JP2006516020A - 慢性腎不全の治療におけるモルフォゲン及びace阻害薬の共投与 - Google Patents

慢性腎不全の治療におけるモルフォゲン及びace阻害薬の共投与 Download PDF

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Abstract

本発明は、患者(特に哺乳類動物)腎臓の代償療法における、慢性腎不全及び他の腎臓障害の予防並びに/又は治療用の、薬剤、治療方法、及び医薬品を提供する。本発明の方法は、ACE(アンギオテンシン転換酵素)阻害薬又はアンギオテンシンIIレセプター拮抗薬(AIIRA)と1以上の蛋白質のOP/BMPファミリー(モルフォゲン、若しくはモルフォゲンの誘導物質、又は相当するモルフォゲンレセプターのアゴニスト等)との共投与を行なう。本発明は又、ACE阻害薬又はAIIRAとそれらのモルフォゲンとの共投与により誘発された腎臓細胞の移植方法を提供する。

Description

政府資金援助;
本発明の一部は米国政府(国立衛生研究所認可番号第DK59602、DK09976号)及びワシントン大学糖尿病研究教育センター(DRTC)(国立衛生研究所認可番号第DK20579号)により支援された。米国政府は本発明の一部に権利を有する。
関連出願;
本出願の請求項は、米国予備出願番号第60/406431号、2002年8月28日出願、題名「慢性腎不全の治療におけるモルフォゲン及びACE阻害薬の共投与」の出願日の優先権を主張し、その全ての内容をここで資料として使用する。
哺乳類の腎臓のシステムは、異化作用の老廃物の血流からの除去及び体内の流体及び電解質バランスの維持の両方に中心的な役割を果たす。従って腎臓障害は、カタボライト及び他の毒素の蓄積、及び/又は電気分解又は流体における顕著な平衡失調の進行が他の主要器官系の障害及び死亡を引き起こす致命的な症状である。一般的に、腎臓障害は「急性」又は「慢性」に区分される。下記詳述されるように、これら2つの症状の違いは単なる重篤度又は進行度の問題ではなくむしろ、病因、予後、及び治療の違いを反映するものである。
急性腎臓障害:
急性腎臓障害は腎臓機能の急性停止又は実質的な減少として定義され、症例の90〜95%の数では、外傷、手術又は別の急性医学的症状に伴われる。急性腎臓障害は、腎前性病因(例えば心拍出量の減少、血液量減少、血管抵抗変化)又は腎後性病因(例えば尿管、膀胱又は尿道の閉塞症又は絞窄)に起因し、直接に腎臓に影響せず、迅速に治療すれば顕著なネフロンの損失又は腎臓への他の損傷を引き起こさない。一方、急性腎臓障害は、腎臓への更に直接な障害又は損傷を含み、ネフロン又は他の腎臓構造への恒久的損傷を引き起こす内因性腎臓の病因による場合がある。急性腎臓障害の内因性病因は、伝染性疾患(例えば各種細菌性、ウィルス性又は寄生虫性感染)、炎症性疾患(例えば糸球体腎炎、全身性エリテマトーデス)、虚血(例えば腎臓の動脈閉塞)、毒性症候群(例えば重症の金属中毒、殺菌治療又は化学療法の副作用)、及び直接的外傷を含むがこれらに限定されるものではない。
急性腎臓障害の診断及び治療は、その病因により様々である。ヒト患者中で、尿量減少症(尿排出量<400ml/日)又は無尿症(尿排出量<50ml/日)は症例の50〜70%に存在し、BUN濃度は10〜20mg/dL/日又はより早く上昇し、血漿クレアチニン濃度も0.5〜1.0mg/dL/日で上昇し、代謝性アシドーシスがほとんどいつも存在する。手当されなければ、急性腎臓障害を伴う電解質及び流体平衡失調(例えば高カリウム血症、アシドーシス、水腫)は致命的な不整脈、鬱血性心臓障害、又は複合臓器システム障害をもたらす。現在の治療法は通常、急性腎臓障害の根本的病因(例えば腎前性、腎後性、又は伝染性病因)及び合併症の管理に向けられている。急性腎臓障害の重篤度に従い、まれに死亡せずに数週以上続く症状は入院患者に対して治療する。
慢性腎不全:
慢性腎不全(CRF)は腎臓機能の進行性喪失である。腎臓は残存している機能性ネフロン(糸球体及び対応する細管から構成されるろ過ユニット)中での超ろ過(血液の過度のろ過)により腎臓の損傷を代償しようとする。次第に、超ろ過は更なる機能の損失を引き起こす。
慢性機能の損失は、腎臓の全ての部位中の一般化された消耗症(サイズ減少)及び進行性はん痕を引き起こす。そのうちに、はん痕全体は初期の損傷部位を覆い隠す。しかし、多くの患者(以下「患畜」も含む)は、腎臓対を組み合わせた正常な機能の70%以上が失われて初めて腎臓障害の症状を呈するようになる。従って、慢性腎不全とは、ネフロンの顕著な継続的喪失による糸球体ろ過速度(GFR)の進行的、恒久的な顕著な減少と定義できる。
慢性腎不全は通常、何らかの障害から慢性腎臓の機能不全(即ち、腎臓機能の50〜60%以上の恒久的減少)が起こる時点に始まり、腎臓組織は腎単位の顕著な喪失を引き起こす。初期の障害は、急性腎臓障害の症状の出現を伴うこともある。初期の障害の性質には関係なく、慢性腎不全は、ネフロンが進行的に喪失し、GFRが進行的に減少する徴候及び症状の「最終共通路」を発現する。この腎臓機能の進行性悪化は遅く、通常ヒト患者で数年又は数十年にわたるが、不可避のようである。
慢性腎不全の初期段階は、通常GFRが正常値(例えば平均的ヒト成人で30〜40ml/分)の約三分の一まで減少した時に始まる。顕著なネフロン喪失、及びより少ないネフロンで全体のGFRを保つ明らかな「試み」の結果、残っているネフロンの構造的及び機能性レベルの両方での適応により平均の単一ネフロンGFR(SNGFR)は増加する。生検サンプルの顕微鏡検査により容易に観察できるこの適応の構造的症状発現の一つは、腎臓の糸球及び細管の両方の「代償性肥大」であり、糸球及び細管の膨張そのものによりそれぞれ残っているネフロンにより製造できるろ液体積を文字通り増加させるプロセスである。実際、集合管の肥大又は拡張の結果、慢性腎不全患者の尿はしばしば通常正常な直径の2〜6倍を有し、「腎不全円柱」とも言われるろう様「円柱」を含有するかの診断に利用される。同時に、残っているネフロンの機能性変化、例えば正常に排出された溶質の吸収減少又は分泌物増加等が起こり、それらは体内のどこでも起こるホルモン性又はパラクリン変化への応答でもよい(例えばカルシウム及びホスフェートの血清濃度変化に応じた副甲状腺ホルモン(PTH)の濃度増加)。
慢性腎不全の初期段階におけるこれらの適応は、GFR又は腎臓機能の他のパラメータを完全に回復せず、実際、患者の残っているネフロンの喪失の危険性は増加する。例えばSNGFRの増加は、高血圧及び超潅流のために糸球体上の物理的ストレスを伴う。有足突起接合の完全性の喪失は、巨大分子に対する糸球体の透過性又は糸球体のカプセルの「漏出」の増加を引き起こす。増殖性効能は又メサンギウム細胞、上皮細胞及び内皮細胞中に観察され、コラーゲン及び他のマトリックス蛋白質の沈着を増加させる。糸球及び細管の両方の硬化症は、肥大化したネフロンの別の通常の症状であり、糸球体中の凝固の危険性は増加する。好ましくは、SNGFRの正常なレベルを超えるような残っているネフロンのこのような適応は、実際に水、溶質、又は酸負荷の急激な変化に応じて残っているネフロンの能力を減少させ、その結果実際に追加的なネフロン喪失の可能性を増大させる。
慢性腎不全が進行し、GFRが正常値(例えば5〜10ml/分)の10%未満まで減少し続けるに従い、患者は末期腎不全(ESRD)となる。この段階では、残っているネフロンが適切に血液から老廃物を除去する能力がない場合、有用な生成物を維持し、流体及び電解質バランスを保持する一方、多くの器官システム、特に心臓血管システムが不全となる急速な衰退を引き起こす。例えばBUN濃度60〜100mg/dL及び血清クレアチニン濃度8〜12mg/dLまでのBUN及びクレアチニン濃度の上昇が予測され、通常尿毒性症候群が進行して腎臓はもはや窒素代謝の最終生成物を除去できない。この時点で、腎臓障害は患者が腎臓の代償療法(即ち、慢性血液透析、連続的腹膜透析、又は腎臓移植)を受けない限り容易に進行して死亡へ至る。
米国において毎年100万人当り約600人の患者が慢性透析を受け、平均的費用は1年に患者一人当たり60000〜80000ドルに達している。毎年末期腎不全の新症例のうち、約28〜33%は糖尿病性腎障害(又は糖尿病性腎糸球体症又は糖尿病性腎肥大)、24〜29%は高血圧性腎硬化症(又は高血圧性糸球体硬化症)で、15〜22%は糸球体腎炎を病因とする。
全慢性透析患者における5年生存率は約40%であるが、65歳を超える患者ではその率は約20%へ低下する。
モルフォゲン及び成長因子:
現在非常に多くの蛋白質が、形態発生因子又は成長因子として働き、細胞増殖又は分化を調整するものとして特定されている。通常これら成長因子は、細胞又は組織の特定のセット又はサブセットに対してそれらの効能を示す。従って、例えば上皮増殖因子、神経成長因子、線維芽細胞増殖因子、各種ホルモン、及び、細胞増殖又は分化を含有し又は阻止する多くの他の蛋白質が特定され、細胞又は組織の何らかのサブ群に働くことを示す。
形態発生的蛋白質の1つの群、ここで言う「モルフォゲン」として、異所性、軟骨内骨形態発生を誘発するその能力により最初に特定された骨形成性蛋白質/骨形態発生的蛋白質(OP/BMP)のファミリーメンバーが挙げられる。
BMPの核酸及びアミノ酸配列の次のキャラクタリゼーションは、それらが成長因子のTGF−βスーパーファミリーのサブ群であることを明らかにした。現在このモルフォゲンファミリーのメンバーとして、哺乳類性骨形成性蛋白質−1(OP−1、同様にBMP−7として知られる。)、骨形成性蛋白質−2(OP−2)、骨形成性蛋白質−3(OP−3)、BMP−2(同様にBMP−2A又はCBMP−2Aとして知られる。)、BMP−3、BMP−4(同様にBMP−2B又はCBMP−2Bとして知られる。)、BMP−5、BMP−6、Vgr−1、及びGDF−1、並びにアフリカツメガエルホモログVgl及びショウジョウバエホモログDPP及び60Aが挙げられる。このファミリーのメンバーは分泌(排出)されるポリペプチドをエンコードし、それらは通常の構造的態様を有し、同様に処理されて前駆体(pro)蛋白質からシステイン保存されたパターンを有するカルボキシ末端完全(mature)蛋白質を生成する。これら蛋白質の活性体は、ジスルフィド結合した単一のファミリーメンバーのホモダイマー、又は2つの異なるメンバーのヘテロダイマーのいずれかである(参照、例えばMassague(1990)Annu.Rev.Cell Biol.6:597;Sampathら、(1990)J.Biol.Chem.265:13198)。
蛋白質のモルフォゲンファミリーのメンバーは発生中の各種の組織中に発現する。例えばBMP−3は発育ヒト肺及び腎臓中に発現することが示され(Vukicevicら(1994)J.Histochem.Cytochem.42:869−875)、BMP−4は胚性マウス中の初期のひげ小胞を伴う、発育四肢、心臓、表面(顔面)突起及び凝縮された間葉中に発現することが示され(Jonesら(1991)Development111:531−542)、OP−1(BMP−7)は免疫組織化学的にヒト胚中の基底膜を伴い、発育する肺、膵臓、皮膚、及び曲尿細管のそれらを含むことが示されている(Vukicevicら(1994)Biochem.Biophys.Res.Commun.198:693−700)。幾つかのモルフォゲン(例えばOP−2及びBMP−2)は成人組織の分析では検出されないことは、これらモルフォゲンは初期の発生的役割のみであることを示唆する(Ozkaynakら(1992)J.Biol.Chem.267:25220−25227)。反対に、高濃度のネズミOP−1発現が成人マウス腎臓中で観察された(Ozkaynakら(1991)Biochem.Biophys.Res.Commun.179:116−123)。これは、腎臓中で合成されたOP−1の、骨成長のパラクリン調節因子としての可能性を示唆し、カルシウム調節及び骨ホメオスタシスの両方に対する腎臓の役割とも一致する。
非常に各種の成長因子は、腎臓組織の成長及び修復の調節に作用すると考えられている(参照、例えばToback(1992)Kidney Intl.41:226−246)。例えばEGF、TGF−α、TGF−β、IGF−I、IGMI、PDGF、FGF、レニン/アンギオテンシンII、IL−1及びOP−1は全て、各種成人腎臓細胞又は組織により発現し、腎臓細胞増殖又は分化に対する効能を有することが確認されている(参照、Toback(1992)supra、Ozkaynakら(1991)supra)。更に、これらの数種は発育腎臓中で発現することが発見され、例えばIGF−I、TGF−β及びOP−1が挙げられる(参照、例えばBardら(1994)Mech.Development,48:3−11)。
興味深いことには、TGF−βは、密集した上行肢−初期の遠位の細管を除き、発達するネフロンの全ての分節の全体の成長及び分節性分化を遅延させるネズミ後腎器官培養システム中に発見される(Avner及びSweeney(1990)Pediatr.Nephrol.4:372−377)。更に、TGF−β発現は腎不全のいくつかの例で増加することが発見され、細胞外のマトリックス成分の合成中にTGF−βが介在した増加は糖尿病性腎障害(又は糖尿病性腎糸球体症又は糖尿病性腎肥大)、腎繊維症、糸球体硬化症及び糸球体腎炎、間質性繊維症、及び高血圧性腎硬化症の病因中に含まれることを示唆する(Shanklandら(1994)Kidney Intl.46:430−442;Yamamotoら(1994)Kidney Intl.45:916−927;Yamamotoら(1993)PNAS90:1814Tamakiら(1994)Kidney Intl.45:525−536;Borderら(1990)Nature346:371−374;Hamaguchiら(1995)Hypertension26:199−207)。
同様に興味深いのはヒト成長ホルモン(GH)の血清濃度が慢性腎不全患者中で上昇する事実である(Wrightら(1968)Lancet2:798;Samaan及びFreeman(1970)Metabolism,19:102)。組み換え型GHは、栄養失調の慢性腎不全患者の蛋白質バランスの維持や、慢性腎不全の児童での「回復的」成長の促進を助けることが示された。
これら効能はIGF−Iにより介在されることが示唆された(参照、例えばKopple(1992)Miner.Electrolyte Metab.18:269−275)。IGF−Iの投与は慢性腎不全患者の腎臓の血漿流及びGFRを増加させることが幾つかの研究により明らかになったが(例えばGulerら(1989)PNAS86:2868−2872;Hirschbergら(1993)Kidney Intl.43:387−397)、他の研究ではこの効能は単なる一過性であるとされた(Millerら(1994)Kidney Intl.46:201−207)。
従って、何らかの成長因子が発育及び成人腎臓組織の両方に発現することが示されたにも拘わらず、そして1以上の因子が短期間で腎臓機能を増加させることが示されたにも拘わらず、慢性腎不全を特徴づける腎臓機能の進行性喪失の予防、阻止、又は遅延において治療的効果は示されていない。従って、数十万の患者が慢性透析に依存するようになり、その結果毎年数万の早死を生じる腎臓機能の進行性喪失を予防する治療が求められている。
本発明は、慢性腎不全又はその危険性のある、又は腎臓の代償療法の必要の危険性のある脊椎動物患者(好ましくは哺乳類動物)の治療に、アンギオテンシン転換酵素阻害薬(ACEI)及びモルフォゲンの組み合わせを使用する治療方法、及び医薬品製剤に関する。
本発明の適切な患者として、既に慢性腎不全に罹患している、既に腎臓の代償療法を受けている、及び機能している腎単位の進行性損失を伴う腎臓機能の進行性喪失に悩ことが当然予測される患者が挙げられる。特定の患者が病気の危険性があるか否かは、関係する医学的又は獣医学的分野の当業者により通常行われる決定である。上記慢性腎不全があるかその危険性のある、又は腎臓の代償療法の必要の危険性のある患者は、下記を含むがこれらに限定されるものではない:慢性腎不全、末期腎不全、慢性糖尿病性腎障害、高血圧性腎硬化症、慢性糸球体腎炎、遺伝性腎炎、及び/又は腎臓異形成に罹患しているとされる患者;糸球体肥大、尿細管肥大、慢性糸球体硬化症、及び/又は慢性尿細管間質硬化症を示す生検結果を有する患者;腎繊維症を示す、超音波、MRI、CATスキャン、又は他の非侵襲的検査結果を有する患者;尿沈渣中に異常な数のろう様円柱が存在する患者;慢性的に、患者に予定されるGFRの約50%未満、特に約40%未満、30%未満又は20%未満であるGFRを有する患者;慢性的に、約50ml/分未満、特に約40ml/分未満、30ml/分未満又は20ml/分未満であるGFRを有し、約50kg以上の重量であるヒト男性患者;慢性的に、約40ml/分未満、特に約30ml/分未満、20ml/分未満又は10ml/分未満であるGFRを有し、約40kg以上の重量であるヒト女性患者;健康である以外は患者と同様である対象が有する機能している腎単位数の約50%未満、特に約40%未満、30%未満又は20%未満の機能している腎単位数を有する患者;単一の腎臓を有する患者;及び腎臓移植レシピエントである患者。
本発明の方法及び組成物は、真核由来のある種のモルフォゲン及びACE(アンギオテンシン転換酵素)の阻害薬を組み合わせて、ここでいう慢性腎不全の危険性のある又は腎臓の代償療法が必要な患者の治療に治療薬として使用することを発見してある程度利用するものである。一般的に、これら蛋白質は、蛋白質の骨形成性蛋白質/骨形態発生的蛋白質(OP/BMP)ファミリーメンバー又はそのアナログである。好ましくはACE阻害薬はエナラプリルである
従って、本発明の有用なOP/BMPモルフォゲンとして;OP−1、OP−2、OP−3、BMP2、BMP3、BMP4、BMP5、BMP6、BMP9から選ばれる哺乳類性蛋白質のC−末端6−又は7−システインドメインを少なくとも含有するポリペプチド、又はポリペプチドの機能性変種;70%以上、好ましくは75%又は80%、85%、90%、95%、99%以上のアミノ酸配列ホモロジー、又は50%以上同一性、更に好ましくは55%、60%、65%、70%、80%、90%、99%又はより高い同一性を示し、上記モルフォゲンのいずれか(ヒトOP−1等)の7−システインドメインのアミノ酸配列を有する蛋白質;並びに、慢性腎不全又はその危険性のある哺乳類へ投与された場合に、(a)Reddi−Sampath異所性骨アッセイ(Sampath及びReddi(1981)、Proc.Natl.Acad.Sci.USA78:7599−7603)、又は実質的に等価のアッセイ中の軟骨形成を含むことのできるもの、(b)標準的慢性腎不全の動物モデル中の腎臓機能の進行性喪失を顕著に予防、阻止、遅延又は緩和することのできるもの、又は(c)腎臓機能の標準マーカーにおける臨床的に顕著な改善を生じることのできるもの、が挙げられる。
更に一般的に、本発明は1以上の真核(例えば哺乳類性)細胞、組織又は器官の形態発生を誘起する二量体蛋白質である「モルフォゲン」の使用を提供する。
本発明は特に、少なくとも、機能性腎臓の上皮及び、好ましくは機能性糸球体上皮及び尿細管上皮の形成を含む、哺乳類性腎臓組織の形態発生を誘起するモルフォゲンに関する。モルフォゲンは、折り畳まれた時に上記モルフォゲン固有のレセプターを示す細胞及び組織中の形態発生的反応を引き起こす二量体蛋白質を生じるために適切な配置を取る一対のポリペプチドを含有する。即ち、モルフォゲンは、一般的に形態生成的に許容できる環境中で次の生物学的機能全てを誘起する:前駆細胞の増殖の刺激;前駆細胞の分化の刺激;分化した細胞の増殖の刺激;及び分化した細胞の成長及び維持の保持。「前駆」細胞は、それらゲノムのレパートリー及び形態発生が誘発される許容できる環境での組織特異性に応じて1以上の分化細胞の特定種へ分化可能な未分化の細胞である。モルフォゲンは更に表現型及び/又は組織機能の老化関連型又は静止関連型喪失の発現を遅延又は緩和できる。モルフォゲンは分化した細胞の表現型の発現、分泌性等のそれらの性質の発現も刺激できる。更に、モルフォゲンは適切な周囲の環境下で、抗原感作細胞の再分化を誘起出来る。上記のように、少なくとも哺乳類性腎臓組織の増殖及び/又は分化を誘起し/又は、哺乳類性ネフロンの成長、維持及び/又は機能性性質を支持するモルフォゲンが、本発明の目的である。
好ましくは、一対のモルフォゲンポリペプチドはレファレンスモルフォゲンのアミノ酸配列と特定の関係する配列を含有するアミノ酸配列サーチを有する。ここで、好ましいモルフォゲンポリペプチドは、形態生成的に活性なヒトOP−1中に存在する配列と特定の関係する。しかし、ここで記載されるいずれの天然性又は生合成配列も、同様にレファレンス配列として使用できる。好ましいモルフォゲンポリペプチドは、少なくともヒトOP−1のC−末端6システインドメイン、SEQ ID No:1の残基43〜139と特定の関係する。好ましくは、モルフォゲンポリペプチドは少なくともヒトOP−1のC−末端7システインドメイン、SEQ ID No:1の残基38〜139と特定の関係する。即ち、好ましい形態発生活性を有する二量体蛋白質のモルフォゲンポリペプチドは、それぞれレファレンス配列に関する配列を含有するか機能的にそれらと等価である。
機能的に等価の配列としては、レファレンス配列中に表されたシステイン残基と機能的に等価の配置が挙げられ、例えば二量体モルフォゲン蛋白質の、これらシステインの直線的配置を変化させるが、折り畳み構造中のそれらの関係、及び形態発生活性に必要な鎖内又は鎖間ジスルフィド結合を形成するそれらの能力を実質的に損なわないアミノ酸挿入又は削除が挙げられる。
機能的に等価の配列として更に、ヒトOP−1のC−末端7システインドメイン(又は「骨格」)等のレファレンスモルフォゲン配列の対応する残基とは異なる1以上のアミノ酸残基であるが、この違いは形態発生活性を損なわないものが挙げられる。従って、レファレンス配列中の対応するアミノ酸の同類置換基が好ましい。レファレンス配列中の対応する残基の「同類置換基」であるアミノ酸残基は、物理的に又は機能的に対応するレファレンス残基と類似するものであり、例えば同様なサイズ、形状、電荷、共有結合又は水素結合、等を形成する能力を有する化学的性質を有するものである。特に好ましい同類置換基は、Dayhoffら(1978)、「蛋白質配列及び構造地図」Vol.5(追補3)、ch.22(pp.354−352)、Natl.Biomed.Res.Found.、ワシントン、D.C.(下記参照、その内容をここで資料として使用する)に表された「可能な点変異」に対する評価を満たすものである。
例えば本発明では、レファレンスモルフォゲンポリペプチドと機能的に等価であると推定されるポリペプチドは、Needlemanら(1970)、J.Mol.Biol.48:443−453の方法を使用して配列され、アラインプログラム又は他のその改良プログラム/変種(DNA Star社製)等のコンピュータプログラムを利用して実行された。
例えばLasergene5.0のMeg Alignプログラム(DNA Star社製)は幾つかの下記複数配列アラインメント方法を提供する。J.Hein方法は、Hein、J.J.(1990)「アラインメント及び系統発生の統一化アプローチ」、「酵素学法」、Vol.183:pp.626−645参照;クラスタルV方法は、Higgins、D.G.及びP.M.Sharp(1989)。「マイクロコンピュータでの高速・高感度複数配列アラインメント」、Cabios、Vol.5、ナンバー2、pp.151−153参照;クラスタルW方法は、J.D.Thompson等(1994)「核酸研究」、Vol.22、pp.4673−80)参照。これらはそれぞれ異なるアルゴリズムを有し、それぞれ使用者にギャップ等のパラメータを決定する機会を与える。
特に、ギャップ及び挿入は、ユーザーが指定したペナルティいわゆるギャップペナルティ(アラインメントギャップ用のアラインメントスコアからそれぞれ控除された量。同一のペナルティを有する異なるサイズのギャップ。)、及びギャップ長ペナルティ(最初の増殖後のアラインメントスコアからギャップの長さ分控除された値。長いギャップは短いギャップよりも大きいペナルティを有する。)により、比較される2つの配列のアミノ酸間の相関性を最高度に達成する様に配置される。配列した配列は次に候補及びレファレンス配列間の同一性(ホモロジー)割合を算出するために使用される。配列した配列のセクション間の配列ホモロジーも又作成出来る。好ましくは、ギャップ又は挿入のアミノ酸はそれぞれ%同一性の測定目的には不適切な組み合わせであるとみなされる。
本発明は、特に哺乳類の腎臓へ投与された場合に、腎単位の分化及び成長の正常な状態を誘起する又は維持するモルフォゲンに関する。又、本発明は好ましくは、哺乳類へ投与した場合、糸球体肥大及び/又は尿細管肥大を含む代償性肥大の発生を予防、阻害又は遅延するモルフォゲンに関する。これらモルフォゲンは、腎単位機能の進行性損失及びその結果の腎臓機能の進行性喪失の予防、阻害又は遅延により、慢性腎不全又はその危険性のある 哺乳類の治療に使用できる。
又、本発明は、モルフォゲンの代わりにモルフォゲン刺激剤又はモルフォゲン誘導物質を含有する方法及び組成物でも使用できる。「モルフォゲン誘導物質」は、in vivo生成を刺激する化合物であり、例えば哺乳類の体内で腎臓組織を再生する又は維持する、及び/又はその追加的な喪失を阻止するのに充分な内因性モルフォゲンの治療的有効濃度を発現する。これら化合物は、哺乳類へ投与した場合、哺乳類のゲノム内にエンコードされたモルフォゲンを正常に生成及び/又は分泌する能力がある組織又は器官の細胞へ働き、哺乳類の体内のモルフォゲンの内因性濃度を変化させる物質を含むと考えられる。内因性又は投与したモルフォゲンは、エンドクリン、パラクリン又はオートクライン因子として作用することが出来る。即ち、内因性モルフォゲンがその中で形態発生的反応が隣接細胞、又は離れた組織の細胞により誘発される細胞により合成されることが出来、その環境で分泌(排出)された内因性モルフォゲンは形態発生部位へ例えば個人の血流により移送される。好ましくは、薬剤は内因性モルフォゲンの発現及び/又は分泌を刺激して、腎臓組織中のその量を増大させる。
他の例として、モルフォゲンレセプターのアゴニストとして作用する薬剤は、モルフォゲンそのものの代わりに投与されてもよい。レセプターの「アゴニスト」は、レセプターへ結合する化合物を意味し、そのためにそのような結合は、レセプターの天然性、内因性リガンドの結合を生じる同様な機能性を有する。即ち、化合物は、レセプターとの相互作用により内因性リガンドと同一の又は実質的に同様な膜内外及び/又は細胞内の効能を生成する。従って、モルフォゲンレセプターのアゴニストはレセプターへ結合し、これら結合は、モルフォゲン結合と同一又は同様な機能性効果を有する(例えば形態発生の誘起)。アゴニストの活性又は有効性は、アゴニストは天然性リガンドよりも低くてもよく、その場合「部分アゴニスト」と称され、天然性リガンドと同様又はそれ以上でもよくその場合「完全アゴニスト」と称される。従って、例えばモルフォゲンのレセプターへ結合し活性化してモルフォゲンの活性を模倣できる小ペプチド又は他の分子は、モルフォゲンの均等物として使用できる。本発明のアゴニストは好ましくは完全アゴニストであるが、部分モルフォゲンレセプターアゴニストも又有利に使用できる。これらアゴニストを同定する方法は当分野で公知であり、モルフォゲン介在性反応を誘起する化合物のアッセイが挙げられる(例えば後腎間葉の分化の誘起、軟骨内骨形成の誘起等)。これら薬剤も又ここで言うモルフォゲン「ミミック」、「ミメティック」又は「アナログ」である。
本発明のOP/BMPモルフォゲン、又はモルフォゲン誘導物質/モルフォゲンレセプターのアゴニスト、又はACEIは、選ばれた薬剤に適合するいずれの投与経路でも投与でき、その投与経路に適切ないずれの医薬的に許容されるキャリアとも配合できる。好ましい投与経路は腸管外(非経口)であり、更に好ましくは静脈注射、腹腔内、及び腎臓被膜下である。治療は又、好ましくは原則的に外来患者に対して長期間行なわれる。精密な投薬量は使用される固有の治療薬や患者固有の医学的症状及び病歴に応じて変化するが、モルフォゲンの毎日の投与量は、例えば約0.01〜1000μg/kg体重、好ましくは約10〜300μg/kg体重の範囲でもよい。
最後に本発明では、腎臓細胞が慢性腎不全若しくはその危険性のある、又は腎臓の代償療法を必要とする危険性のある患者の腎臓へ埋め込まれて、モルフォゲンソースとして作用するか、及び/又は追加的な機能性腎臓組織のソースを供給されてもよい。好ましくは、細胞は、移植前又は後のいずれかにモルフォゲン(例えばOP−1)で治療されることにより後腎分化を行なうことを誘発される。
これら細胞は腎間葉前駆細胞、又は後腎分化を行なうよう誘発された腎間葉前駆細胞でもよい。細胞はドナー由来でもよく(例えばa組織−型が適合したドナー、兄弟、一卵性双生児)、組織培養由来でもよく(例えば未分化の腎臓の間葉培養、胎児腎臓組織培養)、又は患者から体外培養され、増殖及び/又は分化後に再移植されてもよい。
本発明の方法は、腎単位機能の進行性損失、及びその結果である慢性腎不全を代表する腎臓機能の進行性喪失の予防、阻害又は遅延に有用である。本発明は、予防や、慢性腎臓の機能不全患者での慢性透析又は腎臓の代償療法の必要性の遅延、又は末期腎不全患者の慢性腎臓の透析の必要頻度の減少に非常に効果がある。本発明は、慢性腎不全の危険性があるか既に罹患している患者の寿命を延ばし、生活の質を維持するのに有用である。
関連して、本発明は又、慢性腎不全の危険性があるか既に罹患している患者への、死亡率及び/又は罹患率を減少させ、慢性腎不全を特徴とする腎臓機能の進行性喪失を予防、阻止、遅延又は軽減する、アンギオテンシンIIレセプター拮抗薬/ブロッカー(AIIRA)及びある種の蛋白質ベースのモルフォゲンの共投与にも関する。又、本発明のアンギオテンシンIIレセプターブロッカー及びモルフォゲンの共投与は、徐々にしかし必然的に腎臓の代償療法(即ち、腎臓の移植又は慢性透析)の必要をもたらす腎単位機能の進行性損失及び糸球体ろ過値(GFR)の進行性衰退又は死亡を予防、阻害又は遅延できる。好ましくは、本発明の治療薬は蛋白質のTGF−βスーパーファミリー中の骨形成性蛋白質/骨形態発生的蛋白質(OP/BMP)ファミリーメンバー、及びアンギオテンシンIIレセプターブロッカーである。
I.概略
本発明は、一部は、慢性腎不全の危険性があるか既に罹患している患者へのACE阻害薬とある種の蛋白質ベースのモルフォゲンとの共投与が慢性腎不全を特徴とする腎臓機能の進行性喪失の死亡率及び/又は罹患率を減少させ、予防、阻止、遅延又は軽減できるという驚くべき発見に基づく。又、本発明のACE阻害薬及びモルフォゲンの共投与は、徐々にしかし必然的に腎臓の代償療法(即ち、腎臓の移植又は慢性透析)の必要又は死亡をもたらす腎単位機能の進行性損失及び糸球体ろ過値(GFR)の進行性衰退を予防、阻害又は遅延できる。好ましくは、本発明の治療薬は、蛋白質のTGF−βスーパーファミリー中の骨形成性蛋白質/骨形態発生的蛋白質(OP/BMP)ファミリーメンバー、及び蛋白質のACEファミリーの阻害薬である。
本発明は又、慢性腎不全を特徴とする腎臓機能の進行性喪失の死亡率及び/又は罹患率を減少させ、予防、阻止、遅延又は軽減するために、慢性腎不全の危険性があるか既に罹患している患者へのアンギオテンシンIIレセプター拮抗薬/ブロッカー(AIIRA)及びある種の蛋白質ベースのモルフォゲンの共投与に関する。又本発明のアンギオテンシンIIレセプターブロッカー及びモルフォゲンの共投与は、徐々にしかし必然的に腎臓の代償療法(即ち、腎臓の移植又は慢性透析)の必要又は死亡をもたらす腎単位機能の進行性損失及び糸球体ろ過値(GFR)の進行性衰退予防、阻害又は遅延できる。好ましくは、本発明の治療薬は、蛋白質のTGF−βスーパーファミリー中の骨形成性蛋白質/骨形態発生的蛋白質(OP/BMP)ファミリーメンバー、及びアンギオテンシンIIレセプターブロッカーである。
II.定義
更に明確に簡潔に本発明の対象を示すため、下記定義を明細書及び請求の範囲に使用される用語を特定するために使用する。
OP/BMPモルフォゲン;
ここで使用する「OP/BMPモルフォゲン」とは、ポリペプチド、又はポリペプチドの機能性変種であり、少なくとも、OP−1、OP−2、OP−3、BMP2、BMP3、BMP4、BMP5、BMP6、BMP9の群から選ばれる哺乳類性蛋白質のC−末端6−又は7−システインドメイン、及びヒトOP−1(SEQ ID No:1)等のいずれか1の上記モルフォゲンの7−システインドメインのアミノ酸配列と65%以上、好ましくは70%、75%、80%、85%、90%、又は95%以上のアミノ酸配列ホモロジーを示すか、又は50%以上、好ましくは55%、60%、70%、80%、90%、99%以上の同一性を示す蛋白質であり、;(a)Reddi−Sampath異所性骨アッセイ(Sampath及びReddi(1981)、Proc.Natl.Acad.Sci.(USA)78:7599−7603)又は実質的にそれと等価のアッセイにおいて軟骨形成が誘起できる、(b)標準的慢性腎不全の動物モデルの腎臓機能の進行性喪失を顕著に予防、阻止、遅延又は緩和できる、又は(c)慢性腎不全又はその危険性のある哺乳類へ投与された場合、腎臓機能の標準マーカーにおける臨床的に顕著な改善を起こすことのできる、蛋白質を含む。
本発明で使用される、「アミノ酸配列ホモロジー」又は2つのアミノ酸配列間のパーセンテージ「ホモロジー」は、アミノ酸配列同一性及び保存された置換基の両方を含むと考えられる。従って、ここで使用される、2つのアミノ酸配列間のパーセンテージ「ホモロジー」は、配列間で同一又は保存された置換基であるアミノ酸残基のパーセンテージを示す。アミノ酸の「同類置換基」は、Dayhoffら(1978)、「蛋白質配列及び構造地図」Vol.5(追補3)、ch.22(pp.354−352)、Natl.Biomed.Res.Found.、ワシントン、D.C.に表された「可能な点変異」に対する評価を満たすものである。従って、「同類置換基」とは、対応するレファレンス残基と物理的に又は機能的に類似し、同様なサイズ、形状、電荷、及び/又は共有結合又は水素結等を形成できる能力等の化学的性質を有する残基である。同類置換の好ましい例として、あるアミノ酸の同様な特徴を有する別のアミノ酸との置換が挙げられ、例えば下記群内の置換が挙げられる:(a)Ser、Thr、Pro、Ala、Gly;(b)Asn、Asp、Glu、Gln;(c)His、Arg、Lys;(d)Met、Ile、Leu、Val;(e)Phe、Tyr、Trp。更に好ましい同類置換として、下記群内での1のアミノ酸の別のアミノ酸への置換が挙げられる:(a)グリシン、アラニン;(b)バリン、イソロイシン、ロイシン;(c)アスパラギン酸、グルタミン酸;(d)アスパラギン、グルタミン;(e)セリン、スレオニン;(f)リシン、アルギニン、ヒスチジン;及び(g)フェニルアラニン、チロシン。図84のDayhoffら(1978)、「蛋白質配列及び構造地図」Vol.5(追補3)、ch.22(pp.354−352)、Natl.Biomed.Res.Found.、ワシントン、D.C.を参照のこと。「同類置換」又は「保存的変種」は又、目的のポリペプチド鎖中の非置換の親アミノ酸の代わりの置換されたアミノ酸の使用を含み、置換されたポリペプチド鎖は本発明の治療的効能を同様に有する。
ここで使用される、本発明の治療薬(モルフォゲン及び/又はACEI)は、その量の薬剤が、慢性腎不全又はその危険性のある哺乳類動物(例えばヒト患者)へ投与した場合に、腎臓機能の標準マーカーにおける臨床的に顕著な改善を引き起こすのに充分な場合、「治療的効能」を有すると言われ、その薬剤量は「治療的有効(量)」であると言われる。このような腎臓機能のマーカーは医学的分野で公知であり、本発明を限定するものではないが、例えばBUN濃度の増大速度、血清クレアチニンの増大速度、BUNの静的測定、血清クレアチニンの静的測定、糸球体ろ過値(GFR)、BUN/クレアチニン割合、ナトリウム(Na+)血清濃度、クレアチニンの尿/血漿割合、尿素の尿/血漿割合、尿容量オスモル濃度、毎日の尿排出量等(例えばBrenner及びLazarus(1994)、「内科のハリソンの法則」13版、Isselbacherら、eds.、McGraw Hill Text、NewYork;Luke及びStrom(1994)、「内科」4版、J.H.Stein、ed.、Mosby−Year Book、Inc.St.Louis参照)が挙げられる。
ここで使用される、「共投与」とは、対象患者へ2以上の薬剤を単一の治療的処方の一部として投与することをいう。投与は、同時でも連続してでもよく、連続とは、第一の薬剤の投与後に、投与した薬剤が治療された患者中に共存する間に第二(及び/又は第三番目等)を投与するか、1以上の薬剤が、標的組織がまだ他の薬剤の影響下にある間に上記他の薬剤と同一の標的組織へ作用する機会を有するものでもよい。好ましくは、投与される薬剤は、単一の医薬品組成物中に含まれ、共投与されることができる。好ましくは、薬剤は分離した経路を経由して同時に投与されてもよい。好ましくは、1以上の薬剤は連続的に投与され、一方他の薬剤は所定の間隔で投与されてもよい(大投薬量で単回、又は小投薬量で週2回等)。例えばモルフォゲンは週3回直接注射で投与され、一方ACE阻害薬は連続的に移植物により放出されてもよい。
投与経路はそれぞれ薬剤の必要性又は適切な投与方法に応じて同一又は異なるものでもよい。いずれの適切な投与経路も患者へACEI及びモルフォゲンの効果的投薬量を与えるために使用できる。例えば経口、直腸、腸管外(非経口)、経皮、皮下、筋肉内、吸入等が使用できる。投薬剤形として、錠剤、トローチ、分散剤、懸濁液、溶液、カプセル、貼付剤等が挙げられる。例えば本発明では、モルフォゲンは直接注射で投与され、一方ACE阻害薬は飲料水により投与されてもよい。
ここで使用される「予防」又は「防止」は、患者(細胞、組織、器官若しくは生物等)の症状の進行の可能性/危険性の減少、患者の症状の発現の遅延、患者において進行する病状の1以上の徴候の重篤度の低減、又はそれらの組み合わせを意味する。
ろ過;
腎臓の主な機能は、体の新陳代謝の結果蓄積する毒素(尿毒性老廃物)の除去である。体は正常な体機能を行うために食物及び貯蔵された栄養物から得られた消化成分を連続的に使用する。栄養物新陳代謝及び細胞機能の副生成物は血液から腎臓によりろ過され、尿として老廃物が排泄(排出)される。毎日、約200リットルの血液流が腎臓へ供給され、そこで2リットルの老廃物がろ過され取り出される。
BUN及びクレアチニン;
尿素として知られる血液尿素窒素(BUN)の血液中の濃度(血液濃度)、及びクレアチニン(Cr)は通常の実験室試験により測定できる。BUN及びクレアチニン濃度は、腎臓の一般的機能を示す。BUNは、肉(牛、ブタ等)、鶏肉、及びある種の野菜等の蛋白質−リッチ食物の代謝性副生成物である。BUNは血液から腎臓によりろ過され、尿中に排出される。クレアチニンは連続的に筋肉中で正常な細胞新陳代謝により生成される。クレアチニンも又は血液から腎臓によりろ過され、尿中に排出される。
血液中のBUN及びクレアチニンの量は、腎臓により排出された量と等しい。BUN及びCrの血液濃度は腎臓機能の突然の悪化がない限り変化せずに保持される。腎臓が突然機能しなくなると、BUN及びCrは毎日増大する。この症状は急性腎臓障害として公知である。慢性腎不全はBUN及びCrが長期間徐々に増大する特徴を有する症状である。
腎臓機能の測定;
腎臓機能が減少する場合、腎臓が効果的に血液を清浄にすることが出来ないためにCr及びBUNの血液濃度は増大する。腎臓に関係ない因子も又、BUN及びCr濃度に影響を与える。特にクレアチニンは、年齢、性別、重量、及び筋肉量により影響される。
腎臓機能は、腎臓対が血液を清浄にできる速度を評価して測定した。腎臓機能を測定するために、24時間尿サンプルが採取されなくてはならない。24時間サンプルが完全であり(即ち、尿が失われず)、真の腎臓機能過小評価されないようにすることが重要である。
尿サンプル中のCrの量はCrの血液濃度と比較される。この値はクレアチニンクリアランス(CrCl)、腎臓対の血液を清浄化する割合、として公知である。正常なCrClは約90〜130ミリリットル/分(ml/分)である。多くの人々は年齢を重ねると徐々に腎臓機能を失う。代わりの腎臓機能測定は、年齢、体重、性別、及び血液クレアチニンに影響される表又は式に依存する。
いくつかの米国健康管理機関は、腎臓機能を評価するGlofil−125アッセイを提供する。ヨータラム酸ナトリウムI−125(放射性医薬品)が皮膚中に注射され、血液及び尿サンプルを腎臓機能を決定するために採取する。試験は容易に実施でき、血液クレアチニン測定よりも更に高感度であり、2〜3時間以内に結果が得られる。腎臓機能の測定は腎臓損傷の重篤度を決定する。時間をかけて腎臓機能を監視することが、治療による悪化又は改善速度を実証するために重要である。
糸球体ろ過値(GFR);
「糸球体ろ過値」又は「GFR」は、血清蛋白質により結合されておらず、糸球体を通して自由にろ過されず、腎臓の細管により分泌(排出)されず、再吸収されない血漿担持された(borne)物質の尿へのクリアランス速度に対応する。従って、ここで使用されるGFRは好ましくは下記方程式により定義される。
GFR=UconcxV/Pconc
但し、Uconcはマーカーの尿濃度、Pconcはマーカーの血漿濃度であり、Vは尿流量速度(ml/分)である。任意でGFRは体表面積により修正されてもよい。従って、ここで使用されるGFR値の単位はml/分/1.73m2である。
好ましいGFRの測定はインスリンのクリアランスであるが、この物質の濃度測定の困難性のために、クレアチニンのクリアランスが通常臨床的設定に使用される。例えば平均的サイズとして健康なヒト男性(70kg、20〜40歳)のクレアチニンクリアランスにより測定した標準的GFRは、クレアチニン血漿濃度0.7〜1.5mg/dL(約125ml/分)である。比較用に、平均的サイズ女性のクレアチニンクリアランスにより測定した標準的GFRは、クレアチニン濃度0.5〜1.3mg/dL(約115ml/分)である。健康良好な間は、ヒトGFR値は、通常GFRが年齢につれて減少し始める約40歳まで比較的安定である。85〜90歳まで長生きしている患者では、GFRは40歳での比較値の50%まで減少する。
期待される糸球体ろ過値(GFRexp);
「期待されるGFR」又は「GFRexp」の推定は、患者の、年齢、重量、性別、体表面積及び筋肉割合、並びに血液試験により測定される何らかのマーカー化合物(例えばクレアチニン)の血漿濃度を考慮してなされる。従って、例えば期待されるGFR又はGFRexpは下記のように推定されてもよい:
GFRexp=(140−年齢)x重量(kg)/[72xPconc(mg/dl)]
上記推定は表面積、筋肉割合、又は体脂肪割合等の因子を考慮しない。血漿クレアチニン濃度をマーカーとして使用するにも拘わらず、この式は、GFRを推定する安価な手段としてヒト男性のために使用されている。クレアチニンは横紋筋により生成されるため、ヒト女性患者の期待されるGFR又はGFRexpは、予測される筋肉量の違いを考慮に入れて同一の方程式に0.85を乗じて推定される(Lemann等(1990)AM.J.Kidney Dis.16(3):236参照)。
ろう様円柱;
形成された成分の存在用の尿沈渣の顕微鏡検査は、尿分析の標準的操作である。尿中に存在する形成された成分中の、通常遠位尿細管又は集合細管の管腔のモールド又は「円柱」の形である物体が凝集した円柱状塊である。健康なヒト患者では、このような円柱は通常直径15〜25μmである。しかし慢性腎不全患者では細管の肥大は、標準円柱の2〜6倍の直径を有し、しばしば均一なワックス状外観を有する「ろう様円柱」又は「腎不全円柱」の存在を生じる。従って、ここで使用される「ろう様円柱」は、ヒト円柱で標準の2〜6倍又は約30〜150μmの直径を有する尿沈渣円柱を意味する。
慢性;
尿中円柱、測定GFR、又は他の腎臓機能のマーカー等の臨床的指標としてここで使用される「慢性」は、3月以上、好ましくは6月以上の期間存続することを意味する。従って、例えば測定したGFRが慢性的にGFRexpの50%未満である患者は、3月以上、好ましくは6月以上間をおいた2種以上の測定でGFRがGFRexpの50%未満であることが実証され、その期間中GFRが実質的に(例えば10%)その測定値より高いと信じるに足りる確実な医学的理由が無い患者である。
慢性腎不全の危険性があるか既に罹患している患者;
ここで使用される「患者」は、患者が機能している腎単位の進行性損失を伴う腎臓機能の進行性喪失に悩まされることが合理的に期待される場合、慢性腎不全又はその危険性のある、又は腎臓の代償療法の必要性の危険性があると言われる。特定の患者が慢性腎不全又はその危険性のあるか否かは、関連する医学的又は獣医学的分野の当業者により通常行われる診断である。慢性腎不全の危険性があるか既に罹患している、又は腎臓の代償療法の必要性の危険性のある患者は、下記を含むがこれらに限定されるものではない:慢性腎不全、末期腎不全、慢性糖尿病性腎障害、高血圧性腎硬化症、慢性糸球体腎炎、遺伝性腎炎、及び/又は腎臓異形成に罹患していると考えられる患者;糸球体肥大、尿細管肥大、慢性糸球体硬化症、及び/又は慢性尿細管間質硬化症を示す生検結果を有する患者;腎繊維症を示す、超音波、NMR、CATスキャン、又は他の非侵襲的検査結果を有する患者;尿沈渣中に異常な数のろう様円柱が存在する患者;慢性的に、患者に予定されるGFRの約50%未満、特に約40%未満、30%未満又は20%未満であるGFR(agar)を有する患者;慢性的に、約50ml/分未満、特に約40ml/分未満、30ml/分未満又は20ml/分未満であるGFRを有し、約50kg以上の重量であるヒト男性患者;慢性的に、約40ml/分未満、特に約30ml/分未満、20ml/分未満又は10ml/分未満であるGFRを有し、約40kg以上の重量であるヒト女性患者;健康である以外は患者と同様である対象が有する機能している腎単位数の約50%未満、特に約40%未満、30%未満又は20%未満の機能している腎単位数を有する患者;単一の腎臓を有する患者;及び腎臓移植レシピエントである患者。
III.好ましい例
A.治療薬;
本発明のモルフォゲンは、蛋白質のTGF−βスーパーファミリー中の骨形成性蛋白質/骨形態発生的蛋白質(OP/BMP)ファミリーである、天然性蛋白質、又は天然性蛋白質の機能性変種である。本発明のACE阻害薬は一般的な小有機性分子である。ここで使用される「小分子」は、約5kD未満及び最も好ましくは約2.5kD未満の分子量を有する組成物を意味する。小分子は、核酸、ペプチド、ポリペプチド、ペプチドミメティック、炭水化物、脂質又は他の有機性(炭素含有する)又は無機性分子でもよい。
(i)モルフォゲンのOP/BMPファミリー;
蛋白質の「OP/BMPファミリー」は、TGF−βスーパーファミリーとして知られる配列関連蛋白質のゆるい進化学的群中の明確なサブ群を形成する。この蛋白質ファミリーのメンバーは、通常の構造的特徴を有し、前駆体蛋白質からカルボキシ末端完全蛋白質を生成するために同様にプロセスされ、分泌(排出)されるポリペプチドを含有する。この蛋白質のファミリーも又ここで言うモルフォゲンである。上記のように、蛋白質は、新しい、器官−特定の組織の形成を最高潮にする細胞的及び分子的事件の発生のカスケードを誘起する場合にはここでいう形態発生的である。
モルフォゲンはニューロンの生存を強化し、神経経路を維持することが発見された。上記記載のように、モルフォゲンは、ニューロンの生存を強化し、ニューロン性CAM発現を刺激し、分化したニューロンの表現型発現を維持し、神経由来の形質転換された細胞の再分化を誘起し、神経突起中の裂け目(breaks)、特に軸索中の大きなギャップ、を超える軸索の成長を刺激することができる。モルフォゲンは又、免疫学的関連の神経組織損傷を伴う組織破壊を予防する。更に、モルフォゲンは哺乳類中の神経組織の生存能力の監視方法の一部として使用できる。
好ましくは、モルフォゲンは二量性蛋白質であり、そのそれぞれのポリペプチド成分は、SEQ ID No:2に含まれる、ヒトOP−1の少なくとも保存されたC−末端6又は7システイン骨格に対応する又は機能的に等価の配列を有し、及び/又はこの領域中でOP−1と70%アミノ酸配列ホモロジー又は50%同一性を示す。モルフォゲンは、一般的に形態生成的に許容できる環境中で下記事件のカスケードを誘起する能力がある:前駆細胞の増殖の刺激;前駆細胞の分化の刺激;分化した細胞の増殖の刺激;及び分化した細胞の成長及び維持の保持。適切な条件下で、モルフォゲンは又、異常な分化をした細胞を再分化誘起する能力がある。本発明で有用なモルフォゲンの同定方法の詳細、その製造、使用及びその形態発生活性試験方法の記載は、数多くの発行物中に開示され、例えば米国特許番号5011691及び5266683、及び国際公開WO92/15323;WO93/04692;及びWO94/03200を、それぞれここで資料として使用する。それらに開示されているように、モルフォゲンは、天然由来物から精製でき、好ましくは原核生物又は真核宿主細胞から、それらに開示された遺伝子配列を使用して組み換えで生成される。又、新規な形態発生配列は、それらに開示された操作に従い特定できる。
天然性モルフォゲンは、そのC−末端配列中に実質的なアミノ酸配列ホモロジーを有する(例えば6又は7システイン骨格配列を有する)。通常、天然性モルフォゲンは、前駆体、通常長さ約35未満の残基のN−末端シグナルペプチド配列を有する前駆体として翻訳され、開裂されて生物学的に活性なC−末端骨格配列を有する完全ポリペプチドを生成するプロ(pro)領域となる。シグナルペプチドは翻訳において容易に開裂され、その開裂部位はVon Heijne、Nucleic Acids Research,14:4683−4691(1986)の方法を使用して目的の配列中にあると予想できる。プロ領域は約200〜400を超える残基内の配列及び長さの両方において変更可能である。プロ領域は、開裂して97〜106残基の保存された6−又は7−システインC−末端ドメインを含有する約115〜180残基の「完全」C−末端ドメインを生成する。プロポリペプチドは通常、完全に処理された、完全C−末端ポリペプチドよりも約3倍大きい。本来の環境下では、蛋白質は完全二量体として分泌(排出)され、開裂されるプロポリペプチドはおそらく完全二量性蛋白質の溶解性を改良するためにそれらと関連したまま残って蛋白質複合体を形成しすると考えられる。モルフォゲンの複合化した形状は、一般的に生理的環境下で完全体よりも溶解しやすいことが観察される。
ここで使用されるOP/BMPファミリーメンバーの「前駆体(pro型)」は、折り畳まれた一対のポリペプチドを含有する蛋白質であり、それらはそれぞれOP/BMPポリペプチドの完全ドメインと共有又は非共有結合するプロ領域を含有する。前駆体は培養された哺乳類性細胞から分泌(排出)される主要な形であることが示された。蛋白質の「完全体」は、プロ領域と共有的にも非共有的に結合していない完全C−末端ドメインを言う。製剤中のプロ領域量が「完全」C−末端ドメイン量の5%以下であれば、OP−1製剤は完全体を含有すると考えられる。
天然由来の完全型形態発生蛋白質、天然型、は通常、SDS−PAGE測定で明らかな分子量約30〜36kDaを有するグリコシル化二量体である。30kDa蛋白質は還元されると、明らかな約16kDa及び約18kDaの範囲の分子量を有する2つのグリコシル化ポリペプチドサブユニットを生じる。非グリコシル化二量性蛋白質も又形態発生活性を有するが、通常明らかな約27kDaの範囲の分子量を有する。27kDa蛋白質は還元されると、通常約14kDa及び約16kDaの範囲の分子量を有する2つの非グリコシル化ポリペプチドを生じる。
ここで有用なOP/BMPファミリーメンバーとして、対立遺伝子の、系統発生的等価(相補)物を含むいずれの公知の天然蛋白質及び天然由来又は生合成的に生成された(例えば「ムテイン」又は「突然変異蛋白質」)いずれのその他の変種、並びに蛋白質のOP/BMPファミリーの新しく、活性なメンバーが挙げられる。特に有用な配列として、哺乳類性のC−末端7システインドメインを含有するもの、好ましくはヒト、OP−1、OP−2、OP−3、BMP2、BMP3、BMP4、BMP5、BMP6、BMP8及びBMP9が挙げられる。他の本発明の実施で有用な蛋白質として、DPP、Vg1、Vgr−1、60A、GDF−1、GDF−3、GDF−5、GDF−6、GDF−7、BMP10、BMP11;BMP13、BMP15、UNIVIN、NODAL、SCREW、ADMP又はNURAL及びそれらのアミノ酸配列変種の活性体が挙げられる。好ましくは、本発明のモルフォゲンはOP−1、OP−2、OP−3、BMP2、BMP3、BMP4、BMP5、BMP6、及びBMP9のいずれかから選ばれる。
好ましくは、ここでいう二量体形態発生蛋白質のポリペプチドサブユニットはそれぞれ、レファレンスモルフォゲンのアミノ酸配列と特定の関係するアミノ酸配列を有する。例えば好ましい形態発生ポリペプチド鎖は、形態生成的に活性な完全長ヒトOP−1、SEQ ID No:3中に存在する配列と特定の関係する。しかし、ここで記載されるいずれの1以上の天然性又は生合成形態発生蛋白質も、同様にレファレンス配列として使用できる。好ましい形態発生ポリペプチド鎖は、少なくともヒトOP−1のC−末端6システイン骨格、SEQ ID No:3の残基335〜431(又はSEQ ID No:1の残基38〜139)と特定の関係する。更に好ましくは、形態発生蛋白質は、少なくともヒトOP−1のC−末端7システイン骨格、SEQ ID No:3の残基330〜431(又はSEQ ID No:1の残基38〜139)と特定の関係する。
機能的に等価の配列としては、レファレンス配列中に表されたシステイン残基と機能的に等価の配置が挙げられ、例えばこれらシステインの直線的配置を変化させるが、二量体モルフォゲン蛋白質の折り畳み構造中のそれらの関係、及び形態発生活性に必要な鎖内又は鎖間ジスルフィド結合を形成するそれらの能力を実質的に損なわないアミノ酸挿入又は削除が挙げられる。例えばいくつかの天然性モルフォゲン中に1以上の内部的削除(1の残基の;BMP2)又は挿入(4つの残基の;GDF−1)が存在するが生物活性を阻害しないことが開示されている。更に、機能的に等価の配列として、レファレンス配列、例えばヒトOP−1のC−末端7システイン骨格、の対応する残基とは異なる1以上のアミノ酸残基が組織の形態発生活性を破壊しないものも挙げられる。従って、対応するアミノ酸レファレンス配列中の同類置換も好ましい。対応する残基レファレンス配列中の「同類置換基」であるアミノ酸残基は、物理的に又は機能的に対応するレファレンス残基と類似するものであり、例えば同様なサイズ、形状、電荷、共有結合又は水素結合、等を形成する能力を有する化学的性質を有するものである。特に好ましい同類置換基は、Dayhoffら(1978)、「蛋白質配列及び構造地図」Vol.5(追補3)、ch.22(pp.354−352)、Natl.Biomed.Res.Found.、ワシントン、D.C.(supra)(その内容をここで資料として使用する。)に表されたものに対する評価を満たすものである。「同類置換」は又対応する天然性親アミノ酸の代わりに合成又は誘導体化アミノ酸を使用して、得られた変種ポリペプチドに対して引き起こされた抗体が同様に、対応する天然由来モルフォゲンポリペプチドとも免疫反応することも示す。
本発明で有用なモルフォゲンは本来骨形成性蛋白質として特定される蛋白質であり、例えばOP−1、OP−2及びCBMP2蛋白質等、並びにDPP(ショウジョウバエ由来)、Vgl(アフリカツメガエル由来)、Vgr−1(マウス由来、参照、米国特許番号5011691、Oppermannら)、GDF−1(マウス由来、参照Lee(1991)PNAS88:4250−4254)、表II中に全てを示す)、及び近年特定された60A蛋白質(ショウジョウバエ由来、参照、Whartonら(1991)PNAS88:9214−9218)等のアミノ酸配列関連する蛋白が挙げられる。上記の通り、このファミリーのメンバーは、例えば蛋白質のTGF−βスーパーファミリーのメンバーであり、そのC−末端領域中に実質的なアミノ酸配列ホモロジーを有する。蛋白質は、N−末端シグナルペプチド配列、通常約30未満の残基を有する前駆体として翻訳され、開裂されて完全配列を生成するプロ領域となる。シグナルペプチドは翻訳において容易に開裂され、その開裂部位はVon Heijne,(1986)Nucleic Acids Research,14:4683−4691)の方法を使用して目的の配列中にあると予想できる。
下記表Iは、OP/BMPファミリーの各種天然性メンバーをまとめ、ここで使用されるそれらの名称、それらの配列リストレファレンス、及び配列リスト中に含まれない完全長蛋白質のアミノ酸配列の文献資料名を特定して示した。表Iに記載されたそれぞれのジェネリック用語は、ここに記載され、配列リスト中に記載された特定された配列をエンコードする核酸から発現する治療的効果的蛋白質、活性なフラグメント又はそれらの前駆体、又は天然性又は生合成変種等のそれらの機能性等価物を含むことを意図しており、そう理解される。天然性変種には単一の生物種の他の個体から単離された対立遺伝子の変種型、並びに系統発生的に明確な生物種から単離された変種(相同)型が含まれる。
表I(モルフォゲン例);
「OP−l」は総称的に、対立遺伝子及びその変種を含む、OP−l蛋白質をエンコードする一部又は全てのDNA配列から発現する形態生成的に活性な蛋白質の群をいい、例えばヒトOP−1(「hOP−1」、SEQ ID Nos:1、完全蛋白質アミノ酸配列)、又はマウスOP−1(「mOP−1」、SEQ ID No:4、完全蛋白質アミノ酸配列)が挙げられる。保存された7システイン骨格はSEQ ID Nos:1及び4の残基38〜139により定義される。完全長蛋白質をエンコードするcDNA配列及びアミノ酸はSEQ ID Nos:17及び3(hOP−1)並びにSEQ ID Nos:18及び19(mOP−1)中に示される。完全蛋白質は、残基293〜431(hOP−1)及び292〜430(mOP−1)により定義される。開裂されて完全、形態生成的に活性な蛋白質を生成する蛋白質のプロ領域は、本質的に残基30〜292(hOP−1)及び残基30〜291(mOP−1)により定義される。
「OP−2」は総称的に、対立遺伝子及びその変種を含む、OP−2蛋白質をエンコードする一部又は全てのDNA配列から発現する活性な蛋白質の群をいい、例えばヒトOP−2(「hOP−2」、SEQ ID No:5、完全蛋白質アミノ酸配列)又はマウスOP−2(「mOP−2」、SEQ ID No:6、完全蛋白質アミノ酸配列)が挙げられる。保存された7システイン骨格はSEQ ID Nos:5及び6の残基38〜139により定義される。完全長蛋白質をエンコードするcDNA配列及びアミノ酸はSEQ ID Nos:20及び21(hOP−2)並びにSEQ ID Nos:22及び23(mOP−2)中に示される。完全蛋白質は、本質的に残基264〜402(hOP−2)及び261−399(mOP−2)により定義される。開裂されて完全、形態生成的に活性な蛋白質を生成しやすい蛋白質のプロ領域は、本質的に残基18〜263(hOP−2)及び残基18〜260(mOP−2)により定義される。別の開裂部位は又両方のOP−2蛋白質の上流の21残基で起こる。
「CBMP2」は総称的に対立遺伝子及びその変種を含む、CBMP2蛋白質をエンコードするDNA配列から発現する形態生成的に活性な蛋白質をいい、例えばCBMP2A(「CBMP2A(fx)」、SEQ ID No:10)又はヒトCBMP2BDNA(「CBMP2B(fx)」)、SEQ ID No:11)が挙げられる。ここでいうBMP2A及びBMP2B、又はBMP2及びBMP4の完全長蛋白質のアミノ酸配列は、Wozneyら(1988)Science242:1528−1534に示され、その内容をここで資料として使用する。BMP2(BMP2A)のプロ領域は残基25〜248又は25〜282を含み;完全蛋白質は残基249〜396又は283〜396を含むと思われる。BMP4(BMP2B)のプロ領域は残基25〜256又は25〜292を含み;完全蛋白質は残基257〜408又は293〜408を含むと思われる。
「DPP(fx)」は、ショウジョウバエDPP遺伝子(DPP蛋白質、参照SEQ ID No:7)によりエンコードされ、保存された7システイン骨格を定義する蛋白質配列をいう。完全長蛋白質のアミノ酸配列は、Padgettら(1987)Nature325:81−84に示され、その内容をここで資料として使用する。プロ領域はシグナルペプチド開裂部位から残基456まで延びており;完全蛋白質は残基457〜588により定義されると思われる。DPP(fx)の配列は表IIに示す。
「Vgl(fx)」は、アフリカツメガエルVgl遺伝子(Vg1蛋白質、参照SEQ ID No:8)によりエンコードされ、保存された7システイン骨格を定義する蛋白質配列をいう。完全長蛋白質のアミノ酸配列は、Weeks(1987)cell51:861−867に示され、その内容をここで資料として使用する。プロ領域はシグナルペプチド開裂部位から残基246まで延びており;完全蛋白質は残基247〜360により定義されると思われる。Vg1(fx)の配列は表IIに示す。
「Vgr−1(fx)」は、ネズミvgr−1遺伝子(Vgr−1蛋白質、参照SEQ ID No:9)によりエンコードされ、保存された7システイン骨格を定義する蛋白質配列をいう。完全長蛋白質のアミノ酸配列は、Lyonsら、(1989)PNAS86:4554−4558に示され、その内容をここで資料として使用する。プロ領域はシグナルペプチド開裂部位から残基299まで延びており;完全蛋白質は残基300〜438により定義されると思われる。Vgr−1(fx)の配列は表IIに示す。
「GDF−1(fx)」は、ヒトGDF−1遺伝子(GDF−1蛋白質、参照SEQ ID No:13)によりエンコードされ、保存された7システイン骨格を定義する蛋白質配列をいう。完全長蛋白質のアミノ酸配列は、SEQ ID No:13中に示される。プロ領域はシグナルペプチド開裂部位から残基214まで延びており;完全蛋白質は残基215〜372により定義されると思われる。GDF−1(fx)の配列は表IIに示す。
「60A」は総称的に、対立遺伝子及びその変種を含む、60A蛋白質(参照SEQ ID No:14)をエンコードする一部又は全てのDNA配列(ショウジョウバエ60A遺伝子由来)から発現する形態生成的に活性な蛋白質をいう。「60A(fx)」は保存された7システイン骨格(SEQ ID No:14の残基354〜455)を定義する蛋白質配列をいう。プロ領域はシグナルペプチド開裂部位から残基324まで延びており;完全蛋白質は残基325〜455により定義されると思われる。60A(fx)の配列は表IIに示す。
「BMP3(fx)」は、ヒトBMP3遺伝子(BMP3蛋白質、参照SEQ ID No:12)によりエンコードされ、保存された7システイン骨格を定義する蛋白質配列をいう。完全長蛋白質のアミノ酸配列は、Wozneyら(1988)Science242:1528−1534に示され、その内容をここで資料として使用する。プロ領域はシグナルペプチド開裂部位から残基290まで延びており;完全蛋白質は残基291〜472により定義されると思われる。BMP3(fx)の配列は表IIに示す。
「BMP5(fx)」は、ヒトBMP5遺伝子(BMP5蛋白質、参照SEQ ID No:15)によりエンコードされ、保存された7システイン骨格を定義する蛋白質配列をいう。完全長蛋白質のアミノ酸配列は、Celesteら(1991)PNAS87:9843−9847に示され、その内容をここで資料として使用する。プロ領域はシグナルペプチド開裂部位から残基316まで延びており;完全蛋白質は残基317〜454により定義されると思われる。BMP5(fx)の配列は表IIに示す。
「BMP6(fx)」は、ヒトBMP6遺伝子(BMP6蛋白質、参照SEQ ID No:16)によりエンコードされ、保存された7システイン骨格を定義する蛋白質配列をいう。完全長蛋白質のアミノ酸配列は、Celesteら(1990)PNAS87:9843−9847に示され、その内容をここで資料として使用する。プロ領域はシグナルペプチド開裂部位から残基374まで延びており;完全蛋白質は残基375〜513により定義されると思われる。BMP6(fx)の配列は表IIに示す。
OP−2蛋白質は、このファミリー中の他の蛋白質と共通する保存されたシステイン骨格に加え、この領域中(例えばSEQ ID Nos:21及び23の残基41参照)に「追加的な」システイン残基を有する。GDF−1蛋白質は保存された骨格中に4つのアミノ酸挿入(SEQ ID No:19とSEQ ID No:13との比較)を有するが、この挿入は、折り畳み構造においてシステインの関係に影響しないと思われる。更に、CBMP2蛋白質は、システイン骨格中で失われた1のアミノ酸残基である。
モルフォゲンは還元された場合に不活性であるが、他の本発明のモルフォゲン(例えばヘテロダイマーとして)と組み合わせて酸化された場合に酸化されたホモダイマーとして活性である。従って、ここではモルフォゲンは一対のポリペプチド鎖を有する二量性蛋白質であり、それぞれのポリペプチド鎖は、SEQ ID No:1の残基43〜139により定義される少なくともC−末端6システイン骨格及び、これらシステインと機能的に等価の配置(例えば配列中のシステインの直線的配置を変化させるが、折り畳み構造中のそれらの関係を変化させない実質的アミノ酸挿入又は削除)を含有し、そのためポリペプチド鎖が折り畳まれた時、一対のポリペプチド鎖を含有する二量性蛋白質種は適切に三次元構造を有し、その構造は蛋白質がここでいうモルフォゲンとして作用できる適切な鎖内又は鎖間ジスルフィド結合を有する。特に、モルフォゲン一般的には、形態生成的に許容できる環境下で全ての下記生物学的機能を達成できる:前駆細胞の増殖の刺激;前駆細胞の分化の刺激;分化した細胞の増殖の刺激;及び、形質転換された細胞の「再分化」を含む分化した細胞の成長及び維持の保持。更に又、これらモルフォゲンは、適切な周囲の環境下で抗原感作細胞の再分化を誘起できることも予測できる。
下記発行物は、公開されたモルフォゲンポリペプチド配列、並びに天然性及び/又は合成モルフォゲンの関連する化学的及び機械的性質を開示する:OP−1及びOP−2:米国特許番号5,011,691,米国特許番号5,266,683,Ozkaynakら,EMBOJ.9:2085−2093(1990);OP−3:WO(国際公開番号)94/10203(PCTUS93/10520);BMP−2,BMP−3,及びBMP−4:WO88/00205,Wozneyら,Science242:1528−1534(1988);BMP−5及びBMP−6:Celesteら,PNAS87:9843−9847(1991);Vgr1:Lyonsら,PNAS86:4554−4558(1989);DPP:Padgettら,Nature325:81−84(1987);Vg−1:Weeks,Cell,51:861−867(1987);BMP−9:WO95/33830(PCT/US95/07084);BMP−10:WO94/26893(PCT/US94/05290);BMP−11:WO94/26892(PCT/US94/05288);BMP−12:WO95/16035(PCT/US94/14030);BMP−13:WO95/16035(PCT/US94/14030);GDF−1:WO92/00382(PCT/US91/04096)及びLeeら,PNAS88:4250−4254(1991);GDF−8:WO94/21681(PCT/US94/03019);GDF−9:WO94/15966(PCT/US94/00685);GDF−10:WO95/10539(PCT/US94/11440);GDF−11:WO96/01845(PCT/US95/08543);BMP−15:WO96/36710(PCT/US96/06540);MP121:WO96/01316(PCT/EP95/02552);GDF−5(CDMP−1,MP52):WO94/15949(PCT/US94/00657)及びWO96/14335(PCT/US94/12814)及びWO93/16099(PCT/EP93/00350);GDF−6(CDMP−2,BMP−13):WO95/01801(PCT/US94/07762)及びWO96/14335及びWO95/10635(PCT/US94/14030);GDF−7(CDMP−3,BMP−12):WO95/10802(PCT/US94/07799)及びWO95/10635(PCT/US94/14030)。例えば有用な蛋白質として、2以上の公知のモルフォゲンからの配列を使用するように設計された新規な生合成形態発生蛋白質及びキメラ蛋白質を含む生物学的に活性な生合成構成体が挙げられる。同様に米国特許番号5011691(例えばCOP−1、COP−3、COP−4、COP−5、COP−7、及びCOP−16)中に開示された生合成構成体参照。モルフォゲン及び他の関連する蛋白質を記載した全ての引用文献の開示をここで資料として使用する。.
好ましくは、有用な形態発生蛋白質として、アミノ酸配列はここでリストする例示的天然性形態発生蛋白質から選ばれるレファレンス形態発生蛋白質と、70%以上のアミノ酸配列ホモロジー、好ましくは80%、85%、90%、95%又は99%以上ホモロジー(同一性又は保存された置換)である配列を含むものが挙げられる。好ましくは、レファレンス蛋白質はヒトOP−1であり、そのレファレンス配列はヒトOP−1の骨形成性活性体中に存在するC−末端7システイン骨格、SEQ ID No:3の残基330〜431(又はSEQ ID No:1の残基38〜139)である。従って有用な形態発生蛋白質として、天然性又は生合成された(例えば「ムテイン」又は「突然変異蛋白質」等)かに拘らず、対立遺伝子の、系統発生的等価(相補)物及び他の変種、並びにここで記載された及び上記特定されたものを含む蛋白質の一般的形態発生ファミリーの新規なメンバーが挙げられる。ある種の特に好ましい形態発生ポリペプチドは、ヒトOP−1の好ましいレファレンス配列又は上記他のモルフォゲンのどれかと50%以上アミノ酸同一性を示すか、更に好ましくは55%以上、60%、65%、70%、80%、85%、90%、95%、99%以上のそれらとアミノ酸と同一性を示す。
図28は、OP−1をレファレンス配列として使用して、TGF−βスーパーファミリーの各種代表的メンバーのC−末端7システイン骨格との、アミノ酸配列ホモロジー割合及び同一性割合を示す。図中に示される相同性割合は、Mega Alignプログラム(DNA Star社製)を使用して配列した配列により決定した。レファレンスモルフォゲン配列(C−末端、生物学的に活性なhOP−1の7−システイン骨格)からの挿入及び削除は、算出の目的では無視した(詳細は下記参照)。
図28にリストされた蛋白質配列研究分野の当業者に明らかなように、実質的な形態発生活性を保持すると同時に顕著なアミノ酸変化がレファレンス配列から作成できる。更に、GDF−1はOP−1(SEQ ID No:3)の残基372〜373に対応する2つの残基間に挿入された4つのアミノ酸(Gly−Gly−Pro−Pro、SEQ ID No:31)を含有する。同様に、BMP3はhOP−1(SEQ ID No:3)の残基385〜386に対応する2つの残基間に挿入された「余分の」残基、バリンを含有する。同様に、BMP2及びBMP4は両方共OP−1(SEQ ID No:3)の残基389に対応する残基を「欠失」したアミノ酸である。これらレファレンス配列からの「逸脱」はいずれも生物活性へ実質的に影響を与えていない。
好ましくは、本発明で有用な、形態発生ポリペプチドのファミリー、及びそのメンバーは、一般的アミノ酸配列により定義される。例えば下記に開示された一般的配列1(SEQ ID No:24)及び一般的配列2(SEQ ID No:25)は、示すために好ましい特定された蛋白質ファミリーメンバー間で観察される変種まで含むものであり、少なくともOP−1、OP−2、OP−3、CBMP2A、CBMP2B、BMP3、60A、DPP、Vgl、BMP5、BMP6;Vgr−1、及びGDF−lを含む。これら蛋白質のアミノ酸配列は、上記でまとめたようにここで及び/又は当分野で記載されている。一般的配列は、6及び7システイン骨格(それぞれ一般的配列1及び2)により定義されるC−末端骨格中のこれら配列、並びに配列中の変更可能な位置の選択的残基で共通にされている両方のアミノ酸同一性を有する。一般的配列は鎖内又は鎖間ジスルフィド結合が形成できる適切なシステイン骨格を提供し、折り畳まれた蛋白質の三次構造へ影響しやすいある種の決定的アミノ酸を含有する。更に、一般的配列は位置36(一般的配列1)又は位置41(一般的配列2)における追加的なシステインを可能とし、OP−2及びOP−3の形態生成的に活性な配列の範囲を広げている。
一般的配列1(SEQ ID No:24)
Figure 2006516020
但し、それぞれのXaaは独立して下記記載の1以上の特定のアミノ酸の群から選ばれる:「Res.」は「残基」を意味し、Xaa at res.2=(Tyr又はLys);Xaa at res.3=Val又はIle);Xaa at res.4=(Ser,Asp又はGlu);Xaa at res.6=(Arg,Gln,Ser,Lys又はAla);Xaa at res.7=(Asp又はGlu);Xaa at res.8=(Leu,Val又はIle);Xaa at res.11=(Gln,Leu,Asp,His,Asn又はSer);Xaa at res.12=(Asp,Arg,Asn又はGlu);Xaa at res.13=(Trp又はSer);Xaa at res.14=(Ile又はVal);Xaa at res.15=(Ile又はVal);Xaa at res.16(Ala又はSer);Xaa at res.18=(Glu,Gln,Leu,Lys,Pro又はArg);Xaa at res.19=(Gly又はSer);Xaa at res.20=(Tyr又はPhe);Xaa at res.21=(Ala,Ser,Asp,Met,His,Gln,Leu又はGly);Xaa at res.23=(Tyr,Asn又はPhe);Xaa at res.26=(Glu,His,Tyr,Asp,Gln,Ala又はSer);Xaa at res.28=(Glu,Lys,Asp,Gln又はAla);Xaa at res.30=(Ala,Ser,Pro,Gln,Ile又はAsn);Xaa at res.31=(Phe,Leu又はTyr);Xaa at res.33=(Leu,Val又はMet);Xaa at res.34=(Asn,Asp,Ala,Thr又はPro);Xaa at res.35=(Ser,Asp,Glu,Leu,Ala又はLys);Xaa at res.36=(Tyr,Cys,His,Ser又はIle);Xaa at res.37=(Met,Phe,Gly又はLeu);Xaa at res.38=(Asn,Ser又はLys);Xaa at res.39=(Ala,Ser,Gly又はPro);Xaa at res.40=(Thr,Leu又はSer);Xaa at res.44=(Ile,Val又はThr);Xaa at res.45=(Val,Leu,Met又はIle);Xaa at res.46=(Gln又はArg);Xaa at res.47=(Thr,Ala又はSer);Xaa at res.48=(Leu又はIle);Xaa at res.49=(Val又はMet);Xaa at res.50=(His,Asn又はArg);Xaa at res.51=(Phe,Leu,Asn,Ser,Ala又はVal);Xaa at res.52=(Ile,Met,Asn,Ala,Val,Gly又はLeu);Xaa at res.53=(Asn,Lys,Ala,Glu,Gly又はPhe);Xaa at res.54=(Pro,Ser又はVal);Xaa at res.55=(Glu,Asp,Asn,Gly,Val,Pro又はLys);Xaa at res.56=(Thr,Ala,Val,Lys,Asp,Tyr,Ser,Gly,Ile又はHis);Xaa at res.57=(Val,Ala又はIle);Xaa at res.58=(Pro又はAsp);Xaa at res.59=(Lys,Leu又はGlu);Xaa at res.60=(Pro,Val又はAla);Xaa at res.63=(Ala又はVal);Xaa at res.65=(Thr,Ala又はGlu);Xaa atres.66=(Gln,Lys,Arg又はGlu);Xaa at res.67=(Leu,Met又はVal);Xaa at res.68=(Asn,Ser,Asp又はGly);Xaa at res.69=(Ala,Pro又はSer);Xaa at res.70=(Ile,Thr,Val又はLeu);Xaa at res.71=(Ser,Ala又はPro);Xaa at res.72=(Val,Leu,Met又はIle);Xaa at res.74=(Tyr又はPhe);Xaa at res.75=(Phe,Tyr,Leu又はHis);Xaa at res.76=(Asp,Asn又はLeu);Xaa at res.77=(Asp,Glu,Asn,Arg又はSer);Xaa at res.78=(Ser,Gln,Asn,Tyr又はAsp);Xaa at res.79=(Ser,Asn,Asp,Glu又はLys);Xaa at res.80=(Asn,Thr又はLys);Xaa at res.82=(Ile,Val又はAsn);Xaa at res.84=(Lys又はArg);Xaa at res.85=(Lys,Asn,Gln,His,Arg又はVal);Xaa at res.86=(Tyr,Glu又はHis);Xaa at res.87=(Arg,Gln,Glu又はPro);Xaa at res.88=(Asn,Glu,Trp又はAsp);Xaa at res.90=(Val,Thr,Ala又はIle);Xaa at res.92=(Arg,Lys,Val,Asp,Gln又はGlu);Xaa at res.93=(Ala,Gly,Glu又はSer);Xaa at res.95=(Gly又はAla)及びXaa at res.97=(His又はArg)である。
一般的配列2(SEQ ID No:25)は全ての一般的配列1(SEQ ID No:24)を含有し、更に下記配列(SEQ ID No:26)をそのN−末端に含有する:
Figure 2006516020
従って、残基7で開始すると、一般的配列2中のそれぞれの「Xaa」は一般的配列1用に定義される特定のアミノ酸であり、一般的配列1で記載されたそれぞれ残基数は一般的配列2中5個シフトしているという特徴を有する。そのため、一般的配列1中の「Xaa. at res.2=(Tyr又はLys)」は一般的配列2中の「Xaa at res.7」である。一般的配列2中、Xaa at res.2=(Lys,Arg,Ala又はGln);Xaa at res.3=(Lys,Arg又はMet);Xaa at res.4=(His,Arg又はGln);及びXaa at res.5=(Glu,Ser,His,Gly,Arg,Pro,Thr,又はTyr)である。
例えば有用な骨形成性蛋白質として、上記記載の一般的配列3及び4(SEQ ID Nos:27及び28、それぞれ)により定義されるものが挙げられる。特に、一般的配列3及び4は複合アミノ酸、下記蛋白質の配列である:ヒトOP−1、ヒトOP−2、ヒトOP−3、ヒトBMP2、ヒトBMP3、ヒトBMP4、ヒトBMP5、ヒトBMP6、ヒトBMP8、ヒトBMP9、ヒトBMP10、ヒトBMP11、ショウジョウバエ60A、アフリカツメガエルVg1、ウニUNIVIN、ヒトCBMP1(マウスGDF−5)、ヒトCBMP2(マウスGDF−6、ヒトBMP13)、ヒトCBMP3(マウスGDF−7、ヒトBMP12)、マウスGDF3、ヒトGDF−1、マウスGDF−1、ニワトリDORSALIN、ショウジョウバエDPP、ショウジョウバエSCREW、マウスNODAL、マウスGDF−8、ヒトGDF−8、マウスGDF−9、マウスGDF−10、ヒトGDF−11、マウスGDF−11、ヒトBMP15、及びラットBMP3b。一般的配列1と同様、一般的配列3はC−末端6システイン骨格に適応し、一般的配列2と同様、一般的配列4は7システイン骨格に適応する。
一般的配列3(SEQ ID No:27)
Figure 2006516020
但し、それぞれのXaaは独立して下記記載の1以上の特定のアミノ酸の群から選ばれる:「Res.」は「残基」を意味し、Xaa at res.1=(Phe,Leu又はGlu);Xaa at res.2=(Tyr,Phe,His,Arg,Thr,Lys,Gln,Val又はGlu);Xaa at res.3=(Val,Ile,Leu又はAsp);Xaa at res.4=(Ser,Asp,Glu,Asn又はPhe);Xaa at res.5=(Phe又はGlu);Xaa at res.6=(Arg,Gln,Lys,Ser,Glu,Ala又はAsn);Xaa at res.7=(Asp,Glu,Leu,Ala又はGln);Xaa at res.8=(Leu,Val,Met,Ile又はPhe);Xaa at res.9=(Gly,His又はLys);Xaa at res.10=(Trp又はMet);Xaa at res.11=(Gln,Leu,His,Glu,Asn,Asp,Ser又はGly);Xaa at res.12=(Asp,Asn,Ser,Lys,Arg,Glu又はHis);Xaa at res.13=(Trp又はSer);Xaa at res.14=(Ile又はVal);Xaa at res.15=(Ile又はVal);Xaa at res.16=(Ala,Ser,Tyr又はTrp);Xaa at res.18=(Glu,Lys,Gln,Met,Pro,Leu,Arg,His又はLys);Xaa at res.19=(Gly,Glu,Asp,Lys,Ser,Gln,Arg又はPhe);Xaa at res.20=(Tyr又はPhe);Xaa at res.21=(Ala,Ser,Gly,Met,Gln,His,Glu,Asp,Leu,Asn,Lys又はThr);Xaa at res.22=(Ala又はPro);Xaa at res.23=(Tyr,Phe,Asn,Ala又はArg);Xaa at res.24=(Tyr,His,Glu,Phe又はArg);Xaa at res.26=(Glu,Asp,Ala,Ser,Tyr,His,Lys,Arg,Gln又はGly);Xaa at res.28=(Glu,Asp,Leu,Val,Lys,Gly,Thr,Ala又はGln);Xaa at res.30=(Ala,Ser,Ile,Asn,Pro,Glu,Asp,Phe,Gln又はLeu);Xaa at res.31=(Phe,Tyr,Leu,Asn,Gly又はArg);Xaa at res.32=(Pro,Ser,Ala又はVal);Xaa at res.33=(Leu,Met,Glu,Phe又はVal);Xaa at res.34=(Asn,Asp,Thr,Gly,Ala,Arg,Leu又はPro);Xaa at res.35=(Ser,Ala,Glu,Asp,Thr,Leu,Lys,Gln又はHis);Xaa at res.36=(Tyr,His,Cys,Ile,Arg,Asp,Asn,Lys,Ser,Glu又はGly);Xaa at res.37=(Met,Leu,Phe,Val,Gly又はTyr);Xaa at res.38=(Asn,Glu,Thr,Pro,Lys,His,Gly,Met,Val又はArg);Xaa at res.39=(Ala,Ser,Gly,Pro又はPhe);Xaa at res.40=(Thr,Ser,Leu,Pro,His又はMet);Xaa at res.41=(Asn,Lys,Val,Thr又はGln);Xaa at res.42=(His,Tyr又はLys);Xaa at res.43=(Ala,Thr,Leu又はTyr);Xaa at res.44=(Ile,Thr,Val,Phe,Tyr,Met又はPro);Xaa at res.45=(Val,Leu,Met,Ile又はHis);Xaa at res.46=(Gln,Arg又はThr);Xaa at res.47=(Thr,Ser,Ala,Asn又はHis);Xaa at res.48=(Leu,Asn又はIle);Xaa at res.49=(Val,Met,Leu,Pro又はIle);Xaa at res.50=(His,Asn,Arg,Lys,Tyr又はGln);Xaa at res.51=(Phe,Leu,Ser,Asn,Met,Ala,Arg,Glu,Gly又はGln);Xaa at res.52=(Ile,Met,Leu,Val,Lys,Gln,Ala又はTyr);Xaa at res.53=(Asn,Phe,Lys,Glu,Asp,Ala,Gln,Gly,Leu又はVal);Xaa at res.54=(Pro,Asn,Ser,Val又はAsp);Xaa at res.55=(Glu,Asp,Asn,Lys,Arg,Ser,Gly,Thr,Gln,Pro又はHis);Xaa at res.56=(Thr,His,Tyr,Ala,Ile,Lys,Asp,Ser,Gly又はArg);Xaa at res.57=(Val,Ile,Thr,Ala,Leu又はSer);Xaa at res.58=(Pro,Gly,Ser,Asp又はAla);Xaa at res.59=(Lys,Leu,Pro,Ala,Ser,Glu,Arg又はGly);Xaa at res.:60=(Pro,Ala,Val,Thr又はSer);Xaa at res.61=(Cys,Val又はSer);Xaa at res.63=(Ala,Val又はThr);Xaa at res.65=(Thr,Ala,Glu,Val,Gly,Asp又はTyr);Xaa at res.66=(Gln,Lys,Glu,Arg又はVal);Xaa at res.67=(Leu,Met,Thr又はTyr);Xaa at res.68=(Asn,Ser,Gly,Thr,Asp,Glu,Lys又はVal);Xaa at res.69=(Ala,Pro,Gly又はSer);Xaa at res.70=(Ile,Thr,Leu又はVal);Xaa at res.71=(Ser,Pro,Ala,Thr,Asn又はGly);Xaa at res.2=(Val,Ile,Leu又はMet);Xaa at res.74=(Tyr,Phe,Arg,Thr,Tyr又はMet);Xaa at res.75=(Phe,Tyr,His,Leu,Ile,Lys,Gln又はVal);Xaa at res.76=(Asp,Leu,Asn又はGlu);Xaa at res.77=(Asp,Ser,Arg,Asn,Glu,Ala,Lys,Gly又はPro);Xaa at res.78=(Ser,Asn,Asp,Tyr,Ala,Gly,Gln,Met,Glu,Asn又はLys);Xaa at res.79=(Ser,Asn,Glu,Asp,Val,Lys,Gly,Gln又はArg);Xaa at res.80=(Asn,Lys,Thr,Pro,Val,Ile,Arg;Ser又はGln);Xaa at res.81=(Val,Ile,Thr又はAla);Xaa at res.82=(Ile,Asn,Val,Leu,Tyr,Asp又はAla);Xaa at res.83=(Leu,Tyr,Lys又はIle);Xaa at res.84=(Lys,Arg,Asn,Tyr,Phe,Thr,Glu又はGly);Xaa at res.85=(Lys,Arg,His,Gln,Asn,Glu又はVal);Xaa at res.86=(Tyr,His,Glu又はIle);Xaa at res.87=(Arg,Glu,Gln,Pro又はLys);Xaa at res.88=(Asn,Asp,Ala,Glu,Gly又はLys);Xaa at res.89=(Met又はAla);Xaa at res.90=(Val,Ile,Ala,Thr,Ser又はLys);Xaa at res.91=(Val又はAla);Xaa at res.92=(Arg,Lys,Gln,Asp,Glu,Val,Ala,Ser又はThr);Xaa at res.93=(Ala,Ser,Glu,Gly,Arg又はThr);Xaa at res.95=(Gly,Ala又はThr);Xaa at res.97=(His,Arg,Gly,Leu又はSer)。更に、rBMP−3b及びmGDF−10中のres.53の後ろにはIleがあり;GDF−1中のres.54の後ろにはTがあり;BMP3中のres.54の後ろにはVがあり;BMP8及びDorsalin中のres.78の後ろにはGがあり;hGDF−1中のres.37の後ろにはPro,Gly,Gly,Proがある。
一般的配列4(SEQ ID NO:28)は全ての一般的配列3(SEQ ID NO:27)を含有し、更に下記配列(SEQ ID NO:26)をそのN−末端に含有する:
Figure 2006516020
従って、残基6で開始すると、一般的配列4中のそれぞれの「Xaa」は一般的配列3用に定義される特定のアミノ酸であり、一般的配列3で記載されたそれぞれ残基数は一般的配列4中5個シフトしているという特徴を有する。そのため、一般的配列3中の「Xaa at res.1=(Tyr,Phe,His,Arg,Thr,Lys,Gln,Val又はGlu)」は一般的配列4中の「Xaa at res.6」である。一般的配列4中、Xaa at res.2=(Lys,Arg,Gln,Ser,His,Glu,Ala,又はCys);Xaa at res.3=(Lys,Arg,Met,Lys,Thr,Leu,Tyr,又はAla);Xaa at res.4=(His,Gln,Arg,Lys,Thr,Leu,Val,Pro,又はTyr);及びXaa at res.5=(Gln,Thr,His,Arg,Pro,Ser,Ala,Gln,Asn,Tyr,Lys,Asp,又はLeu)である。
一般的配列4の定義中の天然性モルフォゲンの配列に基づくと、1以上のアミノ酸残基のギャップ及び/又は挿入は、少なくとも残基11〜12、42〜43、59〜60、68〜69及び83〜84の間又はこれらを含むものの場合(生物活性を失うか実質的に損なうことなしに)許容できることは明らかである。
本発明でモルフォゲンとして使用できる特に有用な配列として、C−末端ドメインが挙げられ、例えばC−末端96−102アミノ酸残基Vgl、Vgr−1、DPP、OP−1、OP−2、CBMP2A、CBMP2B、GDF−1(参照、下記表II、及びSEQ ID Nos:1〜13)、並びに、その全ては少なくとも保存された6又は7システイン骨格を含有するC−末端ドメイン60A、BMP3、BMP5及びBMP6(参照SEQ ID Nos:12、14〜16)を含有する蛋白質である。更に、米国特許番号5011691に開示されたCOP−1、3〜5、7、16等の一般的配列から設計された生合成構成体も又、有用である。他の配列としてインヒビン/アクティビン蛋白質が挙げられる(参照、例えば米国特許番号4968590及び5011691)。従って、他の有用な配列は、いずれかの上記配列と70%以上アミノ酸配列ホモロジー又は50%同一性、好ましくは80%ホモロジー又は70%同一性を有する。これらは対立遺伝子、変種及び突然変異種、並びに生合成ムテイン、同様に蛋白質の形態発生ファミリーの新規なメンバーを含むことが予測できる。特に関連する蛋白質のファミリーで考えられるのは形態発生活性を発現するが好ましい配列からのアミノ酸変化は保存的変化を含む蛋白質である。保存されたアミノ酸変化に関する知見は当分野で公知である。例えばDayhoffら(1978)、「蛋白質配列及び構造地図」Vol.5(追補3)、ch.22(pp.345−362)、(M.O.Dayhoff、ed.、Nat’lBioMed.ResearchFdn.ワシントン、D.C.1978)には進化学的保存された蛋白質中のある種のアミノ酸置換は無作為の機会で予測されるよりも高い期待される頻度で発生することが記載されている。従って、保存されたアミノ酸置換は図84(supra)に従って決定されることが出来る。ここで使用される、可能性のある有用な配列はNeedlemanら((1970)、J.Mol.Biol.48:443−453)の方法及びMega Alignプログラム(DNA Star社製)により算出された同一性を使用して公知のモルフォゲン配列で配列した。
下記表IIはモルフォゲンとして特定された天然蛋白質の活性な領域のアミノ酸配列を比較する。上記モルフォゲンとして、ヒトOP−1(hOP−1、SEQ ID Nos:1〜3)、マウスOP−1(mOP−1、SEQ ID Nos:4及び19)、ヒト及びマウスOP−2(SEQ ID Nos:5、6、21、及び23)、CBMP2A(SEQ ID No:10)、CBMP2B(SEQ ID No:11)、BMP3(SEQ ID No:12)、DPP(ショウジョウバエ由来、SEQ ID No:7)、Vgl(アフリカツメガエル由来、SEQ ID No:8)、Vgr−1(マウス由来、SEQ ID No:9)、GDF−1(マウス由来、SEQ ID Nos:13)、60A蛋白質(ショウジョウバエ由来、SEQ ID Nos:14)、BMP5(SEQ ID No:15)及びBMP6(SEQ ID No:16)が挙げられる。配列は、実質的に下記Needlemanら(1970)、J.Mol.Biol.48:443−453の方法を使用して、アラインプログラム(DNA Star社製)を使用して算出して配列した。表中、3つの点はその位置のアミノ酸がhOP−1中のアミノ酸と同一であることを示す。3つのダッシュはその位置に存在するアミノ酸がないことを示し、相同性を表示する目的のために記載した。例えばCBMP−2A及びCBMP−2Bのアミノ酸残基60は「欠失」している。勿論、この領域中両方のこれらアミノ酸配列は、Asn−Ser(残基58、59)を含有し、CBMP−2AはLys及びIleを含有する一方CBMP−2BはSer及びIleを含有する。
表II
Figure 2006516020
Figure 2006516020
Figure 2006516020
Figure 2006516020
Figure 2006516020
†BMP3の残基56及び57間にVal残基があり;GDF−1の残基43及び44間にはアミノ酸配列Gly−Gly−Pro−Proがある。
上記アミノ酸配列比較から明らかなとおり、顕著なアミノ酸変化が形態発生活性を保持しながら一般的配列中に発生できる。
上記のように、本発明で有用なある種の好ましい形態発生ポリペプチド配列は、好ましいhOP−1のレファレンス配列を定義するアミノ酸配列(特に保存された6−hOP−1の7−システイン骨格、例えばSEQeqIDNo:1の残基39〜139)、又は本明細書に記載された他のモルフォゲンからの等価の領域と50%を超える同一性、好ましくは55%、60%、65%、70%、80%、85%、90%、95%又は99%を超える同一性を有する。特に好ましい配列として、OP−1及びOP−2蛋白質の対立遺伝子の及び系統発生的等価(相補)物変種、例えばショウジョウバエ60A蛋白質、並びに近接した関連する蛋白質BMP5、BMP6及びVgr−1が挙げられる。従って、有用な形態発生蛋白質は好ましくは、ここで言う一般的アミノ酸配列「OPX」(SEQ ID No:29)中の一対のポリペプチド鎖を含有する活性な蛋白質であり、その配列は7システイン骨格を限定し、OP−1及びOP−2の幾つかの特定された変種間の相同性を提供するものである。従って、それぞれ独立してOPX中の目的の位置にある「Xaa」は、マウス又はヒトOP−1若しくは−OP−2のC−末端配列の対応する位置に存在する残基から選ばれる。特に、それぞれの「Xaa」は独立して下記のように定義される1以上の特定のアミノ酸の群から選ばれる:
Figure 2006516020
但し、Xaa at res.2=(Lys又はArg);Xaa at res.3=(Lys又はArg);Xaa at res.11=(Arg又はGln);Xaa at res.16=(Gin又はLeu);Xaa. at res.19=(Ile又はVal);Xaa at res.23=(Glu又はGln);Xaa at res.26=(Ala又はSer);Xaa at res.35=(Ala又はSer);Xaa at res.39=(Asn又はAsp);Xaa at res.41=(Tyr又はCys);Xaa at res.50=(Val又はLeu);Xaa at res.52=(Ser又はThr);Xaa at res.56=(Phe又はLeu);Xaa at res.57=(Ile又はMet);Xaa at res.58=(Asn又はLys);Xaa at res.60=(Glu,Asp又はAsn);Xaa at res.61=(Thr,Ala又はVal);Xaa at res.65=(Pro又はAla);Xaa at res.71=(Gln又はLys);Xaa at res.73=(Asn又はSer);Xaa at res.75=(Ile又はThr);Xaa at res.80=(Phe又はTyr);Xaa at res.82=(Asp又はSer);Xaa at res.84=(Ser又はAsn);Xaa at res.89=(Lys又はArg);Xaa at res.91=(Tyr又はHis);及びXaa at res.97=(Arg又はLys)。
下記特許又は発行物又は特許出願公開はモルフォゲン又は有用な/活性なモルフォゲンの式を開示し、その全ての内容をここで資料として使用する:欧州特許番号601106、及び米国特許出願08/937755(1997年9月25日出願)。
本発明の方法、組成物及び器具で有用なモルフォゲンとして、天然由来から精製され、又は組み換え型DNA又は他の合成技術により合成されたいずれかの上記ポリペプチド鎖を含有する蛋白質、及び対立遺伝子及びこれら蛋白質の変種、天然性又はその生合成突然変異、並びに各種一部切断(truncated)及び融合構成体が挙げられる。削除型又は添加型突然変異も又活性があると考えられ、保存されたC−末端システイン骨格が変化し、その変化が折り畳み構造中のこれらシステイン関係を機能的に破壊しないものも挙げられる。従って、このような活性体は特にここで記載される構成体と等価であると考えられる。
蛋白質は種々のグリコシル化パターン、種々のN−末端、アミノ酸配列ホモロジーの領域を有する関連する蛋白質のファミリー、及び、宿主細胞中の組み換え型DNAの発現により生成された、天然又は生合成蛋白質の活性な一部切断又は突然変異型の形でもよい。
形態発生蛋白質は、無傷又は一部切断cDNAから、原核生物又は真核宿主細胞中での合成DNAから発現し、精製され、開裂され、再折り畳まれ、二量体化されて、形態生成的に活性な組成物を形成することができる。一般に好ましい宿主細胞として、E.coli又は、CHO、COS又はBSC細胞等の適切な哺乳類性宿主細胞のいずれかが挙げられる。本発明の方法、組成物及び器具で有用なモルフォゲンの詳細な記載は、同時係属中のUS特許出願番号08/937755、1997年9月25日出願、及び欧州特許番号601106中に開示されており、その全ての内容をここで資料として使用する。従って、この開示により、遺伝子学分野の当業者は、適切なアミノ酸配列、又はオリゴヌクレオチドからの構成体DNAをエンコードする各種異種のcDNA又はゲノムライブラリーから遺伝子を単離して、それらを原核生物及び真核生物の両方を含む各種の宿主細胞中で発現して、大量の活性な蛋白質を生成でき、その蛋白質はヒトを含む各種の哺乳類において、免疫細胞介在性組織破壊からの組織及び器官の保護でありこのような損傷の実質的な阻止及び/又は損傷された組織の再生を含む保護に活性を示す。
更に好ましくは、有用な形態生成的に活性な蛋白質は、レファレンスモルフォゲン配列をエンコードするDNA又はRNAとハイブリダイズする核酸によりエンコードされた配列を含有するアミノ酸配列を含むポリペプチド鎖を有し、例えばOP−1、OP−2、BMP2、BMP4、BMP5、BMP6、60A、GDF−3、GDF−5、GDF−6、GDF−7等の保存された7システイン骨格を特定するC−末端配列が挙げられる。ここで使用される、高ストリンジェンシーハイブリダイゼーション条件は公知技術に従うハイブリダイゼーションであり、40%ホルムアミド、5XSSPE、5Xデンハルト液中、37℃で一晩0.1%SDS中、及び0.1XSSPE、0.1%SDSにより50℃で洗浄として定義される。標準的ストリンジェンシー条件は、標準的分子生物学クローニングテキストで良く記載されている。例えば「分子クローニング−A実験室マニュアル」2版、ed.Sambrook、Fritsch及びManiatis著(Cold Spring Harbor Laboratory Press:1989);「DNAクローニング」、I及びII巻(D.N.Glover ed.、1985);「オリゴヌクレオチド合成」(M.J.Gaited.、1984);「核酸ハイブリダイゼーション」(B.D.Hames&S.J.Higginseds.1984);及びB.Perbal、「分子クローニングへの実務案内」(1984)参照。
例えば形態発生蛋白質投与の選択選択肢として、哺乳類中の内因性モルフォゲン発現増加を刺激又は誘起できる有効量の薬剤は、ここで記載されるいずれかの経路によって投与されることができる。このようなモルフォゲン誘導物質は例えば哺乳類への全身性投与により、神経組織への直接投与により哺乳類へ供給される。目的の組織中の内因性モルフォゲン濃度を調整可能な誘導物質(刺激剤)の特定及び試験方法は、出願公開WO93/05172及びWO93/05751に記載されており、それぞれここで資料として使用する。簡略には、候補化合物は試験組織又は細胞、又はそれら由来の培養されたセルラインと、化合物が生成物に影響を与える、即ちその組織の細胞により生成されたモルフォゲンの発現及び/又は分泌を引き起こすのに充分な時間、in vitro培養して特定され試験される。適切な組織、又は適切な組織の培養された細胞は好ましくは腎臓の上皮、卵巣組織、線維芽細胞、及び骨芽細胞から選ばれる。
例えばモルフォゲンレセプターのアゴニストとして作用する薬剤がモルフォゲン自身の代わりに投与されてもよい。このような薬剤も又ここで言うモルフォゲン「ミミック、」「ミメティック」又は「アナログ」である。従って、例えばモルフォゲンのレセプターと結合及び作用するモルフォゲンの活性を模倣できる小ペプチド又は他の分子もモルフォゲンの等価物として使用される。好ましくはアゴニストは完全アゴニストであるが、部分モルフォゲンレセプターアゴニストも又有利に使用できる。このようなアゴニストの特定方法は当分野で公知であり、例えばモルフォゲン介在性反応(例えば後腎間葉の分化の誘起、軟骨内骨形成の誘起)を誘起する化合物のアッセイが挙げられる。例えばモルフォゲン誘導物質又はモルフォゲンレセプターのアゴニストの特定方法は、米国特許出願08/478097、1995年6月7日出願;米国特許出願09/791946、2001年2月22日出願;米国特許番号5834188;米国特許番号6273598;WO97/26277;欧州特許番号0876401;米国予備出願番号60/080032、1998年3月30日出願;米国予備出願番号60/296291、2001年6月10日出願;米国予備出願番号60/354820、2002年2月5日出願;及び米国予備出願2002年4月10日出願(筆頭発明者Peter Keck、題名「モルフォゲンアナログ及びその製造方法」)に記載されており、それらの開示をここで資料として使用する。
本発明のモルフォゲンのOP/BMPファミリーも又生物学的活性を有することは当業者に容易に理解される。特に本発明のモルフォゲンは、(a)Reddi−Sampath異所性骨アッセイ(Sampath及びReddi(1981)、Proc.Natl.Acad.Sci.USA78:7599−7603)又はその実質的に等価アッセイで軟骨形成誘起可能、(b)標準的慢性腎不全の動物モデルでの腎臓機能の進行性喪失を顕著に予防、阻止、遅延又は緩和可能、又は(c)慢性腎不全又はその危険性のある哺乳類へ投与された場合、腎臓機能の標準マーカーにおける臨床的に顕著な改善発揮可能、である。
Reddi−Sampath異所性骨アッセイは、軟骨形成性活性アッセイとして当分野で公知である。容易に実施できる上記アッセイは及び慢性腎不全を検出するその機能について、例えばSampath及びReddi(1981)、Proc.Natl.Acad.Sci.USA78:7599−7603に記載されている。
最後に、本発明のモルフォゲン慢性腎不全又はその危険性のある哺乳類(例えばヒト患者)へ投与した場合、腎臓機能の標準マーカーにおける臨床的に顕著な改善を引き起こすそれらの治療的効能により評価できる。このような腎臓機能のマーカーは医学的分野では公知であり、本発明を限定するものではないが、例えばBUN濃度の増大速度、血清クレアチニンの増大速度、BUNの静的測定、血清クレアチニンの静的測定、糸球体ろ過値(GFR)、BUN/クレアチニン割合、ナトリウム(Na+)血清濃度、クレアチニンの尿/血漿割合、尿素の尿/血漿割合、尿容量オスモル濃度、毎日の尿排出量等(例えばBrenner及びLazarus(1994)、「内科のハリソンの法則」13版、Issel bacherら、eds.、McGraw Hill Text、NewYork;Luke及びStrom(1994)、「内科」4版、J.H.Stein、ed.、Mosby−YearBook、Inc.St.Louis参照)が挙げられる。
本発明のモルフォゲンは、無傷又は一部切断されたゲノム又はcDNAから、原核生物又は真核宿主細胞中での合成DNAから発現することができる。二量性蛋白質はin vitroで培養媒体から単離され及び/又は再折り畳まれ、二量体化され、生物学的に活性な組成物を形成する。ヘテロダイマーは分離した、明確なポリペプチド鎖の結合によりin vitroで形成できる。一方、ヘテロダイマーは又、分離した、明確なポリペプチド鎖をエンコードする核酸の共発現により単一細胞中で形成できる。例えば幾つかの例示的組み換え型ヘテロ二量性蛋白質生成プロトコルとしてWO93/09229、又は米国特許番号5411941参照。一般に好ましい宿主細胞として、本発明を限定しないが、E.coli等の原核生物、又は、酵母(S.cerevisiae等)、昆虫細胞、又はCHO、COS又はBSC細胞等のいずれかの適切な哺乳類性宿主細胞を含む真核生物が挙げられる。当業者には他の宿主細胞も有利に使用できることは当然である。本発明の方法、組成物及び器具で有用なモルフォゲンの詳細な記載は、軟骨形成性活性物質の製造、使用、試験方法を含み、それらは数多くの発行物に開示されており、例えば米国特許番号5266683及び5011691に記載され、それらの明細書をここで資料として使用する。
一般的に、本発明の方法は、神経組織損傷又は神経障害の危険性又は罹患しているいずれの哺乳類動物の治療に適用できる。本発明は霊長類、好ましくはヒト等の高級霊長類の治療に有用である。しかし、本発明は更に家畜哺乳類の治療に使用でき、例えばヒトの仲間として飼育されるもの(例えば犬、猫、馬)、顕著な商品価値のあるもの(例えばヤギ、ブタ、ヒツジ、ウシ、競技用又は荷役用動物)、顕著な科学的価値のあるもの(例えば行動制限された又はされていない実験対象動物、又は近親交配種又は工学的に作成された動物種)、又は他の価値のあるものが挙げられる。
(ii)ACEの阻害薬(アンギオテンシン転換酵素)
アンギオテンシンI−転換酵素(EC3.4.15.1)又はキニナーゼII、はジペプチジルカルボキシペプチダーゼであり、それはアンギオテンシンIをアンギオテンシンII(効能のある昇圧剤)及びアルドステロン刺激性ペプチドへ加水分解することにより血圧調節及び電解質バランスにおいて重要な役割を果たす。この酵素も又、ブラジキニン、効能のある血管拡張剤を不活性化できる。ACE遺伝子は2アイソザイムをエンコードする。体性ACEアイソザイムは、例えば血管性内皮細胞、腎臓の上皮細胞、及び睾丸性ライジッヒ細胞等の多くの組織中で発現し、睾丸性又は胚性ACEアイソザイムは精液中でのみ発現する(Ramarajら、J.Clin.Invest.102:371−378、1998)。
本発明のアンギオテンシン転換酵素(ACE)阻害薬として、米国特許番号4473575及び4410520(その全ての内容をここで資料として使用する。)に開示され、下記式(I)で表される3−アミノ−[1]ベンズアゼピン−2−オン−1−アルカノイック酸(カルボン酸)及び誘導体が挙げられる:
Figure 2006516020
但し、RA及びRBは下式の基であり:
Figure 2006516020
但し、それぞれ:
0はカルボキシル又は機能的改質カルボキシルであり;
1は水素、低級アルキル、アミノ(低級)アルキル、アリール、アリール(低級)アルキル、環状アルキル、環状アルキル(低級)アルキル、アシルアミノ(低級)アルキル、モノ−又はジ−(低級)アルキルアミノ(低級)アルキル、低級アルキルチオ(低級)アルキル、カルボキシ(低級)アルキル、エステル化カルボキシ(低級)アルキル、カルバモイル(低級)アルキル、エーテル化又はアシル化ヒドロキシ(低級)アルキル、アリーロキシ(−低級)アルキル、アリール−(チオ−、スルフィニル−、又はスルホニル−)低級アルキル、アリール−N−(低級)アルキルアミノ(低級)アルキル、又はアリールアミノ(低級)アルキルであり;
2は水素又は低級アルキルであり;
3及びR4は、それぞれ独立して、水素、低級アルキル、低級アルコキシ、低級アルカノイルオキシ、ヒドロキシ、ハロゲン、トリフルオロメチルを表すか、
3及びR4は共に低級アルキレンジオキシを表し;
5は水素又は低級アルキルであり;
Xはオキソ、2つの水素、又は1の水素と一緒の1のヒドロキシ又はアシル化ヒドロキシを表し;
但し、炭素環式環は又ヘキサヒドロ又は6,7,8,9−テトラヒドロでもよく;
並びにそれらの塩及び複合体。
記号R0の意味中の機能的改質カルボキシル基は、例えば窒素原子を任意で置換されたエステル化カルボキシル基又はカルバモイル基でもよい。更に特に基RA中のCOR6で表され基RB中のCOR7で表される1又は両方のR0は、独立してカルボキシ、エステル化カルボキシ、カルバモイル又は置換されたカルバモイルを表す。
本発明のACE阻害薬として又、米国特許番号4385051(その全ての内容をここで資料として使用する。)に開示され、下記式(II)で表される二環式化合物及びそれらの誘導体が挙げられる:
Figure 2006516020
但し、R1及びR2は同一の又は異なりそれぞれ、水素、ヒドロキシ又は低級アルコキシを表し;
3は水素又は低級アルキルであり;
4は水素、低級アルキル、アミノ−低級−アルキル又はアシルアミノ−低級−アルキルであり;
5は置換されてもよい水素、低級アルキル又はアラルキルであり;
6はヒドロキシ、低級アルコキシ、アミノ又は低級アルキルアミノであり;
m及びnはそれぞれ1又は2を表す;及びその塩。
本発明のACE阻害薬として又、米国特許番号4337201(その全ての内容をここで資料として使用する。)に開示され、下記式(III)で表されるホスフィニルアルカノイル置換されたプロリン化合物が挙げられる:
Figure 2006516020
及びその塩、但し、R1はアルキル、アリール、アリールアルキル、環状アルキル、又は環状アルキル(アルキル)であり;
2及びR4はそれぞれ独立して水素、アルキル、アリールアルキル又は
Figure 2006516020
であり;
但し、Xは水素、アルキル、又はフェニルであり、Yは水素、アルキル、フェニル又はアルコキシであり、又はX及びYは一緒に−(CH22−、−(CH23−、−CH=CH−、又は
Figure 2006516020
を表し;
3は水素又はアルキルであり;
−R5−COOR4
Figure 2006516020
であり;
6は水素、ヒドロキシ、アルキル、ハロゲン、アジド、アミノ、環状アルキル、アリール、アリールアルキル、カルバモイルオキシ;
Figure 2006516020
N、N−ジアルキルカルバモイルオキシ、又はZ−R9であり;
7及びR7は同一でありそれぞれハロゲン又はZ−R10であるか、R7及びR7は共に=O、−O−(CH2m−O−又はS−(CH2m−S−であり;
8は水素及びR8'はフェニル、2−ヒドロキシフェニル又は4−ヒドロキシフェニルであり、R8及びR8'は共に=Oであり;
9はアルキル、アリール、アリールアルキル、1−又は2−ナフチル、又はビフェニルであり;
10はアルキル、アリール又はアリールアルキルであり;
Zは酸素又はイオウであり;
nは0又は1であり;
mは1又は2であり;−R5−COOR4が下式の場合
Figure 2006516020
1以上のR2及びR4は下式である。
Figure 2006516020
本発明のACE阻害薬として又、米国特許番号4046889(その全ての内容をここで資料として使用する。)に開示され、下記式(IV)で表されるアゼチジン−2−カルボン酸誘導体化合物が挙げられる:
Figure 2006516020
但し、Rはヒドロキシ、NH2又は低級アルコキシであり;
1及びR4はそれぞれ水素、低級アルキル又はフェニル−低級アルキルであり;
2は水素又はR5−COであり;
3は水素、ヒドロキシ又は低級アルキルであり;
5は低級アルキル、フェニル又はフェニル−低級アルキルであり;
mは1〜3であり;
nは0〜2であり、アスタリスクは不斉炭素原子を示す。R1が水素以外である場合、非環式側鎖中の炭素は非対称である。
本発明のACE阻害薬として又、米国特許番号4374829(その全ての内容をここで資料として使用する。)に開示され、下記式(V)で表されるカルボキシアルキルジペプチド化合物及びその誘導体が挙げられる:
Figure 2006516020
但し、R及びR6は同一又は異なり、ヒドロキシ、低級アルコキシ、低級アルケノキシ、ジ低級アルキルアミノ低級アルコキシ(ジメチルアミノエトキシ)、アシルアミノ低級アルコキシ(アセチルアミノエトキシ)、アシロキシ低級アルコキシ(ピバロイルオキシメトキシ)、フェノキシ等のアリーロキシ、ベンジロキシ等のアリール(低級)アルコキシ;置換されたアリーロキシ又は置換されたアリール(低級)アルコキシ(但し、置換基はメチル、ハロ又はメトキシ、アミノ、低級アルキルアミノ、ジ(低級)アルキルアミノ、ヒドロキシアミノ、又はベンジルアミノ等のアリール(低級)アルキルアミノ)であり;
1は水素、下記を含む1〜20炭素原子のアルキルであり、分岐した及び環式及び不飽和(アリル等)アルキル基、置換された低級アルキル(但し、置換基はハロ、ヒドロキシ、低級アルコキシ、フェノキシ等のアリーロキシ、アミノ、ジ低級アルキルアミノ、アシルアミノ、アセトアミド及びベンズアミドアリールアミノ等、グアニジノ、イミダゾリル、インドリル、メルカプト、低級アルキルチオ、フェニルチオ等のアリールチオ、カルボキシ又はカルボキシアミド、カルボ低級アルコキシ、フェニル又はナフチル等のアリール)、置換された(フェニル等の)アリール(但し、置換基は低級アルキル、低級アルコキシ又はハロ)、アリール低級アルキル、アリール低級アルケニル、ベンジル、スチリル又はインドリルエチル等のヘテロアリール低級アルキル又はヘテロアリール低級アルケニル、置換されたアリール低級アルキル、置換されたアリール低級アルケニル、置換されたヘテロアリール低級アルキル、又は置換されたヘテロアリール低級アルケニル(但し、置換基はハロ、ジハロ、低級アルキル、ヒドロキシ、低級アルコキシ、アミノ、アミノメチル、アシルアミノ(アセチルアミノ又はベンゾイルアミノ)ジ低級アルキルアミノ、低級アルキルアミノ、カルボキシル、ハロ低級アルキル、シアノ又はスルホンアミド、アルキル部分をアミノ又はアシルアミノ(アセチルアミノ又はベンゾイルアミノ)により置換されたアリール低級アルキル又はヘテロアリール低級アルキル;
2及びR7は同一又は異なり、水素又は低級アルキルであり;
3は水素、低級アルキル、フェニル低級アルキル、アミノメチルフェニル低級アルキル、ヒドロキシフェニル低級アルキル、ヒドロキシ低級アルキル、アシルアミノ低級アルキル(ベンゾイルアミノ低級アルキル、アセチルアミノ低級アルキル等)アミノ低級アルキル、ジメチルアミノ低級アルキル、ハロ低級アルキル、グアニジノ低級アルキル、イミダゾリル低級アルキル、インドリル低級アルキル、メルカプト低級アルキル、低級アルキルチオ低級アルキルであり;
4は水素又は低級アルキルであり;
5は水素、低級アルキル、フェニル、フェニル低級アルキル、ヒドロキシフェニル低級アルキル、ヒドロキシ低級アルキル、アミノ低級アルキル、グアニジノ低級アルキル、イミダゾリル低級アルキル、インドリル低級アルキル、イミダゾリル低級アルキル、インドリル低級アルキル、メルカプト低級アルキル又は低級アルキルチオ低級アルキルであり;
4及びR5は共に結合して2〜4炭素原子のアルキレン架橋、2〜3炭素原子及び1のイオウ原子のアルキレン架橋、二重結合を含有する3〜4炭素原子のアルキレン架橋又はヒドロキシ、低級アルコキシ、低級アルキル又はジ低級アルキルで上記置換されたアルキレン架橋を形成してもよい。
本発明のACE阻害薬として又、米国特許番号4508729(その全ての内容をここで資料として使用する。)に開示され、下記式(VI)で表されるイミノジカルボン酸化合物が挙げられる:
Figure 2006516020
但し、環Aは飽和してn=0又は1であるか、環Aはベンゼン環でn=1であり、
1はアミノ基を有しても良い1〜4炭素原子を有する低級アルキル基を表し、
2は水素原子又は1〜4炭素原子を有するアルキル基を表し、
3は、直鎖又は分岐アルキル基、合計9以下の炭素原子を有する、モノ−又はジ環状アルキルアルキル又はフェニルアルキル基、又は下式の置換されたアルキル基であり:
Figure 2006516020
但し、R4はH、低級アルキル(C1〜C4)又は環状アルキル(C3〜C6)基であり、
5はH、低級アルキル(C1〜C4)、環状アルキル(C3〜C6)又はアルコキシカルボニル基であり、
Y=S又は>N−Q但しQ=H、又はアセチル又はベンジロキシカルボニル基、及びp=1又は2、及びq=0又は1である。
本発明のACE阻害薬化合物として又、米国特許番号4344949(その全ての内容をここで資料として使用する。)に開示され、下記式(VII)で表される1,2,3,4−テトラヒドロイソキノリン−3−カルボン酸化合物の置換されたアシル誘導体が挙げられる:
Figure 2006516020
但し、Rは水素、低級アルキル又はアラルキルであり;
1は水素、低級アルキル、又はベンジルであり;
2は水素又は低級アルキルであり;
Arはフッ素、塩素、臭素、低級アルキル、低級アルコキシ、ヒドロキシ又はアミノの群から選ばれる1又は2の置換基で置換されたフェニル又はフェニルであり;
X及びYは独立して水素、低級アルキル、低級アルコキシ、低級アルキルチオ、低級アルキルスルフィニル(sufinyl)、低級アルキルスルホニル、ヒドロキシであるか、X及びYは共にメチレンジオキシであり;
mは0〜3であり;
並びに医薬的に許容されるその塩。
本発明のACE阻害薬として又、米国特許番号4168267(その全ての内容をここで資料として使用する。)に開示され、下記式(VIII)で表されるホスフィニルアルカノイルプロリン化合物が挙げられる:
Figure 2006516020
但し、R1は低級アルキル、フェニル又はフェニル−低級アルキルであり;
2は水素、フェニル−低級アルキル又は金属イオンであり;
3は水素又は低級アルキルであり;
4は水素、低級アルキル、フェニル−低級アルキル又は金属イオンであり;
nは0又は1である。
本発明のACE阻害薬として又、米国特許番号4316906(その全ての内容をここで資料として使用する。)に開示され、下記式(IX)で表されるエーテル及びチオエーテルメルカプトアシルプロリン化合物が挙げられる:
Figure 2006516020
但し、基X−R1は環中の3−又は4−位に位置し;
Xは酸素又はイオウであり;
Rは水素又は低級アルキルであり;
1は低級アルキル、低級アルケニル、低級アルキニル、環状アルキル、1−又は2−アダマンチル、アリール、置換されたアリール、フェニル−低級アルキレン又は置換されたフェニル−低級アルキレンであり;
2及びR3は独立して水素、低級アルキル、及びトリフルオロメチルから選ばれ;
4は水素、R5−CO−、又は下式であり、
Figure 2006516020
5は低級アルキル、フェニル、フェニル−低級アルキレン;置換されたフェニル、又は置換されたフェニル−低級アルキレンであり;
nは0、1又は2である;及びその塩。
本発明のACE阻害薬として又、米国特許番号4105776(その全ての内容をここで資料として使用する。)に開示され、下記式(X)で表されるプロリン誘導体及び関連する化合物が挙げられる:
Figure 2006516020
但し、Rはヒドロキシ、NH2又は低級アルコキシであり;
1及びR4はそれぞれ水素、低級アルキル、フェニル又はフェニル−低級アルキルであり;
2は水素、低級アルキル、フェニル、置換されたフェニル(但し、フェニル置換基はハロ、低級アルキル又は低級アルコキシ)、フェニル−低級アルキル、ジフェニル低級アルキル、トリフェニル−低級アルキル、低級アルキルチオメチル、フェニル−低級アルキルチオメチル、低級アルカノイル−アミドメチル、下式であり
Figure 2006516020
3は水素、ヒドロキシ又は低級アルキルであり;
5は低級アルキル、フェニル又はフェニル−低級アルキルであり;
6は低級アルキル、フェニル、置換されたフェニル、(但し、フェニル置換基はハロ、低級アルキル又は低級アルコキシ)、ヒドロキシ−低級アルキル又はアミノ(カルボキシ)低級アルキル、下式であり;
Figure 2006516020
MはO又はSであり;
mは1〜3であり;及び
n及びpはそれぞれ0〜2であり;
アスタリスクは不斉炭素原子を示し、置換基R1、R3及びR4を有するそれぞれの炭素は、置換基が水素以外である場合非対称である。
本発明のACE阻害薬として又、米国特許番号4512924(その全ての内容をここで資料として使用する。)に開示され、下記式(XI)で表される二環式ピリダゾ[1,2−A][1,2]ジスアゼピン化合物が挙げられる:
Figure 2006516020
但し、Bはメチレン(−CH2−)、エチレン(−CH2−CH2−)又はビニレン(−CH=CH−)基を表し;
1は水素原子又はアルキル、アラルキル、アミノ−アルキル、モノアルキルアミノ−アルキル、ジアルキルアミノアルキル、アシルアミノ−アルキル、フタルイミド−アルキル、アルコキシカルボニルアミノ−アルキル、アリーロキシカルボニルアミノ−アルキル、アラルコキシカルボニルアミノ−アルキル、アルキルアミノカルボニルアミノアルキル、アリールアミノカルボニルアミノ−アルキル、アラルキルアミノカルボニルアミノ−アルキル、アルキルスルホニルアミノ−アルキル又はアリールスルホニルアミノ−アルキル基を表し;
2はカルボキシル、アルコキシカルボニル又はアラルコキシカルボニル基又は下式の基を表し:
Figure 2006516020
3はカルボキシル、アルコキシカルボニル又はアラルコキシカルボニル基を表し;
4及びR5はそれぞれ水素原子を表し、R4及びR5は共にオキソ基を表し;
6及びR7はそれぞれ水素原子又はアルキル又はアラルキル基を表し、R6及びR7は共に結合している窒素原子と共に、更に窒素原子又は酸素又はイオウ原子を含有してもよい飽和5員又は6員複素単環を形成してもよく、nは0,1又は2である、医薬的に許容されるその塩。
本発明のACE阻害薬として又、米国特許番号4234489(その全ての内容をここで資料として使用する。)に開示され、下記式(XII)で表されるピログルタミン酸誘導体が挙げられる:
Figure 2006516020
及びその塩、但し、
Rは水素、アルキル又はジフェニルメチルであり;
1は水素、アルキル又はトリフルオロメチルであり;
2は水素であり、
Figure 2006516020
3は水素、アルキル、フェニル、又はフェニルアルキルであり;
Xは酸素又はイオウであり;
nは0又は1である。
本発明のACE阻害薬として又、米国特許番号4432971(その全ての内容をここで資料として使用する。)に開示され、下記式(XIII)で表されるホスホンアミデート置換されたアミノ又はイミノ酸及びその塩が挙げられる:
Figure 2006516020
但し、Xは下式のイミノ又はアミノ酸であり:
Figure 2006516020
7は水素、低級アルキル、ハロゲン、ケト、ヒドロキシ、下式のもの
Figure 2006516020
下式の1−又は2−ナフチル:
Figure 2006516020
下式の1−又は2−ナフチロキシ:
Figure 2006516020
又は下式の1−若しくは2−ナフチルチオ:
Figure 2006516020
−O低級アルキル、下式の1−又は2−ナフチロキシ:
Figure 2006516020
又は下式の1−若しくは2−ナフチルチオであり:
Figure 2006516020
10はハロゲン又は−YR16であり;
11、R11、R12及びR12は独立して水素及び低級アルキルから選ばれ、又はR11、R12及びR12は水素であるか、R11は下式であり;
Figure 2006516020
13は水素、1〜4炭素の低級アルキル、1〜4炭素の低級アルキルチオ、クロロ、ブロモ、フルオロ、トリフルオロメチル、ヒドロキシ、フェニル、フェノキシ、フェニルチオ、又はフェニルメチルであり;
14は水素、1〜4炭素の低級アルキル、1〜4炭素の低級アルコキシ、1〜4炭素の低級アルキルチオ、クロロ、ブロモ、フルオロ、トリフルオロメチル、又はヒドロキシであり;
mは0,1,2又は3であり;
pは、1,2又は3であり、R13又はR14が水素、メチル、メトキシ、クロロ、又はフルオロの場合にはpは1以上であり;
15は水素又は1〜4炭素の低級アルキルであり;
Yは酸素又はイオウであり;
16は1〜4炭素の低級アルキルであり;
Figure 2006516020
又はR16基は結合して非置換の5−又は6員環又は1以上の炭素は1〜4炭素の低級アルキル又はジ(1〜4炭素の低級アルキル)置換基を有する上記環を完成しても良く;
4は水素、低級アルキル、−(CH2m環状アルキルであり;
Figure 2006516020
5は水素、低級アルキル、下式のものであり;
Figure 2006516020
rは1〜4の整数であり;
1は水素、低級アルキル、又は環状アルキルであり;
2は水素、低級アルキル、ハロ置換された低級アルキル、下式のものであるか、
Figure 2006516020
1及びR2は共に−(CH2n(但し、nは2〜4の整数)であり.
3及びR6は独立して、水素、低級アルキル、ベンジル、ベンズヒドリル、又は下式から選ばれ;
Figure 2006516020
但し、R17は水素、低級アルキル、環状アルキル、又はフェニルであり;
18は水素、低級アルキル、低級アルコキシ、フェニルであるか、R17及びR18は共に下式であり;
Figure 2006516020
19は低級アルキル、ベンジル、又はフェネチルであり;
20は水素、低級アルキル、ベンジル又はフェネチルであり;
21は1〜10炭素原子のアルキルであり;
Figure 2006516020
但し、qは0又は1〜7の整数であり、sは1〜8の整数であり、R13及びpは上記定義と同様である。
本発明のACE阻害薬として又、米国特許番号4452790(その全ての内容をここで資料として使用する。)に開示され、下記式(XIV)で表されるホスホナート置換されたアミノ又はイミノ酸及びその塩が挙げられる:
Figure 2006516020
Xは下式のイミノ又はアミノ酸であり:
Figure 2006516020
4は水素、低級アルキル、ハロゲン、ケト、ヒドロキシ、下式:
Figure 2006516020
下式の1−又は2−ナフチル:
Figure 2006516020
下式の1−又は2−ナフチロキシ:
Figure 2006516020
又は下式の1−若しくは2−ナフチルチオであり:
Figure 2006516020
5はケト、ハロゲン、下式:
Figure 2006516020
−O低級アルキル、下式の1−又は2−ナフチロキシ:
Figure 2006516020
−S低級アルキル:
Figure 2006516020
又は下式の1−若しくは2−ナフチルチオであり:
Figure 2006516020
7はケト又は下式のものであり;
Figure 2006516020
それぞれのR8は独立してハロゲン又は−YR14であり;
9、R9、R10は独立して水素及び低級アルキルから選ばれるか、R9、R10及びR10は水素でありR9は下式であり;
Figure 2006516020
11は水素、1〜4炭素の低級アルキル、1〜4炭素の低級アルコキシ、1〜4炭素の低級アルキルチオ、クロロ、ブロモ、フルオロ、トリフルオロメチル、ヒドロキシ、フェニル、フェノキシ、フェニルチオ、又はフェニルメチルであり;
12は水素、1〜4炭素の低級アルキル、1〜4炭素の低級アルコキシ、1〜4炭素の低級アルキルチオ、クロロ、ブロモ、フルオロ、トリフルオロメチル、又はヒドロキシであり;
mは0,1,2又は3であり;
pは、1,2又は3であり、R11又はR12が水素、メチル、メトキシ、クロロ、フルオロの場合にはpは1以上であり;
13は水素又は1〜4炭素の低級アルキルであり;
Yは酸素又はイオウであり;
14は1〜4炭素の低級アルキルであるか;
Figure 2006516020
14基は結合して非置換の5−又は6員環又は1以上の炭素は1〜4炭素の低級アルキル又はジ(1〜4炭素の低級アルキル)置換基を有する上記環を完成しても良く;
21は水素、低級アルキル、環状アルキル、フェニル、又は下式であり;
Figure 2006516020
22は水素、低級アルキル、下式であり;
Figure 2006516020
rは1〜4の整数であり;
1は1〜10炭素原子のアルキル、アミノアルキル、ハロアルキル、下式であり;
Figure 2006516020
但し、qは0又は1〜7の整数及びR12及びpは上記で定義され;
19及びR20は独立して水素、低級アルキル、ハロ置換された低級アルキル、下式から選ばれ;
Figure 2006516020
但し、m、R11、及びpは上記定義と同様である;
2は水素、低級アルキル、ハロ置換された低級アルキル、下式のものであり;
Figure 2006516020
但し、rは上記定義と同様である;
3及びR6は独立して水素、低級アルキル、ベンジル、Li、Na又はK等のアルカリ金属、ベンズヒドリル、又は下式から選ばれ;
Figure 2006516020
但し、R15は水素、低級アルキル、環状アルキル、又はフェニルであり、R16は水素、低級アルキル、低級アルコキシ、フェニルであるか、R15及びR16は共に−(CH22−、−(CH23−、−CH=CH−、又は下式であり;
Figure 2006516020
17は低級アルキル、ベンジル、又はフェネチルであり;
18は水素、低級アルキル、ベンジル又はフェネチルである。
本発明のACE阻害薬として又、欧州特許番号0060668(その全ての内容をここで資料として使用する。)に開示され、下記式(XV)で表される化合物が挙げられる:
Figure 2006516020
又はその医薬的に許容される塩、但し、
mは0〜3であり;
nは1〜5であり;
1は水素又はC1~6アルキルであり;
2は水素、C1~4アルキル、−(CH2pNH2であり
(但し、pは1〜4、又は−NHCOR5であり、R5はC1~4アルキル);
3は水素又はC1~6アルキルであり;
4はC1~4アルキル、C1~4アルコキシ、ハロゲン又はCF3であり;
XはCH2又はSである。
ジヒドロベンゾフラニル成分は、2−位又は3−位、好ましくは、2−位で残りの構造と結合してもよく;
好ましくはXはCH2である。
本発明のACE阻害薬として又、欧州特許番号0080822(その全ての内容をここで資料として使用する。)に開示され、下記式(XVI)で表される化合物が挙げられる:
Figure 2006516020
又はその医薬的に許容される塩、
但し、R1は任意でNHR6、(但し、R6は水素又はC1~5)アルキルカルボニル)置換され又は任意でハロゲンで置換されたフェニル又はナフチル置換されたC1~5アルキル、任意でベンゾ成分をC1~5アルキル、C1~5アルコキシ、ハロゲン又はトリフルオロメチルにより置換されたジヒドロベンゾフラン−2−イルで置換されたC1~5アルキル又はC1~5アルコキシ;
2及びR5は同一又は異なり、それぞれヒドロキシ、C1~5アルコキシ、C2~6アルキルカルボニル又は、任意でC1~5アルキルで置換された、アミノであり;
3は任意で基−NHR7置換されたC1~5アルキルであり(但し、R7は水素、C1~5アルキル又はC2~6アルキルカルボニル)であり;
4は任意でハロゲンで置換されたフェニル、C1~5アルコキシ、トリフルオロメチル又はC1~5アルキルである。
本発明のACE阻害薬として又、欧州特許番号0009183(その全ての内容をここで資料として使用する。)に開示され、下記式(XVII)で表されるリン酸系アミノ酸誘導体が挙げられる:
Figure 2006516020
但し、nは0又は1であり;
Rは水素、低級アルキル、フェニル低級アルキル、ヒドロキシフェニル低級アルキル、ヒドロキシ低級アルキル、アミノ低級アルキル、グアニジノ低級アルキル、イミダゾイル低級アルキル、インドリル低級アルキル、メルカプト低級アルキル、低級アルキルメルカプト低級アルキルであり;
3は水素であり;
4は水素、低級アルキル、フェニル低級アルキル、ヒドロキシフェニル低級アルキル、ヒドロキシ低級アルキル、アミノ低級アルキル、グアニジノ低級アルキル、グアニジノ低級アルキル、イミダゾイル低級アルキル、インドリル低級アルキル、メルカプト低級アルキル、低級アルキルメルカプト低級アルキルであり;
3及びR4は共に結合して2〜4炭素原子のアルキレン架橋、2〜3炭素原子及び1のイオウ原子のアルキレン架橋を形成してもよく;
Xは0、NR5、Sであり(但し、R5はH又は低級アルキル);
1は水素、低級アルキル、アラルキル又はアリールであり;
2は水素、低級アルキル、アラルキル又はアリールである;及び医薬的に許容されるその塩。
本発明のACE阻害薬として又、米国特許番号4217359(その全ての内容をここで資料として使用する。)に開示され、下記式(XVIII)で表されるメルカプトアシルヒドロキシプロリンカルバメート誘導体が挙げられる:
Figure 2006516020
但し、R、R2及びR3それぞれは水素又は低級アルキルであり;
0及びR1それぞれは水素、低級アルキル、環状低級アルキル、アリル、プロパルギル、フェニル又は置換されたフェニルであり;又はR0及びR1は窒素と結合して5−又は6員複素環式を完成しても良く;
4は水素又は式R5−CO−の加水分解可能な有機性保護基又は下記であり;
Figure 2006516020
5は低級アルキル、フェニル、置換されたフェニル、フェニル−低級アルキル、置換されたフェニル−低級アルキル、環状アルキル、チエニル、又はフリルであり;
nは0、1又は2である;及びその塩。
アスタリスクは不斉中心を示す。R2及び/又はR3が水素以外である場合、非環式側鎖中の炭素は非対称である。それぞれの不斉中心は下記記載の従来法により分離されることができるD及びL形を提供する。
本発明のACE阻害薬として又、米国特許番号4129571(その全ての内容をここで資料として使用する。)に開示され、下記式(XIX)で表されるアミノ酸の置換されたアシル誘導体が挙げられる:
Figure 2006516020
及びその塩、但し:
Rはヒドロキシ又は低級アルコキシであり;
1は水素、低級アルカノイル又はアミノ(イミノ)−メチルであり;
2は水素、低級アルキル又はフェニル−低級アルキレンであり;
3は水素、低級アルカノイル、ベンゾイル又は下記式であり
Figure 2006516020
Aは水素、低級アルキル又はヒドロキシ−低級アルキレンであり;
Bは水素、低級アルキル、フェニル、フェニル−低級アルキレン、ヒドロキシ−低級アルキレン、ヒドロキシフェニル−低級アルキレン、アミノ−低級アルキレン、グアニジノ−低級アルキレン、メルカプト−低級アルキレン、低級アルキルチオ−低級アルキレン、イミダゾリル−低級アルキレン、インドリル−低級アルキレン、カルバモイル−低級アルキレン又はカルボキシ−低級アルキレンであり;
又はA及びBは
共に窒素及び炭素と結合して(CH2p架橋を形成し、5−又は6員環を完成しても良く(1の炭素は任意でヒドロキシ基を有しても良い);
nは0又は1であり;
mは0、1、2、3又は4であり;
1以上のm及びnは0以外であり;
pは3又は4である。
アスタリスクは不斉中心を示す。
本発明のACE阻害薬として又、米国特許番号4154935(その全ての内容をここで資料として使用する。)に開示され、下記式(XX)で表されるハロゲン化化合物が挙げられる:
Figure 2006516020
但し、Rは水素、低級アルカノイル又は下記であり
Figure 2006516020
1は水素又は低級アルキルであり;
2及びR2'はそれぞれ独立して水素又はハロゲンを表し;
3及びR4はそれぞれ独立して水素、低級アルキル又はトリフルオロメチルを表し、1以上はトリフルオロメチルでなく、1以上のR2、R2'、R3又はR4は上記定義と同様の記号で表されるハロゲン又はトリフルオロメチル置換基であり;
mは2であり;
nは0又は1である。
アスタリスクは不斉炭素原子を示す。
本発明のACE阻害薬として又、カルボキシアルキルアシルアミノ酸及び関連する化合物が挙げられ、独立して米国特許番号4052511(その全ての内容をここで資料として使用する。)に開示され、それらはプロリン、ピペコリン酸、アゼチジン−2−カルボン酸の誘導体であり下記式(XXI)で表される:
Figure 2006516020
但し、Rはヒドロキシ、アミノ又は低級アルコキシであり;
1及びR4それぞれは水素、低級アルキル又はフェニル−低級アルキルであり;
2はヒドロキシ、アミノ、ヒドロキシアミノ又は低級アルコキシであり;
3は水素、ヒドロキシ又は低級アルキルであり;
mは1〜3であり;
nは0〜2である。
アスタリスクは不斉炭素原子を示す。R1又はR4が水素以外である場合、非環式側鎖中の炭素は非対称である。
本発明のACE阻害薬として又、米国特許番号4129566(その全ての内容をここで資料として使用する。)に独立して開示され、下記式(XXII)で表される脱水素環式イミノ酸化合物が挙げられる:
Figure 2006516020
但し:R及びR2それぞれは水素又は低級アルキルであり;
1は水素、低級アルカノイル又は下記であり;
Figure 2006516020
m及びnそれぞれは0又は1である。
アスタリスクは不斉炭素原子を示す。R1が水素以外である場合、非環式側鎖中の炭素は非対称である。
本発明のACE阻害薬として又、米国特許番号4053651(その全ての内容をここで資料として使用する。)に開示され、下記式(XXIII)で表される化合物が挙げられる:
Figure 2006516020
又はその塩;
但し、R1は水素、低級アルキル、フェニル−低級アルキレン、ヒドロキシ−低級アルキレン、アミノ−低級アルキレン、グアニジノ−低級アルキレン、イミダゾリル−低級アルキレン、インドリル−低級アルキレン、メルカプト−低級アルキレン、低級アルキルメルカプト−低級アルキレン、カルバモイル−低級アルキレン又はカルボキシ−低級アルキレンであり;
2、R3及びR4それぞれは水素、低級アルキル又はフェニル−低級アルキレンであり;
5は水素、低級アルカノイル、ベンゾイル又は下記であり
Figure 2006516020
nは0、1又は2である。
アスタリスクは不斉中心を示す。
本発明のACE阻害薬として又、独立して米国特許番号4311697(その全ての内容をここで資料として使用する。)に開示され、下記式(XXIV)で表されるメルカプトアシルプロリン及びピペコリン酸の誘導体が挙げられる:
Figure 2006516020
R及びR6は独立して水素及び低級アルキルから選ばれ(但し、R3も又低級アルキルの場合にはR6は低級アルキルである);
3及びR4は独立して水素、低級アルキル、低級アルキルチオ、−(CH2nSH、及びハロ置換された低級アルキルから選ばれ;
1、X2及びX3は独立して低級アルキル、低級アルケニル、低級アルキニル(alkynl)、環状アルキル、ハロ置換された低級アルキル、ヒドロキシ置換された低級アルキルから選ばれ;
Figure 2006516020
1及びR2はポリメチレン鎖中で結合し完全な非置換又は置換の5−又は6員環を形成してもよい。
1及びR2が2又は3炭素原子のポリメチレン鎖中で結合する場合、これら環式ケタール及びチオケタールは下記で表される:
Figure 2006516020
但し、tは2又は3でありR9及びR10は両方共水素、両方共低級アルキル、又は一方が水素で他方が低級アルキル、ハロ置換された低級アルキル、ヒドロキシ置換された低級アルキルである。
Figure 2006516020
好ましくは、ポリメチレン鎖の1つのみの炭素が置換される。
7は水素、1〜4炭素の低級アルキル、特にメチル、1〜4炭素の低級アルコキシ、特にメチル、1〜4炭素の低級アルコキシ、特にメトキシ、低級アルキルチオ1〜4炭素、特にメチルチオ、クロロ、ブロモ、フルオロ、トリフルオロメチル、又はヒドロキシであり;
5は水素、加水分解可能な脱離可能な保護基、化学的に脱離可能な保護基であり、R3及びR4が−(CH2mSH以外の場合、下式のスルフィド;
Figure 2006516020
mは0、1又は2であり;
nは、1,2又は3であり;
p及びqはそれぞれ1又は2であるが両方は同時に2ではない。
上記式中のアスタリスクは非対称な環の中心を示す。プロリン(praline)の場合、即ちp及びqが両方共1である場合、この中心はL−配置であり、ピペコリン酸の場合、即ちp及びqの一つが2である場合、この中心はD、L又はL−配置である。
非対称中心も又、R3、R4及びR6の定義に応じてメルカプトアシル側鎖中に存在できる。別の非対称中心も又、X1−R1及びX2−R2が異なる場合環中に存在できる。従って生成物は立体異性体又はそれらの混合物であるラセミ体として存在できる。
本発明のACE阻害薬として又、米国特許番号4310461(その全ての内容をここで資料として使用する。)に開示され、下記式(XXV)で表されるメルカプトアシルプロリン及びピペコリン酸のイミド、アミド及びアミノ誘導体化合物が挙げられる:
Figure 2006516020
及びその塩、並びにその対称二量体。
但しR1及びR2は同一又は異なり、水素、アルキル、環状アルキル、1−アダマンチル、アリール、アリールアルキル、アルキルカルボニル、アリールカルボニル、アリールアルキルカルボニル、アルキルスルホニル、アリルスルホニル、又はアリールビニルカルボニル(アリール−CH=CH−CO−)であり、
1及びR2は共に結合している窒素原子と共に下記を形成してもよく;
1−ピロリジニル、1−ピペリジニル、1−ホモピペリジニル、4−モルホリニル、4−アルキル−1−ピペラジニル、4−アリール−1−ピペラジニル、1−イミダゾリル、1−ピロリジニル−2、5−ジオン(サクシンイミド)、3−アルキル−1−ピロリジニル−2、5−ジオン、3−アリール−1−ピロリジニル−2、5−ジオン、1−ピペリジニル−2、6−ジオン、2H−イソインドール−2−イル−1,3−ジオン(フタルイミド)、ヘキサヒドロ−2H−イソインドール−2−イル−1,3−ジオン(ヘキサヒドロフタルイミド)、2、5−ジヒドロ−2、5−ジオキソ−1H−ピロル−1−イル(マレイミド)、1,1,3−トリオキソ−1,2−ベンジゾ−チアゾル−2(3H)−イル(2−サッカリニル)、又は1,3−ジヒドロ−1,3−ジオキソ−2H−ベンズ[デ]イソキノリン−2−イル(1,8−ナフタレンジカルボキシイミド);
3は水素、アルキル、アリール、アリールアルキル、又はアルカノイル又はアリールカルボニル等の加水分解可能なアシル保護基であり;
4は水素、アルキル、アルキルチオ又はトリフルオロメチルであり;
5は水素、アルキル、又はアリールアルキルであり;
nは0、1又は2であり;pは1又は2である。
本発明のACE阻害薬として又、米国特許番号4151172(その全ての内容をここで資料として使用する。)に開示され、下記式(XXVI)で表されるホスホノアシルプロリン及び関連する化合物が挙げられる:
Figure 2006516020
但し、R1及びR2それぞれは水素、低級アルキル、低級アルケニル、非置換又は置換のフェニル−低級アルキル又は金属イオンであり;
3は水素又は低級アルキルであり;
4は水素、低級アルキル、フェニル−低級アルキル又は金属イオンであり;
nは0又は1である。
本発明のACE阻害薬として又、米国特許番号4316905(その全ての内容をここで資料として使用する。)に開示され、下記式(XXVII)で表される各種4−シス置換されたプロリンのメルカプトアシル誘導体及びその塩が挙げられる:
Figure 2006516020
但し、Rは水素又は低級アルキルを表し;
1は−(CH2m−環状アルキル、1−シクロヘキセニル、1,4−シクロヘキサジエニル、及び下式を表し;
Figure 2006516020
但し、R2及びR3は独立して水素、低級アルキル、低級アルキルチオ及びハロ置換された低級アルキルから選ばれ;
nは0、1又は2であり;
4は水素、加水分解可能な脱離可能な保護基、化学的に脱離可能な保護基、又は下式であり;
Figure 2006516020
但し、mは0,1,2又は3であり;
5は水素、1〜4炭素の低級アルキル、好ましくはメチル、1〜4炭素の低級アルコキシ、更に好ましくはメトキシ、1〜4炭素の低級アルキルチオ、特に好ましくはメチルチオ、クロロ、ブロモ、フルオロ、トリフルオロメチル、ヒドロキシ、フェニル、フェノキシ、フェニルチオ、又はフェニルメチルであり(ヒドロキシ置換された化合物は対応するメトキシ置換された化合物をピリジンHC1と共に加熱して得られる。);
qは、1,2又は3(但し、R5は水素、メチル、メトキシ、クロロ又はフルオロの場合にのみqは1以上である)であり;
Xは酸素又はイオウである。
ACE阻害薬は又好ましくは下記に示される:aylメルカプト及びメルカプトアルカノイルプロリン(米国特許番号4046889)(カプトプリル(1−[(2S)−3−メルカプト−2−メチルプロピオニル]−L−プロリン)(米国特許番号4105776)等)及びエーテル又はチオエーテルメルカプトアシルプロリン(ゾフェノプリル(米国特許番号4316906)等);カルボキシアルキルジペプチド(エナラプリル(N−(1−エトキシカルボニル−3−フェニルプロピル)−L−アナニル−L−プロリン)(米国特許番号4374829)、リジノプリル(米国特許番号4374829)、キナプリル(米国特許番号4344949)、及びラミプリル(米国特許番号4508729)等);カルボキシアルキルジペプチドミミック(シラザプリル(米国特許番号4512924)及びベナザプリル(米国特許番号4410520)等);ホスフィニルアルカノイルプロリン(米国特許番号4168267)(フォシノプリル(米国特許番号4337201)及びトランドロプリル等);ホスホンアミデート置換されたアミノ又はイミノ酸(米国特許番号4432971);ホスホナート置換されたアミノ又はイミノ酸及びその塩(セロナプリル((S)−1−[6−アミノ−2−[[ヒドロキシ(4−フェニルブチル)ホスフィニル]オキシ]−1−オキソヘキシル]−L−プロリン)(米国特許番号4452790)等);ビーチャムのBRL36378(欧州特許番号80822及び60668);中外製薬のMC−838(CA102:72588v及びJap.J.Pharmacol.40:373(1986)に開示);チバガイギーのCGS14824(3−([1−エトキシカルボニル−3−フェニル−(1S)−プロピル]−アミノ)−2,3,4,5−テトラヒドロ−2−オキソ−1−(3S)−ベンズアゼピン−1酢酸HCL)(英国特許番号2103614)及びCGS16617(3(S)−[[(1S)−5−アミノ−1−カルボキシペンチル]アミノ]2,3,4,5−テトラヒドロ−2−オキソ−1H−1−ベンズアゼピン−1−エタン酸)(米国特許番号4473575);セタプリル(アラセプリル、大日本製薬株式会社製)(Eur.Therap.Res.39:671(1986);40:543(1986));Ru44570(ヘキスト社製)(Arzneimittelforschung35:1254(1985));シラザプリル(ホフマン−ラロッシュ社製)(J.Cardiovasc.Pharmacol.9:39(1987);Ro31−2201(ホフマン−ラロッシュ社製)(FEBSLett.165:201(1984);リジノプリル(メルク)(Curr.Therap.Res.37:342(1985)及び欧州特許出願番号12−401);インダラプリル(デラプリル)(米国特許番号4385051);レンチアプリル(フェンチアプリル、サンテン社製)(Clin.Exp.Pharmacol.Physiol.10:131(1983);インドラプリル(シェーリング社製)(J.Cardiovasc.Pharmacol.5:643、655(1983));スピラプリル(シェーリング社製)(Acta.Pharmacol.Toxicol.59(Supp.5):173(1986);ペリンドプリル(セルヴィエ社製)(Eur.J.Clin.Pharmacol.31:519(1987);キナプリル(ワーナー−ランバート社製)(米国特許番号4344949);CI925(ワーナー−ランバート社製)([3S−[2[R(*)R(*)]]3R(*)]−2−[2−[[1−(エトキシ−カルボニル)−3−フェニルプロピル]アミノ[−1−オキソプロピル]−1,2,3,4−テトラヒドロ−6,7−ジメトキシ−3−イソキノリンカルボン酸HCL)(Pharmacologist26:243、266(1984));WY−44221(ワイエス社製)(J.Med.Chem.26:394(1983));メルカプト含有化合物(ピボプリル及びYS980(米国特許番号6127370)等);オマパトリラト(ドラッグスR.D.19991(4):350−1)(米国特許番号6300503);アラセプリル(日本特許出願番号78/82809);モベルトプリル;キナプリラート;モエキシプリル;ペリノドプリル(S−9490)(薬剤データ年次報告7、99(1985));ペントプリル;アンコベニン(薬剤データ年次報告6、20(1984));フェナセイン(薬剤データ年次報告7、20(1985));及びニコチアナミン(西独特許番号DD226880。上記引用特許、出願公開、及び発行物の内容をここで資料として使用する。
最も好ましいACEIはエナラプリル、即ち(N−(1−エトキシカルボニル−3−フェニルプロピル)−L−アナニル−L−プロリン)、(米国特許番号4374829、その全ての内容をここで資料として使用する。)及び他の同様な又は誘導体カルボキシアルキルジペプチドである。他の好ましいACE阻害薬はリジノプリル又はカプトプリルである。
(iii)アンギオテンシンIIレセプターブロッカー/アンタゴニスト;
アンギオテンシンは前駆体、肝臓により生成され、血漿のα−グロブリンフラクション中に見られるアンギオテンシノゲンから形成される。血圧低下は腎臓によるレニンの血液への分泌に対する刺激である。レニンはアンギオテンシノゲン末端デカペプチド、アンギオテンシンIから開裂する。これは更にアンギオテンシンコンバルチン酵素(ACE)によりジペプチドの酵素的除去が行なわれ変化し、アンギオテンシンIIが形成される。アンギオテンシンIIは、血圧の、及び、水及び電解質バランスの有効な調節因子である。アンギオテンシンIIは2つの薬理的に著名な細胞表面レセプターサブタイプ、タイプ1及び2と相互作用する。一方、AGTR1、アンギオテンシンIIのタイプ−1レセプターはアンギオテンシンIIの昇圧(血管収縮)的、及びアルドステロン分泌能に介在し、タイプ−2アンギオテンシンレセプター(AGTR2)の機能は、それが成人及び胚性生命体の両方で発現するにも拘わらず、比較的不明確であった。近年、タイプ−2アンギオテンシンレセプターは胚性発育に必要ではないが、レニン−アンギオテンシンシステムにより介在される中枢神経系及び心臓血管機能中の役割を果たす証拠が報告された(Heinら、Nature377:744−748、1995)。Ichiki糖(Nature377:748−750、1995)は、マウスAGTR2遺伝子を標的とする分断は、顕著な血圧増加、及びアンギオテンシンIIの昇圧作用への感受性の増加を生じた予期されない発見を報告した。著者達はタイプ−2レセプターは、降圧機能を介在し、アンギオテンシンIIのAGTR1介在性昇圧作用に拮抗すると結論した。更に、AGTR2遺伝子の分断は診査挙動を弱体化し血圧を下げる。それらの結果はアンギオテンシンIIは、互いに血流力学的効果をうち消しあうAGTR1及びAGTR2に作用すること、及びAGTR2は挙動を含む中枢神経系機能を調節することを示した。Ichikiら(1995)はこの事実についてHeinら(1995)は基底血圧の増大は検知しなかったことを述べ、これは研究対象のマウスの遺伝子学背景の差異による可能性があることを示唆した。
アンギオテンシン−IIレセプター拮抗薬は、特定の膜結合レセプターへの結合により、そのタイプ1−レセプターサブタイプ(AGTR1)からのアンギオテンシンIIを置き換える作用をする。従ってこれら薬剤は選択的ブロッカーとして機能する。AT−II昇圧作用はAGTR1により介在される。アンギオテンシン転換酵素阻害薬と異なり、それらはブラジキニン新陳代謝を阻止せず、プロスタグランジン合成を強化する。アンギオテンシン−IIレセプター拮抗薬は許容性が高い。アンギオテンシン転換酵素阻害薬に比べてこれら薬剤では咳は非常に起こりにくく、脂質プロファイルに悪影響を与えたり(治療)中止後の反跳現象高血圧を引き起こしたりしない。この新しい種類の薬剤のメンバーは急速に発展してきた。米国食品医薬品局(FDA)により高血圧様に指定されたアンギオテンシンIIレセプター拮抗薬は、ロサルタン(コザール商標)、バルサルタン(ディオバン商標)、イルべサルタン(アバプロ商標)、カンデサルタン(アタカンド商標)及びテルミサルタン(ミカルディス商標)である。他の一般に研究されているアンギオテンシン−IIレセプター拮抗薬として、タソサルタン、ゾラルサルタン、テベテン(エプロサルタンメシラート)が挙げられる。現在カナダでは下記4種が広く市販されている:ロサルタン(コザール商標)、バルサルタン(ディオバン商標)、イルべサルタン(アバプロ商標)、カンデサルタン(アタカンド商標)。
ロサルタン;
ロサルタン(米国特許番号5153197)は最初のアンギオテンシン−IIレセプター拮抗薬であり、1995年に紹介された。親薬に比べて活性な代謝産物(EXP3174)は、より長い半減期及び血漿濃度とより関連の深い抗高血圧性効能を有する。二重盲検法でロサルタンは許容性が高く、血圧低下にエナラプリル及びニフェジピンと同様に有効であることが示された。ロサルタン投薬量50〜150mg一日1回で達成される平均血圧減少は、5.5〜10.5mmHg収縮血圧(最大血圧)及び3.5〜7.5mmHg拡張期圧(最小血圧)である。本質的な高血圧の治療でのロサルタンの効能及び安全性の検討は、数週間の継続的治療において血圧が低くなるゆっくりとした応答発現を示した。
ロサルタンの初期投薬量は50mg一日1回である。投与の活性持続時間は24時間である。抗高血圧性効能の場合一日2回投薬も使用できる。最小値での測定は不適切である。しかし、投薬量100mg一日1回及び50mg毎日2回のロサルタンの比較は、抗高血圧性効能で顕著な差異を示さなかった。
ハイドロクロロチアジド−ロサルタン組み合わせ(ハイザール商標)も又使用できる。この組み合わせ薬は12.5mgのハイドロクロロチアジド及び50mgのロサルタンを含有する。研究者の一部は、投与量依存作用が起こりにくいため単一薬の増大の代わりにこの組み合わせの使用を推奨する。投薬は一日1回又は2回である。
バルサルタン;(米国特許番号5399578;6294197)
プラセボ−コントロール試験はバルサルタンが高血圧の治療に安全で効果的なことを明らかにした。バルサルタンが投薬量80〜320mg一日1回で摂取されると、拡張期血圧(最小血圧)の平均減少は6〜9mmHg、収縮血圧の平均減少は3〜6mmHgである。研究によりバルサルタンはマイルドから中程度の高血圧の治療でACE阻害薬エナラプリル、リジノプリル及びアムロジピンと同様に効果的であることが明らかになった。
バルサルタンのATレセプターとの親和力はそのATレセプターとの親和力より約20000倍大きい。比較では、ロサルタンのATレセプターとの親和力はそのATレセプターとの親和力より約1000倍大きい。レセプター親和力の臨床的影響はまだ明らかではない。
バルサルタンも又ハイドロクロロチアジド(ディオバンHCT)との組み合わせ生成物として使用できる。この組み合わせ薬は80又は160mgのバルサルタン及び12.5mgのハイドロクロロチアジドを含有する。ハイドロクロロチアジドの添加型で、血圧は更に(即ち、6mmHg収縮期及び3mmHg拡張期)減少する。投薬は一日1回である。
イルべサルタン;
イルべサルタン(米国特許番号5270317;5994348;6342247)は安全で効果的である。アンギオテンシン−IIレセプター拮抗薬のATレセプターとの親和力は、そのATレセプターとの親和力より8500倍以上大きい。この薬剤はそのクラスの他の薬剤よりも高い生物学的利用能(60〜80%)を有する。
ある研究では、マイルドから中程度の高血圧を有する530患者へ、プラセボ、ロサルタン投薬量100mg/日又はイルべサルタン投薬量150又は300mg/日を投与した。治療のわずか1週間後、血圧最小値の減少はイルべサルタン投薬量300mg/日ではロサルタン投薬量100mg/日よりも大きかった。
プラセボ−コントロール試験はイルべサルタン投薬量150〜300mg/日は平均収縮血圧を8〜12mmHg、平均拡張期圧を5〜8mmHg低下させたことを示した。イルべサルタンも又、血圧の低下にエナラプリル及びアテノロールと同様効果的であることが明らかになった。
イルべサルタン及びハイドロクロロチアジドを有する組み合わせ製品も研究された。
カンデサルタン;
カンデサルタンシレキセチル(米国特許番号5196444)は高血圧の治療に効果的であることが示された。カンデサルタンそれ自身は経口投与後ほとんど吸収されない;エステルプロドラッグ、カンデサルタンシレキセチルは生物学的利用能を改良する。カンデサルタンシレキセチルの経口投与では、活性な化合物への転換が胃腸部の吸収中急速に完全に起きる。カンデサルタンのATレセプターへの親和力は、そのATレセプターとの親和力より10000倍を超えて大きい。
カンデサルタンは投薬量8〜32mg/日で安全で許容性がある。これら投薬量で、収縮血圧は8〜12mmHg減少され、拡張期圧は4〜8mmHg減少された。
拡張期血圧(最小血圧)の相当する同様の減少は、カンデサルタン投薬量8mg/日及びエナラプリル投薬量10mg/日で達成された。ある試験では、平均座位拡張期圧での顕著な減少がカンデサルタン投薬量8又は12mg/日及びエナラプリル投薬量10mg/日(P<0.01)での12週の治療後起こったが、カンデサルタン投薬量4mg/日(P=0.074)では発生しなかった。同一の研究でロサルタン投薬量50mg/日と、カンデサルタン投薬量8及び16mg/日とを比較した。16mg投薬量カンデサルタンは拡張期血圧(最小血圧)を50mgロサルタン投薬量よりも平均で3.7mmHg低下させた。
テルミサルタン;
テルミサルタン(米国特許番号5591762)は最も最近アンギオテンシン−IIレセプター拮抗薬として指定された。そのATレセプターとの親和力はそのATレセプターとの親和力よりも3000倍を超えて大きい。非直線的薬物動態は、増加する投薬量で、血漿テルミサルタン濃度よりも大きなの比例的増加を示した。
テルミサルタンの高血圧の治療での効能はプラセボ−コントロール試験で示された。440患者の3か月の研究によりテルミサルタン投薬量40、80、120又は160mg/日は、エナラプリル投薬量20mg/日よりも僅かに大きな抗高血圧性効能を示した。
この研究では、テルミサルタンでの拡張期血圧(最小血圧)減少は8.6〜9.3mmHgであり、収縮血圧減少は10〜11.9mmHgであった。エナラプリルでの拡張期及び収縮血圧の減少はそれぞれ7.2及び8.2mmHgであった。
他のアンギオテンシン−IIレセプター拮抗薬と同様、テルミサルタンはプラセボのそれと類似する副次効果プロファイルを有することが示された。臨床的試験は反跳現象高血圧がなく初回投与の起立性効果のないことを示した。
最も最近、FDAは、高血圧の治療用に新しいアンギオテンシンIIレセプターブロッカー、名称オルメサルタンメドキソミル(ベニカー商標)を認可した。20mgオルメサルタンメドキソミルの初期投与は、収縮血圧を平均で15mmHg、拡張期圧を平均で12mmHg減少させた。製造元三共製薬(米国)は研究ではその薬はロサルタンは優れており、ベニカー(商標)の販売開始は2002前半期を予定していると発表した。
更に、Iyerら(Proc.Nat.Acad.Sci.93:9960−9965、1996)はAGTR1を阻止するために遺伝子療法使用の可能性を研究した。かれらは、レトロウィルス介在デリバリーシステムによるアンギオテンシンタイプ1レセプターアンチセンスのデリバリーは、自然発生的高血圧(SH)ラットモデルのニューロン中でのアンギオテンシンIIの細胞作用の選択的減衰作用を生じたことを示した。単回注射は長期間でSHラット中の血圧を標準化した。患者へのこのアプローチの使用が提案された。従って、この型のAGTR1アンタゴニストも又本発明のAIIRAの範囲内である。
ACE阻害薬及びAIIRAは両方共AGTR1の活性化を防止するが、これら2つのクラスの化合物の効能には差異がある。これは非ACE経路も又いくつかのアンギオテンシンIIを生成できるからである。ACE阻害薬は又、ブラジキニン分解を減少させ、この作用はそのクラスの薬剤の何らかの有益及び欠点に含まれる。従って、特異的な臨床的効能の可能性がこれら2つのクラスの薬剤に存在する。例えばアンギオテンシンレセプターブロッカーは、ACE阻害薬を必要とするが、薬剤誘発された空咳のためにそれを使用できない患者へ適用された。同様な考慮は又モルフォゲンのACE阻害薬又はAIIRAのいずれかとの共投与に有益である。
B.配合物及び治療方法
例えば本発明は、医薬的に許容される塩、キャリア、賦形剤又は希釈剤と共に配合された治療的有効量のACE阻害薬及びOP/BMPモルフォゲンを含有する医薬品組成物に関する。例えばACE阻害薬はエナラプリルでもよい。例えばACE、ACEIは:式I−XXVIIIのいずれかの化合物又はそれらの塩でもよい;アシルメルカプト及びメルカプトアルカノイルプロリン;カプトプリル(1−[(2S)−3−メルカプト−2−メチルプロピオニル]−L−プロリン);エーテル又はチオエーテルメルカプトアシルプロリン;ゾフェノプリル;カルボキシアルキルジペプチド;エナラプリル(N−(1−エトキシカルボニル−3−フェニルプロピル)−L−アナニル−L−プロリン);リジノプリル;キナプリル;ラミプリル;カルボキシアルキルジペプチドミミック;シラザプリル;ベナザプリル;ホスフィニルアルカノイルプロリン;フォシノプリル;トランドロプリル;ホスホンアミデート置換されたアミノ又はイミノ酸;ホスホナート置換されたアミノ又はイミノ酸及びその塩;セロナプリル((S)−1−[6−アミノ−2−[[ヒドロキシ(4−フェニルブチル)ホスフィニル]オキシ]−1−オキソヘキシル]−L−プロリン);BRL36378;MC−838;CGS14824(3−([1−エトキシカルボニル−3−フェニル−(1S)−プロピル]−アミノ)−2,3,4,5−テトラヒドロ−2−オキソ−1−(3S)−ベンズアゼピン−1酢酸HCL);CGS16617(3(S)−[[(1S)−5−アミノ−1−カルボキシペンチル]アミノ]2,3,4,5−テトラヒドロ−2−オキソ−1H−1−ベンズアゼピン−1−エタン酸);セタプリル(アラセプリル、大日本製薬株式会社製);Ru44570;シラザプリル;Ro31−2201;リジノプリル;インダラプリル(デラプリル);レンチアプリル(フェンチアプリル、サンテン);インドラプリル;スピラプリル;ペリンドプリル;キナプリル;CI925([3S−[2[R(*)R(*)]]3R(*)]−2−[2−[[1−(エトキシ−カルボニル)−3−フェニルプロピル]アミノ[−1−オキソプロピル]−1,2,3,4−テトラヒドロ−6,7−ジメトキシ−3−イソキノリンカルボン酸HCL);WY−44221;メルカプト含有化合物;ピボプリル;YS980;オマパトリラト;アラセプリル;モベルトプリル;キナプリラート;モエキシプリル;ペリノドプリル(S−9490);ペントプリル;アンコベニン;フェナセイン;又はニコチアナミン。
例えば本発明は、医薬的に許容される塩、キャリア、賦形剤又は希釈剤と共に配合された治療的有効量のAIIRA及びOP/BMPモルフォゲンを含有する医薬品組成物に関する。例えばAIIRAは:ロサルタン(コザール商標)、バルサルタン(ディオバン商標)、イルべサルタン(アバプロ商標)、カンデサルタン(アタカンド商標)、テルミサルタン(ミカルディス商標)、タソサルタン、ゾラルサルタン、テベテン(エプロサルタンメシラート)又はオルメサルタンメドキソミル(ベニカー商標)である。
例えば上記医薬品組成物例中のモルフォゲンはSEQ ID No:3のポリペプチドでもよい。
例えば上記医薬品組成物例中のモルフォゲンは第二ポリペプチドの前駆体、完全体、又は可溶体から選ばれた少なくとも蛋白質のC−末端システインドメインを含有する第一ポリペプチドであり、その第二ポリペプチドはOP−1、OP−2、OP−3、BMP2、BMP3、BMP4、BMP5、BMP6、又はBMP9でもよい。
例えば上記医薬品組成物例中のモルフォゲンは、ヒトOP−1(SEQ ID No:2)のC−末端7−システインドメインのアミノ酸配列と70%以上ホモロジー又は50%同一であるポリペプチドを含有する。例えば上記ポリペプチドは、ヒトOP−1(SEQ ID No:2)のC−末端7−システインドメインのアミノ酸配列と75%以上ホモロジー又は60%同一であるポリペプチドを含有する。例えば上記ポリペプチドは、ヒトOP−1(SEQ ID No:2)のC−末端7−システインドメインのアミノ酸配列と80%以上ホモロジー又は70%同一であるポリペプチドを含有する。例えば上記ポリペプチドは、ヒトOP−1(SEQ ID No:2)のC−末端7−システインドメインのアミノ酸配列と90%以上同一であるポリペプチドを含有する。
本発明は又、上記医薬品組成物を、慢性腎不全の治療又は予防のために組成物を哺乳類へ投与する説明書と共に含有するパッケージ医薬品に関する。
本発明は又、上記医薬品組成物を、慢性透析治療の必要性の遅延又は頻度の減少用に組成物を哺乳類へ投与する説明書と共に含有するパッケージ医薬品に関する。
例えば本発明は哺乳類の慢性腎不全の治療又は予防方法であり、上記哺乳類への(i)OP/BMPモルフォゲン、内因性OP/BMPモルフォゲン発現の誘導物質、又はOP/BMPモルフォゲンレセプターのアゴニスト;及び(ii)アンギオテンシン転換酵素阻害薬(ACEI);の共投与を行う方法に関する。
例えば本発明は哺乳類の慢性腎不全の治療又は予防方法であり、上記哺乳類への(i)OP/BMPモルフォゲン、内因性OP/BMPモルフォゲン発現の誘導物質、又はOP/BMPモルフォゲンレセプターのアゴニスト;及び(ii)アンギオテンシン−IIレセプター拮抗薬(AIIRA);の共投与を行う方法を提供する。
例えば本発明は哺乳類の慢性腎不全の治療又は予防方法であり、ACEI及びOP/BMPモルフォゲンを豊富に増加させる薬剤を組み合わせて前処理した治療的有効量の腎間葉前駆細胞を上記哺乳類の腎臓中へ導入する方法を提供する。
例えば本発明は哺乳類の慢性腎不全の治療又は予防方法であり、AIIRA及びOP/BMPモルフォゲンを豊富に増加させる薬剤を組み合わせて前処理した治療的有効量の腎間葉前駆細胞を上記哺乳類の腎臓中へ導入する方法を提供する。例えば薬剤はOP/BMPモルフォゲンでもよい。例えば上記薬剤はOP/BMPモルフォゲンの誘導物質でもよい。例えば上記薬剤はOP/BMPモルフォゲンレセプターのアゴニストでもよい。
例えば本発明は慢性透析治療の必要性の遅延又はその頻度の減少方法であり、哺乳類への:(i)OP/BMPモルフォゲン、内因性OP/BMPモルフォゲン発現の誘導物質、又はOP/BMPモルフォゲンレセプターのアゴニスト;及び(ii)ACEI;の共投与を行う方法を提供する。
例えば本発明は慢性透析治療の必要性の遅延又はその頻度の減少方法であり、哺乳類への:(i)OP/BMPモルフォゲン、内因性OP/BMPモルフォゲン発現の誘導物質又はOP/BMPモルフォゲンレセプターのアゴニスト;及び(ii)AIIRA;の共投与を行う方法を提供する。
上記記載の治療又は予防方法において、上記哺乳類は:慢性腎不全(CRF)、末期腎不全(ESRD)、慢性糖尿病性腎障害、糖尿病性腎糸球体症、糖尿病性腎肥大、高血圧性腎硬化症、高血圧性糸球体硬化症、慢性糸球体腎炎、遺伝性腎炎、又は腎臓異形成から選ばれる症状に悩んでいてもよい。
上記記載の治療又は予防方法において、上記哺乳類の腎臓の生体検査は、上記哺乳類が:糸球体肥大、尿細管肥大、糸球体硬化症、又は尿細管間質性硬化症から選ばれる症状に悩んでいることも示てもよい。
上記記載の治療又は予防方法において、上記哺乳類の腎臓の生体検査は腎繊維症を示してもよい。例えば上記検査は上記哺乳類の超音波、NMR又はCATスキャンでもよい。
本発明は又、哺乳類の慢性腎不全の治療又は予防用医薬製造のための:(i)OP/BMPモルフォゲン、内因性OP/BMPモルフォゲン発現の誘導物質、又はOP/BMPモルフォゲンレセプターのアゴニスト;及び(ii)アンギオテンシン転換酵素阻害薬(ACEI);の使用方法に関する。
本発明は又、哺乳類の慢性腎不全の治療又は予防用医薬製造のための:(i)OP/BMPモルフォゲン、内因性OP/BMPモルフォゲン発現の誘導物質、又はOP/BMPモルフォゲンレセプターのアゴニスト;及び(ii)アンギオテンシン−IIレセプター拮抗薬(AIIRA);の使用方法に関する。
例えば本発明は、ACEI及びOP/BMPモルフォゲンを豊富に増加させる薬剤で前処理した間葉前駆細胞の哺乳類の慢性腎不全の治療又は予防のために哺乳類腎臓へ導入する医薬の製造用の使用に関する。
例えば本発明は、AIIRA及びOP/BMPモルフォゲンを豊富に増加させる薬剤で前処理した間葉前駆細胞の哺乳類の慢性腎不全の治療又は予防のために哺乳類腎臓へ導入する医薬の製造用の使用を提供する。例えば薬剤はOP/BMPモルフォゲンでもよい。例えば上記薬剤はOP/BMPモルフォゲンの誘導物質でもよい。例えば上記薬剤はOP/BMPモルフォゲンレセプターのアゴニストでもよい。
本発明は又、哺乳類の慢性透析治療の遅延又は頻度の減少用医薬の製造のための(i)OP/BMPモルフォゲン、内因性OP/BMPモルフォゲン発現の誘導物質、又はOP/BMPモルフォゲンレセプターのアゴニスト;及び(ii)ACEIの使用に関する。
本発明も又、医薬哺乳類の慢性透析治療の遅延又は頻度の減少用医薬の製造のための(i)OP/BMPモルフォゲン、内因性OP/BMPモルフォゲン発現の誘導物質、又はOP/BMPモルフォゲンレセプターのアゴニスト;及び(ii)AIIRAの使用に関する。
上記例において、上記哺乳類は無傷な健康な腎臓を有する哺乳類中に存在する機能している腎単位の数の約40%未満の数の機能している腎単位を有してもよい。例えば上記哺乳類は無傷な健康な腎臓を有する哺乳類中に存在する機能している腎単位の数の約20%未満の数の機能している腎単位を有してもよい。
上記例において、上記哺乳類は腎臓移植レシピエントでもよい。例えば上記哺乳類は腎臓1つのみを有してもよい。上記例において、上記哺乳類の尿沈渣の検査は、ろう様円柱の存在を示してもよい。
上記例において、上記哺乳類は慢性的に上記哺乳類のGFRexpの約40%未満のGFRを有する。上記例において、上記哺乳類は慢性的に上記哺乳類のGFRexpの約20%未満のGFRを有する。
上記例において、上記哺乳類は約50kg以上の体重のヒト男性であり、慢性的に約40ml/分未満であるGFRを有する。上記例において、上記哺乳類は約40kg以上の体重のヒト女性であり、慢性的に約30ml/分未満であるGFRを有する。
上記例において、上記治療方法又は予防、又は上記医薬は、上記哺乳類の血清クレアチニン濃度を3月間約5%以上減少させる。
上記例において、上記治療又は予防前に、上記哺乳類は腎臓機能の臨床検査値の慢性的減少を示し、約3月以上の上記治療又は予防の後、上記検査値は安定化する。
上記例において、1以上の上記ACEI、上記AIIRA又は上記モルフォゲンは経口で、腸管外(非経口)で、静脈注射で、腹腔内に、又は腎臓カプセル中に、又は埋め込み装置により投与される。上記例において、1以上の上記ACEI、上記AIIRA又は上記モルフォゲンの上記投与用にステントが上記哺乳類中に埋め込まれる。
上記例において、1以上の上記ACEI又は上記AIIRAと1以上の上記モルフォゲンとが週一回以上約1月以上の間共投与される。
上記例において、1以上の上記ACEI又はAIIRAと、1以上の上記モルフォゲンとが週一回以上約1年以上の間共投与される。
上記例において、上記ACEI又は上記AIIRAと上記モルフォゲンとが(i)異なる経路を通して又は(ii)異なる頻度で投与される。
上記例において、上記モルフォゲンは約0.01〜1000μg/kg上記哺乳類の体重の投薬量で投与される。
上記例において、上記モルフォゲンは約10〜300μg/kg上記哺乳類の体重の投薬量で投与される。
上記例において上記ACEIは経口で約1〜10000mg/L、好ましくは10〜1000mg/L、10〜100mg/L、100〜1000mg/L、最も好ましくは100mg/Lの濃度で投与されるACEIの投与又は使用が含有される。
上記例において上記AIIRAは経口で約0.01〜100mg/kg体重、好ましくは0.1〜10mg/kg体重、0.2〜5mg/kg体重、0.5〜2mg/kg体重、最も好ましくは1mg/kg体重の濃度で投与されるACEIの投与又は使用が含有される。
上記例において上記OP/BMPモルフォゲン及び、ACEI又はAIIRAは単一の医薬品組成物で投与される。上記例において上記OP/BMPモルフォゲン及び、ACEI又はAIIRAは分離した医薬品組成物で又はほとんど同時に投与される。上記例において上記OP/BMPモルフォゲン及び、ACEI又はAIIRAは分離した医薬品組成物で異なる時に投与される。
上記例において上記モルフォゲンは慢性腎不全又はその危険性のある哺乳類へ投与された場合、(a)異所性骨アッセイにおいて軟骨形成を誘発し;(b)慢性腎不全の動物モデルにおける腎臓機能の損傷を予防、阻止、遅延若しくは軽減し、又は(c)腎臓機能の標準マーカーにおける臨床的に顕著な改善を生じる。
上記例において上記モルフォゲンは、ポリペプチドの前駆体(pro型)、完全体(mature型)、又は可溶体から選ばれた少なくとも蛋白質のC−末端システインドメインを含有するポリペプチドを含有し、そのポリペプチドは:OP−1、OP−2、OP−3、BMP2、BMP3、BMP4、BMP5、BMP6、又はBMP9。
上記例において上記モルフォゲンは、ヒトOP−1の前駆体、完全体、又は可溶体から選ばれるポリペプチドの1以上のC−末端システインドメインを含有するポリペプチドを含有する。
例えば、上記例において使用される上記モルフォゲンは、ヒトOP−1(SEQ ID No:2)のC−末端7−システインドメインのアミノ酸配列と70%以上ホモロジー又は50%同一であるポリペプチドを含有する。例えば、上記例において使用される上記モルフォゲンは、ヒトOP−1(SEQ ID No:2)のC−末端7−システインドメインのアミノ酸配列と75%以上ホモロジー又は60%同一であるポリペプチドを含有する。例えば、上記例において使用される上記モルフォゲンは、ヒトOP−1(SEQ ID No:2)のC−末端7−システインドメインのアミノ酸配列と80%以上ホモロジー又は70%同一であるポリペプチドを含有する。例えば、上記例において使用される上記モルフォゲンは、ヒトOP−1(SEQ ID No:2)のC−末端7−システインドメインのアミノ酸配列と90%以上同一であるポリペプチドを含有する。
上記例において上記ACEIは:式I〜XXVIIIのいずれかの化合物又はそれらの塩;アシルメルカプト及びメルカプトアルカノイルプロリン;カプトプリル(1−[(2S)−3−メルカプト−2−メチルプロピオニル]−L−プロリン);エーテル又はチオエーテルメルカプトアシルプロリン;ゾフェノプリル;カルボキシアルキルジペプチド;エナラプリル(N−(1−エトキシカルボニル−3−フェニルプロピル)−L−アナニル−L−プロリン);リジノプリル;キナプリル;ラミプリル;カルボキシアルキルジペプチドミミック;シラザプリル;ベナザプリル;ホスフィニルアルカノイルプロリン;フォシノプリル;トランドロプリル;ホスホンアミデート置換されたアミノ又はイミノ酸;ホスホナート置換されたアミノ又はイミノ酸及びその塩;セロナプリル((S)−1−[6−アミノ−2−[[ヒドロキシ(4−フェニルブチル)ホスフィニル]オキシ]−1−オキソヘキシル]−L−プロリン);BRL36378;MC−838;CGS14824(3−([1−エトキシカルボニル−3−フェニル−(1S)−プロピル]−アミノ)−2,3,4,5−テトラヒドロ−2−オキソ−1−(3S)−ベンズアゼピン−1酢酸HCL);CGS16617(3(S)−[[(1S)−5−アミノ−1−カルボキシペンチル]アミノ]2,3,4,5−テトラヒドロ−2−オキソ−1H−1−ベンズアゼピン−1−エタン酸);セタプリル(アラセプリル商標、大日本製薬株式会社製);Ru44570;シラザプリル;Ro31−2201;リジノプリル;インダラプリル(デラプリル商標);レンチアプリル(フェンチアプリル、サンテン社製);インドラプリル;スピラプリル;ペリンドプリル;キナプリル;CI925([3S−[2[R(*)R(*)]]3R(*)]−2−[2−[[1−(エトキシ−カルボニル)−3−フェニルプロピル]アミノ[−1−オキソプロピル]−1,2,3,4−テトラヒドロ−6,7−ジメトキシ−3−イソキノリンカルボン酸HCL);WY−44221;メルカプト含有化合物;ピボプリル;YS980;オマパトリラト;アラセプリル;モベルトプリル;キナプリラート;モエキシプリル;ペリノドプリル(S−9490);ペントプリル;アンコベニン;フェナセイン;又はニコチアナミンである。好ましくはACEIはエナラプリルである。
上記例において上記AIIRAは:ロサルタン(コザール商標)、バルサルタン(ディオバン商標)、イルべサルタン(アバプロ商標)、カンデサルタン(アタカンド商標)、テルミサルタン(ミカルディス商標)、タソサルタン、ゾラルサルタン、テベテン(エプロサルタンメシラート)又はオルメサルタンメドキソミル(ベニカー商標)である。
ACE 阻害薬、AIIRA及び/又はモルフォゲンは、1以上の医薬的に許容されるキャリア(添加剤)及び/又は希釈剤と一緒に配合できる。下記に詳細に記載されるように、本発明の医薬組成物は特に、下記のように固体又は液体剤形での投与のために配合できる:(1)経口投与(水性又は非水性溶液又は懸濁液の飲薬、錠剤、ボーラス、散剤、顆粒剤、舌への投薬用ペースト等);(2)非経口投与(例えば、皮下、髄腔内、脳室内、筋肉内、又は静脈経由の、例えば、無菌溶液又は懸濁液の形での注射であり、ミニポンプ又は、制御した速度で連続的に薬剤を供給するALZETオスモティックポンプ等の他の機械的供給補助具を使用してもよい);(3)局所(経皮)的適用(皮膚用クリーム、軟膏又は噴霧剤等);又は(4)膣内又は直腸内(ペッサリー、クリーム又はフォーム等)。又、本発明の化合物は、単に無菌水中に溶解又は懸濁されてもよい。本発明の医薬調合剤は非発熱性であり、患者の体温を上昇させない。
本発明での「治療的有効量」は、本発明の化合物を含有する化合物、物質又は組成物の量を意味し、それは、少なくとも動物中の細胞の部分母集団中で幾つかの目的とする治療用効果を生成するのに効果的であり、従って、治療される細胞中でのその経路の生物学的結果を合理的な受益度/危険度割合で遮断するどのような医学的治療へも適用できる。
ここで「医薬的に許容範囲内での」とは、医学的判断の確実な範囲内で、過剰な毒性、炎症、アレルギー反応又は他の問題又は合併症無しに、合理的な受益度/危険度割合に対応して、適当にヒト及び動物の組織へ接触させるための化合物、物質、組成物及び/又は剤形をいう。
本発明での「医薬的に許容されるキャリア」は、本発明の化合物を体の1器官又は部位から体の別の器官又は部位へ移動又は輸送するのに使用され、液体又は固体充填剤、希釈剤、賦形剤、溶媒又はカプセル封入物質等の、医薬的に許容される物質、組成物又は賦形剤(vehicle)をいう。それぞれのキャリアは、配合物の残りの成分と適合し、患者に有害ではない観点から「許容範囲内」でなくてはならない。医薬的に許容されるキャリアとして使用できる物質の例として、下記が挙げられる:(1)糖類(乳糖、ブドウ糖及びショ糖等);(2)澱粉(コーン澱粉及び馬鈴薯澱粉等);(3)セルロース、及びその誘導体(カルボキシメチルセルロースナトリウム、エチルセルロースナトリウム及びセルロースアセテートナトリウム等);(4)粉末状トラガカント;(5)麦芽;(6)ゼラチン;(7)タルク;(8)賦形剤(ココアバター及び座薬ワックス等);(9)油類(落花生油、綿実油、紅花油、ゴマ油、オリーブ油、コーン油及び大豆油等);(10)グリコール類(プロピレングリコール等);(11)ポリオール類(グリセリン、ソルビトール、マンニトール及びポリエチレングリコール等);(12)エステル類(エチルオレイン酸エステル及びエチルラウリン酸等);(13)寒天;(14)バッファ剤(水酸化マグネシウム及び水酸化アルミニウム等);(15)アルギン酸;(16)パイロジェンフリー水;(17)生理食塩水;(18)リンゲル液;(19)エチルアルコール;(20)ホスフェートバッファ液;及び(21)医薬品配合物中に使用される他の非毒性の適合物質。
上記のように、ある種の化合物はアミノ又はアルキルアミノ等の塩基性基を含有してもよく、このように医薬的に許容される酸と医薬的に許容される塩を形成してもよい。この観点から「医薬的に許容される塩」は、本発明の化合物の、相対的に無毒性の無機酸及び有機酸付加塩をいう。これら塩は、本発明の化合物の最終的分離及び精製中in situで調製してもよく、本発明の精製化合物の遊離塩基形を適当な無機酸及び有機酸と別々に反応させ、及びこのように形成された塩を単離して調製してもよい。代表的な塩として、臭化水素塩、塩化水素塩、硫酸塩、亜硫酸塩、リン酸塩、硝酸塩、酢酸塩、吉草酸塩、オレイン酸塩、パルミチン酸塩、ステアリン酸塩、ラウリン酸塩、安息香酸塩、乳酸塩、リン酸塩、p−トルエンスルホン酸塩、クエン酸塩、マレイン酸塩、フマル酸塩、コハク酸塩、酒石酸塩、ナフチル酸塩、メタンスルホン酸塩、グルコヘプトン酸塩、ラクトンビオン酸塩、及びラウリルスルホン酸塩等が挙げられる。(例えば、Bergeら(1977)「Pharmaceutical Salts」J.Pharm.Sci.66:1−19参照。)
本発明の化合物の医薬的に許容される塩として、化合物の通常の無毒性塩又は第四級アンモニウム塩、例えば無毒性無機酸及び有機酸から得られる塩が挙げられる。これらの通常の無毒性塩として、塩酸、臭化水素、硫酸、スルファミン酸、リン酸、硝酸等の無機酸に由来する塩;並びに酢酸、プロピオン酸、コハク酸、グリコール酸、ステアリン酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、アスコルビン酸、パルミチン酸、マレイン酸、ヒドロキシマレイン酸、フェニル酢酸、グルタミン酸、安息香酸、サリチル酸、スルファニル酸、2−アセトキシ安息香酸、フマル酸、トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、エタンジスルホン酸、シュウ酸、イソチオン酸等の有機酸から調製される塩が挙げられる。
又、本発明の化合物は1以上の酸性基を含んで、医薬的に許容される塩基と医薬的に許容される塩を形成することが可能である。下記では「医薬的に許容される塩」とは、本発明の化合物の比較的無毒性の無機塩基及び有機塩基付加塩をいう。これら塩は、化合物の最終的分離及び精製中in situで調製してもよく、精製化合物の遊離酸形を、アンモニア又は医薬的に許容される有機1級、2級又は3級アミンとで、医薬的に許容される金属カチオンの水酸化物、炭酸塩又は炭酸水素塩とを形成するように、適当な塩基と別々に反応させて同様に調整できる。代表的なアルカリ又はアルカリ土類塩として、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム及びアルミニウム塩等が挙げられる。代表的な有機アミンも、塩基付加塩の形成に使用でき、エチルアミン、ジエチルアミン、エチレンジアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、ピペラジン等が挙げられる。(例えば、BergeらSupra参照。)
湿潤剤、ラウリル硫酸ナトリウム及びマグネシウムステアレート等の乳化剤及び滑剤、並びに着色剤、離型剤、コーティング剤、甘味剤、風味剤及び香料、防腐剤及び抗酸化剤も、又本発明の組成物中に含まれてもよい。
医薬的に許容される抗酸化剤として、(1)水溶性抗酸化剤(アスコルビン酸、システイン塩酸塩、硫酸水素ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム等);(2)油溶性抗酸化剤(アスコルビン酸パルミテート、ブチル化ヒドロキシアニソール(BHA)、ブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)、レシチン、没食子酸プロピル、α−トコフェロール等);並びに(3)金属キレート剤(クエン酸、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)、ソルビトール、酒石酸、リン酸等)が挙げられる。
本発明の配合物は、経口、経鼻的、局所(経皮)(頬及び舌下を含む)、直腸的に、経膣的及び/又は腸管外(非経口)投与に適している。配合物は、単位剤形として便利であり、又薬学的に公知であるどのような方法でも調製できる。キャリア物質と組み合わせて単一の剤形を形成できる活性成分の量は、治療されるホスト、特定の投与様式に依存して変化できる。キャリア物質と組み合わせて単一剤形を形成できる活性成分の量は通常、治療用効果を示す化合物量である。通常この量は、活性成分100%中の約1〜約99%、好ましくは約5〜約70%、最も好ましくは約10〜約30%である。
これら配合物又は組成物の製造方法は、本発明の化合物をキャリア及び、任意で1以上の副成分と接触させるステップを含む。一般に、配合物は、本発明の化合物を均一に密接に液体キャリアと配合するか、固体キャリアを精密に粉砕し、又は双方を粉砕し、必要であれば次に製造品を形成して調製される。
適当な経口投与用の本発明の配合物には、それぞれ活性成分として所定の量の本発明の化合物を含む下記の形状が挙げられる;カプセル、カシェ剤、丸薬、錠剤、薬用ドロップ(風味基剤、通常ショ糖及びアカシア又はトラガカントを使用する。)、散剤、顆粒剤の剤形;水性又は非水性の溶液又は懸濁液;水中油滴型又は油中水滴型液体エマルジョン;又はエリキシル剤又はシロップ;又は香錠(ゼラチン又はグリセリン、又はショ糖及びアカシア等の不活性ベースを使用する。);及び/又はマウスウォッシュ等。本発明の化合物は又ボーラス、舐剤又はペーストを投与できる。
経口投与用の本発明の固形剤形(カプセル、錠剤、丸薬、糖衣錠、散剤、顆粒剤等)において、活性成分は、クエン酸ナトリウム塩又はリン酸二カルシウム等の1以上の医薬的に許容されるキャリア及び/又は下記のいずれかと混合できる:(1)充填剤又は増量剤(澱粉、乳糖、ショ糖、ブドウ糖、マンニトール、及び/又はケイ酸等);(2)結合剤(カルボキシメチルセルロース、アルギン酸塩、ゼラチン、ポリビニルピロリドン、ショ糖及び/又はアカシア等);(3)保湿剤(グリセロール等);(4)崩壊剤(寒天、カルシウム炭酸塩、馬鈴薯又はタピオカ澱粉、アルギン酸、特定のケイ酸塩及び炭酸ナトリウム等);(5)難溶剤(パラフィン等);(6)吸収促進剤(第四級アンモニウム化合物等);(7)湿潤剤(セチルアルコール及びグリセロールモノステアレート等);(8)吸収剤(カオリン及びベントナイトクレイ等);(9)滑剤(タルク、カルシウムステアレート、マグネシウムステアレート、固体ポリエチレングリコール、ラウリル硫酸ナトリウム及びそれらの混合物等);並びに(10)着色剤。カプセル、錠剤及び丸薬の場合、医薬組成物はバッファ剤を含んでも良い。類似のタイプの固体組成物も、高分子量ポリエチレングリコール等と同様に、乳糖(lactose又はmilksugar)等の賦形剤を使用した軟及び硬ゼラチンカプセル中の充填剤として使用できる。
錠剤は任意で1以上の副成分と共に圧縮又は成形して製造できる。圧縮錠は、結合剤(例えば、ゼラチン又はヒドロキシプロピルメチルセルロース)、滑剤、不活性希釈剤、防腐剤、崩壊剤(例えば、澱粉グリコレートナトリウム又は架橋したカルボキシメチルセルロースナトリウム)、表面活性剤又は分散剤を使用して製造できる。成形錠は、不活性液体希釈剤で湿らされた粉末化合物の適当な機械的混合物中での成形で製造できる。
本発明の医薬組成物の、糖衣錠、カプセル、丸薬及び顆粒剤等の錠剤、及び他の固体剤形は、任意でスコアされ、医薬配合技術で公知の溶腸性コーティング及び他のコーティング等のコーティング及びシェルを使用して製造できる。それらは、本発明の活性成分の徐放又は調節投与が出来るように、目的とする投与プロファイルとするため割合を変化させたヒドロキシプロピルメチルセルロース、他のポリマーマトリックス、リポソーム及び/又はミクロスフィア等と配合できる。それらは例えば細菌保持フィルタでのろ過、又は使用直前に無菌水に溶解できる殺菌用固体組成物の形状の殺菌消毒剤若しくは他の注入直前に使用する注入用殺菌媒体の使用により殺菌状態にすることができる。これら組成物は又任意で乳白剤を含んでもよく、胃腸管の特定部位で、活性成分のみ又は選択的に任意に遅く放出できる組成物から構成されてもよい。使用できる担持組成物の例として、ポリマー性物質及びワックスが挙げられる。活性成分は又、適切なら1以上の上記の賦形剤と共にマイクロカプセル化された形でも良い。
本発明の化合物の経口投与用液体剤形として、医薬的に許容されるエマルジョン、マイクロエマルジョン、溶液、懸濁液、シロップ及びエリキシル剤が挙げられる。活性成分に加えて液体剤形は、一般的に当分野で使用される不活性希釈剤(水又は他の溶媒)並びに、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、エチルカーボネート、エチルアセテート、ベンジルアルコール、ベンジル安息香酸、プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、油(特に、綿実油、落花生油、コーン油、胚芽油、オリーブ油、ひまし油及びごま油)、グリセロール、テトラヒドロフリルアルコール、ポリエチレングリコール及びソルビタンの脂肪酸エステル、及びそれらの混合物等の可溶化剤及び乳化剤を含んでもよい。
不活性希釈剤の他に、経口用組成物は又、湿潤剤、乳化剤及び沈殿防止(懸濁)剤、甘味剤、風味剤、着色剤、香料及び防腐剤等の補助薬を含んでもよい。
活性化合物に加えて、懸濁液は、エトキシル化イソステアリルアルコール、ポリオキシエチレンソルビトール及びソルビタンエステル、微結晶性セルロース、アルミニウムメタハイドロオキサイド、ベントナイト、寒天及びトラガカント、及びそれらの混合物等の沈殿防止剤(懸濁剤)を含んでもよい。
直腸又は経膣的投与用の本発明の医薬組成物の配合物は、1以上の本発明の化合物を1以上の適当な非刺激性賦形剤又はキャリアと混合して調製できる座薬としてもよい。上記賦形剤又はキャリアは、ココアバター、ポリエチレングリコール、座薬ワックス又はサリチレート等を含有し、室温で固体であるが体温で液体となり、直腸内又は膣内で融解して活性な化合物を放出できる。
経膣投与に適した本発明の配合物として、適切であることが当分野で知られているキャリアを含む、ペッサリー、タンポン、クリーム、ジェル、ペースト、フォーム又は噴霧配合物も挙げられる。
本発明の化合物の局所(経皮)的又は経皮的投与用剤形として、散剤、噴霧剤、軟膏、ペースト、クリーム、ローション剤、ジェル、溶液、貼付剤及び吸入剤が挙げられる。本発明の活性化合物は、無菌状態で医薬的に許容されるキャリア、及び必要な防腐剤、バッファ剤又は噴霧体と共に混合できる。
軟膏、ペースト、クリーム及びジェルは、本発明の活性化合物に加えて、動物性及び植物性脂肪、油、ワックス、パラフィン、澱粉、トラガカント、セルロース誘導体、ポリエチレングリコール、シリコーン、ベントナイト、ケイ酸、タルク及び酸化亜鉛又はそれらの混合物等の賦形剤を含有してもよい。
散剤及び噴霧剤は、本発明の化合物に加えて、乳糖、タルク、ケイ酸、水酸化アルミニウム、カルシウムケイ酸塩及びポリアミド粉末又はこれら物質の混合物等の賦形剤を含有してもよい。噴霧剤は更に、クロロフルオロ炭化水素並びにブタン及びプロパン等の揮発性非置換炭化水素等の通常の噴霧体を含有してもよい。
経皮投与用貼付剤は、本発明の化合物を体内へコントロールデリバリできる利点を付与する。これらの剤形は、本発明の化合物を適当な媒体中に溶解又は分散させて調製できる。吸収増強剤も又、化合物の皮膚の通過放出を増加させるために使用できる。流出速度は、速度調整膜を設けるか、化合物をポリマーマトリックス又はゲル中に分散させることにより調整できる。
非経口投与に適当な本発明の医薬組成物として、1以上の医薬的に許容される無菌の、等張水溶液若しくは非水性溶液、分散体、懸濁液若しくはエマルジョン、又は無菌散剤と組み合わせた1以上の本発明の化合物が挙げられる。上記水溶液等は、使用直前に無菌注入用溶液又は分散体へ再構成(戻)されてもよく、抗酸化剤、バッファ剤、静菌薬、配合物を目的レシピエントの血液と等張にする溶媒、沈殿防止剤又は濃厚剤を含有してもよい。
本発明の医薬組成物が使用できる適当な水溶液及び非水性キャリアとして、水、エタノール、ポリオール(グリセロール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール等)、及び適切なそれらの混合物、植物油(オリーブ油等)、並びに注入用有機エステル(オレイン酸エチルエステル等)が挙げられる。レシチン等のコーティング物質の使用、分散体の場合は必要とされる粒子サイズの維持、及び界面活性剤の使用等により、適当な流動性が保持できる。
これら組成物は又、防腐剤、湿潤剤、乳化剤及び分散剤等の補助薬を含有してもよい。微生物活動の予防は、パラベン、クロロブタノール、フェノールソルビン酸、等の種々の抗菌性及び抗真菌性剤を含有することにより確保できる。糖類、塩化ナトリウム等の等張剤が組成物中に含まれることも好ましい。更に、注入用医薬剤の長期間の吸収(除放)は、アルミニウムモノステアレート及びゼラチン等の吸収を遅延する作用薬を含有させることにより達成できる。
時には、薬の効果を延長するために、皮下又は筋肉内注射からの薬の吸収を遅延することが好ましい。これは、水に難溶性の結晶又は非晶性物質の液体懸濁液を使用することにより達成できる。その場合、薬の吸収速度はその溶解速度に依存し、次にその結晶サイズ及び結晶形状に依存する。一方、非経口的に投与される剤形の吸収の遅延は、油媒体中への薬の溶解又は懸濁により達成できる。
蓄積注射用の剤形は、ポリラクチド−ポリグリコリド等の生分解性ポリマー中に本発明の化合物のマトリックスをマイクロカプセル化して形成することにより調製できる。薬のポリマーに対する割合及び使用される特定のポリマーの性質に依存して、薬放出速度が調整できる。他の生分解性ポリマーとして、ポリ(オルソエステル)及びポリ(アンハイドライド)が挙げられる。蓄積注射用配合物は又、体組織と適合性のあるリポソーム又はマイクロエマルジョン中に薬を包括することにより調製できる。
本発明の化合物がヒト又は動物へ薬剤として投与される場合、それらは、それ自体で又は例えば医薬的に許容されるキャリアと組み合わせた0.1〜99.5%、好ましくは、0.5〜90%の活性成分を含む医薬組成物として投与できる。
本発明のモルフォゲン、モルフォゲン誘導物質、又はモルフォゲンレセプターのアゴニスト、並びにACE阻害薬(ACEI)は、使用された特定のモルフォゲン、誘導物質、アゴニスト、又はACEIに適合するいずれの経路ででも投与できる。従って、適切な場合、投与は静脈や腹腔内注射等の投与経路等の経口又は腸管外(非経口)でもよい。更に、投与は、モルフォゲンのボーラスの周期的注射でもよい。誘導物質、アゴニスト又はACEIは又、外装(例えば、外装用(ix.)バッグ)又は内挿(例えば、生体内分解性移植物、又は移植されたモルフォゲン生成細胞のコロニー)されたリザーバからの静脈注入又は腹腔内投与が連続的に行われてもよい。
本発明の治療薬(即ち、モルフォゲン、モルフォゲン誘導物質、モルフォゲンレセプターのアゴニスト、又はACEI)は個体(患者)へ、直接に(例えば、注射、移植又は局所(経皮)的投与して組織部位へ局所的に)又は全身的に(例えば、腸管外(非経口)又は経口で)いずれの適切な手段ででも供給できる。薬剤が腸管外(非経口)、例えば、静脈内、皮下、分子内、眼科的、腹腔内、筋肉内、バッカル内、直腸内、膣内、眼窩内、脳内、頭蓋内、髄腔内、心室内、髄腔内、槽内(クモ膜下槽内)、包内、鼻内注射により、又はエアロゾル投与により供給される場合、薬剤は好ましくは水性又は生理学的に適合する流体の懸濁液又は溶液の一部を含有してもよい。従って薬剤用キャリア又は賦形剤は、患者への目的の薬剤のデリバリーに加え、それが他に患者の電解質及び/又は体積バランスへ悪影響を与えないように生理学的に許容されるものである。従って薬剤用の流体媒体として、標準的な生理食塩水(例えば、9.85%NaCl水溶液、0.15M、pH7〜7.4)が挙げられる。
完全モルフォゲン二量体とモルフォゲンプロドメインとの関係は、対応する完全体よりも生理学的溶液へ通常更に可溶性のモルフォゲンの前駆体を生じる。実際、内因性モルフォゲンは、この形状で哺乳類の体内を移動(例えば、排出、循環)すると考えられる。この蛋白質の可溶体は、モルフォゲン分泌哺乳類細胞、例えばモルフォゲンをエンコードしそれを発現する機能を有する核酸でトランスフェクトされた細胞の培養媒体から得られると考えられる。一方、可溶性種は、完全な、形態生成的に活性なポリペプチド二量体(又はその活性フラグメント)とモルフォゲンプロドメインポリペプチド又はその溶解性強化(可溶性)フラグメントとの複合化により調製できる。溶解性強化プロドメインフラグメントとして、完全ポリペプチド二量体と複合化して得られた非共有又は共有複合体の安定性及び/又は溶解性を強化するモルフォゲンファミリーのメンバーの、プロ領域のいずれのN−末端、C−末端又は内部的フラグメントが挙げられる。通常、有用なフラグメントは、蛋白質分解性部位Arg−Xaa−Xaa−Arg(SEQ ID No:30)で開裂されるものである。形態発生蛋白質(モルフォゲン)の可溶性複合体種、及びその製造方法、試験方法及び使用方法の詳細な記載はWO94/03600(PCTUS93/07189)に記載されている。OP−1の場合、有用なプロドメインポリペプチドフラグメントとして、無傷プロドメインポリペプチド(残基30〜292)及びフラグメント48〜292及び158−292(全てSEQ ID No:3)が挙げられる。経口投与に溶解性を強化できて特に有用な別の分子として、カゼインが挙げられる。例えば、0.2%カゼインの添加は、OP−1の完全活性体の溶解性を80%増加する。乳及び/又は各種血清蛋白質中に見られる他の成分も又有用である。
腸管外(非経口)投与に有用な溶液は、医薬品分野で公知のいずれの方法でも調製でき、例えば「Remmington’s PARMACEUTICAL SCIENCES」(Gennaro,A.,ed.),Mack Pub.,1990に記載されている。
本発明の治療薬の配合物は、ポリアルキレングリコール(ポリエチレングリコール等)、植物油、水素化ナフタレン等を含有してもよい。直接投与用配合物は、好ましくは、薬剤を目的の部位へ維持する補助となるグリセロール及び他の高粘度組成物を含有してもよい。生体適合性、好ましくは生体内分解性のポリマー(例えば、ヒアルロン酸、コラーゲン、リン酸カルシウム、ポリブチレート、ラクチド、及びグリコリドポリマー及びラクチド/グリコリドコポリマー)、はin vivoで薬剤の放出制御のために有用な賦形剤である。他の使用可能な有用な腸管外(非経口)でのこれら薬剤のデリバリーシステムとして、エチレン−ビニルアセテートコポリマー粒子、オスモティックポンプ、移植可能な注入系、及びリポソームが挙げられる。吸入投与用配合物は、賦形剤として乳糖等を含有してもよく、ポリオキシエチレン9−ラウリルエーテル、グリココレート及びデオキシコレート等を含有してもよい水性溶液でもよく、油性溶液でもよく、点鼻薬の形状、又は鼻内に適用されるジェルとして投与される。腸管外(非経口)投与用配合物は又、バッカル投与用にグリココレート、直腸投与用にメトキシサリチラート、又は膣内投与用にクエン酸を含有してもよい。又本発明の直腸投与用座薬は、モルフォゲン、誘導物質又はアゴニストココアバター又は室温で固体であるが体温で液体となる他の組成物等の非刺激性賦形剤と共に混合して調製してもよい。
皮膚表面への局所投与用配合物は、モルフォゲン、誘導物質、アゴニスト、又はACEIをローション、クリーム、軟膏又は石けん等の皮膚科的に許容されるキャリア中に分散させて製造できる。特に有用なものは皮膚上に膜又は層を形成して局所適用され、除去されにくくなるキャリアである。内的組織表面への局所投与用には、薬剤は液体組織接着剤又は組織表面への吸着を強化することが抗体の他の物質中に分散されてもよい。例えば、ヒドロキシプロピルセルロース又はフィブリノーゲン/トロンビン溶液が有利に使用できる。一方、ペクチン含有配合物等の組織被覆溶液も使用できる。
一方、本発明の薬剤は、経口で投与できる。蛋白質の治療的経口投与は、多くの蛋白質は血流中に吸収される前に哺乳類性消化系中の消化酵素及び酸により容易に分解されるため、一般的に行なわれていない。しかし、本発明のモルフォゲンは通常、安定でプロテアーゼ抵抗性の酸である(参照、例えば米国特許番号4968590)。更に、1以上のモルフォゲン、OP−1が、乳腺抽出物、初乳及び57日乳中に特定されている。更に、乳腺抽出物から精製されたOP−1は、形態生成的に活性であり、又血流中でも検出された。母親からの摂取された乳を通した投与は、TGF−βスーパーファミリー蛋白質の天然性デリバリー経路である。Letterioら、Science264:1936−1938(1994)は、TGF−βはネズミ乳中に存在し、放射性標識したTGF−βは哺乳された子供(若年者)の胃腸粘膜により吸収されることを報告した。標識され、摂取されたTGF−βは容易に子供の肺、心臓及び肝臓等の体組織中に無傷の形で表われる。最後に、可溶体モルフォゲン、例えばプロドメインを伴う完全モルフォゲンは、形態生成的に活性である。これら発見、並びに下記例示は、経口及び腸管外(非経口)投与は、モルフォゲン等のTGF−βスーパーファミリー蛋白質を個体(患者)へ投与する実行可能な手段であることを示す。更に、本発明のある種のモルフォゲン完全体が通常難溶性である一方、乳(及び乳腺抽出物及び初乳)中に見いだされるモルフォゲン体は、形態生成的活性な完全体の、発現した完全長ポリペプチド配列の一部又は全てのプロドメインと結合、及び/又は1以上の乳成分と結合するために容易に溶解しやすいと思われる。従って、本発明の化合物も又それらのin vitro又はin vivo溶解性を強化できる分子と結合できる。
多くのACE阻害薬は経口で投与できる。好ましくは、医薬品組成物としてのACE阻害薬は、飲料水又は他の適切な液体キャリアを通して経口で投与できる。
本発明の化合物は又、モルフォゲン、誘導物質、アゴニスト、又はACEIを目的の組織へ作用させることの出来る分子と結合できる。例えば、抗体、抗体フラグメント、又は特に目的の組織細胞上の表面分子と相互作用する他の結合蛋白質が使用できる。有用な標的分子は例えば、米国特許番号5091513に開示された単一鎖結合部位技術を使用して設計される。標的分子は、モルフォゲン、誘導物質、アゴニスト、又はACEIと共有的に又は非共有的に結合できる。
当業者に当然であるように、本発明の配合組成物は、治療的有効量の、モルフォゲン、モルフォゲン誘導物質、モルフォゲンレセプターのアゴニスト又はACEIを含有する。即ち、それらは、損なわれた腎臓のシステム機能の測定可能な修復及びその完全な修復を刺激するに充分な時間、適切な薬剤濃度を投与された組織へ提供する量である。当業者に当然であるように、これら濃度は数種の因子、即ち、選ばれた薬剤の生物学的効能、特定の薬剤の化学的特徴(例えば、疎水性)、その配合;1以上の賦形剤との混合物、投与経路、及び目的とする治療;活性成分が直接組織部位へ投与されるか、全身へ投与されるかに応じて変化できる。
好ましい投薬量も又、変更可能な所定の哺乳類の、罹患した又は損傷された組織の症状、及び全体の健康状態等の変化に応じて変化する。一般的に、モルフォゲン投薬量は、単回、毎日、隔週又は週1回で0.00001〜1000mgで充分であり、0.0001〜100mgが好ましく、0.001〜10mgは更に好ましい。一方、単回、毎日、隔週(BW)又は週1回の投薬量約0.01〜1000μg/kg体重、好ましくは約0.01〜10μg/kg体重、又は約10〜300μg/kg体重も有利に使用できる。一般的に、ACEIの投薬は、単回、毎日、隔週、又は週1回、経口で投与されてもよく、その量は通常約0.01〜300mg/kg体重、好ましくは0.1〜30mg/kg(BW)、0.1〜3mg/kg(BW)、1〜30mg/kg(BW)、最も好ましくは約1〜3mg/kgBWであり、例えば飲料水(経路)がACE阻害薬には適切である。従って濃度は、他の因子(治療される哺乳類患者の平均的体重、及び上記特定の哺乳類性患者により1日当り消費される水の平均的量等)が規定された場合、1日に体重kg当り投与される必要のある薬量へ調節され又は発現する。本発明の効果的投与は、目的とする又は特定の条件下で適切と思われる単回投与又は複数の(2以上の)投薬分割投与として、投与されてもよい。ボーラス注射又は拡散性注入配合物も使用できる。反復又は頻繁な注入強化を目的とする場合、半恒久的ステントの移植(例えば、静脈、腹腔内、槽内(クモ膜下槽内)又は嚢内注入)も採用できる。モルフォゲン及び/又はACEIの投薬量は、共投与の場合、それらが(共投与ではなく)単独投与される場合のモルフォゲン又はACEIの投薬量とは異なってもよいことも又当然である。慢性腎不全の治療/予防用の所定のモルフォゲン又はACEIの投薬量は、他の関連しない(骨形態発生等)に使用される場合のモルフォゲン又はACEIの投薬量とは異なってもよいことも又当然である。
本発明のモルフォゲン、誘導物質、アゴニスト、又はACEIは、勿論単独、又は上記症状の治療に有益であることが公知の他の分子と組み合わせて投与できる。
例えば、各種公知である成長因子、ホルモン、酵素、治療的組成物、抗生物質、又は他の生物活性な薬剤も又モルフォゲン及びACEIと共に投与できる。従って、NGF、EGF、PDGF、IGF、FGF、TGF−α、及びTGF−β等の各種公知の成長因子、並びに酵素、酵素阻害薬、抗酸化剤、抗炎症性薬剤、フリーラジカル捕捉剤、抗生物質及び/又は化学走性誘因物質/走化性因子も本発明のモルフォゲン及びACEI配合物中に含まれてもよい。
最後に、本発明のモルフォゲン配合物及びACEI配合物はいずれも、共に単一の医薬品組成物として配合されてもよく、2以上の医薬品組成物として分離して配合されてもよい。又、同一の配合物が、特定の必要性又は適切に治療症状に応じて異なる経路で投与されてもよい。
C.慢性腎不全の種類;
多くの種類の慢性腎不全疾患が本発明で治療できる。下記記載は単に例示の目的であり、いずれの観点からも本発明を限定するものではない。
本発明は、慢性腎不全又はその危険性のある、又は腎臓の代償療法の必要の危険性のある脊椎動物患者(好ましくは哺乳類動物)の予防及び/又は治療方法及びその予防及び/又は治療へ使用するための医薬品を目的とする。このような患者として、既に慢性腎不全に罹患しているか、既に腎臓の代償療法を受けている、並びに患者が機能している腎単位の進行性損失を伴う腎臓機能の進行性喪失に悩まされることが合理的に期待される患者が挙げられる。特定の患者に危険性があるか否かは、関連する医学的又は獣医学的分野の当業者により通常行われる判断である。慢性腎不全の危険性があるか既に罹患している、又は腎臓の代償療法の必要の危険性のある患者は、下記を含むがこれらに限定されるものではない:慢性腎不全(CRF)、末期腎不全(ESRD)、慢性糖尿病性腎障害、糖尿病性腎糸球体症、糖尿病性腎肥大、高血圧性腎硬化症、高血圧性糸球体硬化症、慢性糸球体腎炎、遺伝性腎炎、又は腎臓異形成に罹患していると考えられる患者;糸球体肥大、尿細管肥大、慢性糸球体硬化症、及び/又は慢性尿細管間質硬化症を示す生検結果を有する患者;腎繊維症を示す、超音波、NMR、CATスキャン、又は他の非侵襲的検査結果を有する患者;尿沈渣中に異常な数のろう様円柱が存在する患者;慢性的に、患者に予定されるGFRの約50%未満、特に約40%未満、30%未満又は20%未満であるGFRを有する患者;慢性的に、約50ml/分未満、特に約40ml/分未満、30ml/分未満又は20ml/分未満であるGFRを有し、約50kg以上の重量であるヒト男性患者;慢性的に、約40ml/分未満、特に約30ml/分未満、20ml/分未満又は10ml/分未満であるGFRを有し、約40kg以上の重量であるヒト女性患者;健康である以外は患者と同様である患者が有する機能している腎単位数の約50%未満、特に約40%未満、30%未満又は20%未満の機能している腎単位数を有する患者;単一の腎臓を有する患者;及び腎臓移植レシピエントである患者。
慢性腎不全(CRF)は主要な損傷の部位により下記のように種類分け出来る:腎前性CRF、腎後性CRF及び腎臓のCRF。
腎前性CRF;
いくつかの医学的症状が腎臓の連続的低潅流(低血液流)を引き起こし、腎臓萎縮症、ネフロン機能の喪失、及び慢性腎不全(CRF)へ至る。これら症状として、低心臓機能、慢性肝臓障害、及び腎臓動脈のアテローム性硬化症(「硬化」)が挙げられる。これら症状はいずれも、腎臓への不適切な血液流(低潅流)の結果である虚血性腎臓病を誘導する。低潅流の結果は、腎臓機能の進行性喪失及び腎臓萎縮症として表われる。腎臓障害はこのプロセスが腎臓対を損傷する結果である。
腎後性CRF;
尿の正常流の妨害は腎臓中に背圧を生成し、ネフロンを損傷し、閉塞性尿路疾患(尿路の疾患)をもたらす。この異常は尿流量を妨害し、下記例示のような腎後性CRFを引き起こす:
肥大化した前立腺/又は膀胱結石の結果の膀胱排出閉塞症;
神経性膀胱、膀胱から脊髄への伝達神経繊維の損傷により引き起こされた過膨張膀胱;
尿管対中の腎臓結石、それぞれ腎臓から膀胱へ尿が通過する管;
細管閉塞症、腎臓のネフロンの末端経路;
腹膜後線維症、腹腔を覆っている腹膜後部の繊維状組織形成;
膀胱尿管逆流(VUR)、膀胱から尿管への尿の逆流。
腎臓CRF;
腎臓中の変化により引き起こされた慢性腎不全は腎臓CRFといわれ、下記に類型できる:
糖尿病性腎障害、糖尿病を伴う腎臓疾患、最もありふれたCRFの原因;
高血圧腎硬化症、アフリカ系アメリカ人中で高い頻度で見られる症状、CRFの二番目の原因;
慢性糸球体の腎炎、糸球体を冒す疾患により引き起こされる症状であり、進行性機能障害が発生する;
慢性間質性腎炎、機能障害により引き起こされる症状であり、最後には進行性間質はん痕に至る;
腎臓血管性CRF;腎臓動脈狭窄(腎臓へ(血液を)供給する大動脈の狭窄)等の大動脈不全;
脈管炎、小血管の炎症;
嚢胞腎疾患、複数の嚢に特徴を有する腎臓疾患(空洞の覆い又は包);
腎臓の遺伝性疾患、アルポート症候群(遺伝性腎炎)等。
上記症状のいくつかの更に詳細な記載を下記に示す。
糖尿病性腎障害は、真性糖尿病(DM)の結果生じる腎臓疾患である。DMは単に糖尿病とも言われ、米国国民の約5%が罹患している。この疾患は、目、神経、血管、心臓、及び腎臓等の多くの器官を損傷する。DMは米国における最もありふれた腎臓疾患の病因であり、その数は透析を受けている全ての患者の三分の一を超える。
DM患者は、炭水化物(例えば、食物澱粉、糖類、セルロース)を適切に代謝できない。この疾患は、過剰量の血液中の糖(血糖過多)及び尿中の糖;インスリンの不充分な生成及び/又は利用;及び渇き、飢え、及び体重減少、に特徴を有する。
生命維持のために毎日インスリン注射が必要な糖尿病患者は、インスリン依存性真性糖尿病又はDM1である。この型の糖尿病では、膵臓β細胞は、インスリンをほとんど又は全く分泌せず、血糖濃度は治療なしでは高いままである。DM1は通常、児童及び若い成人で起こり、しばしば若年性糖尿病と呼ばれる。この疾患の発現は、急性である。患者は非常に重病になり、すぐにインスリン療法を必要とする。米国において約1100万人がDM1に罹患している。
DM1患者の約25%〜40%は、最後にはだいたい5つの予定段階を通って進行し、糖尿病性腎障害(DN)へ至る。段階1(非常に初期の糖尿病)では、腎臓への負荷の増加は、上記正常な糸球体ろ過値(GFR)により示される。段階2(糖尿病の進行)では、GFRは上昇したままであるか、正常に戻るが糸球体の損傷が進行して明白な微量アルブミン尿(尿中の蛋白質アルブミンの正常値よりやや高い)を示す。段階2の患者は、24時間中の尿中に30mgを超えるアルブミンを排泄する。明白な微量アルブミン尿は進行して末期腎不全(ESRD)となる。従って、全ての糖尿病患者は、ルーチンで(毎年)微量アルブミン尿の測定を受けるべきである。段階3(明らかな、又は検尿陽性糖尿病)中、糸球体の損傷が進行して臨床的蛋白尿となる。尿は「検尿陽性」であり、24時間中に300mgを超えるアルブミンを含有する。高血圧は、通常段階3中で発現する。段階4(後期段階糖尿病)中、糸球体の損傷が続き、尿中蛋白質アルブミン量が増加する。腎臓のろ過能力は着実に衰退し始め、血液尿素窒素(BUN)及びクレアチニン(Cr)は増加し始める。糸球体ろ過値(GFR)は一年に約10%減少する。ほとんど全ての患者は段階4で高血圧である。段階5(末期腎不全、ESRD)中、GFRは1分当り約10ミリリットル(<10ml/分)以下に落ち、腎臓の代償療法(即ち、血液透析、腹膜透析、腎臓移植)が必要とされる。DM1の発現は特定できるためこれら5段階を通過する進行はかなり予測可能であり、多くの患者は年齢関連の医学的問題からは関係ない。
非インスリン−依存性糖尿病、又はDM2は、主な問題はインスリンの作用に対する抹消(血管)抵抗である点においてDM1とは異なる。DM2は通常、40歳を超え、体重が重く、この疾患の家族歴がある成人に発病する。何人かの患者は、減量及び食事改善により、糖尿病を抑える。残りの患者は薬物治療を必要とし、DM2患者の多くは最後にはインスリンを必要となる。発現は徐々であり、患者はそれと知らずにいつかは病気になる。ほとんど95%の糖尿病患者はDM2であると診断される。DM2のおよそ5%〜15%の症例も又、糖尿病性腎障害(DN)の5段階を通して進行するが、進行時期は明らかではない。何人かの患者は非常に迅速に各段階を通過して進行する。
腎臓動脈狭窄(RAS)は腎臓へ供給される大動脈の内層の狭窄である。多くのRASはアテローム性硬化症又は「動脈硬化」により引き起こされる。アテローム性硬化症は、動脈内層へのコレステロール蓄積又はプラークの積み重ねである。狭窄程度に応じて、患者は腎臓血管性高血圧(RVH)と言われる高血圧を進行させる。この型の高血圧は、二次性高血圧の最も通常な原因である。実際、高血圧は腎臓障害の原因として糖尿病に次ぐ第二位である。米国では15%〜20%の腎臓障害症例は、高血圧が原因である。一方の腎臓へ供給する動脈の臨界狭窄を発生させるときにRVHが起こる。臨界RASは、血管造影(血管x−線造影)評価を基礎にした腎臓動脈の70%以上の狭窄として定義される。腎臓動脈を通る血液流の減少は腎臓からのレニンホルモンのリリース量増加を引き起こす。レニン、強力な血圧調節因子は、最後に高血圧となる一連の化学的出来事を開始する。腎臓血管性高血圧は非常に激しく、調整困難となる。
RASに罹患した腎臓は、減少血液流に悩まされ、しばしば大きさが縮む(萎縮)。このプロセスは虚血性腎臓病と呼ばれる。他の腎臓は、高血圧による発育損傷の危険性があり、しばしば高血圧性腎硬化症へと進行する。この非狭窄性腎臓中で継続的に上昇した血圧は、進行性はん痕(硬化症)を引き起こし、同様にその腎臓のろ過機能の進行性喪失へと結びつく。片側RASも両側RASも最後には慢性腎不全をもたらす。
2つの型のRAS:アテローム硬化性腎臓動脈狭窄症(AS−RAS)及び線維性筋性異形成(FMD)がある。AS−RASは、腎臓動脈の内層上のコレステロールの蓄積が原因である。それはFMD−RASの異常症例よりも更に非常に普通に見られる。FMD−RASは、ほとんど30〜40才代の女性のみであり、まれにアフリカ系アメリカ人又はアジア人に発生する。FMD−RASは、腎臓動脈の内層筋肉中の異常性を原因とする。しばしばFMDRASの家族の病歴がある。
嚢胞腎疾患は、流体充填嚢が腎臓中の中に形成される幾つかの症状を示す。嚢は一般的に、尿を糸球体から移動させる細管の弱い分節中に成長する。嚢の成長により、健康な腎臓組織は置き換えられる。腎臓は、20ポンド(約9kg)程度の重量となることもある嚢を保持するために膨張する。下記3つの因子が嚢の性格を決定する:原因(後発的、先天的)、特徴(複合性、単純性、複数、単一)、及び位置(外側[皮質性]又は内側[骨髄性]腎臓組織)。
多嚢胞腎疾患(PKD;通常、腎臓中の複数嚢)は主要な嚢胞腎疾患である。PKDタイプ1及びPKDタイプ2は、それぞれクロモソーム16及び4上の常染色体優性変異により引き起こされる家族病である。PKD常染色体劣性は、クロモソーム6に結合している。多嚢胞腎疾患(PKD)は最もしばしば見られる遺伝性疾患である;米国において約600000人世界中で12000000人以上がそれに罹患している。大部分は常染色体優性型患者である。それは腎臓障害の原因の第4位であり、10%の全末期腎不全(ESRD)を通常40〜60才で引き起こす。それは男性、女性、及び種族に関係なく発病する。
二次性嚢胞腎疾患として下記後発的な嚢胞腎疾患(ACKD)が挙げられる;骨髄性包嚢性疾患(腎臓内部)、例えば、若年性ネフロンろう(nephronophthisis、未成年期中)及び骨髄性スポンジ腎臓(嚢を含む腎臓の悪化);及び嚢に関係する腎臓細胞癌。
常染色体優性骨髄性嚢胞腎疾患(MCK)は、内部の腎臓組織中で形成され、非常に若年で進行する嚢を引き起こす。劣性若年ネフロンろうは通常MCKよりも遅く発生するが、慢性腎不全及び成長問題を含む同様な症状を伴う。内部の腎臓の集合管中の小嚢は、骨髄性スポンジ腎臓(MSK)を特徴づけ、それは血尿及び腎臓結石を伴うが慢性腎不全(CFR)ではない。
後発的な嚢胞腎疾患(ACKD)は患者を慢性腎不全にし、血尿、赤血球増加(赤い血液細胞の増加)を引き起こし、癌の発生を伴う。後発的な嚢胞腎疾患(ACKD)の原因は、長期間の疾患(糸球体腎炎)及びしばしば透析の結果のはん痕(scarring)である。ACKDは、慢性腎不全(CRF)患者によく見られる。5年以上透析を続けているほとんど全ての患者はACKDに罹患する。
蛋白尿は、異常に多量の尿中蛋白質をいう。アルブミン及び免疫グロブリン等の血中蛋白質は、凝固(クロット)、体液バランス、及び抗感染を助ける。腎臓は蛋白質リッチ血液から老廃物を数百万の糸球体と言われる微細なろ過スクリーンを通して除去する。多くの蛋白質は非常に大きいため糸球を通して尿へ通過できない。糸球体は負に荷電されるため、負に帯電した蛋白質を排除する。従って、サイズ及び荷電バリアは蛋白質分子が尿へ入ることを防止している。しかし糸球が損傷した場合、種々のサイズの蛋白質がそれら糸球を通って尿中へ排出される。
下記に蛋白尿を、24時間尿採取中に測定した蛋白質のミリグラム(mg)で5種に分けた:
1.微量アルブミン尿;30〜150mg、
2.マイルド;150〜500mg、
3.中程度;500〜1000mg、
4.重度;1000〜3000mg、
5.ネフローゼ域;3500mg以上。
腎臓疾患が進行するに従い、更に蛋白質は尿中に含まれるようになる。ネフローゼ域蛋白尿患者は、通常広い範囲の糸球体損傷を有し、通常ネフローゼ症候群(下記参照)を発現する。
高血圧及び糖尿病は、蛋白尿の2つの最も大きな危険因子である。加齢及び体重増加も同様に、その危険を増大させる。下記症状は蛋白尿を引き起こす:急性糸球体腎炎;アミロイドーシス(慢性疾患を伴う蛋白質蓄積);巣状糸球体腎炎;高血圧;IgA腎臓病;メサンギウム増殖;最小数の変化疾患。
多泡尿及びむくみ(水腫)は蛋白尿の2つの徴候であり、疾患が進行するに従い更に顕著になる。過剰の蛋白質は水中で尿を泡だたせる。これは蛋白質が尿及び水間の表面張力を変化させるために起こる。水腫は通常ネフローゼ域蛋白尿でのみ発生する。
アルブミンは体液を血液中へ吸収するために特に有用である。アルブミン分子は比較的小さいため、それはしばしば糸球が損傷された後に尿中へ混じる最初の蛋白質である。従って、小さな腎臓機能障害でも微量アルブミン尿の適切な診断で測定できる。血液中のアルブミンレベルの減少は液体滞留(閉尿)及びむくみを引き起こし、それは最初に手、下肢、及び足の裏で明らかになる。更に重い症例では、腹部及び顔面がむくむ。
起立性蛋白尿は、時折児童及び若い成人に見られる機能障害であり、直立(起立性)した時に顕著な量の尿を漏出する。おそらく、起立は糸球への圧力を増加させ、蛋白質が更に尿中へ入ることを促進する、一方、寝ている状態は圧力を緩和し、蛋白質漏出を低下させる。これは多くの若い人々に起こる良性機能障害である。
蛋白尿が進行する高血圧患者では、腎臓障害が非常に起こりやすい。アフリカ系アメリカ人はコーカサス系人種より約20倍多く高血圧関連腎臓障害に罹患する。糖尿病患者の蛋白尿は、腎臓疾患が悪化した徴候である。微量アルブミン尿は、しばしば心臓動脈疾患(CAD)の虞があるとされ、しばしばCAD及び関連する心臓血管症状の診断指標である。
ネフローゼ症候群(NS)は、腎臓のろ過系、即ち糸球を損傷する疾患群のいずれかによりしばしば引き起こされる症状である。糸球の構造は、多くの蛋白質がろ過を通過して尿中へ入ることを防止する。健康人は、24時間内に150mg未満の蛋白質を尿中に失う。ネフローゼ域蛋白尿は、3.5グラム以上又は正常値の25倍量の蛋白質が24時間中に排尿されることであり、NSの主要な指標である。
10000人に約2人は、ネフローゼ症候群を示す。その症状は通常潜在する疾患の結果であるためにネフローゼ症候群罹患率は、成人では確定することは困難である。児童では、通常2及び3才間では少女より少年の方が罹患しやすい。
更に蛋白尿には、尿へ漏出する蛋白質を伴うネフローゼ症候群には下記3つの主症状がある:低アルブミン症(血液中の低濃度のアルブミン);水腫(むくみ);高コレステロール血症(血液中高濃度のコレステロール)。
低アルブミン症は蛋白尿を原因とする血液中の低濃度のアルブミン(蛋白質)である。血液中の低アルブミンは血液から組織への流体の移動を引き起こし、むくみを引き起こす。腎臓は血液中の流体の減少を感知し、積極的に出来る限り多くの流体及び塩を残そうとする。これは体を流体過剰負荷状態とするのに寄与する。
ネフローゼ関連のむくみは組織をふくらませ、柔らかく、触ると可塑化するようにする。水腫は多くは、特に一日中立っていた後の肢及び足の裏で通常起きる。それは四肢中中の窮屈な感じを引き起こし、移動性に影響する。より後の段階で、むくみは朝、腹部(腹水)、手、及び目の周囲に起こる(眼窩周囲水腫という)。更に後の段階で、身体全体がむくむ(全体浮腫)。何人かの患者は、流体がそれらの体内に長期間蓄積した後は体重が増加する。
高コレステロール血症、血液の高いコレステロールはネフローゼ症候群ではありふれている。アルブミンに加え、コレステロール新陳代謝に含まれる他の重要な酵素も、糸球を通過して排出され、高い血液コレステロールに寄与する。
ネフローゼ症候群は腎臓障害を伴う。NSを引き起こす疾患は、糸球を損傷し、血液を清浄化するそれらの能力を妨害する。下肢内に起こる水腫は又腎臓組織それ自身中にも発生し、腎臓の血液を清浄化する能力を妨害する。腎臓障害は徐々に(CRF)又は急性(ARF)でも起こりうる。
血液が異常にオーバークロットする凝固能亢進状態も又何人かのNS患者に見られる。これは彼らの下肢又は血液を腎臓から移動させる腎臓静脈中に血液クロットが発育する危険性のあることを意味する。一部の患者は血液を薄くしてこの合併症を予防する。
NSを引き起こす多くの異なる機能障害がある。糖尿病及び、より低い範囲では高血圧が糸球への損傷拡散を引き起こし、最後にはNSをもたらす。下記疾患は糸球へ特定の損傷を引き起こし、しばしば重度の蛋白尿の発生及び多くのNS例へ至る:アミロイドーシス(繊維状蛋白質の組織内蓄積による腎臓の硬化及びそれに続く機能不全);先天的ネフローゼ;巣状分節性糸球体硬化症(FSGS)(糸球体中の傷組織を発生し、その蛋白質排除膜を損傷する);糸球体腎炎(GN)、例えばメサンギウム増殖性糸球体腎炎GN(メサンギウムを冒す)、膜性(蛋白質−排除膜を損傷する)、及び後感染性(感染後に発生する);IgA腎臓病(バージャー病)(炎症性反応を引き起こし糸球体腎炎となる特定の免疫グロブリンAの蓄積);微少変化群疾患(リポイドネフローゼ);及び子癇(しかん)前症(まれにNSを伴い、更にしばしば重症の蛋白尿を伴う)。
多くのこれら疾患は、更にしばしば特定の年齢群で起こりやすい。1才未満は先天的ネフローゼ、15歳未満は微少変化群、FSGS及びその他、15〜40才は微少変化群、FSGS及びその他、40才以上は膜性GN、及び糖尿病性腎障害、60才以上はアミロイドーシスが症例の20%までを占める。
更に、腎臓への物理的損傷(腎臓の一つの喪失及び他の損傷等)及び、機能性ネフロン(糸球体及び対応するろ過単位からなる細管)の総数を損なう疾患のための腎臓機能の完全又は部分喪失等の他の同様な状態は、残っている機能性ネフロンが超ろ過(血液の過度のろ過)により腎臓の損傷を代償する「試み」を引き起こす。そして次第に、超ろ過は更なる腎臓機能の損失を引き起こし、慢性腎不全となる。
本発明の実施、並びに追加的な好ましい範囲及び及び具体例は、下記実施例から更に完全に理解されるが、下記記載は例示のためであり本発明を限定するものではない。
下記実施例では、「OP−1」は、「sBMP−7」と区別なく使用できる。
実施例1、腎臓摘出手術慢性腎不全損傷モデル;
部分(5/6)腎臓摘出手術を受けたラット又は残遺腎臓モデル(RRKM)ラットのモデルは、(Vukicevicら(1987)J.Bone Mineral Res.2:533、その全ての内容をここで資料として使用する。)に実質的に記載されているものを使用した。オスMunich−Wistarラット(2〜3月齢、重量約200〜250g)に腎臓塊除去手術を行なった。特に、右腎臓を、腎臓の三分の一が残され潅流するように(5/6NPX、図12参照)左腎臓動脈枝の選択的結紮(けっさつ)により切除した。手術直後に、腎臓塊及び機能の喪失のために血漿クレアチニン及びBUN濃度が劇的に上昇した。この「急性」障害段階の次の数週間で、生存した動物の血漿クレアチニン及びBUN濃度はなんとか標準値まで低下しだしたが、やはり高いままであった。次に腎臓機能は可変的な期間中比較的一定又は安定であった。この状態の後、動物は腎臓機能の実質的な直線的衰退のある慢性腎不全期間に入り、死亡へ至った。これらの理由で、動物へは治療の開始に先立ち4週の回復期間を与えた。
腎臓摘出手術4週後、ラットは4つの治療群へ分けた(参照表III)、即ちOP−1(150μg/kg体重、3×/週、i.p.注射による)、賦形剤(vehicle)(20mMアルギニン/150mMNaCl、0.1%商標「Tween−80」、pH9.0、1ml/kg体重、3×/週、注射による)、エナラプリル(100mg/L飲料水、8〜16mg/kg体重)、及びOP−1及びエナラプリル。最初の2つの群では(OP−1及び賦形剤)、動物を腎臓摘出手術後14週で犠牲にした。残りの2つの群では(エナラプリル、及びOP−1及びエナラプリル)、動物を腎臓摘出手術後26週で犠牲にした。外科コントロールとして、ラットへ腎臓は被膜剥離されたが腎臓組織を切除しない「擬似」操作を行なった。擬似−治療した動物を手術後26週で犠牲にした。この研究中ラットはいずれの群でも死ななかった。収縮血圧、尿蛋白質及び/又は糸球体硬化症は、手術後4〜26週間隔で監視された。
Figure 2006516020
擬似操作したコントロールに比べると、動物は腎臓摘出手術後、高い血圧及び高い蛋白尿症状を示した。腎臓摘出手術後14週後で、OP−1は血圧レベル(図13参照)を劇的に低くしない一方、OP−1は蛋白尿レベルを顕著に減少させた、即ち91mg/日に対し71mg/日(P<0.05)(図14参照)。動物がOP−1及びエナラプリルを共投与された場合、ACE阻害薬エナラプリル単独治療した動物に比べて、腎臓摘出された動物は、血圧を標準的レベルまで減少させることに追加的な効果はなかった(図15参照)。しかし、OP−1及びエナラプリルの組み合わせは、エナラプリル単独よりも蛋白尿レベルを減少させることに有効であった、即ち62mg/日に対し105mg/日(図16参照)。
結論として、腎臓摘出手術慢性腎不全損傷モデルの結果は、OP−1が糸球体ろ過値を改良し、糸球体硬化症を減少させ、蛋白尿を減少させることを示す。OP−1及びエナラプリルの共投与はエナラプリル単独よりも遅い段階で蛋白尿減少させ、従って腎臓機能へより良い効果を有する。
実施例2、片側尿管閉塞症(UUO)腎繊維症モデル;
このUUOモデルは、(Mollerら(1984)VirchowsArch402:209−237、その全ての内容をここで資料として使用する。)に実質的に記載されているものを使用した。Sprague−Dawleyラット(約250g)を擬似操作(尿管に対して手術されるが結紮されない)又は片側尿管性結紮のいずれかを行なった。5mm離れた2つの結紮を尿管周囲に巻いたポリエチレンチューブ部位の上の尿管の上部三分の二に行なった(図17参照)。尿管を遮断するために結ばれた縫合糸を第5日にチューブと共に除去し、閉塞を解いた。このモデルでは、高血圧、蛋白尿、及び脂質調節不全は進行性ネフロン破壊には影響せず、糸球体の損傷は、損傷が生成される過程での初期には顕著ではない。尿毒症は、遮断された腎臓が破壊されるに従い肥大及び過形成を受ける反対側の腎臓の機能により避けられる。UUOの腎臓の損傷の一部は腎臓のアンギオテンシンII生成の刺激を通して介在され、尿中細管間質炎症及び繊維症を最高潮にする事件のカスケード中でのタイプ−1A−IIレセプター及び下流TGF−βを活性化する。ACE阻害薬によるアンギオテンシンII生成の阻止(又はA−IIレセプターの阻止)は、繊維症を伴う腎臓の間質部の拡大を減少させる。
腎繊維症へのOP−1の効能は、(Hruskaら(2000)Am J Physiol Renal Physiol,279:F130−43、ここで資料として使用する。)に公開されており、その概要は下記の通りである。OP−1の投与(100又は300μg/kg体重)は、閉塞後最初の5日間中の間質性炎症及び線維形成を予防した。ACE阻止(エナラプリル治療による)に比べて、OP−1は尿細管間質繊維症の予防及び腎臓機能の維持に更に有効であった(図18参照)。OP−1誘発された腎臓の保護機構は、尿細管萎縮症の予防を伴い、その効能はエナラプリルとは一緒ではなかった(図19参照)。OP−1は、UUOにより生成した上皮細胞アポトーシスの刺激をブロックし、それは尿細管上皮の完全性の維持を促進した。OP−1はUUO中腎臓の血液流(RBF)を保存したが、エナラプリルも又RBFを刺激した。OP−1はイヌリンクリアランス値に示される糸球体ろ過値の改善においてエナラプリルよりも更に有効であった(図20参照)。OP−1は又、UUOの腎臓の損傷により刺激された尿細管上皮分断を阻止した。OP−1の追加的な効能がこのラットUUOモデル中に観察された。例えば、OP−1はACE阻害薬ではないが、約24%から約16%まで(OP−1、100μg/kg)又は約13%(OP−1、300μg/kg)(P<0.01)、顕著に腎臓中の骨髄性組織の喪失を減少させた(図21参照)。
結論として、UUO腎繊維症モデルからの結果は、OP−1は腎繊維症を減少させ、糸球体ろ過値を増加させ、尿細管萎縮症及び骨髄壊死を減少させることを示した。OP−1はエナラプリルよりも更に効果的である。しかし、OP−1及びエナラプリルの組み合わせは、腎臓機能へ添加的効果を有する。
実施例3、ストレプトゾトシン誘発された糖尿病性腎障害モデル;
腎臓病はI型真性糖尿病の最も通常かつ多い重度合併症のひとつである。腎臓の合併は通常、腎肥大及び糸球体の超ろ過で開始され、それは糖尿病発現後すぐに観察される(Mogensenら(1994)「糖尿病治療」17:770−775)。糸球体の超ろ過は、しばしば腎臓の機能性維持の喪失を伴う。数年後、微量アルブミン尿(30〜300mg/日)が始まり、糸球体の基底膜及びメサンギウム拡大の密集等の形態的変化も始まる。アルブミン漏出は更に悪化し、糖尿病の発現後通常10〜20年で蛋白尿(>300mg/日)を伴う明らかな腎臓病が起こる。この時、高血圧は更に定常的になる。ネフローゼ症候群が起き、糸球体ろ過値は減少する。最も重要な治療的手段が、血糖制御及び標準血圧の改良を目的として腎臓病の進行を回避又は遅延させるために採用される。ACE阻害薬は後者の観点から有効であることが示された。
ストレプトゾトシンは膵臓のβ細胞を死滅させ、I型糖尿病を誘起する(参考、Chetaら(1998)J Pediatr Endocrinol Metab11:11−9参照)。それは動物に実験室的糖尿病性腎障害を誘起するために広く使用されている(図22参照)。メスSprague−Dawley成ラット(重量200〜250g)の腹腔内にストレプトゾトシン(60mg/kg体重)を注入して血糖過多を誘起した。この超血糖ラットに毎日インスリン注射をして血液ブドウ糖を200〜400mg/dLに維持した。第16週に腎臓機能が衰退した時、動物を週1回OP−1(10、30又は100μg/kg体重)、エナラプリル(50又は100mg/L飲料水)又はOP−1及びエナラプリルの組み合わせで治療した。ストレプトゾトシン治療なしのコントロール動物を治療した動物と全ての他の手順で同じに取り扱った。動物をストレプトゾトシン治療後第32週で犠牲にした。
ストレプトゾトシン治療した動物は、低い糸球体ろ過値及び高い蛋白尿レベルを示した。図23のように、OP−1はエナラプリルと異なり、顕著に糸球体ろ過値(GFR)を増加させた。第32週の糖尿病性動物の平均GFRが約0.38ml/分/100g体重である一方、100μg/kgのOP−1で治療した動物の平均GFRは約0.7ml/分/100g体重(P<0.05)であった。OP−1及びエナラプリルを共投与された動物の平均GFRはやはり高かった、約0.75ml/分/100g体重(P<0.05)。図24のように、OP−1(30及び100μg/kg)、エナラプリル(50及び100mg/L)又はOP−1及びエナラプリルの組み合わせは、顕著に蛋白尿レベルを約140mg/日からほとんど標準的レベルまで減少させた。
結論として、ストレプトゾトシン誘発された糖尿病性腎障害モデルの結果は、OP−1は糸球体ろ過値を増加し、蛋白尿を減少させることを示した。OP−1及びエナラプリルの組み合わせ治療は、腎臓機能に対するよりよい効能を有する。
実施例4、アロキサン誘発された糖尿病性腎障害モデル;
ストレプトゾトシンと同様に、アロキサンは膵臓のβ細胞を死滅させ、I型糖尿病を誘起した(参考、Chetaら(1998)J Pediatr Endocrinol Metab11:11−9参照)。アロキサンも又、動物に実験的糖尿病性腎障害を誘起するために広く使用されている(図25参照)。メスSprague−Dawley成ラット(重量200〜250g)の腹腔内にアロキサン(70mg/kg体重)を注入して血糖過多を誘起した。腎臓動脈を直接的腎臓毒性を予防するため注射直前にクランプし、次にクランプを注射後5分で除去した。第16週に腎臓機能が衰退した時、動物をOP−1(10μg/kg体重、3×/週、又は30μg/kg体重、1×/週)、エナラプリル(100mg/L飲料水)又はOP−1及びエナラプリルの組み合わせで治療した。アロキサン治療なしのコントロール動物を治療した動物と全ての他の手順で同じに取り扱った。治療持続時間は12週であった。全てのラットを26週後に犠牲にした。
アロキサン治療した動物は、治療後12週で高い血清クレアチニン濃度及び高い蛋白尿を示した。図26のように、OP−1(10又は30μg/kg)は劇的に約115μモル/Lから約65μモル/L又は55μモル/L(P<0.01)まで血清クレアチニン濃度を減少させた。OP−1に比べて、エナラプリルは血清クレアチニン濃度をより少ない程度で減少させた。OP−1及びエナラプリルの組み合わせも又顕著に血清クレアチニン濃度を減少させた。図27のように、OP−1(10又は30μg/kg)又はエナラプリルは蛋白尿レベルを、それぞれ約180mg/dL/24hrから約80(又は110)又は140mg/dL/24hrまで減少させた。反対に、OP−1及びエナラプリルの組み合わせは非常に効果的に劇的に、蛋白尿レベルを約30mg/dL/24hr(P<0.01)の低さまで減少させた。
結論として、アロキサン誘発された糖尿病性腎障害モデルの結果は、OP−1又はエナラプリルは血清クレアチニン濃度を減少させ、蛋白尿レベルを減少させることを示した。OP−1及びエナラプリルの組み合わせ治療は、腎臓機能に対するよりよい効能を有する。
実施例5、骨形態発生蛋白質−7(BMP−7)、糖尿病性腎障害の新規な効果的治療;
概略;
長期間の糖尿病性腎障害のストレプトゾトシンモデルを試験に使用し、BMP−7の治療効果をエナラプリルのそれと比較した。研究デザインは、糸球体肥大及び蛋白尿が確立される時である第16週に開始される治療プロトコルであった。BMP−7(10、30、又は100μg/kgiv、bw)での治療の効能を、極量のエナラプリル(20mg/kg)及び賦形剤コントロールと比較した。最大量のBMP−7及びエナラプリルは腎臓肥大を同様に部分的に逆転させた。BMP−7、100μg/kgで治療した糖尿病性ラットで32週のGFRは、賦形剤治療した糖尿病性ラットより顕著に高かった、0.7+0.08に対し0.34+0.02ml/分/100g(BW)(P<0.05)。32週エナラプリル治療した糖尿病性ラットのGFRは0.58+0.06(賦形剤治療及び擬似注入されたラット0.55+0.02に比べて顕著ではない)であった。蛋白尿はBMP−7により、投与量依存態様で標準まで逆転した。
中間量のBMP−7による蛋白尿の減少は、エナラプリル治療の効能と同様である。糸球体面積及び間隙体積はBMP−7及びエナラプリル治療した動物では顕著に減少した。糸球体硬化症はBMP−7治療によりエナラプリルよりも有効に予防された。BMP−7治療の機構に対する最初の洞察は、血圧の分析により形成された。エナラプリルは治療中ずっと高血圧を調節したが、BMP−7は治療の最後の4週まで血圧へ有効ではなかった。重要な機械論的洞察が失われた上皮細胞分化は、超血糖で賦形剤治療した糖尿病性ラットでの喪失により腎臓中でのBMP−7発現を示した実例から示された。一方、別の発生的モルフォゲン、Wnt4、は広く発現した。BMP−7及びエナラプリル治療は、Wnt4発現へ影響せずに集合管中で高濃度でBMP−7発現を回復した。発明者はBMP−7は、糸球体肥大及び損傷で誘発された糖尿病性及び血糖過多を逆転し、GFR、糸球体組織中の蛋白質排出を回復して標準に近づけ、一般的にエナラプリルより優れている結果を得た。集合管表現型の保存を表すBMP−7発現の修復は、標準発生的Wnt4が相互作用する相手を回復した。これは、修復反応の成功及び失敗した損傷反応の逆転を伴った。
序論;
最近の研究により、腎臓の尿細管発生的モルフォゲン、骨形態発生的蛋白質−7(BMP−7)は、閉塞性尿路疾患により刺激された尿細管間質腎炎の予防に有効であるという驚くべき観察がなされた(1)。作用の機構は、上皮細胞表現型の保存、上皮−間葉トランス分化の阻止、及び損傷誘発された上皮細胞アポトーシスの阻止、であることが示された。これらBMP−7の作用は、モルフォゲンが発生中に行う効果を思わせる
脊椎動物の発生中、恒久的腎臓は尿管芽と後腎間葉との相互作用により生成される(2、3)。マウス受胎後(dpc)11日に、尿管芽が伸びて後腎間葉へ侵入する。その後、腎形成がこれら2つの組織間の相互誘導的相互作用により起こる。後腎間葉は尿管芽が成長し、分枝して集合管を形成するのを誘起する。同時に、尿管芽からの許容可能な生存シグナルが間葉シグナルと相互作用し、後腎間葉の上皮構造への転換を誘起する。上皮化がpc11.5日に尿管芽周囲に密集して起こり、凝縮された間葉は前尿細管集合体中へ分離しながら進行する。これら集合体の上皮化は、コンマ形状体(S字形状体)の発生、最後には糸球体の有足突起を含むネフロンの上皮成分の発生を引き起こす。
BMP−7は後腎間葉の凝縮及び上皮化、及び集合管分化の相互誘導へ導く目的の因子であることが示された(4〜6)。それは、第11.5日に尿管芽中及び間葉凝縮中に発現する。BMP−7はその欠如で12.5及び14.5日dpc間に死亡する間葉細胞の凝縮の生存因子である(4)。第12日pcに、BMP−7の欠如で、糸球体形成は間葉細胞アポトーシスとして停止する。BMP−7は別の臨界尿細管誘起性モルフォゲン、Wnt4と相互作用する(7)(8)。Wnt4の発現は、第12.5日に凝集間葉及び前尿細管集合体中で開始する。それは上皮形成誘起性シグナルとして必要である(7)。出生時に、BMP−7遺伝子欠失腎臓は、間質性細胞、細胞外のマトリックス域により分離された非常に拡張された集合管を有し、劣性、形成不全及び包嚢性である。それらの腎臓は水腎性であり、後腎間葉を持たないか、皮質性腎形成性域中に糸球体形成の証拠を示さない(4、5)。嚢は尿管芽の誘導体から由来し、細胞サイクルの異常活性及びこれら細胞中の乱れた極性を示す。糸球体密度は、より大きい通常腎臓中の100/断面(セクション)に比べ3未満/断面である(8)。一方、Wnt4遺伝子欠失腎臓も又、形成異常及び水腎性であるが、完全に糸球体を欠いている(8)。
多くの他のモルフォゲンに比較して、尿管芽由来の尿中細管上皮分節中のBMP−7の発現は、下記その発生的誘起性作用を停止せず、むしろその発現は存続し、集合管上皮細胞分化因子として生理学的に機能しやすい。このように、それはG1チェックポイントでの細胞サイクルの進行をブロックして増殖を阻止し、アポトーシスを予防する(1、9)。
組織損傷はしばしば、生存組織細胞の細胞サイクル中への参加を含む発生の総括である修復の試みを刺激する。これは、多分それらのレベルの減少により克服される分化因子の作用を必要とする。次に、キー因子の欠如は、これら試みられた修復を線維性プロセスに対して無効にし、その結果初期組織の恒久的喪失を生じる。損傷修復の不成功は、排泄機能の喪失をもたらす多くの腎不全を特徴づける。最近、高ブドウ糖レベルにより発生するものを含む腎臓の損傷は、BMP−7レベルを減少させることを示した(1、10〜12)。BMP−7を使用したこれら損傷の治療の一種は、腎臓の尿細管萎縮症及び上皮細胞アポトーシスを予防した。尿細管発生障害及び間葉アポトーシスは、BMP−7遺伝子欠失状態の「発生」の形態である。
ここで、BMP−7が糖尿病性腎障害の効果的治療であることを基礎とする研究の結果を報告する。糖尿病により刺激された腎臓の損傷の新機構、即ち、発生中BMP−7と相互作用する臨界尿細管上皮誘起性シグナル(Wnt4)の再発現、の発見を報告する。Wnt4が、尿細管間質繊維症を刺激し、その糖尿病性超血糖損傷中の再発現は商標「TGF」との相乗(協力)作用の機構であり、損傷修復反応の失敗及び疾患の促進の結果を生じることは公知である。BMP−7による糖尿病性腎障害の治療は、糖尿病及び血糖過多により誘発された腎臓の損傷を部分的に逆転させ、糸球体硬化症の発生を予防する。BMP−7の作用を、公知の糖尿病性腎障害の治療薬−アンギオテンシン転換酵素阻害薬と比べた。両方の薬剤共有効であったが、BMP−7は蛋白尿の逆転及び糸球体硬化症の予防に更に有効であった。糖尿病性損傷は、BMP−7発現の喪失により引き起こされる尿細管上皮及び糸球体の有足突起表現型の喪失を生じ、BMP−7での治療は、BMP−7発現の修復により引き起こされる集合管の表現型を回復した。BMP−7は次に、Wnt4との相互作用及び商標「TGF」の作用の阻止により可能な修復反応の成功を刺激した。
物質及び方法
動物:メスSprague−Dawleyラット10週齢重量190〜220gを使用した。動物へ標準的ラット餌及び水道水を自由に与えた。標準食塩水中に溶解したストレプトゾトシンを単回の尾静脈注射(STZ62mg/kg体重、Sigma chemical company社製、St.Louis、MO)して第0日に真性糖尿病を誘発した。72時間後、血液ブドウ糖濃度>300mg/dlであることを確認して糖尿病状態であると決定した。第3日から、全ての糖尿病性ラットへ1.0〜7.0uヒト組み換え型長時間作用型インスリン注射(EliLilly&Co.社製、Indianapolis、ID)を血液ブドウ糖濃度を300〜500mg/dl間に維持するために毎日皮下注射をした。尾血中ブドウ糖濃度を「AccuChek TM Advantagemeter」(Roche Diagnostic Corporation社製、Indianapolis、IN)で週2回測定した。体重を週一回測定した。食物及び水摂取を毎日監視した。
賦形剤、BMP−7、又はエナラプリルでの治療前16週で、腎臓肥大がかなり進行した。16週で、動物を8群に分割した。群1を16週のDMとした。群2を16週の標準コントロールとした。群3のDM動物を、賦形剤週2回、16週の尾静脈注射で治療した。群4、群5、及び群6のDM動物を、BMP−7100、30、及び10μg/kg体重それぞれ週2回、16週の尾静脈注射で治療した。群7を飲料水経由エナラプリル20mg/kg、16週で治療した。群8動物は、32週で糖尿病性動物に比べた標準コントロールである。群1及び群2動物を16週で犠牲にした。残りは32週で犠牲にした。全ての治療は16週で開始し、32週まで継続した。糸球体ろ過値(GFR)、尿アルブミン排泄、腎臓重量、糸球体面積、メサンギウムマトリックス面積、間隙体積、単核細胞及びマクロファージ湿潤、糸球体の基底膜(GBM)及び糸球体硬化体の密集(凝集)性を測定した。
腎臓機能:全ての動物中、糸球体ろ過値(GFR)をイヌリンクリアランスとして測定した。ラットをケタミン/Xylozine混合液で麻酔した。カテーテルを解剖顕微鏡下で注入用に大腿骨静脈中に挿入した。別のカテーテルを大腿骨動脈中に血液サンプル採取用に入れた。尿を膀胱カニューレにより採取した。
手術完了後、2ml/kgの3%イヌリン(Cypros Pharmaceutical Corp社製、W.Carlsbad、CA)及び0.2%p−アミノ馬尿酸塩(PAH)の標準食塩水溶液のボーラスを初期負荷として注入し、次に同一の溶液を速度8ml/h.kgで持続的に注入した。1時間の平衡後、尿採取を3回20分採取時間で開始した。動脈血液サンプルをそれぞれのクリアランス時間中得た。血漿及び尿をイヌリン分析した。
尿蛋白質排出:クリアランス試験前に、ラットを代謝用個別の檻内に2回、24時間尿採取用に入れた。尿体積を測定し、尿蛋白質濃度をBio−Rad蛋白質アッセイで測定した。
腎臓の医薬品:クリアランス研究後、ラットを安楽死させた。腎臓対をただちに取り出し氷冷リン酸バッファ食塩水(PBS)中に入れた。腎臓の体重を測定し次に冷ガラス板上でスライスした。2つの2mm冠状切断を「Histochoice」中及び10%バッファホルマリン中に浸した。腎臓断面パラフィン中に包埋し、3μmで切断し、ヘマトキシリン及びエオシン、ゴモリ三色染色及び過ヨウ素酸シッフ試薬(PAS)で染色した。
腎臓形態:形体測定分析をブラインド法で行った。商標「Osteomeasure」を形体測定分析に使用した。糸球体を×400拡大で観察した。組織断面をPASを使用して染色した。測定した糸球体のパラメータは下記のとおり:(a)糸球体面積は、任意で選択した断面でその中に血管性柱を有する、群当り60糸球体において測定した、(b)メサンギウムマトリックス面積(メサンギウム中のPAS−陽性物質として定義される。)、(c)メサンギウムマトリックス面積の糸球体面積に対する割合、及び(d)巣状分節性糸球体硬化症(全面的硬化症又はまばらな標準細胞成分中のつぶれた、失われた毛管を示す糸球体の房状分岐の分節として定義される糸球体硬化症)。任意で選択した断面からの動物当たり150糸球体硬化性糸球体の割合を測定した(13)。
間隙体積をゴモリ三色染色方法で組織断面上の点計測技術により測定し、皮質中の5以下の区域内で間隙面積中に存在する格子点の平均割合として表した(1)(14)。
湿潤中の単核細胞/マクロファージの測定を、組織断面中のED−1抗原陽性細胞の計測により行った(1)(14)。腎臓をHistochoice中に、パラフィン包埋して断面で固定した。断面を、Harlan社(Indianapolis、IN)から入手したED−1抗体での培養前に脱ワックスし、再水和した。第一抗体の位置を、アルカリ性ホスホターゼ結合第二抗体を使用して視覚化した。糸球中の湿潤している単核細胞/マクロファージ数を得るために、それぞれ動物の糸球体の50継続的断面を評価した。皮質性尿細管間質性腎炎中の湿潤している単核細胞/マクロファージ数を得るために、10の継続的かつ重ならない区域をそれぞれ断面で計測し400×拡大で観察した。
電子顕微鏡:新鮮な組織を3%(wt/vol)グルタルアルデヒドバッファ中で固定し、固定後はOsO4中に置いた。組織を次にエタノール中で水和され、「Poly/bed812」樹脂(PolyScience Inc社製、Warrington、PA)中に包埋した。薄断面をウラニルアセテート及びクエン酸鉛で染色し、透過型電子顕微鏡を使用して分析した。
血圧測定:尾動脈カフ方法を下記血圧に使用した。
In situハイブリダイゼーション:35S−UPT標識化センス及びアンチセンス構成体を公知技術に従い調製した(15)。しばらくの間凍結した断面(4〜6ミクロン)をPBA中の4%ホルムアルデヒド中に、20分室温で固定した。断面をPBS中の3倍の標準濃度の塩で1回洗浄した。次に断面をPBS中で5分、水中で2分、更に1回、0.1Mトリエタノールアミン(pH8.0)で10分の計3回洗浄した。10分で、0.1Mトリエタノールアミン溶液中の0.25%無水酢酸(pH8.0)、及び2回のクエン酸ナトリウム中、2分、2×andardで、追加的な洗浄を実施した。断面を次に、徐々に(濃度を)変化させたエタノールにより水和し、次に5分間空気乾燥した。更にこの後、1時間、室温で真空乾燥を行った。それぞれのスライドを次に下記条件でハイブリダイズした:18時間、60℃、10カウント/分の33P放射性標識化「riboprobe」、80μlのハイブリダイゼーション混合物中(50%ホルムアミド;2%デンハルト液;10%デキストランサルフェート;0.3MNaCl;10mMトリス、pH=8.0;2mMEDTA、0.25g/mltRNA)。BMP−7用センス及びアンチセンスプローブは、Kuber Sampath氏から寄贈された。Wnt4用センス及びアンチセンスプローブは、公知である(15)。次にスライドを下記の通り処理した:20分、4×SSC中、室温で;4×SSC、5分、室温で;「RnaseA」(20μg/ml)、30分、37℃、0.5mNaCl中、0.01Mトリス、pH=8.0及び1mMEDTA;2回2×SSC、5分間、室温;1×SSC、10分間、室温;0.5×SSC、10分間、室温;及び0.1×SSC、30分間、60℃。次に断面を、増加するエタノール濃度を使用して水和し、更に真空乾燥を30分行った。スライドを液体写真用乳液(KodakNTB2)中に浸し、1週間、4℃で現像した。発生後、スライドをヘマトキシリン及びエオシンで対比染色した。
統計分析:結果を平均±SEMとして表した。In situ方法統計分析を「one−way ANOVA」、又は「nonparametric ANOVA」を使用して行った。統計有意性はp<0.05となるか否かで判断した。データを「InStat software」を使用して分析した。
結果;
一般群比較:
それぞれ群中の動物数、それぞれ群の、研究開始及び終了時の体重、腎臓重量、血液ブドウ糖濃度、インスリン投与量、尿蛋白質排出、GFR及び死亡データを表1にまとめた。16週の治療中、異なる群間で体重増加には顕著な差異はなかった。又、16週の治療中、異なる群間で血中ブドウ糖濃度及びインスリン投与量には顕著な差異はなかった。血中ブドウ糖濃度は、16週のDM群では、全ての32週治療群のそれより顕著に高く、インスリン投与量は16週のDMは全ての32週治療群のそれより顕著に低かった(p<0.01)。試験中で血糖制御を強化するインスリン投与量を、目的とする死亡率を減少するために増加した。特に、血糖範囲が400〜600から300〜500まで低下した。表1のように、これら作用は、均等に全ての群へに適用された。各種治療群で観察された死亡は同じであった。死亡原因は、低血糖症、ケトアシドーシス、及び感覚消失であった。何頭かの動物の死亡原因は、死亡日の生化学的データが無く、死体解剖では原因としてケトアシドーシス又は低血糖症を示唆する情報を得られなかったため、不明であった。
Figure 2006516020
ストレプトゾトシン糖尿病性腎障害モデルのキャラクタリゼーション:腎臓重量及びGFRに対する糖尿病の効能を、図1に示す。DMを週0で投与した。16週のDMでは、腎臓重量は標準値に比べ1.8倍増加し(1.42±0.02対0.81±0.02g、p<0.01)、一方GFRは標準値に比べ3.2倍増加した(1.56±0.27対0.49±0.04ml/mim/100g体重、p<0.01)。これらデータは、この動物モデルで顕著な腎肥大を誘発したことを示した。全ての治療は、16週で開始し、32週まで続けた(又は更に追加的16週)。
賦形剤治療16週後、腎臓重量は変化しなかった(1.44±0.04g対1.42±0.02g)(図1)。しかし賦形剤治療した糖尿病性ラットのGFRは75%減少し、標準ラットが32週で維持した値より顕著に低かった(0.34±0.02対0.55±0.02ml/分/100gbw、p<0.05)。これは治療なしでは、試験期間中、コントロールラットの腎臓の超ろ過から腎臓障害への移行があることを示した。
他方で、図2に示すように、BMP−7及びエナラプリル治療した動物では、賦形剤治療した糖尿病性ラットに比べて、腎臓重量が顕著に減少した(1.10±0.03BMP−7多量投与群、1.09±0.04エナラプリル治療群)(p<0.01)。BMP−7治療群中では腎臓重量と順序の同じ(ordering)投与量依存性があった(1.19±0.03、1.19±0.03、1.10±0.03、それぞれ)。これらデータは、BMP−7及びエナラプリル治療は糖尿病性腎肥大を部分的に逆転させることを示した。
腎臓肥大の治療の効能:腎臓重量が賦形剤治療の16週では影響されない一方、GFRは、1.56±0.27ml/分/100g(BW)から0.34±0.02まで減少し、それは標準の0.55±0.02(p<0.05)から40%低い(図1及び3)。BMP−7及びエナラプリル治療群のGFRは、標準又はそれより大きかった(図3)。BMP−7多量投与群のGFRは、DM群のGFRより顕著に大きかった(0.70±0.08対0.34±0.02、p<0.01)。BMP−7治療群のGFRと順序の同じ投与量依存性があった(0.59±0.07、0.61±0.09、及び0.70±0.08、それぞれ)。これらデータは、賦形剤コントロール群は、賦形剤の16週間中、進行性腎臓障害が進行した、一方、治療群は、腎肥大の部分逆転及び更なる損傷の予防を示し、その結果、BMP−7の多量投与でGFRは標準値よりも顕著に大きくなり、BMP−7投与量の減少により、投与量依存的に標準値まで低下する、ことを示した。
尿蛋白質排出:尿蛋白質排出に関する糖尿病及び治療の効能は、図4に示す。糖尿病性ラットは、16週(35.63±13.35対3.76±0.39mg/日)及び32週(174.44±52.50対8.24±1.28、p<0.01)両方で、非糖尿病性ラットに比べて蛋白質排出速度を明白な増大させることを示した。糖尿病へのこの反応は、BMP−7及びエナラプリル治療(p<0.01、DM対BMP10;p<0.001、DM対BMP30、BMP100及びエナラプリル)により逆転された。BMP−7治療群での蛋白質排出と順序の同じ顕著な投与量依存性があった(59.46±21.84、33.02±9.11、及び14.27±3.50、それぞれ、p<0.05、BMP−7低量投与を多量投与と比較)。
病状の治療効能:標準値に比べ、16週糖尿病性ラットの腎臓は、大量の糸球体肥大を有して腎臓重量を増大させている(図5)。16週糖尿病性腎臓は又、メサンギウムマトリックス並びに糸球体及び尿細管基底膜の密集が少し増加しており(図5)、今までの報告(16)と合致する。32週の糖尿病で、賦形剤治療したラットの腎臓は肥大化し続けたが、糸球体面積の大部分は巣状分節性パターンの硬化性を示した(図5及び23)。硬化性面積は増加したマトリックス、毛管の閉塞及びまばらな細胞成分を示した。
電子顕微鏡は、図5に示されるように(データは非提示)、16週で糖尿病により生成するGBM厚みを増大させることを示した。ストレプトゾトシン糖尿病性腎障害における巣状分節状糸球体硬化症は、間欠性キンメルスティール−ウィルソン結節性糸球体硬化症障害(17)を有する、拡散する大規模な硬化症のヒト疾患病状の公知の変異である。この変異は今までの報告に示されている(13)(17)。
BMP−7での治療は、中間量の及び多量投与BMP−7治療が、糸球体肥大の不完全な溶解を除き標準糸球体の組織近傍を伴うように、メサンギウムマトリックスの蓄積において投与量依存性減少を伴う糸球体硬化症の発生を予防した(図5〜7)。エナラプリル治療はBMP−7の中間量の又は多量投与よりも糸球体硬化症の予防に有効性が低く、メサンギウムマトリックスの蓄積の排除に対して効果性が低い(図5)。
形体測定パラメータ:糖尿病及び各種治療の糸球体面積に対する効果を図7Aに示す。糖尿病性ラットは、標準コントロールラットよりも、それらの増加した腎臓重量に一致する大量のより大きい糸球体面積を有する(1.28±0.03対0.90±0.02×104μm2、p<0.001)。
賦形剤以外の全ての治療は、糸球体肥大を部分的に逆転した(p<0.001)。メサンギウムマトリックス面積も又、全てのBMP−7及びエナラプリル治療群に比べて糖尿病性ラット中で増加したが、メサンギウムマトリックス面積の糸球体面積に対する割合は、異なる群間で違いがなかった(データは非提示)。
図7Bに示されるように、皮質性間隙体積は、非糖尿病性ラットの9.0±0.6%からDMラットの13.1±0.7%へ増加した。多量投与BMP−7及びエナラプリル治療は、間隙体積の増大を顕著に減少させた(それぞれ10.7±0.3%;及び10.3±0.4%、p<0.01)。DMは、標準ラットに比べ、糸球体(2.08±0.24対1.01±0.17、p<0.01)及び皮質性尿細管間質性腎炎(7.25±0.51対4.30±0.35、p<0.001)の両方での単核細胞/マクロファージ湿潤を顕著に増加させた。BMP−7及びエナラプリル治療は尿細管間質湿潤を減少させた。
糖尿病、BMP−7、又はエナラプリル治療の糸球体の病状に対する効能は、図8に示す。巣状分節性糸球体硬化症(FSGS)は32週で、非糖尿病性ラットと比べて糖尿病性ラット中で進行する(10.7±4.0%対0.7±0.2%、p<0.001)。糸球体硬化症の程度及び型は、STZDMに関して今までの研究報告のものと同様である(13)(17)。糸球体硬化症はBMP−7治療により著しく、エナラプリル治療によりやや少なく減少された。BMP−7治療群の糸球体硬化症の減少と順序の同じ投与量依存性があった(それぞれ、4.1±1.4%、p<0.05;3.5±0.8%、p<0.01;及び2.1±0.3%、p<0.001)(図8)。
BMP−7作用の機構:
公知研究において、陽性コントロールの腎臓保護的作用の顕著な成分(エナラプリル)は、糖尿病での高血圧の調節に寄与した(18)(19)(20、21)。従って、発明者は、本発明で図9に示されるように各種治療群間の血圧を比較し、16週糖尿病性ラットは平均収縮血圧は160+3であり、標準コントロールラットの141+4に比べてやや高血圧であり今までの研究と合致した(17)。20週で、エナラプリル治療は糖尿病性ラットの高血圧を逆転させ、エナラプリル治療は、残りの32週を通して正常血圧を維持した。反対に、BMP−7治療は、血圧に対し28週まで何の効果も示さなかったが、その後高血圧の減少が発生し、32週での血圧はBMP−7多量投与治療した動物で標準まで戻った。32週に賦形剤治療した糖尿病性ラットは、血管柔軟性の喪失の増加と一致(連動)する、収縮(最大)血圧の悪化及びその脈拍圧の拡大を示した(図9)。
BMP−7治療の腎臓保護的作用の機構の研究で、発明者は糖尿病の臨界発病学作用は、失敗した損傷反応を(再)開始することの出来る、BMP−7等のキー分化因子の発現の喪失で誘発することができると推定した。この推定は図10に示されるように証明された。標準ラット腎臓中で、BMP−7は髄質部、皮質性集合管及び糸球体の有足突起中に発現する(22)。糖尿病の16週には、BMP−7発現は、腎臓には起こらず、この不発現は賦形剤治療中維持された(図10)。BMP−7又はエナラプリルのいずれかでの治療は、高濃度でその標準パターンでBMP−7発現を回復した(図10)。BMP−7発現における変化の強度は、腎臓の損傷中の別の臨界腎臓発生的モルフォゲン(Wnt4)の発現に関係する。Wnt4は、BMP−7に続く腎臓発生中、尿管芽の先端の周囲の後腎間葉の凝縮の上皮化時に、通常発現する(7、8)。
尿管芽(BMP−7)からの相互的シグナルと一緒のWnt4は、コンマ及びS字形状体及び糸球体の発生の形成へ導く、間葉及び凝縮間葉の細管形成の上皮分化を対象とする。しかし、尿中細管間質損傷において、Wnt4は、間質性繊維症を促進するキー因子(多分相互的発生的分化因子)の欠如で再発現する(15)。図11に示されるように、糖尿病性損傷は、腎臓中でWnt4発現を伴い、BMP−7及びエナラプリル治療はWnt4発現に影響しない。発生中、Wnt4及びBMP−7はネフロン発生において相互作用する。腎臓の損傷等のBMP−7の欠如で、Wnt4の再発現は商標「TGF」誘発されたシグナルを促進し(23)、これはWnt4の再発現が腎臓の線維形成を促進することを示す機構であるらしい(15)。上記のように、BMP−7及びエナラプリル治療は、成功する修復反応及びBMP−7発現の再誘起を刺激する。これはWnt4作用が、腎形成中のその役割と同様の修復反応の成功へ導くことを示す。
検討
ここで挙げられるデータは、ストレプトゾトシン誘発された糖尿病の長期間のモデルは、I型糖尿病を伴うヒト糖尿病性腎障害の臨床的コースに類似する腎臓病及び腎臓障害の発生を伴うことを示す(24、25)。16週で大量の腎肥大、超ろ過及び蛋白尿が本発明のモデルで発生した。その時、公知報告のとおり(16)、糸球体のメサンギウムマトリックス蓄積の最も早い変化が測定できた。次に続く16週いっぱい、糖尿病性腎臓の損傷は、ここで使用された各種治療コース中で進行し、又は部分的に逆転した。賦形剤治療した群では、糖尿病性損傷は進行し、糸球体硬化症、蛋白尿の悪化、ネフローゼ症候群の発生及び腎臓の機能不全の発生へと導かれる。腎臓病の過酷な蛋白尿及び腎臓の機能不全への進行は、糖尿病性糸球体の病状の硬化性糸球体のレベル10%への進行に起因する。この疾患の重篤度は、STZ誘発されたDM腎臓病での糸球体硬化症の公知報告と同様であった(13、17、26−28)。
糖尿病性ラットの3つの群へ、BMP−7を週2回静脈注射で投与した(10、30、及び100μg/kg/bw)。BMP−7治療の効能は、意味深いものであった。BMP−7は、腎臓重量を標準に向けて部分的に回復し、糸球体ろ過値を標準値まで回復し、投与量依存的に蛋白尿を排除し、糸球体肥大を部分的に逆転し、増大し拡大した間隙体積を逆転し、及び糸球体硬化症の発生を予防した。腎臓の損傷の逆転(機構)は、腎臓重量、糸球体面積、及び糸球体ろ過値が減少した機構である。評価された腎臓病のパラメータの全ては、存在するが小さなそれらの反応と順序の同じ投与量(依存性)を示した。低量投与及び多量投与群の間の蛋白質排出の差異のみが統計顕著性を達成した。
BMP−7の治療的効能は、更にエナラプリル、アンギオテンシン転換酵素(ACE)阻害薬の公知の治療効果との直接的比較に特徴を有する。ACE阻止剤は、STZ糖尿病における腎不全治療薬であることを最初に示し(18、19)(16)(20)、それはヒト糖尿病性腎障害において特に効果的であった(21、29)(30)。次にAT−1レセプターブロックと共に、それは疾患の進行を遅延させる主な腎不全治療となった(29)(30)。本発明の研究設計において、発生した疾患の治療も行なった。多量投与BMP−7は、蛋白尿の逆転、GFRの維持、メサンギウムマトリックス拡大の減少、及び糸球体硬化症の発生の予防について、エナラプリルよりも更に効果的であった。BMP−7及びエナラプリル治療は、腎臓重量の減少、糸球体肥大の逆転及び間隙体積拡大の減少に対して均等に有効であった。エナラプリル治療は、治療の全16週コース中血圧を標準に戻した。エナラプリルの治療効果の重要な成分は、全身性及び糸球体の血流力学的制御によると推定された(18−20)。BMP−7は研究のコース中の遅く、収縮(最大)血圧が顕著になり、血管性石灰沈着が存在する時になるまで血圧に影響しなかった(Davies及びHruska、データ非公開)。これらデータは血管性石灰沈着を予防するBMP−7の作用と関係すると考えられる(31)。ここで使用されるエナラプリルの投与量(20mg/kg)は極量であった(1、14、32)。それらは臨床的医薬品に使用される投与量よりも10〜50倍大きい。これまでの研究は5及び20mg/kg間のエナラプリル反応に差異はなかったことを示した。更に、発明者は、エナラプリルの飲料水への添加は、腹膜内注射及び経口/食道からの供給等の更に困難なエナラプリル投与手段と同様に効果的であることを示した(Hruska、Wang非公開データ)。従って、本発明では、ストレプトゾトシン誘発された糖尿病性腎障害ラットのBMP−7治療は、少なくともエナラプリル治療と同様に効果的であり、糸球体硬化症への進行の予防分野では明確に更に効果的であると考えられる。
BMP−7は、標準成人腎臓中で発現し、ここで糖尿病性腎障害に示された腎臓の損傷の影響を通して失われる臨界腎臓のモルフォゲンである。その腎不全の治療効果は、その発生的作用の反復に関係することが明らかになった。BMP−7は上皮分化を刺激し、形態発生中後腎間葉生存シグナルを提供する(4)(5)(6)。これは腎臓の尿細管間質損傷中のBMP−7の作用と類似する(1)。BMP−7は、ビメンチン及びα1(I)プロコラーゲン、α1(IV)コラーゲン等の損傷反応のマーカーの発現を減少させ、それはE−カドヘリン等の上皮表現型マーカーの発現を増加する(1、5、9、12、22、33)(Hruska非公開)。それは尿細管上皮アポトーシスを予防し、損傷予防及び疾患抵抗力へと導く(1)(12)。BMP−7は、尿管芽発生時にウォルフ管中に発現する(4)。それは発生の間、尿管芽を発現し、集合管を発育させ続ける(34)。更に、BMP−7は、尿管芽の先端及び前尿細管集合体中で、第12.5日に開始される後腎間葉の凝縮を発現し、それを目的とする(4)。BMP−7発現は、その後コンマ及びS字形状体からは消滅する。成人腎臓中、BMP−7は糸球体の有足突起、密集した上行肢、遠位の細管、及び集合管中に発現した(22)。最も強い発現は、集合管中、特に骨髄性分節中である。BMP−7の欠如で、後腎間葉の凝縮は、12及び14日dpc間に消滅し、間葉細胞はアポトーシスが起こる(4)。これは、前尿細管集合体の形成時に後腎間葉の凝縮で発現する別の臨界尿細管発生的モルフォゲンであるWnt4の発現に反する(8)。Wnt4は第14dpc日からの、初期のネフロンの発生を通じた管形成の誘起に必要であり充分である(8)。Wnt4発現は消滅し、S形状体中に存在せず、以降その誘起性作用を示さない。第12.5日及び14dpc日間にそれらの重複する発現パターン、それらのノックアウトの表現型、及びそれらを必要とする存在の重複期間から、Wnt4及びBMP−7は腎臓の発生中相互作用することが明らかである(4)(5)(7、8)。成人腎臓中、Wnt4発現は、末端骨髄性集合管に限定される(15)。しかし、増加したWnt4発現が、腎臓の損傷へ反応して集合管全体で観察され、一方BMP−7発現は失われることが、本明細書でも他の文献にも観察されている(1、7、15)。本発明の発明者は、糖尿病性腎障害は尿管性閉塞症よりもWnt4のより広範囲の発現を引き起こすことを示した。腎臓の損傷への反応としてのWnt4発現は、TGFβと同様に、尿細管間質繊維症を促進し(15)、上皮を間葉トランス分化(EMT)へ促進する(15、35)。これは間質性筋原線維芽細胞の生成及び線維形成の促進の臨界機構である(36)。WNT4のこれら作用は、腎臓の損傷中のTGFβのそれと類似する。腎臓の損傷におけるWnt4及び商標「TGF」β間の関係の機構は、β−カテニンを安定化し及び核β−カテニン濃度を増加するWnt4シグナルである(37、38)。核中で、β−カテニンは、SMAD4を有する転写的複合体へ結合する(23)。核中のSMAD4は、調節因子SMADを含有する二量体として存在する。TGF−βは、調節因子SMADの2及び3、及びβ−カテニンを伴う転写複合体中のSMAD2/4及び3/4二量体、及びTCF/LEFファミリー調節遺伝子転写を誘起する。Wnt4/TGFβ相互作用は、腎繊維症及びEMTの促進を引き起こす(15)(23)。TGF−βは糖尿病性損傷への反応を増加し(26、39)(27)(28)、BMP−7は減少するため(データをここに示す)(40)、Wnt4の活性化は、TGF−βの相乗(協力)作用を引き起こす(23)。BMP−7の存在下で、TGF−βシグナルは阻止される(9)。BMP−7シグナルは、Wnt4発現と相互作用し、発生中にBMP−7刺激した調節因子SMAD1、5、及び8を含有する転写複合体の形成へ導く。従って、TGF−βにより誘発された転写シグナルは、競争的に阻止される。更に、BMP−7は阻害薬SMAD、SMAD6を刺激し(9)、TGF−β誘発されたシグナルを更に阻止するSMAD7を近位細管中で刺激する(41)。
STZ誘発されたDMラットモデル及びI型ヒトDMは、腎臓の尿細管及び糸球体の細胞でTGFβ1、2、及び3及びTGFβRIIを過剰に発現した(26、27、27、28、39、42)。TGFβ及びレセプターは一緒に、プロ線維性細胞表現型へのスイッチを誘起する主要な生物学的シグナルを構成する(43)。本発明では、TGFβと相乗作用する別のプロ線維性サイトカイン(Wnt4)は、STZDM中でアップレギュレートされることを示した。発明者はWnt4アップレギュレートは腎臓の損傷への通常の反応であり、それはBMP−7の欠如において、そのTGFβとの相互作用を通して損傷反応不全を刺激することを明らかにした。
結論として、本発明で報告された研究の証拠は、腎臓の機能不全におけるストレプトゾトシン誘発された糖尿病性腎障害のBMP−7による治療の成功を示す。BMP−7効能は、陽性コントロール(エナラプリル治療)と比べて等しいか、幾つかの観点から更に有用である。糖尿病性損傷は損傷反応及び発生的モルフォゲンの再発現を表すWnt−4発現の拡散を誘発した。BMP−7の欠如で、Wnt4は糖尿病性損傷の刺激において商標「TGF」βと相乗作用する。BMP−7治療は、尿細管上皮表現型、BMP−7発現を回復し、TGFβ作用を阻止した。結果的に、顕著な陽性修復反応がBMP−7により生成され、糸球体硬化症及び腎臓の機能不全の発生が予防された。
引用文献リスト
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均等物
本発明は、その本質的な特徴を含む限り他の変化態様を全て含むものである。上記例示は全て本発明を表示するためであり本発明を限定するものではない。本発明の範囲は、明細書の記載ではなく特許請求の範囲の記載に基づいて定めされ、その記載の範囲及びその均等物も含むものである。
明細書中の全ての引用文献(科学的発行物、要約等を含む)、特許、特許出願公開は、ここで資料として使用する。
長期間ストレプトゾトシン誘発された糖尿病性腎障害モデルを示す。DMを週0で投与し、ラットを観察した。16週で、DMでは腎臓重量は標準値に比べ1.8倍増加した(1.42±0.02対0.81±0.02g、p<0.01)。賦形剤治療16週後、腎臓重量は顕著に変化しなかった。 図1Aと同様にラットを観察した。DMではGFRも又標準値に比べ3.2倍増加した(1.56±0.27対0.49±0.04ml/mim/100g体重、p<0.01)。賦形剤治療のGFRは32週で標準値よりも75%以下に減少した(0.34±0.02対0.55±0.02)。 DM誘発された腎肥大でのBMP−7及びエナラプリル治療効果を示す。DMを週0で投与した。BMP−7、若しくはエナラプリル、又は賦形剤治療を週16に開始し週32で終了した。16週で、DMでは腎臓重量は標準値に比べ1.42に増加した。賦形剤治療の16週後、腎臓重量はまだ上昇した(1.44±0.04g)。BMP−7及びエナラプリル治療群の腎臓重量は、DM賦形剤治療されたものに比べ、BMP−7多量投与群で1.10±0.03、エナラプリル治療群で1.09±0.04、p<0.01顕著に減少した。 BMP−7及びエナラプリル治療のGFRでの効能を示す。16週で、DMラットではGFRが標準値に比べ3.2倍増加した(1.56±0.27対0.49±0.04ml/mim/100g体重、p<0.01)。しかし32週で賦形剤治療中のGFRは標準値よりも低くなるまで減少した(0.34±0.02対0.55±0.02)。BMP−7及びエナラプリル治療はGFRを標準値又はその僅か上まで回復させた。BMP−7多量投与動物のGFRはDM群(賦形剤治療された)のGFRより顕著に大きかった(0.70±0.08対0.34±0.02、p<0.05)。BMP−7治療群のGFRには投与量依存機構があった(それぞれ、0.59±0.07、0.62±0.09、及び0.70±0.08)。 DMでの尿蛋白質排泄へのBMP−7及びエナラプリル治療の効能を示す。DMを週0で投与した。BMP−7、若しくはエナラプリル、又は賦形剤治療を週16に開始し週32で終了した。糖尿病性ラットは、非糖尿病性ラットに比べて、16週(35.63±13.35対3.76±0.39mg/日)及び32週(174.4±52.50対8.24±1.28、p<0.01)の両方においてアルブミン排泄速度の明白な増大を示した。この反応は著しくBMP−7及びエナラプリル治療によりにより減少された(p<0.01、DM対BMP10;p<0.001、DM対BMP30、BMP100及びエナラプリル)。低量から多量投与までのBMP−7治療群での尿蛋白質レベルのオーダーとは逆転する投与量依存があった(それぞれ59.46±21.84、33.02±9.11、及び14.27±3.50)。エナラプリル治療群は同様な中間量の投与BMP−7群と同様な尿蛋白質排泄レベルであった。 基底膜及びメサンギウムマトリックスを強調するために過ヨウ素酸シッフ試薬で染色した腎臓の冠状切断を示す。パネルAは、16週標準的な動物の腎臓の断面である。Bは16週糖尿病性動物の腎臓の断面である。糸球体肥大及びメサンギウムマトリックスの初期の増加が存在する。糸球体の(矢印頭部)及び尿細管(矢印)基底膜が密集していることが確認できる。Cは32週賦形剤治療された糖尿病性動物の腎臓の断面である。1つの糸球体が硬化性であり、両方共肥大化している。つぶれた糸球体の房状分岐(タフト)の分節とまばらな標準細胞成分がある。DはBMP−7を30μg/kg体重IVで週2回治療された動物の腎臓の断面である。EはBMP−7を100μg/kg体重IVで週2回治療された動物の腎臓の断面である。Fはエナラプリル100mg/l飲料水で治療された動物の腎臓の断面である。3つのBMP−7投与薬及びエナラプリルの全ての治療で糸球体硬化症が減少したが、エナラプリル治療は更にメサンギウムマトリックス蓄積を示した。 コラーゲンをゴモリ三色染色した腎臓の冠状切断を示す。この染色で、コラーゲン原線維は青に染色され、細胞は赤に染色される。A及びBは動物施設内で糖尿病性動物と共に32週飼育された2匹の標準的なコントロール動物の腎臓の断面である。Cは賦形剤治療された糖尿病性動物のものの断面である。矢印は初期の間質性マトリックス蓄積を示す。糸球体は肥大し1個は分節性硬化症である。D、E、及びFは、それぞれBMP−7を10、30、及び100μg/kg体重IV週2回治療された動物の腎臓の断面である。10μg/kg体重投与動物の腎臓は、糸球体肥大残存以外は標準とほとんど同じであった2つの高投与よりも大きなメサンギウムマトリックス蓄積を示した。 DMラットの糸球体及び間隙(間質)面積におけるBMP−7及びエナラプリル治療の効能を示す。糸球体面積;糖尿病性ラットはコントロールラットよりも顕著に大きい糸球体面積標準値を有していた(1.28±0.03対0.90±0.02×104μm2、p<0.001)。全ての治療群は部分的に糸球体肥大(p<0.001)を改善した。 DMラットの糸球体及び間隙面積におけるBMP−7及びエナラプリル治療の効能を示す。間隙面積;皮質性間隙面積はDMラットで非糖尿病性ラット腎臓の9.0±0.6%断面から13.1±0.7%まで増加した。BMP−7多量投与及びエナラプリル治療は、賦形剤治療されたDMに比べて間隙面積(それぞれ10.7±0.3%、p<0.05;10.3±0.4%、p<0.01)が顕著に減少した。 糸球体硬化症におけるBMP−7及びエナラプリル治療の効能を示す。糖尿病性ラットは非糖尿病性ラットに比べて32週の硬化性糸球体罹患率の顕著な増大を示した(10.7±4.0%対0.7±0.2%、p<0.001)。この反応は、BMP−7及びエナラプリル治療により著しく減少された。BMP−7治療群のオーダーには投与量依存があった(それぞれ4.1±1.4%、p<0.05;3.5±0.8%、p<0.01;及び2.1±0.3%、p<0.001)。多量投与BMP−7の効能は、エナラプリルのそれよりも良かった。 糖尿病性ラットの収縮血圧におけるエナラプリル及びBMP−7治療の効能を示す。血圧は動脈カフ方法により測定した。16週で糖尿病性動物は顕著に高血圧性を示した。高血圧は賦形剤治療されたラットでは、収縮血圧が再度増加し始める週28まで安定していた。2月間のエナラプリル療法は、血圧を標準値に回復した。BMP−7療法は治療最後の第4週まで血圧に影響しなかった。 図10は下記治療による糖尿病BMP−7腎臓の発現及び修復の損失を示す。図10A−1は、標準的な(NORMAL)ラット腎臓中でBMP−7は髄質部、皮質性集合管及び糸球体の有足突起中に発現することを示す。 32週賦形剤治療された糖尿病性腎臓は、BMP−7指標の完全な喪失を示した。 BMP−7治療は、BMP−7発現の標準分布を回復した。BMP−7治療した腎臓中のBMP−7メッセージレベルは、標準的な動物よりも高いことが明らかになった。 エナラプリル治療は、BMP−7発現の標準分布を回復した。エナラプリル治療した腎臓中のBMP−7メッセージレベルは、標準的な動物よりも高いことが明らかになった。 BMP−7治療中のBMP−7の糸球体の発現を示す;明るい及び暗い区域は、BMP−7治療された動物の糸球体中の顕著なBMP−7発現を示す。これら結果は、異なる腎臓を含む3つの別々の実施例で一致した。 図11は糖尿病によるWnt4発現の誘起、及びエナラプリル及びBMP−7療法の効能を示す。結果は、異なる腎臓を含む3つの別々の実施例で一致した。図11−1はWnt4は標準的な腎臓中では発現しないことを示す。 賦形剤治療された糖尿病性ラット中ではWnt4の腎臓全体での発現があったことを示す。発現は尿細管上皮細胞及び糸球の両方であった。 BMP−7治療はWnt4発現に効果がなかったことを示す。 エナラプリル治療はWnt4発現に効果がなかったことを示す。 5/6腎臓摘出手術(5/6NPX)慢性腎不全(CRF)損傷モデルの概略図である。 OP−1は慢性腎不全の5/6腎臓摘出手術モデル中の血圧レベルを劇的に下げなかった。 OP−1は慢性腎不全の5/6腎臓摘出手術モデル中の蛋白尿レベルを顕著に減少させた。 モルフォゲン(OP−1)及びACE阻害薬(エナラプリル)を共投与した動物中では、ACE阻害薬(エナラプリル)単独治療された動物に比べて腎臓摘出された動物の血圧を標準的レベルまで減少させる追加的な効果は無かった。 モルフォゲン(OP−1)及びACEI(エナラプリル)の共投与はACEI治療単独よりも更に腎臓摘出された動物中の蛋白尿レベル減少に有効である。 片側尿管閉塞症(UUO)腎繊維症モデルの概略図である。 モルフォゲンOP−1/BMP−7は、片側尿管閉塞症モデルでの腎繊維症を防止する。 モルフォゲン(OP−1)誘発された腎臓の保護の機構は、尿細管萎縮症の予防、ACEIエナラプリルとは共有されない効能を伴う。 モルフォゲン及びACEIの両方は、GFRにより測定される腎臓機能を改良する。しかし、モルフォゲンOP−1はACEIエナラプリルよりも片側尿管閉塞症モデルでのイヌリンクリアランス値により測定される糸球体ろ過値の改良において更に有効である。 ACE阻害薬でないモルフォゲン(OP−1)は、片側尿管閉塞症モデルの腎臓中の骨髄性組織の喪失を減少させた。 糖尿病性腎障害のストレプトゾトシン誘発されたラットモデルの概略図である。 ACEIエナラプリルではなくモルフォゲン(OP−1)は、糖尿病性腎障害のストレプトゾトシン誘発されたラットモデルで糸球体ろ過値(GFR)を顕著に増加させた。 モルフォゲン(OP−1)単独投与、ACEIエナラプリル単独投与、又はモルフォゲン及びACEI共投与は、糖尿病性腎障害のストレプトゾトシン誘発されたラットモデルで蛋白尿レベルを顕著に減少させた。 糖尿病性腎障害のアロキサン誘発されたラットモデルの概略図である。 モルフォゲンOP−1は、糖尿病性腎障害のアロキサン誘発されたラットモデル中で、血清クレアチニン濃度を劇的に減少させる一方、ACEIエナラプリルはより少なく血清クレアチニン濃度を減少させる。 モルフォゲンOP−1及びACEIエナラプリル両方は、糖尿病性腎障害のアロキサン誘発されたラットモデル中で蛋白尿レベルを減少させるが、モルフォゲン及びACEIの共投与は、蛋白尿レベルを相乗的効果で減少させる。 TGF−βスーパーファミリー蛋白質の各種代表的メンバーのC−末端7システイン骨格中の、OP−1をレファレンス配列として使用した、アミノ酸配列ホモロジー/共通性割合と同一性割合との比較。図中に表された相同性割合はMega Alignプログラム(DNA Star社製)を使用して配列された配列に基づく。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。 配列表である。

Claims (82)

  1. 哺乳類の慢性腎不全の治療又は予防方法であり、上記哺乳類へのOP/BMPモルフォゲン及びアンギオテンシン転換酵素阻害薬(ACEI)の共投与を行なう方法。
  2. 哺乳類の慢性腎不全の治療又は予防方法であり、上記哺乳類へのOP/BMPモルフォゲン及びアンギオテンシンIIレセプター拮抗薬(AIIRA)の共投与を行なう方法。
  3. 哺乳類の慢性腎不全の治療又は予防方法であり、上記哺乳類への内因性OP/BMPモルフォゲン発現の誘導物質及びアンギオテンシン転換酵素阻害薬(ACEI)の共投与を行なう方法。
  4. 哺乳類の慢性腎不全の治療又は予防方法であり、上記哺乳類への内因性OP/BMPモルフォゲン発現の誘導物質及びアンギオテンシンIIレセプター拮抗薬(AIIRA)の共投与を行なう方法。
  5. 哺乳類の慢性腎不全の治療又は予防方法であり、上記哺乳類へのOP/BMPモルフォゲンレセプターのアゴニスト及びアンギオテンシン転換酵素阻害薬(ACEI)の共投与を行なう方法。
  6. 哺乳類の慢性腎不全の治療又は予防方法であり、上記哺乳類へのOP/BMPモルフォゲンレセプターのアゴニスト及びアンギオテンシンIIレセプター拮抗薬(AIIRA)の共投与を行なう方法。
  7. 哺乳類の慢性腎不全の治療又は予防方法であり、ACEI及びOP/BMPモルフォゲンを豊富に増加させる薬剤を組み合わせて前処理した治療的有効量の腎間葉前駆細胞を上記哺乳類の腎臓中へ導入する方法。
  8. 哺乳類の慢性腎不全の治療又は予防方法であり、AIIRA及びOP/BMPモルフォゲンを豊富に増加させる薬剤を組み合わせて前処理した治療的有効量の腎間葉前駆細胞を上記哺乳類の腎臓中へ導入する方法。
  9. 上記薬剤はOP/BMPモルフォゲンである請求項7又は8の方法。
  10. 上記薬剤はOP/BMPモルフォゲンの誘導物質である請求項7又は8の方法。
  11. 上記薬剤はOP/BMPモルフォゲンレセプターのアゴニストである請求項7又は8の方法。
  12. 慢性透析治療の必要性の遅延又はその頻度の減少方法であり哺乳類へのOP/BMPモルフォゲン及びACEIの共投与を行なう方法。
  13. 慢性透析治療の必要性の遅延又はその頻度の減少方法であり、哺乳類へのOP/BMPモルフォゲン及びAIIRAの共投与を行なう方法。
  14. 慢性透析治療の必要性の遅延又はその頻度の減少方法であり、上記哺乳類への内因性OP/BMPモルフォゲン発現の誘導物質及びACEIの共投与を行なう方法。
  15. 慢性透析治療の必要性の遅延又はその頻度の減少方法であり、上記哺乳類への内因性OP/BMPモルフォゲン発現の誘導物質及びAIIRAの共投与を行なう方法。
  16. 慢性透析治療の必要性の遅延又はその頻度の減少方法であり、上記哺乳類へのOP/BMPモルフォゲンレセプターのアゴニスト及びACEIの共投与を行なう方法。
  17. 慢性透析治療の必要性の遅延又はその頻度の減少方法であり、上記哺乳類へのOP/BMPモルフォゲンレセプターのアゴニスト及びAIIRAの共投与を行なう方法。
  18. 上記哺乳類は:慢性腎不全(CRF)、末期腎不全(ESRD)、慢性糖尿病性腎障害、糖尿病性腎糸球体症、糖尿病性腎肥大、高血圧性腎硬化症、高血圧性糸球体硬化症、慢性糸球体腎炎、遺伝性腎炎、又は腎臓異形成から選ばれる症状に悩んでいる請求項1〜17いずれか1項の方法。
  19. 上記哺乳類の腎臓の生体検査は、上記哺乳類が:糸球体肥大、尿細管肥大、糸球体硬化症、又は尿細管間質性硬化症から選ばれる症状に悩んでいることを示す請求項1〜17いずれか1項の方法。
  20. 上記哺乳類の検査は腎繊維症を示す請求項1〜17いずれか1項の方法。
  21. 上記検査は上記哺乳類の超音波、NMR又はCATスキャンである請求項20の方法。
  22. 上記哺乳類は無傷な健康な腎臓を有する哺乳類中に存在する機能している腎単位の数の約40%未満の数の機能している腎単位(ネフロンユニット)を有する請求項1〜17いずれか1項の方法。
  23. 上記哺乳類は無傷な健康な腎臓を有する哺乳類中に存在する機能している腎単位の数の約20%未満の数の機能している腎単位を有する請求項22の方法。
  24. 上記哺乳類は腎臓移植レシピエントである請求項1〜17いずれか1項の方法。
  25. 上記哺乳類は腎臓1つのみを有する請求項1〜17いずれか1項の方法。
  26. 上記哺乳類の尿沈渣の検査は、ろう様円柱の存在を示す請求項1〜17いずれか1項の方法。
  27. 上記哺乳類は慢性的に上記哺乳類のGFRexp(糸球体ろ過値測定)の約40%未満のGFRを有する請求項1〜17いずれか1項の方法。
  28. 上記哺乳類は慢性的に上記哺乳類のGFRexpの約20%未満のGFRを有する請求項27の方法。
  29. 上記哺乳類は約50kg以上の体重のヒト男性であり、慢性的に約40ml/分未満であるGFRを有する請求項1〜17いずれか1項の方法。
  30. 上記哺乳類は約40kg以上の体重のヒト女性であり、慢性的に約30ml/分未満であるGFRを有する請求項1〜17いずれか1項の方法。
  31. 上記治療又は予防は、上記哺乳類の血清クレアチニン濃度を3月間約5%以上減少させる請求項1〜17いずれか1項の方法。
  32. 上記治療又は予防前に、上記哺乳類は腎臓機能の臨床検査値の慢性的減少を示し、約3月以上の上記治療又は予防の後、上記検査値は安定化する請求項1〜17いずれか1項の方法。
  33. 1以上の上記ACEI、上記AIIRA又は上記モルフォゲンは経口で、腸管外(非経口)で、静脈注射で、腹腔内に、又は腎臓カプセル中に、又は埋め込み装置により投与される請求項1〜6及び12〜17いずれか1項の方法。
  34. 1以上の上記ACEI、上記AIIRA又は上記モルフォゲンの上記投与用にステントが上記哺乳類中に埋め込まれる請求項33の方法。
  35. 1以上の上記ACEI又は上記AIIRAと1以上の上記モルフォゲンとが週一回以上約1月以上の間共投与される請求項1〜6及び12〜17いずれか1項の方法。
  36. 1以上の上記ACEI又はAIIRAと、1以上の上記モルフォゲンとが週一回以上約1年以上の間共投与される請求項1〜6及び12〜17いずれか1項の方法。
  37. 上記ACEI又は上記AIIRAと上記モルフォゲンとが異なる経路を通して投与される請求項1〜6及び12〜17いずれか1項の方法。
  38. 上記ACEI又は上記AIIRAと上記モルフォゲンとが異なる頻度で共投与される請求項1〜6及び12〜17いずれか1項の方法。
  39. 上記モルフォゲンは約0.01〜1000μg/kg上記哺乳類の体重の投薬量で投与される請求項1〜6及び12〜17いずれか1項の方法。
  40. 上記モルフォゲンは約10〜300μg/kg上記哺乳類の体重の投薬量で投与される請求項39の方法。
  41. 上記ACEIは経口で約1〜10000mg/L、好ましくは10〜1000mg/L、10〜100mg/L、100〜1000mg/L、最も好ましくは100mg/Lの濃度で投与される請求項1、3、5、12、14及び16いずれか1項の方法。
  42. 上記AIIRAは経口で約0.01〜100mg/kg体重、好ましくは0.1〜10mg/kg体重、0.2〜5mg/kg体重、0.5〜2mg/kg体重、最も好ましくは1mg/kg体重の濃度で投与される請求項2、4、6、13、15及び17いずれか1項の方法。
  43. 上記OP/BMPモルフォゲン及び、ACEI又はAIIRAは単一の医薬品組成物で投与される請求項1〜6及び12〜17いずれか1項の方法。
  44. 上記OP/BMPモルフォゲン及び、ACEI又はAIIRAは分離した医薬品組成物で又はほとんど同時に投与される請求項1〜6及び12〜17いずれか1項の方法。
  45. 上記OP/BMPモルフォゲン及び、ACEI又はAIIRAは分離した医薬品組成物で異なる時に投与される請求項1〜6及び12〜17いずれか1項の方法。
  46. 上記モルフォゲンは慢性腎不全又はその危険性のある 哺乳類へ投与された場合、(a)異所性骨アッセイにおいて軟骨形成を誘発し;(b)慢性腎不全の動物モデルにおける腎臓機能の損傷を予防、阻止、遅延若しくは軽減し、又は(c)腎臓機能の標準マーカーにおける臨床的に顕著な改善を生じる請求項1〜17いずれか1項の方法。
  47. 上記モルフォゲンは、ポリペプチドの前駆体(pro型)、完全体(mature型)、又は可溶体から選ばれた少なくとも蛋白質のC−末端システインドメインを含有するポリペプチドを含有し、そのポリペプチドは:OP−1、OP−2、OP−3、BMP2、BMP3、BMP4、BMP5、BMP6、又はBMP9である請求項1〜17いずれか1項の方法。
  48. 上記モルフォゲンは、ヒトOP−1の前駆体、完全体、又は可溶体から選ばれるポリペプチドの1以上のC−末端システインドメインを含有するポリペプチドを含有する請求項47の方法。
  49. 上記モルフォゲンは、ヒトOP−1(SEQ ID No:2)のC−末端7−システインドメインのアミノ酸配列と70%以上ホモロジー又は50%同一であるポリペプチドを含有する請求項1の方法。
  50. 上記ポリペプチドは、ヒトOP−1(SEQ ID No:2)のC−末端7−システインドメインのアミノ酸配列と75%以上ホモロジー又は60%同一であるポリペプチドを含有する請求項49の方法。
  51. 上記ポリペプチドは、ヒトOP−1(SEQ ID No:2)のC−末端7−システインドメインのアミノ酸配列と80%以上ホモロジー又は70%同一であるポリペプチドを含有する請求項49の方法。
  52. 上記ポリペプチドは、ヒトOP−1(SEQ ID No:2)のC−末端7−システインドメインのアミノ酸配列と90%以上同一であるポリペプチドを含有する請求項49の方法。
  53. 上記ACEIは:式I〜XXVIIIのいずれかの化合物又はそれらの塩;アシルメルカプト及びメルカプトアルカノイルプロリン;カプトプリル(1−[(2S)−3−メルカプト−2−メチルプロピオニル]−L−プロリン);エーテル又はチオエーテルメルカプトアシルプロリン;ゾフェノプリル;カルボキシアルキルジペプチド;エナラプリル(N−(1−エトキシカルボニル−3−フェニルプロピル)−L−アナニル−L−プロリン);リジノプリル;キナプリル;ラミプリル;カルボキシアルキルジペプチドミミック;シラザプリル;ベナザプリル;ホスフィニルアルカノイルプロリン;フォシノプリル;トランドロプリル(trandolopril);ホスホンアミデート置換されたアミノ又はイミノ酸;ホスホナート置換されたアミノ又はイミノ酸及びその塩;セロナプリル((S)−1−[6−アミノ−2−[[ヒドロキシ(4−フェニルブチル)ホスフィニル]オキシ]−1−オキソヘキシル]−L−プロリン);BRL36378;MC−838;CGS14824(3−([1−エトキシカルボニル−3−フェニル−(1S)−プロピル]−アミノ)−2,3,4,5−テトラヒドロ−2−オキソ−1−(3S)−ベンズアゼピン−1酢酸HCL);CGS16617(3(S)−[[(1S)−5−アミノ−1−カルボキシペンチル]アミノ]2,3,4,5−テトラヒドロ−2−オキソ−1H−1−ベンズアゼピン−1−エタン酸(酢酸));セタプリル(アラセプリル商標、大日本製薬株式会社製);Ru44570;シラザプリル;Ro31−2201;リジノプリル;インダラプリル(Indalapril)(デラプリル商標);レンチアプリル(Rentiapril)(フェンチアプリル(Fentiapril)、サンテン社製);インドラプリル(Indolapril);スピラプリル;ペリンドプリル;キナプリル;CI925([3S−[2[R(*)R(*)]]3R(*)]−2−[2−[[1−(エトキシ−カルボニル)−3−フェニルプロピル]アミノ[−1−オキソプロピル]−1,2,3,4−テトラヒドロ−6,7−ジメトキシ−3−イソキノリンカルボン酸HCL);WY−44221;メルカプト−含有化合物;ピボプリル(pivopril);YS980;オマパトリラト;アラセプリル;モベルトプリル(moveltopril);キナプリラート;モエキシプリル;ペリノドプリル(perinodpril)(S−9490);ペントプリル(pentopril);アンコベニン(ancovenin);フェナセイン(phenacein);又はニコチアナミンである請求項1、3、5、7、9〜12、14、及び16いずれか1項の方法。
  54. 上記AIIRAは:ロサルタン(コザール商標)、バルサルタン(ディオバン商標)、イルべサルタン(アバプロ商標)、カンデサルタン(アタカンド商標)、テルミサルタン(ミカルディス商標)、タソサルタン、ゾラルサルタン(zolarsartan)、テベテン(エプロサルタンメシラート)又はオルメサルタンメドキソミル(ベニカー商標)である請求項2、4、6、8〜11、13、15、及び17いずれか1項の方法。
  55. 上記ACEIはエナラプリルである請求項1、3、5、7、9〜12、14、及び16いずれか1項の方法。
  56. 医薬的に許容される塩、キャリア、賦形剤又は希釈剤と共に配合された治療的有効量のACE阻害薬及びOP/BMPモルフォゲンを含有する医薬品組成物。
  57. 医薬的に許容される塩、キャリア、賦形剤又は希釈剤と共に配合された治療的有効量のAIIRA及びOP/BMPモルフォゲンを含有する医薬品組成物。
  58. ACE阻害薬はエナラプリルである請求項56の医薬品組成物。
  59. AIIRAは:ロサルタン(コザール商標)、バルサルタン(ディオバン商標)、イルべサルタン(アバプロ商標)、カンデサルタン(アタカンド商標)、テルミサルタン(ミカルディス商標)、タソサルタン、ゾラルサルタン、テベテン(エプロサルタンメシラート)又はオルメサルタンメドキソミル(ベニカー商標)である請求項57の医薬品組成物。
  60. モルフォゲンはSEQ ID No:3のポリペプチドである請求項56又は57の医薬品組成物。
  61. 上記モルフォゲンは、第二ポリペプチドの前駆体、完全体、又は可溶体から選ばれた少なくとも蛋白質のC−末端システインドメインを含有する第一ポリペプチドであり、その第二ポリペプチドはOP−1、OP−2、OP−3、BMP2、BMP3、BMP4、BMP5、BMP6、又はBMP9である請求項56又は57の医薬品組成物。
  62. 上記モルフォゲンは、ヒトOP−1(SEQ ID No:2)のC−末端7−システインドメインのアミノ酸配列と70%以上ホモロジー又は50%同一であるポリペプチドを含有する請求項56又は57の医薬品組成物。
  63. 上記ポリペプチドは、ヒトOP−1(SEQ ID No:2)のC−末端7−システインドメインのアミノ酸配列と75%以上ホモロジー又は60%同一である請求項62の医薬品組成物。
  64. 上記ポリペプチドは、ヒトOP−1(SEQ ID No:2)のC−末端7−システインドメインのアミノ酸配列と80%以上ホモロジー又は70%同一である請求項62の医薬品組成物。
  65. 上記ポリペプチドは、ヒトOP−1(SEQ ID No:2)のC−末端7−システインドメインのアミノ酸配列と90%以上同一である請求項62の医薬品組成物。
  66. 上記ACEIは:式I−XXVIIIのいずれかの化合物又はそれらの塩;アシルメルカプト及びメルカプトアルカノイルプロリン;カプトプリル(1−[(2S)−3−メルカプト−2−メチルプロピオニル]−L−プロリン);エーテル又はチオエーテルメルカプトアシルプロリン;ゾフェノプリル;カルボキシアルキルジペプチド;エナラプリル(N−(1−エトキシカルボニル−3−フェニルプロピル)−L−アナニル−L−プロリン);リジノプリル;キナプリル;ラミプリル;カルボキシアルキルジペプチドミミック;シラザプリル;ベナザプリル;ホスフィニルアルカノイルプロリン;フォシノプリル;トランドロプリル;ホスホンアミデート置換されたアミノ又はイミノ酸;ホスホナート置換されたアミノ又はイミノ酸及びその塩;セロナプリル((S)−1−[6−アミノ−2−[[ヒドロキシ(4−フェニルブチル)ホスフィニル]オキシ]−1−オキソヘキシル]−L−プロリン);BRL36378;MC−838;CGS14824(3−([1−エトキシカルボニル−3−フェニル−(1S)−プロピル]−アミノ)−2,3,4,5−テトラヒドロ−2−オキソ−1−(3S)−ベンズアゼピン−1酢酸HCL);CGS16617(3(S)−[[(1S)−5−アミノ−1−カルボキシペンチル]アミノ]2,3,4,5−テトラヒドロ−2−オキソ−1H−1−ベンズアゼピン−1−エタン酸);セタプリル(アラセプリル商標、大日本製薬株式会社製);Ru44570;シラザプリル;Ro31−2201;リジノプリル;インダラプリル(デラプリル);レンチアプリル(フェンチアプリル商標、サンテン社製);インドラプリル;スピラプリル;ペリンドプリル;キナプリル;CI925([3S−[2[R(*)R(*)]]3R(*)]−2−[2−[[1−(エトキシ−カルボニル)−3−フェニルプロピル]アミノ[−1−オキソプロピル]−1,2,3,4−テトラヒドロ−6,7−ジメトキシ−3−イソキノリンカルボン酸HCL);WY−44221;メルカプト−含有化合物;ピボプリル;YS980;オマパトリラト;アラセプリル;モベルトプリル;キナプリラート;モエキシプリル;ペリノドプリル(S−9490);ペントプリル;アンコベニン;フェナセイン;又はニコチアナミンである請求項56の医薬品組成物。
  67. 上記AIIRAは:ロサルタン(コザール商標)、バルサルタン(ディオバン商標)、イルべサルタン(アバプロ商標)、カンデサルタン(アタカンド商標)、テルミサルタン(ミカルディス商標)、タソサルタン、ゾラルサルタン、テベテン(エプロサルタンメシラート商標)又はオルメサルタンメドキソミル(ベニカー商標)である請求項57の医薬品組成物。
  68. 請求項56〜67いずれか1項の医薬品組成物を、慢性腎不全の治療又は予防のために組成物を哺乳類へ投与する説明書と共に含有するパッケージ医薬品。
  69. 哺乳類の慢性腎不全の治療又は予防用医薬製造のためのOP/BMPモルフォゲン及びアンギオテンシン転換酵素阻害薬(ACEI)の使用。
  70. 哺乳類の慢性腎不全の治療又は予防用医薬製造のためのOP/BMPモルフォゲン及びアンギオテンシン−IIレセプター拮抗薬(AIIRA)の使用。
  71. 哺乳類の慢性腎不全の治療又は予防用医薬製造のための内因性OP/BMPモルフォゲン発現の誘導物質及びアンギオテンシン転換酵素阻害薬(ACEI)の使用。
  72. 哺乳類の慢性腎不全の治療又は予防用医薬製造のための内因性OP/BMPモルフォゲン発現の誘導物質及びアンギオテンシンIIレセプター拮抗薬(AIIRA)の使用。
  73. 哺乳類の慢性腎不全の治療又は予防用医薬製造のためのOP/BMPモルフォゲンレセプターのアゴニスト及びアンギオテンシン転換酵素阻害薬(ACEI)の使用。
  74. 哺乳類の慢性腎不全の治療又は予防用医薬製造のためのOP/BMPモルフォゲンレセプターのアゴニスト及びアンギオテンシンIIレセプター拮抗薬(AIIRA)の使用。
  75. ACEI及びOP/BMPモルフォゲンを豊富に増加させる薬剤で前処理した間葉前駆細胞の哺乳類の慢性腎不全の治療又は予防のために哺乳類腎臓へ導入する医薬の製造用の使用。
  76. AIIRA及びOP/BMPモルフォゲンを豊富に増加させる薬剤で前処理した間葉前駆細胞の哺乳類の慢性腎不全の治療又は予防のために哺乳類腎臓へ導入する医薬の製造用の使用。
  77. 哺乳類の慢性透析治療の遅延又は頻度の減少用医薬の製造のためのOP/BMPモルフォゲン及びACEIの使用。
  78. 哺乳類の慢性透析治療の遅延又は頻度の減少用医薬の製造のためのOP/BMPモルフォゲン及びAIIRAの使用。
  79. 哺乳類の慢性透析治療の遅延又は頻度の減少用医薬の製造のための内因性のOP/BMPモルフォゲン発現及びACEIの誘導物質の使用。
  80. 哺乳類の慢性透析治療の遅延又は頻度の減少用医薬の製造のための内因性のOP/BMPモルフォゲン発現及びAIIRAの誘導物質の使用。
  81. 哺乳類の慢性透析治療の遅延又は頻度の減少用医薬の製造のためのOP/BMPモルフォゲンレセプターのアゴニスト及びACEIの使用。
  82. 哺乳類の慢性透析治療の遅延又は頻度の減少用医薬の製造のためのOP/BMPモルフォゲンレセプターのアゴニスト及びAIIRAの使用。








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