JP2002526418A - 血管形成を阻害するための組成物と方法 - Google Patents

血管形成を阻害するための組成物と方法

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− シェファード、スチーブン ピリー
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、アンチトロンビンIIIの断片、コンフォメーション、生物学的同等物、または誘導体を含む組成物を投与して、血管形成、腫瘍増殖、および内皮細胞増殖を低下または阻害する方法に関する。本発明はまた、AT3の断片、コンフォメーション、生物学的同等物、または誘導体を含む医薬組成物、および腫瘍増殖、内皮細胞増殖、および/または血管形成の新規インヒビターを同定する方法を提供する。本発明はまた、哺乳動物の血管形成を改変するための組成物と方法、ならびに血管形成に関連する障害(例えば、癌)の治療法に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、全体または一部が、国立衛生研究所(National Institutes of Hea
lth)からの助成金CA45548の援助を受けた。米国政府は本発明において
一定の権利を有する。
【0002】 本出願は、1998年10月8日に出願された米国仮出願第60/103,5
26号および1999年1月15日に出願された第60/116,131号(こ
れらの開示内容は、参照することにより本明細書の一部とする)の利益を主張す
る。
【0003】 血管は、2つのプロセスにより構成される:脈管形成、これによって胚形成の
間に多分化能間葉始原細胞から原始血管網が確立される;および血管形成、ここ
では先在する血管が毛細管の新芽を出して新しい血管を生成する。各プロセスで
内皮細胞が中心的に関わっている。内皮細胞は、遊走し、増殖し、そして血液が
入るように密な細胞−細胞連結によりチューブを組み立てる(ハナハン(Hanaha
n), Science 277:48-50 (1997))。血管形成は、内皮細胞により放出された酵
素および白血球が、内皮細胞を取り囲む基底膜を浸食し始めて、内皮細胞が膜か
ら突出することにより発生する。これらの内皮細胞は次に、血管形成刺激に応答
して遊走を開始することによって、血管の枝分かれを形成し、そして枝分かれが
相互に合流して新しい血管を形成するまで増殖し続ける。
【0004】 普通、血管形成は、ヒトおよび動物では胚発生、創傷治癒、ならびに黄体、子
宮内膜および胎盤の形成のような、非常に限定された状況で起きる。しかし腫瘍
転移を含むいくつかの障害には、異常な血管形成が関連している。実際、腫瘍増
殖は、血管形成プロセスに依存していると一般に考えられている。従って血管形
成を増強または低下させる能力は、それぞれ創傷治癒(例えば、移植片生着)ま
たは癌治療のような臨床的情況に大きな意味があると考えられる。
【0005】 アンチトロンビンまたはアンチトロンビンIII(AT3)は、凝固プロセスに
関与する単鎖糖タンパク質である。これは、主として肝臓において、小胞体によ
る細胞内輸送に必要な32アミノ酸のシグナルペプチドと共に合成される;次に
このペプチドは切断され分泌される。モーリー(Mourey)ら, Biochimie 72:599
-608 (1990)。
【0006】 AT3は、セルピンファミリー(serpin family)のタンパク質のメンバーで
あり、そして凝固カスケードに関与するトロンビンや他の酵素のインヒビターと
して機能する。本明細書において、AT3の活性な未変性完全型は、S(緊張)
型(S−AT3)と称される。S−AT3は、トロンビン(ヘパリンの存在によ
り著しく増強される)および他の酵素(全てのセルピンがヘパリン親和性を持つ
わけではない)と密な結合複合体を形成する。
【0007】 S−AT3は、トロンビンを含む種々の酵素により弛緩型(R)−コンフォメ
ーション(R−AT3)に切断することができる。エバンス(Evans)ら, Bioch
emistry 31:12629-12642 (1992)。例えば、トロンビンは、AT3の反応性C末
端ループに結合し、そして生じた複合体は、ゆっくり解離してトロンビンを放出
し、不活性AT3のC末端ループを切断し、R−AT3が生じる。R−AT3は
、トロンビンに結合することができず、S−AT3とは全く異なるコンフォメー
ションを有する。R−AT3の役割は、分子の肝クリアランスを促進することだ
けが知られていた。
【0008】 L−AT3(潜在型(laltent form)と固定型(locked form)の両方を含む
ATIIIの型の1群である)のような他の型のAT3は、コンフォメーションが
R−AT3に類似しており、そしてこれらも当該分野において知られている。キ
ャレル(Carrell)ら, Nature 353, 576-578 (1991);ワーデル(Wardell)ら,
Biochemistry 36, 13133-13142 (1997)。例えばL−AT3は、例えば塩化グア
ニジウムを用いて特別な温度条件下で、AT3タンパク質を限定変性して復元す
ることにより産生することができる。
【0009】 本発明以前に、AT3が血管形成と関係することは知られていなかった。
【0010】 本発明は1つの実施態様において、内皮細胞増殖、血管形成および/またはイ
ンビボの腫瘍増殖を阻害するAT3の断片、コンフォメーション、誘導体または
生物学的同等物に関する。
【0011】 1つの実施態様において本発明は、AT3の断片、コンフォメーション、生物
学的同等物、または誘導体を含む組成物を送達または投与して、腫瘍増殖を阻害
する方法に関する。好適な実施態様において、AT3の断片、コンフォメーショ
ン、生物学的同等物、または誘導体は、AT3のL型、AT3のR型、およびA
T3のL型および/またはAT3のR型の活性部位を含む断片から選択される。
AT3の断片、コンフォメーション、生物学的同等物、または誘導体はまた、腫
瘍増殖を阻害するAT3の合成断片、腫瘍増殖を阻害する他のセルピン類のコン
フォメーション変種、腫瘍増殖を阻害するAT3の凝集型、または腫瘍増殖を阻
害するAT3の融合タンパク質から選択してもよい。本組成物は、さらに生理学
的に許容されるビヒクルを含んでいてもよい。
【0012】 本発明はさらに、AT3の断片、コンフォメーション、生物学的同等物、また
は誘導体を含む組成物を送達または投与することを含んでなる、内皮細胞増殖を
阻害する方法に関する。好適な実施態様において、AT3の断片、コンフォメー
ション、生物学的同等物、または誘導体は、AT3のL型、AT3のR型、およ
びAT3のL型および/またはAT3のR型の活性部位を含む断片から選択され
る。AT3の断片、コンフォメーション、生物学的同等物、または誘導体はまた
、内皮細胞増殖を阻害するAT3の合成断片、内皮細胞増殖を阻害する他のセル
ピン類のコンフォメーション変種、内皮細胞増殖を阻害するAT3の凝集型、ま
たは内皮細胞増殖を阻害するAT3の融合タンパク質から選択してもよい。本組
成物は、さらに生理学的に許容されるビヒクルを含んでいてもよい。
【0013】 本発明はまた、AT3の断片、コンフォメーション、生物学的同等物、または
誘導体を含む組成物を送達または投与することを含んでなる、血管形成を低下さ
せるかまたは阻害する方法に関する。好適な実施態様において、AT3の断片、
コンフォメーション、生物学的同等物、または誘導体は、AT3のL型、AT3
のR型、およびAT3のL型および/またはAT3のR型の活性部位を含む断片
から選択される。AT3の断片、コンフォメーション、生物学的同等物、または
誘導体はまた、血管形成を低下させるAT3の合成断片、血管形成を低下させる
他のセルピン類のコンフォメーション変種、血管形成を低下させるAT3の凝集
型、または血管形成を低下させるAT3の融合タンパク質から選択してもよい。
本組成物は、さらに生理学的に許容されるビヒクルを含んでいてもよい。
【0014】 別の実施態様において、本発明は、腫瘍増殖のインヒビターまたは腫瘍増殖を
低下させる物質を同定する方法であって、動物に腫瘍細胞の適切な接種物を、2
つの適切な接種部位のそれぞれに接種する工程;一方の接種部位で劣位腫瘍とし
て知られている腫瘍の増殖の阻害を、他方の接種部位の優位腫瘍として知られて
いる腫瘍の同時増殖と共に同定する工程;優位腫瘍から細胞を単離する工程;お
よび内皮細胞増殖および/または血管形成を阻害する成分を、単離した細胞から
精製する工程を含んでなる、上記方法に関する。例えば本成分は、細胞からの調
整培地から精製されてもよい。本発明の1つの実施態様において、腫瘍細胞は、
小細胞肺癌および肝細胞癌よりなる群から選択される腫瘍から誘導される。特定
の実施態様において、接種部位は、動物の側腹部である。1つの実施態様におい
て腫瘍増殖のインヒビターは、内皮細胞増殖のインヒビターである。別の実施態
様において腫瘍増殖のインヒビターは、血管形成のインヒビターである。本発明
のさらに別の実施態様において、本方法はさらに、優位腫瘍による劣位腫瘍の増
殖阻害が、実質的に終了している動物を選択する工程を含む。
【0015】 本発明はさらに、本明細書に記載の方法により同定される腫瘍増殖のインヒビ
ターを哺乳動物に送達または投与することを含んでなる、腫瘍増殖を阻害する方
法に関する。好適な実施態様において腫瘍増殖のインヒビターは、AT3の断片
、コンフォメーション、生物学的同等物、または誘導体である。
【0016】 また本発明の実施には、血管形成および/または内皮細胞増殖を低下させる物
質またはこれらのインヒビターを同定するために類似方法を使用することも含ま
れる。このような方法はまた、動物に腫瘍細胞の適切な接種物を、2つの適切な
接種部位のそれぞれに接種する工程;一方の接種部位の劣位腫瘍として知られて
いる腫瘍の増殖の阻害を、他方の接種部位の優位腫瘍として知られている腫瘍の
同時増殖と共に同定する工程;優位腫瘍から細胞を単離する工程;および内皮細
胞増殖および/または血管形成を阻害する成分を、単離した細胞から精製する工
程を含んでなる。本成分は、細胞からの調整培地から精製してもよく、そして具
体的な実施態様では、接種部位は動物の側腹部である。
【0017】 本発明はさらに、本明細書に記載の方法により同定される血管形成および/ま
たは内皮細胞増殖のインヒビターを哺乳動物に送達または投与することを含んで
なる、血管形成および/または内皮細胞増殖を低下させるかまたは阻害する方法
に関する。好適な実施態様において、血管形成および/または内皮細胞増殖のイ
ンヒビターは、AT3の断片、コンフォメーション、生物学的同等物、または誘
導体である。
【0018】 本発明はまた、哺乳動物に、AT3の断片、コンフォメーション、生物学的同
等物、または誘導体を含む組成物を、血管形成を低下させるために有効な量で送
達または投与することを含んでなる、血管形成が介在する障害を治療する方法に
関する。好適な実施態様において、AT3の断片、コンフォメーション、生物学
的同等物、または誘導体は、AT3のL型、AT3のR型、およびAT3のL型
および/またはAT3のR型の活性部位を含む断片から選択される。AT3の断
片、コンフォメーション、生物学的同等物、または誘導体はまた、血管形成を低
下させるAT3の合成断片、血管形成を低下させる他のセルピン類のコンフォメ
ーション変種、血管形成を低下させるAT3の凝集型、または血管形成を低下さ
せるAT3の融合タンパク質から選択してもよい。本組成物は、さらに生理学的
に許容されるビヒクルを含んでいてもよい。
【0019】 本発明はまた、哺乳動物に、AT3の断片、コンフォメーション、生物学的同
等物、または誘導体を含む組成物を、内皮細胞増殖を阻害するために有効な量で
送達または投与することを含んでなる、内皮細胞増殖が介在する障害を治療する
方法に関する。好適な実施態様において、AT3の断片、コンフォメーション、
生物学的同等物、または誘導体は、AT3のL型、AT3のR型、およびAT3
のL型および/またはAT3のR型の活性部位を含む断片から選択される。AT
3の断片、コンフォメーション、生物学的同等物、または誘導体はまた、内皮細
胞増殖を阻害するAT3の合成断片、内皮細胞増殖を阻害する他のセルピン類の
コンフォメーション変種、内皮細胞増殖を阻害するAT3の凝集型、または内皮
細胞増殖を阻害するAT3の融合タンパク質から選択してもよい。本組成物は、
さらに生理学的に許容されるビヒクルを含んでいてもよい。
【0020】 本発明はまた、有効量の、AT3の断片、コンフォメーション、生物学的同等
物、または誘導体(ここで、AT3の断片、コンフォメーション、生物学的同等
物、または誘導体は、血管形成を低下させる)のアンタゴニストを含む組成物を
、哺乳動物に送達または投与することを含んでなる、血管形成を増強する方法に
関する。この方法は、例えば、創傷治癒および補助生殖法(assisted reproduct
ion techniques)さらには冠動脈手術および末梢血管の血管再生/側副血管生成
において利用することができる。本組成物は、さらに生理学的に許容されるビヒ
クルを含んでいてもよい。
【0021】 本発明はまた、有効量の、AT3の断片、コンフォメーション、生物学的同等
物、または誘導体(ここで、AT3の断片、コンフォメーション、生物学的同等
物、または誘導体は、内皮細胞増殖を阻害する)のアンタゴニストを含む組成物
を、哺乳動物に送達または投与することを含んでなる、内皮細胞増殖を増強する
方法に関する。本組成物は、さらに生理学的に許容されるビヒクルを含んでいて
もよい。
【0022】 本発明の別の実施態様は、AT3の断片、コンフォメーション、生物学的同等
物、または誘導体の存在を検出するためのキットである。本キットは、AT3の
断片、コンフォメーション、生物学的同等物、または誘導体の存在を検出するの
に適切な第1の試薬、および場合によりAT3の断片、コンフォメーション、生
物学的同等物、または誘導体への第1の試薬の結合を検出するのに適切な第2の
物質を含んでよい。好適な実施態様において、AT3の断片、コンフォメーショ
ン、生物学的同等物、または誘導体は、ウシAT3のL型、ウシAT3のR型、
ヒトAT3のL型、またはヒトAT3のR型である。
【0023】 本発明は、AT3の断片、コンフォメーション、生物学的同等物、または誘導
体の使用とともに、生理学的に許容されるビヒクル(特に限定されないが、アデ
ノウイルスを含むウイルスベクター、脂質を含む)、生物活性分子の送達を実現
するために当該分野において利用されている任意の他の方法が有りまたは無しで
、AT3の断片、コンフォメーション、生物学的同等物、または誘導体の直接投
与を提供する。
【0024】 本発明はまた、酵素の送達によるインビボのAT3の断片、コンフォメーショ
ン、生物学的同等物、または誘導体の産生法を提供する。また、セルピンにコン
フォメーション変化を引き起こす組成物の送達により、インビボでAT3の断片
、コンフォメーション、生物学的同等物、または誘導体を産生することも本発明
の実施に含まれる。
【0025】 本発明はまた、AT3の断片、コンフォメーション、生物学的同等物、または
誘導体を含む医薬組成物に関する。本組成物は、腫瘍増殖、血管形成、および/
または内皮細胞増殖を阻害するのに有効である。1つの実施態様において、抗血
管形成性医薬組成物は、血管形成を低下させる精製型のAT3を含んでなる。好
適な実施態様において、精製型のAT3は、AT3のL型またはR型、あるいは
AT3のL型またはR型の活性部位または領域を含む断片または配列である。本
組成物はさらに、生理学的に許容されるビヒクルを含んでいてもよい。AT3の
断片、コンフォメーション、生物学的同等物、または誘導体は、製剤の分野にお
いて一般的な、担体、充填剤、増量剤、分散剤、クリーム剤、ゲル剤、液剤およ
び他の賦形剤を含む医薬組成物中の活性成分である。
【0026】 本発明はまた、生物活性分子の送達を実現するために当該分野において利用さ
れている任意の方法(特に限定されないが、エーロゾル化溶液、静脈内注射、経
口、非経口、局所、または経粘膜による投与を含む)による、AT3の断片、コ
ンフォメーション、生物学的同等物、または誘導体を含む組成物を送達または投
与する方法を提供する。
【0027】 本発明はまた、有効量の、AT3の断片、コンフォメーション、生物学的同等
物、または誘導体の送達を促進するための組成物を含む医薬組成物を提供する。
本発明の医薬組成物は、貯蔵のために組成物を安定化するか、および/またはA
T3の断片、コンフォメーション、生物学的同等物、または誘導体の順調な送達
に寄与する、1つまたはそれ以上の追加の生理学的に許容される物質を含むよう
に調製してもよい。
【0028】 本発明のさらなる特色および利点は、以下の説明に述べられ、そして一部は説
明から明らかになるか、または本発明の実施により理解されるであろう。本発明
の目的および他の利点は、本明細書の説明および請求の範囲さらには添付図面に
具体的に記載の化合物および方法により理解および達成されるであろう。
【0029】 (発明の詳細な説明) 既に記載されているように、異常血管形成は、腫瘍転移を含むいくつかの障害
に関連している。さらに内皮細胞が血管形成に関連している。本発明において、
AT3の断片、コンフォメーション、生物学的同等物、または誘導体は、抗血管
形成および抗腫瘍活性を示しうる。例えば、AT3のRおよびL型は、内皮細胞
に特異的である。従って本発明は、AT3の断片、コンフォメーション、生物学
的同等物、または誘導体を使用する、血管形成、腫瘍増殖および内皮細胞増殖を
低下または阻害する方法を提供する。本発明はまた、腫瘍増殖、内皮細胞増殖、
および/または血管形成のインヒビターを同定する方法を提供する。本発明はま
た、AT3の断片、コンフォメーション、生物学的同等物、または誘導体を含む
医薬組成物を提供する。本発明の要素を以下に説明する。
【0030】 AT3は、自然界においてタンパク質を産生する任意の生物から誘導すること
ができる。具体的な実施態様において、この生物はウシまたはヒトである。ウシ
AT3のアミノ酸配列は、ジーンバンク(GenBank)受け入れ番号116846
2で利用可能であり、そしてヒトAT3のアミノ酸配列は、ジーンバンク(GenB
ank)受け入れ番号113936で利用可能である(配列番号:1)。
【0031】 AT3は、血清、腹水および尿のような体液から単離することができる。AT
3はまた、細胞培養または組換え法などのように、化学的または生物学的に合成
することができるか、あるいは遺伝子導入により産生することができる。同様に
、AT3の特定部分およびコンフォメーション(これは本発明の主題である)は
、天然の供給源から単離することができるか、遺伝子導入により産生することが
できるか、あるいはAT3のグアニジン処理またはインビトロ切断のように、化
学的または生物学的に合成することができる。当該分野において公知の組換え法
は、特に限定されないが、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)、逆転写酵素PCR
およびNASBA(核酸配列ベースの増幅)を使用するRNAからの遺伝子増幅
を含む。
【0032】 本発明の主題であるAT3の特定部分およびコンフォメーションまたはその生
物学的同等物はまた、酵素(例えば、エラスターゼ)の使用によりインビボで産
生することができる。例えば、酵素をインビボで、追加の基質として血漿または
未変性AT3有りまたは無しで使用することにより、内皮細胞増殖、血管形成お
よび/または腫瘍増殖を阻害するAT3の断片、コンフォメーション、生物学的
同等物、または誘導体が産生される。
【0033】 AT3は、セルピンファミリーのタンパク質のメンバーであり、そして凝固カ
スケードに関与するトロンビンおよび他の酵素のインヒビターとして機能する。
セルピン類は、セリンプロテアーゼインヒビターとして機能するタンパク質のフ
ァミリーである。本明細書において、AT3の活性な未変性完全型は、S(緊張
)型(S−AT3)と称される。S−AT3(図1A)は、反応性中心ループ(
RCL)が伸びた準安定性コンフォメーションであるという事実により、AT3
の「緊張」型と呼ばれる。これは、トロンビンおよび他のセリンプロテアーゼの
阻害に関してAT3の活性型である。
【0034】 S−AT3は、トロンビンを含む種々の酵素により弛緩型(R)−コンフォメ
ーション(R−AT3)に切断することができる。R−AT3(図1A)は、R
CLがトロンビンとエラスターゼを含むいくつかのプロテアーゼの1つにより切
断されているという事実により「弛緩」型と呼ばれる。これによって、AT3の
A−ベータシート中に6番目の鎖としてループのN末端半分が挿入されて、S−
AT3型よりもはるかに安定なコンフォメーションが得られる。この型は、セリ
ンプロテアーゼのインヒビターとしてもはや活性はない。例えば、トロンビンは
、AT3の反応性C末端ループに結合し、そして生じた複合体は、ゆっくり解離
してトロンビンを放出し、不活性AT3のC末端ループを切断し、R−AT3が
生じる。特にR−AT3は、Arg393とSer394(ヒトAT3の番号付け)の
間でS−AT3を酵素により切断して生成することができる。ヒトAT3のアミ
ノ酸配列およびc末端反応性ループの膵エラスターゼ切断部位を図1Bに示す(
ウシR−AT3については、切断部位は図2に示すようにSer386とThre3 87 の間である。)。切断AT3は、ジスルフィド結合A鎖およびB鎖からなり、
トロンビンに結合することはできない。切断は、低温であっても自発的に起こり
、AT3のR型が生じる。この切断に適切な酵素は、特に限定されないが、膵エ
ラスターゼおよびトロンビンを含む。R−AT3は、トロンビンを阻害すること
ができず、S−AT3とは全く異なるコンフォメーションを有する。R−AT3
の役割は、分子の肝クリアランスを促進することだけが知られている。
【0035】 L−AT3(図1A)は、潜在型と固定型(locked form)の両方を含むAT
3の型の1群である。これらの型は、RCLのN末端半分の全体または一部が、
AT3のA−ベータシート中に6番目の鎖として挿入されて、もはやセリンプロ
テアーゼインヒビターとして活性でないより安定なコンフォメーションが生じる
点で、構造的にR−AT3型に類似している。しかし「L型」の場合には、ルー
プの切断はない。潜在型コンフォメーションは、モノマー性L型であり、一方固
定型コンフォメーションは、1つのAT3分子から別の分子のA−ベータシート
中へのRCLの挿入により形成されるダイマーとオリゴマーも含む。
【0036】 驚くべきことに、あるコンフォメーションのAT3が、血管形成、内皮細胞増
殖、および腫瘍増殖を低下させることが測定された。(本明細書において、内皮
細胞増殖は、内皮細胞の遊走とチューブ形成をも含む。)例えば、R−AT3は
、S−AT3には見い出されない強力な抗血管形成および抗腫瘍活性を有する。
さらに、実質的にコンフォメーションがR−AT3に類似しているS−AT3の
安定な固定型および潜在型(L−AT3)もまた、血管形成および腫瘍増殖をイ
ンビボで低下させるかまたは阻害し、そしてインビトロで内皮細胞特異的である
。本発明は、特に限定されないがL−AT3およびR−AT3を含む、AT3の
断片、コンフォメーション、生物学的同等物、または誘導体、および場合により
生理学的に許容されるビヒクルを含む組成物を、哺乳動物に送達または投与する
ことを含んでなる、哺乳動物の内皮細胞増殖、血管形成および/または腫瘍増殖
を阻害する方法に関する。本明細書において、AT3の断片、コンフォメーショ
ン、誘導体および生物学的同等物は、特に限定されないが、血管形成、内皮細胞
増殖および/または腫瘍増殖のインヒビターとして活性な、他のセルピン類およ
びそのコンフォメーション変種;断片;コンフォメーション;凝集型;および融
合タンパク質を含む。本発明はまた、特に限定されないがL−AT3およびR−
AT3を含む、AT3の断片、コンフォメーション、誘導体または生物学的同等
物、および場合により生理学的に許容されるビヒクルを含む組成物を、哺乳動物
に投与することを含んでなる、血管形成または内皮細胞増殖が介在する障害を治
療する方法に関する。本発明はさらに、特に限定されないがL−AT3およびR
−AT3を含む、有効量のAT3の断片、コンフォメーション、誘導体または生
物学的同等物、および場合により生理学的に許容されるビヒクルを含む組成物を
、哺乳動物に投与することを含んでなる、癌を治療する方法に関する。
【0037】 本発明はまた、有効量のAT3のアンタゴニスト、例えば、S−AT3のアン
タゴニスト、R−AT3のアンタゴニストまたはL−AT3のアンタゴニストを
含む組成物を、哺乳動物に投与することを含んでなる、血管形成または内皮細胞
増殖を増強する方法に関する。例えば、この方法は、排卵異常、月経および胎盤
形成、ならびに組織修復、創傷治癒および組織移植におけるような脈管形成の治
療に有用であろう。
【0038】 内皮細胞の増殖を阻害するかおよび/または抗腫瘍活性を有する、抗血管形成
性を有するAT3の断片、コンフォメーション、誘導体、および生物学的同等物
が、本明細書において記載される。これらのAT3断片、コンフォメーション、
誘導体および生物学的同等物は、集合的に本明細書では「抗血管形成性AT3産
物」、「抗増殖性AT3産物」、aaAT、またはaaAT3と呼ぶ。
【0039】 上述のAT3の配列の他に、有用な核酸分子は、ジーンバンクに寄託されたS
−AT3、R−AT3およびL−AT3のヌクレオチド配列と、約80パーセン
ト以上、好ましくは約85パーセント以上、さらに好ましくは約90パーセント
以上、そしてさらに好ましくは約95パーセント以上、同一である。しかしこの
実質的に同一な配列は、内皮細胞増殖の阻害、血管形成の阻害、または腫瘍増殖
の阻害の少なくとも1つの活性を保持していなければならない(すなわち、生物
学的同等物)。
【0040】 2つのヌクレオチド配列の同一性パーセントを求めるために、配列は最適比較
のために整列させる(例えば、第1のヌクレオチド配列の配列中にギャップを導
入することができる)。次に対応するヌクレオチド位置のヌクレオチドを比較す
る。第1配列中の位置が、第2配列中の対応する位置と同じヌクレオチドで占め
られると、この分子はその位置で同一である。2つの配列の間の同一性パーセン
トは、配列により共有される同一位置の数の関数である(すなわち、同一性%=
同一位置の数/位置の総数×100)。
【0041】 2つの配列の間の同一性パーセントの決定は、数理アルゴリズムを使用して行
われる。2つの配列の比較に利用される数理アルゴリズムの好ましい非限定例は
、カーリン(Karlin)ら, Proc. Mad. Acad. Sci. USA, 90:5873-5877 (1993)の
アルゴリズムである。このようなアルゴリズムはNBLASTプログラムに組み
込まれ、本発明のヌクレオチド配列に対して所望の同一性を有する配列を同定す
るために使用することができる。比較目的のギャップを挿入したアライメントを
得るために、アルトシュル(Altschul)ら, Nucleic Acids Res, 25:3389-3402
(1997)に記載されるように、ギャップトBLAST(Gapped BLAST)を利用する
ことができる。BLASTとギャップトBLASTプログラムを利用するとき、
各プログラム(例えば、NBLAST)のデフォルトパラメーターを使用するこ
とができる。http://www.ncbl.nlm.nih.govを参照のこと。1つの実施態様にお
いて、配列比較のためのパラメーターは、W=12に設定することができる。パ
ラメーターは変化させることもできる(例えば、W=5またはW=20)。「W
」値は、プログラムが、2つの配列が同一性の領域を含むとみなすために必要な
連続ヌクレオチドの数を決める。
【0042】 適宜、本発明の核酸分子は、RNA、例えば、mRNA、またはcDNAおよ
びゲノムDNAのようなDNAであってよい。DNA分子は、2本鎖または1本
鎖であってよい;1本鎖RNAまたはDNAは、コード鎖すなわちセンス鎖であ
っても、または非コード鎖すなわちアンチセンス鎖であってもよい。好ましくは
、この核酸分子は、少なくとも約10ヌクレオチド、さらに好ましくは少なくと
も約50ヌクレオチド、そしてさらに好ましくは少なくとも約200ヌクレオチ
ドを含む。核酸分子は、遺伝子のコード配列の全体または一部を含むことができ
、そしてさらにイントロンおよび非コード3’および5’配列(例えば、制御配
列を含む)のような、追加の非コード配列を含むことができる。さらに、核酸分
子は、マーカー配列、例えばポリペプチドの単離または精製を補助するためのポ
リペプチドをコードする配列に、融合させることができる。このような配列は、
特に限定されないが、グルタチオン−S−トランスフェラーゼ(GST)融合タ
ンパク質をコードする配列、およびインフルエンザのヘマグルチンA(HA)ポ
リペプチドマーカーをコードする配列を含む。
【0043】 本明細書において、「単離した」遺伝子または核酸分子は、(ゲノム配列中の
ように)通常(本来)遺伝子または核酸分子に隣接する核酸分子が隣接していな
いか、および/または(cDNAまたはRNAライブラリー中のように)他の転
写配列から完全または部分的に精製された、遺伝子または核酸分子を意味する。
例えば、本発明の単離した核酸は、本来それが存在する複雑な細胞内環境に関し
て、実質的に単離されている。単離した物質が、組成物(例えば、他の物質を含
む粗抽出物)緩衝系または試薬混合物の一部を形成する例もある。他の情況では
、この物質は、例えばPAGEまたはHPLCのようなカラムクロマトグラフィ
ーにより測定するとき、本質的に均一になるまで精製してもよい。好ましくは、
単離した核酸は、存在する全ての高分子量種の少なくとも約50、80または9
0パーセント(モル数に基づく)を占める。すなわち、単離した遺伝子または核
酸分子は、化学的にまたは組換え法により合成される遺伝子または核酸分子を含
んでもよい。ベクターに含まれる組換えDNAは、本明細書において使用される
「単離」の定義に含まれる。また、単離した核酸分子は、異種宿主細胞中の組換
えDNA分子、さらには部分的または実質的に精製された溶液のDNA分子を含
む。本発明のDNA分子のインビボおよびインビトロRNA転写配列もまた、「
単離した」核酸分子に包含される。このような単離した核酸分子は、コードされ
るタンパク質の製造において、相同配列を単離するため(例えば、他の哺乳動物
種から)、遺伝子マッピングのため(例えば、染色体でのインサイチューハイブ
リダイゼーションによる)、またはノーザンブロット分析によるなどの組織(例
えば、ヒト組織)中の遺伝子の発現を検出するためのプローブとして有用である
【0044】 すなわち、天然の核酸分子とは異なるが、遺伝子コードの縮重のため、実質的
に類似タンパク質またはポリペプチドをコードする配列を含むDNA分子は、本
発明において有用である。本発明はまた、コードされるタンパク質またはポリペ
プチドのコード部分、類似体または誘導体のような、本発明の核酸分子の変種を
包含する。このような変種は、対立遺伝子変種の場合のように、天然であっても
または種々の突然変異原および突然変異誘発プロセスにより誘発されるもののよ
うに非天然であってもよい。意図される変種は、特に限定されないが、付加およ
び欠失を含む保存的または非保存的アミノ酸変化をもたらす、1つまたはそれ以
上のヌクレオチドの付加、欠失および置換を含む。好ましくは、ヌクレオチド変
種は、サイレントである;すなわち、これらは、コードされるタンパク質または
ポリペプチドの性状または活性を変更しない(すなわち、生物学的同等物)。本
明細書において、コードされるタンパク質またはポリペプチドの活性は、特に限
定されないが、血管形成の阻害、内皮細胞増殖の阻害および腫瘍増殖の阻害を含
む。本発明はまた、AT3と同一でない配列をも包含する。
【0045】 本発明はまた、高厳密性ハイブリダイゼーション条件下で(例えば、選択的ハ
イブリダイゼーション用に)本明細書に記載のヌクレオチド配列にハイブリダイ
ズする核酸分子に関する。ハイブリダイゼーションプローブは、塩基特異的に核
酸の相補鎖に結合するオリゴヌクレオチドである。このようなプローブは、ニー
ルセン(Nielsen)ら, Science 254, 1497-1500 (1991)に記載されるようにポリ
ペプチド核酸を含む。このような核酸分子は、特異的ハイブリダイゼーション(
例えば、高厳密性条件下)により検出および/または単離することができる。ハ
イブリダイゼーションの「厳密性条件」は、第2の核酸へのある特定の核酸のハ
イブリダイゼーションを可能にする、インキュベーションおよび洗浄条件、例え
ば、温度と緩衝液濃度の条件を意味する、当該分野の用語である;第1の核酸は
、完全に(すなわち、100%)第2の核酸に相補的であっても、または第1と
第2の核酸は、完全ではないがある程度(例えば、60%、75%、85%、9
5%)の相補性を共有珪素L。例えば、完全に相補的な核酸を、相補性の低い核
酸から区別する、ある高厳密性条件を使用することができる。核酸ハイブリダイ
ゼーションのための「高厳密性条件」、「中等度厳密性条件」および「低厳密性
条件」は、Current Protocols in Molecular Biology(エフ・エム・アウスベル
(Ausubel, F.M.)ら, "Current Protocols in Molecular Biology", John Wile
y & Sons, (1998))の2.10.1〜2.10.16頁および6.3.1−6頁に説明されているが
、この教示内容は参照することにより本明細書の一部とする。同等な条件は、標
的核酸分子と使用されるプライマーまたはプローブとの間の同一性または類似性
の同様な程度を維持しながら、当該分野において公知のように、一例として与え
られた1つまたはそれ以上のパラメーターを変化させることにより決定すること
ができる。ハイブリダイズ可能な核酸分子は、例えば、診断応用のためのプロー
ブおよびプライマーとして有用である。
【0046】 本明細書に記載される核酸分子によりコードされる実質的に完全長のポリペプ
チドに加えて、本発明は、S−AT3、R−AT3およびL−AT3生物学的同
等物の生物活性断片、またはS−AT3、R−AT3またはL−AT3の相互作
用をシミュレーションする有機分子を含むこれらの類似体を含む。生物活性断片
は、リガンド結合および抗体結合を含み、そして特に内皮細胞増殖、血管形成ま
たは腫瘍増殖の阻害を含む生物学的機能を変種の遺伝子産物に付与する、完全長
ポリペプチドの任意の部分を含む。
【0047】 また上述の単離した核酸分子の断片または部分も本発明において有用である。
「断片」という用語は、長さが少なくとも約7連続ヌクレオチド〜少なくとも約
25連続ヌクレオチドまたはそれ以上である本明細書に記載の核酸分子の部分を
包含する。このような断片は、例えば、診断法のためのプローブとして、および
プライマーとしても有用である。ヌクレオチド配列はまた、S−AT3、R−A
T3およびL−AT3の任意のヌクレオチド配列の単離された部分であってよく
、そしてこの部分は、配列を明確に性状解析するのに十分な長さである。特に好
ましいプライマーおよびプローブは、S−AT3、R−AT3およびL−AT3
のヌクレオチド配列に選択的にハイブリダイズする。例えば、本明細書に記載さ
れる抗原タンパク質またはポリペプチドをコードする断片は有用である。
【0048】 また、それぞれ抗血管形成および/または抗増殖活性を有するAT3の任意の
断片またはコンフォメーション(例えば、Lコンフォメーション)を包含する抗
血管形成性AT3産物および抗増殖性AT3産物も、本発明の実施に含まれる。
抗血管形成活性および抗増殖活性は、本明細書に記載される方法により、または
当該分野において既知の他の方法により評価するか、あるいは活性部位を模倣す
る任意の断片または生物学的同等物でもよい。
【0049】 AT3の生物学的同等物は、特に限定されないが、活性部位を含むS−AT3
、R−AT3、およびL−AT3の断片;活性部位を模倣する合成化合物;他の
セルピン類のコンフォメーション変種;抗血管形成および抗増殖性を示すAT3
の他のコンフォメーション、凝集型および融合タンパク質を含む。本発明の実施
において有用でありうる他のセルピン類のコンフォメーション変種は、特に限定
されないが、プラスミノーゲンアクチベーターインヒビター−1(PAI−1)
、α2アンチプラスミン、α1プロテイナーゼインヒビター、ヘパリンコファク
ターII、C1インヒビター、α1アンチキモトリプシン、プロテアーゼネクシン
1、および色素上皮由来因子を含む。
【0050】 本発明はまた、本発明の核酸分子によりコードされる単離したタンパク質また
はポリペプチドに関する。本発明のコードされるタンパク質またはポリペプチド
は、部分的または実質的に精製することができる(例えば、均一になるまで精製
)か、および/または実質的に他のタンパク質を含まない。本発明により、この
ポリペプチドのアミノ酸配列は、天然のタンパク質のものであっても、またはそ
こに改変を含んでいてもよい。このような改変は、1つまたはそれ以上のアミノ
酸の保存的または非保存的アミノ酸置換、付加および欠失を含む;しかしこのよ
うな改変は、コードされるタンパク質またはポリペプチドの少なくとも1つの活
性を保持すべきである、すなわち、この改変または突然変異タンパク質は、天然
タンパク質の生物学的同等物であるべきである。突然変異は、好ましくは未変性
タンパク質またはポリペプチドの内皮細胞増殖阻害、血管形成阻害または腫瘍増
殖阻害活性を保持すべきである。生物学的活性の有無は、本明細書に記載される
種々の機能測定法により決定することができる。例えば、AT3のグリコシル化
変種は、β−AT3(オルソン(Olson)ら, Archives of Biochemistry and Bi
ophysics 341(2):212-221 (1997))と共に、AT3の生物学的同等物の範囲に含
まれる。β−AT3型はまた、本明細書に記載されるように有用である。
【0051】 さらに、コードされるタンパク質またはポリペプチドの機能に必須なアミノ酸
は、当該分野で公知の方法により同定することができる。特に有用な方法は、フ
ァミリーまたはサブファミリー内の保存アミノ酸の同定、部位特異的突然変異誘
発およびアラニンスキャニング突然変異誘発(例えば、カニンガム(Cunningham
)とウェルズ(Wells), Science 244:1081-1085 (1989))、結晶化および核磁
気共鳴法を含む。これらの方法により産生される改変ポリペプチドは、免疫原性
および抗原性を含む特定の生物活性について試験することができる。
【0052】 具体的には、適切なアミノ酸改変は、疎水性、塩基性または酸性、電荷、極性
、サイズ、官能基の有無(例えば、−SHまたはグリコシル化部位)、および芳
香性を含むいくつかの基準に基づいて行うことができる。上記性質に基づく類似
群への種々のアミノ酸の割り当ては、当業者には明白である;さらなる適切なア
ミノ酸変更は、ボウイ(Bowie)ら, Science 247:1306-1310 (1990)にも見い出
すことができる。
【0053】 例えば、保存的アミノ酸置換は、その側鎖に関連するアミノ酸のファミリー内
で起こるものである。遺伝子でコードされるアミノ酸は、一般に4つのファミリ
ーに分割される:(1)酸性=アスパラギン酸、グルタミン酸;(2)塩基性=
リジン、アルギニン、ヒスチジン;(3)非極性−アラニン、バリン、ロイシン
、イソロイシン、プロリン、フェニルアラニン、メチオニン、トリプトファン;
および(4)非荷電極性−グリシン、アスパラギン、グルタミン、シスチン、セ
リン、トレオニン、チロシン。フェニルアラニン、トリプトファンおよびチロシ
ンは、時には芳香族アミノ酸として一緒に分類される。例えば、イソロイシンま
たはバリンによるロイシンの独立した置換、グルタミン酸によるアスパラギン酸
の置換、セリンによるトレオニンの置換、または構造的に関連するアミノ酸によ
るアミノ酸の同様な保存的置換は、活性または機能性に重大な影響を及ぼさない
と予想することは妥当である。
【0054】 本発明のポリペプチドは、抗体を作成するために、または免疫応答を誘発する
ために使用することができる。このポリペプチドはまた、生物学的流体中の、こ
れが結合するタンパク質または分子(例えば、受容体またはリガンド)のレベル
を定量的に測定するための測定法において、試薬、例えば標識試薬として使用す
ることができる。このポリペプチドはまた、対応するタンパク質が選択的に(構
成的に、組織分化の間、または病的状態において)表現する組織のマーカーとし
て使用することができる。このポリペプチドは、対応する結合パートナー、例え
ば、受容体またはリガンドを相互作用トラップ測定法において単離するために、
およびペプチドまたは低分子アンタゴニストまたはアゴニストをスクリーニング
するために使用することができる。
【0055】 本発明はまた、本発明のポリペプチドまたはタンパク質に結合する抗体に関す
る。例えば、上述のS−AT3、R−AT3またはL−AT3タンパク質または
ポリペプチドに結合する非ヒトおよびヒト抗体、ヒト化抗体、キメラ抗体および
これらの抗原結合断片を含むポリクローナルおよびモノクローナル抗体(Curren
t Protocols in Immunology, John Wiley & Sons, N.Y. (1994);EP出願17
3,494(モリソン(Morrison));国際特許出願WO86/01533(ノ
イバーガー(Neuberger));および米国特許第5,225,539号(ウィン
ターズ(Winters))は、本発明の範囲に含まれる。マウス、ラット、ハムスタ
ーまたはウサギのような哺乳動物は、免疫原性型のタンパク質(例えば、抗体応
答を誘発できるタンパク質の抗原性断片を含む完全長タンパク質またはポリペプ
チド)により免疫することができる。タンパク質またはポリペプチドに免疫原性
を付与する方法は、担体への結合、または当該分野において周知の他の方法を含
む。このタンパク質またはポリペプチドは、アジュバントの存在下で投与するこ
とができる。免疫の進行は、血漿または血清中の抗体力価の検出によりモニター
することができる。抗体のレベルを評価するために、免疫原を抗原として標準的
ELISAまたは他の免疫測定法を使用することができる。
【0056】 本明細書において、AT3および/または断片、コンフォメーション、生物学
的同等物、または誘導体は、当該分野で公知の多くの方法(特に限定されないが
、精製、遺伝子導入、および組換え法を含む)により作成または単離することが
できる。
【0057】 本発明は、少なくとも1つの制御配列に機能的に連結した核酸配列を含有する
発現ベクターを提供する。このようなベクターの多くは市販されており、他の適
当なベクターは当業者が容易に調製することができる。「機能的に連結した」と
は、核酸配列が、核酸配列の発現を可能にする形で制御配列に連結していること
を意味する。制御配列は、当該分野で認識されており、コードされたポリペプチ
ドまたはタンパク質を産生するように選択される。従って用語「制御配列」とは
、プロモーター、エンハンサー、およびゲッデル(Goeddel)、Gene Expression
Technology: Methods in Enzymology 185, アカデミックプレス(Academic Pre
ss)、サンジエゴ、カリホルニア州(1990)に記載のような他の発現調節成分を
含む。例えば、本来の制御配列または形質転換された宿主細胞に固有の制御配列
を使用することができる。発現ベクターの設計は、形質転換される宿主細胞およ
び/または発現させたいタンパク質のタイプの選択のような要因に依存してもよ
いことは理解されたい。例えば本発明のポリペプチドは、クローン化遺伝子また
はその一部を、原核生物細胞または真核生物細胞中の発現に適したベクター中に
連結することにより産生することができる(例えば、ブローチ(Broach)ら、Ex
perimental Manipulation of Gene Expression、エム・イノウエ(M. Inouye)
編(アカデミックプレス(Academic Press)、1983)83頁;Molecular Cloning:
A Laboratory Manual、第2版、サムブルーク(Sambrook)ら編(コールドスプ
リングハーバーラボラトリープレス(Cold Spring Harbor Laboratory Press)
、1989)、第16章と17章を参照されたい)。典型的には、発現作製体は、1つ以
上の選択マーカー(特に限定されないが、デヒドロ葉酸リダクターゼをコードす
る遺伝子、およびネオマイシン、テトラサイクリン、アンピシリン、クロラムフ
ェニコール、カナマイシン、およびストレプトマイシン耐性を付与する遺伝子を
含む)を含有する。
【0058】 記載のベクターによりトランスフェクションされた原核生物宿主細胞および真
核生物宿主細胞が、本発明により提供される。例えば本発明のベクターでトラン
スフェクションすることができる細胞には、特に限定されないが、大腸菌(E. c
oli )(例えば、大腸菌(E. coli )K12株)、ストレプトミセス(Streptomyce
s)、シュードモナス(Pseudomonas)、セラチア・マルセセンス(Serratia mar
cescens)、およびサルモネラ・ティフィムリウム(Salmonella typhimurium)
のような細菌細胞、キイロショウジョウバエ(Drosophila)を含む昆虫細胞(バ
キュロウイルス)、真菌細胞(例えば、酵母)、植物細胞、および胸腺細胞、チ
ャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO)、およびCOS細胞のような哺乳動物
細胞がある。
【0059】 ある実施態様において、本発明の実施に有用なAT3の少なくとも1つの断片
、コンフォメーション、生物学的同等物、または誘導体は、遺伝子治療によりイ
ンビボまたはエクスビボで産生される。例えば、AT3または生物学的同等物を
産生するのに遺伝子治療を利用してもよい。次に、AT3又はその生物学的同等
物でコンフォメーションの変化を起こさせて抗抗原性産物にする酵素を、次にA
T3または生物学的同等物に供給する。AT3又はその生物学的同等物でコンフ
ォメーションの変化を起こさせて抗抗原性産物にする酵素、または酵素とAT3
または生物学的同等物の両方を産生するのに、遺伝子治療を利用してもよい。組
織特異的発現を使用して、抗抗原性産物がインビボで所望の部位に産生される。
【0060】 すなわち、本明細書に記載の核酸分子を使用して、微生物または真核生物細胞
プロセスを介して組換え型のタンパク質を産生することができる。ポリ核酸分子
を遺伝子作製体(例えば、発現ベクター)に連結し、真核生物(酵母、昆虫、植
物または哺乳動物)または原核生物(細菌細胞)である宿主を形質転換またはト
ランスフェクションすることは、他の公知のタンパク質を産生するのに使用され
る標準的方法である。同様の方法またはその変法は、本発明も微生物的手段また
は組織培養技術を用いて、本発明の組換えタンパク質を調製するのに使用するこ
とができる。従って本発明は、組換え技術によるコードされたタンパク質または
ポリペプチドの産生に関する。
【0061】 本発明のタンパク質およびポリペプチドは、種々のプロセスにより組換え細胞
培養物から単離または精製(例えば、均一になるまで)することができる。これ
らの方法には、特に限定されないが、陰イオンまたは陽イオン交換クロマトグラ
フィー、エタノール沈殿法、親和性クロマトグラフィー、および高速液体クロマ
トグラフィー(HPLC)がある。使用される具体的な方法は、ポリペプチドの
性質および宿主細胞の選択に依存し、適切な方法は、当業者には容易に明らかで
ある。
【0062】 免疫後、抗ペプチド抗血清を得ることができ、所望であれば、血清からポリク
ローナル抗体を単離することができる。またモノクローナル抗体は、当該分野で
公知の標準的方法(コーラー(Kohler)とミルスタイン(Milstein)、Nature 2
56:495-497 (1975);コズバー(Kozbar)ら、Immunology Today 4:72 (1983);
およびコール(Cole)ら、Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy, アラン
・アール・リス社(Alan R. Liss Inc.)、7796頁(1985))により産生するこ
とができる。本明細書において「抗体」という用語は、その断片例えばFabおよ
びF(ab)2を含む。当該分野で公知の方法を使用して、本明細書に記載のポリペ
プチドまたはタンパク質の活性を阻害(特に、インビトロおよび細胞抽出物中で
)するのに、本明細書の抗体を使用することができる。さらにかかる抗体は標識
物(例えば、放射能標識)とともに、例えば組織試料からの細胞中の発現された
タンパク質の存在を測定するか、またはELISAのような免疫吸着法でタンパ
ク質またはポリペプチドを単離するのに使用することができる。測定される組織
試料には、ヒト組織(例えば、分化または非分化細胞、例えば腫瘍細胞)がある
。これらの抗体は、診断測定法において、または医薬組成物中の活性成分として
有用である。例えば、S−AT3、R−AT3、またはL−AT3に特異的に結
合する抗体を使用する受け身抗体治療法は、内皮細胞増殖または血管形成依存性
プロセス(例えば、生殖、創傷治癒、および組織修復)を調節(阻害または増強
)するのに使用することができる。
【0063】 本発明はまた、内皮細胞増殖関連障害または血管形成関連障害の診断または予
後を調べるための、体液中の、特に限定されないが、S−AT3、R−AT3、
およびL−AT3、他のセルピン類の断片、誘導体、コンフォメーション変種、
およびAT3の生物学的同等物の検出を包含する。本明細書において血管形成関
連障害には、特に限定されないが、癌、固形腫瘍、血液由来の腫瘍(例えば、白
血病)、腫瘍転移、良性腫瘍(例えば、血管腫、聴神経腫、神経繊維腫、トラコ
ーマ、および化膿性肉芽腫)、リウマチ様関節炎、乾癬、眼血管形成疾患(例え
ば、糖尿病性網膜症、未熟児網膜症、黄斑変性、角膜移植拒絶、血管新生緑内障
、後水晶体繊維増殖症、およびルベオーシス)、オスラー‐ウェーバー症候群、
心筋血管形成、プラーク新血管形成、毛細管拡張症、血友病性関節、血管線維腫
、および創傷肉芽がある。本明細書において、内皮細胞増殖関連障害には、特に
限定されないが、腸管癒着症、動脈硬化症、強皮症、および肥厚性瘢痕がある。
本明細書に記載の化合物は、胚着床に必要な新血管形成を防ぐことにより、避妊
薬として使用することもできる。
【0064】 本発明はまた、体液中のAT3の断片、コンフォメーション、誘導体、および
生物学的同等物(S−AT3、R−AT3またはL−AT3を含む)の存在を検
出するためのキットに関する。典型的には、キットは、試料中の断片、コンフォ
メーション、誘導体、および生物学的同等物の存在を検出することが可能な主要
試薬(例えば、抗体)を含む。キットはまた、標的への主要試薬の結合を検出す
るのに適した付属試薬も含んでよい。
【0065】 本発明はまた、本明細書に記載のポリペプチドまたは他の化合物を含む、AT
3の断片、コンフォメーション、誘導体、および生物学的同等物を含む医薬組成
物、および本明細書に記載の他の化合物に関する。例えば本発明のポリペプチド
もしくはタンパク質またはこれらのプロドラッグは、医薬組成物を製造するため
に、生理学的に許容される媒体で製剤化することができる。ある実施態様におい
て抗血管形成性医薬組成物は、血管形成を低下させるAT3の精製した型を含む
。好適な実施態様において精製型のAT3は、AT3のL型もしくはR型、また
はAT3のL型またはR型の活性部位または領域を含む断片または配列である。
具体的な生理的媒体には、特に限定されないが、水、緩衝液化生理食塩水、ポリ
オール(例えば、グリセロール、プロピレングリコール、液体ポリエチレングリ
コール)およびデキストロース溶液を含む。選択された媒体中の活性成分の最適
濃度は、公知の方法に従って経験的に決定されるか、所望の最終的製剤に依存す
る。投与される物質の調製は、選択される投与経路(例えば、溶液、乳剤、カプ
セル剤)に従って変化する。投与すべき物質を含む適当な組成物は、薬剤学的に
許容されるビヒクルまたは担体で調製される。液剤または乳剤について適当な担
体は、例えば水性またはアルコール性/水性溶液、乳剤または懸濁剤(生理食塩
水および緩衝化媒体を含む)を含む。非経口ビヒクルは、例えば塩化ナトリウム
溶液、リンゲルデキストロース、デキストロースと塩化ナトリウム、乳酸加リン
ゲル液または不揮発性油を含む。静脈内ビヒクルは、種々の添加剤、保存剤、ま
たは液剤、栄養剤または電解質補給物などを含む(総説については、レミントン
の薬剤科学(Remington's Pharmaceutical Sciences)、第17版、マックパブ
リシングカンパニー(Mack Publishing Co.)、ペンシルバニア州、1985を参照
されたい)。吸入のためには、薬剤は、可溶化され、投与のために適当なディス
ペンサー(例えば、アトマイザー、噴霧器、または加圧エアゾルディスペンサー
)に入れられる。
【0066】 本発明の医薬組成物はまた、セルピンにコンフォメーション変化を引き起こし
、例えば酵素の送達により、インビボでAT3の断片、コンフォメーション、誘
導体、および生物学的同等物を産生する組成物を含む。
【0067】 治療部位への導入方法は、特に限定されないが、皮内、筋肉内、腹腔内、静脈
内、直腸内、膣内、眼内、局所的、皮下、経口および鼻内投与を含む。他の適し
た導入法はまた、遺伝子治療、再充填または生分解性デバイス、ウイルスベクタ
ー、裸のDNA、脂質、および除放性ポリマーデバイスを含んでよい。本発明の医
薬組成物はまた、他の物質との併用療法の一部として投与することができる。本
発明の核酸配列は遺伝子治療で使用することができ、哺乳動物被験体での発現の
ために細胞内にインビボまたはエクスビボで導入することができる。細胞はまた
、エクスビボで本発明のタンパク質の存在下で、かかる細胞に所望の作用を発生
するために導入することができる。次に、処理された細胞は治療目的にインビボ
で導入される。
【0068】 本発明は、種々の動物を治療するのに使用することができる。本明細書におい
て適当な動物には、哺乳動物(特に限定されないが、霊長類(例えば、ヒト)、
イヌ、ネコ、ウシ、ウマ、ブタ、ヒツジ、ヤギ、および齧歯類(例えば、ラット
、マウスおよびハムスター)を含む。AT3の断片、コンフォメーション、誘導
体または生物学的同等物の適当な用量(例えば「有効量」を含有するもの)は、
治療すべき動物の身体的特徴と治療すべき障害(およびその進行)に依存する。
当業者は、有効量を容易に決定することができるであろう。薬剤は、単独でまた
は他の薬剤または治療法(化学療法や放射線照射を含む)とともに投与される。
薬剤は、複数回または単回投与で逐次または同時に投与することができる。
【0069】 また本発明の目的は、腫瘍増殖のインヒビターまたは腫瘍増殖を低下させる物
質を同定する新しい方法を提供することである。従来の方法は、典型的には2つ
の異なる腫瘍の接種または移植が必要であり、2回目は必ず実質的に1回目の後
にする必要があった。このアプローチの理由は、2回目の腫瘍移植を1次腫瘍の
移植と同時またはすぐ後に行うと、1次腫瘍が充分なサイズに達して循環流中に
インヒビターを連続的に放出する時までに、2次腫瘍中の血管形成がすでに充分
開始しているために、1次腫瘍が2次腫瘍を抑制することができないからである
。同様に、2つの腫瘍を同時に移植(例えば、両側腹部に)すると、インヒビタ
ーは互いに同等の阻害作用を示すであろう。
【0070】 本明細書に記載した研究は、腫瘍増殖のインヒビターを同定するために、動物
中で実質的に同時に腫瘍の移植または接種を実際に行うことができることを証明
した。本明細書において「実質的に同時に」とは、腫瘍移植または接種が、同時
にまたは密接に連続して起きることを意味し、1つの腫瘍を最初に移植または接
種して、特定のサイズまで増殖させる必要はない。従って本発明の方法は、第2
の腫瘍を移植する前に第1の腫瘍が増殖するのを待つ必要がないため、スクリー
ニングを実施するのに必要な時間を大幅に減少させる。
【0071】 本発明の方法において動物(例えば、マウス、ラット、モルモットまたは霊長
類のような哺乳動物)は、2つの適当な接種部位のそれぞれに実質的に同時に、
腫瘍細胞の適当な接種物を接種される。腫瘍細胞の適当な接種物は、腫瘍形成を
引き起こすのに充分な腫瘍細胞の量であり、微小転移のようなあらかじめ形成さ
れた腫瘍の移植を含む。腫瘍細胞は任意の腫瘍から得られ、例えば、腫瘍は、特
に限定されないが、小細胞肺癌や肝細胞癌を含む。適当な接種部位には、特に限
定されないが、皮下スペース、角膜、肺、乳房、前立腺、睾丸および脳を含む。
好適な実施態様において接種部位は、動物の両側腹部である。
【0072】 動物中で腫瘍を増殖させ、1つの腫瘍(劣位腫瘍として知られている)の増殖
の阻害と他の腫瘍(優位腫瘍として知られている)の同時増殖を同定する。腫瘍
サイズは、当該分野で公知の方法(例えば、ノギスを使用して腫瘍の直径を測定
する)を使用して測定することができる。本明細書に記載のおよび当該分野で公
知の方法(例えば、選択的インビボ継代)を使用して、劣位腫瘍の増殖を実質的
に完全に阻害する優位腫瘍を選択することができる。本明細書において「実質的
に完全に」とは、劣位腫瘍の約80%以上の増殖の阻害を含む。好適な実施態様
において阻害は、約90%より大きく、特に好適な実施態様において阻害はほぼ
100%である。しかしいかなる程度であっても劣位腫瘍の増殖を阻害する優位
腫瘍は有用である。
【0073】 適当な優勢腫瘍が同定されると、腫瘍増殖を阻害する成分を、腫瘍から精製す
ることができる。例えば腫瘍をインビトロで増殖させ、本明細書に記載の方法ま
たは当該分野で公知の他の方法を使用して、腫瘍細胞の調整培地から成分を精製
することができる。タンパク質またはポリペプチド同定に関して、ゲル分析で同
定されるバンドはHPLCで単離および精製することができ、生じた精製タンパ
ク質は配列決定することができる。あるいは精製タンパク質は、当該分野で公知
の方法により酵素的に消化して、ポリペプチド断片を産生することができ、これ
を配列決定することができる。配列決定は例えば、ウィルム(Wilm)ら、Nature
379 (6564):466-469 (1996)の方法により行うことができる。タンパク質は従来
のタンパク質生化学および精製により単離し、実質的に純粋な産物(すなわち、
細胞成分汚染物質を80、95または99%含まない)を得ることができる。例
えば、ジャコビイ(Jacoby)、Methods in Enzymology Volume 104、アカデミッ
クプレス(Academic Press)、ニューヨーク(1984);スコープス(Scopes),
Protein Purification, Principles and Practice、第2版、スプリンジャー−
フェアラーク(Sprenger-Verlag)、ニューヨーク(1987);およびドイチャー
(Deutscher)(編)、Guide to Protein Purification, Methods in Enzymolog
y, Vol. 182 (1990)を参照されたい。タンパク質が分泌されるなら、これを、宿
主細胞が増殖する上清から単離することができる。分泌されないなら、宿主細胞
の溶解物からタンパク質を単離することができる。
【0074】 可能なインヒビターは、内皮細胞増殖測定法および/または血管形成測定法(
例えば、CAM測定法)で試験して、内皮細胞増殖および/または血管形成のイ
ンヒビターを同定することができる。例えば本明細書に記載のように、ウシおよ
びヒトR−AT3およびL−AT3は、内皮細胞増殖、血管形成および腫瘍増殖
を阻害するものとして同定された。
【0075】 この方法で内皮細胞増殖、血管形成および/または腫瘍増殖を阻害するとして
同定される化合物は、本明細書においてAT3について記載したように、内皮細
胞増殖、血管形成および/または腫瘍増殖を阻害するために、インビトロとイン
ビボの両方の方法で使用することができる。さらに同定された化合物のアンタゴ
ニストを、当該分野で認められている方法を使用して同定することができる。例
えば、内皮細胞増殖測定法または血管形成測定法で、試験すべきアンタゴニスト
を化合物と組合せ、内皮細胞増殖または血管形成のレベルを、推定アンタゴニス
トの非存在下での結果と比較して評価することができる。アンタゴニストは、核
酸、タンパク質またはポリペプチド、小さい生物活性分子、または大きい細胞構
造物でもよく、例えば創傷治癒の場合のように、内皮細胞増殖および/または血
管形成を増強するのに使用することができる。内皮細胞増殖および/または血管
形成の阻害または増強について、および腫瘍増殖の阻害について本方法により同
定される化合物ならびに本方法で同定される新規化合物は、本発明の範囲内であ
る。
【0076】 本発明を以下の例により例示するが、これらの例は決して本発明を限定するも
のではない。引用されたすべての文献の教示内容は、参照によりその全体が本明
細書に組み込まれる。
【0077】 例
【0078】例1:ウシおよびヒトアンチトロンビンIIIの精製 コウシ血清を融解および熱不活性化(56℃×20分)し、次に4℃で14〜
21日間保存して、AT3をR型に分解させた。血清を10mMトリス(pH7)
で3倍希釈し、次にDEAEセファロースカラム(5×35cm)につないだCM
セファロースカラム(5×35cm)に10mMトリス(pH7)で平衡化した後、
適用した。両方のカラムを10mMトリス(pH7)で充分洗浄し、次に結合を離
した。DEAEカラムを10mMトリス中の50mM NaClで充分洗浄し、次に
0.2M NaCl 10mMトリス(pH7)で平衡化したヘパリンセファロー
スカラム(2.5×35cm)につないだ。DEAEカラムからの結合タンパク質
を、0.2M NaCl 10mMトリス(pH7)を使用して直接ヘパリンセフ
ァロースカラムに溶出し、カラムを切り離した。ヘパリンセファロースカラムを
0.5M NaClで充分洗浄し、次に0.6〜2M NaClの連続勾配(総
量550ml)で溶出し、次にさらに250mlの2M NaClで溶出した。画分
を集め、各アリコートを毛細管内皮細胞について試験した。阻害した画分をプー
ルし、ナノスピン(NanoSpin)30K遠心分離濃縮器を使用して濃縮した。
【0079】 ヒト血漿を遠心分離(10,000rpm×30分)し、ろ過(0.45μm)し、そし
て10mMトリス(pH7)で3倍希釈した。希釈した血漿を次にDEAEセファ
ロースカラム(5×35cm)につないだCMセファロースカラム(5×35cm)
に10mMトリス(pH7)で平衡化した後、適用した。両方のカラムを10mMト
リス(pH7)で充分洗浄し、次に結合を離した。DEAEカラムを10mMトリ
ス中の50mM NaClで充分洗浄し、次に0.2M NaCl 10mMトリス
(pH7)で平衡化したヘパリンセファロースカラム(2.5×35cm)につな
いだ。DEAEカラムからの結合タンパク質を、0.2M NaCl 10mMト
リス(pH7)を使用して直接ヘパリンセファロースカラムに溶出し、カラムを
切り離した。ヘパリンセファロースカラムをPBS、次に10mMトリス(pH7
)中の0.5M NaClで充分洗浄し、次に0.6〜2M NaClの連続勾
配(総量550ml)で溶出し、次にさらに250mlの2M NaClで溶出した
。精製した完全で未変性のAT3をブタ膵エラスターゼで切断して、R−コンフ
ォメーションを産生し、4℃で0.9Mグアニジンでインキュベートし、次にP
BSに対して透析して、L−コンフォメーションを産生した。最終的に試料の純
度をSDS−PAGEと銀染色で評価した。タンパク質濃度は、バイオラッド(
Bio-Rad)測定法を使用して測定した。
【0080】例2:アンチトロンビンIIIのRおよびL型の産生 完全型ウシおよびヒトAT3を、それぞれシグマ(Sigma)またはカルビオケ
ム(Calbiochem)から、または前記のようにヒト血漿から得た。ヒトおよびウシ
の完全型AT3を、0.9M塩化グアニジン中でインキュベートして、カレル(
Carrell)らにより既に記載されているように安定な固定型コンフォメーション
(L型)の分子を産生した。12時間インキュベーション後、塩化グアニジンを
PBS中で透析(30K膜)して除去し、試料を濃縮した。あるいは記載したよ
うにAT3を膵エラスターゼで切断した。完全に切断するために、この方法を修
飾し、AT3をエラスターゼと1:5のモル比で37℃で12時間インキュベー
トした。混合物をヘパリンセファロースカラムに4℃で適用して反応を停止させ
た。切断したAT3をヘパリンセファロースカラムを使用して均一になるまで精
製し、次にナノスピン(NanoSpin)30K遠心分離濃縮器を使用して濃縮した。
【0081】例3:内皮細胞増殖に対する阻害活性 AT3の内皮細胞増殖に対する阻害活性が特異的かどうかを測定するために、
インビトロの特異性はインビボでの毒性の欠如を予測できるかも知れないため、
ウシおよびヒト起源のAT3を、インビトロで非内皮細胞株のパネルについてス
クリーニングした。スクリーニングしたすべての細胞タイプで、毛細管内皮細胞
のみが、対数倍の高い用量でも有意に阻害された。ヒトおよびウシAT3のL型
およびR型について、同じ特異性が見られた。完全で未変性の(S−AT3)分
子は、非内皮細胞に有意な作用を及ぼさず、10μg/mlを超える用量で毛細管内
皮細胞をわずかに阻害したのみである。
【0082】 精製した完全型ウシおよびヒトAT3(S−AT3)、R−AT3およびL−
AT3を、増殖測定法で毛細管内皮細胞について試験した(それぞれ図3と4)
。L−AT3は、用量依存性にかつ可逆的に、ウシとヒトのタンパク質(それぞ
れ図3と4)について約50ng/mlの半最大阻害で、毛細管内皮細胞増殖を強力
に阻害した。阻害は、H69調整培地からのまたは完全なタンパク質を膵エラス
ターゼで消化したものからの切断型AT3で見られたものと匹敵した。ウシおよ
びヒトAT3の完全で未変性のコンフォメーションは、匹敵する用量で毛細管内
皮細胞増殖に対して何の作用も及ぼさなかった(それぞれ、図3と4)が、5μ
g/mlを超える用量ではわずかに阻害を示したのみである。これは実質的にすべて
のAT3が、用量依存性に内皮細胞増殖を阻害した切断(R)型中に存在するこ
とを示した(図3と4)。このデータは、AT3分子の切断後に起きるコンフォ
メーション変化が、抗血管形成性を付与することを証明している。aaAT3と
いう用語は、AT3の抗血管形成型を記載するのに使用される。
【0083】例4:インビボでの血管形成の阻害 AT3断片、R−コンフォメーション、またはL−コンフォメーションがイン
ビボで血管形成を阻害するかどうかを調べるため、ニワトリ漿尿膜(CAM)測
定法を使用した。CAM測定法。
【0084】 3日齢の受精ホワイトレッグホーン卵(スパファス(Spafasp)、ノルウィッ
チ(Norwich)、コネチカット州)を割り、無傷の黄身を有する胚を100×2
0mmのシャーレに入れた。3日間インキュベーション(37℃と3%CO2)後
、AT3を含有するメチルセルロースディスクを、個々の胚のCAMに適用した
。テフロン(登録商標)棒上の0.45%メチルセルロース10μl中のAT3 を乾燥して、ディスクを作成した。48時間インキュベーション後、胚とCAM を実体顕微鏡で観察した。阻害ゾーンの証拠がなくなるまで、毎日胚を観察した 。
【0085】 測定法で完全で未変性のAT3は血管形成に何の作用も及ぼさなかったが、高
用量では注入部位で局所的出血を引き起こした。これに対してヒトおよびウシA
T3のR型とL型は、出血の証拠無くCAM当たり20μgの用量で血管形成を
強力に阻害した。AT3の2つの別々のバッチで試験したすべての胚では、強力
で持続的な血管形成の阻害があった。治療群のいずれにも出血は見られず、これ
らのコンフォメーションはトロンビンに結合せずこれを阻害もしないという従来
の報告に一致した。測定法で任意の用量で試験したタンパク質のいずれも、毒性
または炎症反応の証拠はなかった。
【0086】例5:腫瘍増殖の阻害 ヒト悪性神経芽細胞腫の治療 オスの6〜8週齢のC57B16/J(ジャクソンラボズ(Jackson Labs)、
バーハーバー(Bar Harbor)、メイン州)またはSCID(MGH)マウスを使
用した。マウスを馴化し、4匹以下の群でケージに入れ、背中の毛を剃り、動物
固形飼料を与え、水を自由に与えた。吸入によるメトキシフランを麻酔と安楽死
のために使用した。
【0087】 免疫無防備状態のSCIDマウスにヒト神経芽細胞腫細胞を移植し、腫瘍を体
重の1%まで増殖させた。この腫瘍株(SK−NAS)は、一貫した増殖パター
ンを示す。腫瘍をダイアルノギスで測定し、容量は幅2×長さ×0.52の式を
使用して求め、治療−対−対照容量の比は、最後の時点で測定した。腫瘍容量が
179〜200mm3に達した時、マウスをランダムに群分けし、ウシ切断AT3
(R)型または切断(R)、固定型(L)または未変性完全型の(S)コンフォ
メーションのヒトAT3またはビヒクル対照を、側腹部の皮下に25mg/kg(2
0グラムのマウス当たり500μg)の用量で腫瘍から離れた部位に毎日1回注
射した。実験を終わり、マウスを屠殺し、対照マウスが死に始めた時または顕著
に罹患し始めた時解剖した。
【0088】 完全で未変性のAT3は、ビヒクルのみで治療した対照マウスと比較して、腫
瘍増殖に対して何の影響も無かった(図5)。これに対してR−コンフォメーシ
ョンおよびL−コンフォメーションのAT3で治療したマウスは、移植した神経
芽細胞腫の完全な退縮を示した。これらのマウス中の腫瘍は、小さなかろうじて
見える皮下小瘤として持続した(図5)。未変性完全型のAT3で治療したマウ
スの注射部位で一部の局所的出血が見られた以外は、治療マウスのいずれにも毒
性が見られなかった。
【0089】 別の実験で、ヒト神経芽細胞腫を移植したSCIDマウスを、潜在型または固
定型ヒトAT3で15mg/kg/日(図6)の用量で治療すると、両方とも強力に腫
瘍増殖を阻害した。これらのデータは、aaAT3が血管形成と腫瘍増殖の強力
なインヒビターであることを示す。
【0090】例6:血管形成、内皮細胞増殖、および/または腫瘍増殖のインヒビターの同定 癌が顕微鏡的血管前状態を超えて増殖するためには、インヒビターより多く血
管形成の刺激物質を産生し、この不均衡を維持しなければならない。血管形成イ
ンヒビターの連続的産生が、腫瘍塊による腫瘍増殖の阻害の機序を提供すること
が証明されている。同時耐性のマウスモデルを使用して、マウス肺癌からのアン
ギオスタチンとマウス血管内皮腫からのエンドスタチンを同定した。ヒト腫瘍が
また血管形成のインヒビターを産生するかどうかを測定するために、免疫無防備
状態マウスの側腹部上の原発性腫瘍が、反対の側腹部の同様の移植片の増殖を阻
害する能力について、ヒト小細胞肺癌をスクリーニングした。臨床的に転移性小
細胞肺癌は、しばしば原発性疾患の限定的な治療後に急速に増殖するため、小細
胞肺癌を選択した。
【0091】 転移の急速な増殖の現象は、同時免疫として呼ばれ、これは小細胞肺癌のイン
ヒビターの産生によるかも知れない。いくつかのヒトの小細胞肺癌細胞株を、免
疫無防備状態のマウスの側腹部上の原発性腫瘍が、反対側の側腹部上の類似の腫
瘍の増殖を阻害する能力についてスクリーニングした。得られた腫瘍株の1つで
あるATCCから得たNCI−H69(これはもともと原発性腫瘍から得られた
)は、同様の腫瘍を80%を超えて阻害した。選択的インビボ継代により、H6
9株の2つの変種が得られた(H69iとH69ni)。別の腫瘍による1つの
腫瘍の阻害が実質的に100%(株H69i)であるH69iを使用して、腫瘍
モデルを作成した[図7A]。また第2の変種が得られ、これは1つの腫瘍が他
の腫瘍を大幅に阻害することはなかった(H69ni)[図7B]。
【0092】 H69の阻害および非阻害変種から得られた腫瘍細胞株を、インビトロで確立
した。血管形成インヒビターの産生の証拠をスクリーニングするために、調整培
地を、ウシ毛細管内皮細胞について72時間増殖測定法で試験した。細胞がほぼ
コンフルエントになった時、調整培地を集めた。H69i細胞からの調整培地は
、毛細管内皮細胞増殖を強力かつ可逆的に阻害した。H69ni細胞株からの調
整培地は、内皮細胞に対して大きな阻害作用はなかった。このデータは、H69
i細胞から作成した内皮細胞増殖の精製したインヒビターは、少なくとも一部は
、腫瘍モデルで観察された同時耐性の原因である。
【0093】 調整培地と細胞培養物の採取 ヒト小細胞肺癌細胞株をATCCから得て、10%熱不活性化胎児牛血清と1
%グルタミン−ペニシリン−ストレプトマイシンを補足したDMEM中の培養物
で37℃で10% CO2インキュベーター中で維持した。細胞生存のための最
小量の血清を補足した培地の最小容量と最大の接触時間を使用して、調整培地に
ついて最適条件を開発した。調整培地を産生するために、2.5% FCSと1
% GPSを有する80mlのDMEMを、900cm2のローラーボトル中のほぼ
コンフルエントな細胞に加えた。37℃かつ10% CO2で96時間後、培地
を集め、遠心分離し(10,000rpmで20分間)、ろ過し(0.45μm)、4℃
で保存した。細胞は球状体として増殖することが認められ、これはプラスチック
にゆるく吸着していた。球状体密度がローラーボトルの表面積の限界を超えるま
で、96時間毎に培地を採取した。
【0094】 調整培地からの阻害活性の精製 DEAE、CM、リジン、およびヘパリンセファロース、セファクリルS20
0HRゲル、およびシンクロパック(SynChropak)RP−4逆相カラムのすべて
を、製造業者の説明書に従って調製した。プールした調整培地(3〜3.5リッ
トル)を10mMトリス(pH7)で3倍希釈し、10mMトリス(pH7)で平衡
化後DEAEセファロースカラム(5×35cm)に結合したCMセファロースカ
ラム(5×35CM)に適用した。両方のカラムを10mMトリス(pH7)で充
分洗浄し、次に切り離した。各カラムを、50mM、0.2M、0.6M、1M、
および2Mのステップの10mMトリス(pH7)中のNaClのステップ勾配で
溶出した。DEAEカラムを10mMトリス(pH7)中の50mM NaClで充
分洗浄して、フェノールレッドを除去した。各ステップについてA280により
タンパク質の証拠のある画分をプールし、それぞれのアリコートを、72時間増
殖測定法でウシ毛細管内皮細胞に適用した。DEAEカラムの0.2M NaC
l溶出が、毛細管内皮細胞増殖を阻害することがわかり、10mMトリス(pH7
)で2倍希釈した。
【0095】 ヘパリンセファロースカラム(2.5×35cm)を0.2M NaCl 10
mMトリス(pH7)で平衡化させ、DEAEカラムからの阻害試料を適用した。
カラムをリン酸緩衝化生理食塩水で洗浄した。次にカラムを0.2〜2M Na
Clの連続勾配(総量550ml)で次にさらに250mlの2M NaClで溶出
した。画分を集め、各アリコートを毛細管内皮細胞で試験した。阻害活性は、1
〜1.2M NaClで溶出する画分中にあった。阻害した画分をプールし、ナ
ノスピン(NanoSpin)30K遠心分離濃縮器を使用して1.5mlに濃縮した。
【0096】 濃縮した試料を、まずPBSで平衡化したセファクリルS200HRカラム(
1.5×75cm)に適用した。カラムをPBSで溶出し、各画分のアリコートを
毛細管内皮細胞で試験した。阻害活性を有する画分をプールし、ナノスピン(Na
noSpin)30K遠心分離濃縮器を使用して1.5mlに濃縮した。
【0097】 シンクロパック(SynChropak)RP−4(4.6×100mm)高速液体クロマ
トグラフィー(HPLC)カラムを、H2O・0.1%トリフルオロ酢酸(TF
A)で平衡化し、HPLCグレードの試薬(ピアス(Pierce)、ロックフォルト
(Rorkford)、イリノイ州)を使用した。ゲルろ過からの試料をろ過(0.22
μm)し、次にカラムに適用し、カラムを平衡化緩衝液で洗浄した。次にカラム
を0.1%TFA中のアセトニトリルの勾配で0.5ml/分で溶出し、1ml画分
を集めた。各画分のアリコートを真空遠心分離で溶媒を留去し、PBSに再懸濁
し、毛細管内皮細胞に適用した。阻害活性を、C4カラム上の以後のサイクルで
見かけ上均一になるまで精製した。
【0098】 SDS−PAGEで評価した阻害活性を含有する画分と活性は、見かけの分子
量(Mr)が低下した55kDaのバンドに関連しており、これは58〜60kDaバ
ンドと同時精製した(図8b)。阻害活性は55kDaバンドと関連していた。C
4逆相HPLCカラムを使用して55kDaバンドを均一になるまで精製し、0.
1%トリフルオロ酢酸中の55%アセトニトリルで溶出した(図8a)。
【0099】 最後のHPLCランからの阻害画分を、微量配列決定解析により解析した。タ
ンパク質微量配列決定。 毛細管内皮細胞増殖の55kDa(還元)インヒビターを、調整培地のバッチか
ら均一になるまで精製した。最後のHPLC後、銀染色後の単一の55kDaバン
ドを含有する試料を、N末端配列決定に使用した。N末端配列は、PE/ABD
モデル470Aタンパク質配列決定機(フォスターシティ、カリホルニア州)を
トリフルオロ酢酸のガス相供給により運転して自動エドマン分解により決定した
。配列ライブラリーの検索と整列は、ジーンバンク(GenBank)、ブルークハー
ベンプロテイン(Brookhaven Protein)、スイス−プロット(SWISS-PROT)、お
よびピーアイアール(PIR)データベースの組合せに対して行った。検索は、ブ
ラスト(BLAST)ネットワークサービスを使用して、ナショナル・センター
・フォー・バイオテクノロジー・インフォメーション(National Center for Bi
otehnology Information)で行った。
【0100】 配列解析により、ウシAT3の本体が明らかになった(図2)。質量スペクト
ル分析を行い、分子量50kdが明らかになった。これらのデータは、血管形成の
インヒビターを切断型(R−コンフォメーション)のウシAT3として同定した
(図2)。SDS−PAGE挙動もまた、Rコンフォメーションを追認するデー
タである。AT3のSer386とThre387の間の切断部位は、従来報告されて
おらず、新規酵素が関与していることを示唆する。AT3を切断する他の酵素に
はトロンビン(Arg394−Ser395)、膵エラスターゼ(Val388−Iso3 89 )、ヒト好中球エラスターゼ(Iso391−Ala392)、および当該分野で公
知の他の多くものがある。
【0101】例7:BxPC3調整培地からのウシaaAT3の精製 BxPC3調整培地(5% FCS)を、50mMトリス−塩酸(pH7.4)
であらかじめ平衡化したヘパリンセファロースカラムに適用した。カラムを2〜
3倍カラム量で洗浄し、タンパク質を0.5M NaClステップで増加させて
溶出した(3倍カラム量)。充分確立された測定法を使用して、内皮細胞の増殖
を阻害する能力について画分を測定した。1〜1.5M NaClの間でヘパリ
ン−セファロースから溶出する画分は、内皮細胞増殖を阻害する58kDaタンパ
ク質を含有した。この画分を膜ろ過により濃縮し、スーパーデックス(Superdex
)200ゲルろ過カラムに適用した。内皮細胞増殖を阻害する能力について画分
を測定し、58kDaタンパク質を含有する画分を同定した。この単一のバンドの
配列分析は、これがウシアンチトロンビンであることを同定した。以後の生化学
的分析は、AT分子が抗内皮細胞機能とともに、実際はBxPC3細胞により特
異的に産生されたウシATの「潜在」型であることを示した。この分子は、用量
依存性に内皮細胞の増殖と遊走を阻害する。
【0102】 本発明を、好適な実施態様を参照して詳細に説明したが、この添付の請求の範
囲に規定される本発明の精神と範囲を逸脱することなく、種々の変更が可能であ
ることは当業者により理解されるであろう。
【配列表】
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1aは、AT3の3つのコンフォメーションを示す。b.(配列番号:1)
は、ヒトAT3のアミノ酸配列およびC末端反応性ループの膵エラスターゼの切
断部位を示す。
【図2】 図2は、配列データおよびウシAT3とaaAT3の概略図を示す。N末端配
列は、毛細管HPLCによる高感度フェニルチオヒダントインアミノ酸検出を用
いる、PE/ABDプロサイス(Procise)494cLCタンパク質配列決定機
(フォスターシティー、カリホルニア州)で自動エドマン分解により決定した。
配列ライブラリー検索およびアライメントは、ジーンバンク(GenBank)、ブル
ークハーベンプロテイン(Brookhaven Protein)、スイス−プロット(SWISS-PR
OT)、およびピーアイアール(PIR)を組合せたデータベースに対して行った
【図3】 図3は、毛細血管内皮細胞増殖に及ぼす、ウシAT3の完全型(S)、切断型
(R)および(L)コンフォメーションの作用を示すグラフである。
【図4】 図4は、毛細血管内皮細胞増殖に及ぼす、ヒトAT3の完全型(S)、切断型
(R)および(L)コンフォメーションの作用を示すグラフである。
【図5】 図5aは、ヒト神経芽細胞腫を移植したマウスにおける、ヒトS−AT3、ヒ
トR−AT3、ヒトL−AT3およびウシR−AT3による治療の結果を示すグ
ラフである。マウス(n=4/群)の平均腫瘍容量および標準誤差を示す。腫瘍
容量は、式:幅2×長さ×0.52を利用して求めた。対照マウスが死に始める
か罹患し始めたら、実験を終了して、マウスを屠殺して解剖した。b.治療の1
2日目の各群の代表的マウスの写真。矢印は、部分的に退縮した腫瘍を示す。
【図6】 図6は、潜在または固定ヒトアンチトロンビンIIIによるヒト神経芽細胞腫の
治療を示す。平均腫瘍容量および標準誤差(n=5/群)。
【図7】 図7は、同時耐性のモデルを示す。a.選択的インビボ継代による、NCI−
H69の変種;小細胞肺癌が発生した(ここで、原発性側腹部腫瘍は、反対の側
腹部の第2の移植片(矢印)の増殖を完全に抑制する)。b.aaAT3を産生
しない小細胞肺癌株の別の変種において、同時耐性の証拠は観察されない。
【図8】 NCI−H69i球状体の調整培地からのaaAT3の精製。a.精製概略。
b.完全型AT3(レーン1)およびH69i調整培地から精製したaaAT3
(レーン2)のSDS−PAGE(還元型)。切断型のB鎖を矢印により示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C R,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI ,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID, IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MA ,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ, PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,S K,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG ,UZ,VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 フォークマン、エム、ジュダ アメリカ合衆国 マサチューセッツ、ブル ックリン、 チャサム サークル 18 Fターム(参考) 4C084 AA02 BA44 DC35 NA15 ZB21 ZB26

Claims (40)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 哺乳動物の血管形成を低下させる方法であって、該哺乳動物
    に、アンチトロンビンIIIの少なくとも1つの断片、コンフォメーション、生物
    学的同等物、または誘導体(ここで、該アンチトロンビンIIIの断片、コンフォ
    メーション、生物学的同等物、または誘導体は、血管形成を低下させる)を含む
    組成物を送達することを含んでなる、上記方法。
  2. 【請求項2】 組成物は、さらに生理学的に許容されるビヒクルを含む、請
    求項1に記載の哺乳動物の血管形成を低下させる方法。
  3. 【請求項3】 アンチトロンビンIIIの少なくとも1つの断片、コンフォメ
    ーション、生物学的同等物、または誘導体は、アンチトロンビンIIIのL型およ
    びアンチトロンビンIIIのR型から選択される、請求項1に記載の哺乳動物の血
    管形成を低下させる方法。
  4. 【請求項4】 アンチトロンビンIIIの少なくとも1つの断片、コンフォメ
    ーション、生物学的同等物、または誘導体は、 血管形成を低下させるアンチトロンビンIIIの合成断片、 血管形成を低下させるセルピン類のコンフォメーション変種、 血管形成を低下させるアンチトロンビンIIIの凝集型、および 血管形成を低下させるアンチトロンビンIIIの融合タンパク質 から選択される、請求項1に記載の哺乳動物の血管形成を低下させる方法。
  5. 【請求項5】 セルピン類のコンフォメーション変種は、プラスミノーゲン
    アクチベーターインヒビター−1、α2アンチプラスミン、α1プロテイナーゼ
    インヒビター、ヘパリンコファクターII、C1インヒビター、α1アンチキモト
    リプシン、プロテアーゼネクシン1または色素上皮由来因子のコンフォメーショ
    ン変種から選択される、請求項1に記載の哺乳動物の血管形成を低下させる方法
  6. 【請求項6】 アンチトロンビンIIIの少なくとも1つの断片、コンフォメ
    ーション、生物学的同等物、または誘導体は、遺伝子導入により、組換えにより
    産生されるか、または哺乳動物アンチトロンビンIIIから精製される、請求項1
    に記載の哺乳動物の血管形成を低下させる方法。
  7. 【請求項7】 アンチトロンビンIIIの少なくとも1つの断片、コンフォメ
    ーション、生物学的同等物、または誘導体は、酵素の送達によりインビボで産生
    される、請求項1に記載の哺乳動物の血管形成を低下させる方法。
  8. 【請求項8】 哺乳動物の内皮細胞増殖を低下させる方法であって、該哺乳
    動物に、アンチトロンビンIIIの少なくとも1つの断片、コンフォメーション、
    生物学的同等物、または誘導体(ここで、該アンチトロンビンIIIの断片、コン
    フォメーション、生物学的同等物、または誘導体は、内皮細胞増殖を低下させる
    )を含む組成物を送達することを含んでなる、上記方法。
  9. 【請求項9】 組成物は、さらに生理学的に許容されるビヒクルを含む、請
    求項8に記載の哺乳動物の内皮細胞増殖を低下させる方法。
  10. 【請求項10】 アンチトロンビンIIIの少なくとも1つの断片、コンフォ
    メーション、生物学的同等物、または誘導体は、アンチトロンビンIIIのL型お
    よびアンチトロンビンIIIのR型から選択される、請求項8に記載の哺乳動物の
    内皮細胞増殖を低下させる方法。
  11. 【請求項11】 アンチトロンビンIIIの少なくとも1つの断片、コンフォ
    メーション、生物学的同等物、または誘導体は、 内皮細胞増殖を低下させるアンチトロンビンIIIの合成断片、 内皮細胞増殖を低下させるセルピン類のコンフォメーション変種、 内皮細胞増殖を低下させるアンチトロンビンIIIの凝集型、および 内皮細胞増殖を低下させるアンチトロンビンIIIの融合タンパク質 から選択される、請求項8に記載の哺乳動物の内皮細胞増殖を低下させる方法。
  12. 【請求項12】 セルピン類のコンフォメーション変種は、プラスミノーゲ
    ンアクチベーターインヒビター−1、α2アンチプラスミン、α1プロテイナー
    ゼインヒビター、ヘパリンコファクターII、C1インヒビター、α1アンチキモ
    トリプシン、プロテアーゼネクシン1または色素上皮由来因子のコンフォメーシ
    ョン変種から選択される、請求項8に記載の哺乳動物の内皮細胞増殖を低下させ
    る方法。
  13. 【請求項13】 アンチトロンビンIIIの少なくとも1つの断片、コンフォ
    メーション、生物学的同等物、または誘導体は、遺伝子導入により、組換えによ
    り産生されるか、または哺乳動物アンチトロンビンIIIから精製される、請求項
    8に記載の哺乳動物の内皮細胞増殖を低下させる方法。
  14. 【請求項14】 アンチトロンビンIIIの少なくとも1つの断片、コンフォ
    メーション、生物学的同等物、または誘導体は、酵素の送達によりインビボで産
    生される、請求項8に記載の哺乳動物の内皮細胞増殖を低下させる方法。
  15. 【請求項15】 哺乳動物の腫瘍増殖を低下させる方法であって、該哺乳動
    物に、アンチトロンビンIIIの少なくとも1つの断片、コンフォメーション、生
    物学的同等物、または誘導体(ここで、該アンチトロンビンIIIの断片、コンフ
    ォメーション、生物学的同等物、または誘導体は、腫瘍増殖を低下させる)を含
    む組成物を送達することを含んでなる、上記方法。
  16. 【請求項16】 組成物は、さらに生理学的に許容されるビヒクルを含む、
    請求項15に記載の哺乳動物の腫瘍増殖を低下させる方法。
  17. 【請求項17】 アンチトロンビンIIIの少なくとも1つの断片、コンフォ
    メーション、生物学的同等物、または誘導体は、アンチトロンビンIIIのL型お
    よびアンチトロンビンIIIのR型から選択される、請求項15に記載の哺乳動物
    の腫瘍増殖を低下させる方法。
  18. 【請求項18】 アンチトロンビンIIIの少なくとも1つの断片、コンフォ
    メーション、生物学的同等物、または誘導体は、 内皮細胞増殖を低下させるアンチトロンビンIIIの合成断片、 内皮細胞増殖を低下させるセルピン類のコンフォメーション変種、 内皮細胞増殖を低下させるアンチトロンビンIIIの凝集型、および 内皮細胞増殖を低下させるアンチトロンビンIIIの融合タンパク質 から選択される、請求項15に記載の哺乳動物の腫瘍増殖を低下させる方法。
  19. 【請求項19】 セルピン類のコンフォメーション変種は、プラスミノーゲ
    ンアクチベーターインヒビター−1、α2アンチプラスミン、α1プロテイナー
    ゼインヒビター、ヘパリンコファクターII、C1インヒビター、α1アンチキモ
    トリプシン、プロテアーゼネクシン1または色素上皮由来因子のコンフォメーシ
    ョン変種から選択される、請求項15に記載の哺乳動物の腫瘍増殖を低下させる
    方法。
  20. 【請求項20】 アンチトロンビンIIIの少なくとも1つの断片、コンフォ
    メーション、生物学的同等物、または誘導体は、遺伝子導入により、組換えによ
    り産生されるか、または哺乳動物アンチトロンビンIIIから精製される、請求項
    15に記載の哺乳動物の腫瘍増殖を低下させる方法。
  21. 【請求項21】 アンチトロンビンIIIの少なくとも1つの断片、コンフォ
    メーション、生物学的同等物、または誘導体は、酵素の送達によりインビボで産
    生される、請求項15に記載の哺乳動物の腫瘍増殖を低下させる方法。
  22. 【請求項22】 腫瘍増殖または血管形成を低下させる物質を同定する方法
    であって、 a)哺乳動物に腫瘍細胞の接種物を、2つの接種部位のそれぞれに実質的に同
    時に接種する工程; b)一方の接種部位(ここで、一方の接種部位の該腫瘍は、劣位腫瘍である)
    での腫瘍の増殖の低下を、他方の接種部位(ここで、他方の接種部位の該腫瘍は
    、優位腫瘍である)での腫瘍の同時増殖と共に、同定する工程; c)該優位腫瘍から細胞を単離する工程;および d)単離した優位腫瘍細胞から、内皮細胞増殖、血管形成、または内皮細胞増
    殖と血管形成の両方を低下させる成分を、精製する工程 を含んでなる、上記方法。
  23. 【請求項23】 腫瘍細胞は、小細胞肺癌および肝細胞癌から選択される腫
    瘍から誘導される、請求項22に記載の腫瘍増殖または血管形成を低下させる物
    質を同定する方法。
  24. 【請求項24】 接種部位は、哺乳動物の側腹部である、請求項22に記載
    の腫瘍増殖または血管形成を低下させる物質を同定する方法。
  25. 【請求項25】 工程(d)の成分は、工程(c)の細胞からの調整培地か
    ら精製される、請求項22に記載の腫瘍増殖または血管形成を低下させる物質を
    同定する方法。
  26. 【請求項26】 腫瘍増殖を低下させる物質は、内皮細胞増殖を低下させる
    、請求項22に記載の腫瘍増殖または血管形成を低下させる物質を同定する方法
  27. 【請求項27】 腫瘍増殖を低下させる物質は、血管形成を低下させる、請
    求項22記載の腫瘍増殖または血管形成を低下させる物質を同定する方法。
  28. 【請求項28】 哺乳動物に、請求項22に記載の方法により同定される腫
    瘍増殖または血管形成を低下させる物質を送達することを含んでなる、腫瘍増殖
    を低下させる方法。
  29. 【請求項29】 内皮細胞増殖が介在する障害を治療する方法であって、哺
    乳動物に、アンチトロンビンIIIの少なくとも1つの断片、コンフォメーション
    、生物学的同等物、または誘導体を含む組成物を送達する(ここで、該アンチト
    ロンビンIIIの断片、コンフォメーション、生物学的同等物、または誘導体は、
    内皮細胞増殖を低下させるために有効な量で送達される)ことを含んでなる、上
    記方法。
  30. 【請求項30】 アンチトロンビンIIIの少なくとも1つの断片、コンフォ
    メーション、生物学的同等物、または誘導体は、アンチトロンビンIIIのL型お
    よびアンチトロンビンIIIのR型から選択される、請求項29に記載の内皮細胞
    増殖が介在する障害を治療する方法。
  31. 【請求項31】 アンチトロンビンIIIの少なくとも1つの断片、コンフォ
    メーション、生物学的同等物、または誘導体は、 内皮細胞増殖を低下させるアンチトロンビンIIIの合成断片、 内皮細胞増殖を低下させるセルピン類のコンフォメーション変種、 内皮細胞増殖を低下させるアンチトロンビンIIIの凝集型、および 内皮細胞増殖を低下させるアンチトロンビンIIIの融合タンパク質 から選択される、請求項29に記載の内皮細胞増殖が介在する障害を治療する方
    法。
  32. 【請求項32】 セルピン類のコンフォメーション変種は、プラスミノーゲ
    ンアクチベーターインヒビター−1、α2アンチプラスミン、α1プロテイナー
    ゼインヒビター、ヘパリンコファクターII、C1インヒビター、α1アンチキモ
    トリプシン、プロテアーゼネクシン1または色素上皮由来因子のコンフォメーシ
    ョン変種から選択される、請求項29に記載の内皮細胞増殖が介在する障害を治
    療する方法。
  33. 【請求項33】 アンチトロンビンIIIの少なくとも1つの断片、コンフォ
    メーション、生物学的同等物、または誘導体は、遺伝子導入により、組換えによ
    り産生されるか、または哺乳動物アンチトロンビンIIIから精製される、請求項
    29に記載の内皮細胞増殖が介在する障害を治療する方法。
  34. 【請求項34】 血管形成が介在する障害を治療する方法であって、哺乳動
    物に、アンチトロンビンIIIの少なくとも1つの断片、コンフォメーション、生
    物学的同等物、または誘導体を含む組成物を送達する(ここで、該アンチトロン
    ビンIIIの断片、コンフォメーション、生物学的同等物、または誘導体は、血管
    形成を低下させるために有効な量で送達される)ことを含んでなる、上記方法。
  35. 【請求項35】 アンチトロンビンIIIの少なくとも1つの断片、コンフォ
    メーション、生物学的同等物、または誘導体は、アンチトロンビンIIIのL型お
    よびアンチトロンビンIIIのR型から選択される、請求項34に記載の血管形成
    が介在する障害を治療する方法。
  36. 【請求項36】 アンチトロンビンIIIの少なくとも1つの断片、コンフォ
    メーション、生物学的同等物、または誘導体は、 血管形成を低下させるアンチトロンビンIIIの合成断片、 血管形成を低下させるセルピン類のコンフォメーション変種、 血管形成を低下させるアンチトロンビンIIIの凝集型、および 血管形成を低下させるアンチトロンビンIIIの融合タンパク質 から選択される、請求項34に記載の血管形成が介在する障害を治療する方法。
  37. 【請求項37】 セルピン類のコンフォメーション変種は、プラスミノーゲ
    ンアクチベーターインヒビター−1、α2アンチプラスミン、α1プロテイナー
    ゼインヒビター、ヘパリンコファクターII、C1インヒビター、α1アンチキモ
    トリプシン、プロテアーゼネクシン1または色素上皮由来因子のコンフォメーシ
    ョン変種から選択される、請求項34に記載の血管形成が介在する障害を治療す
    る方法。
  38. 【請求項38】 アンチトロンビンIIIの少なくとも1つの断片、コンフォ
    メーション、生物学的同等物、または誘導体は、遺伝子導入により、組換えによ
    り産生されるか、または哺乳動物アンチトロンビンIIIから精製される、請求項
    35に記載の血管形成が介在する障害を治療する方法。
  39. 【請求項39】 血管形成または内皮細胞増殖を増強する方法であって、哺
    乳動物に、アンチトロンビンIIIの断片、コンフォメーション、生物学的同等物
    、または誘導体の少なくとも1つのアンタゴニストを含む組成物を送達する(こ
    こで、該アンチトロンビンIIIの断片、コンフォメーション、生物学的同等物、
    または誘導体は、内皮細胞増殖を低下させる)ことを含んでなる、上記方法。
  40. 【請求項40】 アンチトロンビンIIIのR型およびアンチトロンビンIIIの
    L型から選択される、血管形成を低下させる、精製型のアンチトロンビンIIIと
    、および生理学的に許容される担体とを含んでなる、抗血管形成性医薬組成物。
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