JP2011207889A - 脳および他の組織への治療化合物の送達 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】治療剤、診断剤、中枢神経系(CNS)疾患のマーカー、CNS障害のマーカーに結合する標識モノクローナル抗体等の薬剤にコンジュゲートされた、トランスサイトーシスによって血液脳関門を横切って送達される受容体関連タンパク質(RAP)等のメガリン結合部分を含む化合物。および、メガリン結合部分にコンジュゲートされた前記薬剤を投与するステップを含む、薬剤の中枢神経系送達方法。
【選択図】なし
Description
び方法に向けられる。
されている。血液と脳の間の微小血管関門は、基底膜および強固に会合したアクセサリー
細胞(周皮細胞、アストロサイト)によって取り囲まれた毛細管内皮層で構成されている
。脳毛細管内皮は、隣り合った細胞の膜間に存在する強固に会合した頂端部バンド(タイ
トジャンクションという)により、低分子量溶質に対する透過性が他の毛細管内皮よりも
はるかに低い。受動拡散が減少しているだけでなく、脳毛細管内皮が示す液相ピノサイト
ーシスも、他の内皮細胞より少ない。脳毛細管は、他の器官の毛細管と比較して、窓が少
なく、エンドサイトーシス小胞も少ない(Pardridge,J.Neurovirol.5:556-569,1999参照)
。受容体介在性エンドサイトーシスによって取り込まれるトランスフェリン、ラクトフェ
リンおよび低密度リポタンパク質などの一部のタンパク質を除くと、大きい親水性分子が
BBBを横切ることはほとんどない(Pardridge,J.Neurovirol.5:556-569,1999、Tsujiお
よびTamai,Adv.Drug Deliv.Rev.36:277-290(1999)、KusuharaおよびSugiyama,Drug Disco
v.Today 6:150-156(2001)、Dehouck et al.,J.Cell.Biol.138:877-889(1997)、Fillebeen
et al.,J.Biol.Chem.274:7011-7017,1999参照)。
の中枢神経系(CNS:central nervous system)組織へのアクセスも妨害するので、そ
れらを通過させるには担体の使用が必要になる。血液脳関門の透過性は、CNSへの薬物
またはペプチドの浸透にとって、しばしば律速因子になる(Pardridge,J.Neurovirol.5:55
6-569,1999、Bickel et al.,Adv.Drug Deliv.Rev.46:247-279,2001参照)。例えばリソソ
ーム蓄積症(LSD)の神経症状発現の管理は、治療酵素が脳細胞リソソームにアクセス
できないことによって、かなり妨害される。LSDは、細胞リソソーム内の特定酵素の活
性が存在しないか、低下していて、その結果、分解されない「蓄積物質」が細胞内リソソ
ーム中に蓄積し、リソソームの膨張および機能不全が起こり、最終的には細胞損傷および
組織損傷が起こることを特徴とする。静脈内酵素補充療法(ERT:enzyme replacement
therapy)はLSD(例えばMPS I、MPS II)にとって有益である。しかし、
BBBは血液から脳への多くの薬剤の自由な移動を阻止し、重大な神経学的続発症(例え
ばMPS III、MLD、およびGM1)を呈するLSDが、静脈内ERTに応答する
とは思えない。そのような疾患には、BBBを横切って患部細胞のリソソーム中に補充酵
素を送達する方法が、きわめて望ましいだろう。
直接的頭蓋内注射、BBBの一時的な透過化(permeabilization)、および活性剤の修飾に
よる組織分布の改変が挙げられる。脳組織への活性剤の直接注射は血管系を完全に迂回す
るものであるが、主として、頭蓋内注射が招く合併症(感染、組織損傷)の危険および投
与部位からの活性剤の不十分な拡散という欠点がある。BBBの透過化は静脈内活性剤の
注射と同時にBBBを非特異的に損なう必要があり、これは高浸透圧ショック(例えば静
脈内マンニトール)でタイトジャンクションを緩めることによって達成される。高血漿オ
スモル濃度は、タイトジャンクションの部分的崩壊を伴う毛細管内皮の脱水、これらの条
件下で脳にアクセスする血液媒介物質のタイプに関する選択性の低下、および生涯にわた
る処置レジメンによる損傷をもたらす。
側)に輸送する能動輸送であるトランスサイトーシスによっても増加しうる。トランスサ
イトーシス経路は、毛細管内皮細胞における他の小胞輸送とは異なり、通過は、輸送され
る物質の改変を伴わずに起こりうる。トランスサイトーシスは、BBB内皮表面上の受容
体によって媒介される細胞タイプ特異的過程である。トランスサイトーシスされるタンパ
ク質(ベクターまたは担体)に活性剤を取り付けると、脳への活性物質の分布が増加する
と予想される。トランスサイトーシスにおいて、ベクターは、接合されたペアの分布に対
して、優勢な影響を持つと推定される。ベクタータンパク質としては、脳毛細管内皮上の
受容体に対する抗体(Pardridge,J.Neurovirol.5:556-569,1999)およびそのような受容体
に対するリガンド(Fukuta et al.,Pharm Res.,11(12):1681-8;1994、Broadwell et al.,E
xp Neurol.,142(1):47-65 1996)が挙げられる。抗体ベクターは吸着性エンドサイトーシ
ス(非特異的膜相エンドサイトーシス)の過程によって毛細管内皮越しに輸送され、飽和
可能なエネルギー依存的機序によってBBBを横切る現実の受容体リガンドと比べると、
その輸送効率ははるかに低い(Broadwell et al.,Exp Neurol.,142(1):47-65 1996)。
対して相同性を有する一群の膜貫通エンドサイトーシスタンパク質である。リポタンパク
質代謝において重要な役割を果たすと特徴づけられたLRPは、その後、血中に存在する
様々なリガンドを結合することが示されている(HerzおよびStrickland,J Clin Invest.,1
08(6):779-84,2001)。LRPリガンドとしては、リポタンパク質関連タンパク質であるA
poE、ApoJおよびリポタンパク質リパーゼ;プロテイナーゼであるtPA、uPA
、第IX因子およびMMP−9;プロテイナーゼ阻害物質であるPAI−1、アンチトロ
ンビンIII、アルファ−2−マクログロブリンおよびアルファ−アンチトリプシン;抗
細菌タンパク質であるラクトフェリン;シャペロンである受容体関連タンパク質(RAP
)、ホルモンであるチロトロピン、補因子であるコバラミン、ならびにリソソームタンパ
ク質であるサポシンおよびスフィンゴ脂質活性化タンパク質が挙げられる。これらのリガ
ンドのうちの4つ、すなわちApoJ(Zlokovic et al.,Proc.Nat'l Acad.Sci.,USA 93(9
):4229-34 1996、Zlokovic,Life Sci.,59(18):1483-97,1996)、チロトロピン(Marino et
al.,J.Biol.Chem.,275(10):7125-37 2000、Marino et al.,J.Biol.Chem.,274(18):12898-
904,1999)、リポタンパク質リパーゼ(Obunike et al.,J.Biol.Chem.,276(12):8934-41,20
01)およびコバラミン(Ramanujam et al.,Arch Biochem Biophys.,315(1):8-15,1994)は、
LRPファミリーメンバーにより、インビトロおよびインビボで、毛細管内皮細胞を横切
ってトランスサイトーシスされることが示されている。
トを含む様々な組織において様々なレベルで発現される構成的および機能的に関連する受
容体のプールを含む。LRPファミリーメンバーは、極性上皮を横切ってリガンドをトラ
ンスサイトーシスすることも示されているプロフェッショナルエンドサイトーシス受容体
である。
ン、受容体関連タンパク質RAPである(BuおよびSchwartz,Trends Cell.Biol.8(7):272-
6,1998)。RAPはこれらのコンパートメントにおいてLRPに強固に結合し、受容体が
同時発現したリガンドと時期尚早に会合するのを防止する(HerzおよびWillnow,Atheroscl
erosis 118 Suppl:S37-41,1995)。RAPは、LRP受容体ファミリーの全てのメンバー
に対して高い親和性を持ち(約2nM)、あらゆる既知LRPリガンドに打ち勝つことが
できるので、LRP用の魅力的なターゲティング配列として役立つ。RAPは分泌されな
いので、血中の内因性レベルは低い。LRPによるRAPのエンドサイトーシスは、リソ
ソームへの局在化と、タンパク質の完全な分解をもたらす。構造機能研究がRAPで行な
われて、ターゲティング機能を実現させるために必要な配列の極小化に関するいくつかの
指針が得られている(Melman et al.,J.Biol.Chem.276(31):29338-46,2001)。RAPがト
ランスサイトーシスされるかどうかはわからないが、メガリン−RAP複合体は後期エン
ドソームまでは完全なままであることが示されている(Czekay et al.,Mol.Biol.Cell.8(3
):517-32,1997)。メガリン−RAP複合体がCURL(Compartmant of Uncoupling Ligan
d from Receptor)を経てこの後期エンドソームコンパートメントまで完全であることは、
初期エンドソームで観察される他のLRP−リガンド複合体の不安定性とは対照的である
。したがってLRP−RAP複合体は、トランスサイトーシス適性の潜在的指標である酸
依存的な解離に対する耐性が高まっているようである。RAPは、LRPファミリーの特
定のメンバーに対する特異性が増すように操作することができるだろう。そのような修飾
によって、当該組織での様々なLRPファミリーメンバーの発現によって決定される特定
組織へのRAP融合物のターゲティングを、より選択的にすることができるだろう。
の好適な代替物になりうる。LRP−RAP系はマンノース−6−リン酸受容体(MPR
)−マンノース−6−リン酸(M6P)系と多くの特徴を共有している。すなわち、受容
体−リガンド複合体LRP−RAPおよびMPR−M6Pはどちらも1〜2nM領域の解
離定数を示し、CURL中で安定である。LRPおよびMPRはどちらも、様々な組織上
に広く発現され、結合したリガンドを効率よくリソソームに輸送する。どちらのリガンド
タイプも、リソソームに到達すると分解される。M6Pターゲティングに対するRAPタ
ーゲティングの利点は、それが修飾糖質よりもタンパク質配列に依存することである。生
合成の処理量および品質管理はアミノ酸配列の方が修飾オリゴ糖よりもはるかに高度であ
り、より良い薬物収量、効力および安全性が可能である。LRP−RAP系は、他の組織
を効率よくターゲティングする方法にもなりうる。例えば、LRPファミリーのメンバー
である超低密度リポタンパク質受容体(VLDLR)ならびにLRP1が筋細胞上に高密
度に存在することは、RAP融合物がLRP受容体依存的エンドサイトーシスによって筋
肉にかなり取り込まれうることを暗示している(Takahashi et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.U
.S.A.89(19):9252-6,1992)。
ができる新規化合物、薬学的組成物、ならびにそのような化合物および組成物の投与方法
は、今なお必要とされている。特に、タイトジャンクションによって密封された毛細管内
皮細胞によって血液コンパートメントから仕切られている脳および組織または器官に活性
剤を送達する、そのような新規化合物、薬学的組成物、および投与方法が必要とされてい
る。特に、多種多様な組織への活性剤の送達を効率よくターゲティングする、そのような
新規化合物、薬学的組成物、および投与方法が必要とされている。特に、上記組織内の細
胞のリソソームコンパートメントへの活性剤の送達をターゲティングする、そのような新
規化合物、薬学的組成物、および投与方法が必要とされている。本発明は、そのような化
合物、薬学的組成物およびそれらの使用方法を提供する。
としてメガリンリガンドを使用することができるという発見に関する。そのようなリガン
ドの典型例はRAPであり、これは、血液脳関門を横切る治療剤および/または診断/治
験剤の輸送を増加させ、かつ/またはCNS内およびCNS外の細胞のリソソームに薬剤
を送達するのに役立つ。
メガリンリガンドまたはメガリンリガンドのメガリン結合性断片を含む化合物、ならびに
そのような化合物の薬学的組成物を提供する。一部の実施形態では、メガリンリガンドま
たはそのようなリガンドのメガリン結合性断片を、その安定性または薬物動態特性を高め
る目的で、要望どおりに修飾することができる(例えばコンジュゲートのRAP部分のP
EG化、コンジュゲートのRAP部分の突然変異誘発)。
物が考えられる。薬剤は、通例、治療剤、診断剤、中枢神経系(CNS)疾患のマーカー
、CNS障害のマーカーを結合する標識モノクローナル抗体からなる群より選択すること
ができる。ここで考えられる化合物に役立つ治療剤には、例えばタンパク質、細胞毒性化
学療法剤、タンパク質核酸、siRNA分子、アンチセンス分子、および関心対象の治療
タンパク質をコードする核酸を含む発現コンストラクトなどがあるが、これらに限定され
るわけではない。メガリン結合部分と関心対象の薬剤は互いに直接連結するか、あるいは
例えばペプチドリンカーなどのリンカーを介して連結することができる。好ましくは、メ
ガリン結合部分は、インビボでトランスサイトーシスされる部分である。そのような部分
の典型例には、例えばRAP、チログロブリン、リポタンパク質リパーゼ、ラクトフェリ
ン、アポリポタンパク質J/クラスタリン、アポリポタンパク質B、アポリポタンパク質
E、組織型プラスミノゲン活性化因子、uPA、PAI−1、ビタミンD結合タンパク質
、ビタミンA/レチノール結合タンパク質、β2−ミクログロビン、α1−ミクログロブ
リン、ビタミンB12/コバラミン血漿担体タンパク質、トランスコバラミン(TC)−
B12、PTH、インスリン、EGF、プロラクチン、アルブミン、apoH、トランス
サイレチン、リゾチーム、シトクロム−c、α−アミラーゼ、およびCa2+、およびア
プロチニンなどがあるが、これらに限定されるわけではない。化合物は、任意選択的に、
ApoJを除外してもよい。
メラ分子であって、トランスサイトーシスによって血液脳関門を横切って送達されるべき
活性剤にコンジュゲートされたメガリンリガンドを含み、そのメガリンリガンドが血液脳
関門を横切るキメラ分子の輸送を容易にする、キメラ分子が考えられる。また、血液脳関
門を横切るトランスサイトーシスによって脳内に送達するためのキメラ分子であって、ト
ランスサイトーシスによって血液脳関門を横切って送達されるべき活性剤にコンジュゲー
トされたLRPリガンドを含み、そのメガリンリガンドが、LRP1と比較してメガリン
に優先的に結合する、キメラ分子も考えられる。ここで考えられる化合物またはキメラ分
子はいずれも、薬学的に許容できる担体、希釈剤または賦形剤中に当該化合物またはキメ
ラ分子を含む薬学的組成物として製造することができる。
結合された生物活性タンパク質またはペプチドである。そのようなコンジュゲートまたは
キメラ分子は、合成化学反応によって形成させるか、リンカー基によって接合することが
できる。好ましい実施形態では、活性剤がタンパク質または酵素である場合に、そのタン
パク質または酵素は、ヒトタンパク質もしくはヒト酵素、ネイティブタンパク質もしくは
ネイティブ酵素の生物学的活性を持つヒトタンパク質もしくはヒト酵素の断片、またはヒ
トタンパク質もしくはヒト酵素と実質的なアミノ酸配列相同性を持つポリペプチドである
。一部の実施形態では、薬剤が、ヒトもしくは哺乳類配列、ヒトもしくは哺乳類起源、ま
たはヒトもしくは哺乳類由来のタンパク質であり、一定の態様では、そのタンパク質がメ
ガリンリガンドまたはそのようなリガンドのメガリン結合性断片と融合タンパク質を形成
する。融合タンパク質の活性剤ポリペプチド部分は、成長因子、リンホカインまたはペプ
チド薬物などの治療活性を持つ物質であることができる。薬剤は、酵素または他の生物活
性タンパク質もしくは生物活性ポリペプチドであることができる。他の実施形態では、薬
剤は、その欠乏がポンペ病などのヒト疾患を引き起こす酵素またはタンパク質(例えばア
ルファ−グルコシダーゼ)である。他の実施形態では、酵素が、その薬効によって選択さ
れる。他の実施形態では、担体と、活性剤を取り付けた抗体との間の非共有結合によって
、コンジュゲートが形成される。
もしくは哺乳類由来のものであることができる。好ましい実施形態では、メガリンリガン
ドが、RAP、チログロブリン、リポタンパク質リパーゼ、ラクトフェリン、アポリポタ
ンパク質J/クラスタリン、アポリポタンパク質B、アポリポタンパク質E、組織型プラ
スミノゲン活性化因子、uPA、PAI−1、ビタミンD結合タンパク質、ビタミンA/
レチノール結合タンパク質、β2−ミクログロビン、α1−ミクログロブリン、ビタミン
B12/コバラミン血漿担体タンパク質、トランスコバラミン(TC)−B12、PTH
、インスリン、EGF、プロラクチン、アルブミン、apoH、トランスサイレチン、リ
ゾチーム、シトクロム−c、α−アミラーゼ、およびアプロチニンからなる群より選択さ
れる。
ドがいずれも、ヒトまたは哺乳類供給源から得られる与えられたリガンドのアミノ酸配列
と同一である。別の実施形態では、メガリンリガンドがヒトまたは哺乳動物から得られる
ネイティブタンパク質である。別の実施形態では、RAPまたはRAPポリペプチドが、
ネイティブタンパク質に対して、少なくとも25、50、100、150、もしくは20
0アミノ酸の長さにわたって、またはメガリンリガンドの全長にわたって、実質的に相同
(すなわち、アミノ酸配列が少なくとも80%、85%、90%、95%、98%、また
は99%同一)である。
である。別の実施形態では、コンジュゲートを投与されるべき対象がヒトである。
経系に送達する方法であって、タイトジャンクションによって密封された毛細管内皮細胞
によって形成されるBBBを横切ってそのような薬剤を輸送するために、メガリンリガン
ド/メガリン受容体担体系を使用する方法を提供する。これにより、本発明は、中枢神経
系内に作用部位を持つ薬剤を投与する新規経路を提供する。さらにもう一つの実施形態で
は、メガリンの調整物質が、そのようなコンジュゲートの治療作用または有害作用を調整
するために同時投与される。
ンジュゲートされた薬剤を動物に投与することを含み、動物の血液脳関門を横切って起こ
るメガリン結合部分にコンジュゲートされた薬剤の輸送が、メガリン結合部分へのコンジ
ュゲーションが存在しない場合の薬剤の輸送よりも多い方法が考えられる。薬剤のトラン
スサイトーシスを増加させる方法であって、薬剤をメガリン結合部分にコンジュゲートす
ることを含み、メガリン結合部分にコンジュゲートした場合に、薬剤のトランスサイトー
シスが、コンジュゲーションが存在しない場合の薬剤のトランスサイトーシスよりも多い
方法も考えられる。また本発明では、哺乳動物における障害を処置する方法であって、そ
の動物に、メガリン結合部分にコンジュゲートされた治療剤を投与することを含む方法も
考えられる。本発明の方法では、メガリン結合部分が、通例、送達される治療剤のトラン
スサイトーシスを改善する。本発明のもう一つの方法は、治療酵素を、メガリンを発現さ
せる細胞中のリソソームコンパートメントに送達する方法であって、細胞を、メガリン結
合部分にコンジュゲートされた治療酵素を含む組成物と接触させることを含み、その細胞
のリソソームコンパートメントへの治療酵素の取り込みは、その細胞の表面上に存在する
メガリンによって媒介される。
、単一のメガリンリガンドに連結された、1個を越える、同じ状態または障害を処置する
のに有用な治療活性剤を含む。一部の実施形態では、約1〜約5分子または約2〜10分
子の活性剤が、その疾患、状態または障害を持つ患者に投与される1つのメガリンリガン
ド分子に取り付けられる。
容体に基づく送達を用いる方法を提供する。一群の実施形態では、活性剤とメガリンリガ
ンドとのコンジュゲートを使って、CNSの状態または障害を処置することができる。特
に好ましい実施形態の一群では、処置すべきCNSの状態または障害が、脳腫瘍または他
の新形成(例えば膠芽腫などのCNS腫瘍)である。そのような腫瘍および新形成は原発
腫瘍であってもよいし、転移巣であってもよい。これらの実施形態では、本発明の化合物
は、癌化学療法剤にコンジュゲートされたメガリンリガンドまたはそのようなリガンドの
メガリン結合性断片を含みうる。好ましい化合物は、各メガリンリガンド部分に共有結合
された約1〜約20分子の化学療法剤を持つ。そのような化合物は、脳腫瘍および脳内ま
たは脳周辺に局在化した他の新形成への化学療法剤の送達を増進するための、そしてその
ような腫瘍および新形成の処置を改善するための、優れたビヒクルである。一部の実施形
態では、1つのメガリンリガンドポリペプチドにコンジュゲートされている癌化学療法剤
が、同じであっても、異なっていてもよい。例えば1〜3個の異なる化学療法剤を、その
ようなキメラ化合物のメガリンリガンドまたはメガリン結合性断片に対して、同じまたは
異なる活性剤1モルあたりのメガリンリガンドポリペプチドモル数の比(例えば1:1、
1:2、1:3、1:4、および1:5〜1:10)で、取り付けることができる。
例えばアドリアマイシン、シスプラチン、5−フルオロウラシル、カンプトテシン、およ
びパクリタキセルなどが挙げられるが、これらに限定されるわけではない。もう一つの実
施形態として、本発明は、脳腫瘍またはCNS腫瘍または膠芽腫を持つ患者を、その患者
に治療有効量の、化学療法剤にコンジュゲートされたメガリンリガンドを投与することに
よって処置する方法を提供する。もう一つの実施形態として、本発明は、関心対象の化合
物を対象の血液脳関門越しに脳実質中に送達する方法であって、化合物が腫瘍細胞の分裂
を妨害する能力を持つ化学療法剤であり、分裂細胞にとって毒性である方法を提供する。
これらの化合物は、ベクターの分解後にリソソーム内で遊離し、リソソーム膜越しに拡散
して、核に入ることができる。
性硬化症、および筋萎縮性側索硬化症など(ただしこれらに限定されるわけではない)の
神経および精神疾患ならびにCNSの疾患、障害および状態を処置するための化合物、薬
学的組成物、および方法を提供する。一部の実施形態では、本発明の化合物は、そのよう
な疾患、障害および状態を処置するための治療剤にコンジュゲートされたメガリンリガン
ドポリペプチドを含む。好ましい一群の実施形態では、治療剤が、例えば神経成長因子、
他のペプチドホルモンもしくは成長因子、およびペプチド神経伝達物質など(ただしこれ
らに限定されるわけではない)のペプチドである。もう一つの実施形態では、本発明は、
対象の血液脳関門越しに脳実質中に活性剤を送達する方法であって、活性剤が例えば神経
成長因子、脳由来神経栄養因子、ニューロトロフィン−3、ニューロトロフィン−4/5
、aFGF、bFGF、CNTF、白血病阻害因子、カルジオトロフィン−1、TGFb
、BMP類、GDF類、ニュールツリン、アルテミン、パーセフィン、EGF、TGFa
、ニューレグリン類、IGF−1、IGF−2、ADNFおよびPDGF類など(ただし
これらに限定されるわけではない)の神経栄養因子である方法を提供する。カスパーゼ阻
害剤などの他の因子も、化合物の活性剤構成要素としてコンジュゲートすることができる
。他の実施形態では、活性剤が、CNSの構成成分に対する治療抗体である。別の実施形
態では、活性剤が、CNS感染を処置もしくは防止するための抗微生物剤またはリンホカ
インなどの免疫調整物質である。
てんかんなどの状態;神経膠腫、髄膜腫、神経鞘腫、下垂体腺腫、髄芽腫、頭蓋咽頭腫、
血管腫、類表皮腫、肉腫および他の腫瘍源からの頭蓋内転移を含む原発性脳腫瘍などの神
経癌、ならびに神経感染症または神経炎症状態からなる群より選択される疾患または状態
を処置するために、メガリンリガンド(またはそのメガリン結合性断片、例えばRAPま
たはRAPのメガリン結合性断片)と活性剤とのコンジュゲートであるキメラ分子を投与
する。
なわち(a)感染、外傷および新生物などの病的過程と、(b)ミエリンの疾患およびニ
ューロンの変性を含む、神経系に特有の疾患である。ニューロン生存の減少によって生じ
る脳関連変性疾患には、例えばアルツハイマー病、パーキンソン病、ハンチントン病、虚
血関連疾患および脳卒中、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、脊髄性筋萎縮症、小脳変性症
などがある。脱髄性疾患には多発性硬化症(MS)およびその変形ならびに静脈周囲脳炎
が包含される。主要病変は原発性脱髄であるが、通常は他のカテゴリーに分類される他の
疾患としては、白質ジストロフィー、例えばアリールスルファターゼAの欠乏による異染
性白質ジストロフィー、ガラクトセレブロシドβ−ガラクトシダーゼの欠乏によるクラッ
ベ病、副腎白質ジストロフィーおよび副腎脊髄神経障害、ならびに進行性多巣性白質脳症
、急性散在性脳脊髄炎、急性壊死性出血性白質脳炎などのウイルス感染後疾患が挙げられ
る。また、ミトコンドリア脳筋症もある。本発明のコンジュゲートはそのような疾患の処
置に使用することができると考えられる。
わちBBBで分界されていない疾患、例えば非CNS器官の癌、疾患および状態)を処置
するために使用することができる。例えば、コンジュゲート薬剤は、患者の筋肉を冒す状
態を処置するために使用することができる。
は2倍を超える量のメガリン受容体をその細胞上に有する組織または器官を処置する方法
を提供する。さらに別の態様として、本発明は、他の組織または器官と比較して比率的に
多量の、好ましくは2倍を超える量のLRP受容体をその細胞上に有する組織または器官
を処置する方法を提供する。メガリンリガンドコンジュゲート活性剤の選択的生体内分布
は、そのようなコンジュゲート薬剤の特定器官への選択的ターゲティングを増進すること
ができる。
担体系を使用する方法を提供する。本明細書ではメガリンが好ましいRAP結合受容体で
あることを教示するが、他の受容体、例えばLRPも使用することができ、RAP/LR
P担体系は疾患、障害または状態の診断に使用しうると考えられる。本発明は、CNSの
疾患または障害を防止、改善、または処置することができるメガリンリガンド(例えばR
AP)のコンジュゲートを、そのような薬剤のトランスサイトーシスをインビトロモデル
で測定することによって、またはそのようなコンジュゲートの脳実質に到達もしくは結合
する能力をインビボで測定することによって、同定または選択するためのスクリーニング
アッセイを提供する。トランスサイトーシスまたは送達は、コンジュゲートを標識した後
、そのラベルの位置または輸送を、インビトロ法の場合は試験チャンバで、インビボ法で
は組織コンパートメントにおいて、監視または検出することによって、評価することがで
きる。また、コンジュゲートの治療作用または他の生物学的作用を使って、中枢神経系の
実質へのコンジュゲートの通過について監視することもできる。好ましい実施形態では、
CNSの状態が脳腫瘍である。
方法であって、(i)治療酵素にコンジュゲートされたメガリンリガンド(またはそのメ
ガリン結合性断片)を含む化合物を投与すること、(ii)毛細管内皮を横切って前記化
合物を輸送すること、(iii)前記化合物と、細胞上のメガリン受容体との接触により
、エンドサイトーシスによる前記細胞への前記化合物の進入を容易にすること、および(
iv)細胞内のリソソームへの送達、を含む方法を提供する。一定の他の態様では、本発
明は、細胞のリソソームに治療剤または診断剤を送達するための、上述のような化合物、
組成物、および方法を提供する。
ガンド(またはそのメガリン結合性断片)、およびそのようなコンジュゲートを投与する
ことによって、リソソーム蓄積症を処置する方法であって、リガンド−酵素複合体がメガ
リン受容体に結合し、細胞膜を横切って輸送され、細胞に進入し、細胞内のリソソームに
送達される方法を提供する。一部の実施形態では、本発明は、患者のリソソーム蓄積症を
処置する方法であって、そのような疾患を持つ対象のリソソーム中で欠乏しているタンパ
ク質または酵素である治療剤にコンジュゲートされたメガリンリガンド(またはそのメガ
リン結合性断片)を投与すること(例えば酵素補充療法)による方法も提供する。そのよ
うなコンジュゲートは、例えば、リソソームタンパク質欠乏がその疾患状態の一因になっ
ているMPS I、MPS II、MPS III A、MPS III B、異染性白
質ジストロフィー、ゴーシェ病、クラッベ病、ポンペ病、CLN2、ニーマン・ピック病
およびテイ・サックス病などのリソソーム蓄積症の処置には、特に有用である。さらに別
の実施形態では、本発明は、リソソーム蓄積症において欠乏しているタンパク質または酵
素に共有結合されたメガリンリガンド(例えばRAP)を含む薬学的組成物も提供する。
LSDの処置に使用される治療剤にコンジュゲートされたメガリン結合部分を含む組成物
を、LSDの症状を改善するのに有効な量で、対象に投与することを含む方法が考えられ
る。通例、そのような方法では、組成物は薬学的組成物であり、哺乳動物の脳組織中に存
在する蓄積顆粒の量を減少させるのに有効な量で投与される。投与は、哺乳動物の中枢神
経系への髄腔内投与であることができる。好ましくは、哺乳動物の髄膜組織中に存在する
蓄積顆粒の量を減少させるのに有効な量で、組成物を投与する。LSDの症状は当業者に
知られた技術を使って監視され、通例、病歴、理学的検査、心エコー法、心電図検査、磁
気共鳴画像、睡眠ポリグラフ、骨格調査、一連の運動計測、角膜写真、および皮膚生検の
定型的評価によって監視される。
/ウォルマン病、シスチノーシス、ダノン病、ファブリ病、ファーバー脂肪肉芽腫症/フ
ァーバー病、フコシドーシス、ガラクトシアリドーシスI/II型、ゴーシェ病I/II
III型ゴーシェ病、グロボイド細胞型白質ジストロフィー/クラッベ病、グリコーゲン
蓄積症II/ポンペ病、GM1−ガングリオシドーシスI/II/III型、GM2−ガ
ングリオシドーシスI型/テイ・サックス病、GM2−ガングリオシドーシスII型サン
ドホフ病、GM2−ガングリオシドーシス、アルファ−マンノシドーシスI/II型、ア
ルファ−マンノシドーシス、異染性白質ジストロフィー、ムコリピドーシスI型/シアリ
ドーシスI/II型ムコリピドーシスII/III型I細胞病、ムコリピドーシスIII
C型偽ハーラーポリジストロフィー、ムコ多糖症I型、ムコ多糖症II型ハンター症候群
、ムコ多糖症IIIA型サンフィリポ症候群、ムコ多糖症IIIB型サンフィリポ症候群
、ムコ多糖症IIIC型サンフィリポ症候群、ムコ多糖症IIID型サンフィリポ症候群
、ムコ多糖症IVA型モルキオ症候群、ムコ多糖症IVB型モルキオ症候群、ムコ多糖症
VI型、ムコ多糖症VII型スライ症侯群、ムコ多糖症IX型、多発性スルファターゼ欠
損症、ポンペ病、神経性セロイドリポフスチノーシス、CLN1バッテン病、神経性セロ
イドリポフスチノーシス、CLN2バッテン病、ニーマン・ピック病A/B型ニーマン・
ピック病、ニーマン・ピック病C1型ニーマン・ピック病、ニーマン・ピック病C2型ニ
ーマン・ピック病、ピクノディスオストーシス、シンドラー病I/II型シンドラー病、
およびシアル酸蓄積症などのリソソーム蓄積症を処置するために、本発明の化合物、組成
物、および方法を使用することができる。特に好ましい実施形態では、リソソーム蓄積症
がMPS III、MLD、またはGM1である。
効量のコンジュゲートを投与することによる酵素補充治療の方法であって、コンジュゲー
トがリンカーを介して酵素に連結されたメガリンリガンド(またはそのメガリン結合性断
片)を含み、患者の細胞が細胞に対する損傷を防止または軽減するには不十分な量の酵素
を含有するリソソームを持っており、本方法によって、細胞に対する損傷を防止または軽
減するのに十分な量の酵素がリソソームに進入する方法を提供する。細胞はCNS内の細
胞でもCNS外の細胞でもよく、タイトジャンクションによって活性剤の拡散に対して密
封された内皮細胞を持つ毛細管壁によって血液から仕切られていてもよいが、その必要が
あるわけではない。
リガンドに連結された、1個を越える、リソソーム蓄積症を処置するための活性剤を含む
。一部の実施形態では、関心対象の活性剤約1〜約5分子または約2〜10分子が、単一
のメガリンリガンド分子に結合される。好ましい実施形態では、メガリンリガンドがRA
PまたはRAPポリペプチドのメガリン結合性断片である。
減少しているか、欠乏しているか、または欠失している生物学的活性を持つ活性剤に結合
されたメガリンリガンドを含む化合物を提供する。好ましい実施形態では、メガリンリガ
ンド(またはそのメガリン結合性断片)が、活性剤に共有結合される。好ましい活性剤に
は、例えばアルパルチルグルコサミニダーゼ、酸性リパーゼ、システイン輸送体、Lam
p−2、アルファ−ガラクトシダーゼA、酸性セラミダーゼ、アルファ−L−フコシダー
ゼ、ベータ−ヘキソサミニダーゼA、GM2−活性化因子欠乏症、アルファ−D−マンノ
シダーゼ、ベータ−D−マンノシダーゼ、アリールスルファターゼA、サポシンB、ノイ
ラミニダーゼ、アルファ−N−アセチルグルコサミニダーゼホスホトランスフェラーゼ、
ホスホトランスフェラーゼγサブユニット、アルファ−L−イズロニダーゼ、イズロン酸
−2−スルファターゼ、ヘパラン−N−スルファターゼ、アルファ−N−アセチルグルコ
サミニダーゼ、アセチルCoA:N−アセチルトランスフェラーゼ、N−アセチルグルコ
サミン6−スルファターゼ、ガラクトース6−スルファターゼ、アルファ−ガラクトシダ
ーゼ、N−アセチルガラクトサミン4−スルファターゼ、ヒアルロノグルコサミニダーゼ
、パルミトイルタンパク質チオエステラーゼ、トリペプチジルペプチダーゼI、酸性スフ
ィンゴミエリナーゼ、コレステロール輸送、カテプシンK、ベータ−ガラクトシダーゼB
、α−グリコシダーゼ、およびシアル酸輸送体などがあるが、これらに限定されるわけで
はない。好ましい一実施形態では、アルファ−L−イズロニダーゼ、α−グリコシダーゼ
またはN−アセチルガラクトサミン4−スルファターゼが上記酵素である。
り具体的にはムコ多糖症Iである。特定の実施形態では、LSDを持つ哺乳動物が、正常
値の約50%以下のα−L−イズロニダーゼ活性を示す。通例、薬学的組成物は、ヒトα
−L−イズロニダーゼとして週に約0.001mg/kg体重〜0.5mg/kg体重の
用量で、その欠乏症を患っている対象に投与される。これらは単なる例示であって、当業
者は治療的に有効な結果を得るために他の用量を使用することができる。また、本明細書
では剤形をmg/kg体重の形で記載するが、代わりに使用することができる投薬量計量
法は当業者にはわかるだろう。一部の実施形態では、薬学的組成物が、ヒトα−L−イズ
ロニダーゼとして週に約0.01mg/当該哺乳動物のCSF 15cc〜約5.0mg
/当該哺乳動物のCSF 15ccの用量で、その欠乏症を患っている対象に投与される
。LSDの処置では、治療剤にコンジュゲートされたメガリン結合部分の投与が、好まし
くは、対象における発育遅延および退行の正常化、高圧水頭症の軽減、対象における脊髄
圧迫の軽減、対象の脳血管周辺の血管周囲嚢胞の数および/または大きさの減少をもたら
す。投与が髄腔内投与である場合、そのような投与は、脳室中に薬学的組成物を導入する
ことを含みうる。本方法は、腰部または大槽中に薬学的組成物を導入する髄腔内投与を含
みうる。髄腔内投与は、例えば注入ポンプを使って達成することができる。期間は、通例
、少なくとも数日間でありうる。処置される哺乳動物は好ましくはヒトである。
を促進する方法であって、メガリン結合部分にコンジュゲートされた当該リソソーム蓄積
症で欠乏している酵素を含む薬学的組成物を、脳細胞中に存在するGAGの量を投与前に
細胞中に存在するGAGの量と比較して減少させるのに有効な量で、対象に投与すること
を含む方法も考えられる。好ましくは、脳細胞はニューロン、膠細胞、小膠細胞、アスト
ロサイト、乏突起膠細胞、血管周囲細胞、血管外皮細胞、髄膜細胞、上衣細胞、くも膜顆
粒細胞、くも膜、硬膜、軟膜および脈絡叢細胞である。これらの方法において、対象は高
圧水頭症の症状を示すことができ、上記の投与により、対象の髄膜組織中のCSF液の量
が減少する。別の態様では、細胞中のリソソーム蓄積顆粒の数が、コンジュゲートの投与
を行なわない場合に同様の細胞中に存在するリソソーム蓄積顆粒の数と比べて減少する。
別の実施形態では、細胞中のリソソーム蓄積顆粒の数が、メガリン結合部分にコンジュゲ
ートされていない酵素のみで処置した同様の細胞中に存在するリソソーム蓄積顆粒の数と
比べて減少する。
とができる活性剤にコンジュゲートされたメガリンリガンド(またはそのメガリン結合性
断片)を、そのコンジュゲートをリソソームを含有する細胞と接触させ、かつそのコンジ
ュゲートが薬剤をリソソームに送達するかどうかを決定することによって同定するための
スクリーニングアッセイを提供する。送達は、コンジュゲートを標識した後、そのラベル
の位置を監視もしくは検出することによって、またはリソソーム中に見いだされる蓄積物
質の量に対するコンジュゲートの影響を決定することによって、評価することができる。
好ましい一実施形態では、薬剤が、当該リソソーム蓄積症で欠乏しているタンパク質また
は酵素である。もう一つの実施形態では、細胞には、メガリンリガンドにコンジュゲート
される薬剤が不足している。
ることができる薬剤を同定する方法であって、細胞にメガリンリガンド(またはそのメガ
リン結合性断片)コンジュゲート酵素(この酵素の不在は当該リソソーム蓄積症を引き起
こす)を投与し、かつその薬剤が、細胞に対する損傷を、その細胞にコンジュゲート薬剤
を投与しなかった場合の細胞に対する損傷と比較して減少させるかどうかを決定すること
による方法を提供する。一定の実施形態では、本方法はハイスループットアッセイである
。
細な説明および具体例は、本発明の好ましい実施形態を示すものではあるが、単なる例示
にすぎない。なぜなら、本発明の精神および範囲に包含される様々な改変および変更は、
この詳細な説明から当業者には明らかになるだろうからである。
ものである。本発明は、これらの図面を、本明細書に提示する特定実施形態の詳細な説明
と組み合わせて参照することにより、より良く理解することができる。
かかわらず、治療剤のトランスサイトーシスを媒介することができるさらなる化合物を生
み出しうる新しい薬剤が、今なお必要とされている。
う発見に関する。別の実施形態は、RAPまたはRAPポリペプチドがLRP受容体を結
合するという発見を利用しようとするものである。RAPは、それにコンジュゲートされ
た活性剤を、血液脳関門を横切って細胞内のリソソームに、そしてメガリン受容体を持つ
細胞の細胞内コンパートメントに送達するのに、とりわけ有効なメガリンリガンドである
。本明細書では、そのような送達を媒介するのに有効であるものとして、他のメガリンリ
ガンドも例示する。活性剤にコンジュゲートされたメガリンリガンド(またはそのメガリ
ン結合性断片)を含む化合物は、例えば癌およびリソソーム蓄積症(ただしこれらに限定
されるわけではない)などの様々なCNSおよび非CNS疾患、状態、および障害の診断
および処置に役立つ。これらの発見を利用するための方法および組成物を以下に詳述する
。
別段の定義がない限り、本明細書で使用される技術用語および科学用語はいずれも、本
発明が属する技術分野の当業者が一般に理解しているものと同じ意味を持つ。当業者は、
以下の参考文献により、本明細書で用いられる用語の多くについて、その一般的定義を知
ることができる:Singletonら「DICTIONARY OF MICROBIOLOGY AND MOLECULAR BIOLOGY」(
第2版,1994)、「THE CAMBRIDGE DICTIONARY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY」(Walker編,198
8)、「THE GLOSSARY OF GENETICS」第5版,R.Rieger,et al.(eds.)Springer Verlag(1991)
、ならびにHaleおよびMarham「THE HARPER COLLINS DICTIONARY OF BIOLOGY」(1991)。
しない限りにおいて、参照によりそのまま本明細書に組み入れられる。
、文脈上明らかにそうでない場合を除き、複数の意味も包含することに留意されたい。
る意味を持つ。
に発生する原発腫瘍および/または転移巣の両方を包含する。またこれは、体内のどこか
に移動しているが、RAPまたはRAPポリペプチドと化学療法剤とのコンジュゲートに
対する応答性をまだ持っている、脳腫瘍の転移巣も意味しうる。様々なタイプのそのよう
な腫瘍および新形成が知られている。原発性脳腫瘍には、神経膠腫、髄膜腫、神経鞘腫、
下垂体腺腫、髄芽腫、頭蓋咽頭腫、血管腫、類表皮腫、肉腫、その他が包含される。全頭
蓋内腫瘍の50%は頭蓋内転移である。本明細書にいう腫瘍および新形成は、脳および神
経組織に関係するか、または髄膜、頭蓋、頭頸部の脈管構造もしくは他の組織に関係しう
る。そのような腫瘍は一般に固形腫瘍であるか、頭部に限局的に蓄積する散在性腫瘍であ
る。本発明の処置を受ける腫瘍または新形成は悪性でも良性でもよく、過去に化学療法、
放射線および/または他の処置によって処置されていてもよい。
すのに十分な投薬量、または診断目的にとって十分な投薬量を意味する。望ましい結果は
、その投薬量の受容者における主観的または客観的改善を含みうる。「治療有効量」は、
健康に対して意図した薬効を生じるのに有効な薬剤の量を指す。
指す。この用語は有機生体ポリマー(例えばタンパク質、核酸など)を除外する。好まし
い小有機分子は、約5000Daまで、約2000Daまで、または約1000Daまで
の大きさをとる。
る。
が発生する危険を減少させる目的で投与される処置である。本発明のコンジュゲート化合
物は、ある病態が発生する可能性を低下させるために、またはその病態が発生した場合の
重症度を最小にするために、予防的処置として与えることができる。
減または排除する目的で投与される処置である。徴候または症状は、生化学的、細胞的、
組織学的、機能的、主観的または客観的なものであることができる。本発明のコンジュゲ
ート化合物は、治療的処置として、または診断を目的として、与えることができる。
特異性および選択性が様々である。ある診断方法ではある状態の確定診断は得られないか
もしれないが、その方法が診断を助ける明確な指標を与えるなら、それで十分である。
組成物を指す。薬学的組成物は、薬理学的に有効な量の、活性剤にコンジュゲートされた
RAPポリペプチド(または他のメガリンリガンド)を含み、薬学的に許容できる担体も
含む。薬学的組成物は、活性成分および担体を構成する不活性成分を含む組成物、ならび
に任意の2以上の成分の組合せ、複合体化もしくは凝集によって、直接的もしくは間接的
にもたらされる任意の物品、または1以上の成分の解離によってもたらされる任意の物品
、または1以上の成分の他のタイプの反応もしくは相互作用によってもたらされる任意の
物品を包含する。したがって、本発明の薬学的組成物は、本発明のコンジュゲートと薬学
的に許容される担体とを混合することによって製造される任意の組成物を包含する。
リン酸緩衝食塩水、5%デキストロース水溶液、ならびにエマルション、例えば油/水型
または水/油型エマルション、ならびに様々なタイプの湿潤剤および/または佐剤を指す
。好適な薬学的担体および製剤は、「Remington's Pharmaceutical Sciences」第19版(Ma
ck Publishing Co.,イーストン,1995)に記載されている。好ましい薬学的担体は、意図し
ている活性剤の投与様式に依存する。典型的な投与様式には、経腸(例えば経口)投与ま
たは非経口投与(例えば皮下、筋肉内、静脈内もしくは腹腔内注射、または局所、経皮、
または経粘膜投与)が包含される。「薬学的に許容できる塩」は、薬学的使用のために製
剤化することができる塩であり、例えば金属塩(ナトリウム、カリウム、マグネシウム、
カルシウムなど)およびアンモニアまたは有機アミンの塩などがある。
して適した物理的に不連続な単離を指し、各単位は、所望の作用をもたらすのに十分な量
の、計算された本発明化合物の所定量を、薬学的に許容できる希釈剤、担体またはビヒク
ルと共に含有している。本発明の新規単位剤形の仕様は、使用する特定コンジュゲートお
よび達成されるべき作用、ならびにホストにおける各化合物に関する薬力学に依存する。
ンタゴニストもしくはアゴニストとして作用する能力)を指す。
ーム)におけるRAP−コンジュゲート活性剤の蓄積が、非コンジュゲート活性剤の蓄積
と比較して増加するような作用を指す。
量および/またはタイミング)を指す。
レオチドには、天然核酸、例えばデオキシリボ核酸(「DNA」)およびリボ核酸(「R
NA」)、ならびに核酸類似体が包含される。核酸類似体には、非天然塩基、天然のリン
酸ジエステル結合以外の結合様式で他のヌクレオチドと結合しているヌクレオチドを含む
もの、またはリン酸ジエステル結合以外の結合様式で取り付けられ塩基を含むものが包含
される。したがって核酸類似体には、例えばホスホロチオエート類、ホスホロジチオエー
ト類、ホスホロトリエステル類、ホスホロアミデート類、ボラノホスフェート類、メチル
ホスホネート類、キラル−メチルホスホネート類、2−O−メチルリボヌクレオチド類、
ペプチド核酸(PNA)などが包含されるが、これらに限定されるわけではない。そのよ
うなポリヌクレオチドは、例えば自動DNA合成装置などを使って合成することができる
。「核酸」という用語は、通例、大きなポリヌクレオチドを指す。「オリゴヌクレオチド
」という用語は、通例、短いポリヌクレオチドを指し、一般的には約50ヌクレオチドを
越えない。ヌクレオチド配列がDNA配列(すなわちA、T、G、C)によって表される
場合、これが、「T」を「U」で置き換えたRNA配列(すなわちA、U、G、C)も包
含することは、理解されるだろう。
指す。
ポリヌクレオチド配列の左端は5’末端であり、二本鎖ポリヌクレオチド配列の左方向を
5’方向という。新生RNA転写物へのヌクレオチドの5’→3’付加の方向を転写方向
という。mRNAと同じ配列を持つDNA鎖を「コード鎖」という。また、当該DNAか
ら転写されるmRNAと同じ配列を持つDNA鎖上の配列であって、RNA転写物の5’
末端に対して5’側に位置する配列を、「上流配列」という。また、RNAと同じ配列を
持つDNA鎖上の配列であって、コードRNA転写物の3’末端に対して3’側にある配
列を、「下流配列」という。
は一致を指す。したがって、それら2つの分子は相補的であると記述することができ、接
触面の特徴は互いに相補的である。第1ポリヌクレオチドのヌクレオチド配列が、第2ポ
リヌクレオチドのポリヌクレオチド結合パートナーのヌクレオチド配列と同一であるなら
、第1ポリヌクレオチドは第2ポリヌクレオチドに相補的である。例えば、5’−TAT
AC−3’という配列を持つポリヌクレオチドは、5’−GTATA−3’という配列を
持つポリヌクレオチドに相補的である。
ならば、その配列は基準ヌクレオチド配列に「実質的に相補的」である。
RNA)または所定のアミノ酸配列を持つ他のポリマーおよび高分子ならびにそこから得
られる生物学的性質を生物学的過程において合成するためのテンプレートとして役立つと
いう、遺伝子、cDNA、またはmRNAなどのポリヌクレオチド中のヌクレオチドの特
定配列が持つ固有の特性を指す。したがって、ある遺伝子によって産生されるmRNAの
転写および翻訳が細胞または他の生物学的系でタンパク質をもたらすのであれば、その遺
伝子はタンパク質をコードしている。ある遺伝子またはcDNAのうち、mRNA配列と
同じヌクレオチド配列を持ち、通常、配列表に記載されるコード鎖と、転写のテンプレー
トとして使用される非コード鎖は、どちらも、その遺伝子またはcDNAのタンパク質ま
たは他の産物をコードするということができる。別段の指定がない限り、「アミノ酸配列
をコードするヌクレオチド配列」には、互いの縮重型であって同じアミノ酸配列をコード
している、全てのヌクレオチド配列が包含される。タンパク質およびRNAをコードする
核酸配列はイントロンを含みうる。
クレオチドを指す。増幅されたまたは組み立てられた組換えポリヌクレオチドは、適切な
ベクターに含まれていてもよく、そのベクターは適切な宿主細胞の形質転換に使用するこ
とができる。組換えポリヌクレオチドを含む宿主細胞を「組換え宿主細胞」という。次に
、遺伝子は組換え宿主細胞中で発現されて、例えば「組換えポリペプチド」を産生する。
組換えポリヌクレオチドは非コード機能(例えばプロモーター、複製起点、リボソーム結
合部位など)も果たしうる。
/または翻訳)を調節する、ポリヌクレオチド中のヌクレオチド配列を指す。「作動的に
連結」とは、一方の部分の活性(例えば転写を調節する能力)が他方の部分(例えば配列
の転写)に対する作用をもたらすような2つの部分間の機能的関係を指す。発現制御配列
には、例えばプロモーター(例えば誘導性プロモーターまたは構成的プロモーター)、エ
ンハンサー、転写ターミネーター、開始コドン(すなわちATG)、イントロンのスプラ
イシングシグナル、および停止コドンの配列などがあるが、これらに限定されるわけでは
ない。
配列を含む組換えポリヌクレオチドを含むベクターを指す。発現ベクターは十分なシス作
用性発現要素を含む。他の発現要素は宿主細胞細胞によって供給されるか、インビトロ発
現系に供給されうる。発現ベクターには、組換えポリヌクレオチドを組み込んだコスミド
、プラスミド(例えば裸のプラスミドまたはリポソームに含まれているもの)およびウイ
ルスなど、当業者に知られている全ての発現ベクターが包含される。
り、ポリヌクレオチド配列がコピーされ、その結果として、大量のポリヌクレオチド分子
に拡大されるような、任意の手段を指す。
ズして、相補的ポリヌクレオチドの合成の開始点を与える能力を持つポリヌクレオチドを
指す。そのような合成は、ポリヌクレオチドプライマーを、合成が誘導される条件下に置
いた場合、すなわちヌクレオチド、相補的ポリヌクレオチドテンプレート、およびDNA
ポリメラーゼなどの重合用薬剤の存在下に置いた場合に起こる。プライマーは通例、一本
鎖であるが、二本鎖であってもよい。プライマーは通例、デオキシリボ核酸であるが、多
種多様な合成プライマーおよび天然プライマーが、多くの用途に有用である。プライマー
は、それがハイブリダイズすることによって合成の開始部位として役立つように設計され
たテンプレートに相補的であるが、テンプレートの正確な配列を反映する必要はない。そ
のような場合、テンプレートに対するプライマーの特異的ハイブリダイゼーションは、ハ
イブリダイゼーション条件のストリンジェンシーに依存する。プライマーは、例えば発色
性部分、放射性部分、または蛍光部分などで標識して、検出可能部分として使用すること
ができる。
定された配列に特異的にハイブリダイズする能力を持つポリヌクレオチドを指す。プロー
ブは標的相補配列に特異的にハイブリダイズするが、テンプレートの正確な相補配列を反
映する必要はない。そのような場合、標的に対するプローブの特異的ハイブリダイゼーシ
ョンは、ハイブリダイゼーション条件のストリンジェンシーに依存する。プローブは、例
えば発色性部分、放射性部分、または蛍光部分などで標識して、検出可能部分として使用
することができる。
オチドと、特異的にハイブリダイズする場合、その第1配列は第2配列に関して「アンチ
センス配列」である。
に選択的にハイブリダイズする」とは、ある核酸分子が、ストリンジェントな条件下で、
特定のヌクレオチド配列に、その配列が複雑な混合(例えば全細胞)DNAまたはRNA
中に存在する場合に、優先的に結合、二重鎖化、またはハイブリダイズすることを指す。
リダイズし、他の配列にはそれほどハイブリダイズしないか、全くハイブリダイズしない
ような条件を指す。サザンハイブリダイゼーションおよびノーザンハイブリダイゼーショ
ンなどの核酸配列ハイブリダイゼーション実験における「ストリンジェントなハイブリダ
イゼーション」および「ストリンジェントなハイブリダイゼーション洗浄条件」は配列依
存的であり、異なる環境パラメータ下では異なる。核酸のハイブリダイゼーションに関す
る詳細な指針は、Tijssen(1993)「Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecul
ar Biology--Hybridization with Nucleic Acid Probes part I」の第2章「Overview of
principles of hybridization and the strategy of nucleic acid probe assays」(Else
vier,ニューヨーク)に記載されている。一般に、高度にストリンジェントなハイブリダイ
ゼーションおよび洗浄条件は、所定のイオン強度およびpHで特異的配列の熱融解温度(
Tm)より約5℃低くなるように選択される。Tmは、標的配列の50%が完全に一致す
るプローブにハイブリダイズするような(所定のイオン強度およびpH下での)温度であ
る。極めてストリンジェントな条件は、特定プローブのTmと等しくなるように選択され
る。
相補残基を持つ相補的核酸のハイブリダイゼーションを行なう場合、ストリンジェントな
ハイブリダイゼーション条件の一例は、1mgのヘパリンを含む42℃の50%ホルマリ
ンであり、ハイブリダイゼーションは終夜行なわれる。高度にストリンジェントな洗浄条
件の一例は、72℃の0.15M NaClで約15分間である。ストリンジェントな洗
浄条件の一例は、65℃で15分間の0.2×SSC洗浄である(SSC緩衝液の説明に
ついてはSambrookらを参照のこと)。バックグラウンドプローブシグナルを除去するため
に、高ストリンジェンシー洗浄の前に低ストリンジェンシー洗浄が、しばしば行なわれる
。例えば100ヌクレオチドより大きい二重鎖の場合、中ストリンジェンシー洗浄の一例
は、45℃の1×SSCで15分である。例えば100ヌクレオチドより大きい二重鎖の
場合、低ストリンジェンシー洗浄の一例は、40℃の4〜6×SSCで15分である。一
般に、特定のハイブリダイゼーションアッセイにおいて無関係なプローブで観察される信
号対雑音比の2倍(以上)の信号対雑音比は、特異的ハイブリダイゼーションの検出を示
す。
体によって連結されたアミノ酸残基、その関連天然構造変異体、および合成非天然類似体
から構成されるポリマーを指す。合成ポリペプチドは、例えば自動ポリペプチド合成装置
などを使って合成することができる。「タンパク質」という用語は、通例、大きいポリペ
プチドを指す。「ペプチド」という用語は、通例、短いポリペプチドを指す。
ド配列の左端はアミノ末端であり、ポリペプチド配列の右端はカルボキシル末端である。
1)アラニン(A)、セリン(S))、スレオニン(T);
2)アスパラギン酸(D)、グルタミン酸(E);
3)アスパラギン(N)、グルタミン(Q);
4)アルギニン(R)、リジン(K);
5)イソロイシン(I)、ロイシン(L)、メチオニン(M)、バリン(V);および
6)フェニルアラニン(F)、チロシン(Y)、トリプトファン(W)。
指す。対立遺伝子変異体は突然変異によって自然に生じ、集団内に表現型多型をもたらし
うる。遺伝子突然変異はサイレントである(コードされるポリペプチドに変化がない)場
合もあるし、変化したアミノ酸配列を持つポリペプチドをコードすることもできる。「対
立遺伝子変異体」は、対立遺伝子変異体遺伝子のmRNA転写物から得られるcDNA、
ならびにそれらがコードするタンパク質も指す。
という用語は、下記の配列比較アルゴリズムの一つを使った測定で、または目視検査によ
る測定で、両者を比較し最大限の対応が得られるように整列した場合に、同じであるか、
または指定したパーセンテージの同じヌクレオチドもしくはアミノ酸残基を持つ、2以上
の配列または部分配列を指す。
う表現は、一般に、下記の配列比較アルゴリズムの一つを使った測定で、または目視検査
による測定で、両者を比較し最大限の対応が得られるように整列した場合に、少なくとも
40%、60%、80%、90%、95%、98%のヌクレオチドまたはアミノ酸残基一
致率を持つ、2以上の配列または部分配列を指す。好ましくは、実質的一致は、少なくと
も約50残基長である配列の領域にわたって、より好ましくは少なくとも約100残基の
領域にわたって存在し、最も好ましくは、それらの配列は、少なくとも約150残基にわ
たって実質的に同一である。最も好ましい実施形態では、配列は、比較する生体ポリマー
の一方または両方の全長にわたって、実質的に同一である。
較する。配列比較アルゴリズムを使用する場合は、試験配列および基準配列をコンピュー
タに入力し、必要ならば部分配列座標を指定し、配列アルゴリズムプログラムパラメータ
を指定する。そうすると、配列比較アルゴリズムは、指定されたプログラムパラメータに
基づいて、基準配列に対する試験配列の配列一致率を計算する。
ath.2:482(1981)の局所的相同性アルゴリズムによって、またはNeedlemanおよびWunsch,J
.Mol.Biol.48:443(1970)の相同性アラインメントアルゴリズムによって、またはPearson
およびLipman,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:2444(1988)の類似性検索法によって、または
これらのアルゴリズムのコンピュータ実装によって(Wisconsin Genetics Software Packa
ge(Genetics Computrer Group、ウィスコンシン州マジソン・サイエンスドライブ575)のG
AP、BESTFIT、FASTA、およびTFASTA)、または目視検査によって行なうことができる。
アワイズアラインメントを使って一群の関連配列から多重配列アラインメントを作成して
、関係および配列一致率を示す。また、アラインメントを作成するために使用したクラス
ター化関係を示すツリーまたは系統樹もプロットする。PILEUPでは、FengおよびDo
olittle,J.Mol.Evol.35:351-360(1987)のプログレッシブアラインメント法の簡略化を使
用する。使用される方法は、HigginsおよびSharp,CABIOS 5:151-153(1989)に記載されて
いる方法と類似している。このプログラムは、それぞれ最大5000ヌクレオチドまたは
5000アミノ酸の長さを持つ300配列までを整列させることができる。多重アライン
メント法は、最も類似している2つの配列のペアワイズアラインメントにより、整列され
た2配列のクラスターを作成することから開始する。次に、このクラスターを、次の最も
関連する配列または整列された配列のクラスターと整列させる。2つの配列クラスターは
、2つの個々の配列のペアワイズアラインメントの単純な拡張によって整列される。最終
アラインメントは一連のプログレッシブペアワイズアラインメントによって達成される。
このプラグラムは、特定配列と、配列比較領域についてそれらのアミノ酸座標またはヌク
レオチド座標とを指定すること、そしてプログラムパラメータを指定することによって実
行される。例えば、以下のパラメータを使って、基準配列を他の試験配列と比較すること
により、配列一致率関係を決定することができる:デフォルトのギャップ重み(gap weigh
t)(3.00)、デフォルトのギャップ長重み(gap length weight)(0.10)、およ
び重みつき末端ギャップ(weighted end gaps)。配列の多重アラインメントの作成に有用
なもう一つのアルゴリズムはClustal W(Thompson et al.,Nucleic Acids Research 22:46
73-4680,1994)である。
tschul et al.,J.Mol.Biol.215:403-410(1990)に記載されているBLASTアルゴリズム
である。BLAST解析を行なうためのソフトウェアは、National Center for Biotechn
ology Information(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)から、公に入手することができる。
このアルゴリズムでは、まず、クエリ配列中の長さWの短いワードであって、データベー
ス配列中の同じ長さのワードと整列させた場合に、一致するか、または何らかの正の値の
閾スコアTを満足するものを同定することによって、HSP(high scoring sequence pai
rs)を同定する。Tを隣接ワードスコア閾値(neighborhood word score threshold)という
。これらの初期隣接ワードヒットは、それらを含有するさらに長いHSPを見いだすため
の検索を開始するための種になる。次に、それらのワードヒットを各配列に沿って、累積
アラインメントスコアを増加させることができる限り、両方向に延長する。累積スコアは
、ヌクレオチド配列の場合は、パラメータM(一致残基対に対する得点、常に>0)およ
びN(ミスマッチ残基に対する減点、常に<0)を使って計算される。アミノ酸配列の場
合は、スコアリング行列を使って、累積スコアを計算する。各方向へのワードヒットの延
長は、累積アラインメントスコアが、その最大達成値から量Xだけ低下した場合、または
累積スコアが0以下になった場合、または一方の配列の末端に到達した場合に停止する。
BLASTアルゴリズムパラメータW、T、およびXは、アラインメントの感度および速
さを決定する。BLASTNプログラム(ヌクレオチド配列用)では、デフォルトとして
、ワード長(wordlength:W)11、期待値(expectation:E)10、M=5、N=4、および
両鎖の比較を使用する。アミノ酸配列には、ワード長(W)3、期待値(E)10、およ
びBLOSUM62スコアリング行列を使用する(HenikoffおよびHenikoff,Proc.Natl.Ac
ad.Sci.USA 89:10915,1989参照)。
解析も行なう(例えばKarlinおよびAltschul,Proc.Nat'l.Acad.Sci.USA 90:5873-5787,199
3参照)。BLASTアルゴリズムが与える類似性の尺度の一つは、最小和確率(smallest
sum probability)(P(N))である。これは、2つのヌクレオチド配列またはアミノ酸
配列の間の一致が偶然に起こる確率の指標を与える。例えば試験核酸と基準核酸との比較
における最低和確率が約0.1未満、より好ましくは約0.01未満、最も好ましくは約
0.001未満であるなら、その核酸は基準配列に類似しているとみなされる。
は、後述するように、第1の核酸によってコードされるポリペプチドが第2の核酸によっ
てコードされるポリペプチドと免疫学的に交差反応することである。したがって、例えば
あるポリペプチドと第2のポリペプチドとの相違点が保存的置換だけである場合、それら
2つのポリペプチドは、通例、実質的に同一である。2つの核酸配列が実質的に同一であ
ることのもう一つの指標は、後述するように、2つの分子がストリンジェントな条件下で
互いにハイブリダイズすることである。
モルベースで、その組成物に含まれる他の個々の高分子のどれよりも豊富な)種であるこ
とを意味し、実質的に精製された画分とは、目的の種が存在する全高分子の少なくとも約
50%を(モルベースで)占めている組成物である。一般に、実質的に純粋な組成物とは
、組成物中に存在する高分子種の約80〜90%以上が精製された関心対象の種であるこ
とを意味する。組成物が本質的に単一の高分子種からなっているのであれば、目的の種は
本質的に均一に精製されている(夾雑種は通常の検出方法では組成物中に検出することが
できない)。溶媒種、小分子(<500ダルトン)、安定剤(例えばBSA)、および元
素イオン種は、この定義においては高分子種とみなされない。一部の実施形態では、本発
明のコンジュゲートは、実質的に純粋であるか、単離されている。一部の実施形態では、
本発明のコンジュゲートは、それらの合成に使用される高分子出発物質に関して、実質的
に純粋であるか、単離されている。一部の実施形態では、本発明の薬学的組成物は、実質
的に純粋なまたは単離された、RAPポリペプチドと活性剤とのコンジュゲートが、1以
上の薬学的に許容できる賦形剤と混合されてなる。
いう事実を指している。例えば、自然界にある由来源から単離することができる生物(ウ
イルスを含む)中に存在し、人間が実験室が意図的に改変していないポリペプチドまたは
ポリヌクレオチド配列は、天然である。
、試料中の分析物の量または試料中の1細胞あたりの分析物の量を定量することも含まれ
うる。
免疫化学的手段、または化学的手段によって検出することができる組成物を指す。例えば
有用なラベルには、32P、35S、蛍光色素、高電子密度試薬、酵素(例えばELISAで
よく使用されるもの)、ビオチン−ストレプトアビジン、ジオキシゲニン(dioxigenin)、
対応する抗血清またはモノクローナル抗体を入手することができるハプテンおよびタンパ
ク質、または標的に相補的な配列をもつ核酸分子などがある。検出可能部分は、多くの場
合、試料中の結合された検出可能部分の量を定量するために使用することができる測定可
能シグナル、例えば放射能シグナル、発色シグナル、または蛍光シグナルなどを生成する
。検出可能部分は、共有結合によって、またはイオン結合、ファンデルワールス結合もし
くは水素結合によって、プライマーまたはプローブに組み込むか、取り付けることができ
る(例えば放射性核種またはストレプトアビジンによって認識されるビオチン化ヌクレオ
チドの組み込み)。検出可能部分は直接的に検出可能であっても、間接的に検出可能であ
ってもよい。間接的検出は、その検出可能部分への第2の直接的または間接的に検出可能
な部分の結合を伴いうる。例えば、検出可能部分は、結合パートナーのリガンド、例えば
ストレプトアビジンの結合パートナーであるビオチン、またはヌクレオチド配列(これは
、それが特異的にハイブリダイズすることのできる相補的配列の結合パートナーである)
であることができる。結合パートナーはそれ自体が直接的に検出可能であることができる
。例えば抗体はそれ自体を蛍光分子で標識することができる。結合パートナーは間接的に
検出可能であってもよい。例えば、相補的ヌクレオチド配列を持つ核酸を分岐DNA分子
の一部にして、それを他の標識核酸分子とのハイブリダイゼーションによって検出するこ
とができる(例えばPD.FahrlanderおよびA.Klausner,Bio/Technology(1988)6:1165参照)。
シグナルの定量は、例えばシンチレーション計数、デンシトメトリー、またはフローサイ
トメトリーなどによって達成される。
ワールス結合もしくは水素結合によって、接合する分子を指す(例えば、5’末端で、あ
る相補的配列にハイブリダイズし、3’末端で、もう一つの相補的配列にハイブリダイズ
することにより、2つの非相補的配列を接合する核酸分子)。
メガリンはLRP2とも呼ばれ、LRP受容体ファミリーの大きい(600kDa)メ
ンバーである(Hussain et al.,Annu Rev Nutr.,19:141-72 1999、ChristensenおよびBirn
Am.J.Physiol.Renal.Physiol.,280:F562-573,2001)。LRPファミリーの全てのメンバ
ーと同様に、メガリンはRAPを高い親和性で結合する(Czekay et al.,Mol.Biol.Cell.8
(3):517-32,1997)。しかし、メガリンが、腎臓近位尿細管、甲状腺、精巣上体、肺胞およ
び眼の毛様体中のものを含む限られた一組の上皮細胞層の頂端面でしか発現されない点は
、LRPファミリーの中でユニークである(Zheng et al.,J Histochem Cytochem.,42(4):
531-42,1994)。メガリンは、古典的扁平上皮細胞層である脳毛細管内皮の管腔表面でも発
現される(Chun et al.,Exp Neurol.,157(1):194-201,1999)。脳毛細管内皮上のメガリン
は、インビトロで、血液脳関門を横切って、そのリガンドの1つであるapoJのトラン
スサイトーシスを媒介することが、先に証明されている(Zlokovic et al.,Proc.Nat'l Ac
ad.Sci.,USA 93(9):4229-34 1996、Zlokovic Life Sci.,59(18):1483-97,1996)。メガリ
ンによるリガンドの頂端側から側底側へのトランスサイトーシスは、腎臓および甲状腺で
も詳述されている(Marino et al.,J Am Soc Nephrol.,12(4):637-48,2001、Marino et al
.,Thyroid,11(1):47-56,2001)。
媒介することを示す。本願は、LRP1ではなくメガリンが、上述のような細胞層を横切
るRAPおよび他のリガンドのトランスサイトーシスを媒介することを、初めて示すもの
である。この発見からすると、ありとあらゆるメガリンリガンドの使用は、腎臓、甲状腺
、精巣上体、眼および脳細胞において標的送達による活性剤の送達を媒介するための優れ
た候補になると考えられる。したがって、特定の実施形態では、BBBを横切る活性剤の
トランスサイトーシスを媒介するために他のLRPファミリーメンバーを使用することは
依然として望ましいが、特に好ましい実施形態では、そのようなトランスサイトーシスが
メガリンリガンドへの活性剤のコンジュゲーションによって媒介される。
ガンドは、血液から脳にタンパク質および小分子を輸送するためのベクターとして特に有
用であるだろうと考えられる。一定の実施形態では、リガンドは、任意選択的に、Apo
Jを除外する。この利点は、LRP1が媒介する肝臓でのクリアランスを避け、血清滞留
時間を増加させ、その結果として脳インフラックスを増加させることによって生じる。
メガリンは、それを介して活性剤トランスサイトーシスを達成するのに好ましい受容体
であるが、それでもなお、他のLRP受容体はそのようなトランスサイトーシスを達成す
るのに有用だろうと考えられる。「LRP」は、低密度リポタンパク質受容体関連タンパ
ク質1(LRP1)を含む低密度リポタンパク質受容体ファミリーのメンバーを指す。L
RP1は4525アミノ酸(600kDa)の大きいタンパク質であり、フリンによって
切断されて、非共有結合したままの515(アルファ)kDと85(β)kDaの2つの
サブユニットを生じる。LRPはほとんどの組織タイプで発現される。低密度リポタンパ
ク質(LDL)受容体ファミリーの他のメンバーには、LDL−R(132kDa)、L
RP/LRP1およびLRP1B(600kDa)、メガリン((LRP2),600k
Da)、VLDL−R(130kDa)、ER−2(LRP−8,130kDa)、モザ
イクLDL−R(LR11,250KDa)、ならびに他のメンバー、例えばLRP3、
LRP6、およびLRP−7などがある。このファミリーに特有の特徴としては、細胞表
面発現、細胞外リガンド結合ドメインリピート(DxSDE)、リガンド結合にCa++
が必要、RAPおよびApoEの認識、EGF前駆体相同ドメインリピート(YWTD)
、一回膜貫通領域、細胞質ドメイン中の内在化シグナル(FDNPXY)、および様々な
リガンドの受容体介在性エンドサイトーシスが挙げられる。このファミリーの一部のメン
バー、例えばLRP1およびVLDLRなどは、シグナル伝達系路に関与する。
らの分子には、例えばラクトフェリン、RAP、リポタンパク質リパーゼ、ApoE、第
VIII因子、ベータ−アミロイド前駆体、アルファ−2−マクログロブリン、トロンボ
スポンジン2 MMP−2(マトリックスメタロプロテイナーゼ−2)、MPP−9−T
IMP−1(マトリックスメタロプロテイナーゼ1の組織阻害因子)、uPA(ウロキナ
ーゼプラスミノゲン活性化因子):PAI−I(プラスミノゲン活性化因子阻害因子1)
:uPAR(uPA受容体)、およびtPA(組織プラスミノゲン活性化因子):PAI
−I:uPARなどがある。
と考えられる。LDL受容体に見いだされるものに類似している結合リピートは、以前は
無関係であると考えられていた様々なリガンドを結合するという能力の分子的原理である
。これらには、シュードモナス外毒素A、ヒトライノウイルス、ラクトフェリンおよびい
わゆる受容体関連タンパク質(RAP)の他に、先の段落に記載したリガンドが含まれる
。Meilinger et al.,FEBS Lett,360:70-74(1995)参照。LRP1はGenBankアクセ
ッション番号X13916およびSwissProtプライマリーアクセッション番号Q
07954である。LRP1遺伝子/タンパク質の別名として、低密度リポタンパク質受
容体関連タンパク質1[前駆体]、LRP、アルファ−2−マクログロブリン受容体、A
2MR、アポリポタンパク質E受容体、ApoER、CD91、LRP1またはA2MR
が挙げられる。
を含むCNS細胞タイプ上によく発現される(例:LDL受容体、メガリン、LRP)。
LRP受容体は結合したリガンドをエンドサイトーシスし、腎臓、甲状腺の極性上皮細胞
を横切って、また脳内の毛細管内皮細胞を横切って、リガンドをトランスサイトーシスす
る。したがってLRPは、様々な組織において様々なレベルで発現される構成的および機
能的に関連する受容体のプールを含む。一部の実施形態では、本発明はRAPを使用する
。RAPはこの関連受容体プールのメンバー(そして特にこのプールのメンバーを発現さ
せる細胞、組織、および器官)を結合し、その結果、それらを標的とする。例として、筋
組織上のVLDLR、ニューロン組織上のLRP1B、腎臓およびニューロン組織上のメ
ガリン、ならびに血管平滑筋組織上のLRP1が挙げられる。
本発明の特定の実施形態では、メガリンリガンドまたはそのメガリン結合性断片である
第1部分と、メガリンへのメガリンリガンド(またはその断片)の結合によってその送達
が媒介される活性剤である第2部分とを含むキメラ分子を製造する。好ましい実施形態で
は、これらのキメラ分子の一部を形成させるために選択されるリガンドは、インビボでト
ランスサイトーシスされるものだろう。「RAP」は約39kDaおよび323アミノ酸
の周知のタンパク質であり、LRPファミリーのメンバーに特化したシャペロンである。
これはインビボでトランスサイトーシスされる。RAPは、LRPなどのLDL受容体フ
ァミリーのメンバーへのリガンドの結合を阻害する(BuおよびRennke,J.Biol.Chem.271:22
218-2224(1996)、Willnow et al.,J.Biol.Chem.267:26172-26180(1992)、BuおよびSchwar
tz,Trends Cell Biol.8:272-276(1998)、ならびにHerzおよびStrickland,J.Clin.Invest.
108:779-784(2001)参照)。また、BuおよびSchwartz,Trends Cell Biol.8:272-276(1998)
も参照されたい。RAPのさらなる特徴づけは、ヒトRAPの全アミノ酸配列(図15)
を含めて、参照によりそのまま本明細書に組み入れられる米国特許第5,474,766号に記載
があり、RAPアミノ酸配列および断片についてもそこに詳しく開示されている。28k
DaヒトC末端断片(図16)は極めて活性なRAPポリペプチドであり、本発明の好ま
しい実施形態においては、コンジュゲートが活性剤の担体としてこの断片を含む。
ポリペプチド断片、RAPの相同体および類似体などがあるが、これらに限定されるわけ
ではない。LRP受容体結合の調整、トランスサイトーシス、またはエンドサイトーシス
に関してRAPの機能的等価物であるRAPポリペプチドは、そのRAPポリペプチドの
LRPに結合する能力についてスクリーニングすることによって、容易に同定することが
できる。好ましい実施形態では、RAPポリペプチドが、同様の長さを持つ天然、ネイテ
ィブまたは野生型哺乳類RAPアミノ酸配列に対して、またはRAPポリペプチドの少な
くとも10アミノ酸、25アミノ酸、50アミノ酸、100アミノ酸、もしくは200ア
ミノ酸、300アミノ酸のドメインまたは全長にわたって、例えば80%、90%、95
%、98%、または99%を越える配列一致率を持つRAPの相同体である。RAPポリ
ペプチドには、RAPの対立遺伝子変異体、ヒト、マウス、ラット、ニワトリ、ゼブラフ
ィッシュ、ブタ、ミバエ、カ、および扁形動物ネイティブRAPにおけるパラログおよび
オルソログ、ならびにその誘導体、部分、または断片が包含される(Genbankアク
セッション番号:P30533(ヒト)、XP132029(マウス)、Q99068(
ラット)、CAA05085(ニワトリ)、AAH49517(ゼブラフィッシュ)、A
AM90301(ブタ)、NP649950(ミバエ)、XP313261(カ)、NP
506187(扁形動物))。マウス、ラット、ニワトリ、ゼブラフィッシュ、ミバエ、
カ、および扁形動物由来のアミノ酸配列の多重アラインメントならびにコンセンサス配列
を図14に示す。
ができる。また、個々のアミノ酸残基は、酸化または還元などによって修飾することがで
きる。さらに、RAPの望ましい生物学的活性が保持されるか改善されるという正味の作
用を持つような様々な置換、欠失、または付加を、アミノ酸配列または核酸配列に施すこ
ともできる。RAPのさらなる特徴づけは、RAPの全アミノ酸配列を含めて、参照によ
りそのまま本明細書に組み入れられる米国特許第5,474,766号に記載があり、RAPアミ
ノ酸配列および断片についてもそこに詳しく開示されている。例えば、コードの縮重によ
り、当業者には、同じアミノ酸配列をコードする多数のヌクレオチド配列変種が知られて
いる。
酸配列、特にネイティブヒト配列(配列番号1)との間に実質的な相同性を持つ。好まし
い実施形態では、RAPポリペプチドが、同様の長さを持つネイティブまたは野生型哺乳
類RAPアミノ酸配列に対して、または少なくとも10アミノ酸、25アミノ酸、50ア
ミノ酸、100アミノ酸、もしくは200アミノ酸、または300アミノ酸以上のドメイ
ンまたは比較ウインドウにわたって、例えば80%、90%、95%、98%、または9
9%を越える配列一致率を持つRAPの相同体である。
合部位を少なくとも1つは含有するその断片、例えばRAPの可溶性ポリペプチド断片で
ある。RAPのどの部分がそのLRP結合および調節活性にとって重要であり、どの部分
なら結合活性を失わずに突然変異、改変、または欠失させることができるかについては、
かなりの指針が当分野には存在する(Nielsen et al.,Proc.Nat.Acad.Sci.USA 94:7521(19
97)、およびRall et al.,J.Biol.Chem.273(37):24152,1998参照)。例えばRAPのLRP
結合機能は、オーバーラップしたRAPドメインに相当する融合タンパク質で直接結合研
究を行なうことによって、マッピングされている(Willnow et al.,J.Biol.Chem.267(36):
26172-80,1992参照)。また、RAP結合モチーフは、切断型および指定部位RAP突然変
異体の使用によっても、特徴づけられている(Melman et al.,J.Biol.Chem.276(31):29338
-29346,2001参照)。本発明での使用に適した具体的なRAPポリペプチド断片としては、
断片(RAP N末端アミノ酸位置からRAP C末端アミノ酸位置に向かって定義):
1−323(RAP)、1−319、1−250、1−110、91−210、191−
323、221−323、1−190、1−200、および1−210が挙げられる。好
ましいRAP ポリペプチドとしては、断片1−323(RAP)、1−319、191
−323、および1−210が挙げられる。C末端の4アミノ酸の配列が配列KDELで
置換されている改変RAPポリペプチドも好適である。C末端の4アミノ酸の配列(HN
EL)が欠失している改変RAPポリペプチドも好適である。また、RAPのネイティブ
配列をアミノ酸201から210まで含むRAPポリペプチド断片も好ましい。
9にわたってRAPのネイティブアミノ酸配列を含む、ヒトまたは哺乳類RAPポリペプ
チドを含む。RAPの突然変異型およびN末端またはC末端切断型変異体であってLRP
受容体に結合するものはMelmanら(J.Biol.Chem.276(31):29338-46,2001)に開示されてお
り、この文献は参照によりそのまま、特にこれらのRAP突然変異型および切断型変異体
に関して、本明細書に組み入れられる。別の好ましいRAPポリペプチドは、アミノ酸8
5〜148および178〜248間のRAPのネイティブ配列を含む(Farquhar et al.,P
roc.Nat.Acad.Sci.USA 91:3161-3162(1994)参照)。
て、結合部位および構造活性相関を開示している。当業者は、LRP結合部位を含有し本
発明のRAPポリペプチドとしての使用に適したRAPポリペプチドを得るために、当分
野で周知の様々な技術を容易に適合させることができる。RAPの好ましい断片は生理学
的条件下で可溶である。これらのポリペプチドのN末端またはC末端は、LRP粒子に対
する結合能が影響を受けずに残っている限り、望みどおりに短縮することができる。RA
Pの好ましいアミノ酸配列はヒトタンパク質に相当する。RAPポリペプチドの好適な配
列は、他の哺乳動物または動物界のメンバーから単離されたRAPのアミノ酸配列に由来
することもできる。
ンパク質を酵素的および/または化学的切断で変換することによって、例えばRAPをパ
パインもしくはトリプシンなどの酵素または臭化シアンなどの化学薬品と反応させること
によって、タンパク質全体の断片を生成させることができる。好ましくは、細胞外受容体
領域が遊離するように、タンパク質分解活性を持つ酵素または化学薬品を選択する。次に
、LRP結合部位を含有する断片、特に生理学的条件下で可溶性である断片を、既知の方
法を使って単離することができる。
al.,J.Biol.Chem.269:3325-3330(1994)、Melman et al.,J.Biol.Chem.276(31):29338-46
(2001)などに記載されているように、RAPまたはRAPの断片を組換え細菌中で発現さ
せることもできる。
個々のアミノ酸残基は、酸化または還元などによって修飾することもできる。さらに、R
APの望ましい生物学的活性が保持されるか改善されるという正味の作用を持つような様
々な置換、欠失、または付加を施すこともできる。例えば、コードの縮重により、同じア
ミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列には、かなりの変種が存在しうる。
って、それがLRPに結合し、血液脳関門を横切ってトランスサイトーシスされ、輸送さ
れるのを可能にするのに十分であるようなそのリガンドの部分を含有している任意の部分
、またはそのリガンドの望ましいLRP媒介性担体活性を他の形で保持または改善する任
意の部分が包含されるが、これらに限定されるわけではない。図15にヒトRAPのアミ
ノ酸配列を示す。図16に28kd RAPポリペプチドのアミノ酸配列を示す。
促進するために使用することができる。RAP以外のメガリンリガンドには、例えばチロ
グロブリン(Zheng et al.,Endocrinol.,139:1462-1465,1998;例示的配列については、例
えばGenBankアクセッション番号NP#003226およびCollins et al.,J.Clin.Endocrinol.Met
ab.88(10),5039-5042,2003参照)、リポタンパク質リパーゼ(Kounnas et al.,J.Biol.Chem
.,268:14176-14181,1993;例示的配列については、例えばGenBankアクセッション番号AAP3
5372参照)、ラクトフェリン(Willnow et al.,J.Biol.Chem.,267:26172-26180,1992;例示
的配列については、例えばVelliyagounder et al.,Infect.Immun.71(11),6141-6147,2003
によるGenBankアクセッション番号AAN1130参照)、アポリポタンパク質J/クラスタリン(
Kounnas et al.,J.Biol.Chem.,270:13070-13075,1995;例示的配列については、例えばGen
Bankアクセッション番号NP#001822およびNP#976084ならびにOta et al.,Nat.Genet.,Nat.
Genet.36(1),40-45(2004)、Ota et al.,Int.J.Cancer 108(1),23-30,2004参照)、アポリ
ポタンパク質B(Stefansson et al.,J.Biol.Chem.,270:19417-19421,1995;例示的配列に
ついては、例えばGenBankアクセッション番号AAP72970参照)、アポリポタンパク質E(Wil
lnow et al.,J.Biol.Chem.,267:26172-26180,1992;例示的配列については、例えばGenBan
kアクセッション番号NP#000032およびHirono et al.,J Neuropsychiatry Clin Neurosci
15(3),354-358,2003参照)、組織型プラスミノゲン活性化因子(Willnow et al.,J.Biol.Ch
em.,267:26172-26180,1992;例示的配列については、例えばGenBankアクセッション番号P0
0750およびPennica et al.,Nature 301(5897),214-221(1983)参照)、uPA(Moestrup et
al.,J.Clin.Invest.,102:902-909,1998;例示的配列については、例えばGenBankアクセッ
ション番号NP#002649およびTran et al.,Mol.Cell.Biol.23(20),7177-7188(2003)参照)、
PAI−1(Stefansson et al.,J.Cell.Sci.,108:2361-2368,1995;例示的配列については
、例えばGenBankアクセッション番号NP#000593およびHe et al.,Biochem.Biophys.Res.Co
mmun.310(3),878-883,2003参照)、ビタミンD結合タンパク質(DBP;Nykjaer et al.,Cell
96:507-515,1999;例示的配列については、例えばGenBankアクセッション番号AAA19662お
よびYang et al.,Gene 54(2-3),285-290,1987参照)、ビタミンA/レチノール結合タンパ
ク質(RBP;Christensen et al.,J.Am.Soc.Nephrol.,10:685-695,1999;例示的配列について
は、例えばGenBankアクセッション番号AAA59188参照)、β2―ミクログロビン(Orlando e
t al.,J.Am.Soc.Nephrol.,9:1759-1766,1998;AAA51811およびAAH64910)、α1−ミクログ
ロブリン(Orlando et al.,J.Am.Soc.Nephrol.,9:1759-1766,1998;AAH41593およびCAA3858
5)、ビタミンB12/コバラミン血漿担体タンパク質、トランスコバラミン(TC)−B
12、PTH、インスリン(Orlando et al.,J.Am.Soc.Nephrol.,9:1759-1766,1998)、E
GF(Orlando et al.,J.Am.Soc.Nephrol.,9:1759-1766,1998)、プロラクチン(Orlando et
al.,J.Am.Soc.Nephrol.,9:1759-1766,1998)、アルブミン、apoH(例示的配列につい
ては、例えばGenBankアクセッション番号P02749およびGene 108(2),293-298,1991参照)、
トランスサイレチン(例示的配列については、例えばGenBankアクセッション番号NP#00036
2参照)、リゾチーム(Orlando et al.,J.Am.Soc.Nephrol.,9:1759-1766,1998;例えばCAA00
878およびEP 0222366-A参照)、シトクロム−c(Orlando et al.,J.Am.Soc.Nephrol.,9:17
59-1766,1998)、α−アミラーゼ、およびCa2+、ならびにアプロチニンなどがあるが
、これらに限定されるわけではない。メガリンの構造、機能および発現パターンの詳細な
総説については、ChristensenおよびBirn(Am.J.Physiol.Renal.Physiol.,280:F562-573,2
001)を参照されたい。上記GenBankアクセッション番号は、当業者に知られているこれら
タンパク質の例示的配列であることに留意すべきである。同様に当業者に知られていて、
野生型配列としてまたは修飾配列として(例えば断片、保存的変異体など)として本願の
コンジュゲートに使用することができる配列は、他にも数多く存在する。
ることができる。そのような実施形態では、メガリンリガンドが当業者に知られる技術を
使って関心対象の活性剤にコンジュゲートされる。好ましい実施形態では、メガリンに対
する結合親和性を高めるために、そのようなリガンドをさらに修飾することができると考
えられる。そのような修飾リガンドは、メガリン受容体を発現させる任意の細胞を横切る
トランスサイトーシスにとって、とりわけ有用な送達ビヒクルになるだろう。別の好まし
い実施形態では、リガンドがLRP1よりもメガリンに対して高い結合親和性を持つよう
にメガリンリガンドを修飾することができると考えられる。そのようなリガンドは、血液
脳関門を横切ってタンパク質および小分子を輸送するためのベクターとして、とりわけ有
用だろう。この利点は、肝臓内で肝細胞上のLRP1受容体によって媒介される活性剤の
LRP1媒介性クリアランスを回避することによって血清滞留時間を増加させ、その結果
として活性剤の脳インフラックスを増加させることによって生じる。
本明細書の全体を通して、出願人はメガリン結合部分に言及する。通例、そのような部
分は、上述したリガンドなどの天然メガリン結合リガンドである。別の実施形態では、前
記部分が、修飾された、そのようなリガンドである。さらなる実施形態として、メガリン
結合部分は、メガリンと免疫反応しそれゆえにメガリンを認識する抗体の全部または一部
であることもできる。本発明では、メガリン結合部分が、所定の標的(例えば脳)に送達
されるべき薬剤にコンジュゲートされる。本明細書では、メガリンリガンド−活性剤コン
ジュゲートに言及する。メガリンリガンドには任意の上記メガリン結合実体が包含されう
ると理解すべきである。
剤にコンジュゲートされたメガリンリガンドを含むキメラ分子」は、それぞれ、活性剤に
取り付けられたメガリンのリガンドまたはそのメガリン結合性断片を含む化合物を指す。
本明細書で使用する「コンジュゲートされた」という用語は、治療剤とメガリンポリペプ
チドとが、例えば共有化学結合、ファンデルワールス相互作用または疎水相互作用などの
物理力、封入、包埋、またはそれらの組合せなどによって、物理的に連結されることを意
味する。好ましい実施形態では、治療剤とメガリンリガンドポリペプチドとが、共有化学
結合によって物理的に連結される。したがって好ましい化学療法剤は、メガリンリガンド
またはその断片とのコンジュゲーションに使用されるアルコール、酸、カルボニル、チオ
ールまたはアミン基などの官能基を含有する。好ましい実施形態では、メガリンリガンド
がRAPまたはRAPポリペプチドである。アドリアマイシンはアミンクラスに属し、カ
ルボニルを介して連結することも可能である。パクリタキセルはアルコールクラスに属す
る。適切なコンジュゲーション基を持たない化学療法剤は、そのような基が付加されるよ
うにさらに修飾することができる。これらの化合物は全て本発明において考えられる。治
療剤が複数である場合は、様々なコンジュゲーションの組合せを使用することができる。
有結合した原子の鎖を介した)共有化学結合が、メガリンリガンドと活性剤とを接合する
。好ましい実施形態では、コンジュゲートのメガリンリガンドと活性剤部分とが、メガリ
ンリガンドの原子と活性剤の原子との共有結合によって直接的に連結される。一部の好ま
しい実施形態では、メガリン結合部分が、メガリンリガンドもしくはそのメガリン結合性
断片を活性剤に結びつけることができる共有結合または事実上任意のアミノ酸配列のペプ
チドまたは任意の分子もしくは原子を含むリンカーによって、本発明化合物の活性剤部分
に結びつけられる。
〜10原子、または10〜20原子長の原子の鎖を含む。一部の実施形態では、鎖原子が
全て炭素原子である。一部の実施形態では、鎖原子がC、O、N、およびSからなる群よ
り選択される。鎖原子およびリンカーは、可溶性の高いコンジュゲートが得られるように
、それらの予想溶解度(親水性)に従って選択することができる。一部の実施形態では、
リンカーは、リソソーム内で酵素の攻撃を受ける官能基を与える。一部の実施形態では、
リンカーは、標的組織または標的器官内に見いだされる酵素による攻撃を受け、攻撃また
は加水分解を受けると、活性剤とメガリンリガンドとの間の連結を切り離す官能基を与え
る。一部の実施形態では、リンカーは標的部位に見いだされる条件下(例えばリソソーム
の低いpH)で加水分解を受ける官能基を与える。リンカーは、1以上のそのような官能
基を含有しうる。一部の実施形態では、リンカーの長さが、メガリンリガンド結合部位お
よび活性剤活性結合部位の一方または両方との間の立体障害(活性剤が大きい場合)の可
能性を減少させるのに十分な長さである。
ュゲート全体は融合タンパク質であることができる。そのような融合タンパク質は、当業
者に知られる組換え遺伝子操作法によって製造することができる。一部の実施形態では、
コンジュゲートのメガリンリガンド部分は、迅速に分解して活性化合物を遊離するように
製剤化される。別の実施形態では、リンカーは細胞内環境条件下で、より好ましくはリソ
ソーム環境条件下で切断されて、活性剤部分をメガリンリガンドポリペプチド部分から遊
離または分離する。
きる。例えばコンジュゲーション反応は、メガリンリガンドポリペプチドに対して1〜5
、約5、約1〜10、約5〜10、約10〜20、約20〜30、または30分子以上の
活性剤をコンジュゲートしうる。これらの製剤は混合物として使用するか、特定の化学量
論を持つ製剤に精製することができる。当業者は、どの形式およびどの化学量論比が好ま
しいかを決定することができる。さらに、1タイプを越える薬剤を標的部位または標的コ
ンパートメントに送達することが望まれる場合は、1タイプを越える活性剤をメガリンリ
ガンドポリペプチドに連結することもできる。例えばアドリアマイシン−シスプラチナム
RAPポリペプチド(または他のメガリンリガンド)コンジュゲートなど、複数の活性剤
種を同じメガリンリガンドポリペプチドに取り付けることができる。したがってコンジュ
ゲートは、ある範囲の化学量論比からなることができ、1タイプを越える活性剤を組み込
むことができる。これらもまた、精製された混合物に分離するか、または集合体として使
用することができる。
動態特性が向上するように、望みどおりに修飾することができる(例えばPEG化)。メ
ガリンリガンドポリペプチドと活性剤とをコンジュゲートするのに好適なリンカー、およ
びそれらの製造に容易に適合させることができる合成化学法は、本願と同じ譲受人に譲渡
された米国特許出願第60/395,762号(参照によりそのまま本明細書に組み入れられる)に
記載されている。
た薬物とをもたらす。
本発明の活性剤には、生物学的過程に影響を及ぼすことができる薬剤が包含される。本
発明の化合物、組成物および方法における使用にとりわけ好ましい活性剤は、薬物および
診断剤を含む治療剤である。「薬物」または「治療剤」という用語は、治療有効量で投与
した場合に、薬理学的活性または薬理学的利益を持つ活性剤を指す。特に好ましい薬剤は
天然の生物学的薬剤(例えば酵素、タンパク質、ポリヌクレオチド、抗体、ポリペプチド
)である。一部の実施形態では、メガリンリガンドまたはそのメガリン結合性断片(例え
ば一定の好ましい実施形態ではRAPまたはRAPポリペプチド)にコンジュゲートされ
る活性剤は、生きている宿主内の生物学的過程を調整する能力を持つ分子ならびにその任
意の結合部分もしくは断片である。薬物または治療剤の例には、疾患または状態の防止、
診断、改善、処置または治療に用いられる物質が包含される。特に、本薬剤は疾患を引き
起こす薬剤ではないと考えられる。具体的には、本薬剤はアミロイドβタンパク質ではな
い。
活性剤は非タンパク質またはタンパク質であることができる。活性剤はタンパク質もし
くは酵素、またはそれらタンパク質もしくは酵素の治療活性もしくは生物学的活性の一部
、実質的に全て、もしくは全てをまだ保持しているそれらの任意の断片であることができ
る。一部の実施形態では、前記タンパク質または酵素は、それが発現または産生されない
か、またはその発現量または産生量が実質的に減少すると、リソソーム蓄積症を含む(た
だしこれに限定されるわけではない)疾患を生じるであろうものである。好ましくは、前
記タンパク質または酵素は、ヒトまたはマウスに由来するかヒトまたはマウスから得られ
るものである。
れた活性剤がタンパク質もしくは酵素または前記タンパク質もしくは酵素の生物学的活性
を持つその断片である場合に、活性剤はヒトまたは哺乳類タンパク質または酵素の対応す
る部分のアミノ酸配列と同一のアミノ酸配列を持つ。別の実施形態では、コンジュゲート
の活性剤部分は、ヒトまたは哺乳動物の種にネイティブなタンパク質または酵素である。
別の実施形態では、上記タンパク質もしくは酵素、またはその断片は、対応するヒトまた
は哺乳類タンパク質または酵素のネイティブ配列に対して実質的に相同(すなわち、活性
剤の少なくとも10、25、50、100、150もしくは200アミノ酸長にわたって
、または活性剤の全長にわたって、アミノ酸配列が少なくとも80%、85%、90%、
95%、より好ましくは98%、もしくは最も好ましくは99%同一)である。
、もしくは全てをまだ保持している酵素の任意の断片であることができる。好ましくは、
リソソーム蓄積症の処置においては、酵素は、細胞中に見いだされる酵素であって、それ
が発現または産生されないか、発現量または産生量が実質的に低下すると、リソソーム蓄
積症を生じるであろう酵素である。好ましくは、酵素はヒトまたはマウスに由来するか、
ヒトまたはマウスから得られる。好ましくは、酵素はリソソーム蓄積酵素、例えばα−L
−イズロニダーゼ、イズロン酸−2−スルファターゼ、ヘパランN−スルファターゼ、α
−N−アセチルグルコサミニダーゼ、アリールスルファターゼA、ガラクトシルセラミダ
ーゼ、酸性−アルファ−グリコシダーゼ、トリペプチジルペプチダーゼ、ヘキソサミニダ
ーゼ・アルファ、酸性スフィンゴミエリナーゼ、β−ガラクトシダーゼ、または他の任意
のリソソーム蓄積酵素などである。
リガンド−活性剤コンジュゲートが、処置される対象または患者のリソソームにおいて欠
乏している活性剤タンパク質または酵素を含む。そのような酵素には、例えばアルファ−
L−イズロニダーゼ、イズロン酸−2−スルファターゼ、ヘパランN−スルファターゼ、
アルファ−N−アセチルグルコサミニダーゼ、アリールスルファターゼA、ガラクトシル
セラミダーゼ、酸性−アルファ−グリコシダーゼ、チオエステラーゼ、ヘキソサミニダー
ゼA、酸性スフィンゴミエリナーゼ、アルファ−ガラクトシダーゼ、または他の任意のリ
ソソーム蓄積酵素が包含される。リソソーム蓄積症と、そこで欠乏している、活性剤とし
て有用なタンパク質の一覧表を、以下に記載する。
には、ムコ多糖症I(MPS I)、MPS II、MPS IIIA、MPS III
B、異染性白質ジストロフィー(MLD)、クラッベ病、ポンペ病、セロイドリポフスチ
ノーシス、テイ・サックス病、ニーマン・ピック病AおよびB、ならびに他のリソソーム
疾患が包含されるが、これらに限定されるわけではない。
は、その疾患で欠乏している特定の活性剤酵素を含むだろう。例えばMPS Iに関わる
方法では、好ましい化合物または酵素はα−L−イズロニダーゼである。MPS IIに
関わる方法では、好ましい化合物または酵素はイズロン酸−2−スルファターゼである。
MPS IIIAに関わる方法では、好ましい化合物または酵素はヘパランN−スルファ
ターゼである。MPS IIIBに関わる方法では、好ましい化合物または酵素はα−N
−アセチルグルコサミニダーゼである。異染性白質ジストロフィー(MLD)に関わる方
法では、好ましい化合物または酵素はアリールスルファターゼAである。クラッベ病に関
わる方法では、好ましい化合物または酵素はガラクトシルセラミダーゼである。ポンペ病
に関わる方法では、好ましい化合物または酵素は酸性α−グリコシダーゼである。CLN
に関わる方法では、好ましい化合物または酵素はトリペプチジルペプチダーゼである。テ
イ・サックス病に関わる方法では、好ましい化合物または酵素はヘキソサミニダーゼ・ア
ルファである。ニーマン・ピック病AおよびBに関わる方法では、好ましい化合物または
酵素は酸性スフィンゴミエリナーゼである。
合性断片に連結された1以上の活性剤部分(例えば1〜10個、または1〜4個、または
2〜3個の部分)を含むことができる。例えばコンジュゲーション反応は、RAPポリペ
プチド分子などの単一のメガリンリガンドに対して、1〜4分子以上のアルファ−L−イ
ズロニダーゼをコンジュゲートすることができる。これらの製剤は混合物として使用する
か、特定のメガリンリガンドポリペプチド−薬剤化学量論製剤に精製することができる。
当業者は、どの形式およびどの化学量論比が好ましいかを決定することができる。さらに
、蓄積された基質のより完全な分解が容易になるように、1以上の異なる活性剤を、メガ
リンリガンドまたはメガリンリガンドのメガリン結合性断片の与えられた任意の分子に連
結することもできる。これらのメガリンリガンドコンジュゲート薬剤は、ある範囲の化学
量論比からなることができる。これらもまた、精製された混合物に分離するか、集合体と
して使用することができる。融合物におけるメガリン結合部分とLSDの順序は、メガリ
ン結合部分のメガリン結合能にとって重要であるかもしれない。したがって好ましい実施
形態では、メガリン結合部分がLSD酵素コード配列のN末端側に位置する。特定の実施
形態では、本発明のコンジュゲートが、LSD酵素コード配列のN末端側に位置するRA
Pコード配列を含むことが考えられる。
ム中に進入するか、それらリソソーム中に輸送されるか、それらリソソーム中に存在する
結果に至ることができる。コンジュゲート薬剤の通過速度は、メガリン結合活性を調整す
ることができる任意の化合物またはタンパク質によって調整することができる。好ましい
実施形態では、コンジュゲートのメガリン結合親和性がLRP1結合親和性よりも高い。
細胞はリソソーム蓄積症に冒された任意の組織または器官系に由来することができる。細
胞は、例えば内皮、上皮、筋、心臓、骨、肺、脂肪、腎臓、または肝臓の細胞であること
ができる。一部の実施形態では、細胞は、好ましくは、BBB内に見いだされる細胞であ
る。一部の実施形態では、細胞はニューロンまたは脳細胞である。別の実施形態では、細
胞は末梢の細胞であるか、BBBなどの内皮によって体循環から隔離されない細胞である
。
一般に、薬物活性剤は任意の大きさを持ちうる。好ましい薬物は、関心対象の標的に結
合する能力を持つ小さい有機分子である。コンジュゲートの薬物部分は、それが小分子で
ある場合には、一般に少なくとも約50D、通常は少なくとも約100Dの分子量を持ち
、その分子量は500D以上であってもよいが、通常は約2000Dを越えないだろう。
互作用する能力を持つ。標的は、多種多様な天然構造であることができ、関心対象の標的
には細胞内標的および細胞外標的の両方が包含され、そのような標的はタンパク質、リン
脂質、核酸などであることができ、タンパク質は特に興味深い。関心対象である特定のタ
ンパク質標的には、例えばキナーゼ、ホスファターゼ、レダクターゼ、シクロオキシゲナ
ーゼ、プロテアーゼなどの酵素、例えばSH2、SH3、PTBおよびPDZドメインな
どのタンパク質−タンパク質相互作用に関与するドメインを含む標的、例えばアクチン、
チューブリンなどの構造タンパク質、膜受容体、例えばIgEなどの免疫グロブリン、例
えばインテグリンなどの細胞接着受容体、イオンチャネル、膜貫通ポンプ、転写因子、シ
グナル伝達タンパク質などが包含される。
ドロキシル基またはアミノ基を持つか、イソシアネート試薬と反応させるためのヒドロキ
シル基またはアミノ基が導入されるように、活性剤が化学修飾される。
活性を喪失させずに修飾することができそして/または共有結合に関与することができる
領域を含む。薬物部分はしばしば、1以上の上記官能基で置換された環状炭素構造または
複素環構造および/または芳香族構造または多環芳香族構造を含む。ペプチド、糖類、脂
肪酸、ステロイド、プリン類、ピリミジン類、誘導体、その構造類似体または組合せを含
む生体分子、タンパク質、酵素、多糖、およびポリ核酸に見いだされる構造も、薬物部分
として興味深い。
バルビツレート類、ベンゾジアゼピン類、ステロイド類、シクロヘキサノン誘導体、およ
びその他の薬剤)、鎮静催眠薬(ベンゾジアゼピン類、バルビツレート類、ピペリジンジ
オン類およびトリオン類、キナゾリン誘導体、カルバメート、アルデヒド類および誘導体
、アミド類、非環式ウレイド類、ベンゾアゼピン類および関連薬物、フェノチアジン類な
ど)、中枢随意筋緊張調整薬(抗痙攣薬、例えばヒダントイン類、バルビツレート類、オ
キサゾリジンジオン類、スクシンイミド類、アシルウレイド類、グルタルイミド類、ベン
ゾジアゼピン類、2級および3級アルコール類、ジベンゾアゼピン誘導体、バルプロ酸お
よび誘導体、GABA類似体など)、鎮痛薬(モルヒネおよび誘導体、オリパビン誘導体
、モルフィナン誘導体、フェニルピペリジン類、2,6−メタン−3−ベンザゾカイン(b
enzazocaine)誘導体、ジフェニルプロピルアミン類および同配体、サリチレート、p−ア
ミノフェノール誘導体、5−ピラゾロン誘導体、アリール酢酸誘導体、フェナメートおよ
び同配体など)、および制吐薬(抗コリン作用薬、抗ヒスタミン薬、抗ドーパミン薬など
)、(2)中枢神経刺激物質、例えば興奮薬(呼吸刺激薬、痙攣刺激薬、精神運動刺激薬
)、麻薬拮抗薬(モルヒネ誘導体、オリパビン誘導体、2,6−メタン−3−ベンゾキサ
シン(benzoxacine)誘導体、モルフィナン誘導体)、向知性薬、(3)精神薬物、例えば
抗不安鎮静剤(ベンゾジアゼピン類、プロパンジオールカルバメート類)、抗精神病薬(
フェノチアジン誘導体、チオキサンチン誘導体、他の三環式化合物、ブチロフェノン誘導
体および同配体、ジフェニルブチルアミン誘導体、置換ベンズアミド類、アリールピペラ
ジン誘導体、インドール誘導体など)、抗うつ薬(三環式化合物、MAO阻害剤など)、
(4)気道薬、例えば中枢性鎮咳薬(アヘンアルカロイドおよびそれらの誘導体);薬力
学剤、例えば(1)末梢神経系薬、例えば局所麻酔薬(エステル誘導体、アミド誘導体)
、(2)シナプス接合部または神経効果器接合部に作用する薬物、例えばコリン作用剤、
コリン遮断剤、神経筋遮断剤、アドレナリン作用剤、抗アドレナリン作用剤、(3)平滑
筋活性薬、例えば鎮痙薬(抗コリン作用薬、向筋性鎮痙薬)、血管拡張薬、平滑筋刺激薬
、(4)ヒスタミン類および抗ヒスタミン薬、例えばヒスタミンおよびその誘導体(ベタ
ゾール)、抗ヒスタミン薬(H1アンタゴニスト、H2アンタゴニスト)、ヒスタミン代
謝薬、(5)心血管薬、例えば強心薬(植物抽出物、ブテノリド類、ペンタジエノリド類
(pentadienolids)、エリスロフレウム(erythrophleum)属由来のアルカロイド類、イオノ
フォア類、アドレノセプター刺激薬など)、抗不整脈薬、血圧降下薬、抗高脂血剤(クロ
フィブリン酸誘導体、ニコチン酸誘導体、ホルモンおよび類似体、抗生物質、サリチル酸
および誘導体)、抗静脈瘤薬、止血薬、(6)血液および造血系薬、例えば抗貧血薬、血
液凝固薬(止血剤、抗凝固剤、抗血栓剤、血栓溶解剤、血液タンパク質およびそれらの画
分)(7)消化管薬、例えば消化剤(健胃剤、利胆薬)、抗潰瘍薬、止痢剤、(8)局所
作用薬;化学療法剤、例えば(1)抗感染症剤、例えば外部寄生生物撲滅薬(塩素化炭化
水素、ピレチン類(pyrethins)、硫酸化化合物)、駆虫薬、抗原虫薬、抗マラリア薬、抗
アメーバ剤、抗リーシュマニア薬、抗トリコモナス剤、抗トリパノソーマ剤、スルホンア
ミド類、抗マイコバクテリア薬、抗ウイルス化学療法剤など、および(2)細胞分裂抑制
剤、すなわち抗新生物剤または細胞毒性薬、例えばアルキル化剤、例えば塩酸メクロルエ
タミン(ナイトロジェンマスタード、マスタージェン(Mustargen)、HN2)、シクロホ
スファミド(サイトバン(Cytovan)、エンドキサナ(Endoxana))、イホスファミド(IF
EX)、クロラムブシル(リューケラン)、メルファラン(フェニルアラニンマスタード
、L−サルコリシン、アルケラン、L−PAM)、ブスルファン(ミレラン)、チオテパ
(トリエチレンチオホスホルアミド)、カルムスチン(BiCNU、BCNU)、ロムス
チン(CeeNU、CCNU)、ストレプトゾシン(ザノサール)など;植物アルカロイ
ド、例えばビンクリスチン(オンコビン)、ビンブラスチン(ベルバン、ベルベ(Vel
be))、パクリタキセル(タキソール)など;代謝拮抗物質、例えばメトトレキセート
(MTX)、メルカプトプリン(プリネトール、6−MP)、チオグアニン(6−TG)
、フルオロウラシル(5−FU)、シタラビン(サイトサール(Cytosar)−U、Ara−
C)、アザシチジン(ミロサール(Mylosar)、5−AZA)など;抗生物質、例えばダク
チノマイシン(アクチノマイシンD、コスメゲン)、ドキソルビシン(アドリアマイシン
)、ダウノルビシン(ダウノマイシン(duanomycin)、セルビジン(Cerubidine))、イダル
ビシン(イダマイシン)、ブレオマイシン(ブレノキサン)、ピカマイシン(Picamycin)
(ミトラマイシン、ミトラシン(Mithracin))、マイトマイシン(ムタマイシン(Mutamyci
n))など、および他の抗細胞増殖剤、例えばヒドロキシ尿素(ハイドレア)、プロカルバ
ジン(ムタラン(Mutalane))、ダカルバジン(DTIC−Dome)、シスプラチン(プ
ラチノール)、カルボプラチン(パラプラチン)、アスパラギナーゼ(エルスパール(Els
par))、エトポシド(ベペシド(VePesid)、VP−16−213)、アムサクリン(Amsarc
rine)(AMSA、m−AMSA)、ミトタン(リソドレン(Lysodren))、ミトキサント
ロン(ノバトロン(Novatrone))などが包含されるが、これらに限定されるわけではない
。好ましい化学療法剤は、遊離型では望ましい用量で、許容できない全身毒性を示すもの
である。治療レベルのそれら薬物に伴う一般的全身毒性は、それらをRAPもしくはRA
Pポリペプチドまたは他のメガリンリガンドに連結することによって低下させることがで
きる。有用な治療剤であるが心毒性による用量制限を受ける心毒性化合物は、特に好まし
い。古典的な例はアドリアマイシン(ドキソルビシンとも呼ばれる)およびその類似体、
例えばダウノルビシンである。そのような薬物にRAPもしくはRAPポリペプチドまた
は他のメガリンリガンドもしくはそのようなリガンドのメガリン結合性断片を連結するこ
とにより、活性剤の心臓における蓄積およびそれに伴う心毒性を防止することができる。
マイシン、アルベカシン、バンベルマイシン類(bambermycins)、ブチロシン、ジベカシン
、ジヒドロストレプトマイシン、ホルチマイシン(fortimicin)、ゲンタマイシン、イセパ
マイシン、カナマイシン、ミクロノムシン(micronomcin)、ネオマイシン、ネチルマイシ
ン、パロマイシン(paromycin)、リボスタマイシン、シソマイシン、スペクチノマイシン
、ストレプトマイシン、トブラマイシン、トロスペクトマイシン(trospectomycin);アム
フェニコール類、例えばアジダムフェニコール(azidamfenicol)、クロラムフェニコール
、フロルフェニコール、およびテイマフェニコール(theimaphenicol);アンサマイシン類
、例えばリファミド(rifamide)、リファンピン、リファマイシン、リファペンチン、リフ
ァキシミン;ベータ−ラクタム類、例えばカルバセフェム類、カルバペネム類、セファロ
スポリン類、セファマイシン(cehpamycin)類、モノバクタム類、オキサフェム(oxaphem)
類、ペニシリン類;リンコサミド類、例えばクリナマイシン(clinamycin)、リンコマイシ
ン;マクロライド類、例えばクラリスロマイシン、ジルスロマイシン(dirthromycin)、エ
リスロマイシンなど;ポリペプチド類、例えばアンホマイシン、バシトラシン、カプレオ
マイシンなど;テトラサイクリン類、例えばアピサイクリン(apicycline)、クロルテトラ
サイクリン、クロモサイクリン(clomocycline)など;合成抗細菌剤、例えば2,4−ジア
ミノピリミジン類、ニトロフラン類、キノロン類およびそれらの類似体、スルホンアミド
類、スルホン類などが包含されるが、これらに限定されるわけではない。
ジン、デルモスタチン(dermostatin)、フィリピン、フンギクロミン、ハチマイシン、ハ
マイシン(hamycin)、ルセンソマイシン、メパルトリシン、ナタマイシン、ニスタチン、
ペシロシン(pecilocin)、ペリマイシン(perimycin);合成抗真菌剤、例えばアリルアミン
類、例えばブテナフィン、ナフチフィン、テルビナフィン;イミダゾール類、例えばビホ
ナゾール、ブトコナゾール、クロルダントイン、クロルミダゾールなど、チオカルバメー
ト類、例えばトルシクレート、トリアゾール類、例えばフルコナゾール、イトラコナゾー
ル、テルコナゾールなどが包含されるが、これらに限定されるわけではない。
ロフェン、エンベリン、コシン(kosin)、ナフタレン(napthalene)、ニクロスアミド、ペ
レチエリン、キナクリン、アラントラクトン、アモカルジン、アモスカネート、アスカリ
ドール、ベフェニウム、ビトスカネート、四塩化炭素、カルバクロール、シクロベンダゾ
ール、ジエチルカルバマジンなどが包含されるが、これらに限定されるわけではない。
ル(areteether)、アルテンエーテル(artemether)、アルテミシニン、アルテスネート、ア
トバクオン、ベベリン、ベルベリン、チラタ(chirata)、クロルグアニド、クロロキン、
クロルプログアニル、キナ皮、シンコニジン、シンコニン、シクログアニル、ゲンチオピ
クリン、ハロファントリン、ヒドロキシクロロキン、塩酸メフロキン、3−メチルアルサ
セチン、パマキン、プラスモシド(plasmocid)、プリマキン、プリメタミン、キナクリン
、キニジン、キニン、キノシド、キノリン、ヒ酸水素二ナトリウムなどが包含されるが、
これらに限定されるわけではない。
ダゾール、エチルスチバミン、ペンタミジン、アセタルゾン、アミニトロゾール、アニソ
マイシン、ニフラテル、チニダゾール、ベンジダゾール(benzidazole)、スラミンなどが
包含されるが、これらに限定されるわけではない。
is of Therapeutics(9th Ed)」(Goodman et al.eds)(McGraw-Hill)(1996)および「1999 P
hysician’s Desk Reference」(1998)にも列挙されている。
,041号、第5,753,668号、第5,698,529号、第5,684,004号、第5,665,715号、第5,654,484
号、第5,624,924号、第5,618,813号、第5,610,292号、第5,597,831号、第5,530,026号、
第5,525,633号、第5,525,606号、第5,512,678号、第5,508,277号、第5,463,181号、第5,4
09,893号、第5,358,952号、第5,318,965号、第5,223,503号、第5,214,068号、第5,196,42
4号、第5,109,024号、第5,106,996号、第5,101,072号、第5,077,404号、第5,071,848号、
第5,066,493号、第5,019,390号、第4,996,229号、第4,996,206号、第4,970,318号、第4,9
68,800号、第4,962,114号、第4,927,828号、第4,892,887号、第4,889,859号、第4,886,79
0号、第4,882,334号、第4,882,333号、第4,871,746号、第4,863,955号、第4,849,563号、
第4,845,216号、第4,833,145号、第4,824,955号、第4,785,085号、第4,684,747号、第4,6
18,685号、第4,611,066号、第4,550,187号、第4,550,186号、第4,544,501号、第4,541,95
6号、第4,532,327号、第4,490,540号、第4,399,283号、第4,391,982号、第4,383,994号、
第4,294,763号、第4,283,394号、第4,246,411号、第4,214,089号、第4,150,231号、第4,1
47,798号、第4,056,673号、第4,029,661号、第4,012,448号に開示されている抗新生物剤
;
0号、第4,690,930号、第4,645,773号、第4,427,694号、第4,424,202号、第4,440,781号、
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56,664号、第5,192,799号、第5,120,733号、第5,036,070号、第4,977,167号、第4,904,66
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第3,994,898号、第3,968,125号、第3,939,152号、第3,928,356号、第3,880,834号、第3,6
68,210号に開示されている精神薬理/向精神剤;
5号、第5,198,449号、第5,079,247号、第4,966,967号、第4,874,760号、第4,954,526号、
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57,118号、第5,414,017号、第5,414,013号、第5,401,758号、第5,393,771号、第5,362,90
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40,031号、第5,128,349号、第5,116,861号、第5,079,247号、第5,070,099号、第5,061,81
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開示されている心血管剤;
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物剤;
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40,815号、第5,338,753号、第5,324,648号、第5,319,099号、第5,318,971号、第5,312,82
1号、第5,302,597号、第5,298,633号、第5,298,522号、第5,298,498号、第5,290,800号、
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第4,539,326号、第4,537,903号、第4,536,503号、第4,518,608号、第4,514,415号、第4,5
12,990号、第4,501,755号、第4,495,197号、第4,493,839号、第4,465,687号、第4,440,77
9号、第4,440,763号、第4,435,420号、第4,412,995号、第4,400,534号、第4,355,034号、
第4,335,141号、第4,322,420号、第4,275,064号、第4,244,963号、第4,235,908号、第4,2
34,593号、第4,226,887号、第4,201,778号、第4,181,720号、第4,173,650号、第4,173,63
4号、第4,145,444号、第4,128,664号、第4,125,612号、第4,124,726号、第4,124,707号、
第4,117,135号、第4,027,031号、第4,024,284号、第4,021,553号、第4,021,550号、第4,0
18,923号、第4,012,527号、第4,011,326号、第3,998,970号、第3,998,954号、第3,993,76
3号、第3,991,212号、第3,984,405号、第3,978,227号、第3,978,219号、第3,978,202号、
第3,975,543号、第3,968,224号、第3,959,368号、第3,949,082号、第3,949,081号、第3,9
47,475号、第3,936,450号、第3,934,018号、第3,930,005号、第3,857,955号、第3,856,96
2号、第3,821,377号、第3,821,401号、第3,789,121号、第3,789,123号、第3,726,978号、
第3,694,471号、第3,691,214号、第3,678,169号、第3,624,216号に開示されている抗炎症
剤;
0号、第5,877,184号、第5,874,594号、第5,843,452号、第5,817,672号、第5,817,661号、
第5,817,660号、第5,801,193号、第5,776,974号、第5,763,478号、第5,739,169号、第5,7
23,466号、第5,719,176号、第5,696,156号、第5,695,753号、第5,693,648号、第5,693,64
5号、第5,691,346号、第5,686,469号、第5,686,424号、第5,679,705号、第5,679,640号、
第5,670,504号、第5,665,774号、第5,665,772号、第5,648,376号、第5,639,455号、第5,6
33,277号、第5,624,930号、第5,622,970号、第5,605,903号、第5,604,229号、第5,574,04
1号、第5,565,560号、第5,550,233号、第5,545,734号、第5,540,931号、第5,532,248号、
第5,527,820号、第5,516,797号、第5,514,688号、第5,512,687号、第5,506,233号、第5,5
06,228号、第5,494,895号、第5,484,788号、第5,470,857号、第5,464,615号、第5,432,18
3号、第5,431,896号、第5,385,918号、第5,349,061号、第5,344,925号、第5,330,993号、
第5,308,837号、第5,290,783号、第5,290,772号、第5,284,877号、第5,284,840号、第5,2
73,979号、第5,262,533号、第5,260,300号、第5,252,732号、第5,250,678号、第5,247,07
6号、第5,244,896号、第5,238,689号、第5,219,884号、第5,208,241号、第5,208,228号、
第5,202,332号、第5,192,773号、第5,189,042号、第5,169,851号、第5,162,334号、第5,1
51,413号、第5,149,701号、第5,147,877号、第5,143,918号、第5,138,051号、第5,093,33
8号、第5,091,389号、第5,068,323号、第5,068,247号、第5,064,835号、第5,061,728号、
第5,055,290号、第4,981,792号、第4,810,692号、第4,410,696号、第4,346,096号、第4,3
42,769号、第4,317,825号、第4,256,766号、第4,180,588号、第4,000,275号、第3,759,92
1号に開示されている免疫抑制剤;
018号、第4,877,619号、第 4,998,931号、第5,049,387号、第5,118,509号、第5,152,980
号、第5,256,416号、第5,468,729号、第5,583,139号、第5,604,234号、第5,612,060号、
第5,612,350号、第 5,658,564号、第5,672,605号、第 5,681,571号、第5,708,002号、第5
,723,718号、第 5,736,143号、第5,744,495号、第5,753,687号、第5,770,201号、第5,869
,057号、第5,891,653号、第5,939,455号、第5,948,407号、第6,006,752号、第6,024,957
号、第6,030,624号、第6,037,372号、第6,037,373号、第6,043,247号、第6,060,049号、
第6,087,096号、第6,096,315号、第6,099,838号、第6,103,235号、第6,124,495号、第6,1
53,203号、第6,169,087号、第6,255,278号、第6,262,044号、第6,290,950号、第6,306,65
1号、第6,322,796号、第6,329,153号、第6,344,476号、第6,352,698号、第6,365,163号、
第6,379,668号、第6,391,303号、第6,395,767号、第6,403,555号、第6,410,556号、第6,4
12,492号、第6,468,537号、第6,489,330号、第6,521,232号、第6,525,035号、第6,525,24
2号、第6,558,663号、第6,572,860号に開示されている免疫調整剤;
6号、第5,298,522号、第5,216,165号、第5,438,064号、第5,204,365号、第5,017,578号、
第4,906,655号、第4,906,655号、第4,994,450号、第4,749,792号、第4,980,365号、第4,7
94,110号、第4,670,541号、第4,737,493号、第4,622,326号、第4,536,512号、第4,719,23
1号、第4,533,671号、第4,552,866号、第4,539,312号、第4,569,942号、第4,681,879号、
第4,511,724号、第4,556,672号、第4,721,712号、第4,474,806号、第4,595,686号、第4,4
40,779号、第4,434,175号、第4,608,374号、第4,395,402号、第4,400,534号、第4,374,13
9号、第4,361,583号、第4,252,816号、第4,251,530号、第5,874,459号、第5,688,825号、
第5,554,789号、第5,455,230号、第5,438,064号、第5,298,522号、第5,216,165号、第5,2
04,365号、第5,030,639号、第5,017,578号、第5,008,264号、第4,994,450号、第4,980,36
5号、第4,906,655号、第4,847,290号、第4,844,907号、第4,794,110号、第4,791,129号、
第4,774,256号、第4,749,792号、第4,737,493号、第4,721,712号、第4,719,231号、第4,6
81,879号、第4,670,541号、第4,667,039号、第4,658,037号、第4,634,708号、第4,623,64
8号、第4,622,326号、第4,608,374号、第4,595,686号、第4,594,188号、第4,569,942号、
第4,556,672号、第4,552,866号、第4,539,312号、第4,536,512号、第4,533,671号、第4,5
11,724号、第4,440,779号、第4,434,175号、第4,400,534号、第4,395,402号、第4,391,82
7号、第4,374,139号、第4,361,583号、第4,322,420号、第4,306,097号、第4,252,816号、
第4,251,530号、第4,244,955号、第4,232,018号、第4,209,520号、第4,164,514号、第4,1
47,872号、第4,133,819号、第4,124,713号、第4,117,012号、第4,064,272号、第4,022,83
6号、第3,966,944号に開示されている鎮痛薬;
1号、第5,424,301号、第5,073,560号、第5,219,872号、第4,900,748号、第4,786,648号、
第4,798,841号、第4,782,071号、第4,710,508号、第5,482,938号、第5,464,842号、第5,3
78,723号、第5,346,911号、第5,318,978号、第5,219,873号、第5,219,872号、第5,084,28
1号、第5,073,560号、第5,002,955号、第4,988,710号、第4,900,748号、第4,798,841号、
第4,786,648号、第4,782,071号、第4,745,123号、第4,710,508号に開示されているコリン
作用剤;
7号、第5,580,892号、第5,576,332号、第5,510,376号、第5,482,961号、第5,334,601号、
第5,202,347号、第5,135,926号、第5,116,867号、第5,091,528号、第5,017,618号、第4,8
35,157号、第4,829,086号、第4,579,867号、第4,568,679号、第4,469,690号、第4,395,55
9号、第4,381,309号、第4,363,808号、第4,343,800号、第4,329,289号、第4,314,943号、
第4,311,708号、第4,304,721号、第4,296,117号、第4,285,873号、第4,281,189号、第4,2
78,608号、第4,247,710号、第4,145,550号、第4,145,425号、第4,139,535号、第4,082,84
3号、第4,011,321号、第4,001,421号、第3,982,010号、第3,940,407号、第3,852,468号、
第3,832,470号に開示されているアドレナリン作用剤;
8号、第5,674,912号、第5,663,208号、第5,658,957号、第5,652,274号、第5,648,380号、
第5,646,190号、第5,641,814号、第5,633,285号、第5,614,561号、第5,602,183号、第4,9
23,892号、第4,782,058号、第4,393,210号、第4,180,583号、第3,965,257号、第3,946,02
2号、第3,931,197号に開示されている抗ヒスタミン剤;
7号、第5,651,987号、第5,346,887号、第5,256,408号、第5,252,319号、第5,209,926号、
第4,996,335号、第4,927,807号、第4,910,192号、第4,710,495号、第4,049,805号、第4,0
04,005号、第3,670,079号、第3,608,076号、第5,892,028号、第5,888,995号、第5,883,08
7号、第5,880,115号、第5,869,475号、第5,866,558号、第5,861,390号、第5,861,388号、
第5,854,235号、第5,837,698号、第5,834,452号、第5,830,886号、第5,792,758号、第5,7
92,757号、第5,763,361号、第5,744,462号、第5,741,787号、第5,741,786号、第5,733,89
9号、第5,731,345号、第5,723,638号、第5,721,226号、第5,712,264号、第5,712,263号、
第5,710,144号、第5,707,984号、第5,705,494号、第5,700,793号、第5,698,720号、第5,6
98,545号、第5,696,106号、第5,677,293号、第5,674,861号、第5,661,141号、第5,656,62
1号、第5,646,136号、第5,637,691号、第5,616,574号、第5,614,514号、第5,604,215号、
第5,604,213号、第5,599,807号、第5,585,482号、第5,565,588号、第5,563,259号、第5,5
63,131号、第5,561,124号、第5,556,845号、第5,547,949号、第5,536,714号、第5,527,80
6号、第5,506,354号、第5,506,221号、第5,494,907号、第5,491,136号、第5,478,956号、
第5,426,179号、第5,422,262号、第5,391,776号、第5,382,661号、第5,380,841号、第5,3
80,840号、第5,380,839号、第5,373,095号、第5,371,078号、第5,352,809号、第5,344,82
7号、第5,344,826号、第5,338,837号、第5,336,686号、第5,292,906号、第5,292,878号、
第5,281,587号、第5,272,140号、第5,244,886号、第5,236,912号、第5,232,915号、第5,2
19,879号、第5,218,109号、第5,215,972号、第5,212,166号、第5,206,415号、第5,194,60
2号、第5,166,201号、第5,166,055号、第5,126,488号、第5,116,829号、第5,108,996号、
第5,099,037号、第5,096,892号、第5,093,502号、第5,086,047号、第5,084,450号、第5,0
82,835号、第5,081,114号、第5,053,404号、第5,041,433号、第5,041,432号、第5,034,54
8号、第5,032,586号、第5,026,882号、第4,996,335号、第4,975,537号、第4,970,205号、
第4,954,446号、第4,950,428号、第4,946,834号、第4,937,237号、第4,921,846号、第4,9
20,099号、第4,910,226号、第4,900,725号、第4,892,867号、第4,888,336号、第4,885,28
0号、第4,882,322号、第4,882,319号、第4,882,315号、第4,874,855号、第4,868,167号、
第4,865,767号、第4,861,875号、第4,861,765号、第4,861,763号、第4,847,014号、第4,7
74,236号、第4,753,932号、第4,711,856号、第4,710,495号、第4,701,450号、第4,701,44
9号、第4,689,410号、第4,680,290号、第4,670,551号、第4,664,850号、第4,659,516号、
第4,647,410号、第4,634,695号、第4,634,693号、第4,588,530号、第4,567,000号、第4,5
60,557号、第4,558,041号、第4,552,871号、第4,552,868号、第4,541,956号、第4,519,94
6号、第4,515,787号、第4,512,986号、第4,502,989号、第4,495,102号に開示されている
ステロイド剤が包含されるが、これらに限定されるわけではない(上記特許文献の開示内
容は全て参照により本明細書に組み入れられる)。
またはリンカーに共有結合するための連結部位を持つと共に関心対象の標的に対する親和
性および特異性を保持しているその結合性断片または結合部分であることができる。その
ような薬物のコンジュゲートは、その薬物自体と同じ障害、疾患および適応に使用するこ
とができる。
本発明のメガリンリガンドに基づくコンジュゲートにおける使用に好ましい癌化学療法
剤には、脳腫瘍または脳内もしくは脳周辺の他の新形成の処置に、遊離型として役立ちう
る、またはそのような腫瘍に遊離型で有用でないなら、メガリンリガンドもしくはそのメ
ガリン結合性断片に連結した場合に役立ちうる、あらゆる薬物が包含される。そのような
化学療法剤は、好ましくは、例えばアドリアマイシン(ドキソルビシンとも呼ばれる)、
シスプラチン、パクリタキセル、その類似体を含む細胞毒性化学療法剤、ならびにエクス
ビボおよびインビボで腫瘍に対して活性を示す他の化学療法剤である。そのような化学療
法剤には、アルキル化剤、代謝拮抗物質、天然物(ビンカアルカロイド類、エピドフィロ
トキシン(epidophyllotoxin)類、抗生物質、酵素および生物学的応答調整剤)、トポイソ
メラーゼ阻害剤、微小管阻害剤、紡錘体毒、ホルモンおよびアンタゴニスト、ならびにそ
の他の薬剤、例えば白金配位錯体、アントラセンジオン類、置換尿素類なども包含される
。当業者には他の化学療法剤もわかるだろう。
である。治療レベルのそれら薬物に伴う一般的全身毒性は、それらをメガリンリガンドま
たはメガリンリガンドのメガリン結合性断片に連結することによって低下する。有用な治
療剤であるが心毒性による用量制限を受ける心毒性化合物は、特に好ましい。古典的な例
はアドリアマイシン(ドキソルビシンとも呼ばれる)およびその類似体、例えばダウノル
ビシンである。そのような薬物にメガリンリガンドまたはそのメガリン結合性断片を連結
すると、心臓における蓄積およびそれに伴う心毒性が低下する。
本発明は概して、活性剤に連結されたメガリンリガンドまたはそのメガリン結合性断片
を含む方法および組成物を提供する。
製造することができる。化合物をタンパク質にコンジュゲートまたは化学架橋するための
アプローチは数多くあり、当業者は、コンジュゲートすべき活性剤にどの方法が適してい
るかを決定することができる。使用する方法は、メガリンリガンド/断片のメガリン結合
能を損なわずに、また好ましくは、化合物が送達されたらその化合物の望ましい活性を変
化させずに、活性剤をメガリンリガンドまたはそのメガリン結合性断片に接合することが
できなければならない。リガンドを種々の化合物にコンジュゲートする好ましい方法につ
いては実施例の項で後述する。RAPなどのメガリンリガンドに複雑な分子を連結する場
合、SATA/スルホ−SMCC架橋反応(Pierce,イリノイ州ロックフォード)は特に好
ましい。メガリンリガンドに金属を連結する場合、好ましい反応には、例えばクロラミン
T法によるチロシン残基への結合や、ヨードビーズ(Pierce)を使ったヨウ素化反応などが
あるが、これらに限定されるわけではない。
ば容易に達成することができる(「Trichothecene Antibody Conjugate(トリコセシン抗体
コンジュゲート)」米国特許第4,744,981号;「Antibody Conjugate(抗体コンシ゛ュゲート
)」米国特許第5,106,951号;「Fluorogenic Materials and Labeling Techniques(蛍光原
材料および標識技術)」米国特許第4,018,884号;「Metal Radionuclide Labeled Proteins
for Diagnosis and Therapy(診断および治療用金属放射性核種標識タンパク質)」米国特
許第4,897,255号;および「Metal Radionuclide Chelating Compounds for Improved Chel
ation Kinetics(キレート速度を改善するための金属放射性核種キレート化合物)」米国特
許第4,988,496号参照;また、Inman,Methods In Enzymology,Vol.34「Affinity Technique
s,Enzyme Purification:Part B(アフィニティー技術、酵素精製:パートB)」Jakobyおよび
Wichek編,Academic Press,ニューヨーク,30頁,1974も参照されたい;さらに、Wilchekお
よびBayer「The Avidin-Biotin Complex in Bioanalytical Applications(生体分析用途
におけるアビジン−ビオチン複合体)」Anal.Biochem.171:1-32,1988も参照されたい;これ
らは全て参照によりあらゆる目的でそのまま本明細書に組み入れられる)。
メガリン結合性断片とコンジュゲートするために利用することができる架橋剤は数多くあ
る。(例えば「Chemistry of Protein Conjugation and Crosslinking」1991,Shans Wong,
CRC Press,アナーバーを参照されたい)。架橋剤は一般に、治療化合物上の利用可能な反
応性官能基または治療化合物上に挿入された反応性官能基に基づいて選択される。また、
反応性基がない場合は、光活性化可能な架橋剤を使用することもできる。場合によっては
、メガリンリガンドと活性剤との間にスペーサーを含めることが望ましいこともある。一
例として、メガリンリガンド上にスルフヒドリル基を導入し、タンパク質化合物上にカル
ボキシル基を介して反応性チオール基を含有する架橋剤を導入することによって、メガリ
ンリガンドとタンパク質治療化合物とをコンジュゲートすることができる(例えばC.W.Vog
el編「Immunoconjugates:Antibody Conjugates in Radioimaging and Therapy of Cancer
」(Oxford University Press,1987)の28-55頁(著者WawizynczakおよびThorpe)ならびにBl
airおよびGhose,J.Immunol.Methods 59:129,1983参照)。
た1以上の化合物部分を含むことができる。例えばコンジュゲーション反応は、単一のメ
ガリンリガンド分子に対して1〜10分子以上のアドリアマイシンをコンジュゲートしう
る。数個の金原子またはヨウ素原子を単一のメガリンリガンドまたはそのメガリン結合性
断片にコンジュゲートすることができる。これらの製剤は混合物として使用するか、特定
のメガリンリガンド−活性化合物化学量論製剤に精製することができる。当業者は、どの
形式およびどの化学量論比が好ましいかを決定することができる。さらに、実施例に記載
するRAP−アドリアマイシン−シスプラチナム組成物のように、活性化合物の混合物を
メガリンリガンドまたはそのメガリン結合性断片に連結することもできる。これらのメガ
リンリガンド−活性剤コンジュゲートは、ある範囲のリガンド対活性剤化学量論比(例え
ば1:1〜1:4、1:5〜1:10、または1:10〜1:20のRAP:活性剤比)
からなりうる。任意選択的に、複数の異なる活性剤(例えば2、3、または4個のそれら
薬剤)を、それぞれの化学量論比で、メガリンリガンドまたはそのメガリン結合性断片対
それら追加活性剤の合計比が活性剤20個あたり1個のメガリンリガンドまたはそのメガ
リン結合性断片より少なくならないように、メガリンリガンドまたはそのメガリン結合性
断片にそれぞれコンジュゲートすることもできる。これらもまた、精製された混合物に分
離するか、集合体として使用することができる。
ように構築された有機部分であって、アミド、エーテル、エステル、ヒドラゾン、ジスル
フィド結合またはそれらの任意の組合せを含有するだろう。アミノ酸、エーテルおよびア
ミド結合した成分を含有する結合は、生理的pH条件(通常、血清中では7.4であり、
細胞(エンドソーム)内に取り込まれると4〜5である)では安定であるだろう。好まし
い結合は、血清pHでは安定であるが細胞内pHにばく露されると加水分解して薬物を遊
離させるエステル含有結合またはヒドラゾン含有結合である。ジスルフィド結合は還元的
切断に対して感受性を持つので好ましい。アミノ酸リンカーは望ましい標的器官における
特異的酵素による切断に対して感受性を持つように設計することができる。例示的なリン
カーはBlattler et al.,Biochem.24:1517-1524,1985、King et al.,Biochem.25:5774-577
9,1986、SrinivasacharおよびNevill,Biochem.28:2501-2509,1989に記載されている。
リン結合性断片上の遊離アミノ基と反応するための活性エステルを持つか、当業者がメガ
リンリガンドまたはそのメガリン結合性断片に他の基を取り付けることができる場合には
それら他の基によってメガリンリガンドまたはそのメガリン結合性断片上に生じさせた遊
離チオールと反応するためのマレイミドを持つ。
合物を、例えばメガリンリガンドまたはそのメガリン結合性断片などのポリペプチドとコ
ンジュゲートするか、そのようなリガンドを結合する物質とコンジュゲートするには、何
百もの架橋剤を利用することができる(例えば、参照によりそのまま本明細書に組み入れ
られる「Chemistry of Protein Conjugation and Crosslinking」Shans Wong,CRC Press,
アナーバー(1991)ならびに米国特許第5,981,194号およびPCT特許公開番号WO02/13843およ
びWO01/59459を参照されたい)。活性剤とメガリンリガンド、例えばRAP分子とのコン
ジュゲートを製造するために、多くの試薬および架橋剤を使用することができる(例えばH
ermansonら「Bioconjugate Techniques」Academic Press(1996))。架橋剤は一般に、治療
化合物上の利用可能な反応性官能基または治療化合物上に挿入された反応性官能基に基づ
いて選択される。また、反応性基がない場合は、光活性化可能な架橋剤を使用することも
できる。場合によっては、メガリンリガンドと活性剤との間にスペーサーを含めることが
望ましいこともある。一例として、メガリンリガンド上にスルフヒドリル基を導入し、タ
ンパク質化合物上にカルボキシル基を介して反応性チオール基を含有する架橋剤を導入す
ることによって、メガリンリガンドとタンパク質治療化合物とをコンジュゲートすること
ができる(例えばC.W.Vogel編「Immunoconjugates:Antibody Conjugates in Radioimaging
and Therapy of Cancer」(Oxford University Press,1987)の28-55頁(著者Wawizynczak
およびThorpe)ならびにBlairおよびGhose,J.Immunol.Methods 59:129,1983参照)。一部の
実施形態では、薬剤がリンカーから解放されるように、リンカーがリソソームの酸性pH
での加水分解を受けやすい。
はアミノ酸主鎖を含有するように構築された有機部分であって、アミド、エーテル、エス
テル、ヒドラゾン、ジスルフィド結合またはそれらの任意の組合せを含有するだろう。ア
ミノ酸、エーテルおよびアミド結合した成分を含有する結合は、生理的pH条件(通常、
血清中では7.4)では安定である。好ましい結合は、血清pHでは安定であるがリソソ
ームpHにばく露されると加水分解して薬物を遊離させるエステル含有結合またはヒドラ
ゾン含有結合である。ジスルフィド結合は還元的切断に対して感受性を持つので好ましい
。また、アミノ酸リンカーは、望ましい標的器官(より好ましくはリソソームそのもの)
における特異的酵素による切断に対して感受性を持つように設計することができる。例示
的なリンカーはBlattlerら(1985)Biochem.24:1517-1524、Kingら(1986)Biochem.25:5774-
5779、SrinivasacharおよびNevill(1989)Biochem.28:2501-2509に記載されている。
ールである。別の実施形態では、リンカーが4〜20原子長である。別の実施形態では、
リンカーが1〜30原子長であり、O、NまたはSからなる群より独立して選択されるヘ
テロ原子で置換されていてもよい炭素鎖原子を持つ。一部の実施形態では、1〜4個のC
原子またはC原子の3分の1までが、O、N、Sから独立して選択されるヘテロ原子で置
換される。別の実施形態では、リンカーが、リソソーム環境に送達されると加水分解を受
ける部分(例えばリソソームpHで加水分解を受けやすいか、リソソーム酵素に接触した
場合に加水分解を受けやすい部分)を含有する。一部の実施形態では、体液へのコンジュ
ゲートの溶解度が高まるように、リンカー基が好ましくは親水性である。一部の実施形態
では、リンカーが、他のリソソーム酵素(例えば標的リソソームにおいて欠乏していない
酵素またはメガリンリガンド担体にコンジュゲートされていないリソソーム酵素)による
攻撃の対象となる官能基を含有するか、またはそのような官能基によってメガリンリガン
ド分子もしくはタンパク質薬剤に取り付けられる。一部の実施形態では、アミノ酸もしく
はペプチド、脂質、または糖残基を含むリンカーによって、メガリンリガンドと薬剤とが
接合される。一部の実施形態では、合成的に導入された基または翻訳後修飾によって導入
された基で、メガリンリガンドと薬剤とが接合される。
、メガリンリガンド上の遊離アミノ基と反応することができる活性エステル、またはSA
TA反応もしくは活性剤を取り付けることができる他の基を介してメガリンリガンド上に
生じさせた遊離チオールと反応することができるマレイミドなどを含む。
〕
活性剤をタンパク質またはペプチドにコンジュゲートする方法は、当業者にはわかるだ
ろう。例えば米国特許第5,981,194号を参照されたい。活性剤と生体ポリマーとのバイオ
コンジュゲートの製造には、多くの試薬および架橋剤を使用することができる。例えばHe
rmanson et al.,Bioconjugate Techniques,Academic Press(1996)を参照されたい。
であり、メガリンリガンド−活性剤コンジュゲートは融合タンパク質である。融合タンパ
ク質は当分野で知られる標準的技術を使って製造することができる。通例、メガリンリガ
ンドまたはその一部をコードするDNA分子が、タンパク質化合物をコードするDNA分
子に連結される。そのキメラDNAコンストラクトを発現ベクター中にクローニングし、
適切な宿主中で発現させることができる。その結果得られる融合タンパク質は、選択した
タンパク質化合物に融合したメガリンリガンドまたはその一部を含有する。特にメガリン
リガンド−LSD酵素タンパク質が考えられ、そのようなコンジュゲートの典型例として
は、実施例VIIならびに図3および4に記載のRAP−ヒトアルファグルコシダーゼお
よびRAP−イズロニダーゼコンジュゲート/融合タンパク質が挙げられる。これらの融
合タンパク質は、当分野で知られる標準的技術を使って製造された。
せる宿主細胞を使って、またはそれぞれがキメラタンパク質のドメインと、任意選択的に
それらのドメインを連結する役割を果たす1以上のアミノ酸とをコードする2以上の核酸
配列を発現させる宿主細胞を使って、製造することができる。キメラタンパク質は化学合
成によって製造することもできる。
キメラタンパク質を製造するために使用される宿主細胞は、細菌、酵母、昆虫、非哺乳
類脊椎動物、または哺乳類細胞であり、哺乳類細胞には、例えばハムスター、サル、チン
パンジー、イヌ、ネコ、ウシ、ブタ、マウス、ラット、ウサギ、ヒツジおよびヒト細胞が
包含されるが、これらに限定されるわけではない。宿主細胞は不死化細胞(細胞株)また
は非不死化(初代または二次)細胞であることができ、多種多様な細胞タイプ、例えば線
維芽細胞、ケラチノサイト、上皮細胞(例えば乳房上皮細胞、腸上皮細胞)、卵巣細胞(
例えばチャイニーズハムスター卵巣細胞、すなわちCHO細胞)、内皮細胞、膠細胞、神
経細胞、血液の固形成分(例えばリンパ球、骨髄細胞)、筋細胞、肝細胞およびこれら体
細胞タイプの前駆体のいずれであってもよい。宿主細胞には、LRPを発現しないCHO
細胞の突然変異体、例えばCHO13−5−1などを含めることができる(FitzGerald et
al.,J.Biol.Chem.,129(6):1533-41,1995)。
書では遺伝子改変細胞という。キメラタンパク質をコードするDNAまたはRNAを含有
し発現させる哺乳類細胞を、遺伝子改変哺乳類細胞という。細胞へのDNAまたはRNA
の導入は、例えばエレクトロポレーション、マイクロインジェクション、マイクロプロジ
ェクタイルボンバードメント、リン酸カルシウム沈殿法、改変リン酸カルシウム沈殿法、
陽イオン脂質処理、フォトポレーション、融合法、受容体媒介導入法、またはポリブレン
沈殿法などの既知のトランスフェクション法によって行なわれる。あるいは、ウイルスベ
クターへの感染によってDNAまたはRNAを導入することもできる。キメラタンパク質
をコードするDNAまたはRNAを発現させる細胞(哺乳類細胞を含む)を作製する方法
は、Richard F Selden、Douglas A.TrecoおよびMichael W.Heartleinによる「In Vivo Pr
otein Production and Delivery System for Gene Therapy(遺伝子治療のためのインビボ
タンパク質産生および送達システム)」と題する同時係属中の米国特許出願第08/334,797
号(1994年11月4日出願)、Richard F Selden、Douglas A.TrecoおよびMichael W.Heartlei
nによる「In Vivo Production and Delivery of Erythropoietin or Insulinotropin for
Gene Therapy(遺伝子治療のためのエリスロポエチンまたはインスリノトロピンのインビ
ボ産生および送達)」と題する米国特許出願第08/334,455号(1994年11月4日出願)、ならび
にDouglas A.Treco、Michael W.HeartleinおよびRichard F Seldenによる「Targeted Int
roduction of DNA Into Primary or Secondary Cells and Their Use for Gene Therapy(
初代細胞または二次細胞へのDNAの標的導入および遺伝子治療へのそれらの使用)」と題す
る米国特許出願第08/231,439号(1994年4月20日出願)に記載されている。これらの出願の
それぞれが教示する内容は特に、参照によりそのまま本明細書に組み入れられる。
キメラタンパク質を発現させるために用いられる核酸コンストラクトは、トランスフェ
クトされた哺乳類細胞において染色体外で(エピソームとして)発現されるものであるか
、受容細胞のゲノム中にランダムに、または前もって選択された標的部位に相同組換えに
よって、組み込まれるものであることができる。染色体外で発現されるコンストラクトは
、キメラタンパク質コード配列の他に、細胞内でのタンパク質の発現に十分な配列と、任
意選択的に、そのコンストラクトの複製に十分な配列とを含む。通例、これは、プロモー
ター、キメラタンパク質コードDNAおよびポリアデニル化部位を含む。キメラタンパク
質をコードするDNAは、その発現がプロモーターの制御を受けるような形で、コンスト
ラクト中に配置される。任意選択的に、コンストラクトは追加成分、例えば以下の成分の
1以上を含有してもよい:スプライス部位、エンハンサー配列、適当なプロモーターの制
御を受ける選択可能マーカー、および適当なプロモーターの制御を受ける増幅可能マーカ
ー遺伝子。
含む必要があるのは、キメラタンパク質コード核酸配列だけである。任意選択的に、コン
ストラクトはプロモーターおよびエンハンサー配列、1以上のポリアデニル化部位、1以
上のスプライス部位、1以上の選択可能マーカーをコードする核酸配列、増幅可能マーカ
ーをコードする核酸核酸および/またはDNAの組み込みをゲノム内の選択した部位にタ
ーゲティングするための、受容細胞中のゲノムDNAと相同なDNA(ターゲティングD
NAまたはDNA配列)を含むこともできる。
キメラタンパク質をコードするDNAまたはRNAを含有する哺乳類細胞は、細胞の成
長および当該DNAまたはRNAの発現に適した条件下で培養される。キメラタンパク質
を発現させる細胞は既知の方法および本明細書に記載されている方法を使って同定するこ
とができ、キメラタンパク質産生の増幅を行なって、または行なわずに、既知の方法およ
び同様に本明細書に記載されている方法を使ってキメラタンパク質を単離し精製すること
ができる。同定は、例えば、キメラタンパク質をコードするDNAまたはRNAの存在を
示唆する表現型を示す遺伝子改変哺乳類細胞をスクリーニングすることによって、例えば
PCRスクリーニング、サザンブロット解析によるスクリーニング、またはキメラタンパ
ク質の発現に関するスクリーニングなどによって、実行することができる。キメラタンパ
ク質コードDNAが組み込まれている細胞の選択は、DNAコンストラクト中に選択可能
マーカーを含め、選択可能マーカー遺伝子を含有するトランスフェクト細胞または感染細
胞を、その選択可能マーカー遺伝子を発現させる細胞だけの生き残りに適した条件下で培
養することによって、行なうことができる。導入されたDNAコンストラクトのさらなる
増幅は、増幅に適した条件下で遺伝子改変哺乳類細胞を培養することによって(例えば、
増幅可能マーカー遺伝子を含有する遺伝子改変哺乳類細胞を、その増幅可能マーカー遺伝
子のコピーを複数含有する細胞だけが生き残りうるような濃度の薬物の存在下で培養する
ことによって)、達成することができる。
発現産物の検出によって同定することができる。例えば、担体がメガリンリガンドである
キメラタンパク質を発現させる哺乳類細胞は、サンドイッチ酵素免疫アッセイによって同
定することができる。抗体は、コンジュゲートのメガリン結合部分または活性剤部分に対
する抗体であることができる。
一部の実施形態では、メガリンリガンドに基づく活性剤コンジュゲートを、その検出が
容易になるように、標識する。「ラベル」または「検出可能部分」とは、分光法的手段、
光化学的手段、生化学的手段、免疫化学的手段、化学的手段、または他の物理的手段によ
って検出することができる組成物である。例えば、本発明での使用に適したラベルには、
放射性ラベル(例えば32P)、蛍光物質(例えばフルオレセイン)、高電子密度試薬、
酵素(例えばELISAでよく使用されるもの)、ビオチン、ジゴキシゲニン、または例
えば放射性ラベルを当該ハプテンもしくはペプチドに組み込むことなどによって検出可能
にすることができるハプテンおよびタンパク質、または当該ハプテンもしくはペプチドと
特異的に反応する抗体を検出するために用いることができるハプテンおよびタンパク質な
どがあるが、これらに限定されるわけではない。
、リンカーまたはメガリンリガンドポリペプチド部分を標識することができる。使用され
る個々のラベルまたは検出可能基は、それがコンジュゲートの生物学的活性を著しく妨害
しない限り、本発明の決定的な側面ではない。検出可能基は、検出可能な物理的または化
学的性質を持つ任意の物質であることができる。したがってラベルは、分光法的手段、光
化学的手段、生化学的手段、免疫化学的手段、電気的手段、光学的手段または化学的手段
によって検出することができる任意の組成物である。
チオシアネート、テキサスレッド、ローダミンなど)、放射性ラベル(例えば3H、125I
、35S、14C、または32P)、酵素(例えばセイヨウワサビペルオキシダーゼ、アルカリ
ホスファターゼ、その他ELISAでよく使用されるもの)、および比色用ラベル、例え
ばコロイド金または有色のガラスもしくはプラスチックビーズ(例えばポリスチレン、ポ
リプロピレン、ラテックスなど)があるが、これらに限定されるわけではない。
ップリングすることができる。好ましくは、一実施形態として、本発明の活性剤をコンジ
ュゲートするために、イソシアネート試薬を使って生体ポリマーにラベルを共有結合する
。本発明の一態様では、本発明の二官能性イソシアネート試薬を使って、生体ポリマーに
ラベルをコンジュゲートすることにより、活性剤が取り付けられていないラベル生体ポリ
マーコンジュゲートを形成させることができる。そのラベル生体ポリマーコンジュゲート
は、本発明の標識コンジュゲートを合成するための中間体として使用するか、生体ポリマ
ーコンジュゲートを検出するために使用することができる。上述のように、多種多様なラ
ベルを使用することができ、ラベルの選択は要求される感受性、所望するアッセイ成分と
のコンジュゲーションの容易さ、安定性の要件、利用できる計器装備、および廃棄規定に
依存する。非放射性ラベルはしばしば間接的手段によって取り付けられる。一般に、リガ
ンド分子(例えばビオチン)が分子に共有結合される。次に、そのリガンドが、生得的に
検出可能であるもう一つの分子、または検出可能酵素、蛍光化合物もしくは化学発光化合
物などのシグナル系に共有結合されたもう一つの分子(例えばストレプトアビジン)に結
合する。
ーションによって、直接コンジュゲートすることもできる。ラベルとしての使用に適した
酵素には、例えばヒドロラーゼ、特にホスファターゼ、エステラーゼおよびグリコシダー
ゼ、またはオキシダーゼ類(oxidotases)、特にペルオキシダーゼなどがあるが、これらに
限定されるわけではない。ラベルとしての使用に適した蛍光化合物、すなわち蛍光物質に
は、例えばフルオレセインおよびその誘導体、ローダミンおよびその誘導体、ダンシル、
ウンベリフェロンなどがあるが、これらに限定されるわけではない。好適な蛍光物質のさ
らなる例には、例えばエオシン、TRITC−アミン、キニン、フルオレセインW、アク
リジンイエロー、リサミンローダミンBスルホニルクロリド、エリスロセイン(erythrosc
ein)、ルテニウム(トリス、ビピリジニウム)、テキサスレッド、ニコチンアミドアデニ
ンジヌクレオチド、フラビンアデニンジヌクレオチドなどがあるが、これらに限定される
わけではない。ラベルとしての使用に適した化学発光化合物には、例えばルシフェリンお
よび2,3−ジヒドロフタラジンジオン類、例えばルミノールがあるが、これらに限定さ
れるわけではない。本発明の方法で使用することができる様々な標識およびシグナル生成
システムの概要については、米国特許第4,391,904号を参照されたい。
である場合、検出手段にはシンチレーションカウンターまたはオートラジオグラフィーで
の写真フィルムなどが包含される。ラベルが蛍光ラベルである場合は、適当な波長の光で
蛍光色素を励起させ、その結果生じた蛍光を検出することによって検出することができる
。蛍光は視覚的に、電荷結合素子(CCD)または光電子倍増管などの電子検出器を使っ
て検出することができる。同様に酵素ラベルも、適当な酵素基質を与えて、その結果生じ
る反応生成物を検出することによって、検出することができる。比色用ラベルまたは化学
発光ラベルは、単にラベルに付随する色を観察するだけで検出することができる。本発明
の方法での使用に適した他の標識および検出系は、当業者には直ぐにわかるだろう。その
ような標識された調整物質およびリガンドは、疾患または健康状態の診断に使用すること
ができる。
関するスクリーニングアッセイ]
本発明は、メガリンリガンドポリペプチド−活性剤コンジュゲートに関するスクリーニ
ングアッセイを提供する。この場合、コンジュゲートは、メガリン受容体(これは全細胞
中にあるか、細胞抽出物中にあるか、半精製状態、精製状態またはその活性の測定が可能
な他の任意の形式で存在することができる)の測定可能な活性に影響を及ぼすその能力に
ついて試験される。活性は、メガリンの発現、機能または分解における任意の活性である
ことができ、例えばそのような活性の量またはタイミングを含む。そのような活性には、
例えば、メガリン遺伝子配列またはmRNA転写物の転写、転写物プロセシング、翻訳ま
たは転写物の安定性などが包含される。そのような活性には、例えば、新しいLRPの合
成、メガリンの細胞内局在、およびメガリンの生物学的活性の活性化などが包含される。
そのような活性には、例えば、メガリンの物質結合能力、コンフォメーション採択能力、
反応触媒能力、既知リガンド結合能力などが包含される。そのような活性には、例えばメ
ガリンの量または安定性、メガリンのプロセシングおよび除去または分解などが包含され
る。好ましい実施形態では、使用されるメガリンリガンドが、改変されたものであるか、
元々、他のどのLRP受容体よりもメガリンに対して高い結合親和性を持つもの、特にL
RP1よりもメガリンに対して高い結合親和性を持つものである。メガリンに関して上述
したものと同様のスクリーニングアッセイは、他のLRP受容体と比較したメガリンに対
するメガリンリガンドの相対的結合親和性の比較が得られるように、他のどのLRP受容
体についても設定することができる。
とみなされ、1個または数個の化合物が逐次的にまたは並行して試験されるに過ぎない。
ハイスループットスクリーニングアッセイは、何万または何十万という化合物を数週間ま
たは数ヶ月でスクリーニングするのに適している。「インシリコ」スクリーニング形式で
は、コンピュータ援用合理設計技術を利用して、メガリンの生物学的活性の潜在的調整物
質を同定する。
の取り込みの調整〕
例えば脳またはリソソーム(ただしこれらに限定されるわけではない)へのメガリンリ
ガンド−活性剤コンジュゲートの取り込みおよび送達を増加させることが、例えばコンジ
ュゲートが神経学的状態および/またはLSDの処置に使用されていて、送達量の増加が
治療上の利益をもたらすなど(ただしこれらに限定されるわけではない)の状況では有用
であり、望ましいことは、当業者には理解されるだろう。例えばコンジュゲートがその潜
在的心臓保護作用のために用いられているか、または他の(非CNS)器官で使用されて
いて、脳取り込みの副作用が回避されるべきである場合(ただしこれらに限定されるわけ
ではない)など、様々な理由により、血液脳関門を横切るコンジュゲートの取り込みおよ
び送達を減少させることが有用であり、望ましいことは、当業者には理解されるだろう。
リン結合性断片の活性剤コンジュゲート、およびメガリンおよび/または他のLRP活性
の調整物質およびメガリンリガンドコンジュゲート送達の調整物質は、下記実施例1に記
載のトランズウェル(Transwell)装置の変法を使って容易に同定することもできる。この
変法では、化合物(例えばメガリンリガンド、メガリンリガンドと活性剤とのコンジュゲ
ートまたは調整物質)をトランズウェル装置内の細胞の管腔表面に加える。次に、その化
合物を、それがどの程度、BBCECを横断して管外側に至ることができるか、あるいは
(調整物質であれば)それがどの程度、BBCECを横切って管外側に至るメガリンリガ
ンドもしくはメガリンリガンドのメガリン結合性断片または他のLRPリガンドの輸送を
増加または減少させるかについて、スコア化する。薬理学的に優れた調整物質を同定する
ために、化合物ライブラリーを容易にスクリーニングまたは試験することができる。
をスクリーニングして、コンジュゲートの送達の調整物質として、またはそのような調整
物質を設計するためのモデルとして使用することができる。これらのリガンドには、例え
ばApoE、キロミクロン残骸、β−VLDL、活性化α2−マクログロブリン、tPA
、組織因子阻害剤、プロ−uPA、PAI−1、サポシン、ゲンタマイシン、チログロブ
リン、ポリミキシンB、精嚢分泌タンパク質A、トロンボスポンジン−1、ラクトフェリ
ン、およびβ−APPなどがあるが、これらに限定されるわけではない。これらのリガン
ドはメガリンに対するそれらの結合親和性が増加するように修飾することができる。LR
P1と比較してメガリンに対して高い結合親和性を持つリガンドは特に好ましい。
コンジュゲートおよび調整物質は、様々な経路で投与することができる。経口製剤の場
合、コンジュゲートは単独で使用するか、錠剤、散剤、顆粒剤またはカプセル剤を製造す
るために適当な添加剤と組合せて、例えば、ラクトース、マンニトール、トウモロコシデ
ンプンまたはバレイショデンプンなどの通常の添加剤と組合せて、結晶性セルロース、セ
ルロース誘導体、アラビアゴム、トウモロコシデンプンまたはゼラチンなどの結合剤と組
合せて、タルクまたはステアリン酸マグネシウムなどの滑沢剤と組み合わせて、そして所
望であれば、希釈剤、緩衝化剤、湿潤剤、保存剤および着香剤と組み合わせて、使用する
ことができる。
油もしくは他の類似の油、合成脂肪酸グリセリド、高級脂肪酸のエステルまたはプロピレ
ングリコールなど(所望であれば、可溶化剤、等張化剤、懸濁剤、乳化剤、安定剤および
保存剤を含むもの)に溶解、懸濁または乳化することによって、注射用の製剤に製剤化す
ることができる。
ゾル製剤に利用することができる。本発明の化合物は、ジクロロジフルオロメタン、プロ
パン、窒素などの加圧された許容できる噴射剤中に製剤化することができる。
剤と混合することによって、坐剤にすることもできる。本発明の化合物は、坐剤により直
腸投与することができる。坐剤は、体温で溶解するが室温では固化するカカオ脂、カーボ
ワックスおよびポリエチレングリコールなどのビヒクルを含むことができる。
ゲート、調整物質、およびLRPリガンドの単位剤形を提供することができ、例えば茶さ
じ一杯、食匙一杯、錠剤または坐剤などの各投与単位は、所定の量の活性剤含有組成物を
含有する。同様に、注射用または静脈内投与用の単位剤形は、滅菌水、生理食塩水または
他の薬学的に許容できる担体中の溶液として、組成物中にコンジュゲートを含むことがで
きる。
、活性成分として、通常の薬学的配合技術に従って薬学的担体と十分に混和することがで
きる。担体は、投与、例えば経口投与または非経口投与(静脈内投与を含む)に望まれる
製剤の形態に依存して、多種多様な形態をとりうる。経口剤形用の組成物を製造する際に
は、通常の薬学的媒質、例えば懸濁剤、エリキシル剤および溶液剤などの経口液状製剤の
場合であれば、例えば水、グリセロール、油、アルコール、着香剤、保存剤、着色剤など
を、また例えば散剤、硬および軟カプセル剤ならびに錠剤などの経口固形製剤の場合であ
れば、担体、例えばデンプン、糖類、微結晶セルロース、希釈剤、造粒剤、滑沢剤、結合
剤、分散剤などを、どれでも使用することができ、固形経口製剤は液状経口製剤よりも好
ましい。
s」第17版(Gennaro et al.Eds,Mack Publishing Co.,1985)に記載されている。皮膚貼付
剤は、本発明のコンジュゲート、調整物質、およびLRPリガンドの好ましい経皮送達手
段である。貼付剤は、好ましくは、化合物の吸収量が増加するように、DMSOなどの吸
収促進剤を供給する。他の経皮薬物送達法は、米国特許第5,962,012号、第6,261,595号、
および第6,261,595号に開示されている。これらの特許はそれぞれ参照によりそのまま本
明細書に組み入れられる。
髄腔内投与によって行なわれるだろうと考えられる。本発明の髄腔内投与は、薬学的組成
物を脳室中に導入することを含みうる。もう一つの選択肢として、髄腔内投与は、薬学的
組成物を腰部に導入することを含みうる。さらにもう一つの選択肢として、髄腔内投与は
大槽中に薬学的組成物を導入することを含む。そのような投与はいずれも、好ましくは、
ボーラス注射によって行なわれる。症状の重症度およびその治療に対する対象の応答性に
応じて、そのようなボーラス注射は週に1回、月に1回、6週間毎に1回、または年に1
回投与することができる。別の実施形態では、髄腔内投与が注入ポンプを使って達成され
る。医薬品は、もちろん、少なくとも数日間にわたって持続的に髄腔内投与することがで
きるだろう。あるいは、髄腔内投与は少なくとも4週間にわたって持続的に行なわれる。
もちろん、投与が持続注入によって行なわれる場合は、その酵素補充療法の投薬速度は、
ボーラス注射投与と比較して著しく低下させることができる。好ましい実施形態では、コ
ンジュゲートの活性剤がイズロニダーゼであり、MPSの処置を受ける哺乳動物の体重2
0kgにつき約1mgのイズロニダーゼを含む量で送達される。特定実施形態では、上記
の用量が15ccのCSFに送達される。そのような濃度では、酵素濃度がCSF1ml
あたり18,000単位になると考えられる。上述の投薬量は単なる例示的投薬量である
と理解すべきであり、この投薬量を変更できることは、当業者には理解されるだろう。
および組成物と併用することができる。そのような方法には、抗原特異的寛容の誘導であ
って、例えばシクロスポリンAなどの免疫抑制剤の投与を含み、さらに例えばヌクレオチ
ド類似体または代謝拮抗物質など(ただしこれらに限定されるわけではない)の抗増殖剤
の投与を含んでもよいものが包含される。抗増殖剤はアザチオプリンであることができる
。さらなる方法は、例えば米国特許公開第20030211113号として公開された米国特許出願
第10/141,668号、および米国特許公開第20040009906号として公開された米国特許出願第1
0/429,314号に記載されており、これらはそれぞれ参照により本明細書に組み入れられる
。
販されている。さらに、薬学的に許容できる補助物質、例えばpH調節および緩衝剤、張
性調節剤、安定剤、湿潤剤なども市販されている。
して変動しうることは、当業者には容易に理解されるだろう。当業者は、例えば患者、試
験動物およびインビトロで行なわれる用量応答評価および薬物動態評価など(ただしこれ
らに限定されるわけではない)の様々な手段により、与えられた化合物に関する好ましい
投薬量を容易に決定することができる。
皮下、筋肉内および静脈内投与を含む)、肺投与(鼻または口腔吸入)、または鼻投与に
適した組成物(ただしこれらに限定されない)が包含されるが、どの場合でも、最も適切
な経路は、一つには、処置される状態の性質および重症度と、活性成分の性質とに依存す
るだろう。例示的な投与経路は経口経路および静脈内経路である。組成物は単位剤形で便
利に提供することができ、薬学分野で周知の方法のいずれかによって製造することができ
る。
に従って薬学的担体と十分に混和することができる。担体は、投与、例えば経口投与また
は非経口投与(静脈内投与を含む)に望まれる製剤の形態に依存して、多種多様な形態を
とりうる。経口剤形用の組成物を製造する際には、通常の薬学的媒質、例えば懸濁剤、エ
リキシル剤および溶液剤などの経口液状製剤の場合であれば、例えば水、グリセロール、
油、アルコール、着香剤、保存剤、着色剤などを、また例えば散剤、硬および軟カプセル
剤ならびに錠剤などの経口固形製剤の場合であれば、担体、例えばデンプン、糖類、微結
晶セルロース、希釈剤、造粒剤、滑沢剤、結合剤、分散剤などを、どれでも使用すること
ができ、固形経口製剤は液状経口製剤よりも好ましい。
の場合は明らかに固形の薬学的担体が使用される。所望であれば、錠剤は標準的な水性技
術または非水性技術によって被覆してもよい。これらの組成物における活性化合物のパー
センテージはもちろん変動することができ、当該単位の重量の約2パーセント〜約60パ
ーセントが好都合であるだろう。
療的介入、予防的介入および診断的介入に役立つ。本明細書に記載するように、本コンジ
ュゲートは、使用する生体ポリマーに依存して、任意の標的器官、コンパートメント、ま
たは部位で活性剤の優先的な蓄積および/または放出を示す。
細胞中に組み込んで、投与することができる。小胞は、通常は球状でしばしば脂質性のミ
セル粒子である。リポソームは二分子膜で形成される小胞である。好適な小胞には、例え
ばユニラメラ小胞およびマルチラメラ脂質小胞またはリポソームが包含されるが、これら
に限定されるわけではない。そのような小胞およびリポソームは多種多様な脂質またはリ
ン脂質化合物、例えばホスファチジルコリン、ホスファチジン酸、ホスファチジルセリン
、ホスファチジルエタノールアミン、スフィンゴミエリン、糖脂質、ガングリオシドなど
から、標準的な方法、例えば米国特許第4,394,448号に記載の方法などを使って製造する
ことができる。そのような小胞およびリポソームは、化合物の細胞内に投与するため、お
よび標的器官に化合物を送達するために、使用することができる。p97−関心対象組成
物の制御放出も、封入を使って達成することができる(例えば米国特許第5,186,941号参
照)。
たは好ましくは少なくとも血液脳関門の外側に送達する任意の投与経路を使用することが
できる。組成物は好ましくは末梢に、最も好ましくは静脈内に投与されるか、心臓カテー
テルによって投与される。頚静脈内注射および頚動脈内注射も有用である。組成物は局所
的または局部的に、例えば腹腔内または皮下または筋肉内に、投与することができる。あ
る態様では、組成物を適切な薬学的希釈剤または担体と共に投与する。
選択した投与経路に依存するだろう。コンジュゲートの好ましい投薬量は約0.2pmo
l/kg〜約25nmol/kgの範囲であり、特に好ましい投薬量は2〜250pmo
l/kgの範囲である。あるいは、コンジュゲートの好ましい用量は0.02〜2000
mg/kgの範囲内にあるだろう。これらの投薬量は生体ポリマーに付随する活性剤部分
または薬物部分の数による影響を受けるだろう。もう一つの選択肢として、投薬量は投与
される活性剤に基づいて計算することもできる。
0mg/kgのアドリアマイシンを含むRAP−アドリアマイシンの用量も、インビボで
有用である。アドリアマイシンとして0.05mg/kg〜20mg/kgのRAP−ア
ドリアマイシンの投薬量は、特に好ましい。当業者は、メガリンリガンドに連結された化
合物の好ましい用量を、一つには、遊離型の当該化合物に用いられている推奨投薬量に基
づいて決定することができる。RAPなどのメガリンリガンドに対する活性剤のコンジュ
ゲーションは、一般的には、同じ作用を得るのに必要な薬物の量を低下させる。
防的介入および診断的介入に役立つ。メガリンリガンド化合物は特定の組織における優先
的蓄積を示しうる。診断用途に関する好ましい医学的適応には、例えば関心対象の標的器
官(例えば肺、肝臓、腎臓、脾臓)に関係する任意の状態が包含される。特に好ましい実
施形態では、関心対象の標的器官は脳である。
望の活性を持つ活性剤または薬物は既に同定されているが、その活性剤または薬物が標的
部位、標的領域または標的コンパートメントに、完全に満足できる治療結果をもたらすほ
ど十分には送達されないような疾患状態における本方法の使用が、特に興味深い。そのよ
うな活性剤または薬物と共に、メガリンリガンドまたはそのメガリン結合性断片に活性剤
をコンジュゲートする本方法を使用することにより、活性剤または薬物の治療効力および
治療係数を高めることができる。
ート中に存在することができる薬物部分のタイプと同じように多様である。したがって、
疾患状態には、細胞増殖性疾患、例えば新生物疾患、自己免疫疾患、心血管疾患、ホルモ
ン異常疾患、変性疾患、加齢疾患、中枢神経系の疾患(例えばアルツハイマー病、てんか
ん、高脂血症)、精神疾患および精神医学的状態(例えば統合失調症、うつおよび不安な
どの気分障害)、感染性疾患、酵素欠乏疾患、上述したようなリソソーム蓄積症などが包
含される。
疾患に冒される可能性の低下、疾患の防止、宿主を患わせる疾患の進行の鈍化、停止もし
くは逆転、またはその疾患状態に伴う症状の改善などを包含するものとし、ここに改善ま
たは有益という用語は、パラメータの強さの、例えば処置される病的状態に伴う症状(炎
症およびそれに伴う疼痛など)の、少なくとも減少を指すべく、広い意味で用いられる。
したがって処置には、病的状態が、または少なくともそれに伴う症状が、完全に阻害され
る状況、例えばその発生が妨げられるか、停止されて、例えば終結されて、宿主がもはや
その病的状態に、または少なくともその病的状態を特徴づける症状に、患わされない状況
も包含される。
学的組成物として、前記哺乳動物の脳組織中に存在する蓄積顆粒の量を減少させるのに有
効な量で投与される。通例、そのような障害の症状は、病歴、理学的検査、心エコー法、
心電図検査、磁気共鳴画像、睡眠ポリグラフ、骨格調査、一連の運動計測、角膜写真、お
よび皮膚生検の定型的評価によって監視される。そのような障害において、治療剤にコン
ジュゲートされたメガリン結合部分を投与すると、前記対象における発育遅延および退行
の正常化、高圧水頭症の軽減、前記対象における脊髄圧迫の軽減、ならびに前記対象の脳
血管周辺の血管周囲嚢胞の数および/または大きさの減少が起こる。そのような続発症を
監視し評価する方法は当業者には知られている。そのような続発症のさらなる説明につい
て、当業者は、米国特許第6,585,971号、米国特許第6,569,661号および米国特許第6,426,
208号ならびに米国特許公開第20040009906号を参照されたい。
ろう。そのような方法は、2003年5月5日に出願され20040009906として公開された米国特
許出願第10/429,314号に記載されている(この文献は参照によりそのまま本明細書に組み
入れられる)。
ゼ活性は正常値の約50%以下である。そのような実施形態では、例えば週に約0.00
1mg/kg体重〜0.5mg/kg体重の有効量のヒトα−L−イズロニダーゼを、そ
の欠乏症を患っている対象に、コンジュゲートの一部として、投与することが望ましいだ
ろう。別の実施形態では、対象に、週に約0.01mg/当該哺乳動物のCSF 15c
c〜約5.0mg/当該哺乳動物のCSF 15ccの用量の前記ヒトα−L−イズロニ
ダーゼを投与する。ここで考えられる治療法は、リソソーム蓄積症を持つ対象の脳細胞に
おけるグリコサミノグリカン(GAG)の破壊を促進する。脳細胞は、ニューロン、神経
膠細胞、上衣細胞であることができる。通例、顆粒蓄積が起こる脳細胞であって、本発明
のコンジュゲートを投与することによって改善すべきであるものには、ニューロン、膠細
胞、小膠細胞、アストロサイト、乏突起膠細胞、血管周囲細胞、血管外皮細胞、髄膜細胞
、上衣細胞、くも膜顆粒細胞、くも膜、硬膜、軟膜および脈絡叢細胞が包含される。好ま
しい実施形態における治療は、髄膜細胞中の蓄積顆粒を、前記コンジュゲートの投与を行
なっていない同様の細胞中に存在するリソソーム蓄積顆粒の数と比較して、減少させる。
これにより、一部の対象における高圧水頭症の症状が緩和されるという治療効果が得られ
、前記投与は前記対象の髄膜組織中のCSF液の量を減少させる。
「哺乳動物」または「哺乳類」であり、この場合これらの用語は、食肉目(例えばイヌお
よびネコ)、齧歯目(例えばマウス、モルモットおよびラット)、および霊長目(例えば
ヒト、チンパンジー、およびサル)を含む哺乳綱に属する生物を記述するために広く用い
られる。多くの実施形態では、宿主はヒトであるだろう。
本発明では、与えられた活性剤のトランスサイトーシスを容易にするために、数多くの
メガリンリガンドを使用することができる。そのようなリガンドの典型例の一つはRAP
である。本発明で使用されるRAPおよびRAPポリペプチドには、米国特許第5,474,76
6号に開示されているものが包含され、この特許はそのようなペプチドを開示すると共に
本発明の化合物および組成物で使用するためにそれらを取得する方法を開示する目的で、
参照によりそのまま本明細書に組み入れられる。RAPおよびRAPポリペプチドならび
に他のメガリンリガンドは、当業者に知られる任意のタンパク質製造および精製法を使っ
て製造することができる。
から単離するか、タンパク質合成分野で周知の技術を使って合成することができる。当業
者は、メガリン結合部位を含有するメガリンリガンドを得るために、種々のそのような技
術を容易に適合させることができる。そのようなメガリンリガンドは、例えば、RAP上
に見いだされるメガリンドッキング/結合部位を持ちうる。例えばMelman et al.,J.Biol
.Chem.276(31):29338-29346(2001)、Savonen et al.,J Biol Chem.274(36):25877-25882(
1999)、Nielsen et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 94:7521-7525(1997)、Medved et al.,J
.Biol.Chem.274(2):717-727(1999)、Rall et al.,J.Biol.Chem.273(37):24152-24157(199
8)、Orlando et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 3161-3163(1994)を参照されたい。
90)およびJensen et al.,FEBS Lett.255:275-280(1989)に記載されている。メガリン結合
部位を含有するメガリンリガンド断片は、単離されたネイティブタンパク質から、タンパ
ク質全体の断片が生成するように酵素的および/または化学的切断で変換することによっ
て、作製することができる。そのような方法の典型例が米国特許第6,447,775号に教示さ
れており、この特許は参照により、特にそのようなRAPポリペプチド取得法に関して、
本明細書に組み入れられる。
.Biol.Chem.269:3325-3330(1994)に記載されているように、メガリンリガンドまたはその
ようなリガンドのメガリン結合性断片を、組換え細菌中で発現させることもできる。
え大腸菌株から39kDa RAPタンパク質を精製する手順は既にHerz et al.,J.Biol
.Chem.266,21232-21238(1991)によって記述されている。その手順の変法を、米国特許第5
,474,766号および以下に記述するように使用することができる。
100μg/mlアンピシリンを含むLB培地中、37℃で、対数増殖期中期まで生育さ
せることができる。次に、培養物を30℃まで冷まし、グルタチオン−S−トランスフェ
ラーゼ−39kDa融合タンパク質の発現を誘導するために、0.01%イソプロピルチ
オ−ベータ−D−ガラクトシドを添加することができる。30℃で4〜6時間インキュベ
ートした後、培養物を氷で冷却し、遠心分離によって回収することができる。
タシン、2.5μg/mlロイペプチン、0.2mMフッ化フェニルメチルスルホニル(
PMSF)および1μMエチレンジアミン四酢酸(EDTA)を含むPBS中で、細胞ペ
レットを溶解する。この溶解物をBranson Model 450 Sonifierで超音波処理し、得られた
膜および他の細胞残渣を15,000gで15分間の遠心分離によって分離した後、上清
を回収する。この工程で得た上清をアガロース固定化グルタチオンビーズ(Sigma Chemica
l Co.)と共にPBSおよび0.1%アジ化ナトリウム中で終夜インキュベートする。次に
、ビーズを洗浄することができ、融合タンパク質の溶出は、5mM還元型グルタチオン(S
igma Chemical Co.)との競合によって行なうことができる。透析に続いて、融合タンパク
質50μgにつき100ngの活性化ヒトトロンビンと共に終夜インキュベートすること
により、融合タンパク質を切断することができる。次いで、アガロース固定化グルタチオ
ンビーズと共にさらにインキュベートすることにより、グルタチオン−S−トランスフェ
ラーゼエピトープを除去することができる。
」)は、配列表に配列番号2として後述するアミノ酸配列(図16)を持つ。
持ち、酸加水分解に対して比較的安定であり、1%トリトンX100に溶解し、肝受容体
へのt−PA結合に対して39kDaタンパク質とほぼ同じ阻害活性(Ki)を持つ。こ
の28kDaタンパク質は、米国特許第5,474,766号にさらに例示されているように、ク
ローニングし、精製することができ、この特許はそのようなクローニング法に関して特に
参照により本明細書に組み入れられる。
リンリガンドおよびメガリン結合性断片も、同様の技術を使って製造することができる。
そのようなリガンドの総説は、ChristensenおよびBirn(Am.J.Physiol.Renal Physiol.,28
0:F562-F573,2001、特に表1およびそこに引用されている文献を参照されたい)に見いだす
ことができる。そのようなリガンドを製造および精製する技術は当業者にはよく知られて
いる。
本発明の好ましい実施形態を実証するために以下の実施例を記載する。以下の実施例に
開示する技術は、本発明の実施に際してうまく機能することを本発明者らが発見した技術
を表し、それゆえにその実施の好ましい形態を構成するとみなしうることを、当業者は理
解すべきである。しかし当業者は、本明細書の開示に照らして、ここに開示する特定の実
施形態には数多くの改変を施すことができ、そうしてもなお、本発明の精神および範囲か
ら逸脱することなくよく似たまたは同様の結果が得られることを理解すべきである。以下
の実施例は、インビトロでトランスサイトーシスを評価するためのプロトコールならびに
RAPなどのメガリンリガンドとメガリンおよび他の受容体との相互作用を特徴づけるた
めのプロトコールの典型例を提供する。
〔p97のトランスサイトーシス〕
トランスサイトーシス実験は以下のように行なった。ウシ脳毛細管内皮細胞(BBCE
C)で覆われた1個のインサートを、2mlのリンゲル/ヘペスが入った6穴マイクロプ
レートを含有するトランズウェル装置に入れ、37℃で2時間プレインキュベートした。
[125I]−p97(250nM)を細胞で覆われたフィルターの上側に加えた。BBC
ECの管外側によるp97の再エンドサイトーシスを避けるために、様々な時点で、イン
サートを移動させた。実験の終了時に、TCA沈殿を行なってから、[125I]−p97
を測定した。図17にトランスサイトーシスを図示する。
LRPファミリーの既知ポリペプチド阻害剤であるRAPを細胞に適用した(25マイク
ログラム/ml)。RAPはp97のトランスサイトーシスを有意に阻害したことから、
LRPファミリーがトランスサイトーシスに関連づけられた。
〔RAP融合物の構築、発現、精製および特徴づけ〕
ヒト受容体関連タンパク質(RAP)とヒトアルファ−グルコシダーゼ(GAA)、ア
ルファ−L−イズロニダーゼ(IDU)または膠細胞由来神経栄養因子(GDNF)との
融合物をコードする発現コンストラクトを作製した。この目的のために、RAPをコード
する配列を、様々な融合パートナーをコードする配列の5’末端に融合した。配列は全て
、図2に示す後述のプライマーを使ったヒトcDNAの高忠実度PCR増幅によって取得
した。GDNF融合物は細菌での発現用に設計した。そのために、このコンストラクトの
RAP増幅では、プライマーRAPFの代わりにプライマーRAPBACFを使用した(
図2b)。
哺乳類発現コンストラクトには、ジペプチドGSをコードするインフレームBamHI部
位を付加した。細菌発現コンストラクトには、5’末端にNcoI部位を持つテトラペプ
チドMGGSをコードする配列を付加した。テトラペプチドHNEL小胞体保持シグナル
を除去するためにRAPの3’末端を切断した。その代わりに、6アミノ酸スペーサー(
AEAETG)のコード配列を付け加えた。このスペーサーの最後の2コドンはAgeI
制限部位を指定する。シグナルペプチドおよびプロペプチド配列を除去するためにGAA
の5’末端を切断した(Wisselaar et al.,J.Biol.Chem.268(3):2223-31,1993)。その代わ
りに、融合物のRAP−スペーサー部分への融合が可能なように、AgeI部位を付加し
た。IDUの5’末端も、シグナルペプチドを除去して制限部位を導入するために、同様
に切断した。GDNFの5’末端は、シグナルペプチドおよびプロペプチド配列の両方を
除去するために切断した(Lin et al.,Science,260(5111):1130-2,1993)。
ーpCINmt中に、隣接するBamHIおよびXhoI部位を使ってライゲートした。
このベクターは、3’末端にインフレームBamHI部位を持つヒトメラノトランスフェ
リンシグナルペプチドを含有している。結果として得られた融合タンパク質の配列を図3
および4に示す。pCINmt(InvitrogenベクターpcDNA3.1由来)制御配列は
、ヒトCMVプロモーターと、それに続くウサギIVS2およびラットプレプロインスリ
ンRNAリーダー配列とからなる。ウシ成長ホルモンターミネーター配列は発現カセット
の3’に位置する。このベクターは、弱いHSV−tkプロモーターによって駆動される
減弱化ネオマイシンホスホトランスフェラーゼ遺伝子から構成される選択可能マーカーを
含んでいる(Yenofsky et al.,Proc.Nat'l Acad.Sci.,USA 87(9):3435-9,1990)。RAP−
GAAおよびRAP−IDUをLrp欠損CHO細胞株(CHO13−5−1)にトラン
スフェクトし、800μg/mLのG418で組換え体を選択した。
隣接するNcoIおよびXbaI部位を使ってクローニングした。その結果得られた発現
ベクターをBL21細胞にトランスフェクトし、組換え体をカルベニシリンで選択した。
発現させ精製したRAP−GDNF融合物を、ドーパミン作動性ニューロンを保護する能
力または既に記載されている他の活性(Kilic et al.,Stroke 34(5):1304-10,2003)につい
てアッセイすることができる。
培地は、2mM L−グルタミン、ゲンタマイシン、アンホテリシン、800μg/m
L G418および2.5%ウシ胎仔血清を添加したJRH302とした。組換えクロー
ンをT225フラスコ中で生育してから、血清の存在下で、1L Corningスピナ
ーフラスコのCytopore 1ビーズ(Amersham)上に播種した。37℃および5%C
O2に設定した組織培養インキュベーター中にスピナーフラスコを維持した。培地を2日
毎に血清レベルが検出されなくなるまで無血清培地で置き換えた。次に、収穫物を2日毎
に収集し、培地を交換した。
スピナーフラスコから培地中に収集したRAP−GAAを、中性pHの低塩緩衝液中の
ブルーセファロースカラム(Amersham)にかけた。直線的塩勾配で画分を溶出させ、融合物
含有画分をヘパリンセファロースカラム(Amersham)に負荷し、再び直線的塩勾配で溶出さ
せた。溶出した活性含有画分をプールし、フェニルセファロースカラム(Amersham)にかけ
た。そのフェニルセファロースカラムから、塩濃度が低下するステップ勾配を使って、R
AP−GAAを溶出させた。溶出した画分をSDS−PAGEゲルで泳動し、染色するこ
とによって、相対的パーセント純度を決定した。ゲル解析によれば、ピーク活性画分は約
70%純粋だった。画分をプールし、30kD MWCOメンブレン(Millipore)を使っ
て濃縮し、中性pHのリン酸緩衝食塩水に交換した。
した。精製ヒトLRP(1μg、組み換え体、結合ドメイン2)を、96穴ドットブロッ
ト装置中のPVDFフィルター上にスポットした。5mM CaCl2および3%脱脂粉
乳を含むpH7.5のトリス緩衝食塩水(TBS/Ca/BLOTTO)中の精製RAP
−リソソーム酵素融合物(RAP−LE)を、固定化LRPに重層した。RAP−LEを
含有する調整培地、緩衝液のみおよびRAPのみを、同様に固定化LRPと共にインキュ
ベートした。結合していないタンパク質を除去するためにフィルターを3回洗浄した。2
枚一組のフィルターを抗LE抗体または抗RAP抗体でプローブした。ブロットを化学発
光検出によって呈色させた。蛍光基質を使ってリソソーム酵素の活性を測定した。図10
に示すように、RAPに対する抗体またはリソソーム酵素に対する抗体はLRPに結合し
たRAP−LEを検出することが観察され、ウェスタンブロット上の融合タンパク質に結
合することがわかったので、融合タンパク質は完全であり、折りたたまれていることが示
された。シグナル強度を比較することにより、融合タンパク質は、RAPのみの場合とよ
く似た程度に、固定化LRPによって結合されることも観察される。
アイデンティティ、純度および糖質含量を決定するために、精製RAP−GAAを調べ
た。アイデンティティ試験では、融合物をSDS−PAGE上で分割し、PVDFにブロ
ットし、抗GAA抗体および抗RAP抗体でプローブした。約150kDの単一バンドが
両方の抗体と交差反応した(図6)。融合物純度は、SDS−PAGEゲルのクーマシー
ブルー染色によって決定し、>95%と推定された。ノイラミニダーゼで消化し、IEF
ゲルで未消化の試料と比較することにより、複合型オリゴ糖の存在を測定した。ノイラミ
ニダーゼ消化により、複合型オリゴ糖の存在に合致する塩基性pI側への移動度の定量的
シフトが起こった(図7)。Endo H消化を使って高マンノース型オリゴ糖の存在に
ついて調べた。対照タンパク質とは異なり、Endo H消化後もSDS−PAGEゲル
上で融合物の分子量の変化は観察されなかった。これは融合物上に高マンノース型オリゴ
糖が存在しないことを示唆している(図8)。
第1精製工程にはブルーセファロース6 Fast Flow樹脂を使用する。収穫し
た液体をpH7.0に調節し、70mL/mL樹脂の割合でブルーセファロースカラムに
負荷した。カラムを75mM NaCl、20mM Na2HPO4(pH7.0)で平衡
化した。RAP−IDUは1.2M NaCl、20mM Na2HPO4(pH7.0)
でカラムの外に溶出した。次に、溶出したRAP−IDU含有画分(イズロニダーゼ活性
アッセイで決定)を、75mM NaCl、20mM Na2PO4(pH7.0)に溶媒
交換し、ヘパリンCL 6B樹脂に負荷した。そのヘパリンカラムから0.5M NaC
l(pH7.0)でRAP−IDUを溶出させた。次に、溶出した画分を2M NaCl
、20mM Na2HPO4(pH7.0)に調節し、フェニルセファロースカラムに直接
負荷した。最終工程として、RAP−IDUをこのカラムから0.3〜0.5M NaC
lで溶出させた。融合物純度はSDS−PAGEで>80%と見積られた(図9)。
〔非コンジュゲートRAPの脳へ取り込みおよび分布〕
マウスインサイチュー灌流モデルを使って脳へのRAPの分布を測定した。RAP、陽
性対照トランスフェリンおよび陰性対照アルブミンの分布容積(Vd)を5分間の灌流期
間で決定した。また、灌流した脳の血管画分および実質画分における試験タンパク質の相
対量を、毛細管消耗技術(capillary depletion technique;Gutierrez et al.,J.Neuroimm
unol.,47(2):169-76,1993)を使って決定した。図11に示す結果には、トランスフェリン
について1μL/g/分という観測補正Kinfluxが含まれている。RAPは、2.2μL
/g/分という観測補正Kinfluxを持っていた。RAPは脳内に取り込まれる。
、単一の5分時点で、別個の実験を行なった。脳は前と同様に収集したが、血管空間およ
び実質空間内のRAPおよびアルブミンのレベルを決定するために、毛細管消耗処置を施
した。収集後に、単離された皮質を計量し、氷上のダウンスホモジナイザーに入れた。皮
質を、0.7mlの毛細管緩衝液(10mMヘペス、141mM NaCl、4mM K
Cl、2.8mM CaCl2、1mM NaH2PO4、1mM MgSO4、10mMグ
ルコース、pH7.4)中、10回のストロークで直ちにホモジナイズした後、1.7m
lの26%デキストランを加え、その混合物を、氷上でさらに3回のストロークで、さら
にホモジナイズした。様々な組織画分を分離するために、1.3mlのホモジネートを超
遠心管に充填した。ホモジネートを、Beckman TLV−100スイングバケット
ローター中、4℃、9000rpm(5400×g)で、15分間遠心分離した。次に、
実質部分(上清)および毛細管部分(ペレット)を、デュアルチャンネルガンマカウンタ
ーで個別にカウントした。Vd計算のために、ポストCNS灌流液の試料もカウントした
。場合によっては、脳組織への取り込みが飽和しうるかどうかを決定するために、競合剤
として非標識RAPを含めた(マウス1匹につき5μgの非標識RAP、標識RAPに対
して約80倍過剰)。結果を補正Vdとしてプロットした(図11)。各データポイント
は、5〜6匹のマウスから得た平均値である。図12に、脳毛細管内皮と脳実質の間のR
APの分布を示す。これらの結果は、RAPが血液脳関門を横切って脳実質に進入するこ
と、そして取り込みの過程が飽和しうることを示している。
〔酵素欠乏患者の線維芽細胞へのRAP−GAAの特異的取り込みの測定〕
GAAが欠乏している細胞へのRAGAの取り込みを特徴づけた。使用した細胞株はG
M244(Coriell Cell Repository)である。これはグリコーゲン蓄積症II型(ポンペ
病)を持つ患者から単離された初代細胞株である。これらの線維芽細胞はリン酸化組換え
GAAをマンノース−6−リン酸受容体によって取り込むが、RAPを結合するLRP1
受容体も持っている。様々な試験リガンドの取り込みに関与する受容体を同定するために
、過剰量の遊離RAPまたはマンノース−6−リン酸を含有する試料を調製した。
−グルタミンおよび250μg/mLウシ血清アルブミンを添加したダルベッコ変法イー
グル培地)中に調製することにより、33、11、3.7、1.2、0.4および0.1
nMの融合タンパク質濃度を得た。3mMマンノース−6−リン酸、500nM RAP
およびこれらの2つの組合せが、5nM RAP−GAAの取り込みに及ぼす作用もアッ
セイした。GM244線維芽細胞を12穴プレートに播種し、3日間生育してから、取り
込み実験を行なった。
に各ウェル1mlずつ分注した。プレートを37℃、5%CO2で4時間インキュベート
した。次に、試料を各ウェルから吸引し、ウェルをリン酸緩衝食塩水(PBS)で洗浄し
、予め温めておいた0.25%トリプシン/0.1%EDTAを各ウェルに37℃で5分
間加えて、付着細胞を遊離させた。遊離した細胞をペレット化し、冷却したPBSで濯い
だ。次に、予め冷却しておいた溶解緩衝液(0.15%トリトンX100を含むリン酸−
クエン酸緩衝液、pH4.0)を加え、穏やかにボルテックスすることにより、ペレット
を再懸濁した。溶解した細胞は−80℃で保存することができた。
。溶解物(50μl)を、96穴不透明マイクロタイターウェル中の2つ一組のウェルに
、直接加えた。反応を開始させるために、予め温めておいたGAA蛍光基質(4−メチル
ウンベリフェリル−アルファ−D−グルコシド、100μL)を各ウェルに加えた。プレ
ートを37℃で30分間インキュベートし、150μlのグリシン/炭酸緩衝液(pH1
0)を添加することによって、反応を停止させた。蛍光を、プレートリーダーにて、励起
波長366nmおよび放射波長446nmで測定した。
示している。GraFitソフトウェアプログラムに記載されている非線形フィット酵素
アルゴリズム(SandoおよびNeufeld,Cell,12(3):619-27,1977)で決定したKuptakeは約1
9nMだった。組換えGAAより約60倍多いRAP−GAAが線維芽細胞に入り(Vma
x比)、10nMでは25倍多い。加えて、RAP−GAA融合物取り込みの90%は5
0nM RAPによって阻害されるが、3mMマンノース−6−リン酸では取り込みの2
0%しか阻害されない。ネイティブGAAの取り込みはマンノース−6−リン酸によって
ほとんど完全に阻害されることから、RAP−GAAおよび組換えGAAの代替受容体経
路が示唆される。
〔様々なLRP受容体ファミリーメンバー(LRP1B、LDLR、VLDLR)を発現
させるLRPnull CHO細胞およびLRP2(メガリン、gp330)だけを発現
させるBN細胞へのRAP−GAAの取り込みおよびリソソーム局在の測定〕
ヨウ素標識:ヨードジェン(IODO−GEN)試薬を使って、RAP−GAAおよび
組換えGAAを125Iで放射標識した。
用した。実験当日に細胞を氷冷リガンド結合緩衝液(0.6%ウシ血清アルブミン(BS
A)を含有する最少イーグル培地)中で2回濯ぎ、次に同じ緩衝液で125I−RAP−G
AAまたはGAAのみを加えた(0.5ml/ウェル)。試験した初期リガンド濃度は1
0nMである。結合は、受容体結合の特異性を確認するために、非標識500nM RA
Pまたは10mMマンノース6−リン酸の存在下または不在下で、穏やかに揺動しながら
4℃で30分間行なった。次に、細胞単層を氷冷結合緩衝液で3回洗浄することによって
未結合リガンドを除去した。次に、氷冷停止/ストリップ溶液(0.2M酢酸、pH2.
6、0.1M NaCl)を温めずに一組のプレートに加え、氷上に保ってからカウント
した。得られた結合データから受容体−リガンド複合体の解離定数を決定した。次に、残
りのプレートを37℃の水浴に入れ、内在化を開始させるために、37℃に予め温めてお
いた0.5mlのリガンド結合緩衝液をウェル単層に加えた。各時点(2分間は30秒ご
と、その後は3分ごと)で、ウェルを氷上に置き、リガンド結合緩衝液を氷冷停止/スト
リップ溶液に置き換えた。20分間(0.75mlで10分間を2回)インキュベートす
ることによって細胞表面に留まっているリガンドをはぎ取り、カウントした。このデータ
から内在化速度を決定した。次に、細胞単層をSDS溶解緩衝液(62.5mMトリス−
HCl、pH6.8、0.2%SDS、および10%(v/v)グリセロール)中で可溶
化し、カウントした。各アッセイ後に内在化したリガンドを細胞表面に留まっているリガ
ンドに加えた和を、最大潜在内在化量として使用した。各時点後に内在化したリガンドの
割合を計算し、プロットした。
アッセイの1日前に、12穴プレートに、細胞を200,000細胞/ウェルの密度で
播種した。実験当日に、RAP−GAAまたはGAAのみを含有する予め温めておいたア
ッセイ緩衝液を、非標識500nM RAPまたは10nMマンノース−6−リン酸の存
在下または不在下で、細胞単層に加え、次に37℃で4時間インキュベートした。インキ
ュベーション後に、細胞単層を覆っている培地を取り出し、BSAを10mg/mlにな
るように、そしてトリクロロ酢酸を最終濃度20%になるように添加することによって、
タンパク質を沈殿させた。リガンドのリソソーム分解を、20%トリクロロ酢酸中に可溶
な放射性断片の培地への出現と定義した。各細胞溶解物のタンパク質濃度は、LRPリガ
ンドを含有していない並行ディッシュで測定した。RAP−GAAおよびGAA分解効率
は、分解した放射性物質(可溶性cpm/mg細胞タンパク質)を細胞表面LRPファミ
リー受容体の数(先にフローサイトメトリーによって決定したもの、非掲載データ)で割
った値として計算した。
〔酵素欠乏患者の線維芽細胞におけるRAP−LEの特異的取り込みおよびそれに伴う蓄
積グリコサミノグリカンのクリアランスの測定〕
患者線維芽細胞を12穴プレートに播種し、コンフルエントまで生育する。実験当日に
、MgSO4を欠き4μCi/mLのNa2 35SO4を含有する新鮮な培地を、細胞に供給
する。細胞には、500nM RAPまたは10mMマンノース−6−リン酸の存在下ま
たは不在下で、RAP−LE融合物またはLEのみも添加する。細胞を4日間毎日収集す
る。PBSで濯いだ後、細胞を凍結融解法で溶解する。蓄積GAGを80%エタノールに
よる沈殿でアッセイし、シンチレーション計数によって定量する。蓄積GAG値を細胞溶
解物のタンパク質含量に対して標準化する。
〔GAA欠損マウスにおける静脈内投与されたRAP−GAAのリソソーム分布および蓄
積物クリアランスの測定〕
GAAノックアウトマウス(C57Bl/6バックグランド)を4つの処置群にランダ
ムに割り当て、静脈内尾静脈注射により、2日ごとに100μlのリン酸緩衝食塩水、1
.3mg/kgまたは0.33mg/kg RAP−GAA融合タンパク質で4回処置し
た。4回目の注射の48時間後にマウスを二酸化炭素吸入によって安楽死させ、脳、心臓
、横隔膜、上半身および下半身骨格筋ならびに肝臓を直ちに収集し、急速冷凍した。3匹
の年齢一致野生型マウスも安楽死させ、組織を収集し、凍結した。各組織を、OCTブロ
ックに包埋することによってGAA免疫組織化学染色用に調製し、グルタルアルデヒドで
固定しパラフィンに包埋することによってグリコーゲン染色用に調製した。残りの組織は
、実施例4に記載の蛍光基質アッセイを使って、GAA活性について試験した。屠殺時に
血清を集め、GAA抗体について調べた。
〔MPS−I障害を持つ患者の処置〕
RAPに連結された治療酵素を含むコンジュゲート薬剤を含んでいる薬学的組成物を静
脈内投与する。その液体の最終剤形はコンジュゲート薬剤、生理食塩水、pH5.8のリ
ン酸緩衝液および1mg/mlのヒトアルブミンを含む。これらは生理食塩水バッグ中で
調製される。
0,000単位の量のコンジュゲート薬剤(RAPに連結された治療酵素)、塩化ナトリ
ウム溶液150mM、リン酸ナトリウム緩衝液10〜50mM(pH5.8)、ヒトアル
ブミン1mg/mLを含む。この組成物は50〜250mlの静注バッグ内に存在しうる
。
球および線維芽細胞中のアルファ−L−イズロニダーゼレベルが正常値の1%未満である
MPS I患者などを含める。全ての患者はグリコサミノグリカンの内臓および軟組織蓄
積を示す何らかの臨床的証拠を呈し、様々な機能障害度を持つ。効力は、経時的な尿中G
AG排泄の減少率を測定することによって決定される。MPS−I患者における尿中GA
Gレベルを正常排泄値と比較する。無処置MPS−I患者では尿中GAG値が広範囲にわ
たる。コンジュゲート薬剤による治療に続いて起こる非分解GAGの排泄の50%を越え
る減少は、治療に対する個体の応答を判定する妥当な手段である。例えばMPS I患者
において治療前および治療後に白血球イズロニダーゼ活性および口腔イズロニダーゼ活性
を測定することにより、データを収集する。肝臓サイズおよび脾臓サイズの臨床的評価を
行なう。なぜなら、これがMPS−I患者の骨髄移植処置の成功を評価するための最も広
く受け入れられている手段だからである(Hoogerbrugge et al.,Lancet 345:1398,1995)。
〔対応するRAP−LEコンジュゲートで処置することできるリソソーム蓄積症〕
本発明の方法を使って処置または防止することができる疾患は:ムコ多糖症I(MPS
I)、MPS II、MPS IIIA、MPS IIIB、異染性白質ジストロフィ
ー(MLD)、クラッベ病、ポンペ病、セロイドリポフスチノーシス、テイ・サックス病
、ニーマン・ピック病AおよびB、ならびに他のリソソーム疾患である。各疾患について
、コンジュゲート薬剤は特定の化合物または酵素を含むだろう。MPS Iに関わる方法
では、好ましい化合物または酵素はα−L−イズロニダーゼである。MPS IIに関わ
る方法では、好ましい化合物または酵素はイズロン酸−2−スルファターゼである。MP
S IIIAに関わる方法では、好ましい化合物または酵素はヘパランN−スルファター
ゼである。MPS IIIBに関わる方法では、好ましい化合物または酵素はα−N−ア
セチルグルコサミニダーゼである。異染性白質ジストロフィー(MLD)に関わる方法で
は、好ましい化合物または酵素はアリールスルファターゼAである。クラッベ病に関わる
方法では、好ましい化合物または酵素はガラクトシルセラミダーゼである。ポンペ病に関
わる方法では、好ましい化合物または酵素は酸性α−グリコシダーゼである。CLNに関
わる方法では、好ましい化合物または酵素はトリペプチジルペプチダーゼである。テイ・
サックス病に関わる方法では、好ましい化合物または酵素はヘキソサミニダーゼ・アルフ
ァである。ニーマン・ピック病AおよびBに関わる方法では、好ましい化合物または酵素
は酸性スフィンゴミエリナーゼである。
〔RAPとα−L−イズロニダーゼまたは酸性αグルコシダーゼとの融合物の受容体結合
、細胞取り込みおよびリソソーム送達のさらなる例証〕
本実施例では、RAPを送達ビヒクルとして使用することによる治療酵素の効率的なL
RP受容体結合、細胞取り込みおよびリソソーム送達を実証する追加データを提供する。
アミノ酸35〜353を含むヒトRAPコード配列を、ヒト肝臓cDNAから、Pfu
Turboポリメラーゼ(Stratagene)ならびにプライマーRAPF 5’−GCGATA
GGATCCTACTCGCGGGAGAAGAACCAGCCCAAGCCGTCCC
CGA−3’(配列番号12)およびRAPR 5’−GCGATAAACCGGTTT
CTGCCTCGGCGCGAGCTCTGGAGATCCTGCCGGACAGGTC
CT−3’(配列番号13)を使って増幅した。この断片はシグナルペプチドまたはHN
EL ER保持シグナルをコードする配列を含まない。5’−RAPプライマーにはイン
フレームBamHI部位が5’末端に組み込まれている。3’−RAPプライマーは、イ
ンフレームAgeI部位を3’末端に含んでいる6アミノ酸スペーサー(AEAETG;
配列番号29)をコードする配列を付加する。この改変RAP配列を、ヒトα−L−イズ
ロニダーゼ(アミノ酸27〜652)またはヒトアルファ−グルコシダーゼ(アミノ酸7
0〜952)とのインフレーム融合物としてベクターpC3B中にクローニングした。ど
ちらのリソソーム酵素配列も、シグナルペプチドを除去し、インフレームAgeI部位を
付加するために、5’部分を改変した。この発現ベクターはpCDNA3.1(+)(Inv
itrogen)に由来し、ウサギベータ−アクチンIVS2、ラットプレプロインスリン転写物
リーダー配列、およびインフレームBamHIで終わるヒトメラノトランスフェリンの最
初の18アミノ酸(シグナルペプチド)を含んでいる。
1 LRP-(CHOdL)にトランスフェクトした。800μL/mL G418を含
有する培地での限界希釈によってクローンを選択した。各リソソーム酵素の蛍光単糖基質
を使って、発現についてクローンをスクリーニングした。RAP−IDUを発現するクロ
ーン(CHOdL−RI7)およびRAP−GAAを発現するクローン(CHOdL−R
G20)を、さらなる研究のために選択した。
CHOdL−RI7およびCHOdL−RG20を、Tフラスコ中、2.5%ウシ胎仔
血清を添加した無タンパク質培地で培養した。産生は、pH、酸素および温度制御した3
L Applikonバイオリアクター中、血清の不在下で行なった。産生期は細胞をC
ytopore 1ビーズ(Amersham)上で生育した。灌流中は内部セトラー(Biotechnolo
gy Solutions)を使ってマイクロキャリアを保持した。バイオリアクター灌流速度は、残
存グルコースを監視することによって決定した。
SartoPore 1.2デプスフィルターに通し、次に滅菌のために0.2μmP
ESメンブレンフィルターを通すことによって、RAP−IDU細胞培養培地を清澄化し
た。その滅菌清澄化培地をpH調節した後、ヘパリンセファロースCL−6B(Amersham)
、フェニルセファロースHP(Amersham)およびSPセファロースFast Flow(Ame
rsham)で順次、分割した。酵素活性画分をプールし、濃縮し、必要な場合は、次の工程の
ために50kDaミニTFFメンブレン(Vivascience)を使って緩衝液交換した。最終緩
衝液は10mMリン酸ナトリウム(pH5.8)、150mM塩化ナトリウムとした。D
EAE Fast Flow(Amersham)の非結合通過を行なって、または行なわずに、R
AP−GAAを精製した。次に、RAP−GAA融合物をヘパリンセファロースCL−6
B(Amersham)およびフェニルセファロースHP(Amersham)で順次、分割した。工程内溶出
物および最終溶出物を、RAP−IDUについて説明したように処理した。
公表された方法を96穴プレートに適合させたものを使って、小さい蛍光原単糖基質の
加水分解により、酵素活性を測定した。RAP−IDU活性の場合は、基質4−メチルウ
ンベリフェリルイズロニド(4−MUI)を2.5mMの濃度で使用した。RAP−GA
A活性の場合は、基質4−メチルウンベリフェリル−アルファ−D−グルコシドを5.4
mMの濃度で使用した。活性単位は37℃で1分あたりに加水分解される基質のマイクロ
モル数と定義する。
FACE解析は、基本的に既に記述されているとおりに行なった(Starr et al.,J.Chro
matogr.A.,720(1-2):295-321,1996、Hague et al.,Electrophoresis,19(15):2612-20)。
簡単に述べると、タンパク質を変性させ、N結合型オリゴ糖を遊離させるために、N−グ
リカナーゼで処理した。次に、単離したオリゴ糖を、還元的アミノ化により、アミノナフ
タレン−6−スルホンで蛍光標識し、ポリアクリアミドゲルで分割し、蛍光検出した。バ
ンドのアイデンティティは、移動度を既知標準品と比較して測定することによって推断し
た。必要な場合は、オリゴ糖のアイデンティティを、特異的エキソグリコシダーゼによる
消化後の追加FACE解析によって確認した。
精製融合物を、50mM酢酸ナトリウム緩衝液(pH5)中、37℃で1時間、クロス
トリジウム・パーフリンジェンス(Clostridium perfringens)ノイラミニダーゼ(Sigma)で
処理した。処理した試料および未処理の対照をpH3〜9勾配ゲルでのIEFによって解
析した(Amersham Phastgel System)。
リソソームプロテアーゼカテプシンB、DおよびLをCalbiochemから購入し、50mM
リン酸ナトリウム(pH5)に再懸濁し、凍結保存した。消化には、各融合物0.5μg
を上記カテプシンの等モル混合物(それぞれ最終濃度約300μM)10ngと共に、1
00mM酢酸ナトリウム、100mM塩化ナトリウム、0.5mM DTT、pH4.5
中、37℃で1時間インキュベートした。2%SDSを含有するSDS−PAGE試料ロ
ーディング緩衝液で反応を停止させ、95℃で5分間加熱した。試料をNu−PAGE
4〜12%ビス−トリスSDS−PAGEゲルで分割し、クーマシーブルーで染色した。
先に記述されているとおり(BuおよびRennke,J.Biol.Chem.,271(36):22218-24 1996)。
ヒトアルファ−L−イズロニダーゼ(アルドラザイム)はBioMarin Pharmaceuticalお
よびGenzyme Therapeuticsの厚意で譲り受けた。ヒトリソソームアルファ−グルコシダー
ゼは、独自の方法を使って発現させ、精製した。精製酵素は純度が95%より高く、タン
パク質1分子につき少なくとも1つのビスリン酸化オリゴマンノース構造を持っている(
FACE解析およびマンノース−6−リン酸受容体カラムでの保持に基づく、未公表結果
)。
PVDFメンブレン(Millipore)をメタノールで予め湿らせておき、PBS(11.9
mMリン酸ナトリウム、137mM塩化ナトリウム、2.7mM塩化カリウム、pH7.
4)中で平衡化した。次に、メンブレンをBio−Radドットブロット装置にマウント
した。LRP1の第2リガンド結合ドメイン(sLRP2、1μg/ウェル)を真空濾過
によってメンブレンに適用した。次に、そのメンブレンを細断し、それらを24穴プレー
トの別々のウェルに入れた。メンブレンを、TBS(20mMトリス(pH7.4)、1
50mM塩化ナトリウム)中、5mM塩化カルシウムおよび3%脱脂粉乳で30分間ブロ
ックした。リガンドを各メンブレンスポットと共に室温で2時間インキュベートした。個
々のブロットをブロッキング緩衝液で2回、それぞれ5分間洗浄した後、結合を検出する
ために、ブロック緩衝液中の様々な抗体と共に、室温で1時間インキュベートした。
ヒト線維芽細胞はCoriel Cell Repositoryから入手した。ラットC6膠芽腫細胞および
マウスC2C12筋芽細胞はAmerican Type Culture Collectionから入手した。通例、取
り込みは、20mMヘペス(pH7.0)および0.5mg/mLウシ血清アルブミンを
含有する無血清培地中で行なった。適当な試験タンパク質および阻害剤を同じ培地に希釈
し、細胞と共に様々な期間インキュベートした。次に細胞をPBSで濯ぎ、トリプシン処
理した。低速遠心分離によってペレットを収集し、PBSで洗浄し、0.1%トリトンX
100の存在下に−80℃で凍結することによって溶解した。溶解物を遠心分離によって
清澄化した。可溶性溶解物画分を酵素活性についてアッセイすると共に、ビシンコン酸(b
icinchonic acid)法を使って総タンパク質量についてアッセイした。
ノグリカンクリアランス)
ヒトGM−01391ハーラー線維芽細胞をCoriell Cell Repositoryから入手し、D
MEM 10%ウシ胎仔血清および2mMグルタミン中で生育した。クリアランス実験の
4日前に、6穴プレートに1ウェルあたり250,000細胞の割合で細胞を播種した。
実験当日に細胞に硫酸非含有培地(S−MEM、Irvine Scientific)、15%透析ウシ
胎仔血清、5mM塩化カルシウム、110mg/Lピルビン酸ナトリウムを1時間供給し
た後、4μCi/mL 35S−硫酸ナトリウムおよび5nMのRAP−iduまたはイ
ズロニダーゼのみを含む同じものを供給した。細胞を、5%CO2/95%空気の湿潤細
胞培養インキュベーター中、37℃で48時間にわたって、この培地でインキュベートし
た。トリプシン処理の前後に細胞層をPBSで3回濯いだ。ペレットを0.5N水酸化ナ
トリウム中で溶解し、1H塩酸で中和した。タンパク質濃度はBioRadプロテインア
ッセイにより96穴プレートで決定した。溶解物をBeckman Ready Capsでカウントした。
(融合物の発現および特徴づけ)
RAPコード配列がリソソーム酵素コード配列のN末端側に位置するように、RAP融
合物を構成した。この配列の順序は、RAPがGSTのC末端側に位置するGST−RA
P融合物が、RAPのみの場合と比較して、LRPに対して10分の1までの低い親和性
を持つことを示す、先に公表された研究に基づいた(Warshawsky et al.,J Clin Invest 9
2,937-944,1993)。RAP融合物の製造にはCHO−K1突然変異体(CHOdL)を選
択した(FitzGerald et al.,J.Biol.Chem.,129,1533-1541,1995)。CHOdLはLRP受
容体を何も発現させず、過剰発現細胞株による分泌タンパク質の再取り込みおよび分解を
防ぐ。RAPとIDU(RAP−IDU)およびGAA(RAP−GAA)との融合物を
、この系で発現させた。各融合物のクローンを細胞培養培地中の酵素活性に基づいて選択
し、バイオリアクターでの製造にスケールアップした。容積生産性値を精製rhIDUま
たはrhGAAの活性濃度(U/L)および比活性(U/mg)から計算した。この方法
で計算したところ、平均一日リアクター生産性は、RAP−IDUの場合で1〜2mg/
L−日、RAP−GAAの場合で10〜15mg/L−日だった。
融合物を通常の樹脂を使って>95%に精製した(図19A、レーン1)。抗RAP抗
体(図19A、レーン2)および抗IDUまたは抗GAA抗体(図19A、レーン3)は
、調整細胞培養培地のウェスタンブロットで、各融合物の分子量と合致するバンドを同時
染色した。融合物は、調整培地中では安定であるが、精製中はタンパク質分解切断事象に
対して感受性であり、それが両融合タンパク質のN末端からのRAPの除去をもたらすこ
とが観察された。タンパク質分解は精製に先だって調整培地にプロテアーゼ阻害剤を添加
することによって軽減された。
mol/mL)で割ることによって計算した。融合物濃度はA280測定と理論吸光係数か
ら計算した(表A)。
.5U/nmolのモル比活性を持っていた。RAP−IDUとrhIDUのモル比活性
がかなり相違することから、融合物ではRAPが何らかの形でIDUの触媒活性を妨害し
ていることが示唆される。融合タンパク質における活性の減少には、活性部位へのアクセ
スの制限、IDUのフォールディングの変化、または触媒に関与するタンパク質の運動に
影響を及ぼす他のコンフォメーション上の制約が関わりうる。rhIDUとRAP−ID
Uとの触媒的相違に関してさらなる洞察を得るために、4−MUIの切断の速度論的パラ
メータを測定した(図19B)。これら2つのタンパク質のKm値は区別できなかったが
、rhIDUのVmaxはRAP−IDUを25%上回っていた。この差は、融合物では、
活性部位へのアクセスの制限ではなく、IDUの運動に何らかの制約が課せられることと
一致する。RAP−GAAおよびrhGAAはほぼ同じモル比活性を持つことがわかった
。
リソソームにおける融合物の挙動をシミュレートするために、RAP−IDUおよびR
AP−GAAの調製物をカテプシンD、BおよびLの混合物と共に、pH4.5、37℃
で1時間インキュベートした。消化されたタンパク質をSDS−PAGEで解析した。R
APはこれらの条件下で分解されて、完全なリソソーム酵素を残した(図19C、レーン
2および5)。上記2つの融合タンパク質のそれぞれについて、残っている主要バンドは
、rhIDUおよびrhGAAよりもわずかに大きかった。追加質量は一部のRAPまた
はリンカー配列が処理後に残ることを示している可能性がある。N末端配列決定およびペ
プチドマッピングにより、切断はRAPおよびリンカー配列の最後の20アミノ酸内にあ
る複数部位で起こることが示される。消化物の単位容積あたりのGAA活性は、インビト
ロタンパク質分解によって有意な影響を受けなかった。この結果は、RAP−GAAおよ
びrhGAAのモル比活性が類似していることと合致する。消化物の単位容積あたりのI
DU活性は、融合物のインビトロ加水分解後に26%増加したことから、rhIDUとの
比較で、遊離したIDU部分の酵素活性の部分的な回復が示唆された。リソソームに送達
された後の融合物由来のIDUの比活性は決定していない。
オリゴ糖受容体がリソソーム酵素の取り込みにインビボで果たす重要な役割を考慮して
、RAP融合物上に存在するオリゴ糖のアイデンティティおよびタイプを決定した。まず
、精製融合物をFACE解析にかけて、リン酸化オリゴ糖のレベルをネイティブリソソー
ム酵素と比較して測定した(図20A)。リン酸化オリゴ糖は、FACEゲルでのそれら
の特徴的な移動度によって、容易に同定される。rhIDUとrhGAAはどちらも、か
なりの量のビスリン酸化オリゴマンノース7(ビス−7(Bis−7))(これはMPR
によって強固に結合される構造である)を持っている(Zhao et al.,J Biol Chem 272,227
58-22765,1997;図20A、レーン2、矢印)。各オリゴ糖バンドを蛍光強度によって定量した
。ビス−7はrhIDUおよびrhGAA上の全オリゴヌクレオチドのそれぞれ30%お
よび20%を占めていた。どちらの場合も、これらのパーセンテージは、各酵素分子に対
して1〜2分子のビス−7に合致する。rhIDUおよびRAP−IDUのオリゴ糖プロ
ファイルはその他の点では類似しているが、融合物は酵素のみの場合と比較してBis−
7保持量が60%少ない(図20B、レーン3)。この値はRAP−IDU融合物3分子
につきおよそ1分子のBis−7に相当する。rhGAAおよびRAP−GAAのオリゴ
糖プロファイルも類似しているが(図20A、レーン2および3を比較されたい)、RA
P−IDUとは異なり、リン酸化オリゴ糖はRAP−GAA融合物上に有意な量では見い
だされなかった。
ノイラミニダーゼによる処理後にIEF解析にかけた。融合物はより塩基性の等電点にシ
フトしたことから、RAP−GAAがシアリル化された複合型オリゴ糖を含有することを
示す証拠が得られた(図20B、レーン1および2を比較されたい)。陽性対照rhID
Uをノイラミニダーゼで処理すると、同様のシフトを起こした(図20Bレーン3および
4を比較されたい)。
で解析することは難しかった。タンパク質成分のサイズを小さくするために、RAP−I
DUおよびRAP−GAAの試料をカテプシンで消化した。次に、タンパク質分解した融
合物をさらにEndo HまたはN−グリカナーゼで消化することにより、それぞれ高マ
ンノース型オリゴ糖および全オリゴ糖を遊離させた。この実験は融合物のRAP部分のオ
リゴ糖含量を扱うものではない。というのも、これはカテプシンタンパク質分解時に失わ
れるからである。RAPは糖鎖付加部位を1つ持っている。タンパク質分解されたRAP
−GAAのEndo H消化は、バンド移動度にほとんど影響を持たなかったことから、
融合物のGAA部分上の高マンノース型または混成型オリゴ糖はごくわずかであることが
示された(図20C、レーン3および4を比較されたい)。タンパク質分解したRAP−
GAAをN−グリカナーゼで消化すると、17kDのバンドシフトが起こった。この結果
と等電点電気泳動実験とは、両者がRAP−GAA融合物上の高レベルの複合型オリゴ糖
を示す点で合致している。RAP−GAAとは対照的に、タンパク質分解したRAP−I
DUのEndo H消化は著しいバンドシフトをもたらした。これは、融合物由来のID
U上に高マンノース型または混成型オリゴ糖が存在することと合致する(図20Cレーン
7および8を比較されたい)。この実験に使用したRAP−IDU試料は、精製時に既に
部分的にタンパク質分解されていた。質量でいうと、endo HによるIDUの消化時
に起こる損失は、N−グリカナーゼによる消化時に観察される全損失量の大半を占める(
図20Cレーン9)。
ヒトLRP1の第2リガンド結合ドメイン全体である組換え体sLRP2をナイロンメ
ンブレンフィルター上にスポットした(図21)。ブロッキング後に、個々のフィルター
を結合緩衝液中でRAP(列B)、RAP−IDU(列C)またはrhIDU(列D)と
共にインキュベートした。フィルターを洗浄し、抗RAP(行1)または抗IDU抗体(
行2)でプローブした。シグナル強度から判断して、これらの条件下でRAP−IDUは
RAPのみの場合と同様に受容体断片に結合した(列BおよびC、行1)。RAPおよび
RAP−IDUの結合は、過剰の非放射性RAPによってブロックすることができた(列
C、行3)。組換えヒトIDUはsLRP2に結合しなかった(列D)。これらの結果は
、RAP−IDU融合物内のRAP部分がLRPに特異的に結合する能力を保っているこ
とを実証している。
RAP融合物が培養細胞に取り込まれうるかどうかを決定するために、ハーラー病患者
(IDU欠損性、GM1391)またはポンペ病患者(GAA欠損性、GM244)から
単離した初代ヒト線維芽細胞にRAP−IDU、RAP−GAA、rhIDUまたはrh
GAAを加えた。取り込み実験用の試験タンパク質濃度をA280測定および理論吸光係数
から計算した。取り込ませるための1〜2時間の期間後に、細胞を収集し、溶解し、リソ
ソーム酵素活性についてアッセイした。取り込みシグナルは、溶解物の単位容積あたりの
切断された蛍光基質の単位数として報告する。各ウェルで同数の細胞を使用した。そして
各試料中の総タンパク質量に対する活性データの標準化は結果を変化させなかった。曲線
を双曲線関数に当てはめ、GraphFit(Erithacus Software)を使って取り込みパラメータを
求めた。双曲線漸近値をここでは最大取り込み能と定義する。半最大取り込みをもたらす
融合物または酵素の濃度を、以前と同様に、Kuptakeと定義する(SandoおよびNeufeld,Ce
ll,12(3):619-27,1977)。
ことがわかった(図22A、Bおよび表B)。この相違は、融合物および酵素の濃度が高
くなると、より一層顕著になった。特に、ハーラー線維芽細胞では、rhIDUの方が2
5倍有利なKuptakeを持つにもかかわらず、融合物に関する最大取り込み能は、RAP−
IDUの場合、遊離の酵素のそれを43倍上回った。RAP−IDU融合物の比活性はr
hIDUの約半分なので、この実験では融合物の取り込みを過小評価しているといえる。
ポンペ線維芽細胞では、rhGAAの方が25倍有利なKuptakeを持つにもかかわらず、
RAP−GAAに関する最大取り込み能は、rhGAAのそれを70倍上回った(図22
B)。
かどうかを決定するために、LRP(RAP)およびMPR(マンノース6リン酸)系の
阻害剤を培養培地に含めた。過剰量のRAPは線維細胞におけるRAP−IDUおよびR
AP−GAAの取り込みを有意に阻害した(図22Cおよび図22D)。逆に過剰量のマ
ンノース6リン酸は同じ細胞へのRAP−GAAの取り込みに対してごくわずかな作用し
かもたなかった(図22D)。
筋芽細胞(図22F)を使って同様の実験を行なった。5nM濃度では、C6神経膠腫細
胞へのRAP−GAAの取り込みはrhGAAよりも7倍を越えて高効率だった。同じ条
件下で、C2C12筋芽細胞では、RAP−GAAの取り込みがrhGAAよりも18倍
を超えて高効率だった。線維芽細胞の場合と同様に、どちらの細胞株へのRAP−GAA
の取り込みも、RAPによって阻害されたが、マンノース6−リン酸では阻害されなかっ
た。これらの結果は、融合物が培養細胞によって効率よくエンドサイトーシスされたこと
、そしてエンドサイトーシスがLRPによって起こったことを示している。MPR系およ
びLRP系の相対的取り込み効率は、各特定細胞タイプ上の各受容体の相対密度に依存す
るだろう。
によって媒介されうるかどうかを決定するために、RAP−GAAを放射性ヨウ素化し、
様々なLDLRファミリーメンバーを発現させる一群の組換えCHOdL株と共にインキ
ュベートした。ブラウンノルウェイラット卵黄嚢細胞(BN)をメガリン用の試験株とし
て使用した。LRP1およびLRP1Bは、完全長タンパク質のC末端側3分の1ぐらい
を含むミニ受容体によって表した。これはRAPの高親和性結合を媒介する能力を持つ第
4リガンド結合ドメインを含んでいる。また、これらのミニ受容体は、完全な細胞質テー
ルも持ち、完全長受容体の輸送挙動を忠実に再現することが、既に示されている(Li et a
l.,J.Biol.Chem.,276,18000-18006,2001、Obermoeller-McCormick et al.,J Cell Sci 11
4,899-908,2001)。融合物の取り込みは、細胞培養培地における可溶性カウントの出現を
測定することによって決定した。可溶性カウントは取り込み、リソソーム送達、分解およ
び細胞からの標識アミノ酸の放出を反映することは、既に実証されている(Iadonato et a
l.,Biochem J 296(Pt 3),867-875,1993)。LRP受容体特異的な取り込みは、過剰量の非
放射性RAP競合剤の存在下で得られるシグナルを差し引くことによって計算した(図2
3)。RAP−GAAは、メガリン、LRP1、LRP1B、VLDLRおよびapoE
R2を発現させる細胞によって特異的に取り込まれ、分解されたが、LDLRを発現させ
る細胞または空ベクターを含有する細胞では、これが起こらなかった。これらの知見は、
LDLRがLDLRファミリーの他のメンバーと比較するとかなり低い親和性でRAPに
結合する(Kd≒250nM、Medh et al.,J Biol Chem 270,536-540)という事実と合致している
。この実験は、RAPの結合挙動がRAP融合物の結合挙動の予言に役立つことを裏付け
ている。同様に、RAPによる阻害が可能な可溶性カウントの生成は、RAP−GAAが
様々なLRP受容体によってエンドサイトーシスされ、リソソームにターゲティングされ
ることを示している。
RAP送達されたリソソーム酵素のリソソームにおける安定性を調べるために、RAP
−GAAまたはrhGAAをポンペ病患者線維芽細胞(GM244)と共に多穴プレート
中で24時間インキュベートし、試験タンパク質を欠く成長培地に移した後、2週間にわ
たって細胞を収集した。次に、細胞溶解物をGAA活性についてアッセイした。融合物由
来のGAAおよびrhGAAは、それぞれ約12日および10日という、ほぼ同一の細胞
内半減期を持っていた(図24)。GAAは中性pHでは時間単位で測定される半減期を
持つので、rhGAAおよび融合物GAAの複数日という半減期は、両者がエンドサイト
ーシス後に酸性コンパートメントに、おそらくはリソソームに送達されることを暗示して
いる。リソソームへのリン酸化rhGAAの送達は文献に詳述されており、rhGAAに
よるERTの根拠になっている(Van der Ploeg et al.,J Clin Invest 87,513-518,1991
、Yang et al.,Pediatr Res 43,374-380,1998)。RAPへの融合の結果としてGAAに課
せられた変化はいずれも、リソソームにおけるこの酵素の安定性には影響しないようであ
る。
トロで持つ減弱化した酵素活性を考慮して、RAP−IDUが患者線維芽細胞におけるグ
リコサミノグリカンの蓄積を防止できるかどうかを決定するための実験を行なった。ハー
ラー線維芽細胞を硫酸非含有培地(S−MEM)中、35S−硫酸塩の存在下で生育した(B
artonおよびNeufeld,J Biol Chem 246,7773-7779,1971)。RAP−IDU、rhIDUま
たは緩衝液を5nMの濃度で成長培地に含めた。RAP−IDUおよびrhIDU試験材
料の純度は、SDS−PAGEで確認した(図25B(挿入図))。蓄積された35S−グ
リコサミノグリカンを48時間後に測定し、総タンパク質濃度に対して標準化した。試料
あたりの総放射能は4,000〜20,000cpmの範囲にあり、総タンパク質濃度は
試料間で著しくは異ならなかった。RAP−IDUおよびIDUはどちらも35S−GAG
蓄積を同じ程度に防止したことから、融合物由来のIDUは天然基質を消化する能力を持
つことが示された。
〔メガリンは血液脳関門を横切るトランスサイトーシスを媒介する〕
本実施例では、トランスサイトーシスのモデル系としてトランズウェルプレート中の強
固なMDCK細胞単層を使って行なった実験を説明する。このモデルは、LRP1ではな
くメガリンがRAPのトランスサイトーシスを媒介することを実証するために用いた。M
DCK細胞には、LRP1の第4リガンド結合ドメインおよび膜貫通ドメインとLRP1
(mLRP/LRPTmT=LRPt)またはメガリン(mLRP/LRPTmMegT
=MEGt)のC末端細胞質テールとからなるミニ受容体をトランスフェクトしておいた
。この系は、これらのミニ受容体の優れた発現レベルおよび様々なLRP受容体ドメイン
のモジュール性を利用している。この系の前提は、LRP1エクトドメインおよびメガリ
ンエクトドメインがRAPを同様に結合すること、ならびにMDCK中でメガリンテール
によって媒介される輸送が、脳毛細管内皮を含む他の上皮細胞層におけるものと類似して
いることである。
安定にトランスフェクトされたMDCK細胞および親MDCK株をMaria-Paz Marzolo
博士(チリ・サンチアゴ)から入手した。抗HA抗体を使った間接免疫蛍光法で示される
ように、LRPtは側底側に分布し、MEGtはトランスフェクトMDCK細胞の頂端側
表面に局在化している(Marzolo et al.,Traffic,4(4):273-88,2003)。0.4μmの均一
な孔径を持つトランズウェルシステムのポリアセテートメンブレンインサート(Costar,
マサチューセッツ州ケンブリッジ)の表面に、細胞をプレーティングした。細胞を2×1
05細胞/mlの密度で播種し、10%FBSを添加したDMEM中で、3日ごとに培地
を交換しながら培養した。細胞を5%CO2インキュベーター中に37℃で維持した。ト
ランスサイトーシス研究は、3つ一組のトランズウェル6群で、頂端側から側底側への輸
送または側底側から頂端側への輸送について、2μg/mlの過剰非標識RAPを含めて
または過剰非標識RAPを含めずに行なった。
輸送緩衝液(25mMヘペスおよび0.1%アルブミンを含むハンクス平衡塩類溶液)中
、37℃で平衡化した。時刻0で、125I−RAP(1μCi/ml)および99mTc−ア
ルブミン(2μCi/ml)を上チャンバまたは下チャンバに添加することによって、輸
送を開始させた。プレートは全工程にわたって約130rpmで穏やかに混合しながら3
7℃に保った。5、10、15、20、30、40、50および60分時に、各ウェルの
下チャンバで、10μlの試料を収集した。60分時に、上チャンバおよび下チャンバ中
の溶液を、4℃の独立した試験管に移した。125I−RAPおよび99mTc−アルブミンの
放射能をデュアルチャンネルプログラムを持つガンマカウンターで測定した。輸送後の完
全な125I−RAPおよび99mTc−アルブミンの量を酸沈殿によって測定した。選択した
試料に対して、10〜90%アセトニトリル/0.1%トリフルオロ酢酸の40分間にわ
たる直線的勾配でHPLC分析を行い、1mlずつの画分を集めた。
イティブMDCKで757Ω/cm2、LRPtトランスフェクトMDCKで364Ω/
cm2、およびMEGtトランスフェクトMDCKで370Ω/chm2だった。
加することによって、トランスサイトーシスアッセイを開始した。試験終了時点(60分
)で、125I−RAPは、供与チャンバ中の酸沈殿可能な放射能の99%を占め、受容チ
ャンバ中の酸沈殿可能な放射能の91%を占めた。これは、測定された放射能の大半が完
全な125I−RAPを表すことを示している。試験期間を120分に延長しても、完全な1
25I−RAPのパーセンテージやフラックス速度は変化しなかった。
0分間の輸送後の125I−RAPの透過係数は5.1±0.8×10-6cm/秒だった。
これに対して、MEGtをトランスフェクトしたMDCK細胞では、125I−RAPの透
過係数は18.1±1.2×10-6cm/秒だった。驚いたことに、LRPtをトランス
フェクトしたMDCKでは、有意なフラックスがなかった。全ての群で、99mTc−アル
ブミンも、有意なフラックスを持たなかった。
ける125I−RAPの透過係数が有意に減少した(6.3±0.4×10-6cm/秒)[
F(1,12)=86.1,p<0.0001]。非トランスフェクト細胞が過剰なRA
Pの添加後に有意なフラックスを持たなかったことから、過剰のRAPを含む群と含まな
い群との差は統計的に有意だった[F(1,11)=24,p<0.0005]。したが
って、これらの結果は、頂端側RAPの飽和可能な輸送系の存在および輸送過程における
メガリンの極めて重要な役割を裏付けている。
、傍細胞透過性のマーカーである99mTc−アルブミンの輸送よりも有意に高くなかった
(図18)。MEGtを安定にトランスフェクトされたMDCK細胞の場合、125I−R
APの頂端側から側底側への透過係数は、側底側から頂端側への透過係数より460倍高
かった。これらの結果は全体として、RAPのメガリンテール媒介性トランスサイトーシ
スを裏付けている。
照らせば、甚だしい実験を行なわずに製造し、実行することができる。本発明の組成物お
よび方法を好ましい実施形態に関して説明したが、本明細書に記載した組成物および/ま
たは方法ならびに方法の工程または工程の順序に、本発明の概念、精神および範囲から逸
脱することなく変更を加えうることは、当業者には明白だろう。より具体的に述べると、
化学的にも物理的にも関連する一定の薬剤を、本明細書に記載した薬剤の代わりに使用す
ることができ、そのようにしても同じ結果または類似する結果が達成されるだろうことは
、明白だろう。当業者にとって明白なそのような類似の置換および変更はいずれも、本願
特許請求の範囲によって定義される本発明の精神、範囲および概念に包含されるとみなさ
れる。
の詳細または他の詳細を提供する限りにおいて、全て参照により特に本明細書に組み込ま
れる。
Claims (59)
- 関心対象の薬剤にコンジュゲートされたメガリン結合部分を含む化合物。
- 前記薬剤が、治療剤、診断剤、中枢神経系(CNS)疾患のマーカー、CNS障害のマ
ーカーに結合する標識モノクローナル抗体からなる群より選択される、請求項1に記載の
化合物。 - 前記治療剤が、タンパク質、細胞毒性化学療法剤、タンパク質核酸、siRNA分子、
アンチセンス分子、および関心対象の治療タンパク質をコードする核酸を含む発現コンス
トラクトからなる群より選択される、請求項2に記載の化合物。 - 前記メガリン結合部分および前記関心対象の薬剤が互いに直接連結されている、請求項
1に記載の化合物。 - 前記メガリン結合部分および前記関心対象の薬剤がリンカーを介して連結されている、
請求項1に記載の化合物。 - リンカーがペプチドリンカーである、請求項5に記載の化合物。
- 前記メガリン結合部分がインビボでトランスサイトーシスされる部分である、請求項1
に記載の化合物。 - 前記メガリン結合部分が、RAP、チログロブリン、リポタンパク質リパーゼ、ラクト
フェリン、アポリポタンパク質J/クラスタリン、アポリポタンパク質B、アポリポタン
パク質E、組織型プラスミノゲン活性化因子、uPA、PAI−1、ビタミンD結合タン
パク質、ビタミンA/レチノール結合タンパク質、β2−ミクログロビン、α1−ミクロ
グロブリン、ビタミンB12/コバラミン血漿担体タンパク質、トランスコバラミン(T
C)−B12、PTH、インスリン、EGF、プロラクチン、アルブミン、apoH、ト
ランスサイレチン、リゾチーム、シトクロム−c、α−アミラーゼ、およびCa2+、お
よびアプロチニンからなる群より選択される、請求項1に記載の化合物。 - 前記メガリン結合部分が受容体関連タンパク質(RAP)である、請求項8に記載の化
合物。 - 血液脳関門を横切って脳内に経細胞的に送達するためのキメラ分子であって、トランス
サイトーシスによって血液脳関門を横切って送達されるべき活性剤にコンジュゲートされ
たメガリンリガンドを含み、前記メガリンリガンドが血液脳関門を横切る前記キメラ分子
の輸送を容易にする、キメラ分子。 - 血液脳関門を横切るトランスサイトーシスによって脳内に送達するためのキメラ分子で
あって、トランスサイトーシスによって血液脳関門を横切って送達されるべき活性剤にコ
ンジュゲートされたLRPリガンドを含み、前記LRPリガンドが、LRP1と比較して
メガリンに優先的に結合する、キメラ分子。 - 前記関心対象の薬剤がメガリン結合部分のC末端に結合されている、請求項1〜8のい
ずれかに記載の化合物、または請求項10もしくは11のいずれかに記載のキメラ分子。 - 前記メガリン結合部分および前記関心対象の薬剤がそれぞれタンパク質であり、メガリ
ン結合部分が関心対象の薬剤のN末端に結合されている、請求項1〜8のいずれかに記載
の化合物、または請求項10もしくは11のいずれかに記載のキメラ分子。 - 薬学的に許容できる担体、希釈剤または賦形剤中に、請求項1〜8のいずれかに記載の
化合物、または請求項10もしくは11のいずれかに記載のキメラ分子を含む薬学的組成
物。 - 薬学的に許容できる担体、希釈剤または賦形剤中に、請求項12に記載の化合物を含む
薬学的組成物。 - 薬学的に許容できる担体、希釈剤または賦形剤中に、請求項13に記載の化合物を含む
薬学的組成物。 - 薬剤を動物の中枢神経系に送達する方法であって、メガリン結合部分にコンジュゲート
された前記薬剤を前記動物に投与するステップを含み、前記動物の血液脳関門を横切って
起こる前記メガリン結合部分にコンジュゲートされた前記薬剤の輸送が、前記メガリン結
合部分へのコンジュゲーションが存在しない場合の前記薬剤の輸送よりも多い、方法。 - 薬剤のトランスサイトーシスを増加させる方法であって、前記薬剤をメガリン結合部分
にコンジュゲートするステップを含み、前記メガリン結合部分にコンジュゲートした場合
に、前記薬剤のトランスサイトーシスが、前記コンジュゲーションが存在しない場合の前
記薬剤のトランスサイトーシスよりも多い、方法。 - 哺乳動物における障害を処置する方法であって、前記動物に、メガリン結合部分にコン
ジュゲートされた治療剤を投与するステップを含む方法。 - 前記障害がCNSの障害である、請求項19に記載の方法。
- 前記障害が、アルツハイマー病、パーキンソン病、多発性硬化症、筋萎縮性側索硬化症
、および中枢神経系癌からなる群より選択される、請求項20に記載の方法。 - 前記障害が中枢神経系癌であり、前記薬剤が癌化学療法剤である、請求項21に記載の
方法。 - 治療酵素を、メガリンを発現する細胞中のリソソームコンパートメントに送達する方法
であって、前記細胞を、メガリン結合部分にコンジュゲートされた前記治療酵素を含む組
成物と接触させるステップを含み、前記細胞のリソソームコンパートメントへの前記治療
酵素の取り込みが、前記細胞の表面上に存在するメガリンによって媒介される、方法。 - 対象のリソソーム蓄積症(LSD)を処置する方法であって、前記LSDの処置に使用
される治療剤にコンジュゲートされたメガリン結合部分を含む組成物を、前記LSDの症
状を改善するのに有効な量で、前記対象に投与するステップを含む方法。 - 前記メガリン結合部分がRAPである、請求項24に記載の方法。
- 前記治療剤が前記LSDにおいて欠乏している酵素である、請求項24に記載の方法。
- 前記LSDが、アスパルチルグルコサミン尿症、コレステロールエステル蓄積症、ウォ
ルマン病、シスチノーシス、ダノン病、ファブリ病、ファーバー脂肪肉芽腫症、ファーバ
ー病、フコシドーシス、ガラクトシアリドーシスI/II型、ゴーシェ病I/II/II
I型、ゴーシェ病、グロボイド細胞型白質ジストロフィー、クラッベ病、グリコーゲン蓄
積症II、ポンペ病、GM1−ガングリオシドーシスI/II/III型、GM2−ガン
グリオシドーシスI型、テイ・サックス病、GM2−ガングリオシドーシスII型、サン
ドホフ病、GM2−ガングリオシドーシス、α−マンノシドーシスI/II型、β−マン
ノシドーシス、異染性白質ジストロフィー、ムコリピドーシスI型、シアリドーシスI/
II型ムコリピドーシスII/III型I細胞病、ムコリピドーシスIIIC型偽ハーラ
ーポリジストロフィー、ムコ多糖症I型、ムコ多糖症II型、ハンター症候群、ムコ多糖
症IIIA型、サンフィリポ症候群、ムコ多糖症IIIB型、ムコ多糖症IIIC型、ム
コ多糖症IIID型、ムコ多糖症IVA型、モルキオ症候群、ムコ多糖症IVB型モルキ
オ症候群、ムコ多糖症VI型、ムコ多糖症VII型、スライ症侯群、ムコ多糖症IX型、
多発性スルファターゼ欠損症、神経性セロイドリポフスチノーシス、CLN1バッテン病
、ニーマン・ピック病A/B型、ニーマン・ピック病、ニーマン・ピック病C1型、ニー
マン・ピック病C2型、ピクノディスオストーシス、シンドラー病I/II型、シンドラ
ー病、およびシアル酸蓄積症からなる群より選択される、請求項24に記載の方法。 - 前記薬剤が、アルパルチルグルコサミニダーゼ、酸性リパーゼ、システイン輸送体、L
amp−2、α−ガラクトシダーゼA、酸性セラミダーゼ、α−L−フコシダーゼ、β−
ヘキソサミニダーゼA、GM2−活性化因子欠乏症、α−D−マンノシダーゼ、β−D−
マンノシダーゼ、アリールスルファターゼA、サポシンB、ノイラミニダーゼ、α−N−
アセチルグルコサミニダーゼホスホトランスフェラーゼ、ホスホトランスフェラーゼγサ
ブユニット、L−イズロニダーゼ、イズロン酸−2−スルファターゼ、ヘパラン−N−ス
ルファターゼ、α−N−アセチルグルコサミニダーゼ、アセチルCoA:N−アセチルト
ランスフェラーゼ、N−アセチルグルコサミン6−スルファターゼ、ガラクトース6−ス
ルファターゼ、β−ガラクトシダーゼ、N−アセチルガラクトサミン4−スルファターゼ
、ヒアルロノグルコサミニダーゼ、複数のスルファターゼ、パルミトイルタンパク質チオ
エステラーゼ、トリペプチジルペプチダーゼI、酸性スフィンゴミエリナーゼ、コレステ
ロール輸送、カテプシンK、α−ガラクトシダーゼB、およびシアル酸輸送体からなる群
より選択される、請求項26に記載の方法。 - 前記組成物が薬学的組成物であり、前記哺乳動物の脳組織中に存在する蓄積顆粒の量を
減少させるのに有効な量で投与される、請求項24に記載の方法。 - 前記投与が、哺乳動物の中枢神経系への髄腔内投与を含む、請求項24に記載の方法。
- 前記組成物が、前記哺乳動物の髄膜組織中に存在する蓄積顆粒の量を減少させるのに有
効な量で投与される、請求項24に記載の方法。 - 前記症状が、病歴、理学的検査、心エコー法、心電図検査、磁気共鳴画像、睡眠ポリグ
ラフ、骨格調査、一連の運動計測、角膜写真、および皮膚生検の定型的評価によって監視
される、請求項24に記載の方法。 - 疾患がムコ多糖症である、請求項27に記載の方法。
- 疾患がムコ多糖症Iである、請求項33に記載の方法。
- リソソーム蓄積症を持つ前記哺乳動物が、正常α−L−イズロニダーゼの約50%以下
の活性を示す、請求項24に記載の方法。 - 前記薬学的組成物が、ヒトα−L−イズロニダーゼとして週に約0.001mg/kg
体重〜0.5mg/kg体重の用量で、その欠乏症を患っている対象に投与される、請求
項29に記載の方法。 - 前記薬学的組成物が、ヒトα−L−イズロニダーゼとして週に約0.01mg/当該哺
乳動物のCSF 15cc〜約5.0mg/当該哺乳動物のCSF 15ccの用量で、
その欠乏症を患っている対象に投与される、請求項29に記載の方法。 - 治療剤にコンジュゲートされたメガリン結合部分の前記投与が、前記対象における発育
遅延および退行の正常化、高圧水頭症の軽減、前記対象における脊髄圧迫の軽減、ならび
に、前記対象の脳血管周辺の血管周囲嚢胞の数および/または大きさの減少をもたらす、
請求項24に記載の方法。 - 前記髄腔内投与が、脳室内に前記薬学的組成物を導入することを含む、請求項30に記
載の方法。 - 前記髄腔内投与が、腰部または大槽内に前記薬学的組成物を導入することを含む、請求
項39に記載の方法。 - 前記髄腔内投与が、注入ポンプを使って達成される、請求項39に記載の方法。
- 前記薬学的組成物が、少なくとも数日間にわたって持続的に髄腔内投与される、請求項
24に記載の方法。 - 前記哺乳動物がヒトである、請求項24に記載の方法。
- 酵素補充療法に先だって抗原特異的寛容を誘導するステップをさらに含む、請求項26
に記載の方法。 - 前記抗原特異的寛容が、免疫抑制剤の投与を含む、請求項44に記載の方法。
- 前記免疫抑制剤がシクロスポリンAである、請求項45に記載の方法。
- 前記抗原特異的寛容が、抗増殖剤の投与をさらに含む、請求項45に記載の方法。
- 抗増殖剤が、ヌクレオチド類似体または代謝拮抗物質からなる群より選択される、請求
項47に記載の方法。 - 抗増殖剤がアザチオプリンである、請求項47に記載の方法。
- リソソーム蓄積症を有する対象の脳細胞におけるグリコサミノグリカン(GAG)の分
解を促進する方法であって、メガリン結合部分にコンジュゲートされた前記リソソーム蓄
積症で欠乏している酵素を含む薬学的組成物を、前記脳細胞中に存在するGAGの量を投
与前に前記細胞中に存在するGAGの量と比較して減少させるのに有効な量で、前記対象
に投与するステップを含む方法。 - 前記脳細胞がニューロンである、請求項50に記載の方法。
- 前記脳細胞が神経膠細胞である、請求項50に記載の方法。
- 前記脳細胞が上衣細胞である、請求項50に記載の方法。
- 前記脳細胞が、ニューロン、膠細胞、小膠細胞、アストロサイト、乏突起膠細胞、血管
周囲細胞、血管外皮細胞、髄膜細胞、上衣細胞、くも膜顆粒細胞、くも膜、硬膜、軟膜お
よび脈絡叢細胞からなる群の少なくとも一つから選択される脳細胞である、請求項50に
記載の方法。 - 前記細胞が髄膜細胞である、請求項54に記載の方法。
- 前記対象が高圧水頭症を有し、前記投与が前記対象の髄膜組織中のCSF液の量を減少
させる、請求項50に記載の方法。 - 前記細胞中のリソソーム蓄積顆粒の数が、前記コンジュゲートの投与を行なわない場合
の同様の細胞中に存在するリソソーム蓄積顆粒の数と比べて減少する、請求項50に記載
の方法。 - 前記細胞中のリソソーム蓄積顆粒の数が、前記メガリン結合部分にコンジュゲートされ
ていない酵素のみで処置された同様の細胞中に存在するリソソーム蓄積顆粒の数と比べて
減少する、請求項50に記載の方法。 - 治療酵素を対象の細胞中のリソソームに送達する方法であって、
(i)治療剤または診断剤にコンジュゲートされたRAPまたはRAPポリペプチドを含
む化合物を前記対象に投与するステップと、
(ii)細胞膜を横切って前記化合物を輸送するステップと、
(iii)前記化合物と、前記細胞上のLRP受容体とを接触させるステップと、
(iv)前記細胞への前記化合物の進入を容易にするステップと、
(v)前記細胞中の前記リソソームに前記化合物を送達するステップと
を含む方法。
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