JP2004507482A

JP2004507482A - 血管新生を阻害するための方法および組成物

Info

Publication number: JP2004507482A
Application number: JP2002522832A
Authority: JP
Inventors: シャーマ，マヘッシュ　シー．; トゥスジンスキー，ジョージ　ピー．
Original assignee: フィラデルフィア・ヘルス・アンド・エデュケーション・コーポレーション
Priority date: 2000-09-01
Filing date: 2001-09-04
Publication date: 2004-03-11
Also published as: AU2001288648A1; EP1313504A2; DE60124927D1; DK1313504T3; DE60124927T2; EP1313504A4; WO2002017857A3; ATE346607T1; ES2272537T3; EP1313504B1; WO2002017857A2; CA2421503A1

Abstract

内皮細胞における血管新生を阻害するための方法および内皮細胞におけるアポトーシスを、アネクシンＩＩと結合する化合物によって誘導するための方法を提供する。これらの化合物およびこれらの化合物の使用方法は、望まない血管形成を特徴とする病気または障害の処置において有用である。また、さらに提供されるのは、アネクシンＩＩに結合する化合物および薬学的に許容されるビヒクルを含む医薬組成物ならびに該化合物を見いだすための方法である。

Description

【０００１】
発明の背景
より多くの証拠によって、血管新生、すなわち新しい血管が成長する過程が、固形癌の成長および転移に必須であることが明らかになっている。毛細血管は一義的に内皮細胞から構成によって、内皮細胞は多くの場合通常の生理条件下においては休止状態にある。外部刺激に反応した場合、休止状態にあった内皮細胞は、基底膜を細胞外性マトリクスプロテアーゼによって分解することがあり、内皮細胞は遊出し、間質細胞および基底膜に侵入するようになる。これらの細胞はその形態を変え、増殖し新たな血管を形成することができるようになる（Ｆｏｌｋｍａｎ，Ｊ．ａｎｄＹ．Ｓｈｉｎｇ．１９９２．Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．２６７：１０９３１−１０９３４）。血管新生を刺激するために、腫瘍は種々の因子を誘導し、これは線維芽細胞増殖因子（ｂＦＧＦ）および血管内皮細胞増殖因子（ＶＥＧＦ）を含む。しかし、多くの悪性腫瘍も血管新生阻害物質を産生し、これはアンジオスタチンおよびエンドスタチンを含む（Ｏ’Ｒｅｉｌｌｙ，Ｍ．Ｓ．ｅｔａｌ．１９９４．Ｃｅｌｌ７９：３１５−３２８；Ｏ’Ｒｅｉｌｌｙ，Ｍ．Ｓ．ｅｔａｌ．１９９７．Ｃｅｌｌ８８：２７７−２８５）。この複雑な過程が意味するのは複数の制御系（ｃｏｎｔｒｏｌ）の存在であり、該制御系によって短時間のうちにスイッチがオン・オフされ、血管形成過程が調節される。
【０００２】
血管新生の過程は、ネガティブおよびポジティブフィードバック調節因子の両方によって厳密に調節されていて、その結果恒常的状態が保たれている。これらの因子のバランスの崩壊は、病理状態下において疾病過程の進展および進行につながる可能性があり、それは腫瘍成長、糖尿病性網膜症、組織および器官異常、ならびに心血管系障害などである（Ｆｏｌｋｍａｎ，Ｊ．１９９５．Ｎａｔ．Ｍｅｄ．１：２７−３１）。アンジオスタチンは、血管新生に対する強力なネガティブ調節剤であり、マウスにおける初期腫瘍の成長および転移を潜在的に阻害し得る（Ｓｉｍ，Ｂ．Ｋ．ｅｔａｌ．１９９７．ＣａｎｃｅｒＲｅｓ．５７：１３２９−１３３４）。
【０００３】
アンジオスタチンはマウスの尿から精製されているが、該マウスはルイス肺癌に罹患したものであって、そしてアンジオスタチンは、プラスミノーゲンの３８ｋＤａの内部断片（９８〜４４０アミノ酸）と同定され、該断片は分子の最初の４つのクリングル領域（ｋｒｉｎｇｌｅ’ｓ）を構成していた。アンジオスタチンは、インビトロにおける、プラスミノーゲンの限定的なプロテオリシスによっても産生し得る。種々の方法によって製造されたアンジオスタチンが、マウスの腫瘍成長を退行せしめることが示されている（Ｇａｔｅｌｙ，Ｓ．ｅｔａｌ．１９９７．Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ９４：１０８６８−１０８７２；Ｇａｔｅｌｙ，Ｓ．ｅｔａｌ．１９９６．ＣａｎｃｅｒＲｅｓ．５６：４８８７−４８９０；Ｓｔａｔｈａｋｉｓ，Ｐ．ｅｔａｌ．１９９７．Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．２７２：２０６４１−２０６４５；Ｄｏｎ，Ｚ．ｅｔａｌ．１９９７．Ｃｅｌｌ８８：８０１−８１０）。インビトロにおいて試験した場合、アンジオスタチンは細胞増殖、遊走、およびコラーゲンゲル中における三次元的毛管形成を阻害することが示されているが、これらは全て血管新生における必須の段階である。インビボにおいては、アンジオスタチンはプラスミノーゲンの加水分解によって産生されるが、これは多くの酵素によるものであり、マクロファージ由来のメタロプロテイナーゼ、プラスミンリダクターゼ、ＭＭＰ−７（マトリクスメタロプロテイナーゼ７）、ゼラチナーゼＢ／タイプＩＶコラゲナーゼ、ＭＭＰ−９（マトリクスメタロプロテイナーゼ９）、および膵エラスターゼが含まれる。アンジオスタチンは、マウスにおけるマウスおよびヒトの広範にわたる腫瘍モデルを効果的に阻害することが示されている（Ｏ’Ｒｅｉｌｌｙ，Ｍ．Ｓ．ｅｔａｌ．１９９６．Ｎａｔ．Ｍｅｄ．２：６８９−６９２；Ｏ’Ｒｅｉｌｌｙ，Ｍ．Ｓ．ｅｔａｌ．１９９４．ＣｏｌｄＳｐｒｉｎｇＨａｒｂｏｒＳｙｍｐ．Ｑｕａｎｔ．Ｂｉｏｌ．５９：４７１−４８２；Ｗｕ、Ｚ．ｅｔａｌ．１９９７．Ｂｉｏｃｈｅｍ．Ｂｉｏｐｈｙｓ．Ｒｅｓ．Ｃｏｍｍｕｎ．２３６：６５１−６５４；Ｇｒｉｓｃｅｌｌｉ，Ｆ．ｅｔａｌ．１９９８．Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ９５：６３６７−６３７２）が、これは腫瘍の新血管新生の阻害によるものであり、プラスミノーゲン自体は血管新生および腫瘍の退行を阻害しない。これらのデータは、クリングル領域の特定のコンホメーションが、アンジオスタチンの抗血管新生活性には重要であることを示唆している。
【０００４】
その潜在的な抗癌における価値にもかかわらず、アンジオスタチンの作用機構およびその細胞受容体の実体（ｉｄｅｎｔｉｔｙ）は、十分に解明されていない。
アネクシンＩＩは、最も多量に存する、プラスミノーゲンおよびプラスミノーゲン活性化因子の内皮細胞フィブリノーゲン受容体である。アネクシンＩＩは、組織のプラスミノーゲン活性化因子およびその表面上のプラスミノーゲンの集合体を形成せしめる。内皮細胞上のこの三分子集合体は、プラスミンを最大の効率で、血管床内において製造できる（Ｈａｊｊａｒ，Ｋ．Ａ．ｅｔａｌ．１９９４．Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．２６９：２１１９１−２１１９７；Ｋａｎｇ、Ｈ．Ｍ．ｅｔａｌ．１９９９．ＴｒｅｎｄｓＣａｒｄｉｏｖａｓｃ．Ｍｅｄ．９：９２−１０２）。この細胞表面産生プラスミンは、不活化から保護されている。プラスミンは、広スペクトラムなトリプシン様セリンプロテアーゼであり、フィブリンおよび数種の内皮細胞マトリクスタンパク質を分解し、これらはラミニン、トロンボスポンジン、およびコラーゲン類である。細胞外マトリクスの前記タンパク質分解および基底膜の消失は、内皮細胞および腫瘍細胞が侵入し、遊走しそして血管新生および転移を促進するために必要である（Ｋａｎｇ，Ｈ．Ｍ．ｅｔａｌ．１９９９．ＴｒｅｎｄｓＣａｒｄｉｏｖａｓｃ．Ｍｅｄ．９：９２−１０２）。
【０００５】
発明の概要
本発明は、アネクシンＩＩおよび／またはアンジオスタチンとの相互作用によって、血管新生を阻害する組成物を同定するための方法および該組成物を用いるための方法を提供する。これらの方法は、アネクシンＩＩが、アンジオスタチンの特異的、高親和性アンジオスタチン結合性受容体であると同定されたことに基づいている。血管新生を阻害することができる化合物をここに見いだすことが可能になったが、それは該化合物のアネクシンＩＩへの結合能を調査することによるものである。血管新生に対する好ましい阻害剤は、アネクシンＩＩに対する結合においてアンジオスタチンを競合する。アンジオスタチンとアネクシンとの相互作用に対する調節剤（ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）、特にアンジオスタチンのアネクシンＩＩへの結合と競合する剤またはそれをミミックする剤は、内皮細胞のアポトーシス活性を促進することによって血管新生を阻害すると考えられる。
【０００６】
発明の詳細な説明
アンジオスタチン特異的受容体がここに見いだされそして精製されたが、それは内皮細胞由来である。該受容体は３５ｋＤａのタンパク質であり、それは既知のプラスミノーゲン受容体であるアネクシンＩＩと同一の配列を有する。アンジオスタチンのこの内皮細胞内受容体への結合は、特異的でありかつ高親和性であることが示された。この細胞内アンジオスタチン受容体の発見によって、機構が提供され、該機構は血管新生の新規な阻害剤の発見のため、ならびに細胞内における血管新生を阻害するための方法のために探索可能になる機構である。
【０００７】
アンジオスタチンは、ヒトプラスミノーゲンに対する限定タンパク質加水分解性消化作用により、精製ウシ膵エラスターゼを用いて産生された。該タンパク質は、単一ステップによって、リジン−セファロースアフィニティクロマトグラフィによって約９５％の均一性に精製されたことがＳＤＳ−ＰＡＧＥによって決定された。該均一画分を集め、濃縮、透析および滅菌濾過を行った。次に精製画分をさらなる免疫反応性に関する特性化に付したが、これには抗クリングル１−３（Ｋ１−３）モノクローナル抗体を用いた。精製したアンジオスタチンは、構造特異的な抗Ｋ１−３モノクローナル抗体に対して強い免疫反応を示した精製したタンパク質が、アンジオスタチンであることの証明をさらに確実にするために、３８ｋＤａバンドをＰＶＤＦ膜に移送し、アミドブラックによって染色した。染色されたバンドを膜から切り出し、Ｎ末端シークエンシングを行った。アミノ酸配列としてＹＬＳＥＫＫＧＧＮＧＫＮ（配列番号４）が産生されたが、それは発表されているアンジオスタチン（Ｋ１−４）の配列と相同であった。スイスタンパク質データベースの調査によって、前記配列はプラスミノーゲンのクリングル１−４にのみ一致することが示された。続いて、精製したアンジオスタチンは、既に報告されているように、内皮細胞増殖に対して活性を有することが見いだされ、それは同一濃度範囲において見いだされた（Ｏ’Ｒｅｉｌｌｙ，Ｍ．Ｓ．ｅｔａｌ．１９９４．Ｃｅｌｌ７９：３１５−３２８）。この高精製かつ生物活性を有するアンジオスタチンを以後の実験に用いて、アンジオスタチン結合タンパク質、すなわちアンジオスタチン受容体の発見を行った。
【０００８】
免疫細胞化学を、培養ウシ動脈内皮細胞を用いて、４室組織スライドにおいて行った。細胞を固定し、９５％エタノールを用いて浸透可能にし、抗Ｋ１−３モノクローナル抗体またはコントロールとみなされるＨＲＰ抱合二次抗体とともにインキュベートした。試験室をアンジオスタチンとともにインキュベートし、続いて抗Ｋ１−３モノクローナル抗体および二次抗体とともにインキュベートした。内皮細胞のみに特異的な染色が存在する一方、アンジオスタチンまたは一次抗体の添加を行っていないコントロールは染色されなかった。
【０００９】
アンジオスタチンがアネクシンＩＩを介して培養内皮細胞に結合するかを決定するために、内皮細胞ライセートをアンジオスタチン結合に関してリガンドブロッティングを用いて試験を行った。ＢＡＥＣを９０％のコンフルエンシィ（ｃｏｎｆｌｕｅｎｃｙ）まで生育せしめた。細胞を回収し、ペレットを洗浄しＰＢＳに再懸濁した。細胞を超音波処理し、そして不要画分、すなわち全細胞膜画分を示すものをＳＤＳ−ＰＡＧＥによって解析し、ニトロセルロースに移した。膜は５％無脂乾燥乳によってブロックし、そして精製したアンジオスタチン（１μｇ／ｍｌ）とともに１時間インキュベートした。膜を洗浄し、抗Ｋ１−３抗体（１：１００）とともに１時間再インキュベートし、その後ＨＲＰ抱合マウスＩｇＧとともにインキュベートした後ＥＣＬによって現像した。リガンド免疫ブロッティングによって単一のタンパク質のバンドが見いだされ、それは約３５ｋＤａの分子量を有していて、アネクシンＩＩの分子量に一致した。並行してコントロールの免疫ブロットも行い、それはアンジオスタチンの添加に関して以外は上記と同様に行ったが、コントロールは結合を全く示さなかった。
【００１０】
細胞下におけるアンジオスタチン結合タンパク質の評価を行うために、内皮細胞の細胞内小器官を分割し、約１０マイクログラムのタンパク質を１２％ＳＤＳ−ＰＡＧＥによって分離し、そしてリガンドブロット解析に付した。このリガンドブロット解析によって、前記３５ｋＤａアンジオスタチン結合タンパク質は、ミクロソーム膜画分に特定された。コントロールブロットはここでも結合を示さなかった。
次に行った実験は、アンジオスタチン結合タンパク質の精製であった。段階的精製手法を用いて、カラムクロマトグラフィを行った。単一の主要なバンドがアンジオスタチンアフィニティクロマトグラフィ手法によって単離され、それは３５ｋＤａの分子量を有していた。さらに、これらの画分のアンジオスタチン結合性をリガンドブロット解析によって決定した。一つのブロットはアンジオスタチンとインキュベートせず、コントロールとして機能させた。二番目の試験ブロットを次に１μｇ／ｍｌのアンジオスタチンとともにインキュベートした。二番目の試験ブロットのみがアンジオスタチンとの結合を示した。コントロールはアンジオスタチンとの結合を示さなかった。
【００１１】
精製タンパク質のトリプシン断片によって、配列ＳＬＹＹＹＩＱＱＤＴＫ（配列番号１）、ＳＹＳＰＹＤＭＬＥＳＩＫ（配列番号２）、およびＡＬＬＹＬＸＧＧＤＤ（配列番号３）が産生され、それらは３３９残基を有するアネクシンＩＩのアミノ酸３１４〜３２４、２３４〜２４５および３３０〜３３９と、それぞれ１００％一致した。アミノ酸配列の結果に基づき、前記３５ｋＤａアンジオスタチン結合タンパク質はアネクシンＩＩであると決定された。
アネクシンＩＩ結合の特異性を決定するために、ＢＡＥＣ、ＮＩＨ３Ｔ３、ＨＵＶＥＣおよびＡ４３１からの細胞ライセートを調製し、約１０マイクログラムのタンパク質をリガンドブロット解析に付した。アンジオスタチンの結合は、内皮細胞に限られることが示された。アンジオスタチンは、ＢＡＥＣおよびＨＵＶＥＣラインのアネクシンＩＩに結合したが、Ａ４３１細胞または線維芽細胞への結合は僅かしか検出されないかまたは全く検出されなかった。これらの結果について、ウェスタンブロット解析によって、抗モノクローナル抗体を用いて確認を行った。アネクシンＩＩ抗体によってリガンドブロット実験において観察されたタンパク質のバンドが認識されたが、線維芽細胞はアネクシンＩＩ抗原の結合を示さなかった。Ａ４３１細胞は低い結合および低いアネクシンＩＩの発現を示した。これらの実験によって、アネクシンＩＩがアンジオスタチン受容体として機能することが示された。
【００１２】
放射性ラベルアンジオスタチンをマイクロタイタプレートに固定化したアネクシンＩＩに添加すると、高親和性で特異的な結合相互作用が示された。結合は、ラベルしていないアンジオスタチンおよび抗アネクシンＩＩ抗体によって、それぞれ８０％および５５％阻害され、このことからアンジオスタチンとその受容体であるアネクシンＩＩとの結合の特異性が示された。ＢＳＡがコントロールとして用いられたが、示された結合はごく僅かであった。アンジオスタチン／アネクシンＩＩ相互作用は、リジン結合サイト依存性であることが、リガンド免疫沈殿法により、抗アネクシンＩＩモノクローナル抗体を用いて示された。アンジオスタチンをアネクシンＩＩとともにε−ＡＣＡ１００ｍＭ存在下においてインキュベートした場合には、アンジオスタチンの結合は完全にブロックされたが、これは結合がリジン依存性であることを示している。
【００１３】
アンジオスタチンをさらに特徴付けるために、プラスミノーゲンとアネクシンＩＩとの相互作用、アンジオスタチンのアネクシンＩＩに対するプロテインＡセファロースゲルにおける結合を解析した。アネクシンＩＩおよび抗アネクシンＩＩ抗体複合体をプロテインＡセファロースゲルに固定化し、濃度を増しながら放射性ラベルアンジオスタチンまたはプラスミノーゲンとインキュベートした。アンジオスタチンまたはプラスミノーゲンの結合は濃度依存性であり、みかけのＫ_ｄは１６４ｎＭおよび１０１ｎＭにおいてそれぞれ飽和した。コントロール実験においては、放射性ラベルアンジオスタチンのゲルに対して最大で５〜１０パーセントの結合が同一の濃度範囲において生じ、タンパク質への結合は見いだされなかった。アンジオスタチンのその受容体であるアネクシンＩＩへの結合をさらに特徴付けるために、結合したアンジオスタチンを溶出させ、その実体をＳＤＳ−ＰＡＧＥおよびそのあとのラジオオートグラフィによって確認した。アンジオスタチンとアネクシンＩＩの結合の特異性が、１００倍モル過剰のラベルしていないアンジオスタチンによって、ラベルされたものの約８０％の結合が阻害されることによってさらに明確に示された。これらのデータによって、アンジオスタチンおよびプラスミノーゲンのアネクシンＩＩとの相互作用は、高い親和性および特異性を有することが示された。
【００１４】
放射性ラベルアンジオスタチンおよびプラスミノーゲンの内皮細胞に対する結合性についても測定を行った。アンジオスタチンおよびプラスミノーゲンの結合はともに濃度依存的であり、Ｋ_ｄは８３ｎＭおよび１２５ｎＭにおいてそれぞれ飽和した。インビボ結合実験において得られたＫ_ｄ値は、インビトロにおける値の２因数（ａｆａｃｔｏｒｏｆ２）以内であり、これはアンジオスタチンが内皮細胞表面上のアネクシンＩＩに結合することを示唆している。
アネクシンＩＩが内皮細胞表面における、アンジオスタチンの受容体であることをさらに明確に示すために、抗アネクシンＩＩモノクローナル抗体のアンジオスタチンおよびプラスミノーゲンの内皮細胞への結合に対する影響について検討を行った。抗アネクシンＩＩモノクローナル抗体は、アンジオスタチンおよびプラスミノーゲンの結合を、それぞれ６８％および６２％まで阻害した。両方のラベルしていないリガンドともに過剰量である場合には他の結合と競合したが、これは結合反応の特異性を明示するものである。これらの結果によって、アネクシンＩＩは、内皮細胞表面におけるアンジオスタチンおよびプラスミノーゲンの受容体であるという結論が支持された。
【００１５】
アンジオスタチン−アネクシンＩＩ相互作用の機能面での重要性を、内皮細胞におけるアンジオスタチンのアポトーシス活性を抗アネクシンＩＩ抗体によってブロックする実験によって立証した。抗アネクシンＩＩ抗体は、アンジオスタチンの細胞の生死に対する影響を濃度依存的にミミックすることが示された。抗体によって媒介された細胞死は、モノクローナル抗体存在下においてアネクシンＩＩのコア領域において観察され、ならびに分子全体に対して調製したポリクローナル抗体存在下においても観察された。さらに、免疫ＩｇＧは影響を示さず、これによって抗体媒介性アポトーシスが特異的であることが示された。
アンジオスタチン−アネクシンＩＩ相互作用の機能面に関する結論について、さらに精製したアンジオスタチンを精製したアネクシンＩＩとインキュベートすることによって精査を行った。結果として生じるアネクシンＩＩに結合したアンジオスタチンの内皮細胞アポトーシス活性について次に検討した。見いだされたことは、精製したアネクシンＩＩ受容体がアンジオスタチンのアポトーシス活性を完全に阻害した（ａｂｒｏｇａｔｅｄ）ことである。アネクシンＩＩの活性アンジオスタチン受容体機能と一致したのは、さらなる発見すなわち過剰のリジン−プラスミノーゲンによってＢＡＥＣを処理すると、それはＢＡＥＣへの結合に関してアンジオスタチンと競合することが示されていたが、アンジオスタチンの活性が完全に阻害されたことであった。
【００１６】
抗アネクシンＩＩモノクローナル抗体についても、インビボにおいて腫瘍の成長を阻害することが明らかになった。これらの実験においては、抗腫瘍活性を皮下にルイス肺癌を植え付けたマウスによって評価した（Ｏ’Ｒｅｉｌｌｙｅｔａｌ．Ｃｅｌｌ１９９４７９：３１５−２８）。この動物モデルにおける腫瘍の成長は、アンジオスタチンに高度に依存性であった。１０頭のマウスの側腹部にルイス肺癌細胞１０^６個を皮下注射した。触知可能な腫瘍が発達した９日後に、マウスを２群に分け、５頭ずつの群にした。一方の群のマウスの処理を、リン酸緩衝食塩水によって希釈した単一用量の抗アネクシンＩＩモノクローナル抗体を経静脈投与（６０μｇ／血液体積ｍｌ）することによって行った。他方の群をここではコントロールと称し、リン酸バッファ生理食塩水のみによって処理した。相対腫瘍体積として測定した長さ×幅^２／２を、マウスについて処理前に調査した。次にマウスを７日間処理に付し、殺した。抗アネクシンＩＩモノクローナル抗体を処理したマウスにおいては、腫瘍は１日後の触知可能な大きさを感知可能な程度に越えて進行することはなかった。これに対して、コントロールの動物においては、腫瘍は急激に成長した。異なる２群の比較の結果、約６００％の減少が抗体処理動物においてはコントロールに比較してあることが明らかになった。さらに、モノクローナル抗体の毒性も処理動物において観察されなかった。動物に体重の変化も抗体処理前後において生じなかった。組織は、心臓、肺、肝臓、腎臓、脾臓、脳、膵臓および腸を含め、コントロールおよび抗体処理動物において外見上正常であった。
【００１７】
まとめると、これらの実験によって、アネクシンＩＩがアンジオスタチンの生理的受容体であり、血管新生過程において、腫瘍成長に関与しているものも含めて、中心的な役割を果たしていることが明らかになった。
したがって、本発明は組成物を見いだすための方法を提供し、該組成物は血管新生をアネクシンＩＩおよび／またはアンジオスタチンとの相互作用によって阻害するものである。さらに、本発明はこれらの組成物を、血管新生の阻害および内皮細胞のアポトーシス活性の誘導において用いる方法に関する。したがって、前記組成物は、種々の病気または障害であって好ましくない血管新生に関連するもの、すなわち癌、黄斑変性、糖尿病性網膜症およびリウマチ関節炎を含むがこれらには限定されないもの、に対する処置において有用である。
【００１８】
例示される化合物であって、血管新生の阻害および内皮細胞のアポトーシス活性の誘導において有用な、アネクシンＩＩおよび／またはアンジオスタチンとの相互作用に基づくものは、アネクシンＩＩに対する抗体、可溶性形態のアネクシンＩＩ、ペプチドまたはペプチド断片であって、アンジオスタチンを含む前記４クリングル領域の１個または２個以上をミミックしているもの、ならびに小有機分子であって、アネクシンＩＩに結合するものおよびアネクシンに対する抗体産生を誘導する免疫原性形態のアネクシンＩＩに結合するものを含む。本発明の一態様においては、前記免疫原性アネクシンＩＩがワクチンとして投与され、アネクシンＩＩに対する免疫反応を起こさせ、それによって好ましくない血管新生、例えば腫瘍に生じるようなもの、を阻害する。アネクシンＩＩのようなタンパク質を免疫原生にするための方法は当該技術分野においてはよく知られていて、当業者はそれを普通に行うことができる。同様によく知られているのは、免疫原生タンパク質からワクチンを製造するための方法である。
【００１９】
本発明の目的において、「抗体」の語はポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、オムニクローナル抗体、そして抗体断片およびアプタマならびに一本鎖オリゴヌクレオチドであって、ＳＥＬＥＸと称されるインビトロ進化プロトコル（ｅｖｏｌｕｔｉｏｎｐｒｏｔｏｃｏｌ）によって導かれるものおよび当業者によく知られたものを意味する。本明細書において用いられる「抗体」の語は、キメラ抗体、単鎖抗体、およびヒト化抗体、ならびにＦａｂ断片、またはＦａｂ発現ライブラリの産物も包括的に意味する。当該技術分野において知られている種々の手法を用いて前記抗体を作製してよい。
本発明において他の化合物であってアネクシンＩＩおよび／またはアンジオスタチンと相互作用するものを、当業者は本明細書において提供された教示に基づいて普通に見いだすことができる。一態様においては、化合物をスクリーニングしてアネクシンＩＩ受容体へのその結合能を測定することができる。化合物にアネクシンＩＩ受容体への結合能が見いだされた場合、次に該化合物をさらなるアッセイによって試験し、その抗血管新生アッセイおよび内皮細胞においてアポトーシスを誘導する能力について調査することができる。より好ましくは、本発明において用いられる化合物のスクリーニングは、アネクシンＩＩへの結合に関するアンジオスタチンとのその競合能について行うことができる。アンジオスタチンを、アネクシンＩＩへの結合に関して排除するかまたはアンジオスタチンと有効に競合する化合物は、抗血管新生活性および内皮細胞においてアポトーシスの誘導をミミックすると予測される。
【００２０】
次に、内皮細胞を有効量の化合物と接触させることができ、該化合物はアネクシンＩＩと結合して内皮細胞における血管新生を阻害するとともに、選択的に内皮細胞においてアポトーシスを誘導する。「有効量」とは、化合物の濃度であって、内皮細胞における血管新生を阻害するとともに、選択的に内皮細胞の細胞死を誘導することができる濃度を意味する。該濃度を、当業者は普通に決定することができ、それはインビトロアッセイにおける化合物の活性に基づくものであり本明細書に記載されているが、当該技術分野においてよく知られている血管新生アッセイにおける活性に基づくものもある。種々の投与経路を用いることができ、それが限定されずに含むのは、経口、経静脈、経皮、腫瘍内、および筋肉内または皮下であり、選択は投与される化合物の薬剤動態特性、生体利用効率および処置される条件に依存する。
【００２１】
好ましい態様において、前記化合物は薬学的組成物に導入され、それは薬学的に許容されるビヒクルも含んでいる。この態様においては、化合物がアンジオスタチンとアネクシンＩＩへの結合に関して競合すると好ましい。適切な薬学的に許容されるビヒクルを当業者は普通に選択することができ、それは化合物の溶解性および化合物が投与される経路に基づく。
下記の非限定的な例は、本発明をより適切に例示するために示されるものである。
【００２２】
例
例１：アンジオスタチンの産生および精製
アンジオスタチンを、ヒトプラスミノーゲンに対する限定タンパク質加水分解消化作用により、精製ウシ膵エラスターゼを用いて、Ｏ’Ｒｅｉｌｌｙ，Ｍ．Ｓ．ｅｔａｌ．１９９４．Ｃｅｌｌ７９：３１５−３２８の記載に従って生成した。典型的な反応において、プラスミノーゲンは３８ｋＤａと１９ｋＤａの２つの断片に切断され、それらは抗Ｋ１−３モノクローナル抗体によって認識された。前記エラスターゼ消化混合物を、リジン−セファロースカラムに適用した。担持されたカラムを１０カラム量のリン酸緩衝食塩水（ＰＢＳ）によって大規模洗浄を行い、エラスターゼおよび他の非吸収性タンパク質を除去した。カラムをさらに５カラム量の１００ｎＭＮａＣｌによって洗浄し、低結合性タンパク質を除去した。高結合性のリジン結合画分のみを特定して、１００ｍＭＮａＣｌ中の２００ｍＭε−アミノカプリン酸（ＡＣＡ）によって溶出を行った。全画分をＳＤＳ−ＰＡＧＥによって解析し、クーマシーおよび銀によって染色し、さらにウェスタンブロット解析によって純度および均一性を確認した。抗プラスミノーゲン抗体に対しても交差反応を示す均一画分を一緒にプールし、加圧透析によって濃縮し、そして１リットルのＰＢＳに対して大規模透析を３日間にわたり、バッファを５回交換して行った。最終調製物を０．２２ミクロンフィルタを通過させて滅菌し、分割して−７０℃に保存した。
【００２３】
例２：細胞培養
ウシ動脈内皮細胞（ＢＡＥＣ）およびヒト臍帯静脈内皮細胞（ＨＵＶＥＣ）を、Ｈａｍ’ｓ　Ｆ−１２培地（ＳｉｇｍａＣｈｅｍｉｃａｌ社）にグルタミン１％、ＦＢＳ１０％、ペニシリン５０Ｕ／ｍｌ、ストレプトマイシン５０μｇ／ｍｌ、およびゲンタマイシン５０μｇ／ｍｌを補充した培地にて維持した。アンジオスタチン結合タンパク質を見いだすために、細胞をラバーポリスマンによってかき取り、冷却したＰＢＳによる３回の洗浄をホモジナイズする前に行った。線維芽細胞を、１０％ＦＢＳおよび抗生物質を含有するＤＭＥＭによって培養した。
【００２４】
例３：内皮細胞増殖アッセイ
アンジオスタチンの生物活性の特徴付けを、内皮細胞増殖の阻害に基づいて行った。ウシ動脈内皮細胞内皮細胞（ＢＡＥＣ）を入手し、上記のように（Ｑｉａｎ，Ｘ．ｅｔａｌ．１９９７．Ｅｘｐ．ＣｅｌｌＲｅｓ．２３５：４０３−４１２）成長させた。増殖アッセイのために、細胞をＰＢＳによって洗浄し０．０５％トリプシン溶液処理によって分散せしめた。次に細胞を９６ウェル培養プレートへの播種を、該プレートにＨａｍ’ｓ　Ｆ１２−Ｋ培地中のＦＢＳ２％を含有せしめ、密度を１０，０００細胞／ウェルとし、２４時間にわたり３７℃において実行した。次に培地をＢＳＡ０．１％を含有するＨａｍ’ｓ　Ｆ１２−Ｋ培地に取り替え、細胞をさらに２４時間にわたり培養し（ｇｒｏｗｎ）、培地に同調させた。２４時間後に、異なる濃度のアンジオスタチンを添加し、そして２０分後にｂＦＧＦ（１ｎｇ／ｍｌ）を添加した。培地を３６時間インキュベートした。細胞のうち、ｂＦＧＦのみによって処理したものを１００％の活性とみなした。コントロールおよび処理細胞の生存率を、比色細胞増殖アッセイキット（Ｐｒｏｍｅｇａ社製）によって測定した。このアッセイは、生存細胞の代謝活性を、Ｏｗｅｎ’ｓ試薬を可溶性ホルマザンに変換する酵素デヒドロゲナーゼによって測定するものである。
【００２５】
例４：リガンド免疫ブロットアッセイ
ＢＡＥＣライセートを細胞のダウンス（Ｄｏｕｎｃｅ）ホモジナイザーによって破砕するかまたは超音波処理によって調製した。全タンパク質濃度を測定した。内皮細胞を１２％ＳＤＳ−ＰＡＧＥによって分離した。分解したタンパク質をニトロセルロース膜に、定常電圧１００Ｖにおいて１時間にわたり移動した。前記膜を洗浄し、１時間にわたり５％無脂ミルク中において、室温にてブロックした。次に膜のインキュベーションを、一晩にわたり４℃にて、アンジオスタチン１μｇ／ｍｌとともに行った。大規模洗浄をトリスバッファ食塩水であって０．２％のツイーン２０（ＴＢＳＴ）を含有するものによって行い、膜の抗クリングル１−３（Ｋ１−３）との再インキュベーションを、１：１００の希釈率において、１時間室温にて行った。ブロットをＨＲＰラベル抗マウスＩｇＧを用いて現像し、製造者のインストラクションに従って化学発光を増大させた。アンジオスタチンをポジティブコントロールとしてゲルの第一レーンに含ませ、正確性と妥当性を確保した。
【００２６】
例５：固相放射性リガンド結合研究実験
アンジオスタチンおよびプラスミノーゲンのリガンドの放射性ヨウ素化を、比活性がそれぞれ５．２×１０^６ｃｐｍ／μｇおよび６．６×１０^６ｃｐｍ／μｇになるようにヨードビーズ（Ｐｉｅｒｃｅ，Ｒｏｃｋｆｏｒｄ，ＩＬ）を用いて行い、そしてラベルアンジオスタチンおよびプラスミノーゲンをゲル濾過によってさらに精製した。結合していない放射性ラベルヨウ素をｐＨ７．４のＰＢＳに対する透析によって除去し、そしてリガンドを結合研究実験に用いる前にラベルアンジオスタチンおよびプラスミノーゲンの純度をＳＤＳ−ＰＡＧＥによって確認した。プラスチックプレートをＰＢＳ中のアネクシンＩＩ１００ｎｇによって被覆したが、これは振盪を室温にて２４時間行うことによって行った。アネクシンＩＩを固定化したプレートをＰＢＳ１００μｌ中の^１２５Ｉラベルアンジオスタチンおよびプラスミノーゲン１μＭとともに、３〜４時間常に振盪しながらインキュベートした。インキュベーションの後、ウェルをＴＢＳＴによって洗浄し、そして残存している放射能をガンマ計数（ｇａｍｍａｃｏｕｎｔｉｎｇ）によって定量した。非特異的結合は、１％ＢＳＡの存在下において測定した。
【００２７】
例６：アンジオスタチンの固定化アネクシンＩＩに対する結合の動力学的解析
抗アネクシンＩＩモノクローナル抗体（４０μｇ）を精製アネクシンＩＩ４０μｇとともに、反応量のＰＢＳ２００μｌ中において１時間、４℃にてインキュベートした。プロテインＡセファロース１ｍｌを反応混合物に、穏やかに振盪しながら一晩添加した。９８％を越える抗アネクシンＩＩモノクローナル抗体およびプロテインＡセファロースに結合したアネクシンＩＩセファロースが、ＳＤＳ−ＰＡＧＥによって測定された。プロテインＡセファロースゲルを２０００〜３０００ｒｐｍにて５分間遠心分離に付した。上清を除去し、ゲルを３〜４回洗浄してあらゆる結合していないタンパク質を除去した。プロテインＡセファロースゲルを０．１％ＢＳＡとともに１時間インキュベートし非特異的的結合部位をブロックした。ＢＳＡを遠心分離によって除去し、ゲルを洗浄してＰＢＳに再懸濁した。アネクシンＩＩ固定化ゲル（１０μｌ）のインキュベーションを、濃度を増大させながら^１２５Ｉ−アンジオスタチンとともに、最終体積１００μｌにて行った。非特異的結合を並行実験によって、抗アネクシンＩＩ抗体のみをプロテインＡセファロースゲルに固定化して用いて測定した。インキュベーションの後、ゲルの分離のためにを遠心分離を３０００ｒｐｍにて５分間行い、その後に上清を除去し続いてゲルを迅速に３〜４回ＰＢＳによって洗浄して非特異的結合物質を除去した。放射性ラベルアンジオスタチンの結合量の計量を、ゲル中に存する放射能のレベルに基づいて行った。
【００２８】
例７：結合特異性の測定
結合特異性を特徴付けるために、１００倍モル量過剰のラベルしていないリガンドのインキュベーションを３０分間、^１２５Ｉ−プラスミノーゲンの^１２５Ｉ−アンジオスタチンを添加する前に行った。ゲルに関連する放射能の定量を、ＬＫＢγ線カウンタによって行った。固定化アネクシンＩＩ結合タンパク質を特徴付けるために、ゲルをＳＤＳサンプルバッファ２５μｌに懸濁し、溶出タンパク質をＳＤＳ−ＰＡＧＥ１２％において分離し、ゲルの乾燥およびオートラジオグラフィのための処理を行った。
【００２９】
例８：内皮細胞への結合
ＢＡＥＣの播種を、９６ウェル培養プレートにＦＢＳ２％を含有したＨａｍ’ｓ　Ｆ１２　Ｋ培地に、１０，０００細胞／ウェルの密度で行った。次に培地をＢＳＡ０．１％を含有したＨａｍ’ｓ　Ｆ１２　Ｋ培地と取り替え、細胞をさらに２４時間培養して培地に同調させた。２４時間後に細胞を洗浄し、そしてアネクシンＩＩを固定化したプレートをＰＢＳ１００μｌ中の^１２５Ｉラベルアンジオスタチンまたは^１２５Ｉラベルプラスミノーゲン１μＭとともに、全体積１００μｌの結合バッファ（ＰＢＳにＣａＣｌ_２３ｍＭ、ＭｇＣｌ_２１ｍＭ、およびＢＳＡ５ｍｇ／ｍｌを含有）中において、４℃にて穏やかにに振盪しながらインキュベートした。インキュベーションの後、細胞を素早く５回洗浄して非特異的に結合した物質を除去した。アリコットを計数バイアルに移し、ガンマカウンタによって計数を行った。非特異的カウントを全結合カウントから減じた。データの解析を非直線カーブ回帰を用いて行い、そしてミカエリス・メンテン動力学をプリズムソフトウェア（ＳａｎＤｉｅｇｏ、ＣＡ）によって解析した。
【００３０】
例９：リガンド免疫沈殿
精製アンジオスタチンおよびアネクシンＩＩのインキュベーションを、２〜３時間にわたり４℃にて、穏やかに振盪しながら行った。次に混合物と抗アネクシンＩＩモノクローナル抗体との結合を、４℃にて３〜４時間行わせた。この三分子複合体の固定化を、プロテインＡセファロースゲルによって４℃にて一晩行った。該ゲルを遠心分離に付し、洗浄してあらゆる結合していないタンパク質を除去した。ゲルをＳＤＳ担持バッファ５０μｌに懸濁し、３７℃に１０〜１５分間温め、そして遠心分離によって分離を行った。溶出したタンパク質をＳＤＳ−ＰＡＧＥゲル１２％に担持し、１００Ｖにて分離を行った。ゲルの電気ブロットをニトロセルロース膜に行い、そしてプローブを抗クリングル１−３抗体、そしてＨＲＰ抱合二次抗体によって行い、さらに電界発光によって現像した。
【００３１】
例１０：免疫細胞化学
免疫細胞化学を、ＢＡＥＣ培養４室組織培養スライドによって行った。細胞を固定し、透過性の付与を９５％エタノールによって行い、アンジオスタチン（１μｇ／ｍｌ）とともに２時間インキュベートし、ＰＢＳによって大規模に洗浄し、そして抗クリングル１−３モノクローナル抗体との再インキュベートを、１時間行った（１：１００）。コントロールの細胞は、アンジオスタチン単独または抗体単独のいずれかとともにインキュベートを行った。染色を適切な抱合二次抗体を用いて行い、その後にＨＲＰアビジンビオチンによる処理を以前の報告（Ｔｕｓｚｙｎｓｋｉ，Ｇ．Ｐ．ａｎｄＲ．Ｆ．Ｎｉｃｏｓｉａ．１９９４．Ｌａｂ．Ｉｎｖｅｓｔ．７０：２２８−２３３）に従って行った。細胞の対比染色をヘマトキシリンを用いて行い、そして顕微鏡写真を明視野顕微鏡によって撮影した。
【００３２】
例１１：アンジオスタチン受容体の精製
大規模（約１００個のローラー瓶（ｒｏｌｌｅｒｂｏｔｔｌｅ））のマイコプラズマフリーＢＡＥＣの培養をナショナル細胞培養装置（ＮａｔｉｏｎａｌＣｅｌｌＣｕｌｔｕｒｅｆａｃｉｌｉｔｙ：ＣｅｌｌｅｘＢｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，ＭＮ）において行った。封入した細胞の塊である内皮細胞（１５ｍｌ）を冷却したＰＢＳ中において洗浄し、ホモジナイズを冷却したｐＨ７．４のトリス−スクロースバッファであって、プロテア−ゼ阻害剤であるロイペプチン（４．２μＭ）、アンチパイン（３．３μＭ）、およびフッ化フェニルメチルスルホニル（０．５７ｍＭ）を含有するものの中において行い、ＳｈａｒｍａａｎｄＳｈａｐｉｒｏ（１９９５．Ａｒｃｈ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．Ｂｉｏｐｈｙｓ．３１６：４７８−４８４）の方法に従って分取した。超遠心にかけた精製ミクロソーム原形質膜画分を均質化バッファ中において可溶化し、４℃にて保存してさらなる精製に備えた。精製を開始する前に、全ての画分のアンジオスタチン結合に関する調査を、リガンドブロット解析によって行った。アネクシンＩＩ画分の可溶化を、Ｔｒｉｔｏｎ　Ｘ−１００の０．５％溶解バッファであってプロテア−ゼ阻害剤を含有するものを滴下添加することによって行った。可溶化膜画分に対して、１０５，０００×ｇのさらなる遠心分離を３０分間行い、あらゆる不溶物質を除去した。上清のさらなる透析をバッファＡ（１０ｍＭＴｒｉｓ−ＨＣｌ、ｐＨ７．４、０．１ｍＭジチオトレイトール、０．１％クロロアミドプロピルジメチルアンモニオ−１−プロパンスルホネート、１ｍＭのＥＤＴＡ、および５％グリセロール）を用いて、２日間行い全てのＴｒｉｔｏｎ　Ｘ−１００を除去した。
【００３３】
さらなる精製の全ては４℃にて行ったが、他に記載がある場合はこの限りでない。透析液を可溶化ミクロソーム原形質膜から得て、それをフラクトゲル（Ｆｒａｃｔｏｇｅｌ）強陰イオン交換カラム（２．５×２０ｃｍ）に付し、流速０．２ｍｌ／分とし、それは予め１０カラム量のバッファＡによって平衡化した。サンプルを担持させた後、カラムをまず１０カラム量のバッファＡによる洗浄を、２８０ｎｍにおける吸光度が０〜０．０５０吸収単位になるまで行った。カラムの溶出を、一次勾配を有するバッファＢ中の０〜１ＭＫＣｌによって行った。カラムからの溶出液のモニターを２８０ｎｍにおいて行い、ピーク解析をアンジオスタチン結合タンパク質（アネクシンＩＩ）について、リガンド結合によって行った。画分のうちアンジオスタチン結合に関して濃縮したものをプールし、加圧透析によって濃縮し、透析を一晩、４回の交換を１０ｍＭＴｒｉｓ−ＨＣｌ、ｐＨ７．４であって、５％グリセロール、１ｍＭのＥＤＴＡ、０．１ｍＭジチオトレイトールに対して行って実行した。透析画分のさらなるクロマトグラフィを、ヒドロキシルアパタイトカラムおよびそれに続くアンジオスタチンアフィニティクロマトグラフィによって行った。
【００３４】
タンパク質の溶出を、一次勾配を有する０〜１００％のバッファＡ、Ｂそれぞれによって行った。カラムからの溶出液のモニターを２８０ｎｍにおいて行い、ピーク解析をアンジオスタチンリガンドブロット解析によって行った。結合画分をプールし、濃縮し、透析を１０ｍＭリン酸カリウムバッファ、ｐＨ７．４であって、０．１ｍＭジチオトレイトールおよび１ｍＭのＥＤＴＡを含有するものによって行った。透析画分の純度の決定を、ＳＤＳ−ＰＡＧＥによって行った。ゲルの染色を、クーマシーブルーおよび銀によって行い、あらゆる微量のコンタミネーションをも検出した。最終の均一タンパク質生成物の特徴付けを、アンジオスタチンリガンドブロット解析によって行い、タンパク質を−８０℃にて保存した。
【００３５】
例１２：タンパク質のマイクロ配列決定（Ｍｉｃｒｏｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ）
約３０ｐｍｏｌの精製内皮細胞タンパク質をＳＤＳ−ＰＡＧＥによって分解し、そして染色をクーマシーブルーによって行った。タンパク質バンドをゲルから切り出し、トリプシン分解に付した。生成したペプチド断片を高速液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）によって分離し、さらなる特徴付けを質量分析によって行った。３つの断片について、配列の決定をエドマン分解によって行った。

Claims

内皮細胞における血管新生を阻害するための方法であって、内皮細胞を、アネクシンＩＩと結合する化合物の有効量と接触させることを含む、前記方法。
化合物が、アネクシンＩＩへの結合に関してアンジオスタチンと競合する、請求項１に記載の方法。
化合物が、アネクシンＩＩ特異抗体を含む、請求項１に記載の方法。
内皮細胞に選択的にアポトーシスを誘導する方法であって、内皮細胞を、アネクシンＩＩと結合する化合物の有効量と接触させることを含む、前記方法。
化合物が、アネクシンＩＩへの結合に関してアンジオスタチンと競合する、請求項４に記載の方法。
化合物が、アネクシンＩＩ特異抗体を含む、請求項４に記載の方法。
望まない血管新生に関連する病気または障害を処置するための方法であって、アネクシンＩＩと結合する化合物の有効量を患者に投与することを含む、前記方法。
病気または障害が、癌、黄斑変性、糖尿病性網膜症またはリウマチ関節炎を含む、請求項７に記載の方法。
化合物が、アネクシンＩＩへの結合に関してアンジオスタチンと競合する、請求項７に記載の方法。
化合物が、アネクシンＩＩ特異抗体を含む、請求項７に記載の方法。
血管新生を阻害するための医薬組成物であって、アネクシンＩＩへの結合に関してアンジオスタチンと競合する化合物および薬学的に許容されるビヒクルを含む、前記医薬組成物。
化合物が、可溶性アネクシンＩＩを含む、請求項１１に記載の医薬組成物。
免疫原性アネクシンＩＩを含むワクチン。
細胞または組織において、血管新生を調節する化合物を同定するための方法であって、該化合物の存在下および非存在下の両方において、前記細胞または組織におけるアンジオスタチンのアネクシンＩＩへの結合レベルを決定することを含み、アンジオスタチンとアネクシンＩＩとの結合の増加または減少が、血管新生の調節に関連している、前記方法。
細胞が内皮細胞である、請求項１４に記載の方法。