JP2005170935A - 最終糖化産物の中間体とアマドリ転移後の阻害 - Google Patents

最終糖化産物の中間体とアマドリ転移後の阻害 Download PDF

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Abstract

【課題】 糖尿病性腎症、蛋白尿、糸球体クリアランス障害、および糖尿病性網膜症からなる群から選択される1またはそれ以上の疾患の治療およびアマドリ後の最終糖化産物(AGE)形成を阻害する薬剤を提供する。
【解決手段】 ピリドキサミンを包含する薬剤。
【選択図】 なし

Description

本題は、1995年9月12日付けで出願された米国仮特許願第60/003,268号の優先権を主張するものである。なおこの仮特許出願の内容はすべて本題に採用するものである。
政府の権利に関する陳述
政府の権利に関する陳述 本題に開示された成果のいくらかは、NIHの助成金DN43507号で一部援助されているので米国政府は本発明に特定の権利をもっている。
発明の背景
本発明は、最終糖化産物(Advanced Glycation End−product)(AGE)、その生成、検出、固定、阻害およびそのインヒビターの技術分野の発明である。
タンパク質の老化と最終糖化産物
グルコースなどの還元糖による非酵素的グリケーションは、多様な病状に関与していることが分かってきているタンパク質の重要な翻訳後の修飾反応である。グルコースが誘発する緩慢なプロセスによる不可逆の非酵素的グリケーションと架橋反応は、糖尿病に付随する多数の合併症を仲介する。糖尿病に付随する慢性高血糖症は、慢性の組織損傷を起こして、網膜症、腎障害およびアテローム性動脈硬化症などの合併症をもたらすことがある(CohenおよびZiyadeh,J.Amer.Soc.Nephrol.,7巻、183〜190頁、1996年)。長期間の真性糖尿病に付随して起こる慢性の組織損傷は、一部は、非酵素的グリコシレーションによって最終糖化産物(AGE)が生成した長命の構造タンパク質に結合した免疫グロブリンおよび/または抗原が蓄積することによって、その場で免疫複合体が生成することが原因で起こる(Brownleeら,J.Exp.Med.,158巻、1739〜1744頁、1983年)。その主要なタンパク質の標的は細胞外マトリックス結合コラーゲンであると考えられる。タンパク質、脂質および核酸の非酵素的グリケーションは老化の自然のプロセスで重要な役割を演じているかもしれない。最近、タンパク質のグリケーションが、アルツハイマー症のβ−アミロイドの沈着および神経細線維もつれの生成、ならびにアミロイド症を含む可能性のある他の神経変性疾患に関連があることが分かった(ColacoおよびHarrington,Neuro Report、5巻、859〜861頁、1994年)。グリケーションを受けたタンパク質は、毒性であり抗原性でありかつ特異的な細胞受容体に取りこまれた後、細胞損傷の応答をトリガーすることができることも報告されている(例えば、Vlassara,BucalaおよびStriker,Lab.Invest.,70巻、138〜151頁、1994年;Vlassaraら,PNAS(USA),91巻、11704〜11708頁、1994年;DanielsおよびHauser,Diabetes,41巻、1415から1421年、1992年;Brownlee,Diabetes,43巻、836〜841頁、1994年;Cohenら,Kidney Int.,45巻、1673〜1679頁、1994年;Brettら,Am.J.Path.,143巻、1699〜1712頁、1993年;およびYanら,PNAS(USA),91巻、7787から7791頁、1994頁参照)。
食品を調理中に褐色の色素が出現することは、一般的に認識されている現象であるが、その化学現象についてメイラードが1912年に最初に報告し、その化学現象はその後研究の結果タンパク質の老化の概念まで導いた。貯蔵し次いで熱処理された食品が非酵素的反応で褐変し、これはタンパク質が架橋してその生物学的利用性が低下したことが特徴であることは公知である。このメイラード反応は生体内でも起こることが見出されたが、そのとき、グルコースがヘモグロビンのα鎖のアミノ末端に、アマドリの転位反応によって結合することが発見された。
本願の開示は、アマドリ転位後(以下アマドリ後と呼ぶ)の最終糖化産物(メイラード産物:AGE)の生成の従来知られておらずかつ予測できない機序、およびアマドリ後のAGE生成の有効なインヒビターを同定し特性解析を行う方法を教示する。本願の開示は、アマドリ後のAGEを生成する際の反応性タンパク質中間体成分の独特な単離法と動的な特性解析法を示し、第一に、タンパク質のグリケーション反応の『後期』段階の具体的な解明と迅速で定量的な動的研究ができる方法を教示する。
このような『後期』AGE生成とは対照的に、グリケーション反応の『早期』ステップは比較的よく特性解析がなされ、いくつものタンパク質が同定されている[Harding,Adv.Protein Chem.,37巻、248〜334頁、1985年;MonnierおよびBayes編、『The Maillard Reaction in Aging,Diabetes,and Nutrition』、1989年(Alan R.Liss,米国ニューヨーク);Finotら編、『The Maillard Reaction in Food Processing,Human Nutrition and Physiology.』1990年(Birkhauser Verlag,スイスのバーゼル)]。グリケーション反応は、リシンの側鎖のε−アミノ基および末端のα−アミノ基との可逆的シッフ塩基(アルジミンまたはケチミン)付加反応で開始され、続いて、基本的に不可逆アマドリ転位反応によって、例えばアルドースの反応から1−アミノ−1−デオキシケトース類のようなケトアミン生成物が生成することが知られている[MonnierおよびBaynes編『The Maillard Reaction in Aging,Diabetes,and Nutrition』、1989年(Alan R.Liss,米国ニューヨーク)の43頁〜67頁のBaynesらの報告]。一般に、糖は最初、シッフ塩基の不可逆縮合反応によって、その開環(優勢なピラノースおよびフラノースの構造ではない)したアルデヒド型またはケト型で、リシンの側鎖のε−アミノ基と末端のα−アミノ基と反応する(概略図I)。生成した生成物のアルジミンまたはケチミンは、次にアマドリ転位反応を受けて、アルドースの反応から、ケトアミンのアマドリ生成物すなわち1−アミノ−1−デオキシーケトース類を生成する(MeansおよびChang,Diabetes,31巻、Suppl.3:1〜4頁、1982年;Harding,Adv.Protein Chem.,37巻、248〜334頁、1985年)。これらのアマドリ生成物は次に、数週間および数ヶ月の期間にわたって、緩慢で不可逆のメイラード『褐変』反応を受け、転位反応、脱水反応、酸化フラグメント化反応および架橋反応を介して蛍光生成物などの他の生成物を生成する。これらアマドリ後の反応(緩慢なメイラード『褐変』反応)によって、最終糖化産物(AGE)が生成するがこれら産物は不充分な特性解析しか行われていない。
アマドリ反応などのグリケーションの中間体の場合、遊離のグルコース自体が酸化反応を受けて、過酸化物およびジカルボニル類のグリオキサールとグリコアルデヒドのような高度に反応性のフラグメントを生成することがある。したがって、大部分の生体外の試験は、極端に高い糖の濃度で行われているので、各種のAGEが生成する機構を解明することは極めて複雑である。
これらの『早期』産物の生成は比較的よく特性解析がなされているのと対照的に、アマドリ転位後の反応で生成する『後期』メイラード産物を生成する機序は、これら産物が不均質で、反応時間が長くかつ複雑なため、明確には理解されていない。これら『後期』メイラード反応の化学について詳細な情報がないので、グルコースとポリペプチド類のアミノ基との反応から誘導される蛍光AGE発色団を同定する研究が刺激された。このような発色団の一つ、2−(2−フロイル)−4(5)−(2−フラニル)−1H−イミダゾール(FFI)が、ウシ血清アルブミンとポリリシンのグルコースによる非酵素的褐変反応の後、同定され、無傷のポリペプチド中に存在するこの発色団を示すと想定された(Pongerら,PANS(USA),81巻、2684〜2688頁、1984年)。その後の研究で、FFIは、分析のために行った加水分解反応中に生成した人為結果であることが確認された。
このようなグリコシレーションと架橋反応の機序が、単一の基本反応と繰返し反応による飽和グリコシレーションとこれに続くタンパク質糖アミンの架橋によって起こるという前提に基づいた、タンパク質のグリコシレーションおよびタンパク質糖アミンの架橋反応の阻害に関する分野の一連の米国特許が発行されている。これらの特許としては、米国特許第4,665,192号;同第5,017,696号;同第4,758,853号;同第4,908,446号、同第4,983,604号;同第5,140,048号;同第5,130,337号;同第5,262,152号;同第5,130,324号;同第5,272,165号;同第5,221,683号;同第5,258,381号;同第5,106,877号;同第5,128,360号;同第5,100,919号;同第5,254,593号;同第5,137,916号;同第5,272,176号;同第5,175,192号;同第5,218,001号;同第5,238,963号;同第5,358,960号;同第5,318,982号;および同第5,334,617号がある(なお、引用したこれら特許はすべて、全体を本明細書に引用するものである)。
これら米国特許の主眼は、早期グリコシレーションのアマドリ産物のカルボニル部分に集中したAGE生成の阻害方法であり、そして、特に、例示されている最も有効な阻害方法は、アミノグアニジンを外因的に投与して使用することを教示している。AGE生成のインヒビターとしてのアミノグアニジンの有効性は、現在、臨床試験で試験中である。
AGEの生成を阻害することは、例えば、食物の腐敗、動物タンパク質の老化および歯の褐変と闘うなどの個人衛生の分野で有用である。定量的には少量であるが、注目すべき最終糖化産物はペントシジンとNε−カルボキシメチルリシンである(SellおよびMonnier,J.Biol.Chem.,264巻、21597〜21602頁、1989年;Ahmedら,J.Biol.Chem.,261巻、4889〜4894頁、1986年)。
アマドリ中間産物とその後のアマドリ後のAGE生成は、本発明によって教示されているように、アミノグアニジンによる反応では充分に阻害されない。つまり、アマドリ後のAGEの生成は、本願の開示で教示されているように、いままで報告されていないかまたは分離して確認することが不可能であった重要でかつ独特の反応経路で起こるのである。この『後期』反応のアマドリ後AGEの有効なインヒビターを同定して特性を解析する効率的でかつ有効な方法を得ることが、非常に望ましい目標である。効率的な選別法とモデルシステムを提供することによって、コンビナトリアル化学を用いて、候補の化合物を有効に選別し、その結果、インヒビター化合物を最終的に確認するのに、時間、経費および労力を著しく減らすことができる。有効なインヒビターの効率的な特性解析を行うことができる、アマドリ後のAGE生成の効果をモデル化し試験する生体内の方法を得ることが非常に有効である。
生物分離性および/または自然に代謝される阻害化合物が、アミノグアニジンのような毒性副作用を有する著しく反応性の化合物より、治療剤として用いるのに望ましい。
本発明によって、アマドリ後のAGEへのアマドリ後の変換反応を迅速に完了させるのに使用できる、安定なアマドリ後の最終糖化産物(AGE)の前駆体が同定されたのである。この安定な産物は、早期段階のタンパク質/糖アマドリ産物と追加の糖とのその後の反応で生成する、推定糖飽和アマドリ/シッフ塩基産物である。好ましい実施態様で、このアマドリ後/シッフ塩基中間体は標的タンパク質とリボース糖の反応で生成する。
本発明は、高級糖の新規な阻害法によって、安定なタンパク質糖AGEを生成する中間前駆体を製造する方法を提供するものである。好ましい実施態様で、使用される糖はリボースである。
本発明は、後期メイラード産物生成に対する有効なインヒビターを同定する方法を提供するものであり、その方法は、タンパク質を糖とともに、充分な濃度で充分な時間インキュベートして安定なアマドリ後AGEの中間体を生成させることによって、安定なタンパク質−糖であるアマドリ後の最終糖化産物中間体を生成させ;前記安定なタンパク質−糖のアマドリ後の最終糖化産物中間体を、インヒビターの候補と接触させ;安定なタンパク質−糖のアマドリ後の最終糖化産物の中間体を、糖が誘導する平衡状態から開放した後、アマドリ後AGEの生成を監視することによって、有効な阻害を確認することからなる方法である。適当な糖としては、限定はされないが、リボース、リキソース、キシロース、アラビノース、グルコース、フルクトース、マルトース、ラクトース、マンノース、フルクトースおよびガラクトースがある。好ましい実施態様で、用いられる糖はリボースである。
本発明は、『後期』反応によるアマドリ後のAGE生成に対する有効なインヒビターを、下記検定法でアマドリ後のAGEの生成を阻害する性能によって同定し特性を解析できることを教示するものである。すなわちその検定法は、タンパク質と糖を、充分な濃度で充分な時間、インキュベートして、安定なアマドリ後AGEの中間体を生成させることによって安定なタンパク質−糖のアマドリ後の最終糖化産物中間体を生成させ;前記の安定なタンパク質−糖のアマドリ後の最終糖化産物中間体を、インヒビターの候補と接触させ;糖が誘導する平衡状態から、前記安定なタンパク質−糖のアマドリ後の最終糖化産物中間体を開放した後、アマドリ後AGEの生成を監視することによって、有効な阻害を確認することからなる検定法である。好ましい実施態様で、その検定法はリボースを使用する。
したがって、本発明の方法は、アマドリ後のAGE生成に対するインヒビターの候補を有効性について迅速に選別することができて、アマドリ後AGEの生成に対する有効な小分子インヒビターを開発するのに必要な経費と労力を著しく減らすことができる。本発明は、AGEを生成するアマドリ後の『後期』反応に対する有効なインヒビターとしては、ビタミンB6とビタミンB1の誘導体があり、好ましい実施態様で、特異的なものはピリドキサミンとチアミンピロリン酸であることを教示する。
本発明は、ラットにリボースを投与することからなる、その被検動物に糖尿病様症状を迅速に誘発する新しい方法を教示する。さらに、アマドリ後のAGEが誘発する症状を阻止するための、確認されたインヒビターのピリドキサミンとチアミンピロリン酸の使用法が提供される。
蛋白質老化の動物モデル
生体内でのAGE形成阻害物質の有効性を実証するために、アロキサン誘発性糖尿病ルイス・ラットを蛋白質老化モデルとして使用してきた。後期糖尿病関連症とAGE形成阻害との間に相関関係があることが実証されている(Browlee,CeramiおよびVlassara,New Eng.J.Med.,318巻20号:1315〜1321頁、1988年)。ルイス・ラットにおけるストレプトゾトシンによる糖尿病誘発、糖尿病を誘発したニュージーランド白色ウサギ、遺伝的に糖尿病のBB/ウスター・ラット(BB/Worcester rat)も利用されており、たとえば米国特許第5,334,617号(参考文献として組み入れ)に述べられている。これらのモデル系の主な問題点は、AGE関連損傷を実証するのに長期間を要し、したがって化合物のAGE阻害について試験するのに長期間かかるという点である。たとえば、米国特許第5,334,617号で述べるラット試験には16週を要し、ウサギ試験には12週を要した。したがって、AGE関連損傷ならびにアマドリ後AGE形成阻害物質の有効性をより効率よくかつ迅速に実証できるようにするためには、より短期間で現れるようなAGE関連糖尿病性病理のモデル系が得られれば非常に望ましく、かつ有用であろう。
AGEに対する抗体
AGE形成について調べるのに重要な手段は、様々な標的蛋白質と数種の糖との反応によって引き起こされるAGEに特異的なポリクロナール抗体およびモノクロナール抗体を利用することである。抗体は、AGEの蛋白質成分の性質とは無関係に生じるAGEについての特異性度で選別される(Nakayamaら,Biochem.Biophys.Res.Comm.,162巻740〜745頁、1989年;Nakayamaら,J.Immunol.Methods,140巻119〜125頁、1991年;Moriuchiら,J.Biol.Chem.,266巻7329〜7332頁、1991年;Arakiら,J.Biol.Chem.,267巻10211〜10214頁、1992年;Makitaら,J.Biol.Chem.,267巻5133〜5138頁、1992年)。このような抗体を使って、生体内と生体外の双方でAGE形成について検討されてきた。
チアミン−ビタミンB1
ビタミンB複合体の中で最初に確認されたチアミンは、通常の治療有効量で投与した場合は現実には薬力学的作用はもたらさない。大量に投与した場合でさえも、どんな作用があるかはわかっていない。チアミンピロリン酸はチアミンの生理学的活性体で、主としてα−ケト酸の脱炭酸における補酵素として炭水化物代謝で働く。塩酸チアミン錠剤は5mg剤から500mg剤まである。塩酸チアミン注射液は、100mg/ml含有液から200mg/l含有液まである。
チアミン欠乏症の治療には100mg/Lという高用量の非経口液の静注がよく利用され、50〜100mgというのが標準的な投与量である。チアミンの消化管からの吸収は1日に8〜15mgに限られると考えられているが、分割して食物といっしょに経口投与するとこれより多く吸収されることがある。
グルコースを反復投与すると栄養不良患者ではチアミン欠乏症になることがあり、高血糖を是正しているときにこのような事態が認められている。
驚くべきことに本発明では、生体外試験でも示されているように、人体で通常見られる量もしくは食事療法で投与される量よりも高い用量でチアミンリン酸を投与すると、アマドリ後抗原性AGE形成の有効な阻害物質になること、またこのような阻害はアミノグアニジン投与により生じうる阻害よりも完全であることがわかった。
ピリドキシン−ビタミンB6
様々な会社から出されている市販製剤では、ビタミンB6は塩酸ピリドキシンの形で含有されているのが標準的である。たとえばビーチ(Beach)製薬のビーリス(Beelith)錠には塩酸ピリドキシン25mgが含まれており、これはビタミンB6 20mgに相当する。この他、マーリンヘルスケア(Marlyn Health Care)のマーリンフォーミュラ50(Marlyn Formula 50)には塩酸ピリドキシン1mgが、マーリンフォーミュラ50メガフォルテ(Marlyn Formula 50 Mega Forte)には塩酸ピリドキシン6mgが含まれ、ワイエス−アイエルスト(Wyeth−Ayerst)のスチュアートプレネイタル(Stualrt Prenatal)(登録商標)錠には塩酸ピリドキシン2.6mgが、ジェイ・アンド・ジェイ−メルク社(J&J−Merck)のスチュアートフォルミュラ(Stuart Formula)(登録商標)錠には塩酸ピリドキシン2mgが含まれている。またチバ・コンシューマー・サンキスト・チルドレン(CIBA Consumer Sunkist Children)の噛める複合ビタミン剤には塩酸ピリドキシン1.05mgが含まれており、これは米国の2〜4歳幼児のRDA(1日摂取許容量)の150%、4歳以上から成人のRDAの53%に相当する。(医師向け非処方箋薬卓上必携(Physician’s Desk Reference for nonprescription drugs)第14版、Medical Economics Data Production(Medical Economics Data Production Co.)、ニュージャージー州モンベール、1993年)。
ピリドキシンには関連する3種類の形態があり、それぞれピリジン核の4位にある炭素原子の置換の点で異なっている。ピリドキシンは第一級アルコールで、ピリドキサールはそれに対応するアルデヒド、ピリドキサミンは前記の位置にアミノメチル基を有する。この3種類はいずれも、哺乳動物では肝臓でビタミン活性体ピリドキサール−5’−リン酸に変換されてから利用される。長年の間、この3種の形態は生物学的に等しい特性を有すると考えられ、これまでの技術ではビタミンB6の等しい形態として扱われてきた。薬学・化学委員会は、このビタミンをピリドキシンと命名している。
ピリドキシンに対する最も活性の大きい代謝拮抗物質は4−デオキシピリドキシンで、その代謝拮抗活性は生体内で複数のピリドキサールリン酸依存性酵素の競合的阻害物質である4−デオキシピリドキシン−5−リン酸を形成することによるとされている。ピリドキシンの薬理学的作用は限られており、経口投与でも静注でも目立った薬力学的作用はもたらされず、水溶性なので急性毒性はあまりない。1日に200mgという低用量でも長期にわたってピリドキシンを摂取し続けていると、神経毒性を生じる場合もあることが示されている。生理学的には、補酵素としてのピリドキシンリン酸は脱炭酸、アミノ基転移、ラセミ化などアミノ酸の代謝的変換の幾つかに関与し、またイオウ含有アミノ酸およびヒドロキシアミノ酸の代謝における酵素的ステップにも関与している。アミノ基転移の場合、ピリドキサールリン酸は供与体のアミノ酸によってアミノ化されてピリドキサミンリン酸になり、結合したピリドキサミンリン酸はその後α−ケト酸によって脱アミノ化されてピリドキサールリン酸になる。このようにビタミンB複合体はアミノ酸の特異な分解に関与するものとして食事で補給する必要があることがわかっている。ビタミンB複合体の全般的事柄についてはGilman,Rall,NiesおよびTaylor編『The Pharmacological Basis of Therapeutics』第8版(Pergamon Press)、ニューヨーク、1990年)の1293−4頁および1523−1540頁を参照されたい。
驚くべきことに本発明では、ビタミンB6の代謝的に一過性のピロドキサールアミン形(ピリドキサミン)を人体で通常見られるよりも高いレベルの有効用量で投与するとアマドリ後抗原性AGE形成の阻害物質として有効であること、またこのような阻害はアミノグアニジン投与により生じうる阻害よりも完全であることがわかった。
安定したアマドリ/シッフ塩基中間物質の形成
蛋白質がグルコースと反応してAGEを形成することを調べる標準的な研究は、抗原性AGEに対する抗体を使ったELISA法ならびに酸加水分解後にHPLCで酸に安定な蛍光AGEであるペントシジンの生成を検出することによって行われてきた。標的蛋白質(すなわちBSAまたはRNase A)のグルコースおよびリボースによるグリケーションを、ポリクロナールウサギ抗グルコース−AGE−RNase抗体および抗グルコース−AGE−BSA抗体のELISA反応性を監視して比較した。抗原は、グルコース1MをRNaseとは60日間、BSAとは90日間反応させて生成した。抗体(R618およびR479)を調べたところ、キャリヤー免疫原を除いてはAGEに対してのみ反応し、蛋白質には反応しないことがわかった。
実施例1
チアミンピロリン酸およびピリドキサミンはグルコースの抗原性最終糖化産物の形成を阻害する:アミノグアニジンとの比較
一部のビタミンB6、特にピリドキサールリン酸(PLP)は、アルデヒドとしてそれ自体が蛋白アミノ基を有するシッフ塩基付加物を形成することができ(Katamiら,Life Sciences:43巻1725〜1731頁、1988年)、したがってグルコース付着に利用できるアミンの量を限定するところから、早期グリケーションの「競合的阻害物質」として働くことがすでに提唱されている。ただし、初期の糖付着限定の有効性からアマドリ産物からAGEへの変換の阻害を予測することはできない。本発明では、抗原性AGEの生体内形成(Boothら,Biochem.Biophys.Res.Com.220巻:113〜119頁、1996年)に対する作用で示される「後期」グリケーション反応の阻害物質について述べる。
化学物質
ウシ膵臓リボヌクレアーゼA(RNase)は、クロマトグラフィーで純度が高く凝集しないものをウォーシントン・バイオケミカルズ(Worthington Biochemicals)から入手した。ウシ血清アルブミン(BSA;画分V、脂肪酸なし)、ヒトのメトヘモグロビン(Hb)、D−グルコース、ピリドキシン、ピリドキサール、ピリドキサール−5’−リン酸、ピリドキサミン、チアミン、チアミンモノリン酸、チアミンピロリン酸、ヤギアルカリホスファターゼ抱合抗ウサギIgGは、いずれもシグマ・ケミカルズ(Sigma Chemicals)から入手した。塩酸アミノグアニジンはアルドリッチ・ケミカルズ(Aldrich Chemicals)から購入した。
グルコースを使った妨害されないグリケーション
ウシ血清アルブミン、リボヌクレアーゼA、ヒトのヘモグロビンを、0.02%アジ化ナトリウムを含有するpH7.5の0.4Mリン酸ナトリウム緩衝液中で、37℃でグルコースとインキュベートした。蛋白質、グルコース(1.0M)、および阻害物質と予想されるもの(0.5、3、15、50mM)をインキュベーション混合液に同時に導入した。溶液は暗所でキャップをした試験管に保存した。液の一部を採って直ちに凍結し、反応終結時にELISA法で分析した。インキュベーション期間は3週間(Hb)または6週間(RNase、BSA)とした。
AGE蛋白に対するポリクロナール抗体の調製
免疫原は、これまでのプロトコルに従って調製した(Nakayamaら,Biochem.Biophys.Res.Comm.162巻:740〜745頁、1989年;Horiuchiら,J.Biol.Chem.266巻:7329〜7332頁、1991年;Makitaら,J.Biol.Chem.267巻:5133〜5138頁、1992年)。簡単に説明すると、0.05%アジ化ナトリウムを含有するpH7.5の0.4Mリン酸ナトリウム緩衝液中でpH7.4および37℃の条件で1.5Mグルコースを使って、15ml中に1.6gの蛋白質で60〜90日間BSA(R479抗体)またはRNase(R618抗体)のグリケーションを行って免疫原を作製した。8〜12週齢の雄ニュージーランド白色ウサギに、フロイントアジュバントに1mg/mlのグリコシル化蛋白質が入った溶液1mlを皮下注して免疫化した。最初の注射には完全アジュバントを使用し、それからフロイントの不完全アジュバントで3週間おきに3回追加注射をした。最後の追加注射後でウサギを3週間育種した。凝塊した全血を遠心分離して血清を採取した。抗体はAGE特異性で、天然蛋白質(キャリヤーを除く)にもアマドリ中間物質にも反応しなかった。ポリクロナール抗AGE抗体は、生体内でも生体外でも「後期」AGE形成の試験における分析ツールとして感度がよく価値あることが立証されている。支配抗原性AGEエピトープまたはハプテンの性質はまだ疑わしいが、最近では蛋白質グリコシル化産物であるカルボキシメチルリジン(CmL)が一部の抗体の支配抗原かもしれないと提唱されている(Reddyら,Biochem.,34巻10872−10878頁、1995年)。初期の研究では、モデルCmL化合物に対する反応性をELISA法で明らかにできていない(Makitaら,、J.Biol.Chem.267巻:5133〜5138頁、1992年)。
AGE産物のELISA法による検出
ELISA法にはエングバルの一般法(Methods Enzymol.70巻:419〜439頁、1981年)を使用した。標準的には、グリコシル化蛋白質試料をpH9.5〜9.7の0.1M炭酸ナトリウム緩衝液で約1.5μg/mlに希釈した。96ウェルのポリスチレンプレートの各ウェルに蛋白溶液200μl(0.3μg/ウェル)を分注して、室温で一晩被覆した。被覆後に、0.05%トゥイーン−20含有生理食塩液でウェルから蛋白質を洗い流した。それから1%カゼインの炭酸塩緩衝液溶液200μlを使って37℃で2時間ウェルをブロックし、洗浄した。ウサギ抗AGE抗体をインキュベーション緩衝液で1:350くらいの力価に希釈し、37℃で1時間インキュベートしてから洗浄した。バックグラウンド値をできるだけ小さくするために、グリコシル化RNaseの検出に使用する抗体R479をグリコシル化BSAに対して、またグリコシル化BSAおよびグリコシル化Hbの検出に使用する抗体R618をグリコシル化RNaseに対して高くした。その後、ウサギIgGに対するアルカリホスファターゼ抱合抗体を二次抗体として1:2000または1:2500(ロットによる)の力価で加え、37℃で1時間インキュベートしてから洗浄した。p−ニトロフェニルリン酸基質液(200μl/ウェル)をプレートに加え、ダイナテックMR 4000マイクロプレートリーダーを使って410nmで放出されるP−ニトロフェノレートの吸光度をモニターした。
未修飾蛋白質を含有する対照を必ず入れて、それらの示値を差し引いたが、ふつうは補正はごくわずかであった。AGE形成の反応速度について定量的に調べるのにELISA法を使用することの妥当性は、定量が線形になるかどうかにかかっている(KemenyとChallacombe(ELISA and Other Solid Phase Immunoassays)(John Wiley & Sons)英国 チチェスター)。対照実験を行って、たとえばRNaseの線形範囲が約0.2〜0.3mg/ウェルという被覆濃度より低いことを実証した。
結果
図1のA〜Dは、グルコースでグリコシル化したウシ血清アルブミンにおけるアマドリ後AGE形成に対するビタミンB6誘導体の作用を示したグラフである。BSA(10mg/ml)を、示した様々な誘導体の存在する場合としない場合とで、pH7.5の0.4Mリン酸ナトリウム緩衝液中で1.0Mグルコースと37℃で6週間インキュベートした。液の一部を採って、R618抗AGE抗体を利用したELISA法で定量した。阻害物質の濃度は3mM、15mM、50mMであった。使用した阻害物質は、図(1A)がピリドキサミン(PM)、図(1B)がピリドキサールリン酸(PLP)、図(1C)がピリドキサール(PL)、図(1D)がピリドキシン(PN)である。
図1(対照曲線)から、BSAの1.0Mグルコースとの反応は遅く、糖の濃度を反応を加速化する高い濃度を用いた場合でさえも、40日以上経過しても反応が不完全であることがわかる。様々なB6ビタミン誘導体が異なる濃度で同時に存在すると、アマドリ後抗原性AGEの形成に顕著な影響が見られる(図1A〜D)。ピリドキサミンおよびピリドキサールリン酸は調べた濃度のうち最低濃度でもアマドリ後抗原性AGEの形成を強く抑制したが、ピリドキサールは15mM以上の濃度でなければ有効でなかった。ピリドキシンは調べた濃度の最高の濃度でもわずかに有効なだけであった。
図2A〜Dは、ウシ血清アルブミン中のアマドリ後AGE形成に対するビタミンB1誘導体およびアミノグアニジン(AG)の影響を示したグラフである。BSA(10mg/ml)を、示した様々な誘導体の存在する場合としない場合とで、pH7.5の0.4Mリン酸ナトリウム緩衝液中で1.0グルコースと37℃で6週間インキュベートした。液の一部を採って、R618抗AGE抗体を利用したELISA法で定量した。阻害物質の濃度は3mM、15mM、50mMであった。使用した阻害物質は、図(2A)がチアミンピロリン酸(TPP)、図(2B)がチアミンモノリン酸(TP)、図(2C)がチアミン(T)、図(2D)がアミノグアニジン(AG)である。
同じようにして調べた様々なB1ビタミン誘導体のうち(図2AからD)、チアミンピロリン酸は調べたどの濃度でも有効であったが(図2C)、チアミンおよびチアミンモノリン酸には阻害能がなかった。中でも注目された重要な点は、チアミンピロリン酸、ピリドキサールリン酸およびピリドキサミンでは形成されたAGEの最終濃度が低下していたことである。アミノグアニジン(図2D)はBSA中のアマドリ後AGE形成をいくらか阻害したが、前記の化合物よりもその程度は小さかった。ヒトのメトヘモグロビンおよびウシリボヌクレアーゼAでも同じ試験を行った。
図3A〜Dは、ヒトメトヘモグロビン中のアマドリ後AGE形成に対するビタミンB6誘導体の影響を示したグラフである。Hb(1mg/ml)を、示した様々な誘導体の存在する場合としない場合とで、pH7.5の0.4Mリン酸ナトリウム緩衝液中で1.0Mグルコースと37℃で3週間インキュベートした。液の一部を採って、R618抗AGE抗体を利用したELISA法で定量した。阻害物質の濃度は0.5mM、3mM、15mM、50mMであった。使用した阻害物質は、図(3A)がピリドキサミン(PM)、図(3B)がピリドキサールリン酸(PLP)、図(3C)がピリドキサール(PL)、図(3D)がピリドキシン(PN)である。
糖尿病患者のHbには抗AGE抗体と結合する成分があることがすでに報告されており、このグリコシル化Hb(HbAlcと混同しないようにHb−AGEと呼ぶ)は長期にわたるグルコース曝露の測定に有用かもしれないと提唱された。Hbを生体外でグルコースとインキュベートすると、BSAの場合よりも明らかに速い速度で抗原性AGEが生成される。それにもかかわらず、様々なB6ビタミン誘導体(図3AからD)およびビタミンB1誘導体(図4A〜D)が、Hbで同じ阻害傾向を示し、各誘導体群中ではいずれもピリドキサミンおよびチアミンピロリン酸が最も有効な阻害物質であった。重要なことには、Hbではアミノグアニジンはアマドリ後AGE形成の速度を阻害するだけで、アマドリ後AGE形成の最終濃度は阻害しなかった(図4D)。
RNaseを使用した場合、グルコースによるアマドリ後抗原性AGE形成の速度はHbとBSAとの中間になったが、各ビタミン誘導体群内での阻害の程度に変わりはなかった。ここでもピリドキサミンとチアミンピロリン酸がアミノグアニジンよりも有効であった(図5)。
図4A〜Dは、ヒトのメトヘモグロビン中のアマドリ後AGE形成に対するビタミンB1誘導体およびアミノグアニジン(AG)の影響を示したグラフである。Hb(1mg/ml)を、示した様々な誘導体の存在する場合としない場合とで、pH7.5の0.4Mリン酸ナトリウム緩衝液中で1.0Mグルコースと37℃で3週間インキュベートした。液の一部を採って、R618抗AGE抗体を利用したELISA法で定量した。阻害物質の濃度は0.5mM、3mM、15mM、50mMであった。使用した阻害物質は、図(4A)がチアミンピロリン酸(TPP)、図(4B)がチアミン1リン酸(TP)、図(4C)がチアミン(T)、図(4D)がアミノグアニジン(AG)である。
図5は、チアミンピロリン酸(tpp)、ピリドキサミン(PM)、アミノグアニジン(AG)によるリボヌクレアーゼAのグリケーション阻害を比較した棒グラフである。RNase(1mg/ml)を、示した様々な誘導体の存在する場合としない場合とで、pH7.5の0.4Mリン酸ナトリウム緩衝液中で1.0Mグルコースと37℃で6週間インキュベートした。液の一部を採って、R479抗AGE抗体を利用したELISA法で定量した。ここに示した阻害率は、6週後における阻害物質のある場合とない場合のELISA法の示値から算出したものである。阻害物質の濃度は0.5mM、3mM、15mM、50mMであった。
考察
以上の結果から、ビタミンB1およびB6の一定の誘導体は「後期」アマドリ後AGE形成阻害能があることが実証される。これらのビタミン誘導体の一部はアミノグアニジンとは異なりアマドリ後AGE生成の最終レベルを抑えるのに成功しており、アマドリまたはアマドリ後の抗原性AGE前駆体との相互作用がより大きいことが示唆される。アマドリおよびアマドリ後中間物質は非常に重要な接合部であり、非酵素的グリケーションの「古典的」経路がここから基本的に不可逆的になる(概略図I)。以前の阻害研究では、「グリケーション」は形成されるシッフ塩基(標識したシアノボロハイドライドで還元後)として、あるいは形成されたアマドリ産物(標識した糖を使って酸析出後)としてのいずれかで測定するのが普通であった。このような定量法では「後期」アマドリ後AGE形成へ向けてのアマドリ後変換ステップの阻害に関する情報は得られない。というのもこのようなステップでは蛋白質に付着する標識をした糖の量に変化が生じないからである。他の「グリケーション」定量法は糖による非特異的蛋白蛍光の増加に依存してきたが、これもアマドリ産物形成とは無関係にグリコアルデヒドまたはグリオキサールなど遊離糖のジカルボニル酸化的フラグメントによって誘発することができる(Huntら,Biochem.256巻:205〜212頁、1988年)。
ピリドキサール(PL)およびピリドキサールリン酸(PLP)の場合、グリケーション部位における蛋白アミノ基によるこれらのアルデヒドの競合的シッフ塩基縮合から成る単純な阻害機序がデータで裏付けられている。ピリドキサールでは内部でヘミアセタールが形成されるがピリドキサールリン酸では形成されないことから、PLPによるアマドリ後AGE阻害のほうがより強いことが、この競合的機序から予想される。このことは実際にデータで確認できる(図1Bおよび1C、図3Bおよび3C)。ピリドキサミンにはアルデヒド基がないので、ピリドキサミンによる阻害は当然のことながら異なる。ただし、ピリドキサミンは非環式糖のカルボニル、ジカルボニルフラグメント、アマドリ産物、あるいはアマドリ後中間物質とシッフ塩基結合を形成する能力を潜在的に有するアミンと考えられる。B1化合物の阻害機序は明らかでない。いずれの形にもアミノの機能性があるのに、ピロリン酸の形だけが顕著に有効であることから、強い負の電荷の存在が重要なのではないかと考えられる。
予期しなかった重要な結果は、アミノグアニジンならびに他の一部の化合物による阻害の程度が、反応の初期に比べて後期になるとかなり小さくなった点である。このことから、ピリドキサミンおよびチアミンピロリン酸とは作用機序が異なると考えられ、これらの化合物の治療効果はアミノグアニジと同時投与すると強化されるものと思われる。
実施例2
非酵素的グリケーションの動態:リボースによる逆説的阻害および迅速アマドリ後AGE形成についてのタンパク質中間体の容易な分離
高濃度のグルコースが使用されてタンパク質の非酵素的グリケーションが起る一方で、普通と異なり、高濃度でのリボースは、グリケーション反応のアマドリ後「後期」段階に作用することよって、リボヌクレアーゼ中でのアマドリ後AGE形成を阻害することが分かった。この予期せぬ阻害効果は、「初期」の反応性中間体、おそらくアマドリ生成物が「後期」アマドリ後AGE生成物(AGE;メイラード生成物)をほとんど形成しないで蓄積されうることを示唆する。この現象についての研究は、(1)アマドリ(またはアマドリ後)グリケーション中間体(類)の速度論的単離についての条件を定める能力、(2)このような中間体の蓄積の急速な動態を研究する能力、(3)遊離または可逆的に結合した糖の不存在下でこのような中間体をAGE生成物に返還する意外にも迅速な動態を研究する能力、(4)AGE形成のアマドリ後段階の阻害を研究し、特徴づけるためにこれらの中間体を使用する能力、したがってこれによりAGE形成を封鎖できた反応の機構および潜在的剤の効力を研究するための新規システムを供する、そして(5)この知見により、反応性中間体を研究し、様々なAGEs候補への変換を観察するために13C NMRを使用することもさらに可能であることを示した。(Khalifahら,Biochemistry 35巻15号:4645〜4654頁、1996年)。
化合物および材料 上記実施例1と同様。
AGEsに対するポリクローナル抗体の製造方法:上記実施例1と同様。
AGE生成物のELISA検出:上記実施例1と同様。
アミノ酸分析
アミノ酸分析は、ザ・バイオテクノロジー・サポート・ファシリティー・オブ・ザ・カンサス・ユニバーシティー・メディカル・センターで行われた。6N HClを用い、110℃で、18−24時間(シアノホウ水素化ナトリウムで還元された)グリケーション化タンパク質を加水分解した後、分析が行われた。誘導体化に、フェニル イソチオシアネートを使用し、そして応用バイオシステム・アミノ酸分析器(420Aデリバタイザー、130A分離系、920Aデータ分析系)に逆相HPLCをかけて、PTH誘導体を分析した。
ペントシジン逆相HPLC分析
HPLCによって、RNaseでのペントシジン生成物を定量した(SellおよびMonnier,J.Biol.Chem.,264巻:21597〜21602頁、1989年;Odettiら,Diabetes,41巻:153〜159頁、1992年)。リボース修飾タンパク質サンプルを、18時間、100℃で6N HClを用いて加水分解し、その後スピードバキュームで乾燥させた。その後、そのサンプルを再溶解し、そして一定量を0.1%トリフルオロ酢酸に取り、そして0.1%TFAで平衡化したビダックC−18カラムを使用したシマダ・システムでHPLCによって分析した。0−6%アセトニトリルの勾配を、約1ml/分の流速で30分かけて行った。335nm励起/385nm蛍光照射により、ペントシジンを検出し、そして合成標品を流すことでその溶出時間を測定した。予測されるペントシジンが極めて低濃度であるため(GrandheeおよびMonnier,J.Biol.Chem.,266巻:11649〜11653頁、1991年;Dyerら,J.Biol.Chem.,266巻:11654〜11660頁、1991年)、絶対濃度を定量する試みはなされなかった。ピーク領域から相対濃度のみを測定した。
グリケーション修飾
リボースまたはグルコースでの修飾は、一般に37℃で、0.02%アジ化ナトリウムを含むpH7.5の0.4Mリン酸緩衝液中で行われた。高濃度の緩衝液は、常に0.5Mリボース修飾と一緒に使用された。その溶液を密栓付試験管に保存し、そして後に様々の分析を行うためにすぐに凍結されるのに適当な一定量量を取出すときのみに開けた。最初、タンパク質をリボースと一緒に、37℃で8または24時間インキュベートし、次に4℃に変えた反復冷緩衝液で即時および多量の透析を行うことによって、「中断グリケーション」試験を行った。その後、外因性リボースの不存在下ですばやく37℃に加温してそのサンプルを再度インキュベートした。一定量量を取り、そして後の分析のために種々の間隔で凍結した。低分子量排除透析管を使用した場合でさえ、透析後、低分子量のRNaseについて、タンパク質濃度を再度測定した。0.5Mリボースを含有する反応混合液からサンプルを100倍希釈することによる代替法も考案された。UVスペクトルからタンパク質濃度を算定した。UV吸光度で、グリケーションに伴う一般的な増加を補うために、ピーク(278nm)およびトラフ(谷)(250nm)の間のモル吸光度での差をRNase濃度の決定に使用した。UVスペクトルのグリケーションの寄与を特徴づけるために、時間依存UV差のスペクトル試験を行った。
動態のデータ解析および数量シミュレーション
動態データを、直線でない最小二乗法を用いた一次指数または二次指数関数に順次適合させた。反応の微分方程式の数量シュミレーションによって、概略図5−6の動態機構を試験した。観察された動態データのシュミレーションとの適合は、SCIENTIST2.0ソフトウエア・パッケージ(Micromath,Inc.)を用いて行った。動態データから明白な半減期(図6B)を測定するのは、MathCAD4.0ソフトウエア(Mathsoft,Inc.)の「解決」関数を用いて行った。
結果
グルコースおよびリボースによるクルコシル化の比較
リボースおよびグルコースとのRnase Aの反応を、第一に、グルコース補足BSAによって発生したR479ラビットAGE特異的抗体を用いたELISA法で行った。最小範囲について、ペントシジンの生成物である唯一の公知の酸安定性蛍光AGEをHPLC続いて酸加水分解を行うことによって定量した。37℃での0.05Mリボースを使用した予備試験では、抗原AGE形成の速度は、そのpHが5.0から7.5に増やされる場合に、全ての場合で動態の始めに明白な少しの誘導期を伴って適度に増加する(明白な半減期によって測定された概ね2〜3倍)ように見えることを示した。pH7.5で0.05MリボースとのRNaseのグリケーション(半減時間6.5日付近)は、ほとんど1.0Mグルコースとのグリケーションのもの(半減時間30日を越える、図7Bを参照、実線)より早い大きさの桁であるように思われる。後者の動態も少しの誘導期を示したが、60日後でも横ばい状態に達しないで、真の半減時間を計算するのを困難にした。
リボース濃度への動態の依存度をpH7.5で測定すると、最も予測されない結果が得られた。反応の速度は、最初リボース濃度の増加に伴って増加したが、0.15Mを越える濃度では、反応の速度は、横ばい状態になり、その後かなり減少した(図6A)。リボースの濃度への逆数半減時間の依存度のプロット(図6B)では、高濃度のリボースは、アマドリ抗原性AGE形成に普通とはことなり阻害性がある。この通常ではないが一貫した効果が、緩衝液(2倍)またはRNase(10倍)のいずれかの濃度での変化に依存していることが分かり、そしてそれは、固定化AGE−RNaseのカラムでのR479抗体のアフィニティー精製によっては変えられなかった。それは、ELISA法自身におけるリボースの効果によるものでもない。アマドリ後AGE形成におけるリボースによる測定の阻害効果はELISA法でのタンパク質のAGE抗原部位の抗原認識についてのリボースの干渉のためでありそうもない。ELISA法プレート上での一次抗AGE抗体との最初の接触の前に、グリケーションタンパク質を1000倍以上に希釈し、吸収後Tween−20で大量に洗浄し、1%カゼインで封鎖し、さらにTween−20で洗浄した。
「中断グリケーション」によるアマドリ後抗原性AGEの形成の動態
見られた導入期がすくない点で、ELISA検出可能なアマドリ後抗原性AGEsを産成する能力があって、アマドリ中間体のような初期の前駆体の、反応中にいくらか蓄積があるかどうかを測定する試みがなされた。0.5Mの高濃度のリボースを用い、pH7.5で、37℃でRNaseをグリケーションし、そしてその反応を24時間後、4℃にただちに冷却して中断させ、24時間かけて数回冷緩衝液を変えて透析して遊離で可逆的に結合した(シッフ塩基)リボースを除去した。その後、このようなリボース不含のサンプルを再度いかなるリボースも添加せずに37℃まで急速に加温し、そして数日をかけて、アマドリ後AGE形成についてサンプリングした。この24時間「中断グリケーション」サンプルのAGE抗原産生は、図7Aで破線および白抜き三角によって示され、ただし、冷透析に使われた時間は含まれない。中断されていない対照(実線とべた塗り円形)も比較として示される。アマドリ後抗原性AGE形成の劇的に異なる動態は、この2つのサンプルで明白である。リボース不含の中断サンプルのAGE抗原産成の動態は、ここで(1)誘導期を伴わない一次指数動態、(2)10時間の桁の目立った半減時間を伴う非常に増加した速度の抗原性AGE形成、および(3)リボースの連続存在下で長期間インキュベートする場合に見られるものに匹敵する濃度の抗原の産成(図6Aを参照)を示す。同様に重要に、そのデータも、図7Aの時間1日で白抜き三角とべた塗り円形の間の少しの差によって示されるとおり、冷透析期間にごくわずかなAGE抗原が形成されることを例示する。「中断」手段自身によってAGEが形成される場合はいずれも、非常にすくない。これらの観察は、抗原性AGEに対して十分に相当な単離可能な中間体または前駆体が、遊離および可逆的に結合した糖を除去する前に、リボースとの24時間接触中に発生されることを示す。
わずか8時間後に中断されたサンプルは、24時間中断のサンプルの約72%である最終量のAGE抗原を産生した。0.05MリボースのみでRNaseのサンプルをグリケーションし、冷透析により8時間で中断し、そして37℃での再インキュベーションは、9日後、ELISA反応性抗原を5%未満産生することを示した。しかし、24時間での中断は、急速に上昇したELISA抗原(図7Aと同様)を産生して、未中断の0.05Mリボースの存在下で産生されたもののおおむね50%のレベルになった。
他のタンパク質での同一の一般的中断効果も見られた(BSAおよびヘモグロビン)。速度一定のいくぶん異なる絶対値、および24時間0.5Mリボースのインキュベート中に形成される抗原性AGEの量を除いて、AGE抗原形成の速度における同じ劇的な増加が、0.5Mリボースを除去した後に観察された。
グルコースでのグリケーションは、リボースでのものよりいっそう遅い(図7Aおよび図7Bの間の時間尺度に差があるとに注意)。しかし、リボースを用いた場合とは異なり、1.0Mグルコースによるグリケーションの3日後の中断は、ELISA反応性AGE抗原に対する前駆体のごくわずかの蓄積を生じた(図7B、破線曲線)。
ペントシジン形成の動態
ELISA法に付されたサンプルも、酸安定AGEであるペントシジンの産生について分析した。ペントシジンの含量を、ELISA法によって抗原の反応性について分析した同じRNaseサンプルについて測定した。pH7.5で0.4Mリン酸緩衝液中でリボースを用いたグリケーションにより、酸加水分解後蛍光物質によって定量されたRNase A中でペントシジンが産生された。図8Aは、未中断の条件下で、0.05Mリボースがペントシジンについて目覚しい増加を生じることを示す。しかし、グリケーションが0.5Mリボースを用いた「中断」条件下で行われると、過剰なリボースを除去した直後にペントシジン形成の速度に劇的な上昇が見られ(図8B)、それは、抗原性AGEの出現の動態と同様であるが、わずかに迅速である(図7A)。8時間と比べて、24時間中断でより多くの量のペントシジンも生成される。ペントシジンと抗原性AGEsの形成についての動態の間の再現できる差も、注目できる。24時間インキュベーション中、そして冷透析中にも、相当な量のペントシジンが形成されて、図8Bで垂直破線が急増する。したがって、我々の観察では、ペントシジン前駆体が、リボース除去後にペントシジンを急速に産生することができるリボースグリケーションの間に蓄積することが示される(比較、Odettiら,Diabetes,41巻:153〜159頁、1992年)。
反応性中間体を蓄積する速度
上述の「中断グリケーション」試験は、アマドリ後抗原性AGEおよびペントシジンの両方に対する前駆体または前駆体類がリボースを用いたグリケーションの間に蓄積できるを例示する。この中間体の形成についての動態は、独立に行われ、そして上述の様々な試験によって定量できる。リボースとの接触時間の異なるRNaseで発生した中間体の量は、その中間体が中断後抗原性AGEを産生できる最大範囲によって分析される。グリケーションを開始した後の可変時間で、冷却透析または迅速な希釈により遊離および可逆的に結合したリボースを除去する(以下参照)。その後、アマドリ後抗原性AGEの最大限発生させるために37℃に加温した後十分な時間(5日、図7Aによって、いくつかの半減を示す)放置する。その後、中断点の5日後、最大のAGE発生を示すELISA読取りは、中断の時間に存在する中間体濃度に比例する。
図9は、中間体蓄積の動態が0.5Mリボースの存在下でRNase Aについて測定されるような試験を示す(実符号および曲線)。比較のために、各中断点でリボースを除去する前に存在するAGEの量も示される(白抜き符号および破線)。予想どおり(比較、図7A)、リボース除去(希釈)前にはほとんどAGEは形成されないので、5日間の第2のインキュベーション期後のELISA読取りは、ほとんどリボース除去後形成されたAGEを測定することである。図9の結果では、0.5Mリボース中の中間体の蓄積速度は、約3.3時間の半減時間を示し、指数関数的であり、非常に早いことが示される。これは、中断後その中間体を抗原性AGEに変換するのに観測された速度より約3倍以上速い(図7A、白抜き符号および破線曲線)。
これらの試験では、各中断時間でのリボースの除去は、100倍希釈によって達成され、透析によっては達成されなかった。単純な希釈は、リボースの濃度を0.05Mから0.005Mに減少した。残さの5mMリボースを用いこの時間尺度ではほとんどAGEは産生されなかったことが独立に測定された(図6A)。この希釈法は、定量的ポイント−ツー−ポイント精度の必要から予め書き取られた。このような精度は、各中断点で各サンプルについて単独に行われる透析手段によっては達成されたことがなかった。我々の結果では、希釈が透析に相当することを示される。
別の対照試験(以下の図10参照)では、即座に100倍希釈が透析手段にほとんど等しい結果が示された。これらの対照試験では、可逆可能なリボースタンパク質結合(シッフ塩基)平衡は、この時間尺度ではまったく速いことが示される。これは、0.5Mリボースを用いたシッフ塩基形成の半減期が数分の桁でなければならないことを示すBunnおよびNiggins(Science,213巻:222〜224頁、1981年)のデータと一致する。リボースを減少させるのに100倍速い希釈法は、定量的精度が必須であり多くのサンプルの複数回の透析によって達成できない場合に価値のある方法である。
リボースおよびグルコースによる中間体からアマドリ後AGE形成への直接阻害
中断および糖希釈後のAGE形成の速度が上がるのは、証明されてはいないが、高濃度のリボースが、おそらくアマドリ誘導体である第一の「安定な」中間体でまたはによってその反応を阻害していることを示唆する(概略図Iで囲まれた)。その後、アマドリ後反応について、直接的にリボースを添加することについての効果を調べることによって、これの試験を行った。中間体を製造するために、RNaseを最初24時間0.5Mリボース中でインキュベートした。その後2つのプロトコールを行って、様々の濃度のリボースで、アマドリ後形成の可能性のある阻害を測定した。第一の実験では、24時間補強されたサンプルを、0.005Mから0.505Mの範囲にある様々の最終濃度のリボースを含有する溶液に100倍希釈した(図10A)。AGE形成の速度と範囲は、リボース濃度を増加させることによって減少されることが明瞭に分かった。十分に、0.5Mリボースの最高濃度まで、その動態は、指数的に見え、そして未中断のグリケーション(図6A及び7A)に生じる誘導期を示さない。
第二の試験(図10B)も、24時間リボースと一緒にインキュベートする間に形成される可能性のある任意の阻害生成物と同様に、24時間中断サンプルが冷却下で激しく透析され、遊離で可逆可能に結合したリボースを放出するように行われた。この次に、一定量量を新たに造られた様々の濃度のリボースに100倍希釈し、そして、抗原性AGE生成物の形成を上述のように観察した。これらの結果は、透析段階が除かれた図10Aの実験とほとんど同じであった。両方の場合で、AGE形成の速度と範囲は、リボースの濃度が増加するにつれて減少し、そしてその動態は、誘導期なしで対数で示された。
グルコースまたは他の糖も、0.5Mリボース中で中断グリケーションを行うことによって得られた反応性中間体からのAGEの形成を阻害するかとうかという問題についても調べられた。1.0−2.0Mの濃度でのグルコースの効果を試験した(データは示されず)。グルコースは、明らかにリボースと同様には阻害性を示さない。24時間リボース中断サンプルをこれらのグルコース溶液で100倍希釈した場合、形成された抗原性AGEの量は、約30%まで減少したが、見掛けの速度定数は、ほとんど減少しなかった。さらに、その動態は、対数的に見えた。
AGE形成のアマドリ後動態でのpHの効果
中断グリケーション法を使用して、反応性中間体からのAGE形成のアマドリ後動態のpH依存性を調べた。これらの実験で、RNase Aを最初0.5Mリボースと、24時間、pH7.5で反応させて、反応性中間体を発生した。その後、ELISA法によって、AGEに対する中間体の半減期の動態を測定した。図11では、その動態を初期の速度によって測定する場合に、5.0−9.5の範囲の極めて広範なpH範囲が達成可能であることが示されている。目立った釣鐘型の依存性が観察され、それは、抗原性AGE形成の動態が酸性およびアルカリ性のpH範囲、pH8付近で最適に減少することを示している。
抗原性AGE形成の速度がもっとも遅い上で試験されたpH5.0のサンプルについて、単独の「pH激増」試験も行った。37℃、pH5.0で12時間後、そのpHをただちに7.5に調整し、そして抗原性AGE形成をELISA法によって観察した。実験上の誤差の範囲で、そのサンプルは、直接pH7.5で試験した中断グリケーションサンプルについてのAGE形成と同一の動態(速度定数の最初の桁が同じ)を示した(図12)。
この試験で、相対量の抗原性AGEは、同じELISA法プレート上では直接比較できなかったが、pH激増サンプルは、いくぶん抗原性AGEのレベルが減少したが、実質的なものを形成しているように見えた。これらの結果は、中間体がAGE無しに製造でき、そしてAGEへの変換の後者の試験からpH5で貯蔵できることを示している。
アミノグアニジンによるアマドリ後AGE形成の阻害
この中断グリケーション法、すなわち過剰で可逆的に結合したリボースを除去した後抗原性AGEのアマドリ後形成についての効果を試験することによって、アミノグアニジンの効力を試験した。図20Aは、これらの条件下でRNase中に抗原性AGEを形成するのを封鎖する上で、アミノグアニジンが、わずか50mM未満の阻害でもっとも穏やかな効果を示すことを例示している。たった100以上−250mMでおよそ50%阻害が達成される。この試験で再度注目されるのには、中断後のみにそのタンパク質をアミノグアニジンに曝露し、そして遊離で可逆可能に結合したリボースを除去した。BSAの中断グリケーションと比較しうる結果も得られた(図20B)。
中断グリケーションサンプルのアミノ酸分析
0.5Mリボース(未透析)との24時間接触の後、24時間グリケーションサンプルを激しく透析した後、および37℃で後者のサンプルを5日間インキュベートした後のRNaseについてアミノ酸分析を行った。リシンまたは末端アミノ基に存在するシッフ塩基を還元する、シアノホウ水素化ナトリウム還元をした後、これらの例示を行った。アラニンでノーマライズされた(12残基)全てのこれらのサンプルは、同じ残基リシン含量を示した(RNase中初原の10の以外の4.0±0.5)。このことは、0.5Mリボースとの24時間接触の後、ほとんどの形成シッフ塩基アダクトは、アマドリまたは続く生成物に変換されていることを示す。修飾によってアルギニンまたはヒスチジン残基はなんら失われない。
検討
迅速に反応するリボースを使用し、アマドリ後段階のその可逆可能な阻害を回復すると、RNase中でのタンパク質グリケーションの様々な段階の動態を解体し決定することを許した。タンパク質「グリケーション」についてのほとんどの先の動態研究は、実際には、シッフ塩基形成および連続アマドリ転換の「初期」段階に限定されてきた。ある種の動態研究は、合成フルクトシルアミン、すなわち、グルコースの小さなモデル化アマドリ化合物で出発して行われてきた(SmithおよびThornalley,Eur.J.Biochem.,210巻:729〜739頁、1992年、本願に引用された文献)が、ほとんど例外なく、このような研究は、タンパク質についてはこれまで可能でなかった。1つの注目すべき例外としては、リボースで部分的にグリケーションされたBSAはリボース除去後急速にペントシジンを産生するというMonnier(Odettiら,同上、1992年)による例示がある。リボースのより高い反応性も、AGE形成の時間経路を定量的に定義する上で際立った利益を証明した。グルコースおよびリボースが両方とも、ペントシジンのような同様のAGE生成物を産生する能力があることは注目され(Grandhee およびMonnier、1991年、同上;Dyerら,同上、1991年)、およびADP−リボースと一緒にある種の13C NMRモデル化合物の研究も行われた(Cervantee−Laureanら,Biochemistry,32巻:1528〜1534頁、1993年)。これらの研究では、抗AGE抗体とのリボースの十分な交差反応の抗原性AGE生成物が、グルコース修飾タンパク質に指向したことを示していて、そのことがリボースおよびグルコースが、同様の抗原性AGEを生成することを示唆する。これらの2つの糖で観察される第一の動的差異は、おそらく、その機構よりもむしろアマドリ後AGE形成を導く段階の速度定数における相対的差異によるものである。
示されたこの結果は、初期の研究で予想されなかった高濃度のリボースにより全てのAGE形成の目立った逆説的な阻害であることを示す(図6)。この阻害は、最初に修飾されたタンパク質を透析する(図7A)、またはサンプルを100倍希釈する(図11で使用されるとおり)ことによって除去されるという点で迅速に可逆可能である。図10の実験では、様々な濃度の新鮮なリボースを添加することによって行われる24時間補足タンパク質を透析すると同じ阻害を誘導するので、初期のグリケーションの間に透析可能な阻害中間体を蓄積するためではないことが示される。図10A、Bのデータは、その阻害が、反応性アマドリ生成物を含有するタンパク質中間体とのリボースの可逆可能で迅速な作用によって生じることを示す。この阻害は、図9の実験で測定された推定アマドリ中間体が形成するのが迅速な速度であるため、アマドリ生成物の形成の初期段階に応用できそうにない。アマドリ生成物と反応性中間体を同定するのは、24時間中断点で、透析の前後(シアノボロハイドレート ナトリウム還元後)に行われるアミノ酸分析によって十分に支持される。未変化の残基リシン含量は、すべての放出しうるシッフ塩基が、24時間で(おそらくアマドリ転換によって)すでに不可逆的に変換されたことを示している。
「後期」であって、「初期」グリケーション段階でない第二のリボース抑制は、ほとんどAGEを含有しない十分に反応能を持つ反応性アマドリ中間体を蓄積するのを増進する。中断手段によるこの単離は、遊離またはシッフ塩基結合糖、およびそれらの付随反応および複合体の不存在下で研究されるので、動態および構造の研究に重要である。例えば、抗原性AGEおよびペントシジンAGE生成物に対するアマドリ後変換速度は、測定され(図7A、白抜き符号、および図8B)、そして未中断条件下(図6Aおよび図8A)での全動態に反映されるよりかなり速い(1/2−10時間)ことが示される。測定されたペントシジンの迅速な形成は、Odettiら(1992年、同上)による初期の中断リボース試験と一致しているように見える。ADP−リボースのようなリボースおよび誘導体は、通常の代謝物であり、観察されるAGE形成の速度が非常に速いことは、それらの濃度が、少ない相対的グルコースのものより十分に低いが、様々な細胞区分(Cervantes−Laureanら,同上、1993年)で潜在的なグリケーションの源としてより慎重に考慮されるべきことを示唆する。
中間体の単離の別の新規用途は、この複合反応のpH依存性を研究するうえにある。アマドリ後AGE形成が見られる通常でない釣鐘型pHのプロフィール(図11)は、全ての反応の中程度のpH依存性に明暗を与える場合である。後者の動態は、シッフ塩基およびアマドリ生成物形成を含めた反応中の全段階でpHの複合効果を反映し、その各々は、特定のpH依存性を示しうる。これらの複合性は、ヘモグロビングリケーションの研究(Loweryら,J.Biol.Chem,260巻:11611〜11618頁、1985年)によって例示されうる。釣鐘型pHプロフィールは、立証されていはいないが、イオン化基の関与を示唆する。真実である場合、そのデータは、主要抗原性AGEの形成で、隣接するリシンからのように、第二のアミノ基の参与を意味しうる。観察されたpHプロフィールおよび記載されたpH急増観察は、反応性中間体を単離し維持するのに有用な経路が24時間中断後5.0付近にpHを急速に下げることによることを示唆する。
この動態の研究は、アマドリ中間体と組合わせて、Ceramiおよび共同研究者によって提案されたAGE阻害である、アミノグアニジン(グアニルヒドラジン)の作用の機構に新しい兆候を供する(Brownleeら,同上、1986年)。この提案された医薬製剤は、現在糖尿病を治療する際に可能な治療効果について治験段階IIIにある(Vlassaraら,同上、1994年)。しかし、AGE阻害の機構は、多機能であるので非常に複雑であると思われる。求核性のヒドラジンのように、開鎖グルコースおよびリボースのアルデヒドカルボニルおよびアマドリ化合物のケトカルボニルを含めて、活性カルボニルに可逆的に付加できる(Khatamiら,Life Sci.,43巻:1725〜1731頁、1988年;Hirschら,Carbohyd.Res.267巻:17〜25頁、1995年)。それは、グリオキサルおよびグルコソンのような高度に反応性のジカルボニルグリケーション中間体をスカベンジすることができるグアニジニウム化合物でもある(ChenおよびCerami,J.Carbohyd.Chem.,12巻:731〜742頁、1993年;Hirschら,Carbohyd.Res.,232巻:126〜130頁、1992年;OuおよびWolff,Biochem.Pharmacol.,46巻:1139〜1144頁、1993年)。中断グリケーション法は、AGE形成のアマドリ後段階のみについてアミノグアニジン効力を試験した。同様に重要に、アミノグアニジンと組合わせることができる遊離糖からのジカルボニル反応性フラグメントや遊離糖の不存在下で試験した(WolffおよびDean,Biochem.J.,245巻:243〜250、1987年;Wells−Knechtら,Biochemistry,34巻:3702〜3709頁、1995年)。図20の結果では、アミノグアニジンが、最善には、アマドリ後AGE形成反応における適度な効果のみを示すことが例示され、それで100−250mM以上の濃度で50%阻害を達成する。したがって、アミノグアニジンの効力は、グリケーションの初期段階(シッフ塩基形成)を阻害するか、またはグリケーション中に発生された高度に反応のあるジカルボニルをスカベンジすることから、きわだって起こる。原請求項と反対に、アマドリ中間体を錯体にすることによってAGE形成を阻害するのは見られない。
中断グリケーションの使用は、動態試験に限定されない。中断グリケーションは、グリケーションタンパク質の構造試験を簡便化でき、そしてRNaseのアマドリアダクトを検出するのに使用された13C NMRのような技術を使用して未知のAGEを同定する(Negliaら,J.Biol.Chem,258巻:14279〜14283、1983年;J.Biol.Chem.260巻:5406〜5410頁、1995年)。構造的および動態の手法を組合せた使用は、特に興味深い。例えば、ポリクローナル抗体と主要な抗原性AGEが一致すると、最近提唱された(カルボキシメチル)リシンのような不特定の候補AGEが残るが、我々が観察した反応性中間体から同じ動態を示すにちがいない(Reddyら,Biochemistry,34巻:10672〜10878頁、1995年;対比Makitaら,J.Biol.Chem.,267巻:5133〜5138頁、1992年)。中断動態手法の入手可能性も、このAGEの形成に対する大切なアマドリ経路を決定する助けにもなる。同様に、13C NMRのような技術で中断グリケーション反応を観察して、同様の見掛けの動態を示すものであるような他の候補である抗原性AGEの共鳴を同定する。表Iは、C−2富化リボースとの反応により製造されたRNaseのアマドリ中間体の13C NMRのピークを列記する。205ppm付近の下降ピークは、おそらくアマドリ生成のカルボニルによる。全ての場合に、中断グリケーションを通して過剰の遊離およびシッフ塩基の糖を除去する能力は、相当に簡便に単離し、そして同定し、そして構造の特徴づけをおこなう。
表Iは、それらの不変または時間にともなって減少する強度のためにアマドリ後中間体に挙げられたピークを列記する。ピーク位置は、TMSから下向きにppmで記載される。
Figure 2005170935

リボヌクレアーゼAを24時間、C−2で99%富化した0.5Mリボースと反応させ、さらに過剰でシッフ塩基に結合したリボースを、冷却中に激しく透析することによって除去した。その後、2時間のNMRスキャンを行う直前に、そのサンプルを37℃に再度加温した。同じ条件で、天然に主要なリボースと反応したRNaseからの信号を、NMRスペクトルから減じる。したがって、全てのピークは、C−2の位置に元をたどる富化C−13による。いくつかのピークは、中間体の分解生成物から生じ、そしてこれらは、時間にわたってピーク強度で増加することによって同定されることもできる。図31は、得られたNMRスペクトルを示す。
実施例3
抗原性最終糖化産物(AGE)の形成に対するビタミンB1およびB6誘導体ならびにアミノグアニジンによる生体外での阻害。アマドリ後動態の阻害は、全体的な糖化の阻害とは異なる
AGE形成の以下のアマドリ後動態についての中断糖化法では、糖化反応の「後期」段階の迅速な定量試験が考慮されている。重要なことは、この方法が、概略図1に示すように、遊離糖またはシッフ塩基(Namiki経路)の糖酸化産物から生ずるAGE形成の経路を利用しない阻害試験を考慮に入れているということである。そのため、中断糖化法では、抗原性AGE形成を誘導する糖化の「後期」段階の阻害剤の迅速で独特な同定および性質検討が考慮されている。
検討対象となったビタミンB1およびB6誘導体の中で、ピリドキサミンおよびチアミンピロリン酸は、AGE形成のアマドリ後経路の独特の阻害剤である。重要なことに、高濃度の糖の存在下でのタンパク質の全体的なグリケーションの阻害の有効性からは、遊離糖を除去した場合のAGE形成のアマドリ後段階の阻害能が予測できない。したがって、ピリドキサミン、チアミン、ピロリン酸およびアミノグアニジンは、グルコースによるタンパク質の全体的なグリケーションでのAGE形成の強力な阻害剤であるが、アミノグアニジンは、アマドリ後AGE形成の有効な阻害剤ではないという点で、他のふたつとは異なっている。アミノグアニジンは非中断条件下でリボースによるAGE形成の初期速度を著しく低下させるが、産生される抗原性AGEの最終量には影響を及ぼさない。異なるタンパク質(RNase、BSAおよびヘモグロビン)の検討から、AGE形成および阻害の速度に個別変動があるとしても、阻害結果は一般的に使用されたタンパク質について非特異的であることが確認された。
化合物および材料 上述の実施例1と同様。
AGEに対するポリクローナル抗体の調製 上述の実施例1と同様。
AGE産物のELISA検出法 上述の実施例1と同様。
非中断リボースグリケーション分析
ウシ血清アルブミン、リボヌクレアーゼAおよびヒトヘモグロビンを、0.02%アジ化ナトリウムを含有するpH7.5の0.4Mリン酸ナトリウム緩衝液中で37℃にてリボースと共にインキュベートした。タンパク質(10mg/mlまたは1mg/ml)、0.05Mリボースおよび予想阻害剤(0.5、3、15および50mM)をインキュベーション混合物中に同時に入れた。溶液は、蓋付き試験管に入れて暗所に保存した。一定量を採取し、反応終了時にELISA法により分析するまで、直ちに凍結した。インキュベーションは3週間(Hb)または6週間(RNase、BSA)とした。グリケーション反応では、実験期間中を通じてpHが一定であることを監視した。
中断(アマドリ後)リボースグリケーション分析
グリケーションはまず、タンパク質(10mg/ml)を、0.2%アジ化ナトリウムを含有するpH7.5の0.4Mリン酸緩衝液中で37℃にて0.5Mリボースと共に阻害剤の非存在下で24時間インキュベートすることによって実施された。ついで、グリケーションを中断して、冷緩衝液を頻繁に交換しながら4℃で長時間透析することにより、可逆的に結合した(シッフ塩基)過剰の糖を除去した。その後、リボースを再添加することなく、最大量のアマドリ産物と少量のAGE(タンパク質に依存)を含有するグリケーションされた中間試料を速やかに37℃に加温した。これにより、種々の濃度(通常は3、15および50mM)の予想阻害剤の存在下および非存在下で、アマドリ中間産物のAGE産物への変換を開始した。種々の間隔で一定量を採取して凍結し、後に分析を行った。溶液は蓋付き試験管に入れ、決まった時間に一定量を採取する場合にのみ蓋を開け、採取物は直ちに凍結して、その後、種々の分析を行った。
動態的データの数値的解析
動態的データ(経時的曲線)は、ユーザーが関数を決めてパラメータを制御することにより反復することができる、SCIENTIST 2.0マイクロマス社(MicroMath,Inc.)またはORIGINマイクロカル社(Microcal,Inc.)ソフトウェアを用いて、非線形最小二乗法により、一般的手順で一次または二次指数関数に適合させた。適合関数のパラメータの標準偏差(初期および最終縦座標値および速度定数)は、適合の精密度の測定値として回帰させた。二次指数的動態適合についての見かけ上の半減期は、MathCadソフトウェアマイクロソフト社(MathSoft,Inc.)の「解釈」機能を用いて決定した。
結果
リボースからのAGE形成の全般的動態に対するビタミンB6誘導体による阻害
抗原性AGE形成の動態に対するビタミンB1およびB6誘導体の阻害作用は、AGEに特異的なポリクローナル抗体により評価した。初期阻害試験は、0.05Mのリボースの継続的存在下でウシのリボヌクレアーゼA(RNase)のグリケーションに対して行われ、このリボース濃度はAGE形成速度がほぼ最大となる場合のものである。図13(対照曲線、黒四角)は、0.05Mのリボースと共にインキュベートした場合、RNaseに対する抗原性AGEの形成が比較的迅速であることを示すもので、これらの条件下では半減期は約6日である。ピリドキサール−5’−リン酸(図13B)およびピリドキサール(図13C)は、濃度50mMおよび15mMでRNaseに対するAGE形成の速度を有意に阻害した。驚くべきことに、ビタミンB6のアルコール型であるピリドキシンも、RNaseに対するAGE形成を中等度に阻害した(図13D)。検討対象となったビタミンB6誘導体の中では、試験期間の6週間にわたり、50mMのピリドキサミンがRNaseに対するAGE形成の「最終」濃度で最良の阻害作用を示した(図13A)。
リボースからのAGE形成の全般的動態に対するビタミンB1誘導体による阻害
ビタミンB1はいずれも高濃度でRNaseに対する抗原性AGEを阻害したが、阻害作用はビタミンB6誘導体の場合に比べてより複雑であると思われた(図14C)。阻害剤としてのチアミンピロリン酸の例では(図14A)、AGE形成の速度およびプラトー状態での最終的なAGE産生量はいずれも低下していると思われた。阻害剤としてのチアミンリン酸(図14B)およびチアミン(図14C)の例では、AGE形成速度にはほとんど影響がないと思われたが、最高のうどの阻害剤の存在下では、形成されたAGEの最終濃度が実質的に低下していた。一般的に、チアミンピロリン酸は、検討対象となった低濃度では、他のふたつの化合物に比べて良好な阻害作用を示した。
リボースからのAGE形成の全般的動態に対するアミノグアニジンによる阻害
アミノグアニジンによるAGE形成の阻害(図14D)は、B1およびB6の実験で認められたものとは明確に異なっていた。アミノグアニジンの濃度を上昇させるとRNaseに対するAGE形成の速度が低下したが、形成されたAGEの最終濃度は低下しなかった。6週間後に形成されたAGEの最終濃度は、検討対象となったいずれのアミノグアニジン濃度についても対照試験の最終濃度とほぼ同一であった。
血清アルブミンおよびヘモグロビン中でのリボースからのAGE形成の全般的動態に対する阻害
BSAおよびヒトメトヘモグロビン(Hb)を用いて比較試験を実施し、観察された阻害がタンパク質特異的なものであるか否かを検討した。ビタミンB6(図15A−D)およびビタミンB1(図16A−C)の種々の誘導体は、各群の中で最も有効な阻害剤であるRNase、ピリドキサミンおよびチアミンピロリン酸と同様に、BSAと共にインキュベートした場合、類似の阻害傾向を示した。ピリドキシンはBSAに対するAGE形成を阻害しなかった(図15D)。ピリドキサールリン酸およびピリドキサール(図15B−C)は、AGE形成の速度をかなり阻害したが、AGEの最終形成濃度は阻害しなかった。ピリドキサミン(図15A)は低濃度である程度の阻害を示し、検討した最高濃度ではAGE形成の最終濃度を他のB6誘導体のいずれに比べても有効に阻害すると思われた。B1誘導体の場合は、BSAを用いたAGE形成の阻害の全体的な度合い(図16A−C)は、RNase(図14A−C)で観察されたものに比べて小さかった。チアミンおよびチアミンピロリン酸の濃度が高くなると、AGE形成速度には著しい影響を及ぼすことなく、形成されるAGEの最終濃度が阻害された(図16C)。ここでもアミノグアニジンはRNaseの場合に認められたと同様、BSAを用いた場合にある程度の阻害作用を示し(図16D)、形成されるAGEの最終濃度には有意な影響を及ぼすことなく、AGE形成速度を低下させると思われた。
ビタミンB6およびB1誘導体ならびにアミノグアニジンの存在下でHbを用いてAGE形成の動態も検討された。Hbを用いてのAGE形成の見かけ上の絶対速度は、RNaseまたはBSAのいずれかを用いた場合に比べて有意に高かった。しかし、検討した阻害剤は基本的に類似した挙動を示した。ビタミンB6誘導体の作用を図17に示す。ピリドキサミンは濃度3mM以上で最大阻害を示し(図17A)、ピリドキサールリン酸(図17B)、ピリドキサール(図17C)およびピリドキシン(図17D)に比べて最も効果が高かった。ビタミンB1誘導体の場合は(データに示さず)、阻害作用はRNaseよりもBSAの阻害傾向に、より類似していた。検討した高濃度(50mM)での阻害はわずかに過ぎず、3種いずれのB1誘導体についてもほぼ30−50%であった。阻害の最初の発現は、形成されるAGEの最終濃度の低下であった。
アマドリ後リボースAGE形成の動態に対するビタミンB6誘導体による阻害
「後期」アマドリ後AGE形成の阻害を測定するために中断グリケーションモデルを用い、RNaseまたはBSAの単離したアマドリ中間体を、遊離または可逆的に結合したリボースの非存在下で37℃にてインキュベートすることによって、動態を測定した。最初に中間体を調整するために使用されたリボースは、24時間の初期グリケーション反応後の冷透析により除去した。AGE形成を再開させると、阻害剤の存在下でのAGEの形成は極めて速やかである(半減期は約10時間)。図18に、BSAのアマドリ後動態に対するピリドキサミン(図18A)、ピリドキサールリン酸(図18B)およびピリドキサール(図18C)の影響を示す。ピリドキシンはまったく阻害を示さなかった(データに示さず)。RNaseに対して同様の実験を行った。ピリドキサミンは15mMおよび50mMのRNaseを用いたAGE形成にほぼ完璧な阻害を示した(図18D)。ピリドキサールは15mMでは有意な阻害を示さなかったが、ピリドキサールリン酸は15mMで有意な阻害を示した。ピリドキサールリン酸は、RNaseの活性部位に対し親和性標識能のあることが知られている(RaetzとAuld,Biochemistry,11巻:2229〜2236頁、1972年)。
図18A−Cでは、ゼロ時間にリボースを除去した後にELSA読み取り値が高いことによって証明されるように、BSAを用いると、RNaseとは異なり、RNase(25−30%)とのインキュベーションの最初の24時間のあいだに有意な量の抗原性AGEが形成された。BSAおよびRNaseは共に、阻害を示す場合には、AGE形成速度の低下としてではなく、形成されるAGEの最終濃度の減少として阻害を示すと思われる。
アマドリ後リボースAGE形成の動態に対するビタミンB1誘導体による阻害
チアミンピロリン酸は、RNaseおよびBSAを用いた場合とも、AGE形成を他のB1誘導体に比べて効果的に阻害した(図19)。チアミンは作用を示さなかったが、チアミンリン酸は中等度の作用を示した。B6測定と同様、アマドリ後阻害は、形成されるAGEの最終濃度の低下として最も顕著に出現するようであった。
アマドリ後リボースAGE形成の動態に対するアミノグアニジンおよびNα−アセチル−L−リシンの作用
図20に、BSAおよびRNaseを用いた場合のアマドリ後AGE形成動態の阻害に対しアミノグアニジンを検討した場合の結果を示す。50mMでは、阻害はBSAの場合には約20%で(図20B)、RNaseの場合には15%未満であった。遊離Nε−アミノ基のみを含有するNα−アセチル−L−リシンを用いて、単純なアミノ酸含有機能による阻害の可能性も検討した(図21)。Nα−アセチル−L−リシンは50mMまではAGE形成には有意な阻害を示さなかった。
考察
多数の試験から、アミノグアニジンが非酵素的グリケーションの出現に対して強力な阻害作用を示すと思われることが立証されている(Brownleeら,Brownlee,1992、1994、1995頁、1986年)。糖を減少させることによって誘発される種々の現象に対するアミノグアニジンの阻害作用は、これらの現象の多くでグリケーションが関与している証拠であると、広く考えられている。アミノグアニジンは近年、高濃度の糖による結合組織タンパク質のグリケーションによって引き起こされると考えられる糖尿病合併症の改善についての、第III相臨床試験の第2ラウンドに投入されている。
グルコースにより誘導された、RNaseを用いての非中断「後期」AGE形成の動態的試験からのデータ(実施例1)からは、アミノグアニジンが有効な阻害剤であることが確認され、さらに、多数のビタミンB1およびB6誘導体は同等またはわずかにそれを上回る阻害剤であることが認められた。しかし、アミノグアニジンによる阻害は、予想外なことに、AGE形成反応の後期段階での作用が低下するようであった。グルコースを用いてのタンパク質のグリケーションが緩慢であるため、この驚くべき観察所見を十分に検討することができなかった。さらに、アミノグアニジンの長期安定性についての疑問が存在する可能性が示唆されている(OuとWolff,1993、上述)。
リボースを用いてのより迅速なグリケーションを用いた解析は、タンパク質の非中断グリケーション中に十分な観察とて医療を行うことを目的とした、AGE形成の十分な経時変化を考慮したものであった。中断グリケーションの利用により、独自に、遊離および可逆的に結合した(シッフ塩基)リボースの非存在下でのアマドリ後抗原性AGE形成のみの更なる単離と検討をすることが可能となった。これらのふたつのアプローチからのデータを、初期のグルコースグリケーション動態と比較することにより、種々の阻害剤の機序および有効性に対しての新たな洞察が加えられている。図22は、種々の濃度の阻害剤を使用した場合の一定の時間での阻害率を比較した要約データを示す棒グラフである。図22Aのグラフは、リボースでのRNase AGE形成の中断グリケーション後の阻害についてのデータを示す。図22Bは、リボースによるBSA AGE形成の中断グリケーション後の阻害についてのデータを示す。
全般的な結果から、アミノグアニジンが糖の存在下でアマドリ後抗原性AGEの形成速度を遅延させるが、形成されるアマドリ後AGEの最終量にはほとんど影響を及ぼさないことが立証される。これより、観察所見はAGE形成の最初の「初期」段階のみに限定されるものであり、阻害剤としての有効性は実際には、アマドリ後AGE形成の阻害の真の有効性については実際には誤って認識されている可能性のあることが示される。したがって、リボースおよび中断グリケーションを用いて反応の完全な経過を観察できるということは、アマドリ後AGE形成の阻害の有効性についてのより完全な像を与えるものである。
実施例4
AGE形成/阻害の生体内効果の動物モデル及び試験
高血糖は、ストレプトゾシン(別名、ストレプトゾトシン、STZ)又はアロキサンを投与することにより、ラットに迅速に誘発することができる(1もしくは2日以内)。これは糖尿病の一般的なモデルとなっている。しかしながら、これらのラットは高血糖を長い月日患った後、通常は最終段階の腎疾患(ESRD)による死の直前にのみ腎障害を示す。この症状は、基底膜のコラーゲンのような長命タンパク質の不可逆的なグルコース化学修飾によって引き起こされるものと信じられる。STZ−糖尿病ラットは、高血糖誘発から大きく遅れて約40週間で、通常は死の直前に、アルブミン尿を示す。
上記実施例においてリボースの劇的な急性効果が生体外で示されたため、ラットへのリボース投与の効果及び急速なリボースグリケーションによるAGEの誘発の可能性を試験した。この研究から、リボース誘発の症状が促進されたラットモデルが開発されている。
生体内での非常に短期間のリボース投与の効果
第I相プロトコル
各々6匹のラットの2つの群に以下のいずれかを1日に投与した。
a.300mMリボース(各々mlで体重の5%の、6−8時間おいた2回の腹腔内注射)又は
b.50mMリボース(1回の注射)。
その後、ラットをさらにリボースを投与することなく4日間保ち、4日目にそれらを犠牲にして以下の生理学的測定を行った:(i)初期及び最終体重;(ii)最終段階の腎臓重量;(iii)初期及び最終テイル−カフ血圧;(iv)体重100g当りのクレアチニンクリアランス。
最初に急速な変化が予想されなかったため、アルブミン濾過速度は測定しなかった。STZ−糖尿病ラットを用いる過去の実験では、アルブミン尿は高血糖の誘発から非常に遅れて(おそらく40週)、動物が息絶える直前に発症することが示されている。
腎臓生理の結果
a.最終体重及び最終的な1個の腎臓の重量は低及び高リボース処置群で同じであった。
b.テイル(尾部)−カフ血圧は、低リボース(1×50mM)で処置したラットで66±4から83±3に、高リボース(2×300mM)で処置したラットで66±4から106±5に増加した。これらの結果を図23の棒グラフに示す。
c.体重100g当りのccでのクレアチニンクリアランスは、低リボース群については用量依存性の様式で0.87±0.15に減少し(正常範囲は約1.0−1.2と予想される)、高リボース群についてはさらに30%、0.62±0.13に減少した。これらの結果を図24の棒グラフに示す。
第I相の結論
1日のリボース処置で、用量依存性の高血圧及び4日後に現われる糸球体クリアランス機能の用量依存性の低減が生じた。これらは、最後期のSTZ−糖尿病ラットにのみ見られる糖尿病の重大な代謝的な変化である。これらの減少は、生体内におけるリボースによるタンパク質の不可逆的化学修飾(グリケーション)によるものであると仮説を立てることができる。
より高いリボース濃度に長期間晒すことの効果
第II相プロトコル
ラットの群(3−6)に、0.3M“低リボース用量”(LR)又は1.0M“高リボース用量”(HR)を、1日2回の注射により、(i)1日、(ii)4日間の“短期間”(S)、又は(iii)8日間の“長期間”(L)のいずれか投与した。加えて、これらの濃度のリボースを飲料水に含めた。
腎臓生理の結果
a.テイル−カフ血圧はリボース処置ラットの全ての群で増加し、これは第I相の結果を裏付ける(図23)。
b.クレアチニンクリアランスは、リボース用量依存性及び時間依存性の様式で、全ての群において減少した(図24)。
c.アルブミン浸出速度(AER)は、1日及び4日の露出で、リボース依存性の様式で有意に増加した。しかしながら、高用量群においては4日に対して8日で幾らかの回復が見られたが、低用量群では見られなかった。これらの結果を図25の棒グラフに示す。
d.体重100g当りのクレアチニンクリアランスは、低及び高リボース群の両者について、時間依存性の様式で同程度まで減少した(図24)。
第II相の結論
4日という少ない期間リボースに晒すことによっても、高血圧と、クレアチニンクリアランスの減少及びアルブミン濾過の増加によって表されるように腎機能障害が生じる。これらの変化は糖尿病に典型的なものであり、STZ−糖尿病ラットにおいて最後期に見られるものである。
2種類の新規治療化合物及びアミノグアニジンによる処置
第III相プロトコル
60匹のラットを以下のように9つの異なる群に無作為に分けた。これらの群には、アミノグアニジン、ピリドキサミン、及びチアミンピロリン酸の存在下及び非存在下において1Mリボースに8日間晒したものが含まれる。
対照群
(i)処置無し;
(ii)高用量(250mg/体重kg)のピリドキサミン(“化合物−P”);
(iii)高用量(250mg/体重kg)のチアミンピロリン酸(“化合物−T”もしくは“TPP”);及び
(iv)低用量(25mg/体重kg)のアミノグアニジン(“AG”)。
試験群
(i)1Mリボース−生理食塩水(9日間、2×9ccを毎日IP)のみ;
(ii)リボースに加えて低用量(“LP”)のピリドキサミン(25mg/体重kgを9ccのリボースを含む5mlとして注射);
(iii)リボースに加えて高用量(“HP”)のピリドキサミン(250mg/体重kgを9ccのリボースを含む0.5mlとして注射);
(iv)リボースに加えて高用量(“HT”)のチアミンピロリン酸(250mg/体重kgを9ccのリボースを含む0.5mlとして注射);及び
(v)リボースに加えて低用量のアミノグアニジン(25mg/体重kgを9ccのリボースを含む0.5mlとして注射)。
第II相とは異なり、飲料水にはリボースは添加しなかった。リボースを導入する1日前に処置化合物を予備投与した。
腎臓生理の結果
a.血圧は3種類の化合物単独(対照群)によって非常に僅かに増加した;リボース上昇BPは化合物の同時投与によっては回復しなかった。これらの結果を図26の棒グラフに示す。
b.対照群におけるクレアチニンクリアランスは、それを減少させるTPPを除いて変化しなかった。
c.リボースを低用量(25mg/kg)のアミノグアニジン又はピリドキサミンのいずれかと同時投与した場合、クレアチニンクリアランスは正常化した。これらの結果を図27の棒グラフに示す。
d.高濃度(250mg/kg)のピリドキサミン及びTPPは、クレアチニンクリアランスのリボース誘発性の減少に対する部分的な防御のみを示した(図27)。
e.アルブミン浸出速度(AER)は、リボースの非存在下における高用量のピリドキサミン及びTPP、並びに低用量のアミノグアニジンに加えて、リボースによっても上昇した。これらの結果を図28の棒グラフに示す。
f.アルブミン浸出速度は、低用量のアミノグアニジン及びピリドキサミンの両者を同時投与することにより、正常に回復した。これらの結果を図29の棒グラフに示す。
第III相の結論
腎臓機能の2つの指標によって測定されるように、ピリドキサミン及びアミノグアニジンは、共に25mg/kgで、リボース誘発性のクレアチニンクリアランスの減少及びリボース誘発性のアルブミン尿の穏やかな増加の予防において明らかに有効であり、等しく有効である。
(i)チアミンピロリン酸は25mg/kgでは試験しておらず;(ii)250mg/kgのチアミンピロリン酸及びピリドキサミンはクレアチニンクリアランスの予防においては部分的に有効であるが、穏やかなタンパク尿の予防においてはおそらく有効ではなく;(iii)これらの非常に高い濃度及びリボースの非存在下においては、チアミンピロリン酸は単独でクレアチニンクリアランスの減少を生じ、両者はアルブミン尿の穏やかな増加を生じる。
要約
腎臓機能及び糖尿病
糖尿病における持続的な高血糖は、ヒト患者のおそらく1/3において、糖尿病性の腎障害につながる。臨床的には、糖尿病性腎障害は以下のものの存在によって定義される。
1.腎臓機能の低下(糸球体クリアランスの悪化)
2.尿タンパクの増加(濾過の悪化)
3.高血圧の同時存在 腎臓機能は血流(測定せず)及び糸球体クリアランスに依存し、後者はイヌリンクリアランス(測定せず)又はクレアチニンクリアランスのいずれかによって測定することができる。糸球体透過率はアルブミン濾過速度によって測定するが、このパラメータは大きく変動する。これは対数分布関数でもあり、アルブミン排泄の100倍の増加は濾過能力の僅かに2倍の減少を示す。
リボース糖尿病ラットモデル
上記基準により、リボースは、糖尿病性腎障害の徴候を、高血圧、クレアチニンクリアランス及びアルブミン尿に反映されるものとして、後に行くほど大きくはないものの、非常に迅速に誘発するものと思われる。確立されているSTZ糖尿病ラットにおいては、高血糖は1−2日で迅速に確立されるが、糖尿病性腎障害の臨床的徴候には非常に遅れて、アルブミン尿についてはおそらく40週も後に到達する。一般には、アルブミン尿は日毎及び動物毎に非常に変動し得るものであり、ヒトとは異なるが、大部分のSTZラットは結局は腎障害を発症しない。
化合物による処置
リボース処置動物を用いて、ピリドキサミンは、25mg/体重kgで、通常糖尿病に起因する3つの徴候のうちの2つ、すなわちクレアチニンクリアランス及びアルブミン濾過の悪化、を有効に予防するように思われる。これは、アミノグアニジンと同様に有効であった。チアミンピロリン酸の有効性は明らかではなかったが、これは250mg/体重kgという高い濃度でそれを用いたことによるものである可能性があることは強調されるべきである。250mg/体重kgでの結果のみを考慮した場合、ピリドキサミンは有効性がより小さいように思われる。
化合物単独の効果
全般的には、ラットはこれらの化合物に対して十分に寛容であるように思われる。腎臓の重量は異常なものではなく、高血圧はほとんど発症しなかった。これらの化合物の効果は250mg/kgでのみ試験した。チアミンピロリン酸はこの濃度でクレアチニンクリアランスを減少させるように思われるが、ピリドキサミンではそのようなことはない。両者はアルブミン尿を僅かに増加させるように思われたが、これらの測定はおそらくはほとんど信頼することはできないものであった。
ヒトへの投与
平均のサイズの典型的な成人のヒトは体重が66−77kgである。典型的には、糖尿病患者は太り過ぎである傾向にあり、112kgを超えることもあり得る。66−77kgの成人男性に対する推奨される摂取許容量は、1989年の改訂では、1日あたり1.5mgのチアミン及び1日当り2.0mgのビタミンB6が必要とされた(Merck Manual of Diagnosis and Therapy,16版(Merck & Co.,Rathaway,N.J.,1992年)938〜939頁)。
ラットモデルでのアプローチに基づくと、アマドリ後AGE形成を阻害し、それにより関連症状を阻害するのに有効であると予想されるピリドキサミン又はチアミンピロリン酸の投与量の範囲は、1mg/体重100gないし200mg/体重100gの範囲に入る。アミノグアニジンと同時投与した場合の適切な範囲はより小さい。75kgの平均的な成人ついて計算すると、この範囲(10mg/体重1kg)は約750mgから150g(2g/体重1kg)を超える。もちろん、これは個々の患者に従って変化する。
本発明は、それらの精神又は本質的な特徴から逸脱することなく、他の形態で具現化し、又は他の方法で実施することが可能である。したがって、本開示及び列挙される実施例は全て説明のためのもので制限するものではないと考えられるものであって、本発明の範囲は添付の請求の範囲によって示されるものであり、全ての均等物はそこに包含されることが意図される。当該技術分野における通常の技術を有する者は本発明と等価の態様を認識することが可能であり、かつそのような態様を本開示の教示及び日常的な実験のみを用いて実施することが可能である。
図1は、ウシ血清アルブミン(BSA)中のAGE生成に対するビタミンB6誘導体の効果を示す一連のグラフである。図1Aはピリドキサミン(PM)、図1Bはピリドキサールリン酸(PLP)、図1Cはピリドキサール(PL)、図1Dはピリドキシン(PN)の効果を示す。 図2は、ウシ血清アルブミン中のAGE生成に対するビタミンB1誘導体とアミノグアニジン(AG)の効果を示す一連のグラフである。図2Aはチアミンピロリン酸(TPP)、図2Bはチアミンモノリン酸(TP)、図2Cはチアミン(T)、図2Dはアミノグアニジン(AG)の効果を示す。 図3は、ヒトのメトヘモグロビン(Hb)中のAGE生成に対するビタミンB6誘導体の効果を示す一連のグラフである。図3Aはピリドキサミン(PM)、図3Bはピリドキサールリン酸(PLP)、図3Cはピリドキサール(PL)、図3Dはピリドキシン(PN)の効果を示す。 図4は、ヒトのメトヘモグロビン中のAGE生成に対するビタミンB1誘導体とアミノグアニジン(AG)の効果を示す一連のグラフである。図4Aはチアミンピロリン酸(TPP)、図4Bはチアミンモノリン酸(TP)、図4Cはチアミン(T)、図4Dはアミノグアニジン(AG)の効果を示す。 図5は、チアミンピロリン酸(TPP)、ピリドキサミン(PM)およびアミノグアニジン(AG)による、リボヌクレアーゼAのグリケーションの阻害を比較する棒グラフである。 図6Aは、ELISA法で監視した、リボースによるRNアーゼA(10mg/mL)のグリケーションの動力学を示すグラフである。図6Bは、p7.5におけるリボース濃度に対する相反性半減時間(reciprocal half−time)の依存性を示すグラフである。 図7は、グルコース(図7B)およびリボース(図7A)によるRNアーゼの非遮断グリケーション(uniterrupted glycation)と遮断グリケーション(interrupted glycation)(ELISA法で検出)を比較して示す二つのグラフである。 図8は、リボースによるRNアーゼの非遮断グリケーションと遮断グリケーション中のペントシジンの蛍光(任意単位)の増加の動力学を示す二つのグラフである。図8Aは0.05Mのリボース存在下での非遮断グリケーションの場合を示し、図8Bは、インキュベーションを8時間および24時間行った後の遮断グリケーションの場合を示す。 図9は反応性中間体の蓄積の動力学を示すグラフである。 図10は、リボースによるAGE生成のアマドリ後の阻害を示すグラフである。図10Aは、アリコートをゼロ時点でインヒビター含有緩衡液で希釈した場合のデータのグラフである。図10Bは、試料を24時間遮断し、次にインヒビター含有緩衡液で希釈した場合のデータを示すグラフである。 図11は、抗原性AGEの初期生成速度の、グリケーションの遮断後のpHに対する依存性を示すグラフである。 図12は、遮断されたグリケーションの後にELISA法で検出したAGE生成に対するpHジャンプの効果を示す二つのグラフである。pH5.0の緩衡液中に37℃で12日間放置した遮断試料は、pHを7.5に変えたとき、低いpHに暴露しなかった正常な対照の試料(図12A)に比べてかなりの量のAGEを産出した(33%;図12B)。 図13は、リボースによる、リボヌクレアーゼA(RNアーゼA)の遮断グリケーションの間のAGE生成に対するビタミンB6誘導体の効果を示す。図13Aはピリドキサミン(PM)、図13Bはピリドキサール−5’−リン酸(PLP)、図13Cはピリドキサール(PL)、図13Dはピリドキシン(PN)の効果を示す。 図14は、リボースによる、リボヌクレアーゼAの非遮断グリケーションの間のAGE生成に対するビタミンB1誘導体とアミノグアニジン(AG)の効果を示す一連のグラフである。図14Aはチアミンピロリン酸(TPP)、図14Bはチアミンモノリン酸(TP)、図14Cはチアミン(T)、図14Dはアミノグアニジン(AG)の効果を示す。 図15は、リボースによる、ウシ血清アルブミン(BSA)の非遮断グリケーションの間のAGE生成に対するビタミンB6誘導体の効果を示す一連のグラフである。図15Aはピリドキサミン(PM)、図15Bはピリドキサール−5’−リン酸(PLP)、図15Cはピリドキサール(PL)、図15Dはピリドキシン(PN)の効果を示す。 図16は、リボースによる、ウシ血清アルブミン(BSA)の非遮断グリケーションの間のAGE生成に対するビタミンB1誘導体とアミノグアニジン(AG)の効果を示す一連のグラフである。図16Aはチアミンピロリン酸(TPP)、図16Bはチアミンモノリン酸(TP)、図16Cはチアミン(T)、図16Dはアミノグアニジン(AG)の効果を示す。 図17は、リボースによる、ヒトのメトヘモグロビン(Hb)の非遮断グリケーションの間のAGE生成に対するビタミンB6誘導体の効果を示す一連のグラフである。図17Aはピリドキサミン(PM)、図17Bはピリドキサール−5’−リン酸(PLP)、図17Cはピリドキサール(PL)、図17Dはピリドキシン(PN)の効果を示す。 図18は、リボースによる遮断グリケーションの後のアマドリ後AGEの生成に対するビタミンB6誘導体の効果を示す一連のグラフである。図18AはBSAとピリドキサミン(PM)、図18BはBSAとピリドキサール−5’−リン酸(PLP)、図18CはBSAとピリドキサール(PL)、図18DはRNアーゼとピリドキサミン(PM)の場合を示す。 図19は、リボースによる遮断グリケーションの後のアマドリ後AGE生成に対するチアミンピロリン酸の効果を示すグラフである。図19AはRNアーゼ、図19BはBSAの場合を示す。 図20は、リボースによる遮断グリケーションの後のアマドリ後AGE生成に対するアミノグアニジンの効果を示すグラフである。図20AはRNアーゼ、図20BはBSAの場合を示す。 図21は、リボースによる遮断グリケーション後のアマドリ後のAGEの生成に対するNα−アセチル−L−リシンの効果を示すグラフである。 図22は、リボースによる、RNアーゼ(図22A)とBSA(図22B)の遮断グリケーションの後のAGE生成の、チアミンピロリン酸(TPP)、ピリドキサミン(PM)およびアミノグアニジン(AG)によるアマドリ後の阻害を比較して示す棒グラフである。 図23はラットの尾部カフ血圧に対する、リボースによる生体内処置だけの効果を示す棒グラフである。処置は0.05M、0.30Mおよび1Mのリボース(R)を、1、2または8日間(D)注射して行った。 図24は、ラットのクレアチニン・クリアランス(体重100g当りのクリアランス)に対するリボースによる生体内だけの処置の効果を示す棒グラフである。処置は、0.05M、0.03Mおよび1Mのリボース(R)を1、2または8日間(D)注射して行った。 図25は、ラットアルブミン尿症に対するリボースによる生体内だけの処置の効果(アルブミン滲出速度)を示す棒グラフである。処置は0.30Mと1Mのリボース(R)を1、2または8日間(D)注射して行った。 図26は、ラットの尾部カフ血圧に対する、リボースの存在下または非存在下でのインヒビターによる生体内処置の効果を示す。処置群は、体重100g当り25mgのアミノグアニジン(AG)、体重100g当り25mgまたは、250mgのピリドキサミン(P)、体重100g当たり250mgのチアミンピロリン酸(T)であり、リボース存在時のリボース(R)は1Mである。 図27は、ラットのクレアチニン・クリアランス(体重100g当りのクリアランス)に対する、リボース存在下または非存在下でのインヒビターによる処置の効果を示す棒グラフである。処理群は、体重100g当り25mgのアミノグアニジン(AG)、体重100g当り25mgまたは250mgのピリドキサミン(P)、体重100g当り250mgのチアミンピロリン酸(T)であり、リボース存在時のリボース(R)は1Mである。 図28は、ラットのアルブミン尿症に対する、リボースなしで生体内でインヒビターにより処置した場合と、リボースだけで処置した場合の効果を(アルブミン滲出速度)を示す棒グラフである。治療群は、体重100g当り25mgのアミノグアニジン(AG)、体重100g当り25mgまたは250mgのピリドキサミン(P)、体重100g当り250mgのチアミンピロリン酸(T)であり、リボースだけの処理は、1Mのリボース(R)を用いて8日間(D)行った。対照群は処置していない。 図29は、ラットのアルブミン尿症に対する、1Mリボース存在下でのインヒビターによる生体内処置の効果(アルブミン滲出速度)を示す棒グラフである。治療群は、体重100g当り25mgのアミノグアニジン(AG)、体重100g当り25mgと250mgのピリドキサミン(P)、体重100g当り250mgのチアミンピロリン酸(T)であり、リボースによる処置は1Mのリボース(R)による8日間の処理である。対照群は処置していない。 図30Aはタンパク質からAGEが生成する図を示す概略図1である。 図30Bはアミノグアニジンの化学構造の概略図2である。図30Cは、チアミン、チアミン−5’−リン酸およびチアミンピロリン酸の化学構造の概略図3である。 図30Dはピリドキシン、ピリドキサミン、ピリドキサール−5’−リン酸およびピリドキサールの化学構造の概略図4である。 図30EはAGE生成の動力学の模式図5を示す。図30Fは、AGEの生成と中間体の生成の動力学の概略図6を示す。 図31Aは、99%の[2−C13]リボースとの24時間の反応で得られたリポヌクレアーゼアマドリ中間体の125MHzのC−13NMR共鳴スペクトルを示す。 図31Bは、99%の[2−C13]リボースとの24時間の反応で得られたリポヌクレアーゼアマドリ中間体の125MHzのC−13NMR共鳴スペクトルを示すための対照図。

Claims (6)

  1. 糖尿病性腎症、蛋白尿、糸球体クリアランス障害、および糖尿病性網膜症からなる群から選択される1またはそれ以上の疾患を治療するための、ピリドキサミンを包含する薬剤。
  2. 疾患が糖尿病性腎症である、請求項1の薬剤。
  3. 疾患が蛋白尿である、請求項1の薬剤。
  4. 疾患が糸球体クリアランス障害である、請求項1の薬剤。
  5. 疾患が糖尿病性網膜症である、請求項1の薬剤。
  6. アマドリ後の最終糖化産物(AGE)形成を阻害するための、ピリドキサミンを包含する薬剤。
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