JP2017526679A - 美白ペプチド剤 - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書で用いられる「ペプチド」、「オリゴペプチド」及び「ポリペプチド」の用語は互換的に用いられ、鎖を形成するアミノ酸の数にかかわらず、ペプチド結合により結合されたアミノ酸の鎖を意味する。ペプチドは、自然に発生するアミノ酸及び/又は人工的に発生するアミノ酸のいずれかに由来する残基を含みうる。本明細書に記載されたペプチド配列において、アミノ酸は、以下の表記法に従った1文字コードにより示される、C:システイン、D:アスパラギン酸、E:グルタミン酸、F:フェニルアラニン、G:グリシン、H:ヒスチジン、I:イソロイシン、K:リジン、L:ロイシン、M:メチオニン、N:アスパラギン、P:プロリン、Q:グルタミン、R:アルギニン、S:セリン、T:トレオニン、V:バリン、W:トリプトファン及びY:チロシン。本発明のペプチドを構成するアミノ酸はL又はD構造であってもよく、好ましくはL構造である。本発明に係るペプチドは、生の、合成された、又はアセチル化アミノ酸(例えばN−アセチル−L−アラニン)、アミド化アミノ酸(例えばL−アラニンアミド)、ホルミル化アミノ酸(例えばN−ホルミル−L−メチオニン)、ヒドロキシル化アミノ酸(例えばヒドロキシプロリン、ヒドロキシリジン、アロヒドロキシリジン)、脂質コンジュゲートアミノ酸(例えばN6−ミリストイル−L−リジン)、エチル化若しくはメチル化アミノ酸(例えばN−メチル−L−アラニン、6−N−メチルリジン、N−エチルグリシン、N−メチルグリシン、N−エチルアスパラギン、アロ−イソロイシン、N−メチルイソロイシン、N−メチルバリン)、リン酸化アミノ酸(例えばN6−ホスホ−L−リジン)等の化学的に修飾された1つ以上のアミノ酸、又は例えばオルニチン、ノルロイシン、ノルバリン、β−アラニン、フェニルグリシン、ホモアルギニン及びシクロヘキシル−アラニン等の当業者に周知の他の生の、合成された、又は化学的に修飾された1つ以上のアミノ酸を含み得る。
‐EPLNNLQVAVK配列のうちの3つの連続するアミノ酸の配列、すなわちEPL、PLN、LNN、NNL、NLQ、LQV、QVA、VAV及びAVKのアミノ酸配列からなる群から選択されるアミノ酸配列;
‐EPLNNLQVAVK配列のうちの4つの連続するアミノ酸の配列、すなわちEPLN(配列番号2)、PLNN(配列番号3)、LNNL(配列番号4)、NNLQ(配列番号5)、NLQV(配列番号6)、LQVA(配列番号7)、QVAV(配列番号8)及びVAVK(配列番号9)のアミノ酸配列からなる群から選択されるアミノ酸配列;又は、
‐EPLNNLQVAVK配列のうちの5つの連続するアミノ酸の配列、すなわちEPLNN(配列番号10)、PLNNL(配列番号11)、LNNLQ(配列番号12)、NNLQV(配列番号13)、NLQVA(配列番号14)、LQVAV(配列番号15)及びQVAVK(配列番号16)のアミノ酸配列からなる群から選択されるアミノ酸配列、
を含む、該アミノ酸配列からなる、又は実質的に該アミノ酸配列からなる。
(ペプチドの設計及び調製)
本発明者らは、ヒトAP−1のβ1−アダプチンサブユニットの813番目のアミノ酸から890番目のアミノ酸までの間の領域に位置する11個、5つ又は3つのアミノ酸を有するペプチドを設計した。
HeLa細胞を、10%FBS及び抗生物質(Invitrogen)を含むDMEMに維持した。MNT−1細胞を、10%AIM−V培地、20%FCS、非必須アミノ酸、ピルビン酸ナトリウム及び抗生物質(Invitrogen)を含むDMEMに維持した。
80%コンフルエントの細胞を、冷PBSで洗浄し、氷上で溶解バッファー(50 mM Tris, 150 mM NaCl、0.1% Triton X-100、10 mM EDTA、pH 7.2及びプロテアーゼ阻害剤カクテル, Roche)を用いて溶解した。溶解物を1μgのペプチドと共に一晩中インキュベートした。溶解物を回転させながら4℃で1時間プロテインGアガロースビーズを用いて第1のプレクリアを行った。上清を回収し、1μgのマウスモノクローナルIgG2b抗CD9抗体を含むプロテインGアガロースビーズと回転させながら4℃で1時間インキュベートした。プレクリアされた上清を、1μgのマウスモノクローナルIgG2b抗γ−アダプチン抗体がコーティングされたビーズと共に回転させながら4℃で2時間インキュベートした。陰性対照として、1μgのマウスモノクローナルIgG2b抗CD9抗体を溶解物の免疫沈降のために用いた。
カバーガラス上で増殖させたMNT−1細胞を、10μgのペプチドを含む培地に3日間インキュベートした。カバーガラスをPBSでリンスし、100%の冷メタノールで30秒間固定し、1mg/mlのBSAを含むPBSにインキュベートした。固定された細胞を、PBSで洗浄し、50mMグリシンを含むPBSを用いて室温で10分間クエンチし、ブロッキングバッファーに浸し、0.05%サポニン及び1mg/mlのBSA(インキュベーションバッファー、IB)を含むPBSで透過処理した。細胞を、IBで希釈したマウスモノクローナル抗γ−アダプチン(Sigma-Aldrich)及びウサギポリクローナル抗KIF13A(BethylLaboratory, Inc.)と共に1時間インキュベートし、IBで3回洗浄し、対応する二次抗体(AlexaFluor, Invitrogen)と共に30分間インキュベートした。細胞を、IBで2回、ブロッキングバッファーで1回洗浄した。最後に、DABCO培地中にカバーガラスを載置し、3DNikon顕微鏡で試験した。
3日間カバーガラス上で増殖された参照及びペプチド処理されたMNT−1細胞を、2.5%グルタルアルデヒドを含むpH7.2の0.1Mカコジル酸バッファーを用いて固定し、1%のOsO4を含む1.5%フェロシアン化カリウムを用いて後固定し、エタノールを用いて脱水し、Epon樹脂に包埋した。超薄切片を、Ulltracut UCTウルトラミクロトーム(Leica)を用いて調製し、酢酸ウラニル及びクエン酸鉛を用いて対比染色した後に、CM120電子顕微鏡(FEI company, Eindoven)で観察した。
‐MNT−1細胞
1日目に、6ウェルプレートに105個の細胞を播種した。2〜4日目に、1又は10μgのペプチドを含む培地で細胞を増殖させた。培地を毎日交換した。5日目に、50 mM Tris-HCl, pH 7.4, 2 mM EDTA, 150 mM NaCl, 1 mM ジチオトレイトール及びプロテアーゼ阻害剤を含む溶液中での超音波処理により細胞を破壊した。色素を20000g、4℃で15分間の条件でペレット化し、エタノール/エーテル(1:1)で1回リンスし、60℃の2MNaCl/20%ジメチルスルホキシドに溶解した。メラニン量を492nmにおける光学密度で測定した。
スキンタイプVIの再構築されたヒト上皮(Sterlab)を、10日目に受け取り、11〜21日目に30μgのペプチドを含むメーカーの培養培地にインキュベートした。推奨されるように、培地を毎日交換した。21日目に、上皮をインサートから分離し、400μlのSolvable (PerkinElmer)に98℃で1時間インキュベーションすることにより消化した。メラニン量を492nmにおける光学密度で測定した。
本発明者らは、AP−1複合体とキネシンKIF13Aとの相互作用を妨げるための低分子ペプチドを設計した。この相互作用は、メラノソームにメラニン形成酵素を移送するのに重要となり、ヒトの皮膚メラニン細胞の色素沈着に必要であることが示されている(Delevoye et al., J Cell Biol. 2009 Oct 19;187(2):247-64)。本発明者らは、本明細書において、5又は3アミノ酸(aa)程度のペプチドが、AP−1複合体とKIF13Aとの相互作用及びそれらの共局在を防止でき、その結果、皮膚のメラニン細胞による色素顆粒の数を低減でき、皮膚のメラニン細胞や人工ヒト色素性上皮の細胞内メラニン量を低減できることを示す。
Nakagawa et al., Cell, 2000, vol. 103, 569-581に記載の過去の研究に基づいて、マウスKIF13Aに対するマウスAP−1複合体のβ1−アダプチンサブユニットの結合ドメインが、783〜860番目のアミノ酸に位置する77のアミノ酸領域に対応すると予測された。本発明者らは、77アミノ酸領域(813〜890番目)に対応するヒトβ1−アダプチンサブユニットの相同性配列を同定した。この77アミノ酸ヒト配列を用いて、本発明者らは、隣接するペプチドを含む5つのアミノ酸をシェアする11アミノ酸町の12ペプチドを設計した。本発明者らは、ヒトAP−1とヒトKIF13Aとの相互作用を妨げる能力について、それらの配列を試験した。これらのタンパク質は一様に発現するので、本発明者らは、HeLa細胞溶解物(非色素性細胞)と1μgの12ペプチドのそれぞれとをインキュベートすることにより、第1の相互作用スクリーニングを行った。AP−1複合体のγ−サブユニットを溶解物から免疫沈降し、免疫沈降物に対してKIF13A量の試験をした。本発明者らは、HeLa細胞溶解物とEK−11ペプチド(配列番号1)とのインキュベーションのみが、その相互作用を、参照又は他の設計ペプチドと比較して約52.6±7%の割合で顕著に低減できることを示した(図1)。さらに、本発明者らは、EK−11ペプチドが、HeLa細胞の場合と同様に、皮膚のメラニン形成細胞MNT−1細胞溶解物におけるAP−1/KIF13Aの相互作用を低減する(57.5±8%)ことも確認した(図2)。
工業目的で用いられ得る分子を見付けることを目的として、本発明者らは、AP−1/KIF13Aの相互作用を防止できるより短いペプチドを見付けるために、EK−11ペプチドをカバーし、包囲するペンタペプチドを設計した。本発明者らは、EK−11ペプチド(配列番号1)の最後の5アミノ酸に対応するQK−5ペプチド(配列番号16)が、メラニン形成細胞溶解物におけるAP−1とKIF13Aとの相互作用を、参照又はSS−5(配列番号28)(図2)等の他の5アミノ酸ペプチドと比較して低減した(図2)(56.1±6%、図3)。興味深いことに、EK−11ペプチドのインキュベーションにより得られた低減と同等の低減である(上記)。要するに、本発明者らは、QK−5ペプチドがメラニン細胞におけるAP−1とKIF13Aとの相互作用を防止することを示す。
本発明者らは、AP−1とKIF13Aとの相互作用の低減(図3)が皮膚のメラニン細胞におけるそれらの共局在の低減により反映されているのか否かを試験した。QK−5ペプチドを上記のように皮膚のメラニン細胞と共にインキュベートし、皮膚のMNT−1メラニン細胞におけるAP−1とKIF13Aとの共局在を定量するために、免疫蛍光試験を行った。本発明者らは、QK−5ペプチドのインキュベートが、それらのタンパク質の共局在を、参照と比較して約84.7±7%(図5;p<0.001)低減することを示し、それらの相互作用の物理的破壊(図2)がそれらの細胞内局在の空間的分離により起因することを示した。
本発明者らは、過去に、皮膚のメラニン細胞による細胞内でのメラニン色素の生成にAP−1/KIF13Aの会合が必要であることを示した(Delevoye et al., J Cell Biol. 2009 Oct 19;187(2):247-64)。従って、本発明者らは、QK−5ペプチドのインキュベーションが皮膚のMNT−1メラニン細胞の細胞内メラニン量に影響するか否かを試験した。MNT−1メラニン細胞を10μMのQK−5ペプチドを含む培地(毎日交換)で3日間培養し、細胞内メラニンを精製し、492nmにおける光学密度を検出することにより測定した。QK−5ペプチドのインキュベーションは、皮膚のMNT−1メラニン細胞における細胞内メラニン量を、参照と比較して約40%低減する(図4;p<0.05)。この結果は、QK−5ペプチドが細胞内に自由に拡散することを提示し、結果的にKIF13AとAP−1との相互作用を妨げることにより、QK−5が処理されたメラニン細胞によるメラニン生成を低減することを示す。
皮膚のメラニン細胞において、メラニン合成はメラノソームと呼ばれる膜結合型オルガネラで起こる(Raposo and Marks, Nat Rev Mol Cell Biol. Oct 2007; 8(10): 786-797)。本発明者らは、過去に、AP−1/KIF13Aの会合が、十分に色素沈着したメラノソームの形成に必要であることを示した(Delevoye et al., J Cell Biol. 2009 Oct 19;187(2):247-64)。従って、本発明者らは、AP−1とKIF13Aとの相互作用及び共局在の破壊(図2、3及び5)が、メラノソームの成熟に影響して色素沈着を低減する(図4)か否かを試験した。QK−5ペプチドは、上記のように皮膚のメラニン細胞とインキュベートし、電子顕微鏡法のための処理をした(材料と方法の項を参照)。それらの形態に基づいて、メラノソームは4つの異なる段階で存在し、その段階は、初期の非色素性メラノソーム(段階I及びII)から、初期の成熟メラノソーム(段階III、メラニンがそれらの内腔に蓄積され始める)、さらには十分に成熟したメラノソーム(段階IV、メラニンがメラノソームの内腔全体に満たされる)まで存在する。QK−5ペプチドと共に3日間インキュベートされたMNT−1細胞(図6の下の写真)は、参照(図6の上の写真)と比較して黒い色素の顆粒がほとんど見られず、十分に色素沈着したメラノソームの成熟化がQK−5処理細胞に影響することを示した。本発明者らは、H2O又はQK−5を処理したMNT−1細胞における各段階のメラノソームの数(総数の%で示す)を定量した。参照と比較して、QK−5処理されたメラニン細胞は、段階IIIのメラノソーム数を増加し、段階IVのメラノソーム数を低減し、初期の段階(I及びII)は影響が無かった(図7)。このデータは、十分に色素沈着した段階IVのメラノソームの成熟速度が、細胞にQK−5ペプチドを処理した際に低減することを提示し、図4に示す色素沈着の低減を説明する。
より小さい活性分子を見付けるために、本発明者らは、EK−11ペプチドに由来する、結果としてEN−5及びQK−5の2つのペンタペプチドに由来する複数のトリペプチド、すなわち、EL−3(EPL)、LN−3(LNN)、QA−3(QVA)及びAK−3(AVK)ペプチドを設計し、色素沈着を低減する能力を試験した。本発明者らは、EL−3又はLN−3のインキュベーションは、皮膚のメラニン細胞(≒12%)によるメラニン形成を適度に低減することを示した(図8)。さらに、本発明者らは、QK−5ペプチドに由来するトリペプチド(QA−3及びAK−3)を皮膚のMNT−1メラニン細胞と共にインキュベートした。本発明者らは、QA−3及びAK−3ペプチドの両方が、細胞内メラニン量を約20%低減した(図9;それぞれ23±7%及び22±8%、*はP<0.05)。さらに、本発明者らは、30μMのそれぞれのトリペプチドの存在下でヒトの再構築された色素性上皮を培養した。本発明者らは、PA−3及びAK−3ペプチドの両方が、対照と比較して、3Dヒト再構築色素性上皮の色素沈着を約20%低減することを示した(図10;それぞれ22.5±13%及び21±10%、*はP<0.1)。この結果は、QK−5に由来し、3アミノ酸長の小ささであるペプチドが、皮膚のメラニン細胞及び人工上皮の色素沈着を低減できることを示す。
本発明者らは、本明細書において、EK−11ペプチドに由来する5又は3アミノ酸(aa)の小ささのペプチドが、AP−1複合体とキネシンKIF13Aとの相互作用を妨げることができることを証明した。これらのペプチドは、これらのタンパク質の物理的会合のみならず、それらの空間的細胞内共局在にも影響する。AP−1及びKIF13Aは、メラノソームの成熟及び皮膚のメラニン細胞の色素沈着を維持するのに重要であるため、本発明者らは、そのようなペプチドが、十分に色素沈着したメラノソームの成熟速度を制御することにより皮膚のメラニン細胞の色素沈着に影響することを示した。また、本発明者らは、これらのペプチドが、皮膚のメラニン細胞、及び重要なことにはヒトの再構築色素性上皮の色素沈着を低減することを示した。要するに、本発明者らは、AP−1とKIF13Aとの相互作用を阻害する低分子ペプチドが、ヒトの皮膚の色素沈着を調整するための適切な新規のツールであり、新規の美白活性分子として用いられ得ることを示した。
Claims (20)
- 3〜15のアミノ酸長を有し、配列番号1のアミノ酸配列における少なくとも3つの連続するアミノ酸の配列を含むペプチド、その機能性誘導体又は生理学的に許容可能な塩の美白化粧剤としての使用。
- 前記ペプチドは、AVKのアミノ酸配列を含む、請求項1に記載の使用。
- 前記ペプチドは、AVK、VAVK(配列番号9)及びQVAVK(配列番号16)のアミノ酸配列の群から選択されるアミノ酸配列を含む、請求項2に記載の使用。
- 前記ペプチドは、AVK、VAVK(配列番号9)及びQVAVK(配列番号16)のアミノ酸配列の群から選択されるアミノ酸配列からなる、請求項2に記載の使用。
- 前記ペプチドは、QVAVK(配列番号16)のアミノ酸配列を含む、又はQVAVK(配列番号16)のアミノ酸配列からなる、請求項2に記載の使用。
- 前記ペプチドは、AVK、EPL、PLN、LNN、NNL、NLQ、LQV、QVA、VAV、及び配列番号1〜16のアミノ酸配列からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む、請求項1に記載の使用。
- 前記ペプチドは、(i)AVK、EPL、PLN、LNN、NNL、NLQ、LQV、QVA、VAV及び配列番号1〜16のアミノ酸配列、並びに(ii)配列番号1のアミノ酸配列のうちの連続する6つ、7つ、8つ、9つ又は10個のアミノ酸配列からなる群から選択されるアミノ酸配列からなる、請求項1に記載の使用。
- 前記ペプチドは、3〜11のアミノ酸長、好ましくは3〜7のアミノ酸長を有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の使用。
- 前記機能性誘導体は、レトロペプチド、レトロインベルソペプチド、ペプチド模倣薬及びメチル化アミド結合を有するペプチドからなる群から選択される、請求項1〜8のいずれか1項に記載の使用。
- 色素沈着過剰の予防又は治療に用いるための、請求項1〜9のいずれか1項に記載されたペプチド、その機能性誘導体又は生理学的に許容可能な塩。
- 前記色素沈着過剰は、肝斑、老人性黒子、にきびの後遺症の色素変化、光増感による色素沈着、磨耗、火傷、傷、皮膚疾患及び/若しくは接触アレルギーによる炎症後の色素沈着、イチゴツナギ皮膚炎、ツタウルシによる色素沈着、そばかす、並びに先天性巨大母斑、ベッカー母斑若しくはスピッツ母斑等の母斑からなる群から選択される、請求項10に記載のペプチド、その機能性誘導体又は生理学的に許容可能な塩。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載されたペプチド、その機能性誘導体又は生理学的に許容可能な塩と、生理学的に許容可能なキャリア及び/又は賦形剤とを含む化粧品又は医薬組成物。
- 局所投与用である請求項12に記載の組成物。
- 前記ペプチドはリポソームに含まれる、請求項12又は13に記載の組成物。
- 水中油型乳剤、油中水型乳剤又はシリコン中水型乳剤の形態である、請求項12又は13に記載の組成物。
- 1つ以上の追加の有効成分をさらに含む、請求項12〜15のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記追加の有効成分は、他の美白剤、有機若しくは無機の日焼け止め剤、角質溶解剤、剥離剤、保湿剤、軟化剤、収斂剤、防腐剤、抗糖化剤及び/又は抗酸化剤、ポリオール、ビタミン、レチノイン酸、レチナールデヒド、レチノール、パルミテート、プロピオネート、アセテート、ヒアルロン酸、抗炎症剤、無痛化剤、デオキシリボ核酸、リボ核酸、並びにそれらの混合物から選択される、請求項16に記載の組成物。
- 請求項12〜17のいずれか1項に記載の化粧品組成物をヒトの皮膚に局所的に適用することを含む、ヒトの皮膚を美白するための美容方法。
- 医薬としての請求項1〜9のいずれか1項に記載されたペプチド、その機能性誘導体又は生理学的に許容可能な塩。
- 化粧剤としての請求項1〜9のいずれか1項に記載されたペプチド、その機能性誘導体又は生理学的に許容可能な塩。
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