JP2019501263A - 硫酸化ヘパリン由来オリゴ糖及びその調製法と施用 - Google Patents
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Abstract
Description
を有し、血管平滑筋細胞の増殖を予防する用途がある、ヘパリン由来オリゴ糖ドデカマーを開示する。しかしながら、その発明のオリゴ糖には、腫瘍細胞の接着と移動を阻害する有意な能力はない。
(式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、Ra、Rb、Rc及びRdが独立してSO3 −又はHであり、Rx’、Ry’及びRz’が独立してCOCH3又はSO3 −であり、nが1〜3である)
によって表される構造を有する硫酸化ヘパリン由来オリゴ糖を提供する。
DP6、ヘパリン由来六糖誘導体:
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DP8、ヘパリン由来八糖誘導体:
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DP10、ヘパリン由来十糖誘導体:
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のいずれか1つである、又はその少なくとも2つの組合せであることが好ましい。
を表し、Iはα−L−イズロン酸を表し、Gはβ−D−グルクロン酸を表し、Aはα−D−グルコサミンを表す。NSはアミノ基におけるスルホン基を表し、2S、3S、6S等は糖環上の2−O、3−O、及び6−O位におけるスルホン基を表す。
(1)ヘパリナーゼでヘパリンを分解し、分離し精製してヘパリン由来オリゴ糖を得るステップ、及び
(2)ステップ(1)中で得たヘパリン由来オリゴ糖を硫酸化試薬で硫酸化して硫酸化ヘパリン由来オリゴ糖を得るステップを含む、第1の態様において記載した硫酸化ヘパリン由来オリゴ糖の調製法を提供する。
(1)Tris−HClバッファー、pH7.0であるバッファー内で8時間〜24時間4℃〜37℃において、15〜25IU/ヘパリン1gの量で加えるヘパリナーゼIでヘパリンを分解し、分解後に5〜10分間95℃で不活性化し、10kDaの限外濾過遠心分離用チューブを用いて限外濾過し、次いでカラムクロマトグラフィーにより分離し精製してヘパリン由来オリゴ糖を得るステップ、及び
(2)ステップ(1)中で得たヘパリン由来オリゴ糖を1〜12時間60℃〜120℃において硫酸化試薬で硫酸化して硫酸化ヘパリン由来オリゴ糖を得るステップを含む。
24gのヘパリンを採取し、240mLのTris−HClバッファー溶液を加え、それを攪拌して溶かし、480IUのヘパリナーゼIを加え、均質状態まで攪拌し、16時間10℃で酵素反応を施した。反応が終了した後、反応混合物を6分間の不活性化のため95℃まで加熱し、10kDaの限外濾過遠心分離用チューブを用いて限外濾過した。Bio−GelP−10(2.5×100cm)クロマトグラフィー用カラム及び溶離剤として0.2MのNH4HCO3を用いて濾過物を分離し、1.75〜2.15倍のカラム体積分画を回収しヘパリン四糖混合物を得て、1.35〜1.75倍のカラム体積分画を回収しヘパリン由来六糖混合物を得て、1.05〜1.35倍のカラム体積分画を回収しヘパリン由来八糖混合物を得て、0.85〜1.05倍のカラム体積分画を回収しヘパリン由来十糖混合物を得て、0.75〜0.85倍のカラム体積分画を回収しヘパリン由来十二糖混合物を得た。ロータリーエバポレーションによりNH4HCO3を除去した後、対応するヘパリン由来オリゴ糖を凍結乾燥によって得た。
0.54gのヘパリン由来オリゴ糖の出発物質を計量し、反応フラスコに移し、25mLの無水DMFを加え、攪拌して溶かした。攪拌しながら、0.86gの(CH3)3N・SO3を計量し、前述の溶液に徐々に加え、10分間攪拌した。反応フラスコには適切にキャップを付け、油浴中に80℃で置き4時間攪拌した。室温まで冷却放置する前に反応を停止させた。固体は90mLの精製水中に溶かし、pHは2MのNaOHでほぼ中性に調節した。100〜500Daの分子量カットオフがある透析用バッグに溶液を移し、3日間の透析後、BaCl2を用いて透析物を検出し、多量のサルフェートラジカル(sulfate radicals)がその中に存在するかどうか決定した。存在しない場合、最初にpHを2MのNaOHで中性に調節し、ロータリーエバポレーターで約10mLに濃縮した。混合物はP2カラムに充填し、精製水で溶出し、溶出液はフラクションコレクターを用いて回収した。232nmにおける吸光度を検出してヘパリン由来八糖誘導体の位置を決定し、回収した溶液はBaCl2を用いて検出して多量のサルフェートラジカルがその中に存在するかどうか決定し、ヘパリン由来八糖硫酸化誘導体の無塩分画を回収した。この物質を約10mLに濃縮し、Dowex陽イオン交換カラムに充填し、精製水で溶出し、溶出液はフラクションコレクターを用いて回収し、232nmにおける吸光度を検出してヘパリン由来八糖誘導体の位置を決定した。ヘパリン由来八糖誘導体を含む分画を回収し、0.1M高純度NaOH溶液を用いてpH7.0に慎重に調節し、濃縮し凍結乾燥して20%硫酸化ヘパリン由来オリゴ糖を得た。
硫酸化ヘパリン由来オリゴ糖のヘパラナーゼ阻害活性を、参照文献[Hammond E,Li CP,FerroV.Development of a colorimetric assay for heparanase activity suitable for kinetic analysis and inhibitor screening.Anal.Biochem.2011;396:112−116]中に記載された方法で決定した。詳細には、実験手順は以下の通りであった。
阻害率=(1−試料の吸光度値/対照の吸光度値)×100%
この実施例中では、以下の方法を利用して20%及び60%硫酸化ヘパリン由来八糖の細胞接着を決定した。
阻害率=(1−処理群の吸光度値/対照群の吸光度値)×100%
この実施例中では、以下の方法により40%及び60%硫酸化ヘパリン由来八糖で細胞移動を測定した。
(1)試験前に、トランスウエル(Transwell)チャンバーを24ウエルプレート中に置き、600μLのDMEM液体培地を下部チャンバーに加え、100μLのDMEM液体培地を上部チャンバーに加え、チャンバーは更なる使用のためインキュベーター内に一晩放置した;
(2)細胞の調製:対数増殖期中のHeLa細胞を採取し、パンクレアチンで消化し、細胞濃度を計算し、細胞は(ヘパリン又はヘパリン由来オリゴ糖を加えず対応する体積のPBSのみ加えた)対照群と(ヘパリンと硫酸化ヘパリン由来八糖をいずれも62.5μg/mLの濃度で加えた)試験群に分けた。2.5%BSAを含有する無血清DMEM培地及び対応するヘパリン由来オリゴ糖を含有する無血清、2.5%BSA DMEM培地で細胞を希釈し、細胞濃度を1mLあたり2.5×105個細胞に調節した。
(3)5%FBSを含有する800μLの培養培地をトランスウエルチャンバーの下部チャンバーに加えた。
(4)ステップ(2)中の400μLの細胞懸濁液をトランスウエルチャンバーの上部チャンバーに加えた。
(5)チャンバーを8時間5%CO2下で37℃において、インキュベーター内でインキュベートした。
(6)上部チャンバー中の液体を注意深く除去し、チャンバー膜の内部表面をコットンスワブで軽く拭いて非移動細胞を除去した。チャンバー膜の損傷を回避するため、作業は穏やかでなければならないことに留意しなければならない。
(7)400μLの細胞染色液を含有する別の24ウエルプレートにチャンバーを移し、細胞は10分間室温で染色した。
(8)トランスウエルチャンバーを蒸留水で3〜5回軽く洗浄し、自然乾燥させるため室温で放置した。
(9)細胞は顕微鏡下で計数し写真撮影した。
(10)別のクリーンな24ウエルプレートにチャンバーを移し、200μLの細胞溶解液を各ウエルに加え、チャンバーはシェーカー上に置いた。
(11)室温で10分間のインキュベーション後、100μLの細胞溶解液を96ウエルプレートに加え、吸光度値を560nmで読み取った。ヘパリン対照群を参照として、移動率及び阻害率を以下の式に従い計算した:
移動率=処理群の吸光度値/対照群の吸光度値×100%
阻害率=[1−(処理群の接着率/対照群の接着率)]×100%
この実施例中では、以下の方法に従い40%及び60%硫酸化ヘパリン由来八糖の抗腫瘍転移活性を決定した。
Claims (10)
- 硫酸化ヘパリン由来オリゴ糖分子がその非還元末端にヘパリナーゼによる酵素分解から生じた不飽和二重結合を含有し、ウロン酸誘導体及びグリコシルアミン誘導体を含み、式I:
(式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、Ra、Rb、Rc及びRdが独立してSO3 −又はHであり、Rx’、Ry’及びRz’が独立してCOCH3又はSO3 −であり、nが1〜3である)
によって表される構造を有することを特徴とする、硫酸化ヘパリン由来オリゴ糖。 - 式I中、各二糖単位内のスルホン基の数が平均2以上であり、各二糖単位内のアセチル基の数が平均0.5以下であり、各二糖単位内グルコサミン中6位及び3位におけるスルホン基の数がいずれも平均0.5以上であり、
式I中のウロン酸がグルクロン酸又はイズロン酸であることが好ましく、
式I中に含有されるカルボキシル及び/又はスルホン基と塩を形成する陽イオンがNa+、K+又はCa2+からなる群から選択されることが好ましいことを特徴とする、請求項1に記載の硫酸化ヘパリン由来オリゴ糖。 - 以下の構造を有する化合物:
DP6、ヘパリン由来六糖誘導体:
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ΔU3S−ANS−I3S−ANS3S−G3S−ANS3S6S
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DP10、ヘパリン由来十糖誘導体:
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のいずれか1つである、又はその少なくとも2つの組合せであることを特徴とする、請求項1又は2に記載の硫酸化ヘパリン由来オリゴ糖。 - 以下のステップ:
(1)ヘパリナーゼでヘパリンを分解し、分離し精製してヘパリン由来オリゴ糖を得るステップ、及び
(2)ステップ(1)中で得たヘパリン由来オリゴ糖を硫酸化試薬で硫酸化して硫酸化ヘパリン由来オリゴ糖を得るステップを含むことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の硫酸化ヘパリン由来オリゴ糖の調製法。 - ステップ(1)中のヘパリナーゼがヘパリナーゼIであることを特徴とする、請求項4に記載の調製法。
- ステップ(1)においてヘパリナーゼでヘパリンを分解するとき、バッファー、好ましくはTris−HClバッファー、pH7.0を加える必要があり、
ステップ(1)中で加えるヘパリナーゼの量が15〜25IU/ヘパリン1g、好ましくは18〜23IU/ヘパリン1gであることが好ましく、
ステップ(1)中のヘパリナーゼによるヘパリン分解に関する温度が4℃〜37℃、好ましくは8℃〜25℃であることが好ましく、
ステップ(1)中の分解に関する時間が8〜24時間、好ましくは10〜20時間であることが好ましく、
ステップ(1)中のヘパリナーゼによるヘパリンの分解が、分解後に5〜10分間、好ましくは5〜8分間、及びより好ましくは6分間、95℃での不活性化を含むことが好ましく、
ステップ(1)中の分離が限外濾過、好ましくは10kDaの限外濾過遠心分離用チューブを用いた限外濾過を含むことが好ましく、
ステップ(1)中の精製がカラムクロマトグラフィーによる分離及び精製であることが好ましいことを特徴とする、請求項4又は5に記載の調製法。 - ステップ(2)中の硫酸化の前に、ステップ(1)中で得たヘパリン由来オリゴ糖に膨張処理を施し、
膨張処理に使用する溶媒がDMFであることが好ましいことを特徴とする、請求項4〜6のいずれか一項に記載の調製法。 - ステップ(2)中の硫酸化試薬が(CH3)3N・SO3であり、
ヘパリン由来オリゴ糖1gに対して、硫酸化試薬の量が1〜10gであることが好ましく、
ステップ(2)中の硫酸化に関する温度が60℃〜120℃であることが好ましく、ステップ(2)中の硫酸化に関する時間が1〜12時間であることが好ましいことを特徴とする、請求項4〜7のいずれか一項に記載の調製法。 - 以下のステップ:
(1)Tris−HClバッファー、pH7.0であるバッファー内で8時間〜24時間4℃〜37℃において、15〜25IU/ヘパリン1gの量で加えるヘパリナーゼIでヘパリンを分解し、分解後に5〜10分間95℃で不活性化し、10kDaの限外濾過遠心分離用チューブを用いて限外濾過し、次いでカラムクロマトグラフィーにより分離し精製してヘパリン由来オリゴ糖を得るステップ、及び
(2)ステップ(1)中で得たヘパリン由来オリゴ糖を1〜12時間60℃〜120℃において硫酸化試薬で硫酸化して硫酸化ヘパリン由来オリゴ糖を得るステップを含むことを特徴とする、請求項4〜8のいずれか一項に記載の調製法。 - 抗腫瘍転移用医薬品の製造における、請求項1〜3のいずれか一項に記載の硫酸化ヘパリン由来オリゴ糖の使用。
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