JP2002528060A - 副甲状腺ホルモン(PTH)および副甲状腺ホルモン関連ペプチド(PTHrP)の生物活性ペプチドおよびペプチド誘導体 - Google Patents
副甲状腺ホルモン(PTH)および副甲状腺ホルモン関連ペプチド(PTHrP)の生物活性ペプチドおよびペプチド誘導体Info
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Abstract
Description
述) 本発明の開発中に行われた研究の一部は、米国政府基金を利用した。米国政府
は、本発明において特定の権利を有する。
甲状腺ホルモン関連ペプチド(PTHrP)誘導体に関する。特に、本発明は、
生物学的活性をなお保持する、PTHおよびPTHrP最小ペプチド、ならびに
それらの誘導体に関する。
ルシウムホメオスタシスの主要なレギュレーターである。カルシウム濃度の調節
は、胃腸系、骨格系、神経系、神経筋系、および心血管系の正常な機能に必要と
される。PTHの合成および放出は、血清カルシウムレベルによって主に制御さ
れ;低レベルは、ホルモンの合成および放出の両方を刺激し、そして高レベルは
、ホルモンの合成および放出の両方を抑制する。次いで、PTHは、カルシウム
交換の3つの部位(腸、骨、および腎臓)にて、血液中へのカルシウムの進入を
直接的または間接的に促進することによって、血清カルシウムレベルを維持する
。PTHは、ビタミンDの活性形態の腎臓での合成をもたらすことによって、カ
ルシウムの正味の胃腸吸収に寄与する。PTHは、骨吸収細胞である破骨細胞の
分化を刺激することによって、間接的に、骨からのカルシウム再吸収を促進する
。これはまた、腎臓に対する少なくとも3つの主要な効果(尿細管カルシウム吸
収の刺激、リン酸クリアランスの増強、およびビタミンDの活性形態の合成を完
了する酵素における増加の促進)を媒介する。PTHは、主に、アデニル酸シク
ラーゼおよびホスホリパーゼCのレセプター媒介性活性化を通して、これらの効
果を発揮する。
疾患、貧血、腎臓障害、潰瘍、ミオパシー、および神経障害)を生じ得、そして
通常、副甲状腺ホルモンのレベルにおける変化を生じる状態から生じる。高カル
シウム血症は、血清カルシウムレベルにおける上昇によって特徴付けられる状態
である。これは、しばしば、過剰なPTH産生が上皮小体の病変(例えば、腺腫
、過形成、または癌腫)の結果として生じる原発性上皮小体機能亢進症と関連す
る。別の型の高カルシウム血症である、悪性の液性高カルシウム血症(HHM)
は、最も一般的な腫瘍随伴性症候群である。これは、PTHとアミノ酸相同性を
共有するタンパク質ホルモンのクラスの腫瘍(例えば、扁平癌、腎臓癌、卵巣癌
、または膀胱癌)による産生からのほとんどの例を生じるようである。これらの
PTH関連タンパク質(PTHrP)は、PTHの特定の腎臓作用および骨格作
用を模倣するようであり、そしてこれらの組織においてPTHレセプターと相互
作用すると考えられる。PTHrPは、通常、多くの組織(ケラチノサイト、脳
、下垂体、上皮小体、副腎皮質、髄質、胎児肝臓、骨芽細胞様細胞、および乳汁
分泌性乳房組織を含む)中で低レベルで見出される。多くのHHM悪性疾患にお
いて、PTHrPは、循環系において高レベルで見出され、それによってHHM
と関連するカルシウムレベルの上昇を生じる。
のアッセイ系においてほぼ同一であり、そして上昇した血液レベルのPTH(す
なわち、原発性上皮小体機能亢進症)またはPHTrP(すなわち、HHM)は
、ミネラルイオンのホメオスタシスに対して匹敵する効果を有する(Broad
us,A.E.およびStewart,A.F.「Parathyroid h
ormone−related protein:Structure,pro
cessing and physiological actions」Ba
sic and Clinical Concepts、Bilzikian,
J.P.ら編、Raven Press、New York(1994)、25
9〜294頁;Kronenberg,H.M.ら、「Parathyroid
hormone:Biosynthesis,secretion,chem
istry and action」Handbook of Experim
ental Pharmacology,Mundy,G.R.およびMart
in,T.J.編、Springer−Verlag,Heidelberg(
1993)、185〜201頁)。この2つのリガンドの生物学的活性における
類似性は、骨および腎臓において豊富に発現される共通のレセプターであるPT
H/PTHrPレセプターとのそれらの相互作用によって説明され得る(Ure
na,P.ら、Endocrinology 134:451〜456(199
4))。
ある。これは、低い血液カルシウムレベルに応答して、上皮小体から分泌され、
そして骨における骨芽細胞(骨構築細胞)、および腎臓の尿細管上皮細胞に作用
する。このホルモンは、骨芽細胞および腎尿細管細胞の両方によって発現される
細胞表面レセプター分子(PTH−1レセプターまたはPTH/PTHrPレセ
プターと呼ばれる)と相互作用する。PTHrP(悪性の液性高カルシウム血症
の主要な原因)はまた、発生における役割を含む正常な機能を有する。PTHr
Pは、141アミノ酸を有するが、選択的遺伝子スプライシング機構から生じる
改変体もまた、生じる。PTHrPは、PTH−1レセプターへの結合もまた含
むプロセスを通じる骨格の形成における重要な役割を果たす(Karaplis
,A.C.ら、Genes and Dev.8:277〜289(1994)
およびLanske,B.ら、Science 273:663〜666(19
96))。
hara,T.ら、EMBO J.10:1635〜1641(1991))、
カルシトニン(Lin,H.Y.ら、Science 254:1022〜10
24(1991)およびグルカゴン(Jelinek,L.J.ら、Scien
ce 259:1614〜1616(1993))を結合する他のレセプターの
メンバーに対して、一次構造において相同であり;ともに、これらのレセプター
は、レセプターファミリーBと呼ばれる異なるファミリーを形成する(Kola
kowski,L.F.、Receptors and Channels 2
:1〜7(1994))。このファミリー内では、PTH−1レセプターは、そ
れが2つのペプチドリガンドに結合し、それによって2つの別々の生物学的プロ
セスを調節するという点で独特である。最近同定されたPTHレセプターサブタ
イプ(PTH−2レセプターと呼ばれる)は、PTHを結合するが、PTHrP
を結合しない(Usdin,T.ら、J.Biol.Chem.270:154
55〜15458(1995))。この観察は、PTHリガンドおよびPTHr
Pリガンドにおける構造的差異が、PTH−2レセプターとの相互作用について
の選択性を決定することを暗示した。このPTH−2レセプターは、脳、膵臓、
および血管系において、RNA法によって検出されているが、その生物学的機能
は、決定されていない(Usdin,T.ら、J.Biol.Chem.270
:15455〜15458(1995))。ファミリーBレセプターは、それら
自体の同属ペプチドホルモンを係合する、共通の分子機構を使用すると仮定され
ている(Bergwitz,C.ら、J.Biol.Chem.271:264
69〜26472(1996))。
のPTH−1レセプターへの結合は、いずれかの非標識リガンドによって競合的
に阻害される(Juppner,H.ら、J.Biol.Chem.263:8
557〜8560(1988);Nissenson,R.A.ら、J.Bio
l.Chem.263:12866〜12871(1988))。従って、PT
H−1レセプターの2つのリガンドに対する認識部位は、おそらく重複する。P
THおよびPTHrPの両方において、15〜34の領域は、PTH−1レセプ
ターへの結合に対する主要な決定基(determinant)を含む。これら
の領域は、最小の配列相同性(3アミノ酸のみの同一性)を示すが、各々の15
〜34ペプチドは、PTH(1〜34)またはPTHrP(1〜34)のいずれ
かのPTH−1レセプターへの結合をブロックし得る(Nussbaum,S.
R.ら、J.Biol.Chem.255:10183〜10187(1980
);Caulfield,M.P.ら、Endocrinology 127:
83〜87(1990);Abou−Samra,A.−B.ら、Endocr
inology 125:2215〜2217(1989))。さらに、各リガ
ンドのアミノ酸末端部分は、生物活性のために必要とされ、そしてこれらは、お
そらく、類似の様式にてPTH−1レセプターと相互作用する。なぜなら、これ
らの残基の13のうちの8は、PTHおよびPTHrPにおいて同一であるから
である。
ーに結合し;リガンド−占有レセプターは、中間にヘテロ三量体GTP結合タン
パク質(Gタンパク質)を含む機構を通じて、細胞内エフェクター酵素へと細胞
膜を横切って「シグナル」を伝達する。PTHまたはPTHrPに応答してPT
H−1レセプターによって活性化される一次性細胞内エフェクター酵素は、アデ
ニル酸シクラーゼ(AC)である。従って、PTHは、骨リモデリング(骨形成
および骨吸収の両方のプロセス)に関与する、弱く特徴付けられた「下流」の細
胞プロセスを調節し続ける、「セカンドメッセンジャー」分子であるサイクリッ
クアデノシン一リン酸(cAMP)における強い増大を誘導する。特定の細胞ベ
ースのアッセイ系において、PTHは、イノシトール三リン酸(IP3)、ジア
シルグリセロール(DAG)、および細胞内カルシウム(iCa2+)の産生を生
じる、AC以外のエフェクター酵素(ホルホリパーゼC(PLC)を含む)を刺
激し得る。骨代謝におけるこれらの非cAMPセカンドメッセンジャー分子の役
割は、現在未知である。
び若年においてさえも観察される潜在的な損傷性(crippling)骨格疾
患である。この疾患は、骨質量の減少、骨ミネラル密度(BMD)の減少、骨強
度の減少および骨折の危険性の増大によって特徴付けられる。現在、エストロゲ
ン、カルシトニンおよびビスホスホネート、エチドロン酸塩およびアレンドロン
ン酸塩(alendronate)が、骨吸収を減少させるそれらの作用を通し
て、種々のレベルの成功で、骨粗しょう症を処置するために使用されるが、この
疾患についての有効な治療は存在しない。副甲状腺ホルモンは、断続的に投与さ
れる場合、血液カルシウムおよびリン酸レベルを調節し、そして動物における骨
格に対する強力な同化(骨形成)効果(Shen,V.ら、Calcif.Ti
ssue Int.50:214〜220(1992);Whitefild,
J.F.ら、Calcif.Tissue Int.56:227〜231(1
995)およびWhitifield,J.F.ら、Calcif.Tissu
e Int.60:26〜29(1997)、およびヒトにおける骨格に対する
強力な同化(骨形成)効果(Slovik,D.M.ら、J.Bone Min
er.Res.1:337〜381(1986);Dempster,D.W.
ら、Endocr.Rev.14:690〜709(1993)およびDemp
ster,D.W.ら、Endocr.Rev.15:261(1994))を
有するので、PTHまたはPTH誘導体は、骨粗しょう症についての新規かつ効
果的な治療のための一番の候補である。
)は、ほとんどのアッセイ系において活性であり、そして骨形成を促進する(W
hitefild,J.F.ら、Calcif.Tissue Int.56:
227〜231(1995);Whitfield,J.F.ら、Calcif
.Tissue Int.60:26〜29(1997);Slovik,D.
M.ら、J.Bone Miner.Res.1:337〜381(1986)
;Tregear,G.W.ら、Endocrinology 93:1349
〜1353(1973);Rixon,R.H.ら、J.Bone Miner
.Res.9:1179〜1189(1994);Whitfield,J.F
.およびMorley,P.、Trends Pharmacol.Sci.1
6:372〜386(1995)ならびにWhitfield,J.F.ら、C
alcif.Tissue Int.58:81〜87(1996))。しかし
、これらのペプチドは、効率的な非経口送達のためにはなお大きすぎ、かつ低コ
ストである。PTHまたはPTHrPのさらにより小さな「最小化された」バー
ジョンの発見は、骨粗しょう症のための新しい処置を開発する試みにいて重要な
前進である。
およびPTHrP誘導体は、通常、活性の減少を示す(Tregear,G.W
.ら、Endocrinology 93:1349〜1353(1973);
Goltzman,D.ら、J.Biol.Chem.250:3199〜32
03(1975);Horiuchi,N.ら、Science 220:10
53〜1055(1983)およびGardella,T.J.ら、J.Bio
l.Chem.266:13141〜13146(1991))。
に調査されているが、活性は、全く検出されなかった。例えば、bPTH(1〜
12)は、ラット腎臓膜において行われたアデニリルシクラーゼアッセイにおい
て不活性であり(Rosenblatt,M.、「Parathyroid H
oumone:Chemistry and Structure−Activ
ity Relations」Pathobilogy Annual,Ioa
chim,H.L.編、Raven Press,New York(1981
)、53〜84頁)、そしてPTHrP(1〜16)は、クローニングされたラ
ットPTH−1レセプターを発現しているチャイニーズハムスター卵巣(CHO
)細胞において行われたACアッセイにおいて不活性であった(Azurani
,A.ら、J.Biol.Chem.271:14931〜14936(199
6))。PTHの15〜34のドメインにおける残基が、レセプター結合親和性
に重要に寄与することが既知である。なぜなら、PTH(15〜34)フラグメ
ントは、このレセプターに弱く結合するが、このペプチドは、ACを活性化しな
いからである(Naussbaum,S.R.ら、J.Biol.Chem.2
55:10183〜10187(1980)およびGardella,T.J.
ら、Endocrinology 132:2024〜2030(1993))
。
のための処置として、これらのペプチドの使用に対するチャレンジを提示する。
一般に、このサイズのタンパク質は、薬物としての使用に適切ではない。なぜな
ら、これは、単純な方法(例えば、鼻通気法)によって効果的に送達され得ない
からである。代わりに、注射が必要とされ、そしてPTHの場合には、毎日また
はほぼ毎日の注射が、骨形成速度における増加を達成するために最も必要とされ
るようである。さらに、より大きなペプチドは、従来の合成化学法によって調製
するには技術的に困難であり、かつ高価である。組換えDNAおよび細胞ベース
の発現系を用いる代替方法もまた、高価であり、外来タンパク質による混入に対
して潜在的に無防備であり、そして送達の問題を回避しない。
物学的活性を保持する低分子アナログ(ペプチドまたは非ペプチドのいずれか)
を同定し得ることは有利である。活性は、インタクトなペプチドに対して初めは
弱くあり得るが、さらなる最適化は、効力および強度の増強を導き得る。
らの誘導体に関する。PTH(1−14)/PTHrP(1−14)ペプチド、
それらのフラグメント、それらの誘導体、それらの薬学的に受容可能な塩および
それらのN−誘導体またはC−誘導体を含む、本発明の化合物は、本明細書中以
降で、集合的に、「配列番号1の化合物およびその誘導体」といわれる。
成および/または組換えの生物学的に活性なペプチド誘導体を提供する。1つの
特定の実施形態では、本発明は、以下の式: (a)
む、そのフラグメント; (c)それらの薬学的に受容可能な塩;あるいは (d)それらのN−誘導体またはC−誘導体; から本質的になるペプチドに少なくとも85%同一である、生物学的に活性なペ
プチドであって、ここで: X01は、SerまたはAlaであり; X02は、IleまたはHisであり; X03は、Met、LeuまたはNleであり; X04は、AsnまたはAspであり; X05は、LeuまたはLysであり;そして X06は、HisまたはSerであり、 但し上記のペプチドは、PTHrP(1−14)ではない、生物学的に活性なペ
プチドを提供する。
; (b)アミノ酸1〜9、1〜10、1〜11、1〜12または1〜13を含む
、そのフラグメント; (c)それらの薬学的に受容可能な塩;あるいは (d)それらのN−誘導体またはC−誘導体;ならびに薬学的に受容可能なキ
ャリアを含む、薬学的組成物を提供する。
; (b)アミノ酸1〜9、1〜10、1〜11、1〜12または1〜13を含む
、そのフラグメント; (c)それらの薬学的に受容可能な塩;あるいは (d)それらのN−誘導体またはC−誘導体;ならびに薬学的に受容可能なキ
ャリアを含む、薬学的組成物を提供する。
、そのフラグメント; からなる群より選択されるアミノ酸配列を有する生物学的に活性なペプチドをコ
ードするポリヌクレオチドから本質的になる核酸分子であって、ここで: X01は、SerまたはAlaであり; X02は、IleまたはHisであり; X03は、Met、LeuまたはNleであり; X04は、AsnまたはAspであり; X05は、LeuまたはLysであり;そして X06は、HisまたはSerであり、 但し上記のペプチドは、PTHrP(1−14)ではない、核酸分子を提供する
。
チドをコードするポリヌクレオチド配列と作動可能に連結されている、(1)発現
制御領域を含む組換えDNA分子であって、ここで上記ペプチドは、以下: (a)
、そのフラグメント; からなる群より選択され、ここで: X01は、SerまたはAlaであり; X02は、IleまたはHisであり; X03は、Met、LeuまたはNleであり; X04は、AsnまたはAspであり; X05は、LeuまたはLysであり;そして X06は、HisまたはSerであり、 但し上記のペプチドは、PTHrP(1−14)ではない、組換えDNA分子を
提供する。
特徴付けられる哺乳動物の状態を処置するための方法であって、この方法は、該
処置を必要とする被験体に、骨質量増加に有効な量の生物学的に活性なペプチド
ならびに薬学的に受容可能なキャリアを投与する工程を包含し、ここで上記ペプ
チドが、以下の式: (a)
む、そのフラグメント; (c)それらの薬学的に受容可能な塩;あるいは (d)それらのN−誘導体またはC−誘導体; から本質的になる群から選択されるメンバーに少なくとも85%同一なアミノ酸
配列を含み、ここで: X01は、SerまたはAlaであり; X02は、IleまたはHisであり; X03は、Met、LeuまたはNleであり; X04は、AsnまたはAspであり; X05は、LeuまたはLysであり;そして X06は、HisまたはSerであり、 但し上記ペプチドは、PTHrP(1−14)ではない、方法を提供する。
必要とする患者の処置のための方法であって、治療的に有効量のペプチドならび
に薬学的に受容可能なキャリアを投与する工程を包含し、ここで該ペプチドは、
以下: (a)以下の式:
、そのフラグメント; (c)それらのN−誘導体またはC−誘導体;あるいは (d)それらの薬学的に受容可能な塩; から本質的になる群より選択されるメンバーに少なくとも85%同一なアミノ酸
配列を含む、方法を提供する。
必要性を有する患者の処置のための方法であって、治療的有効量のペプチドなら
びに薬学的に受容可能なキャリアを投与する工程を包含し、ここで上記ペプチド
は、以下: (a)以下の式:
む、そのフラグメント; (c)それらのN−誘導体またはC−誘導体;あるいは (d)それらの薬学的に受容可能な塩、 から本質的になる群より選択されるメンバーに少なくとも85%同一なアミノ酸
配列を含む、方法を提供する。
更したかまたは過剰な作用から生じる医学的障害を処置するための方法であって
、患者のPTH−1/PTH−2レセプターの活性化を阻害するに十分な治療的
有効量の生物学的に活性なペプチドならびに薬学的に受容可能なキャリアを患者
に投与する工程を包含し、ここで上記のペプチドが、以下: (a)
む、そのフラグメント; (c)それらの薬学的に受容可能な塩;あるいは (d)それらのN−誘導体またはC−誘導体 から本質的になる群より選択されるメンバーに少なくとも85%同一なアミノ酸
を含み、ここで: X01は、SerまたはAlaであり; X02は、IleまたはHisであり; X03は、Met、LeuまたはNleであり; X04は、AsnまたはAspであり; X05は、LeuまたはLysであり;そして X06は、HisまたはSerであり、 但し上記ペプチドは、PTHrP(1−14)ではない、方法が提供される。
び/または骨リモデリングの速度を決定するための方法であって、有効量の、配
列番号1の標識ペプチドまたはその誘導体を、患者に投与する工程、および上記
の患者の骨中への上記ペプチドの取り込みを決定する工程を包含する方法を提供
する。このペプチドは、放射性標識、蛍光標識、生物発光標識、または化学発光
標識からなる群より選択される標識で標識され得る。適切な放射性標識の例は、 99m Tcである。
およびより特には、(当業者に公知のアッセイおよび以下に記載のアッセイによ
って決定されるように)PTH−1/PTH−2レセプターをアンタゴナイズま
たはアゴナイズする、PTH(1−14)/PTHrP(1−14)ペプチドア
ナログの生物学的活性を破壊しない、アミノ酸の10位、11位、12位、13
位、および/または14位でのアミノ酸の置換もまた、本発明の範囲内に含まれ
る。
数の用語を広範に利用する。明細書および特許請求の範囲(このような用語によ
って与えられるべき範囲を含む)の明瞭かつ一貫した理解を提供するために、以
下の定義を提供する。
数の制限エンドヌクレアーゼ認識部位によって特徴付けられる、プラスミドもし
くはファージのDNAまたは他のDNA配列であって、この部位によって、この
ようなDNA配列は、ベクターの本質的な生物学的機能を失うことなく、決定可
能な様式で切断され得、そしてこの部位に、DNAフラグメントがスプライスさ
れて、その制限処理およびクローニングをもたらし得る。このクローニングベク
ターは、このクローニングベクターで形質転換された細胞の同定における使用に
適切なマーカーをさらに含み得る。例えば、マーカーは、テトラサイクリン耐性
またはアンピシリン耐性を提供する。
後にベクター中にクローニングされた遺伝子の発現を増強し得るベクター。クロ
ーニングされた遺伝子は通常、プロモーター配列のような特定の制御配列の制御
下に置かれる(すなわち、作動可能に連結される)。プロモーター配列は、構成
性または誘導性のいずれかであり得る。
グベクター上の所望のクローニングされた遺伝子を含む、任意の原核生物宿主細
胞または真核生物細胞であり得る。この用語はまた、所望の遺伝子をその生物の
染色体またはゲノム中に含むように遺伝子操作された、原核生物細胞または真核
生物細胞を含むことを意味する。このような宿主の例については、Sambro
okら,Molecular Cloning:A Laboratory M
anual,第2版,Cold Spring Harbor Laborat
ory,Cold Spring Harbor,New York(1989
)を参照のこと。好ましい組換え宿主は、本発明のDNA構築物で形質転換され
た真核生物細胞である。より詳細には、哺乳動物細胞が好ましい。
記載されるDNA配列。隣接遺伝子の転写は、プロモーター領域で開始される。
プロモーターが誘導性プロモーターである場合、転写速度は、誘導剤に応答して
増大する。対照的に、転写速度は、プロモーターが構成性プロモーターである場
合、誘導剤によって調節されない。プロモーターの例としては、CMVプロモー
ター(InVitrogen,San Diego,CA)、SV40、MMT
VおよびhMTIIaプロモーター(米国特許第5,457,034号)、HS
V−1 4/5プロモーター(米国特許第5,501,979号)ならびに前初
期HCMVプロモーター(WO92/17581)が挙げられる。また、組織特
異的エンハンサーエレメントは、用いられ得る。さらに、このようなプロモータ
ーは、生物の組織特異的プロモーターおよび細胞特異的プロモーターを含み得る
。
改変されたRNAもしくはDNAであり得る、任意のポリリボヌクレオチドまた
はポリデオキシリボヌクレオチド(polydeoxribonucleoti
de)を言及し得る。「ポリヌクレオチド」としては、一本鎖および二本鎖のD
NA、一本鎖領域および二本鎖領域の混合物であるDNA、一本鎖および二本鎖
のRNA、ならびに一本鎖領域および二本鎖領域の混合物であるRNA、一本鎖
であり得るか、より代表的には二本鎖または一本鎖領域および二本鎖領域の混合
物であり得る、DNAおよびRNAを含むハイブリッド分子が挙げられるがこれ
らに限定されない。さらに、「ポリヌクレオチド」は、RNAもしくはDNAま
たはRNAおよびDNAの両方を含む三本鎖領域をいう。用語ポリヌクレオチド
はまた、1以上の改変された塩基を含むDNAもしくはRNA、および安定性に
関してまたは他の理由について改善された骨格を有するDNAもしくはRNAを
含む。「改変された」塩基としては、例えば、トリチル化塩基およびイノシンの
ような普通でない塩基が挙げられる。種々の改変がDNAおよびRNAに行われ
ている;従って、「ポリヌクレオチド」は、天然に代表的に見出されるような、
化学的に、酵素的にまたは代謝的に改変された形態のポリヌクレオチド、ならび
にウイルスおよび細胞に特有の化学的形態のDNAおよびRNAを含む。「ポリ
ヌクレオチド」はまた、比較的短いポリヌクレオチド(しばしば、オリゴヌクレ
オチドと呼ばれる)を含む。
えば、ペプチド同配体)によって互いに連結された2以上のアミノ酸を含む任意
のペプチドまたはタンパク質を言及する。「ポリペプチド」は、短鎖(通常、ペ
プチド、オリゴペプチドまたはオリゴマーと呼ばれる)およびより長い鎖(一般
にタンパク質と呼ばれる)の両方を言及する。ポリペプチドは、遺伝子にコード
される20種のアミノ酸以外のアミノ酸を含み得る。「ポリペプチド」は、自然
のプロセス(例えば、翻訳後プロセシング)または当該分野で周知である化学的
改変技術のいずれかによって改変されたアミノ酸配列を含む。このような改変は
、基本的教科書に十分に記載されており、そして単行本および調査文献に、より
詳細に記載されている。改変は、ペプチド骨格、アミノ酸側鎖およびアミノ末端
またはカルボキシル末端を含むポリペプチドにおいてどこでも生じ得る。同じ型
の改変が所定のポリペプチドにおいて同じまたは種々の程度でいくつかの部位に
存在し得ることが認識される。また、所定のポリペプチドは、多くの型の改変を
含み得る。
化されてもよい。環状の分枝したポリペプチドおよび分枝した環状ポリペプチド
は、翻訳後に天然プロセスから生じてもよいし、または合成方法によって作製さ
れてもよい。改変としては以下が挙げられる:アセチル化、アシル化、ADP−
リボシル化、アミド化、フラビンの共有結合、ヘム部分の共有結合、ヌクレオチ
ドまたはヌクレオチド誘導体の共有結合、脂質または脂質誘導体の共有結合、ホ
スファチジルイノシトールの共有結合、架橋、環状化、ジスルフィド結合形成、
脱メチル化、共有架橋の形成、シスチの形成、ピログルタミン酸の形成、ホルミ
ル化、γカルボキシル化、グリコシル化、GPIアンカー形成、水酸化、ヨード
化、メチル化、ミリストイル化、酸化、タンパク質分解処理、リン酸化、プレニ
ル化、ラセミ化、セレノイレーション(selenoylation)、硫酸化
、タンパク質へのトランスファーRNA媒介アミノ酸付加(例えば、アルギニル
化)、およびユビキチン結合。例えば、Proteins−Structure
and Molecular Properties,第2版、T.E.Cr
eighton,W.H.Freeman and Company,New
York,1993およびWold,F.,Posttranslationa
l Protein Modifications:Perspectives
and Prospects,1〜12頁、Posttranslation
al Covalent Modification of Proteins
,B.C.Johnson,編、Academic Press,New Yo
rk、1983;Seifterら、「Analysis for prote
in modifications and nonprotein cofa
ctors」Methods in Enzymol.182:626〜646
(1990)ならびにRattanら「Protein Synthesis:
Posttranslational Modifications and
Aging」Ann NY Acad Sci 663:48〜62(1992
)を参照のこと。
J.およびLipman,D.J.Proc.Natl.Acad.Sci.8
0:726〜730(1983))によって決定される場合、それらのヌクレオ
チド配列が40%より大きい類似性を共有する場合、「相同性(homolog
ous)」であると考えられる。2つの核酸分子は、それらのヌクレオチド配列
が、40%未満の類似性を共有する場合、「非相同性」であると考えられる。
離した」組成物または物質が生じる場合、それはその元来の環境から変化したか
もしくは取り出されたかまたはその両方ともである。例えば、生存する動物にお
いて天然に存在するポリヌクレオチドまたはポリペプチドは「単離」されていな
いが、その天然状態の共存する物質から分離された同じポリヌクレオチドまたは
ポリペプチドは、その用語が本明細書において使用されるとおり「単離されてい
る」。従って、組換え宿主細胞内で生成されるおよび/または組換え宿主細胞内
に含まれるポリペチドまたはポリヌクレオチドは、本発明の目的のために単離さ
れたとみなされる。また、「単離されたポリペプチド」または「単離されたポリ
ヌクレオチド」と意図されるのは、部分的にまたは実質的に、組換え型宿主細胞
から、またはネイティブな供給源から精製されたポリペチドまたはポリヌクレオ
チドである。例えば、配列番号1の化合物の組換え的に生成されたバージョンお
よびそれの誘導体は、SmithおよびJohnson(Gene 67:31
−40(1988)に記載されている一段法(one−step method
)によって、実質的に精製され得る。
DNAが誘導される生物の天然に存在するゲノム(もしあれば)において、本発
明のDNAをコードしている遺伝子にすぐ隣接するそれらの遺伝子のコード配列
を含まないことを意味する。単離したDNAは、一本鎖であっても二本鎖であっ
てもよく、そしてゲノムDNA、cDNA、組換え型ハイブリッドDNAまたは
合成DNAであってもよい。それは、配列番号1の化合物をコードしているネイ
ティブなDNAの塩基配列およびその誘導体と同一でもよく、または一つ以上の
ヌクレオチドの欠失、付加または置換によってこのような配列と異ってもよい。
本発明の一本鎖DNAは一般に少なくとも8つのヌクレオチド長(好ましくは少
なくとも18ヌクレオチド長、そしてより好ましくは、少なくとも30ヌクレオ
チド長)である。これは、配列番号1の化合物をコードするDNA分子およびそ
れらの誘導体の全長(すなわち、42ヌクレオチド)にわたる;それらは、好ま
しくは、ハイブリダイゼーションプローブとしての用途のために検出可能に標識
され、そしてアンチセンスであってもよい。
な条件を意味するいる(また、本明細書において参考として援用されるMole
cular Biology、John Wiley&Sons,New Yo
rk(1989)のCurrent Protocolsを参照のこと)。本発
明のDNAは、本発明のペプチドをコードしているDNA配列(例えば、配列番
号1の化合物、およびその誘導体)を含むベクター[それは、精製された調製物
(例えば、ライブラリを作製するベクターの混合物から分離されるベクター)と
して提供され得る]およびベクター(または上記の単離したDNA)を含む細胞
または本質的に同質の細胞の集団(例えば、原核細胞または哺乳動物細胞のよう
な真核細胞)に組み込まれ得る。
般に、最高の大きさのマッチが得られるように、配列は整列される。「同一性」
とは、本来、当該分野で認識された意味を有し、そして公表された技術を用いて
算出され得る。(例えば、以下を参照のこと:Computational M
olecular Biology、Lesk、A.M.編、Oxford U
niversity Press,New York,1988;Biocom
puting:Informatics and Genome Projec
ts、Smith、D.W.編 Academic Press,New Yo
rk,1993;Computer Analysis of Sequenc
e Data.Part I,Griffin,A.M.およびGriffin
,H.G.編、Humana Press、New Jersey、1994;
Sequence Analysis in Molecular Biolo
gy,von Heinje,G.,Academic Press,1987
;and Sequence Analysis Primer,Gribsk
ov,M.および Devereux,J.編,M Stockton Pre
ss,New York、1991)。2つのポリヌクレオチド配列またはポリ
ペチド配列の間の同一性を測定するための多くの方法が存在するが、用語「同一
性」は、当業者に周知である(Carillo、H.およびLipton,D.
SIAMJ Applied Math 48:1073 (1988))。2
つの配列の間の同一性または類似性を決定するために通常用いられる方法として
は、「Guide to Huge Computers」Martin J.
Bishop編、Academic Press、San Diego、199
4およびCarillo,HおよびLipton,D.、SIAM J App
lied Math 48:1073(1988)に開示される方法が挙げられ
るがこれらに限定されない。同一性および類似性を決定するための方法は、コン
ピュータープログラムにおいて確認される。2つの配列の間の同一性および類似
性を決定するための好ましいコンピュータープログラム方法としては、GCGプ
ログラムパッケージ(Devereux,Jら、Nucleic Acids
Research 12(i):387(1984))、BLASTP、BLA
STN、FASTA(Atschul、S.F.ら、J Molec Biol
215:403(1990))が挙げられるがこれらに限定されない。
チドと参照ポリペプチドとの間の比較を示す。より詳細には、参照試験ポリペプ
チドは、参照ポリペプチドに85%以上同一である任意のポリペプチドと規定さ
れる。本明細書において用いる場合、用語少なくとも85%同一とは、参照ポリ
ペプチドに対して85〜99.99%同一であることをいう。85%以上のレベ
ルの同一性とは、100アミノ酸の試験ポリヌクレオチド長および参照ポリヌク
レオチド長の例示目的と仮定した場合、試験ポリペプチドにおける15%未満(
すなわち、100のうち15)のアミノ酸が参照ポリペプチドのアミノ酸と異な
るという事実を示す。このような差異は、本発明のアミノ酸配列の全長にわたっ
て無作為に分布された点変異として示され得るかまたは、最大許容数2/14ア
ミノ酸相違数(約85%同一性)まで長さを変化させる1つ以上の位置において
クラスター化され得る。差異はアミノ酸置換または欠失として規定される。
これらの分子の任意のポリペプチドサブセットをいうことを意味する。
ivatives)」または「化学的誘導体(chemical deriva
tives)」を含むことを意図する。配列番号1の化合物またはそれの誘導体
のような分子の「改変体」とは、分子全体またはそれのフラグメントのいずれか
に実質的に類似の分子をいうことを意味する。配列番号1の化合物またはそれら
の誘導体のような分子の「アナログ(analog)」は、配列番号1の分子ま
たはそれらのフラグメントのいずれかに実質的に類似の非天然の分子をいうこと
を意味する。
ノ酸の配列が、実質的に同じものである場合、および両方の分子が、類似した生
物学的活性度を所有する場合である。従って、2つの分子が類似した活性を所有
するという条件では、分子のうちの1つが他方で見出されないさらなるアミノ酸
残基を含むか、またはアミノ酸残基の配列が同一でない場合でさえも、その語が
本願明細書において使われる場合、それらは改変体、誘導体またはアナログ(類
似体)と考えられる。
さらなる化学部分を含む場合に、別の分子の「化学誘導体」であると言われる。
このような部分は、分子の溶解性、吸着、生物学的半減期などを改善し得る。こ
の部分は、代替的に、分子の毒性を減少させ得るか、分子の任意の望まれない副
作用などを排除し得るか、または減弱し得る。このような効果を媒介し得る部分
の例は、Remington's Pharmaceutical Scien
ce(1980)に開示され、そして当業者に明らかである。
誘導体の代謝機能または生理学的機能(同様の活性、もしくは改善された活性、
または低下した望まれない副作用を有するそれらの活性を含む)をいう。配列番
号1の化合物またはその誘導体の、抗原性活性および免疫原性活性もまた含まれ
る。
た「選択的切断部位」を有するかまたは有さないかのいずれかの、配列番号1の
化合物、またはその誘導体を含む、融合タンパク質が意図される。この選択的切
断部位は、次いで、さらなるアミノ酸リーダーポリペプチド配列に連結される。
薬品または酵素のいずれかを用いて、選択的に切断され得るアミノ酸残基をいう
。選択的な酵素切断部位とは、タンパク質分解酵素によって認識されかつ加水分
解されるアミノ酸またはペプチドの配列である。このような部位の例としては、
制限なしに、トリプシン切断部位またはキモトリプシン切断部位が挙げられる。
結し、かつ選択的切断部位および配列番号1の化合物に融合した融合タンパク質
として宿主細胞において発現される、ポリヌクレオチド配列を意図される。用語
「リーダーポリペプチド」は、融合タンパク質において得られるような、「リー
ダー配列」の発現された形態を記載する。
あり、かつ封入体において見出される)は、当該分野において周知の方法によっ
て、他の細菌タンパク質から精製される。好ましい実施形態において、不溶性融
合タンパク質は、細胞溶解後に遠心分離および洗浄され、そしてグアニジンHC
lを用いて再溶解される。それは、透析による変性剤の除去後に可溶性のままで
あり得る。(屈折タンパク質の精製については、Jones、米国特許第4,5
12,922号;Olson、米国特許第4,518,526号;ならびにBu
ilderら、米国特許第4,511,502号および同第4,620,948
を参照のこと)。
いずれかの使用を通じて、可溶化された融合タンパク質から、天然の夾雑物を実
質的に含まないように精製され得る。本明細書中で用いられる場合、化合物は、
それが、細菌宿主細胞または真核生物宿主細胞における発現の後に、共に見出さ
れる物質から実質的に精製されている場合に、「天然の夾雑物を実質的に含まな
い」といわれる。配列番号1の化合物またはその誘導体は、標準的なクロマトグ
ラフィー分離技術の適用を通じて精製され得る。
精製され得る(Rotman,Aら、Biochem.Biophys.Act
a 641:114−121(1981);Sairam,M.R.J.Chr
omatog 215:143−152(1981);Nielsen,L.S
.ら、Biochemistry 21:6410−6415(1982);V
ockley,J.ら、Biochem.J.217:535−542(198
4);Paucha,E.ら、J.Virol.51:670−681(198
4);およびChang,P.ら、J.Virol.Meth.10:261−
268(1985))。
素を用いて酵素的に処理される。あるいは、そのより不純な状態において融合タ
ンパク質は、たとえ屈折形態であっても、酵素を用いて処理され得る。必要とさ
れる場合、得られた配列番号1の成熟化合物、またはその誘導体は、さらに精製
され得る。酵素処理の条件は、当業者に公知である。
せることに関する。一般に、組換えポリヌクレオチドは、生物の細胞または組織
に導入されて、遺伝子発現の変化をもたらす。
ては、本発明のDNA構築物を含む。このようなトランスジェニック動物は、一
般に脊椎動物である。好ましい宿主動物は、哺乳動物(例えば、非ヒト霊長類動
物、マウス、ヒツジ、ブタ、ウシ、ヤギ、モルモット、げっ歯類動物(例えば、
ラット)など)である。用語、宿主動物はまた、胚段階および胎仔段階を含む、
発生の全ての段階における動物を含む。
) 本発明者らは、生物活性を保持し、かつ簡便な非注射法により送達され得るの
に十分に小さい、PTHの新規の「最小型」改変体を本明細書中に記載する。新
規のペプチドは、ネイティブのPTHの1〜14配列、またはそのより短い改変
体に対応し、従って、2,000ダルトン未満の分子量を有する。本発明は、ネ
イティブPTH(1〜14)ペプチド、PTH関連ペプチド(PTHrP)の1
〜14配列、およびアミノ酸組成またはアミノ酸鎖長における改変により、これ
らのペプチドから誘導されるペプチド誘導体に関する。
)は、SerValSerGluIleGlnLeuMetHisAsnLeu
GlyLysHis(配列番号3)であるが、ネイティブPTHrP(1〜14
)ペプチドの1次アミノ酸配列(N末端〜C末端)は、AlaValSerGl
uHisGlnLeuLeuHisAspLysGlyLysSer(配列番号
4)である。従って、配列番号3と4との間に共通するペプチド配列は、以下の
一般式からなる: X01ValSerGluX02GlnLeuX03HisX04X05GlyLysX 06 (配列番号1) ここで: X01は、SerまたはAla; X02は、IleまたはHis; X03は、Met、Leu、またはNle; X04は、AsnまたはAsp; X05は、LeuまたはLys;および X06は、HisまたはSer; ただし、このペプチドは、PTHrP(1〜14)ではない。
化合物およびその誘導体を提供する。1つの実施形態において、本発明は、以下
の式から本質的になるペプチドに、少なくとも85%同一の生物学的に活性なペ
プチドを提供する: (a) X01ValSerGluX02GlnLeuX03HisX04X05Gly
LysX06(配列番号1); (b) アミノ酸1〜9、1〜10、1〜11、1〜12、または1〜13を
含むそのフラグメント; (c) その薬学的に受容可能な塩;あるいは (d) そのN−誘導体またはC誘導体 ここで、 X01は、SerまたはAla; X02は、IleまたはHis; X03は、Met、Leu、またはNle; X04は、AsnまたはAsp; X05は、LeuまたはLys;および X06は、HisまたはSer、 ただし、このペプチドは、PTHrP(1〜14)ではない。
相ペプチド合成または固相ペプチド合成の技術による産生に従う。固相ペプチド
合成技術は、特に、ヒトPTHの産生に首尾良く適用されており、そして本発明
の配列番号1の化合物またはその誘導体の産生のために有用であり得る(ガイダ
ンスについては、Kimuraら、前出、を参照のこと、およびFairwel
lら、Biochem.22:2691(1983)を参照のこと)。比較的大
きな規模のヒトPTHを産生することの成功は、Goudら、J.Bone.M
in.Res.6(8):781(1991)(本明細書中で参考として援用さ
れる)により報告されている。合成ペプチド合成アプローチは、一般的に、自動
合成機および固相として適切な樹脂の使用を必要とする。この樹脂は、配列番号
1の所望の化合物またはその誘導体のC末端アミノ酸に付着される。次いで、N
末端方向での、ペプチドの伸長は、代表的には、FMOC−またはBOC−のい
ずれかに基づく化学プロトコルを用いて、合成が完了するまで、適切に保護され
た形態の次に所望されるアミノ酸を、連続的にカップリングすることにより達成
される。次いで、保護基は、通常、樹脂からのペプチドの切断と同時に、ペプチ
ドから切断され、次いでこのペプチドは、従来技術(例えば、溶媒としてアセト
ニトリルおよびイオン対形成剤(ion−pairing agent)として
トリフルオロ酢酸を用いる逆相HPLCによる)を用いて単離され、そして精製
される。このような手順は、一般に多数の刊行物に記載されており、そして例え
ば、StewartおよびYoung,「Solid Phase Pepti
de Synthesis」、第2版、Pierce Chemical Co
mpany,Rockford,IL(1984)を、参照されても良い。ペプ
チド合成アプローチが、遺伝的にコードされないアミノ酸を組み込む、配列番号
1およびその誘導体の改変体の生成のために必要とされる。
には、アミノ酸10位、11位、12位、13位、および/または14位でのこ
れらのアミノ酸置換であって、PTH−1/PTH−2レセプターをアンタゴナ
イズまたはアゴナイズする(当業者に公知のアッセイおよび以下に考察されるア
ッセイにより決定されるような)ために、PTH/PTHrPペプチドアナログ
の生物学的活性を破壊しない置換もまた、本発明の範囲内に含まれる。
なPTHアンタゴニストとして認識されている。N末端アミノ酸1〜2および1
〜7を欠くPTHの改変体は、アゴニスト活性を欠き、そしてアンタゴニスト活
性の能力があることが示された(Born,W.ら、Endocrinol.2
3:1848−1853(1988))。本発明の配列番号1の好ましい強力な
アンタゴニスト改変体は、N末端で短縮化(truncate)された改変体で
ある。
残基#1を欠くが、アミノ酸残基#2〜14を含むという点で、PTHまたはP
THrP(2−14)と称される。改変体がC末端で1つのアミノ酸により短縮
化される場合、それはアミノ酸残基#14を欠くが、アミノ酸残基#1〜13を
含むという点で、PTHまたはPTHrP(1−13)と称される。
よって、配列番号1の化合物またはその誘導体のN末端アミノ酸の遊離アミンに
付加され得る。例えば、アルキル基(例えば、C1-12アルキル)は、還元的アル
キル化を使用して付加され得る。ヒドロキシアルキル基(例えば、C1-12ヒドロ
キシアルキル)もまた、還元的アルキル化を使用して付加され得、ここでは遊離
ヒドロキシ基をt−ブチルエステルで保護する。アシル基(例えば、COE1)
は、遊離酸(例えば、E1COOH)をN末端アミノ酸の遊離アミン(amin
o)にカップリングすることにより、付加され得る。配列番号1の化合物もしく
はその誘導体の二次構造または三次構造、または安定性を変更し、なお生物学的
活性を保持する、配列番号1のそれらの化合物およびその誘導体もまた、本発明
の範囲内と意図される。このような誘導体は、ラクタム環化、ジスルフィド結合
、または当業者に公知の他の手段を通して達成され得る。
トとして作用し得るそれらの化合物である。特に、好ましい実施形態は、X01が
Alaであり;X02がIleであり;X03がMetであり;X04がAsnであり
;X05がLeuであり;そしてX06がHisであるそれらの化合物である。従っ
て、この好ましい実施形態のアミノ酸配列は、AlaValSerGluIle
GlnLeuMetHisAsnLeuGlyLysHis(配列番号5)また
はその誘導体である。
ノ酸の欠失を有するそれらの化合物であり、ここでX01はAlaであり;X02は
Ileであり;そしてX03はMetである。従って、この好ましい実施形態のア
ミノ酸配列は、AlaValSerGluIleGlnLeuMetHis(配
列番号6)またはその誘導体である。
;X03がLeuであり;X04がAspであり;X05がLysであり;そしてX06 がSerであるそれらの化合物である。従って、この好ましい実施形態のアミノ
酸配列は、AlaValSerGluIleGlnLeuLeuHisAspL
ysGlyLysSer(配列番号2)またはその誘導体である。
ノ酸の欠失を有するそれらの化合物であり、ここでX01はAlaであり;X02は
Ileであり;そしてX03はLeuである。従って、この好ましい実施形態のア
ミノ酸配列は、AlaValSerGluIleGlnLeuLeuHis(配
列番号7)またはその誘導体である。
ノ酸の欠失を有するそれらの化合物であり、ここでX01はAlaであり;X02は
Hisであり;そしてX03はLeuである。従って、この好ましい実施形態のア
ミノ酸配列は、AlaValSerGluHisGlnLeuLeuHis(配
列番号8)またはその誘導体である。
;X03がLeuであり;X04がAspであり;X05がLysであり;そしてX06 がSerであるそれらの化合物である。従って、この好ましい実施形態のアミノ
酸配列は、SerValSerGluHisGlnLeuLeuHisAspL
ysGlyLysSer(配列番号9)またはその誘導体である。
ノ酸の欠失を有するそれらの化合物であり、ここでX01はSerであり;X02は
Hisであり;そしてX03はLeuである。従って、この好ましい実施形態のア
ミノ酸配列は、SerValSerGluHisGlnLeuLeuHis(配
列番号10)またはその誘導体である。
ニストとして作用し得るそれらの化合物である。特に、好ましい実施形態は、配
列番号1のアミノ末端で単一のアミノ酸の欠失を有するそれらの化合物であり、
ここでX02はIleであり;X03はMetであり;X04はAsnであり;X05は
Leuであり;そしてX06はHisである。従って、この好ましい実施形態のア
ミノ酸配列は、ValSerGluIleGlnLeuMetHisAsnLe
uGlyLysHis(配列番号11)またはその誘導体である。
ノ末端で単一のアミノ酸の欠失を有するそれらの化合物であり、ここでX02はI
leであり;X03はLeuであり;X04はAspであり;X05はLysであり;
そしてX06はSerである。従って、この好ましい実施形態のアミノ酸配列は、
ValSerGluIleGlnLeuLeuHisAspLysGlyLys
Ser(配列番号12)またはその誘導体である。
ノ末端で単一のアミノ酸の欠失を有するそれらの化合物であり、ここでX02はH
isであり;X03はLeuであり;X04はAspであり;X05はLysであり;
そしてX06はSerである。従って、この好ましい実施形態のアミノ酸配列は、
ValSerGluHisGlnLeuLeuHisAspLysGlyLys
Ser(配列番号13)またはその誘導体である。
ガンドに刺激されるcAMP蓄積を測定するバイオアッセイにより実施した。
刺激) 細胞内cAMP蓄積を、以前に記載されたように(Abou−Samraら、
J.Biol.Chem.262:1129、1986)測定した。24ウェル
プレート中の細胞を、0.1%BSAおよび2mM IBMXを含有する培養培
地でリンスした。次いで、細胞を、配列番号1の化合物またはその誘導体と共に
、21℃で60分間インキュベートした。この上清を取り除き、そしてプレート
全体をドライアイス粉末内に配置することにより、細胞を迅速に凍結した。1m
lの50mM HCl中で細胞を解凍することによって細胞内cAMPを抽出し
、そして抗cAMP抗体(例えば、Sigma、St.Louis、Mo)を使
用する特異的ラジオイムノアッセイによって、分析した。cAMPについてのト
レーサーとして使用されたcAMPアナログ(2’−O−モノスクシニル−アデ
ノシン 3’:5’−サイクリックモノホスフェートチロシルメチルエステル(
Sigmaから得られた))は、クロラミンT方法によりヨウ素化された。遊離
ヨウ素を、C18 Sep−pakカートリッジ(Waters、Milfor
d、Mass.)上にヨウ素化cAMPアナログを吸着させることによって、除
去した。dH2Oでの洗浄後、ヨウ素化cAMPアナログを、40%アセトニト
リル(ACN)および0.1%トリフルオロ酢酸(TFA)でSep−pakカ
ートリッジから溶出した。ヨウ素化cAMPアナログを凍結乾燥し、1mlの0
.1% TFA中で再構成させ、そしてC18逆相HPLCカラム(Water
s)内に注入した。このカラムを0.1% TFA中において10% ACNで
平衡化し、そして0.1% TFA中での10〜30%のACNの勾配で溶出し
た。これは、非ヨウ素化cAMPアナログからの、モノヨウ素化cAMPアナロ
グの分離を可能にする。トレーサーは、−20℃で保存された場合に4ヶ月間ま
で安定である。アッセイに使用される標準であるアデノシン3’:5’−サイク
リックモノホスフェートを、Sigmaから購入した。サンプル(HCl抽出物
の1−10 82 1)または標準(0.04〜100 fmol/チューブ)
を、50mM 酢酸ナトリウム(pH5.5)中に希釈し、そしてトリエチルア
ミンおよび無水酢酸(2:1 容量:容量)の混合物10μlでアセチル化した
。アセチル化の後、cAMP抗血清(100μl)を、PBS(pH7.4)、
5mM EDTAおよび1%正常ウサギ血清中に作製されたストック溶液(1:
4000)から添加した。トレーサーを、0.1% BSAを有するPBS(p
H7.4)中に希釈し、そして添加した(20,000cpm/チューブ)。ア
ッセイを、4℃で一晩インキュベートした。結合したトレーサーを、100μl
のヤギ抗ウサギ抗血清(PBS中で1:20)および1mlの7%ポリエチレン
グリコール(MW 5000〜6000)を添加すること、2000rpmで3
0分間4℃にて遠心分離することにより沈殿させた。上清を取り出し、そして結
合した放射能を、γ線計数器(Micromedic)で計数した。cAMPデ
ータを計算するために、エクセルのスプレッドシートでロジット計算を実施した
。代表的に、アッセイ感度は、0.1 fmol/チューブであり、そしてトレ
ーサーの50%が置き換わる標準濃度は、5 fmol/チューブである。
の化合物またはその誘導体の結合) 以下に記載されたcAMP蓄積アッセイに加えて、配列番号1の化合物または
その誘導体はまたヨウ素化され得、そして一過的にトランスフェクトしたCOS
細胞におけるラジオレセプターに基づくアッセイにおいて使用され得る。COS
−7細胞を、15cmプレートにおいて、DMEM、10%熱非働化FBS、1
0mg/Lゲンタマイシン中で、80〜90%コンフルエントまで増殖させる。
DEAE/デキストラン方法(Sambrookら、前出)による、1〜2μg
のプラスミドDNAでのトランスフェクションの24時間後に、細胞をトリプシ
ン処理し、そして5×104細胞/cm2の細胞濃度でマルチウェルプラスチック
ディッシュ(16または35mm直径、Costar、Cambridge、M
ass.)に配置した。細胞数は、トランスフェクション後にわずかにのみ増加
した。さらなる48時間の連続した培養の後、ラジオレセプターアッセイを実施
する。研究を開始する直前に、培養培地を、50mM Tris−HCl(pH
7.7)、100mM NaCl、2mM CaCl2、5mM KCL、0.
5%熱非働化ウシ胎仔血清(GIBCO)、および5%熱非働化ウシ血清(KC
Biological Inc.、Lenexa、Kans.)を含有する緩
衝液と置換した。他に示さない限り、4×105cpm/ml(9.6×10-11 M)の125I標識化[Ala1]PTH(1−14)アミドまたは125I標識化[
Nle8]PTH(1−14)と共に、この緩衝液中で15℃で4時間インキュ
ベートした細胞を用いて、研究を実施した。
クターで遺伝子操作された宿主細胞、ならびに組換え技術による本発明のポリペ
プチドの産生に関する。細胞を含まない翻訳系もまた、本発明のDNA構築物由
来のRNAを使用して、このようなタンパク質を産生するために使用され得る。
系またはその部分を組込むように遺伝子操作され得る。宿主細胞へのポリヌクレ
オチドの導入は、リン酸カルシウムトランスフェクション、DEAE−デキスト
ラン媒介性トランスフェクション、トランスベクション(transvecti
on)、微量注入、カチオン性脂質媒介性トランスフェクション、エレクトロポ
レーション、形質導入、切屑負荷(scrape loading)、弾道的導
入、または感染のような、多くの標準的実験室マニュアル(例えば、Davis
ら、Basic Methods in Molecular Biology
(1986)およびSambrookら、Molecular Cloning
:A Laboratory Manual、第2版、Cold Spring
Harbor Laboratory Press、Cold Spring
Harbor、N.Y.(1989))に記載される方法によって、もたらさ
れ得る。
ci細胞、staphylococci細胞、E.coli細胞、Strept
omyces細胞およびBacillus subtilis細胞);真菌細胞
(例えば、酵母細胞およびAspergillus細胞);昆虫細胞(例えば、
Drosophila S2細胞およびSpodoptera Sf9細胞);
動物細胞(例えば、CHO細胞、COS細胞、HeLa細胞、C127細胞、3
T3細胞、BHK細胞、293細胞およびBowes黒色腫細胞);ならびに植
物細胞が挙げられる。
由来の系、エピソーム由来の系およびウイルス由来の系(例えば、細菌性プラス
ミド由来のベクター、バクテリオファージ由来のベクター、トランスポゾン由来
のベクター、酵母エピソーム由来のベクター、挿入エレメント由来のベクター、
酵母染色体エレメント由来のベクター、ウイルス(例えば、バキュロウイルス、
パポバウイルス(例えば、SV40)、ワクシニアウイルス、アデノウイルス、
家禽ポックスウイルス、仮性狂犬病ウイルスおよびレトロウイルス)由来のベク
ター、ならびにそれらの組合せ由来のベクター(例えば、プラスミドおよびバク
テリオファージ遺伝的エレメント(例えば、コスミドおよびファージミド)由来
のベクター)が挙げられる。発現系は、発現を調節しならびに発現を生じる制御
領域を含み得る。一般に、宿主においてポリペプチドを産生するためにポリヌク
レオチドを維持、増殖または発現するために適切な任意の系またはベクターが、
使用され得る。適切なヌクレオチド配列は、任意の種々の周知および慣用的な技
術(例えば、Sambrookら、Molecular Cloning:A
Laboratory Manual(前出)に示される技術)によって、発現
系へ挿入され得る。
導体をコードする核酸の発現のために利用され得る。これらのベクターは、広範
な種々の真核生物細胞において天然に複製される、+(プラス)鎖または−(マ
イナス)鎖のRNAウイルスに基づく(Bredenbeek,P.J.および
Rice,C.M.、Virology 3:297−310、1992)。レ
トロウイルスとは異なり、これらのウイルスは、RNA形態において完全に存在
する、中間のDNAライフサイクル相を欠如する。例えば、αウイルスは、外来
タンパク質のための発現ベクターとして使用される。なぜなら、これらは、広範
囲の宿主細胞において利用され得、そして高レベルの発現を提供し得るからであ
る;この型のウイルスの例としては、シンドビスウイルスおよびセムリキ森林ウ
イルスが挙げられる(Schlesinger,S.、TIBTECH 11:
18−22、1993;Frolov,I.ら、Proc.Natl.Acad
.Sci.(USA)93:11371−11377、1996)。Invit
rogenのシンビス発現系によって例示されるように、研究者らは、簡便に、
研究室でDNA形態(pSinrep5プラスミド)において組換え分子を維持
し得るが、RNA形態における増殖も同様に可能である。発現のために使用され
る宿主細胞において、目的の遺伝子を含むベクターは、完全にRNA形態で存在
し、そして所望であれば、この状態において連続的に増殖され得る。
または細胞外環境への分泌について、適切な分泌シグナルは、所望のポリペプチ
ドへ組み込まれ得る。これらのシグナルは、ポリペプチドに対して内因性であり
得るか、またはこれらは、外因性シグナルであり得る。
むDNA配列に「作動可能に連結される」必要がある。作動可能な連結は、制御
DNA配列または調節DNA配列および発現されようとしているDNA配列が、
遺伝子発現を許容するような方法で連結される、連結である。遺伝子発現のため
に必要な「制御領域」の正確な性質は、生物間で変化し得るが、一般に、プロモ
ーター領域(原核生物細胞において、プロモーター(これは、RNA転写の開始
を指向する)ならびにDNA配列(RNAへ転写される場合に、タンパク質合成
の開始をシグナル伝達する)の両方を含む)を含む。真核生物細胞における調節
領域は、一般に、RNA合成の開始を指向するに十分なプロモーター領域を含む
。
ムシフト変異の導入を生じない場合、(2)プロモーター領域配列が融合タンパ
ク質をコードする配列の転写を指向する能力を妨害しない場合または(3)融合
タンパク質をコードする配列がプロモーター領域配列によって転写される能力を
妨害しない場合に、作動可能に連結されているといわれる。従って、プロモータ
ー領域は、このプロモーター領域がDNA配列を転写し得た場合に、そのDNA
配列に作動可能に連結される。
、従来の技術に従い、連結のために平滑末端または付着末端、適切な末端を提供
するための制限酵素消化、適切な粘着末端の充填、望まない結合を回避するため
のアルカリおよびホスファターゼ処理、ならびに適切な連結物との連結を使用し
て、実施される。融合タンパク質の場合において、遺伝的構築物は、この融合タ
ンパク質の5’遺伝子配列に作動可能に連結された誘導性プロモーターをコード
して、この融合タンパク質の効率的な発現を可能にする。
monas、Streptomycesなどのような)において、配列番号1の
化合物またはその誘導体を発現するために、配列番号1をコードするDNA配列
を機能性原核生物プロモーターに作動可能に連結する必要がある。このようなプ
ロモーターは、構成性であり得るか、またはより好ましくは、調節性(すなわち
、誘導性または抑制解除性(depressible))であり得る。構成性プ
ロモーターの例としては、バクテリオファージλのintプロモーター、pBR
322のβラクタマーゼ遺伝子のblaプロモーター、およびpBR325のク
ロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ遺伝子のCATプロモーターな
どが挙げられる。誘導性原核生物プロモーターの例としては、バクテリオファー
ジλの主要な(major)右鎖プロモーターおよび左鎖プロモーター(PLお
よびPR)、E.coliのtrp、recA、lacZ、lacIおよびga
lプロモーター、α−アミラーゼ(Ulmanen,I.ら、J.Bacter
iol.162:176−182(1985))、およびB.subtilis
のσ−28−特異的プロモーター(Gilman,M.Z.ら、Gene 32
:11−20(1984))、Bacilliusのバクテリオファージのプロ
モーター(Gryczan,T.J.:The Molecular Biol
ogy of the Bacilli,Academic Press,In
c.,NY(1982))、ならびにStreptomycesのプロモーター
(Ward,J:M.ら、Mol.Gen.Genet.203:468−47
8(1986))が挙げられる。原核生物プロモーターは、Glick,B.R
.、J.Ind.Microbiol.1:277−282(1987);Ce
natiempo,Y.、Biochimie 68:505−516(198
6));およびGottesman,S.、Ann.Rev.Genet.18
:415−442(1984)によって総説されている。
モーターであり、これは、インドールアクリル酸に対して誘導性である。
において所望される場合、このような真核生物宿主において転写を指向し得るプ
ロモーターを使用することが必要である。好ましい真核生物プロモーターとして
は、マウスメタロチオネインI遺伝子のプロモーター(Hamer,D.ら、J
.Mol.Appl.Gen.1:273−288 (1982));ヘルペス
ウイルスのTKプロモーター(McKnight,S.、Cell 31:35
5−365(1982));SV40初期プロモーター(Benoist,C.
ら、Nature(London)290:304−310(1981));な
らびに酵母gal4遺伝子プロモーター(Johnston,S.A.ら、Pr
oc.Natl.Acad.Sci.(USA)79:6971−6975(1
982);Silver,P.A.ら、Proc.Natl.Acad.Sci
.(USA)81:5951−5955(1984))が挙げられる。
製し得るプラスミドまたはウイルスベクターに組み込まれる。任意の広範な種々
のベクターが、この目的のために使用され得る。特定のプラスミドまたはウイル
スベクターを選択する際に重要な因子としては、以下が挙げられる:ベクターを
含むレシピエント細胞が、ベクターを含まないレシピエント細胞を認識し得、そ
してその細胞から選択され得る、容易性;特定の宿主において所望されるベクタ
ーのコピー数;および異なる種の宿主細胞間でベクターを「往復(shuttl
e)」し得ることが望ましいか否か。
ミド(例えば、pBR322、ColEl、pSC101、pACYC 184
、πVXのような)が挙げられる。このようなプラスミドは、例えば、Mani
atis,T.ら、Molecular Cloning,A Laborat
ory Manual,Cold Spring Harbor Press,
Cold Spring Harbor,NY(1982)によって開示される
。好ましいプラスミド発現ベクターとしては、pGFP−1プラスミド(Gar
dellaら、J.Biol.Chem.265:15854−15859(1
989)に記載される);またはpETベクターの1つに基づく改変プラスミド
(StudierおよびDunn、Methods in Enzymolog
y 185:60−89(1990)に記載される)が挙げられる。Bacil
lusプラスミドとしては、pC194、pC221、pT127などが挙げら
れる。このようなプラスミドは、Gryczan,T.:The Molecu
lar Biology of the Bacilli,Academic
Press,NY、307−329頁(1982)によって開示される。適切な
Streptomycesプラスミドとしては、pIJIOI(Kendall
,K.J.ら、J.Bacteriol.169:4177−4183(198
7))、およびstreptomycesバクテリオファージ(例えば、φC3
1(Chater,K.F.ら:Sixth International S
ymposium on Actinomycetales Biology,
Akademiai Kaido,Budapest,Hungary、45−
54頁(1986))が挙げられる。Pseudomonasプラスミドは、J
ohn,J.F.ら、Rev.Infect.Dis.8:693−704(1
986)、およびIzaki,K.、Jon.J.Bacteriol.33:
729−742(1978)によって総説される。
ア、2−ミクロンサークル(2−micron circle)などが挙げられ
る。このような発現ベクターは、当該分野において周知である(Botstei
n,D.ら、Miami Wntr.Symp.19:265−274(198
2);Broach,J.R.:The Molecular Biology
of the Yeast Saccharomyces:Life Cyc
le and Inheritance,Cold Spring Harbo
r Laboratory,Cold Spring Harbor,NY、4
45−470頁(1981);Broach,J.R.、Cell 28:20
3−204(1982);Bollon,D.P.ら、J Clin.Hema
tol.Oncol.10:39−48(1980);Maniatis,T.
:Cell Biology:A Comprehensive Treati
se、第3巻、Gene Expression,Academic Pres
s,NY、563−608頁(1980))。
得る。原理的に、任意のこのような細胞培養物は、脊椎動物細胞供給源または無
脊椎動物細胞供給源のいずれかから実行可能である。しかし、脊椎動物供給源由
来の細胞を用いるものが、大いに興味深い。有用な脊椎動物宿主細胞株の例は、
VERO細胞株およびHeLa細胞株、チャイニーズハムスター(CHO)細胞
株、WI38細胞株、BHK細胞株、COS−7細胞株、およびMDCK細胞株
である。このような細胞のための発現ベクターは、通常(必要であれば)、任意
の必要なリボソーム結合部位、RNAスプライス部位、ポリアデニル化部位およ
び転写終結部位とともに、複製起点、発現される遺伝子の前またはその上流に位
置するプロモーターを含む。
、ウイルス物質により提供される。例えば、一般に使用されるプロモーターは、
ポリオーマ、アデノウイルス2、シミアンウイルス40(SV40)およびサイ
トメガロウイルス由来である。SV40ウイルスの初期プロモーターおよび後期
プロモーターは、特に有用である。なぜなら、両方とも、SV40ウイルスの複
製起点もまた含むフラグメントとしてこのウイルスから容易に得られるからであ
る(Fiersら,Nature 273:113(1978))。
点(SV40または他のウイルス(例えば、ポリオーマ、アデノ、VSV、BP
V)の供給源由来であってもよく、宿主細胞染色体複製機構により提供されても
よい)を含み得る。ベクターが宿主染色体に組み込まれる場合、後者はしばしば
充分である。
される場合、トランスフェクションは、GrahamおよびVan der E
rb,Virology 52:546(1978)に記載されるように、リン
酸カルシウム沈澱法により行われる。しかし、細胞にDNAを導入するための他
の方法(例えば、核注入によるか、またはプロトプラスト融合による)もまた使
用され得る。遺伝子治療の場合では、トランスフェクション促進剤(例えば、リ
ポソームが挙げられるが、これに限定されない)の有無に拘わらず、裸のプラス
ミドまたはウイルスDNAの直接注入法が、哺乳動物細胞のインビボまたはイン
ビトロのトランスフェクションという現在の方法に対する代替アプローチを提供
する。実質的な細胞壁構築物を備える原核生物細胞が使用される場合、好ましい
トランスフェクション法は、Cohenら,Proc.Natl.Acad.S
ci.USA 69:2110(1972)に記載のように、塩化カルシウムを
用いたカルシウム処理である。
た種々の哺乳動物の状態を予防および処置するために有用である。特に、本発明
の化合物は、ヒトにおける骨粗鬆症およびオステオペニアの予防処置および治療
処置に関して記載される。さらに、本発明の化合物は、他の骨疾患の予防処置お
よび治療処置に関して記載される。本発明の化合物は、上皮小体低下症の予防処
置および治療処置に関して記載される。最終的に、本発明の化合物は、骨折修復
のためのアゴニストとしての使用、および高カルシウム血症のためのアンタゴニ
ストとしての使用に関して記載される。
は、1日あたり約0.01〜1μg/kg体重の間、好ましくは、1日あたり約
0.07〜約0.2μg/kg体重の間の量で投与される。50kgのヒト女性
被験体に関しては、配列番号1の生物学的に活性な化合物またはその誘導体は、
約0.5〜約50μg、好ましくは、約3.5μg〜約10μgである。他の哺
乳動物(例えば、ウマ、イヌ、およびウシ)においては、より高い用量が必要で
あり得る。この用量は、最も有効な結果を達成するために必要とされるように、
1回の投与により、複数回の適用により、または徐放により、好ましくは、1日
1回以上の注射により、従来の薬学的組成物中で送達され得る。例えば、この投
薬量は、鼻通気法により、従来の薬学的組成物中で送達され得る。
された配列番号1の化合物またはその誘導体の薬理学的特性、処置される状態の
性質および重篤度、ならびにレシピエントの物理的状態および精神的明瞭度によ
り影響される。
よび静脈内を含む)、直腸、口内(舌下を含む)、経皮、および鼻通気法が挙げ
られるが、これらに限定されない。
誘導体の所望される生物学的活性を保持する。このような塩の例としては、(a
)無機酸(例えば、塩酸、臭化水素酸、硫酸、リン酸、硝酸など)と形成された
酸付加塩;有機酸(例えば、酢酸、シュウ酸、酒石酸、コハク酸、マレイン酸、
フマル酸、グルコン酸、クエン酸、リンゴ酸、アスコルビン酸、安息香酸、タン
ニン酸、パモ酸(pamoic acid)、アルギン酸、ポリグルタミン酸、
ナフタレンスルホン酸、ナフタレンジスルホン酸、ポリガラクツロン酸など)と
形成された酸付加塩;(b)多価金属カチオン(例えば、亜鉛、カルシウム、ビ
スマス、バリウム、マグネシウム、アルミニウム、銅、コバルト、ニッケル、カ
ドミウムなど)と形成された塩基付加塩;またはN’,N’−ジベンジルエチレ
ンジアミンまたはエチレンジアミンから形成された有機カチオンと形成された塩
基付加塩;または(C)(a)および(b)の組み合わせ(例えば、亜鉛のタン
ニン酸塩など)である。
、活性成分として、本発明の配列番号1の化合物またはそれらの誘導体、または
薬学的に受容可能なそれらの塩を含む薬学的組成物に関する。上記のように、こ
のような組成物は、非経口(皮下、経皮、筋肉内または静脈内)投与のために、
特に、液体溶液または懸濁液の形態で;経口または口内投与のために、特に錠剤
またはカプセル剤の形態で;直腸、経皮投与のために、特に散剤、経鼻小滴また
はエアロゾルの形態で調製され得る。
知の任意の方法(例えば、本明細書中に参考として援用される、Remingt
on’s Pharmaceutical Sciences,第17版,Ma
ck Publishing Company,Easton,Pa.,(19
85)に記載)によって調製され得る。非経口投与のための処方物は、賦形剤(
滅菌水または生理食塩水、アルキレングリコール(例えば、プロピレングリコー
ル)、ポリアルキレングリコール(例えば、ポリエチレングリコール)、植物起
源の油、硬化ナフタレンなど)を含み得る。経口投与に関しては、この処方物は
、胆汁酸塩またはアシルカルニチンの付加により増強され得る。経鼻投与のため
の処方物は、固体であってもよく、そして賦形剤(例えば、ラクトースまたはデ
キストラン)を含み得、経鼻ドロップまたは用量測定スプレーの形態で使用する
ための水溶液または油溶液であってもよい。口内投与に関しては、代表的な賦形
剤として、糖、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、予めゼラ
チン様にしたデンプンなどが挙げられる。
吸収は、界面活性剤の酸(例えば、グリココール酸、コール酸、タウロコール酸
、エトコール酸、デオキシコール酸、ケノデオキシコール酸、デヒドロコール酸
、グリコデオキシコール酸、シクロデキストリンなど)を約0.2〜15重量%
、好ましくは、約0.5〜4重量%、最も好ましくは、約2重量%の範囲の量に
より増強され得る。
ることは、所望の放出期間にわたり充分活性な成分を含む徐放系の1回の投与に
より達成され得る。種々の徐放系(例えば、モノリシックまたはリザーバ型マイ
クロカプセル、デポー(depot)インプラント、浸透圧ポンプ、小胞、ミセ
ル、リポソーム、経皮パッチ、イオン浸透デバイスおよび代替的な注射可能投薬
形態)がこの目的のために利用され得る。活性成分の送達が所望される部位にお
ける局在化は、特定の障害の処置において利益があることが証明され得るいくつ
かの徐放デバイスのさらなる特徴である。
リマー(例えば、Kent,Lewis,Sanders,およびTice,米
国特許第4,675,189号(本明細書中に参考として援用される)の先駆的
研究において記載される、コポリ(乳酸/グリコール酸))中に分散されるか、
またはカプセル化される、ポリペプチドまたはその塩を含む。この化合物、また
は好ましくはそれらの比較的不溶性の塩もまた、コレステロールもしくは他の脂
質マトリクスペレット、またはシラストマー(silastomer)マトリク
スインプラント中に処方され得る。さらなる遅延型放出、デポーインプラントま
たは注射可能処方物は当業者に明らかである。例えば、Sustained a
nd Controlled Release Drug Delivery
Systems,J.R.Robinson編,Marcel Dekker,
Inc.,New York,1978,およびR.W.Baker,Cont
rolled Release of Biologically Activ
e Agents,John Wiley&Sons,New York,19
87(本明細書中に参考として援用される)を参照のこと。
薬剤と組み合わせて投与され得る。例えば、骨粗鬆症および他の骨関連障害を処
置する場合、PTH改変体は、カルシウム補助食品またはビタミンDアナログと
ともに投与され得る(米国特許第4,698,328号を参照のこと)。あるい
は、PTH改変体は、例えば、米国特許第4,761,406号に記載の二リン
酸と組み合わせて、またはカルシトニンおよびエストロゲン(限定はされない)
のような1つ以上の骨治療剤と組み合わせて、好ましくは、循環的治療レジメを
用いて投与され得る。
表面のレセプターとの相互作用である。ホルモン−レセプター複合体の形成は、
細胞への細胞外シグナルの伝達を可能にし、種々の生物学的応答を誘発する。
ニング) 本発明のポリペプチドは、cAMP蓄積アッセイを使用して、それらのアゴニ
ストまたはアンタゴニストの特性についてスクリーニングされ得る。その細胞表
面上にPTH−1レセプターを発現する細胞を、2mM IBMX(3−イソブ
チル−1−メチル−キサンチン、Sigma,St.Louis,MO)の存在
下、ネイティブPTH(1〜84)と共に5〜60分間、37℃でインキュベー
トする。サイクリックAMP蓄積を、上記のように、特異的放射免疫アッセイに
よって測定する。PTH−1レセプターへの結合についてネイティブPTH(1
〜84)と競合し、そしてcAMP蓄積に対するネイティブPTH(1〜84)
の効果を阻害する、配列番号1の化合物またはその誘導体を、競合的アンタゴニ
ストとみなす。このような化合物は、高カルシウム血症を処置するために有用で
ある。
)と競合しないが、なおcAMP蓄積のネイティブPTH(1〜84)活性化を
妨げる(おそらく、レセプター活性化部位をブロックすることによる)、配列番
号1の化合物またはその誘導体を、非競合的アンタゴニストとみなす。このよう
な化合物は、高カルシウム血症を処置するために有用である。
し、そしてネイティブPTH(1〜84)の存在下または非存在下でcAMP蓄
積を刺激する、配列番号1の化合物またはその誘導体は、競合的アゴニストであ
る。PTH−1レセプターへの結合についてネイティブPTH(1〜84)と競
合しないが、ネイティブPTH(1〜84)の存在下または非存在下で、なおc
AMP蓄積を刺激し得るか、あるいは配列番号1の化合物またはその誘導体単独
で観察されるよりも、より高いcAMP蓄積を刺激する、配列番号1の化合物ま
たはその誘導体を、非競合的アゴニストとみなす。
PTHrPと、PTH−1レセプターおよびPTH−2レセプターとの間の相互
作用に関連する。高カルシウム血症は、血清カルシウムレベルの異常な上昇が存
在する状態であり;これは、しばしば、以下を含む他の疾患に関連する:上皮小
体機能亢進症、骨粗しょう症、乳房、肺および前立腺の癌腫、頭部および頸部、
ならびに食道の類表皮癌、多発性骨髄腫、および副腎腫。低カルシウム血症は、
血清カルシウムレベルが、異常に低い状態であり、効果的PTHの欠損(例えば
、甲状腺手術後の)から生じ得る。
された組織特異的プロモーターおよび/またはエンハンサーに連結し得、そして
得られたハイブリッド遺伝子を、標準的な方法(例えば、Lederら、米国特
許第4,736,866号(本明細書中に参考として援用される)に記載のよう
な)によって初期発生段階(例えば、受精卵母細胞段階)の動物胚に導入し、選
択された組織において上昇したレベルの配列番号1の化合物またはその誘導体を
発現するトランスジェニック動物を生成し得る(例えば、骨についてのオステオ
カルシンプロモーター)。このようなプロモーターを使用して、このトランスジ
ェニック動物における配列番号1の化合物またはその誘導体の組織特異的発現を
指向する。
拮抗または作動する能力(当業者に公知のアッセイによって決定され、そして以
下に議論されるような)を破壊しない、天然の任意の他のアミノ酸置換が、本発
明の範囲に含まれる。
答を増強または強化し得るリガンドが意図される。「アンタゴニスト」によって
、PTH−1レセプターによって媒介される細胞性応答を阻害し得るリガンドが
意図される。本発明の任意の候補「アゴニスト」または「アンタゴニスト」が、
このような細胞性応答を増強または阻害し得るか否かは、当該分野で公知のタン
パク質リガンド/レセプターの細胞性応答アッセイまたは結合アッセイ(本出願
の他の箇所に記載されるアッセイを含む)を使用して決定され得る。
過剰な作用から生じる医学的障害を処置するための方法が提供され、この方法は
、患者のPTH−1レセプターの活性化を阻害するのに十分な、治療有効量の配
列番号1の化合物またはその誘導体を、その患者に投与する工程を包含する。
害を有することが疑われる患者は、PTH−1レセプターの選択的アンタゴニス
トである、本発明の配列番号1の化合物またはその誘導体を使用して処置され得
る。このようなアンタゴニストとしては、PTH−1レセプター媒介細胞活性化
を干渉することが決定されている(本明細書中に記載のアッセイによって)、本
発明の配列番号1の化合物またはその誘導体、あるいは類似の特性を有する他の
誘導体が挙げられる。
体を、一般的に、適切なキャリアまたは賦形剤(例えば、生理学的生理食塩水)
中に処方することによって、医薬の製造において使用して、そして好ましくは、
PTH−1レセプターに対する配列番号1の化合物またはその誘導体の結合の十
分な阻害を提供する投薬量で、静脈内、筋内、皮下、経口または鼻内投与する。
代表的な投薬量は、1ng〜10mgのペプチド/kg体重/日である。
またはその誘導体は、そのアミノ末端で単一のアミノ酸欠失を有する。この好ま
しい実施形態において、PTH/PTHrPアナログは、PTH(2〜14)/
PTHrP(2〜14)である。なお別の好ましい実施形態において、この方法
において使用される配列番号1の化合物またはその誘導体は、そのアミノ末端で
2つのアミノ酸欠失を有する。この好ましい実施形態において、PTH/PTH
rPアナログは、PTH(3〜14)/PTHrP(3〜14)である。
供され、この方法は、患者のPTH−1レセプターを活性化するのに十分な、治
療有効量の配列番号1の化合物またはその誘導体を、その患者に投与する工程を
包含する。PTH/PTHrPアンタゴニストについて上記されたような同様の
投薬量および投与が、例えば、骨粗しょう症、他の代謝性骨障害、ならびに上皮
小体機能低下症および関連する障害のような状態の処置のための、PTH/PT
HrPアゴニストの投与に使用され得る。
またはその誘導体は、配列番号1の化合物のアミノ酸1位で、セリンのアラニン
でのアミノ酸置換を有する。この特定の実施形態において、PTH誘導体は、[
Ala1]PTH(1〜14)(配列番号5)である。別の好ましい実施形態に
おいて、この方法において使用される配列番号1の化合物またはその誘導体は、
配列番号1のアミノ酸5位で、イソロイシンのヒスチジンでのアミノ酸置換を有
する。この特定の実施形態において、PTHrP誘導体は、[Ile5]PTH
rP(1〜14)(配列番号2)である。
なく、組成、濃度、投与形態および状態の広範な等価のパラメーターの範囲内で
実施され得ることが、当業者に理解される。
とによって、より容易に理解される。本明細書中に明記されない限り、これらの
特定の実施例は、例示目的で提供され、そして本発明を限定することが意図され
ない。
を開始するために、本発明者らは、ネイティブヒトPTHの最初の14アミノ酸
に基づく合成ペプチドを構築した。最適化に対する最初の工程として、本発明者
らは、1位のセリンをアラニンによって置換し;この置換は、ラットおよびウシ
のPTH、ならびに現在までに報告されている全てのPTHrP分子(ヒト、ウ
シ、イヌ、ラット、マウス、ニワトリ)における1位に見出されるアミノ酸に対
応し、ネイティブPTH(1〜14)ペプチドの生物活性のバックグラウンドレ
ベルを超える、生物活性の測定可能な増加を生じる。この新規ペプチド(本明細
書中で[Ala1]PTH(1〜14)と呼ばれる)のC末端残基を、アミド化
する。
ターを発現するCOS−7細胞においてcAMP形成を刺激する能力を、図1に
示す。小さいcAMP応答は、より短いペプチド[Ala1]PTH(1〜9)
を用いてでさえ見出され得る。予期されたように、このカルボキシ末端フラグメ
ントPTH(15〜31)は、不活性であった(図1)。これらのペプチドの各
々は、PTH−1レセプター遺伝子を欠失するDNAベクターでトランスフェク
トしたコントロールCOS−7細胞において、不活性であった。
セプター(rSR)(PTHに結合も応答もしない関連ファミリーBレセプター
)でトランスフェクトしたCOS−7細胞においてcAMP産生を刺激する能力
を、試験した。図6に示されるように、PTH(1〜14)は、rSRを発現す
る細胞において不活性である。従って、COS−7細胞におけるPTH(1〜1
4)に対する応答は、PTH−1レセプター発現に依存性である。PTH(1〜
14)の特異性もまた、ブタ腎臓細胞株LLC−PK1(ヒトPTH−1レセプ
ターでトランスフェクトしていないか、または安定にトランスフェクトしたかの
いずれか)、LLC−B7細胞株を使用して試験した。図4は、これらの細胞に
おけるPTH(1〜14)応答が、PTH−1レセプター発現に依存性であるこ
とを示す。
[Ala1]PTH(1〜14)ペプチドは、ネイティブPTH(1〜34)よ
り弱い(図1)。従って、能力および効力を改善するための[Ala1]PTH
(1〜14)の配列のさらなる最適化を、実施した。この最適化プロセスの一部
として、ネイティブPTH(1〜14)配列のアラニンスキャニングを、実施し
た。この研究において、各々14アミノ酸長で、かつ1つのネイティブアミノ酸
がアラニンで置換されることによって互いに異なる、14の異なるペプチドを合
成した。このアラニンスキャニングは、このネイティブの1〜14配列における
各々の個々の残基の、機能に重要であるか(不耐性)、または機能に重要でない
か(耐性)のいずれかとしての分類を可能にする。耐性残基は、Asn−10か
らHis−14までに及ぶ、1つの良好に規定されたカルボキシ末端セグメント
に存在し、一方、不耐性残基は、全て、Ala−1〜His9セグメントにある
(図2)。1位が、ネイティブのラットおよびウシの配列においてアラニンであ
り、そして3位でのSer→Alaが、保存的置換であることから、Ala−1
およびSer−3は、この研究において十分に試験しなかったことに留意された
い。例えば、アラニンスキャニングの結果から予測されるように、[Ala1]
PTH(1〜9)フラグメント(全ての不耐性残基を含む)は、いくらか生物活
性を示す(図1)。
PTHrP(1〜14)における重要な5位で、ヒスチジンをイソロイシンで置
換する、1つの一置換を見出した。従って、この特定の実施形態において、pT
HrPアナログは、[Ile5]PTHrP(1〜14)である。図7は、[I
le5]PTH(1〜14)を用いて得られたcAMP活性の結果を示す。LL
C−B7細胞を、その示したペプチドリガンド(各100μM)で処理し、次い
で、細胞内cAMPレベルを測定した。PTHrPの重要な5位での、イソロイ
シンのヒスチジンでの置換は、ネイティブPTHrP(1〜14)と比較して、
増強された能力を有する新規アナログを生じる。
ントの生物活性。副甲状腺ホルモンのフラグメントを、化学的方法によって合成
し、そして逆相HPLCによって精製した。ペプチドを、クローニングされたヒ
トPTH−1レセプターを発現するCOS−7細胞におけるcAMP蓄積を刺激
する能力について試験した。PTH(1〜34)を、1μMの用量で試験し、他
のペプチドを67μMで試験した。ペプチドを、2連で(±s.e.m.)67
μMの用量で試験した。コントロールの未処理細胞におけるcAMPを、Bsl
によって示す。細胞を、21℃にて30分間処理する。
体の生物活性を示し、各々、アラニンによって置換された、ネイティブな配列の
異なるアミノ酸(図の下に示す)を有する。ペプチドを化学的に合成し、精製し
、そしてクローニングされたヒトPTH−1レセプターを発現するCOS−7細
胞におけるcAMP形成を刺激する能力について試験した。ペプチドを、2連で
(±s.e.m.)67μMの用量で試験した。コントロールとして、基礎(b
asal)によって示される未処理細胞を測定した。1位にアラニンを含むPT
H(1〜14)を、野生型参照として用いた。細胞を、21℃にて30分間刺激
する。
K1細胞(LLC−B7細胞)における短いアミノ末端PTHアナログのcAM
P用量応答曲線。24プレートにおけるLLC−B7細胞を、示したペプチドで
21℃にて60分間処理し、次いで細胞内cAMPレベルを測定した。示した全
てのPTHペプチドは、ラットPTH配列に基づき、そしてカルボキシ末端がア
ミド化されている。理解され得るように、PTH(1〜14)ペプチドを残基1
5まで伸ばした場合、活性の獲得は存在しない;そしてPTH(1〜13)また
はより短いアナログは、非常弱い活性しか示さない。
けるPTH(1〜14)のcAMP用量応答曲線。PTH(1〜14)およびP
TH(1〜34)のコントロールペプチドを、図3におけるように試験した。理
解され得るように、これらの細胞におけるPTH(1〜14)に対する応答は、
PTH−1レセプターの存在に完全に依存する。
(1〜14)を、2連で100μMの用量で試験した。24プレートにおけるL
LC−B7細胞を、示したペプチドで21℃にて60分間処理し、次いで細胞内
cAMPレベルを測定した。
チンレセプターでトランスフェクトしたCOS−7細胞において試験した。この
COS−7細胞は、コントロールのネイティブセクレチン(1〜27)に十分に
応答する。PTH(1〜14)は、これらの細胞におけるcAMPを刺激しない
。従って、PTH(1〜14)に対する応答は、PTH−1レセプターの存在に
依存する。
各々100μMの、示したペプチドリガンドで処理し、次いで細胞内cAMPレ
ベルを測定した。
Claims (34)
- 【請求項1】 生物学的に活性なペプチドであって、以下の式: (a) 【化1】 (b)アミノ酸1〜9、1〜10、1〜11、1〜12、または1〜13を含
む、そのフラグメント; (c)それらの薬学的に受容可能な塩;あるいは (d)それらのN−誘導体またはC−誘導体; から本質的になるペプチドに少なくとも85%同一であり、ここで: X01は、SerまたはAlaであり; X02は、IleまたはHisであり; X03は、Met、LeuまたはNleであり; X04は、AsnまたはAspであり; X05は、LeuまたはLysであり;そして X06は、HisまたはSerであり、 但し該ペプチドは、PTHrP(1−14)ではない、 生物学的に活性なペプチド。 - 【請求項2】 生物学的に活性なペプチドであって、以下の式: (a) 【化2】 (b)アミノ酸1〜9、1〜10、1〜11、1〜12、または1〜13を含
む、そのフラグメント; (c)それらの薬学的に受容可能な塩;あるいは (d)それらのN−誘導体またはC−誘導体; から本質的になり、ここで: X01は、SerまたはAlaであり; X02は、IleまたはHisであり; X03は、Met、LeuまたはNleであり; X04は、AsnまたはAspであり; X05は、LeuまたはLysであり;そして X06は、HisまたはSerであり、 但し該ペプチドは、PTHrP(1−14)ではない、 生物学的に活性なペプチド。 - 【請求項3】 以下: 【化3】 である、請求項1に記載のペプチド。
- 【請求項4】 前記ペプチドが、放射性標識、蛍光標識、生物発光標識、ま
たは化学発光標識からなる群より選択される標識で標識される、請求項1に記載
のペプチド。 - 【請求項5】 前記放射性標識が99mTcである、請求項4に記載のペプチ
ド。 - 【請求項6】 薬学的組成物であって、以下: (a)以下の式: 【化4】 から本質的になるペプチドに少なくとも85%同一の生物学的に活性なペプチド
; (b)アミノ酸1〜9、1〜10、1〜11、1〜12または1〜13を含む
、そのフラグメント; (c)それらの薬学的に受容可能な塩;あるいは (d)それらのN−誘導体またはC−誘導体;ならびに薬学的に受容可能なキ
ャリア、 を含む、薬学的組成物。 - 【請求項7】 薬学的組成物であって、以下: (a)以下の式: 【化5】 から本質的になる生物学的に活性なペプチド; (b)アミノ酸1〜9、1〜10、1〜11、1〜12または1〜13を含む
、そのフラグメント; (c)それらの薬学的に受容可能な塩;あるいは (d)それらのN−誘導体またはC−誘導体;ならびに薬学的に受容可能なキ
ャリア、 を含む、薬学的組成物。 - 【請求項8】 薬学的組成物であって、以下: (a)以下の式: 【化6】 から本質的になるペプチドに少なくとも85%同一の生物学的に活性なペプチド
; (b)アミノ酸1〜9、1〜10、1〜11、1〜12または1〜13を含む
、そのフラグメント; (c)それらの薬学的に受容可能な塩;あるいは (d)それらのN−誘導体またはC−誘導体;ならびに薬学的に受容可能なキ
ャリア、 を含む、薬学的組成物。 - 【請求項9】 薬学的組成物であって、以下: (a)以下の式: 【化7】 から本質的になる生物学的に活性なペプチド; (b)アミノ酸1〜9、1〜10、1〜11、1〜12または1〜13を含む
、そのフラグメント; (c)それらの薬学的に受容可能な塩;あるいは (d)それらのN−誘導体またはC−誘導体;ならびに薬学的に受容可能なキ
ャリア、 を含む、薬学的組成物。 - 【請求項10】 核酸分子であって、以下: (a) 【化8】 あるいは (b)アミノ酸1〜9、1〜10、1〜11、1〜12または1〜13を含む
、そのフラグメント; からなる群より選択されるアミノ酸配列を有する生物学的に活性なペプチドをコ
ードするポリヌクレオチドから本質的になり、ここで: X01は、SerまたはAlaであり; X02は、IleまたはHisであり; X03は、Met、LeuまたはNleであり; X04は、AsnまたはAspであり; X05は、LeuまたはLysであり;そして X06は、HisまたはSerであり、 但し該ペプチドは、PTHrP(1−14)ではない、 核酸分子。 - 【請求項11】 組換えDNA分子であって、(2)生物学的に活性なペプ
チドをコードするポリヌクレオチド配列、と作動可能に連結されている、(1)発
現制御領域を含み、ここで該ペプチドは、以下: (a) 【化9】 あるいは (b)アミノ酸1〜9、1〜10、1〜11、1〜12または1〜13を含む
、そのフラグメント; からなる群より選択され、ここで: X01は、SerまたはAlaであり; X02は、IleまたはHisであり; X03は、Met、LeuまたはNleであり; X04は、AsnまたはAspであり; X05は、LeuまたはLysであり;そして X06は、HisまたはSerであり、 但し該ペプチドは、PTHrP(1−14)ではない、 組換えDNA分子。 - 【請求項12】 生物学的に活性なペプチドを調製する方法であって、請求
項11に記載の組換えDNA分子を、宿主中に導入する工程、および該分子の発
現を引き起こす工程を包含する、方法。 - 【請求項13】 組換えベクターを作製するための方法であって、請求項1
0に記載の核酸分子をベクター中に挿入する工程を包含する、方法。 - 【請求項14】 前記制御領域が細菌プロモーター、ウイルスプロモーター
、真菌プロモーターまたは哺乳動物プロモーターを含む、請求項11に記載の組
換えDNA分子。 - 【請求項15】 請求項11に記載の組換えDNA分子を含む、宿主細胞。
- 【請求項16】 原核生物である、請求項15に記載の細胞。
- 【請求項17】 細菌である、請求項16に記載の細胞。
- 【請求項18】 真核生物である、請求項15に記載の細胞。
- 【請求項19】 酵母細胞または哺乳動物細胞である、請求項18に記載の
細胞。 - 【請求項20】 骨質量における減少によって特徴付けられる哺乳動物の状
態を処置するための方法であって、該方法は、該処置を必要とする被験体に、骨
質量増加に有効な量の生物学的に活性なペプチドならびに薬学的に受容可能なキ
ャリアを投与する工程を包含し、ここで該ペプチドが、以下の式: (a) 【化10】 (b)アミノ酸1〜9、1〜10、1〜11、1〜12、または1〜13を含
む、そのフラグメント; (c)それらの薬学的に受容可能な塩;あるいは (d)それらのN−誘導体またはC−誘導体; から本質的になる群から選択されるメンバーに少なくとも85%同一なアミノ酸
配列を含み、ここで: X01は、SerまたはAlaであり; X02は、IleまたはHisであり; X03は、Met、LeuまたはNleであり; X04は、AsnまたはAspであり; X05は、LeuまたはLysであり;そして X06は、HisまたはSerであり、 但し該ペプチドは、PTHrP(1−14)ではない、方法。 - 【請求項21】 骨質量における減少によって特徴付けられる哺乳動物の状
態を処置するための方法であって、該方法は、該処置を必要とする被験体に、以
下の式: (a) 【化11】 (b)アミノ酸1〜9、1〜10、1〜11、1〜12、または1〜13を含
む、そのフラグメント; (c)それらの薬学的に受容可能な塩;あるいは (d)それらのN−誘導体またはC−誘導体; から本質的になり、ここで: X01は、SerまたはAlaであり; X02は、IleまたはHisであり; X03は、Met、LeuまたはNleであり; X04は、AsnまたはAspであり; X05は、LeuまたはLysであり;そして X06は、HisまたはSerであり、但しPTHrP(1−14)ではない、
骨質量増加に有効な量の生物学的に活性なペプチド ;ならびに薬学的に受容可能なキャリアを投与する工程を包含する、 方法。 - 【請求項22】 生物学的に活性なペプチドを必要とする患者の処置のため
の方法であって、治療的に有効量のペプチドならびに薬学的に受容可能なキャリ
アを投与する工程を包含し、ここで該ペプチドは、以下: (a)以下の式: 【化12】 から本質的になる、生物学的に活性なペプチド; (b)アミノ酸1〜9、1〜10、1〜11、1〜12または1〜13を含む
、そのフラグメント; (c)それらのN−誘導体またはC−誘導体;あるいは (d)それらの薬学的に受容可能な塩; から本質的になる群より選択されるメンバーに少なくとも85%同一なアミノ酸
配列を含む、方法。 - 【請求項23】 骨質量における減少によって特徴付けられる哺乳動物の状
態を処置するための方法であって、該方法は、該処置を必要とする被験体に、以
下: (a)以下の式: 【化13】 から本質的になる、生物学的に活性なペプチド; (b)アミノ酸1〜9、1〜10、1〜11、1〜12または1〜13を含む
、そのフラグメント; (c)それらのN−誘導体またはC−誘導体;あるいは (d)それらの薬学的に受容可能な塩、 から本質的になる、骨質量増加に有効な量の生物学的に活性なペプチド;ならび
に薬学的に受容可能なキャリアを投与する工程を包含する、方法。 - 【請求項24】 生物学的に活性なペプチドの必要性を有する患者の処置の
ための方法であって、治療的有効量のペプチドならびに薬学的に受容可能なキャ
リアを投与する工程を包含し、ここで該ペプチドは、以下: (a)以下の式: 【化14】 から本質的になる、生物学的に活性なペプチド; (b)アミノ酸1〜9、1〜10、1〜11、1〜12、または1〜13を含
む、そのフラグメント; (c)それらのN−誘導体またはC−誘導体;あるいは (d)それらの薬学的に受容可能な塩、 から本質的になる群より選択されるメンバーに少なくとも85%同一なアミノ酸
配列を含む、方法。 - 【請求項25】 骨質量における減少によって特徴付けられる哺乳動物の状
態を処置するための方法であって、該方法は、該処置を必要とする患者に、以下
: (a) 【化15】 (b)アミノ酸1〜9、1〜10、1〜11、1〜12、または1〜13を含
む、それらのフラグメント; (c)それらのN−誘導体またはC−誘導体;あるいは (d)それらの薬学的に受容可能な塩; から本質的になる、骨質量増加に有効な量の生物学的に活性なペプチド;ならび
に薬学的に受容可能なキャリアを投与する工程を包含する、方法。 - 【請求項26】 骨の再形成、骨吸収および/または骨リモデリングの速度
を決定するための方法であって、請求項4に記載のペプチドの有効量を患者に投
与する工程、ならびに該患者の骨への該ペプチドの取り込みを決定する工程を包
含する、方法。 - 【請求項27】 前記骨質量増加に有効な量の前記ペプチドが、該ペプチド
をコードするDNAを前記患者に提供し、そしてインビボで該ペプチドを発現さ
せることによって投与される、請求項20に記載の方法。 - 【請求項28】 処置されるべき前記状態が骨粗しょう症である、請求項2
0に記載の方法。 - 【請求項29】 前記骨粗しょう症が老齢骨粗しょう症である、請求項20
に記載の方法。 - 【請求項30】 前記骨粗しょう症が閉経後骨粗しょう症である、請求項2
0に記載の方法。 - 【請求項31】 骨質量を増加させるための、有効量の前記ペプチドが、一
日あたり約0.01μg/kg〜一日あたり約1.0μg/kgである、請求項
20に記載の方法。 - 【請求項32】 投与方法が非経口である、請求項20に記載の方法。
- 【請求項33】 投与方法が皮下である、請求項20に記載の方法。
- 【請求項34】 投与方法が鼻通気法である、請求項20に記載の方法。
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