (Bas).
ic and Clinical Immunology (4th edition), Lange
Medical Publications (Lange Medical Publica)
tions), Los Altos, California, and
See the references cited in these; Harlow and Lane.
ow and Lane), supra; Goding (1986).
, Monoclonal antibody: principle and practice (Monoclonal Antibodi)
es: Principles and Practice) (2nd edition), Academy
Academic Press, New York, New York
State; and Kohler and Milstein
n) (1975) Nature 256: 495-497.
A further object is the above in gene therapy as well as in such methods of gene therapy.
The use of defined molecules. The method of the present invention comprises the steps of:
Involves transfection with a vector that expresses the peptide or antibody.
You may. This transfection can be in vivo or ex vivo
No. Ex vivo transfection is performed by reinjecting cells into the organism.
Is suitable. Other methods include providing a mammal (eg, a human) with a polypeptide of the invention.
Treatment of a composition comprising a peptide and a pharmaceutically acceptable excipient and / or carrier
Administering an effective amount.
For a review of gene therapy, see Anderson, Sci.
ence (1992) 256: 808-813; Nabel and Fergner (Na
Bel and Felgner) (1993) TIBTECH 11: 211.
-217; Mitani and Caskey (199)
3) TIBTECH 11: 162-166; Muligan (
1993) Science 926-932; Dillon (19)
93) TIBTECH 11: 167-175; Miller (19)
92) Nature 357: 455-460; Bambrudt (Van Bru
nt) (1988) Biotechnology 6 (10): 1149-11.
54; Vigne (1995) Restorative Neuro
logic and Neuroscience 8: 35-36;
Lycodet (Kremer and Perricaudet) (1995) B
ritish Medical Bulletin 51 (1) 31-44;
Haddada et al. (1995) Modern topics in microbiology and immunology (
Current Topics in Microbiology and I
Munology, Döfer and Böhm (Doerfler and B)
oehm) (ed.) Springer-Verla
g), Heidelberg, Germany; and Yu et al., Gene Thera
phy (1994) 1: 13-26.
A further object of the present invention is to provide a disease mediated by endothelial cell proliferation, especially angiogenesis.
And to provide a cure for the process. One such disease to be treated is
It is cancer. Accordingly, the present invention is a method of treating a human or animal having an angiogenic disease.
About 50-65 when measured by non-reducing polyacrylamide gel electrophoresis.
Lys78-Arg53 of the plasminogen molecule having a molecular weight of kilodaltons
An amino acid sequence substantially the same as the amino acid sequence of the plasminogen fragment consisting of
Administering a molecule or protein having the compound to the human or animal.
It relates to the above method. In a preferred embodiment, the protein is about 50-65 kilograms.
Daltons, preferably about 53-57 kilodaltons, most preferably about 55 kilodaltons
It has a molecular weight of Luton.
The method of the present invention comprises the steps of using human plasminogen, mouse plasminogen, bovine
More than sminogen, rhesus monkey plasminogen and porcine plasminogen
Substantially the same molecule as the plasminogen fragment selected from the group
.
That is, the present invention relates to protein molecules of kringle 1-5 of plasminogen.
Includes analogs as well as their uses. Thus the previously known angiostatin molecule
The new part added to is the plasminogen kringle no5,
Will be described separately below. In a conventional test, there is kringle no5 of plasminogen
Having only an inhibitory effect (by the applicant on December 12, 1996).
See U.S. patent application Ser. No. 08 / 765,528. This is the patent
At the time of the filing of this application, and is therefore referred to herein). But K5 alone
The use is several hundred times weaker than the action of the molecules of the invention. Further, endothelial cell proliferation of the molecules of the invention
The inhibitory effect is much better than simply adding the effects of K1-4 and K-5
.
The present invention also relates to detecting the presence or absence of inhibitory peptides in body fluids, and to endothelium.
Patients who require a therapeutically effective amount of such compounds to control cell proliferation,
Diagnostic methods for administering antibodies that specifically bind the peptide or its peptide.
And treatments. In addition, inhibitory peptides reduce the inhibitory effect of the peptide
To test for compounds that do not overcome or inhibit inhibition of endothelial cell proliferation.
To screen for growth factors or other compounds that can be inverted
Alternatively, it may be used with an endothelial cell culture growing in vitro. Sand
Another aspect of the present invention relates to the nucleic acid, protein, peptide or polypeptide of the present invention.
Is the screening assay used. For a review of common immunoassays, see
If Methods in Cell Biology, Vol. 37; For Cell Biology
In Antibody in Cell Biology, Asa
Asai, edited by Academic Press
Inc), New York (1993); Basic and Clinical Immunology (Basic a).
nd Clinical Immunology (7th edition), Stytes and Ta
-(States and Terr) et al. (Eds.) (1991).
Immunoassays can be competitive or non-competitive. That is, the present invention also has the same function
Which is more preferable because of its low molecular weight, and is useful as a substitute for K1-5
And a screening assay for the purpose of detection of That is, the method of the present invention
, K1-5, bind to the same target and therefore exhibit an equivalent therapeutic effect.
For the detection of a peptide or even a protein. By the method of the present invention
The peptide or polypeptide or even protein to be detected is also
Thus, a further aspect of the present invention relates to the present invention
And a peptide that binds to the same receptor as K1-5 as defined by SEQ ID NO: 2, poly
Peptide or protein.
Still another object of the present invention is to provide a method for analyzing biological fluid samples (eg, body fluids or tissues).
Diagnostic or prophylactic methods to detect the presence and / or amount of the inhibitor
Or a method of assay and providing a kit. Furthermore, the present invention also relates to the present specification
Histological kits for the localization of inhibitors as defined in this document.
Another object of the present invention is to provide a molecular process for tracking inhibitor biosynthesis and degradation.
An antibody specific for the inhibitor of the present invention, and an antibody against the virus of the inhibitor.
Of peptide agonists and antagonists, anti-inhibitor receptor specific antibodies
Agonists and antagonists, and cytotoxic substances bound to inhibitors
To provide.
Yet another object of the present invention is, but not limited to, hemangiomas, solid tumors, leukemias.
Metastasis, telangiectasia, psoriasis, scleroderma, vasodilator granulomas, myocardial angiogenesis,
Lark angiogenesis, coronary collaterals, cerebral collaterals, arteriovenous dysplasia, ischemic limb angiogenesis, horns
Membrane disease, skin flush, neovascular glaucoma, diabetic retinopathy, posterior lens fibrosis,
Arthritis, diabetic angiogenesis, macular degeneration, wound healing, peptic ulcer, Helicobacter (H
elicobacter) related diseases, fractures, keloids, angiogenesis, hematopoiesis, ovulation,
Diseases mediated by angiogenesis, including menstruation, placenta formation, and feline scratching fever
To provide methods and compositions for treating the disease and processes.
Another object of the present invention provides a composition for treating or inhibiting cancer growth.
That is.
It is an object of the present invention to produce the inhibitors of the present invention in vivo or in vitro.
To modulate or mimic the production or activity of an enzyme.
A further object of the present invention is to inject humans or animals in need of such treatment.
By direct injection of inhibitor DNA, inhibitors or anti-inhibitors
Is to provide antibodies.
An object of the present invention is to detect and quantify the presence of a specific antibody for an inhibitor in a body fluid.
Is to provide a way to:
Another object of the present invention is to provide a method for detecting or preventing cancer.
.
It is another object of the present invention to view inhibitor binding sites in vivo and in vitro.
It is to provide a composition for stimulating or quantifying.
Yet another object of the present invention is to use in the detection and quantification of inhibitor biosynthesis.
Is to provide a composition of
Yet another object of the invention is a method of treating cancer with low side effects, such as defined above.
To provide a gene therapy method utilizing the molecule.
Yet another object of the present invention is to provide an endothelial cell proliferation inhibitor or cytotoxic cell of the present invention.
To provide a composition comprising an inhibitor peptide fragment bound to a harmful substance.
You.
Another object of the present invention is a method of targeted delivery of an inhibitor-related composition to a specific location.
It is to provide.
Yet another object of the invention is to regulate endothelial cell proliferation, such as in the angiogenic process.
It is to provide compositions and methods useful for gene therapy.
These and other objects, features, and advantages of the present invention are disclosed in the disclosed embodiments and
The following detailed description of the appended claims and the following claims will become apparent.Detailed description of the drawings
Figure 1 Proteolytic human K1-5 fragment
(A) Glu1Digest plasminogen with urokinase-activated plasmin
Thus, a K1-5 fragment of human plasminogen was obtained. The cleavage site of plasmin is N-
End
Two positively charged Lys76 (77) and Lys77 (78) at the end and C
-Terminal Arg529 (530) and Lys530 (531). Lys77
-Arg529 fragment containing the K1-5 fragment was purified by lysine-sepharose chromatography.
Purified by chromatography, then by Sephadex G-75 column
Was. (B) Purified K1-5 is subjected to 10-15% SDS gradient polyacrylamide gel
Was analyzed. Molecular weight standards in kilodaltons are shown on the left.
Figure 2 Anti-endothelial cell proliferation activity and inhibition of capillary endothelial cell proliferation
K1-5 purified from plasmin digestion of human plasminogen was previously described.
(Cao et al., J. Biol. Chem. 271: 29461).
29467, 1996; Cao et al. Biol. Chem. 272,
During printing, in the presence of 1 ng / ml bFGF in a 72 hour proliferation assay as in 1997).
For bovine capillary endothelial (BCE) cells. K1 for BSE cells
-5 inhibitory activity at low concentrations (0.2-10 nM) and (B) high concentrations (20 nM-32
0 nM). (C) Half-maximal inhibition of K1-5 on BCE cells is about 50
Observed at pM. (D) The inhibitory effect is reversible. Remove K1-5 from conditioned medium
After growth, the endothelial cells were grown in fresh DMEM medium containing 1 ng / ml bFGF.
can do.
Fig. 3 Morphology of endothelial cells treated with K1-5
In the presence of various concentrations of K1-5, the expansion of BCE cells compared to control cells (A)
The breeding was stopped (BD). These data indicate that high concentrations of K1-5 are associated with endothelial cells.
Suggests that it is not toxic.
Figure 4 Synergistic inhibition of endothelial cell proliferation by angiostatin and K5
Pure human angiostatin (K1-4) and kringle 5 (K5)
Obtained as degradable fragments. These two endothelial cell inhibitors were combined with 1 ng / ml base.
Bovine capillary endothelial (BCE) cells stimulated with inflammatory fibroblast growth factor (bFGF)
Were added separately or together. Angiostatin inhibits endothelial cells at 1 nM concentration
Did not show. Kringle 5 inhibited endothelial cell proliferation by about 50%. Angios
Statins and K5 added to BCE cells together detect about 95% inhibition of cell proliferation
And showed that both fragments synergistically inhibited endothelial cell proliferation.
Fig. 5 Angiogenic effect of K1-5 on chorioallantoic membrane (CAM) of chick embryo
(Cao et al., J. Exp. Med. 182, 20).
69-2077, 1995).
Lulose discs were implanted into 6 day old embryo CAMs. Bloodless for the total number of CAMs
The number of CAMs with a tubular zone is shown as a percentage. Phosphate buffered physiological diet
Brine was used as a negative control.
Figure 6 Inhibition of primary tumor growth by K1-5
About 1 × 106Mouse T241 fibrosarcoma cells were transferred to 6 week old C57B16 / J mice.
Each mouse was implanted subcutaneously. Mice were treated with 100 μl of PBS or 100
Treated systemically once daily with 2.5 mg / kg / day of K1-5 in μl PBS.
(A) K1-5 treated and control mice were photographed on day 20 of treatment.
(B) The volume of the tumor was measured with a digital caliper, and a general formula of width × length × 0.52 was obtained.
Was calculated according to Data represent mean values (± SEM).
Figure 7 Microvessels by immunohistological staining of tumor tissue sections using anti-vWF antibody
Density detection
(A) Control tumor sections treated with PBS. (B) and (C) K1-5 treated tumor sections
. (D) Quantification of microvessels in tumor tissue sections in high field.Advantageous use of the invention
In the present invention, inhibition of endothelial cell proliferation, regulation of angiogenesis, and
Compositions and methods are provided that are effective in inhibiting growth, particularly angiogenesis associated with tumor growth
You. The present invention relates to about 4% of kringle 1-5 obtained from human plasminogen.
A protein endothelial cell proliferation inhibitor characterized as a 52 amino acid sequence
Including. The amino acid sequence of the inhibitors varies slightly between species.
The number of amino acids in the activity inhibitor molecule varies and has endothelial cell inhibitory activity
It is to be understood that all closely homologous amino acid sequences are considered to be encompassed by the present invention.
I want to be understood.
The present invention relates to a human plasmid capable of inhibiting endothelial cell proliferation in an in vitro assay.
A composition comprising about kringle 1-5 of suminogen may be used to inhibit unwanted endothelial cell proliferation.
And uncontrollable by administration to humans or animals with
Treat diseases and processes (eg, angiogenesis) mediated by endothelial cell proliferation
Methods and compositions are provided. Preferably, the isolated protein is at least
Is about 80% pure, more preferably at least about 90% pure,
Preferably at least about 90% pure. The present invention relates to the treatment of tumors or
It is particularly useful for inhibiting growth. To humans or animals with metastatic tumors before angiogenesis
Administration of an inhibitor of is useful to prevent tumor growth or spread.
The present invention also relates to a DNA sequence encoding an endothelial cell proliferation inhibitor,
An expression vector containing a DNA sequence encoding a growth inhibitor;
One or more expression vectors containing a DNA sequence encoding an inhibitor
-Containing cells.
The present invention also provides for the introduction of a DNA sequence encoding an endothelial cell proliferation inhibitor into a patient.
And modifies inhibitor levels in vivo.
The present invention also provides for the detection of endothelial cell proliferation inhibitors in biological fluids and tissues.
For diagnostics and measurement and for localization of inhibitors in tissues and cells
And a kit. The diagnostic method and kit may be of any configuration known to those of skill in the art.
. The present invention also provides antibodies and portions thereof that are specific for endothelial cell proliferation inhibitors.
Antibodies that inhibit the binding of antibodies specific to endothelial cell proliferation inhibitors
. These antibodies may be polyclonal or monoclonal. Endothelium
Antibodies specific for vesicle growth inhibitors can be used for cancer or other angiogenesis-mediated
To detect the presence and amount of an inhibitor that is diagnostic or predictive of disease onset or recurrence
Can be used in a diagnostic kit to issue. As an endothelial cell proliferation inhibitor
Specific antibodies can also be administered to humans or animals to provide human or animal
Can passively immunize animals and thus reduce angiogenesis inhibition.
The invention also relates to the presence and amount of antibodies that bind to endothelial cell proliferation inhibitors in body fluids.
Diagnostics and kits for detecting This diagnostic method and kit are
Any known configuration may be used.
The present invention also binds to the receptor of the inhibitor and transmits the appropriate signal to the cell
Anti-inhibitor receptor that acts as an agonist or antagonist
Body-specific antibodies.
The invention also includes, but is not limited to, positron emission tomography, autoradiography,
Luffy, flow cytometry, radioreceptor binding assays, and immunohistology
Other molecules used in the detection and visualization of inhibitor binding sites using methods that include
Or an inhibitor peptide that can be labeled with a protein isotope
Includes fragments and analogs.
These inhibitor peptides and analogs may also be active at inhibitor receptors.
Acts as a gonist and antagonist, and thus acts as an endothelial cell proliferation inhibitor
Enhances or inhibits the biological activity of Such peptides are particularly useful for inhibitors.
Used in the isolation of receptor molecules that can bind differentially.
The present invention also relates to endothelial conjugates to cytotoxic substances for therapeutic and research applications.
Cell proliferation inhibitors, inhibitor fragments, inhibitor-specific antisera,
And inhibitor receptor agonists and receptor antagonists.
In addition, inhibitors, their fragments, their specific antisera, inhibitor acceptance
Body agonists and inhibitor receptor antagonists are pharmaceutically acceptable
And a sustained release compound or composition (eg, a biodegradable polymer).
In combination with a polymer and a matrix) to form a therapeutic composition.
The present invention relates to ribonucleic acids involved in the transcription and translation of endothelial cell proliferation inhibitors and
Includes molecular probes of deoxyribonucleic acid. These molecular probes are used in tissues and
And is useful for detecting and measuring inhibitor biosynthesis in cells.
Inhibitors are isolated from plasminogen (eg, human plasminogen)
Or synthesized by chemical or biological methods (eg,
Cell culture, recombinant gene expression, peptide synthesis and plasminogen or plasmid
An active inhibitor is produced by the in vitro enzymatic catalysis of sumin). Recombinant method
Is a gene from a DNA source using the polymerase chain reaction (PCR)
Amplification, including gene amplification from an RNA source using reverse transcriptase / PCR.
The present invention also contains a DNA sequence encoding an endothelial cell proliferation inhibitor.
A composition comprising a vector (where the vector will release an inhibitor when present in the cell)
A composition comprising a vector-containing cell (where the vector is
Contains a DNA sequence encoding an inhibitor fragment or an analog thereof,
Are capable of expressing an inhibitor when present in a cell), and human
Or a method comprising transplanting cells containing the vector into a non-human animal (this method).
Here, the vector contains a DNA sequence encoding the inhibitor, and the vector
Which can express the inhibitor when present in the vesicle).
As used herein for inhibitor amino acid and nucleic acid sequences
The term “substantially similar” or “substantially homologous” refers to endothelial cell growth inhibitory activity.
And an amino acid sequence having a molecular weight of about 55 kDa, which is also described herein.
Endothelial cells having a specific N-terminal amino acid sequence or a molecular weight of about 55 kDa
High sequence homology to proteins with nucleic acid sequences encoding vesicle growth inhibitors
Protein having specificity and having a specific N-terminal amino acid sequence disclosed herein
With a high degree of homology.
A high degree of homology is at least about 80% amino acid homology, preferably less.
At least about 90% amino acid homology, and more preferably at least about 95%
Amino acid homology. As used herein, the term `` endothelial cell inhibitory activity
By "means generally the ability of the molecule to inhibit angiogenesis, e.g.
Implies the ability to inhibit the growth of bovine capillary endothelial cells in culture in the presence of growth factors
You.
The invention also relates to body fluids and tissues for the diagnosis or prevention of diseases such as cancer.
Includes the detection of inhibitors in The invention also relates to inhibitors in cells and tissues.
-Including detection of binding sites and receptors. The present invention also stimulates inhibitor production.
Vigorous and / or isolated inhibitors or preferred purified inhibitors,
Or an inhibitor agonist or antagonist, and / or an inhibitor
Antisera to the bitter-specific or inhibitor-specific antisera
Angiogenic, including, but not limited to, arthritis and tumors
Includes methods of treating or preventing diseases and processes. A further treatment is cells
Inhibitors, biologically active fragments thereof, and inhibitor analogs bound to an obstacle substance
, Inhibitor-specific antisera, or inhibitor receptor agonists and
Including administration of agonists.
Therefore, the use of passive antibody therapy, which uses antibodies that specifically bind to the inhibitor,
And angiogenesis-dependent processes (eg, reproduction, development, and wound healing and tissue repair)
Can be adjusted. Further, anti-blood against the Fab region of the inhibitor-specific antibody
The ability of endogenous inhibitor-specific antisera to bind inhibitors by administering Qing
Can be prevented.
The invention also relates to a gene wherein the gene encoding the inhibitor is regulated in the patient.
Including treatment. Transfer DNA to cells for expression of gene product proteins or
The various methods of delivery (also called gene therapy) can be performed in vivo by the mammalian body.
Gene transfer to cells, N. Young (N. Yang), Crit. Rev .. Bi
otechn. 12 (4): 335-356 (1992) (see for reference)
, Incorporated herein by reference). Gene therapy is ex vivo
Or the transfer of DNA sequences to somatic or germ cells for use in in vivo therapy
Includes uptake. Gene therapy replaces genes and replaces them with normal or abnormal
It functions to enhance child function and combat infectious diseases and other medical conditions.
Strategies for treating these medical problems using gene therapy are curative (eg,
Identify the defective gene and then add a functional gene to replace the function of the defective gene
Or slightly enhance functional genes), or preventative measures (eg,
In addition to the gene to the product protein, this will either treat the condition or
Makes the vessel more amenable to treatment). As an example of a preventive measure,
Putting a bitter-encoding nucleic acid sequence into a patient, thus preventing the occurrence of angiogenesis
Or inserting a gene that makes the tumor cells more sensitive to radioactivity,
Irradiating tumors increases the killing of tumor cells.
Many protocols for the transport of inhibitor DNA or inhibitor control sequences
Calls are contemplated by the present invention. Normally found by binding specifically to the inhibitor
Promoter sequences other than those described above, or increase the production of inhibitor proteins
Transfection of other sequences to be effected is also contemplated as gene therapy.
An example of this technology is Transcariatic Therapies, Inc.
ryotic Therapies, Inc. (Cambridge, Mass.)
And the use of homologous recombination to eliminate erythropoietin residues in cells.
Insert a "gene switch" to switch on the gene.
Genetic Engineering News, April 15, 1994
Please refer to. Such a “gene switch” is usually an inhibitor (or
Inhibitors (or inhibitors) in cells that do not express the inhibitor receptor
Receptor) could be used.
Gene delivery methods for gene therapy fall into three broad categories-physical (
That is, electroporation, direct gene transfer, and particle bombardment), chemical (lipid-based
Source, or other non-viral vectors) and biological (viral
Vector, and receptor uptake). For example, liposomes coated with DNA
Non-viral vectors are used. Such a liposome / DNA complex
Alternatively, the patient may be directly injected intravenously. The liposome / DNA complex is concentrated in the liver
Where it supplies DNA to macrophages and Kupffer cells. these
The cells have a long life span and thus provide long-term expression of the supplied DNA. More
The “naked” DNA of the gene or gene is desired for targeted delivery of therapeutic DNA.
May be injected directly into an organ, tissue or tumor.
Gene therapy can also be described by the delivery site. Supply genes
Basic methods for ex vivo gene transfer, in vivo gene transfer,
And in vitro gene transfer methods. With ex vivo gene transfer, patients
Cells are harvested and grown in cell culture. Transfecting the cells with DNA,
The number of transfected cells is expanded and then reimplanted into the patient. Inbit
In gene transfer, transformed cells are grown in culture (eg,
Tissue cells) and not specific cells from a specific patient. These "labs
Transfect cells, select transfected cells,
Expansion for human transplantation or other uses.
In vivo gene transfer involves transferring DNA to a patient's cells when the cells are in the patient.
Enter. This method uses a non-infectious virus to transfer the patient's genetic information to the patient's site.
Feeding offspring or injecting naked DNA, gene product protein is expressed
DNA is picked up by percent of cells. Still other methods described herein
(Eg, the use of a “gene gun”) is the endothelial cell proliferation inhibitor DNA or
Used for in vitro insertion of inhibitor control sequences.
In chemical methods of gene therapy, lipid-based compounds (not necessarily liposomes)
To carry DNA across cell membranes. Lipofectin or site
Fectin, a lipid-based positive ion that binds to negatively charged DNA
Form the body, which crosses the cell membrane and provides DNA inside the cell. Another chemistry
The method uses receptor-based endocytosis, which is specific
Binds to the cell surface receptor, grows it and transports it across the cell membrane.
The ligand binds to the DNA and the entire complex is transported into the cell. Ligand gene duplication
The coalescence is injected into the bloodstream, and then the target cells bearing the receptor bind specifically to the ligand.
And transport the ligand-DNA complex into the cell.
Many gene therapy methods use viral vectors to insert genes into cells
. For example, ex vivo methods use modified retroviral vectors to terminate genes.
Peripheral blood and tumor-infiltrating lymphocytes, hepatocytes, epithelial cells, muscle cells, or other somatic cells
Introduce inside. These modified cells are then introduced into the patient and the inserted DNA
Provide gene products. Insert genes into cells using in vivo protocols
To do so, viral vectors have also been used. Tissue specific
Direct tissue specificity of a known foreign gene, cis-acting regulatory element or promoter
Expression can be used. Alternatively, this may be a specific anatomical structure in vivo.
Performed using in situ delivery of a DNA or viral vector to the site.
You. For example, gene delivery to blood vessels in vivo can be performed at selected sites or arterial walls.
It was performed by transplanting endothelial cells transduced in vitro. The virus remains
Surrounding cells that expressed the gene product were also infected. Viral vectors are, for example,
Can be delivered directly to an in vivo site, so that only certain areas
It allows for infection with Russ and provides long-term site-specific gene expression. Les
In vivo gene transfer using torovirus vectors can also
By injecting into blood vessels leading to organs, it can be tested in mammalian and liver tissues.
Has been stated.
The viral vectors used in gene therapy protocols are particularly limited.
But not retroviruses or other RNA viruses (such as poliovirus
Or Sindbis virus), adenovirus, adeno-associated virus, herpes sp.
Includes irs, SV40, vaccinia, and other DNA viruses. Duplication defect
The mouse retrovirus vector is the most widely used gene transfer vector.
is there. Murine leukemia retrovirus contains nuclear core proteins and polymerase (
pol) forms a complex with the enzyme, enters the protein core (gag) and
Is single-stranded RNA surrounded by a glycoprotein envelope (env) that determines the range?
Become. The retroviral genomic structure is characterized by 5 'and 3' long terminal repeats (L
TR) containing the gag, pol and env genes. Retro virus
The vector system is a minimal vector containing 5 'and 3' LTRs and a packaging signal.
Vector is sufficient for vector packaging, infection and integration into target cells.
And the viral structural proteins are supplied trans in the packaging cell line
Take advantage of the fact that Retroviral vector vectors for gene transfer
The main advantage is efficient infection and gene expression in most cell types,
Single copy vector into target cell chromosomal DNA, and retroviral genome
Ease of operation.
Adenovirus forms a complex with the core protein to form the capsid protein
It consists of a linear double-stranded DNA surrounded by more. Targeted by advances in molecular virology
Create vectors that can transduce cells with novel gene sequences in vivo
To this end, the biology of these organisms has become available. Adenovirus-based
Vectors express gene product peptides at high levels. Adenovirus
Have a high infection efficiency even with low titers of virus. More this will
Are highly infectious as cell-free virus particles and do not require injection of producer cell lines.
There is no. Another potential advantage of adenovirus vectors is that they are heterologous in vivo.
That is, long-term expression of the gene can be achieved.
Mechanical methods of DNA supply include fusogenic lipid vacuoles
(Eg liposomes or other vacuoles for membrane fusion), such as lipofectin
Lipid particles of DNA incorporating cationic lipids, polylysine-mediated transfer of DNA
Direct injection of DNA (eg, microinjection of DNA into embryonic or somatic cells)
, DNA-coated particles delivered by air (eg, gold particles used in "gene guns")
), And inorganic chemical approaches (eg, calcium phosphate transfection
Yo
Including). Another method, ligand-mediated gene therapy, involves combining DNA with specific ligands.
Complex to form a ligand-DNA conjugate and bind to a particular cell or tissue
To the DNA.
Transfection is achieved by injecting plasmid DNA into muscle cells.
It was found that cells with sustained expression of marker genes were obtained at a high rate.
ing. Plasmid DNA may or may not be integrated into the cell genome.
You may not. Failure to incorporate the transfected DNA will
Mutations in the genome of cells or mitochondria for prolonged periods in differentiated non-proliferating tissues
Gene product proteins without the risk of causing heterologous insertions, deletions, or alterations
Will allow transfection and expression. Long-term access to specific cells
However, it is not always permanent) Delivery of therapeutic genes is
Will provide protective use. No mutations in the recipient cell genome
The DNA is periodically re-injected to maintain gene product levels. Extrinsic
Is not integrated, which means that all constructs that express various gene products
Also allows for the presence of several different foreign DNA constructs in a single cell
Maybe.
Particle-mediated gene transfer was first used to transform plant tissue. grain
Use a child impactor or a “gene gun” to generate mobility to target organs, tissues,
Or DNA-coated high density particles (eg, gold or
Accelerate tungsten). Particle bombardment can be performed in vitro or ex vivo.
Or in vivo methods to introduce DNA into cells, tissues or organs.
it can.
Electroporation for gene transfer uses current to electroporate cells or tissues
Sensitivity to method-mediated gene transfer. Short electric pal with constant electric field strength
To increase the permeability of the membrane so that DNA molecules can penetrate cells
. This method can be used in vitro systems, or in ex vivo or in vivo methods.
DNA can be introduced into cells, tissues, or organs.
Transferring foreign DNA to cells using carrier-mediated gene transfer in vivo
Action. The carrier-DNA complex is introduced into a body fluid or blood stream.
It is then convenient to target the target organ or tissue of the body in a site-specific manner.
Liposomes and polycations (eg, polylysine, lipofectin or
Fectin) can be used. Cell-specific or organ-specific lipo
Chromosomes can be developed, thus targeting foreign DNA carried by liposomes
Ingested by cells. Immunoliposomes targeting specific receptors on certain cells
Injection can be used as a convenient method of inserting DNA into cells with receptors.
Can be. Another carrier system used is the liver for gene delivery in vivo.
An asialoglycoprotein / polylysine binding system that carries DNA to the vesicles.
The transfected DNA forms a complex with another type of carrier,
As a result, the DNA is transported to the recipient cell and then remains in the cytoplasm or nucleoplasm. Special
DNA is bound to the carrier nucleoprotein in an engineered vacuole complex and directly nucleated.
Can be transported.
The gene regulation of the inhibitor of the present invention is performed by binding the inhibitor gene to the gene.
Administering a compound that binds to the regulatory region, or its corresponding RNA transcript,
It does so by modifying the rate of transcription or translation. In addition inhibitor
Cells transfected with the DNA sequence to be administered are administered to the patient and
Provides an in vivo source of bitter. For example, encode cells, inhibitors
It may be transfected with a vector containing the nucleic acid sequence.
As used herein, the term "vector" contains a specific nucleic acid sequence or
A carrier that binds to it, which functions to deliver a specific nucleic acid sequence to cells.
I do. Examples of vectors include plasmids and infectious microorganisms (eg, viruses)
Or non-viral vectors (eg, ligand-DNA conjugates, liposomes)
, Lipid-DNA complex). Set comprising endothelial cell proliferation inhibitor DNA sequence
The recombinant DNA molecule is operably linked to the expression sequence to express the inhibitor.
It is preferred to form an expression vector that can be Transfected
Cells may be derived from the patient's normal tissue, the patient's diseased tissue, or
It may be a cell.
For example, a tumor cell collected from a patient expresses the inhibitor protein of the present invention.
Transfected with a vector that can be
it can. Transfected tumor cells inhibit tumor growth in patients
Produce levels of inhibitors. Patients can be human or non-human animals
No. In addition, the inhibitor DNA can be injected directly into the patient without the help of a carrier.
You may. In particular, the inhibitor DNA is injected into the skin, muscle or blood.
Inhibitor expression lasts for a long time or inhibitor DNA is administered periodically
Inhibitor protein in a cell, tissue or organ or biological fluid
May be maintained at a desired level.
While not intending to be bound by the following hypothesis, when a tumor becomes angiogenic,
Or more angiogenic peptides (eg, aFGF, bFGF, VEGF,
IL-8, GM-CSF, etc.) which act locally and direct extracellularly
Target endothelial cells near the primary tumor and do not circulate (or have a short half-life)
Circulation). These angiogenic peptides are
In order to continue to expand the group, endothelial cell inhibitors (inhibitors of angiogenesis)
It must be produced in sufficient quantities to overcome the effect. Once the primary tumor is in order
When grown properly, it continues to release endothelial cell inhibitors into the circulation. this
According to the hypothesis, these inhibitors act far from the primary tumor,
Target metastatic capillary endothelial cells from within the vessel and continue to circulate. Ie
When a distant metastasis begins angiogenesis, nearby capillary endothelial cells enter
Inhibited by coming inhibitors.
The production of a suitable endothelial cell proliferation inhibitor of the present invention is described in (1)
The step of identifying and purifying the inhibitors exemplified in the figures, (2) the purified inhibitors
Determining the N-terminal amino acid sequence of the inhibitor, (3) 5 'and 5' of the inhibitor sequence.
And 3 ′ DNA oligonucleotide primer synthetically, (4)
Amplifying the inhibitor gene sequence using limase, (5) amplified
Inserting the sequence into a suitable vector (eg, an expression vector);
Microorganisms or other expression systems capable of expressing the bitter gene include the vector.
(7) inserting the gene produced by the recombinant method;
Isolation using a recombinant DNA method. Suitable vectors include
, Viral, bacterial and eukaryotic (eg, yeast) expression vectors. The above method
Is
"Molecular Cloning: Laboratory Manual (Molecular Clo
ning: A Laboratory Manual), 2nd edition, Samblue
Sambrook et al., Cold Spring Harbor Press (Cold S).
Spring Harbor Press), 1989, which is hereby incorporated by reference.
Laboratory manual).
Yet another method for producing inhibitors or biologically active fragments thereof is
Peptide synthesis. The inhibitor amino acid sequence can be determined, for example, by automated peptide sequencing.
It can be determined by a standard method. Alternatively, for example, the inhibitor
Once the gene or DNA sequence encoding a gene has been isolated, it is publicly known in the art.
DNA sequences can be determined using known manual or automated sequencing methods.
The nucleic acid sequence then gives information about the amino acid sequence.
Once the amino acid sequence of the peptide is known, "solid phase peptide synthesis: a practical approach"
Approach (Solid Phase Peptide Synthesis: A
Practical Approach) ", e. Atherton and Earl Si
ー Shepherd (E. Atherton and R.S. C. Sharppard
), IRL Press, Oxford, Ing
The peptide fragment is synthesized by a method known in the art as exemplified in Rand.
can do. Synthesize multiple fragments and then ligate them together
Large fragments can be formed. These synthetic peptide fragments are also
To test for agonist and antagonist activity in toro and in vivo
For example, they can be created using amino acid substitutions at specific positions. Against the organization
Inhibitors on affinity columns using peptide fragments with high affinity binding
The receptor that binds can be isolated.
The inhibitors are those that are mediated by or involve endothelial cell proliferation.
It is effective in treating a disease or process (eg, angiogenesis). The present invention provides an effective amount of
Inhibitor, or biologically active fragment thereof, or collectively anti-angiogenic activity
Fragment or Inhibitor Agonist Having Antibodies and Antagonis
And combinations thereof for the treatment of angiogenesis-mediated diseases. Angiogenesis-mediated diseases are
But not limited to solid tumors; blood-derived tumors such as leukemia; tumor metastases; benign tumors
Tumors, such as hemangiomas, acoustic neuromas, neurofibromas, trachoma, and purulent granulomas;
Rheumatoid arthritis; psoriasis; ocular angiogenic diseases, such as diabetic retinopathy, retina in premature
Disease, macular degeneration, corneal transplant rejection, neovascular glaucoma, posterior lens fibrosis, flushing skin
Osler-Weber syndrome; myocardial angiogenesis; plaque angiogenesis;
There is tonicity; hemophilic joints; hemangiofibromas; and wound granulation.
Inhibitors are useful for treating diseases of excessive or abnormal stimulation of endothelial cells.
These disorders include, but are not limited to, intestinal adhesions, arteriosclerosis, scleroderma,
And hypertrophic scars (ie keloids). Inhibitors are essential for embryo implantation
It can be used as a contraceptive by preventing necessary angiogenesis. Inhibita
Are diseases that have angiogenesis as a pathological consequence, such as cat scratch disease (Rocheret)
Manaria Quintosa (Rochel minalia quintosa)
) And ulcers (Helicobacter pylori)
ori)).
Synthetic peptide fragments of inhibitors have many uses. High specificity and Avidi
Peptides that bind to receptors that can bind inhibitors with radioactivity
Label and visualize and quantify binding sites using autoradiography and membrane binding
Used.
Further labeling inhibitors or peptide fragments with short-lived isotopes
Localize tumors using positron emission tomography, or inhibitor binding sites
Using other modern radiation methods to visualize receptor binding sites in vivo
Will be possible.
Cytotoxic substances (eg lysine) are inhibitors and their high affinity peptide cleavage
Provides a means for destruction of cells that are bound to the strip and thus bind to the inhibitor
I do. These cells can be located in many locations, including but not limited to micrometastases and primary
Tumor). Delivery of peptide bound to cytotoxic substance to desired location
Designed to maximize For example, a cannula in the blood vessel that supplies the target site
Or directly to the target. Such substances are also
It is supplied in a controlled manner by an osmotic pump coupled to the pump. Inhibitor
A combination of antagonists is added at the same time as a stimulator of angiogenesis to achieve tissue angiogenesis
May be raised. This treatment provides an effective means to destroy metastatic cancer.
Offer.
Inhibitors are used in combination with other compositions and methods for the treatment of disease
You. For example, tumors can be treated in a conventional manner with surgery, radiation or
Is treated with chemotherapy and then given an inhibitor to the patient to stop the micrometastases
Prolong the condition and inhibit the growth of remaining primary tumors. In addition, inhibitors,
Fragments, inhibitor-specific antisera, inhibitor receptor agonists and
Antagonist, or a combination of these, together with a pharmaceutically acceptable excipient.
And optionally in combination with a sustained release matrix (eg, a biodegradable polymer)
To form a composition for use.
As used herein, sustained release matrix refers to enzymatic or acid / base hydrolysis.
Or a matrix made from a substance (usually a polymer) that is decomposed by dissolution
is there. Once inserted into the body, this matrix is subject to the action of enzymes and bodily fluids.
I can. The sustained-release matrix is preferably a liposome, polylactide (polylactic acid).
), Polyglycolide (a polymer of glycolic acid), polylactide co-glycolide
(Copolymer of lactic acid and glycolic acid), polyanhydride, poly (ortho) ester,
Polypeptide, hyaluronic acid, collagen, chondroitin sulfate, carboxylic acid,
Fatty acids, phospholipids, polysaccharides, nucleic acids, polyamino acids, amino acids (eg, phenyl ara
Nin, tyrosine, isoleucine), polynucleotide, polyvinyl propylene,
Selected from biocompatible materials such as polyvinylpyrrolidone and silicone
. Suitable biodegradable matrices include polylactide, polyglycolide, or polylactide.
Any one of relactide co-glycolide (copolymer of lactic acid and glycolic acid)
Is a matrix.
The angiogenic modulating therapeutic composition of the present invention may be a solid, liquid, or aerosol.
And is administered by any known route of administration. Examples of solid therapeutic compositions include circles
Preparations, creams, and implantable dosage units. Pills are administered orally
The therapeutic cream is administered topically. Implantable dosage units are topical (eg,
Systemic release of a therapeutic angiogenesis modulating composition administered to a tumor site)
Nota
For example, it is implanted subcutaneously. Examples of liquid compositions include subcutaneous, intravenous, and intraarterial
There are formulations suitable for entry, and formulations for topical and ocular administration. Aerosol formulation
An example is an inhalation formulation for administration to the lung.
The inhibitor proteins of the present invention may also be specific for inhibitors and their receptors.
Antibodies can be used to generate unique antibodies. This antibody is a polyclonal antibody
Alternatively, a monoclonal antibody may be used. Specific for inhibitors or inhibitor receptors
These antibodies, which bind differentially, may have inhibitor levels in body fluids or tissues or
It is well known to those skilled in the art to detect or quantify inhibitor receptor levels.
And can be used in kits. Using the results of these tests, cancer and
The onset or recurrence of other angiogenesis-mediated diseases can be diagnosed or predicted.
The inhibitor also detects and can detect antibodies that can bind to the inhibitor.
It can be used to develop diagnostic methods and kits for quantification. These keys
The kit allows for the detection of circulating inhibitor-specific antibodies. Such cyclicality
Patients with anti-inhibitor antibodies are more susceptible to multiple tumors and cancers,
Cancer is more likely to recur after treatment or after a period of remission. The Fab fragments of these antibodies were
Can be used as a source to neutralize anti-inhibitor antibodies
Anti-inhibitor specific Fab fragment antisera can be generated. This way
Reduces the removal of circulating inhibitors with anti-inhibitor antibodies, thus
Effectively raises circulating inhibitor levels.
Another aspect of the invention is a method of blocking the action of excess endogenous inhibitor.
This can be achieved by using antibodies specific for unwanted inhibitors of the system,
This is done by passive immunization of an object. This treatment includes abnormal ovulation, menstruation and placenta
It is important in treating formation and angiogenesis. This affects the transfer process
To provide a useful tool to study the effects of inhibitor removal. Inhibitor
The Fab fragment of the specific antibody contains a binding site for the inhibitor. This fragment is
From the inhibitor-specific antibody using methods known to those skilled in the art. Inhibitor
The Fab fragment of the specific antiserum is used as an antigen to generate anti-Fab fragment serum.
It is. Injection of this antiserum against the inhibitor specific Fab fragment
To prevent binding of the inhibitor to the inhibitor antibody. Fab fragment or anti-inhibitor
Blocking the binding of the inhibitor to the endogenous anti-inhibitor
The body is softened and therapeutic benefits are obtained. The real effect of this treatment is that endogenous circulating inhibitors
Enhance the ability of the metastasis to reach target cells, thus reducing the spread of metastases
It is.
The present invention provides for the optional induction of inhibitors having endothelial cell proliferation inhibitor activity.
It should be understood that it is intended to include the body. The present invention relates to all inhibitor proteins.
Protein, derivative of inhibitor protein, and organism of inhibitor protein
Contains active fragments. These bind to amino acid substitutions or amino acid functional groups.
And proteins having inhibitory activity, having a sugar or other molecule.
The invention also provides genes encoding inhibitors and inhibitor receptors, such as
It also includes proteins expressed by these genes.
Proteins and protein fragments having the above inhibitory activity are isolated and
Pharmacologically as purified and substantially purified proteins and protein fragments
It is provided in an acceptable formulation using preparation methods known to those skilled in the art. Made of these
Agents can be administered by standard routes. Generally, the combination is topical,
Transdermal, intraperitoneal, intracranial, intraventricular, intracerebral, vaginal, intrauterine, oral, rectal, or
It is administered by the parenteral (eg, intravenous, intraspinal, subcutaneous or intramuscular) route.
In addition, inhibitors may be found in biodegradable polymers that allow for sustained release of the compound.
And the polymer is located near a site where drug delivery is preferred (eg, a tumor site)
Implanted or implanted so that the inhibitor is slowly released systemically
Is done. Controlled delivery of high concentrations of inhibitors to molecules of interest via cannula
Osmotic pressure (eg, directly during metastatic focus or during vascular supply to the tumor)
Two pumps may be used. Biodegradable polymers and their use are e.g.
Brem et al. Neurosurg. 74: 441-446 (1991)
), Which is hereby incorporated by reference in its entirety.
ing.
The dosage of the inhibitors of the present invention will depend on the condition or condition to be treated and
Or other clinical symptoms, such as the weight and health of the animal, and the route of administration of the compound.
Depends on. Approximately 5 mg / kg / day, once daily, to treat humans or animals
Then, tumor growth is suppressed by 50% or more. At the same dose, angiostatin
Has no effect. Depending on the half-life of the inhibitor in a particular animal or human
The inhibitor can be administered several times a day to once a week. The invention is human
It should be understood that they also have use for veterinary purposes. The method of the present invention
Single or multiple administrations over an extended period of time are contemplated.
This inhibitor formulation can be used for oral, rectal, ocular (including intravitreal or intraocular), nasal
Intra-, topical (including buccal and sublingual), intra-uterine, intra-vaginal, or parenteral (subcutaneous,
Suitable for intracavity, intramuscular, intravenous, intradermal, intracranial, intratracheal, and epidural) administration
Including It is convenient to provide inhibitor preparations in unit dosage form.
Prepared by the pharmacological method of Such methods involve combining the active ingredient with a drug carrier or
Comprises combining excipients. In general, the formulations consist of the active ingredient in a liquid carrier or finely divided form.
Combine the fine solid carrier or both uniformly and closely together, and then, if necessary,
It is prepared by molding the product.
Formulations suitable for parenteral administration are aqueous solutions which may contain antioxidants, buffers, bacteriostats
And non-aqueous sterile injectable solutions and solutes that render the formulation isotonic with the blood of the intended recipient
And aqueous and non-aqueous sterile suspensions which may contain suspending agents and thickening agents.
The formulations may be presented in unit-dose or multi-dose containers (for example,
Iar), stored in lyophilized form, and sterile liquid carrier immediately before use.
(For example, water for injection) only needs to be added. Immediate injection solutions and suspensions are described above.
It may be prepared from various types of sterile powders, granules and tablets. Suitable unit dosage form
Is a daily dose or unit of the component to be administered, a daily divided dose, or an appropriate fraction thereof.
Containing a large proportion. In addition to the above components, the formulation of the present invention
It should be understood that other materials commonly used in the art for the preparation of
I want to be. Optionally take up cytotoxic substances or inhibit protein
Or in combination with a functional peptide fragment thereof, to provide a dual therapy to the patient.
.
The angiogenesis inhibitory peptide of the present invention can be synthesized using standard microchemical equipment.
The purity can be checked by HPLC and mass spectrometry. Pep
Tide synthesis, HPLC purification and mass spectrometry are known to those skilled in the art.
Inhibitor peptides and inhibitor receptor peptides are also available from recombinant E. coli.
(E. coli or yeast expression systems and purified by column chromatography.
Made.
Different peptide fragments of the intact inhibitor molecule are not particularly limited, but include:
Can be synthesized for use in several applications, including: opening specific antisera
Agonists and antagonists active at inhibitor binding sites as antigens for development
As a gonist, a cytotoxic substance for targeted killing of cells that bind to inhibitors
As a peptide bound to or associated with Structure these peptides
The resulting amino acid sequence is selected based on its position on the outer region of the molecule,
Available for binding to Amino and carboxy termini of inhibitors
The intermediate region of the molecule is shown separately between the fragments to be synthesized.
GenBank, Brookhaven Protein (Brook)
haven Protein), Swiss-Plot (SWISS-PROT),
And using protein sequence databases such as PIR
And compare these peptide sequences to known sequences to determine possible sequence homology.
You. This information facilitates the elimination of sequences with a high degree of sequence homology to other molecules,
To develop antisera, agonists and antagonists against inhibitors
And increase the potential for high specificity.
Inhibitors and inhibitor-derived peptides can be isolated from other inhibitors using standard methods.
Can be attached to a molecule. Amino- and carboxy-terminal of the inhibitor
Both contain tyrosine and lysine residues and are isotopically prepared using a number of methods.
And non-isotopes, for example, by the usual method (tyrosine residue-chloramine T, iodogen
, Lactoperoxidase; lysine residue-Bolton-Hunter reagent)
can do. These conjugation methods are known to those skilled in the art. Or tyrosine
Or lysine, in addition to fragments without these residues,
And labeling of hydroxyl groups. Conjugation methods are available on amino acids
Functional groups (including, but not limited to, amino, sulfhydryl, carboxyl, amide,
Phenol, and imidazole groups). These conclusions
Glutaraldehyde, diazotization, among others, are various reagents used to
There are benzidine, carbodiimide, and p-benzoquinone. Inhibitor tape
Step
Pide is used for various applications such as isotopes, enzymes, carrier proteins,
Chemically bound to proteins, fluorescent molecules, luminescent, bioluminescent compounds, and other compounds.
It is. The efficiency of the binding reaction is determined using different techniques suitable for the specific reaction
. For example125The radioactive labeling of the inhibitor peptide using I is chloromin T and
High specific activity Na125This is done using I. The reaction uses sodium metabisulfite
And the mixture is desalted on a column of the disposable. Is the labeled peptide a column?
And elute and collect fractions. Take an aliquot from each fraction and release on a gamma counter
Measure the shooting power. Thus, unreacted Na125I is from the labeled inhibitor peptide
Separated. The peptide fragment having the highest specific radioactivity was used for subsequent use (eg,
(Analysis of the ability to bind to inhibitor antisera).
Another application of peptide conjugation is in the production of polyclonal antisera. For example, Rigi
Inhibitor peptides containing amino acid residues are purified using glutaraldehyde.
It is bound to bovine serum albumin produced. The efficiency of the reaction depends on the radiolabeled peptide.
Determined by measuring uptake. Unreacted glutaraldehyde and pepti
The solution is separated by dialysis. The conjugate is saved for future use.
Inhibitor-specific antisera, inhibitor analogs, inhibitor pepti
Fragments and inhibitor receptors can be generated. Peptide synthesis and purification
Later, using established techniques known to those skilled in the art, monoclonal and polyclonal
Make both antisera. For example, polyclonal antisera can be used for rabbits, sheep,
It may be made of giant or other animals. For carrier molecules (eg bovine serum albumin)
The bound inhibitor peptide or inhibitor itself is combined with the adjuvant mixture.
Combine, emulsify and inject subcutaneously at multiple sites on the back, neck, flank, and sometimes on the footpad
Enter. Booster injections are performed at regular intervals (eg, every 2-4 weeks). About 7 of injection
Blood samples are obtained after 10 days, for example, by venipuncture from the vein at the end of the ear after inflation. blood
The liquid sample is allowed to solidify at 4 ° C. overnight and centrifuged at about 2400 g at 4 ° C. for about 30 minutes.
Serum is collected and aliquoted and stored at 4 ° C for immediate use or later
Used for analysis.
All serum samples or monoclonal antibodies from the production of polyclonal antisera
Media samples from the production of serum are analyzed for antibody titers. Some means (example
For example, dot blot and density analysis, and protein A, second antiserum, cold
Radiolabeled peptide-antibody conjugates using tanol or activated carbon-dextran
The titer is established by sedimentation of the body followed by measurement of the activity with a gamma counter). Highest
The titer of antiserum is also purified on a commercial affinity column. Inhibitor peptide
Bind to gel in affinity column. When an antiserum sample is passed through the column,
The tar antibody remains bound to the column. These antibodies are then eluted, collected, and titered and characterized.
Measure and evaluate for isomerism.
Test the highest titer inhibitor-specific antisera to establish: a) most
Optimal antiserum dilution for high specific antigen binding and lowest non-specific binding
B) the ability to bind increasing amounts of inhibitor peptide in a standard exclusion curve, c
) Possible cross-reactivity with related peptides and proteins of related species, d) plasma,
Ability to detect inhibitor peptides in extracts of urine, tissue and cell culture media
.
Kits for the measurement of inhibitors and inhibitor receptors are also provided by the present invention.
Is contemplated as part of Highest titer and specificity in plasma, urine, tissue and cells
Antiserum that can detect inhibitor peptides in extracts of cell culture media
Further investigations provide fast, reliable, sensitive and specific measurement of inhibitors
And establish an easy-to-use kit for localization. These measurement kits are particularly limited
Not specified, but includes the following techniques: competitive and non-competitive assays, radioimmuno
Assays, bioluminescence and chemiluminescence assays, fluorescence assays, sandwich assays,
Immunoradiometric assay, dot blot assay, enzyme-linked assay (including ELISA),
Cyclotiter plate method, antibody coating for rapid urine or blood monitoring
Strip or dipstick methods, and immunohistochemical methods. Each kit
Establish the range, sensitivity, accuracy, reliability, specificity and reproducibility of the assay
You. Within the measurement of the 20%, 50% and 80% points on the standard curve of exclusion or activity
And establish inter-measurement variability.
One example of a measurement kit commonly used in research and clinics is the radioimmune
No assay (RIA) kit. The inhibitor RIA is exemplified below. Release
After successful iodination and purification of the inhibitor or inhibitor peptide
Alternatively, the antisera with the highest titer may be used at several dilutions in a suitable buffer
Add to a tube with a certain amount of radioactivity (eg, 10,000 cpm). Non-specific
Other tubes contain buffer or pre-immune serum to quantify binding. 4
After incubation at 24 ° C for 24 hours, add Protein A and vortex the tube.
Mix, incubate at room temperature for 90 minutes, and
To precipitate the antibody complex bound to the labeled antigen. Aspirate and supernatant
Is removed, and the radioactivity in the pellet is measured with a gamma counter. Subtract non-specific binding
The antiserum dilution that binds to about 10% to 40% of the labeled peptide after
You.
Next, a known amount of peptide was placed in a tube containing the radiolabeled peptide and antiserum.
And the dilution range of the inhibitor peptide used in the development of the antiserum (approximately 0.1
pg to 10 ng). Further incubation (eg 24-48 hours)
Thereafter, protein A was added, the tube was centrifuged, the supernatant was removed, and the
Measure the radioactivity. Radioactive labeling with unlabeled inhibitor peptide (standard substance)
Exclusion of the inhibitor peptide gives a standard curve. Some concentration of other in
Inhibitor peptide fragments, inhibitors from different species, and cognate peptides.
Analyze the specificity of the inhibitor antiserum in addition to the assay tube.
Extracts of various tissues, including but not limited to primary and secondary tumors, Lewis
Lung cancer, inhibitor-producing cell cultures, placenta, uterus, and brain, liver proliferation, and
Other tissue, such as the small intestine). Lyophilize or speedbatch the tissue extract
After the speed vac, the measurement buffer is added and different aliquots are taken in RIA tubes.
Into a tube. Inhibitor-producing cell extracts are exclusion curves parallel to the standard curve
And extracts of tissues that do not produce the inhibitor are radiolabeled from the inhibitor.
Do not rule out inhibitors. In addition, urine, plasma and urine from animals with Lewis lung cancer
And cerebrospinal fluid are added to the measuring tube in increasing amounts. The parallel exclusion curves show the tissue and
Of an inhibitor assay for the measurement of inhibitors in human and body fluids
I have.
For tissue extracts containing inhibitors, aliquots should be subjected to reverse phase HPLC.
Can further analyze the characteristics. The eluate fractions were collected and speed-vacuated (Speed
d Vac), reconstituted with RIA buffer, and treated with inhibitor RIA.
Analyze with. The maximum amount of inhibitor immunoreactivity depends on the elution position of the inhibitor.
Present in the corresponding fraction.
The assay kit includes instructions, antisera, inhibitor or inhibitor peptide,
And possibly radiolabeled and / or bound inhibitors
-To provide reagents for precipitation of the inhibitor antibody complex. Kit has tumor
Of inhibitors in animal and human biological fluids and tissue extracts, with or without
Useful for measurement.
Separate kits are used for the localization of inhibitors in tissues and cells. this
Inhibitor immunohistochemistry kits contain instructions, inhibitor antisera, and
Fluorescent molecules or primary, such as easy blocking serum and fluorescein isothiocyanate
Provide a secondary antiserum conjugated to other reagents used to visualize the antiserum.
Immunohistochemical techniques are known to those skilled in the art. This inhibitor immunohistochemistry kit
Can be performed on tissue sections and cultured cells using both light and electron microscopy.
Enables the localization of inhibitors. It is used for research and clinical purposes
. For example, a tumor may be biopsied or collected and a tissue section cut with a microtome to
Investigate the inhibitor production site. This information can be used to diagnose and treat cancer detection and treatment.
Probably useful for therapeutic purposes. Alternative ways to visualize sites of inhibitor biosynthesis
Now, in situ high-level search for inhibitor messenger RNA
The nucleic acids used in the hybridization are radioactively labeled. Similarly, the inhibitor
The condition is localized, visualized and quantified by immunohistochemistry.
The invention is further illustrated by the following examples, which in no way limit the scope of the invention.
Should not be understood. After reading the description in this specification,
It should be understood that various other embodiments, modifications and equivalents will be apparent to those skilled in the art.
It is.
Example 1 Method 1. Preparation of Kringle 1-5 (K1-5) from human plasminogen
(Cao et al., 1996, JBC, 271, 294).
61-29467) by lysine-Sepharose chromatography.
Plasminogen was prepared from cooled human plasma. Purified human plasmid
Nogen was incubated in alkaline solution. The digested mixture is lysine-
Load K1-5 on a Sepharose column using a 0.25ε-aminocaproic acid gradient.
Eluted. The K1-5 fraction was separated on a Sephacryl-S200 column (2.5 × 70).
Further purification was performed to remove trace amounts of plasminogen contamination. For SDS gel electrophoresis
The molecular weight proved to be 55,000 daltons. By microsequencing
, K1-5 consist of a fragment corresponding to plasminogen Lys77 to Arg529.
It became clear that.2. Endothelial cell proliferation assay
Bovine capillary endothelial cells were treated with 10% heat-inactivated BCS and 3 ng / ml recombinant human b.
Maintained in DMEM with FGF. The cells are washed with PBS and trypsinized
. Dispersed in 05% solution. Cell suspension with DMEM, 10% BCS, 1% antibiotic
After preparing a liquid and counting with a hemocytometer, the concentration was adjusted to 25,000 cells / ml.
. Cells are plated in gelatinized 24-well culture plates (0.5 ml / well)
For 14 hours (37 ° C., 10% carbon dioxide). 0.2 medium
Replaced with 5 ml DMEM, 5% BCS and applied different concentrations of sample. 20 minutes
After incubation, medium and bFGF were added to each well to a final volume of 0.5
ml of DMEM, 5% BCS, 1% antibiotic and 1 ng / ml bFGF were obtained. 7
After a 2 hour incubation, the cells were dispersed in trypsin and hematal (Hemtal)
re-suspended in a coulter counter.Example 2 1. Preparation of K1-5 from human plasminogen:
(Cao et al., 1996, JBC, 271, 294).
61-29467) by lysine-Sepharose chromatography.
Plasminogen was prepared from cooled human plasma. 4 ml of glycine buffer
About 40 mg of plasminogen in (pH 10.5) was converted to immobilized urokinase activity.
Plasmin (10 mol plasminogen / 1 mol plasmin) at 25 ° C
Incubated for 24 hours. The digested mixture is applied to a lysine-Sepharose column (
1.0 × 30 cm), and K1-5 was subjected to a 0.25 E-aminocaproic acid gradient.
Eluted. The K1-5 fraction was separated on a Sephadex G-75 column (2.5 × 90).
Further purification. The molecular weight was 55,000 daltons by SDS gel electrophoresis.
Prove that. By microsequencing, K1-5 was found to be plasminogen Lys7
7 (78) to Arg529 (530).
Was.2. Endothelial cell proliferation assay:
Bovine capillary endothelial cells were treated with 10% heat-inactivated BCS, antibiotics and 3 ng / m2.
l Maintained in DMEM with recombinant human bFGF. Wash cells with PBS,
Dispersed in a 0.05% solution of trypsin. DMEM, 10% BCS, 1% antibiotic
Make a cell suspension with the substance, measure it with a hemocytometer, and adjust the concentration to 25,000 cells.
/ Ml. Cells were plated in gelatinized 24-well culture plates (0.5 ml /
Well) and incubated for 14 hours (37 ° C., 10% carbon dioxide)
. Replace the medium with 0.25 ml DMEM, 5% BCS and apply different concentrations of sample
did. After a 20 minute incubation, media and bFGF were added to each well,
0.5 ml final volume of DMEM, 5% BCS, 1% antibiotic and 1 ng / ml bFG
F was obtained. After 72 hours of incubation, the cells were dispersed in trypsin and
Resuspended in Hematall and counted on a Coulter counter.3. Chorionic Allantoic Membrane Assay (CAM):
Crack the fertilized egg of a 3-day-old white leg horn and remove one intact yellowish chick embryo.
It was spread on a 00 × 20 mm plastic petri dish. 3 days at 37 ° C in 3% carbon dioxide
After incubation, the methylcellulose containing 10 μg K1-5
Disks were placed on the CAM of each embryo. After 48 hours incubation, embryos and C
AM was analyzed by stereoscopy for the formation of an avascular zone.4. Mouse tumor test:
Male 6 week old C57B16 / J mice were used for tumor testing. Proliferate in log phase
Mouse T241 fibrosarcoma cells (1 × 106) And resuspend in PBS
Each animal was implanted subcutaneously at the dorsal midline in a volume of 100 μl. Each treatment group and control
Three mice were used in the group. 100 μl PBS or 100 μl K1-5
Injection started shortly after tumor cell injection and continued once a day for a total of 20 days
. Twenty-four hours later the tumor was visible and present. After 24 hours, there was a primary tumor. Predetermined
On day, primary tumors were measured blindly with a digital caliper.
【手続補正書】特許法第184条の8第1項
【提出日】平成11年9月17日(1999.9.17)
【補正内容】
請求の範囲
1. インビトロで内皮細胞増殖を調節しインビボで血管形成を調節すること
ができ、プラスミノーゲン分子のLys78〜Arg530の配列の少なくとも
約410、好ましくは少なくとも約435、および最も好ましくは453の連続
的アミノ酸を含有し、ポリアクリルアミドゲル電気泳動で測定する時、分子量が
約50〜約60、好ましくは約53〜57、および最も好ましくは約55キロダ
ルトンである、単離されたタンパク質、またはその類似体。
2. 血管形成を阻害することができる、請求の範囲第1項記載のタンパク質
。
3. 配列番号1に開示されたアミノ酸配列の基本的にすべてを含み、かつヒ
ト由来である、請求の範囲第1項または第2項に記載のタンパク質。
4. 配列番号2に開示されたアミノ酸配列の基本的にすべてを含み、かつマ
ウス由来である、請求の範囲第1項または第2項に記載のタンパク質。
5. 請求の範囲第1〜4項までのいずれか1項に記載のタンパク質またはそ
の機能性断片もしくは類似体の、薬剤としての使用。
6. 血管形成関連疾患または障害(例えば、癌または糖尿病)の治療用薬剤
の製造のための、請求の範囲第1〜4項までのいずれか1項に記載のタンパク質
またはその機能性断片もしくは類似体の使用。
7. 請求の範囲第1〜4項までのいずれか1項に記載のタンパク質またはそ
の機能性断片もしくは類似体と、1つまたはそれ以上の薬剤学的に許容される担
体および/または賦形剤とを含んでなる薬剤組成物または獣医薬剤組成物。
8. 請求の範囲第1〜4項までのいずれか1項に記載のタンパク質またはそ
の機能性断片もしくは類似体をコードする核酸、またはその任意の変種。
9. 厳密性条件下で請求の範囲第8項記載の核酸に特異的にハイブリダイズ
する核酸。
10. 請求の範囲第1〜4項までのいずれか1項に記載のペプチド、ポリペ
プチドもしくはタンパク質に対して作成された抗体。
11. 請求の範囲第8項または9項に記載の核酸、請求の範囲第1〜4項ま
でのいずれか1項に記載のペプチド、ポリペプチドもしくはタンパク質、または
請求の範囲第10項記載の抗体が使用される、スクリーニング測定法。
12. 請求の範囲第8項または9項に記載の核酸、請求の範囲第1〜4項ま
でのいずれか1項に記載のペプチド、ポリペプチドもしくはタンパク質、または
請求の範囲第10項記載の抗体が使用される、診断および予知方法。
13. 請求の範囲第12項記載の方法を実施するためのキット。[Procedure of Amendment] Article 184-8, Paragraph 1 of the Patent Act
[Submission date] September 17, 1999 (September 17, 1999)
[Correction contents]
The scope of the claims
1. Regulating endothelial cell proliferation in vitro and regulating angiogenesis in vivo
At least the sequence of Lys78 to Arg530 of the plasminogen molecule.
About 410, preferably at least about 435, and most preferably 453 contiguous
Contains amino acids and the molecular weight is lower when measured by polyacrylamide gel electrophoresis.
About 50 to about 60, preferably about 53 to 57, and most preferably about 55 kilodaltons
An isolated protein, or an analog thereof, that is a ruton.
2. 2. The protein according to claim 1, which is capable of inhibiting angiogenesis.
.
3. It contains essentially all of the amino acid sequence disclosed in SEQ ID NO: 1;
3. The protein according to claim 1, which is derived from a protein.
4. It contains essentially all of the amino acid sequence disclosed in SEQ ID NO: 2, and
The protein according to claim 1 or 2, which is derived from a mouse.
5. The protein or its protein according to any one of claims 1 to 4,
Use of a functional fragment or analog of as a drug.
6. Agent for treating an angiogenesis-related disease or disorder (eg, cancer or diabetes)
A protein according to any one of claims 1 to 4 for the production of
Or use of a functional fragment or analog thereof.
7. The protein or its protein according to any one of claims 1 to 4,
Functional fragments or analogs of one or more pharmaceutically acceptable carriers
A pharmaceutical or veterinary composition comprising a body and / or an excipient.
8. The protein or its protein according to any one of claims 1 to 4,
A nucleic acid encoding a functional fragment or analog of, or any variant thereof.
9. 9. Hybridizing specifically to the nucleic acid according to claim 8 under stringent conditions
Nucleic acids
10. The peptide or polypeptide according to any one of claims 1 to 4.
Antibodies generated against peptides or proteins.
11. The nucleic acid according to claim 8 or 9, and the nucleic acid according to claims 1 to 4.
The peptide, polypeptide or protein according to any one of the above, or
A screening assay, wherein the antibody according to claim 10 is used.
12. The nucleic acid according to claim 8 or 9, and the nucleic acid according to claims 1 to 4.
The peptide, polypeptide or protein according to any one of the above, or
A diagnostic and predictive method, wherein the antibody according to claim 10 is used.
13. A kit for performing the method of claim 12.
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
A61K 49/00 A61P 3/10
A61P 3/10 9/00
9/00 17/00
17/00 27/00
27/00 29/00
29/00 35/00
35/00 43/00 101
43/00 101 171
171 C07K 16/40
C07K 16/40 C12Q 1/37
C12N 15/09 G01N 33/53 D
C12Q 1/37 C12N 15/00 A
G01N 33/53 A61K 37/47
(31)優先権主張番号 9703057−1
(32)優先日 平成9年8月25日(1997.8.25)
(33)優先権主張国 スウェーデン(SE)
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY,
DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I
T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ
,CF,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,
NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,KE,L
S,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ
,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL
,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,
BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,DK,E
E,ES,FI,GB,GE,GH,GM,GW,HU
,ID,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR,
KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,M
D,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL
,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK,
SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US,U
Z,VN,YU,ZW──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) A61K 49/00 A61P 3/10 A61P 3/10 9/00 9/00 17/00 17/00 27/00 27/00 29/00 29/00 35/00 35/00 43/00 101 43/00 101 171 171 C07K 16/40 C07K 16/40 C12Q 1/37 C12N 15/09 G01N 33/53 D C12Q 1/37 C12N 15/00 A G01N 33/53 A61K 37/47 (31) Priority claim number 973057-1 (32) Priority date August 25, 1997 (August 25, 1997) (33) Priority claim country Sweden (81) Designated Countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OA ( BF, BJ, CF, CG, CI, M, GA, GN, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG) , KZ, MD, RU, TJ, TM), AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, DK, EE, ES , FI, GB, GE, GH, GM, GW, HU, ID, IL, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US, UZ , VN, YU, ZW