JP2002527471A - 糖尿病合併症を阻害する方法 - Google Patents

糖尿病合併症を阻害する方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、後期アマドリAGE形成、および後期アマドリAGE形成の有効な阻害剤の同定および特徴付けをモデル化する組成物および方法、およびそのような同定した阻害剤組成物を提供する。本発明は、それを必要とする哺乳類に、本発明の組成物を投与することを特徴とする、糖尿病関連高脂血症、細胞酸化還元不均衡、高コレステロール血症、高トリグリセリド血症およびアテローム性動脈硬化を治療または防止する方法をも教示する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 発明の背景 本発明は、高次的グリケーション最終産物(AGE)、それらの形成、検出、
同定、阻害およびその阻害剤の分野にある。
【0002】 タンパク質加齢および高次的グリコシル化最終産物 グルコースおよび他の還元糖による非酵素的グリケーションは、多様な病理学
に徐々に影響を及ぼしたタンパク質の重要な後期翻訳修飾である。ゆっくりした
グルコース誘導過程を通して不可逆な非酵素的グリケーションおよび架橋は、糖
尿病と関連した多くの合併症をもたらし得る。糖尿病と関連した慢性高血糖症は
、網膜症、ネフロパシー、およびアテローム性動脈硬化疾病のような合併症に至
る可能性のある慢性の組織損傷を引き起こし得る。(CohenおよびZiya
deh、J.Amer.Soc.Nephrol.7:183−190、199
6年)。長期真性糖尿病に関連して生じる慢性組織損傷は、非酵素的グリコシル
化を介した高次的グリコシル化最終産物(AGE)形成を受けた持続する構造タ
ンパク質に結合して蓄積した免疫グロブリンおよび/または抗原による原位置免
疫複合体形成からある程度生じることが示された(Brownleeら、J.E
xp.Med.158:1739−1744、1983年)。一次タンパク質標
的は、コラーゲンに関連した細胞外マトリクスであると考えられている。タンパ
ク質、脂質、および核酸の非酵素的グリケーションは、自然の加齢の過程で重要
な役割を果し得る。最近、タンパク質高次的グリケーションは、アルツハイマー
病におけるβ−アミロイドの沈着および神経細線維の混乱の形成に、そしておそ
らくアミロイドーシスに関与する他の神経変性疾病に関連している(Colac
oおよびHarrington、NeuroReport 5:859−861
、1994年)。グリケート化タンパク質は、毒性で、抗原性で、そして特定の
細胞レセプターによる取込の後、細胞の損傷応答を誘発する能力があることも示
された(例えば、Vlassara、BucalaおよびStriker、La
b.Invest.70:138−151、1994年;Vlassaraら、
PNAS(USA)91:11704−11708、1994年;Daniel
sおよびHauser、Diabetes 41:1415−1421、199
2年;Brownlee、Diabetes 43:836−841、1994
年;Cohenら、Kidney Int.45:1673−1679、199
4年;Brettら、Am.J.Path.143:1699−1712、19
93年;およびYanら、PNAS(USA)91:7787−7791、19
94年参照)。
【0003】 食品の調理の間の茶色色素の出現は、世界的に認識された現象であり、その化
学は、1912年にMaillardによって最初に記述され、そしてそれは、
タンパク質加齢の概念まで続いて研究に導いた。保存され、そして加熱処理した
食品が、それらの生物利用性を減少させる架橋タンパク質によって特徴付けられ
る非酵素的褐色化を受けることが知られている。このメイラード反応は、グルコ
ースが、ヘモグロビンのα鎖のアミノ末端へのアマドリ転位を介して付着するこ
とが分かったときと同様にインビボで生じることが分かった。
【0004】 本開示は、後期アマドリ高次的グリケーション最終産物(メイラード産物;A
GE)の形成の先に未知であり、そして推定できない機構、および後期アマドリ
AGE形成の有効な阻害剤を同定および特徴付けする方法を教示する。本開示は
、後期アマドリAGEを形成する上で反応性タンパク質中間体成分の特徴的な単
離および速度論的態特徴付けを例示し、そして初めて、タンパク質グリケーショ
ン反応の「後期」段階の特定の解明および高速定量的速度論の研究に対処する方
法が教示される。
【0005】 このような「後期」AGE形成と対照的に、グリケーション反応の「初期」段
階は、数種のタンパク質について比較的よく特徴付けられ、そして同定された(
Harding、Adv.Protein Chem.37:248−334、
1985年;MonnierおよびBaynes編、The Maillard
Reaction in Aging,Diabetes,and Nutr
irion(Alan R.Liss、New York)、1989年;Fi
notら、1990年編、The Maillard Reaction in
Food Processing,Human Nutrition and
Physiology(Birkhauser Verlag、Basel)
)。グリケーション反応は、リシン側鎖ε−アミノおよび末端α−アミノ基との
可逆性シッフ塩基(アルジミンまたはケチミン)付加反応、続いて基本的に不可
逆性アマドリ転位によって開始されて、ケトアミド産物、例えばアルドースの反
応から1−アミノ−1−デオキシケトースを生じることが知られている(The
Maillard Reaction in Aging,Diabetes
,and NutritionにおけるBaynesら、Monnierおよび
Baynes編(Alan R.Liss、New York、43−67)、
1989年)。典型的には、糖は、それらの開放鎖(優勢なピラノースおよびフ
ラノース構造ではない)アルデヒドまたはケト形態で、可逆性シッフ塩基縮合を
通してリシン側鎖ε−アミノおよび末端α−アミノ基と最初に反応する(模式図
I)。その後、生じたアルジミンまたはケチミン産物が、アマドリ転位を受けて
、ケトアミンアマドリ産物、すなわち、アルドースの反応からの1−アミノ−1
−デオキシケトースを得る(MeansおよびChang、Diabetes
31:補追3:1−4、1982年;Harding、Adv.Protein
Chem.37:248−334、1985年)。その後、これらのアマドリ
産物は、週および月の期間中、遅くて、そして不可逆性メイラード「褐色化」反
応を受け、それにより転位、脱水、酸化的切断、および架橋反応を介して蛍光お
よび他の産物を形成する。これらの後期アマドリ反応(低速メイラード「褐色化
」反応)は、重症に特徴付けられた高次的グリケーション最終産物(AGE)に
なる。
【0006】 アマドリおよび他のグリケーション中間体とのように、遊離グルコースそれ自
身は、ジカルボニルグリオキサルおよびグリコアルデヒドのような過酸化の産物
および非常に反応性の断片に至る酸化的反応を受ける可能性がある。したがって
、多様なAGEの形成の機構の解明は、ほとんどのインビトロでの研究が、極端
に高い糖濃度で行われたので、極端に複雑であった。
【0007】 これらの「初期」産物の比較的十分に特徴付けられた形成と対照的に、それら
の異種遺伝性、反応時間が長いこと、および複雑さのため、後期アマドリ反応で
生じた「後期」メイラード産物を形成する機構の理解につい明らかに欠如してい
た。「後期」メイラード反応の化学についての詳細な情報の欠如は、ポリペプチ
ドのアミノ基とグルコースとの反応から誘導される蛍光AGE発色団を同定する
研究を刺激した。このような発色団の1つである、2−(2−フロイル)−4(
5)−(2−フラニル)−1H−イミダゾール(FFI)は、ウシ血清アルブミ
ン、およびグルコースを伴うポリリシンの非酵素的褐色化の後に同定され、そし
て無傷のポリペプチドに存在する発色団の代表であることが仮定された(Pon
gorら、PNAS(USA)81:2684−2688、1984)。後の研
究は、FFIが、分析のための酸加水分解の間に形成された人工産物であること
を確立した。
【0008】 一連の米国特許は、このようなグリコシル化および架橋の機構が、飽和グリコ
シル化および単一の塩基を介した糖タンパク質アミンの連続架橋、および反復反
応を介して生じるという前提に基づいて、タンパク質グリコシル化の阻害および
糖タンパク質アミンの架橋の領域で公告された。これらの特許としては、米国特
許番号第4,665,192号;第5,017,696号;第4,758,85
3号;第4,908,446号;第4,983,604号;第5,140,04
8号;第5,130,337号;第5,262,152号;第5,130,32
4号;第5,272,165号;第5,221,683号;第5,258,38
1号;第5,106,877号;第5,128,360号;第5,100,91
9号;第5,254,593号;第5,137,916号;第5,272,17
6号;第5,175,192号;第5,218,001号;第5,238,96
3号;第5,358,960号;第5,318,982号;および第5,334
,617号が挙げられる。(引用される全ての米国特許は、全体的に参照してこ
こに組込まれる)。
【0009】 これらの米国特許の焦点は、初期グリコシル化アマドリ産物のカルボニル部分
に焦点を置いてAGE形成を阻害する方法であり、そして特に、例示された最も
効果的な阻害は、外因で投与されたアミノグアニジンの使用を教示する。最近、
AGE形成の阻害剤としてのアミノグアニジンの効力は、治験で試験される予定
である。
【0010】 AGE形成の阻害は、例えば、食品腐敗、動物タンパク質加齢、および歯の褐
色化と戦うことのような個人的衛生の領域で有用性を示す。定量的に僅かではあ
るが、ある程度際立った高次的グリケーション最終産物は、ペントシジンおよび
ε−カルボキシメチルリシン(SellおよびMonnier、J.Biol
.Chem.264:21597−21602、1989年;Ahmedら、J
.Biol.Chem.261:4889−4894、1986年) 本発明によって教示されたとおり、アマドリ中間産物および連続後期アマドリ
AGE形成は、アミノグアニジンとの反応によって完全には阻害されない。した
がって、本開示によって教示されるとおり、後期アマドリAGEの形成は、先に
示されなかったか、または先に隔離して例示する可能性がある重要でそして特徴
的な反応経路を介して起こる。この「後期」反応の有効な後期アマドリAGE阻
害剤を同定および特徴付けする十分でそして効果的な方法を示すことが、非常に
所望される到達点である。十分なスクリーニング法およびモデル系を提供するこ
とによって、コンビナトリアル化学を用いて、有効に、候補化合物をスクリーニ
ングし、そしてそれにより、阻害剤化合物の最終認定における時間、経費および
努力を大いに減じることができる。その後、有効な阻害剤の十分な特徴付けに対
処する後期アマドリAGE形成の効果をモデル化および研究するインビボでの方
法を示すことは、非常に有用である。
【0011】 生物分解性および/または自然に代謝される阻害性化合物は、アミノグアニジ
ンのような毒性のある副作用を示し得る非常に反応性のある化合物より治療剤と
して使用するのにいっそう望ましい。
【0012】 発明の概要 本発明によって、その後、後期アマドリAGEへの後期アマドリ変換を迅速に
完了するのに使用され得る安定な後期アマドリ高次的グリケーション最終産物(
AGE)前駆体が同定された。この安定な産物は、より多くの糖との初期段階の
タンパク質/糖アマドリ産物の別の反応によって生成された推定糖飽和アマドリ
/シッフ塩基産物である。好ましい実施形態では、この後期アマドリ/シッフ中
間性塩基は、標的タンパク質とリボース糖との反応によって発生された。
【0013】 本発明は、糖阻害の高い新規方法を介して安定なタンパク質−糖AGE形成中
間前駆体を発生する方法を提供する。好ましい実施形態では、使用される糖は、
リボースである。
【0014】 本発明は、安定な後期アマドリAGE中間体を生成するのに十分な濃度で、そ
して十分な長さの時間、タンパク質を糖とインキュベートすることによって、安
定なタンパク質−糖後期アマドリ高次的グリケーション最終産物中間体を発生し
;上記安定なタンパク質−糖後期アマドリ高次的グリケーション最終産物中間体
を、阻害剤候補と接触させ;糖誘導平衡からの安定なタンパク質−糖後期アマド
リ高次的グリケーション最終産物中間体の放出後に、後期アマドリAGEの形成
を監視することによって、有効な阻害を同定することを特徴とする、後期メイラ
ード産物の形成についての有効な阻害剤を同定する方法を提供する。適切な糖と
しては、それに限定されないが、リボース、リキソース、キシロースおよびアラ
ビノースが挙げられる。特定の条件は、グルコースおよび他の糖の使用に対処も
すると思われる。好ましい実施形態では、使用される糖は、リボースである。
【0015】 本発明は、「後期」反応を介した後期アマドリAGE形成の有効な阻害剤が、
安定な後期アマドリAGE中間体を生成するのに十分な濃度で、そして十分な長
さの時間、タンパク質を糖とインキュベートすることによって、安定なタンパク
質−糖後期アマドリ高次的グリケーション最終産物中間体を発生し;上記安定な
タンパク質−糖後期アマドリ高次的グリケーション最終産物中間体を、阻害剤候
補と接触させ;糖誘導平衡からの安定なタンパク質−糖後期アマドリ高次的グリ
ケーション最終産物中間体の放出後に、後期アマドリAGEの形成を監視するこ
とによって、有効な阻害を同定することを特徴とする、アッセイ中で後期アマド
リAGE最終産物の形成を阻害する能力によって同定および特徴付けされ得るこ
とを教示する。好ましい実施形態では、使用される糖は、リボースである。
【0016】 したがって、本発明の方法は、効力についての候補後期アマドリAGE形成阻
害剤の高速スクリーニングに対処し、それにより後期アマドリAGE形成の有効
な小型分子阻害剤の開発に必要とされる仕事の経費と量を大いに減じられる。本
発明は、AGE形成の後期アマドリ「後期」反応の有効な阻害剤として、ビタミ
ンB、およびビタミンBの誘導体が挙げられることを教示し、そして好まし
い実施形態では、特定の種は、ピリドキサミンおよびピロリン酸チアミンである
【0017】 本発明は、対象動物にリボースを投与することを特徴とする、ラットでの糖尿
病様病理学を迅速に誘導する新たな方法を教示する。さらに、提供されるのは、
インビボで同定阻害剤ピリドキサミンおよびピロリン酸チアミンを使用して、後
期アマドリAGE誘導病理学を阻害することである。
【0018】 本発明は、AGE形成および後期アマドリAGE病理学の阻害で使用するため
の化合物、および一般式:
【化11】 (式中、Rは、CHNH、CHSH、COOH、CHCHNH
CHCHSH、またはCHCOOHである; Rは、OH、SHまたはNHである; Yは、YがNである場合Rは何もなく、そしてYがCである場合RはNO または他の電子抜取基であるようにNまたはCである) を示すこのような化合物、およびその塩を含有する医薬組成物を包含する。
【0019】 本発明は、一般式
【化12】 (式中、Rは、CHNH、CHSH、COOH、CHCHNH
CHCHSH、またはCHCOOHである; RおよびRは、H、OH、SH、NH、C1−18アルキル、アルコキシ
またはアルケンである; RおよびRは、H、C1−18アルキル、アルコキシまたはアルケンである
; Yは、YがNである場合Rは何もなく、そしてYがCである場合RはNO または他の電子抜取基であるようにNまたはCである) を示す化合物、およびその塩も包含する。
【0020】 好ましい実施形態では、R、RおよびRのうちの少なくとも1つは、H
である。
【0021】 さらに、本発明は、式
【化13】 を示す化合物も予想される。
【0022】 本発明の化合物は、それに限定されないが、RがC1−6アルキルである場合
、−NH、−NHR、−NR、−OH、−OCH、−OCR、および−N
H−COCHのような1つまたはそれ以上の電子抜取基を例示できる。
【0023】 本発明は、適切な担体中の本発明の化合物のうちの1つまたはそれ以上、また
はその塩を含む医薬組成物を包含する。本発明は、インビボでのAGE形成に関
連する病理学の治療的介在のための本発明の治療剤を投与する方法を包含する。
本発明の1つの好ましい実施形態では、治療されるべきAGE関連病理学は、糖
尿病神経傷害に関する。
【0024】 本発明は、それを必要とする哺乳類に、本発明の化合物を投与することを特徴
とする、高脂血症、細胞酸化還元不均衡、高コレステロール血症、高トリグリセ
リド血症およびアテローム性動脈硬化を治療または防止する方法をも教示する。
【0025】 詳細な説明 タンパク質加齢についての動物モデル アロキサンで誘導される糖尿病ルイスラットを、タンパク質加齢についてのモ
デルとして使用して、AGE形成の阻害剤のインビボでの効力を例示した。例示
されるべき相互関係は、後期糖尿病関連病理学の阻害と、AGE形成の有効な阻
害との間にある(Brownlee、CeramiおよびVlassara、N
ew Eng.J.Med.318(20):1315−1321、1988年
)。ルイスラット、誘発糖尿病に罹ったニュージーランドの白ウサギ、および遺
伝的に糖尿病のBB/ウスターラットでの糖尿病のストレプトゾトシン誘発も、
例えば、米国特許番号第5,334,617号で記述されるとおり利用された(
参照して組込まれた)。これらのモデル系に伴う主要な問題は、AGE関連損傷
を示し、したがってAGE阻害について化合物を試験するために必要とされる長
い期間である。例えば、16週の治療が、米国特許番号第5,334,617号
で記述されるラット研究に、そして12週がウサギの研究に必要とされた。した
がって、短い期間で現れるAGE関連糖尿病病理学についてのモデル系を有する
ことは、非常に望ましく、そして有用であり、それにより、AGE関連損傷およ
び後期アマドリAGE形成の阻害剤の効力のより十分に、そして迅速な測定に対
処する。
【0026】 AGEに対する抗体 AGE形成を研究するための重要な道具は、多様な標的タンパク質との数種の
糖の反応によって引出されたAGEに特異的であるポリクローナルおよびモノク
ローナル抗体の使用である。AGEのタンパク質成分の特性とは関係ないAGE
についての結果物である特異性について、抗体をスクリーニングする(Naka
yamaら、Biochem.Biophys.Res.Comm.162:7
40−745、1989年;Nakayamaら、J.Immunol.Met
hods 140:119−125、1991年;Horiuchiら、J.B
iol.Chem.266:7329−7332、1991年;Arakiら、
J.Biol.Chem.267:10211−10214、1992年;Ma
kitaら、J.Biol.Chem.267:5133−5138、1992
年)。このような抗体は、インビボで、そしてインビトロでAGE形成を監視す
るのに使用されてきた。
【0027】 チアミン−ビタミンB 同定されるべきビタミンB複合体の最初の構成員であるチアミンは、通常の治
療用量で与えられる場合、薬物動態作用を実質的に欠いている。そして多量の用
量でさえ、何ら効果を示すことが知られていなかった。ピロリン酸チアミンは、
チアミンの生理学的に活性な形態であり、そしてそれは、α−ケト酸の脱カルボ
キシル化において補酵素として主に炭化水素代謝で機能する。塩酸チアミンの錠
剤は、各々、5から500mgの範囲にある量で利用できる。100から200
mg/mlまで含有する塩酸チアミン注射溶液を利用できる。
【0028】 チアミン欠乏を治療するために、100mg/Lと同じくらい高い非経口液の
静脈用量が、一般に使用され、そして50から100mgまでの局所用量が投与
される。チアミンの胃腸管吸収は、日当たり8から15mgまでに限定されると
思われるが、食品との分割用量で経口投与によって越えられ得る。
【0029】 グルコースの繰返投与は、栄養補強下の患者の下で、チアミン欠乏を促進でき
、そしてこれは、高血糖症の修正の間中注目された。
【0030】 驚くべきことに、本発明では、インビトロでの試験によって示されるとおり、
人体で正常に見られるか、食事療養のために投与されるものより上の濃度でピロ
リン酸チアミンの投与は、後期アマドリ抗原性AGE形成の有効な阻害剤である
こと、およびこの阻害が、アミノグアニジンの投与により可能なものよりいっそ
う完全であることが知見された。
【0031】 ピリドキシン−ビタミンB ビタミンBは、典型的に、多くの起源から入手可能な一般市販薬製品で塩酸
ピリドキシンの形態で利用できる。例えば、ビーチ製薬(Beach phar
maceuticals)のビーリス錠剤(Beelith Tablets)
は、20mgのBに等価である25mgの塩酸ピリドキシンを含有し、他の製
品としては、1mgのピリドキシHClを含有するマーリンヘルスケア(Mar
lyn Health Care)のマーリンフォーミュラ50(Marlyn
Formula 50)、および6mgのピリドキシンHClを含有するマー
リンフォーミュラ50メガフォルテ(Marlyn Formula 50 M
ega Forte)、2.6mgピリドキシンHClを含有するワイエス−ア
イエルスト(Wyeth−Ayerst)のスチュアートプレナタル(Stua
rt Prenatal登録商標)錠剤、2mgのピリドキシHClを含有する
ジェイアンドジェイ(J&J−Merk Corp)のスチュアートフォーミュ
ラ(Stuart Formula登録商標)錠剤、および1.05mgのピリ
ドキシHCl、150%の2−4歳の子供用の米国RDA、および53%の4歳
以上の子供および成人用の米国RDAを含有するチバ(CIBA)のコンシュー
マーサンキスト(Consumer Sunkist)子供用チュアブル複合ビ
タミンが挙げられる(非処方箋薬についてのPhysician’s Desk
Reference、第14版(Medical Economics Da
ta Production Co.,Montval,N.J.,1993年
)。
【0032】 ピリジン核の位置4にある炭素原子における置換の特性に違いがある3つの関
連形態のピリドキシンがある。ピリドキシンは、一次アルコールであり、ピリド
キサルは、対応のアルデヒドであり、そしてピリドキサミンは、この位置にアミ
ノメチル基を含む。これらの3つの形態の各々は、肝臓により、活性形態のビタ
ミンであるピリドキサル−5’−リン酸塩への変換の後に哺乳類によって利用さ
れ得る。これらの3つの形態が、生物学上の特性で等価であることが長年信じら
れ、そして当分野によってビタミンBの等価形態として処置されてきた。薬学
および化学における審議会は、そのビタミンに名称ピリドキシンを付与した。
【0033】 ピリドキシンに対する最も活性な抗代謝産物は、4−デオキシピリドキシンで
あり、それについて、抗代謝産物活性は、数種のリン酸ピリドキサル依存性酵素
の競合阻害剤である4−デオキシピリドキシン−5−リン酸塩のインビボでの形
成に起因した。ピリドキシンの薬理学作用は、それが、経口または静脈投与のい
ずれかの後に何ら顕著な薬力学作用を引き起こさない場合、限定され、そして水
溶性でありながら、低い急性毒性を示す。神経毒性は、日当たり200mgと同
じ程度に少ないピリドキシンの長期摂取の後に発生し得ることが示唆された。生
理学的には、補酵素として、リン酸ピリドキシンは、脱カルボキシル化、アミノ
転移、およびラセミ化を含めたアミノ酸のいくつかの代謝性形質転換に、並びに
硫黄含有およびヒドロキシ−アミノ酸の代謝での酵素的段階に関与する。アミノ
転移の場合に、リン酸ピリドキサルを、ドナーアミノ酸によってリン酸ピリドキ
サミンにアミノ化し、そしてその後、結合リン酸ピロドキサミンを、受容体α−
ケト酸によってリン酸ピリドキサルに脱アミノ化する。したがって、ビタミンB
複合体は、アミノ酸の特定の分解に関与した必須補助食品であることが知られて
いる。ビタミンB複合体の一般の検討については、The Pharmacol
ogical Basis of Therapeutics、第8版、Gil
man、Rall、NiesおよびTaylor編(Pergamon Pre
ss、New York、1990年、1293−4;1523−1540)参
照。
【0034】 驚くべきことに、本発明では、人体で通常に見られるものより上の濃度でのビ
タミンBの代謝的に一時的なピリドキサルアミン形態(ピリドキサミン)の有
効な投与が、後期アマドリ抗原性AGE形成の有効な阻害剤であること、および
この阻害が、アミノグアニジンの投与により可能なものよりいっそう完全であり
得ることが知見された。
【0035】 安定な中間のアマドリ/シッフ塩基の形成 AGEを形成するタンパク質とグルコースとの反応の典型的な研究は、抗原性
AGEに誘導される抗体を用いてELISAによって行われ、そして酸安定性蛍
光AGEの生成物ペントシジンの検出は、酸加水分解に続くHPLCによって行
われた。グルコースおよびリボースとの標的タンパク質のグリケーション(すな
わち、BSAまたはRNアーゼA)を、ポリクローナルのウサギ抗−グルコース
−AGE−RNアーゼおよび抗−グルコース−AGE−BSA抗体のELISA
活性を監視することによって比較した。1Mグルコースを、60日間RNアーゼ
と、そして90日間BSAと反応させることによって、抗原を生成した。抗体(
R618およびR479)をスクリーニングし、そしてAGEのみと反応性を示
し、担体免疫原BSA以外のタンパク質と反応性を示さなかった。
【0036】 実施例1 ピロリン酸チアミンおよびピリドキサミンは、グルコースからの抗原性高次的
グリケーション最終産物の形成を阻害する:アミノグアニジンとの比較 ある種のビタミンB、特にリン酸ピリドキサル(PLP)は、アルデヒトと
してそれら自身が、タンパク質アミノ酸と共にシッフ塩基付加物を形成でき(K
hatamiら、Life Sciences 43:1725−1731、1
988年)、したがって、グルコース付着に利用できるアミンの量を限定するの
で、初期グリケーションの「競合阻害剤」として作用することが先に提案された
。しかし、当初の糖付着を制限する上での有効性は、AGEに形成される任意の
アマドリ産物の変換の阻害のプレディクタではない。本発明では、抗原性AGE
のインビトロでの形成におけるそれらの影響によって示されるとおり「後期」グ
リケーション反応の阻害剤が記述される(Boothら、Biochem.Bi
ophys.Res.Com.220:113−119、1996年)。
【0037】 化合物 ウシ膵臓リボヌクレアーゼA(RNアーゼ)は、Worthington B
iochemicalsから得られるクロマトグラフィで純粋で、凝集不含のグ
レードである。ウシ血清アルブミン(BSA;画分V、脂肪酸不含)、ヒトメト
ヘモグロビン(Hb)、D−グルコース、ピリドキシン、ピロキサル、ピリドキ
サル5’リン酸塩、ピリドキサミン、チアミン、モノリン酸チアミン、ピロリン
酸チアミン、およびヤギのアルカリ性ホスファターゼ接合抗−ウサギIgGは、
すべてシグマケミカルズ(Sigma Chemicals)から得た。塩酸ア
ミノグアニジンは、アルドリッチケミカル(Aldrich Chemical
s)から購入された。
【0038】 グルコースとの非中断グリケーション ウシ血清アルブミン、リボヌクレアーゼA、およびヒトヘモグロビンを、0.
02%ナトリウムアジ化合物を含有するpH7.5の0.4Mリン酸ナトリウム
緩衝液中で37℃で、グルコースと共にインキュベートした。タンパク質、グル
コース(1.0Mで)、および予期される阻害剤(0.5、3、15および50
mMで)を、同時にインキュベーション混合液に導入した。溶液を、栓をした管
で暗所に保持した。アリコート量を取り、そして反応の集結にELISAによっ
て分析されるまで直ぐに凍結させた。インキュベーションは、3週間(Hb)ま
たは6週間(RNアーゼ、BSA)であった。
【0039】 AGEタンパク質に対するポリクローナル抗体の作製 免疫原作製は、初期プロトコルに続いた(Nakayamaら、Bioche
m.Biophys.Res.Comm.162:740−745、1989年
;Horiuchiら、J.Biol.Chem.266:7329−7332
、1991年;Makitaら、J.Biol.Chem.267:5133−
5138、1992年)。簡潔には、pH7.4および37℃で0.05%ナト
リウムアジ化合物を含有するpH7.5の0.4Mリン酸ナトリウム緩衝液中の
1.5Mグルコースを用いて、60−90日間、15ml中の1.6gタンパク
質でBSA(R479抗体)またはRNアーゼ(R618抗体)のグリケーショ
ンによって免疫原を作製した。フロイントアジュバント中の1mg/mlのグリ
ケート化タンパク質を含有する1ml溶液の皮下投与によって、8−12週の雄
のニュージーランド白色ウサギを免疫した。一次注射は、完全アジュバントを使
用し、そして3週の間隔で、フロイント不完全アジュバントを用いて、3回の追
加免疫投与を行った。ウサギを、最後の追加免疫投与の3週間後に放血させた。
凝固全血の遠心分離によって、血清を収集した。抗体は、AGE特異的であり、
それにより生来のタンパク質(担体を除き)またはアマドリ中間体のいずれかに
反応性がない。ポリクローナル抗−AGE抗体は、感受性があり、そしてインビ
トロおよびインビボでの「後期」AGE形成の研究についての価値のある分析道
具であることが立証された。最近、タンパク質グリコキシド化産物カルボキシメ
チルリシン(CML)が、ある種の抗体の優勢な抗原であり得ることが提案され
たが、優勢な抗原性AGEエピトープまたはハプテンの特性は、不確かさが残る
(Reddyら、Biochem.34:10872−10878、1995年
)。初期研究は、モデルCmL化合物とのELISA反応性を示すのに失敗した
(Makitaら、J.Biol.Chem.267:5133−5138、1
992年)。
【0040】 AGE産物のELISA検出 Engvallの一般法(1981年、Methods Enzymol.7
0:419−439)は、ELISAを行うのに使用された。典型的には、グリ
ケート化タンパク質サンプルを、pH9.5から9.7までの0.1M炭酸ナト
リウム緩衝液中でおよそ1.5ug/mlまで希釈した。各ウェルに200ul
のタンパク質溶液(0.3ug/ウェル)をピペットで取分けることによって、
室温で一夜、96穴ポリスチレンプレート上にタンパク質を被覆させた。被覆後
、タンパク質を、0.05%ツイーン−20を含有する生理食塩水溶液でウェル
から洗浄した。その後、2時間、37℃で、ウェルを、炭酸緩衝液中の200u
lの1%カゼインで遮断し、続いて洗浄した。ウサギ抗−AGE抗体を、インキ
ュベーション緩衝液中で約1:350の力価に希釈し、そして1時間、37℃で
インキュベートし、続いて洗浄した。バックグランド読み取りを最小限にするた
めに、グリケート化RNアーゼを検出するのに使用される抗体R479は、グリ
ケート化BSAに対して生じ、そしてグリケート化BSAを検出するのに使用さ
れる抗体R618は、グリケート化RNアーゼに対して生じた。その後、ウサギ
IgGに対するアルカリ性ホスファターゼ接合抗体を、1:2000または1:
2500(ロットによって)の力価で二次抗体として添加し、そして1時間、3
7℃でインキュベートし、続いて洗浄した。その後、p−リン酸ニトロフェニル
基質溶液を、そのプレートに添加し、放出p−ニトロフェノレートの吸光度を、
ダイナテックMR4000ミクロプレート読み取り装置を用いて410nmで監
視した。
【0041】 未修飾タンパク質を含有する対照は、日常的に含まれ、そしてそれらの読み取
りを減じ、修正は、通常に無視してよい。AGE形成の動態を定量的に調べる上
でELISA法を使用することの妥当性は、アッセイの線状性に依存する(Ke
menyおよびChallacombe、ELISA and Other S
olid Phase Immunoassays、John Wiley&S
ons、Chichester、UK、1988年)。対照実験を行い、例えば
、RNアーゼについての線状範囲が、約0.2−0.3mg/ウェルの被覆濃度
より低いことが示された。
【0042】 結果 図1A−Dは、グルコースでグリケート化されたウシ血清アルブミンでの後期
アマドリAGE形成におけるビタミンB誘導体の効果を示すグラフである。B
SA(10mg/ml)を、37℃で、6週間、pH7.5の0.4Mリン酸ナ
トリウム緩衝液中の種々の指示誘導体の存在および不在下で1.0Mグルコース
とインキュベートした。R618抗−AGE抗体を使用したELISAによって
アリコート量を分析した。阻害剤の濃度は、3、15および50mMであった。
使用された阻害剤は、図(1A)におけるピリドキサミン(PM)、(1B)に
おけるリン酸ピリドキサル(PLP)、(1C)におけるピリドキサル(PL)
、(1D)におけるピリドキシン(PN)である。
【0043】 図1(対照曲線)は、1.0MグルコースとのBSAの反応は、反応を促進す
るのに使用される高い糖濃度でさえ遅く、そして40日後完了しないことを示す
。異なる濃度の種々のBビタマーの同時封入は、明らかに、抗原性AGEの形
成に影響を及ぼす。(図1A−D)ピリドキサミンおよびリン酸ピリドキサルは
、試験された最低濃度でさえ抗原性AGE形成を強力に抑制した一方で、ピリド
キサルは、15mMより上で有効であった。ピリドキシンは、試験された最高濃
度でわずかに有効であった。
【0044】 図2A−Dは、ウシ血清アルブミンでのAGE形成におけるビタミンB誘導
体およびアミノグアニジン(AG)の効果を示すグラフである。BSA(10m
g/ml)を、37℃で、6週間、pH7.5の0.4Mリン酸ナトリウム緩衝
液中の種々の指示誘導体の存在および不在下で1.0Mグルコースとインキュベ
ートした。R618抗−AGE抗体を使用したELISAによってアリコート量
を分析した。阻害剤の濃度は、3、15および50mMであった。使用された阻
害剤は、図(2A)におけるピロリン酸チアミン(TPP)、(2B)における
モノリン酸チアミン(TP)、(2C)におけるチアミン(T)、(2D)にお
けるアミノグアニジン(AG)である。
【0045】 同様に試験された種々のBビタマー(図2A−D)のうち、ピロリン酸チア
ミンは、試験された全ての濃度で有効であった(図2C)のに対して、チアミン
およびモノリン酸チアミンは、阻害性がなかった。最も明らかには、ピロリン酸
チアミン、リン酸ピリドキサルおよびピリドキサミンで観察された形成されたA
GEの最終レベルでの減少に注目することは例外的である。アミノグアニジン(
図2D)は、BSAでAGE形成のある程度の阻害を生じたが、しかし上記化合
物ほどでなかった。ヒトメトヘモグロビンおよびウシリボヌクレアーゼAを用い
た類似の研究が行われた。
【0046】 図3A−Dは、ヒトメトヘモグロビンでのAGE形成におけるビタミンB
導体の効果を示すグラフである。Hb(1mg/ml)を、37℃で、3週間、
pH7.5の0.4Mリン酸ナトリウム緩衝液中の種々の指示誘導体の存在およ
び不在下で1.0Mグルコースとインキュベートした。R618抗−AGE抗体
を使用したELISAによってアリコート量を分析した。阻害剤の濃度は、0.
5、3、15および50mMであった。使用された阻害剤は、図(3A)におけ
るピリドキサミン(PM)、(3B)におけるリン酸ピリドキサル(PLP)、
(3C)におけるピリドキサル(PL)、(3D)におけるピリドキシン(PN
)である。
【0047】 糖尿病患者のHbは、抗−AGE抗体に結合する成分を含有することが、先に
報告され、そして、このグリケート化Hb(Hb−AGEと称される、HbAl と混同すべきでない)は、グルコースに対する長期露出を測定する上で有用で
ありえることが提案された。グルコースとのHbのインビトロでのインキュベー
ションは、BSAで観察されたより明らかに早い速度で抗原性AGEを生じる。
それにもかかわらず、異なるB(図3A−D)およびB(図4A−C)ビタ
マーは、Hbで同じ阻害傾向を示し、そしてピリドキサミンおよびピロリン酸チ
アミンは、それらの個々のファミリーのうちの各々で最も有効な阻害剤であった
。明らかに、Hbでは、アミノグアニジンのみが、AGE形成の速度を阻害し、
そして形成されたAGEの最終濃度ではなかった(図4D)。
【0048】 RNアーゼと共に、グルコースによる抗原性AGE形成の速度は、Hbおよび
BSAのものの間の中間体であったが、しかし各ビタマーシリーズ内の阻害の範
囲は維持された。さらに、ピリドキサミンおよびピロリン酸チアミンは、そのア
ミノグアニジンにいっそう有効であった(図5)。
【0049】 図4A−Dは、ヒトメトヘモグロビンでのAGE形成におけるビタミンB
導体およびアミノグアニジン(AG)の効果を示すグラフである。Hb(1mg
/ml)を、37℃で、3週間、pH7.5の0.4Mリン酸ナトリウム緩衝液
中の種々の指示誘導体の存在および不在下で1.0Mグルコースとインキュベー
トした。R618抗−AGE抗体を使用したELISAによってアリコート量を
分析した。阻害剤の濃度は、0.5、3、15および50mMであった。使用さ
れた阻害剤は、図(4A)におけるピロリン酸チアミン(TPP)、(4B)に
おけるモノリン酸チアミン(TP)、(4C)におけるチアミン(T)、(4D
)におけるアミノグアニジン(AG)である。
【0050】 図5は、ピロリン酸チアミン(TPP)、ピリドキサミン(PM)およびアミ
ノグアニジン(AG)によるリボヌクレアーゼAのグリケーションの阻害の比較
を示す棒グラフである。RNアーゼ(1mg/ml)を、37℃で、6週間、p
H7.5の0.4Mリン酸ナトリウム緩衝液中の種々の指示誘導体の存在および
不在下で1.0Mグルコース(glc)とインキュベートした。R479抗−A
GE抗体を使用したELISAによってアリコート量を分析した。指示阻害率は
、6週間の時点での阻害剤の不在および存在下でのELISA読み取りからコン
ピュータ入力した。阻害剤の濃度は、0.5、3、15および50mMであった
【0051】 検討 これらの結果は、BおよびBビタミンの特定の誘導体は、「後期」AGE
形成を阻害する能力があることを示す。いくつかのこれらのビタマーは、産生さ
れたAGEの最終濃度を首尾よく阻害し、アミノグアニジンと対照的に、それら
が、抗原性AGEに対するアマドリまたは後期アマドリ前駆体とより大きな相互
作用を示すことが示唆された。アマドリまたは後期アマドリ中間体は、非酵素的
グリケーションの「典型的な」経路が、基本的に不可逆性になり始める重要な転
機を表す(模式図1)。初期の阻害研究では、「グリケーション」は、通常、形
成されたシッフ塩基(標識シアノボロヒドリドとの還元の後)として、または形
成されたアマドリ産物(標識糖を用いた酸沈殿の後)としてのいずれかで測定さ
れた。このようなアッセイは、そのような段階が、そのタンパク質に付着する標
識糖の量における変化を何ら導かないので、「後期」AGE産物に対する後期ア
マドリ変換段階の阻害における情報を生じない。他の「グリケーション」アッセ
イは、非特異的タンパク質蛍光の糖で誘導された増加に依ったが、これは、アマ
ドリ産物フォーメーションに関係なく、グリコアルデヒドまたはグリオキサル(
Huntら、Biochem.256:205−212、1988年)のような
遊離糖のジカルボキシル酸化的断片によっても導入され得る。
【0052】 ピリドキサル(PL)およびリン酸ピリドキサル(PLP)の場合に、データ
は、グリケーション部位にタンパク質アミノ基を有するこれらのアルデヒドの競
合的シッフ塩基縮合に関与する阻害の簡単な機構を支持する。リン酸ピリドキサ
ルでなくピリドキサル中の内部ヘミアセタール形成のため、PLPによる後期ア
マドリAGE形成の強力な阻害が、この競合機構によって予測される。実際に、
これは、データ(図1B、1C、図3B、3C)で観察される。ピリドキサミン
による阻害は、ピリドキサミンがアルデヒド基を欠く場合に必然的に異なる。し
かし、ピリドキサミンは、開放鎖糖のカルボニルとの、ジカルボニル断片との、
アマドリ産物との、または後期アマドリ中間体とのシッフ塩基結合を潜在的に形
成する能力のある候補アミンである。B化合物の阻害の機構は明らかでない。
全ての形態は、アミノ官能性を含み、その結果、ただピロリン酸塩形態の際立っ
た効率は、強力な負の負荷についての重要な要件を示唆する。
【0053】 明らかに予測されない観察は、アミノグアニジン、および他の化合物のいくつ
かによる阻害の範囲は、反応の後期段階で、当初の相の間より相当に低い。これ
は、ピリドキサミンおよびピロリン酸チアミンのものより作用の異なる機構を示
唆し、それにより、これらの化合物の治療剤能力は、アミノグアニジンとの同時
投与によって増強されることが示唆される。
【0054】 実施例2 非酵素的グリケーションの速度論:リボースによる自己矛盾した阻害および高
次的後期アマドリAGE形成についてのタンパク質中間体の容易な単離 高濃度のグルコースを使用して、自己矛盾でタンパク質の非酵素的グリケーシ
ョンを引き起こす場合、高濃度でのリボースは、グリケーション反応の後期アマ
ドリ「後半」段階における作用によってリボヌクレアーゼでの後期アマドリAG
E形成に阻害的であることが分かった。この予測されない阻害的効果は、「初期
」反応性中間体、おそらくアマドリ産物が、「後半」後期アマドリAGE産物(
AGE;メイラード産物)の形成をほどんど伴わずに蓄積され得ることを示唆す
る。この減少に対する調査は、(1)アマドリ(または後期アマドリ)グリケー
ト化中間体(類)のキネティック単離についての条件を定義する能力、(2)こ
のような中間体の構築の高速速度論を研究する能力、(3)遊離または可逆的に
結合した糖の不在下でのAGE産物へのこのような中間体の変換の驚くべき高速
速度論を研究する能力、(4)これらの中間体を使用して、AGE形成の後期ア
マドリ段階の阻害を研究および特徴づけする能力を示し、したがって反応の機構
およびAGE形成を遮断する強力な剤の効力を調べる新規系が提供され;そして
(5)この知識で、反応性中間体を研究し、そしてそれらの変換を監視するため
13C NMRを使用することもさらに可能である(Khalifahら、B
iochemistry 35(15):4645−4654、1996年)。
【0055】 化合物および材料 上の実施例1と同様。
【0056】 AGEに対するポリクローナル抗体の作製 上の実施例1と同様。
【0057】 AGE産物のELISA検出 上の実施例1と同様。
【0058】 アミノ酸分析 カンザス大学医療センターのバイオテクノロジー支援施設でアミノ酸分析を行
った。110℃で、18−24時間、6N HClを用いたグリケート化タンパ
ク質(ナトリウムシアノボロヒドリドで還元した)の加水分解の後、分析を行っ
た。フェニルイソチオシアネートを、誘導のために使用し、そしてPTH誘導体
を、アプライドバイオシステムズのアミノ酸分析装置(420Aデリバタイゼー
、130A分離システム、920Aデータ分析システム)上の逆相HPLCによ
って分析した。
【0059】 ペントシジン逆相HPLC分析 RNアーゼ中のペントシジン産生を、HPLCによって定量した(Sellお
よびMonnier、J.Biol.Chem.264:21597−2160
2、1989年;Odettiら、Diabetes 41:153−159、
1992年)。18時間、100℃で、6N HCl中でリボース修飾タンパク
質サンプルを加水分解し、そしてその後、スピードバックで乾燥させた。その後
、サンプルを再溶解させ、そしてアリコート量を0.1%トリフルオロ酢酸に取
り、そして0.1%TFAで平衡にしたビダックC−18カラムを用いたシマズ
システム上のHPLCによって分析した。0−6%アセトニトリル(TFA中0
.1%)の勾配を、30分間、約1ml/分の流速で行った。ペントシジンは、
335nm励起/385nm排出蛍光によって検出され、そしてその溶出時間は
、合成標準を起動することによって測定された。予測される極端に小さなレベル
のペントシジン(GrandheeおよびMonnier、J.Biol.Ch
em.266:11649−11653、1991年;Dyerら、J.Bio
l.Chem.266:11654−11660、1991年)のため、絶対濃
度を定量する努力は払われなかった。相対的濃度のみが、頂上領域から測定され
た。
【0060】 グリケーション修飾 リボースまたはグリケーションを用いた修飾は、一般に37℃で、0.02%
ナトリウムアジ化合物を含有するpH7.5の0.4Mリン酸緩衝液で行った。
高い緩衝液濃度は、0.5Mリボース修飾でいつも使用される。溶液を栓付き試
験管に保持し、そして後に種々の分析を行うために直ぐに凍結した定期のアリコ
ート量を取り出すためにのみ開けた。「中断グリケーション」実験が、最初にタ
ンパク質を、37℃で、8または24時間、リボースと共にインキュベートし、
続いて直ぐにそして集約的に、4℃で頻繁な冷緩衝液交換に対して透析すること
によって行われた。その後、サンプルを、外部リボースの不在下で迅速に37℃
に加温することによって再インキュベートした。アリコート量を取り、そして後
の分析のために種々の間隔で凍結した。低分子量のRNアーゼのため、タンパク
質濃度を、低分子量排除透析管が使用されるときでさえ、透析の後に再測定した
。中断が、0.5Mリボースを含有する反応混合液からの簡単な100倍希釈に
よって達成される選択手段も、創案された(下記参照)。タンパク質濃度は、U
Vスペクトルから概算された。ピーク(278nm)と最低値(250nm)と
の間のモル吸光度における差異は、グリケーションを付随するUV吸光度におけ
る全般的増加について補償するために、RNアーゼ濃度測定のために使用した。
時間依存性UV差スペクトル研究を行って、UVスペクトルのグリケーション寄
与を特徴づけた。
【0061】 速度論のデータ分析および数値シュミレーション 速度論データは、非線形最小自乗法を用いた一次指数または二次指数関数に日
常的に適合した。模式図5−6の速度論機構は、反応の微分方程式の数値シュミ
レーションによって試験された。観察された速度論データに対するシュミレーシ
ョンと適合の両方は、サイエンティスト(SCIENTIST)2.0ソフトウ
エアーパッケージ(Micromath,Inc.)を用いて行った。二次指数
関数(図6A)に適した速度論データからの見かけの半減期(図6B)の測定は
、マスCAD4.0ソフトウエアー(MathSoft,Inc.)の「解決」
関数を用いて行われた。
【0062】 結果 グルコースおよびリボースによるグリケーションの比較 リボースおよびグルコースとのRNアーゼAの反応は、グルコース修飾BSA
に対して発生したR479ウサギAGE特異的抗体を用いて、最初にELISA
アッセイで行われた。少ない範囲まで、唯一知られた酸安定性蛍光AGEである
ペントシジンの産生は、酸加水分解に続くHPLCによって定量された。37℃
で0.05Mリボースを用いた予備研究では、pHが、5.0から7.5まで増
大されるので、抗原性AGE形成の速度が、全ての場合に速度論の始まりで見か
けの小さな誘導期間で控えめに増加(見かけの半減期によって測定される場合に
およそ2−3倍)しているようであることが示された。pH7.5での0.05
MリボースとのRNアーゼのグリケーション(6.5日に近い半減期)は、1.
0Mグルコースとのグリケーション(30日を越えた半減期は、図7B参照、実
線)のものより早いほとんど規模の桁であるようである。後者の速度論は、60
日後でさえ不完全な均一化を除いて、小さな誘導期間をも表し、それにより、真
の半減期を概算するのを困難にした。
【0063】 リボース濃度での速度論の依存性が、pH7.5で試験された場合、ほとんど
の予測されない結果が得られた。反応の速度は、当初、リボース濃度の増加に伴
って増大したが、0.15Mより上の濃度では、反応の速度は、均一化し、そし
てその後、明らかに減少した(図6A)。リボース(図6B)の濃度における逆
数的半減期の依存性のプロットは、高いリボース濃度が、後期アマドリ抗原性A
GE形成に自己矛盾的に阻害性があることを示す。この通常でないが、一定の効
果は、緩衝液(2倍)またはRNアーゼ(10倍)のいずれかの濃度における変
化に関係ないことが分かり、そしてそれは、固定化したAGE−RNアーゼのカ
ラムにおけるR479抗体のアフィニティ精製によって変化しなかった。それは
、ELISAアッセイ自身におけるリボースの影響にもよらない。後期アマドリ
AGE形成におけるリボースによる測定された阻害効果は、ELISAアッセイ
でのタンパク質上のAGE抗原性部位の抗体認識とのリボースの干渉によりそう
にない。ELISAプレート上での一次抗−AGE抗体との最初の接触の前に、
グリケート化タンパク質を、100倍以上に希釈し、吸着の後、ツイーン−20
で集約的に洗浄し、そして1%カセインコーティング剤で遮断し、続いてさらに
ツイーン−20で洗浄した。
【0064】 「中断グリケーション」による後期アマドリ抗原性AGEの形成の速度論 見られる小さな誘導期の観点で、ELISA検出性後期アマドリ抗原性AGE
を生じる能力のある、アマドリ中間体のような初期前駆体の反応の間のある程度
の蓄積があるかどうかを測定する試みがなされた。RNアーゼは、0.5Mの高
いリボース濃度で、pH7.5および37℃でグリケート化し、そしてその反応
は、4℃までの即時冷却による24時間後に中断させ、そして24時間の期間か
けて冷緩衝液の数回の交換に対して透析して、遊離および可逆的に結合した(シ
ッフ塩基)リボースを取り出した。その後、このようなリボース不含サンプルを
、何らリボースを再添加せずに、迅速に27℃に加温し、そして数日間かけて後
期アマドリAGE形成のためにサンプル取りした。この24時間「中断グリケー
ション」サンプルのAGE抗原産生は、図7Aで破線および白抜き三角によって
示されたが、冷透析で費やした時間は、含まれない。非中断対照(実線および黒
塗り円形)も、比較のために示された。後期アマドリ抗原性AGE形成の劇的に
異なる速度論は、2つのサンプルで明らかである。リボース不含の中断サンプル
のAGE抗原産生の速度論は、ここで、(1)誘導期間を伴わない一次指数的速
度論、(2)10時間の桁の際立った半減期を伴う抗原性AGE形成の大いに増
強された速度、および(3)リボースの継続存在下での長期インキュベーション
で見られるものに匹敵する抗原の濃度の産生を示す(図6A参照)。等しく明ら
かに、データは、図7Aで時間1日で白抜き三角および黒抜き円形の間の小さな
差によって示されるとおり、冷透析期間中に無視し得るAGE抗原が形成される
ことも表す。ある場合でも非常に僅かのAGEが、「中断」手段それ自身によっ
て形成された。これらの観察は、抗原性AGEに対して十分に競合性のある単離
性中間体または前駆体が、遊離および可逆に結合した糖を除去する前にリボース
との24時間接触の間に作製されたことを示す。
【0065】 ただ8時間後に中断されたサンプルが、24時間中断サンプルの約72%であ
る最終量のAGE抗原を生成した。ほんの0.05%Mリボースでグリケート化
し、そして37℃で冷透析および再インキュベーションにより8時間で中断させ
たRNアーゼのサンプルは、9日後にELISA反応性抗原の5%より少ない産
生を示した。しかし、24時間での中断は、0.05Mリボースの非中断存在下
で生じたもののおよそ50%のレベルまでのELISA抗原の迅速な上昇を生じ
た。
【0066】 同じ全般的中断効果も、他のタンパク質(BSAおよびヘモグロビン)と共に
見られた。速度定数のある程度異なる絶対値、そして24時間の0.5Mリボー
スインキュベーション中形成された抗原性AGEの量以外に、AGE抗原形成の
速度における同じ劇的増大が、0.5Mリボースを除去した後に観察された。
【0067】 グリケーションは、リボースとより、グルコースでいっそう遅い(図7Aおよ
び図7Bの間の時間規模での差に注目すること)。しかし、リボースを用いた場
合と違い、1.0Mグルコースによる3日のグリケーションの後の中断は、無視
してよい蓄積を生じた(図7B、破線曲線)。
【0068】 ペントシジン形成の速度論 ELISA試験にかけたサンプルも、酸安定性AGEであるペントシジンの産
生について分析した。ペントシジンの含有量は、ELISAによる抗体反応性に
ついて分析した同じRNアーゼサンプルについて測定した。pH7.5での0.
4Mリン酸緩衝液中のリボースによるグリケーションは、酸加水分解後の蛍光に
より定量したRNアーゼA中にペントシジンを生じた。図8Aは、非中断条件下
で、0.05Mリボースが、ペントシジンにおける進行性の増加を生じたことを
示す。しかし、グリケーションが「中断」条件下で行われるときに、ペントシジ
ン形成の速度における劇的な増大が、過剰リボースの除去の後に直ちに見られ(
図8B)、そしてそれは、抗原性AGEの外観の速度論(図7A)に類似するが
、しかしわずかにより迅速である。より多くの量のペントシジンが、8時間と比
較したときに24時間中断でも生じた。ペントシジンと抗原性AGEとの形成の
速度論の間の再現性の差も、注目され得る。顕著な量のペントシジンが、24時
間インキュベーションの間に、そして冷透析の間にも形成され、それにより、図
8B中の破線の垂直線の飛躍を生じる。したがって、我々の観察では、ペントシ
ジン前駆体が、リボース除去の後にペントシジンを迅速に生じ得るリボースグリ
ケーションの間に蓄積することが示される(参照:Odettiら、Diabe
tes 41:153−159、1992年)。
【0069】 反応性中間体(類)の蓄積の速度 上に記述された「中断グリケーション」実験は、後期アマドリ抗原性AGEと
ペントシジンとの両方に対する先駆体または先駆体類が、リボースとのグリケー
ションの間に蓄積され得ることを示す。この中間体の形成の速度論は、独立に行
われ、そして上に記述される多様な実験によって定量され得る。リボースと異な
る一定時間でRNアーゼに発生した中間体の量は、中断後にそれが抗原性AGE
を生じ得る最大範囲まで分析され得る。グリケーションを開始した後の可変時間
で、遊離および可逆的に結合したリボースは、冷所での透析により、または高速
希釈(以下参照)によって除去される。37℃まで加温した後、十分な時間(5
日、それは、図7Aによって幾つかの半減期を表す)を、後期アマドリ抗原性A
GEの最大発生のために対処させた。その後、最大AGE発生を表す、各中断点
の5日後のELISA読み取りは、中断の時期に存在する中間体濃度に比例する
【0070】 図9は、中間体蓄積の速度論が、0.5Mリボースの存在下でRNアーゼにつ
いて測定されるこのような実験を示す(塗潰し記号および曲線)。比較のために
、各中断店でのリボース除去の前に存在するAGEの量も示される(白抜き記号
および破線)。予測されるとおり(図7A参照)、リボースの除去(または希釈
)の前に、ほとんどAGEは形成されず、その結果、5日の二次インキュベーシ
ョン期間の後のELISA読み取りは、おおむね、リボース除去後に形成された
AGEの測定値である。図9での結果では、0.5Mリボース中の中間体の蓄積
の速度は、約3.3時間の半減期を示し、指数的で、そして非常に早いことが示
される。これは、中断の後に中間体から抗原性AGEへの変換で観察される速度
より約3倍早い(図7Aで白抜き記号および破線曲線)。
【0071】 これらの実験で、各中断時間でのリボースの除去は、100倍希釈により達成
され、そして透析によっては達成されなかった。サンプル希釈は、リボースの濃
度を0.05Mから0.005Mに減少させた。それは、ほとんどAGEが、残
りの5mMリボースで、この時間規模で生成されないことが独立に測定された(
図6A)。この希釈アプローチ法は、定量的点から点への精度についての必要に
より最初に指令された。このような精度は、各中断点で、各サンプルについて独
立に行われる透析手段によっては達成されないであろう。我々の結果は、希釈が
透析に等価であることを示す。
【0072】 別個の対照実験(下で図10参照)は、即時の100倍希釈は、透析手段とひ
ぼ同一の結果を付与することを示した。これらの対照実験は、可逆性リボース−
タンパク質結合(シッフ塩基)均衡が、この時点の規模で極めて迅速であること
を示す。これは、0.5Mリボースを用いたシッフ塩基形成の半分の時間は、数
分の桁にあるべきであることを示したBunnおよびHiggins(1981
年、Science 213:222−224)のデータと一致する。リボース
を減少させる100倍の高速希釈法は、定量的精度が必須であり、そして多くの
サンプルの複合透析によって達成できない正当な方法である。
【0073】 リボースおよびグルコースによる、中間体から得られる後期アマドリAGE形
成の直接阻害 中断および糖希釈の後のAGE形成の速度における増大は、立証されていない
が、高濃度のリボースが、最初の「安定な」中間体、おそらくアマドリ誘導体(
模式図I中で囲まれた)で、またはそれによって反応を阻害していることを示唆
する。その後、後期アマドリ反応でリボースを直接的に添加する効果を研究する
ことによって、この試験を行った。中間体を製造するために、RNアーゼを、最
初に、24時間、0.5Mリボース中でインキュベートした。2つのプロトコル
を行って、様々な濃度のリボースによる抗原性AGEの後期アマドリ形成の可能
な阻害を測定した。最初の実験で、24時間リベイテッドサンプル(ribat
ed sample)を、簡単に、0.005Mから0.505Mまでの範囲に
ある可変の最終濃度のリボースを含有する溶液で100倍に希釈した(図10A
)。AGE形成の速度および範囲は、リボース濃度を増加することによって減じ
られることが明らかに分かる。際立って、0.5Mリボースの最大の濃度まで、
速度論は、対数を表し、そして高いリボース濃度で非中断グリケーション(図6
Aおよび7A)に起こる誘導期間を示さない。
【0074】 24時間中断サンプルを、冷所で専有的に透析して、遊離および可逆的に結合
したリボース並びにリボースとの24時間インキュベーションの間に形成され得
る任意の阻害産物を放出する第二の実験(図10B)も行った。これに続いて、
アリコート量を、可変の濃度の新たに作製したリボースで100倍に希釈し、そ
して抗原性AGE産物の形成が、上のとおり監視された。結果は、透析段階が除
外された図10Aの実験にほぼ一致した。両方の場合に、AGE形成の速度およ
び範囲は、リボースの濃度を増加させることによって減じられ、そして速度論は
、誘導期なしと指数のようだ。
【0075】 グルコースまたは他の糖も、0.5Mリボースでの中断グリケーションによっ
て得られた反応性中間体からAGEを形成することを阻害できるかどうかの問題
も調査された。1.0−2.0Mの濃度でのグルコースの効果が試験された(デ
ータは示されなかった)。グルコースは、明らかに、リボースと同じ阻害性でな
kった。24時間リボース中断サンプルが、これらのグルコース溶液で100倍
に希釈したとき、形成された抗原性AGEの量は、約30%まで減じられたが、
見かけの速度定数でほとんど減少はなかった。さらに速度論は、指数のようであ
った。
【0076】 AGE形成の後期アマドリ速度論におけるpHの効果 中断グリケーション法は、反応性中間体からAGE形成の後期アマドリ速度論
のpH依存を調べるのに使用した。これらの実験で、RNアーゼAを、最初にp
H7.5で24時間、0.5Mリボースと反応させて、反応性中間体を発生した
。その後、AGEの中間体の崩壊の速度論をELISAによって測定した。図1
1は、速度論が当初速度によって測定されたときに、5.0−9.5の極端に広
いpH範囲が達成可能であったことを示す。際立ったベル型依存性が観察され、
それにより、抗原性AGE形成の速度論が、pH8付近で最適ありながら、酸性
およびアルカリ性pH範囲の領域で減じられることが示された。
【0077】 最低速度の抗原性AGE形成を示した上で染色されたpH0.5サンプルで単
独の「pH飛躍」実験も行った。pH5.0緩衝液中で37℃で12日後、pH
を、迅速に7.5に調節し、そして抗原性AGE形成を、ELISAによって監
視した。実験誤差内で、サンプルは、pH7.5で直接的に研究された中断グリ
ケーションサンプルに一致する速度論(同じ最初の桁の速度定数)のAGE形成
を示した(図12)。これらの実験で、相対的量の抗原性AGEが、同じELI
SAプレートで直接的に比較されなかったが、pH飛躍サンプルは、抗原性AG
Eの濃度をある程度減じたことを通して実質的に形成されたようであった。これ
らの結果は、中間体がAGE不含で製造され得ることを示し、AGEへの変換に
ついての後の研究のためにpH5で保存された。
【0078】 アミノグアニジンによる後期アマドリAGE形成の阻害 アミノグアニジンの有効性を、この中断グリケーション法によって、すなわち
、過剰で、可逆的に結合したリボースの除去の後に抗原性AGEの後期アマドリ
形成におけるその効果を試験することによって試験した。図20Aは、アミノグ
アニジンが、50mMより下でほとんど阻害を示さずに、これらの条件下でRN
アーゼ中の抗原性AGEの形態を遮断する上で適度の効果を示すことを示す。お
よそ50%阻害が、100mMで、またはそれより上でのみ達成される。さらに
、これらの実験で、タンパク質を、中断し、そして遊離および可逆的に結合した
リボースを除去した後のみに、アミノグアニジンに露出したことに注目すべきで
ある。BSAの中断グリケーションと比較し得る結果も得られた(図20B)。
【0079】 中断グリケーションサンプルのアミノ酸分析 0.5Mリボースとの24時間接触(未透析)の後に、24時間グリケーショ
ンサンプルの集約的透析の後、そして37℃で後者のサンプルのインキュベーシ
ョンの5日後に、RNアーゼでアミノ酸分析を行った。これらの測定は、リシン
または末端アミノ基上に存在するシッフ塩基を還元するナトリウムシアノボロヒ
ドリド還元の後に行った。アラニン(12残基)まで正常化された3つのサンプ
ル全ては、同じ残基リシン定数(RNアーゼ中の当初の10個以外4.0±0.
5)を示した。これは、0.5リボースとの24時間接触の後に、形成されたシ
ッフ塩基付加物のほとんどが、アマドリまたは連続産物に変換された。アルギニ
ンまたはヒスチジン残基で、修飾によって失われたものはない。
【0080】 検討 迅速に反応するリボースの使用および後期アマドリ段階のその可逆性阻害の知
見は、RNアーゼでの異なる段階のタンパク質グリケーションの速度論の詳細な
分析および測定を可能にした。タンパク質「グリケーション」のほとんどの先の
速度論的研究は、実際に、シッフ塩基形成および連続アマドリ転位の「初期」段
階に限定された。合成フルクトシルアミン、すなわち、グルコースの小型モデル
のアマドリ化合物で出発するいくつかの速度論的研究が行われた(Smithお
よびThornalley、Eur.J.Biochem.210:729−7
39、1992年、そしてここに引用された文献)が、少数の例外を伴いこのよ
うな研究は、これまで、タンパク質とは可能でなかった。1つの注目すべき例外
は、リボースと部分的にグリケート化したBSAが、リボース除去の後に、迅速
にペントシジンを生じ得るというMonnier(Odettiら、1992年
、上記)による例示である。リボースの大きな反応性は、AGE形成の時間経過
を定量的に定義する上で際立った利点をも立証した。グルコースおよびリボース
が、ペントシジン(CrandheeおよびMonnier、上記、1991年
;Dyerら、上記、1991年)のような類似のAGE産物を生じる能力があ
り、そしていくつかの13C NMRモデル化合物研究が、ADP−リボースを
用いて行われた(Cervantes−Laureanら、Biochemis
try 32:1528−1534)ことの両方が注目された。本研究は、リボ
ースの抗原性AGE産物が、グルコース−修飾タンパク質に対して影響された抗
−AGE抗体と十分に架橋反応することを示し、それにより、リボースおよびグ
ルコースが、類似の抗原性AGEを生じることが示される。これらの2つの糖の
間に観察あれる一次的速度論差異は、おそらく、その機構でよりむしろ後期アマ
ドリAGE形成に至る段階の速度定数での相対的差異による。
【0081】 現れた結果は、初期の研究によって予想されなかった高い濃度のリボース(図
6)による全体的AGE形成の際立った、そして逆説的な阻害を示す。この阻害
は、それが、最初に修飾されたタンパク質の透析(図7A)によって、または簡
単な100倍希釈(図11に使用されるとおり)により除去されるという観点で
急に可逆性である。図10の実験は、24時間修飾タンパク質の透析、続いて異
なる濃度の新たなリボースの添加は、同じ阻害を誘導するので、当初のグリケー
ションの間の透析し得る阻害性中間体の蓄積によらないことを示す。図10A、
Bのデータは、反応性アマドリ産物を含有するタンパク質中間体との可逆性で、
そして迅速なリボースの相互作用により、阻害が起こることを示す。阻害は、図
0の実験で測定された推定アマドリ中間体の形成の迅速な速度により、アマドリ
産物の形成の初期段階に使用されそうにない。アマドリ産物としての反応性中間
体の同定は、24時間中断時点での透析の前後に行われるアミノ酸分析によって
十分に支持される。未変化残基リシン定数は、放出可能なシッフ塩基が、24時
間までに(おそらくアマドリ転位によって)すでに不可逆的に変換されたことを
示す。
【0082】 「初期」でなく「後期」のグリケーション段階の二次リボース抑制は、ほとん
どAGEを含有しない十分に競合な反応性アマドリ中間体の蓄積を明らかに増強
する。それが、遊離またはシッフ塩基結合糖およびそれらの付随の反応および合
併症の不在下で研究を行うことを可能にするので、中断手段によるその単離は、
速度論および構造研究のために重要である。例えば、抗原性AGEおよびペント
シジンAGE産物への後期アマドリ変換速度が測定され(図7A、白抜き記号、
および図8B)、そして非中断条件下で全体的速度論で反映されたのよりいっそ
う早い(t1/2〜10時間)ことが示された(図6Aおよび図8A)。測定さ
れたペントシジンの迅速な形成は、Odettiら(1992年、上記)による
BSAでの初期中断リボース実験と一致するようである。ADP−リボースのよ
うなリボースおよび誘導体は、正常な代謝産物であるので、それらの濃度が、反
応性の低いグルコースのものより十分に低い場合でさえ、ここに見られる非常に
高い速度のAGE形成は、種々の細胞の区分中の強力なグリケーションの起源(
Cervantes−Laureanら、上記、1993年)としていっそう深
刻に考慮されるべきであることを示唆する。
【0083】 中間体の単離の別の新たな使用は、この複雑な反応のpH依存を研究中である
。後期アマドリAGE形成について見られる通常でないベル型pHプロファイル
(図11)は、全体的反応の温和なpH依存との対比を加ているところである。
後者の速度論は、シッフ塩基およびアマドリ産物形成を含めた反応にいける全段
階でのpHの複合の効果に反映し、そしてそれは、特徴的なpH依存性を示し得
る。この複雑さは、ヘモグロビングリケーションの研究(Loweryら、J.
Biol.Chem.260:11611−11618、1985年)によって
特によく例示される。立証しないが、ベル型pHプロファイルは、2つのイオン
化基の関与を示唆する。正しければ、データは、優勢な抗原性AGEの形成で、
隣接するリシンを形成するような第二のアミノ基の関与を暗示する。観察された
pHプロファイルおよびpH飛躍の観察は、反応性中間体を単離および維持する
有用な経路が、24時間中断後にほぼ5.0までのpHを迅速に低下させること
によることを示唆する。
【0084】 速度論研究は、アマドリ中間体と組合せて、Ceramiおよび共同研究者に
よって提案されたAGE阻害剤(Brownleeら、上記、1986年)であ
るアミノグアニジン(グアニルヒドラジン)の作用の機構への新たな洞察を提供
する。この提案された薬理学上の剤は、現在、糖尿病を治療する上で可能な治療
剤についてIII相治験にある(Vlassaraら、上記、1994年)。し
かし、それが多機能性であるので、AGE阻害のその機構は、全く複雑であるよ
うである。求核性ヒドラジンとして、それは、開放鎖グルコースおよびリボース
のアルデヒドアルボニル、並びにアマドリ化合物のケトカルボニルを含めた活性
なカルボニルに可逆的に添加できる(Khatamiら、Life Sci.4
3:1725−1731、1988年;Hirschら、Carbohyd.R
es.267:17−25、1995年)。それは、グリオキサルおよびグルコ
ソンのような非常に反応性なるジアルボニルグリケーション中間体を掃除できる
グアニジニウム化合物でもある(ChenおよびCerami、J.Carbo
hyd.Chem.12:731−742、1993年;Hirschら、Ca
rbohyd.Res.232:125−130、1992年;OuおよびWo
lff、Biochem.Pharmacol.46:1139−1144、1
993年)。中断グリケーション法は、AGE形成の唯一の後期アマドリ段階で
のアミノグアニジン有効性の試験を可能にする。アミノグアニジンと混合できる
遊離糖またはジカルボニル反応性断片の不在下での研究(WolffおよびDe
an、Biochem.J.245:243−250、1987年;Wells
−Knechtら、Biochemistry 34:3702−3709、1
995年)を等しく重要にさせた。図20の結果は、アミノグアニジンが、せい
ぜい、後期アマドリAGE形成反応における控えめな効果のみを示すことを例示
し、それにより100−250mMより上の濃度で50%阻害が達成される。し
たがって、アミノグアニジンの有効性は、グリケーション(シッフ塩基形成)の
初期段階を阻害することから、またはグリケーション中に生じた非常に反応性の
ジカルボキシを掃除することからのいずれかから優勢に上昇する。元の請求項に
対照的に、アマドリ中間体を複合体化することによってAGE形成を阻害しない
ようである。
【0085】 中断グリケーションの使用は、速度論研究について限定されない。中断グリケ
ーションは、グリケート化タンパク質の構造研究を簡便にでき、RNアーゼのア
マドリ付加物を検出するのに使用された13C NMRのような技術を用いた未
知AGEを同定できる(Negliaら、J.Biol.Chem.258:1
4279−14283、1983年;J.Biol.Chem.260:540
6−5410、1985年)。構造および速度論的アプローチ法の組合せ使用は
、特別の目的のものであるべきである。例えば、ポリクローナル抗体と反応する
優勢な抗原性AGEの同定が、不確かなままであるが、最近提案された(カルボ
キシメチル)リシンのような候補AGE(Reddyら、Biochemist
ry 34:10872−10878、1995年;参照、Makitaら、J
.Biol.Chem.267:5133−5138、1992年)は、我々が
観察した反応性中間体から形成の同じ速度論を示すべきである。中断速度論的ア
プローチ法の利用性も、このAGEの形成までのアマドリ経路の重要さを決定す
る助けをする。同様に、13C NMRのような技術による中断グリケーション
反応を監視することは、類似の速度論的外観を示すものであるときに他の候補で
ある抗原性AGEの共鳴を同定すべきである。表Iは、C−2富化リボースとの
反応によって製造されたRNアーゼのアマドリ中間体の13C NMRピークを
列記する。205ppm付近のダウンフィールドのピークは、おそらくアマドリ
産物のカルボニルによる。全ての場合に、中断グリケーションを通した過剰の遊
離およびシッフ塩基糖を除去する能力は、単離、同定および構造的特徴付けを非
常に簡便にする。
【0086】 表Iは、それらの不変の、または時間で減少する強度により後期アマドリ中間
体に付与されるピークを列記する。ピーク位置は、TMSからppmダウンフィ
ールドで列記される。
【0087】 表I 99%[2−C13]リボースとの24時間反応によって作製されたリボヌクレ
アーゼアマドリ中間体の125MHzC−13NMR共鳴 216.5ppm 108.5ppm 211.7 105.9 208 103.9 103 172 95.8 165 163.9 73.65 162.1 70.2 69.7 リボヌクレアーゼAを、24時間、C−2で99%富化した0.5Mリボース
と反応させ、それにより、過剰およびシッフ塩基結合リボースが、冷所での集約
的透析によって除去された。その後、2時間NMRスキャンを行う直前に、サン
プルを、37℃まで加温し戻した。その後、同一条件下での生来の優勢なリボー
スと反応したRNアーゼから得られる信号を、NMRスペクトルから取除いた。
したがって、示された全てのピークは、C−2位置で生じた富化C−13による
。ある種のピークは、中間体の分解産物から生じ、そしてこれらは、時間につい
てのピーク強度における増大によって同定され得る。図31は、得られたNMR
スペクトルを示す。
【0088】 実施例3 ビタミンBおよびBの誘導体およびアミノグアニジンによる抗原性高次的
グリケーション最終産物(AGE)の形成のインビトロでの阻害。後期アマドリ
速度論の阻害は、全体的グリケーションのものと異なる AGE形成の後期アマドリ速度論に続く中断グリケーション法は、グリケーシ
ョン反応の「後期」段階の高速定量的研究に対処する。重要に、この方法は、模
式図Iで例示されるとおり遊離糖またはシッフ塩基(ナミキ経路)のグリコシド
性産物から生じるAGE形成の経路を含まない阻害研究に対処する。したがって
、中断グリケーション法は、抗原性AGE形成に至るグリケーションの「後期」
段階の阻害剤の迅速で特徴的な同定および特徴付けに対処する。
【0089】 試験したビタミンBおよびB誘導体の中で、ピリドキサミンおよびピロリ
ン酸チアミンは、AGE形成の後期アマドリ経路の特徴的阻害剤である。重要に
、高濃度の糖の存在下でのタンパク質の全体的グリケーションの阻害の有効性が
、遊離糖が除去されるAGE形成の後期アマドリ段階を阻害する能力を推定しな
いことが分かった。したがって、ピリドキサミン、ピロリン酸チアミンおよびア
ミノグアニジンが、グルコースによるタンパク質の全体的グリケーションにおけ
るAGE形成の強力な阻害剤である一方で、アミノグアニジンは、後期アマドリ
AGE形成の有効な阻害剤でない点で、他の2つから異なる。アミノグアニジン
は、非中断条件下でリボースによるAGE形成の当初の速度を明らかに減じるが
、生じた抗原性AGEの最終濃度に何ら効果を示さない。異なるタンパク質(R
Nアーゼ、BSAおよびヘモグロビン)の実験は、AGE形成および阻害の速度
における個々の多様性があることを通してさえ、阻害結果が、使用されたタンパ
ク質として一般的に非特異的であることを確認した。
【0090】 化合物および材料 上の実施例1でのとおり。
【0091】 AGEに対するポリクローナル抗体の作製 上の実施例1でのとおり。
【0092】 AGE産物のELISA検出 上の実施例1でのとおり。
【0093】 非中断リボースグリケーションアッセイ ウシ血清アルブミン、リボヌクレアーゼA、およびヒトヘモグロビンを、0.
02%ナトリウムアジ化合物を含有する、pH7.5の0.4Mリン酸ナトリウ
ム緩衝液中で、37℃でリボースとインキュベートした。タンパク質(10mg
/mlまたは1mg/ml)、0.05Mリボース、および期待される阻害剤(
0.5、3、15および50mMで)を、同時にインキュベーション混合液に導
入した。溶液を栓付き試験管中で暗所に保持し、アリコート量を取り、そして反
応の終結でELISAによって分析されるまで直ぐに凍結した。インキュベーシ
ョンは、3週(Hb)または6週(RNアーゼ、BSA)間であった。実験の期
間中一定のpHについてグリケーション反応を監視した。
【0094】 中断(後期アマドリ)リボースグリケーションアッセイ 24時間、阻害剤の不在下で0.2%ナトリウムアジ化合物を含有する、pH
7.5で0.4Mリン酸緩衝液中で、37℃で、タンパク質(10mg/ml)
を0.5Mリボースと共にインキュベートすることによって、グリケーションを
、最初に行った。その後、4℃での頻繁な冷緩衝液の交換に対して集約的透析に
より過剰および可逆的に結合した(シッフ塩基)糖を除去するためにグリケーシ
ョンを中断した。その後、最大量のアマドリ産物を含みAGE(タンパク質によ
って)をほどんど含まないグリケート化中間体サンプルを、リボースの再添加な
しに37℃まで迅速に加温した。これは、種々の濃度(典型的には3、15およ
び50nM)の期待される阻害剤の不在または存在下でのAGE産物へのアマド
リ中間体の変換を開始させた。アリコート量を取り、そして後の分析のために種
々の間隔で凍結した。溶液を栓付き試験管中で保持し、そして種々の分析を後に
行うために直ぐに凍結した。
【0095】 速度論データの数値分析 速度論データ(時間進行曲線)は、使用者が定義した関数およびパラメータの
対照を反復させることを許すサイエンティスト(SCIENTIST)2.0(
MicroMath,Inc.)またはオリジン(ORIGIN)(Micro
cal,Inc.)ソフトウエアのいずれかを利用する非線形自乗法を用いた一
次または二次指数関数に日常的に適合された。適合した関数のパラメータの標準
偏差(当初のおよび最終の序数値および速度定数)を、適合の正確さの測定のと
きに戻した。二次指数の速度論適合についての外見の半減期を、マスキャドソフ
トウエア(Mathcad software)(Mathsoft,Inc.
)の「解決」関数で測定した。
【0096】 結果 リボースからのAGE形成の全体的速度論のビタミンB誘導体による阻害 抗原性AGE形成の速度論でのビタミンBおよびBの阻害効果を、AGE
に特異的なポリクローナル抗体によって評価した。AGE形成の速度がほぼ最大
である場合のリボースの濃度である0.05Mリボースの継続的存在下でウシリ
ボヌクレアーゼA(RNアーゼ)のグリケーションにおける阻害研究を行った。
図13(対照曲線、黒塗り長方形)は、0.05Mリボースとインキュベートし
たときのRNアーゼにおける抗原性AGEの形成が、比較的迅速であり、そして
これらの条件下でおよそ6日の半減期を伴うことを示す。ピリドキサル−5’−
リン酸塩(図13)およびピリドキサル(図13C)は、50mMおよび15m
Mの濃度でRNアーゼにおけるAGE形成の速度を明らかに阻害した。驚くべき
ことに、ビタミンBのアルコール形態であるピリドキシンも、RNアーゼにお
けるAGE形成を中程度に阻害した(図13D)。試験されたB誘導体の内、
50mMでのピリドキサミンは、監視された6週の期間をかけてRNアーゼで形
成されたAGEの「最終」濃度の最高の阻害剤であった(図13A)。
【0097】 リボースからのAGE形成の全体的速度論のビタミンB誘導体の阻害 Bビタマーの全ては、高濃度でのRNアーゼにおける抗原性AGE形成を阻
害したが、阻害は、B誘導体についてよりいっそう複雑に思われた(図14A
−C)。阻害剤としてピロリン酸チアミン(図14A)の場合に、プラトーで生
じたAGE形成の速度およびAGEの最終濃度は、減じられると思われた。阻害
剤としてリン酸チアミン(図14B)およびチアミン(図14C)の場合に、A
GE形成の速度における効果はほとんどないと思われたが、AGEの最終濃度に
おける実質的減少は、最高濃度の阻害剤の存在下で形成した。一般に、ピロリン
酸チアミンは、試験された最低濃度での他の2つの化合物より大きな阻害を示し
た。
【0098】 リボースからのAGE形成の全体的速度論のアミノグアニジンによる阻害 アミノグアニジンによるAGE形成の阻害(図14D)は、BおよびB
験に見られる明らかに異なる形態であった。アミノグアニジンの濃度が増大する
ことは、RNアーゼにおけるAGE形成の速度を減少したが、形成されたAGE
の最終濃度を減じなかった。6週後に形成された最終濃度のAGEは、全ての試
験濃度のアミノグアニジンについての対照のものとほぼ一致した。
【0099】 リボースからの血清アルブミンおよびヘモグロビン中のAGE形成の全体的速
度論の阻害 比較研究を、BSAおよびヒトメトヘモグロビン(Hb)で行って、観察され
る阻害が、タンパク質特異的であるかどうかを決定した。ビタミンB(図15
A−D)およびビタミンB(図16A−C)の異なる誘導体は、BSAとイン
キュベートした時に、類似の阻害傾向を示し、そしてピロドキサミンおよびピロ
リン酸チアミンは、最も有効な阻害剤または各ファミリーであった。ピリドキサ
ミンは、BSAにおけるAGE形成を阻害し損なった(図15D)。リン酸ピリ
ドキサルおよびピリドキサル(図15B−C)は、たいていAGE形成の速度を
阻害したが、形成したAGEの最終濃度では阻害しない。ピリドキサミン(図1
5A)は、低濃度である程度の阻害を示し、そして試験された最高の濃度は、他
のB誘導体のいずれかよりいっそう有効に形成された最終濃度のAGEを阻害
するようであった。B誘導体の場合に、BSAとのAGE形成の阻害の全体的
範囲(図16A−C)は、RNアーゼで観察されたもの(図14A−C)より低
かった。高濃度のチアミンおよびピロリン酸チアミンは、AGE形成の速度に大
いに影響することなし(図16C)に、形成された最終濃度のAGEを阻害した
。さらに、アミノグアニジンは、RNアーゼ(図16D)で見られるのと同じ阻
害効果を示し、それにより形成された最終濃度のAGEに明らかな影響を及ぼす
ことなく、AGE形成の速度を遅くするようであった。
【0100】 BおよびBビタミン誘導体、およびアミノグアニジンの存在下でHbを使
用して、AGE形成の速度論も試験された。AGE形成の見かけの絶対速度は、
RNアーゼまたはBSAのいずれかとより、Hbで明らかに高かった。しかし、
試験した阻害剤は、基本的に類似の作用を示した。ビタミンB誘導体の効果は
、図17に示される。ピリドキサミンは、3mMおよびそれ以上の濃度で最大の
阻害を示し(図17A)、そしてリン酸ピリドキサル(図17B)、ピリドキサ
ル(図17C)、およびピリドキシン(図17D)と比較したときに最高の有効
性であった。Bビタミン誘導体(データは示されず)の場合には、阻害効果は
、RNアーゼに対してより、BSA阻害傾向にいっそう類似であった。阻害は、
試験した最高濃度(50mM)でのみ控えめであり、3つのB誘導体全てより
およそ30−50%であった。阻害の一次明示は、形成されたAGEの最終濃度
の減少にあった。
【0101】 後期アマドリリボースAGE形成の速度論のビタミンB誘導体による阻害 「後半」の後期アマドリAGE形成の阻害について分析する中断グリケーショ
ンモデルを用いて、37℃で、遊離または可逆的に結合したリボースの不在下で
RNアーゼまたはBSAのいずれかの単離したアマドリ中間体をインキュベート
することによって速度論を試験した。中間体を製造するのに最初に使用されたリ
ボース糖を、24時間の当初のグリケーション反応期間の後に冷透析によって除
去した。AGE形成が再開させられた後に、AGEの形成は、任意の阻害剤の不
在下でまったく迅速である(約10時間の半減期)。図18は、BSAの後期ア
マドリ速度論におけるピリドキサミン(図18A)、リン酸ピロドキサル(図1
8B)、およびピリドキサル(図18C)の効果を示す。ピリドキシンは、何ら
阻害を示さなかった(データは示されず)。RNアーゼでの類似の実験を行った
。ピリドキサミンは、15mMおよび50mM(図18D)でのRNアーゼとの
AGE形成のほとんど完全な阻害を引き起こした。ピリドキサルは、15mM(
試験された最高値)で何ら明らかな阻害を示さなかったが、リン酸ピリドキサル
は、15mMで明らかな阻害を示した。リン酸ピリドキサルは、RNアーゼの活
性部位をアフィニュティー標識できることが知られている(RaetzおよびA
uld、Biochemistry 11:2229−2236、1972年)
【0102】 RNアーゼと異なりBSAを用いて、相当の量の抗原性AGEが、図18A−
Cについて時間ゼロでリボースを除去した後のELISA読み取りが高いことに
よって立証されたとおり、RNアーゼとの24時間の最初のインキュベーション
の間に形成された。BSAおよびRNアーゼの両方について、見られる場合には
、阻害は、AGEの形成の速度における減少としてよりむしろ形成された最終濃
度のAGEにおける減少として明示するようである。
【0103】 後期アマドリリボースAGE形成の速度論のビタミンB誘導体による阻害 チアミンリポリン酸塩は、RNアーゼおよびBSAの両方との他のB誘導体
よりいっそう有効にAGE形成を阻害した(図19)。チアミンは、効果を示さ
なかった一方で、リン酸チアミンは、ある程度の中間体効果を示した。Bアッ
セイとの場合、後期アマドリ阻害は、形成された最終濃度のAGEでの減少とし
て最も明らかに明示された。
【0104】 後期アマドリリボースAGE形成の速度論におけるアミノグアニジンおよびN α −アセチル−L−リシンの効果 図20は、BSAおよびRNアーゼの両方での後期アマドリAGE形成速度論
の阻害についてのアミノグアニジンを試験した結果を示す。50mMで、阻害は
、BSA(図20B)の場合の約20%であり、そしてRNアーゼ(図20A)
を用いたのより15%低かった。遊離Nε−アミノ基のみを含むNα−アセチル
−L−リシン(図21)を用いて、簡単なアミノ含有官能性による阻害の可能性
も試験した。50mMまでのNα−アセチル−L−リシンは、AGE形成の任意
の明らかな阻害を示しそこなった。
【0105】 検討 おびただしい研究では、アミノグアニジンが、非酵素的グリケーションの多く
の徴候の明らかに強力な阻害剤であることを示した(Brownleeら、19
86年;Brownlee、1992年、1994年、1995年)。糖を還元
することによって誘導される種々の現象におけるアミノグアニジンの阻害効果は
、多くのこのような現象におけるグリケーションの関与の証明として広く考えら
れる。アミノグアニジンは、最近、高濃度の糖のために結合性組織タンパク質の
グリケーションによって引き起こされると考えられる糖尿病の合併症を改善する
ことについてのIII相の治験の2回目に入った。
【0106】 グルコース(実施例1)によって誘導されるRNアーゼとの非中断「遅い」A
GE形成の速度論研究から得られるデータは、アミノグアニジンが有効な阻害剤
であることを示し、そしてさらに、ビタミンBおよびBの多数の誘導体を、
等しくまたは僅かにいっそう有効な阻害剤として同定した。しかし、アミノグア
ニジンによる阻害は、予想外に、AGE形成反応の後半の段階での効果で減少す
るようであった。グルコースとのタンパク質のグリケーションの遅さのため、こ
の驚くべき観察は、十分に試験されなかった。さらに、アミノグアニジンの長期
安定性のついての疑問があり得ることが示唆された(OuおよびWolff、上
記、1993年)。
【0107】 リボースによるさらにいっそう迅速なグリケーションを用いた分析は、タンパ
ク質の非中断グリケーションの間に完全に観察および定量されるべき全時間経過
に対処した。中断グリケーションの使用は、特徴的に、遊離および可逆的に結合
した(シッフ塩基)リボースの不在下で唯一後期アマドリ抗原性AGE形成の別
の単離および試験を可能にした。初期グルコースグリケーション速度論を用いた
これらの2つのアプローチ法からのデータの比較は、種々の阻害剤の機構および
有効性への新規洞察を提供した。図22は、種々の濃度の阻害剤を用いた定義さ
れた時点での阻害率の要約した比較データを表す棒グラフである。図22Aは、
リボース中のRNアーゼ形成の中断グリケーションの後の阻害についてのデータ
をグラフで表す。図22Bは、リボースによるBSAのAGE形成の中断グリケ
ーションの後の阻害についてのデータをグラフで表す。
【0108】 全体的結果は、アミノグアニジンが、糖の存在下で抗原性AGE形成の速度を
遅くするが、形成される後期アマドリAGEの最終量にはほとんど影響を示さな
いことを明白に示す。したがって、阻害剤として有効性を示すAGE形成の最初
の「初期」段階のみに限定される観察は、事実、後期アマドリ形成の阻害の真の
有効性により誤解させている可能性がある。したがって、リボースおよび中断グ
リケーションを用いた反応の完全な経過を観察する能力は、後期アマドリAGE
形成の阻害の有効性のいっそう完全な図を付与する。
【0109】 実施例4 AGE形成/阻害のインビボでの効果の動物モデルおよび試験 高血糖症は、ストレプトゾシン(aka.ストレプトシン、STZ)またはア
ロキサンの投与によりラットで迅速に誘導(1または2日以内)され得る。これ
は、真性糖尿病についての一般モデルになる。しかし、これらのラットは、数ヶ
月の高血糖症の後、および通常、最終段階の腎臓疾病(ESRD)から死亡の直
前のみにネフロパシーを明示する。この病理学は、基底膜のコラーゲンのような
長生きのタンパク質の不可逆性グルコースの化学的修飾によって引き起こされる
と思われる。STZ−糖尿病ラットは、高血糖の誘導の後非常に遅く、死亡の通
常にほんの直前に約40週で、蛋白尿を示す。
【0110】 上の実施例でインビトロに示されるリボースの劇的な迅速効果のため、ラット
へのリボース投与の効果を、そして迅速なリボースグリケーションによるAGE
の可能な誘導を試験することが保証された。この研究から、促進されたリボース
誘導病理学のためのラットのモデルが開発された。
【0111】 インビボでの非常に短期間のリボース投与の効果 I相プロトコル 6匹のラットの2つの群は、各々、1日に、 a.300mMリボース(6−8時間個々に、2回の腹腔内注入、各々、ml
として体重の5%)、または b.50mMリボース(1回注入) のいずれかで付与された。
【0112】 その後、ラットを、さらにリボース投与することなしに、4日間維持し、その
時に、それらを、犠牲にし、そして以下の生理学的測定を測定した。(i)当初
および最終体重、(ii)最終段階の腎臓の重さ、(iii)当初および最終尾
部カフ血圧、(iv)体重100g当たりのクレアチニンのクリアランス。
【0113】 迅速な変化が、最初に予想されなかったので、アルブミン濾過速度は測定され
なかった。STZ−糖尿病ラットを用いた過去の経験は、蛋白尿が、高血糖症の
誘導の後、非常に遅く(おそらく40週)に、そして動物が息絶える直前に発生
することを示す。
【0114】 腎臓の生理学の結果 a.最終体重および最終の単独腎臓の重さは、低いおよび高いリボース処置群
と同じであった。
【0115】 b.尾部カフ血圧は、低いリボース(1×50mM)で処置した66±4から
83±3まで増加し、そして高いリボース(2×300mM)で処置した66±
4から106±5まで増加した。これらの結果は、図23の棒グラフに示される
【0116】 c.体重100g当たりのccとしてのクレアチニンのクリアランスが、低い
リボース群については0.87±0.15まで用量依存形態で減少(約1.0−
1.2の予測される正常な範囲)され、そして高いリボース群でも0.62±0
.13までさらに30%に減少した。これらの結果は、図24の棒グラフで示さ
れる。
【0117】 I相の結論 単日のリボース処置は、用量依存の高血圧および糸球体のクリアランスにおけ
る用量依存の減少が、4日後に現れさせた。これらは、これらのSTZ−糖尿病
ラットでいっそう後にのみ見られる糖尿病の明らかな代謝変化である。これらの
現象は、インビボでのタンパク質のリボース不可逆性化学的修飾(グリケーショ
ン)によると仮定され得る。
【0118】 長期間の高いリボース濃度に露出する効果 II相プロトコル ラット(3−6)の群に、(i)1日、(ii)4日の「短期間」(S)、ま
たは(iii)8日の「長期間」(L)のいずれかの間、日に二回注射まで、腹
腔内に0.3M「低リボース用量」(LR)または1.0M「高リボース用量」
(HR)が付与された。さらに、これらの濃度のリボースは、飲み水に含まれた
【0119】 腎臓の生理学の結果 a.尾部カフ血圧は、リボース処置したラットの全ての群で増加し、I相の結
果が確認された。(図23)。
【0120】 b.クレアチニンのクリアランスは、リボース用量依存および時間依存手段の
全ての群で減少した(図24)。
【0121】 c.アルブミン滲出速度(AER)は、1日および4日の露出で、リボース依
存性手段で明らかに増大した。しかし、高用量群中で4日に対応する8日である
程度回収を示したが、低用量群では示さなかった。これらの結果は、図25の棒
グラフで示される。
【0122】 d.体重100g当たりのクレアチニンのクリアランスは、時間依存手段でお
よそ同じ範囲にまで低および高リボース群の両方について減少した(図24)。
【0123】 II相の結論 4日と同じくらい少ない日数の間のリボースへの露出は、クレアチニンのクリ
アランスが減少したこと、およびアルブミン濾過が増加したことの両方による徴
候として、高血圧および腎臓機能不全に至った。これらの変化は、典型的な糖尿
病であり、そしてSTZ糖尿病ラットでより遅い時期で見られる。
【0124】 2つの新たな治療化合物およびアミノグアニジンによる介在 III相プロトコル 60匹のラットを、9つの異なる群に任意抽出され、それにより以下のとおり
アミノグアニジン、ピリドキサミン、およびピロリン酸チアミンの存在および不
在下で、8日間、1Mリボースに露出したものが挙げられた。
【0125】 対照群: (i)処置なし、 (ii)高用量(250mg/kg体重)のピリドキサミン(「化合物−P」)
、 (iii)高用量(250mg/kg体重)のピロリン酸チアミン(「化合物−
T」または「TPP」)、および (iv)低用量(25mg/kg体重)のアミノグアニジン(「AG」)。
【0126】 試験群: (i)ただ1Mリボース−生理食塩水(8日間、毎日IP2×9cc)、 (ii)リボース足す低用量(「LP」)のピリドキサミン(9ccリボースと
共に0.5mlとして注入される25mg/kg体重)、 (iii)リボース足す高用量(「HP」)のピリドキサミン(9ccリボースと
共に0.5mlとして注入される250mg/kg体重)、 (iv)リボース足す高用量(「HP」)のピロリン酸チアミン(9ccリボー
スと共に0.5mlとして注入される250mg/kg体重)、および (v)リボース足す低用量のアミノグアニジン(9ccリボースと共に0.5m
lとして注入される25mg/kg体重)。
【0127】 腎臓の生理学結果 a.血圧は、3つの化合物単独(対照群)によって非常に僅かに増大された;
リボースが上昇したBPは、化合物の同時投与によって改善されなかった。これ
らの結果は、図26の棒グラフで示される。
【0128】 b.対照におけるクレアチニンのクリアランスは、それを減じるTPP以外は
変換されなかった。
【0129】 c.クレアチニンのクリアランスは、リボースが低用量(25mg/kg)の
アミノグアニジンまたはピリドキサミンのいずれかとの同時投与されたときに正
常化された。これらの結果は、図27の棒グラフに示される。
【0130】 d.高濃度(250mg/kg)またはピリドキサミンおよびTPPは、クレ
アチニンのクリアランスにおけるリボース誘導減少に対しての部分的保護のみを
示した(図27)。
【0131】 e.アルブミン滲出速度(AER)は、リボースによって、並びに高用量のピ
リドキサミンおよびTPP、そしてリボースの不在下で低用量のアミノグアニジ
ンによって上昇された。これらの結果は、図28の棒グラフに示される。
【0132】 f.アルブミン滲出速度は、低用量のアミノグアニジンおよびピリドキサミン
の両方の同時投与によって正常に保持された。これらの結果は、図29の棒グラ
フに示される。
【0133】 III相の結論 腎臓機能の2つの指数によって測定されるとおり、ピリドキサミンおよびアミ
ノグアニジンは、両方とも25mg/kgで、明らかに有効であり、そしてクレ
アチニンのクリアランスにおけるリボースで誘導した減少、および蛋白尿におけ
るリボースで誘導した増大を防止する上で、等しく有効であった。
【0134】 (i)ピロリン酸チアミンを、25mg/kgで試験されなかった;(ii)
250mg/kgでピロリン酸チアミンおよびピリドキサミンは、クレアチニン
のクリアランスが減少するのを防止する上で部分的に有効であったが、しかし温
和なアルブミン尿症を防止する上でおそらく有効でなかった;(iii)これら
の非常に高い濃度で、そしてリボースの不在下で、ピロリン酸チアミン単独は、
クレアチニンのクリアランスにおける減少を生じ、そして両方がアルブミン尿症
における温和な増大を生じた。
【0135】 概要 腎臓機能および糖尿病 真性糖尿病における存続高血糖症は、ヒト患者のおそらく3分の1で糖尿病性
ネフロパシーに至る。医療的に、糖尿病性ネフロパシーは、 1.腎臓機能における減少(損傷を受けた糸球体のグレアランス) 2.尿中タンパク質における増大(損傷を受けた濾過) 3.高血圧の同時存在 の存在によって定義される。
【0136】 腎臓機能は、血流(測定されず)および糸球体のクリアランスにより、そして
それは、イヌリンのグレアランス(測定されず)またはクレアチニンのクリアラ
ンスのいずれかによって測定され得る。糸球体透過性は、アルブミン濾過速度に
よって測定されるが、このパラメータは、まったく可変性がある。それは、対数
分布関数でもある。アルブミン排出における百倍増大は、濾過許容量における2
倍減少のみを表す。
【0137】 リボース糖尿病性ラットモデル 上の条件によって、リボースは、高血圧で反映されるときに、糖尿病性ネフロ
パシーの兆候、クレアチニンのクリアランスおよびアルブミン尿症を、後者が大
きくない場合でさえ、非常に迅速に誘導するようである。樹立されたSTZ糖尿
病ラットで、高血糖症は、1−2日で迅速に樹立されたが、しかし糖尿病性ネフ
ロパシーの臨床的徴候は、おそらくアルブミン尿症の40週と同じくらい多い非
常に後に、生じる。一般にアルブミン尿症は、ヒトとは異なり、ほとんどのST
Zラットが、最終的にネフロパシーを発生するが、日毎、そして動物から動物ま
で非常に可変である。
【0138】 化合物による介在 リボース処置動物を用いて、25mg/kg体重でのピリドキサミンは、通常
に糖尿病に起因した3つの徴候中2つ、主に、クレアチニンクリアランスとアル
ブミン濾過の損傷を有効に防止するようである。それは、アミノグアニジンと同
様に有効に防止した。ピロリン酸チアミンの有効性は、徴候ではなかったが、し
かし、それは、250mg/kg体重の上昇した濃度での使用による可能性があ
ることが主張されるべきである。ピリドキサミンは、250mg/kg体重での
結果のみが、考慮される場合にいっそう有効性が低いようであった。
【0139】 化合物単独の効果 全体的に、ラットは、化合物に十分に耐性があるようであった。腎臓の重さは
、顕著でなく、ほとんど高血圧を発生しなかった。化合物の生理学的効果は、2
50mg/kgでのみ試験した。ピリドキサミンでなくて、チアミンリポリン酸
塩は、この濃度でクレアチンのクリアランスを減少させるようであった。両方は
、アルブミン尿症をわずかに増大するようであったが、しかし、これらの測定は
、おそらく最小の信頼性であった。
【0140】 ヒト投与 典型的な成人ヒトは、66−77Kgの間の平均重量サイズである。典型的に
は、糖尿病患者は、体重オーバーの傾向にありえて、そして112Kgを超え得
る。1989年に修正されたとおり、66−77Kgの間の成人男性についての
推奨食事支給量は、日当たり1.5mgのチアミン、そして日当たり2.0mg
のビタミンB(Merck Manual of Diagnosis an
d Therapy、16版(Merck & Co.、Rathway、N.
J、1992年)938−939頁が求められた。
【0141】 ラットモデルのアプローチ法に基づいて、後期アマドリAGE形成を阻害する
のに有効であり、したがって、関連病理学を阻害するのに有効であると推定され
るピリドキサミンまたはピロリン酸チアミンの投与についての用量の範囲は、1
mg/100g体重から200mg/100g体重までの範囲に入る。アミノグ
アニジンと同時投与した場合の適切な範囲は、類似する。75Kgの平均成人に
ついて計算すると、範囲(10mg/1Kg体重で)は、150gより上におよ
そ750mg(2g/1Kg体重で)であり得る。これは、特定の患者によって
自然に変化する。
【0142】 実施例5 ビタミンBおよびBの誘導体およびアミノグアニジンによる高次的グリケ
ーション最終産物(AGE)の形成のインビボでの阻害。糖尿病性ネフロパシー
の阻害 上の実施例で記述されるとおり、中断グリケーション法は、インビボでの研究
に使用するためのリボースおよび他のペントース糖からの安定な十分に定義され
たタンパク質アマドリ中間体の迅速な発生に対処する。
【0143】 腎臓の病理学における25mg/kg/日ピリドキサミン(PM)およびアミ
ノグアニジン(AG)の効果は、6週間、スプレーグ−ドーリーラットに、毎日
50mg/kg/日のリボース−グリケート化アマドリ−ラット血清アルブミン
(RSA)、AGE−RSA、および未修飾RSAを注入することによって誘導
した。高濾過(増大したクレアチニンクリアランス)が、PMおよびAGの存在
に関係なく、アマドリ−RSAおよびAGE−RSAを受けているラットで一過
的に見られた。
【0144】 アマドリ−RSAおよびAGE−RSAを受けている各群から得られる個体は
、微小アルブミン尿症を示したが、そかし、PMが同時投与される場合に見られ
るものはなかった。抗−RSAを用いた免疫染色は、AGE−RSAで、そして
アマドリRSAで処置したラットにおける糸球体染色を表した。そしてこの染色
は、PMでの処置によって減少されたが、AG処置によっては減少されなかった
。糸球体の硫酸化グリコサミノグリカン(pH1.0アルシアンブルー染色)に
おける減少は、グリケート化(アマドリおよびAGE)RSAで処置したラット
でも見られた。これは、HSPG側鎖に特異的であるmAbJM−403での染
色が減少したことによって立証されるとおり、ヘパランスルフェートプロテオグ
リカン(HSPG)が減少したことによるようである。これらのHSPG変化は
、PMを用いた処置によって促進されたが、AG処置によっては促進されなかっ
た。
【0145】 しがたって、我々は、ピリドキサミンは、ヘパランスルフェートの糖尿病様糸
球体の損失、およびリボースグリケート化アルブミンで慢性的に治療されたSD
ラットにおけるグリケート化アルブミンの糸球体沈着の両方を防止できる。
【0146】 材料および方法 化合物 ラット血清アルブミン(RSA)(画分V、基本的に脂肪酸不含0.005%
;A2018)、D−リボース、ピリドキサミン、およびヤギのアルカリ性ホス
ファターゼ接合抗−ウサギIgGは、すべてシグマケミカルズ(Sigma C
hemicals)から得られた。アミノグアニジンヒドロクロリドは、アルド
リッチケミカルズ(Aldrich Chemicals)から購入された。
【0147】 リベイテッドRSAの作製 ラット血清アルブミンに、あらゆる可能な混入物を除去するためにアフィ−ゲ
ルブルーカラム(Bio−Rad)、ペパリン−セファロースCL−6Bカラム
(Pharmacia)および内毒素結合アフィニティカラム(デトキシゲル、
Pierce Scientific)を通過させた。その後、精製ラット血清
アルブミン(RSA)を、0.2Mリン酸緩衝液(pH7.5)中で透析した。
その後、RSAの一部(20mg/ml)を、暗所で、37℃で、12時間、0
.5Mリボースでインキュベートした。12時間インキュベーション後、反応混
合液を、4℃で36時間の期間かけて冷0.2Mリン酸ナトリウム緩衝液中で透
析した(この透析は、遊離リボースのみならず、シッフ塩基中間体をも除去する
)。グリケーション工程のこの時点で、リベイテッドタンパク質を、アマドリ−
RSAとして区別し、そしてAGEタンパク質と反応性のある抗体によって測定
される場合、抗原性AGEに対して陰性である(先に記述されるとおり、R61
8、抗原は、グルコース修飾AGE−RNアーゼである)。その後、リベイテッ
ドタンパク質を、a)アマドリ−RSA、b)NaBH還元アマドリ−RSA
、c)AGE−RSAのいずれかとして注入される部分に分割される。
【0148】 アマドリ−RSAとして注入されるべきリベイテッドタンパク質を、24時間
、4℃で、冷PBSに簡単に透析する。0.2Mリン酸ナトリウム中のアマドリ
−RSAの一部を、NaBHで還元して、NaBH還元アマドリ−RSAを
形成する。簡便に、mgのタンパク質当たり5uLのNaBH保存液(0.1
MのNaOH中の100mg/ml)を添加することによって、アリコート量を
還元し、37℃で1時間インキュベートし、HClで処置して、過剰のNaBH を放出し、そしてその後、36時間、4℃で、冷PBS中で集約的に透析した
。3日間、糖の不在下でアマドリ−RSAを再インキュベートすることによって
、AGE−RSAを形成した。その後、反応混合液を、24時間4℃で、冷PB
Sで透析した。全ての溶液を濾過(22umフィルタ)し、滅菌し、そしてカブ
トガニのアメーバ細胞溶解物アッセイ(E−トキセート、シグマケミカルズ(S
igma Chemicals))によって内毒素について監視し、そして注入
の時まで個々のアリコート量に分けて凍結(−70℃)される前に、<0.2n
g/mlを含んだ。
【0149】 動物研究 雄のスプレーグ−ドーリーラット(Sasco、100g)を使用した。1週
の適合期間の後、ラットを、代謝ゲージに入れて、注射の投与の前に、2日間、
24時間尿標本を得た。その後、ラットを、実験および対照群に分け、そして生
理食塩水、修飾RSA(50mg/kg)、アマドリ−RSA(50mg/kg
)、NaBH還元アマドリ−RSA(50mg/kg)、またはAGE−RS
A(50mg/kg)のいずれかと共に尾部静脈注射を付与した。
【0150】 その後、アマドリ−RSAおよびAGE−RSAと共に注射したラットを、未
処置のまま、またはさらにアミノグアニジン(AG;25mg/kg)、ピリド
キサミン(PM;25mg/kg)、または飲料水を通してAGおよびPM(各
々、10mg/kg)の組合せのいずれかの投与によって処置した。ラットの体
重および水摂取を、投与量を調整するために毎週監視した。実験的研究の終結時
に、ラットを、代謝ゲージに入れて、動物を犠牲にする前に、2日間、24時間
尿標本を得た。
【0151】 尿サンプル中の総タンパク質を、バイオ−ラッドアッセイによって測定した。
尿中のアルブミンを、一次抗体(1/2000)としてウサギ抗−ラット血清ア
ルブミン(カペル)を、そして二次抗体(1/2000)としてヤギ抗−ラット
IgG(シグマケミカルズ(Sigma Chemicals))使用する競合
的ELISAによって測定した。グルコース、ケトン、比重、遮断、pH、タン
パク質、硝酸塩、および白血球についてマルチスティックス(Multisti
x)8SG(Miles Laboratories)で尿を試験した。ある種
のタンパク質以外に際立ったものは検出されなかった。
【0152】 ベックマンのクレアチニン分析装置IIを用いて、クレアチミン測定を行った
。終結の前の心臓穿刺によって、血液サンプルを収集し、そしてクレアチニンク
リアランス、血中グルコース(グルコースオキシダーゼ、シグマケミカルズ(S
igma Chemicals))、フルクトサミン(ニトロブルーテトラゾリ
ウム、シグマケミカルズ(Sigma Chemicals))、およびグリケ
ート化Hb(カラム、ピアースケミカルズ(Pierce Chemicals
))の測定に使用した。動脈、心臓、両方の腎臓およびラットの尾部を、目視で
調べ、その後、心臓の右心室を通して生理食塩水で灌流した後にすばやく除去し
た。1つの腎臓、動脈、ラット尾部、および心臓の下の2/3を、すばやく凍結
し、そしてその後、−70℃で恒久的に保存した。すばやく凍結されるべき両方
の末端(皮質)を除去することによって、他方の腎臓を切断し、そして腎臓の残
りの部分を、3つに切断し、そして2つの部分を、中性の緩衝ホルマリンに入れ
、そして残りの第三の部分を刻み、そして2.5%グルタルアルデヒド/2%パ
ラホルムアルデヒドに入れた。
【0153】 光学顕微鏡 生理食塩水で灌流した後、腎臓切片を、氷冷10%中性緩衝ホルマリンで固定
した。すべてのラット群(群当たりn=4)から得られるパラフィン埋設組織切
片を、ハリーのアルミヘマトキシリンおよびエオシン(H&E)、ペロン酸/シ
ッフ試薬(PAS)、および組織学的実験のためのアルシアンブルー(pH1.
0およびpH2.5)染料を用いて染色するために加工した。アルシアンブルー
切片を、盲形態で、2名の研究者によって等級分けした。
【0154】 電子顕微鏡 2.5%グルタルアルデヒド/2%パラホルムアルデヒド(0.1Mナトリウ
ムカコジル酸塩、pH7.4)で組織を固定し、緩衝オズミウムテトラオキシド
(1.0%)中で1時間、後固定し、1時間、0.5%酢酸ウラニルで予備染色し
、そしてエファポキシ樹脂で埋設させた。電子顕微鏡によって、超薄切片を試験
した。
【0155】 免疫蛍光 パラフィン埋設切片を脱パラフィン化し、そしてその後、30分間、室温でP
BS中の10%ヤギ血清で遮断した。その後、切片を、2時間、37℃で、アフ
ィニティ精製したポリクローナルラット抗−AGE抗体またはポリクローナルヒ
ツジ抗−ラット血清アルブミン抗体(カペル)のいずれかである一次抗体でイン
キュベートした。その後、切片を、30分間、PBSで洗浄し、そして37℃で
、1時間、アフィニティ精製したFITC−ヤギ抗−ウサギIgG(H+L)二
重染色グレード(ジメド)またはローダミン−ウサギ抗−ヒツジIgG(全)(
カペル)のいずれかである二次抗体でインキュベートした。その後、切片を、3
0分間、暗所でPBSで洗浄し、免疫細胞化学のための水性積層媒体(バイオメ
ダ)に乗せ、スライドカバーをかけた。切片を、盲形態で等級分けした。腎臓切
片を、腎臓の末端の周囲の5つの領域における糸球体染色の数および強度によっ
て評価した。0−3の等級付けシステムで、100個の糸球体当たりの免疫蛍光
スコアについてのスコアを正常化させた。
【0156】 AGEタンパク質に対するポリクローナル抗体の作製 pH7.4および37℃で0.05%ナトリウムアジ化合物を含有する0.4
Mリン酸中の1.5Mグルコースを使用して、60−90日間、15ml中の1
.6gタンパク質でのBSA(R479抗体)またはRnアーゼ(R618抗体
)のグリケーションによって免疫原を作製した。フロイントのアジュバント中の
1mg/mlのグリケート化タンパク質を含有する1ml溶液の皮下投与によっ
て、8−12週の雄のニュージーランド白色ウサギを免疫化した。一次注入は、
完全アジュバントを使用し、そして三回の追加免疫投与を、不完全アジュバント
を用いて、3週間の間隔で行った。ウサギを、最後の追加免疫投与の後に三週間
放血させた。凝固全血の遠心分離によって、血清を収集した。抗体は、AGE特
異的であり、生来のタンパク質と、またはアマドリ中間体と反応性がなかった。
【0157】 AGE産物のELISA検出 Engvall(21)の一般法を、ELISAを行うのに使用した。グリケー
ト化タンパク質サンプルを、pH9.5から9.7までの0.1M炭酸ナトリウ
ム緩衝液中のおよそ1.5ug/mlに希釈した。タンパク質を一夜、室温で、
200ulのタンパク質溶液をピペットで各ウェルに分ける(約.3ug/ウェ
ル)ことによって、96穴ポリスチレンプレートに被覆した。被覆後、過剰のタ
ンパク質を、0.05%Tween−20を含有する生理食塩溶液を用いてウェ
ルから洗い流した。その後、ウェルを、2時間、37℃で、炭酸緩衝液中の20
0ulの1%カゼインで遮断し、続いて洗浄した。ウサギ抗−AGE抗体を、イ
ンキュベーション緩衝液中の1:350の力価で希釈し、そして1時間、37℃
でインキュベートし、そして続いて洗浄した。バックグランドの読み取りを最小
限にするために、グリケート化RSAを検出するのに使用された抗体R618は
、グリケート化Rnアーゼに対する免疫化によって発生された。ウサギIgGに
対するアルカリ性ホスファターゼ接合抗体を、1:2000の力価で二次抗体と
して添加し、そして1時間、37℃でインキュベートし、続いて洗浄した。p−
ニトロフェノレートを、ダイナテック(Dynatech)MR4000マイク
ロプレート読み取り装置で410nmで監視する。
【0158】 結果 この研究におけるラットは、処置で生き残り、そして任意の総計病理学の外の
徴候は示さなかった。ラットの内の数匹は、ある程度の小さな体重変化および尾
部かさぶたを示した。
【0159】 PASおよびH&E染料との腎臓切片の当初のスクリーニングは、任意の明ら
かな変化を示さず、そしていくつかのEM切片は、糸球体の基底膜(GBM)に
おける任意の総計変化を示さなかった。しかし、アルシアンブルー染色により、
差異を加えることが知見された。アルシアンブルー染色は、組織中の負に負荷さ
れた基に向けられ、そして染色のpHにおける変化を介して選択的にできる。p
H1.0で、アルシアンブルーは、ムコ多糖類について選択性であり、そしてp
H2.5で、グルコロン基を検出する。したがって、負の負荷は、染色のpHに
よって検出される。
【0160】 pH2.5で、アルシアンブルー染色は、アマドリ−RSA(p<0.05>
およびAGE−RSA(p>0.01)が、対照レベルを越える酸性グリコサミ
ノグリカン(GAG)についての染色が増大したことを誘導した(図33)。A
GE−RSAおよびアマドリ−RSAの両方について、ピリドキサミン(PM)
を用いた処置は、染色における増加を防止した(対照と比較したときp<0.0
5)。対照的に、各々、10mg/kgでアミノグアニジン(AG)または組合
せたPMおよびAGを用いた処置は、増加を防止しなかった。
【0161】 pH1.0で、アルシアンブルー染色は、AGE−RSAによって明らかに減
少された(p<0.001)(図34)。しかし、アマドリ−RSAに明らかな
差異は見られなかった。微弱な染色のため、PM、AGおよび組合わせたを用い
た処置は、定量され得なかった。
【0162】 RSAについての免疫蛍光の糸球体染色は、アマドリ−RSAおよびAGE−
RSA注入した動物との上昇した染色を示した(図35)。この影響における明
らかな減少は、PMで処置されたラットで見られ、そしてAGまたは組合わせた
AGおよびPMでは見られなかった。
【0163】 硫酸ヘパリンプロテオグリカンコアタンパク質についての免疫蛍光の糸球体染
色は、アマドリ−RSAおよびAGE−RSAを注射した動物とわずかに減少し
た染色を示したが、実質的には明らかでなかった(図36)。この影響の減少は
、PMで処置されたラットで見られ、そしてAGまたは組合せたAGおよびPM
では見られなかった。しかし、硫酸ヘパリンプロテオグリカン側鎖についての免
疫蛍光の糸球体染色は、アマドリ−RSAおよびAGE−RSAを注射した動物
(図37)と非常に減少した染色を示した。この影響の明らかな減少は、PMで
処置したラットで見られ、そしてAGまたは組合されたAGおよびPMで見られ
なかった。
【0164】 盲等級分けによる平均糸球体容積の分析は、アマドリ−RSAおよびAGE−
RSAが、平均糸球体容積における明らかな増大を引き起こすことを示した(図
38)。この影響の明らかな減少は、PMとのラットの処置で見られた。各々1
0mg/kgで、AGまたは組合せたPMでの処置で影響は見られなかった。
【0165】 実施例6 高血糖症に関連した高脂血症の阻害 AGEの形成および糖尿病性ネフロパシーの発生を阻害する努力で、我々は、
ストレプトゾトシンで誘導した糖尿病ラットをピリドキサミンで処置した。我々
は、ここで、アルブミン尿症、蛋白尿症、および血漿クレアチニンにおけるそれ
の影響によって測定されるときに、ピリドキサミンが、糖尿病性ラットにおける
ネフロパシーの発生を阻害し、血漿コレステロールおよびトリグリセリドにおけ
る増大の阻害によって測定するときに、糖尿病性ラットでの異脂血症を修正し、
そして血漿乳酸塩対ピルビン酸塩比における変化によって測定されるとおり、低
酸素症または偽低酸素症のいずれかから生じる酸化還元不均衡を補正することを
報告する。比較できる用量で、ピリドキサミンは、糖尿病性ネフロパシーに対す
る保護の上でプロトタイプのAGE−阻害剤アミノグアニジンよりいっそう有効
であり、糖尿病の異脂血症および代謝の異常性の逆転であった。ここに使用され
る場合、「糖尿病性哺乳類」は、現に糖尿病である哺乳類、およびグルコースに
寛容でないものおよび/またはそれらの血中糖濃度に関係なく、膵臓の不十分さ
を示すものを包含する。我々は、AGE阻害剤が両方とも、糖尿病性ネフロパシ
ーに対して保護し、そして脂質および炭化水素化学および代謝における広範な効
果を発揮すると結論づける。
【0166】 導入 この研究の目的は、AGEの形成におけるPMおよびAGの効果および糖尿病
性ラットにおけるネフロパシーの発生を評価することである。30週の実験の終
わりに、我々は、糖尿病性ラットから得た血漿が、対照ラットからのものより目
視でいっそう脂ぎっていること、そしてPM−およびAG−処置糖尿病性動物の
両方で脂血症における減少があるようであることを観察した。我々は、PMおよ
びAGの両方が、STZ−糖尿病性ラットにおけるネフロパシーの発生を阻止し
たのみならず、糖尿病性ラットにおける血漿コレステロールおよびトリグリセリ
ドにおける増大をも阻害し、そして糖尿病での改変された状態の指標である血漿
ラクトースおよびラクトース/ピルビン酸塩比における増加を逆転させたことを
報告する。我々は、AGEの形成における、糖尿病性動物でのコラーゲンの増加
した化学的修飾の起点および基質および酸化的ストレスの相対的重要さ、そして
脂質対炭化水素についても検討した。我々の結果は、PMが、糖尿病におけるネ
フロパシーおよび血管疾病の両方の発生を阻害する有効な治療剤であり得ること
を示唆する。
【0167】 材料および方法 特に指示されない限り、試薬および酵素は、セントルイスのシグマケミカル(
Sigma Chemical Co.,)から購入した。
【0168】 実験の設計 STZの注入により糖尿病になった雌のスプレーグ−ドーリーラットでこれら
の実験を行った。糖尿病は、0.1Mクエン酸緩衝液(pH4.5)中の45m
g/kgのSTZの単回の尾部静脈注射によって誘導された。対照動物は、緩衝
液のみで偽注射した。糖尿病は、STZ注射の後、2および3日で、血中グルコ
ース濃度を測定することによって確認された。16mMより高い血漿グルコース
を示す動物は、糖尿病と分類された。糖尿病性ラットを、未処置糖尿病群(n=
12)および飲料水中に1g/LでPM(n=13)またはAG(n=12)の
いずれかを受ける2つの糖尿病処置群に任意に分けた。2つの非糖尿病対照群が
含まれ、一方は、処置を受けず(n=13)、他方は、飲料水中に2g/LでP
M(HCl)を受ける(n=12);PM処置対照群におけるPMの用量が高
いほど、糖尿病動物に比較して、非糖尿病の水摂取が低いことを部分的に補償す
るように設計した。全ての動物を、各々12時間の明暗サイクルで個々に収容し
、そして食物および水に自由に接触させた。体重を維持するため、および高血糖
症を制限するために、糖尿病動物は、3IUのウルトラレンテインスリン(Hu
mulin U、Eli Lilly)を週当たり三回受けた。これは、体重に
おける増加のために調整する15週の後に5IUに増加された。
【0169】 ネフロパシー ネフロパシーの進行は、尿中のアルブミンおよび総タンパク質の、そして血漿
中のクレアチニンの月毎の測定によって評価された。尿測定のために、ラットを
、代謝ラットケージ(Nelgene、Nelge Company、Roch
ester、NY)に24時間収容した。数滴のトルエンを尿収集ビーカーに添
加して、微生物の成長を防止した。ウォラックビクターモデル(Wallac
Victor Model)1420多標識プレート読み取り装置(Walla
c,Inc.、Gaithersburg,MD.)を用いた最近の方法のマイ
クロプレート適用によって、血漿および尿中のタンパク質および代謝産物につい
ての全アッセイを行った。対照実験は、PMもAGもいずれも、血漿または尿中
に存在する濃度で、尿タンパク質を除いて、アッセイのいずれかに干渉を引き起
こさないことを示した(下記参照)。
【0170】 尿アルブミンは、ELISAアッセイによって定量された。ラットアルブミン
およびホースラディッシュペルオキシダーゼ(HRP)接合ヤギ抗−ウサギIg
Eに対するウサギ抗血清を、カリフォルニア州コスタメサのアICN Biom
edical Reserch Productsから購入した。簡潔には、ウ
ェルを、0.1M炭酸ナトリウム緩衝液(pH10.4)中の50ngのラット
アルブミン(Sigma、St.Louis)で、一夜、4℃で被覆した。競合
段階で、100μLの標準または希釈尿サンプルを、マイクロプレート振蘯装置
上で、室温で3時間、100μLのウサギ抗−ラットアルブミン抗血清とインキ
ュベートした。洗浄後、ホースラディッシュペルオキシダーゼ接合ヤギ抗−ウサ
ギIgG(200μL)を、振蘯させながら、25℃で1時間使用し、そしてプ
レートを、室温で45分間、200μLのABTS−試薬(2,2’−アジノ−
ビス(3−エチルベンズチアゾリン−6−スルホン酸)で展開させ、そして40
5nmで吸光度を測定した。
【0171】 総尿タンパク質を、シグママイクロプロテイン(Sigma Micropr
otein)−PRキットを用いた実験の終わりに測定した。簡潔には、サンプ
ルおよび標準のアリコート量を、ピロガロールレッドおよびナトリウムモリブデ
ートを含有する試薬溶液に添加し、37℃で3分間インキュベートし、そして5
70nmで吸光度を測定した。サンプルのPMまたはAG定数についての修正(
<10%)を行った。シグマキット番号555−Aを用い、ジャフェのピクリン
酸手段によって、血漿クレアチニン濃度を測定した。簡潔には、20μlのサン
プルまたは標準を、200μLのピクリン酸と混合した。490nmでの吸光度
を、酸試薬を添加する前後に読み取った。
【0172】 血漿中のコレステロール、ゴリグリセリド遊離脂肪酸およびグリセロール 両方のアッセイのためのカリブレーターを含めて総コレステロール(番号35
2)および総トリグリセリド(番号37、GPO帯)のためのシグマキットを用
いた酵素的、色測定最終点アッセイによって、総コレステロールおよびグリセリ
ドを測定した。Nomaら(1973年)により記述されるとおり、有機溶解性
銅複合体として遊離脂肪酸を測定した(Nomaら、1993年、Clin.C
him.Acta 43:317−320)。Bergmanによって記述され
るとおり、グリセロールキナーゼおよびグリセロール3−リン酸デヒドロゲナー
ゼを用いた分光測定酵素的アッセイによって、グリセロールを測定した(Ber
gman、1974年、グリセロール−リン酸デヒドロゲナーゼのアッセイ。M
ethods of Enymatic Analysis Vol.3におけ
るBergman,H.V.Berlin:Verlag Chemie。14
04−1408)。
【0173】 乳酸塩、ピルビン酸塩、およびケトン体 NADH/NAD結合アッセイ(それぞれ、シグマキット番号826、72
6および310)を用いて、乳酸塩、ピルビン酸塩およびβ−ヒドロキシブチラ
ートを、分光光学的に測定した。LIらにより記述されるとおり、アセト酢酸リ
チウム塩、β−ヒドロキシブチラートデヒドロゲナーゼII型およびNADHを
用いたβ−ヒドロキシブチラートアッセイの逆転によって、アセト酢酸を測定し
た(Liら、1980年、Clin.Chem.26:1713−1717)。
【0174】 腎臓の形態測定 右腎臓の1側面を、一組の平行カミソリ板を使用して、2ミリメートル厚のス
ライスに切った。そのスライスの一方の半分を、先入観なしに全身で選択し、ホ
ルマリンに入れた。これらのスライスを、一連のアルコールを通して脱水し、そ
してJB−4TM(Polysciences Inc.、Warringto
n.PA)に埋設した。各JB−4TMブロックから、5マイクロメートル厚の
切片を切取り、トルイジンブルーで染色し、そして糸球体容積の測定のために使
用した。非選択スライスから、皮質の小さなブロックを、ミロニグ緩衝液中の2
.5%グルタルデヒド中で固定し、一連のアルコールを通して、ポリベッド(P
olyBed)812登録商標(Polysciences Inc.、War
rington.PA)に埋設した。先入観なしに糸球体を選択するために、1
マイクロメートル厚の切片を、ポリベッド(PolyBed)812登録商標ブ
ロックから切取り、そしてトルイジンブルーで染色した。真中の糸球体を、電子
顕微鏡のために選択した。レイチャートウルトラカット(Reichert U
ltracut)Eウルトラマイクロトムを用いて銀−金切片を切取り、スロッ
ト格子に載せ、そして酢酸ウラニルおよびクエン酸鉛で染色した。JEOL10
0CL電子顕微鏡を用いて、画像を得た。各動物から得られる3つの糸球体を、
電子顕微鏡パラメータを測定するために使用した。
【0175】 糸球体の容積を測定するために、単眼鏡に付着した小型鏡を具備したオリンパ
スBH−2顕微鏡を、画像をベンチトップに投影するために使用した。2.5m
m増加で顕微鏡ステージを移動することによって、各JB−4TM切片から得た
フィールドを、先入観なしに全身で選択した。投影した画像の上にグリッドの点
を重ね合せることによって、各フィールド内の全糸球体のプロファイルの領域を
測定した。各糸球体プロファイルに当たる点の数を計測した。方程式、領域=(
ΣP/ΣG)×(5000/150)(式中、ΣPは、糸球体プロファイルを
当てる点の総計であり、そしてΣGは、測定されたプロファイルの数であった)
によって平均糸球体領域を計算し、500は、マイクロメートルでグリッド点の
間の距離であり、150は、投影された画像の倍率であった。方程式、容積=領
3/2×1.38/1.01(式中、1.38は、球形粒子についての修正因
子であり、そして1.01は、糸球体の中の多様な容積についての修正因子であ
る)を用いて、WeibelおよびGomezの方法によって容積を計算した(
WeibelおよびGomez、J.Appl.Physiol.17:343
−348、1962年)。糸球体の容積測定のために、65プロファイルの平均
を測定した。目盛スライスを、投影画像の倍率が150×であることを確認する
ために使用した。
【0176】 糸球体の基底膜(GBM)の幅を測定するために、顕微鏡ステージコントロー
ルの現在位置を用いて、先入観なしに画像を全身的に得た。およそ25パーセン
トの各糸球体プロファイルが、15,000×の最終倍率で作画された。オルト
ゴナル切片法(Jensenら、J.Microscopy 115:19−3
3、1979年)を用いて、糸球体基底膜幅を測定した。糸球体の基底膜の16
9測定の平均を、動物当たりで行った。糸球体当たりの糸球体間質の容積密度[
Vv(糸球体間質/糸球体)]の測定のために、画像を得て、そして一緒に合せ
て、3900×の最終倍率で、全糸球体プロファイルのモンタージュを形成した
。粗大な、および微細な点のグリッドを、モンタージュの上に載せた。糸球体間
質に入る微細な点の数および糸球体に入る粗大な点の数を計測した(Weibe
l,E.R.、Practical Methods for Biologi
cal Morphometry,Stereological Method
s,Vol.1、New York、Academic Press、332、
1979年)。Vv(糸球体間質/糸球体)=ΣFP/(ΣCP×4)(式中、
ΣFPは、糸球体間質に入る微細な点の数であり、そしてΣCPは、全ての3つ
の糸球体に入る粗大な点の数である)。各粗大な点について4つの微細な点があ
るように、グリッドを行った。174の粗大な点の平均は、糸球体を当て、そし
て164の微細な点は、動物当たり糸球体間質を当てた。目盛グリッドを、高お
よび低倍率で、フィルムの各ロールについて写真に撮り、各測定画像の正確な倍
率を測定した。Vv(糸球体間質/糸球体)により糸球体の容積を増大させるこ
とによって、総糸球体間質の容積を計算した。
【0177】 統計的分析 ウインドウズ(Windows(登録商標))V1.00のためのシグマスタ ット(SPSS Inc.、Chicago IL)を用いて、統計的分析を行 った。非パラメータ性マン−ホワイトニーランク総計分析によって、P値を計算 した。パーソンの産物モーメント法によって、修正分析を行った。
【0178】 結果 ネフロパシーの進行 尿中アルブミンおよびタンパク質分泌、および血漿クレアチニン濃度を、糖尿
病性ネフロパシーの測定として使用した(図39)。PM−処置非糖尿病対照は
、実施例を通して、非処置の非糖尿病対照と区別できなかったが、しかし、アル
ブミン尿症は、全糖尿病群で時間と共に増加し、そして未処置糖尿病動物は、ア
ルブミン尿症で最大の増加を示す。糖尿病の23週で、全3つの糖尿病群は、互
いに、そしてアルブミン尿症に関しては、非糖尿病対照と明らかに異なっていた
(図39A)。PMは、AGより、アルブミン尿症に対する明らかに大きな保護
を提供した。図39Bに示されるとおり、血漿クレアチニン値も、約第17週で
正常より上昇し始めた。アルブミン尿症および蛋白尿症で観察されるとき、PM
は、AGより明らかにいっそう有効であるが、PMおよびAGの両方とも、血漿
クレアチニンでの上昇を鈍らせた。アルブミン尿症での効果は、蛋白尿症での差
異によって監視され、アルブミン尿症は、ネフロパシーのいっそう感受性のある
指標であるようだが、実験の終わりに測定された(図39C)。
【0179】 異脂血症 ネフロパシーで、我々は、未処置糖尿病動物の血液が、対照およびPM−また
はAG−処置動物から得られる血液より目視でいっそう脂ぎっていることを観察
した。血漿脂質のアッセイ(図40)は、未処置糖尿病動物における脂血症での
実質的増大、そしてPMおよびAGの両方による高脂血症の実質的修正を示した
。トリグリセリド(図40A)は、非糖尿病対照における100mg/dLに比
較して、糖尿病ラットで〜700mg/dLの平均まで増大し、そしてそれぞれ
、PMおよびAGによって220と350mg/dLの平均まで減少された。血
漿コレステロール(図40B)は、〜50%まで増大され、そしてPMによって
正常化され、そしてAGで部分的に修正された。脂血症における増大は、糖尿病
における脂質タンパク質リパーゼ活性のため、末梢組織で低密度脂質タンパク質
の減少した取込に寄与され得るが、血漿中の遊離脂肪酸およびグリセロールの両
方における増大に基づいて、増大した脂肪分解をも示す。図40および40Dに
示されるとおり、血漿遊離脂肪酸およびグリセロール濃度は、糖尿病ラットで2
−3倍まで増大され、そしておよそ50%がPMまたはAGのいずれかでの処置
によって正常化された。
【0180】 酸化還元不均等 脂質代謝における選択は、糖尿病でグルコースで誘導された酸化還元不均衡(
偽低酸素症)(Williamsonら、Diabetes 42:801−8
13、1993年)または減少した組織酸化(MayrovitzおよびLar
sen、Microvasc.Res.52:115−126、1996年;T
esfayeら、Diabetologia 37:847−854、1994
年)(真性低酸素症)から生じ得る。こららの変化は、NADH/NADの細
胞質ゾル比における変化まで影響され、そしてそれは、血漿中の乳酸塩対ピルビ
ン酸塩の比を測定することによって間接的に評価され得る。図41に示されると
おり、糖尿病動物は、増大した乳酸塩/ピルビン酸塩比と同様に、血漿中の乳酸
塩およびピルビン酸塩の両方の明らかに高い濃度を示した。PMおよびより少な
い範囲のAGは、炭化水素の酸化的代謝でのこれらの欠乏を部分的に修正した。
我々は、血漿β−ヒドロキシブチラートおよびアセトアセテート濃度も測定し、
しばしば、ミトコンドリアの状態の指標として使用された。これらの代謝産物の
濃度は、動物の間で大いに変化した。糖尿病動物におけるβ−ヒドロキシブチラ
ートおよびアセトアセテートにおける増加に対する明確な傾向があり、そしてP
MおよびAGの両方がこれらの変化を修正したという指示である一方で、差異は
、統計的有為性に達しなかった。
【0181】 解剖学的観察 表1に示されるとおり、平均腎臓および肝臓重量は、絶対的語句で、および総
体重マスの画分としての両方で、糖尿病ラットで増大した。組織重量におけるこ
れらの変化は、PMおよびAGによって部分的に逆転された。糖尿病動物の腎臓
に、偶発的な嚢胞が観察されたが、しかし、薬剤処置群では増大されなかった。
主要臓器での腫瘍における増加も、PMまたはAG療法のいずれかに関連した他
の通常でない病理学の証拠もなかった。腎臓形態学における顕著な変化は、糸球
体の基底膜(GBM)厚みにおける30%増加、糸球体の容積における60%増加
、糸球体間質の容積画分での25%増加、そして糸球体間質の容積における10
0%増加(表2)を含め、ラットで糖尿病の7ヶ月の期間内に観察可能であった
。PMは、糸球体容積ので明らかであるが、しかし増加の部分的修正を引き起こ
し、そしてGBM厚みおよびPMによる糸球体間質の容積における減少に向けた
傾向があった。PM処置ラット中の糸球体間質の容積画分における増加は、PM
処置動物における糸球体の容積で不均衡な減少から生じ得た。これらのパラメー
タにおけるAGの効果は、評価されなかった。
【0182】
【表1】
【0183】
【表2】 生化学的パラメータおよびAGEの間の関係 脂質は、糖尿病ラットにおいて明らかに増大された、そしてPMおよびAGに
よって低下させられたので、そして脂質は、CML(13)、CEL(14)お
よび蛍光産物、例えばリポフュズシン、そして組織タンパク質中の架橋構造(ペ
ントシジンを除いて)の起源として認識されるので、我々は、糖尿病ラット中の
血漿脂質、糖尿病性ネフロパシーおよびタンパク質の化学的修飾の間の関係を試
験した。図42に示されるとおり、皮膚コラーゲン中のCMLおよび血漿トリグ
リセリドの間に強力な相互関係があり、そしてCMLおよびトリグリセリドも、
微細アルブミン尿症に相互関係した。他の相互関係は、表3で要約される。これ
らのパラメータが、影響を及ぼされないか、またはコラーゲンのグリケーション
の場合には、薬剤療法によってわずかに影響されるので、これらの測定で、脂血
症またはタンパク質グリケーションと相互関係したものはなかった。
【0184】
【表3】 検討 糖尿病ネフロパシーにおけるピリドキサミンの効果 これらの研究は、AGEの形成におけるPMの有効性およびSTZ−糖尿病ラ
ットにおけるネフロパシーの発生を評価するために設計した。本報告では、尿中
アルブミンおよび血漿クレアチニン濃度の両方での減少によって測定されるとお
り、我々は、PMが、糖尿病ラットでのネフロパシーの発生を阻止したことを示
す。研究の終わりに測定された蛋白尿も、PM処置ラットで明らかに減少された
。PMが、糖尿病ラットで、微細アルブミン尿症およびクレアチニン血症におけ
る増大を阻止する上で、そして異脂血症および酸化還元不均衡を修正する上で明
らかにいっそう有効であったが、PMおよびAGの両方につての類似の効果が観
察された。こららの治療効果は、糖尿病ラットの血糖症またはグリケート化ヘモ
グロビンにおける明らかな変化なしに達成された。
【0185】 全ての糖尿病動物は、腎臓肥大(表1)を含めた腎臓構造での特徴的な変化を
示し、糸球体の基底膜(GBM)の厚くなることを促進し、糸球体の容積および
糸球体間質の拡張を増大した(表2)。PM(およびAG)は、腎臓の重さにお
ける増加を部分的に阻害したが、PMは、腎臓における超構造的変化における効
果を制限した(表2)。腎臓形態学におけるAGの効果は、この研究で測定され
なかったが、STZ−糖尿病ラットのAG処置における他の研究は、固定した結
果を生じた。1つの研究では、ルイスラットでのGBM厚みづけの阻害が報告さ
れた(EllisおよびGood、Metabolism 40:1016−1
019、1991年)一方で、AGが、スプレーグ−ドーリーラットでのGBM
厚みづけにおける効果を示さない2つの報告がある(Oturaiら、APMI
S 104:259−264、1996年;Soulis−Liparotaら
、Diabetes 40:1328−1334、1991年)。
【0186】 しかし、後者の研究の内の1つで、AGは、糸球体間質拡張を部分的に阻害し
た(Soulis−Liparotaら、Diabetes 40:1328−
1334、1991年)。関連報告では、AGは、2型糖尿病のモデル(Yam
auchiら、Diab.Res.Clin.Pract. 34:127−1
33、1997年)であるオーツカロング−エバンストクシマ脂肪ラットにおけ
る糸球体の基底膜厚みづけおよび画分の糸球体間質容積における増大を阻害した
。腎臓の形態学における可変の効果以外に糖尿病ネフロパシーにおけるAGE阻
害剤の強力な効果は、腎臓の形態学的変化が、高濾過または高血圧(測定されず
)またはこれらの実験で測定されなかった腎臓の血流力学の他の態様によって起
動され得ることを示唆する。糖尿病腎臓での細胞の変化、例えば、有足突起およ
び糸球体間質の細胞数における変化における将来の研究は、糖尿病腎臓での構造
および機能的変化の間の関係によい徴候を提供し得る。
【0187】 AGE阻害剤の代謝的効果 糖尿病ヒトにおけるAGの脂質低下効果が、先に報告(Bucalaら、Pr
oc.Natl.Acad.Sci.91:9441−9445、1994年)
されているが、STZ−糖尿病ラットでの血漿コレステロールおよびトリグリセ
リドにおけるPMおよびAGの効果の規模は驚くべきことである。血漿遊離脂肪
酸およびグリセロールにおける効果と一緒に、これらの変化は、それらのAGE
−阻害活性に加えて、AGおよびPMは、脂質代謝の中枢経路に影響を及ぼすこ
とを示す。AGとPMの間に構造的類似性がほとんどないので、PMの効果は、
リン酸ピリドキサルまたは他のBビタマーへのその変換から誘導されそうにな
い。
【0188】 高血糖症は、インビトロおよびインビボでの酸化還元補酵素の細胞内比にシフ
トを誘導することが知られており、それにより偽低酸素症の状態に至る(Wil
liamsonら、Diabetes 42:801−813、1993年)。
糖尿病ラットでの血漿乳酸塩での増加および乳酸塩:ピルビン酸塩比の規模は、
体の中の主要な組織、例えば筋肉または神経での酸化還元シフトまたは真性低酸
素症を示唆する。これらの変化は、末梢組織の減少した灌流および酸素付加から
生じ、そしてヒトおよび動物モデルの両方で糖尿病性微細血管症およびネフロパ
シーの発生に重要な役割を果し得る(MayrovitzおよびLarsen、
Microvasc.Res.52:115−126、1996年;Tesfa
yeら、Diabetologia 37:847−854、1994年;Ca
meronおよびCotter、Diab.Metab.Rev.10:189
−224、1994年;BoultonおよびMalik、臓器特異的血管変化
、Diabetic AngiopathyにおけるTooke,J.E.編、
New York:Oxford University Press、267
−275頁)。
【0189】 糖尿病の腎臓が、低酸素症でもあるという最近の報告(Pykeら、Diab
etes 48(補追1)、593(要旨)、1999年)は、低酸素症が、糖
尿病での改変代謝および病理学の発生に寄与する一般的機構であり得ることを示
唆する。炭化水素の嫌気的代謝における結果の増加は、脂質の好気性代謝も損傷
され得ることを示唆し、それにより、糖尿病ラットでの高脂血症に部分的に寄与
する。これらの効果の全てが、血管系におけるAGE形成の阻害に対して二次的
であることは起こる得るが、しかし、我々は、その薬剤の作用の多重機構を排除
できない。糖尿病ラットの血漿中の組織酸素圧、末梢血管耐性、脂質濃度および
乳酸塩:ピルビン酸塩比におけるPMの効果の速度論の評価は、薬剤作用の機構
への重要な徴候およびSTZ−糖尿病ラット中の代謝および機能的変化の発生に
おける低酸素症の役割を得た。
【0190】 PMの作用の機構 PMおよびAGの効果は、糖尿病合併症でのAGE仮説と一致する。両方の薬
剤は、論理的には、AGE形成に関与した反応性カルボキシル中間体を捕捉する
ことによって、CMLおよびCELの形成を阻害し、そして、それらは、糖尿病
ネフロパシーの発生を阻止もする。しかし、トリグリセリドおよびCMLの間、
そしてトリグリセリドとアルブミン尿またはクレアチニン血症との間の強力な相
互関係と合せて、ペントシジン形成に影響するPMまたはAGのいずれかの不全
は、脂質が、AGEの形成およびネフロパシーの発生の両方で重要であり得るこ
とを示唆する。実際に、CMLおよびCELの両方が、脂質過酸化反応の間に形
成され(未公表の結果、およびFuら、J.Biol.Chem.271:99
82−9986、1996年)、そしてコラーゲン中のそれらの濃度における減
少が、AGE阻害剤によって影響された血漿トリグリセリドでの減少の直接的結
果であり得ることが主張された。しかし、炭化水素(Pykeら、Diabet
es 48(補追1)、593(要旨)、1999年)から占有的に誘導された
産物であるペントシジンが、糖尿病ラットの皮膚および腎臓のコラーゲンの両方
で増加されるという事実は、炭化水素自動酸化およびグリコシド化が、AGE形
成に寄与することを示す。PMまたはAGも、皮膚コラーゲンでのペントシジン
における増加を防止したが、これは、インビトロでのCMLと比較して、ペント
シジンの形成を阻害することがいっそう困難であるという事実に反映し得る(D
yerら、J.Biol.Chem.266:11654−11660、199
1年;Litchfieldら、Int.J.Biochem.出版中、199
9年)。CML、CELおよびペントシジンでの相対的増加も、対照ラットに比
較して糖尿病でも類似であり、ペントシジンの場合に自然で炭化水素でなければ
ならない共通の前駆体からそれらの起点と一致する。皮膚中のCMLおよびペン
トシジン(Degenhardtら、出版中)および腎臓のコラーゲンの相対的
濃度も、インビトロでのグルコースによるコラーゲンの修飾の間のこれらの化合
物の相対的収量(Dyerら、J.Biol.Chem.266:11654−
11660、1991年;Litchfieldら、Int.J.Bioche
m.出版中、1999年)、すなわち、ペントシジンと比較して、50−100
倍高い濃度のCMLとも一致する。したがって、これらの産物の内の3つ全ては
、糖尿病コラーゲンの蛍光および架橋と同様に、グリコキシル化反応から誘導さ
れることが最もありそうに見える。
【0191】 異脂血症および糖尿病合併症 異脂血症は、糖尿病ネフロパシーの発生についての危険因子として認識される
(OdaおよびKeane、Kidney Internat.52、補追2:
S36−S38、1997年;Smuldersら、Eur.J.Clin.I
nvest.27:997−1002、1997年)が、しかし糖尿病と関係な
くネフロパシーと共通に関連もしている(GuijarroおよびKeane、
Curr.Opin.Nephrol.Hypertens.2:372−37
9、1993年;Saito,T.、Tohoku J.Exp.Med.18
1:321−337、1997年)。脂質代謝における異常性が、高血糖症の発
生に関して、糖尿病で最初に発生されたことは、さらにあり得ると思われる。こ
の場合に、異脂血症は、おそらく、腎臓(または血管系)に捕捉された脂質タン
パク質の局在酸化、および高次的脂質化最終産物(ALE)の連続形成を通して
、ネフロパシーの発生を促進し得た。AG(Picardら、Proc.Nat
l.Acad.Sci.USA 89:6876−6880、1992年;Gi
ardinoら、Diabetes 47:1114−1120、1998年)
およびPM(未公開結果)は、脂質過酸化の間タンパク質の修飾を阻害すること
が知られており、それによりこれらの薬剤が、糖尿病性ネフロパシーの対する保
護を提供し得るグリコキシ化反応の阻害に加えて、機構が示唆される。AGEお
よびALEの両方の形成における修正された効果は、血管コラーゲンの修飾(付
着、硬化)が減少すること、改善された末梢灌流および酸素付加、脂質代謝の正
常化および異脂血症の修正に至り得る。これらの病理学の間の原因−効果の関係
は、本発明の実験および利用可能なデータによって測定できず、しかし、対照、
糖尿病およびPM処置糖尿病動物の組織中のALEの測定が、タンパク質の化学
的修飾および糖尿病での合併症の発生におけるAGE−阻害剤の効果の後半な範
囲を剥き出し得る。
【0192】 異脂血症の遺伝、食物因子、および疾病、並びに主主の原因の間の複合相互作
用を含めた異脂血症の複数の原因がある。その後、異脂血症を防止および/また
は治療する方法は、病因因子に依存し得る。ラットモデルでの過剰脂質摂取(す
なわち、高カロリー食)によって引き越こされる上昇した血清脂質濃度を部分的
に減少させるピリドキサミンが、先に報告された(Speck、米国特許番号第
5,288,716号)。Speckは、腎不全または脂質代謝における遺伝的
欠如のような高脂血症の他の原因を開示していない。本出願に存在するデータよ
り前に、欠陥のある脂質代謝によって引き起こされる高脂血症を治療または防止
するピリドキサミンの使用についてのデータは存在しなかった。特に、Spec
kらは、おびただしい代謝経路を劇的に影響し、そして広範な範囲の生理学的影
響を示すことが知られた症状である糖尿病に関連した高脂血症を治療または防止
する上でピリドキサミンの効果に関して何ら指針を示さなかった。
【0193】 要約すると、我々は、AGE阻害剤PMおよびAGが、組織タンパク質の化学
的修飾を阻害し、ネフロパシーの発生を阻止し、そして実質的に、STZ糖尿病
ラット中で異脂血症を逆転させることを示す。我々は、PMおよびAGが、ST
Z糖尿病ラットでの酸化還元不均衡を実質的に逆転することも示した。全身性酸
化還元不均衡は、偽低酸素症、低酸素症、および組織中の虚血を示し、そしてそ
の症状は、多くの疾病の状態に重要な役割を果すが、それに限定されないが、糖
尿病合併症、アルツハイマー病および筋萎縮性側索硬化症;発作、炎症性外傷お
よび疾病、加齢および組織虚血のような神経変性疾病が挙げられる。(例えば、
Andrusら、J.Neurochem.71:2−41−2048(199
8年);Hallら、J.Neurosci.Res.53:66−77(19
98年);Smithら、J.Histochem.Cytochem.46:
731−735(1998年);Smithら、J.Neurochem.70
:2212−2215(1998年);Russellら、Arch.Bioc
hem.Biophys.370:236−239(1999年);Flowe
rsおよびZimmerman、New Horizons 6:169−18
0(1998年);Piedimonteら、J.Infect.Diseas
e 176:655−664(1997年)参照)。したがって、酸化還元不均
衡を治療および防止する方法は、これらの症状を治療する上で有用である。
【0194】 一般に、PMは、コラーゲンの非酵素的修飾の阻害でのAGに匹敵するようで
あったが、糖尿病ラットにおける生化学的および生理学的変化を阻害する上で明
らかにいっそう有効である。我々の結果は、糖尿病における炭化水素および脂質
の両方の改変した化学および生化学の間の相互作用の複合体ウェブを示唆する。
動物の毒性学研究は、PMが、低い毒性および優れた安全性プロファイルを示す
ことを示し、そしてI相臨床治験は、現在、糖尿病合併症の治療のためのPMの
有効性を評価する試みで進行中である。
【0195】 コレステロールおよびトリグリセリドの血漿濃度は、糖尿病ラット研究でのP
Mによっても低下された。PMがコレステロールおよびトリグリセリドを低下さ
せる機構は、知られていないが、しかしPMは、コレステロール合成および分解
のある種の酵素的経路に影響し得ることを示唆する。例えば、PMは、ヒドロキ
シメチルグルタリル−補酵素A(HMG−CoA)リダクターゼまたはアンギオ
テンション変換酵素(ACE)を阻害し得る。皮膚におけるAGE形成の血漿ク
レアチニンおよび尿中アルブミン、そして糖尿病動物モデルので総コレステロー
ルおよびトリグリセリドの低下は、PMが、糖尿病および異脂血症の両方から生
じる合併症の発生に関連した幾つかの改変された代謝過程およびタンパク質損傷
を阻害する能力のある多目的薬剤であるという仮定を支持する。
【0196】 我々は、PMの投与が、糖尿病でのネフロパシー、網膜症、および炎症治癒欠
損を含めた血管機能障害と関連した糖尿病の合併症の防止のためと同様に、そし
て糖尿病なしの患者における血管疾病、組織低酸素症、および虚血の治療と同様
に、血管疾病の治療に有用であることを立証し得ることを示唆する証拠をも提供
する。
【0197】 実施例7 酸化的タンパク質修飾を阻害するための化合物 本発明は、化合物、および一般式:
【化14】 (式中、Rは、CHNH、CHSH、COOH、CHCHNH
CHCHSH、またはCHCOOHである; Rは、OH、SH、またはNHである; Yは、YがNである場合Rは何もなく、そしてYがCである場合RはNO または他の電子抜取基であるようにNまたはCである) を示す化合物およびその塩を含有する医薬組成物を包含する。
【0198】 本発明は、化合物、および一般式:
【化15】 (式中、Rは、CHNH、CHSH、COOH、CHCHNH
CHCHSH、またはCHCOOHである; Rは、OH、SH、またはNHである; Yは、YがNである場合Rは何もなく、そしてYがCである場合RはNO または他の電子抜取基であるようにNまたはCである; Rは、H、またはC1−18アルキルである; RおよびRは、H、C1−18アルキル、アルコキシまたはアルカンである
) を示す化合物およびその塩を含有する医薬組成物をも包含する。
【0199】 さらに、本発明は、式
【化16】 の化合物をも予想する。
【0200】 本発明の化合物は、それに限定されないが−NH、−NHR、−NR、−
OH、−OCH、−OCR、および−NH−COCH(式中、Rは、C1−
18アルキルである)のような1つまたはそれ以上の電子抜取基を具体化できる
【0201】 本発明で「アルキル」および「低級アルキル」では、例えば、メチル、エチル
、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、
ペンチル、2−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、2−ヘキシ
ル、3−ヘキシル、および3−メチルペンチルのような1−18炭素原子を示す
直鎖または分岐鎖アルキル基が意味される。特に示されない限り、ここでアルキ
ル基置換基は、ヒドロキシ、モノ−またはジアルキルアミノ、フェニルまたはピ
リジルから独立に選択される少なくとも1つの基に都合により置換される。
【0202】 本発明の「アルコキシ」および「低級アルコキシ」は、例えば、メトキシル、
エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、sec−ブトキシ、t
ert−ブトキシ、ペントキシ、2−ペンチル、イソペントキシ、ネオペントキ
シ、ヘキソキシ、2−ヘキソキシ、3−ヘキソキシ、および3−メチルペントキ
シのような1−18炭素原子を示す直鎖または分岐鎖アルコシキ基が意味される
【0203】 本発明の「アルケン」および「低級アルケン」は、例えば、エチレン、プロピ
レン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、シスおよびトランス2−ブテ
ン、または2−ペンテン、イソブチレン、3−メチル−1−ブテン、2−メチル
−2−ブテン、および2,3−ジメチル−2−ブテンのような1−18炭素原子
を示す直鎖または分岐鎖アルケン基が意味される。
【0204】 本発明の「その塩」によって、それに限定されないが、Al、Zn、Mg、C
uおよびFeのような上記化合物との塩および金属複合体として本発明の化合物
が意味される。
【0205】 当業者は、標準法および技術を用いて本発明の化合物を作製し得る。
【0206】 本発明は、適切な担体中に1つまたはそれ以上の本発明の化合物、またはその
塩を含むことを特徴とする、医薬組成物を包含する。本発明は、インビボでAG
E形成に関連する病理学の治療的介在のために本発明の医薬品を投与する方法を
包含する。本発明の1つの好ましい実施形態で、治療すべきAGE関連病理学は
、糖尿病性ネフロパシーに関連する。
【0207】 本発明は、その概念または基本的特徴から逸脱することなしに、他の形態で具
体化されるか、または他の方法で行い得る。したがって、本開示および膨大な実
施例は、全ての点で、例示的であって、限定的であるとして意図されるべきでな
く、そして本発明の範囲は、付随の請求項に示され、そして全て等価性は、そこ
に受け入れられることが意図される。当業者は、本発明の等価な実施形態を認識
でき、そして本開示の教示および日常的実験のみを用いてそのような実施形態を
実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 ウシ血清アルブミン(BSA)中のAGE形成におけるビタミンB誘導体の
効果を描く一連のグラフである。図1Aはピリドキサミン(PM)、図1Bはリ
ン酸ピリドキサル(PLP)、図1Cはピリドキサル(PL)、図1Dはピリド
キシン(PN)である。
【図2】 ウシ血清アルブミン中のAGE形成におけるビタミンB誘導体およびアミノ
グアニジン(AG)の効果を描く一連のグラフである。図2Aはピロリン酸チア
ミン(TPP)、図2Bはモノリン酸チアミン(TP)、図2Cはチアミン(T
)、図2Dはアミノグアニジン(AG)である。
【図3】 ヒトメトヘモグロビン(Hb)中のAGE形成におけるビタミンB誘導体の
効果を描く一連のグラフである。図3Aはピリドキサミン(PM)、図3Bはリ
ン酸ピリドキサル(PLP)、図3Cはピリドキサル(PL)、図3Dはピリド
キシン(PN)である。
【図4】 ヒトメトヘモグロビン中のAGE形成におけるビタミンB誘導体およびアミ
ノグアニジン(AG)の効果を描く一連のグラフである。図4Aはピロリン酸チ
アミン(TPP)、図4Bはモノリン酸チアミン(PLP)、図4Cはチアミン
(T)、図4Dはアミノグアニジン(AG)である。
【図5】 ピロリン酸チアミン(TPP)、ピリドキサミン(PM)およびアミノグアニ
ジン(AG)によるリボヌクレアーゼAのグリケーションの阻害の棒グラフ比較
である。
【図6】 図6Aは、ELISAによって監視されるときのリボースによるRNアーゼ(
10mg/mL)のグリケーションの速度論のグラフである。図6Bは、pH7
.5でのリボース濃度における逆数半減期の依存性を示すグラフである。
【図7】 ELISAによって監視されるときのグルコース(7B)およびリボース(7
A)によるRNアーゼの非中断および中断グリケーションの比較を示す2つのグ
ラフである。
【図8】 RNアーゼの非中断および中断リボースグリケーションの間中のペントシジン
蛍光(任意の単位)増加の速度論を示す2つのグラフである。図8Aは、0.0
5Mリボースの存在下での非中断グリケーションであり、図8Bは、インキュベ
ーションの8および24時間後の中断グリケーションである。
【図9】 反応性中間体構築の速度論を示すグラフである。
【図10】 リボースによるAGE形成の後期アマドリ阻害のグラフである。図10Aは、
時間0の時点で緩衝液を含有する阻害剤に、アリコート量を希釈した場合のデー
タをグラフで表す。図10Bは、24時間でサンプルが中断され、そしてその後
、緩衝液を含有する阻害剤に希釈される場合のデータをグラフで表す。
【図11】 グリケーションの中断に続くpHにおける抗原性AGEの形成の当初速度の依
存性を示すグラフである。
【図12】 中断グリケーションの後のELISAで検出されたAGE形成におけるpH飛
躍の効果を示す2つのグラフである。pH5.0緩衝液中で37℃で12日間残
された中断サンプルは、低pH(図12A)にさらされていない正常な対照サン
プルに比較したとき、実質的AGE(33%、図12B)を生成した。
【図13】 リボースによるリボヌクレアーゼA(RNアーゼA)の非中断グリケーション
の間中のAGE形成におけるビタミンB誘導体の効果を描く一連のグラフであ
る。図13Aはピリドキサミン(PM)、図13Bはピリドキサル−5’−リン
酸塩(PLP)、図13Cはピリドキサル(PL)、図13Dはピリドキシン(
PN)である。
【図14】 リボースによるリボヌクレアーゼA(RNアーゼA)の非中断グリケーション
の間中のAGE形成におけるビタミンB誘導体およびアミノグアニジン(AG
)の効果を描く一連のグラフである。図14Aはピロリン酸チアミン(TPP)
、図14Bはモノリン酸チアミン(TP)、図14Cはチアミン(T)、図14
Dはアミノグアニジン(AG)である。
【図15】 リボースによるウシ血清アルブミン(BSA)の非中断グリケーションの間中
のAGE形成におけるビタミンB誘導体の効果を描く一連のグラフである。図
15Aはピリドキサミン(PM)、図15Bはピリドキサル−5’−リン酸塩(
PLP)、図15Cはピリドキサル(PL)、図15Dはピリドキシン(PN)
である。
【図16】 リボースによるウシ血清アルブミン(BSA)の非中断グリケーションの間中
のAGE形成におけるビタミンB誘導体およびアミノグアニジン(AG)の効
果を描く一連のグラフである。図16Aはピロリン酸チアミン(TPP)、図1
6Bはモノリン酸チアミン(TP)、図16Cはチアミン(T)、図16Dはア
ミノグアニジン(AG)である。
【図17】 リボースによるヒトメトヘモグロビン(Hb)の非中断グリケーションの間中
のAGE形成におけるビタミンB誘導体の効果を描く一連のグラフである。図
17Aはピリドキサミン(PM)、図17Bはピリドキサル−5’−リン酸塩(
PLP)、図17Cはピリドキサル(PL)、図17Dはピリドキシン(PN)
である。
【図18】 リボースによる中断グリケーションの後の後期アマドリAGE形成におけるビ
タミンB誘導体の効果を描く一連のグラフである。図18AはBSAおよびピ
リドキサミン(PM)、図18BはBSAおよびピリドキサル−5’−リン酸塩
(PLP)、図18CはBSAおよびピリドキサル(PL)、図18DはRNア
ーゼおよびピリドキサミン(PM)である。
【図19】 リボースによる中断グリケーションの後の後期アマドリAGE形成におけるピ
ロリン酸チアミンの効果を描くグラフである。図19AはRNアーゼ、図19B
はBSAである。
【図20】 リボースによる中断グリケーションの後の後期アマドリAGE形成におけるア
ミノグアニジンの効果を描くグラフである。図20AはRNアーゼ、図20Bは
BSAである。
【図21】 リボースによる中断グリケーションの後の後期アマドリAGE形成におけるN
−アセチル−L−リシンの効果を描くグラフである。
【図22】 リボソームによるRNアーゼ(図22A)およびBSA(図22B)の中断グ
リケーションの後のピロリン酸チアミン(TPP)、ピリドキサミン(PM)お
よびアミノグアニジン(AG)によるAGE形成の後期アマドリ阻害の比較を示
す棒グラフである。
【図23】 ラット尾部カフ血圧でのインビボでのリボース処置単独の効果を示す棒グラフ
である。処置は、1、2または8日間(日)注射された0.05M、0.30M
および1Mリボース(R)を用いた。
【図24】 ラットのクレアチニンのクリアランス(100g体重当たりのクリアランス)
でのインビボでのリボース処置単独の効果を示す棒グラフである。処置は、1、
2または8日間(日)注射された0.05M、0.30Mおよび1Mリボース(
R)を用いた。
【図25】 ラットの蛋白尿症(アルブミン滲出速度)でのインビボでのリボース処置単独
の効果を示す棒グラフである。処置は、1、2または8日間(日)注射された0
.30Mおよび1Mリボース(R)を用いた。
【図26】 ラット尾部カフ血圧でのインビボでのリボースを用いた、またはなしの阻害剤
処置の効果を示す棒グラフである。処置群は、25mg/体重kgのアミノグア
ニジン(AG)、25または250mg/体重kgのピリドキサミン(P)、2
50mg/体重kgのピロリン酸チアミン(T)、または1Mリボース(R)を
用いた。
【図27】 ラットのクレアチニンのクリアランス(体重100g当たりのクリアランス)
でのインビボでのリボースを用いた、またはなしの阻害剤処置の効果を示す棒グ
ラフである。処置群は、25mg/体重kgのアミノグアニジン(AG)、25
または250mg/体重kgのピリドキサミン(P)、250mg/体重kgの
ピロリン酸チアミン(T)、または1Mリボース(R)を用いた。
【図28】 ラットの蛋白尿症(アルブミン滲出速度)でのインビボでのリボースなし、ま
たはリボース単独の阻害剤処置の効果を示す棒グラフである。処置群は、8日間
(日)、25mg/体重kgのアミノグアニジン(AG)、250mg/体重k
gのピリドキサミン(P)、250mg/体重kgのピロリン酸チアミン(T)
であるか、または1Mリボース(R)を用いた。対照群は、処置なしであった。
【図29】 ラットの蛋白尿症(アルブミン滲出速度)でのインビボでの1Mリボースを用
いた阻害剤処置の効果を示す棒グラフである。処置群は、8日間(日)単独で、
25mg/体重kgのアミノグアニジン(AG)、25および250mg/体重
kgのピリドキサミン(P)、250mg/体重kgのピロリン酸チアミン(T
)であるか、または1Mリボース(R)を用いた。対照群は、処置なしであった
【図30】 図30Aは、タンパク質からのAGE形成のダイアグラムを示す模式図1を描く
。図30Bは、アミノグアニジンの化学的構造である模式図2を描く。図30C
は、チアミン、チアミン−5’−リン酸塩、およびピロリン酸チアミンの化学的
構造である模式図3を描く。図30Dは、ピリドキシン、ピリドキサミン、ピリ
ドキサル−5’−リン酸塩、およびピリドキサルの化学的構造である模式図4を
描く。図30Eは、AGE形成の速度論の代表例である模式図5を描く。図30
Fは、AGE形成および中間体形成の速度論の代表例である模式図6を描く。
【図31】 99%[2−C13]リボースとの24時間反応によって製造されたリオボヌ
クレアーゼアマドリ中間体の125MHzC−13NMR共鳴スペクトラムを示
す。
【図32】 ペントースであるキシロース、リキソース、アラビノースおよびリボースを用
いたAGE中間形成を示すグラフである。
【図33】 アルシアンブルーを用いたpH2.5での糸球体染色の結果を示すグラフであ
る。
【図34】 アルシアンブルーを用いたpH1.0での糸球体染色の結果を示すグラフであ
る。
【図35】 RSAについての免疫蛍光性糸球体染色の結果を示すグラフである。
【図36】 ヘパランスルフェートプロテオグリカンコアタンパク質についての免疫蛍光性
糸球体染色の結果を示すグラフである。
【図37】 ヘパランスルフェートプロテオグリカン側鎖についての免疫蛍光性糸球体染色
の結果を示すグラフである。
【図38】 平均糸球体容積についての糸球体切片の分析の結果を示すグラフである。
【図39】 STZ−糖尿病性ラットでのネフロパシーの発生におけるAGおよびPMの影響
である。尿(24時間サンプル)および血液を、蛋白尿(A)および血漿クレア
チニン(B)の測定のために4週間隔で収集した。非糖尿病性対照(●)、非糖
尿病性対照+PM(■)、未治療糖尿病(○)、糖尿病+PM(□)、および糖
尿病+AG(△)群についてのデータは、平均±SEMとして表される。蛋白尿
(C)を、実験の終わり(28週の糖尿病)に24時間収集で測定した。マン−
ホワイトニーの等級総計試験によって測定された統計的要約は、A、BおよびC
での全糖尿病群対、非糖尿病性対照、p≦0.001である。(A、蛋白尿)は
、D−PM対D、p<0.0001であり、D−AG対D、p=0.05であり
、D−PM対D−AG、p<0.01である。(B、クレアチニン尿)は、D−
PM対D、p<0.0001であり、D−AG対D、p=0.05、そしてD−
PM対D−AG、p=0.02である。(C、蛋白尿)は、D−PM対D、p<
0.001であり、D−AG対D、p<0.01、そしてD−PM対D−AG、
NSである。
【図40】 STZ−糖尿病性ラットにおけるAGおよびPMの影響である。実験の終わり
(28週)に得られた血漿を、トリグリセリド(A)、総コレステロール(B)
、遊離脂肪酸(C)およびグリセロール(D)について分析した。非糖尿病性対
照(●)、非糖尿病性対照+PM(■)、未治療糖尿病群(○)、糖尿病+PM
群(□)、および糖尿病+AG群(△)についてのデータは、平均±SDである
。統計的分析は、マン−ホワイトニーの等級総計試験によって行われた。A、B
、CおよびDでの全糖尿病群対、非糖尿病性対照、p<0.001である。(A
)は、D−PM対D、p=0.0001であり、D−AG対D、p<0.05、
そしてD−PM対D−AG、p<0.01である。(B)は、D−PM対D、D
−AG対D、NSであり、D−PM対D−AG、p<0.01である。(C)は
、D−PM対D、p=0.002であり、D−AG対D、p<0.001、そし
てD−PM対D−AG、NSである。(D)は、D対C、p<0.0001であ
り、D−PM対D、p<0.0001、そしてD−AG対D、p<0.0001
、D−PM対D−AG、NSである。
【図41】 STZ−糖尿病性ラットでの酸化還元不均衡におけるAGおよびPMの影響で
ある。実験の終わり(28週)に得られた血漿を、乳酸塩(A)およびピルビン
酸塩(B)濃度について分析した。酸化還元状態の指数である乳酸塩/ピルビン
酸塩のそれらの比は、フレーム(C)に示される。記号は、図2に凡例で定義さ
れる。統計的分析は、マン−ホワイトニーの等級総計試験によって行われた。(
C、乳酸塩/ピルビン酸塩)は、D対C、p<0.0001であり、D−PM対
D、p<0.001、そしてD−AG対D、p=0.002;D−PM対D−A
G、p<0.01である。
【図42】 皮膚コラーゲン中のAGEと、生化学および生理学上のパラメータとの間の相
互関係である。相互関係は、CMLと血漿トリグリセリド(A)との間、尿中ア
ルブミンと血漿トリグリセリド濃度(B)との間、およびCMLと尿中アルブミ
ン濃度(C)との間で示される。パーソンの産物モーメント計算によって統計的
分析が行われた。記号は、図2に凡例で定義される。相互関係の係数およびp値
は、表3で要約される。
───────────────────────────────────────────────────── 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) A61P 43/00 105 A61P 43/00 105 C07D 213/66 C07D 213/66 213/69 213/69 (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 U,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD ,GE,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN, IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,L K,LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK ,MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO, RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,T M,TR,TT,UA,UG,US,UZ,VN,YU ,ZA,ZW (72)発明者 ベインズ、 ジョン ダブリュー. アメリカ合衆国 29205 サウスカロライ ナ州 コロンビア サルダ アヴェニュー 206 (72)発明者 ソープ、 スザンヌ アール. アメリカ合衆国 29205 サウスカロライ ナ州 コロンビア サルダ アヴェニュー 206 (72)発明者 デゲンハルト、 トルステン ピー. アメリカ合衆国 27713 ノースカロライ ナ州 ダーラム スウィート 120 メリ ディアン パークウェイ 2605 (72)発明者 カーリファー、 ラジャ ガブリエル アメリカ合衆国 66207 カンザス州 オ ヴァーランド パーク ウエスト ナイン ティエイス テラス 5701 (72)発明者 ハドスン、 ビリー アメリカ合衆国 66219 カンザス州 レ ネクサ ウエスト ナインティフォース ストリート 15414 (72)発明者 アルダースン、 ネイサン アメリカ合衆国 29710 サウスカロライ ナ州 ダブリュー. コロンビア シェイ ドランド サークル 106 Fターム(参考) 4C055 AA01 BA02 BA03 BA05 BA06 BA27 CA03 CA06 CA16 CA42 DA06 DA16 DA27 4C086 AA01 AA02 BC17 BC18 MA01 MA04 NA14 ZA45 ZB21 ZC33 ZC35 4C206 AA01 AA02 FA11 KA01 MA01 MA04 NA14 ZA45 ZB21 ZC33 ZC35

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 糖尿病哺乳類に、糖尿病関連高脂血症を治療するのに有効な
    量の一般式: 【化1】 (式中、Rは、CHNH、CHSH、COOH、CHCHNH
    CHCHSH、またはCHCOOHである; RおよびRは、H、OH、SH、NH、C1−18アルキル、アルコキシ
    またはアルケンである; RおよびRは、H、C1−18アルキル、アルコキシまたはアルケンである
    ; Yは、YがNである場合Rは何もなく、そしてYがCである場合RはNO または他の電子抜取基であるようにNまたはCである) で表される化合物、およびその塩を投与することを特徴とする哺乳類での糖尿病
    関連高脂血症を治療する方法。
  2. 【請求項2】 糖尿病哺乳類に、糖尿病関連高脂血症を予防するのに有効な
    量の一般式: 【化2】 (式中、Rは、CHNH、CHSH、COOH、CHCHNH
    CHCHSH、またはCHCOOHである; RおよびRは、H、OH、SH、NH、C1−18アルキル、アルコキシ
    またはアルケンである; RおよびRは、H、C1−18アルキル、アルコキシまたはアルケンである
    ; Yは、YがNである場合Rは何もなく、そしてYがCである場合RはNO または他の電子抜取基であるようにNまたはCである) で表される化合物、およびその塩を投与することを特徴とする哺乳類での糖尿病
    関連高脂血症を予防する方法。
  3. 【請求項3】 糖尿病哺乳類に、細胞の酸化還元不均衡を治療するのに有効
    な量の一般式: 【化3】 (式中、Rは、CHNH、CHSH、COOH、CHCHNH
    CHCHSH、またはCHCOOHである; RおよびRは、H、OH、SH、NH、C1−18アルキル、アルコキシ
    またはアルケンである; RおよびRは、H、C1−18アルキル、アルコキシまたはアルケンである
    ; Yは、YがNである場合Rは何もなく、そしてYがCである場合RはNO または他の電子抜取基であるようにNまたはCである) で表される化合物、およびその塩を投与することを特徴とする糖尿病哺乳類での
    細胞の酸化還元不均衡を治療する方法。
  4. 【請求項4】 細胞の酸化還元不均衡が、低酸素症または偽低酸素症によっ
    て引き起こされる請求項3に記載の方法。
  5. 【請求項5】 低酸素症または偽低酸素症が、NADH/NAD比の増加を
    生じる請求項4に記載の方法。
  6. 【請求項6】 糖尿病哺乳類に、細胞の酸化還元不均衡を予防するのに有効
    な量の一般式: 【化4】 (式中、Rは、CHNH、CHSH、COOH、CHCHNH
    CHCHSH、またはCHCOOHである; RおよびRは、H、OH、SH、NH、C1−18アルキル、アルコキシ
    またはアルケンである; RおよびRは、H、C1−18アルキル、アルコキシまたはアルケンである
    ; Yは、YがNである場合Rは何もなく、そしてYがCである場合RはNO または他の電子抜取基であるようにNまたはCである) で表される化合物、およびその塩を投与することを特徴とする糖尿病哺乳類での
    細胞の酸化還元不均衡を予防する方法。
  7. 【請求項7】 細胞の酸化還元不均衡が、低酸素症または偽低酸素症によっ
    て引き起こされる請求項6に記載の方法。
  8. 【請求項8】 低酸素症または偽低酸素症が、NADH/NAD比の増加を
    生じる請求項7に記載の方法。
  9. 【請求項9】 糖尿病哺乳類に、糖尿病関連高コレステロール血症を治療す
    るのに有効な量の一般式: 【化5】 (式中、Rは、CHNH、CHSH、COOH、CHCHNH
    CHCHSH、またはCHCOOHである; RおよびRは、H、OH、SH、NH、C1−18アルキル、アルコキシ
    またはアルケンである; RおよびRは、H、C1−18アルキル、アルコキシまたはアルケンである
    ; Yは、YがNである場合Rは何もなく、そしてYがCである場合RはNO または他の電子抜取基であるようにNまたはCである) で表される化合物、およびその塩を投与することを特徴とする哺乳類での糖尿病
    関連高コレステロール血症を治療する方法。
  10. 【請求項10】 糖尿病哺乳類に、血清コレステロール濃度における糖尿病
    に関連した増加を予防するのに有効な量の一般式: 【化6】 (式中、Rは、CHNH、CHSH、COOH、CHCHNH
    CHCHSH、またはCHCOOHである; RおよびRは、H、OH、SH、NH、C1−18アルキル、アルコキシ
    またはアルケンである; RおよびRは、H、C1−18アルキル、アルコキシまたはアルケンである
    ; Yは、YがNである場合Rは何もなく、そしてYがCである場合RはNO または他の電子抜取基であるようにNまたはCである) で表される化合物、およびその塩を投与することを特徴とする哺乳類での糖尿病
    に関連した高コレステロール血症を予防する方法。
  11. 【請求項11】 糖尿病哺乳類に、糖尿病関連高トリグリセリド血症を治療
    するのに有効な量の一般式: 【化7】 (式中、Rは、CHNH、CHSH、COOH、CHCHNH
    CHCHSH、またはCHCOOHである; RおよびRは、H、OH、SH、NH、C1−18アルキル、アルコキシ
    またはアルケンである; RおよびRは、H、C1−18アルキル、アルコキシまたはアルケンである
    ; Yは、YがNである場合Rは何もなく、そしてYがCである場合RはNO または他の電子抜取基であるようにNまたはCである) で表される化合物、およびその塩を投与することを特徴とする哺乳類での糖尿病
    関連高トリグリセリド血濃度を治療する方法。
  12. 【請求項12】 糖尿病哺乳類に、糖尿病関連高トリグリセリド血症を予防
    するのに有効な量の一般式: 【化8】 (式中、Rは、CHNH、CHSH、COOH、CHCHNH
    CHCHSH、またはCHCOOHである; RおよびRは、H、OH、SH、NH、C1−18アルキル、アルコキシ
    またはアルケンである; RおよびRは、H、C1−18アルキル、アルコキシまたはアルケンである
    ; Yは、YがNである場合Rは何もなく、そしてYがCである場合RはNO または他の電子抜取基であるようにNまたはCである) で表される化合物、およびその塩を投与することを特徴とする哺乳類での高トリ
    グリセリド血症における糖尿病に関連した増加を予防する方法。
  13. 【請求項13】 糖尿病哺乳類に、アテローム性硬化症を治療するのに有効
    な量の一般式: 【化9】 (式中、Rは、CHNH、CHSH、COOH、CHCHNH
    CHCHSH、またはCHCOOHである; RおよびRは、H、OH、SH、NH、C1−18アルキル、アルコキシ
    またはアルケンである; RおよびRは、H、C1−18アルキル、アルコキシまたはアルケンである
    ; Yは、YがNである場合Rは何もなく、そしてYがCである場合RはNO または他の電子抜取基であるようにNまたはCである) で表される化合物、およびその塩を投与することを特徴とする糖尿病哺乳類での
    アテローム性硬化症を治療する方法。
  14. 【請求項14】 糖尿病哺乳類に、アテローム性硬化症を予防するのに有効
    な量の一般式: 【化10】 (式中、Rは、CHNH、CHSH、COOH、CHCHNH
    CHCHSH、またはCHCOOHである; RおよびRは、H、OH、SH、NH、C1−18アルキル、アルコキシ
    またはアルケンである; RおよびRは、H、C1−18アルキル、アルコキシまたはアルケンである
    ; Yは、YがNである場合Rは何もなく、そしてYがCである場合RはNO または他の電子抜取基であるようにNまたはCである) で表される化合物、およびその塩を投与することを特徴とする糖尿病哺乳類での
    アテローム性硬化症を予防する方法。
  15. 【請求項15】 糖尿病哺乳類に、糖尿病関連高脂血症を治療するのに有効
    な量のピリドキサミンを投与することを特徴とする哺乳類での糖尿病関連高脂血
    症を治療する方法。
  16. 【請求項16】 糖尿病哺乳類に、糖尿病関連高脂血症を予防するのに有効
    な量のピリドキサミンを投与することを特徴とする哺乳類での糖尿病関連高脂血
    症を予防する方法。
  17. 【請求項17】 糖尿病哺乳類に、細胞の酸化還元不均衡を治療するのに有
    効な量のピリドキサミンを投与することを特徴とする糖尿病哺乳類での細胞の酸
    化還元不均衡を治療する方法。
  18. 【請求項18】 細胞の酸化還元不均衡が、低酸素症または偽低酸素症によ
    って引き起こされる請求項17に記載の方法。
  19. 【請求項19】 低酸素症または偽低酸素症が、NADH/NAD比の増加
    を生じる請求項4に記載の方法。
  20. 【請求項20】 糖尿病哺乳類に、細胞の酸化還元不均衡を予防するのに有
    効な量のピリドキサミンを投与することを特徴とする糖尿病哺乳類での細胞の酸
    化還元不均衡を予防する方法。
  21. 【請求項21】 細胞の酸化還元不均衡が、低酸素症または偽低酸素症によ
    って引き起こされる請求項20に記載の方法。
  22. 【請求項22】 低酸素症または偽低酸素症が、NADH/NAD比の増加
    を生じる請求項21に記載の方法。
  23. 【請求項23】 糖尿病哺乳類に、糖尿病関連高コレステロール血症を治療
    するのに有効な量のピリドキサミンを投与することを特徴とする糖尿病哺乳類で
    の糖尿病関連高コレステロール血症を治療する方法。
  24. 【請求項24】 糖尿病哺乳類に、糖尿病関連高コレステロール血症を予防
    するのに有効な量のピリドキサミンを投与することを特徴とする糖尿病哺乳類で
    の糖尿病関連高コレステロール血症を予防する方法。
  25. 【請求項25】 糖尿病哺乳類に、高トリグリセリド血症における糖尿病に
    関連した増加を治療するのに有効な量のピリドキサミンを投与することを特徴と
    する哺乳類での高トリグリセリド血症における糖尿病に関連した増加を治療する
    方法。
  26. 【請求項26】 糖尿病哺乳類に、高トリグリセリド血症における糖尿病に
    関連した増加を予防するのに有効な量のピリドキサミンを投与することを特徴と
    する哺乳類での高トリグリセリド血症における糖尿病に関連した増加を予防する
    方法。
  27. 【請求項27】 糖尿病哺乳類に、アテローム性硬化症を治療するのに有効
    な量のピリドキサミンを投与することを特徴とする糖尿病哺乳類でのアテローム
    性硬化症を治療する方法。
  28. 【請求項28】 糖尿病哺乳類に、アテローム性硬化症を予防するのに有効
    な量のピリドキサミンを投与することを特徴とする糖尿病哺乳類でのアテローム
    性硬化症を予防する方法。
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