JP2003520808A - Chimeric prostate homing peptide with pro-apoptotic activity - Google Patents
Chimeric prostate homing peptide with pro-apoptotic activityInfo
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Abstract
(57)【要約】 本発明は、抗菌ペプチドに連結された前立腺ホーミングペプチドを含む、キメラ前立腺ホーミングプロアポトーシス性ペプチドであって、該キメラペプチドが、前立腺組織によって選択的に内在化され、そして前立腺組織に対して高い毒性を示し、そして該抗菌ペプチドが、該前立腺ホーミングペプチドに連結されない場合、低い哺乳動物細胞毒性を有する、キメラペプチドを提供する。好ましい実施形態において、このキメラ前立腺ホーミングプロアポトーシス性ペプチドが、配列SMSIARL−GG−D(KLAKLAK)2を含む。前立腺癌を有する患者を処置するために、このようなキメラペプチドを使用する方法もまた、提供される。 The present invention is directed to a chimeric prostate homing pro-apoptotic peptide comprising a prostate homing peptide linked to an antimicrobial peptide, wherein the chimeric peptide is selectively internalized by prostate tissue, and It provides a chimeric peptide that is highly toxic to tissues and has low mammalian cytotoxicity when the antimicrobial peptide is not linked to the prostate homing peptide. In a preferred embodiment, the chimeric prostate homing pro-apoptotic peptide comprises the sequence SMSIARL-GG- D (KLAKLAK) 2 . Methods for using such chimeric peptides to treat patients with prostate cancer are also provided.
Description
【0001】
この研究は、National Cancer Institute(USA
)からの助成金CA74238、CA28896およびCA30199、ならび
に国防総省からの助成金DAMD17−98−1−8581によって支援された
。米国政府は、本発明において一定の権利を有する。This study is based on the National Cancer Institute (USA).
) Grants CA74238, CA28896 and CA30199, and the Department of Defense grant DAMD17-98-1-8581. The US Government has certain rights in this invention.
【0002】
(発明の背景)
(本発明の分野)
本発明は、一般的に、癌の生物学および薬物送達の分野、そして、より詳細に
は、前立腺に対する抗菌ペプチドの選択的標的化に関連する。BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates generally to the field of cancer biology and drug delivery, and more specifically to the selective targeting of antimicrobial peptides to the prostate. To do.
【0003】
(背景情報)
前立腺の腺癌は、近年、アメリカ人男性で診断される最も頻出する癌になり、
初めて肺癌の頻度を超えた。推定30,000人のこの悪性腫瘍のアメリカ人男
性が、1年間に死ぬ。さらに、米国およびスカンジナビアの国々で報告された最
も高い頻度、ならびにヨーロッパ全体でみられる中程度の高さの頻度で、前立腺
癌は、世界全体の男性に発症する。前立腺癌は、初老の男性の疾患であり、そし
てこの疾患を有する患者の全体の75%は、60〜80歳である。50歳の年齢
で、臨床的に明らかな前立腺癌を発症すると推定される生涯の可能性は、アメリ
カ人男性について、約10%である。しかし、解剖研究は、前立腺癌の真の頻度
は、臨床的証拠によって示されるより実際には有意に高いことを示している。Background Information Prostate adenocarcinoma has become the most frequent cancer diagnosed in American men in recent years,
For the first time exceeded the frequency of lung cancer. An estimated 30,000 American men with this malignancy die in a year. In addition, with the highest frequency reported in the United States and Scandinavian countries, and the moderately high frequency seen throughout Europe, prostate cancer affects men worldwide. Prostate cancer is a disease of elderly men, and 75% of all patients with this disease are 60-80 years old. At the age of 50 years, the estimated lifetime chance of developing clinically apparent prostate cancer is approximately 10% for American men. However, anatomical studies have shown that the true frequency of prostate cancer is actually significantly higher than indicated by clinical evidence.
【0004】
癌(例えば、前立腺癌)標的化における進歩の主な障害は、癌を選択的に標的
化し得るが、正常な組織には作用しない薬剤の相対的な不足である。例えば、放
射線療法および外科手術(これは、一般的に、局所的治療である)は、処置領域
において正常組織に実質的な損傷を引き起こし得、瘢痕および、重篤な場合には
、正常組織の機能欠失を引き起こす。化学療法(これは、一般的に、全身に投与
される)は、例えば、骨髄、粘膜、皮膚および小腸のような器官に実質的な損傷
を引き起こし得、これらは、急速な細胞ターンオーバーおよび連続的な細胞分裂
を引き起こす。結果として、所望されない副作用、例えば、悪心、脱毛および血
球数減少が、化学治療剤を用いて癌患者を全身的に標的化した結果として起こる
。このような所望されない副作用は、しばしば、投与され得る処置量の制限をも
たらす。処置のこのような欠点のために、癌は、以前として患者の疾病率および
死亡の原因を引き起こしているままである。[0004] A major obstacle to advances in cancer (eg, prostate cancer) targeting is the relative lack of drugs that can selectively target cancer but do not act on normal tissues. For example, radiation therapy and surgery, which is generally local treatment, can cause substantial damage to normal tissue in the treated area, causing scarring and, in severe cases, of normal tissue. Cause loss of function. Chemotherapy, which is generally administered systemically, can cause substantial damage to organs such as the bone marrow, mucous membranes, skin and small intestine, which result in rapid cell turnover and continuity. Cause specific cell division. As a result, undesired side effects, such as nausea, hair loss and cytopenia, occur as a result of systemically targeting cancer patients with chemotherapeutic agents. Such undesired side effects often result in limitations on the amount of treatment that can be administered. Because of these shortcomings of treatment, cancer remains the cause of morbidity and mortality in patients.
【0005】
強力な抗菌活性が、天然に存在するペプチド(例えば、メリチン、グラミシジ
ン、マガイニン(magainin)、ディフェンシンおよびセクロピン(ce
cropin))を含むクラスのペプチドについて観察されている。天然に存在
する抗菌ペプチド、および関連する合成抗菌配列は、一般的に、両親媒性のドメ
インおよび十分な数の塩基性残基内の同じ数の極性残基と非極性残基を有し、中
性のpHで全体として正電荷をペプチドに与える。両親媒性α−ヘリックスのペ
プチドのグラム陰性細菌に対する生物学的活性は、これらのペプチドが膜の二分
子層を介してイオンチャネルを形成する能力に起因する。多くの抗菌ペプチドは
、細菌と哺乳動物細胞との膜の違いに明らかに起因する細菌細胞の特異的な感受
性によって、細菌を選択的に阻害および死滅するが、低い哺乳動物細胞毒性を保
っている。本明細書中で示されるように、これらの抗菌ペプチドは、特定の真核
細胞型(例えば、前立腺の内皮細胞)に対する選択的細胞毒性活性を与えられ得
る。A potent antibacterial activity is found in naturally occurring peptides (eg melittin, gramicidin, magainin, defensins and cecropins (ce).
have been observed for a class of peptides including cropin)). Naturally occurring antimicrobial peptides, and related synthetic antimicrobial sequences, generally have the same number of polar and non-polar residues within an amphipathic domain and a sufficient number of basic residues, It gives the peptide an overall positive charge at neutral pH. The biological activity of amphipathic α-helix peptides against Gram-negative bacteria is due to their ability to form ion channels through the bilayer of the membrane. Many antimicrobial peptides selectively inhibit and kill bacteria by virtue of the specific sensitivity of the bacterial cells, apparently due to differences in the membranes of the bacteria and mammalian cells, but retain low mammalian cytotoxicity . As shown herein, these antimicrobial peptides can be endowed with selective cytotoxic activity against specific eukaryotic cell types, such as prostate endothelial cells.
【0006】
従って、選択的に前立腺を標的化し得る新規な抗癌治療剤についての必要性が
存在する。本発明は、前立腺に対して選択的な毒性を有する結合体を生成するた
めに抗菌ペプチドと前立腺ホーミングペプチドとを組合せる前立腺−ホーミング
プロアポトーシス性(pro−apoptotic)ペプチドを提供することに
よって、この必要性を充足させる。関連する利点がなお提供される。Accordingly, there is a need for new anti-cancer therapeutics that can selectively target the prostate. The present invention provides a prostate-homing pro-apoptotic peptide that combines an antimicrobial peptide with a prostate homing peptide to produce a conjugate with selective toxicity to the prostate. Meet the need. Relevant advantages are still provided.
【0007】
(本発明の要旨)
本発明は、抗菌ペプチドに結合した前立腺−ホーミングペプチドを含むキメラ
前立腺−ホーミングプロアポトーシス性ペプチドを提供し、ここで、このキメラ
ペプチドは、前立腺組織によって選択的に内部移行され、そしてそこで高い毒性
を示すが、抗菌ペプチドは、前立腺−ホーミングペプチドに結合されない場合は
、低い哺乳動物細胞毒性を有する。本発明のキメラペプチドにおいて、前立腺−
ホーミングペプチド部分は、例えば、配列SMSIARL(配列番号207)ま
たは機能的に等価な配列を含み得、そして抗菌ペプチド部分は、両親媒性α−ヘ
リックス構造(例えば、配列(KLAKLAK)2(配列番号200)、(KL
AKKLA)2(配列番号201)、(KAAKKAA)2(配列番号202)
または(KLGKKLG)3(配列番号203))を有し得る。好ましい実施形
態において、抗菌ペプチド部分は、配列D(KLAKLAK)2を含む。例示的
な前立腺−ホーミングプロアポトーシス性ペプチドが、本明細書中でSMSIA
RL−GG−D(KLAKLAK)2として提供される。本発明は、さらにイン
ビボで、前立腺癌に対する抗菌ペプチドに関する方法を提供する。この方法は、
抗菌ペプチドに結合した前立腺−ホーミングペプチドを含むキメラ前立腺−ホー
ミングプロアポトーシス性ペプチドを投与する工程を包含し、ここで、このキメ
ラペプチドは、前立腺組織によって選択的に内部移行され、そこで高い毒性を示
すが、抗菌ペプチドは、前立腺−ホーミングペプチドに結合されていない場合に
は、低い哺乳動物細胞特性を有する。本発明の方法において、前立腺ホーミング
ペプチドは、例えば、配列SMSIARL(配列番号207)または機能的に等
価な配列、およびD(KLAKLAK)2のような配列を含み得る抗菌ペプチド
を含み得る。好ましい実施形態において、キメラ前立腺−ホーミングプロアポト
ーシス性ペプチドは、配列SMSIARL−GG−D(KLAKLAK)2を含
む。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a chimeric prostate-homing proapoptotic peptide comprising a prostate-homing peptide linked to an antimicrobial peptide, wherein the chimeric peptide is selectively selected by prostate tissue. Although internalized and highly toxic there, the antimicrobial peptide has low mammalian cytotoxicity when not bound to the prostate-homing peptide. In the chimeric peptide of the present invention,
The homing peptide portion can include, for example, the sequence SMSIARL (SEQ ID NO: 207) or a functionally equivalent sequence, and the antimicrobial peptide portion can include an amphipathic α-helical structure such as the sequence (KLAKLAK) 2 (SEQ ID NO: 200). ), (KL
AKKLA) 2 (SEQ ID NO: 201), (KAAKKAA) 2 (SEQ ID NO: 202)
Or (KLGKKLG) 3 (SEQ ID NO: 203)). In a preferred embodiment, the antimicrobial peptide portion comprises the sequence D (KLAKLAK) 2 . Exemplary prostate-homing pro-apoptotic peptides are described herein as SMSIA.
It is provided as RL-GG- D (KLAKLAK) 2 . The invention further provides a method for in vivo antimicrobial peptides against prostate cancer. This method
Administering a chimeric prostate-homing proapoptotic peptide comprising a prostate-homing peptide linked to an antimicrobial peptide, wherein the chimeric peptide is selectively internalized by prostate tissue, where it exhibits high toxicity. However, antimicrobial peptides have poor mammalian cell properties when not bound to prostate-homing peptides. In the methods of the invention, the prostate homing peptide can include, for example, an antimicrobial peptide that can include the sequence SMSIARL (SEQ ID NO: 207) or a functionally equivalent sequence, and a sequence such as D (KLAKLAK) 2 . In a preferred embodiment, the chimeric prostate-homing proapoptotic peptide comprises the sequence SMSIARL-GG- D (KLAKLAK) 2 .
【0008】
本発明によって、インビボで前立腺癌における選択的毒性を誘発する方法がま
た提供される。この方法は、前立腺癌を有する被験体に、抗菌ポリペプチドに結
合した前立腺−ホーミングペプチドを含むキメラ前立腺−ホーミングプロアポト
ーシス性ペプチドを投与する工程を包含し、ここでこのキメラペプチドが、前立
腺組織によって選択的に内部移行され、そしてそこで高い毒性を示すが、前立腺
ホーミングペプチドに結合されない場合は、抗菌ペプチドは、低い哺乳動物毒性
を有する。前立腺癌における選択的毒性をインビボで誘導する方法は、例えば、
配列SMSIARL(配列番号207)または機能的に等価な配列を含む前立腺
−ホーミングペプチドと共にインビボで実施され得る。抗菌ペプチドとして、例
えば、配列D(KLAKLAK)2が挙げられる。好ましい実施形態において、
キメラ前立腺−ホーミングプロアポトーシス性ペプチドとして、配列SMSIA
RL−GG−D(KLAKLAK)2が挙げられる。The present invention also provides a method of inducing selective toxicity in prostate cancer in vivo. The method comprises administering to a subject having prostate cancer a chimeric prostate-homing pro-apoptotic peptide comprising a prostate-homing peptide linked to an antimicrobial polypeptide, wherein the chimeric peptide is induced by prostate tissue. If selectively internalized and highly toxic there, but not bound to the prostate homing peptide, the antimicrobial peptide has low mammalian toxicity. Methods of inducing selective toxicity in prostate cancer in vivo include, for example:
It can be performed in vivo with a prostate-homing peptide comprising the sequence SMSIARL (SEQ ID NO: 207) or a functionally equivalent sequence. Examples of antibacterial peptides include the sequence D (KLAKLAK) 2 . In a preferred embodiment,
As chimeric prostate-homing pro-apoptotic peptide the sequence SMSIA
RL-GG- D (KLAKLAK) 2 may be mentioned.
【0009】
さらに、本発明は、本発明のキメラ前立腺−ホーミングプロアポトーシス性ペ
プチドを患者に投与し、それによってキメラペプチドが、腫瘍に対して選択的に
毒性であることによって前立腺癌を有する患者を処置する方法を提供する。キメ
ラペプチドは、抗菌ペプチドに結合した前立腺−ホーミングペプチドを含み、そ
して、キメラペプチドは、前立腺組織によって選択的に内部移行され、そしてそ
こで高い毒性を示すが、抗菌ペプチドは、前立腺−ホーミングペプチドに結合さ
れていない場合、低い哺乳動物細胞毒性を有する。前立腺−ホーミングペプチド
部分は、例えば、配列SMSIARL(配列番号207)または機能的に等価な
配列を含み得、そして抗菌ペプチド部分は、例えば、配列D(KLAKLAK) 2
を含み得る。好ましい実施形態において、キメラペプチドは、配列SMSIA
RL−GG−D(KLAKLA)2を含む。[0009]
Further, the present invention provides a chimeric prostate-homing proapoptotic peptide of the invention.
The peptide is administered to the patient so that the chimeric peptide is selective for tumors.
Methods of treating patients with prostate cancer by being toxic are provided. Texture
Lapeptides include prostate-homing peptides linked to antimicrobial peptides,
The chimeric peptide is then selectively internalized by prostate tissue and
Although highly toxic here, the antimicrobial peptide is bound to the prostate-homing peptide.
If not, it has low mammalian cytotoxicity. Prostate-Homing Peptide
The portion may be, for example, the sequence SMSIARL (SEQ ID NO: 207) or a functionally equivalent
Sequence, and the antimicrobial peptide portion can be, for example, a sequenceD(KLAKLAK) Two
Can be included. In a preferred embodiment, the chimeric peptide has the sequence SMSIA.
RL-GG-D(KLAKLA)Twoincluding.
【0010】
(発明の詳細な説明)
抗菌ペプチド(溶解ペプチドまたはチャネル形成ペプチドとしてもまた公知)
は、広範なスペクトルの抗菌剤である。これらのペプチドは、代表的には、細菌
の細胞膜を破壊し、細胞の溶解および死を引き起こす。100個を越える抗菌ペ
プチドが、天然に存在する。さらに、アナログが、Javadpourら、J.
Med.Chem.39:3107〜3113(1996);ならびにBlon
delleおよびHoughten、Biochem.31:12688〜12
694(1992)(これらの各々が、本明細書中で参考として援用される)に
記載されるように、新規に合成されている。メリチンのようないくつかの抗菌ペ
プチドは選択的でなく、そして最小の殺菌濃度で正常な哺乳動物細胞を損傷する
が、他のものは、細菌細胞選択性である。例えば、天然に存在するマガイニンお
よびセクロピンは、正常な哺乳動物細胞に対して致死性ではない濃度で、実質的
な殺菌活性を示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Antimicrobial peptides (also known as lytic peptides or channel-forming peptides)
Is a broad spectrum antibacterial agent. These peptides typically disrupt the bacterial cell membrane, causing cell lysis and death. Over 100 antimicrobial peptides occur naturally. In addition, analogs have been described by Javdour et al.
Med. Chem. 39: 3107-3113 (1996); and Blon
delle and Houghten, Biochem. 31: 12688-12
694 (1992), each of which is de novo synthesized, as described herein. Some antimicrobial peptides, such as melittin, are not selective and damage normal mammalian cells at minimal bactericidal concentrations, while others are bacterial cell-selective. For example, naturally occurring magainins and cecropins exhibit substantial bactericidal activity at concentrations that are not lethal to normal mammalian cells.
【0011】
抗菌ペプチドは、しばしば、カチオン性アミノ酸を含み、このカチオン性アミ
ノ酸が、アニオン性リン脂質のヘッド基に誘引され、負に荷電した膜の優先的破
壊を生じる。一旦、静電気的結合すると、この両親媒性へリックスは、その脂質
マトリックスを歪め得、膜障壁機能の損失を生じる(Epand、The Am
phipathic Helix、CRC Press:Boca Raton
(1993);Lugtenbergおよびvan Alphen、Bioch
im.Biophys.Acta、737:51〜115(1983)(これら
の各々が、本明細書中に参考として援用される)。原核生物細胞質膜は、大きな
膜貫通電位を維持し、そして高容量のアニオン性リン脂質を有する。対照的に、
真核生物原形質膜の外側リーフレットは、一般的に、低い膜電位を有するか、ま
たは膜電位を有さず、そしてほぼ排他的に双性イオン性リン脂質から構成される
。従って、異なる膜組成に起因して、抗菌ペプチドは、真核生物膜と比較して、
選択的に原核生物膜を破壊し得る。Antibacterial peptides often contain cationic amino acids that are attracted to the head groups of anionic phospholipids, resulting in preferential destruction of negatively charged membranes. Once electrostatically bound, this amphipathic helix can distort its lipid matrix, resulting in loss of membrane barrier function (Epand, The Am.
phipathic Helix, CRC Press: Boca Raton
(1993); Lutenberg and van Alphan, Bioch.
im. Biophys. Acta, 737: 51-115 (1983), each of which is incorporated herein by reference. Prokaryotic cytoplasmic membranes maintain large transmembrane potentials and have high volumes of anionic phospholipids. In contrast,
The outer leaflets of eukaryotic plasma membranes generally have low or no membrane potential and are almost exclusively composed of zwitterionic phospholipids. Therefore, due to the different membrane composition, antimicrobial peptides are compared to eukaryotic membranes,
It can destroy prokaryotic membranes selectively.
【0012】
本発明は、抗菌ペプチド配列が、腫瘍ホーミング分子に結合して、ホーミング
プロアポトーシス性結合体を生成し得、このホーミングプロアポトーシス性結合
体が、一般的に真核生物細胞の外側には非毒性であるが、真核生物細胞に標的と
されそしてインターナライズされた場合には、ミトコンドリア膜の破壊およびそ
れに続く細胞死を促進する、という驚くべき発見に関する。ホーミングプロアポ
トーシス性結合体(例えば、HPP−1(これは、環状腫瘍ホーミング分子CN
GRC(配列番号8)に結合した抗菌ペプチドD(KLAKLAK)2を含む)
)は、脈管形成内皮細胞に対してインビボで選択的毒性を有し得、従って、新規
な種類の抗癌治療剤として有用であり得る。The present invention provides that an antimicrobial peptide sequence may bind to a tumor homing molecule to produce a homing pro-apoptotic conjugate, which homing pro-apoptotic conjugate is generally located outside of a eukaryotic cell. Is non-toxic, but relates to the surprising finding that it promotes disruption of mitochondrial membranes and subsequent cell death when targeted and internalized in eukaryotic cells. Homing pro-apoptotic conjugates (eg HPP-1 (which is a cyclic tumor homing molecule CN
Including antimicrobial peptide D (KLAKLAK) 2 bound to GRC (SEQ ID NO: 8))
) May have in vivo selective toxicity to angiogenic endothelial cells and may therefore be useful as a new class of anti-cancer therapeutic agents.
【0013】
従って、本発明は、ホーミングプロアポトーシス性結合体を提供し、このホー
ミングプロアポトーシス性結合体は、抗菌ペプチドに結合した、選択された哺乳
動物細胞型または組織に選択的にホーミングする腫瘍ホーミング分子を含み、こ
の結合体は、その哺乳動物細胞型または組織によって選択的にインターナライズ
され、かつその哺乳動物細胞型または組織に対して高い毒性を示し、そしてこの
抗菌ペプチドは、この腫瘍ホーミング分子に結合していない場合は、低い哺乳動
物細胞毒性を有する。例えば、本発明のホーミングプロアポトーシス性結合体は
、脈管形成内皮細胞に対して選択的毒性を示し得、そして例えば、脈管形成脈管
構造を有する腫瘍において、インビボで選択的毒性を誘導する方法において、有
用であり得る。Accordingly, the present invention provides a homing pro-apoptotic conjugate, which homing pro-apoptotic conjugate is a tumor that selectively homes to a selected mammalian cell type or tissue conjugated to an antimicrobial peptide. A homing molecule, the conjugate is selectively internalized by the mammalian cell type or tissue and is highly toxic to the mammalian cell type or tissue, and the antimicrobial peptide binds the tumor homing molecule. If it is not bound to a molecule, it has low mammalian cytotoxicity. For example, the homing pro-apoptotic conjugates of the invention may exhibit selective toxicity to angiogenic endothelial cells, and induce selective toxicity in vivo, eg, in tumors with angiogenic vasculature. Can be useful in the method.
【0014】
本明細書中に開示されるように、真核生物細胞と比較して細菌に対して選択的
毒性を有する合成抗菌ペプチドD(KLAKLAK)2は、濃度10μMにて顕
著なミトコンドリアの膨張を誘導した(図2a)。この濃度は、真核生物細胞を
殺傷するのに必要な濃度より有意に低く、このことは、D(KLAKLAK)2
が、真核生物膜と比較してミトコンドリア膜を優先的に破壊することを示す(実
施例Iを参照のこと)。さらに、D(KLAKLAK)2は、特徴的なカスパー
ゼ3プロセシング(図2b)によって測定されるように、ミトコンドリア依存性
の無細胞性(cell−free)アポトーシスを活性化したが、非αへリック
ス形成ペプチドであるDLSLARLATARLAI(配列番号204)は、こ
のアポトーシスを活性化しなかった。これらの結果は、D(KLAKLAK)2
のような抗菌ペプチドが、ミトコンドリア膜(これは、細菌膜と同様に、高容量
のアニオン性リン脂質を有する)を破壊し得ることを示し、このことは、細菌と
ミトコンドリアの共通の祖先を反映している(Epand、前出、1993;L
ugtenbergおよびvan Alphen、前出、1983;Matsu
zakiら、Biochemistry 34:6521〜6526(1995
);Hoviusら、FEBS Lett.330:71〜76(1993);
ならびにBaltcheffskyおよびBaltcheffsky、Mito
chondria and Microsomes(Leeら)、Addiso
n−Wesley:Reading、MA(1981)(これらの各々が、本明
細書中にて参考として援用される))。As disclosed herein, the synthetic antimicrobial peptide D (KLAKLAK) 2 , which has selective toxicity to bacteria as compared to eukaryotic cells, has a marked mitochondrial swelling at a concentration of 10 μM. Were induced (Fig. 2a). This concentration is significantly lower than that required to kill eukaryotic cells, indicating that D (KLAKLAK) 2 preferentially disrupts mitochondrial membranes as compared to eukaryotic membranes. Shown (see Example I). Furthermore, D (KLAKLAK) 2 activated mitochondrial-dependent cell-free apoptosis as measured by the characteristic caspase-3 processing (FIG. 2b), but non-α-helix formation. The peptide DLSLARLATARLAI (SEQ ID NO: 204) did not activate this apoptosis. These results indicate that antimicrobial peptides such as D (KLAKLAK) 2 can disrupt mitochondrial membranes, which, like bacterial membranes, have high volumes of anionic phospholipids, which , Reflects a common ancestor of bacteria and mitochondria (Epand, supra, 1993; L
ugtenberg and van Alphan, supra, 1983; Matsu.
zaki et al., Biochemistry 34: 6521-6526 (1995).
); Hovius et al., FEBS Lett. 330: 71-76 (1993);
And Baltcheffsky and Baltcheffsky, Mito
chondria and Microsomes (Lee et al.), Addiso
n-Wesley: Reading, MA (1981), each of which is incorporated herein by reference).
【0015】
本明細書中にさらに開示されるように、この抗菌ペプチドD(KLAKLAK
)2を、グリシニルグリシン架橋を介して環状腫瘍ホーミングペプチドCNGR
C(配列番号8)に結合体化して、ペプチドCNGRC−GG−D(KLAKL
AK)2(「HPP−1」と称する)を生成した。本明細書中に開示されるよう
に、HPP−1は、索(cord)形成をアッセイすることによって、脈管形成
の組織培養モデルにて試験された。この索形成は、通常に「丸石」状から細胞の
鎖または索への内皮細胞形態の変化によって示される、移動形態である。60μ
M HPP−1での正常なヒト皮膚微小血管細胞(DMEC)の処理によって、
増殖状態(図3c)または索形成状態(図3d)にて、時間とともに生存パーセ
ントの減少をもたらしたが、非標的化D(KLAKLAK)2ペプチドでの処理
によっては、無視できる程度の生存率の損失しか生じなかった(実施例IIを参
照のこと)。さらに、表1にて示されるように、HPP−1で処理された増殖中
または移動中のDMECのLC50は、100%のコンフルエンシーの単層にて
維持された血管形成抑制性(angiostatic)DMECのLC50より
も低いオーダーであった。このことは、脈管形成条件下でのHPP−1による優
先的殺傷を示す。本明細書中に開示される結果はさらに、D(KLAKLAK) 2
で24時間処理されたDMECのミトコンドリアは形態学的に正常のままであ
ったが、CNGRC−GG−D(KLAKLAK)2またはACDCRGDCF
C−GG−D(KLAKLAK)2で処理されたDMECのミトコンドリアは、
アポトーシスの古典的形態学的指標(核の凝縮および断片化を含む)を示す前に
、ミトコンドリア形態の変化を示した。[0015]
This antimicrobial peptide, as disclosed further herein.D(KLAKLAK
)TwoTo the cyclic tumor homing peptide CNGR via the glycinylglycine bridge
Conjugated to C (SEQ ID NO: 8), the peptide CNGRC-GG-D(KLAKL
AK)Two(Referred to as "HPP-1"). As disclosed herein
In addition, HPP-1 was tested for angiogenesis by assaying cord formation.
Of the tissue culture model. This cord formation is usually “cobblestone” to cellular.
It is a migratory form indicated by changes in endothelial cell morphology into chains or cords. 60μ
By treatment of normal human dermal microvascular cells (DMEC) with MHPP-1,
In the proliferative state (Fig. 3c) or the cord formation state (Fig. 3d), the survival percentage is increased with time.
Leading to a decrease inD(KLAKLAK)TwoTreatment with peptides
In some cases, there was only a negligible loss of viability (see Example II).
Teru). Further, as shown in Table 1, during proliferation treated with HPP-1
Or LC of DMEC on the moveFiftyIs a single layer with 100% confluency
LC of maintained angiostatic DMECFiftyThan
It was a low order. This is due to the superiority of HPP-1 under angiogenic conditions.
Indicates proactive killing. The results disclosed herein further includeD(KLAKLAK) Two
Mitochondria of DMEC treated for 24 h remained morphologically normal
However, CNGRC-GG-D(KLAKLAK)TwoOr ACDCRGDCF
C-GG-D(KLAKLAK)TwoThe mitochondria of DMEC treated with
Before showing classical morphological indicators of apoptosis, including nuclear condensation and fragmentation
, Showed changes in mitochondrial morphology.
【0016】
実施例IIIに示されるように、このHPP−1ペプチドCNGRC−GG− D
(KLAKLAK)2はまた、インビボでも活性を有する。図4aおよび4b
に開示されるように、ヒトMDA−MD−435乳癌腫異種移植片を保有するヌ
ードマウスを、HPP−1で処理した。腫瘍体積は、コントロール群と比較して
、このHPP−1処理動物群において、平均で1オーダー小さく、そして生存率
は長かった。さらに、このHPP−1処理マウスのうちの何匹かは、コントロー
ルマウスより数ヶ月長生きした。このことは、原発性腫瘍の増殖および転移の両
方が阻害されたことを示す。腫瘍の構築の破壊および広範な細胞死が、腫瘍の組
織病理学的分析の際に明らかであり、約50%のアポトーシス性細胞死を伴った
。HPP−1はまた、ヒト黒色腫細胞株C8161由来の腫瘍に対して有効であ
り、そしてACDCRGDCFC−GG−D(KLAKLAK)2は、MDA−
MD−435乳癌腫瘍に対して有効であった。要するに、これらの結果は、腫瘍
ホーミングペプチド配列および抗菌ペプチド配列に基づくホーミングプロアポト
ーシス性ペプチドが、真核生物細胞の外側に非毒性であり得るが、標的とした真
核生物標的細胞にインターナライズされた場合に、ミトコンドリア膜の破壊およ
びそれに続く細胞死を促進し得ることを示す。HPP−1のようなホーミングプ
ロアポトーシス性ペプチドは、脈管形成内皮細胞に対して選択的毒性を有してお
り、抗癌治療剤として特に価値を有し得る。[0016]
As shown in Example III, this HPP-1 peptide CNGRC-GG- D
(KLAKLAK)TwoAlso has activity in vivo. Figures 4a and 4b
As disclosed in U.S.A.
Mouse mice were treated with HPP-1. Tumor volume compared to control group
, One order smaller on average and survival in this HPP-1 treated group of animals
Was long. Furthermore, some of these HPP-1 treated mice were
He lived a few months longer than Lumaus. This means that both primary tumor growth and metastasis
Indicates that the one was inhibited. Destruction of tumor architecture and widespread cell death can result in
Evident on tissue pathological analysis, with about 50% apoptotic cell death
. HPP-1 is also effective against tumors derived from the human melanoma cell line C8161
, And ACDCRGDCFC-GG-D(KLAKLAK)TwoIs MDA-
It was effective against MD-435 breast cancer tumors. In short, these results are
Homing pro-apopt based on homing peptide sequences and antimicrobial peptide sequences
Proteolytic peptides can be non-toxic to the outside of eukaryotic cells, but
Destruction and destruction of mitochondrial membranes when internalized into nucleolar target cells
And that it can promote cell death. Homing prop like HPP-1
B.The apoptotic peptide has selective toxicity to angiogenic endothelial cells.
Therefore, it may have particular value as an anticancer therapeutic agent.
【0017】
本明細書中に開示されるさらなる結果は、網膜の新生脈管形成が、本発明のホ
ーミングプロアポトーシス性結合体により選択的に阻害され得ることを示す。特
に、ホーミングプロアポトーシス性結合体CDCRGDCFC−GG−D(KL
AKLAK)2で処理されたマウスにおける網膜の新生血管の数は、コントロー
ルレベルの30〜40%までに減少した(図5を参照のこと)。従って、本発明
のホーミングプロアポトーシス性結合体は、腫瘍ホーミング分子を含み得るか、
または選択された哺乳動物細胞型または組織に選択的にホーミングする、別のホ
ーミング分子を含み得る。Further results disclosed herein indicate that retinal neovascularization can be selectively inhibited by the homing pro-apoptotic conjugates of the invention. In particular, the homing pro-apoptotic conjugate CDCRGDCFC-GG- D (KL
The number of retinal neovasculature in mice treated with AKLAK) 2 was reduced to 30-40% of control levels (see Figure 5). Thus, the homing pro-apoptotic conjugates of the invention may include tumor homing molecules,
Alternatively, it may include another homing molecule that selectively homes to a selected mammalian cell type or tissue.
【0018】
本発明のホーミングプロアポトーシス性結合体は、インターナライズされる哺
乳動物細胞型に対して高度に毒性であることによって特徴付けられる。本明細書
中で使用される場合、用語「高度に毒性である」とは、その結合体が、選択され
た細胞型または組織の細胞死を生じるのに比較的有効であることを意味する。当
業者は、細胞の生存率についての種々の周知のアッセイのうちの1つを使用して
、毒性が分析され得ることを理解する。一般的に、この用語(高度に毒性である
)は、半最大殺傷濃度(LC50)が約100μM未満、好ましくは約50μM
未満である結合体をいうために使用される。例えば、本明細書中に開示されるよ
うに、ホーミングプロアポトーシス性結合体HPP−1は、脈管形成増殖中のD
MEC細胞および索形成中のDMEM細胞ならびにKS1767細胞について、
それぞれ、51、34および42というLC50によって特徴付けられた。さら
に、本発明のホーミングプロアポトーシス性結合体で処理された腫瘍保有マウス
の生存の延長によって、この選択的毒性がインビボで再現され得ることが示され
る。The homing pro-apoptotic conjugates of the invention are characterized by being highly toxic to internalized mammalian cell types. As used herein, the term "highly toxic" means that the conjugate is relatively effective in causing cell death of the selected cell type or tissue. Those of skill in the art will appreciate that toxicity can be analyzed using one of a variety of well-known assays for cell viability. Generally, this term (highly toxic) refers to a half maximal killing concentration (LC 50 ) of less than about 100 μM, preferably about 50 μM.
Used to refer to a conjugate that is less than. For example, as disclosed herein, the homing pro-apoptotic conjugate HPP-1 is associated with D in angiogenic proliferation.
For MEC cells and cord forming DMEM cells and KS1767 cells,
It was characterized by an LC 50 of 51, 34 and 42, respectively. Furthermore, it is shown that the extended survival of tumor-bearing mice treated with the homing pro-apoptotic conjugates of the invention allows this selective toxicity to be reproduced in vivo.
【0019】
本明細書中で使用される場合、用語「抗菌ペプチド」とは、抗菌活性を有する
、天然に存在するペプチドまたは合成ペプチドを意味し、この抗菌活性は、1つ
以上の微生物の増殖を殺傷するかまたは遅延させる能力である。抗菌ペプチドは
、例えば、グラム陽性細菌またはグラム陰性細菌を含む細菌、あるいは真菌また
は原生動物のうちの1つ以上の株の増殖を殺傷または遅延させ得る。従って、抗
菌ペプチドは、例えば、Escherichia coli、Pseudomo
nas aeruginosaまたはStaphylococus aureu
sのうちの1つ以上の株に対して、例えば、静菌活性または殺菌活性を有し得る
。以下のことによって拘束されることは望まないが、抗菌ペプチドは、自己凝集
の結果として、膜二重層を通るイオンチャネルを形成する能力に起因する、生物
学的活性を有し得る。As used herein, the term “antimicrobial peptide” means a naturally occurring or synthetic peptide having antimicrobial activity, which antimicrobial activity is the growth of one or more microorganisms. The ability to kill or delay. The antimicrobial peptide can kill or delay the growth of, for example, bacteria, including Gram-positive or Gram-negative bacteria, or one or more strains of fungi or protozoa. Therefore, antibacterial peptides are, for example, Escherichia coli, Pseudomo
nas aeruginosa or Staphylococcus aureu
For example, it may have bacteriostatic or bactericidal activity against one or more strains of S. Although not wishing to be bound by the following, antimicrobial peptides can have biological activity due to their ability to form ion channels through the membrane bilayer as a result of self-aggregation.
【0020】
抗菌ペプチドは、代表的には、高度に塩基性であり、直鎖状または環状の構造
を有し得る。以下にさらに考察されるように、抗菌ペプチドは、両親媒性αへリ
ックする構造を有し得る(米国特許第5,789,542号;Javadpou
rら、前出、1996;BlondelleおよびHoughten、前出、1
992を参照のこと)。抗菌ペプチドはまた、例えば、Manchenoら、J
.Peptide Res.51:142〜148(1998)に記載されるよ
うに、β鎖/シート形成ペプチドであり得る。The antimicrobial peptide is typically highly basic and may have a linear or cyclic structure. As discussed further below, the antimicrobial peptide may have an amphipathic alpha-helical structure (US Pat. No. 5,789,542; Javadpou).
r et al., supra, 1996; Blondelle and Houghten, supra, 1
992). Antimicrobial peptides are also described, for example, in Mancheno et al., J.
. Peptide Res. 51: 142-148 (1998), may be a β chain / sheet forming peptide.
【0021】
抗菌ペプチドは、天然に存在するペプチドであり得るし、または合成ペプチド
でもあり得る。天然の存在する抗菌ペプチドは、生物学的供給源(例えば、細菌
、昆虫、両性類および哺乳動物)から単離され、そして細菌感染から宿主生物を
保護し得る誘導性防御タンパク質を提示すると考えられる。天然に存在する抗菌
ペプチドとしては、グラミシジン、マガイニン、メリチン、ディフェンシン、お
よびセクロピンが挙げられる(例えば、MaloyおよびKari、Biopo
lymers 37:105〜122(1995);Alvarez−Brav
oら、Biochem.J.302:535〜538(1994);Bessa
lleら、FEBS 274:151〜155(1990);ならびにBlon
delleおよびHoughten、Annual Reports in M
edicinal Chemistry、Bristol編、159〜168頁
、Academic Press、San Diego(これらの各々が、参考
として本明細書中に援用される)を参照のこと)。以下にさらに考察されるよう
に、抗菌ペプチドはまた、天然のペプチドのアナログであり得、特に、両親媒性
を保有するかまたは増強するアナログであり得る。The antimicrobial peptide can be a naturally occurring peptide or it can be a synthetic peptide. Naturally occurring antimicrobial peptides are believed to be isolated from biological sources (eg, bacteria, insects, amphibians and mammals) and present inducible protective proteins that may protect the host organism from bacterial infections. . Naturally occurring antimicrobial peptides include gramicidin, magainin, melittin, defensin, and cecropine (eg, Maloy and Kari, Biopo.
lymers 37: 105-122 (1995); Alvarez-Brav.
o et al., Biochem. J. 302: 535-538 (1994); Bessa.
Ile et al., FEBS 274: 151-155 (1990); and Blon
Delle and Houghten, Annual Reports in M
edicinal Chemistry, Bristol, eds., 159-168, Academic Press, San Diego, each of which is incorporated herein by reference). As discussed further below, the antimicrobial peptide may also be an analog of the natural peptide, particularly one that possesses or enhances amphipathicity.
【0022】
本発明のホーミングプロアポトーシス性結合体内に組み込まれる抗菌ペプチド
は、腫瘍ホーミング分子に結合していない場合、低い哺乳動物細胞毒性を有する
。哺乳動物細胞毒性は、慣用的アッセイを使用して、容易に評価され得る。例え
ば、哺乳動物細胞毒性は、Javadpourら、前出、1996に記載される
ように、インビトロにてヒト赤血球の溶解によってアッセイされ得る。「低い哺
乳動物細胞毒性」と有する抗菌ペプチドは、ヒト赤血球に対して溶解性でないか
、あるいは溶解活性のために、100μMより高い濃度、好ましくは、200μ
M、300μM、500μMまたは1000μMよりも高い濃度を必要とする。The antimicrobial peptides incorporated into the homing pro-apoptotic conjugates of the invention have low mammalian cytotoxicity when not bound to tumor homing molecules. Mammalian cytotoxicity can be readily assessed using conventional assays. For example, mammalian cytotoxicity can be assayed in vitro by lysis of human erythrocytes, as described by Javadour et al., Supra, 1996. Antimicrobial peptides with "low mammalian cytotoxicity" are not soluble in human erythrocytes or, due to their lytic activity, concentrations above 100 μM, preferably 200 μM.
Concentrations higher than M, 300 μM, 500 μM or 1000 μM are required.
【0023】
好ましい実施形態において、本発明はまた、真核生物細胞によりインターナリ
ゼーションされた場合に抗菌ペプチド部分がミトコンドリア膜の破壊を促進する
、ホーミングプロアポトーシス性結合体を提供する。詳細には、このような抗菌
ペプチドは、真核生物膜と比較して、ミトコンドリア膜を優先的に破壊する。ミ
トコンドリア膜は、細菌膜と類似するが真核生物原形質膜とは対照的に、高含量
の負荷電リン脂質を有する。抗菌ペプチドは、例えば、ミトコンドリア膨張につ
いてのアッセイ(実施例Iに記載されるような)または当該分野で周知の別のア
ッセイを使用して、ミトコンドリア膜を破壊する際の活性についてアッセイされ
得る。本明細書中に開示されるように、例えば、D(KLAKLAK)2は、1
0μM濃度(真核生物細胞を殺傷するために必要な濃度より有意に低い)で顕著
なミトコンドリア膨張を誘導した。例えば、50μM、40μM、30μM、2
0μM、10μM以下で有意なミトコンドリア膨張を誘導する抗菌ペプチドは、
ミトコンドリア膜の破壊を促進するペプチドであると考えられる。In a preferred embodiment, the invention also provides a homing pro-apoptotic conjugate in which the antimicrobial peptide moiety promotes disruption of the mitochondrial membrane when internalized by a eukaryotic cell. In particular, such antimicrobial peptides preferentially disrupt mitochondrial membranes as compared to eukaryotic membranes. Mitochondrial membranes are similar to bacterial membranes but have a high content of negatively charged phospholipids, in contrast to eukaryotic plasma membranes. Antimicrobial peptides can be assayed for activity in disrupting mitochondrial membranes using, for example, an assay for mitochondrial swelling (as described in Example I) or another assay well known in the art. As disclosed herein, for example, D (KLAKLAK) 2 is 1
A significant mitochondrial swelling was induced at 0 μM concentration (significantly below the concentration required to kill eukaryotic cells). For example, 50 μM, 40 μM, 30 μM, 2
Antimicrobial peptides that induce significant mitochondrial swelling at 0 μM and 10 μM or less are
It is considered to be a peptide that promotes the destruction of mitochondrial membrane.
【0024】
本発明はまた、両親媒性α−へリックス構造を有する抗菌ペプチドに腫瘍ホー
ミング分子が結合している、ホーミングプロアポトーシス性結合体を提供する。
本発明のプロアポトーシス性結合体において、その抗菌ペプチド部分は、例えば
、配列(KLAKLAK)2(配列番号200);(KLAKKLA)2(配列
番号201);(KAAKKAA)2(配列番号202);または(KLGKK
LG)3(配列番号203)を有し得、特に配列D(KLAKLAK)2を有し
得る。本発明のホーミングプロアポトーシス性結合体は、例えば、配列CNGR
C−GG−D(KLAKLAK)2またはACDCRGDCFC−GG−D(K
LAKLAK)2を有し得る。The present invention also provides a homing pro-apoptotic conjugate in which a tumor homing molecule is bound to an antimicrobial peptide having an amphipathic α-helix structure.
In the pro-apoptotic conjugate of the present invention, the antimicrobial peptide portion has, for example, the sequence (KLAKKL) 2 (SEQ ID NO: 200); (KLAKKKA) 2 (SEQ ID NO: 201); (KAAKKKA) 2 (SEQ ID NO: 202); or (KLGKK
LG) 3 (SEQ ID NO: 203), and in particular the sequence D (KLAKLAK) 2 . Homing pro-apoptotic conjugates of the invention may have, for example, the sequence CNGR.
C-GG- D (KLAKLAK) 2 or ACDCRGDCFC-GG- D (K
LAKLAK) 2 .
【0025】
抗菌ペプチドは、一般には、希釈水溶液中でランダムコイルコンフォーメーシ
ョンを有するが、なお高レベルの螺旋性が、へリックス促進溶媒および両親媒性
媒体(例えば、ミセル、合成二重層もしくは細胞膜)によって誘導され得る。α
−へリックス構造は、当該分野で周知であり、理想的なα−へリックスは、1タ
ーンあたり3.6残基を有しかつ1残基あたり1.5Åの並進(transla
tion)を有することによって特徴付けられる(1ターンあたり5.4Å;C
reighton、Proteins:Structure and Mole
cular Properties、W.H.Freeman、New Yor
k(1984)を参照のこと)。両親媒性α−へリックス構造において、極性ア
ミノ酸残基および非極性アミノ酸残基が、両親媒性へリックスへと整列され、こ
のペプチドが螺旋軸に沿って観察した場合に、このへリックスは、疎水性アミノ
酸残基が優勢に1つの面上にあり、親水性残基が優勢に反対の面上にある、α−
へリックスである。[0025] Antimicrobial peptides generally have random coil conformations in dilute aqueous solutions, but still high levels of helicity are associated with helix-promoting solvents and amphipathic media (eg micelles, synthetic bilayers or cell membranes). Can be induced by. α
The -helix structure is well known in the art, and the ideal α-helix has 3.6 residues per turn and 1.5 Å translation per residue.
Tion) (5.4Å per turn; C
reighton, Proteins: Structure and Mole
Clarular Properties, W.W. H. Freeman, New Yor
k (1984)). In the amphipathic α-helix structure, polar and non-polar amino acid residues are aligned into the amphipathic helix, and when the peptide is observed along the helix axis, the helix is The hydrophobic amino acid residues are predominantly on one side and the hydrophilic residues are predominantly on the opposite side, α
It is a helix.
【0026】
広く変化する配列の抗菌ペプチドが、単離され、これは、共通の特徴として両
親媒性α−へリックス構造を共有した(Saberwalら、Biochim.
Biophys.Acta 1197:109〜131(1994))。両親媒
性および螺旋性を増強することが予期されるアミノ酸置換を含むネイティブペプ
チドのアナログは、代表的には、増加した抗菌活性を有する。一般に、増加した
抗菌活性を有するアナログもまた、哺乳動物細胞に対して増加した細胞傷害性を
有する(Maloyら、Biopolymers 37:105〜122(19
95))。A widely varying sequence of antimicrobial peptides was isolated, which shared an amphipathic α-helix structure as a common feature (Saberwal et al., Biochim.
Biophys. Acta 1197: 109-131 (1994)). Analogs of native peptides containing amino acid substitutions that are expected to enhance amphipathicity and helicity typically have increased antibacterial activity. In general, analogs with increased antibacterial activity also have increased cytotoxicity on mammalian cells (Maloy et al., Biopolymers 37: 105-122 (19).
95)).
【0027】
抗菌ペプチドに言及して本明細書中で使用される場合、用語「両親媒性α−へ
リックス構造」は、生理学的pHでいくつかの極性残基を含む親水性の面と、非
極性残基を含む疎水性の面とを有する、α−へリックスを意味する。極性残基は
、例えば、リジン残基もしくはアルギニン残基であり得、一方非極性残基は、例
えば、ロイシン残基もしくはアラニン残基であり得る。両親媒性α−へリックス
構造を有する抗菌ペプチドは、一般に、その両親媒性ドメイン中に同数の極性残
基および非極性残基を有し、そして中性pHで全体的な正電荷をそのペプチドに
与えるに十分な数の塩基性残基を有する(Saberwalら、Biochim
.Biophys.Acta 1197:109〜131(1994)(本明細
書中で参考として援用される)。当業者は、へリックス促進アミノ酸(例えば、
ロイシンおよびアラニン)が、本発明の抗菌ペプチドに有利に含まれ得ることを
、理解する(例えば、Creighton、前出、1984を参照のこと)。As used herein with reference to antimicrobial peptides, the term “amphipathic α-helix structure” refers to a hydrophilic surface containing some polar residues at physiological pH, .Alpha.-helix with a hydrophobic face containing non-polar residues. The polar residue can be, for example, a lysine residue or an arginine residue, while the non-polar residue can be, for example, a leucine residue or an alanine residue. An antimicrobial peptide having an amphipathic α-helix structure generally has the same number of polar and non-polar residues in its amphipathic domain and has an overall positive charge at neutral pH. Have a sufficient number of basic residues (Saberwall et al., Biochim).
. Biophys. Acta 1197: 109-131 (1994), incorporated herein by reference. Those skilled in the art will appreciate that helix-promoting amino acids (eg,
It is understood that leucine and alanine) may be advantageously included in the antimicrobial peptides of the invention (see, eg, Creighton, supra, 1984).
【0028】
両親媒性α−へリックス構造を有する種々の抗菌ペプチドが、当該分野で周知
である。このようなペプチドとしては、各7個組(heptad)が、さらなる
残基を含む個別のトリマーから構成される、7個組構築ブロックスキームに基づ
く、合成最小ペプチドが挙げられる。このような合成抗菌ペプチドとしては、例
えば、一般式[(X1X2X2)(X1X2X2)X1]n(配列番号205)
または[(XlX2X2)X1(X1X2X2)]n(配列番号206)(X1
は、極性残基であり、X2は、非極性残基であり、そしてnは2または3である
)のペプチド(Javadpourら、前出、1996を参照のこと)が挙げら
れる。(KLAKLAK)2(配列番号200);(KLAKKLA)2(配列
番号201);(KAAKKAA)2(配列番号202);(KLGKKLG) 3
(配列番号203)が、両親媒性α−へリックス構造を有する合成抗菌ペプチ
ドの例である。両親媒性α−へリックス構造を有する類似の合成両親媒性抗菌ペ
プチドもまた、当該分野で公知であり、例えば、McLaughlinおよびB
eckerに対する米国特許第5,789,542号に記載される。[0028]
Various antimicrobial peptides having an amphipathic α-helix structure are well known in the art.
Is. As such a peptide, each 7-group (heptad)
Based on a 7-tuple building block scheme, consisting of individual trimers containing residues
In addition, synthetic minimal peptides can be mentioned. Examples of such synthetic antimicrobial peptides include
For example, the general formula [(X1XTwoXTwo) (X1XTwoXTwo) X1]n(SEQ ID NO: 205)
Or [(XlXTwoXTwo) X1(X1XTwoXTwo)]n(SEQ ID NO: 206) (X1
Is a polar residue, XTwoIs a non-polar residue and n is 2 or 3
) Peptide (see Javadpour et al., Supra, 1996).
Be done. (KLAKLAK)Two(SEQ ID NO: 200); (KLAKKLA)Two(Array
No. 201); (KAAKKAA)Two(SEQ ID NO: 202); (KLGKKLG) Three
(SEQ ID NO: 203) is a synthetic antibacterial peptide having an amphipathic α-helix structure.
It is an example of the code. Similar synthetic amphipathic antibacterial peptide with amphiphilic α-helix structure
Ptides are also known in the art, eg, McLaughlin and B
No. 5,789,542 to Ecker.
【0029】
螺旋性は、例えば、円偏光二色性分光法を使用して、当業者により容易に決定
され得る。α−へリックス性パーセントは、例えば、Javadpourら、前
出、1996に記載されるように、222nmでモル楕円率を測定した後、決定
され得る(また、McLeanら、Biochemistry 30:31〜3
7(1991)(本明細書中で参考として援用される)も参照のこと)。本発明
の両親媒性α−へリックス抗菌ペプチドは、両親媒性媒体(例えば、25mM
SDS)においてアッセイした場合、例えば、少なくとも約20%螺旋性を有し
得る。両親媒性α−へリックス構造を有するこのような抗菌ペプチドが、25m
M SDSにおいてアッセイした場合、例えば、少なくとも約25%、30%、
35%、または40%の、螺旋性を有し得ることを当業者は理解する。α−へリ
ックス構造を有する抗菌ペプチドは、25mM SDSにおいてアッセイした場
合、25%〜90%の螺旋性;25%〜60%の螺旋性;25%〜50%の螺旋
性;25%〜40%の螺旋性;30%〜90%の螺旋性;30%〜60%の螺旋
性;30%〜50%の螺旋性;40%〜90%の螺旋性または40%〜60%の
螺旋性を有し得る。両親媒性は、例えば、そのペプチドのヘリックスホイール(
helical wheel)表示を使用して、容易に決定され得る(例えば、
BlondelleおよびHoughten、前出、1994を参照のこと)。Spirality can be readily determined by one of ordinary skill in the art using, for example, circular dichroism spectroscopy. The percent α-helix can be determined after measuring the molar ellipticity at 222 nm, as described, for example, in Javadpour et al., supra, 1996 (also McLean et al., Biochemistry 30: 31-3).
7 (1991) (incorporated herein by reference)). The amphipathic α-helix antimicrobial peptide of the present invention is an amphipathic medium (eg, 25 mM).
When assayed in SDS), for example, it may have at least about 20% helicity. Such an antimicrobial peptide having an amphipathic α-helix structure is
When assayed in MSDS, for example, at least about 25%, 30%,
Those skilled in the art will understand that they can have a helicity of 35%, or 40%. Antimicrobial peptides having an α-helix structure are 25% to 90% helical; 25% to 60% helical; 25% to 50% helical; 25% to 40% when assayed in 25 mM SDS. 30% to 90% helical; 30% to 60% helical; 30% to 50% helical; 40% to 90% helical or 40% to 60% helical. You can The amphipathic property is, for example, the helical wheel of the peptide (
can be easily determined using a physical wheel display (eg,
See Blondelle and Houghten, supra, 1994).
【0030】
本発明の例示的なホーミングプロアポトーシス性結合体であるCNGRC−G
G−D(KLAKLAK)2の構造を図1に示す。図1に観察され得るように、
ホーミングドメインCNGRC(配列番号8)は、ジスルフィド結合された環状
構造であり、そして膜破壊ドメインD(KLAKLAKKLAKLAK)とグリ
シニルグリシン架橋を介して結合されている。この結合体の膜破壊性抗菌部分に
おけるD−アミノ酸は、結合体に増加した安定性をインビボで付与する際に有用
であり得る。さらに、膜破壊D(KLAKLAKKLAKLAK)部分は、両親
媒性ヘリックスを形成する。特に、リジン残基は、ヘリックスの1つの面上に整
列され(ヘリックスの、暗く陰を付けた領域として示す)、一方、非極性のロイ
シン残基およびアラニン残基は、このヘリックスの反対(明るめの陰を付けた)
面上に整列される。CNGRC-G, an exemplary homing pro-apoptotic conjugate of the invention
The structure of G- D (KLAKLAK) 2 is shown in FIG. As can be observed in FIG.
Homing domain CNGRC (SEQ ID NO: 8) is a disulfide-bonded cyclic structure and is linked to membrane disruption domain D (KLAKLAKKLAKLAK) via a glycinylglycine bridge. D-amino acids in the membrane-disrupting antimicrobial portion of this conjugate may be useful in conferring increased stability to the conjugate in vivo. Furthermore, the membrane-disrupted D (KLAKLAKKLAKLAK) portion forms an amphipathic helix. In particular, lysine residues are aligned on one face of the helix (shown as the dark, shaded region of the helix), while nonpolar leucine and alanine residues are opposite to this helix (lighter Shaded)
Aligned on the surface.
【0031】
本発明のホーミングプロアポトーシス性結合体は、腫瘍ホーミング分子が腫瘍
ホーミングペプチドである、キメラペプチドであり得る。本発明のホーミングプ
ロアポトーシス性キメラペプチドは、約18アミノ酸〜約50アミノ酸以上の種
々の長さを有し得る。本発明のキメラペプチドは、例えば、約20〜約50アミ
ノ酸、好ましくは20〜40アミノ酸、より好ましくは20〜30アミノ酸を有
し得る。このようなキメラペプチドは、例えば、40、35、30、27、25
または21アミノ酸という上限の長さを有し得る。本発明のキメラペプチドは、
直鎖状または環状であり得る。好ましい実施形態では、本発明のホーミングプロ
アポトーシス性キメラペプチドとしては、環状腫瘍ホーミングペプチド部分が挙
げられる。Homing pro-apoptotic conjugates of the invention can be chimeric peptides, where the tumor homing molecule is a tumor homing peptide. Homing pro-apoptotic chimeric peptides of the invention can have various lengths from about 18 amino acids to about 50 amino acids or more. The chimeric peptide of the present invention may have, for example, about 20 to about 50 amino acids, preferably 20 to 40 amino acids, more preferably 20 to 30 amino acids. Such chimeric peptides include, for example, 40, 35, 30, 27, 25
Or it may have an upper limit of 21 amino acids. The chimeric peptide of the present invention is
It can be linear or cyclic. In a preferred embodiment, the homing pro-apoptotic chimeric peptides of the invention include cyclic tumor homing peptide moieties.
【0032】
本発明のホーミングプロアポトーシス性キメラペプチドはまた、ペプチド模倣
物であり得る。本明細書中で使用される場合、用語「ペプチド模倣物」は、対応
するペプチドの活性を実質的に有するペプチド様分子を意味するために広範に使
用される。ペプチド模倣物としては、化学改変ペプチド、天然に存在しないアミ
ノ酸を含むペプチド様分子、ペプトイドなどが挙げられ、そのペプチド模倣物が
由来するペプチドの選択的ホーミング活性および高い毒性を有する(例えば、「
Burger’s Medicinal Chemistry and Dru
g Discovery」、第5版、第1巻〜第3巻(M.E.Wolff編;
Wiley Interscience 1995)(これは、本明細書中に参
考として援用される)を参照のこと)。例えば、Dアミノ酸は、本発明のキメラ
ペプチドの抗菌ペプチド部分に有利に含まれ得る(実施例Iおよび実施例IIを
参照のこと)。ペプチド模倣物は、ペプチドを超える種々の利点(消化管を通過
する間の増加した安定性を含む)を提供し、それゆえ、経口治療剤として有利に
用いられ得る。The homing pro-apoptotic chimeric peptides of the present invention can also be peptidomimetics. As used herein, the term “peptidomimetic” is used broadly to mean a peptidomimetic molecule that has substantially the activity of the corresponding peptide. Peptidomimetics include chemically modified peptides, peptide-like molecules containing non-naturally occurring amino acids, peptoids and the like, which have selective homing activity and high toxicity for the peptides from which the peptidomimetic is derived (eg, "
Burger's Medicinal Chemistry and Dru
g Discovery, 5th Edition, Volumes 1 to 3 (ME Wolff, edited;
Wiley Interscience 1995), which is incorporated herein by reference). For example, the D amino acid may be advantageously included in the antimicrobial peptide portion of the chimeric peptides of the invention (see Example I and Example II). Peptidomimetics offer various advantages over peptides, including increased stability during transit through the gastrointestinal tract, and can therefore be advantageously used as oral therapeutic agents.
【0033】
本発明のホーミングプロアポトーシス性結合体では、「結合ドメイン」を用い
て、腫瘍ホーミングペプチドおよび抗菌ペプチドを連結し得、そして例えば、結
合体に対して全体として可撓性を付与し得る。結合ドメインは、例えば、グリシ
ニルグリシンリンカー、アラニニルアラニンリンカー、またはグリシン、アラニ
ンもしくは他のアミノ酸を組み込んでいる他のリンカーであり得る。グリシニル
グリシン結合ドメインの使用は、実施例IIに記載される。In the homing pro-apoptotic conjugates of the invention, a "binding domain" may be used to link the tumor homing peptide and the antimicrobial peptide and, for example, may confer overall flexibility on the conjugate. . The binding domain can be, for example, a glycinylglycine linker, an alaninylalanine linker, or another linker incorporating glycine, alanine or other amino acids. The use of the glycinylglycine binding domain is described in Example II.
【0034】
腫瘍内の脈管構造は一般に、活性な新脈管形成を経て、増殖中の腫瘍を支持す
る新規な血管の連続的な形成をもたらす。このような脈管形成血管は、脈管形成
脈管構造が独特の内皮細胞表面マーカー(αvβ3インテグリン(Brooks
、Cell 79:1157−1164(1994);WO 95/14714
(国際出願日1994年11月22日))を含む)および脈管形成増殖因子につ
いてのレセプター(MustonenおよびAlitalo、J.Cell B
iol.129:895−898(1995);Lappi、Semin.Ca
ncer Biol.6:279−288(1995))を発現するという点で
、成熟した脈管構造と識別可能である。さらに、腫瘍脈管構造は、腫瘍脈管構造
が有窓であるという点で他の血管と組織学的に識別可能である(Folkman
、Nature Med.1:27−31(1995);Rakら、Antic
ancer Drugs 6:3−18(1995))。従って、腫瘍脈管構造
の独特の特徴は、これを抗癌治療剤についての特に魅力的な標的にする。The vasculature within a tumor generally undergoes active angiogenesis, resulting in the continuous formation of new blood vessels that support the growing tumor. Such angiogenic blood vessels are characterized by an endothelial cell surface marker (α v β 3 integrin (Brooks) with a unique angiogenic vasculature.
, Cell 79: 1157-1164 (1994); WO 95/14714.
(International filing date November 22, 1994)) and receptors for angiogenic growth factors (Mustonen and Alitaro, J. Cell B).
iol. 129: 895-898 (1995); Lappi, Semin. Ca
ncer Biol. 6: 279-288 (1995)), which is distinguishable from the mature vasculature. Furthermore, the tumor vasculature is histologically distinguishable from other blood vessels in that the tumor vasculature is fenestrated (Folkman.
, Nature Med. 1: 27-31 (1995); Rak et al., Antic.
ancer Drugs 6: 3-18 (1995)). Thus, the unique features of tumor vasculature make it a particularly attractive target for anti-cancer therapeutics.
【0035】
本明細書中に開示したように、腫瘍ホーミング分子は、腫瘍の微小血管の内皮
内層に結合し得る。腫瘍内の脈管構造は、おそらく、連続した新生血管形成に起
因して独特であり、これは、腫瘍増殖に必要とされる新たな血管の形成をもたら
す。腫瘍内の脈管形成新生脈管構造の独特の特性は、内皮細胞および血管周囲細
胞における特定のマーカーの存在に反映され(Folkman、Nature
Biotechnol.15:510(1997);Risau、FASEB
J.9:926−933(1995);Brooksら、前出、1994);こ
れらのマーカーは、開示された腫瘍ホーミング分子によって標的化されるようで
ある。As disclosed herein, tumor homing molecules can bind to the endothelial lining of tumor microvessels. The vasculature within the tumor is probably unique due to continued neovascularization, which results in the formation of new blood vessels required for tumor growth. The unique properties of angiogenic neovasculature within tumors are reflected in the presence of specific markers on endothelial and perivascular cells (Folkman, Nature).
Biotechnol. 15: 510 (1997); Risau, FASEB.
J. 9: 926-933 (1995); Brooks et al., Supra, 1994); these markers appear to be targeted by the disclosed tumor homing molecules.
【0036】
腫瘍ホーミング分子が腫瘍内の血管を標的とする能力は、全身処置法または腫
瘍細胞を直接標的とする方法を超えるかなりの利点を提供する。例えば、腫瘍細
胞は、生存を血管供給に依存し、そして血管の内皮内層は、循環しているプロー
ブに対して容易にアクセス可能である。逆に、固形腫瘍細胞に到達するためには
、治療薬剤は、潜在的に長い拡散距離、緊密に充填された腫瘍細胞、および血管
外遊出を妨げる高い間質圧を有する緻密な繊維性支質を克服しなければならない
(BurrowsおよびThorpe、Pharmacol.Ther.64:
155−174(1994))。The ability of tumor homing molecules to target blood vessels within tumors offers considerable advantages over systemic treatment methods or methods that target tumor cells directly. For example, tumor cells rely on the vascular supply for survival, and the endothelial lining of blood vessels is readily accessible to circulating probes. Conversely, in order to reach solid tumor cells, the therapeutic agent must be a dense fibrous stroma with potentially long diffusion distances, tightly packed tumor cells, and high interstitial pressure that prevents extravasation. (Burrows and Thorpe, Pharmacol. Ther. 64:
155-174 (1994)).
【0037】
さらに、腫瘍脈管構造が標的化される場合、全ての標的細胞の殺傷は、必要と
されないかもしれない。なぜなら、内皮の部分的露出は、罹患した腫瘍血管全体
を通しての血流を停止させる閉塞性血栓の形成を導き得るからである(Burr
owsおよびThorpe、前出、1994)。さらに、直接腫瘍標的化とは異
なり、腫瘍脈管構造標的化には内因性増幅機構が存在する。単一の毛細管ループ
は、100個までの腫瘍細胞に栄養を供給し得、腫瘍細胞の各々は、血液供給に
きわどく依存する(Denekamp、Cancer Metast.Rev.
9:267−282(1990);Folkman、前出、1997)。Moreover, killing of all target cells may not be required if the tumor vasculature is targeted. Because partial exposure of the endothelium can lead to the formation of occlusive thrombi that arrest blood flow through the affected tumor vessels (Burr).
ows and Thorpe, supra, 1994). Furthermore, unlike direct tumor targeting, there is an endogenous amplification mechanism for tumor vasculature targeting. A single capillary loop can nourish up to 100 tumor cells, each of which is critically dependent on the blood supply (Denekamp, Cancer Metast. Rev.
9: 267-282 (1990); Folkman, supra, 1997).
【0038】
本明細書において上記および例示されているように、腫瘍血管の脈管系生性内
皮細胞について選択性である腫瘍ホーミング分子は、プロアポトーシス性抗菌ペ
プチドが、正常で健康な器官または組織に毒性の効果を有する可能性を低下した
ままで、腫瘍血管に対してプロアポトーシス性の抗菌ペプチドを指向するために
特に有用であり得る。従って、1つの実施形態において、本発明は、ホーミング
プロアポトーシス性結合体を提供する。この結合体は、抗菌ペプチドに連結され
た脈管形成性内皮細胞に選択的にホーミングする腫瘍ホーミング分子を含み、こ
こで、この結合体は、脈管形成性内皮細胞によって選択的に内部移行され、それ
に対する高い毒性を示し、そしてこの抗菌ペプチドは、腫瘍ホーミング分子に連
結されない場合は、哺乳動物細胞に対して毒性が低い。As described above and exemplified herein, a tumor homing molecule that is selective for vasculogenic viable endothelial cells of tumor blood vessels is a pro-apoptotic antimicrobial peptide that binds to normal, healthy organs or tissues. It may be particularly useful for directing pro-apoptotic antimicrobial peptides to tumor blood vessels, while remaining less likely to have toxic effects. Thus, in one embodiment, the invention provides a homing pro-apoptotic conjugate. The conjugate comprises a tumor homing molecule linked to an antimicrobial peptide that selectively homes to angiogenic endothelial cells, wherein the conjugate is selectively internalized by angiogenic endothelial cells. , Shows high toxicity to it, and the antimicrobial peptide is less toxic to mammalian cells when not linked to tumor homing molecules.
【0039】
本明細書において用いる場合、用語「選択的毒性(selective to
xicity)」とは、コントロールの細胞型または組織と比べた場合の、選択
された細胞型または組織での細胞死の増強を意味する。一般に、選択的毒性は、
選択された細胞型または組織(例えば、脈管形成性内皮細胞)において、コント
ロールの細胞型または組織(例えば、脈管形成性内皮細胞)と比べた場合、少な
くとも2倍程度までの細胞死によって特徴付けられる。従って、本明細書におい
て用いる場合、用語、選択的毒性とは、特定の毒性(これによって細胞死が本質
的に、選択された細胞型または組織でのみ生じる)、および選択された細胞型ま
たは組織に加えて、限定された数の細胞型または組織で生じる毒性を包含する。
当業者はさらに、用語、選択的毒性とは、アポトーシス性細胞死および壊死性細
胞死を含む全ての機構によってもたらされる細胞死をいうことを理解する。従っ
て、脈管形成性内皮細胞に対して選択的毒性を示す本発明のホーミングプロアポ
トーシス性結合体は、血管形成阻害性(angiostatic)内皮細胞また
は他の型の周囲の細胞と比べて、脈管形成性内皮細胞の細胞死の増大をもたらす
。As used herein, the term “selective toxicity”
By “xicity)” is meant enhanced cell death in a selected cell type or tissue as compared to a control cell type or tissue. In general, selective toxicity is
Characterized by cell death of at least twice as much in a selected cell type or tissue (eg, angiogenic endothelial cells) as compared to a control cell type or tissue (eg, angiogenic endothelial cells) Attached. Thus, the term selective toxicity, as used herein, refers to a particular toxicity, whereby cell death essentially occurs only in the selected cell type or tissue, and the selected cell type or tissue. In addition, it includes toxicity that occurs in a limited number of cell types or tissues.
The person skilled in the art further understands that the term selective toxicity refers to cell death caused by all mechanisms including apoptotic cell death and necrotic cell death. Thus, homing pro-apoptotic conjugates of the present invention that exhibit selective toxicity to angiogenic endothelial cells may be compared to vascularized angiostatic endothelial cells or other types of surrounding cells. It results in increased cell death of the forming endothelial cells.
【0040】
本明細書において開示されるように、同定された腫瘍ホーミング分子は、所望
の抗菌ペプチド(ホーミング分子に連結されている)を選択された細胞型(例え
ば、脈管形成性内皮細胞)に標的化するのに有用である。腫瘍血管において脈管
形成性内皮細胞によって内部移行された後、この抗菌ペプチドは、内皮細胞に対
して毒性であり、それによって腫瘍に対する血液の供給および腫瘍の増殖を制限
する。As disclosed herein, the identified tumor homing molecule is a cell type (eg, angiogenic endothelial cell) that is selected for the desired antimicrobial peptide (linked to the homing molecule). Useful for targeting After being internalized by angiogenic endothelial cells in tumor blood vessels, this antimicrobial peptide is toxic to endothelial cells, thereby limiting blood supply to tumors and tumor growth.
【0041】
本発明のホーミングプロアポトーシス性結合体において有用な腫瘍ホーミング
分子は、例えば、NGRモチーフ(例えば、CNGRC(配列番号8);NGR
AHA(配列番号6)、またはCNGRCVSGCAGRC(配列番号3))を
含有するペプチドであり得る。本発明において有用な腫瘍ホーミング分子はまた
、RGDモチーフを含み得、そして例えば、CDCRGDCFC(配列番号1)
であってもよく、またはGSLモチーフ(例えば、ペプチドCGSLVRC(配
列番号5))を含んでもよい。さらなる腫瘍ホーミング分子は、以下にさらに詳
細に記載されるようにインビボパンニングによる分子のライブラリーのスクリー
ニングによって同定され得る(以下も参照のこと、実施例IV〜VIII;19
97年4月22日公開米国特許第5,622,699号;ならびにPasqua
liniおよびRuoslahti、Nature 380:364〜366(
1996)(これらの各々は本明細書において参考として援用されている))。Tumor homing molecules useful in the homing pro-apoptotic conjugates of the invention include, for example, NGR motifs (eg, CNGRC (SEQ ID NO: 8); NGR).
It can be a peptide containing AHA (SEQ ID NO: 6), or CNGRCVSGCAGRC (SEQ ID NO: 3)). Tumor homing molecules useful in the present invention may also include an RGD motif, and include, for example, CDCRGDCFC (SEQ ID NO: 1).
Or may include a GSL motif (eg, peptide CGSLVRC (SEQ ID NO: 5)). Additional tumor homing molecules can be identified by screening a library of molecules by in vivo panning as described in more detail below (see also, Examples IV-VIII; 19).
US Patent No. 5,622,699, published April 22, 1997; and Pasqua
lini and Ruoslahti, Nature 380: 364-366 (
1996) (each of which is incorporated herein by reference)).
【0042】
用語「腫瘍ホーミング分子」は、本明細書において用いる場合、薬物のような
有機化合物;核酸分子;ペプチドもしくはペプチド模倣物またはタンパク質(選
択された細胞型または組織に対してインビボで選択的にホーミングする)を意味
する。「選択的にホーミングする(selectively home)」とは
、インビボで、この腫瘍ホーミング分子が、コントロールの細胞型、組織または
器官と比べて、選択された細胞型または組織に優先的に結合し、そしてコントロ
ールの細胞型または組織と比べて、選択された細胞型または組織での少なくとも
2倍大きい局在化によって一般に特徴付けられることを意味する。本発明におい
て有用な腫瘍ホーミング分子は、例えば、他の細胞型または脈管形成阻害性血管
に比べて、脈管形成性血管の内皮細胞に優先的に結合する分子であり得る。The term “tumor homing molecule” as used herein is an organic compound such as a drug; a nucleic acid molecule; a peptide or peptidomimetic or protein (selective in vivo against a selected cell type or tissue). To home). "Selectively home" means that, in vivo, the tumor homing molecule binds preferentially to a selected cell type or tissue as compared to a control cell type, tissue or organ, and It is meant to be generally characterized by at least a 2-fold greater localization in the selected cell type or tissue as compared to the control cell type or tissue. Tumor homing molecules useful in the present invention can be, for example, molecules that preferentially bind to endothelial cells of angiogenic blood vessels as compared to other cell types or angiogenic blood vessels.
【0043】
腫瘍ホーミング分子は、以下のようなインビボパンニングを用いて同定された
。乳癌、黒色腫、およびカポージ肉腫に対するインビボでのパンニングによって
、腫瘍に選択的にホーミングする種々のペプチドを発現するファージが同定され
た(それぞれ、表2、3、および4を参照のこと)。ファージのサイズ大きいこ
と(900〜1000nm)およびファージが循環させられる時間が短い(3〜
5分)ことに起因して、かなりの数のファージが循環系(特に脳および腎臓)を
出たということはなさそうである。組織染色研究によって、同定された腫瘍ホー
ミング分子が、主に内皮細胞表面マーカー(器官特異的な様式で発現されるよう
である)にホーミングし、そして結合することが示された。これらの結果は、イ
ンビボパンニングが、内皮細胞の特異性を同定し分析するために用いられ得るこ
とを示す。このような分析は、培養中で内皮細胞を用いては不可能である。なぜ
なら、培養された細胞は、その組織特異的差異を失う傾向にあるからである(P
auliおよびLee、Lab.Invest.58:379〜387(198
8))。Tumor homing molecules were identified using in vivo panning as follows. In vivo panning against breast cancer, melanoma, and Kaposi's sarcoma identified phages expressing various peptides that selectively home to tumors (see Tables 2, 3, and 4, respectively). Large phage size (900-1000 nm) and short time for phage to circulate (3-
It is unlikely that a significant number of phages have left the circulatory system (especially brain and kidney) due to (5 min). Tissue staining studies have shown that the identified tumor homing molecules home and bind primarily to endothelial cell surface markers, which appear to be expressed in an organ-specific manner. These results indicate that in vivo panning can be used to identify and analyze endothelial cell specificity. Such an analysis is not possible with endothelial cells in culture. This is because cultured cells tend to lose their tissue-specific differences (P
auli and Lee, Lab. Invest. 58: 379-387 (198)
8)).
【0044】
インビボパンニングが実施される条件は、内皮細胞マーカーに一般的に結合す
る腫瘍ホーミングペプチドを同定したが、腫瘍ホーミングペプチドを発現するフ
ァージの特異的な存在がまた、腫瘍の実質組織において、特にペプチドの投与後
の後期の時点で観察された(実施例VII)。これらの結果は、ペプチドを発現
するファージが、おそらく、血管の有窓特性に起因して、腫瘍中の血管を通過し
得ることを実証し、そしてインビボパンニング方法が、腫瘍細胞によって発現さ
れる標的分子、および内皮細胞によって発現される標的分子を同定するために有
用であり得ることを示す。Although the conditions under which in vivo panning was performed identified tumor-homing peptides that generally bind to endothelial cell markers, the specific presence of phage expressing tumor-homing peptides also revealed that in tumor parenchyma, In particular, it was observed at a later time point after administration of the peptide (Example VII). These results demonstrate that peptide-expressing phage can cross blood vessels in tumors, presumably due to the fenestrated nature of blood vessels, and in vivo panning methods target tumor cell-expressed targets. We show that it can be useful for identifying molecules and target molecules expressed by endothelial cells.
【0045】
ファージのペプチドディスプレイライブラリーを、本質的に、Smithおよ
びScott(前出、1993;また、以下も参照:Koivunenら.,B
iotechnology 13:265〜270(1995);Koivun
enら.,Meth.Enzymol.245:346〜369(1994b)
(各々は本明細書において参考として援用される))に記載のように構築した。
実質的にランダムなアミノ酸配列を有するペプチドをコードするオリゴヌクレオ
チドを、「NNK」コドンに基づいて、合成した。ここで、「N」は、A、T、
C、またはGであり、そして「K」は、GまたはTである。「NNK」は、20
のアミノ酸およびアンバー終止コドンをコードする、32のトリプレットをコー
ドする(ScottおよびSmith、前出、1990)。いくつかのライブラ
リーにおいて、システインをコードする少なくとも1つのコドンがまた、各オリ
ゴヌクレオチドに含まれ、その結果ジスルフィド結合によって環状ペプチドが形
成され得る(実施例IV)。このオリゴヌクレオチドを、遺伝子IIIタンパク
質(gIII)をコードする配列とインフレームで、ベクターfuse5中に挿
入し、それによって、ペプチド−gIII融合タンパク質を発現した。発現後、
このベクターを含むファージの表面上で融合タンパク質を発現した(Koivu
nenら、前出、1994b;SmithおよびScott、前出、1993)
。[0045] A peptide display library of phage was constructed essentially by Smith and Scott (supra, 1993; see also: Koivunen et al., B.
iotechnology 13: 265-270 (1995); Koivun
en et al. , Meth. Enzymol. 245: 346-369 (1994b)
(Each incorporated herein by reference)).
Oligonucleotides encoding peptides having a substantially random amino acid sequence were synthesized based on the "NNK" codon. Here, “N” means A, T,
C or G, and "K" is G or T. "NNK" is 20
Encodes 32 triplets, encoding the amino acids of and the amber stop codon (Scott and Smith, supra, 1990). In some libraries, at least one codon encoding cysteine may also be included in each oligonucleotide, resulting in disulfide bond formation of a cyclic peptide (Example IV). This oligonucleotide was inserted in frame with the sequence encoding gene III protein (gIII) into vector fuse5, thereby expressing the peptide-gIII fusion protein. After expression,
The fusion protein was expressed on the surface of phage containing this vector (Koivu
nen et al., supra, 1994b; Smith and Scott, supra, 1993).
.
【0046】
インビボパンニング後、ファージがヒト乳癌、マウス黒色腫、またはヒトカポ
ージ肉腫に選択的にホーミングする能力に基づいて単離したファージは、ペプチ
ド配列の差異がわずか数個しかなかった(それぞれ、表2、3、および4を参照
のこと)。スクリーニングの1つによって表されたペプチド配列は、αv含有イ
ンテグリンに選択的に結合することが以前に実証されたペプチドの場合において
(Koivunenら、前出、1995;WO 95/14714)、アルギニ
ン−グリシン−アスパラギン酸(RGD)インテグリン認識配列(Ruosla
hti,Ann.Rev.Cell.Devel.Biol.12:697(1
996))を含んでいた。残りの腫瘍ホーミングペプチドのほとんどの配列は、
内皮細胞レセプターの公知のリガンドと、有意な類似性はなんら示さなかった。
しかし、腫瘍ホーミング分子の1つは、アスパラギン−グリシン−アルギニン(
NGR)モチーフを含んだ。このモチーフは、インテグリン結合ペプチドに存在
するモチーフに類似の弱いインテグリン結合モチーフである(Ruoslaht
iら、米国特許第5,536,814号(1996年7月16日公開)(これは
、本明細書において参考として援用される);また、Koivunenら、前出
、1994aを参照のこと)。他のスクリーニングは、多くのNGR含有ペプチ
ドを示した(表2を参照のこと)。NGRペプチドの弱いインテグリン結合能力
にもかかわらず、インテグリンレセプターは、本明細書において例示されている
NGR腫瘍ホーミングペプチドによって認識される標的分子ではなくてもよい。
本明細書において用いる場合、用語「インテグリン」は、ヘテロ二量体細胞表面
接着レセプターを意味する。After in vivo panning, phage isolated based on their ability to selectively home to human breast cancer, mouse melanoma, or human Kaposi's sarcoma had only a few peptide sequence differences (Table 1 and Table 2, respectively). See 2, 3, and 4). The peptide sequence represented by one of the screens, in the case of peptides previously demonstrated to selectively bind to α v containing integrins (Koivunen et al., Supra, 1995; WO 95/14714), arginine- Glycine-aspartic acid (RGD) integrin recognition sequence (Ruosla
hti, Ann. Rev. Cell. Devel. Biol. 12: 697 (1
996)). Most of the remaining tumor homing peptide sequences
It showed no significant similarity to known ligands for endothelial cell receptors.
However, one of the tumor homing molecules is asparagine-glycine-arginine (
NGR) motif was included. This motif is a weak integrin-binding motif similar to that present in integrin-binding peptides (Ruoslaht).
i et al., U.S. Patent No. 5,536,814 (published July 16, 1996), which is incorporated herein by reference; also see Koivunen et al., supra, 1994a. . Other screens showed many NGR-containing peptides (see Table 2). Despite the weak integrin binding capacity of the NGR peptide, the integrin receptor need not be the target molecule recognized by the NGR tumor homing peptides exemplified herein.
As used herein, the term "integrin" means a heterodimeric cell surface adhesion receptor.
【0047】
乳房腫瘍にホーミングした、ファージによって発現されるペプチドは、ペプチ
ドCGRECPRLCQSSC(配列番号2)およびペプチドCNGRCVSG
CAGRC(配列番号3;表2;実施例Vを参照のこと)を含んだ。同様に、腫
瘍ホーミングペプチド(ペプチドCDCRGDCFC(配列番号1)およびペプ
チドCGSLVRC(配列番号5)を含む)は、乳房腫瘍保有マウスに投与され
た他の2つのファージライブラリーから同定された(表2)。これらのモチーフ
のいくつか、および新規なモチーフがまた、マウス黒色腫およびヒトカポージ肉
腫に対するスクリーニングによって単離された(表3および4を参照のこと)。
これらの結果は、腫瘍ホーミング分子がインビボパンニングを用いて同定され得
ることを実証した。Peptides expressed by phage homed to breast tumors are the peptides CGRECPRLCQSSC (SEQ ID NO: 2) and the peptide CNGRCVSG.
CAGRC (SEQ ID NO: 3; Table 2; see Example V) was included. Similarly, tumor homing peptides, including peptide CDCRGDCFC (SEQ ID NO: 1) and peptide CGSLVRC (SEQ ID NO: 5) were identified from two other phage libraries administered to breast tumor bearing mice (Table 2). . Some of these motifs, and novel motifs, were also isolated by screening against mouse melanoma and human Kaposi's sarcoma (see Tables 3 and 4).
These results demonstrated that tumor homing molecules can be identified using in vivo panning.
【0048】
同定された3つの主な腫瘍ホーミングモチーフは、本発明のホーミングプロア
ポトーシス性結合体において特に有用であり得る。腫瘍ホーミング分子の部分が
、NGRモチーフ、RGDモチーフ、またはGSLモチーフを含む、ホーミング
プロアポトーシス性結合体は、脈管形成性血管の内皮細胞に結合した抗菌ペプチ
ドを標的するために用いられ得る。The three major tumor homing motifs identified may be particularly useful in homing pro-apoptotic conjugates of the invention. Homing pro-apoptotic conjugates in which a portion of the tumor homing molecule contains an NGR motif, RGD motif, or GSL motif can be used to target antimicrobial peptides bound to endothelial cells of angiogenic blood vessels.
【0049】
1つの実施形態において、本発明は、ホーミングプロアポトーシス性結合体を
提供する。この結合体は、抗菌ペプチドに連結された配列NGRを含む腫瘍ホー
ミングペプチドを含む。本発明のこのようなホーミングプロアポトーシス性結合
体では、腫瘍ホーミングペプチドは、例えば、CNGRC(配列番号8);NG
RAHA(配列番号6)またはCNGRCVSGCAGRC(配列番号3)であ
り得る。好ましい実施形態において、ホーミングプロアポトーシス性結合体は、
配列CNGRC−GG−D(KLAKLAK)2を含む。In one embodiment, the present invention provides a homing pro-apoptotic conjugate. This conjugate comprises a tumor homing peptide containing the sequence NGR linked to an antimicrobial peptide. In such homing pro-apoptotic conjugates of the invention, the tumor homing peptide is, for example, CNGRC (SEQ ID NO: 8); NG.
It can be RAHA (SEQ ID NO: 6) or CNGRCVSGCAGRC (SEQ ID NO: 3). In a preferred embodiment, the homing pro-apoptotic conjugate is
It comprises the sequence CNGRC-GG- D (KLAKLAK) 2 .
【0050】
別の実施形態において、本発明は、抗菌ペプチドに連結された配列RGDを含
む腫瘍ホーミングペプチドを含む、ホーミングプロアポトーシス性結合体を提供
する。このようなホーミングプロアポトーシス性結合体では、腫瘍ホーミングペ
プチドは、例えば、CDCRGDCFC(配列番号1)であり得る。好ましい実
施形態において、ホーミングプロアポトーシス性結合体は、配列ACDCRGD
CFC−GG−D(KLAKLAK)2を含む。In another embodiment, the present invention provides a homing pro-apoptotic conjugate comprising a tumor homing peptide comprising the sequence RGD linked to an antimicrobial peptide. In such a homing pro-apoptotic conjugate, the tumor homing peptide can be, for example, CDCRGDCFC (SEQ ID NO: 1). In a preferred embodiment, the homing pro-apoptotic conjugate has the sequence ACDCRGD.
CFC-GG- D (KLAKLAK) 2 is included.
【0051】
本発明はさらに、抗菌ペプチドに連結された配列GSLを含む腫瘍ホーミング
ペプチドを含む、ホーミングプロアポトーシス性結合体を提供する。このような
ホーミングプロアポトーシス性結合体では、腫瘍ホーミングペプチドは、例えば
、CGSLVRC(配列番号5)であり得る。The present invention further provides a homing pro-apoptotic conjugate comprising a tumor homing peptide comprising the sequence GSL linked to an antimicrobial peptide. In such a homing pro-apoptotic conjugate, the tumor homing peptide can be, for example, CGSLVRC (SEQ ID NO: 5).
【0052】
上記で考察したように、1つのモチーフは、αvインテグリンに選択的に結合
することが公知である(Koivunenら、前出、1995;WO 95/1
4714)、ペプチド構造CDCRGDCFC(配列番号1)に埋設された配列
RGDを含んだ(Ruoslahti、前出、1996)。αvβ3およびαv
β5インテグリンは、脈管形成性血管のマーカーである(Brooksら、前出
、1994;Friedlanderら、Science 270:1500(
1995))ので、ペプチドCDCRGDCFC(配列番号1)を発現するファ
ージを、本明細書に開示のように、腫瘍標的について試験し、そして非常に選択
的な様式で腫瘍にホーミングした(実施例VIを参照のこと)。さらに、CDC
RGDCFC(配列番号1)ファージによるホーミングを、遊離のCDCRGD
CFC(配列番号1)ペプチドの同時投与によって阻害した。As discussed above, one motif is known to selectively bind to α v integrin (Koivunen et al., Supra, 1995; WO 95/1.
4714), which contained the sequence RGD embedded in the peptide structure CDCRGDCFC (SEQ ID NO: 1) (Ruoslahti, supra, 1996). The α v β 3 and α v β 5 integrins are markers for angiogenic blood vessels (Brooks et al., supra, 1994; Friedlander et al., Science 270: 1500 (
1995)), so phage expressing the peptide CDCRGDCFC (SEQ ID NO: 1) were tested for tumor targets and homed to tumors in a very selective manner (Example VI, as disclosed herein). See). Furthermore, CDC
Homing by RGDCFC (SEQ ID NO: 1) phage was performed with free CDCRGD
It was inhibited by co-administration of CFC (SEQ ID NO: 1) peptide.
【0053】
別の乳房腫瘍ホーミングペプチドは、配列CNGRCVSGCAGRC(配列
番号3)を有した。この配列は、弱いインテグリン結合活性を有することが以前
に示されているNGRモチーフを含む(Koivunenら.,J.Biol.
Chem.268:20205〜20210(1993);Koivunenら
.,前出、1994a;WO 95/14714)。NGR含有ペプチドが同定
されたので、2つのさらなるペプチドである、直線ペプチドNGRAHA(配列
番号6)、および環状ペプチドであるCVLNGRMEC(配列番号7)(各々
がNRGモチーフを含む)を、腫瘍ホーミングについて試験した。同様に、CN
GRCVSGCAGRC(配列番号3)を発現するファージ、NGRAHA(配
列番号6)またはCVLNGRMEC(配列番号7)を発現するファージが、腫
瘍にホーミングした。さらに、腫瘍ホーミングは、腫瘍型または種に依存しない
ので、このファージはヒト乳癌、ならびにマウス黒色腫を保有するマウスおよび
ヒトカポージ肉腫異種移植片を保有するマウスの腫瘍に選択的に蓄積した。Another breast tumor homing peptide had the sequence CNGRCVSGCAGRC (SEQ ID NO: 3). This sequence contains the NGR motif previously shown to have weak integrin binding activity (Koivunen et al., J. Biol.
Chem. 268: 20205-20210 (1993); Koivunen et al. , Supra, 1994a; WO 95/14714). Since NGR-containing peptides were identified, two additional peptides, the linear peptide NGRAHA (SEQ ID NO: 6) and the cyclic peptide CVLNGRMEC (SEQ ID NO: 7), each containing an NRG motif, were tested for tumor homing. did. Similarly, CN
Phage expressing GRCVSGCAGRC (SEQ ID NO: 3), NGRAHA (SEQ ID NO: 6) or CVLNGRMEC (SEQ ID NO: 7) homed to tumors. Moreover, since tumor homing is tumor type or species independent, this phage selectively accumulated in human breast cancer, as well as in tumors of mice bearing mouse melanoma and human Kaposi's sarcoma xenografts.
【0054】
種々のペプチド(RGD含有ペプチドおよびNGR含有ペプチドを含む)は、
一般に、腫瘍血管に対して結合した。最小環状NGRペプチド(CNGRC(配
列番号8))を、CNGRCVSGCAGRC(配列番号3)配列に基づいて合
成した。CNGRC(配列番号8)ペプチドを、CNGRCVSGCAGRC(
配列番号3)、NGRAHA(配列番号6)またはCVLNGRMEC(配列番
号7)のいずれかを発現するファージとともに同時注入した場合、乳癌異種移植
片におけるこのファージの蓄積を抑制した。しかし、NGRファージのホーミン
グを抑制するペプチドに比べて10倍までの高量で投与した場合でさえ、CNG
RC(配列番号8)ペプチドは、CDCRGDCFC(配列番号1)ペプチドを
発現するファージのホーミングを抑制しなかった。相対的に、CDCRGDCF
C(配列番号1)ペプチドは、NGRファージのホーミングを部分的に抑制した
が、CNGRCペプチド(配列番号8)の量と比べて5〜10倍までの高量が必
要量であった。これらの結果は、NGRペプチドおよびRGDペプチドが腫瘍血
管系中の異なるレセプター部位に結合することを示す。Various peptides, including RGD-containing peptides and NGR-containing peptides,
Generally bound to tumor vessels. The minimal cyclic NGR peptide (CNGRC (SEQ ID NO: 8)) was synthesized based on the CNGRCVSGCAGRC (SEQ ID NO: 3) sequence. The CNGRC (SEQ ID NO: 8) peptide was labeled with CNGRCVSGCAGRC (
Co-injection with phage expressing either SEQ ID NO: 3), NGRAHA (SEQ ID NO: 6) or CVLNGRMEC (SEQ ID NO: 7) suppressed accumulation of this phage in breast cancer xenografts. However, even when administered up to 10 times higher than the peptide that suppresses homing of NGR phage, CNG
The RC (SEQ ID NO: 8) peptide did not suppress homing of phage expressing the CDCRGDCFC (SEQ ID NO: 1) peptide. Relative to CDCRGDCF
The C (SEQ ID NO: 1) peptide partially suppressed homing of NGR phages, but required a high amount up to 5 to 10 times higher than that of the CNGRC peptide (SEQ ID NO: 8). These results indicate that NGR and RGD peptides bind to different receptor sites in the tumor vasculature.
【0055】
第3のモチーフ(GSL(グリシン−セリン−ロイシン))をまた、以下を用
いたインビボパンニング法で、マウスが保有する乳癌、悪性黒色腫、またはカポ
ージ肉腫中で同定した。GSLペプチド(CGSLVRC(配列番号5))を発
現するファージのホーミングは、遊離CGSLVRC(配列番号5)ペプチドの
同時注入によって阻害された。RGDペプチドおよびNGRペプチドと同様に、
GSLペプチドを発現するファージもまた、腫瘍の血管に結合した。腫瘍のホー
ミングペプチド中に存在する保存されたRGD、NGRおよびGSLモチーフの
同定を考慮すると、本明細書において開示されるように、このようなモチーフを
含むペプチドが、腫瘍ホーミングペプチドとして有用であり得、特に、抗菌ペプ
チドを腫瘍へ選択的に送達し得るホーミングプロアポトーシス性ペプチドを形成
するために有用であり得ることが認識される。A third motif (GSL (glycine-serine-leucine)) was also identified in mouse-bearing breast cancer, malignant melanoma, or Kaposi's sarcoma by an in vivo panning method using: Homing of phage expressing the GSL peptide (CGSLVRC (SEQ ID NO: 5)) was inhibited by co-injection of free CGSLVRC (SEQ ID NO: 5) peptide. Like the RGD and NGR peptides,
Phage expressing the GSL peptide also bound to tumor blood vessels. Given the identification of conserved RGD, NGR and GSL motifs present in tumor homing peptides, peptides containing such motifs may be useful as tumor homing peptides, as disclosed herein. It is recognized that, in particular, it may be useful for forming homing pro-apoptotic peptides that can selectively deliver antimicrobial peptides to tumors.
【0056】
13個以下のアミノ酸を含む種々のペプチドライブラリーを構築し、そしてN
GRペプチド(CNGRCVSGCAGRC(配列番号3))を、乳房腫瘍に対
するインビボパンニング法の結果として得た。このNGRペプチド(これは、ラ
ンダムペプチドライブラリーをスクリーニングすることによって得られた)は、
腫瘍ホーミングペプチドであった。さらに、ペプチドライブラリーを、式CXX
XNGRXX(配列番号13)またはCXXCNGRCX(配列番号14)(こ
れらのそれぞれは、NGR配列に偏向される)に基づいて構築し、そして乳房腫
瘍をインビボパンニング法に使用した場合、多数のNGRペプチドを得た(表2
を参照のこと)。Various peptide libraries containing up to 13 amino acids were constructed and N
The GR peptide (CNGRCVSGCAGRC (SEQ ID NO: 3)) was obtained as a result of an in vivo panning procedure on breast tumors. The NGR peptide, which was obtained by screening a random peptide library,
It was a tumor homing peptide. In addition, the peptide library was labeled with the formula CXX.
When constructed on the basis of XNGRXX (SEQ ID NO: 13) or CXXCNGRCX (SEQ ID NO: 14), each of which is biased to NGR sequences, and when breast tumors were used for in vivo panning methods, a large number of NGR peptides were obtained. (Table 2
checking).
【0057】
これらの結果は、本発明の腫瘍ホーミング分子が、アミノ酸配列RGDまたは
NGRまたはGSLを含み得ることを示す。このような腫瘍ホーミング分子は、
5個のアミノ酸のような小さなペプチド(例えば、CNGRC(配列番号8))
であり得る。このような腫瘍ホーミングペプチドはまた、少なくとも13個のア
ミノ酸長(これは、本明細書において例示される最も大きなペプチドである)で
あり得るだけでなく、所望であれば、23個以下のアミノ酸長、または30個以
下のアミノ酸長、あるいは50個〜100個のアミノ酸長であり得る。好都合な
ことに、本発明の腫瘍ホーミングペプチドは、化学合成によって生成される。These results indicate that the tumor homing molecule of the invention may comprise the amino acid sequence RGD or NGR or GSL. Such tumor homing molecules are
Small peptides such as 5 amino acids (eg CNGRC (SEQ ID NO: 8))
Can be. Such tumor homing peptides can also be at least 13 amino acids in length, which is the largest peptide exemplified herein, as well as, if desired, 23 amino acids or less in length. , Or 30 amino acids or less, or 50-100 amino acids in length. Conveniently, the tumor homing peptides of the invention are produced by chemical synthesis.
【0058】
免疫組織化学分析を、約4分間循環させ、マウスの心臓を通して還流したファ
ージについての組織染色を比較するか、またはファージの注射の24時間後分析
した組織を用いることによって実施した。投与から24時間後には、ファージは
循環中には本質的に残っておらず、還流は必要ない(Pasqualiniら、
前出、1997年)。CNGRCVSGCAGRC(配列番号3)ファージの投
与から4分間後に試験したサンプルにおいて、強力なファージ染色が、正常な内
皮を除く腫瘍血管中で観察された(実施例VII)。相対的に、腫瘍の染色は、
24時間で強く、そして腫瘍の実質中の血管の外側に拡張しているようであった
。NGRAHA(配列番号6)およびCVLNGRMEC(配列番号7)ファー
ジは、同様の染色パターンを示した(実施例VII)。一方、コントロール器官
および組織は、ほとんどまたは全く免疫染色を示さず、このことは、腫瘍血管に
対するNGRモチーフの特異性を確証した。予測通り、脾臓および肝臓はファー
ジを捕獲したが、細網内皮系によって取り込まれることは、ファージ粒子の一般
的性質であるため、このファージによるペプチド発現の存在とは関係ない(Pa
squaliniら、前出、1997年)。Immunohistochemical analysis was performed by circulating tissue for approximately 4 minutes and comparing tissue staining for phage perfused through the heart of mice or by using tissue analyzed 24 hours after injection of phage. Twenty-four hours after administration, the phage are essentially free of circulation and do not require perfusion (Pasqualini et al.,
Ibid, 1997). In the samples tested 4 minutes after administration of the CNGRCVSGCAGRC (SEQ ID NO: 3) phage, intense phage staining was observed in tumor vessels except normal endothelium (Example VII). In comparison, tumor staining is
It was strong at 24 hours and appeared to extend outside the blood vessels in the parenchyma of the tumor. The NGRAHA (SEQ ID NO: 6) and CVLNGRMEC (SEQ ID NO: 7) phages showed similar staining patterns (Example VII). On the other hand, control organs and tissues showed little or no immunostaining, confirming the specificity of the NGR motif for tumor vessels. As expected, the spleen and liver captured the phage, but their uptake by the reticuloendothelial system was unrelated to the presence of peptide expression by this phage, due to the general nature of phage particles (Pa
squalini et al., supra, 1997).
【0059】
ペプチド(CLSGSLSC(配列番号4))を含むGSLモチーフを発現す
るファージの投与後に、免疫染色をまた観察し、この染色は、NGRペプチドの
ように、血管(この場合、黒色腫腫瘍内)に局在した(以下を参照のこと;実施
例VIIおよび実施例VIIIもまた参照のこと)。同様に、ペプチド(CDC
RGDCFC(配列番号1))を含むRGDモチーフを発現するファージの投与
後のマウスが保有する乳房腫瘍に対する免疫染色は、腫瘍中の血管に局在したが
、脳、腎臓または種々の他の非腫瘍組織では観察されなかった(実施例VIおよ
び実施例VIIをまた参照のこと;Pasqualiniら、前出、1997年
もまた参照のこと)。これらの結果は、種々の腫瘍ホーミングペプチドが、一般
に腫瘍の脈管構造にホーミングすることを実証する。After administration of the phage expressing the GSL motif containing the peptide (CLSGSLSC (SEQ ID NO: 4)), immunostaining was also observed, which staining was similar to that of the NGR peptide in blood vessels (in this case, in melanoma tumors). ) (See below; see also Example VII and Example VIII). Similarly, peptides (CDC
Immunostaining for breast tumors carried by mice following administration of phage expressing RGD motifs, including RGDCFC (SEQ ID NO: 1), was localized to blood vessels in the tumor but in brain, kidney or various other non-tumor Not observed in tissues (see also Example VI and Example VII; also Pasqualini et al., Supra, 1997). These results demonstrate that various tumor homing peptides generally home to the tumor vasculature.
【0060】
腫瘍ホーミング分子を同定するためのインビボパンニング法の一般的な適用を
、同系の黒色腫を保有するマウスに対して様々な集団のペプチドを発現するファ
ージを注射することによって試験した(実施例VIII)。B16マウス黒色腫
モデルを、これらの研究のために選択した。なぜなら、腫瘍が非常に脈管新生さ
れる形態であり、そしてこの腫瘍株の生物学は、完全に特徴付けられているため
である(Minerら,Cancer Res.42:4631−4638(1
982)を参照のこと)。さらに、B16黒色腫細胞がマウスの起源であること
に起因して、宿主と腫瘍細胞ドナーとの間の種差は、例えば、正常な器官中のフ
ァージの分布と比較して腫瘍中のファージの分布に影響しない。本明細書におい
て開示されるように、B16黒色種細胞に対するインビボパンニング法は、腫瘍
ホーミングペプチド(例えば、ペプチドCLSGSLSC(配列番号4;表3も
また参照のこと)を含むGSL部分を含む)を明らかにし、そして抗ファージ抗
体を用いた腫瘍および他の器官の免疫組織化学的染色は、CLSGSLSC(配
列番号4)発現ファージが、皮膚、腎臓または他のコントロール器官において基
本的に染色を示さないが、黒色腫において免疫染色を示すことを実証した(実施
例VIII)。この染色パターンは、一般的に黒色腫中の血管を追跡するが、血
管を厳密に限定されない。A general application of the in vivo panning method to identify tumor homing molecules was tested by injecting mice expressing syngeneic melanoma with phages expressing different populations of peptides. Example VIII). The B16 mouse melanoma model was selected for these studies. Because the tumor is a highly angiogenic form and the biology of this tumor line has been fully characterized (Miner et al., Cancer Res. 42: 4631-4638 (1).
982)). Furthermore, due to the mouse origin of B16 melanoma cells, species differences between host and tumor cell donors may be different, for example, in the distribution of phage in tumors compared to the distribution of phage in normal organs. Does not affect As disclosed herein, in vivo panning methods on B16 melanoma cells reveal tumor-homing peptides (eg, containing a GSL portion that includes the peptide CLSGSLSC (SEQ ID NO: 4; see also Table 3)). And immunohistochemical staining of tumors and other organs with anti-phage antibodies showed that CLSGSLSC (SEQ ID NO: 4) expressing phage showed essentially no staining in skin, kidney or other control organs. It was demonstrated to show immunostaining in melanoma (Example VIII). This staining pattern generally tracks blood vessels in melanoma, but is not strictly limited to blood vessels.
【0061】
インビボパンニング法を、マウスで実施したが、腫瘍ホーミング分子(例えば
、NGR、RGDまたはGSLモチーフを含むペプチド)もまた、ヒトの脈管構
造を標的にし得るようである。NGRファージは、正常組織中の血管には結合し
ないが、移植されたヒト乳房腫瘍中の血管に結合する。このことは、このモチー
フが特に患者中の腫瘍を標的化するのに有用であり得ることを示す。CDCRG
DCFC(配列番号1)ペプチドは、ヒトαV−インテグリン(Koivune
nら、前出、1995)に結合し、このペプチドは、選択的にヒト患者の腫瘍血
管中で発現される(Maxら,Int.J.Cancer 71:320(19
97);Maxら,Int.J.Cancer 72:706(1997))。
抗菌ペプチドに結合するCDCRGDCFC(配列番号1)を含むホーミングプ
ロアポトーシス性結合体の使用は、例えば、乳癌腫細胞がインテグリンαVβ3
を発現し得る(Pasqualiniら、前出、1997年)ことに起因して、
抗菌ペプチドが腫瘍細胞自体を標的とし得るというさらなる利点を提供する。事
実、多数のヒト腫瘍は、このインテグリンを発現し、このインテグリンは、特定
の腫瘍(例えば、悪性の黒色腫)の進行に関連し得る(Albeldaら,Ca
ncer Res.50:6757−6764(1990);Danenら,I
nt.J.Cancer 61:491−496(1995);Felding
−Habermannら,J.Clin.Invest.89:2018−20
22(1992);Sandersら,Cold Spring Harb.S
ymp.Ouant.Biol.58:233−240(1992);Mitj
ansら,J.Cell.Sci.108:3067−3078(1995))
。CDCRGDCFC(配列番号1)ペプチドとは異なり、NGRペプチドは、
MDA−MD−435乳房腫瘍細胞に結合しないようである。しかし、NGRペ
プチドは、乳房腫瘍にドキソルビシンの治療的有効量を送達し得た。このことは
、腫瘍ホーミング分子が、腫瘍の脈管構造にのみ(すなわち、腫瘍細胞に直接で
はなく)ホーミングする場合でさえ、このような脈管構造の標的化は、その分子
に連結された部分の効果を与えるのに十分でないことを示す。Although the in vivo panning method was performed in mice, it appears that tumor homing molecules (eg, peptides containing NGR, RGD or GSL motifs) can also target human vasculature. NGR phage do not bind to blood vessels in normal tissue but to blood vessels in transplanted human breast tumors. This indicates that this motif may be particularly useful for targeting tumors in patients. CDCRG
The DCFC (SEQ ID NO: 1) peptide is human α V -integrin (Koivune).
n et al., supra, 1995), this peptide is selectively expressed in tumor blood vessels of human patients (Max et al., Int. J. Cancer 71: 320 (19).
97); Max et al., Int. J. Cancer 72: 706 (1997)).
The use of homing pro-apoptotic conjugates containing CDCRGDCFC (SEQ ID NO: 1) that binds antimicrobial peptides has been demonstrated, for example, by breast cancer cells capable of expressing integrin α V β 3 (Pasqualini et al., Supra, 1997). Due to
It provides the additional advantage that the antimicrobial peptide can target the tumor cells themselves. In fact, many human tumors express this integrin, which may be associated with the progression of certain tumors (eg malignant melanoma) (Albelda et al., Ca.
ncer Res. 50: 6577-1676 (1990); Danen et al., I.
nt. J. Cancer 61: 491-496 (1995); Felding.
-Habermann et al. Clin. Invest. 89: 2018-20
22 (1992); Sanders et al., Cold Spring Harb. S
ymp. Ouant. Biol. 58: 233-240 (1992); Mitj.
ans et al. Cell. Sci. 108: 3067-3078 (1995)).
. Unlike the CDCRGDCFC (SEQ ID NO: 1) peptide, the NGR peptide is
It does not appear to bind to MDA-MD-435 breast tumor cells. However, the NGR peptide was able to deliver a therapeutically effective amount of doxorubicin to breast tumors. This means that even if the tumor homing molecule homes only to the tumor vasculature (ie, not directly to the tumor cells), targeting such vasculature is not linked to the moiety linked to the molecule. It is not enough to give the effect of.
【0062】
αVβ3インテグリンは、脈管形成血管系における内皮細胞によって発現され
るため、実験を実施して、脈管新生を起こしている腫瘍の脈管構造が、本明細書
において開示されるような方法を用いてインビボで標的となり得るか否かを決定
した。αVβ3インテグリンに結合することが公知であるペプチド(CDCRG
DCFC(配列番号1;Koivunenら、前出、1995年を参照のこと)
)を発現するファージを、ヒト乳癌腫細胞、マウス黒色腫細胞またはヒトカポー
ジ肉腫細胞から形成された腫瘍を保有するマウスに注射した(実施例VII)。
CDCRGDCFC(配列番号1)ファージが選択的にそれらの腫瘍にそれぞれ
ホーミングしたのに対して、このようなホーミングは、コントロールファージで
は起こらなかった。例えば、ヒト乳癌腫細胞の移植によって形成された腫瘍を保
有するマウスにおいて、非選択的コントロールファージに比べて、20〜80倍
以上のCDCRGDCFC(配列番号1)ファージが腫瘍に蓄積した。Since α v β 3 integrin is expressed by endothelial cells in the angiogenic vasculature, experiments were performed to disclose the vasculature of angiogenic tumors. Such methods were used to determine if they could be targeted in vivo. Peptides known to bind to α V β 3 integrin (CDCRG
DCFC (see SEQ ID NO: 1; Koivunen et al., Supra, 1995)
) Was injected into mice bearing tumors formed from human breast cancer cells, mouse melanoma cells or human Kaposi's sarcoma cells (Example VII).
The CDCRGDCFC (SEQ ID NO: 1) phage selectively homed to their tumors, respectively, whereas such homing did not occur with control phage. For example, in a mouse bearing a tumor formed by transplantation of human breast cancer cells, 20 to 80 times or more CDCRGDCFC (SEQ ID NO: 1) phage accumulated in the tumor as compared with the non-selective control phage.
【0063】
ファージについての組織染色は、この腫瘍内の血管中にCDCRGDCFC(
配列番号1)ファージの蓄積を示したのに対して、脳、腎臓または他のコントロ
ール器官においては、染色が観察されなかった。CDCRGDCFC(配列番号
1)ファージによる腫瘍ホーミングの特異性を、遊離CDCRGDCFC(配列
番号1)ペプチドの同時注入がRGDファージの腫瘍ホーミングを減少させたの
に対して、非RGD含有コントロールペプチドの同時注入がRGDファージのホ
ーミングに影響しなかった、競合実験によって実証した(実施例VIを参照のこ
と)。これらの結果は、αVβ3標的分子が腫瘍中の内皮細胞の管腔表面上に発
現され、そしてαV含有インテグリンに結合するペプチドが選択的にこのインテ
グリンに結合し得、その結果、血管新生を生じる脈管構造に結合し得ることを実
証する。Tissue staining for phage showed that CDCRGDCFC (
SEQ ID NO: 1) showed accumulation of phage, whereas no staining was observed in brain, kidney or other control organs. The specificity of tumor homing by CDCRGDCFC (SEQ ID NO: 1) phage was demonstrated by co-injection of free CDCRGDCFC (SEQ ID NO: 1) peptide, whereas co-injection of non-RGD containing control peptide decreased tumor homing of RGD phage. It was demonstrated by competition experiments, which did not affect homing of RGD phage (see Example VI). These results indicate that the α V β 3 target molecule is expressed on the luminal surface of endothelial cells in tumors and that peptides that bind to α V- containing integrins can selectively bind to this integrin, resulting in vascular Demonstrate that it can bind to the neovasculature.
【0064】
これらの研究の結果は、腫瘍ホーミング分子がインビボパンニング法によって
同定され得、そして場合によっては、おそらく、循環系からのファージの迅速な
退去を可能にする血管の有窓性に起因して、腫瘍ホーミング分子が腫瘍中の血管
組織および腫瘍の実質に対してホーミングし得ることを示す。腫瘍に対してホー
ミングするこのような腫瘍ホーミング分子の能力に起因して、これらの分子は、
腫瘍に結合した抗菌ペプチドを標的化するのに有用である。従って、本発明は、
部分に結合した腫瘍ホーミング分子を含む結合体を提供し、このような部分は、
個の部分の腫瘍細胞への標的化のために有用である。The results of these studies indicate that tumor homing molecules can be identified by in vivo panning methods and, in some cases, probably due to the fenestration of blood vessels that allows for rapid clearance of phage from the circulatory system. Indicate that tumor homing molecules can home to vascular tissue in tumors and parenchyma of tumors. Due to the ability of such tumor homing molecules to home to tumors, these molecules are
It is useful for targeting tumor bound antimicrobial peptides. Therefore, the present invention provides
Providing a conjugate comprising a tumor homing molecule attached to a moiety, such moiety comprising:
Useful for targeting individual parts to tumor cells.
【0065】
同じかまたは類似の組織学的型の別の腫瘍に対して選択的にホーミングする特
定の腫瘍に対してホーミングする分子の能力は、これらの実験について、例えば
、ヌードマウス中のヒト腫瘍増殖または同系のマウス中のマウス腫瘍増殖を用い
て決定され得る。例えば、種々のヒト乳癌腫細胞株(DA−MB−435乳房癌
(Priceら,Cancer Res.50:717−721(1990)を
含む)、SKBR−1−IIおよびSK−BR−3(Foghら,J.Natl
.Cancer Inst.59:221−226(1975))、ならびにマ
ウス乳腺腫瘍株(EMT6(Rosenら,Int.J.Cancer 57:
706−714(1994)を含む)およびC3−L5(LalaおよびPar
har,Int.J.Cancer 54:677−684(1993))は、
容易に入手可能であり、そして一般的にヒト乳房腫瘍のためのモデルとして用い
られる。このような乳房腫瘍モデルを用いて、例えば、様々な乳房腫瘍について
同定された乳房腫瘍ホーミング分子の特異性に関する情報を獲得し得、そして種
々の広範な乳房腫瘍にホーミングするかまたは最も都合の良い特異性プロフィー
ルを提供する分子を、同定し得る。さらに、このような分析は、新たな情報(例
えば、腫瘍支質について)をもたらし得る。なぜなら、支質細胞の遺伝子発現(
内皮細胞のような)は、インビトロで複製され得ないようにこの腫瘍によって改
変され得る。The ability of the molecule to home to a particular tumor that selectively homes to another tumor of the same or similar histological type was determined for these experiments, eg, human tumors in nude mice. It can be determined using growth or mouse tumor growth in syngeneic mice. For example, various human breast cancer cell lines (including DA-MB-435 breast cancer (including Price et al., Cancer Res. 50: 717-721 (1990)), SKBR-1-II and SK-BR-3 (Fohh et al. , J. Natl
. Cancer Inst. 59: 221-226 (1975)), as well as a mouse mammary tumor line (EMT6 (Rosen et al., Int. J. Cancer 57:
706-714 (1994)) and C3-L5 (Lala and Par).
har, Int. J. Cancer 54: 677-684 (1993))
It is readily available and is commonly used as a model for human breast tumors. Such breast tumor models can be used, for example, to obtain information about the specificity of breast tumor homing molecules identified for various breast tumors, and to home to a wide variety of breast tumors or at the most convenient location. Molecules that provide a specificity profile can be identified. Moreover, such analysis may yield new information (eg, about tumor stroma). Because stromal cell gene expression (
Endothelial cells) can be modified by this tumor so that they cannot replicate in vitro.
【0066】
分子(例えば、ペプチドまたはタンパク質)の腫瘍に対する選択的なホーミン
グは、特定の細胞標的分子(例えば、腫瘍中の細胞上に存在する細胞表面レセプ
ター)のペプチドによる特異的な認識に起因し得る。ホーミングの選択性は、1
つのみまたはいくつかの異なる細胞型上に発現される特定の標的分子に依存し、
その結果、この分子は、主に腫瘍にホーミングする。上記で議論されるように、
同定された腫瘍ホーミングペプチドは、少なくとも一部において、腫瘍中に存在
する血管において内皮細胞表面マーカーを認識し得る。しかし、ほとんどの細胞
型(特に、器官または組織に対して独特な特定の細胞型)は、独特な標的分子を
発現し得る。従って、インビボパンニングを使用して、特定の型の腫瘍細胞(例
えば、乳癌細胞)に選択的にホーミングする分子を同定し得;特異的なホーミン
グは、適切な競合実験を実施することによって示され得る。Selective homing of molecules (eg peptides or proteins) to tumors is due to specific recognition by peptides of specific cell targeting molecules (eg cell surface receptors present on cells in the tumor). obtain. Homing selectivity is 1
Depends on specific target molecules expressed on only one or on several different cell types,
As a result, this molecule primarily homes to tumors. As discussed above,
The identified tumor homing peptides can, at least in part, recognize endothelial cell surface markers in blood vessels present in the tumor. However, most cell types, especially particular cell types that are unique to an organ or tissue, can express unique target molecules. Therefore, in vivo panning can be used to identify molecules that selectively home to specific types of tumor cells (eg, breast cancer cells); specific homing is demonstrated by performing appropriate competition experiments. obtain.
【0067】
本明細書中で使用される場合、用語「腫瘍」は、少なくとも一部において、脈
管形成脈管構造を含むことによって特徴付けられる細胞の塊を意味する。用語「
腫瘍」は、腫瘍実質細胞ならびに支持支質(腫瘍実質細胞塊を浸潤する脈管形成
血管を含む)を含むように広範に使用される。腫瘍は、一般に、悪性腫瘍(すな
わち、「癌」)であるが、腫瘍はまた、非悪性であり得る。ただし、新生血管形
成は、腫瘍に関連する。用語「正常」組織または「非腫瘍」組織は、「腫瘍」で
ない組織をいうために使用される。本明細書中に開示されるように、腫瘍ホーミ
ング分子は、この分子が、腫瘍にホーミングするが、対応する非腫瘍組織にはホ
ーミングしない能力に基づいて、同定され得る。As used herein, the term “tumor” means a mass of cells characterized, at least in part, by including angiogenic vasculature. the term"
"Tumor" is used broadly to include tumor parenchymal cells as well as supporting stroma, including angiogenic blood vessels that infiltrate the tumor parenchymal cell mass. Tumors are generally malignant tumors (ie, "cancers"), but tumors can also be non-malignant. However, neovascularization is associated with tumors. The term “normal” tissue or “non-tumor” tissue is used to refer to tissue that is not “tumor”. As disclosed herein, tumor homing molecules can be identified based on their ability to home to tumor but not to corresponding non-tumor tissue.
【0068】
本明細書中で使用される場合、用語「対応する」は、腫瘍もしくは組織または
その両方に対する参照において使用される場合、2つ以上の腫瘍、または2つ以
上の組織、あるいは組織および腫瘍が、同じ組織学的型であることを意味する。
当業者は、組織の組織学的型が、その組織を含む細胞の相関物(functio
n)であることを認識する。従って、当業者は、例えば、乳房腫瘍に対応する非
腫瘍組織は正常な乳房組織であり、一方、黒色腫に対応する非腫瘍組織は皮膚(
これは、メラノサイトを含む)であることを認識する。さらに、本発明の目的の
ために、腫瘍ホーミング分子が、腫瘍(これは、一般に、新生血管形成を受ける
血管を含む)中の脈管構造によって発現される標的分子に特異的に結合し得、こ
の場合において、その腫瘍に対応する組織は、活性な脈管新生を受けない血管を
含む非腫瘍組織を含むことが、認識される。As used herein, the term “corresponding” when used in reference to tumors or tissues or both, includes two or more tumors, or two or more tissues, or tissues and It means that the tumors are of the same histological type.
Those skilled in the art will appreciate that the histological type of a tissue is a function of cells containing the tissue.
n) is recognized. Thus, for example, non-tumor tissue corresponding to a breast tumor is normal breast tissue, while non-tumor tissue corresponding to melanoma is skin (
It contains melanocytes). Further, for the purposes of the present invention, a tumor homing molecule may specifically bind to a target molecule expressed by the vasculature in a tumor, which generally includes blood vessels that undergo neovascularization, In this case, it is recognized that the tissue corresponding to the tumor includes non-tumor tissue containing blood vessels that do not undergo active angiogenesis.
【0069】
本発明において有用な腫瘍ホーミング分子は、本明細書中に開示されるような
インビボパンニングにより分子のライブラリーをスクリーニングすることによっ
て同定され得、そして米国特許第5,622,699号(1997年4月22日
発行);ならびにPasqualiniおよびRuoslahti,Natur
e 380:364−366(1996)(これらの各々は、本明細書中で参考
として援用される)に示され得る。本明細書中で使用される場合、用語「ライブ
ラリー」は、分子の収集物を意味する。ライブラリーは、いくつかまたは多数の
異なる分子を含み得、約10個の分子から数10億個以上の分子まで変化する。
所望される場合、分子は、タグに結合され得、このタグは、分子の回収または同
定を容易にし得る。Tumor homing molecules useful in the present invention can be identified by screening a library of molecules by in vivo panning as disclosed herein, and US Pat. No. 5,622,699 ( (Published April 22, 1997); and Pasqualini and Ruoslahti, Nature.
e 380: 364-366 (1996), each of which is incorporated herein by reference. As used herein, the term "library" means a collection of molecules. A library may contain several or many different molecules, varying from about 10 molecules to billions or more of molecules.
If desired, the molecule can be attached to a tag, which can facilitate recovery or identification of the molecule.
【0070】
本明細書中で使用される場合、用語「分子」は、ポリマー性または非ポリマー
性の有機化学物質(例えば、薬物);核酸分子(例えば、RNA、cDNAまた
はオリゴヌクレオチド);ペプチド(本明細書中でペプチド模倣物として言及さ
れるような改変体または改変ペプチドまたはペプチド様分子を含み、これは、ペ
プチドの活性を模倣する);あるいはタンパク質(例えば、抗体もしくは増殖因
子レセプターまたはそれらのフラグメント(例えば、結合ドメインを含む抗体の
Fvフラグメント、FdフラグメントまたはFabフラグメント))を意味する
ように広範に使用される。簡便さのために、用語「ペプチド」は、ペプチド、タ
ンパク質、タンパク質のフラグメントなどを意味するように本明細書中で広範に
使用される。分子はまた、天然に存在しない分子(これは、天然に存在しないが
、インビトロ方法の結果として産生される)であり得るか、または天然に存在す
る分子(例えば、cDNAライブラリーから発現されるタンパク質またはそのフ
ラグメント)であり得る。As used herein, the term “molecule” includes polymeric or non-polymeric organic chemicals (eg, drugs); nucleic acid molecules (eg, RNA, cDNA or oligonucleotides); peptides ( A variant or modified peptide or peptide-like molecule, referred to herein as a peptidomimetic, which mimics the activity of the peptide); or a protein (eg, an antibody or growth factor receptor or their It is used broadly to mean a fragment (eg, an Fv fragment, Fd fragment, or Fab fragment of an antibody that contains a binding domain). For convenience, the term "peptide" is used broadly herein to mean peptides, proteins, fragments of proteins and the like. The molecule can also be a non-naturally occurring molecule, which is not naturally occurring but is produced as a result of in vitro methods, or a naturally occurring molecule (eg, a protein expressed from a cDNA library). Or a fragment thereof).
【0071】
腫瘍ホーミング分子はまた、ペプチド模倣物であり得る。本明細書中で使用さ
れる場合、用語「ペプチド模倣物」は、腫瘍ホーミングペプチドの結合活性を有
するペプチド様分子を意味するように広範に使用される。本発明の腫瘍ホーミン
グペプチドに関して、ペプチド模倣物(これは、化学的に改変されたペプチド、
天然に存在しないアミノ酸を含むペプチド様分子、ペプトイドなどを含む)は、
このペプチド模倣物が由来する腫瘍ホーミングペプチドの結合活性を有する(例
えば、「Burger’s Medicinal Chemistry and
Drug Discovery」、前出、1995を参照のこと)。Tumor homing molecules can also be peptidomimetics. As used herein, the term "peptidomimetic" is used broadly to mean a peptidomimetic molecule having the binding activity of a tumor homing peptide. With respect to the tumor homing peptides of the present invention, peptidomimetics, which include chemically modified peptides,
Peptide-like molecules containing non-naturally occurring amino acids, including peptoids)
It has the binding activity of the tumor-homing peptide from which this peptidomimetic is derived (eg, "Burger's Medicinal Chemistry and
Drug Discovery ", supra, 1995).
【0072】
ペプチド模倣物を同定するための方法は、当該分野において周知であり、そし
て、例えば、潜在的なペプチド模倣物のライブラリーを含むデータベースのスク
リーニングが挙げられる。例えば、Cambridge Structural
Databaseは、公知の結晶構造を有する300,000個より多い化合
物の収集物を含有する(Allenら、Acta Crystallogr.第
B節,35:2331(1979))。この構造の受託所は、新たな結晶構造が
決定され、そして適切な形状(例えば、腫瘍ホーミング分子と同じ形状、ならび
に腫瘍ホーミングペプチドによって結合される標的分子に対する潜在的な幾何学
的および化学的な相補性)を有する化合物についてスクリーニングされ得る場合
に、頻繁にアップデートされる。腫瘍ホーミングペプチド、または腫瘍ホーミン
グ分子を結合する標的分子の結晶構造が入手可能でない場合、構造は、例えば、
プログラムCONCORD(Rusinkoら、J.Chem.Inf.Com
put.Sci.29:251(1989))を使用して生成され得る。別のデ
ータベースであるAvailable Chemicals Director
y(Molecular Design Limited,Informati
ons Systems;San Leandro CA)は、市販されており
、そしてまた腫瘍ホーミング分子の潜在的なペプチド模倣物を同定するために検
索され得る、約100,000個の化合物を含有する。Methods for identifying peptidomimetics are well known in the art and include, for example, screening databases containing libraries of potential peptidomimetics. For example, Cambridge Structural
Database contains a collection of more than 300,000 compounds with known crystal structures (Allen et al., Acta Crystallogr. Section B, 35: 2331 (1979)). A depository for this structure is that a new crystal structure has been determined and appropriate shape (eg, the same shape as the tumor-homing molecule, as well as potential geometric and chemical for the target molecule bound by the tumor-homing peptide). Frequently updated if compounds with (complementarity) can be screened. If the crystal structure of the tumor-homing peptide, or target molecule that binds the tumor-homing molecule, is not available, the structure is, for example,
Program CONCORD (Rusinko et al., J. Chem. Inf. Com
put. Sci. 29: 251 (1989)). Another Database, Available Chemicals Director
y (Molecular Design Limited, Informationi)
ons Systems; San Leandro CA) contains approximately 100,000 compounds that are commercially available and can also be searched to identify potential peptidomimetics of tumor homing molecules.
【0073】
種々の型の分子(例えば、ペプチド、ペプトイドおよびペプチド模倣物)の多
様な集団を含むライブラリーを調製するための方法は、当該分野において周知で
あり、そして種々のライブラリーが、市販されている(例えば、Eckerおよ
びCrooke,Biotechnology 13:351−360(199
5)、およびBlondelleら、Trends Anal.Chem.14
:83−92(1995)、ならびにそれらに引用される参考文献(これらの各
々は、本明細書中で参考として援用される)を参照のこと;また、Goodma
nおよびRo,Peptidomimetics for Drug Desi
gn、「Burger’s Medicinal Chemistry and
Drug Discovery」、第1巻(M.E.Wolff編;John
Wiley & Sons 1995)、803−861頁、ならびにGor
donら、J.Med.Chem.37:1385−1401(1994)(こ
れらの各々は、本明細書中で参考として援用される)を参照のこと)。分子がペ
プチド、タンパク質またはそれらのフラグメントである場合、この分子は、イン
ビトロにおいて直接的に産生され得るか、あるいは核酸(これは、インビトロに
おいて産生され得る)から発現され得る。合成ペプチドおよび核酸化学の方法は
、当該分野において周知である。Methods for preparing libraries containing diverse populations of different types of molecules (eg, peptides, peptoids and peptidomimetics) are well known in the art, and various libraries are commercially available. (Eg, Ecker and Crooke, Biotechnology 13: 351-360 (199
5), and Blondelle et al., Trends Anal. Chem. 14
: 83-92 (1995), as well as the references cited therein, each of which is incorporated herein by reference; also Goodma.
n and Ro, Peptidomimetics for Drug Desi
gn, “Burger's Medicinal Chemistry and
"Drug Discovery", Volume 1 (ME Wolff ed .; John
Wiley & Sons 1995), pp. 803-861, and Gor
don et al. Med. Chem. 37: 1385-1401 (1994), each of which is incorporated herein by reference). If the molecule is a peptide, protein or fragment thereof, the molecule can be produced directly in vitro or can be expressed from a nucleic acid, which can be produced in vitro. Methods of synthetic peptide and nucleic acid chemistry are well known in the art.
【0074】
分子のライブラリーはまた、例えば、目的の細胞、組織、器官または生物から
収集されたmRNA由来のcDNA発現ライブラリーを構築することによって産
生され得る。このようなライブラリーを産生するための方法は、当該分野におい
て周知である(例えば、Sambrookら、Molecular Cloni
ng:A laboratory manual(Cold Spring H
arbor Laboratory Press 1989(これは、本明細書
中で参考として援用される)を参照のこと)。好ましくは、このcDNAによっ
てコードされるペプチドは、細胞またはcDNAを含むウイルスの表面上で発現
される。例えば、cDNAは、フューズ(fuse)5(実施例IV)のような
ファージベクター中にクローニングされ得、ここで、発現に際して、コードされ
たペプチドは、ファージの表面上に融合タンパク質として発現される。A library of molecules can also be produced, for example, by constructing a cDNA expression library from mRNA collected from a cell, tissue, organ or organism of interest. Methods for producing such libraries are well known in the art (eg Sambrook et al., Molecular Cloni).
ng: A laboratory manual (Cold Spring H)
arbor Laboratory Press 1989, which is incorporated herein by reference). Preferably, the peptide encoded by this cDNA is expressed on the surface of a cell or virus containing the cDNA. For example, the cDNA can be cloned into a phage vector such as fuse 5 (Example IV), where upon expression the encoded peptide is expressed as a fusion protein on the surface of the phage.
【0075】
さらに、分子のライブラリーは、核酸分子のライブラリーを含み得、この核酸
分子は、DNAまたはRNA、あるいはそれらのアナログであり得る。例えば、
細胞表面レセプターに結合する核酸分子が、周知である(例えば、O’Conn
ellら、Proc.Natl.Acad.Sci.,USA 93:5883
−5887(1996);TuerkおよびGold、Science 249
:505−510(1990);Goldら、Ann.Rev.Biochem
.64:763−797(1995)(これらの各々は、参考として本明細書中
に援用される)を参照のこと)。従って、核酸分子のライブラリーは、腫瘍を有
する被験体に投与され得、そして引き続き腫瘍ホーミング分子が、インビボパン
ニングによって同定され得る。所望の場合、この核酸分子は、例えば、ヌクレア
ーゼによる攻撃にさほど感受性ではない、核酸アナログであり得る(例えば、J
elinekら、Biochemistry 34:11363−11372(
1995);Lathamら、Nucl.Acids.Res.22:2817
−2822(1994);Tamら、Nucl.Acids.Res.22:9
77−986(1994);Reedら、Cancer Res.59:656
5−6570(1990)(これらの各々は、参考として本明細書中に援用され
る)を参照のこと)
本明細書中に示されるように、インビボパンニングは、腫瘍ホーミング分子を
同定するために使用され得、この腫瘍ホーミング分子は、抗菌ペプチドに連結さ
れて、本発明のホーミングプロアポトーシス性結合体を形成し得る。インビボパ
ンニングは、ライブラリーを被験体に投与する工程、腫瘍のサンプルを収集する
工程、および腫瘍ホーミング分子を同定する工程を包含する。腫瘍ホーミング分
子の存在は、当該分野で周知の種々の方法を使用して同定され得る。一般的に、
腫瘍中の腫瘍ホーミング分子の存在は、ライブラリー中に存在する分子に共通す
る1以上の特性に基づいて同定され、次いで、特定の腫瘍ホーミング分子の構造
が同定される。例えば、質量分析法のような高感度な検出方法が、単独で、また
はガスクロマトグラフィーのような方法と組み合わせてかのいずれかで、腫瘍中
の腫瘍ホーミング分子を同定するために使用され得る。従って、ライブラリーが
、薬物のような有機分子の構造に一般的に基づいて、多様な分子を含む場合、腫
瘍ホーミング分子は、特定の分子に対する親ピークの存在を決定することによっ
て同定され得る。In addition, the library of molecules can include a library of nucleic acid molecules, which can be DNA or RNA, or analogs thereof. For example,
Nucleic acid molecules that bind to cell surface receptors are well known (eg, O'Conn.
ell et al., Proc. Natl. Acad. Sci. , USA 93: 5883.
-5887 (1996); Turk and Gold, Science 249.
: 505-510 (1990); Gold et al., Ann. Rev. Biochem
. 64: 763-797 (1995), each of which is incorporated herein by reference). Thus, a library of nucleic acid molecules can be administered to a subject having a tumor, and subsequently tumor homing molecules can be identified by in vivo panning. If desired, the nucleic acid molecule can be a nucleic acid analog, eg, less susceptible to attack by a nuclease (eg, J.
Elinek et al., Biochemistry 34: 11363-11372 (
1995); Ratham et al., Nucl. Acids. Res. 22: 2817
-2822 (1994); Tam et al., Nucl. Acids. Res. 22: 9
77-986 (1994); Reed et al., Cancer Res. 59: 656
5-6570 (1990), each of which is incorporated herein by reference). As shown herein, in vivo panning is used to identify tumor homing molecules. This tumor homing molecule can be used to link antimicrobial peptides to form the homing pro-apoptotic conjugates of the invention. In vivo panning involves administering a library to a subject, collecting a sample of tumor, and identifying tumor homing molecules. The presence of tumor homing molecules can be identified using various methods well known in the art. Typically,
The presence of tumor homing molecules in tumors is identified based on one or more properties in common with the molecules present in the library, and then the structure of the particular tumor homing molecule is identified. For example, sensitive detection methods such as mass spectrometry can be used to identify tumor homing molecules in tumors, either alone or in combination with methods such as gas chromatography. Thus, if the library contains diverse molecules, generally based on the structure of organic molecules such as drugs, tumor homing molecules can be identified by determining the presence of a parent peak for the particular molecule.
【0076】
所望の場合、腫瘍は収集され得、次いで、HPLCのような方法を使用して処
理され得る。このような方法は、例えば、ライブラリーを含む分子の一般的な特
性に依存して、規定された範囲の分子量あるいは極性または非極性の特性などを
有する分子が富化された画分を提供し得る。HPLCのための条件は、特定の分
子の化学に依存し、そして当業者に周知である。同様に、潜在的な干渉性細胞物
質(例えば、DNA、RNA、タンパク質、脂質または炭水化物)の大量除去の
ための方法は、例えば、選択的抽出方法を使用する、有機分子を含む画分を富化
するための方法と同様に、当該分野で周知である。ライブラリーが多様な有機化
学分子(その各々が、特異的オリゴヌクレオチドタグに連結され、その結果、特
異的分子が、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を使用してオリゴヌクレオチド配
列を決定することによって同定され得る)の集団を含む場合、ゲノムDNAは、
バックグラウンドのPCR反応の潜在性を減少するために、収集された腫瘍のサ
ンプルから除去され得る。さらに、ライブラリーは、共通の共有タグに各々連結
された、有機化学分子のような、多様な分子の集団を含み得る。その共有タグの
存在および特性に基づいて、腫瘍に選択的にホーミングするライブラリーの分子
が、その腫瘍のサンプルから実質的に単離され得る。これらおよび他の方法は、
特定の腫瘍ホーミング分子について、収集された腫瘍のサンプルを富化し、それ
によって、その収集されたサンプルから潜在的な混入物質を除去し、そして分子
の検出の感受性を増加するために有用であり得る。If desired, tumors can be harvested and then processed using methods such as HPLC. Such methods provide, for example, a fraction enriched in molecules having a defined range of molecular weights or polar or non-polar properties, etc., depending on the general properties of the molecule containing the library. obtain. Conditions for HPLC depend on the chemistry of the particular molecule and are well known to those skilled in the art. Similarly, methods for large scale removal of potential interfering cellular material (eg, DNA, RNA, proteins, lipids or carbohydrates) are enriched in fractions containing organic molecules, eg, using selective extraction methods. As well as methods for achieving this, are well known in the art. The library comprises a variety of organic chemical molecules, each of which is linked to a specific oligonucleotide tag such that the specific molecule is identified by using the polymerase chain reaction (PCR) to determine the oligonucleotide sequence. Genomic DNA,
It can be removed from collected tumor samples to reduce the potential for background PCR reactions. In addition, the library can include a diverse population of molecules, such as organic chemical molecules, each linked to a common covalent tag. Based on the presence and properties of the shared tag, the molecules of the library that selectively home to tumors can be substantially isolated from the tumor sample. These and other methods
It may be useful for enriching a collected sample of tumors for a particular tumor homing molecule, thereby removing potential contaminants from the collected sample and increasing the sensitivity of detection of the molecule .
【0077】
本明細書中に提供される証拠は、十分な数の腫瘍ホーミング分子が、インビボ
パンニングの間に腫瘍にホーミングし、その結果、その分子が容易に同定され得
ることを示す。例えば、同じペプチドを発現する種々の独立したファージが、移
植されたヒト乳癌細胞(表2)、マウス黒色腫細胞(表3)またはヒトカポージ
肉腫細胞(表4)から形成される腫瘍中に同定された。The evidence provided herein shows that a sufficient number of tumor homing molecules home to tumors during in vivo panning so that the molecules can be readily identified. For example, various independent phages expressing the same peptide have been identified in tumors formed from transplanted human breast cancer cells (Table 2), mouse melanoma cells (Table 3) or human Kaposi's sarcoma cells (Table 4). It was
【0078】
同定された腫瘍ホーミング分子の実質的な画分は同じ構造を有するが、単離さ
れたファージの少数のみのペプチド挿入物を決定した。しかし、器官ホーミング
ペプチドを発現する数十万から数百万のファージが、器官ホーミング分子につい
てのインビボパンニングの後に回収されたことが認識されるべきである(例えば
、米国特許第5,622,699号;PasqualiniおよびRuosla
hti,前出,1996を参照のこと)。これらの結果は、特異的腫瘍ホーミン
グ分子が、インビボホーミング後に腫瘍において実質的な数で存在し、それによ
って分子が同定され得る容易さを増加させることを示す。A substantial fraction of the identified tumor homing molecules had the same structure, but only a few peptide inserts of the isolated phage were determined. However, it should be appreciated that hundreds of thousands to millions of phage expressing organ homing peptides were recovered after in vivo panning for organ homing molecules (eg, US Pat. No. 5,622,699). Issue; Pasqualini and Ruosla
hti, supra, 1996). These results indicate that specific tumor homing molecules are present in substantial numbers in tumors after in vivo homing, thereby increasing the ease with which the molecule can be identified.
【0079】
腫瘍ホーミング分子、特にタグ化されていない分子の同定の容易さは、潜在的
に夾雑するバックグラウンド細胞性物質の存在を含む、種々の因子に依存する。
したがって、腫瘍ホーミング分子がタグ化されていないペプチドである場合、細
胞性タンパク質のバックグラウンドに対して特定のペプチドを同定するために、
より多数が腫瘍にホーミングしなければならない。対照的に、このような分子は
、正常には、身体に存在しないかまたは身体に少数のみ存在するので、薬物のよ
うなタグ化されていない有機化学ホーミング分子の非常に少数が同定可能である
。このような場合には、質量分析法のような高感度の方法が、腫瘍ホーミング分
子を同定するために使用され得る。当業者は、分子を同定する方法が、一部には
、特定の分子の化学に依存することを認識する。The ease of identifying tumor homing molecules, particularly those that are not tagged, depends on a variety of factors, including the presence of potentially contaminating background cellular material.
Therefore, if the tumor homing molecule is an untagged peptide, to identify a particular peptide against the background of cellular proteins,
The greater number must home to the tumor. In contrast, such molecules are normally absent in the body or only in small numbers in the body, so that a very small number of untagged organic chemical homing molecules such as drugs are identifiable. . In such cases, sensitive methods such as mass spectrometry can be used to identify tumor homing molecules. Those skilled in the art will recognize that the method of identifying a molecule depends, in part, on the chemistry of the particular molecule.
【0080】
腫瘍ホーミング分子が核酸分子であるかまたは核酸分子でタグ化される場合、
原則として、PCRは単一の核酸分子の存在を検出し得るので、PCRのような
アッセイは、分子の存在を同定するために特に有用であり得る(例えば、Erl
ich,PCR Technology:Principles and Ap
plications for DNA Amplification(Sto
ckton Press 1989)を参照のこと、これは参考として本明細書
中に援用される)。予備研究は、マウスへの10ngの約6000塩基対プラス
ミドの静脈内注射および循環中で2分の後、プラスミドが、肺のサンプルでのP
CRによって検出可能であることを実証した。これらの結果は、インビボパンニ
ングが腫瘍へ選択的にホーミングする核酸分子を同定するために使用され得るよ
うに、循環中に投与した場合、核酸分子は十分に安定であることを示す。When the tumor homing molecule is or is tagged with a nucleic acid molecule,
In principle, PCR can detect the presence of a single nucleic acid molecule, so assays such as PCR can be particularly useful for identifying the presence of a molecule (eg, Erl).
ich, PCR Technology: Principles and Ap
applications for DNA Amplification (Sto
Cckton Press 1989), which is incorporated herein by reference). Preliminary studies have shown that after intravenous injection of 10 ng of approximately 6000 bp plasmid into mice and 2 minutes in circulation, the plasmid was blocked with P in lung samples.
It was proved to be detectable by CR. These results indicate that nucleic acid molecules are sufficiently stable when administered in circulation so that in vivo panning can be used to identify nucleic acid molecules that selectively home to tumors.
【0081】
ライブラリーの分子は、タグ化され得、これは分子の回収または同定を容易に
し得る。本明細書中で使用される用語「タグ」とは、そのライブラリーの分子に
連結される、それぞれプラスチックマイクロビーズ、オリゴヌクレオチド、また
はバクテリオファージのような物理学的、化学的、または生物学的部分を意味す
る。分子をタグ化する方法は当該分野で周知である(Hermanson,Bi
oconjugate Techniques(Academic Press
1996)、これは参考として本明細書中に援用される)。The molecules of the library can be tagged, which can facilitate recovery or identification of the molecules. As used herein, the term “tag” refers to a physical, chemical, or biological molecule, such as a plastic microbead, oligonucleotide, or bacteriophage, that is linked to a molecule of the library. Means a part. Methods of tagging molecules are well known in the art (Hermanson, Bi.
oconjugate Technologies (Academic Press)
1996), which is incorporated herein by reference).
【0082】
共有されたタグまたは特異的タグであり得るタグは、ライブラリーの腫瘍ホー
ミング分子の存在または構造を同定するために有用であり得る。本明細書中で使
用される用語「共有されたタグ」とは、ライブラリー中のそれぞれの分子に共通
である、物理学的、化学的、または生物学的部分を意味する。例えば、ビオチン
は、ライブラリー中の各分子に連結される共有されたタグであり得る。共有され
たタグは、サンプル中のライブラリーの分子の存在を同定するために有用であり
得、そしてまた、サンプルから分子を実質的に単離するために有用であり得る。
例えば、共有されたタグがビオチンである場合、ライブラリー中のビオチンタグ
化された分子は、ストレプトアビジンへの結合によって実質的に単離され得るか
、あるいはその存在は、標識されたストレプトアビジンとの結合によって同定さ
れ得る。ライブラリーがファージ提示ライブラリーである場合、ライブラリーの
各ペプチドがファージに連結されるので、ペプチドを発現するファージは、共有
されたタグの別の例である。さらに、赤血球凝集素抗原のようなペプチドは、ラ
イブラリー中の各分子に連結される共有されたタグであり得、それによって、選
択された腫瘍のサンプルからライブラリーの分子を実質的に単離するために、赤
血球凝集素抗原に特異的な抗体の使用を可能にする。Tags that may be shared or specific tags may be useful for identifying the presence or structure of tumor homing molecules in the library. As used herein, the term "shared tag" means the physical, chemical, or biological moiety that is common to each molecule in the library. For example, biotin can be a shared tag linked to each molecule in the library. The shared tag may be useful for identifying the presence of the molecule of the library in the sample, and may also be useful for substantially isolating the molecule from the sample.
For example, if the shared tag is biotin, the biotin-tagged molecule in the library can be substantially isolated by binding to streptavidin, or its presence can be associated with labeled streptavidin. Can be identified by the binding of When the library is a phage display library, each peptide in the library is linked to a phage, so phage expressing the peptide are another example of a shared tag. In addition, a peptide such as a hemagglutinin antigen can be a shared tag linked to each molecule in the library, thereby substantially isolating the molecule of the library from a selected tumor sample. To enable the use of antibodies specific for the hemagglutinin antigen.
【0083】
共有されたタグはまた、サンプル中のライブラリーの分子の存在を同定するた
めに、またはサンプルからのライブラリーの分子を実質的に単離するために有用
であり得る核酸配列であり得る。例えば、ライブラリーの分子のそれぞれは、そ
の共有されたタグを構成する同じ選択されたヌクレオチド配列に連結され得る。
次いで、その共有されたタグに相補的なヌクレオチド配列を含むアフィニティー
カラムは、その共有されたタグを含むライブラリーの分子をハイブリダイズする
ために使用され得、従って腫瘍サンプルから分子を実質的に単離する。共有され
たヌクレオチド配列タグの一部に相補的なヌクレオチド配列はまた、共有された
タグを含む分子の存在が、PCRによってサンプル中で同定され得るように、P
CRプライマーとして使用され得る。A shared tag is also a nucleic acid sequence that may be useful for identifying the presence of a molecule of the library in a sample, or for substantially isolating a molecule of the library from a sample. obtain. For example, each of the molecules of the library can be linked to the same selected nucleotide sequence that constitutes its shared tag.
An affinity column containing a nucleotide sequence complementary to the shared tag can then be used to hybridize molecules of the library containing the shared tag, thus substantially removing the molecule from the tumor sample. Let go. Nucleotide sequences that are complementary to a portion of the shared nucleotide sequence tag also have a P sequence such that the presence of the molecule containing the shared tag can be identified in the sample by PCR.
It can be used as a CR primer.
【0084】
タグはまた、特異的タグであり得る。本明細書中で使用される用語「特異的タ
グ」とは、ライブラリー中で特定の分子に連結され、そしてその特定の分子に対
して独特である物理学的、化学的、または生物学的タグを意味する。特異的タグ
は、それが容易に同定可能である場合、特に有用である。ライブラリーの特定の
分子に独特であるヌクレオチド配列は、特異的タグの例である。例えば、独特の
ヌクレオチド配列でタグ化されたペプチドを合成する方法は、それぞれヌクレオ
チド配列を決定する際に、ペプチドの同一性が公知であるように、それぞれ特異
的タグを含む分子のライブラリーを提供する(BrennerおよびLerne
r,Proc.Natl.Acad.Sci.,USA 89:5381−53
83(1992)、これは参考として本明細書中に援用される)。PCRのよう
な非常に感度のある方法が、特異的タグのヌクレオチド配列を決定し、それによ
って連結される分子の配列を同定するために使用され得るので、ペプチドまたは
他のタイプの分子に特異的なタグとしてのヌクレオチド配列の使用は、サンプル
中の分子の存在を同定するための簡単な手段を提供する。同様に、特異的タグの
配列決定が、発現されたペプチドのアミノ酸配列を同定するので、ファージで発
現されるペプチドをコードする核酸配列は、特異的タグの別の例である。The tag can also be a specific tag. The term “specific tag” as used herein refers to a physical, chemical, or biological molecule that is linked to and is unique to a particular molecule in a library. Means a tag. Specific tags are particularly useful if they are easily identifiable. Nucleotide sequences that are unique to a particular molecule in the library are examples of specific tags. For example, a method of synthesizing peptides tagged with unique nucleotide sequences provides a library of molecules each containing a specific tag such that the identity of the peptides is known in determining each nucleotide sequence. Yes (Brenner and Lerne
r, Proc. Natl. Acad. Sci. , USA 89: 5381-53.
83 (1992), which is incorporated herein by reference). Highly sensitive methods such as PCR can be used to determine the nucleotide sequence of a specific tag and identify the sequence of the molecule linked thereby, so that it is specific for peptides or other types of molecules. The use of nucleotide sequences as unique tags provides a simple means to identify the presence of molecules in a sample. Similarly, nucleic acid sequences encoding peptides expressed in phage are another example of specific tags, as sequencing of the specific tag identifies the amino acid sequence of the expressed peptide.
【0085】
共有されたタグまたは特異的タグの存在は、インビボパンニング後に本発明の
腫瘍ホーミング分子を同定または回収するための手段を提供し得る。さらに、共
有されたタグと特異的タグとの組み合わせは、腫瘍ホーミング分子を同定するた
めに特に有用であり得る。例えば、ペプチドのライブラリーは、それぞれが特異
的ヌクレオチド配列タグに連結されるように調製され得(例えば、Brenne
rおよびLerner,前出,1992)、ここで各特異的ヌクレオチド配列タ
グは、ビオチンのような共有されたタグをそこに組み込んでいる。腫瘍へのホー
ミングの際、特定の腫瘍ホーミングペプチドは、共有されたタグに基づいて腫瘍
のサンプルから実質的に単離され得、そして特定のペプチドは、例えば、特異的
タグのPCRによって同定され得る(Erlich,前出,1989を参照のこ
と)。The presence of shared or specific tags may provide a means for identifying or recovering tumor-homing molecules of the invention after in vivo panning. Furthermore, the combination of shared tags and specific tags may be particularly useful for identifying tumor homing molecules. For example, a library of peptides can be prepared such that each is linked to a specific nucleotide sequence tag (eg, Brenne.
r and Lerner, supra, 1992), where each specific nucleotide sequence tag has incorporated therein a shared tag such as biotin. Upon tumor homing, specific tumor homing peptides can be substantially isolated from a sample of tumor based on a shared tag, and specific peptides can be identified by, for example, PCR of specific tags. (See Erlich, supra, 1989).
【0086】
タグはまた、支持体として役立ち得る。本明細書中で使用される場合、用語「
支持体」とは、分子が付着され得る所定の表面を有するタグを意味する。一般に
、支持体として有用なタグは、共有されたタグである。例えば、支持体は、ウイ
ルスまたはバクテリオファージのようなウイルス様粒子(「ファージ」);E.
coliのような細菌;あるいは酵母、昆虫、または哺乳動物細胞のような真
核生物細胞のような生物学的タグであり得;あるいはリポソームまたはマイクロ
ビーズのような物理学的タグであり得、これは、プラスチック、アガロース、ゼ
ラチン、または他の生物学的もしくは不活性物質から構成され得る。所望であれ
ば、支持体として有用な共有されたタグは、特異的タグをそこに連結し得る。し
たがって、例示された方法に使用されるファージ提示ライブラリーは、ファージ
(これは支持体でもある共有されたタグである)、および発現されたペプチドを
コードする核酸配列(この核酸配列は特異的タグである)からなると考えられ得
る。The tag may also serve as a support. As used herein, the term "
By "support" is meant a tag having a defined surface to which molecules can be attached. Generally, tags that are useful as supports are shared tags. For example, the support may be a virus or virus-like particle (“phage”) such as a bacteriophage;
Bacteria such as E. coli; or biological tags such as eukaryotic cells such as yeast, insect, or mammalian cells; or physical tags such as liposomes or microbeads, Can be composed of plastic, agarose, gelatin, or other biological or inert substances. If desired, a shared tag useful as a support can have a specific tag attached thereto. Thus, the phage display library used in the exemplified method comprises a phage (which is a shared tag that is also a support), and a nucleic acid sequence encoding the expressed peptide (which nucleic acid sequence is a specific tag). Can be considered to consist of.
【0087】
一般的に、支持体は、その支持体が、被験体に存在するキャピラリーベッドを
通して比較的妨害されずに通過し得、そして循環を塞ぎ得ないように、その最短
の寸法で約10μm未満から約50μmの直径を有するべきである。さらに、支
持体は、非毒性であり得、そのため、細胞表面分子の正常発現または被験体の正
常生理状態を混乱させず、そして特にインビボパンニングに使用される被験体が
選択された腫瘍を収集するために屠殺されない場合には、生分解性である。In general, the support is about 10 μm in its shortest dimension so that the support can pass relatively unimpeded through the capillary beds present in the subject and may not block the circulation. It should have a diameter of less than about 50 μm. Moreover, the support may be non-toxic, so that it does not perturb the normal expression of cell surface molecules or the normal physiological state of the subject, and in particular the subject used for in vivo panning collects selected tumors. It is biodegradable if not sacrificed.
【0088】
分子が支持体に連結される場合、タグ化された分子は、支持体の表面に付着さ
れた分子を含み、その結果、被験体において細胞中の標的分子と相互作用し得る
疑いのある分子の一部が、相互作用に関与し得るように配置される。例えば、腫
瘍ホーミング分子が増殖因子レセプターのリガンドである疑いがある場合、支持
体に付着された分子の結合部分は、腫瘍における細胞上の増殖因子レセプターと
相互作用し得るように配置される。所望であれば、適切なスペーサー分子が、分
子と支持体との間に配置され得、その結果、可能性のある腫瘍ホーミング分子が
標的分子と相互作用する能力は妨害されない。スペーサー分子はまた、反応性基
を含み得、これは分子を支持体に連結する便利かつ効率的な手段を提供し、そし
て所望であれば、分子の回収または同定を容易にし得るタグを含み得る(Her
manson,前出,1996を参照のこと)。When the molecule is linked to a support, the tagged molecule comprises the molecule attached to the surface of the support, so that it is suspected that it may interact with the target molecule in the cell in the subject. A portion of a molecule is arranged so that it can participate in the interaction. For example, if a tumor homing molecule is suspected to be a ligand for a growth factor receptor, the binding portion of the molecule attached to the support is positioned so that it can interact with the growth factor receptor on cells in the tumor. If desired, a suitable spacer molecule can be placed between the molecule and the support so that the potential tumor homing molecule's ability to interact with the target molecule is not hindered. The spacer molecule can also include a reactive group, which provides a convenient and efficient means of linking the molecule to the support, and can, if desired, include a tag that can facilitate recovery or identification of the molecule. (Her
Manson, supra, 1996).
【0089】
本明細書中で例示されるように、乳ガンまたは黒色腫のような選択された腫瘍
にホーミングし得る疑いのあるペプチドは、融合タンパク質のN末端として発現
され、ここでC末端はファージコートタンパク質からなった。融合タンパク質の
発現の際、C末端コートタンパク質は、N末端ペプチドが腫瘍において標的分子
と相互作用する位置にあるように、ファージの表面に対して融合タンパク質を連
結した。したがって、共有されたタグを有する分子を、ペプチドのファージへの
連結によって形成し、ここでファージは生物学的支持体を提供し、このペプチド
分子は融合タンパク質として連結され、融合タンパク質のファージコード部分は
スペーサー分子として作用し、そしてペプチドをコードする核酸は、腫瘍ホーミ
ングペプチドの同定を可能にする特異的タグを提供した。As exemplified herein, a peptide suspected of being able to home to a selected tumor such as breast cancer or melanoma is expressed as the N-terminus of the fusion protein, where the C-terminus is the phage. Made of coat protein. Upon expression of the fusion protein, the C-terminal coat protein linked the fusion protein to the surface of the phage such that the N-terminal peptide was in a position in the tumor to interact with the target molecule. Thus, a molecule with a shared tag is formed by the ligation of a peptide to a phage, where the phage provides the biological support and the peptide molecule is ligated as a fusion protein, the phage coding portion of the fusion protein. Acts as a spacer molecule, and the nucleic acid encoding the peptide provided a specific tag that allowed the identification of tumor homing peptides.
【0090】
本明細書中で使用される場合、腫瘍ホーミング分子の同定に関して使用される
場合に、用語「インビボパンニング」とは、ライブラリーを被験体に投与する工
程、および被験体において腫瘍に選択的にホーミングする分子を同定する工程に
よって、ライブラリーをスクリーニングする方法を意味する(米国特許第5,6
22,699号を参照のこと)。分子のライブラリーまたはこのようなライブラ
リーの一部に関して使用される場合、用語「被験体に投与する工程」は、ライブ
ラリーが、一般的に脊椎動物、特にヒトのような哺乳動物である被験体において
腫瘍に送達されることを意味するために、その最も広い意味で使用される。As used herein, the term “in vivo panning”, as used with respect to identifying tumor homing molecules, refers to the step of administering a library to a subject, and selecting for tumors in the subject. It refers to a method of screening a library by identifying molecules that home positively (US Pat. No. 5,6.
22, 699). The term "administering to a subject" when used in reference to a library of molecules or a portion of such a library refers to a subject in which the library is a vertebrate in general, and in particular mammals such as humans. It is used in its broadest sense to mean delivered to the tumor in the body.
【0091】
ライブラリーは、例えば、分子が腫瘍を透過するように被験体の循環中にライ
ブラリーを注射することによって被験体に投与され得;適切な時間の後、循環は
、被験体を屠殺することによって、または腫瘍のサンプルを取り出すことによっ
て終結される(実施例IV;米国特許第5,622,699号;Pasqual
iniおよびRuoslahti,前出,1996も参照のこと)。あるいは、
カニューレが被験体の血管中に挿入され得、その結果、ライブラリーは適切な時
間の灌流によって投与され、その後、循環を終結するために、ライブラリーはカ
ニューレを通して循環から取り出され得るか、または被験体は腫瘍を収集するた
めに屠殺され得るか、あるいは腫瘍はサンプリングされ得る。同様に、ライブラ
リーは、被験体における適切な血管のカニュレーションによって、腫瘍を含む1
つまたはいくつかの器官を通して分流され得る。ライブラリーがまた単離された
潅流した腫瘍に投与され得ることが認識される。単離された潅流した腫瘍におけ
るこのようなパンニングは、腫瘍に結合する分子を同定するために有用であり得
、そして所望であれば、ライブラリーの最初のスクリーニングとして使用され得
る。The library can be administered to a subject by, for example, injecting the library into the circulation of the subject so that the molecule penetrates the tumor; after an appropriate time, the circulation will kill the subject. Or by removing a sample of the tumor (Example IV; US Pat. No. 5,622,699; Pasqual).
See also ini and Ruoslahti, supra, 1996). Alternatively,
The cannula may be inserted into the blood vessel of the subject such that the library is administered by perfusion for an appropriate time and then the library may be removed from the circulation through the cannula to terminate the circulation or The body can be sacrificed to collect the tumor, or the tumor can be sampled. Similarly, the library contains tumors by cannulation of appropriate blood vessels in the subject.
It can be shunted through one or several organs. It is recognized that the library can also be administered to isolated perfused tumors. Such panning in isolated perfused tumors can be useful to identify molecules that bind to the tumor and, if desired, can be used as an initial screen of the library.
【0092】
腫瘍ホーミング分子を同定するためのインビボパンニングの使用は、腫瘍保有
マウスにおいてファージペプチドディスプレイライブラリーをスクリーニングし
、そして乳房腫瘍または黒色腫腫瘍に選択的にホーミングした特異的ペプチドを
同定することにより、本明細書中に例示される(実施例IV)。しかし、タンパ
ク質レセプター分子(例えば、抗体または抗体の抗原結合フラグメント(例えば
、Fv、Fd、もしくはFabフラグメント)を含む);ホルモンレセプター(
例えば、成長因子レセプター);または細胞接着レセプター(例えば、インテグ
リンもしくはセレクチン)を提示するファージライブラリーもまた、本発明の実
施のために使用され得る。このような分子の改変体は、周知の方法(例えば、ラ
ンダム変異誘発、部位特異的変異誘発、もしくはコドンに基づく変異誘発(Hu
se、米国特許第5,264,563号(1993年11月23日発行)(これ
は、本明細書中に参考として援用される)を参照のこと)を用いて構築され得る
。所望であれば、ペプチドは、ファージの発現後であるが、被験体への投与前に
、化学的に改変され得る。従って、種々のタイプのファージディスプレイライブ
ラリーが、インビボパンニングによってスクリーニングされ得る。Use of In Vivo Panning to Identify Tumor-Homing Molecules Screens Phage Peptide Display Libraries in Tumor-Bearing Mice and Identifies Specific Peptides that Selectively Home to Breast or Melanoma Tumors By way of example (Example IV). However, protein receptor molecules (including, for example, antibodies or antigen-binding fragments of antibodies (eg, Fv, Fd, or Fab fragments)); hormone receptors (
Phage libraries displaying, for example, growth factor receptors); or cell adhesion receptors such as integrins or selectins can also be used for the practice of the invention. Variants of such molecules are well known in the art (eg, random mutagenesis, site-directed mutagenesis, or codon-based mutagenesis (Hu
Se, US Pat. No. 5,264,563 (issued Nov. 23, 1993), which is incorporated herein by reference). If desired, the peptide can be chemically modified after expression of the phage but prior to administration to the subject. Thus, various types of phage display libraries can be screened by in vivo panning.
【0093】
ファージディスプレイ技術が、ランダムペプチドまたは選択的にランダム化さ
れたペプチドの多様な集団を発現するための手段を提供する。ファージディスプ
レイの種々の方法、およびペプチドの多様な集団を生成するための方法が、当該
分野で周知である。例えば、Ladnerら(米国特許第5,223,409号
、1993年6月29日発行(これは、本明細書中に参考として援用される))
は、ファージの表面上に結合ドメインの多様な集団を調製するための方法を記載
する。特に、Ladnerらは、ファージディスプレイライブラリーを生成する
ために有用なファージベクター、ならびに潜在的な結合ドメインを選択するため
の方法、およびランダムに変異された結合ドメインまたは選択的に変異された結
合ドメインを生成するための方法を記載する。Phage display technology provides a means for expressing diverse populations of random or selectively randomized peptides. Various methods of phage display and methods for producing diverse populations of peptides are well known in the art. For example, Ladner et al. (US Pat. No. 5,223,409, issued June 29, 1993, which is incorporated herein by reference).
Describes a method for preparing a diverse population of binding domains on the surface of phage. In particular, Ladner et al., Phage vectors useful for generating phage display libraries, as well as methods for selecting potential binding domains, and randomly mutated or selectively mutated binding domains. A method for generating is described.
【0094】
同様に、SmithおよびScott(Meth.Emzymol.217:
228−257(1993);また、ScottおよびSmith、Scien
ce 249:386−390(1990)を参照のこと(これらは、それぞれ
、本明細書中に参考として援用される))は、ベクターを含むファージペプチド
ディスプレイライブラリーを生成する方法、および発現されるペプチドの集団を
多様化する方法を記載している(また、Huse、WO91/07141および
WO91/07149もまた参照のこと(これらは、本明細書中に参考として援
用される);また実施例IVを参照のこと)。ファージディスプレイ技術は、例
えば、コドンに基づく変異誘発方法(これは、ランダムペプチド、またはランダ
ムにバイアスされたかもしくは所望にバイアスされたペプチドを生成するために
使用され得る)と共に用いる場合、特に強力であり得る(Huse、米国特許第
5,264,563号、前出、1993)。これらの方法または他の周知の方法
が、ファージディスプレイライブラリーを作製するために使用され得る。ファー
ジディスプレイライブラリーは、本発明のホーミングプロアポトーシス性結合体
において有用な腫瘍ホーミング分子を同定するために、インビボパンニングに供
され得る。Similarly, Smith and Scott (Meth. Emzymol. 217:
228-257 (1993); also Scott and Smith, Scien.
Ce 249: 386-390 (1990, each of which is hereby incorporated by reference), for methods of generating a phage peptide display library containing the vector and expressed. Methods for diversifying populations of peptides have also been described (see also Huse, WO91 / 07141 and WO91 / 07149, which are incorporated herein by reference); and Example IV. checking). Phage display technology is particularly powerful when used with, for example, codon-based mutagenesis methods, which can be used to generate random peptides, or randomly biased or desired biased peptides. (Huse, US Pat. No. 5,264,563, supra, 1993). These methods or other well known methods can be used to generate phage display libraries. The phage display library can be subjected to in vivo panning to identify tumor homing molecules useful in the homing proapoptotic conjugates of the invention.
【0095】
ファージディスプレイライブラリーをスクリーニングすることに加えて、イン
ビボパンニングは、種々の他のタイプのライブラリー(例えば、RNAもしくは
DNAライブラリーまたは化学ライブラリーを含む)をスクリーニングするため
に使用され得る。所望であれば、腫瘍ホーミング分子は、タグ化され得る。この
ことは、腫瘍からの分子の回収または腫瘍における分子の同定を容易にし得る。
例えば、各々が共有タグを含む有機分子のライブラリーがスクリーニングされる
場合、このタグは、ビオチンのような部分であり得る。この部分は、分子に直接
的に結合され得るか、または分子を含有する支持体に連結され得る。ビオチンは
、アビジンまたはストレプトアビジンアフィニティーマトリクスを用いて、選択
された腫瘍サンプルから分子を回収するために有用な共有タグを提供する。さら
に、分子または分子を含有する支持体が、ハプテン(例えば、4−エトキシ−メ
チレン−2−フェニル−2−オキサゾリン−5−オン(phOx))に連結され
得る。このハプテンは、分子を回収する手段として磁気ビーズに連結された抗p
hOx抗体によって結合され得る。ビオチンもしくはphOx標識された結合体
を精製するための方法は、当該分野で公知であり、そしてこれらの手順を実施す
るための材料は、市販されている(例えば、Invitrogen、La Jo
lla CA;およびPromega Corp.、Madison WI)。
ファージライブラリーがスクリーニングされる場合、このファージは、実施例I
Vに開示されたような方法を用いて回収され得る。In addition to screening phage display libraries, in vivo panning can be used to screen a variety of other types of libraries, including, for example, RNA or DNA libraries or chemical libraries. . If desired, the tumor homing molecule can be tagged. This may facilitate recovery of molecules from tumors or identification of molecules in tumors.
For example, when a library of organic molecules, each containing a shared tag, is screened, the tag can be a biotin-like moiety. This moiety can be directly attached to the molecule or linked to a support containing the molecule. Biotin provides a covalent tag that is useful for recovering molecules from selected tumor samples using avidin or streptavidin affinity matrices. Additionally, the molecule or a support containing the molecule can be linked to a hapten such as 4-ethoxy-methylene-2-phenyl-2-oxazolin-5-one (phOx). This hapten is anti-p linked to magnetic beads as a means of recovering molecules.
It can be bound by hOx antibodies. Methods for purifying biotin or phOx labeled conjugates are known in the art, and materials for performing these procedures are commercially available (eg, Invitrogen, La Jo.
lla CA; and Promega Corp. , Madison WI).
When a phage library is screened, this phage is used in Example I.
It can be recovered using methods such as those disclosed in V.
【0096】
インビボパンニングは、腫瘍に選択的にホーミングし得る腫瘍ホーミング分子
を直接的に同定するための方法を提供する。本明細書中に使用される用語「ホー
ミングする」または「選択的にホーミングする」とは、特定の分子が、被験体へ
の投与後、腫瘍中に存在する標的分子に比較的特異的に結合することを意味する
。一般に、腫瘍ホーミング分子は、部分的には、コントロール器官または組織と
比較して、腫瘍に対して、少なくとも2倍(2×)大きい特異的結合を示すこと
により、特徴付けられる。In vivo panning provides a method for directly identifying tumor homing molecules that can selectively home to tumors. As used herein, the term "homing" or "selectively homing" means that a particular molecule binds to a target molecule present in a tumor relatively specifically after administration to a subject. Means to do. In general, tumor homing molecules are characterized, in part, by showing at least 2-fold (2x) greater specific binding to tumors as compared to control organs or tissues.
【0097】
いくつかの場合では、分子は、腫瘍を含む器官または組織に非特異的に局在し
得ることが認識されるべきである。例えば、ファージディスプレイライブラリー
のインビボパンニングは、網膜内皮系(RES)の顕著な成分を含む器官(例え
ば、肝臓および脾臓)において高いバックグラウンドを生じ得る。従って、例え
ば、肝臓に腫瘍が存在する場合、RESによる取り込みに起因する分子の非特異
的結合が、腫瘍ホーミング分子の同定をより困難にし得る。It should be appreciated that in some cases, the molecule may be non-specifically localized to organs or tissues, including tumors. For example, in vivo panning of phage display libraries can result in high background in organs containing prominent components of the retinal endothelial system (RES), such as liver and spleen. Thus, for example, when a tumor is present in the liver, non-specific binding of the molecule due to uptake by RES can make identification of tumor homing molecules more difficult.
【0098】
しかし、腫瘍ホーミング分子の選択的ホーミングは、腫瘍にホーミングする異
なる個々のファージの能力における差異を検出することにより、非特異的結合と
区別され得る。例えば、選択的ホーミングは、推定腫瘍ホーミング分子(例えば
、ファージ上で発現されたぺプチド)を、大過剰の非感染ファージまたは非選択
ペプチドを発現する約5倍過剰のファージと合わせ、被験体に混合物を注入し、
そして腫瘍のサンプルを採集することにより、同定され得る。後者の場合、例え
ば、腫瘍ホーミングペプチドを発現する注入されたファージの数が、標的分子を
飽和しないように十分に低いものであれば、腫瘍中のファージの約20%よりも
多くが、推定腫瘍ホーミング分子を発現するという決定が、ファージにより発現
されたペプチドが特異的腫瘍ホーミング分子であるとの決定的な証拠である。さ
らに、非特異的局在は、例えば、過剰量の「遊離」ペプチドと組み合わせて推定
腫瘍ホーミングペプチドを発現するファージを用いて、競合実験を実施すること
により、選択的ホーミングから区別され得る(実施例VII)。However, selective homing of tumor homing molecules can be distinguished from non-specific binding by detecting differences in the ability of different individual phage to home to tumors. For example, selective homing involves combining a putative tumor homing molecule (eg, a peptide expressed on a phage) with a large excess of uninfected phage or an approximately 5-fold excess of phage expressing a non-selective peptide, and Inject the mixture,
It can then be identified by collecting a sample of the tumor. In the latter case, for example, if the number of injected phage expressing a tumor homing peptide is low enough not to saturate the target molecule, then more than about 20% of the phage in the tumor will be a putative tumor. The determination to express a homing molecule is the conclusive evidence that the peptide expressed by the phage is a specific tumor homing molecule. Furthermore, non-specific localization can be distinguished from selective homing, for example, by performing competition experiments with phage that express the putative tumor homing peptide in combination with an excess of "free" peptide. Example VII).
【0099】
さらに、種々の方法が、RESの成分を含む器官への分子の非特異的結合を妨
げるために使用され得る。例えば、RESの成分を含む器官に存在する腫瘍に選
択的にホーミングする分子は、まずRESを、例えばポリスチレンラテックス粒
子もしくはデキストラン硫酸を用いてブロックし(Kalinら、Nucl.M
ed.Biol.20:171−174(1993);Illumら、J.Ph
arm.Sci.75:16−22(1986);Takeyaら、J.Gen
.Microbiol.100:373−379(1977)を参照のこと(こ
れらの各々は、本明細書中に参考として援用される))、次いでライブラリーを
被験体に投与することにより得られ得る。例えば、試験物質の投与前のデキスト
ラン硫酸500もしくはポリスチレンマイクロスフェアの事前投与は、Kupf
fer細胞(これは、肝臓のRES成分である)による試験物質の非特異的取り
込みをブロックするために使用されてきた(Illumら、前出、1986)。
同様に、RESによる薬剤の非特異的取り込みは、炭素粒子またはシリカ(Ta
keyaら、前出、1977)またはゼラチンコロイド(Kalinら、前出、
1993)を用いてブロックされてきた。従って、RESによる非特異的取り込
みをブロックするために有用な種々の薬剤が公知であり、そして慣用的に使用さ
れる。In addition, various methods can be used to prevent non-specific binding of molecules to organs containing components of RES. For example, a molecule that selectively homes to tumors present in organs containing components of RES, first blocks RES using, for example, polystyrene latex particles or dextran sulfate (Kalin et al., Nucl.
ed. Biol. 20: 171-174 (1993); Illum et al., J. Am. Ph
arm. Sci. 75: 16-22 (1986); Takeya et al., J. Am. Gen
. Microbiol. 100: 373-379 (1977), each of which is incorporated herein by reference), and can then be obtained by administering the library to a subject. For example, pre-administration of dextran sulfate 500 or polystyrene microspheres prior to administration of the test substance is
It has been used to block non-specific uptake of test substances by fer cells, which is the RES component of the liver (Illum et al., supra, 1986).
Similarly, non-specific uptake of drugs by RES is associated with carbon particles or silica (Ta).
keya et al., supra, 1977) or gelatin colloid (Kalin et al., supra, supra,
1993). Therefore, various agents useful for blocking nonspecific uptake by RES are known and routinely used.
【0100】
ファージのRESまたは他の部位への非特異的結合はまた、例えば、マウスに
、特異的ファージディスプレイライブラリーを非感染性にされた同じファージと
共に共注入することにより、妨げられ得る(Smithら、前出、1990、1
993)。さらに、RES成分を含む器官中の腫瘍にホーミングするペプチドは
、特定の器官に対する低いバックグラウンド結合を示すファージを用いてファー
ジディスプレイライブラリーを調製することにより、同定され得る。例えば、M
errillら(Proc.Natl.Acad.Sci.,USA 93:3
188−3192(1996)、これは、本明細書中に参考として援用される)
は、RESにより取り込まれず、そして、結果として、長期の間、循環中に残存
するλ型ファージを選択した。例えば、繊維状ファージ改変体は、同様の方法を
用いて選択され得る。Non-specific binding of phage to RES or other sites can also be prevented, for example, by co-injecting a specific phage display library with the same phage that has been rendered non-infective ( Smith et al., Supra, 1990, 1.
993). Moreover, tumor-homing peptides in organs containing RES components can be identified by preparing phage display libraries with phage that show low background binding to specific organs. For example, M
errill et al. (Proc. Natl. Acad. Sci., USA 93: 3.
188-3192 (1996), which is incorporated herein by reference).
Were not taken up by RES, and consequently selected λ-type phages that remained in circulation for long periods of time. For example, filamentous phage variants can be selected using similar methods.
【0101】
腫瘍ホーミング分子の選択的ホーミングは、コントロール器官もしくは組織に
比較した腫瘍に対する腫瘍ホーミング分子の特異性を決定することにより実証さ
れ得る。選択的ホーミングはまた、1ラウンドのインビボパンニングにより同定
されたような腫瘍にホーミングする分子が、続くラウンドのインビボパンニング
において腫瘍ホーミング分子について富化されることを示すことにより、実証さ
れ得る。例えば、黒色腫腫瘍に選択的にホーミングするファージ発現ペプチドは
、インビボパンニングによって単離され、次いで、更なるラウンドのインビボパ
ンニングに供された。第二のラウンドのスクリーニング後、腫瘍から回収された
ファージは、脳と比較して腫瘍へのホーミングにおいて3倍の富化を示した。第
三ラウンドのスクリーニング後に腫瘍から回収されたファージは、脳と比較して
腫瘍へのホーミングにおいて平均して10倍の富化を示した。選択的ホーミング
はまた、1ラウンドのインビボパンニングにより同定されたような選択された腫
瘍にホーミングする分子が、続くラウンドのインビボパンニングにおいて腫瘍ホ
ーミング分子について富化されることを示すことにより、実証され得る。Selective homing of tumor homing molecules can be demonstrated by determining the specificity of tumor homing molecules for tumors relative to control organs or tissues. Selective homing can also be demonstrated by showing that molecules that home to tumors as identified by one round of in vivo panning are enriched for tumor homing molecules in subsequent rounds of in vivo panning. For example, phage-expressed peptides that selectively home to melanoma tumors were isolated by in vivo panning and then subjected to a further round of in vivo panning. After the second round of screening, the phage recovered from the tumor showed a 3-fold enrichment in tumor homing compared to the brain. Phage recovered from tumors after the third round of screening showed an average of 10-fold enrichment in tumor homing compared to brain. Selective homing can also be demonstrated by showing that molecules that home to selected tumors as identified by one round of in vivo panning are enriched for tumor homing molecules in subsequent rounds of in vivo panning. .
【0102】
腫瘍ホーミング分子は、例えば、移植された腫瘍を含むマウスを用いて、イン
ビボパンニングによって同定され得る。このような移植された腫瘍は、例えば、
ヌードマウスのような免疫不全マウスに移植されたヒト腫瘍、または組織培養に
おいてもしくはマウスにおいて継代することにより維持されるマウス腫瘍であり
得る。細胞レセプターの保存された性質、および特定のレセプターに結合するリ
ガンドの保存された性質に起因して、種々の種における脈管形成脈管構造および
組織学的に類似の腫瘍細胞は、腫瘍ホーミング分子について標的分子として有用
な共通の細胞表面マーカーを共有し得ることが期待される。従って、当業者は、
例えば、規定の組織学的タイプのマウス腫瘍(例えば、黒色腫)を有するマウス
においてインビボパンニングを用いて同定された腫瘍ホーミング分子がまた、ヒ
トまたは他の種において腫瘍中の対応する標的分子にも結合することを認識する
。同様に、実験動物において増殖する腫瘍は、ちょうどヒトまたは他の種におい
て増殖する腫瘍に必要とされるような、付随する新生脈管形成を必要とする。従
って、マウスにおいて増殖した腫瘍において脈管構造において存在する標的分子
に結合する腫瘍ホーミング分子はまた、ヒトまたは他の哺乳動物被験体における
腫瘍の脈管構造中の対応する標的分子に結合し得るようである。ヒトカポージ肉
腫にも、またはマウス黒色腫にも結合する、例えばヒト乳房腫瘍にホーミングす
ることにより同定された腫瘍ホーミング分子の一般的な能力は、標的分子が多く
の腫瘍によって共有されることを示す。実際、本明細書中に開示された結果は、
標的分子が、新生脈管構造(これは宿主組織である)において発現されることを
実証する(実施例VIIを参照のこと)。Tumor homing molecules can be identified by in vivo panning, for example, using mice containing transplanted tumors. Such transplanted tumors include, for example:
It can be a human tumor transplanted into an immunodeficient mouse such as a nude mouse, or a mouse tumor maintained in tissue culture or by passage in mice. Due to the conserved nature of cellular receptors, and the conserved nature of ligands that bind to specific receptors, angiogenic vasculature and histologically similar tumor cells in various species are associated with tumor homing molecules. It is expected that they may share common cell surface markers useful as target molecules. Therefore, those skilled in the art
For example, tumor-homing molecules identified using in vivo panning in mice with defined histological types of mouse tumors (eg, melanoma) are also associated with corresponding target molecules in tumors in humans or other species. Recognize to combine. Similarly, tumors that grow in experimental animals require associated neoangiogenesis, just as is required for tumors that grow in humans or other species. Therefore, tumor-homing molecules that bind to target molecules present in the vasculature in tumors grown in mice may also bind to corresponding target molecules in the vasculature of tumors in human or other mammalian subjects. Is. The general ability of tumor homing molecules to bind to both human Kaposi's sarcoma or to mouse melanoma, identified by homing to human breast tumors, for example, indicates that the target molecule is shared by many tumors. In fact, the results disclosed herein are
Demonstrate that the target molecule is expressed in the neovasculature, which is the host tissue (see Example VII).
【0103】
実験動物(例えば、マウス)においてインビボパンニングを用いて同定された
腫瘍ホーミング分子は、例えば、この分子がまた、患者から得られた腫瘍のサン
プルに特異的に結合し得ることを実証することにより、ヒト被験体において対応
する腫瘍に結合する能力について容易に試験され得る。例えば、CDCRGDC
FC(配列番号1)ファージおよびNGRペプチドは、ヒト腫瘍の顕微鏡用切片
において血管に結合することが示されたが、一方、非腫瘍組織の血管においては
、結合はほとんどまたは全く生じない。従って、実験動物においてインビボパン
ニングを用いて同定された腫瘍ホーミング分子がまた、ヒト腫瘍における標的分
子にも結合し得ることを確認するために、慣用的な方法が使用され得る。Tumor homing molecules identified using in vivo panning in experimental animals (eg, mice) demonstrate, for example, that the molecules can also specifically bind to a sample of tumor obtained from a patient. This can be easily tested for the ability to bind the corresponding tumor in human subjects. For example, CDCRGDC
FC (SEQ ID NO: 1) phage and NGR peptides have been shown to bind blood vessels in microscopic sections of human tumors, whereas in blood vessels of non-tumor tissue little or no binding occurs. Thus, conventional methods can be used to confirm that tumor homing molecules identified using in vivo panning in experimental animals can also bind to target molecules in human tumors.
【0104】
ライブラリーを被験体に投与する工程、選択された腫瘍を収集する工程および
その腫瘍にホーミングする腫瘍ホーミング分子を同定する工程は、1回のインビ
ボパンニングを包含する。必要とはされないが、1回以上のさらなる回のインビ
ボパンニングが一般に、実施される。さらなる回のインビボパンニングが実施さ
れる場合、以前の回において腫瘍から回収される分子が被験体に投与され、この
被験体は、腫瘍の一部のみが収集された、以前の回において用いられた同じ被験
体であり得る。Administering the library to a subject, collecting selected tumors and identifying tumor homing molecules that home to the tumors involves a single in vivo panning. Although not required, one or more additional rounds of in vivo panning are generally performed. If an additional round of in vivo panning was performed, the molecule recovered from the tumor in the previous round was administered to the subject, which was used in the previous round in which only a portion of the tumor was collected. It can be the same subject.
【0105】
第2回のインビボパンニングを実施することによって、第1回から回収される
分子の相対的な結合選択性は、同定された分子を被験体に投与する工程、腫瘍を
収集する工程、および第1回の後に回収されるファージと比較して、より多くの
ファージが第2回のスクリーニング後の腫瘍から回収されるか否かを決定する工
程によって、決定され得る。必ずではないが、コントロール器官またはコントロ
ール組織もまた収集され得、そして腫瘍から回収される分子は、このコントロー
ル器官から回収される分子と比較され得る。理想的には、第2回または引き続く
回のインビボパンニング後にコントロール器官またはコントロール組織から回収
される分子は存在しない。しかし、一般に、分子の集団はまた、コントロール器
官またはコントロール組織中に存在する。この場合において、コントロール器官
と比較される選択された腫瘍における分子の比(選択された分子:コントロール
分子)が、決定され得る。例えば、第1回のインビボパンニング後に黒色腫にホ
ーミングするファージは、さらなる2回のパンニング後のコントロール器官(脳
)と比較して、選択された腫瘍にホーミングする際に3倍の濃縮を示した(実施
例VIII)。By performing a second round of in vivo panning, the relative binding selectivity of the molecules recovered from the first round is determined by administering the identified molecule to a subject, collecting the tumor, And by comparing the phage recovered after the first round with more phage recovered from the tumor after the second round of screening. Although not necessarily, control organs or tissues can also be collected, and molecules recovered from the tumor can be compared to molecules recovered from this control organ. Ideally, no molecule is recovered from the control organ or tissue after the second or subsequent round of in vivo panning. However, in general, the population of molecules is also present in control organs or tissues. In this case, the ratio of molecules in selected tumors compared to control organs (selected molecules: control molecules) can be determined. For example, phage that home to melanoma after the first round of in vivo panning showed a 3-fold enrichment in homing to selected tumors compared to control organs (brain) after two additional rounds of panning. (Example VIII).
【0106】
さらなる回のインビボパンニングを使用して、特定の分子が選択された腫瘍に
のみホーミングするか否かを決定し得るか、あるいは被験体の1つ以上の正常器
官または正常組織においてもまた発現されるか、または腫瘍に対する標的分子に
十分に類似する、腫瘍上の標的を認識し得る。腫瘍ホーミング分子はまた、対応
する正常組織にホーミングしそうにない。なぜなら、インビボパンニングの方法
は、選択された腫瘍にホーミングする分子のみを選択するからである。腫瘍ホー
ミング分子がまた、腫瘍に加えて1つ以上の正常器官または正常組織にホーミン
グすることを指向する場合、その器官または組織は、選択された組織または器官
のファミリーを構成すると考えられる。インビボパンニングの方法を使用して、
選択された腫瘍にのみホーミングする分子が、1つ以上の選択された器官または
組織にもまたホーミングする分子と識別され得る。このような同定は、引き続く
回のインビボパンニングの間に種々の器官または組織を収集することによって、
促進される。An additional round of in vivo panning may be used to determine whether a particular molecule homes only to a selected tumor, or also in one or more normal organs or tissues of a subject. It may recognize a target on the tumor that is expressed or is sufficiently similar to the target molecule for the tumor. Tumor homing molecules are also unlikely to home to the corresponding normal tissue. This is because the method of in vivo panning selects only those molecules that home to the selected tumor. If a tumor homing molecule is also directed to home to one or more normal organs or tissues in addition to the tumor, then that organ or tissue is considered to constitute a selected tissue or family of organs. Using the method of in vivo panning,
Molecules that home to only selected tumors can be identified as molecules that also home to one or more selected organs or tissues. Such identification is accomplished by collecting various organs or tissues during subsequent rounds of in vivo panning.
Be promoted.
【0107】
用語「コントロール器官またはコントロール組織」は、腫瘍ホーミング分子の
同定が所望される腫瘍以外の器官または組織を意味するように、使用される。コ
ントロール器官またはコントロール組織は、腫瘍ホーミング分子がコントロール
器官に選択的にホーミングしない際に特徴付けられる。コントロール器官または
コントロール組織は、例えば、分子の非特異的結合を同定するため、または分子
のホーミングの選択性を決定するために、収集され得る。さらに、非特異的結合
は、例えば、コントロール分子(これは、腫瘍にホーミングしないが、潜在的な
腫瘍ホーミング分子に化学的に類似しないことが既知である)を投与することに
よって同定され得る。あるいは、投与された分子が支持体に結合される場合、支
持体単独の投与はまた、非特異的結合を同定するために使用され得る。例えば、
遺伝子IIIタンパク質単独を発現するが、ペプチド融合タンパク質を含まない
ファージは、ファージ支持体の非特異的結合のレベルを決定するためにインビボ
パンニングによって研究され得る。The term “control organ or tissue” is used to mean a non-tumor organ or tissue in which identification of tumor homing molecules is desired. Control organs or tissues are characterized when tumor-homing molecules do not selectively home to control organs. Control organs or tissues can be collected, for example, to identify non-specific binding of the molecule or to determine homing selectivity of the molecule. In addition, non-specific binding can be identified, for example, by administering a control molecule, which does not home to the tumor but is known not to be chemically similar to potential tumor homing molecules. Alternatively, if the administered molecule is bound to a support, administration of support alone can also be used to identify non-specific binding. For example,
Phage expressing the gene III protein alone but no peptide fusion protein can be studied by in vivo panning to determine the level of non-specific binding of the phage support.
【0108】
本明細書中に開示されるように、腫瘍ホーミング分子の特異的ホーミングは、
容易に、対応する非腫瘍組織ならびにコントロール器官またはコントロール組織
と比較して、選択された腫瘍組織を試験することによって同定され得る。例えば
、免疫組織学的分析は、腫瘍ホーミングペプチドを提示するために使用されるフ
ァージに特異的な抗体を使用して、腫瘍組織および対応する非腫瘍組織に対して
実施され得る(実施例VIIを参照のこと)。あるいは、市販されている検出シ
ステムのように、ペプチド(例えば、FLAGエピトープなど)とともに発現さ
れる共有されたタグに特異的である抗体が、使用され得る。Specific homing of tumor homing molecules, as disclosed herein, includes:
It can be readily identified by examining selected tumor tissues as compared to the corresponding non-tumor tissues as well as control organs or control tissues. For example, immunohistological analysis can be performed on tumor tissue and corresponding non-tumor tissue using antibodies specific for the phage used to display tumor homing peptides (see Example VII). See). Alternatively, an antibody that is specific for the shared tag expressed with the peptide, such as the FLAG epitope, can be used, as in commercially available detection systems.
【0109】
一般に、分子のライブラリー(これは、ランダムの多様な集団または目的の選
択的にランダム化される分子を含む)が調製され、次いで、被験体に投与される
。投与後、選択された時間にて、被験体は屠殺され、そして腫瘍が収集され、そ
の結果、腫瘍中に存在する分子が同定され得る(実施例IVを参照のこと)。所
望される場合、1つ以上のコントロール器官またはコントロール組織あるいはコ
ントロール器官またはコントロール組織の一部が、サンプリングされ得る。例え
ば、乳癌または黒色腫腫瘍を有するマウスに、ファージペプチドディスプレイラ
イブラリーを用いて注射し、次いで、約1〜5分後に、マウスを麻酔し、液体窒
素中に凍結したか、または好ましくは、ファージの循環を終結するために心臓を
通して還流するかのいずれかを行い、腫瘍および1つ以上のコントロール器官を
、各々の、腫瘍中に存在するファージから収集し、そしてコントロール器官を回
収し、そして代表的な腫瘍に選択的にホーミングするペプチドを同定した(実施
例IV、VおよびVIIIを参照のこと)。In general, a library of molecules, which comprises a random diverse population or selectively randomized molecules of interest, is then administered to a subject. At a selected time post-administration, the subject is sacrificed and the tumor harvested so that the molecule present in the tumor can be identified (see Example IV). If desired, one or more control organs or control tissues or portions of control organs or control tissues may be sampled. For example, mice with breast cancer or melanoma tumors are injected with the phage peptide display library, then about 1-5 minutes later, the mice are anesthetized and frozen in liquid nitrogen or, preferably, phage. Perfusion through the heart to terminate the circulation of the tumor, the tumor and one or more control organs are collected from each of the phage present in the tumor, and the control organs are harvested and representative We identified peptides that selectively home to common tumors (see Examples IV, V and VIII).
【0110】
提供される実施例において、動物を屠殺して、選択された腫瘍およびコントロ
ール器官またはコントロール組織を収集した。しかし、腫瘍の一部のみが、腫瘍
ホーミング分子を含む支持体を回収するために収集され、そして同様に、器官ま
たは組織の一部のみがコントロールとして収集される必要があることは、認識さ
れるべきである。従って、例えば、腫瘍の一部が、生検によって収集され得、そ
の結果、ファージによって発現されるペプチドのような分子は、所望されるよう
に、第2回以上同じ被験体に投与され得る。同じ被験体に対して第2回に投与さ
れるべき分子が、例えば、支持体にタグ化されるかまたは結合される場合、この
タグまたは支持体は、引き続く回のスクリーニングを妨害しないように、非毒性
かつ生分解性であるべきである。In the examples provided, animals were sacrificed and selected tumors and control organs or tissues were collected. However, it is recognized that only a portion of the tumor needs to be harvested in order to harvest the support containing the tumor homing molecule, and likewise only a portion of the organ or tissue needs to be harvested as a control. Should be. Thus, for example, a portion of a tumor can be harvested by biopsy, so that molecules such as peptides expressed by phage can be administered to the same subject more than once, as desired. If the molecule to be administered a second time to the same subject is, for example, tagged or bound to a support, this tag or support will not interfere with subsequent rounds of screening, It should be non-toxic and biodegradable.
【0111】
ファージライブラリーのインビトロスクリーニングは、以前に、抗体または細
胞表面レセプターに結合するペプチドを同定するために使用されている(Smi
thおよびScott、前出、1993)。例えば、ファージペプチドディスプ
レイライブラリーのインビトロスクリーニングは、インテグリン接着レセプター
(Koivunenら、J.Cell Biol.124:373〜380(1
994a)。これは、本明細書中に参考として援用される)およびヒトウロキナ
ーゼレセプター(Goodsonら、Proc.Natl.Acad.Sci.
、USA 91:7129〜7133(1994))に特異的に結合される、新
規なペプチドを同定するために使用されている。しかし、このようなインビトロ
研究は、インビトロにおいて選択されたレセプターに特異的に結合し得るペプチ
ドがまた、インビボでそのレセプターを結合するか否か、またはそのペプチドも
しくはそのレセプターが体内において特異的な器官に独特であるか否かに対する
見識を提供しない。さらに、インビトロ方法は、人工的な系において、規定され
、十分に特徴付けられた標的分子を使用して実施される。例えば、Goodso
nら、前出、1994は、組換えウロキナーゼレセプターを発現する細胞を利用
した。しかし、このようなインビトロ方法は標的分子の事前の知識を必要とし、
そして、任意の情報は、インビボ利用性に関する場合にほとんど得られないとい
う点で制限される。In vitro screening of phage libraries has previously been used to identify peptides that bind to antibodies or cell surface receptors (Smi.
th and Scott, supra, 1993). For example, in vitro screening of phage peptide display libraries has been performed using integrin adhesion receptors (Koivunen et al., J. Cell Biol. 124: 373-380 (1
994a). This is incorporated herein by reference) and the human urokinase receptor (Goodson et al., Proc. Natl. Acad. Sci.
, USA 91: 7129-7133 (1994)), which has been used to identify novel peptides that specifically bind. However, such in vitro studies show whether a peptide capable of specifically binding to a selected receptor in vitro also binds that receptor in vivo, or whether the peptide or its receptor is a specific organ in the body. Does not provide insight into whether it is unique or not. In addition, in vitro methods are carried out in artificial systems using well-defined and well-characterized target molecules. For example, Goodso
n et al., supra, 1994 utilized cells expressing recombinant urokinase receptor. However, such in vitro methods require prior knowledge of the target molecule,
And any information is limited in that it is rarely available in the case of in vivo availability.
【0112】
培養中の細胞に対するインビトロパンニングもまた、細胞によって発現される
レセプターに特異的に結合し得る分子を同定するために使用されている(Bar
ryら、Nature Med.2:299〜305(1996)(これは、本
明細書中に参考として援用される)。しかし、インビボにおいて細胞によって発
現される細胞表面分子は、しばしば、この細胞が培養中に増殖される場合に変化
する。従って、培養中の細胞を使用するインビトロパンニング方法はまた、培養
中の細胞に対するその結合に起因して同定される分子がインビボにおいて同じ能
力を有する保証は、存在しないという点で制限される。さらに、スクリーニング
において使用される腫瘍細胞にのみホーミングするが、他の細胞型にはホーミン
グしない分子を識別するためにインビトロパンニングを使用することは不可能で
ある。In vitro panning on cells in culture has also been used to identify molecules that can specifically bind to receptors expressed by the cells (Bar.
ry et al., Nature Med. 2: 299-305 (1996), which is incorporated herein by reference. However, cell surface molecules expressed by cells in vivo are often altered when the cells are grown in culture. Therefore, in vitro panning methods using cells in culture are also limited in that there is no guarantee that the identified molecule will have the same potency in vivo due to its binding to cells in culture. Furthermore, it is not possible to use in vitro panning to identify molecules that home only to tumor cells used in the screen, but not to other cell types.
【0113】
対照的に、インビボパンニングは、事前の知識または標的分子のアベイラビリ
ティーを必要とせず、そしてインビボにおいて発現される細胞表面標的分子に結
合する分子を同定する。また、「非標的化」組織がスクリーニングの間に存在す
るので、ホーミングの特異性を欠如する腫瘍ホーミング分子の単離の可能性は、
大いに減少される。さらに、例えば、代謝活性に起因してインビボパンニングに
よって腫瘍ホーミング分子を得る際に、インビボでの循環における分解に特に感
受性であり得る任意の分子は、回収されない。従って、インビボパンニングは、
腫瘍中に存在する標的分子に対してインビボで選択的にホーミングする腫瘍ホー
ミング分子を同定することによって、以前の方法に対する有意な利点を提供する
。In contrast, in vivo panning requires no prior knowledge or availability of the target molecule and identifies molecules that bind to cell surface target molecules expressed in vivo. Also, because "non-targeted" tissue is present during screening, the possibility of isolating tumor homing molecules lacking homing specificity is
Greatly reduced. Moreover, any molecule that may be particularly susceptible to degradation in the circulation in vivo, eg, in obtaining a tumor homing molecule by in vivo panning due to metabolic activity is not recovered. Therefore, in vivo panning
The identification of tumor homing molecules that selectively home in vivo to target molecules present in tumors provides significant advantages over previous methods.
【0114】
インビボパンニングの開示された方法が作用する機構は十分に規定されていな
いが、1つの可能性は、ファージ上に発現されるペプチドのような分子が認識さ
れ、そして腫瘍中の血管に沿って内皮細胞上に存在する標的分子に結合すること
である。証拠は、例えば、種々の器官中の血管組織が別のものとは異なること、
およびこのような差異が体内における細胞性輸送の調節に関与し得ることを示す
。例えば、リンパ球は、それらの組織中の内皮細胞による特異的な「アドレス(
address)」分子の発現に一部起因して、リンパ節または他のリンパ組織
にホーミングする(Salmiら、Proc.Natl.Acad.Sci.,
USA 89:11436〜11440(1992);Springer、Ce
ll 76:301〜314(1994))。同様に、種々の白血球は、炎症シ
グナルによって誘導される内皮細胞マーカーの発現に一部起因して、炎症の部位
を認識し得る(ButcherおよびPicker、Science 272:
60〜66(1996);Springer、前出、1994を参照のこと)。
従って、内皮細胞マーカーは、腫瘍ホーミング分子によって選択的に結合され、
そして結合された抗菌ペプチドを腫瘍に指向するために使用され得る、潜在的な
標的を提供する。Although the mechanism by which the disclosed methods of in vivo panning operate is not well defined, one possibility is that molecules such as peptides expressed on phage are recognized and vascularized in tumors. Along with binding to target molecules present on endothelial cells. Evidence is, for example, that vascular tissue in various organs is different from another,
And that such differences may be involved in the regulation of cellular transport in the body. For example, lymphocytes are specific “addresses ()” by endothelial cells in their tissues.
due to the expression of "address" molecules (Salmi et al., Proc. Natl. Acad. Sci.,
USA 89: 11436-11440 (1992); Springer, Ce.
ll 76: 30-314 (1994)). Similarly, various leukocytes may recognize sites of inflammation, in part due to the expression of endothelial cell markers induced by inflammatory signals (Butcher and Picker, Science 272:
60-66 (1996); Springer, supra, 1994).
Thus, endothelial cell markers are selectively bound by tumor homing molecules,
It then provides a potential target that can be used to direct the bound antimicrobial peptide to the tumor.
【0115】
さらなる成分は、所望される場合、ホーミングプロアポトーシス性結合体の一
部として含まれ得る。例えば、いくつかの場合において、腫瘍ホーミング分子と
抗菌ペプチドとの間のオリゴペプチドスペーサーを利用することが望ましくあり
得る。このようなスペーサーは、例えば、FitzpatrickおよびGar
nett、Anticancer Drug Des.10:1〜9(1995
)に記載されるように、当該分野で周知である。Additional components can be included as part of the homing pro-apoptotic conjugate if desired. For example, in some cases it may be desirable to utilize an oligopeptide spacer between the tumor homing molecule and the antimicrobial peptide. Such spacers are, for example, Fitzpatrick and Gar.
nett, Anticancer Drug Des. 10: 1-9 (1995
) Are well known in the art.
【0116】
本発明のホーミングプロアポトーシス性キメラペプチドは、固体状態ペプチド
合成の慣用的な方法を使用して、必要な量で容易に合成され得る。本発明のキメ
ラペプチドはまた、市販の供給業者(例えば、AnaSpec,Inc.;Sa
n Jose,CA)から購入され得る。抗菌ペプチドが、非ペプチド腫瘍ホー
ミング分子に結合されるべきである場合、抗菌ペプチド部分は、周知の方法を使
用して独立して合成され得るか、または市販の供給業者から得られ得る。Homing pro-apoptotic chimeric peptides of the present invention can be readily synthesized in the required amounts using conventional methods of solid-state peptide synthesis. Chimeric peptides of the present invention may also be obtained from commercial suppliers (eg AnaSpec, Inc .; Sa
n Jose, CA). Where the antimicrobial peptide is to be attached to a non-peptide tumor homing molecule, the antimicrobial peptide moieties can be independently synthesized using well known methods or obtained from commercial suppliers.
【0117】
抗菌ペプチドを腫瘍ホーミング分子に結合するために使用され得るいくつかの
方法は、当該分野で公知であり、これは、この分子の化学的特徴に依存する。例
えば、応用免疫学の分野において慣用的に使用されるような、キャリアタンパク
質にハプテンを結合する方法(例えば、HarlowおよびLane、前出、1
988;Hermanson、前出、1996を参照のこと)。Several methods that can be used to attach antimicrobial peptides to tumor homing molecules are known in the art, depending on the chemical characteristics of the molecule. For example, methods of attaching a hapten to a carrier protein, such as are conventionally used in the field of applied immunology (eg, Harlow and Lane, supra, 1).
988; Hermanson, supra, 1996).
【0118】
予め作製された(premade)抗菌ペプチドはまた、例えば、カルボジイ
ミド結合体を使用して腫瘍ホーミングペプチドに結合体化され得る(Baumi
ngerおよびWilchek、Meth.Enzymol.70:151〜1
59(1980)。これは、本明細書中で参考として援用される)。カルボジイ
ミドは、一般式R−N=C=N−R’(ここで、RおよびR’は、脂肪族であっ
てもよいしまたは芳香族であってもよい)を有する一群の化合物を含み、そして
ペプチド結合の合成のために使用される。調製用手順は単純であり、比較的速く
、そして温和な条件下で実施される。カルボジイミド化合物は、カルボン酸基を
攻撃して、このカルボン酸基を遊離のアミノ基に対する反応性部位に変化させる
。カルボジイミド結合体は、種々の化合物を抗体の産生のためのキャリアに結合
体化するために使用されている。Premade antimicrobial peptides can also be conjugated to tumor homing peptides using, for example, carbodiimide conjugates (Baumi).
nger and Wilchek, Meth. Enzymol. 70: 151-1
59 (1980). Which is hereby incorporated by reference). Carbodiimides include a group of compounds having the general formula R-N = C = N-R ', where R and R'may be aliphatic or aromatic. And used for the synthesis of peptide bonds. The preparative procedure is simple, relatively fast, and carried out under mild conditions. The carbodiimide compound attacks the carboxylic acid group, converting the carboxylic acid group into a reactive site for a free amino group. Carbodiimide conjugates have been used to conjugate various compounds to carriers for the production of antibodies.
【0119】
水溶性カルボジイミドである1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル
)カルボジイミド(EDC)は、抗菌ペプチドを腫瘍ホーミング分子に結合体化
するために有用であり得る。このような結合体化は、アミノ基(これは、例えば
、抗菌ペプチドによって提供され得る)、およびカルボキシル基(これは、腫瘍
ホーミング分子によって提供され得る)の存在を必要とする。The water-soluble carbodiimide, 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC), may be useful for conjugating antimicrobial peptides to tumor homing molecules. Such conjugation requires the presence of an amino group, which can be provided, for example, by the antimicrobial peptide, and a carboxyl group, which can be provided by the tumor homing molecule.
【0120】
ペプチド結合の直接的な形成のためにカルボジイミドを使用することに加えて
、EDCはまた、活性エステル(例えば、N−ヒドロキシスクシンイミド(NH
S)エステル)を調製するために使用され得る。次いで、NHSエステル(これ
は、アミノ基のみに結合する)は、ドキソルビシンの1つのアミノ基とのアミド
結合の形成を誘導するために使用され得る。EDCおよびNHSの組合せての使
用は、一般に、結合体形成の収率を増加するために結合体化について使用される
(BaumingerおよびWilchek、前出、1980)。In addition to using carbodiimides for the direct formation of peptide bonds, EDC also employs active esters such as N-hydroxysuccinimide (NH
S) ester) can be prepared. The NHS ester, which binds only to the amino group, can then be used to induce the formation of an amide bond with one amino group of doxorubicin. The combined use of EDC and NHS is commonly used for conjugation to increase the yield of conjugate formation (Bauminger and Wilchek, supra, 1980).
【0121】
抗菌ペプチドを腫瘍ホーミング分子に結合体化するための他の方法もまた、使
用され得る。例えば、過ヨウ素酸ナトリウム酸化に続く適切な反応物の還元的ア
ルキル化が使用され得、同様に、グルタルアルデヒド架橋もまた使用され得る。
しかし、本発明の結合体を生成する方法が選択されるにもかかわらず、腫瘍ホー
ミング分子がその標的能力を維持し、そして抗菌ペプチドがその抗菌活性を維持
する決定がなされなければならないことが、認識される。当該分野で公知の方法
は、本発明のホーミングプロアポトーシス結合体の活性を確認し得る。Other methods for conjugating antimicrobial peptides to tumor homing molecules can also be used. For example, sodium periodate oxidation followed by reductive alkylation of the appropriate reactants can be used, as can glutaraldehyde cross-linking.
However, despite the choice of the method of producing the conjugates of the invention, the decision must be made that the tumor homing molecule retains its targeting capacity and that the antimicrobial peptide retain its antimicrobial activity. Be recognized. Methods known in the art can confirm the activity of the homing pro-apoptotic conjugates of the invention.
【0122】
形成される抗菌ペプチド/腫瘍ホーミング分子結合体の収量は、慣用的な方法
を使用して決定される。例えば、HPLCまたはキャピラリー電気泳動または他
の定性的方法もしくは定量的方法が、使用され得る(例えば、Liuら、J.C
hromatogr.735:357〜366(1996);Roseら、J.
Chromatogr.425:419〜412(1988)を参照のこと。こ
れらの各々は、本明細書中で参考として援用される;また、実施例VIIIを参
照のこと)。特に、当業者は、結合体反応の収量を決定するための方法の選択が
、特定の抗菌ペプチドおよび腫瘍ホーミング分子の物理的特徴または化学的特徴
に一部依存することを、認識する。結合体化後、反応生成物は脱塩されて、任意
の遊離のペプチドまたは分子を除去する。The yield of antimicrobial peptide / tumor homing molecule conjugate formed is determined using conventional methods. For example, HPLC or capillary electrophoresis or other qualitative or quantitative methods can be used (eg Liu et al., J.C.
chromatogr. 735: 357-366 (1996); Rose et al.
Chromatogr. 425: 419-412 (1988). Each of these is incorporated herein by reference; also see Example VIII). In particular, one of ordinary skill in the art will recognize that the choice of method for determining the yield of the conjugate reaction will depend in part on the physical or chemical characteristics of the particular antimicrobial peptide and tumor homing molecule. After conjugation, the reaction product is desalted to remove any free peptide or molecule.
【0123】
本発明はまた、脈管形成脈管構造を有する腫瘍に対してインビボにおいて抗菌
ペプチドを指向する方法を提供する。この方法は、本発明のホーミングプロアポ
トーシス結合体を、脈管形成脈管構造を有する腫瘍を含有する被験体に投与する
ことによって実施される。脈管形成脈管構造を有する腫瘍に対してインビボで抗
菌ペプチドを指向するための本発明の方法において、抗菌ペプチドは、例えば、
配列D(KLAKLAK)2を含み得る。脈管形成脈管構造を有する腫瘍を含有
する被験体に投与され得る、特に有用な結合体は、CNGRC−GG−D(KL
AKLAK)2およびACDCRGDCFC−GG−D(KLAKLAK)2を
含む。The present invention also provides a method of directing antimicrobial peptides in vivo against tumors having angiogenic vasculature. This method is practiced by administering the homing pro-apoptotic conjugates of the invention to a subject containing a tumor having an angiogenic vasculature. In the method of the invention for directing an antimicrobial peptide in vivo against a tumor having an angiogenic vasculature, the antimicrobial peptide may be, for example:
The sequence D (KLAKLAK) 2 may be included. Particularly useful conjugates that can be administered to a subject containing a tumor having angiogenic vasculature are CNGRC-GG- D (KL.
AKLAK) 2 and ACDCRGDCFC-GG- D (KLAKLAK) 2 .
【0124】
本発明は、さらに、脈管形成脈管構造を有する腫瘍においてインビボでの選択
的毒性を誘導する方法を提供する。この方法は、本発明のホーミングプロアポト
ーシス結合体を、脈管形成脈管構造を有する腫瘍を含有する被験体に投与するこ
とによって実施される。本発明の方法において選択的な毒性を誘導する際に有用
な抗菌ペプチドは、例えば、配列D(KLAKLAK)2を含むペプチドであり
得る。脈管形成脈管構造を有する腫瘍においてインビボでの選択的毒性を誘導す
るために投与され得る特に有用な結合体は、CNGRC−GG−D(KLAKL
AK)2およびACDCRGDCFC−GG−D(KLAKLAK)2を含む。The present invention further provides methods of inducing selective toxicity in vivo in tumors having angiogenic vasculature. This method is practiced by administering the homing pro-apoptotic conjugates of the invention to a subject containing a tumor having an angiogenic vasculature. An antimicrobial peptide useful in inducing selective toxicity in the methods of the invention can be, for example, a peptide containing the sequence D (KLAKLAK) 2 . A particularly useful conjugate that can be administered to induce selective toxicity in vivo in tumors with angiogenic vasculature is CNGRC-GG- D (KLAKL.
AK) 2 and ACDCRGDCFC-GG- D (KLAKLAK) 2 .
【0125】
脈管形成脈管構造を有する腫瘍を有する患者を処置する方法もまた、本明細書
中に提供される。処置のこのような方法において、本発明のホーミングプロアポ
トーシス結合体は、患者に投与され、そして腫瘍に対して選択的に毒性である。
抗菌ペプチド部分は、例えば、配列D(KLAKLAK)2を含み得る。好まし
い実施形態において、ホーミングプロアポトーシス結合体は、配列CNGRC−
GG−D(KLAKLAK)2およびACDCRGDCFC−GG−D(KLA
KLAK)2を有する。Also provided herein is a method of treating a patient having a tumor having an angiogenic vasculature. In such methods of treatment, the homing pro-apoptotic conjugates of the invention are administered to a patient and are selectively toxic to tumors.
The antimicrobial peptide portion can include, for example, the sequence D (KLAKLAK) 2 . In a preferred embodiment, the homing pro-apoptotic conjugate has the sequence CNGRC-.
GG- D (KLAKLAK) 2 and ACDCRGDCFC-GG- D (KLA
KLAK) 2 .
【0126】
被験体に投与される場合、本発明のホーミングプロアポトーシス結合体は、例
えば、結合体および薬学的に受容可能なキャリアを含む薬学的組成物として、投
与され得る。薬学的に受容可能なキャリアは、当該分野において周知であり、そ
して例えば、水溶液(例えば、水もしくは生理学的緩衝化生理食塩水)あるいは
他の溶媒またはビヒクル(例えば、グリコール、グリセロール、油(例えば、オ
リーブ油まもしくは注射用有機エステル)が挙げられる。When administered to a subject, the homing pro-apoptotic conjugates of the invention can be administered, for example, as a pharmaceutical composition comprising the conjugate and a pharmaceutically acceptable carrier. Pharmaceutically acceptable carriers are well known in the art and include, for example, aqueous solutions (eg water or physiologically buffered saline) or other solvents or vehicles (eg glycols, glycerols, oils (eg Olive oil or injectable organic ester).
【0127】
薬学的に受容可能なキャリアは、例えば、結合体の吸収を安定化または増加す
るように作用する、生理学的に受容可能な化合物を含み得る。このような生理学
的に受容可能な化合物としては、例えば、糖質(例えば、グルコース、スクロー
スもしくはデキストラン);酸化防止剤(例えば、アスコルビン酸またはグルタ
チオン);キレート化剤;低分子量タンパク質;または他の安定化剤または賦形
剤が挙げられる。当業者は、薬学的に受容可能なキャリア(生理学的に受容可能
な化合物を含む)の選択が、例えば、その化合物の投与の経路に依存することを
理解する。薬学的組成物はまた、癌治療薬剤のような薬剤を含み得る。Pharmaceutically acceptable carriers can include, for example, physiologically acceptable compounds that act to stabilize or increase absorption of the conjugate. Such physiologically acceptable compounds include, for example, carbohydrates (eg glucose, sucrose or dextran); antioxidants (eg ascorbic acid or glutathione); chelating agents; low molecular weight proteins; or other Stabilizers or excipients are included. Those of skill in the art understand that the choice of pharmaceutically acceptable carrier, including physiologically acceptable compounds, depends, for example, on the route of administration of the compound. The pharmaceutical composition may also include agents such as cancer therapeutic agents.
【0128】
当業者は、本発明のホーミングプロアポトーシス結合体が、薬学的組成物とし
て種々の経路で、例えば、経口的または非経口的に(例えば、静脈内的に)被験
体に投与され得ることを既知である。この結合体を含む薬学的組成物は、注射ま
たは挿管により投与され得る。薬学的組成物はまた、リポソームまたは他のポリ
マーマトリックスと結合された腫瘍ホーミング分子(そこに、抗菌ペプチドを組
み込み得る)であり得る(Gregoriadis,Liposome Tec
hnology、第1巻(CRC Press,Boca Raton,FL
1984)(これは、参考として本明細書に援用される))。例えば、リン脂質
または他の脂質からなるリポソームは、作製および投与が比較的単純である、非
毒性であり、生理学的に受容可能で代謝可能なキャリアである。One of skill in the art will appreciate that the homing pro-apoptotic conjugates of the invention may be administered to a subject as pharmaceutical compositions by a variety of routes, eg, orally or parenterally (eg, intravenously). Is known. The pharmaceutical composition containing the conjugate may be administered by injection or intubation. The pharmaceutical composition can also be a tumor-homing molecule, into which an antimicrobial peptide can be incorporated, bound to liposomes or other polymer matrices (Gregoriadis, Liposome Tec).
hology, Volume 1 (CRC Press, Boca Raton, FL
1984), which is incorporated herein by reference). For example, liposomes composed of phospholipids or other lipids are non-toxic, physiologically acceptable and metabolizable carriers that are relatively simple to make and administer.
【0129】
本明細書において開示される治療法方法のためには、有効量のホーミングプロ
アポトーシス結合体が被験体に投与されなくてはならない。本明細書において用
いる場合、用語「有効量(effective amount)」は、所望の効
果を生じる結合体の量を意味する。有効量はしばしば、腫瘍ホーミング分子に結
合された特定の抗菌ペプチドに依存する。腫瘍ホーミング分子が特定の抗菌ペプ
チドに連結されたホーミングプロアポトーシス結合体の有効量は、当業者に周知
の方法を用いて決定され得る。For the methods of treatment disclosed herein, an effective amount of homing pro-apoptotic conjugate must be administered to the subject. As used herein, the term "effective amount" means the amount of conjugate that produces the desired effect. Effective amounts often depend on the particular antimicrobial peptide attached to the tumor homing molecule. Effective amounts of homing pro-apoptotic conjugates in which the tumor homing molecule is linked to a particular antimicrobial peptide can be determined using methods well known to those of skill in the art.
【0130】
ホーミングプロアポトーシス結合体の投与の経路は、部分的には、その分子の
化学構造に依存する。例えば、ペプチドは、特に、経口的に投与された場合、有
用でない。なぜなら、このペプチドは、消化管で分解され得るからである。しか
し、内因性のプロテアーゼによる分解に対するペプチドの感受性を低くするよう
に、または消化管を通じてより吸収されるようにペプチドを化学的に改変する方
法(これには、Dアミノ酸の組み込みを含む)が、周知である(例えば、Blo
ndelleら、前出,1995;EckerおよびCrooke,前出、19
95;GoodmanおよびRo、前出、1995、を参照のこと)。このよう
な改変は、インビボパンニングにより同定された腫瘍ホーミングペプチド、およ
び抗菌ペプチドの上で実行され得る。さらに、ペプチド模倣物のライブラリー(
これは、Dアミノ酸、他の非天然に存在するアミノ酸、もしくは化学的に改変さ
れたアミノ酸を含み得る;またはペプチドの構造を模倣する有機分子であり得る
;またはビニル類似(vinylogous)ペプトイドのようなペプトイドで
あり得る)を調製する方法が、当該分野で公知であり、そして経口投与に安定な
腫瘍ホーミング分子を同定するために用いられ得る。The route of administration of homing pro-apoptotic conjugates depends, in part, on the chemical structure of the molecule. For example, peptides are not useful, especially when administered orally. This is because this peptide can be degraded in the digestive tract. However, methods of chemically modifying the peptide to make it less susceptible to degradation by endogenous proteases or to be more absorbed through the gastrointestinal tract, including the incorporation of D amino acids, have been described by Well known (eg Blo
ndelle et al., supra, 1995; Ecker and Crooke, supra, 19
95; Goodman and Ro, supra, 1995). Such modifications can be performed on tumor-homing peptides identified by in vivo panning, and antimicrobial peptides. Furthermore, a library of peptidomimetics (
It may include D amino acids, other non-naturally occurring amino acids, or chemically modified amino acids; or it may be an organic molecule that mimics the structure of a peptide; or such as a vinyl analog peptoid. Methods of preparing peptoids) are known in the art and can be used to identify tumor-homing molecules that are stable for oral administration.
【0131】
腫瘍ホーミングペプチドは、直鎖状または環状の構造を有し得る。いくつかの
ペプチドには、システイン残基が含まれ、ペプチドの環化を可能にした。特に、
少なくとも2つのシステイン残基を含むペプチドは、自発的に環化する。さらに
、このような環状ペプチドはまた、直鎖状形態で存在する場合、活性であり得る
(例えば、Koivunenら、前出、1993を参照のこと)。例えば、直鎖
状ペプチドであるNGRAHA(配列番号6)はまた、腫瘍ホーミング分子とし
て有用であった(表2を参照のこと)。従って、いくつかの場合には、本明細書
において開示された、さもなければ腫瘍ホーミングペプチドとして同定された、
腫瘍ホーミングペプチドにおける1つ以上のシステイン残基は、このペプチドの
腫瘍ホーミング活性に有意な影響を与えることなく、欠失され得る。本発明のペ
プチドの腫瘍ホーミング活性について、システイン残基またはシステイン残基に
対してアミノ酸残基N末端もしくはC末端の必要性を決定する方法は、慣用的で
あり、そして当該分野で周知である。Tumor homing peptides can have a linear or cyclic structure. Some peptides contained a cysteine residue, allowing cyclization of the peptide. In particular,
Peptides containing at least two cysteine residues cyclize spontaneously. Furthermore, such cyclic peptides may also be active when present in linear form (see, eg, Koivunen et al., Supra, 1993). For example, the linear peptide NGRAHA (SEQ ID NO: 6) was also useful as a tumor homing molecule (see Table 2). Thus, in some cases, disclosed herein, otherwise identified as a tumor homing peptide,
One or more cysteine residues in the tumor homing peptide can be deleted without significantly affecting the tumor homing activity of this peptide. Methods for determining the need for cysteine residues or amino acid residues N-terminal or C-terminal to cysteine residues for tumor homing activity of the peptides of the invention are conventional and well known in the art.
【0132】
本明細書にさらに開示されるように、全てではないが、いくつかの腫瘍ホーミ
ング分子はまた、腫瘍内に含まれない脈管形成脈管構造に対してホーミングし得
る。例えば、RGDモチーフまたはGSLモチーフのいずれかを含む腫瘍ホーミ
ング分子は、特異的に網膜新生脈管構造にホーミングした(Smithら、In
vest.Opththamol.Vis.Sci.35:101〜111(1
994)(参考として本明細書に援用される)が、一方、NGRモチーフを含む
腫瘍ホーミングペプチドは、この脈管形成脈管構造において実質的に蓄積しなか
った。これらの結果は、腫瘍脈管構造が、他の種類の脈管形成脈管構造では実質
的に発現されない標的分子を発現することを示す。本明細書において開示される
方法は、非腫瘍脈管形成脈管構造にホーミングするペプチドから腫瘍ホーミング
ペプチドを識別するために用いられ得る。当業者は、好ましくは、腫瘍を処置す
るために、腫瘍脈管構造に選択的にホーミングする、腫瘍ホーミングペプチドを
有する結合体を投与することを理解する。As further disclosed herein, some, but not all, tumor-homing molecules may also home to angiogenic vasculature that is not contained within the tumor. For example, tumor homing molecules containing either the RGD motif or the GSL motif specifically homed to the retinal neovasculature (Smith et al., In.
vest. Opththamol. Vis. Sci. 35: 101-111 (1
994) (incorporated herein by reference), whereas tumor-homing peptides containing the NGR motif did not substantially accumulate in this angiogenic vasculature. These results indicate that tumor vasculature expresses target molecules that are not substantially expressed in other types of angiogenic vasculature. The methods disclosed herein can be used to distinguish tumor-homing peptides from peptides that home to non-tumor angiogenic vasculature. The person skilled in the art will understand that, preferably, for treating a tumor, a conjugate having a tumor homing peptide, which selectively homes to the tumor vasculature, is administered.
【0133】
本発明は、キメラ前立腺ホーミングプロアポトーシス性ペプチドを提供する。
これは、例えば、良性前立腺過形成または前立腺癌の処置に用いられ得る。本明
細書において開示される場合、SMSIARLペプチド(配列番号207)は、
全身投与された場合、前立腺組織、詳細には前立腺脈管構造に、選択的に局在化
し得る(実施例IX.BおよびIX.Eを参照のこと)。さらに、前立腺ホーミ
ングペプチド SMSIARL(配列番号207)は、前立腺組織に連結部分(
例えば、ビオチンまたはファージ)を選択的に送達するために用いられ得る。本
明細書においてさらに開示されるように、アポトーシスは、SMSIARL−G
G−D(KLAKLAK)2キメラペプチドの全身投与によりマウス前立腺に誘
導された;非前立腺組織においてアポトーシスが観察された証拠はなかった(図
7および実施例IX.Cを参照のこと)。本明細書において開示される結果はま
た、SMSIARL−GG−D(KLAKLAK)2キメラペプチドの投与が、
TRAMPマウス(Gingrichら、Cancer Res.56:409
6〜4102(1996)に記載されるようにトランスジーンの影響下で前立腺
癌を発症する)の生存を延長し得ることを実証する。図8は、SMSIARL−
GG−D(KLAKLAK)2で処置したマウスが、ビヒクル単独、D(KLA
KLAK)2ペプチド単独、またはSMSIARLペプチド(配列番号207)
単独で処置したマウスよりも長く生存したことを示す。これらの結果に基づいて
、本発明は、キメラ前立腺ホーミングプロアポトーシス性ペプチド、および以下
にさらに記載するように前立腺癌を有する患者の処置のためにこのペプチドを用
いる方法を提供する。The present invention provides chimeric prostate homing pro-apoptotic peptides.
It can be used, for example, in the treatment of benign prostatic hyperplasia or prostate cancer. As disclosed herein, the SMSIARL peptide (SEQ ID NO: 207) is
When administered systemically, it can be selectively localized to prostate tissue, particularly the prostate vasculature (see Examples IX.B and IX.E). In addition, the prostate homing peptide SMSIARL (SEQ ID NO: 207) is a linking moiety to prostate tissue (
For example, it can be used to selectively deliver biotin or phage). As further disclosed herein, apoptosis is associated with SMSIARL-G.
Systemic administration of the G- D (KLAKLAK) 2 chimeric peptide was induced in mouse prostate; there was no evidence of apoptosis observed in non-prostate tissues (see Figure 7 and Example IX.C). The results disclosed herein also demonstrate that administration of SMSIARL-GG- D (KLAKLAK) 2 chimeric peptide
TRAMP mouse (Gingrich et al., Cancer Res. 56: 409.
6-4102 (1996), which develops prostate cancer under the influence of the transgene). FIG. 8 shows the SMSIARL-
GG-D (KLAKLAK) mice treated with 2, vehicle alone, D (KLA
KLAK) 2 peptide alone, or SMSIARL peptide (SEQ ID NO: 207)
Shown to have survived longer than mice treated alone. Based on these results, the present invention provides chimeric prostate homing pro-apoptotic peptide and methods of using this peptide for the treatment of patients with prostate cancer, as described further below.
【0134】
従って、本発明は、抗菌ペプチドに連結された前立腺ホーミングペプチドを含
むキメラ前立腺ホーミングプロアポトーシス性ペプチドを提供する。ここで、こ
のキメラペプチドは、前立腺組織に選択的にインターナライズされ、そしてその
組織に対する高い毒性を示すが、一方、抗菌ペプチドは、前立腺ホーミングペプ
チドに連結されない場合は、低い哺乳動物細胞毒性を有する。本発明のキメラペ
プチドにおいて、前立腺ホーミングペプチド部分は、例えば、配列SMSIAR
L(配列番号207)または機能的に等価な配列を含み得、そして抗菌ペプチド
部分は、配列(KLAKLAK)2(配列番号200)、(KLAKKLA)2
(配列番号201)、(KAAKKAA)2(配列番号202)、または(KL
GKKLG)3(配列番号203)などの両親媒性αヘリックス構造を有し得る
。好ましい実施形態において、抗菌ペプチド部分は、配列D(KLAKLAK) 2
を含む。例示的な前立腺ホーミングプロアポトーシス性ペプチドは、SMSI
ARL−GG−D(KLAKLAK)2として、本明細書に提供される。[0134]
Accordingly, the present invention includes a prostate homing peptide linked to an antimicrobial peptide.
A chimeric prostate homing pro-apoptotic peptide is provided. Where
Chimeric peptide is selectively internalized in prostate tissue, and its
While highly toxic to tissues, antibacterial peptides have been shown to interfere with prostate homing peptides.
When not linked to Tide, it has low mammalian cytotoxicity. Chimera of the present invention
In peptide, the prostate homing peptide moiety has, for example, the sequence SMSIAR
L (SEQ ID NO: 207) or a functionally equivalent sequence, and an antimicrobial peptide
The part is the sequence (KLAKLAK)Two(SEQ ID NO: 200), (KLAKKLA)Two
(SEQ ID NO: 201), (KAAKKAA)Two(SEQ ID NO: 202), or (KL
GKKLG)ThreeMay have an amphipathic α-helix structure such as (SEQ ID NO: 203)
. In a preferred embodiment, the antimicrobial peptide moiety is a sequenceD(KLAKLAK) Two
including. An exemplary prostate homing pro-apoptotic peptide is SMSI
ARL-GG-D(KLAKLAK)TwoAs provided herein.
【0135】
本発明は、前立腺癌に対するインビボの抗菌ペプチドを指向する方法をさらに
提供する。この方法は、抗菌ペプチドに連結した前立腺ホーミングペプチドを含
むキメラ前立腺ホーミングプロアポトーシス性ペプチドを投与する工程を包含し
、ここで、このキメラペプチドは、前立腺組織によって選択的に内在化され、そ
してこの組織に対して高い毒性を示し、一方、抗菌ペプチドは、前立腺ホーミン
グペプチドに連結されていない場合、低い哺乳動物細胞毒性を有する。本発明の
方法において、前立腺ホーミングペプチドは、例えば、配列SMSIARL(配
列番号207)または機能的に等価な配列を含み得、そして抗菌ペプチドは、D
(KLAKLAK)2のような配列を含み得る。好ましい実施形態において、キ
メラ前立腺ホーミングプロアポトーシス性ペプチドは、配列SMSIARL−G
G−D(KLAKLAK)2を含む。The invention further provides methods for directing in vivo antimicrobial peptides against prostate cancer. The method comprises administering a chimeric prostate homing proapoptotic peptide comprising a prostatic homing peptide linked to an antimicrobial peptide, wherein the chimeric peptide is selectively internalized by prostatic tissue, and the tissue The antimicrobial peptides have low mammalian cytotoxicity when not linked to the prostate homing peptide. In the methods of the invention, the prostate homing peptide can include, for example, the sequence SMSIARL (SEQ ID NO: 207) or a functionally equivalent sequence, and the antimicrobial peptide can include a sequence such as D (KLAKLAK) 2 . In a preferred embodiment, the chimeric prostate homing pro-apoptotic peptide has the sequence SMSIARL-G.
G- containing D (KLAKLAK) 2.
【0136】
本発明によって提供されるのはまた、前立腺癌においてインビボで選択的毒性
を誘導する方法である。この方法は、前立腺癌を含む被験体に、抗菌ペプチドに
連結された前立腺ホーミングペプチドを含むキメラ前立腺ホーミングプロアポト
ーシス性ペプチドを投与する工程を包含し、ここで、このキメラペプチドは、前
立腺組織によって選択的に内在化され、そしてこの組織に対して高い毒性を示し
、一方、抗菌ペプチドは、前立腺ホーミングペプチドに連結されていない場合、
低い哺乳動物細胞毒性を有する。前立腺癌においてインビボで選択的毒性を誘導
する方法は、例えば、配列SMSIARL(配列番号207)または機能的に等
価な配列を含む前立腺ホーミングペプチドを用いて実行され得る。抗菌ペプチド
は、例えば、配列D(KLAKLAK)2を含み得る。好ましい実施形態におい
て、キメラ前立腺ホーミングプロアポトーシス性ペプチドは、配列SMSIAR
L−GG−D(KLAKLAK)2を含む。Also provided by the present invention are methods of inducing selective toxicity in vivo in prostate cancer. The method comprises administering to a subject containing prostate cancer a chimeric prostate homing pro-apoptotic peptide comprising a prostatic homing peptide linked to an antimicrobial peptide, wherein the chimeric peptide is selected by prostate tissue. Internalized and highly toxic to this tissue, while the antimicrobial peptide is not linked to the prostate homing peptide:
Has low mammalian cytotoxicity. Methods of inducing selective toxicity in vivo in prostate cancer can be carried out, for example, with a prostate homing peptide comprising the sequence SMSIARL (SEQ ID NO: 207) or a functionally equivalent sequence. The antimicrobial peptide can include, for example, the sequence D (KLAKLAK) 2 . In a preferred embodiment, the chimeric prostate homing proapoptotic peptide has the sequence SMSIAR.
L-GG- D (KLAKLAK) 2 .
【0137】
さらに、本発明は、前立腺癌を有する患者を、この患者に本発明のキメラ前立
腺ホーミングプロアポトーシス性ペプチドを投与することによって処置する方法
を提供し、これによって、キメラペプチドは、腫瘍に対して選択的に毒性である
。このキメラペプチドは、抗菌ペプチドに連結された前立腺ホーミングペプチド
を含み、そしてこのキメラペプチドは、前立腺組織によって選択的に内在化され
、そしてこの組織に対して高い毒性を示し、一方、抗菌ペプチドは、前立腺ホー
ミングペプチドに連結されていない場合、低い哺乳動物細胞毒性を有する。前立
腺ホーミングペプチド部分は、例えば、配列SMSIARL(配列番号207)
または機能的に等価な配列を含み得、そして抗菌ペプチド部分は、例えば、配列 D
(KLAKLAK)2を含み得る。前立腺腫瘍を有する患者を処置するための
好ましい実施形態において、キメラペプチドは、配列SMSIARL−GG−D
(KLAKLAK)2を含む。[0137]
Furthermore, the present invention provides that a patient with prostate cancer is provided with this patient's chimeric progenitor.
Method of treating by administering gland homing pro-apoptotic peptide
The chimeric peptide is selectively toxic to tumors
. This chimeric peptide is a prostate homing peptide linked to an antimicrobial peptide.
And the chimeric peptide is selectively internalized by prostate tissue.
, And highly toxic to this tissue, while the antimicrobial peptide
It has low mammalian cytotoxicity when not linked to the minging peptide. Front
The gland homing peptide portion has, for example, the sequence SMSIARL (SEQ ID NO: 207).
Or may include a functionally equivalent sequence, and the antimicrobial peptide moiety may be, for example, a sequence D
(KLAKLAK)TwoCan be included. For treating patients with prostate tumors
In a preferred embodiment, the chimeric peptide has the sequence SMSIARL-GG-.D
(KLAKLAK)Twoincluding.
【0138】
本明細書中に使用される場合、用語「前立腺ホーミングペプチド」は、コント
ロール組織(例えば、脳)と比較して、前立腺組織に対してインビボで選択的に
ホーミングするペプチドを意味する。このようなペプチドは、一般的に、コント
ロール細胞型または組織に対して比較した場合に、前立腺組織に少なくとも2倍
より高く局在化することによって特徴付けられる。前立腺ホーミングペプチドは
、例えば、他の細胞型または他の脈管構造に対して比較した場合に、前立腺の脈
管構造に選択的にホーミングし得る(実施例IXを参照のこと)。As used herein, the term "prostate homing peptide" means a peptide that selectively homes in vivo to prostate tissue as compared to control tissue (eg, brain). Such peptides are generally characterized by at least a 2-fold higher localization in prostate tissue when compared to control cell types or tissues. Prostate homing peptides can selectively home to the vasculature of the prostate, for example, when compared to other cell types or other vasculature (see Example IX).
【0139】
本発明のキメラペプチドは、前立腺ホーミングペプチド部分の選択的ホーミン
グ活性に起因して、前立腺に選択的に送達される。種々の前立腺ホーミングペプ
チドが本発明において有用であり、これにはSMSIARL(配列番号207)
およびVSFLEYR(配列番号222)を含み、これらは、X7ライブラリー
のマウスへの注入(表7)、および引き続くインビボパンニング(例えば、米国
特許第5,622,699号に記載される)によって同定された。前立腺ホーミ
ングペプチドのSMSIARL(配列番号21)およびVSFLEYR(配列番
号22)は、脳に対して比較した場合、前立腺においてそれぞれ34倍および1
7倍の富化を示した。The chimeric peptides of the present invention are selectively delivered to the prostate due to the selective homing activity of the prostate homing peptide moieties. A variety of prostate homing peptides are useful in the present invention, which includes SMSIARL (SEQ ID NO: 207).
And wherein VSFLEYR (SEQ ID NO: 222), these are identified by injection into mice of X 7 library (Table 7), and subsequent in vivo panning (e.g., as described in U.S. Patent No. 5,622,699) Was done. The prostate homing peptides, SMSIARL (SEQ ID NO: 21) and VSFLEYR (SEQ ID NO: 22), are 34-fold and 1 in prostate, respectively, when compared to the brain.
It showed a 7-fold enrichment.
【0140】
1つの実施形態において、本発明は、配列SMSIARL(配列番号207)
または機能的に等価な配列を含む前立腺ホーミングペプチドに依存する。用語「
機能的に等価な配列」は、配列SMSIARL(配列番号207)に関して本明
細書中に使用される場合、配列SMSIARL(配列番号207)に関して図9
に示されるように、前立腺血管の内皮に選択的に結合し、そしてこの配列が同じ
レセプターに選択的に結合する点で同様に機能する配列を意味する。In one embodiment, the invention features the sequence SMSIARL (SEQ ID NO: 207).
Alternatively, it relies on a prostate homing peptide containing a functionally equivalent sequence. the term"
A "functionally equivalent sequence", as used herein with respect to the sequence SMSIARL (SEQ ID NO: 207), refers to the sequence SMSIARL (SEQ ID NO: 207) in FIG.
As shown in Fig. 3, a sequence is shown that selectively binds to the endothelium of prostate blood vessels and functions similarly in that this sequence selectively binds to the same receptor.
【0141】
本発明のキメラ前立腺ホーミングプロアポトーシス性ペプチドは、種々の前立
腺障害において選択的毒性を誘導するために使用され得る。このような障害とし
ては、良性の結節性前立腺過形成ならびに臨床的に明らかな癌および準臨床的癌
を含む原発性癌および続発性癌が挙げられる。本発明のキメラペプチドを用いて
処置される癌としては、腺癌のような前立腺癌腫を含む。The chimeric prostate homing pro-apoptotic peptides of the invention can be used to induce selective toxicity in various prostate disorders. Such disorders include benign nodular prostate hyperplasia and primary and secondary cancers including clinically apparent and subclinical cancers. Cancers treated with the chimeric peptides of the invention include prostate carcinomas such as adenocarcinomas.
【0142】
以下の実施レセプターは、例示することが意図されるが、本発明を限定するこ
とは意図されない。The following working receptors are intended to be exemplary, but not limiting of the invention.
【0143】
(実施例I)
(D(KLAKLAK)2の特徴付け)
本実施例は、D(KLAKLAK)2が、ミトコンドリア膜を優先的に破壊し
、そしてミトコンドリア依存性アポトーシスを誘導することを実証する。Example I Characterization of D (KLAKLAK) 2 This example demonstrates that D (KLAKLAK) 2 preferentially disrupts mitochondrial membranes and induces mitochondrial-dependent apoptosis. To do.
【0144】
合成の14マーのKLAKLAKKLAKLAK(配列番号200)((KL
AKLAK)2と称される)を選択した。なぜなら、これは、真核生物細胞を殺
傷するのに必要とされる濃度よりも2オーダー低い大きさの濃度で細菌を殺傷す
るからである(Javadpourら,J.Med.Chem.39:3107
−3113(1996))。全てのD−エナンチオマー、D(KLAKLAK) 2
、を使用して、プロテアーゼによる分解を回避した(Bessalleら,F
EBS Lett.274:151−155(1990);Wadeら,Pro
c.Natl.Acad.Sci.87:4761−4765(1990))。[0144]
Synthetic 14-mer KLAKLAKKLAKLAK (SEQ ID NO: 200) ((KL
(AKLAK)TwoIs called). Because it kills eukaryotic cells
Kills bacteria at a concentration that is two orders of magnitude lower than that required to damage
(Javadpool et al., J. Med. Chem. 39: 3107).
-3113 (1996)). All D-enantiomers,D(KLAKLAK) Two
, To avoid degradation by proteases (Bessalle et al., F.
EBS Lett. 274: 151-155 (1990); Wade et al., Pro.
c. Natl. Acad. Sci. 87: 4761-4765 (1990)).
【0145】
(D(KLAKLAK)2は、優先的にミトコンドリア膜を破壊する)
真核生物原形質膜よりも優先的にミトコンドリア膜を崩壊するD(KLAKL
AK)2の能力を、ミトコンドリア膨張アッセイおよびミトコンドリア依存性の
アポトーシスの無細胞系によって、および細胞傷害性アッセイによって評価した
。[0145] (D (KLAKLAK) 2 preferentially disrupt mitochondrial membranes) collapses preferentially mitochondrial membrane than eukaryotic plasma membranes D (KLAKL
The capacity of AK) 2 was assessed by the mitochondrial swelling assay and the cell-free system of mitochondrial-dependent apoptosis, and by the cytotoxicity assay.
【0146】
ミトコンドリア膨張アッセイを、以下のように実施した。簡単に言うと、ラッ
ト肝臓ミトコンドリアを、Ellerbyら,J.Neurosci.17:6
165−6178(1997)に記載されるように調製した。ペプチドを、HP
LCによって90%よりも高い純度で合成した(DLSLARLATARLAI
(配列番号204)Coast Scientific,Inc.,San D
iego,CA;全ての他のペプチドは、AnaSpec,Inc.)。ミトコ
ンドリアを、10μMの濃度のD(KLAKLAK)2、10μMの濃度のDL
SLARLATARLAI ネガティブコントロールペプチド(配列番号204
)、またはポジティブコントロールとして200μMの濃度のCa+2を用いて
処理した。ペプチドをキュベット中のミトコンドリアに添加し、膨張を、520
nmでの可視吸光度を測定することによって定量した。The mitochondrial swelling assay was performed as follows. Briefly, rat liver mitochondria were prepared as described in Ellerby et al. Neurosci. 17: 6
Prepared as described in 165-6178 (1997). Peptide, HP
Synthesized by LC to a purity higher than 90% (DLSLLARLATARLAI
(SEQ ID NO: 204) Coast Scientific, Inc. , San D
IEGO, CA; all other peptides are described in AnaSpec, Inc. ). Mitochondria were treated with D (KLAKLAK) 2 at a concentration of 10 μM and DL at a concentration of 10 μM.
SLARLATARAI negative control peptide (SEQ ID NO: 204
), Or with Ca +2 at a concentration of 200 μM as a positive control. Peptide was added to the mitochondria in the cuvette and swelled to 520
It was quantified by measuring the visible absorbance at nm.
【0147】
図2aに示されるように、10μM D(KLAKLAK)2は、顕著なミト
コンドリアの膨張を誘導した。50%の細胞単層を殺傷するのに必要とされる致
死濃度で測定した場合(LC50;表1)、温和な膨張が、3μMの濃度におい
て明らかであり、真核生物細胞を殺傷するのに必要とされる濃度(約300μM
)よりも2オーダーの低い大きさであった。ネガティブコントロールとして使用
された非αヘリックス形成ペプチドDLSLARLATARLAI(配列番号2
04)は、ミトコンドリア膨張を誘導しなかった。これらの結果は、D(KLA
KLAK)2が、真核生物原形質膜と比較して、ミトコンドリア膜を優先的に破
壊することを実証する。As shown in FIG. 2a, 10 μM D (KLAKLAK) 2 induced significant mitochondrial swelling. When measured at the lethal concentration required to kill 50% of cell monolayers (LC 50 ; Table 1), a mild swelling was evident at a concentration of 3 μM, killing eukaryotic cells. Required concentration (about 300 μM
) Was two orders of magnitude lower than The non-α-helix forming peptide DLSLARLATARLAI (SEQ ID NO: 2 used as negative control)
04) did not induce mitochondrial swelling. These results are D (KLA
We demonstrate that KLAK) 2 preferentially disrupts the mitochondrial membrane compared to the eukaryotic plasma membrane.
【0148】[0148]
【表1】
(D(KLAKLAK)2は、ミトコンドリア依存性アポトーシスを誘導する
)
D(KLAKLAK)2ペプチドを、正常な細胞質ゾル抽出物中に懸濁された
正常なミトコンドリアから構成される無細胞系において、ミトコンドリア依存性
アポトーシスを活性化する能力に関してアッセイした(Ellerbyら、J.
Neurosci.17:6165−6178(1997))。アポトーシスを
、不活性プロ形態(proform)から活性プロテアーゼへの特徴的なカスパ
ーゼ−3プロセシングによって測定した(Alnemriら,Cell 87:
171(1996))。[Table 1] ( D (KLAKLAK) 2 induces mitochondrial-dependent apoptosis) D (KLAKLAK) 2 peptide is mitochondrial-dependent in a cell-free system composed of normal mitochondria suspended in normal cytosolic extract. Assayed for the ability to activate sexual apoptosis (Ellerby et al., J. Am.
Neurosci. 17: 6165-6178 (1997)). Apoptosis was measured by the characteristic caspase-3 processing from an inactive proform to an active protease (Alnemri et al., Cell 87:
171 (1996)).
【0149】
無細胞アポトーシスアッセイを、本質的に以下のように実行した。無細胞系を
、Ellerbyら(前出、1997)に記載されるように再構築し、そしてミ
トコンドリア依存性反応に関して、ラット肝臓ミトコンドリアを、皮膚微細血管
内皮細胞から調製された正常な(非アポトーシス)細胞質ゾル抽出液に懸濁した
。ペプチドを100μMの濃度で添加し、30℃または37℃で2時間インキュ
ベートした後、ミトコンドリアを遠心分離によって除去し、そして上清を、12
%ゲル(Biorad;Hercules,CA)上のSDS/PAGEイムノ
ブロッティングによって分析した。タンパク質を、PVDF膜(Biorad)
に移し、抗カスパーゼ−3抗体(Santa Cruz Biotechnol
ogy;Santa Cruz,CA)を用いてインキュベートし、続いて、E
CL検出(Amersham;Arlington Heights,IL)を
した。The cell-free apoptosis assay was performed essentially as follows. The cell-free system was reconstructed as described by Ellerby et al. (Supra, 1997), and for mitochondrial-dependent reactions, rat liver mitochondria were prepared from normal (non-apoptotic) skin microvascular endothelial cells. Suspended in cytosolic extract. After adding the peptide at a concentration of 100 μM and incubating at 30 ° C. or 37 ° C. for 2 hours, mitochondria were removed by centrifugation, and the supernatant was
Analyzed by SDS / PAGE immunoblotting on a% gel (Biorad; Hercules, CA). PVDF membrane (Biorad)
And the anti-caspase-3 antibody (Santa Cruz Biotechnol
Ogy; Santa Cruz, CA) followed by E
CL detection (Amersham; Arlington Heights, IL) was performed.
【0150】
特徴的なカスパーゼ−3プロセシングを、Ellerbyら(前出、1997
)に記載されるように皮膚微細血管内皮細胞溶解物中で測定した。簡単に言うと
、細胞溶解物のアリコート(1μl 溶解物、8〜15mg/ml)を100μ
M N−アセチル−Asp−Glu−Val−Asp−pNA(DEVD−pN
A;BioMol;100μl、100mM HEPES、10% スクロース
、0.1% CHAPS、1mM DTT、pH 7.0)に添加した。DEV
D−pNAの加水分解を、25℃において分光光度計(400nm)でモニター
した。The characteristic caspase-3 processing was characterized by Ellerby et al. (Supra, 1997).
) In skin microvascular endothelial cell lysates as described in (1). Briefly, 100 μl aliquots of cell lysate (1 μl lysate, 8-15 mg / ml)
MN-Acetyl-Asp-Glu-Val-Asp-pNA (DEVD-pN
A; BioMol; 100 μl, 100 mM HEPES, 10% sucrose, 0.1% CHAPS, 1 mM DTT, pH 7.0). DEV
The hydrolysis of D-pNA was monitored with a spectrophotometer (400 nm) at 25 ° C.
【0151】
図2b、レーン4に示されるように、特徴的なカスパーゼプロセシングである
活性なプロテアーゼを、ミトコンドリアおよびD(KLAKLAK)2の存在下
で観察した。ネガティブコントロールとして使用した非αヘリックス形成ペプチ
ドのDLSLARLATARLAI(配列番号204)は、無細胞系で試験され
た場合、不活性であり、そして真核生物に対して致死的ではなかった(図2b;
Ellerbyら、前出、1997もまた参照のこと)。As shown in FIG. 2b, lane 4, the active protease, a characteristic caspase processing, was observed in the presence of mitochondria and D (KLAKLAK) 2 . The non-α-helix forming peptide DLSLARLATARLAI (SEQ ID NO: 204) used as a negative control was inactive when tested in a cell-free system and was not lethal to eukaryotes (FIG. 2b;
See also Ellerby et al., Supra, 1997).
【0152】
要するに、これらの結果は、D(KLAKLAK)2が、真核生物原形質膜に
対して比較した場合にミトコンドリア膜を優先的に破壊し、そしてミトコンドリ
ア依存性アポトーシスを活性化することを示す。In summary, these results indicate that D (KLAKLAK) 2 preferentially disrupts mitochondrial membranes and activates mitochondrial-dependent apoptosis when compared to eukaryotic plasma membranes. Show.
【0153】
(実施例II)
(HPP−1の特徴付け)
この実施例は、CNGRC−GG−D(KLAKLAK)2(HPP−1)が
、組織培養モデルにおける脈管形成を阻害することを実証する。Example II Characterization of HPP-1 This example demonstrates that CNGRC-GG- D (KLAKLAK) 2 (HPP-1) inhibits angiogenesis in a tissue culture model. To do.
【0154】
グリシニルグリシン架橋を介して抗菌ペプチドへと連結されたホーミングドメ
インを含むキメラを調製した。上記のように、ペプチドを、AnaSpec,I
ncによるHPLCによって、90%より高い純度まで商業的に合成した。A chimera containing a homing domain linked to an antimicrobial peptide via a glycinylglycine bridge was prepared. As above, the peptide was labeled with AnaSpec, I
Commercially synthesized to> 90% purity by HPLC by nc.
【0155】
このホーミングドメインは、環状(システイン間のジスルフィド結合)CNG
RCペプチド(配列番号8;図1を参照のこと)、または二重環状ACDCRG
DCFCペプチド(配列番号16)のいずれかであり、この両方は腫瘍−ホーミ
ング特性を有し(Pasqualiniら,Nature Biotech.1
5:542−546(1997);Arapら,Science 279:37
7−380(1998))、そして吸収され得る(Arapら,前出,1998
;Hartら,J.Biol.Chem.269:12468−12474(1
994);Bretscherら,EMBO.J.8:1341−1348(1
989))。ホーミングドメイン−レセプター相互作用の推定されるキラルな性
質に起因して、このホーミングドメインを全てL体のアミノ酸から合成した。こ
のグリシニルグリシン架橋を使用して、ホーミングおよび抗菌のドメインをカッ
プリングしてペプチドに柔軟性を与え、そして潜在的な立体的な相互作用を最小
化した。This homing domain is cyclic (disulfide bond between cysteines) CNG.
RC peptide (SEQ ID NO: 8; see Figure 1), or dual cyclic ACDCRG
DCFC peptide (SEQ ID NO: 16), both of which have tumor-homing properties (Pasqualini et al., Nature Biotech. 1).
5: 542-546 (1997); Arap et al., Science 279: 37.
7-380 (1998)) and can be absorbed (Arap et al., Supra, 1998.
Hart et al., J .; Biol. Chem. 269: 12468-12474 (1
994); Brettcher et al., EMBO. J. 8: 1341-1348 (1
989)). Due to the putative chiral nature of the homing domain-receptor interaction, this homing domain was synthesized from all L-amino acids. This glycinylglycine bridge was used to couple the homing and antimicrobial domains to give flexibility to the peptide and minimize potential steric interactions.
【0156】
(HPP−1で処置された真皮微細血管内皮細胞の生存度)
HPP−1の有効性および特異性を、Gotoら,Lab.Invest.6
9:508−517(1993)に記載されるように、管脈形成の組織培養モデ
ルにおいて評価した。管脈形成の間に、毛細管内皮細胞は増殖および移動する(
Risau,Nature 386:671−674(1997);Zette
r,Ann.Rev.Med.49:407−424(1998))。索の形成
は移動の一形態であり、これは、図3に示されるように、インビトロで内皮細胞
の形態が通常の「丸石」から細胞の鎖または索へと変化することによって表され
る(Gotoら,前出,1993もまた参照のこと)。Viability of dermal microvascular endothelial cells treated with HPP-1 The efficacy and specificity of HPP-1 was determined by Goto et al., Lab. Invest. 6
9: 508-517 (1993) and evaluated in a tissue culture model of angiogenesis. During angiogenesis, capillary endothelial cells proliferate and migrate (
Risau, Nature 386: 671-674 (1997); Zette.
r, Ann. Rev. Med. 49: 407-424 (1998)). Cord formation is a form of migration, which is represented by the change in endothelial cell morphology in vitro from normal “cobblestones” to chains or cords of cells, as shown in FIG. 3 ( See also Goto et al., Supra, 1993).
【0157】
HPP−1の影響を、増殖および索形成の管脈形成条件下で、正常なヒト真皮
微細血管内皮細胞(DMEC)についてアッセイした。さらに、HPP−1の影
響を、100%のコンフルエンシーで維持される単層の血管形成抑制性条件下で
、アッセイした(以下に記載するように)。The effect of HPP-1 was assayed on normal human dermal microvascular endothelial cells (DMEC) under proliferative and chondrogenic angiogenic conditions. In addition, the effects of HPP-1 were assayed under monolayer antiangiogenic conditions maintained at 100% confluency (as described below).
【0158】
手短に言うと、真皮微細血管内皮細胞(DMEC)を、CADMEC Gro
wth MediaTM(Cell Applications,Inc.;S
an Diego,CA)中で増殖した。次いで、真皮微細血管内皮細胞を、3
つの実験条件下で培養した:増殖、500ng/mlのヒト組換え脈管内皮増殖
因子(VEGF;Pharmingen)を補充した増殖培地における30%の
コンフルエンシー;増殖なし、単層を維持するために処方された培地中100%
のコンフルエンシー;および索形成、索形成を誘発するために処方された培地中
60%のコンフルエンシー(誘発に必要)。KS1767およびMDA−MB−
435細胞を、Arapら,前出,1998;Hernierら,前出,199
4に記載されるように培養した。Briefly, dermal microvascular endothelial cells (DMEC) were isolated from CADMEC Gro.
wth Media ™ (Cell Applications, Inc .; S
an Diego, CA). Then, the dermal microvascular endothelial cells were added to 3
Cultured under one experimental condition: Growth, 30% confluency in growth medium supplemented with 500 ng / ml human recombinant vascular endothelial growth factor (VEGF; Pharmingen); no growth, formulated to maintain monolayers. 100% in conditioned medium
, And 60% confluency in the medium formulated to induce cord formation (required for induction). KS1767 and MDA-MB-
435 cells from Arap et al., Supra, 1998; Hernier et al., Supra, 199.
Cultured as described in 4.
【0159】
生存度のパーセントおよびLC50(表1)を、Ellerbyら,J.Ne
urosci.17:6165−6178(1997)に記載されるようなアポ
トーシスの形態学によって決定した。生存度パーセントのアッセイについて、真
皮微細血管内皮細胞を、60μMのHPP−1またはコントロールペプチドD(
KLAKLAK)2で処置した。示された時点で、細胞培養培地を接着性細胞か
ら吸引し、そしてこの細胞を37℃のPBSで1回穏やかに洗浄した。引き続い
て、PBS中の色素混合物(100μg/mlのアクリジンオレンジおよび10
0μg/mlの臭化エチジウム)の20倍希釈物を、この細胞上に徐々にピペッ
トで移し、これを倒立顕微鏡で見た(Nikon TE 300)。染色質の辺
縁趨向および凝縮、ならびに/または核の断片化(早期/中期のアポトーシス)
を示す核、あるいは易感染性血漿膜(後期アポトーシス)を有する細胞を、生存
可能でないとして記録した。各実験において、所定の時点まで少なくとも500
個の細胞を記録した。生存度のパーセントを、未処置のコントロールと比較して
計算した。単層、増殖(60%のコンフルエンシー)、および索形成についての
LC50を、72時間で記録した。Percent viability and LC 50 (Table 1) were calculated according to Ellerby et al. Ne
urosci. 17: 6165- 6178 (1997), by morphology of apoptosis. For percent viability assay, dermal microvascular endothelial cells were treated with 60 μM HPP-1 or control peptide D (
KLAKLAK) 2 . At the indicated time points, cell culture medium was aspirated from adherent cells and the cells were gently washed once with 37 ° C PBS. Subsequently, the dye mixture in PBS (100 μg / ml acridine orange and 10
A 20-fold dilution of 0 μg / ml ethidium bromide) was pipetted slowly onto the cells, which was viewed under an inverted microscope (Nikon TE 300). Chromatin marginal orientation and condensation, and / or nuclear fragmentation (early / intermediate apoptosis)
Cells with nuclei or immunocompromised plasma membranes (late apoptosis) were scored as non-viable. In each experiment, at least 500 until a given time
Individual cells were recorded. The percent viability was calculated relative to untreated controls. The LC 50 for monolayer, proliferation (60% confluency), and cord formation was recorded at 72 hours.
【0160】
図3に示されるように、真皮微細血管内皮細胞の60mM HPP−1での処
置は、増殖または索形成の条件下で、未処置のコントロールと比較して時間と共
に生存度パーセントの減少を導いた(それぞれ、図3cおよび3dを参照のこと
)。対照的に、ネガティブコントロールとしての非標的化ペプチドD(KLAK
LAK)2での処置は、生存度における無視できる損失を導いた。さらに、HP
P−1で処置された、増殖または移動している真皮微細血管内皮細胞についての
LC50は、100%のコンフルエンシーでの単層において維持される血管形成
抑制性な真皮微細内皮細胞についてのLC50よりも大きさの次数が低かった(
表1)。これらの結果は、血管形成抑制性な条件と比較して、管脈形成条件下で
のHPP−1による優先的な殺傷を実証する。As shown in FIG. 3, treatment of dermal microvascular endothelial cells with 60 mM HPP-1 reduced percent viability over time under conditions of proliferation or cord formation compared to untreated controls. (See FIGS. 3c and 3d, respectively). In contrast, non-targeting peptide D (KLAK as a negative control
Treatment with LAK) 2 led to a negligible loss in viability. Furthermore, HP
Was treated with P-1, LC 50 for dermal microvascular endothelial cells growing or move, LC about 100% confluency angiogenesis inhibitory dermal micro endothelial cells maintained in monolayer at Sea The order of magnitude was lower than 50 (
Table 1). These results demonstrate preferential killing by HPP-1 under angiogenic conditions compared to angiostatic conditions.
【0161】
種々のコントロールをまた、真皮微細血管内皮細胞の生存度への影響について
アッセイした。管脈形成条件下での非標的化コントロールD(KLAKLAK) 2
についてのLC50は、管脈静的条件下でのHPP−1についてのLC50と
同様であった。さらに、未結合D(KLAKLAK)2およびCNGRC(配列
番号8)の混合物、非標的化形態のCARAC−GG−D(KLAKLAK)2
、およびかき集められた(scrambled)形態のCGRNC−GG−D(
KLAKLAK)2は、D(KLAKLAK)2と同様の結果を与えた。さらに
、代替的プロトタイプACDCRGDCFC−GG−D(KLAKLAK)2は
、CNGRC−GG−D(KLAKLAK)2(HPP−1;データは示さず)
についての結果と同様の結果を与えた。[0161]
Various controls were also used to determine the effect on dermal microvascular endothelial cell viability.
Assayed. Non-targeted control under angiogenic conditionsD(KLAKLAK) Two
About LCFiftyIs the LC for HPP-1 under vascular static conditionsFiftyWhen
It was similar. Furthermore, unboundD(KLAKLAK)TwoAnd CNGRC (sequence
No. 8) mixture, non-targeted form CARAC-GG-D(KLAKLAK)Two
, And the scrambled form of CGRNC-GG-D(
(KLAKLAK)TwoIsD(KLAKLAK)TwoAnd gave similar results. further
, An alternative prototype ACDCRGDCFC-GG-D(KLAKLAK)TwoIs
, CNGRC-GG-D(KLAKLAK)Two(HPP-1; data not shown)
The results were similar to those for.
【0162】
(HPP−1で処置された真皮微細血管内皮細胞のミトコンドリア形態学)
真皮微細血管内皮細胞のミトコンドリア形態学を、以下のように60μM H
PP−1、ACDCRGDCFC−GG−D(KLAKLAK)2または非標的
化D(KLAKLAK)2で処置した後に、増殖細胞において評価した。真皮微
細血管内皮細胞を、100nMのミトコンドリア染色MitoTracker
RedTM(Molecular Probes,Inc.,Eugene,O
R)および500nMの核染色DAPI(Molecular Probes,
Inc.)と共に、37℃で30分間インキュベートすることによって、ペプチ
ドで処置した24時間および72時間後に染色した。引き続いて、ミトコンドリ
アを、三重波長フィルタセット(Nikon)を用いる倒置顕微鏡の下で、蛍光
顕微鏡(100×)を使用して可視化した。Mitochondrial Morphology of HPP-1 Treated Dermal Microvascular Endothelial Cells The mitochondrial morphology of dermal microvascular endothelial cells was determined as follows: 60 μM H
It was evaluated in proliferating cells after treatment with PP-1, ACDCRGDCFC-GG- D (KLAKLAK) 2 or non-targeted D (KLAKLAK) 2 . Dermal microvascular endothelial cells were stained with 100 nM mitochondria MitoTracker
Red ™ (Molecular Probes, Inc., Eugene, O.
R) and 500 nM nuclear stain DAPI (Molecular Probes,
Inc. ) For 30 minutes at 37 ° C. and stained 24 and 72 hours after peptide treatment. The mitochondria were subsequently visualized using a fluorescence microscope (100x) under an inverted microscope with a triple wavelength filter set (Nikon).
【0163】
D(KLAKLAK)2で24時間処置された真皮微細血管内皮細胞のミトコ
ンドリアは、形態学的に正常なままでであったが、各プロトタイプで処置された
ミトコンドリアは、変化したミトコンドリア形態を示した。特に、変化したミト
コンドリア形態は、細胞のラウンドアップ(round−up)の前にCNGR
C−GG−D(KLAKLAK)2またはACDCRGDCFC−GG−D(K
LAKLAK)2で処置された細胞の約80%において明らかであった。究極的
には、CNGRC−GG−D(KLAKLAK)2(HPP−1)処置された真
皮微細血管内皮細胞は、72時間で見られるように、アポトーシスの古典的な形
態学的指標を示した(核の凝縮および断片化を含む)(Ellerbyら,前出
,1997)。アポトーシス細胞死を、カスパーゼ活性についてアッセイするこ
とによって確認した(図3b;Ellerbyら,前出,1997を参照のこと
)。While the mitochondria of dermal microvascular endothelial cells treated with D (KLAKLAK) 2 for 24 hours remained morphologically normal, the mitochondria treated with each prototype showed altered mitochondrial morphology. Indicated. In particular, the altered mitochondrial morphology can be confused by CNGR prior to round-up of cells.
C-GG- D (KLAKLAK) 2 or ACDCRGDCFC-GG- D (K
It was apparent in about 80% of cells treated with LAKLAK) 2 . Ultimately, CNGRC-GG- D (KLAKLAK) 2 (HPP-1) treated dermal microvascular endothelial cells showed a classical morphological indicator of apoptosis, as seen at 72 hours ( Including nuclear condensation and fragmentation) (Ellerby et al., Supra, 1997). Apoptotic cell death was confirmed by assaying for caspase activity (see Figure 3b; Ellerby et al., Supra, 1997).
【0164】
(HPP−1で処置されたKS1767およびMDA−MB−435細胞の生
存度)
キメラHPP−1ペプチドは、増殖または移動している真皮微細血管内皮細胞
に対してと同様に、KS1767細胞(これは、カポージ肉腫由来である)に対
して毒性である(表1;Hernierら,AIDS 8:575−581(1
994))。対照的に、HPP−1は、約1桁の大きさだけMDA−MB−43
5ヒト乳癌細胞に対して低毒性であった(表1)。KS1767細胞(これは、
内皮起源である)は、管脈形成内皮細胞と共通点があり、そしてCNGRCペプ
チド(配列番号8)に結合し、一方MDA−MB−435細胞は結合しない(S
amaniegoら,Amer.J.Path.152:1433−1443(
1998);Arapら,前出,1998)。Viability of KS1767 and MDA-MB-435 Cells Treated with HPP-1 The chimeric HPP-1 peptide was conjugated to KS1767 cells as well as to proliferating or migrating dermal microvascular endothelial cells. (This is from Kaposi's sarcoma) (Table 1; Hernier et al., AIDS 8: 575-581 (1
994)). In contrast, HPP-1 is only about an order of magnitude larger than MDA-MB-43.
It was of low toxicity to 5 human breast cancer cells (Table 1). KS1767 cells (this is
Endothelial origin) has something in common with angiogenic endothelial cells and binds to the CNGRC peptide (SEQ ID NO: 8), whereas MDA-MB-435 cells do not (S.
amaniego et al., Amer. J. Path. 152: 1433-1443 (
1998); Arap et al., Supra, 1998).
【0165】
要約すると、これらの結果は、HPP−1が真皮微細血管内皮細胞におけるミ
トコンドリアの膨張およびアポトーシスを誘導することを実証する。In summary, these results demonstrate that HPP-1 induces mitochondrial swelling and apoptosis in dermal microvascular endothelial cells.
【0166】
(実施例III)
(ホーミングプロアポトーシス性ペプチドのインビボ活性)
この実施例は、CNGRC−GG−D(KLAKLAK)2(HPP−1)が
、腫瘍の増殖を阻害し、そして腫瘍保有動物の生存を延長することを実証する。
この実施例はさらに、CDCRGDCFC−GG−D(KLAKLAK)2が網
膜の新生血管形成を阻害することを実証する。Example III In Vivo Activity of Homing Proapoptotic Peptides This example demonstrates that CNGRC-GG- D (KLAKKLAK) 2 (HPP-1) inhibits tumor growth and tumor-bearing animals. Demonstrate prolongation of survival.
This example further demonstrates that CDCRGDCFC-GG- D (KLAKLAK) 2 inhibits retinal neovascularization.
【0167】
(A.CNGRC−GG−D(KLAKLAK)2(HPP−1)のインビボ
活性)
HPP−1の活性を、以下のようにヒトMDA−MD−435乳癌異種移植片
を有するヌードマウスを用いてインビボで試験した。手短に言うと、MDA−M
B−435およびC8161−誘導腫瘍異種移植片を、Arapら,前出,19
98に記載されるように、2月齢の雌のヌードマウスで樹立した(Jackso
n Labs;Bar Harbor,ME)。蒸留水中で調製した2,2,2
−トリブロモエタノール(Aldrich;Milwaukee,WI)および
2−メチル−ブタノール(Aldrich)の混合物を用いてマウスを麻酔した
後、ペプチドを、200μlの容量、250μg/週/マウスの用量で、尾静脈
を通して静脈内にゆっくりと投与した。腫瘍の三次元測定を、麻酔下でカリパス
によって行い、そして腫瘍の容量を計算するために使用した(Pasquali
niら,前出,1996)。A. CNGRC-GG- D (KLAKLAK) 2 (HPP-1) In Vivo Activity HPP-1 activity was determined in nude mice bearing human MDA-MD-435 breast cancer xenografts as follows. And tested in vivo. In short, MDA-M
B-435 and C8161-induced tumor xenografts were prepared according to Arap et al., Supra, 19
98, established in 2-month-old female nude mice (Jackso.
n Labs; Bar Harbor, ME). 2,2,2 prepared in distilled water
-After anesthetizing the mice with a mixture of tribromoethanol (Aldrich; Milwaukee, WI) and 2-methyl-butanol (Aldrich), the peptide was passed through the tail vein in a volume of 200 [mu] l, dose of 250 [mu] g / week / mouse. Administered slowly intravenously. Three-dimensional measurement of tumors was performed with calipers under anesthesia and used to calculate tumor volume (Pasquali.
ni et al., supra, 1996).
【0168】
図4aに示されるように、腫瘍の容量は、コントロール(これは、非標的化C
ARAC−GG−D(KLAKLAK)2、ならびに未結合D(KLAKLAK
)2およびCNGRC(配列番号8)ペプチドの混合物である)よりも1桁の大
きさだけ平均で小さかった。図4bにおいてさらに示されるように、生存は、コ
ントロールグループよりもHPP−1処置グループにおいて長かった。いくつか
のHPP−1処置マウスは、コントロールマウスよりも数ヶ月間長生きし、原発
性腫瘍の増殖および転移の両方がHPP−1によって阻害されたことを示す。組
織病理学的分析は、明白な腫瘍構造の破壊および腫瘍における広範な細胞死を明
らかにし、この細胞死がほぼ等しくアポトーシス性およびネクローシス性である
ことを実証する。同様の実験において、HPP−1はまた、ヒト黒色腫細胞株C
8161由来の腫瘍に対して有効である(Welchら,Int.J.Canc
er 47:227−237(1991))。As shown in FIG. 4a, tumor volume was controlled by the control (which was non-targeted C
ARAC-GG- D (KLAKLAK) 2 as well as unbound D (KLAKLAK)
2 ) and CNGRC (which is a mixture of CNGRC (SEQ ID NO: 8) peptides) was an order of magnitude smaller on average. As further shown in Figure 4b, survival was longer in the HPP-1 treated group than in the control group. Some HPP-1 treated mice lived several months longer than control mice, indicating that both primary tumor growth and metastasis were inhibited by HPP-1. Histopathological analysis reveals overt tumor structure destruction and extensive cell death in the tumor, demonstrating that this cell death is approximately equally apoptotic and necrotic. In a similar experiment, HPP-1 also induced human melanoma cell line C
Effective against 8161-derived tumors (Welch et al., Int. J. Canc.
er 47: 227-237 (1991)).
【0169】
これらの結果は、ホーミングプロアポトーシス性結合体(例えば、CNGRC
−GG−D(KLAKLAK)2(HPP−1))が、インビボで強力な抗腫瘍
活性を有することを示す。These results show that homing pro-apoptotic conjugates (eg CNGRC)
-GG- D (KLAKLAK) 2 (HPP-1)) has potent antitumor activity in vivo.
【0170】
(B.CDCRGDCFC−GG−D(KLAKLAK)2のインビボ活性)
網膜新脈管形成は、新生仔マウスにおいて酸素誘導性であった。引き続いて、
マウスを、単一の13μgの静脈内用量(1群あたり1動物)のビヒクル;CD
CRGDCFC−GG−D(KLAKLAK)2;または非結合体化CDCRG
DCFC(配列番号1)およびD(KLAKLAK)2のコントロール混合物で
処置した。4日後、網膜新血管数を、各々の処置について決定した。B. In Vivo Activity of CDCRGDCFC-GG- D (KLAKLAK) 2 Retinal angiogenesis was oxygen-induced in neonatal mice. Then,
Mice were given a single 13 μg intravenous dose (1 animal per group) of vehicle; CD
CRGDCFC-GG- D (KLAKLAK) 2 ; or unconjugated CDCRG
It was treated with a control mixture of DCFC (SEQ ID NO: 1) and D (KLAKLAK) 2 . Four days later, retinal neovascular numbers were determined for each treatment.
【0171】
図5に示される結果は、ビヒクル単独で処置されたマウス(カラム1;黒棒)
または非標的化プロアポトーシス性ペプチドで処置されたマウス(カラム3;綾
目模様の棒)と比較して、ホーミングプロアポトーシス性ペプチドCDCRGD
CFC−GG−D(KLAKLAK)2で処置されたマウス(カラム2;縞模様
の棒)において、網膜新血管の数が減少したことを実証した。特に、ホーミング
プロアポトーシス性ペプチドCDCRGDCFC−GG−D(KLAKLAK) 2
で処置されたマウスにおける脈管形成応答は、コントロールマウスにおいて観
察された応答の30〜40%のみであった。[0171]
The results shown in FIG. 5 indicate that mice treated with vehicle alone (column 1; black bars).
Or mice treated with non-targeted pro-apoptotic peptides (column 3; Aya)
Homing pro-apoptotic peptide CDCRGD compared to the patterned bar)
CFC-GG-D(KLAKLAK)TwoTreated with (column 2; striped)
), A decrease in the number of retinal neovasculature was demonstrated. Especially homing
Proapoptotic peptide CDCRGDCFC-GG-D(KLAKLAK) Two
The angiogenic response in mice treated with is observed in control mice.
Only 30-40% of the observed responses.
【0172】
これらの結果は、ホーミングプロアポトーシス性ペプチド(例えば、CDCR
GDCFC−GG−D(KLAKLAK)2)が、脈管形成応答(例えば、網膜
新生血管形成)を選択的に阻害し得ることを示す。These results show that homing pro-apoptotic peptides (eg CDCR
It is shown that GDCFC-GG- D (KLAKLAK) 2 ) can selectively inhibit an angiogenic response (eg, retinal neovascularization).
【0173】
(実施例IV)
(インビボパンニング)
この実施例は、ファージライブラリーを調製するための方法および腫瘍ホーミ
ングペプチドを発現するファージを同定するために、インビボパンニングを使用
してそのライブラリーをスクリーニングするための方法を実証する。Example IV In Vivo Panning This example uses in vivo panning to identify a method for preparing a phage library and phage expressing tumor homing peptides. Demonstrate a method for screening.
【0174】
(A.ファージライブラリーの調製)
ファージディスプレイライブラリーを、Koivunenら(前出、1995
;Koivunenら、前出、1994b)によって記載されるようにフューズ
5ベクターを使用して構築した。CX5C(配列番号9)、CX6C(配列番号
10)、CX7C(配列番号11)、CX3CX3CX3C(配列番号12)と
名付けたペプチドをコードするライブラリーを調製した。ここで「C」は、シス
テインを示し、「XN」は、所定数の個別に選択されたアミノ酸を示す。ペプチ
ド中に少なくとも2つのシステイン残基が存在する場合、これらのライブラリー
は、環状ペプチドを表し得る。加えて、規定されたシステイン残基を含まないラ
イブラリーもまた、構築した。このようなライブラリーは、主に、直鎖状ペプチ
ドの産生を生じるが、環状ペプチドもまた、ランダムな可能性に起因して生じ得
る。A. Phage Library Preparation Phage display libraries were prepared according to Koivunen et al. (Supra, 1995).
Constructed using the Fuse 5 vector as described by Koivunen et al., Supra, 1994b). Prepare libraries encoding peptides named CX 5 C (SEQ ID NO: 9), CX 6 C (SEQ ID NO: 10), CX 7 C (SEQ ID NO: 11), CX 3 CX 3 CX 3 C (SEQ ID NO: 12) did. Here, "C" indicates cysteine and "X N " indicates a predetermined number of individually selected amino acids. These libraries may represent cyclic peptides if at least two cysteine residues are present in the peptide. In addition, a library without defined cysteine residues was also constructed. Such libraries primarily result in the production of linear peptides, but cyclic peptides can also occur due to random potential.
【0175】
配列CXXXNGRXX(配列番号13)に基づく偏りのあるライブラリーも
また、構築した。さらに、いくつかの場合、CXXXNGRXX(配列番号13
)のライブラリーは、NGR配列に隣接するシステイン残基の取り込みによって
さらに偏らせた(すなわち、CXXCNGRCX(配列番号14;表2を参照の
こと))。A biased library based on the sequence CXXXNGRXX (SEQ ID NO: 13) was also constructed. Furthermore, in some cases, CXXXXXNRXX (SEQ ID NO: 13
) Library was further biased by the incorporation of cysteine residues flanking the NGR sequence (ie, CXXCNGRCX (SEQ ID NO: 14; see Table 2)).
【0176】
規定されたシステイン残基を含むライブラリーを、「C」は、コドンTGTに
よってコードされ、そして「XN」は、NNKによってコードされるように構築
されたオリゴヌクレオチドを使用して生成した。ここで「N」は、等しいモル濃
度のA、C、GおよびTの混合物であり、そしてここで「K」は、等しいモル濃
度のGおよびTの混合物である。従って、CX5C(配列番号9)によって表さ
れるペプチドは、配列TGT(NNK)5TGT(配列番号14)を有するオリ
ゴヌクレオチドによって表され得る。オリゴヌクレオチドを、3サイクルのPC
R増幅によって二重鎖にし、精製し、そして発現の際に、このペプチドは融合タ
ンパク質として、遺伝子IIIタンパク質のN末端に存在するように、フューズ
5ベクターにおいて遺伝子IIIタンパク質をコードする核酸に連結した。A library containing defined cysteine residues was generated using an oligonucleotide constructed so that "C" is encoded by the codon TGT and "X N " is encoded by NNK. did. Here "N" is a mixture of equal molar concentrations of A, C, G and T, and here "K" is a mixture of equal molar concentrations of G and T. Thus, the peptide represented by CX 5 C (SEQ ID NO: 9) may be represented by an oligonucleotide having the sequence TGT (NNK) 5 TGT (SEQ ID NO: 14). Oligonucleotide for 3 cycles of PC
This peptide was ligated to the nucleic acid encoding the gene III protein in the fuse 5 vector such that it was double-stranded by R amplification, purified, and, upon expression, as a fusion protein, at the N-terminus of the gene III protein. .
【0177】
このベクターをエレクトロポレーションによってMC1061細胞にトランス
フェクトした。細菌を、24時間、20μg/mlのテトラサイクリンの存在下
で培養し、次いで、ファージを上清からポリエチレングリコールを用いた二度の
沈澱により収集した。各々のライブラリーは、約5×109〜5×1014の形
質導入単位(TU;個々の組換えファージ)を含んだ。This vector was transfected into MC1061 cells by electroporation. Bacteria were cultivated for 24 hours in the presence of 20 μg / ml tetracycline, then phage were harvested from the supernatant by two precipitations with polyethylene glycol. Each library contained approximately 5 × 10 9 to 5 × 10 14 transduction units (TUs; individual recombinant phage).
【0178】
(B.ファージのインビボパンニング)
腫瘍を、以下の実施例VおよびVIに記載されるようにマウスに移植した。1
×109〜1×1014のTUを含むファージライブラリーの混合物を、200
μlのDMEMに希釈し、そして麻酔(AVERTIN(0.015ml/g)
;米国特許第5,622,699号;PasqualiniおよびRuosla
hti、前出、1996を参照のこと)されたマウスの尾静脈に注入した。1〜
4分後、マウスを液体窒素中で急速凍結した。ファージを回収するために、死体
を、室温で1時間、部分的に解凍し、腫瘍およびコントロール器官を収集し、そ
して重量を測定し、次いで1mlのDMEM−PI(プロテアーゼインヒビター
(PI);フェニルメチルスルホニルフルオライド(PMSF;1mM)、アプ
ロチニン(20μg/ml)、ロイペプチン(1μg/ml)を含むDMEM)
中で粉末にした。B. In Vivo Panning of Phage Tumors were transplanted into mice as described in Examples V and VI below. 1
Mix a mixture of phage libraries containing 200 × 10 9 to 1 × 10 14 TUs with 200
Dilute in μl DMEM and anesthetize (AVERTIN (0.015 ml / g)
US Patent No. 5,622,699; Pasqualini and Ruosla;
hti, supra, 1996). 1 to
After 4 minutes, mice were snap frozen in liquid nitrogen. To recover the phage, the carcasses were partially thawed at room temperature for 1 hour, the tumor and control organs were collected and weighed, then 1 ml DMEM-PI (protease inhibitor (PI); phenylmethyl). DMEM containing sulfonyl fluoride (PMSF; 1 mM), aprotinin (20 μg / ml), leupeptin (1 μg / ml))
Powdered in.
【0179】
あるいは、マウスへのライブラリーの導入に続いて、ライブラリーの循環を、
心臓を通じた灌流によって終結する。簡単には、マウスを、AVERTINで麻
酔し、次いで心臓を露出させ、そして0.5mmのカニューレを介して10cc
のシリンジに連結した0.4mmの針を左心室に挿入した。切開術を右心房に施
し、そして5〜10mlのDMEMをゆっくり投与し、体全体に約5〜10分間
、灌流させた。灌流の効率を、組織学的分析によって直接モニターした。Alternatively, following the introduction of the library into the mouse, cycling the library
It is terminated by perfusion through the heart. Briefly, mice were anesthetized with AVERTIN, then the heart was exposed and 10 cc via a 0.5 mm cannula.
A 0.4 mm needle connected to the syringe was inserted into the left ventricle. An incision was made in the right atrium and 5-10 ml of DMEM was slowly administered and the whole body was perfused for about 5-10 minutes. The efficiency of perfusion was directly monitored by histological analysis.
【0180】
腫瘍および器官のサンプルを、1%のウシ血清アルブミン(BSA)を含む氷
冷DMEM−PIを用いて3回洗浄し、次いで、1mlのK91−kan細菌で
1時間、直接インキュベートした。0.2μg/mlのテトラサイクリンを含む
10mlのNZY培地(NZY/tet)を細菌培養物に添加した。その混合物
を、37℃の振とう機中で、1時間インキュベートし、次いで、10μlまたは
100μlのアリコートを、12.5μg/mlのテトラサイクリンを含む寒天
プレート(tet/agar)にプレートした。Tumor and organ samples were washed 3 times with ice-cold DMEM-PI containing 1% bovine serum albumin (BSA) and then directly incubated with 1 ml K91-kan bacteria for 1 hour. 10 ml of NZY medium (NZY / tet) containing 0.2 μg / ml tetracycline was added to the bacterial culture. The mixture was incubated for 1 hour on a shaker at 37 ° C., then 10 μl or 100 μl aliquots were plated on agar plates (tet / agar) containing 12.5 μg / ml tetracycline.
【0181】
腫瘍から回収されたファージを含む個々のコロニーを、16時間、5mlのN
ZY/tet中で増殖させた。個々のコロニーから得られた細菌培養物をプール
し、そしてファージを精製し、そして、2回目のインビボパンニングのために上
記のようにマウスに再注入した。通常、3回目のパンニングもまた行った。ファ
ージDNAを最終回のインビボパンニングから得られた個々の細菌コロニーから
精製し、そして選択されたファージによって発現されるペプチドをコードするD
NA配列を決定した(Koivunenら、前出、1994bを参照のこと)。Individual colonies containing phage recovered from the tumor were treated with 5 ml N 4 for 16 hours.
Grow in ZY / tet. Bacterial cultures obtained from individual colonies were pooled and phage were purified and reinjected into mice as above for a second round of in vivo panning. Usually a third panning was also done. Phage DNA was purified from individual bacterial colonies obtained from the final round of in vivo panning and D encoding a peptide expressed by the selected phage.
The NA sequence was determined (see Koivunen et al., Supra, 1994b).
【0182】
(実施例V)
(乳房腫瘍に対するインビボパンニングによる腫瘍ホーミングペプチドの同定
)
この実施例は、インビボパンニングが、種々の腫瘍にホーミングする腫瘍ホー
ミングペプチドを同定するために乳房腫瘍に対して行われ得ることを実証する。Example V Identification of Tumor Homing Peptides by In Vivo Panning Against Breast Tumors This example demonstrates that in vivo panning was performed on breast tumors to identify tumor homing peptides that home to various tumors. Demonstrate that you can be broken.
【0183】
ヒト435乳癌細胞(Priceら、Cancer Res.50:717〜
721(1990))をヌードマウスの乳房の脂肪パッドに接種した。腫瘍が直
径約1cmに達した場合、ファージ標的化実験(この実験において、特異的なペ
プチドを発現するファージが腫瘍保有マウスに投与された)を行うか、またはイ
ンビボパンニングを行うかのいずれかを行った。Human 435 breast cancer cells (Price et al., Cancer Res. 50: 717-.
721 (1990)) was inoculated into the fat pad of the breast of nude mice. If the tumors reach approximately 1 cm in diameter, either perform phage targeting experiments (where phage expressing specific peptides were administered to tumor-bearing mice) or perform in vivo panning. went.
【0184】
乳房腫瘍保有マウスに、CX3CX3CX3C(配列番号12)ペプチドのラ
イブラリーを発現する1×109のファージを注入した。ここでX3は、独立し
て選択されるランダムなアミノ酸の3つの群を示す。ファージを4分間、循環さ
せ、次いで、マウスを麻酔し、麻酔中に液体窒素中で急速凍結し、そして腫瘍を
取り出した。ファージを、腫瘍から単離し、そしてさらに2回のインビボパンニ
ングに供した。Breast tumor bearing mice were injected with 1 × 10 9 phage expressing a library of CX 3 CX 3 CX 3 C (SEQ ID NO: 12) peptides. Where X 3 represents three groups of independently selected random amino acids. Phage were circulated for 4 minutes, then mice were anesthetized, snap frozen in liquid nitrogen during anesthesia and tumors removed. Phages were isolated from tumors and subjected to two additional rounds of in vivo panning.
【0185】[0185]
【表2】
3回目のパンニングに続いて、ファージを定量し、そしてクローン化されたフ
ァージによって発現されたペプチド配列を決定した。クローン化されたファージ
は、種々の異なるペプチドを発現し、これには表2に示すペプチドを含む。同様
に、CX7C(配列番号11)およびCX5C(配列番号9)ライブラリーをス
クリーニングし、そして乳房腫瘍ホーミングペプチドを同定した(表2)。これ
らの結果は、乳房腫瘍に対するインビボパンニングが、腫瘍ホーミング分子を同
定し得ることを示す。[Table 2] Following the third round of panning, the phage were quantified and the peptide sequences expressed by the cloned phage determined. The cloned phage express a variety of different peptides, including the peptides shown in Table 2. Similarly, CX 7 C (SEQ ID NO: 11) and CX 5 C (SEQ ID NO: 9) libraries were screened and breast tumor homing peptides were identified (Table 2). These results indicate that in vivo panning on breast tumors can identify tumor homing molecules.
【0186】
(実施例VI)
(RGD(an an RGD)ペプチドを発現するファージの腫瘍に対する
インビボターゲッティング)
ヒト435乳癌細胞を、ヌードマウスの乳房脂肪パッドに接種した。腫瘍が、
直径約1cmに達したときに、特定のRGD含有ペプチドを発現するファージを
腫瘍保有マウスに投与した。以下に議論する結果と同様の結果がまた、ヒト黒色
腫C8161細胞の移植によってかまたはマウスB16黒色腫細胞の移植によっ
て形成された腫瘍を保有するヌードマウスで得られた。Example VI In Vivo Targeting of RGD (an an RGD) Peptide-Expressing Phage to Tumors Human 435 breast cancer cells were inoculated into the breast fat pad of nude mice. The tumor
Phage expressing specific RGD-containing peptides were administered to tumor-bearing mice when they reached approximately 1 cm in diameter. Results similar to those discussed below were also obtained in nude mice bearing tumors formed by implantation of human melanoma C8161 cells or by implantation of mouse B16 melanoma cells.
【0187】
RGD含有ペプチド(CDCRGDCFC(配列番号1;Koivunenら
、前出、1995を参照のこと))を発現する1×109のファージまたはコン
トロール(挿入物なし)ファージを、マウスに静脈内(iv)に注射し、そして
4分間循環させた。次いで、マウスをスナップ凍結(snap frozen)
するか、または麻酔下で心臓を介して灌流し、そして腫瘍、脳、および腎臓を含
む種々の器官を取り出し、そしてこれらの器官に存在するファージを定量した(
米国特許第5,622,699号;PasqualiniおよびRuoslah
ti、前出、1996を参照のこと)。Mice were injected intravenously (1 × 10 9 phage or control (no insert) phage expressing the RGD-containing peptide (CDCRGDCFC (SEQ ID NO: 1; Koivunen et al., Supra, 1995)) into mice. iv) and allowed to circulate for 4 minutes. The mouse is then snap frozen.
Or perfused through the heart under anesthesia, and various organs including tumor, brain, and kidney were removed and phage present in these organs were quantified (
US Patent No. 5,622,699; Pasqualini and Ruoslah.
ti, supra, 1996).
【0188】
脳および腎臓と比較した場合、(約2〜3倍の)CDCRGDCFC(配列番
号1)ペプチドを発現するファージが、乳房腫瘍で検出され、これは、CDCR
GDCFC(配列番号1;RGDファージ)ペプチドが、乳房腫瘍へのファージ
の選択的なホーミングを生じることを示す。並行する研究において、種々に多様
なペプチドを発現する選択されていないファージを、腫瘍保有マウスに注射し、
そして種々の器官をファージの存在について試験した。腫瘍と比較した場合、腎
臓にかなり多くのファージが存在し、そしてより少ない程度で脳に存在した。従
って、選択されていないファージよりも80倍多いRGDを発現するファージが
、この腫瘍に集中していた。これらの結果より、RGD含有ペプチドを発現する
ファージは、おそらく腫瘍において形成する血管上のαVβ3インテグリンの発
現に起因して、腫瘍にホーミングすることが示される。Phage expressing the CDCRGDCFC (SEQ ID NO: 1) peptide (about 2-3 times more) were detected in breast tumors when compared to the brain and kidney, which was the CDCR.
It is shown that the GDCFC (SEQ ID NO: 1; RGD phage) peptide causes selective homing of phage to breast tumors. In a parallel study, unselected phage expressing a wide variety of peptides were injected into tumor-bearing mice,
Various organs were then tested for the presence of phage. There were significantly more phage in the kidney and to a lesser extent in the brain when compared to the tumor. Therefore, 80% more RGD-expressing phage were concentrated in this tumor than non-selected phage. These results indicate that phage expressing RGD-containing peptides home to tumors, probably due to the expression of α V β 3 integrin on blood vessels forming in the tumor.
【0189】
乳房腫瘍ホーミングペプチドの特異性は、競合実験によって証明され、この実
験において、500μgの遊離ペプチド(ACDCRGDCFCG(配列番号1
6);Pasqualiniら、前出、1997を参照のこと)と、腫瘍ホーミ
ングペプチドを発現するファージとの同時注射は、腫瘍におけるファージの量を
約10倍減少したが、不活性なコントロールペプチド(GRGESP(配列番号
17)との同時注射は、本質的に影響を与えなかった。これらの結果より、脈管
形成の脈管構造上に発現されたインテグリンに結合し得るペプチドを提示するフ
ァージが、インビボで、器官または組織(例えば、そのような脈管構造を含む腫
瘍)に選択的にホーミングし得ることが証明される。The specificity of the breast tumor homing peptide was demonstrated by competition experiments, in which 500 μg of the free peptide (ACCDRGDCFCG (SEQ ID NO: 1
6); Pasqualini et al., Supra, 1997) and co-injection with tumor-homing peptide expressing phage reduced the amount of phage in the tumor by approximately 10-fold, but with an inactive control peptide (GRGESP). Co-injection with (SEQ ID NO: 17) had essentially no effect.These results indicate that phage displaying peptides capable of binding to integrins expressed on the angiogenic vasculature were in vivo. Demonstrate that it can selectively home to organs or tissues, such as tumors containing such vasculature.
【0190】
(実施例VII)
(腫瘍ホーミングペプチドの免疫組織学的分析)
本実施例は、免疫組織学的試験による、腫瘍ホーミング分子の局在を同定する
方法を提供する。Example VII Immunohistochemical Analysis of Tumor Homing Peptides This example provides a method of identifying the localization of tumor homing molecules by immunohistological examination.
【0191】
腫瘍ホーミングペプチドを発現するファージの局在を、腫瘍保有マウスへの腫
瘍ホーミングペプチドを発現するファージ「ペプチド−ファージ」の投与の5分
後または24時間後のいずれかで得られた組織学的切片の免疫化学的方法によっ
て同定した。ペプチド−ファージの投与の5分後に得られたサンプルについては
、マウスをDMEMを用いて灌流し、そして腫瘍を含む種々の器官を取り出し、
そしてブワン溶液中で固定した。24時間目に得られたサンプルについては、循
環中にペプチド−ファージが残存せず、従って、灌流が不要であった。組織学的
切片を調製し、そして抗M13(ファージ)抗体と反応させた(Pharmac
ia Biotech;米国特許第5,622,699号;Pasqualin
iおよびRuoslahti、前出、1996を参照のこと)。結合抗M13抗
体の可視化を、製造者の指示書に従って、ペルオキシダーゼ結合体化2次抗体(
Sigma;St.Louis MO)を用いて実施した。Tissue localization was obtained either 5 minutes or 24 hours after administration of the tumor-homing peptide-expressing phage "peptide-phage" to tumor-bearing mice. The sections were identified by immunochemical methods. For samples obtained 5 minutes after administration of peptide-phage, mice were perfused with DMEM and various organs containing tumors were removed and
Then, it was fixed in Bouin's solution. For the sample obtained at 24 hours, no peptide-phage remained in the circulation and therefore no perfusion was necessary. Histological sections were prepared and reacted with anti-M13 (phage) antibody (Pharmac).
ia Biotech; US Pat. No. 5,622,699; Pasqualin
i and Ruoslahti, supra, 1996). Visualization of bound anti-M13 antibody was performed according to the manufacturer's instructions, peroxidase-conjugated secondary antibody (
Sigma; St. Louis MO).
【0192】
実施例VIに議論するように、腫瘍ホーミングペプチドを発現するファージ(
CDCRGDCFC(配列番号1;「RGDファージ」)を、乳房腫瘍を保有す
るマウスに静脈内投与した。さらに、RGDファージを、マウス黒色腫またはヒ
トカポージ肉腫を保有するマウスに投与した。ファージの循環を終了し、そして
マウスを上記のように屠殺し、そして腫瘍のサンプルおよび腫瘍、脳、腎臓、肺
および肝臓に隣接する皮膚のサンプルを収集した。ファージに対する免疫組織化
学的染色は、乳房腫瘍ならびに黒色腫およびカポージ肉腫に存在する血管におけ
るRGDファージの蓄積を示したが、コントロール器官において染色はほとんど
もしくは全く観察されなかった。As discussed in Example VI, phage expressing tumor homing peptides (
CDCRGDCFC (SEQ ID NO: 1; “RGD phage”) was administered intravenously to mice bearing breast tumors. In addition, RGD phage was administered to mice carrying mouse melanoma or human Kaposi's sarcoma. Phage circulation was terminated and mice were sacrificed as above and tumor samples and skin samples adjacent to tumor, brain, kidney, lung and liver were collected. Immunohistochemical staining for phage showed accumulation of RGD phage in blood vessels present in breast tumors and melanoma and Kaposi's sarcoma, while little or no staining was observed in control organs.
【0193】
同様の実験が、MDA−MB−435乳癌によって形成された腫瘍に対するイ
ンビボパンニングによって同定された、腫瘍ホーミングペプチドを発現するファ
ージ(CNGRCVSGCAGRC(配列番号3;「NGRファージ」))を用
いて実施した。これらの実験において、NGRファージまたはペプチドを発現し
ないコントロールファージを、MDA−MB−435乳癌またはヒトSLKカポ
ージ肉腫異種移植片によって形成された腫瘍を保有するマウスに投与し、次いで
マウスを上記のように屠殺し、そして腫瘍ならびにコントロール器官(脳、リン
パ節、腎臓、膵臓、子宮、乳房脂肪パッド、肺、腸、皮膚、骨格筋、心臓ならび
に腎臓の腎杯、膀胱および尿管の上皮を含む)を収集した。組織学的サンプルを
調製し、上記のように免疫染色によって試験した。A similar experiment was performed with tumor-homing peptide-expressing phage (CNGRCVSGCAGRC (SEQ ID NO: 3; “NGR phage”)) identified by in vivo panning on tumors formed by MDA-MB-435 breast cancer. Carried out. In these experiments, NGR phage or control phage that did not express the peptide were administered to mice bearing tumors formed by MDA-MB-435 breast cancer or human SLK Kaposi's sarcoma xenograft, and then the mice were as described above. Sacrifice and control tumors and control organs including brain, lymph nodes, kidneys, pancreas, uterus, breast fat pads, lungs, intestines, skin, skeletal muscle, heart and kidney calyx, bladder and ureteral epithelium Collected. Histological samples were prepared and examined by immunostaining as described above.
【0194】
NGRファージの投与の4分後に屠殺したマウスから得られたサンプルにおい
て、乳房腫瘍およびカポージ肉腫の両方の脈管構造の免疫染色を観察した。挿入
物のないコントロールファージが投与されたマウスにおけるこれらの腫瘍の内皮
において、染色は、非常に少しかまたは全く観察されなかった。NRGファージ
の投与の24時間後に屠殺したマウスから得られたサンプルにおいて、腫瘍サン
プルの染色は、脈管の外側で乳房腫瘍実質およびカポージ肉腫実質に広がってい
るようであった。さらに、挿入物のないコントロールファージが投与されたマウ
スにおけるこれらの腫瘍から調製されたサンプルにおいて、染色は、少しかまた
は全く観察されなかった。さらに、NGRファージが投与されたマウスにおける
種々のコントロール器官において、染色は、少しかまたは全く観察されなかった
。Immunostaining of the vasculature of both breast tumors and Kaposi's sarcoma was observed in samples obtained from mice sacrificed 4 minutes after administration of NGR phage. Very little or no staining was observed on the endothelium of these tumors in mice that received control phage without inserts. In samples obtained from mice sacrificed 24 hours after administration of NRG phage, staining of tumor samples appeared to have spread to mammary tumor and Kaposi's sarcoma parenchyma outside the vessels. Moreover, little or no staining was observed in the samples prepared from these tumors in mice that received control phage without inserts. Furthermore, little or no staining was observed in various control organs in mice that received NGR phage.
【0195】
他の実験において、同様の結果が、NGR腫瘍ホーミングペプチド(NGRA
HA(配列番号6)もしくはCVLNGRMEC(配列番号7))を発現するフ
ァージの腫瘍保有マウスへの投与の後に得られた。また、以下に議論するように
、同様の結果が、黒色腫のインビボパンニングによって同定されたGSL腫瘍ホ
ーミングペプチド(CLSGSLSC(配列番号4))を発現するファージを用
いて得られた(以下の実施例VIIIを参照のこと)。In other experiments, similar results were obtained with the NGR tumor homing peptide (NGRA).
Obtained after administration of phage expressing HA (SEQ ID NO: 6) or CVLNGRMEC (SEQ ID NO: 7)) to tumor bearing mice. Also, as discussed below, similar results were obtained using phage expressing the GSL tumor homing peptide identified by in vivo panning of melanoma (CLSGSLSC (SEQ ID NO: 4)) (Examples below). VIII).
【0196】
これらの結果は、腫瘍ホーミングペプチドが選択的に腫瘍、特に、腫瘍中の脈
管構造にホーミングし、そして、例えば、乳癌に対するインビボパンニングによ
って同定された腫瘍ホーミングペプチドもまた、カポージ肉腫および黒色腫を含
む他の腫瘍に選択的にホーミングすることを証明する。さらに、これらの結果は
、免疫組織化学的分析が、腫瘍ホーミングペプチドを発現するファージの局在を
同定するための簡便なアッセイを提供することを証明する。These results show that tumor-homing peptides selectively home to tumors, particularly the vasculature in tumors, and that tumor-homing peptides identified by, for example, in vivo panning against breast cancer also show caposarcoma and We demonstrate that it selectively homes to other tumors, including melanoma. Furthermore, these results demonstrate that immunohistochemical analysis provides a convenient assay for identifying the localization of phage expressing tumor homing peptides.
【0197】
(実施例VIII)
(黒色腫腫瘍に対するインビボパンニングによる、腫瘍ホーミングペプチドの
同定)
インビボパンニング方法の、腫瘍ホーミングペプチドを同定するための一般的
な適用性を、移植されたマウス黒色腫腫瘍に対してインビボパンニングを実施す
ることによって試験した。Example VIII Identification of Tumor Homing Peptides by In Vivo Panning for Melanoma Tumors The general applicability of the in vivo panning method for identifying tumor homing peptides was demonstrated in transplanted mouse melanoma tumors. Were tested by performing in vivo panning on.
【0198】
黒色腫を保有するマウスを、高度に血管新生化された腫瘍を産生するB16B
15bマウス黒色腫細胞の移植によって作製した。B16B15bマウス黒色腫
細胞を、ヌードマウス(2ヶ月齢)の乳房脂肪パッドに皮下注射し、そして腫瘍
を直径が約1cmになるまで、増殖させた。インビボパンニングを上記のように
実施した。CX5C(配列番号9)、CX6C(配列番号10)またはCX7C
(配列番号11)ライブラリーを発現する、約1×1012形質導入単位のファ
ージを、静脈内注射し、そして4分間循環させた。次いで、マウスを液体窒素中
でスナップ凍結するか、または麻酔下で心臓を介して灌流し、腫瘍組織および脳
(コントロール器官)を除去し、そしてファージを上記のように単離した。3回
のインビトロパンニングを実施した。Melanoma-bearing mice produce highly vascularized tumors B16B
It was prepared by transplantation of 15b mouse melanoma cells. B16B15b mouse melanoma cells were injected subcutaneously into the mammary fat pad of nude mice (2 months old) and the tumors were allowed to grow to approximately 1 cm in diameter. In vivo panning was performed as described above. CX 5 C (SEQ ID NO: 9), CX 6 C (SEQ ID NO: 10) or CX 7 C
About 1 × 10 12 transducing units of phage expressing the (SEQ ID NO: 11) library were injected intravenously and circulated for 4 minutes. Mice were then snap frozen in liquid nitrogen or perfused transcardially under anesthesia to remove tumor tissue and brain (control organs) and phage isolated as described above. In vitro panning was performed 3 times.
【0199】[0199]
【表3】
アミノ酸配列を、B16B15b腫瘍から回収された89個のクローン化され
たファージにおける挿入物について決定した。これらのファージによって発現さ
れるペプチドは、2つの優性な配列、CLSGSLSC(配列番号4;配列決定
されたクローンの52%)およびWGTGLC(配列番号18;クローンの25
%;表3を参照のこと)によって表される。1つの選択されたペプチドを発現す
るファージの再感染は、脳と比較して、腫瘍にホーミングするファージの約3倍
の富化を生じた。[Table 3] The amino acid sequence was determined for inserts in 89 cloned phage recovered from B16B15b tumors. The peptides expressed by these phages have two dominant sequences, CLSGSLSC (SEQ ID NO: 4; 52% of the sequenced clones) and WGTGLC (SEQ ID NO: 18; 25 of the clones).
%; See Table 3). Reinfection of phage expressing one selected peptide resulted in approximately 3-fold enrichment of tumor-homed phage compared to brain.
【0200】
マウス器官において腫瘍ホーミングペプチドを発現するファージの局在はまた
、腫瘍および種々の他の組織の免疫組織化学的染色によって試験された(実施例
VIIを参照のこと)。これらの実験において、コントロール(挿入物なし)フ
ァージまたは腫瘍ホーミングペプチド(CLSGSLSC(配列番号4)を発現
するファージの1×109pfuを、腫瘍保有マウスに静脈内注射し、そして4
分間循環させた。The localization of phage expressing tumor homing peptides in mouse organs was also examined by immunohistochemical staining of tumors and various other tissues (see Example VII). In these experiments, 1 × 10 9 pfu of control (no insert) phage or tumor-homing peptide (phage expressing CLSGSLSC (SEQ ID NO: 4) was injected intravenously into tumor-bearing mice, and 4
Circulate for minutes.
【0201】
免疫染色は、CLSGSLSC(配列番号4)腫瘍ホーミングペプチドを発現
するファージを用いて注射されたマウスから得られた黒色腫において明確であっ
た。黒色腫の染色は、一般的に、腫瘍内の血管へ局在するが、いくつかの染色が
また、腫瘍実質に存在した。本質的に、挿入物のないコントロールファージで注
射されたマウスから得られた腫瘍においてか、またはいずれかのファージで注射
されたマウスから得られた皮膚のサンプルもしくは腎臓のサンプルにおいて、染
色は観察されなかった。しかし、免疫染色が肝臓洞様毛細血管および脾臓におい
て検出され、これは、ファージが、RESを含む器官に非特異的に捕捉される得
ることを示す。Immunostaining was evident in melanoma obtained from mice injected with phage expressing the CLSGSLSC (SEQ ID NO: 4) tumor homing peptide. Melanoma staining is generally localized to blood vessels within the tumor, although some staining was also present in the tumor parenchyma. In essence, staining was observed in tumors obtained from mice injected with control phage without insert or in skin or kidney samples obtained from mice injected with either phage. There wasn't. However, immunostaining was detected in liver sinusoids and spleen, indicating that the phage could be nonspecifically captured by organs containing RES.
【0202】
同様の方法を用いて、インビボパンニングをSLKヒトカポージ肉腫を保有す
るマウスにおいて実施した。腫瘍ホーミングペプチドが同定された。そしてこれ
を表4に開示する。ともに、これらの結果は、インビボパンニング方法が、一般
的に、腫瘍ホーミングペプチドを発現するファージを同定するためにファージラ
イブラリーをスクリーニングするために適用可能な方法であることを証明する。In vivo panning was performed in mice bearing SLK human Kaposi's sarcoma using a similar method. Tumor homing peptides have been identified. This is disclosed in Table 4. Together, these results demonstrate that the in vivo panning method is generally an applicable method for screening phage libraries to identify phage that express tumor homing peptides.
【0203】[0203]
【表4】
(実施例IX)
(前立腺ホーミングペプチドおよびD(KLAKLAK)2から構成されるキ
メラペプチドの特徴付け)
本実施例は、キメラペプチドSMSIARL−GG−D(KLAKLAK)2
が、全身投与後に前立腺組織において選択的にアポトーシスを誘導し得、そして
実験的な前立腺癌を有する動物の生存を延長させ得ることを証明する。[Table 4] Example IX Characterization of Chimeric Peptide Composed of Prostate Homing Peptide and D (KLAKLAK) 2 This example demonstrates that the chimeric peptide SMSIARL-GG- D (KLAKLAK) 2 is selected in prostate tissue after systemic administration. Demonstrating that it can induce apoptosis apoptosis and prolong the survival of animals with experimental prostate cancer.
【0204】
(A.前立腺ホーミングペプチドの単離)
X7ライブラリーを、マウスに注射し、そしてWO99/46284に記載の
ように、脳と比較した場合に前立腺において優先的に見出された配列を単離した
。前立腺ホーミングペプチドSMSIARL(配列番号207)およびVSFL
EYR(配列番号222)は、脳と比較した場合、前立腺において、それぞれ、
34倍および17倍の豊富さを示した。インビボパンニングによって同定された
さらなる前立腺ホーミング配列を、表5に示す。[0204] The X 7 library (A. Isolation of prostate homing peptides), were injected into mice, and as described in WO99 / forty-six thousand two hundred eighty-four, preferentially found sequences in prostate when compared to brain Was isolated. Prostate homing peptides SMSIARL (SEQ ID NO: 207) and VSFL
EYR (SEQ ID NO: 222), in the prostate, respectively, when compared to the brain,
It showed 34-fold and 17-fold richness. Additional prostate homing sequences identified by in vivo panning are shown in Table 5.
【0205】[0205]
【表5】
(B.前立腺ホーミングペプチドビオチン結合体の前立腺ホーミング)
ヘプタペプチドファージライブラリーのインビボスクリーニングを用いて、種
々の他の組織よりも、前立腺で35倍濃縮している前立腺ホーミングペプチドが
同定された。このファージは、ペプチドSMSIARL(配列番号207)を提
示する。合成SMSIARLペプチド(配列番号207)の同時注入は、SMS
IARL(配列番号207)保有ファージの前立腺選択的ホーミングを阻害した
。さらに、組織切片の抗体染色により、ファージをマウスに静脈内注射した後に
、SMSIARL(配列番号207)ファージは、前立腺組織に局在するが、他
の組織には局在しないことが示された。コントロールファージはまた、前立腺に
蓄積しなかった。SMSIARL(配列番号207)ファージはまた、ラット前
立腺組織にホーミングする。[Table 5] B. Prostate Homing Peptide Homing Peptide Biotin Conjugates In vivo screening of heptapeptide phage libraries was used to identify prostate homing peptides that were 35-fold more concentrated in the prostate than various other tissues. This phage displays the peptide SMSIARL (SEQ ID NO: 207). Co-injection of synthetic SMSIARL peptide (SEQ ID NO: 207)
Inhibited prostate-selective homing of IARL (SEQ ID NO: 207) -carrying phage. In addition, antibody staining of tissue sections showed that SMSIARL (SEQ ID NO: 207) phage was localized to prostate tissue but not to other tissues after intravenous injection of phage into mice. Control phage also did not accumulate in the prostate. The SMSIARL (SEQ ID NO: 207) phage also homes to rat prostate tissue.
【0206】
図6に示すように、ビオチン結合体化SMSIARL(配列番号207)合成
ペプチドが、前立腺にホーミングすることが示された。簡単に言うと、1mgの
ビオチン結合体化前立腺ホーミングペプチドSMSIARL(配列番号207)
またはビオチン標識コントロールペプチドCARAC(配列番号208)を、マ
ウスに静脈内注射し、このマウスを10分後に屠殺した。前立腺および他の組織
をアビジン−ペルオキシダーゼを用いた染色のために収集し、切り出し、そして
加工した。ビオチン染色は、結合体の全身注射の10分後すぐに、脈管構造より
も腺の管腔において主に見出された。これらの結果より、SMSIARL(配列
番号207)ペプチドならびにSMSIARLペプチドに結合する他の部分(例
えば、ファージまたはビオチン)が、前立腺上皮に移動し、次いで腺の管腔へ移
動することが示される。As shown in FIG. 6, the biotin-conjugated SMSIARL (SEQ ID NO: 207) synthetic peptide was shown to home to the prostate. Briefly, 1 mg of biotin-conjugated prostate homing peptide SMSIARL (SEQ ID NO: 207)
Alternatively, the biotin-labeled control peptide CARAC (SEQ ID NO: 208) was injected intravenously into mice, which were sacrificed 10 minutes later. Prostate and other tissues were harvested, excised and processed for staining with avidin-peroxidase. Biotin staining was found predominantly in the lumen of the gland rather than the vasculature, 10 minutes after systemic injection of the conjugate. These results show that the SMSIARL (SEQ ID NO: 207) peptide as well as other moieties that bind to the SMSIARL peptide (eg, phage or biotin) migrate to the prostate epithelium and then to the glandular lumen.
【0207】
(C.前立腺選択的アポトーシスの誘導)
SMSIARLペプチド(配列番号207)が、プロプロアポトーシス性ペプ
チド(pro−apoptotic peptide)(D(KLAKLAK) 2
)を前立腺に送達する能力を分析した。簡単に言うと、SMSIARL−GG
−D(KLAKLAK)2キメラペプチドまたはコントロール物質を、単回用量
の250μgペプチド/マウスで投与し、そして24時間後に得た組織でTUN
EL染色を実施した。図7に示すように、SMSIARL−GG−D(KLAK
LAK)2キメラで注射したマウスは、それらの前立腺、そして特に、前立腺の
毛細管内皮および基底筋上皮細胞におけるアポトーシスの増加を示した。精巣、
腎臓および脳のような他の組織におけるアポトーシス増加の証拠は存在しなかっ
た。SMSIARL(配列番号207)およびD(KLAKLAK)2の250
μgの非結合体化混合物で処理されたネガティブコントロールマウスにおいて、
アポトーシスは、観察されなかった。[0207]
(C. Induction of prostate-selective apoptosis)
The SMSIARL peptide (SEQ ID NO: 207) is a proproapoptotic pep
Cide (pro-apoptotic peptide) (D(KLAKLAK) Two
) Was delivered to the prostate. Simply put, SMSIARL-GG
−D(KLAKLAK)TwoSingle dose of chimeric peptide or control substance
Of TUN in 250 μg peptide / mouse and tissue obtained 24 hours later
EL staining was performed. As shown in FIG. 7, SMSIARL-GG-D(KLAK
LAK)TwoMice injected with the chimera show that their prostate, and in particular the prostate
It showed increased apoptosis in capillary endothelium and basal myoepithelial cells. Testis,
There is no evidence of increased apoptosis in other tissues such as kidney and brain
It was SMSIARL (SEQ ID NO: 207) andD(KLAKLAK)TwoOf 250
In negative control mice treated with μg of unconjugated mixture,
No apoptosis was observed.
【0208】
(D.TRAMPマウスのSMSIARL−GG−D(KLAKLAK)2処
理)
TRAMPマウスは、Gingrichら(前出、1996)に記載されるよ
うな導入遺伝子の影響下で、前立腺癌を発症する。SMSIARL−GG−D(
KLAKLAK)2キメラペプチドをTRAMPマウスにおける癌の発症を抑制
する能力についてアッセイした。処理を12週齢のマウス(1群当たり10匹)
で開始し、マウスは、SMSIARL−GG−D(KLAKLAK)2ペプチド
またはコントロールペプチドを、250μg/用量で隔週(合計10用量)で受
けた。可視的な腫瘍を有さない4匹のマウスを、注射後数分以内に死滅した後、
SMSIARL−GG−D(KLAKLAK)2群から排除した。図8に示すよ
うに、SMSIARL−GG−D(KLAKLAK)2処理されたマウスは、コ
ントロール(これは、ビヒクルである、D(KLAKLAK)2ペプチド単独、
またはSMSIARLペプチド(配列番号207)単独で処理されたマウスより
も長く生存した。従って、数ヶ月の期間にわたる標的化されたプロプロアポトー
シス性SMSIARL−GG−D(KLAKLAK)2化合物を用いたTRAM
Pマウスの処理は、コントロールマウスと比較して、処理されたマウスの生存に
明らかな増加を引き起こした。 D. TRAMP Mouse SMSIARL-GG- D (KLAKLAK) 2 Treatment TRAMP mice develop prostate cancer under the influence of transgenes as described in Gingrich et al. (Supra, 1996). . SMSIARL-GG- D (
The KLAKLAK) 2 chimeric peptide was assayed for its ability to suppress the development of cancer in TRAMP mice. 12-week-old mice (10 per group)
Starting at 2, mice received SMSIARL-GG- D (KLAKLAK) 2 peptide or control peptide biweekly at 250 μg / dose (total 10 doses). Four mice without visible tumors were killed within minutes after injection and
SMSIARL-GG- D (KLAKLAK) 2 group excluded. As shown in FIG. 8, mice treated with SMSIARL-GG- D (KLAKLAK) 2 were treated with control (which is the vehicle, D (KLAKLAK) 2 peptide alone,
Alternatively, it survived longer than mice treated with the SMSIARL peptide (SEQ ID NO: 207) alone. Therefore, TRAM with targeted pro-pro-apoptotic SMSIARL-GG- D (KLAKLAK) 2 compounds over a period of several months
Treatment of P mice caused a clear increase in survival of treated mice compared to control mice.
【0209】
(E.前立腺ホーミングSMSIARL(配列番号207)ファージは、ヒト
前立腺脈管構造に結合する)
正常組織および癌性組織の両方を含むヒト前立腺組織切片を、109TU S
MSIARLファージ(配列番号207)で覆い、そしてファージの結合を、抗
ファージ抗体およびペルオキシダーゼ染色で検出した。図9に示すように、SM
SIARL(配列番号207)ファージは、ヒト前立腺血管の内皮に結合する(
パネルaおよびbを参照のこと)。ペプチド挿入物を含まないファージでは、内
皮の染色は見られなかった(パネルc)。さらに、可溶性SMSIARLペプチ
ド(配列番号207)が、覆いに0.3mg/mlで含まれる場合、SMSIA
RL(配列番号207)ファージ染色が阻害された。図9に示される結果により
、少なくともいくつかの腫瘍が、ホーミングペプチドのレセプターを保有するこ
とが示される。さらに、ペプチド(配列番号207)は、前立腺内の癌の脈管に
結合し得るが、一方、いくつかの他のヒト組織における血管は、SMSIARL
(配列番号207)ファージによって染色されなかった。E. Prostate Homing SMSIARL (SEQ ID NO: 207) Phage Binds to Human Prostate Vasculature Human prostate tissue sections containing both normal and cancerous tissue were treated with 10 9 TU S.
MSIARL phage (SEQ ID NO: 207) were overlaid and phage binding was detected with anti-phage antibody and peroxidase staining. As shown in FIG.
SIARL (SEQ ID NO: 207) phage binds to the endothelium of human prostate blood vessels (
See panels a and b). No staining of endothelium was seen with phage without peptide insert (panel c). Furthermore, when the soluble SMSIARL peptide (SEQ ID NO: 207) was included at 0.3 mg / ml in the cover, SMSIA
RL (SEQ ID NO: 207) phage staining was inhibited. The results shown in FIG. 9 indicate that at least some tumors carry homing peptide receptors. In addition, the peptide (SEQ ID NO: 207) may bind to cancer vessels within the prostate, while blood vessels in some other human tissues are associated with SMSIARL.
(SEQ ID NO: 207) Not stained by phage.
【0210】
上記に提供される全ての学術論文、参考文献、および特許の引用は、括弧内ま
たは他により、予め述べられていようとなかろうと、本明細書中に参考として援
用される。All scientific articles, references, and patent citations provided above, whether parenthesized or otherwise, are incorporated herein by reference.
【0211】
本発明を、上記の実施例を参照して記載してきたが、種々の改変が、本発明の
精神から逸脱することなくなされ得ることは理解されるべきである。従って、本
発明は、上記の特許請求の範囲によってのみ、限定される。Although the present invention has been described with reference to the above examples, it should be understood that various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. Accordingly, the invention is limited only by the claims that follow.
【配列表】 [Sequence list]
【図1】
図1は、コンピュータ作製モデルおよび「HPP−1」と称されるCNGRC
−GG−D(KLAKLAK)2のアミノ酸配列を示す。
上部パネル:CNGRC−GG−D(KLAKLAK)2(HPP−1)は、
カップリングドメインによって連結されたホーミングドメインおよび膜破壊ドメ
イン(membrane−disrupting domain)からなる。
下部パネル:上部パネルに示される構造と一致する「HPP−1」のアミノ酸
配列。FIG. 1 is a computer-generated model and CNGRC referred to as “HPP-1”.
1 shows the amino acid sequence of -GG- D (KLAKLAK) 2 . Top panel: CNGRC-GG- D (KLAKLAK) 2 (HPP-1)
It consists of a homing domain and a membrane-disrupting domain linked by a coupling domain. Lower panel: Amino acid sequence of "HPP-1" which matches the structure shown in the upper panel.
【図2】
図2は、D(KLAKLAK)2の存在下でのミトコンドリア膨潤およびミト
コンドリア依存性アポトーシスを示す。
a.D(KLAKLAK)2またはCa+2(ポジティブコントロール)の存
在下でのミトコンドリア膨潤曲線(吸光スペクトル)を示す。
b.ミトコンドリアの存在または非存在下、D(KLAKLAK)2またはD
LSLARLATARLAI(配列番号204)の存在下での32kDaの前形
態ならびに8kDaおよび20kDaの処理形態を示すカスパーゼ−3切断の免
疫ブロット。代表的な実験を示す。結果は、3つの独立した実験で再現された。FIG. 2 shows mitochondrial swelling and mitochondria-dependent apoptosis in the presence of D (KLAKLAK) 2 . a. The mitochondrial swelling curve (absorption spectrum) in the presence of D (KLAKLAK) 2 or Ca +2 (positive control) is shown. b. D (KLAKLAK) 2 or D in the presence or absence of mitochondria
Caspase-3 cleaved immunoblot showing the pre-form of 32 kDa and the processed forms of 8 and 20 kDa in the presence of LSLARLATARLAI (SEQ ID NO: 204). A representative experiment is shown. The results were reproduced in 3 independent experiments.
【図3】
図3は、CNGRC−GG−D(KLAKLAK)2(HPP−1)で処理さ
れた皮膚微小血管内皮細胞(dermal microvessel endo
thelial cell)におけるミトコンドリア膨潤およびアポトーシスを
示す。
a.皮膚微小血管内皮細胞索形成、スケールバー=250μm。
b.CNGRC−GG−D(KLAKLAK)2(HPP−1)で処理された
増殖皮膚微小血管内皮細胞におけるDEVD−pNAの加水分解(カスパーゼ活
性化)。
c.HPP−1(黒色のバー)またはコントロールペプチドD(KLAKLA
K)2(灰色のバー)で長時間処理された増殖皮膚微小血管内皮細胞の生存度。
(t検定、P<0.05)。
d.HPP−1(黒色のバー)またはコントロールペプチドD(KLAKLA
K)2(灰色のバー)で長時間処理された索形成皮膚微小血管内皮細胞の生存度
。(t検定、P<0.05)。FIG. 3 is a cutaneous microvascular endothelial cell treated with CNGRC-GG- D (KLAKLAK) 2 (HPP-1).
3) shows mitochondrial swelling and apoptosis in the cell. a. Cutaneous microvascular endothelial cell cord formation, scale bar = 250 μm. b. Hydrolysis of DEVD-pNA (Caspase activation) in proliferating skin microvascular endothelial cells treated with CNGRC-GG- D (KLAKLAK) 2 (HPP-1). c. HPP-1 (black bar) or control peptide D (KLAKLA
K) Viability of proliferating skin microvascular endothelial cells treated for a long time with 2 (grey bar).
(T-test, P <0.05). d. HPP-1 (black bar) or control peptide D (KLAKLA
K) Viability of chondrogenic skin microvascular endothelial cells treated for a long time with 2 (grey bar). (T-test, P <0.05).
【図4】
図4は、ヒトMDA−MB−435−由来の乳癌の異種移植片を保有するヌー
ドマウスのHPP−1処置の効果を示す。
a.コントロールであるCARAC−GG−D(KLAKLAK)2処理した
腫瘍と比較した場合のHPP−1処理した腫瘍の腫瘍容量。1日目と50日目の
間の腫瘍容量の差異を示す(t検定、P=0.027)。
b.HPP−1またはコントロールペプチド(D(KLAKLAK)2とCN
GRC(配列番号8)の混合物)で処理したヒトMDA−MB−435−由来の
乳癌の異種移植片を保有するヌードマウスの生存を示すKaplan−Meie
r生存プロット。各群は、13匹の動物から構成された。(Log−Rank検
定、P<0.05)FIG. 4 shows the effect of HPP-1 treatment on nude mice bearing human MDA-MB-435-derived breast cancer xenografts. a. Tumor volume of HPP-1 treated tumors when compared to control CARAC-GG- D (KLAKLAK) 2 treated tumors. Differences in tumor volume between day 1 and day 50 are shown (t-test, P = 0.027). b. HPP-1 or control peptide ( D (KLAKLAK) 2 and CN
Kaplan-Meie showing the survival of nude mice bearing xenografts of human MDA-MB-435-derived breast cancer treated with GRC (mixture of SEQ ID NO: 8).
r Survival plot. Each group consisted of 13 animals. (Log-Rank test, P <0.05)
【図5】
図5は、新生仔マウスにおける酸素誘導網膜新生血管形成(oxigen−i
nduced retinal neovascularization)に対
するCDCRGDCFC−GG−D(KLAKLAK)2の効果を示す。網膜新
生血管数(retinal neovessel number)は、ビヒクル
(黒色のバー);CDCRGDCFC−GG−D(KLAKLAK)2(斜線の
バー);および結合していないCDCRGDCFC(配列番号1)とD(KLA
KLAK)2のコントロール混合物(ハッチのバー)での処理を示す。FIG. 5: Oxygen-induced retinal neovascularization (oxigen-i) in neonatal mice.
The effect of CDCRGDCFC-GG- D (KLAKLAK) 2 on the reduced final neovascularization is shown. The retinal neovascular number is vehicle (black bar); CDCRGDCFC-GG- D (KLAKLAK) 2 (hatched bar); and unbound CDCRGDCFC (SEQ ID NO: 1) and D (KLA).
Treatment of KLAK) 2 with a control mixture (hatch bar) is shown.
【図6】
図6は、前立腺組織に静脈内に注射された前立腺−ホーミングペプチドのビオ
チン結合体の蓄積を示す。a.ビオチン標識化前立腺ホーミングペプチド、SM
SIARL(配列番号207)を注射されたマウス由来の前立腺切片のアビジン
−ペルオキシダーゼ染色。b.ビオチン標識化コントロールペプチドCARAC
(配列番号208)を注射されたマウス由来の前立腺切片のアビジン−ベルオキ
シダーゼ染色。b.ビオチン標識化コントロールペプチドCARAC(配列番号
208)を注射されたマウス由来の前立腺切片のアビジン−ベルオキシダーゼ染
色。FIG. 6 shows the accumulation of biotin conjugates of prostate-homing peptide injected intravenously into prostate tissue. a. Biotin-labeled prostate homing peptide, SM
Avidin-peroxidase staining of prostate sections from mice injected with SIARL (SEQ ID NO: 207). b. Biotin-labeled control peptide CARAC
Avidin-veroxidase staining of prostate sections from mice injected with (SEQ ID NO: 208). b. Avidin-veroxidase staining of prostate sections from mice injected with biotin-labeled control peptide CARAC (SEQ ID NO: 208).
【図7】
図7は、正常マウス前立腺においてSMSIARL−GG−D(KLAKLA
K)2によって誘導されたアポトーシスを示す。a.SMSTARL−GG−D
(KLAKLAK)2キメラペプチドで処理されたマウス由来の前立腺組織のT
UNEL染色。b.a.の領域と同じ領域のより大きな拡大。c.250μgの
SMSIARL(配列番号207)とD(KLAKLAK)2の結合していない
混合物で処理されたネガティブコントロールマウスのTUNEL染色。FIG. 7 shows SMSIARL-GG- D (KLAKLA) in normal mouse prostate.
K) 2 shows apoptosis induced by. a. T of prostate tissue from mice treated with SMSTARL-GG- D (KLAKLAK) 2 chimeric peptide
UNEL staining. b. a. Greater expansion of the same area as that of. c. TUNEL staining of negative control mice treated with 250 μg of an unconjugated mixture of SMSIARL (SEQ ID NO: 207) and D (KLAKLAK) 2 .
【図8】
図8は、SMSIARL−GG−D(KLAKLAK)2、ビヒクルのみ、D
(KLAKLAK)2ペプチドのみ、またはSMSIARLペプチド(配列番号
207)のみで処理されたTRAMPマウスの生存を示す。FIG. 8 shows survival of TRAMP mice treated with SMSIARL-GG- D (KLAKLAK) 2 , vehicle alone, D (KLAKLAK) 2 peptide alone, or SMSIARL peptide (SEQ ID NO: 207).
【図9】
図9は、前立腺−ホーミングSMSIARL(配列番号207)ファージのヒ
ト前立腺脈管構造への結合を示す。aおよびb.正常組織および癌組織の両方を
含む109TU SMSIARLファージ(配列番号207)でオーバーレイさ
れ、そして抗ファージ抗体で検出されたヒト前立腺組織切片のペルオキシダーゼ
染色。aは、外観であり(×20)、一方bは、より大きな拡大(×40)でパ
ネルaからの詳細を示す。c.ペプチド挿入を欠くファージでのパネルaにおけ
るようなペルオキシダーゼ染色。d.オーバーレイに含まれる可溶性SMSIA
RLペプチド(配列番号207)でのaにおけるようなペルオキシダーゼ染色。FIG. 9 shows binding of prostate-homing SMSIARL (SEQ ID NO: 207) phage to human prostate vasculature. a and b. Peroxidase staining of human prostate tissue sections overlaid with 10 9 TU SMSIARL phage (SEQ ID NO: 207) containing both normal and cancerous tissue and detected with anti-phage antibody. a is the appearance (x20), while b shows the details from panel a with a larger magnification (x40). c. Peroxidase staining as in panel a with phage lacking peptide insertion. d. Soluble SMSIA included in overlay
Peroxidase staining as in a with the RL peptide (SEQ ID NO: 207).
───────────────────────────────────────────────────── 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 C07K 7/06 C07K 7/06 7/08 7/08 14/00 14/00 A61K 37/02 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE,TR),OA(BF ,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW, ML,MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,G M,KE,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ, MD,RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM, AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,B Z,CA,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK ,DM,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE, GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,J P,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR ,LS,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK, MN,MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,R O,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ, VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 アラプ, ワディヒ アメリカ合衆国 テキサス 77025, ヒ ューストン, バッファロー スピードウ ェイ ナンバー328 7171 (72)発明者 ブレデセン, デイル イー. アメリカ合衆国 カリフォルニア 94949, ノバト, ラクーン ドライブ ナンバ ー1シー 19 (72)発明者 エルビー, エイチ. マイケル アメリカ合衆国 カリフォルニア 94947, ノバト, メヤーズ コート 6 Fターム(参考) 4C084 AA02 AA07 BA01 BA08 BA17 BA18 BA19 BA41 DA27 DA41 NA14 ZA81 ZB26 ZB35 4H045 AA10 AA30 BA14 BA16 BA17 BA18 DA83 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) A61P 43/00 105 C07K 7/06 C07K 7/06 7/08 7/08 14/00 14/00 A61K 37 / 02 (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE, TR), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, MZ, SD, SL , SZ, TZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG BR, BY, BZ, CA, CH, CN, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL , IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZW (72 ) Inventor Arap, Wadich United States Texas 77025, Huston, Buffalo Speedway No. 328 7171 (72) Inventor Bredesen, Dale E. United States California 94949, Novato, Raccoon Drive Number 1 Sea 19 (72) Inventor Elby, H.C. Michael USA California 94947, Novato, Mayers Court 6F Term (reference) 4C084 AA02 AA07 BA01 BA08 BA17 BA18 BA19 BA41 DA27 DA41 NA14 ZA81 ZB26 ZB35 4H045 AA10 AA30 BA14 BA16 BA17 BA18 DA83
Claims (22)
、キメラ前立腺ホーミングプロプロアポトーシス性ペプチドであって、 該キメラペプチドが、前立腺組織によって選択的に内在化され、そして該前立
腺組織に対して高い毒性を示し、そして 該抗菌ペプチドが、該前立腺ホーミングペプチドに連結されない場合、低い哺
乳動物細胞毒性を有する、 キメラペプチド。1. A chimeric prostate homing proproapoptotic peptide comprising a prostatic homing peptide linked to an antimicrobial peptide, said chimeric peptide being selectively internalized by prostatic tissue and to said prostatic tissue. Chimeric peptide that exhibits high toxicity and has low mammalian cytotoxicity when the antimicrobial peptide is not linked to the prostate homing peptide.
番号:207)、または機能的に等価な配列を含む、請求項1に記載のキメラペ
プチド。2. The chimeric peptide of claim 1, wherein the prostate homing peptide comprises the sequence SMSIARL (SEQ ID NO: 207), or a functionally equivalent sequence.
請求項1に記載のキメラペプチド。3. The antimicrobial peptide has an amphipathic α-helix structure,
The chimeric peptide according to claim 1.
ドが、以下: (KLAKLAK)2(配列番号:200); (KLAKKLA)2(配列番号:201); (KAAKKAA)2(配列番号:202);および (KLGKKLG)3(配列番号:203)、 からなる群より選択される配列を含む、キメラペプチド。4. The chimeric peptide according to claim 1, wherein the antimicrobial peptide is: (KLAKLAK) 2 (SEQ ID NO: 200); (KLAKKKA) 2 (SEQ ID NO: 201); (KAAKKAA) 2 (SEQ ID NO: 202); and (KLGKKLG) 3 (SEQ ID NO: 203), a chimeric peptide comprising a sequence selected from the group consisting of:
求項1に記載のキメラペプチド。5. The chimeric peptide of claim 1, wherein the antimicrobial peptide comprises the sequence D (KLAKLAK) 2 .
、請求項5に記載のキメラペプチド。6. A chimeric peptide according to claim 5, comprising the sequence SMSIARL-GG- D (KLAKLAK) 2 .
る、請求項6に記載のキメラペプチド。7. Chimeric peptide according to claim 6, consisting of the sequence SMSIARL-GG- D (KLAKLAK) 2 .
、該方法が請求項1に記載のキメラペプチドを投与する工程を包含する、方法。8. A method of directing an antimicrobial peptide to prostate cancer in vivo, said method comprising the step of administering the chimeric peptide of claim 1.
番号:207)、または機能的に等価な配列を含む、請求項8に記載の方法。9. The method of claim 8, wherein the prostate homing peptide comprises the sequence SMSIARL (SEQ ID NO: 207), or a functionally equivalent sequence.
請求項8に記載の方法。10. The antimicrobial peptide comprises the sequence D (KLAKLAK) 2 .
The method of claim 8.
LAKLAK)2を含む、請求項10に記載の方法。11. The chimeric peptide has the sequence SMSIARL-GG- D (K
11. The method of claim 10, comprising LAKLAK) 2 .
KLAK)2である、請求項11に記載の方法。12. The chimeric peptide is SMSIARL-GG- D (KLA).
The method of claim 11, wherein the method is KLAK) 2 .
であって、該方法が前立腺癌を有する被験体に請求項1に記載のキメラペプチド
を投与する工程を包含する、方法。13. A method of inducing selective toxicity in prostate cancer in vivo, said method comprising the step of administering a chimeric peptide of claim 1 to a subject having prostate cancer.
列番号:207)、または機能的に等価な配列を含む、請求項13に記載の方法
。14. The method of claim 13, wherein the prostate homing peptide comprises the sequence SMSIARL (SEQ ID NO: 207), or a functionally equivalent sequence.
請求項13に記載の方法。15. The antimicrobial peptide comprises the sequence D (KLAKLAK) 2 .
The method according to claim 13.
LAKLAK)2を含む、請求項15に記載の方法。16. The chimeric peptide has the sequence SMSIARL-GG- D (K
16. The method of claim 15, comprising LAKLAK) 2 .
KLAK)2である、請求項16に記載の方法。17. The chimeric peptide is SMSIARL-GG- D (KLA).
17. The method of claim 16, which is KLAK) 2 .
、該患者に請求項1に記載のキメラペプチドを投与する工程を包含し、それによ
って該キメラペプチドが該腫瘍に対して選択的毒性である、方法。18. A method of treating a patient having prostate cancer, said method comprising the step of administering to said patient the chimeric peptide of claim 1, whereby said chimeric peptide is present in said tumor. A method which is selective toxicity to.
列番号:207)、または機能的に等価な配列を含む、請求項18に記載の方法
。19. The method of claim 18, wherein the prostate homing peptide comprises the sequence SMSIARL (SEQ ID NO: 207), or a functionally equivalent sequence.
請求項18に記載の方法。20. The antimicrobial peptide comprises the sequence D (KLAKLAK) 2 .
The method according to claim 18.
LAKLAK)2を含む、請求項20に記載の方法。21. The chimeric peptide has the sequence SMSIARL-GG- D (K
21. The method of claim 20, comprising LAKLAK) 2 .
KLAK)2である、請求項21に記載の方法。22. The chimeric peptide is SMSIARL-GG- D (KLA).
22. The method of claim 21, which is KLAK) 2 .
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