JP2009242247A - Human immunodeficiency virus infection inhibitor and aids-treating or preventing drug - Google Patents

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Yoko Hazama
陽子 間
Tatsunori Suzuki
辰徳 鈴木
Mizuho Nonaka
瑞穂 野中
Norio Yamamoto
典夫 山本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel human immunodeficiency virus infection inhibitor, and an aids-preventing and treating drugs. <P>SOLUTION: The human immunodeficiency virus infection inhibitor contains a compound represented by formula (I) or a pharmaceutically acceptable salt or hydrate thereof as an active ingredient. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ヒト免疫不全ウイルス感染阻害剤、及び当該阻害剤を含有する新しいタイプのエイズ予防薬及び治療薬に関する。   The present invention relates to a human immunodeficiency virus infection inhibitor, and a new type of AIDS preventive and therapeutic agent containing the inhibitor.

後天性免疫不全症候群(AIDS;エイズ)は、ヒト免疫不全症ウイルス(HIV)の感染によりCD4陽性T細胞が破壊されて宿主の免疫機能を著しく低下させ、種々の合併症を引き起こすことが知られている。現在までに日本で承認されているエイズ治療薬は、ジドブジン(AZT)、ジダノシン(ddI)、ザルシタビン(ddC)等の核酸系逆転写酵素阻害薬、ネビラピン、エファビレンツ、デラビルジン等の非核酸系逆転写酵素阻害薬、及びインジナビル(クリキシバン)、サキナビル等のプロテアーゼ阻害薬である。これらの薬剤はエイズ治療に有効であるが、HIV−1は変異が起こりやすく、治療を行う過程で薬剤耐性株が出現することが1つの問題点となっている。多種の薬剤を併用して用いる療法は、薬剤耐性株の出現を低下させる効果がある。しかし、現在利用可能な治療薬は上記のようにHIVの逆転写酵素とプロテアーゼを標的とするものに限られるため多剤併用療法にも限界がある。従って、新しい分子標的に対するエイズ治療薬の開発が期待されている。   Acquired immunodeficiency syndrome (AIDS; AIDS) is known to cause CD4 positive T cells to be destroyed by infection with human immunodeficiency virus (HIV), thereby significantly reducing the immune function of the host and causing various complications. ing. To date, AIDS drugs approved in Japan include nucleic acid reverse transcriptase inhibitors such as zidovudine (AZT), didanosine (ddI), and zalcitabine (ddC), and non-nucleic acid reverse transcription such as nevirapine, efavirenz, and delavirdine. Enzyme inhibitors and protease inhibitors such as indinavir (crixiban) and saquinavir. Although these drugs are effective for AIDS treatment, HIV-1 is apt to be mutated, and one problem is that drug-resistant strains appear in the course of treatment. A therapy using a combination of various drugs has an effect of reducing the appearance of drug-resistant strains. However, currently available therapeutic agents are limited to those targeting HIV reverse transcriptase and protease as described above, so there are limitations to multi-drug therapy. Therefore, the development of AIDS therapeutics for new molecular targets is expected.

HIV−1のアクセサリー遺伝子の一つであるvprは、96個のアミノ酸からなり、ウイルス粒子に結合する15キロダルトン(kDa)の核タンパク質をコードする。HIV−1、HIV−2、及びSIV等の霊長類のレンチウイルスは、何れも非常によく保存されたVpr様タンパク質を含んでいる。HIVの複製に関連してVprタンパク質の多くの生物学的機能が報告されており、例えば、HIVを含む種々のレトロウイルスLTRの転写を活性化したり、あるいは、Vprは細胞周期のG2/M期で停止させる(例えば、非特許文献1及び2参照)。このVprの機能によりG2/M期で停止した細胞ではウイルスの複製が約2倍に増加することからHIVの増殖に重要な役割を果たすと考えられる。さらに、vprを欠損したSIVに感染した霊長類を用いた生体内(in vivo)実験によれば、Vpr機能が後天性免疫不全症(AIDS)の発症に重要であることも報告されている(例えば、非特許文献3参照)。 One of the HIV-1 accessory genes, vpr, consists of 96 amino acids and encodes a 15 kilodalton (kDa) nucleoprotein that binds to viral particles. Primate lentiviruses such as HIV-1, HIV-2, and SIV all contain very well conserved Vpr-like proteins. Many biological functions of the Vpr protein have been reported in relation to HIV replication, for example, activating transcription of various retroviral LTRs, including HIV, or Vpr is a cell cycle G 2 / M It stops at a period (for example, refer nonpatent literature 1 and 2). In cells arrested in the G 2 / M phase by this Vpr function, viral replication increases about 2-fold, which is considered to play an important role in the growth of HIV. Furthermore, according to in vivo experiments using primates infected with SPR deficient in vpr, it has been reported that Vpr function is important for the development of acquired immunodeficiency (AIDS) ( For example, refer nonpatent literature 3).

従って、Vprは抗エイズ薬の1つの標的タンパク質であることが提案されている。Vprによって誘導される細胞周期停止がテトラサイクリンプロモータによって調節される細胞株が樹立され、この細胞を用いたスクリーニングによりある種のフラボノイド(ケルセチン)がVprタンパク質機能を阻害することが示された(例えば、非特許文献2参照)。また、出芽酵母でVprタンパク質を発現させると酵母の増殖を抑制することも報告されている(例えば、非特許文献4参照)。   Thus, it has been proposed that Vpr is one target protein of anti-AIDS drugs. A cell line has been established in which cell cycle arrest induced by Vpr is regulated by a tetracycline promoter, and screening with this cell has shown that certain flavonoids (quercetin) inhibit Vpr protein function (eg, Non-patent document 2). It has also been reported that expression of Vpr protein in budding yeast suppresses yeast growth (see, for example, Non-Patent Document 4).

一方、ある種の糸状菌から単離された化合物がVprの細胞増殖停止能を阻害することおよび当該化合物がエイズ治療薬として用いられることが報告されている(例えば、特許文献1参照)。
また、宿主細胞内におけるHIV−1 mRNAの生成において、4kbフォームのmRNA群の生成を増加させ、および/または、2kbフォームのmRNA群の生成を減少させる活性を阻害する物質がHIV−1の増殖を抑制するための医薬組成物として使用できることが報告されている(例えば、特許文献2参照)。
On the other hand, it has been reported that a compound isolated from a certain filamentous fungus inhibits the cell growth arresting ability of Vpr and that the compound is used as an AIDS therapeutic drug (see, for example, Patent Document 1).
Further, in the production of HIV-1 mRNA in a host cell, a substance that increases the production of mRNA group of 4 kb form and / or inhibits the activity of reducing the production of mRNA group of 2 kb form is a proliferation of HIV-1. It has been reported that the composition can be used as a pharmaceutical composition for suppressing the depression (see, for example, Patent Document 2).

さらに、ヒト免疫細胞へのHIV−1感染にはVprタンパク質とインポーチンαの相互作用が重要であり(例えば、非特許文献5および6参照)、Vprタンパク質とインポ
ーチンαとの結合を阻害する化合物をスクリーニングすることによりヒト免疫細胞へのHIV−1感染を阻害する薬剤が得られることが報告されている(例えば、特許文献3参照)。
しかしながら、HIV−1感染を阻害する低分子化合物はまだ十分知られておらず、優れた薬効を有する薬剤の開発が求められていた。
特開2006-321759号公報 国際公開第2005/032561号パンフレット 特開2006-067994号公報 Curr. Biol. Vol. 6, pp.1096-1103. (1996) Biochemical and Biophysical Research Communication Vol. 261, No. 2, pp.308-316. (1999) J. Virol. Vol. 69, pp.4807-4813. (1995) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Vol. 92, pp.2770-2774. (1995) Journal of Virology, May 2007, p. 5284-5293, Vol. 81, No. 10 Journal of Virology, March 2005, p. 3557-3564, Vol. 79, No. 6
Furthermore, the interaction between Vpr protein and importin α is important for HIV-1 infection of human immune cells (see, for example, Non-Patent Documents 5 and 6), and a compound that inhibits the binding between Vpr protein and importin α is used. It has been reported that a drug that inhibits HIV-1 infection of human immune cells can be obtained by screening (see, for example, Patent Document 3).
However, low molecular weight compounds that inhibit HIV-1 infection are not yet well known, and the development of drugs with excellent medicinal effects has been demanded.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-321759 International Publication No. 2005/032561 Pamphlet JP 2006-067994 JP Curr. Biol. Vol. 6, pp.1096-1103. (1996) Biochemical and Biophysical Research Communication Vol. 261, No. 2, pp.308-316. (1999) J. Virol. Vol. 69, pp.4807-4813. (1995) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Vol. 92, pp. 2770-2774. (1995) Journal of Virology, May 2007, p. 5284-5293, Vol. 81, No. 10 Journal of Virology, March 2005, p. 3557-3564, Vol. 79, No. 6

本発明は、HIVの感染を阻害しうる新規なエイズ治療薬または予防薬を見出すことを目的とする。   An object of the present invention is to find a novel AIDS therapeutic or prophylactic agent capable of inhibiting HIV infection.

かかる課題を解決するために、本発明者らは鋭意検討を行った。その結果、ヘマトキシリン化合物がVprタンパク質とインポーチンαの相互作用を阻害してVprタンパク質の核移行を妨げること、さらには、HIVウイルスのマクロファージへの感染を阻害することを見出して本発明を完成した。   In order to solve this problem, the present inventors have conducted intensive studies. As a result, the inventors have found that a hematoxylin compound inhibits the interaction of Vpr protein and importin α to prevent nuclear translocation of Vpr protein, and further inhibits infection of HIV virus to macrophages, thereby completing the present invention.

すなわち、本発明の第一の側面において、下記式(I)で表す化合物、その製薬上許容される塩、又はその水和物を有効成分として含有することを特徴とするヒト免疫不全ウイルス感染阻害剤が提供される。

Figure 2009242247
That is, in the first aspect of the present invention, a human immunodeficiency virus infection inhibitor comprising a compound represented by the following formula (I), a pharmaceutically acceptable salt thereof, or a hydrate thereof as an active ingredient: An agent is provided.
Figure 2009242247

本発明の他の側面において、前記阻害剤を有効成分として含有することを特徴とするエイズ治療薬またはエイズ予防薬が提供される。   In another aspect of the present invention, there is provided an AIDS therapeutic agent or AIDS preventive agent comprising the inhibitor as an active ingredient.

本発明のHIV感染阻害剤はエイズの発症予防薬又は治療薬として用いることができる。
本発明のHIV感染阻害剤は、HIVのVprタンパク質の核移行の阻害を介した感染阻害のみならず、Vprタンパク質によるウイルス産生細胞のG2/M期停止を解除し、ウイルス産生能を低下させる効果(He, J. et al., (1995) J. Virol. 69, 6705-6711)やウイルス感染CD4陽性T細胞のアポトーシスを阻害することにより、宿主免疫系に感染細胞に
対する細胞障害性リンパ球を誘導する効果(Finkel, T.H. et al., (1995) Nature Med., 1, 129-134)も期待できる。
The HIV infection inhibitor of the present invention can be used as a preventive or therapeutic agent for AIDS.
The HIV infection inhibitor of the present invention not only inhibits infection through inhibition of nuclear translocation of HIV Vpr protein, but also releases the G2 / M phase arrest of virus-producing cells by Vpr protein and reduces the virus production ability (He, J. et al., (1995) J. Virol. 69, 6705-6711) and by inhibiting apoptosis of virus-infected CD4-positive T cells, the host immune system can be treated with cytotoxic lymphocytes against infected cells. Inducing effects (Finkel, TH et al., (1995) Nature Med., 1, 129-134) can also be expected.

本発明の阻害剤として有用な化合物には、下記式(I)で表す化合物、その製薬上許容される塩、又はその水和物が含まれる。

Figure 2009242247
The compound useful as an inhibitor of the present invention includes a compound represented by the following formula (I), a pharmaceutically acceptable salt thereof, or a hydrate thereof.
Figure 2009242247

この化合物はヘマトキシリンとして知られている化合物であるが、ヘマトキシリンの用途は染色剤などが知られているのみであり、医薬としての用途は知られていない。
この化合物は分子内に不斉炭素原子を有するため光学異性体又はジアステレオマーなどの立体異性体が存在するが、本発明の範囲には純粋な形態の立体異性体のほか、任意の立体異性体の混合物またはラセミ体などが包含される。
This compound is a compound known as hematoxylin, but the use of hematoxylin is only known as a dyeing agent and the like, and its use as a pharmaceutical is not known.
Since this compound has an asymmetric carbon atom in the molecule, there are stereoisomers such as optical isomers or diastereomers. However, the scope of the present invention includes any stereoisomers in addition to pure stereoisomers. Body mixtures or racemates are included.

式(I)で表される化合物は、「Vprタンパク質」と「インポーチンα」の相互作用を阻害することにより、Vprタンパク質の核移行を妨げ、HIVウイルスの感染を阻害する。したがって、式(I)で表される化合物はHIV感染阻害剤として使用することができる。
なお、「Vprタンパク質」とは、HIV−1のVprタンパク質(例えば、Ogawa K., et al., Journal of Virology, 1989, Vol. 63, No.9, p. 4110-4114, 及びGenBank Accession No. M28355、配列番号2)のことをいうが、HIV−2、及びSIV等の霊長類のレンチウイルスにおいて非常によく保存されているVpr様タンパク質(Vpr及び/又はVpx)を用いてもよい。
また、「インポーチンα」としては、配列番号4のタンパク質が例示される。
The compound represented by the formula (I) inhibits the interaction of “Vpr protein” and “importin α”, thereby preventing nuclear translocation of Vpr protein and inhibiting HIV virus infection. Therefore, the compound represented by the formula (I) can be used as an HIV infection inhibitor.
“Vpr protein” refers to the HIV-1 Vpr protein (eg, Ogawa K., et al., Journal of Virology, 1989, Vol. 63, No. 9, p. 4110-4114, and GenBank Accession No. M28355, SEQ ID NO: 2), but Vpr-like proteins (Vpr and / or Vpx) that are very well conserved in primate lentiviruses such as HIV-2 and SIV may be used.
Examples of “importin α” include the protein of SEQ ID NO: 4.

用語「製薬上許容される塩」とは、製薬上許容できる無毒の塩基又は酸から調製される塩を意味する。本発明に係る化合物が酸性である場合には、その対応する塩、例えば、カルシウム塩またはマグネシウム塩のようなアルカリまたはアルカリ土類金属塩、またはアンモニウム塩、またはメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、ピペリジン、モルホリンまたはトリス−(2−ヒドロキシエチル)アミンのような有機塩基との塩である。本発明に係る化合物が十分に塩基性である場合には、その酸付加塩、例えば、塩酸、臭化水素酸、硫酸、トリフルオロ酢酸、クエン酸またはマレイン酸のような無機酸または有機酸との酸付加塩が挙げられる。   The term “pharmaceutically acceptable salts” refers to salts prepared from pharmaceutically acceptable non-toxic bases or acids. If the compounds according to the invention are acidic, their corresponding salts, for example alkali or alkaline earth metal salts such as calcium or magnesium salts, or ammonium salts, or methylamine, dimethylamine, trimethylamine, piperidine , Salts with organic bases such as morpholine or tris- (2-hydroxyethyl) amine. If the compounds according to the invention are sufficiently basic, their acid addition salts, for example inorganic or organic acids such as hydrochloric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid, trifluoroacetic acid, citric acid or maleic acid, and And acid addition salts thereof.

本発明に係る化合物はまた、プロドラッグの形であってもよい。様々な形のプロドラッグ、例えば、生体内加水分解性エステルが、当該技術分野において知られている。生体内での加水分解性誘導体には、特に、ヒト体内で酸化されまたは還元されて親化合物を生じることができる薬学的に許容しうる誘導体、またはヒト体内で加水分解して親化合物を生じるエステルが含まれる。このようなエステルは、試験中の化合物を、例えば試験動物に静脈内投与した後、試験動物の体液を調べることによって同定することができる。ヒドロキシに適した生体内加水分解性エステルには、アセチルが含まれる。   The compounds according to the invention may also be in the form of prodrugs. Various forms of prodrugs are known in the art, such as in vivo hydrolysable esters. In vivo hydrolysable derivatives include, in particular, pharmaceutically acceptable derivatives that can be oxidized or reduced in the human body to yield the parent compound, or esters that hydrolyze in the human body to yield the parent compound. Is included. Such esters can be identified by examining the body fluid of the test animal after intravenous administration of the compound under test, for example, to the test animal. In vivo hydrolysable esters suitable for hydroxy include acetyl.

(本発明の医薬組成物)
本発明のHIV感染阻害剤は、医薬として投与する場合、そのまま又は医薬的に許容される無毒性かつ不活性の担体と共に医薬組成物としてヒトを含む哺乳動物に投与される。経口投与のための好適な担体は、緩衝剤、香料等のような微量成分を含有してもよい。医薬組成物中の担体の量は通常は全体の5〜95%の範囲内にあるが、剤型に応じて大幅に変更することができる。好適な担体としては、スクロース、ペクチン、ステアリン酸マグネシウム、ラクトース、落花生油、オリーブ油、水等を含む。
(Pharmaceutical composition of the present invention)
When administered as a medicament, the HIV infection inhibitor of the present invention is administered to mammals including humans as a pharmaceutical composition as it is or together with a pharmaceutically acceptable non-toxic and inert carrier. Suitable carriers for oral administration may contain minor components such as buffers, fragrances and the like. The amount of carrier in the pharmaceutical composition is usually in the range of 5 to 95% of the total, but can vary greatly depending on the dosage form. Suitable carriers include sucrose, pectin, magnesium stearate, lactose, peanut oil, olive oil, water and the like.

本発明の医薬組成物を、エイズの感染者(無症候期患者)の予防又はエイズ発症後の患者の治療を目的としてヒトに投与する場合は、散剤、顆粒剤、錠剤、カプセル剤、丸剤、液剤等として経口的に、または注射剤、坐剤、経皮吸収剤、吸入剤等として非経口的に投与することができる。また、本発明の阻害剤の有効量を、その剤型に適した賦形剤、結合剤、湿潤剤、崩壊剤、滑沢剤等の医薬用添加剤を必要に応じて混合し、医薬組成物とすることができる。注射剤の場合には、適当な担体とともに滅菌処理を行って製剤とする。   When the pharmaceutical composition of the present invention is administered to humans for the purpose of preventing AIDS-infected persons (asymptomatic patients) or treating patients after the onset of AIDS, powders, granules, tablets, capsules, pills It can be administered orally as a liquid or the like, or parenterally as an injection, a suppository, a transdermal absorption agent, an inhalant or the like. In addition, an effective amount of the inhibitor of the present invention is mixed with excipients, binders, wetting agents, disintegrants, lubricants, and other pharmaceutical additives suitable for the dosage form as necessary to obtain a pharmaceutical composition. It can be a thing. In the case of injection, it is sterilized with an appropriate carrier to prepare a preparation.

本発明の医薬組成物は、単一の治療剤として又は他の治療剤と組み合わせて用いることができる。本発明のHIV感染阻害剤と組み合わせることができる薬剤としては、HIVの逆転写酵素阻害剤やプロテアーゼ阻害剤の他、種々のサイトカイン類などの免疫賦活剤、低分子干渉RNAを含むリポソーム製剤等も含まれる。これら医薬組成物の投与量は、疾患の状態、投与ルート、患者の年齢、または体重によっても異なり、最終的には医師の判断に委ねられるが、成人に経口で投与する場合、通常、0.1−100mg/kg/日、好ましくは、1−20mg/kg/日、非経口で投与する場合、通常、0.01−10mg/kg/日、好ましくは、0.1−2mg/kg/日を投与する。これを1回あるいは数回に分割して投与すればよい。
The pharmaceutical composition of the present invention can be used as a single therapeutic agent or in combination with other therapeutic agents. Examples of drugs that can be combined with the HIV infection inhibitor of the present invention include HIV reverse transcriptase inhibitors and protease inhibitors, immunostimulators such as various cytokines, and liposome preparations containing small interfering RNAs. included. The dosage of these pharmaceutical compositions varies depending on the disease state, administration route, patient age, or body weight, and is ultimately left to the judgment of a doctor. 1-100 mg / kg / day, preferably 1-20 mg / kg / day. When administered parenterally, usually 0.01-10 mg / kg / day, preferably 0.1-2 mg / kg / day Is administered. This may be administered once or divided into several times.

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明の範囲は下記の実施例に限定されることはない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the scope of the present invention is not limited to the following examples.

<タンパク質の発現と精製>
プラスミドGST-N17C74-GFP-His6およびGST-Importin α-His6, はJournal of Virology, March 2005, p. 3557-3564, Vol. 79, No. 6に記載の配列にポリヒスチジン(His6)タグを付加して構築した。
GST-N17C74-GFP-His6は、インポーチンαと結合するαへリックス領域を含むVprの核移行の最小構成ドメインであるVprのN末端から17〜74番目のアミノ酸残基によって形成される領域(特開2006-067994号公報:配列番号2の17〜74番目のアミノ酸残基)に、GST(グルタチオン-S-トランスフェラーゼ)タグと、GFP(Green fluorescence protein)タグと、His6タグの融合タンパク質を発現させるためのプラスミドである。また、GST-Importin α-His6はImportin αと、GSTタグと、ポリヒスチジンタグの融合タンパク質(GST-Impα-His6)を発現させるためのプラスミドである。
<Protein expression and purification>
Plasmids GST-N17C74-GFP-His 6 and GST-Importin α-His 6 , are polyhistidine (His 6 ) in the sequence described in Journal of Virology, March 2005, p. 3557-3564, Vol. 79, No. 6. Built with tags.
GST-N17C74-GFP-His 6 is a region formed by the 17th to 74th amino acid residues from the N-terminal end of Vpr, which is the minimal component domain of Vpr nuclear translocation including α-helix region that binds importin α ( JP 2006-067994 A: GST (glutathione-S-transferase) tag, GFP (Green fluorescence protein) tag, and His 6 tag fusion protein are added to amino acid residues 17 to 74 of SEQ ID NO: 2. It is a plasmid for expression. GST-Importin α-His 6 is a plasmid for expressing Importin α, a GST tag, and a polyhistidine tag fusion protein (GST-Impα-His 6 ).

上記各プラスミドで大腸菌を形質転換して組換え大腸菌を得た。得られた組換え大腸菌を培養することによって各融合タンパク質を発現させた。得られた融合タンパク質をGSTカラムを用いて精製した。GST-N17C74-GFP-His6をPreScission protease (Amersham Biosciences)で切断して、N17C74-GFP-His6を得た(Vpr-GFP-His6)。また、GST-N17C74-GFP-His6をTEV protease (Invitrogen)で切断して、GST-N17C74を得た。また、GST-Importin α-His6をPreScission protease で切断して、Importin α-His6を得た。 Recombinant Escherichia coli was obtained by transforming Escherichia coli with each of the above plasmids. Each fusion protein was expressed by culturing the resulting recombinant E. coli. The resulting fusion protein was purified using a GST column. GST-N17C74-GFP-His 6 was cleaved with PreScission protease (Amersham Biosciences) to obtain N17C74-GFP-His 6 (Vpr-GFP-His 6 ). In addition, GST-N17C74-GFP-His 6 was cleaved with TEV protease (Invitrogen) to obtain GST-N17C74. In addition, GST-Importin α-His 6 was cleaved with PreScission protease to obtain Importin α-His 6 .

HIV−1ゲノムを含む組み込み前複合体が免疫細胞の核膜を通過するためにはVprタンパク質の核移行が重要であり、このVprタンパク質の核移行はインポーチンαによって媒介される。そこで、Vprタンパク質とインポーチンαの相互作用を測定する系としてELISAアッセイとGSTプルダウンアッセイを構築し、化合物が両タンパク質の相互作用を阻害するかについて調べた。
<GSTプルダウンアッセイ>
試験化合物を含むPBS/1 % BSA中で、N17C74-GFP-His6を、あらかじめglutathione-Sepharose 4FF beads (Amersham Pharmacia Biotech)に吸着させたGST-Impα-His6と4℃で1時間反応させた。ビーズをPBS/0.1 % Triton Xで6回洗浄した後、98℃で5分加熱してビーズに結合したタンパク質を溶出させた。溶出したタンパク質をSDS-PAGE (15 % polyacrylamide)で分離し、PVDF膜 (Immobilon; Millipore, Bedford, Mass.) に転写してイムノブロット解析した。膜をPBS/5 % skim milkで1時間ブロッキングした後、抗GFPモノクローナル抗体(MBL)と反応させた。PBS/0.05 % Tween20で洗浄した後、HRP結合抗マウスIgGと反応させた。検出は、SuperSignalTM West Pico Chemiluuminescent substrate (Pierce,
Rockford, Ill)を用いて行った。
Nuclear translocation of the Vpr protein is important for the preintegration complex containing the HIV-1 genome to cross the nuclear membrane of immune cells, and this nuclear translocation of the Vpr protein is mediated by importin α. Therefore, an ELISA assay and a GST pull-down assay were constructed as a system for measuring the interaction between the Vpr protein and importin α, and it was examined whether the compound inhibited the interaction between both proteins.
<GST pull-down assay>
N17C74-GFP-His 6 is pre-glutathione-Sepharose 4FF in PBS / 1% BSA containing the test compound. GST-Impα-His 6 adsorbed on beads (Amersham Pharmacia Biotech) was reacted at 4 ° C. for 1 hour. The beads were washed 6 times with PBS / 0.1% Triton X and then heated at 98 ° C. for 5 minutes to elute proteins bound to the beads. The eluted protein was separated by SDS-PAGE (15% polyacrylamide), transferred to a PVDF membrane (Immobilon; Millipore, Bedford, Mass.) And analyzed by immunoblot. The membrane was blocked with PBS / 5% skim milk for 1 hour and then reacted with an anti-GFP monoclonal antibody (MBL). After washing with PBS / 0.05% Tween 20, it was reacted with HRP-conjugated anti-mouse IgG. Detection, SuperSignal TM West Pico Chemiluuminescent substrate ( Pierce,
Rockford, Ill).

<ELISAアッセイ >
50 mM NaHCO3 (pH9.8)に溶解した抗GSTモノクローナル抗体 (SIGMA) をコラーゲンコートマイクロプレート(NUNC)の各ウェルに加え、4℃で6時間コートした。ウェルをPBS/0.1% Tween20で洗浄し、PBS / 5% BSAでブロッキング(30℃、2時間)した後、PBS/5% BSA に溶解したGSTまたはGST-N17C74 を0.5 μg/ウェルで添加し、化合物の存在下または非存在下にて4℃で2時間インキュベートした。ウェルを洗浄した後、PBS/5% BSA に溶解したImportin α-His6 を1.0 μg/ウェルで添加し、4℃で2時間インキュベートした。その後、溶液を除去し、プレートをPBS / 0.1% Tween20で洗浄した後、ワサビペルオキシダーゼ結合抗Hisモノクローナル抗体(Invitrogen)を加えて22℃で1時間インキュベートした。マイクロプレートをPBS / 0.1% Tween20で3回洗浄した後、50μl のtetra methyl benzidine (TMB) (Pierce) を添加した。37℃で30分インキュベートした後、反応停止液を加えて VprとImportin αとの結合の程度をELISA plate reader (WALAC)でOD450を測定することにより調べた。
<ELISA assay>
Anti-GST monoclonal antibody (SIGMA) dissolved in 50 mM NaHCO 3 (pH 9.8) was added to each well of a collagen-coated microplate (NUNC) and coated at 4 ° C. for 6 hours. The wells were washed with PBS / 0.1% Tween20, blocked with PBS / 5% BSA (30 ° C, 2 hours), then GST or GST-N17C74 dissolved in PBS / 5% BSA was added at 0.5 μg / well. Incubated for 2 hours at 4 ° C. in the presence or absence of compound. After washing the wells, Importin α-His 6 dissolved in PBS / 5% BSA was added at 1.0 μg / well and incubated at 4 ° C. for 2 hours. Thereafter, the solution was removed, and the plate was washed with PBS / 0.1% Tween 20, and then horseradish peroxidase-conjugated anti-His monoclonal antibody (Invitrogen) was added and incubated at 22 ° C. for 1 hour. The microplate was washed 3 times with PBS / 0.1% Tween 20, and 50 μl of tetramethyl benzidine (TMB) (Pierce) was added. After incubating at 37 ° C. for 30 minutes, a reaction stop solution was added, and the degree of binding between Vpr and Importin α was examined by measuring OD 450 with an ELISA plate reader (WALAC).

<核移行アッセイ>
In vitroでの核移行アッセイは、ジギトニン処理HeLa細胞とVpr-GFP-His6とGST-Importin α-His6を用いて行った。カバーガラス上に80%コンフルエンスに培養したHeLa細胞を、核移行解析用バッファー(TB; 20 mM HEPES-KOH(pH 7.3), 110 mM 酢酸カリウム、2 mM 酢酸マグネシウム、5 mM 酢酸ナトリウム、2 mM EGTA、1 mM dithiothreitol)中、40μg/mlジギトニン(Fluka AG)で4℃、5分間処理して透過性にした。試験化合物を含む核移行解析用バッファー中に、それぞれ終濃度で1μMとなるようにVpr-GFP-His6とGST-Importin α-His6を添加し、40μlを試験サンプルとして細胞に添加した。核移行反応を28℃で、15分間進行させた後、氷冷した核移行解析用バッファーで細胞を3回洗浄し、4%ホルムアルデヒドを含む核移行解析用バッファー中、氷上で30分間固定した。グルセロールで包埋して作製した標本について、GFPの蛍光を共焦点レーザースキャニング顕微鏡(ラディアンス2100、バイオラッド)で観察した。
<Nuclear transfer assay>
In vitro nuclear translocation assay was performed using digitonin-treated HeLa cells, Vpr-GFP-His 6 and GST-Importin α-His 6 . HeLa cells cultured to 80% confluence on a cover glass were transferred to a nuclear transfer analysis buffer (TB; 20 mM HEPES-KOH (pH 7.3), 110 mM potassium acetate, 2 mM magnesium acetate, 5 mM sodium acetate, 2 mM EGTA , 1 mM dithiothreitol) and treated with 40 μg / ml digitonin (Fluka AG) at 4 ° C. for 5 minutes to make it permeable. Vpr-GFP-His 6 and GST-Importin α-His 6 were added to the nuclear transfer analysis buffer containing the test compound so that the final concentration was 1 μM, respectively, and 40 μl was added to the cells as a test sample. The nuclear transfer reaction was allowed to proceed at 28 ° C. for 15 minutes, and then the cells were washed 3 times with an ice-cooled nuclear transfer analysis buffer and fixed on ice in a nuclear transfer analysis buffer containing 4% formaldehyde for 30 minutes. About the sample produced by embedding with glycerol, the fluorescence of GFP was observed with the confocal laser scanning microscope (Radiance 2100, Bio-Rad).

<感染アッセイ>
Journal of Virology, May 2007, p. 5284-5293, Vol. 81, No. 10に記載の方法に従い、ヒト末梢血単核球より単球を単離し、マクロファージに分化させることにより、マクロファージを調製した。
マクロファージ指向性分子クローンpYK-JRCSFを293T細胞にFugene(ロシュ)を用いて導入後、24時間および48時間後に上清を回収し、p24ELISA法(HIV-1 p24gag ELISA kit (RETRO TEC; ZeptoMetrix, NY))によってウイルス量を定量してストックウイルスと
した。
ウイルス感染は、24ウエルプレート培養したマクロファージにp24量として2ngのウイルスを接種し、37℃で3時間感染させた。その後、3回洗浄し、24ウエルプレート(Nunc)に移し、10%仔牛胎児血清を添加したRPMI1640培地(sigma)にて、化合物の存在下、37℃、5%CO2雰囲気下で培養した。8日後に、上清を採取し、p24ELISA法にてウイルス産生を測定した。
<Infection assay>
According to the method described in Journal of Virology, May 2007, p. 5284-5293, Vol. 81, No. 10, monocytes were isolated from human peripheral blood mononuclear cells and differentiated into macrophages to prepare macrophages. .
After introducing the macrophage-directed molecular clone pYK-JRCSF into 293T cells using Fugene (Roche), the supernatant was collected 24 hours and 48 hours later, and the p24 ELISA method (HIV-1 p24 gag ELISA kit (RETRO TEC; ZeptoMetrix, ZeptoMetrix, NY)) and the amount of virus was quantified to obtain a stock virus.
For virus infection, macrophages cultured in a 24-well plate were inoculated with 2 ng of virus in the amount of p24 and infected at 37 ° C. for 3 hours. Thereafter, the plate was washed three times, transferred to a 24-well plate (Nunc), and cultured in RPMI1640 medium (sigma) supplemented with 10% calf fetal serum in the presence of the compound at 37 ° C. in a 5% CO 2 atmosphere. After 8 days, the supernatant was collected and virus production was measured by the p24 ELISA method.

<細胞傷害アッセイ>
化合物の細胞傷害性を調べるために、ミトコンドリアの脱水素活性に基づくMTTアッセイを行った。Molt4T細胞株を、最終濃度0.75 mg/mlのMTT存在下、化合物を含む培地中で37℃で2時間インキュベートした。その後、細胞を90 % isopropanol, 10 % TritonX-100および1% HClを含む溶液で溶解し、37℃で24時間インキュベートした。生成したMTT formazanを、マイクロプレートリーダー(Wallac ARVO SX 1420, Perkin-Elmer)を用いて定量した(励起波長570nm、発光波長655nm)。
<Cytotoxicity assay>
To examine the cytotoxicity of the compounds, an MTT assay based on mitochondrial dehydrogenation activity was performed. Molt4T cell line was incubated at 37 ° C. for 2 hours in medium containing the compound in the presence of MTT at a final concentration of 0.75 mg / ml. Thereafter, the cells were lysed with a solution containing 90% isopropanol, 10% TritonX-100 and 1% HCl, and incubated at 37 ° C. for 24 hours. The produced MTT formazan was quantified using a microplate reader (Wallac ARVO SX 1420, Perkin-Elmer) (excitation wavelength 570 nm, emission wavelength 655 nm).

<結果>
2000個以上の化合物について、ELISAアッセイにてVprとインポーチンαの結合阻害活性を調べたところ、表1のように、49個の化合物が得られた。それらの化合物をGSTプルダウンアッセイによるVprタンパク質とインポーチンαの相互作用阻害活性をさらに評価した結果、11個の化合物が得られた。そして、核移行アッセイにより、2個の化合物がVprの核移行を阻害することがわかった。
<Result>
When 2000 or more compounds were examined for binding inhibitory activity between Vpr and importin α by ELISA assay, 49 compounds were obtained as shown in Table 1. As a result of further evaluating the activity of inhibiting the interaction between Vpr protein and importin α by GST pull-down assay, 11 compounds were obtained. The nuclear translocation assay revealed that two compounds inhibit Vpr nuclear translocation.

Figure 2009242247
Figure 2009242247

2つの化合物のうちの1つはヘマトキシリンであった。ヘマトキシリンのELISAアッセイとGSTプルダウンアッセイの結果を図1に示す。図1より、ヘマトキシリンがVprとインポーチンαの結合を阻害することがわかる。

Figure 2009242247
ヘマトキシリン(H化合物) One of the two compounds was hematoxylin. The results of the hematoxylin ELISA assay and the GST pull-down assay are shown in FIG. FIG. 1 shows that hematoxylin inhibits the binding between Vpr and importin α.
Figure 2009242247
Hematoxylin (H compound)

図2に示されるように、ヘマトキシリンはVprタンパク質の核移行を阻害することが確認された。   As shown in FIG. 2, it was confirmed that hematoxylin inhibits nuclear translocation of Vpr protein.

また、ヘマトキシリンがHIV感染を実際に阻害するかを感染アッセイで調べた結果、図3に示されるように、ヘマトキシリンは、マクロファージへのHIVの感染を阻害することも確認された。また、図4に示されるようにMolt4T細胞株において細胞障害性が低いことが示された。   Moreover, as a result of investigating whether or not hematoxylin actually inhibits HIV infection by an infection assay, it was confirmed that hematoxylin inhibits HIV infection of macrophages as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 4, it was shown that the cytotoxicity is low in the Molt4T cell line.

(A)GST-N17C74とImportin α-His6を用いたELISAアッセイの結果を示す図(写真)。Impβはポジティブコントロールのインポーチンβであり、Hがヘマトキシリン。(B)GST-Impα-His6とVpr-GFP-Hisを用いたGSTプルダウンアッセイの結果を示す図(写真)。GFPのレーンはGFPをGST-Impα-His6と反応させたものを示す。コントロールとしては反応液に溶媒のみを加えた。その結果、化合物(ヘマトキシリン)は、濃度依存的(1μM、10μM、100μM)にImpαとVprの結合を阻害した。(A) A diagram (photograph) showing the results of an ELISA assay using GST-N17C74 and Importin α-His 6 . Impβ is a positive control importin β, and H is hematoxylin. (B) GST-Impα-His 6 and Vpr-GFP-His shows the results of GST pull-down assay using FIG (photograph). The GFP lane shows GFP reacted with GST-Impα-His 6 . As a control, only the solvent was added to the reaction solution. As a result, the compound (hematoxylin) inhibited the binding of Impα and Vpr in a concentration-dependent manner (1 μM, 10 μM, 100 μM). ジギトニン処理HeLa細胞を用いた核移行アッセイの結果を示す図(写真)。化合物(ヘマトキシリン)は、濃度依存的(1μM、10μM、100μM)にVprの核移行を阻害した。The figure (photograph) which shows the result of a nuclear-transfer assay using digitonin treatment HeLa cell. The compound (hematoxylin) inhibited Vpr nuclear translocation in a concentration-dependent manner (1 μM, 10 μM, 100 μM). マクロファージへの感染アッセイの結果を示す図。横軸は化合物の濃度(μM)を示す。●と■はいずれもヘマトキシリンの結果であり、アッセイに用いたマクロファージの由来が異なる。The figure which shows the result of the infection assay to a macrophage. The horizontal axis indicates the compound concentration (μM). ● and ■ are the results of hematoxylin, and the origin of the macrophages used in the assay is different. 細胞傷害アッセイの結果を示す図。横軸は化合物の濃度(μM)を示す。The figure which shows the result of a cytotoxicity assay. The horizontal axis indicates the compound concentration (μM).

Claims (2)

下記式(I)で表される化合物、その製薬上許容される塩、又はその水和物を有効成分として含有することを特徴とする、ヒト免疫不全ウイルス感染阻害剤:
Figure 2009242247
A human immunodeficiency virus infection inhibitor comprising a compound represented by the following formula (I), a pharmaceutically acceptable salt thereof, or a hydrate thereof as an active ingredient:
Figure 2009242247
請求項1に記載の阻害剤を有効成分として含有することを特徴とする、エイズの治療または予防のための医薬。 A medicament for treating or preventing AIDS, comprising the inhibitor according to claim 1 as an active ingredient.
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